JP2017507290A5 - 直列油圧式ハイブリッドシステム及び直列油圧式ハイブリッドシステムを操作する方法 - Google Patents

Description

こうして、特に自動車に用いられる直列油圧式ハイブリッドシステムが提案され、当該直列油圧式ハイブリッドシステムは、第２の油圧移動ユニットと流体連通し、駆動源と駆動係合される、又は選択的に駆動係合される第１の油圧移動ユニットを有する油圧回路と、油圧機器及びその油圧機器と流体連通し、駆動源と駆動係合される、又は選択的に駆動係合される油圧作業ポンプを有する油圧作業組立体と、高圧油圧蓄圧器及び低圧油圧蓄圧器を有し、油圧回路と選択的に流体的に連通され、油圧作業組立体と選択的に流体的に連通される油圧蓄圧器組立体とを備える。

一般的に、第１の油圧移動ユニットは、油圧又は静油圧ポンプを含む、又はそれとして構成される。例えば、第１の油圧移動ユニットは、静油圧アキシャルピストンポンプ又は静油圧ラジアルピストンポンプを含み得る。第１の油圧移動ユニットは、可変油圧移動部を有し得る。例えば、第１の油圧移動ユニットは、可動式斜板を有し得る。第２の油圧移動ユニットは、油圧又は静油圧モータを含んでよく、又はそれとして構成されてよい。例えば、第２の油圧移動ユニットは、静油圧アキシャルピストンモータ、又は静油圧ラジアルピストンモータを含み得る。第２の油圧移動ユニットは、可変油圧移動部を有し得る。例えば、第２の油圧移動ユニットは、可動式斜板を有し得る。駆動源は、内燃エンジン又は電気エンジンなどのエンジンを含んでよい。通常、第２の油圧移動ユニットは、車両出力部と駆動係合される、又は選択的に駆動係合される。車両出力部は、例えば、駆動軸、ファイナルドライブ、車両の車軸、及び１つ又は複数の車輪のうち少なくとも１つを含んでよい。

高圧蓄圧器及び油圧作業組立体、特に高圧蓄圧器及び作業ポンプは、互いに流体的に連通されてよく、又は流体的に連通可能であってよく、これにより、それらが流体的に連通されているとき、作業ポンプが高圧蓄圧器を加圧するために油圧流体を油圧作業組立体から高圧蓄圧器に移動させ得る。一般的に、作業ポンプは、少なくとも油圧作業組立体の最大許容圧力まで高圧蓄圧器を加圧し得る。これは、例えば、システムが静油圧モードにおいて動作しながら高圧蓄圧器を加圧する、又は充填することを可能にする。静油圧モードにおいて、駆動源からのエネルギが油圧回路を通って車両出力部に伝達される。

高圧蓄圧器及び油圧作業組立体、特に高圧蓄圧器及び油圧機器は、互いに流体的に連通されてよく、又は流体的に連通可能であってよく、これにより、それらが流体的に連通されているとき、及び、高圧蓄圧器が加圧されたとき、油圧機器を駆動するために、油圧流体が高圧蓄圧器から油圧機器に移動され得る。これは、例えば、駆動源が作業ポンプを駆動するよう作動しないとき、油圧機器を駆動することを可能にする。しかしながら、この構成において、高圧蓄圧器の油圧は、油圧作業組立体の最大許容圧力より大きくなってはならない。この制限を克服するために、高圧蓄圧器及び油圧作業組立体は、減圧弁を通って、流体連通し得る。この減圧弁は、高圧蓄圧器から油圧作業組立体に適用される油圧を、油圧作業組立体の最大許容圧力まで制限するよう構成され得る。

低圧蓄圧器及び油圧作業組立体、特に低圧蓄圧器及び油圧機器は、互いに流体的に連通されてよく、又は流体的に連通可能であってよく、これにより、それらが流体的に連通されているとき、及び、低圧蓄圧器が加圧されたとき、油圧機器を駆動するために油圧流体が低圧蓄圧器から油圧機器に移動され得る。これは、例えば、駆動源が作業ポンプを駆動するよう作動しないとき、油圧機器を駆動することを可能にする。

油圧作業組立体、特に作業ポンプは、油圧回路と流体的に連通可能であってよく、これにより、それらが流体的に連通されているとき、油圧作業ポンプが油圧流体を油圧作業組立体から油圧回路に移動させ得る。これは、高圧蓄圧器を、例えば、油圧作業組立体の最大許容圧力より大きい油圧まで加圧するためには有用であり得る。そのため、油圧作業組立体は、例えば、第１の油圧移動ユニットの第１の流体ポートとなど、油圧回路と流体的に連通されてよく、高圧油圧蓄圧器は同様に、例えば、第１の油圧移動ユニットの第２の流体ポートとなど、油圧回路と流体的に連通されてよい。次に、駆動源は、油圧流体を、油圧作業組立体から（例えば、油圧作業組立体の流体貯蔵器から）、第１の油圧移動ユニットを通って、高圧蓄圧器に移動させるよう、第１の油圧移動ユニット（もしくは追加的に作業ポンプと）を駆動し得る。この構成において、油圧作業組立体は、第１の油圧移動ユニットの低圧ポートと流体的に連通されるべきである一方、高圧蓄圧器は、第１の油圧移動ユニットの高圧ポートと流体的に連通されるべきである。

システムは、第１の油圧移動ユニットの伝動軸を油圧作業ポンプの伝動軸と選択的に駆動係合させることに適合される機械的なスプリッタボックスをさらに備え得る。これにより、油圧蓄圧器組立体が充填されたとき、油圧蓄圧器組立体は、第１の油圧移動ユニットを通って、高圧蓄圧器から低圧蓄圧器に油圧流体を移動させることによって、第１の油圧移動ユニットを通って油圧作業ポンプを選択的に駆動することに適合される。スプリッタボックスは、上記のように、作業ポンプを第１の油圧移動ユニットと駆動係合させながら、駆動源を作業ポンプから、及び、第１の油圧移動ユニットから離させることにさらに適合され得る。

システムは、複数の電気又は電磁信号を通って、システムの上記の複数の弁と、駆動源とを制御するよう構成される電子制御ユニットをさらに備え得る。制御ユニットは、上記の複数の動作モードのうち少なくとも１つに従って、システムの複数の弁と、駆動源とを制御するよう構成され得る。

現在提案されているシステムの好ましい実施形態が、以下の詳細な説明において説明され、複数の添付の図面に図示される。
現在提案されている直列油圧式ハイブリッドシステムの実施形態を示し、油圧作業組立体の油圧機器が作業ポンプによって駆動され、車両出力部が静油圧伝動を通って内燃エンジンによって駆動される（モード０）。 図１の直列ハイブリッドシステムを示し、エンジンが静油圧ポンプを駆動して蓄圧器組立体の高圧油圧蓄圧器を充填する（モード１）。 図１の直列ハイブリッドシステムを示し、蓄圧器組立体に蓄積されている油圧エネルギが車両出力部と駆動係合される静油圧モータに動力を供給するのに用いられる（モード２）。 図１の直列ハイブリッドシステムを示し、蓄圧器は回生制動を通って充填される（モード３）。 図１の直列ハイブリッドシステムを示し、エンジンは作業ポンプを駆動して高圧蓄圧器を加圧する（モード４）。 図１の直列ハイブリッドシステムを示し、エンジンは、高圧蓄圧器を加圧するために、静油圧ポンプを駆動して、油圧流体を作業油圧組立体から油圧回路を通って高圧蓄圧器に移動させる（モード５）。 図１の直列ハイブリッドシステムを示し、エンジンは、作業ポンプを駆動して蓄圧器組立体の低圧蓄圧器を加圧する（モード６）。 図１の直列ハイブリッドシステムを示し、油圧機器を駆動するために、油圧流体が高圧蓄圧器から油圧機器に移動される（モード７）。 図１の直列ハイブリッドシステムを示し、蓄圧器組立体に蓄積されている油圧エネルギが静油圧ポンプを通って作業ポンプを駆動するのに用いられ、作業ポンプと静油圧ポンプとは、スプリッタボックスを通って、駆動係合される（モード８）。 図１の直列ハイブリッドシステムを示し、蓄圧器組立体に蓄積されている油圧エネルギが静油圧モータと静油圧ポンプとを駆動するのに用いられる（モード９）。 図１の直列ハイブリッドシステムを示し、油圧機器を駆動するために、油圧流体が低圧蓄圧器から油圧機器に移動される（モード１０）。 図１の直列ハイブリッドシステムを示し、油圧機器を駆動するために、油圧流体が高圧蓄圧器から減圧弁を通って油圧機器に移動される（モード１１）。

こうして、モード２において、油圧流体がモータ６を通って、高圧蓄圧器４ａから低圧蓄圧器４ｂに移動されてよく、それにより、モータ６及びモータ６と駆動係合される車両出力部１１を駆動する。これは、燃料節約及び動力ブースティング（モータ６に追加の動力を提供する）を可能にし得る。

Claims (14)

1. 車両用の直列油圧式ハイブリッドシステムであって、
   第２の油圧移動ユニットと流体連通し、駆動源と駆動係合される、又は選択的に駆動係合される第１の油圧移動ユニットを有する油圧回路と、
   前記第２の油圧移動ユニットと駆動係合される、又は選択的に駆動係合される、車両出力部と、
   油圧機器及び油圧作業ポンプを有する油圧作業組立体であって、前記油圧作業ポンプは、前記油圧機器と流体連通し、前記駆動源と駆動係合される、又は選択的に駆動係合される、油圧作業組立体と、
   高圧油圧蓄圧器及び低圧油圧蓄圧器を有し、前記油圧回路と選択的に流体的に連通され、前記油圧作業組立体と選択的に流体的に連通される油圧蓄圧器組立体と、
   前記高圧油圧蓄圧器を前記油圧回路と選択的に流体的に連通する少なくとも１つの高圧蓄圧器弁と、
   前記低圧油圧蓄圧器を前記油圧回路と選択的に流体的に連通する少なくとも１つの低圧蓄圧器弁と、
   前記第２の油圧移動ユニットを介して前記高圧油圧蓄圧器から前記低圧油圧蓄圧器へ油圧流体が移動され得るように、電磁信号を介して前記少なくとも１つの高圧蓄圧器弁及び前記少なくとも１つの低圧蓄圧器弁を制御するように構成され、これにより、前記第２の油圧移動ユニット、及び前記第２の油圧移動ユニットと駆動係合される前記車両出力部とを駆動する、電子制御ユニットと、
   を備える
   直列油圧式ハイブリッドシステム。
2. 前記油圧回路は、第１の主要流体ラインと第２の主要流体ラインとを有し、
   前記第１の主要流体ラインは、前記第１の油圧移動ユニットの第１の流体ポートを前記第２の油圧移動ユニットの第１の流体ポートと流体的に連通させる、又は選択的に流体的に連通させ、
   前記第２の主要流体ラインは、前記第１の油圧移動ユニットの第２の流体ポートを前記第２の油圧移動ユニットの第２の流体ポートと流体的に連通させる、又は選択的に流体的に連通させ、
   前記少なくとも１つの高圧蓄圧器弁は、前記高圧油圧蓄圧器を前記油圧回路から流体的に切り離すこと、前記高圧油圧蓄圧器を前記第２の主要流体ラインから流体的に切り離しながら、前記高圧油圧蓄圧器を前記第１の主要流体ラインと流体的に連通させること、及び、前記高圧油圧蓄圧器を前記第１の主要流体ラインから流体的に切り離しながら、前記高圧油圧蓄圧器を前記第２の主要流体ラインと流体的に連通させることのうちの１つに選択的に適合され、
   前記少なくとも１つの低圧蓄圧器弁は、前記低圧油圧蓄圧器を前記油圧回路から流体的に切り離すこと、前記低圧油圧蓄圧器を前記第２の主要流体ラインから流体的に切り離しながら、前記低圧油圧蓄圧器を前記第１の主要流体ラインと流体的に連通させること、及び、前記低圧油圧蓄圧器を前記第１の主要流体ラインから流体的に切り離しながら、前記低圧油圧蓄圧器を前記第２の主要流体ラインと流体的に連通させることのうちの１つに選択的に適合される、
   請求項１に記載の直列油圧式ハイブリッドシステム。
3. 前記高圧油圧蓄圧器を加圧するために、前記油圧作業ポンプが油圧流体を前記油圧作業組立体から前記高圧油圧蓄圧器に選択的に移動させることに適合されるよう、及び、前記高圧油圧蓄圧器が充填されたとき、前記油圧機器を駆動するために前記高圧油圧蓄圧器が油圧流体を前記高圧油圧蓄圧器から前記油圧機器に選択的に移動させることに適合されるよう、前記高圧油圧蓄圧器は選択的に、前記油圧作業組立体と流体的に連通される、
   請求項１又は２に記載の直列油圧式ハイブリッドシステム。
4. 前記低圧油圧蓄圧器を加圧するために、前記油圧作業ポンプが油圧流体を前記油圧作業組立体から前記低圧油圧蓄圧器に選択的に移動させることに適合されるよう、及び、前記低圧油圧蓄圧器が充填されたとき、前記油圧機器を駆動するために、前記低圧油圧蓄圧器が油圧流体を前記低圧油圧蓄圧器から前記油圧機器に選択的に移動させることに適合されるよう、前記低圧油圧蓄圧器は選択的に、前記油圧作業組立体と流体的に連通される、
   請求項１から３の何れか一項に記載の直列油圧式ハイブリッドシステム。
5. 前記油圧作業ポンプが油圧流体を前記油圧作業組立体から前記油圧回路に選択的に移動させることに適合されるよう、前記油圧作業組立体は選択的に、前記油圧回路と流体的に連通される、
   請求項１から４の何れか一項に記載の直列油圧式ハイブリッドシステム。
6. 前記油圧蓄圧器組立体が充填されたとき、前記油圧蓄圧器組立体が、前記第１の油圧移動ユニットを通って前記高圧油圧蓄圧器から前記低圧油圧蓄圧器に油圧流体を移動させることによって、前記第１の油圧移動ユニットを通って前記油圧作業ポンプを選択的に駆動することに適合されるよう、前記第１の油圧移動ユニットの伝動軸を、前記油圧作業ポンプの伝動軸と選択的に駆動係合させることに適合される機械的なスプリッタボックスをさらに備える
   請求項２から５の何れか一項に記載の直列油圧式ハイブリッドシステム。
7. 前記油圧回路は、第１の対の隔離弁を有し、
   前記第１の対の隔離弁は、前記第１の油圧移動ユニットを前記第２の油圧移動ユニットから選択的に流体的に切り離すことに適合され、前記第１の対の隔離弁は、前記油圧蓄圧器組立体が前記油圧回路と流体的に連通されたとき、前記第１の油圧移動ユニットを前記油圧蓄圧器組立体から選択的に流体的に切り離すことに適合される、
   請求項１から６の何れか一項に記載の直列油圧式ハイブリッドシステム。
8. 前記油圧回路は、第２の対の隔離弁を有し、
   前記第２の対の隔離弁は、第２の油圧移動ユニットを前記第１の油圧移動ユニットから選択的に流体的に切り離すことに適合され、前記第２の対の隔離弁は、前記油圧蓄圧器組立体が前記油圧回路と流体的に連通されたとき、前記第２の油圧移動ユニットを前記油圧蓄圧器組立体から選択的に流体的に切り離すことに適合される、
   請求項１から７の何れか一項に記載の直列油圧式ハイブリッドシステム。
9. 前記油圧回路は、バイパス弁を有し、
   前記バイパス弁は、前記第１の主要流体ラインを前記第２の主要流体ラインと選択的に流体的に連通させることに適合される、
   請求項２に記載の直列油圧式ハイブリッドシステム。
10. 前記第２の油圧移動ユニットは、可変油圧移動部を有する、
    請求項１から９の何れか一項に記載の直列油圧式ハイブリッドシステム。
11. 請求項３に記載の直列油圧式ハイブリッドシステムを操作する方法であって、
    前記方法は、
    （ａ）前記高圧油圧蓄圧器を前記油圧作業ポンプと流体的に連通させる段階と、
    前記高圧油圧蓄圧器を加圧するために、前記油圧作業ポンプを駆動して油圧流体を前記油圧作業組立体から前記高圧油圧蓄圧器に移動させる段階と
    を備える、又は、
    前記方法は、
    （ｂ）前記高圧油圧蓄圧器を前記油圧機器と流体的に連通させる段階と、
    前記油圧機器を駆動するために、油圧流体を前記高圧油圧蓄圧器から前記油圧機器に移動させる段階と
    を備える、
    請求項３に記載の直列油圧式ハイブリッドシステムを操作する方法。
12. 請求項４に記載の直列油圧式ハイブリッドシステムを操作する方法であって、
    前記方法は、
    （ａ）前記低圧油圧蓄圧器を前記油圧作業ポンプに流体的に連通させる段階と、
    前記低圧油圧蓄圧器を加圧するために、前記油圧作業ポンプを駆動して油圧流体を前記油圧作業組立体から前記低圧油圧蓄圧器に移動させる段階と
    を備える、又は、
    前記方法は、
    （ｂ）前記低圧油圧蓄圧器を前記油圧機器に流体的に連通させる段階と、
    前記油圧機器を駆動するために、油圧流体を前記低圧油圧蓄圧器から前記油圧機器に移動させる段階と
    を備える、
    請求項４に記載の直列油圧式ハイブリッドシステムを操作する方法。
13. 請求項５に記載の直列油圧式ハイブリッドシステムを操作する方法であって、
    前記方法は、
    前記油圧作業ポンプを前記第１の油圧移動ユニットの第１の流体ポートと流体的に連通させる段階と、
    前記第１の油圧移動ユニットの第２の流体ポートを前記高圧油圧蓄圧器と流体的に連通させる段階と、
    前記高圧油圧蓄圧器を加圧するために、前記油圧作業ポンプ及び前記第１の油圧移動ユニットを駆動して油圧流体を前記油圧作業組立体から前記高圧油圧蓄圧器に移動させる段階と
    を備える、
    請求項５に記載の直列油圧式ハイブリッドシステムを操作する方法。
14. 請求項６に記載の直列油圧式ハイブリッドシステムを操作する方法であって、
    前記方法は、
    前記油圧蓄圧器組立体を前記第１の油圧移動ユニットと流体的に連通させる段階と、
    前記第１の油圧移動ユニットを前記油圧作業ポンプと駆動係合させる段階と、
    前記第１の油圧移動ユニットを介して前記油圧作業ポンプを駆動すべく、前記第１の油圧移動ユニットを通って、前記高圧油圧蓄圧器から前記低圧油圧蓄圧器に油圧流体を移動させる段階と
    を備える、
    請求項６に記載の直列油圧式ハイブリッドシステムを操作する方法。