JP2009534604A - 油圧駆動システムと、これに用いられる改良された濾過サブシステム - Google Patents

Abstract

静油圧ポンプ−モーターユニット（35）を含む油圧駆動システム（11）であり、このユニットは、ポンプモードでは、このポート（A）から高圧アキュムレーター（41）を加圧し、モーターモードでは、高圧アキュムレーターからの加圧流体によって駆動される。ポンプ−モーターユニット（35）の反対のポート（B）と連通する低圧源（39）と、これらの間に濾過回路（107）も含む。濾過回路（107）は、ユニットがポンプモードの時、低圧源（39）からポート（B）まで制限のない第一流路を定め、ユニットがモーターモードの時、ポート（B）から低圧源（39）まで第二流路を定める。第二流路は、濾過開閉弁（121）と濾過（127）を続けて通る一つの経路部（125）と、これと平行に、制御された流れの制限（135）を通る他の経路部を含む。従って、モーターモードの時にのみ濾過が生じ、濾過される流体の割合を予め定めることができる。

Description

本発明は、自動車の操作サイクルの一部分ではポンプとして操作され、自動車の操作サイクルの他の部分ではモーターとして操作される、ポンプ−モーターユニットを含むタイプの油圧駆動システムに関する。より具体的には、本発明は、この駆動システムの制御用の改良された制御回路と、このような油圧駆動システムに用いられる濾過（フィルタ）サブシステムに関する。

本出願は、２００４年４月２１日付け、出願番号１０/８２８、５９０号のロドニー ヴイ．シンによる「油圧駆動システムと、これに用いられる改良された濾過サブシステム」に関する米国特許出願の一部継続(ＣＩＰ)出願であって、上記のものはさらに、２００３年７月２２日付け、出願番号１０/６２４、８０５号のロドニー ヴイ．シンによる「油圧駆動システムと、これに用いられる改良された濾過サブシステム」に関する米国特許出願の一部継続(ＣＩＰ)出願である。

本発明の制御回路と濾過サブシステムは、自動車の操作サイクルの少なくとも大部分の間、主要な自動車の変速機として効果的に機能する駆動システムを含む、様々なタイプの油圧駆動システムに用いることができるが、本発明は特に、自動車の油圧再生ブレーキシステムの部分を含む油圧駆動システムに用いられる時に効果的なので、以下、この場合について説明する。

再生ブレーキ性能を有する自動車の油圧駆動システムにおいて、後輪駆動タイプの自動車を仮定して、例示的にのみ示すと、主要駆動トルクは、エンジンから、通常の機械的な変速機を介して伝達されてから、通常の駆動ラインを用いて後方の駆動輪に伝えられている。ブレーキ中（つまり、「減速−加速」サイクルのブレーキ部分中）、移動する自動車の運動エネルギーは、静油圧（hydrostatic）ポンプ−モーターユニットによって変えられるが、これは、ポンプモードで操作されるように指示されて、ポンプ−モーターユニットは高圧アキュムレーターをチャージする。自動車が続けて加速された時、静油圧ポンプ−モーターユニットはモーターモードで操作されるように指示されて、高圧アキュムレーター内に蓄積された高い圧力をポンプ−モーターユニットに送る。ポンプ−モーターユニットがモーターとして操作される結果としての出力トルクは、自動車の駆動ラインに伝達される。

よって、当該技術分野における当業者であれば、上述したタイプの駆動システムであって、再生ブレーキ性能を有するものに本発明が特に適している幾つかの理由について理解するであろう。まず、このようなシステムは、典型的に、参照された高圧アキュムレーターだけでなく、低圧源も含むが、これは、オープンリザーバーや低圧アキュムレーターに限定されない。しかしながら、駆動システム内に高圧アキュムレーターと低圧源を設けることで、構成の幾つかの面や駆動システムの制御を複雑にしている。第二に、自動車のサイクルの一部分ではポンプモードとして操作され、自動車のサイクルの一部分ではモーターモードとして操作される、ポンプ−モーターユニットを設けることで、駆動システムとこの制御に対して、さらなる要求や複雑さを導入している。

本発明が関係するタイプであって、再生ブレーキを達成するために用いられる油圧駆動システムに見受けられる複雑さの一つは、オイルの適切な濾過を確保するために必要とされている。通常の閉ループの静油圧変速機、又はＨＳＴ（つまり、ポンプとモーターの組合わせ）において、通常の適切な操作サイクルでは、ポンプはほとんど常にポンプとして機能して、モーターはほとんど常にモーターとして機能している。このような閉ループＨＳＴシステムでは、ケースの幾つかの部位には、熱交換器と濾過器のような部品を含む平行な回路を通るようにドレイン流体を向かわせることがあるが、この後、この流体は、典型的に、チャージポンプによって閉ループ回路に戻されている。

本発明の油圧駆動システムでは、別体のポンプユニットとモーターユニットの替わりに、上述したポンプ−モーターユニットを設ける。本発明の油圧駆動システムに用いられるタイプのポンプ−モーターユニットの二つのモード性能の視点では、閉ループＨＳＴシステムで典型的に用いられており、上述した「平行な経路」の濾過回路のタイプを、単に用いることはできない。さらに、本発明が関係するタイプの油圧駆動システム内で、典型的な閉ループＨＳＴシステム内の流体の流れの「方向」が操作サイクルを通じて同じままに保たれる際、全油圧システムの多くの部分では、一つの操作モード（例えば、減速）中に、流体が一方向に流れることを「見る」ことができ、他のモード（例えば、加速）中に、流体が反対方向に流れることを「見る」ことができる。油圧回路技術分野における当業者には公知なように、通常の操作の一部で流れを逆にするような回路内に、従来の濾過エレメントを用いることはできない。

例示的にのみ示すと、本発明が関係するタイプの油圧駆動システムでは、ポンプ−モーターユニットの入口と流れがつながるような関係で、濾過回路や濾過エレメントを配置することは推奨されていない。ポンプ−モーターユニットがポンプモードで操作される時、ポンプの入口とつながるように濾過エレメントを設けることは、（特に、濾過エレメントが汚染粒子の相当量を既に集合した後は）ポンプの入口の流れを制限させるので、（ポンプモードで）ユニットにキャビテーションをもたらして、全駆動システムから過度で、不快なノイズが発せられることがある。同時に、（モーターモードで操作される時に）ユニットの出口とつながるように濾過エレメントを設けることは推奨されていないが、この理由は、ユニットを横切る全圧力低下を増大させて、駆動システムの全体的な効率を減少させるためである。他の不快な結果として、濾過エレメントが汚染粒子を集合するにつれて、ユニットを横切る圧力低下が変化するため、全システム性能も同様に変化することがある。（モーターモード時に）ユニットの出口とつながるように濾過エレメントが設けられる場合、濾過エレメントが破損して、全システムをかなり汚染させるおそれがある。さらに、関連する大きなフローレートのため、特に自動車の分野では、濾過エレメントを望ましいと考えられている以上に大きくする必要がある。

従って、本発明は、上記従来技術の短所を克服するように、自動車の油圧再生ブレーキシステムと共に利用可能なタイプの、改良された油圧駆動システムと、この制御回路を提供することを目的とする。

また、本発明は、ユニットがポンプモードの時とユニットがモーターモードの時の双方で、濾過エレメントが汚染粒子を集合する際にシステムの性能に実質的な変化をもたらすことなく、システムと、ポンプ−モーターユニットの要求を満たすことができる、濾過サブシステムを含む、改良された油圧駆動システムを提供することを目的とする。

さらに、本発明は、上述した目的を達成し、二つの異なる流路を定めて、このうち第一のものは、ポンプ−モーターユニットのポンプ時に比較的にわずかな流れの制限を提供するように構成され、第二のものは、ユニットのモーター時に制御された濾過を達成するように構成された、改良された濾過サブシステムを提供することを目的とする。

本発明の上述した目的と他のものは、エンジンと、エンジンから駆動軸まで駆動トルクを伝達するように操作可能な駆動ラインを含む自動車に用いられるのに適する、改良された油圧駆動システムを提供することで達成できる。この駆動システムは、静油圧ポンプ−モーターユニットを含むが、これは、ポンプモードでは、駆動ラインから駆動トルクを受取るように操作可能であって、かつ、モーターモードでは、駆動トルクを駆動ラインに伝達するように操作可能である。高圧アキュムレーターをポンプ−モーターユニットの第一ポートとモード弁手段を介して流体接続しており、これによって、ポンプ−モーターユニットがポンプモードの時、加圧流体をポンプ−モーターユニットから高圧アキュムレーターに送っている。また、ポンプ−モーターユニットがモーターモードの時、加圧流体を高圧アキュムレーターからポンプ−モーターユニットまで送っている。低圧源は、ポンプ−モーターユニットの第二ポートとつながっている。

この改良された油圧駆動システムは、低圧源とポンプモーターユニットの間に設けられた濾過回路によって特徴付けられている。この濾過回路は、ポンプ−モーターユニットがポンプモードの時、低圧源から第二ポートまで、比較的に制限のない、第一の流路を定める。また、この濾過回路は、ポンプ−モーターユニットがモーターモードの時、第二ポートから低圧源まで、第二の流路を定める。この第二の流路は、濾過開閉弁（シャットオフバルブ）と濾過エレメントを連続して通る一つの経路部と、これと平行して、制御された流れの制限を通る他の経路部を含み、これによって、第二ポートからの流体の流れの一部は、濾過エレメントを通って流れて、第二ポートからの流体の流れの残りは、制御された流れの制限を通るように流れる。

本発明のより限定された特徴に従うと、油圧駆動システムは、濾過開閉弁と濾過エレメントを除く濾過回路によって定められる、比較的に制限のない、第一の流路によって特徴付けられる。

以下、添付した図を参照するが、これら図は、本発明を制限することを意図したものではない。図１には、本発明の油圧駆動システムが特に適するタイプの自動車の駆動システムが示されている。図１に概略的に示されている自動車のシステムは、４つの駆動輪Ｗを含むが、本発明は、四輪駆動（又は、４つの駆動輪）の自動車に限定されず、２つの車輪によってのみ駆動される自動車にも適用することができ、この場合、２つの駆動輪は、後方の駆動輪でもよく、前方の駆動輪でもよいことを理解されたい。駆動輪Ｗの各々には、通常のタイプの車輪ブレーキＢが操作可能に関連しているが、この詳細は、本発明を形成しないため、以下、車輪ブレーキＢについては簡単にだけ参照する。好ましくは、車輪ブレーキＢは、当該技術分野の当業者には公知になりつつあり、商業的にも利用可能となっているタイプの全ＥＨＢ（electro-hydraulic brake）システムの一部である。

この自動車は、符号１１で概略的に示しているように、自動車の駆動システムを含み、これは、自動車のエンジン１３と変速機１５を含んでいる。理解できるように、エンジン１３、変速機１５の特定のタイプや、これらの詳細、また駆動システムの構成等は、添付した特許請求の範囲で特に限定していない限り、本発明を形成しないため、ここでは詳細に説明しない。さらに、本発明は、通常、「エンジン」と考えられているものの特定の利用形態に限定されておらず、本発明の範囲内における「エンジン」についての参照は、任意のタイプの動力源や他の原動機を意味し、含むことができることを理解されたい。

符号１７で概略的に示しているように、変速機１５から後方に延びるように駆動ラインがある。この実施形態では、例示的にのみ示すが、駆動ライン１７は、前方の駆動軸１９と、中間の駆動軸（図１では見えない）と、後方の駆動軸２３と、中間の車輪用のディファレンシャル２５と、左右の後方の駆動軸２７及び２９を含む。当該技術分野における当業者ならば、本明細書を読んで、理解することで、駆動ライン１７は、軸１９と２３を含むように図示して、説明されているが、これは主に全体的な自動車の駆動システム１１の理解を容易にするためであって、限定的なものではないことを理解するであろう。

駆動システム１１は、この実施形態では、左右の前方の駆動軸３１及び３３も夫々同様に含む。図１を主に参照すると、上述した、かなり一般的な「機械的な」部品に加えて、駆動システム１１は、概略的に符号３５で示しているように、静油圧ポンプ−モーターユニットも含んでおり、このポンプ−モーターユニット３５の前方には、弁マニフォールド３７を設けている。弁マニフォールド３７の前方部には、低圧源３９が取り付けられているが、これは図１及び２には低圧アキュムレーターとして示されており、また、弁マニフォールド３７の後方部には、高圧アキュムレーター４１が取り付けられているが、この特定の実施形態のものは、逆にしたり、変更したり、幾つかの他の仕方で再構成することは可能である。弁マニフォールド３７（後述するものを除き）とアキュムレーター３９及び４１の特定の構成と詳細は、本発明の基本的な特徴ではないため、これら各々の構成の詳細については、本明細書では、図示したり、詳述しないことを理解されたい。替わりに、これら各々の一般的な機能と操作については、図２に概略的に示したシステムと合せて、簡単に説明するが、本発明の制御回路と濾過サブシステムの説明用に「環境」として油圧駆動システムの幾つかの操作モードを説明するのに必要な範囲に限定する。当該技術分野における当業者であれば、図１と２に低圧アキュムレーターとして示した低圧源３９は、閉ループ回路用だが、この替わりに、開ループ回路用のオープンリザーバーでもよいことを理解するであろう。従って、この説明において、低圧アキュムレーターに付けられる全ての参照は、単に説明を容易にするものであって、いかなる仕方でも本発明を限定することを意図したものではない。

図１に示した全油圧駆動システムの理解を助けるため、続けて図１を主に参照して、ポンプ−モーターユニット３５について幾分より詳しく説明する。ポンプ−モーターユニット３５は、符号４３で概略的に示しているように、クラッチアセンブリ部と、符号４５で概略的に示しているように、ポンプ−モーター部を含む。理解できるように、中間の駆動軸は、静油圧ポンプ−モーターユニット３５を完全に貫通するように延びているが、好適には、この前方端部に、ユニバーサルジョイントカップリング（ここでは図示せず）を含み、前方の駆動軸１９と接続させている。同様に、中間の駆動軸は、好適には、この後方端部に、ユニバーサルジョイントカップリング（ここでは図示せず）を含み、後方の駆動軸２３と接続させているが、本発明の範囲内で、図示して、説明した特定の構成を、逆にしたり、幾つかの他の仕方で変更することは可能である。

ここで図２について主に参照すると、理解できるように、ポンプ−モーターユニット３５と二つのアキュムレーター３９及び４１の他、図２の油圧概略図に示した全てのものは、典型的に、弁マニフォールド３７内に含まれるが、図１や、添付された弁マニフォールド３７を参照されたい。また、ポンプ−モーターユニット３５がニュートラル（変位ゼロ）状態の時（これは、自動車が減速−加速サイクルにない時）は常に、図２に示した油圧システム内では、ポンプ−モーターユニット３５と二つのアキュムレーター３９及び４１の間には、実質的な流れは存在しない。しかしながら、このようなシステムの技術分野における当業者には公知なように、各アキュムレーター３９及び４１のプレチャージのため、以下において詳述するように、ポンプ−モーターユニット３５がこのニュートラル状態の時ですら、システムは「加圧」されたままになる。

弁マニフォールド３７内に含まれる、油圧システムは（図２に示すように）、モード制御弁８１と、これと操作可能に関連付けられるステップオリフィス制御弁８３と、ソレノイド型のモードパイロット弁８５を含む。弁８１、８３及び８５の機能と操作は、以下において幾らかより詳しく説明されるが、これら弁８１、８３及び８５に関する以下の説明は本発明について例示的に、可能なものを示すものであって、本発明を限定するものではない。

ポンプ−モーターユニット３５は、可変変位タイプであって、このため、何らかの種類の変位−変化手段を含むが、例えば、図２に、符号８７及び８９で示したようなタイプの一対の流体圧力サーボアクチュエーターを含む。サーボアクチュエーター８７及び８９は、油圧的に、典型的な電気−油圧制御器９１の出口に対して接続される。制御器９１の機能は、スワッシュプレート９５の所望の角度と変位を得るのに適するように、流路９３から加圧流体をサーボアクチュエーター８７と８９のいずれかに送ることであるが、この全ては、ポンプとモーターの技術分野、特に、軸流ピストンポンプの技術分野における当業者には一般的に公知である。本発明に関するタイプの油圧駆動システムの技術分野における当業者であれば、典型的なＨＳＴシステムと同様に、ポンプ−モーターユニット３５のスワッシュプレート９５から制御器９１まで機械的なフィードバックが存在できることを理解するであろう。しかしながら、好ましくは、制御器９１へのフィードバックは、スワッシュプレート９５の位置を示す場合においても、電気的に行われる。尚、本発明の範囲内では、任意のタイプのフィードバックを用いることができることを理解されたい。

図２に示しているように、高圧アキュムレーター４１と電気−油圧制御器９１の間にはつながるように隔離弁（isolation valve）９７があるが、これは、好ましくは、ソレノイド操作されるポペット型の弁である。油圧駆動システム１１が操作される時は常に、隔離弁９７は「オン」であり、つまり、高圧アキュムレーター４１から制御器９１まで高い圧力が自由に流れる。また、油圧駆動システム１１が「オフ」の時は常に、隔離弁９７は図２に示す位置までばね付勢されて、ポンプ−モーターユニット３５と制御器９１を高圧アキュムレーター４１から油圧的に「隔離された」ままに保って、システムが操作されない間、アキュムレーター４１が制御器９１を通って「漏出」させないようにする。駆動システムが「オフ」であることの参照は、自動車が減速−加速サイクルにない時の自動車の操作サイクル部分と、自動車が全く操作されない時（エンジン「オフ」状態）の場合の双方を意味して、含むことを理解されたい。

続けて主に図２を参照すると、駆動システム１１は、符号９９で概略的に示しているように、バイパス弁アセンブリを含み、これはまた、「アンロード」弁や「ダンプ」弁としても参照されることがあるが、これら用語は、弁の技術分野における当業者ならば十分に理解できるであろう。従って、エンジンが「オフ」の時（流路９３、１０９及び１１１内に駆動圧力が存在しない）は常に、バイパス弁アセンブリ９９は、ポンプ−モーターユニット３５を「アンロード」して、駆動ライン１７に対して意図されないトルクが伝達されないようにする。油圧回路の技術分野における当業者には公知なように、バイパス弁アセンブリ９９は、典型的に、このような回路に含まれて、ポンプ−モーターユニット３５を「アンロード」する。当該技術分野における当業者ならば、バイパス弁アセンブリ９９のような、所定のサブ−システムの特定の構成と操作を決定することは可能であると思われる。

また、油圧駆動システム１１は、図２に、符号１０１で概略的に示しているように逃がし弁（リリーフ弁）を含み、閉鎖位置に向けてばね付勢している。逃がし弁１０１の入口は、流路１０３とつながっているが、これは入口を、高圧アキュムレーター４１のポートとモード制御弁８１の入口とつなげている。流路１０３内の圧力が所定の最大値を超える時は常に、逃がし弁１０１は、流路１０３から流路１０５までの流通を許容する点（以下の説明から明らかになるように、システムの「低圧」側と考えることができる）に付勢される（図２の「下方」）。さらに、図２を参照すると、油圧駆動システム１１は、符号１０７で概略的に示しているように濾過回路を含むが、これについては、以下において詳述される。

図２と３を合せて参照すると、ポンプ−モーターユニット３５は、符号Ａで示すポートを含むことが解るが、これは、流路１０９によって、モード制御弁８１に対して接続されている。また、ユニット３５は、符号Ｂで示すポートを含み、濾過回路１０７と流体接続されている流路１１１と、また流路１０５によって、流路１０５と１１１が、上述したように、システムの「低圧」側を構成する。以下の説明から理解できるように、ポンプ−モーターユニット３５がポンプモードの時、ポートＡは出口ポートであり（図２と３のポンプシンボルの矢印参照）、また、ユニット３５がモーターモードの時、ポートＡは加圧入口ポートで、ポートＢは排出側で、出口ポートである。

再度図２を主に参照して、油圧駆動システム１１の一般的な操作について簡単に説明する。上述したように、自動車が減速と加速のいずれでもない時、ポンプ−モーターユニット３５（図１のポンプ−モーター部４５）は、中間の駆動軸からクラッチを外されて、図１に示した全体的な自動車の駆動システムは、油圧駆動システム１１があたかも存在しないのと同様の仕方で操作される。

自動車の運転手がブレーキ操作を開始する時、一つの結果として、クラッチアセンブリ部４３が作動して、このため、ポンプ−モーターユニット３５が駆動軸に対してクラッチされて、電気−油圧制御器９１に対して適当な指令が提供されて、駆動ライン１７の回転が（自動車が前方に移動しながら）ポンプ−モーターユニット３５をポンプさせて加圧流体をポートＡから流路１０９に送るような方向に、スワッシュプレート９５を移動させる。油圧再生ブレーキシステムの技術分野における当業者には公知なように、スワッシュプレート９５の移動（従って、駆動ライン１７の回転毎の流体出力）は、典型的に、自動車の運転手がブレーキペダルを押込む度合いと比例する。当該技術分野における当業者であれば、運転手によって加えられるブレーキトルクや、ブレーキペダルの変位に対して比例するようにスワッシュプレート９５の移動を設定することは公知であるが、スワッシュプレート９５の移動を設定するために選ばれる特定の手段や、基準は、本発明にとって本質的なものではないことを理解されたい。

ポンプ−モーターユニット３５をポンプモードにして、流路１０９を通って流れる加圧流体がポペット部材１１３をモード制御弁８１内で着座しないようにするので、加圧流体が流路１０３内に流れて、さらに、ここから高圧アキュムレーター４１を加圧する。この実施形態では、例示的にのみ示すと、高圧アキュムレーター４１はガス−チャージタイプである。油圧は必要なように保たれて、オイルの最小の量が常に高圧アキュムレーター４１内に保持されるようにする（つまり、常に、流路９３と１０３の双方の最小のチャージがある）。典型的な減速サイクルの終わりには、高圧アキュムレーター４１は最大システム圧力までチャージされるが、これは典型的に約５０００psiである。

ブレーキサイクルの減速部が完了して、自動車の運転手がブレーキペダルを解放して、アクセルの押込みを開始する時、適当な信号が電磁制御器９１に送られて、これがポンプ−モーターユニット３５をポンプモード（上述したもの）から、モーターモードに移動させる。モーターモードでは、スワッシュプレート９５は、ユニットがポンプモードであった時（つまり、スワッシュプレート９５が「オーバーセンター」に行く）のものとは反対の傾斜で配置される。ポンプ−モーターユニット３５がモーターモードの時、スワッシュプレート９５は移動して、ポンプ−モーターユニット３５を通る流れ（ポートＡからポートＢ）がポンプ−モーターユニット３５を駆動ライン１７までトルクを伝えるようにして、自動車の前方移動に対応した方向で駆動ライン１７を駆動させる傾向がある。この実施形態では、例示的にのみ示すと、モード制御弁８１は、加圧流体が流路１０９から流路１０３（つまり、ポンプモードで）まで常に流動できるように構成される。しかしながら、ポペット部材１１３の開放を助ける適当なパイロット信号１１５がある、このソレノイドまで、モードパイロット弁８５が適当な入力信号を受取った時にだけ、高圧流体の比較的に制限のない流れを、アキュムレーター４１から流路１０３を通って流して、さらに流路１０９を通ってポンプ−モーターユニット３５のポートＡまで流すことを許容する。

この実施形態では、例示的にのみ示すと、低圧アキュムレーター３９もガス−チャージタイプであって、常に、ポンプ−モーター入口ポートＢで最小の入口チャージ圧力を保つが、この実施形態では、例示的にのみ示すと、約５０psiである。サイクルの減速部の終わりに向かう時ですら、ユニット３５の後ろは、高圧アキュムレーター４１までポンプされる。サイクルの加速部の完了後は、低圧アキュムレーター３９がオイルのほとんど全てを含む時、低圧アキュムレーター３９内の圧力が、この実施形態では、例示的にのみ示すと、約１５０psiまで上昇する。

次に、図３を主に参照して、濾過回路１０７について説明する。流路１０５と１１１がシステムの低圧側を含むことについては上述したが、低圧アキュムレーター３９の存在のため、流路１１１内の圧力は、決して、システムの通常の操作中には、基本的にゼロ又は、多くの油圧システムの場合には、リザーバー圧力になることはないことを理解されたい。替わりに、上述したように、例示的にのみ示すが、低圧アキュムレーター３９は、本発明のこの実施形態では、流路１１７と１１１が少なくとも約５０psiの圧力に保たれることを確保する。図２からも理解できるように、低圧アキュムレーター３９のポートは、流路１１７によって、濾過回路１０７と流通する（図３にも部分的に示している）。

あるいは、図１と２に示して上述した低圧アキュムレーター３９の替わりに、油圧駆動システム内で低圧源３９としてオープンリザーバーが用いられる場合には、チャージポンプ（図示せず）をシステム内に含むことが必要となる。チャージポンプ（図示せず）は、ポンプ−モーターユニット３５の入口にチャージ圧力を提供して、キャビテーションを防ぎ、流路１１７と１１１が最小の圧力で保たれることを確保できるようにする。

ここで図４とともに図３を参照すると、濾過回路１０７は、典型的に濾過マニフォールド内に設けられ、これは図３には概略的にだけ示されているが、図４には弁ハウジングとして示されており、概略的に符号１１９が示されている。濾過マニフォールド１１９内には、二位置、二方向の濾過開閉弁１２１が設けられており、これは、開放位置（図３の流れの位置「Ｆ」）に向かってばね付勢されているが、開閉弁１２１は、例えばハンドル１２３のような、任意の適当な手段によって、手動的に、ここを通る流れを防ぐ位置（図３の隔離の位置「Ｉ」）まで移動できる。図３で開放位置に示した濾過開閉弁１２１では、低圧流体は流路１１１から流路１２５まで流動でき、これは図３には濾過マニフォールド１１９の外側に延びるように示されているが、この理由は以下において後述される。流路１２５は、濾過エレメント１２７の「入口」側と流通しており、濾過エレメント１２７の「出口」は、流路１２９を用いて逆止弁（チェック弁）１３１（これは、濾過エレメント１２７を通る流れの逆流を防ぐ）の入口と接続されており、また、ここから流路１１７とつながっている。

また、流路１１１は、符号１３３で概略的に示されているオリフィスと弁のアセンブリの一方のポートと接続されており、このアセンブリ１３３の他方のポートは、流路１１７と開放してつながっている。オリフィスと弁のアセンブリ１３３内には、固定フローオリフィス１３５と逆止弁１３７を含む平行な経路構成があるが、この機能については以下において後述される。

本発明の重要な特徴の一つに従うと、以下において詳述されるように、図３に示すように、濾過回路１０７を用いることで、本発明の目的の一つが達成されるが、この際、ポンプ−モーターユニット３５がモーターモードの時にのみ、流体が濾過エレメント１２７を通るように流れて、ポンプ−モーターユニット３５がポンプモードの時には、濾過回路１０７は、低圧アキュムレーター３９からポンプ−モーターユニット３５の入口ポート（ポートＢ）までの流体の流れに対して比較的にわずかな制限を提供する。

ここで、本発明の濾過回路１０７の操作について幾分詳しく説明する。ポンプ−モーターユニット３５がポンプモードの時、低圧の流体（この実施形態では、初めは、約１５０psiから、約５０psiまで下がる）が、低圧アキュムレーター３９から流路１１７を通って流れるが、濾過エレメント１２７を通る流れは逆止弁１３１によって防がれる。従って、濾過回路１０７を通る「第一の流路」では、低圧アキュムレーター３９からの流れの全ては、流路１１７を通って流れて、次に、オリフィスと弁のアセンブリ１３３を通るように流れる。このアセンブリ１３３の構成は、アセンブリ１３３を通る比較的に制限がない流路を提供して（逆止弁１３７を着座させないようにして）、次に流路１１１を通って、ポンプ−モーターユニット３５の入口ポート（ポートＢ）まで通す。上述した第一の流路では、流れの幾らかは固定フローオリフィス１３５を通るが、典型的には、ポンプモードでは流れの大部分は、着座されない逆止弁１３７を通る。

ポンプ−モーターユニット３５がモーターモードに変えられると、ポートＢは、ポンプ−モーターユニット３５の出口ポートとなり、流路１１１を通る流れは、「第二の流路」を通って流れて、これによって、流体は低圧アキュムレーター３９に戻される。この第二の流路は、二つの経路部を平行に含む。一方の経路部は、濾過開閉弁１２１を通るように流れて、次に、流路１２５と濾過エレメント１２７を通り、次に流路１２９を通って着座されていない逆止弁１３１を通過して、流路１１７に向かう。他方の経路部は、オリフィスと弁のアセンブリ１３３を通って流れるが、ここで説明される方向に流れて、固定フローオリフィス１３５だけを通ることができ、次に流路１１７に向かって、濾過エレメント１２７を通過した流れと再度合わさる。

従って、濾過エレメント１２７と、固定フローオリフィス１３５を適当に選択することで、モーターモードでは、ほぼ所定のパーセンテージの流体を濾過エレメント１２７に通すことは、当該油圧技術分野における当業者であれば十分に可能であると思われる。この実施形態の開発中、例示的にのみ示すが、モーターモードでは、流れのうちで約８０パーセント（８０％）が固定フローオリフィス１３５を通り、（ポートＢからアキュムレーター３９に向かう全ての流れの）残りの２０パーセント（２０％）は濾過エレメント１２７を流れた。当該技術分野における当業者には公知なように、これら比較的なパーセンテージは、目的を達成するために変えてもよく、例えば、一方で、濾過の度合いをより大きくし、他方で、濾過回路１０７を通る圧力低下を低めてもよい。

ポンプ−モーターユニット３５のモーターモード中にだけ生じる濾過エレメント１２７を通る流れと、比較的に一定の低圧を保つ低圧アキュムレーター３９とともに、濾過エレメント１２７を適当に選ぶことができるが、システム設計者は、濾過エレメント１２７が常に、比較的に一定で、比較的に低圧にされることだけを知っている。濾過エレメント１２７が周期的に、かなりの高い圧力低下にさらされる場合、よりロバストで、より高価な、濾過構成と濾過エレメント材が必要になるだろう。

上述したように、本発明の目的の一つを達成するため、本発明の濾過回路１０７は、ポンプ−モーターユニット３５の入口（ポートＢ）に対して、ユニット３５がポンプモードの時は常に、比較的に制限のない流路を提供する。ポンプモードにおける、入口に対するこのような制限のない低圧の流れは、特に、本発明の油圧駆動システム１１が油圧再生ブレーキシステムの一部として用いられたり、及び／又は、駆動システム１１がオンハイウエイ車両（道路の上を走る車両）の一部として用いられる時に、ポンプモード中にキャビテーションを防いだり、この結果として起こり得るノイズを防ぐために特に重要である。自動車技術分野における当業者には公知なように、ほとんどの自動車、特にオンハイウエイ車両においては、ノイズを最小にすることはかなり重要である。また同様に公知なように、キャビテーションは、ポンプ−モーターユニットの様々な部品に損傷を及ぼすことがあり、この結果、駆動システムの有効寿命を減らすことがある。

本発明の濾過回路１０７に関する他の利点は、濾過エレメント１２７が汚染粒子によって部分的に、さらには完全に詰まるような時に、他に利用可能な、別の流路（固定フローオリフィス１３５を通る）があり、ポンプ−モーターユニット３５に対する流れやここからの流れが完全に防がれる状態が生じないようにする。さらに、濾過エレメント１２７と固定フローオリフィス１３５間の関係によって、濾過エレメント１２７が収容粒子によって段階的に充填されるにつれて、濾過エレメント１２７からオリフィス１３５に対して十分に、ここを通る流れの移り変わりがどのようであるかを予め定める。圧力低下が非常に少し増しながら、ポートＢからの全流はオリフィス１３５を通って低圧アキュムレーター１３９に戻る。

さらに、濾過エレメント１２７が収容粒子によってかなり詰まり始めることに関して、図３から理解できるように、濾過回路１０７は、符号１３９で概略的に示しているように、圧力−作動の電気遅れ装置を含んでいる。この遅れ装置１３９は、流路１１７からパイロット信号１４１を受取り、また、流路１２５からパイロット信号１４３を受取る。パイロット信号１４１と１４３の間の圧力差（モーターモードでは、１４３は、１４１よりも常に高くなくてはならない）が、付勢ばね１４５の負荷を克服するのに十分であれば、装置１３９内の遅れは閉鎖されて、電気信号１４７を適当な警報装置、例えば、運転手がいる車室内の電気制御器、つまり、警報ライトやブザー等に対して送る。

本発明の他の特徴に従うと、（収容粒子によってかなり詰まる時の）濾過エレメント１２７の取替えを、図２に示した閉ループ油圧駆動システム１１の減圧やドレインを必要とすることなく達成できる。このような閉ループ駆動システムの技術分野における当業者には公知なように、長い流体寿命を提供して、低圧側を常に加圧する。低圧アキュムレーター３９内の流体の量に基づいて、圧力は低い側から高い側に移動する（例えば、この実施形態では、５０psiと１５０psiの間）。このことは、自動車のエンジンが「オフ」の状態においても同様である。

濾過エレメント１２７を、新しい、クリーンなエレメントと交換することが望まれる時に、この実施形態で必要とされる全てのことは、ハンドル１２３を押し下げて、濾過弁１２１を図示した位置から左に、流路１１１から流路１２５までの流れを防ぐ位置まで移動させることである。尚、本発明の範囲内では、濾過開閉弁１２１を付勢するばねとハンドル１２３は、逆にすることができる。流路１２５への流れの防止が一度行われると、油圧駆動システム１１の残りは、流路１２５と１２９及び濾過エレメント１２７を含む経路部から隔離される。従って、濾過エレメント１２７を置き換えることができ、これによって流路１２５又は１２９のいずれかから任意に流体をドレインできるので、濾過経路部（流路１２５）を、エアブリードと充填弁１４９（図２参照）と、また回路内に組み込まれる前に、新しい濾過エレメントを予め充填することで、再度充填することができる。

当該技術分野における当業者ならば理解できるように、本発明の濾過回路１０７の他の特徴は、「調整」のし易さに関し、つまり、駆動システム１１の将来のモデルにおける変化のし易さであり、固定フローオリフィス１３５を通って流れる流体の流れのパーセンテージに対する、濾過エレメント１２７を通って流れる流体の流れのパーセンテージである。例を示すと、固定フローオリフィス１３５はオリフィス部材を含むことができるため、例えば全濾過回路１０７と濾過マニフォールド１１９等は、駆動システムの、将来の、さらなるモデル用に、同様に保ちながら、あるオリフィス部材の特定の大きさを、異なる大きさの固定フローオリフィス１３５を提供する他のオリフィス部材と交換するだけの変化を行うことで、全流の流れの異なるパーセンテージ（ポートＢからアキュムレーター３９まで）が濾過エレメント１２７を通るようにする。

以上、特定の実施形態に合せて、本発明について詳細に説明したが、当該技術分野における当業者であれば、本明細書を理解することで、様々な変更や修正について明らかになるであろう。このような変更や修正の全ては、これらが添付した特許請求の範囲内に収まる限り、本発明に含まれることを理解されたい。

本発明の油圧駆動システムが特に適するタイプの自動車の全駆動システムの概略図である。 本発明の制御回路と濾過サブシステムを含む、本発明の油圧駆動システムの油圧概略図であって、濾過サブシステムをブロック形態で概略的にだけ示した図である。 本発明の重要な特徴の一つを含む、濾過サブシステムの好適な実施形態を示した詳細な油圧概略図である。 本発明の濾過サブシステムの好適な実施形態を、部分的に断面で、かつ部分的に絵的に示した図である。

Claims (4)

1. エンジンと、このエンジンから駆動軸まで駆動トルクを伝達するように操作可能な駆動ラインを含む自動車に用いられるのに適する油圧駆動システムであって、静油圧ポンプ−モーターユニットを含み、これは、ポンプモードでは、前記駆動ラインから駆動トルクを受取るように操作可能であって、かつモーターモードでは、前記駆動ラインに駆動トルクを伝達するように操作可能であり、さらに、モード弁手段を通じて前記ポンプ−モーターユニットの第一ポートと流通する高圧アキュムレーターを含み、前記ポンプ−モーターユニットが前記ポンプモードの時、前記ポンプ−モーターユニットから前記高圧アキュムレーターまで加圧流体を流通させ、かつ前記ポンプ−モーターユニットがモーターモードの時、前記高圧アキュムレーターから前記ポンプ−モーターユニットまで加圧流体を流通させ、さらに、前記ポンプ−モーターユニットの第二ポートと流通する低圧源を含み、
   （ａ）低圧アキュムレーターと前記ポンプ−モーターユニットの間に濾過回路を配置し、
   （ｂ）前記ポンプ−モーターユニットが前記ポンプモードの時、前記低圧源から前記第二ポートまで比較的に制限のない第一流路を前記濾過回路が定めるようにし、
   （ｃ）前記ポンプ−モーターユニットが前記モーターモードの時、前記第二ポートから前記低圧源まで第二の経路を前記濾過回路が定めるようにし、
   （ｄ）前記第二流路は、濾過開閉弁と濾過エレメントを続けて通る一つの経路部と、これと平行に、制御された流れの制限を通る他の経路部を含み、これによって、前記第二ポートからの流体の流れの一部は前記濾過エレメントを通り、前記第二ポートからの流体の流れの残りは前記制御された流れの制限を通るようにしたことを特徴とする油圧駆動システム。
2. 前記ポートからの前記流体の流れの一部が、前記ポートからの全流体の流れのうちで所定のパーセンテージを含むように、前記濾過開閉弁に対して前記制御された流れの制限を、選択して、大きさを定めたことを特徴とする請求項１に記載の油圧駆動システム。
3. 前記開閉弁は、前記一つの経路部を定める流れの位置と、前記ポートから前記濾過エレメントを通る流れを防ぐ隔離位置とを含む、二位置、二方向弁を含み、これによって、前記濾過開閉弁が前記隔離位置の時、前記油圧駆動システムの残りから流体をドレインすることなく、前記濾過エレメントを替えることを可能にすることを特徴とする請求項１に記載の油圧駆動システム。
4. 前記濾過回路によって定められる前記比較的に制限のない第一流路は、前記濾過弁と前記濾過エレメントを除くことを特徴とする請求項１に記載の油圧駆動システム。

Images