KR20020068067A - 유압 하이브리드 자동차 - Google Patents

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KR20020068067A
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찰스엘.주니어 그레이
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유.에스. 인바이론멘탈 프로텍션 에이전씨
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Abstract

자동차 파워 트레인은 유압구동회로를 포함하는데 상기 구동회로는 (1) 내연기관의 크랭크축과 회전하도록 고정된 샤프트를 포함하는 유압 펌프/모터, (2) 차량구동휠에 출력을 전달하기 위한 기어셋의 기어중 하나에 장착된 공통 샤프트를 공유하도록 동축으로 배열된 한 쌍의 펌프/모터를 포함한다. 유압제어로직인 하이브리드 파워트레인의 여러 가지 펌프/모터를 제어하도록 제공된다.

Description

유압 하이브리드 자동차{HYDRAULIC HYBRID VEHICLE}
자동차 사용이 증가함에 따라 대기가 이산화탄소 같은 온실효과 가스를 포함하여 여러 가지 오염물질로 오염된다. 현재의 파워트레인은 평균 15%의 열효율을 갖는다. 따라서 자동차 파워트레인의 연료 사용의 효율을 개선시키기 위한 새로운 접근이 요구된다.
종래의 자동차 파워트레인은 에너지 손실이 크고 배출가스를 효율적으로 조절하기에 어려우며 자동차 연료를 경제적으로 개선하려는 가능성이 제한된다. 종래의 파워트레인은 내연기관과 이상적인 기어비율을 갖는 단순한 트랜스미션으로 구성된다. 비효율성 때문에 시스템으로 소비되는 연료에너지의 85% 내지 95%는 열로 소비된다. 에너지의 10%-15%만 도로의 부하를 견디는데 사용되고 대부분은 브레이크 열로 소비되어 버린다.
대부분의 에너지 손실은 엔진동력용량과 평균 동력요구량이 잘 맞지 않기 때문이다. 순간 엔진에 부과된 하중은 그 순간에 촐 도로부하로 결정되는데, 그 부하는 최고 및 최저 사이에서 변한다. 가속 조건에 부합하기 위해서 엔진은 평균 도로하중이 요구하는 것보다 몇배나 더 강력해야 한다. 내연기관의 효율은 부하에 따라 변하는데 거의 부하가 정점에 달했을 때 가장 좋으며 부하가 낮을 때 좋지않다. 정상적인 운전시에 겪는 대부분의 도로 하중은 스펙트럼의 하측 끝부분이고, 종래의 엔진의 최고 효율이 35% 내지 40% 범위에 있음에도 불구하고 엔진은 대부분은 좋지 않은 효율(20% 이하)로 작동해야 한다.
또 다른 에너지 손실원인 브레이크이다. 휠에 에너지를 전달하는 가속과는 달리, 브레이크는 휠에서 에너지를 제거해야 한다. 내연기관이 에너지를 발생시키지만 재사용하지는 않고 단순한 기어 트랜스미션만이 에너지를 전달할 수 있기 때문에 종래의 파워트레인은 단방향 에너지 경로를 갖는다. 마찰브레이크 시스템으로 제동되며, 순간 필요하지 않은 운동에너지를 열에너지로 바꾼다.
종래의 파워트레인에서 엔진의 속도 및 부하의 광범위한 변화는 엔진이 여러 가지 다른 연소조건에서 작동하기 때문에 효과적으로 배출가스를 조절하기를 어렵게 한다. 좀더 일정한 속도와 하중에서 엔진을 작동시켜 배출가스 제어장치를 좀더 최적화하며, 전체적으로 엔진의 효율적인 셋팅은 단위 운행 거리당 연료를 적게 연소시킨다.
종래의 파워트레인은 공기역학 드래그(drag), 중량, 롤링저항 같은 것과 관련된 것 말고는 자동차 연료에 대한 개선점에 대한 잠재능력이 제한되어 있다. 그래서 효율적인 측면에서 향상된 개선점만을 나타내며 개선된 파워트레인에 동일하게 적용된다.
하이브리드 차량 시스템은 전술된 비효율성을 해결하기 위해 개발되어왔다.하이브리드 차량 시스템은 엔진에 의한 동력 요구량 변화를 완화시키기 위해 내연기관과 도로부하 요구량 사이에 "버퍼(buffer)"를 제공한다. 또한 버퍼는 에너지를 수용 및 저장할 수 있기 때문에 제동력을 재생시키도록 한다. 하이브리드 차량 시스템의 효율은 엔진을 최대 효율로 작동하도록 하는 능력, 버퍼 매체의 용량 및 효율, 구동 휠에 동력을 전송하는 트랜스미션 시스템의 효율에 의존한다. 통상적인 버퍼 매체(buffer media)는 배터리, 플라이휠, 유압 어큐뮬레이터(accumulator)를 포함한다.
유압 어큐뮬레이터를 버퍼매체로 이용하기 위해서, 유업펌프/모터가 시스템에 구비된다. 펌프/모터는 펌프 혹은 모터로 교환가능하게 사용된다. 펌프로써 엔진 동력은 유체를 가스(질소 같은)에 대해서 가압되는 어큐뮬레이터로 펌핑하는 샤프트를 회전시킨다. 모터로서 가압된 유체는 유닛을 통해 방출되어 샤프트를 회전시키고 동력을 발생시킨다. 사무엘 쉴버에 허여된 미국 특허 4,223,532(1980. 9. 23)를 참조.
이러한 하이브리드 파워트레인을 공지하는 다른 미국특허는 다음과 같다.
하이브리드 파워트레인 차량(Hybrid Powertrain Vehicle) - 미국 5,495,912(1996.3.5)
안티락 리제네러티브 브레이킹 시스템(Anti-Lock Regenerative Braking System) - 미국 특허 5,505,527(1996.4.9)
어큐뮬레이터 엔진(Accumulator Engine) - 미국 5,579,640(1996.12.3)
경량의 안정성 있는 유압 동력 시스템 및 그 작동 방법(Lightweight, SafeHydraulic Power System & Method of Operation Thereof) - 미국 5,507,144(1996.4.16)
연속적으로 부드러운 트랜스미션(Continuously Smooth Transmission) - 미국 5,887,674(1999.3.30)
본 발명은 일체형 내연기관으로 발생되는 에너지를 매우 효율적으로 사용하는 독특한 차량 파워트레인에 관련되며 응용분야는 차량 파워트레인이 된다.
도 1은 본 발명의 파워트레인에 대한 선호되는 실시예를 도시하는 블록 다이아그램;
도 2는 유압제어회로의 첫번째 선호되는 실시예의 회로 다이아그램;
도 3은 본 발명의 파워트레인 펌프/모터에 대한 선호되는 장치를 도시하는 도식적인 다이아그램;
도 4는 특정한 속도에 대한 펌프/모터 변위 셋팅을 나타내는 표;
도 5는 유압제어로직의 두 번째 선호되는 실시예의 회로 다이아그램;
도 6은 가속페달을 사용하는 제어 기법을 도시하는 도면;
도 7은 제어 프로그램의 선호되는 실시예를 도시하는 플로우차트;
도 8은 도 1의 실시예에 대한 변형된 부분을 도시하는 계략적인 다이아그램;
도 9는 드라이브트레인의 한 부분을 변형시킨 또 다른 실시예에 대한 다이아그램;
* 부호 설명 *
11 : 엔진12 : 펌프/모터
13 : 고압 어큐뮬레이터15 : 유압제어회로
17 : 저압 어큐뮬레이터20 : 휠
21,22 : 구동 펌프/모터 42-45,32,35,52,55 : 밸브
33 : 첵밸브 37 : 병렬라인
41,51 : 서브회로90 : 가속페달
본 발명은 유체를 수용하고 압력을 저장하였다가 방출하는 최소한 하나의 어큐뮬레이터를 갖는 한 쌍의 구동 휠 및 유압회로를 포함하는 자동차 파워트레인을 제공한다. 유압회로는 제 1 및 제 2 펌프/모터 혹은 제 2 유압펌프와 결합된 제 1 유압 펌프/모터를 포함한다. 제 1 유압 펌프/모터가 모터 모드로 작동할 때 유체를 수용하는 구동휠을 작동시키며, 펌프로 작동할 때 브레이크에 반응하는 어큐뮬레이터에 유체를 펌핑한다. 제 2 유압 펌프 혹은 유압 펌프/모터 내연기관의 크랭크축에 고정된 샤프트를 갖는데, 펌프할 때는 최소한 하나의 어큐뮬레이터에 유체를 펌핑하도록 구동되고, 모터로 작동할 때는 제 1 유압 펌프/모터에 유체를 펌핑하도록 작동한다. 선호적으로 제 1 및 제 2 유압 펌프 혹은 펌프/모터는 인라인 피스톤 머신(inline piston machine) 혹은 선호적으로 구부림 축 피스톤 머신이다.
본 발명은 또한 한 쌍의 구동휠, 동력을 출력하는 크랭크축을 갖는 내연기관, 유압 회로를 포함하는 자동차 파워트레인을 제공한다. 유압동력회로는 유체를 수용하고, 압력을 저장하였다가 배출하는 최소한 하나의 어큐뮬레이터를 포함한다. 기어셋트는 최소한 하나의 유압 펌프/모터로부터 구동횔로 동력을 전달하는 역할을 한다. 선호적인 실시예에서, 유압동력회로에 일체화된 두 개의 구동 유압 펌프/모터는 기어셋 중 하나의 반대 측면에 위치하고 장착된 하나의 기어를 갖는 공통적인 입력/출력 샤프트를 공유한다. 이러한 제 1 및 제 2 유압 펌프/모터는 기어샤프트를 통해 구동휠을 작동시키기 위해 모터로 혹은 유체를 구동휠을 멈추기 위해 어큐큘레이터로 펌핑하기 위한 펌프로 작동한다. 내연기관에 의해 작동하는 제 3 유압 펌프 혹은 펌프/모터는 유체를 어큐뮬레이터 혹은 제 1 및 제 2 유압 모터/펌프로 모터모드에서 이러한 모토/펌프를 구동시켜서 차량에 동력을 가하기 위해 펌핑하는 역할을 한다. 펌프 및/혹은 모터는 선호적으로 인라인 피스톤 머신이며 좀더 선호적으로 구부림 축 피스톤 머신이다. 제 3 유압 펌프/모터는 본 발명의 전술된 관점에 따라 내연기관의 크랭크 축에 고정된 구동축을 갖는다.
본 발명은 또한 전술된 형태의 파워트레인 유압 유체를 제어하기 위한 유압제어논리를 제공한다. 좀더 자세히 말하자면, 본 발명은 한 쌍의 구동휠, 크랭크축을 통해 동력을 출력하는 내연기관, 유압구동회로를 제공한다. 제 1 펌프/모터는 모터 상태로 작동할 때 고압라인으로부터 고압유체를 수용하는 구동휠을 작동시키는 역할을 하며, 펌프로 작동할 때 고압유체를 구동휠을 제동하는 고압라인으로 이송시키는 역할을 한다. 유압회로는 또한 고압라인을 통해 고압유체를 수용 및 방출하기 위한 고압 어큐뮬레이터와 저압라인을 통해 저압유체를 수용 및 방출하기 위한 저압 어큐뮬레이터를 포함한다. 유압제어로직은 고압유체가 고압 및 저압라인에 제 1 펌프/모터의 한 측면이 병렬로 연결된 제 1 및 제 2 라인을 포함하는데, 제 1 병렬 라인은 고압력 유체가 고압라인으로부터 전방향 구동으로 제 1 펌프/모터의 한 측면으로 들어가게 하도록 열린다. 제 2 병렬 라인은 저압유체가 저압라인에서부터 역방향 구동으로 제 1 펌프/모터의 한 측면으로 가도록 열리는 제 2 밸브를 갖는다. 제 3 및 제 4 병렬 라인은 제 1 펌프/모터의 제 2 측면을 각각 고압 및 저압 라인에 병렬로 연결시키는 역할을 한다. 제 3 병렬라인은 저압유체가 저압라인에서부터 전방향 구동으로 제 1 펌프/모터의 제 2 측면으로 가도록 열리는 제 3 밸브를 갖는다. 제 4 병렬라인은 고압유체가 고압라인으로부터 역방향 구동으로 제 1 펌프/모터의 제 2 측면으로 가도록 열리는 제 4 밸브를 갖는다. 비슷한 제어로직이 제 2 펌프/모터, 선택적으로 제 3 펌프/모터의 작동을 제어하도록 제공된다. 제 1 및 제 3 펌프/모터는 전술된 본 발명의 특징을 따라서 감소기어유닛의 기어를 갖는 공통 샤프트를 공유한다.
본 발명은 또한 자동차 파워트레인을 제공하는데 다른 관점에서 한 쌍의 구동휠, 크랭크축을 통해 동력을 내보내는 내연기관, 유압구동회로를 포함한다. 유압구동회로는 고압 및 저압라인, 중앙에서 작동하는 제 1 펌프/모터를 포함하는데, 모터로 작동시 고압라인으로부터 고압유체를 수용하도록 구동휠을 작동시키며, 펌프로 작동시 구동휠을 제동하기 위해 고압라인으로 고압유체를 이송하기 위해 작동한다. 유압구동회로는 펌프로 작동시 고압유체를 고압라인으로 전송하기 위해 작동하는 내연기관으로 구동하고 중앙에서 작동하는 제 1 펌프/모터를 포함한다. 유압구동회로는 또한 저압 및 고압 어큐뮬레이터 및 유압회로로직을 포함한다. 유압회로로직은 제 1 펌프/모터의 한 측면을 각각 고압 및 저압라인에 병렬로 연결시키기 위한 제 1 및 제 2 병렬라인을 포함한다. 제 1 병렬라인은 고압유체가 고압라인으로부터 제 1 펌프/모터의 한 측면으로 가도록 열리는 제 1 밸브를 포함한다. 제 2병렬라인은 유체가 고압라인에서 저압라인으로 직접 유동하지 못하도록 하는 밸브를 갖는다. 제 2 및 선택적으로 제 3 펌프/모터는 비슷한 유압제어로직으로 구성된다.
본 발명의 유압 하이브리드 자동차 파워트레인은 종래의 파워트레인 기능을 하지만 에너지 효율이 훨씬 높은 유일한 파워트레인이다. 이런 신규한 파워트레인은 움직이는 차량의 운동에너지를 차량을 감속시키는 위치에너지로 효율적으로 전환시키며, 이러한 에너지는 다시 사용하기 위해 차량에 저장된다. 파워트레인은 에너지 및 비용적인 면에서 효율적으로 작동하도록 여러개의 종래의 구성요소와 신규한 요소들의 통합된 유일한 설계를 이용한다. 또한 독특한 유압유체 유동회로 및 작동제어로직은 새로운 파워트레인를 통해 전체 에너지의 효율적인 개선을 이루도록 사용된다. 이러한 새로운 파워트레인의 많은 독특한 특성은 전자 하이브리드 파워트레인에도 적용된다.
도 1에 도시된 바와 같이 엔진(11)은 우선 구동 모터/펌프에 의해 시동된다. 고압 유체는 라인(14)을 통해, 유압제어회로(15)를 통해 고압 어큐뮬레이터(13)에 의해 엔진(11)을 시동하기 위해 모터 역할을 하는 펌프/모터(12)에 공급된다. 저압유체는 라인(19)을 통해 모터 역할을 하는 펌프/모터(12)는 유압제어회로(15)를 통해 라인(18)을 거쳐서 저압 어큐뮬레이터(17)로 방출된다. 시동시에 엔진(11)은 펌프 상태로 펌프/모터(12)를 구동시킨다.
전자제어회로(10)는 가속페달(90)의 가속페달(90)의 상태를 나타내는센서(9)로부터 나오는 신호와 유압제어회로(15)에 대한 출력제어신호를 포함하여 여러 가지 신호를 수신한다.
저압유체는 저압 어큐뮬레이터(17)에 의해 라인(18)을 통해 유압제어회로(15)를 거쳐 라인(16)을 통과해서 펌프 역할을 하는 펌프/모터(12)에 공급된다. 펌프/모터(12)는 고압유체를 라인(19)을 통해, 유압제어회로(15)를 거쳐, 라인(14)을 통과하여 고압 어큐뮬레이터(13)로 방출하는 펌프역할을 한다. 만약 동력이 휠(20)을 구동시키기 위해 필요하다면, 고압유체는 라인(23,24) 중에 하나를 통해 유동할 것이며, 구동 펌프/모터(21,22) 중 하나는 모터로 작동할 것이다. 저압유체는 모터 역할을 하는 펌프/모터(21,22)중 하나로부터 라인(25,26) 중 하나를 통해 제어회로(15)를 거쳐 라인(18)을 통과하여 저압 어큐뮬레이터(17)로 방출된다. 고압 어큐뮬레이터(13)의 압력이 정해진 최대값에 다다를 때, 엔진(11)은 아이들 상태가 되던지 정지되던지 하여 펌프 역할을 하는 펌프/모터(12)에 동력 공급을 중단할 것이다. 고압 어큐뮬레이터(13)의 압력이 정해진 최소값에 다다를 때, 엔진(11)은 동력전달을 다시 시작할 것이다.
자동차를 제동시킬 필요가 있을 때, 펌프로써 저압유체를 라인(23,24)중 하나를 통해 공급하고 고압유체를 라인(25,26)중 하나를 통해 제어회로(15)를 거쳐 라인(14)을 통과하여 고압 어큐뮬레이터(13)로 방출하여 구동 펌프/모터(21,22) 중 하나를 작동시킴으로 해서 휠(20)로부터 동력을 얻는다. 제어회로(15)의 설계 및 기능은 앞으로 자세히 설명될 것이다.
도 2는 유압제어회로(15)의 상세도를 도시하는데, 첫 번째 실시예에 대해서펌프/보터는 중앙으로 가지 않는데, 다시 말해 펌프/모터는 유압유체의 역방향으로 유동하도록 하며 펌프/모터 출력 샤프트는 동일한 방향으로 계속 회전한다. 이러한 실시예에서, 밸브(42-45,32,35,52,55)는 각각 "닫힌(closed)"(checked) 상태에서 첵밸브를 작동시킨다. 밸브(42,44,32,52)는 고압유체가 펌프/모터(12,21,22)로부터 고압라인(14) 및 밸브(43,45,35,55)로 유동하도록 하며, 저압유체는 펌프/모터(12,21,22)로부터 저압라인(18)으로 유동하도록 한다.
중간 서브회로(31)는 라인(16,19)을 통해 펌프/모터(12)를 통해 유체가 유동하는 것을 제어한다. 중간 서브회로는 펌프/모터(12)의 한 측면을 라인(16)을 통해 고압라인(14) 및 저압라인(18)에 각각 병렬라인(36,37)을 거쳐 연결시킨다. 마찬가지로 펌프/모터(12)의 두 번째 측면은 병렬로 라인(19)을 통해 각각 고압 라인(14) 및 저압라인(18)으로 병렬라인(38,39)을 거처 연결된다. 고압유체는 고압라인(14)에서부터 라인(16)을 거쳐 엔진(11)을 시동하기 위해 모터 역할을 하는 펌프/모터(12)로 유동하기 때문에, 밸브(32)는 열린다. 첵밸브(33,34)는 고압유체가 저압라인으로 직접 유동하는 것을 방지한다. 밸브(32)가 유체를 저압라인(18)을 통해 저압 어큐뮬레이터(17)로 방출하면서 모터 역할을 하는 펌프/모터(12)를 통해 유동하도록 열릴 때 밸브(35)도 또한 열려야 한다(도 2 참조).
엔진(11)이 시동될 때, 펌프/모터(12)의 이동은 급격히 0으로 감소되며 밸브(32)는 도 2에 도시된 바와 같이 닫힌상태(closed position) 혹은 첵상태(checked position)로 되돌아간다. 만약 펌프/모터(12)의 이동이 0이 아니거나 펌프/모터(12)가 누수되면, 첵밸브(33)는 저압유체를 저압라인(18)에서라인(37)과 라인(16)으로 유동시키며, 유체는 모터펌프(12)로부터 라인(19)을 통해 오픈밸브(35) 및 병렬라인(39)을 거쳐 저압라인(18)으로 유동하여서 펌프/모터(12)가 공동화되지 않도록 하고 저마찰을 위한 중립루프(neutral loop), 펌프/모터(12)의 중립스핀을 발생시킨다. 닫힌상태에서 밸브(32)는 만약 펌프/모터(12)가 약간 오버센터(overcenter)로 간다면 유압이 락(lock)되거나 압력이 초과되지 않도록 첵밸브 역할을 한다. 펌프/모터(12)의 중립 스핀(neutral spin)은 토크가 요구되지 전에 엔진을 충분히 워밍업시키도록 차가운 엔진을 시동건 후에 필요하다. 준비되었을 때, 엔진(11)은 펌프 역할을 하는 펌프/모터(12)를 구동시킨다. 밸브(35)는 우선 닫힌상태(혹은 첵상태)로 돌아가고 펌프/모터(12)의 움직임이 증가한다. 저압유체는 라인(18)으로부터 첵밸브(33) 및 병렬라인(37)을 통해 라인(16)을 거쳐 펌프 역할을 하는 펌프/모터(12)로 유동한다. 고압유체는 펌프/모터(12)를 떠나 라인(19)을 통해 병렬라인(38)과 첵밸브(34)를 거쳐 고압라인(14)으로 유동한다. 유체는 고압력 어큐뮬레이터(13)로 유동될 것인데, 고압어큐뮬레이터(13)와 모터 역할을 하는 펌프/모터(21,22) 혹은 모터 역할을 하는 펌프/모터(21,22)에만 유동될 것이다.
만약 휠(20)을 구동시키는데 동력이 필요하다면, 고압유체는 서브회로(41,51) 중 하나로부터 라인(23,24)중 하나를 통해 모터 역할을 하는 구동 펌프/모터(21,22)중 하나로 유동할 것이다. 서브회로(41), 서브회로(51) 혹은 이 모든 서브회로(41,51)를 사용할 것인지에 대한 결정은 미국 특허 5, "연속적인 트랜스미션(Continuously Smooth Transmission)"에 공지되었다. 서브회로(41)는라인(23)을 통해 펌프/모터(14)의 한 측면을 각각 병렬로 고압라인(14) 및 저압라인(18)에 연결하는 라인(46,47)을 갖는다. 서브회로(41)는 펌프/모터(21)의 두 번째 측면을 라인(25)을 통해 병렬라인(48,49)을 거쳐 저압라인(14) 및 고압라인(18)에 병렬로 연결된다. 만약 서브회로(41)가 고압유체를 라인(23)에 공급하도록 명령을 받으면, 밸브(42)는 열리고(도 2에 도시된 닫힌상태 혹은 첵상태로), 고압유체를 라인(14)으로부터 밸브(42) 및 병렬라인(46)을 통해 라인(23)으로 유동할 것이다. 만약 모터 역할을 하는 펌프/모터(21)가 휠(20)에 토크를 발생시키기 위해 명령을 받으면, 펌프/모터(21)의 운동은 0에서 바람직한 수준으로 증가하며, 고압유체는 라인(23)을 통해 펌프/모터(21)를 거처 저압으로 라인(25)을 통과해서 라인(49)의 밸브(45)를 지나서(도 2 참조) 라인(18)을 통과한 다음 저압력 어큐뮬레이터(17)로 유동한다. 밸브(43,44)는 고압유체가 닫힌상태 혹은 첵상태에서(도 2 참조) 저압측면으로 가는 것을 방지한다. 밸브(43)의 첵상태는 밸브(42)가 닫힌상태라면 펌프/모터(21)가 공동화되는 것을 방지한다.
마찬가지로 서브회로(51)는 라인(24)을 통해 펌프/모터(22)의 한 측면을 각각 병렬로 고압라인(14) 및 저압라인(18)에 연결시키는 라인(56,57)을 갖는다. 서브회로(51)는 펌프/모터(22)의 두 번째 측면을 라인(26)을 거쳐 병렬로 병렬라인(58,59)을 통해 고압라인(14) 및 저압라인(18)에 연결한다. 만약 서브회로(51)가 고압유체를 라인(24)에 공급하도록 명령을 받으면, 밸브(52)는 열리고(도 2 참조) 고압유체는 라인(14)으로부터 밸브(52)를 통해 라인(24)으로 유동한다. 만약 모터로 작동하는 펌프/모터(22)가 휠(20)에 토크를 가하도록 명령을 받는다면 펌프/모터(22)의 운동은 0에서 바람직한 수준까지 증가할 것이며 고압유체는 라인(24)을 통해서 펌프/모터(22)를 거쳐 저압으로 라인(26)을 통과해 밸브(55)를 거쳐(도 2 참조) 라인(18)을 지나 저압 어큐뮬레이터(17)로 유동한다. 밸브(53,54)는 첵상태에서 고압유체가 저압측면으로 유동하지 못하도록 한다. 밸브(53)의 첵상태는 만약 밸브(52)가 닫힌 상태라면 펌프/모터(22)가 공동화되는 것을 방지한다.
자동차가 제동될 필요가 있을 때, 서브회로(41,51)중 하나 혹은 둘다 사용하여 라인(23,24)을 통해 저압유체를 공급하여서 펌프역할을 하는 구동 펌프/모터(21,22)를 작동시켜 휠(20)로부터 동력을 얻는다. 만약 서브회로(41)가 저압유체를 라인(23)에 공급하도록 명령을 받는다면, 밸브(45)는 닫힌상태 혹은 첵상태(도 2 참조)로 돌아간다. 모든 다른 밸브들(42,43,44)은 도 2에 도시된 바와 같이 닫힌상태 혹은 첵상태로 남아있게 된다. 브레이크 페달(도시안됨)을 밟는데 비례하여, 펌프/모터(18)는 그 변위를 증가시키도록 명령받고 저압유체는 라인(18)으로부터 밸브(43) 및 병렬라인(47)을 거쳐 라인(23)을 통해 펌프/모터(21)를 지날 것이며, 고압유체는 라인(25)을 통해 밸브(44) 및 병렬라인(48)을 거쳐 라인(14)을 통과해 고압 어큐뮬레이터(13)로 유동할 것이다. 만약 서브회로(51)는 저압유체를 라인(24)에 공급하도록 명령을 받으면, 밸브(55)는 닫힌상태 혹은 첵상태(도 2 참조)로 되돌아간다. 모든 다른 밸브(52,53,54)들은 도 2에 도시된 바와 같이 닫힌 혹은 첵상태로 남아있게 된다. 서브회로 및 펌프/모터(21)와 함께 브레이크 페달 작동에 비례하여, 펌프/모터(12)는 변위를 증가시키도록 요구되며, 저압유체는 라인(18)에서 밸브(53) 및 병렬라인(57)을 통해 라인(24)을 거쳐 펌프/모터(22)를 통해 유동하도록 하며, 고압유체는 라인(26)을 통해 밸브(54) 및 병렬라인(58)을 거쳐, 라인(14)을 통과해 고압 어큐뮬레이터(13)로 유동한다.
하나, 둘 혹은 그 이상의 구동 펌프/모터가 서브회로에 의해 작동할 때(선호적으로 아래와 같이 휠(20)에 역방향 구동을 가하는 서브회로(41)의 설계처럼), 개별의 서브회로 및 구동 펌프/모터가 짝을지어 고압유체를 펌프/모터에 차단시켜 순방향 혹은 역방향(브레이크) 토크를 가하지 않도록 한다. 펌프/모터에 고압을 차단하여 펌프/모터를 통해 저압측으로 유체가 새는 것을 현격히 감소시켜 효율을 개선시킨다. 펌프/모터 스핀 토크/마찰력 및 유체 압축률 손실은 차량이 이동할 때, 클러치가 펌프/모터를 구동 트레인으로부터 현격히 줄어들고 떨어지게 하도록 사용되지 않을 때 현격히 줄어든다.
차량이 역방향으로 갈 필요가 있을 때, 서브회로(41)가 사용된다. 밸브(44,43)는 열리고(도 2에서 닫힌상태 혹은 첵상태), 밸브(45)는 닫히며(도 2에 열림), 밸브(42)는 도 2에 도시된 바와 같이 닫힌/첵상태를 유지한다. 가속페달(도시 안됨) 작동에 비례하여, 펌프/모터(21)는 변위를 증가시킬 필요가 있으며 고압유체는 라인(14)으로부터 밸브(44) 및 병렬라인(48)을 통해 라인(25)을 거쳐 펌프/모터(21)를 통과하며, 저압유체는 라인(23)을 통해 밸브(43) 및 병렬라인(47)을 거쳐 라인(18)을 통과해 저압 어큐뮬레이터(17)로 유동할 것이다. 펌프/모터(21)의 저압 및 고압측면을 역방향으로 펌프/모터는 반대 방향으로 회전할 것이다. 만약 큰 역방향 토크가 필요하다면 서브회로(51)는 서브회로(41)로 구성되고펌프/모터(22)는 또한 역방향 토크 가하도록 사용된다.
전술된 실시예는 엔진 크랭크축과 일체화된 엔진 펌프/모터(12)를 포함한다. 펌프/모터 피스톤은 크랭크축의 단부에 직접 작용한다. 펌프/모터 출력 샤프트가 엔진 크랭크축처럼 되기 때문에, 베어링 셋트 즉 테이퍼진 롤러 베어링(127) 같은 것만이 사용되며 펌프/모터(12)에서 태엽(barrel) 운동을 하기 위한 펌프/모터 평면이 베어링의 힘을 줄여서 베어링 마찰을 줄이기 위해 크랭크 축 위에 엔진 피스톤으로 가해진 힘을 완화하기 위해 선택된다.
전술된 선호되는 실시예에서 엔진(11)은 트랜스미션 하우징에 직접 결합된다. 그러므로 트랜스미션은 엔진 펌프/모터, 액츄에이터, 전술된 것 같이 동력전달을 제어하는데 필요한 유동회로 및 밸브, 기어감속 영역(기어의 힘을 완화시키도록 위치한 태엽운동 평면과 함께)의 구동 샤프트와 통합된 선호되는 실시예의 액츄에이터 및 두 개의 펌프/모터, 차동 조립체와 통합된 속도를 감속하기 위해 필요한 기어를 포함할 것이다. 트랜스미션은 두 개의 주요한 유압라인 연결부를 갖는데, 하나는 고압 어큐뮬레이터(고압라인(14))에 저압 어큐뮬레이터(저압라인(18))에 연결된다. 트랜스미션은 두 개의 2차 오일라인 연결부를 갖는데, 하나는 저압 윤활유를 펌프/모터 및 기어감소/차동조립체에 공급하도록 연결되고, 하나는 윤활유와 펌프/모터 케이스 누수오일을 다시 사용하기 위해 저장용기로 되돌려 보내도록 연결된다.
도 3은 유압 하이브리드 자동차 파워트레인의 선호되는 실시예에 대한 주요 구성요소를 상세히 도시한다. 엔진 펌프/모터(12)는 엔진 크랭크 축 출력플랜지(123)와 통합된다. 엔진 구부림축 펌프/모터(12)의 피스톤(124)은 크랭크 축 플랜지(123)에 직접 연결된(혹은 그 자체가 될 수 있는) 회전플레이트(125)에 작용한다. 펌프/모터 출력 샤프트와 엔진 크랭크 샤프트는 단일 샤프트(126)와 통합되기 때문에, 베어링 셋트(127)는 크랭크 축 후방 메인 베어링와 펌프/모터 구동 베어링을 위해 사용된다. 화살표(129)는 펌프/모터(12)를 통해 유압 유체 유동경로를 나타낸다.
선호되는 실시예의 두 개의 펌프/모터(21,22)는 작은 두 개의 구동기어(225)를 구동시키는 기어감속 조립체(214)의 구동 샤프트(213)와 통합된다. 기어(225)는 큰 두 개의 구동기어(325)를 구동시킨다. 기어(325)는 종래의 차동 조립체(도시 안됨)에 부착된 구동 샤프트(326)에 장착되고, 상지 차동 조립체는 종래의 구동축(도사 안됨)을 통해 종래의 방법으로 구동 휠에 연결된다. 구동 펌프/모터 피스톤(216,226)은 작은 기어 구동샤프트(213)의 반대쪽 단부에 직접 연결된 회전 플레이트(217,227)에 작용한다. 펌프/모터 출력 샤프트는 단일 샤프트(213) 안에 작은 기어 구동샤프트와 일체화되기 때문에, 베어링(218,228) 셋트는 작은 기어 구동 샤프트 및 펌프/모터 구동 베어링에 대해서 사용된다. 화살표(219,215)는 인라인 피스톤 머신 혹은 좀더 자세히 말해서 구부림축 피스톤 머신인 펌프/모터(21,22)를 통해 지나가는 유압유체의 유동경로를 나타낸다.
유압 하이브리드 자동차 파워트레인은 효율 및 성능특성을 최대화하기 위한 작동제어로직을 사용한다. 자동차 엔진, 펌프/모터와 관련된 변위 액츄에이터, 유동제어밸브, 닫힘밸브 및 다른 차량의 구성요소를 제어한다. 전자제어 시스템은 구동토크요구량(가속페달상태), 차량의 속력, 펌프/모터 변위. 밸브위치 등등 같은 출력 신호를 결정하기 위해 유압유체의 압력을 포함하는 여러 가지 입력을 수신한다. 전자제어시스템은 유압시스템압력, 구동토크요구량, 차량의 속도에 주로 반응하는 엔진을 제어한다.
작동제어로직은 도 6을 참조로 아래의 설명과 같이 본 발명에 대한 추가적인 독특한 제어로직과 함께 본 출원에서 참조로 인용된 미국 특허 5,495,912와 일치한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 펌프/모터(21,22)는 모터의 변위를 조절하고 유압시스템 압력과 차량의 속력을 고려하여 가속페달(90)에 반응하여 순방향 토크(혹은 0)를 휠(20)에 전달한다. 역방향 토크(제동)는 브레이크 페달 작동의 제 1 영역에 대해서 브레이크 페달(8) 위치를 감지하는 센서(7)로부터 나오는 신호에 응답하는 방식으로 전달되는데, 브레이크 페달 작동의 제 2 영역은 미국 특허 5,505,527의 방식대로 종래의 마찰 브레이크(도시 안됨)처럼 작동한다. 순방향, 제로(0) 혹은 역방향 토크 명령은 이러한 명령에 적합한 구동 펌프/모터의 가장 좋은 효율의 변위셋팅에 만족한다. 고압유체는 전술된 바와 같이 효율의 손실을 줄이기 위해 변위가 0으로 셋팅된 펌프/모터로 차단된다. 각각의 구동토크 요구에 대해서 모든 구동 펌프/모터에 대한 가장 좋은 변위셋팅 값(전체적으로 가장 높은 효율)이 유압 시스템압력과 차량의 속도에 기초를 둔 유일한 해결책이다. 전자제어유닛(10)은 상관 방정식 혹은 참조 테이블(look-up table)로부터 변위셋팅을 획득하는데. 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이 센서(9)로부터 나오는 신호에 따라 유압제어유닛(15)에 명령신호는 보낸다.
본 발명의 두 번째 실시예는 오버센터로 가는 펌프/모터를 이용하는데, 유압제어유닛(15)(도2)을 대신해서 유압제어회로(10)(도5)를 사용하지만, 그렇지 않으면 도 1에 나온 것으로 사용한다. 밸브(62,72,82)는 "닫힌(closed)"상태에서 첵밸브 역할을 하며, 펌프/모터로부터 나온 고압유체는 항상 상기 고압라인으로 들어간다. 두 번째 선호되는 실시예에서, 밸브는 고압을 저압으로 바꾸기 위해 밸브는 필요하지 않다. 그러므로 엔진(11)이 모터 역할을 하는 펌프/모터(12)로 시동되고 펌프역할을 하는 펌프/모터(12)가 구동되기 시작할 때, 펌프/모터 변위제어장치는 피스톤 스트록장치를 오버센터 쪽으로 이동시키며 펌프/모터를 통해 유동하는 유압유체는 역방향으로 간다. 그러므로 펌프/모터(12)가 펌프로 작동할 때 저압유체는 저압 어큐뮬레이터(17)에 의해 라인(18)을 통해 제어회로(10)를 거쳐(도 10) 라인(10)을 통과해서 펌프 역할을 하는 펌프/모터(12)로 공급된다. 펌프 역할을 하는 펌프/모터(12)는 고압유체는 라인(16)을 통해 제어회로(10)(도5)를 거쳐 라인(14)을 통과해 고압 어큐뮬레이터(13)로 방출된다. 만약 휠(20)을 구동시키기 위해 동력이 요구된다면, 고압유체는 라인(23,24)을 통해 모터 역할을 하는 펌프/모터(21,22)로 유동할 것이다. 저압유체는 모터 역할을 하는 펌프/모터(21,22)로부터 라인(25,26)을 통해 제어회로(10)를 통해 라인(18)을 통과해 저압 어큐뮬레이터(17)로 방출된다.
자동차가 제동될 필요가 있을 때, 펌프/모터(21,22)를 오버센터로 구동시켜 펌프 역할을 하는 구동 펌프/모터(21,22)를 작동시켜서 휠(20)에서 동력을 얻어질 것이며 유체의 유동방향은 반대가 될 것이다. 저압유체는 라인(25,26)을 통과할 것이며 고압유체는 라인(23,24)을 통해 제어회로(10)를 거쳐 라인(14)을 통과해서 고압 어큐뮬레이터(13)로 방출될 것이다.
도 5는 오버센터 펌프/모터를 사용하는 두 번째 실시예에 대해서 제어회로(10)를 상세하게 도시한다. 도 1과 동일하게 제어회로(10)의 안팍의 라인이 도시되었으며 참조 번호가 사용되었다. 도 5의 두 번째 실시예에서, 중간 서브회로(60)는 라인(64,65) 연결부를 갖는데, 라인(16)을 통해 펌프/모터(12)의 한 측면과 병렬로 각각 고압라인(14) 및 저압라인(18)에 연결된다. 서브회로(60)는 펌프/모터(12)의 두 번째 측면은 저압라인(18)에 직접(밸브를 사이기 끼지않고) 연결된다. 고압유체가 고압라인(14)으로부터 라인(16)을 통해 엔진(11)을 시동걸기 위해서 모터 역할을 하는 펌프/모터(12)로 유동하기 때문에 밸브(62)는 열린다. 모터 역할을 하는 펌프/모터(12)로 저압유체는는 저압라인(19)을 통해 저압라인(18)을 거쳐 저압 어큐뮬레이터(17)로 방출된다.
엔진(11)이 시동될 때, 펌프/모터(12)의 변위는 급격히 0으로 감소하며, 라인(64) 상의 밸브(62)는 도 5에 도시된 바와 같이 닫힌상태 혹은 첵상태로 되돌아간다. 만약 펌프/모터(12)의 변위가 0이 아니거나 펌프/모터(12)가 샌다면, 병렬라인(65)에서 선택적은 첵밸브(63)는 저압유체가 펌프/모터(12)로 유동하여 펌프/모터(12)가 공동화될 가능성을 막으며 펌프/모터(12)의 중립으로 스핀되고 낮은 마찰에 대해서 중립 루프를 형성한다. 필요할 엔진(11)은 펌프 역할을 하는 펌프/모터(12)를 구동시킨다. 펌프/모터(12)는 오버센터에 대해서 스트록킹되고 오버센터 방향으로 변위가 증가한다. 저압유체는 라인(19)으로부터 펌프 역할을 하는펌프/모터(12)를 통해 유동한다. 고압유체는 라인(16) 안으로 라인(64)에 병렬로 밸브(62)를 통해 라인(14)으로 방출된다.
만약 휠(20)을 구동시키기 위해 동력이 필요하다면, 고압유체는 서브회로(70,80)로부터 라인(23,34)을 통해 모터 역할을 하는 구동 펌프/모터(21,22)로 유동할 것이다.
펌프/모터(21)를 제어하는 서브회로(70)는 라인(74,75) 연결부를 갖는데, 라인(23)을 통해 펌프/모터(21)의 한 측면에서 병렬로 각각 고압라인(14) 및 저압라인(18)으로 연결된다. 서브회로(70)는 또한 펌프/모터(21)의 두 번째 측면을 저압라인(18)에 직접(중간에 밸브없이) 연결시킨다. 만약 서브회로(70)가 고압유체를 라인(23)에 공급해야 한다면 밸브(72)는 열리며 고압유체는 라인(14)으로부터 병렬라인(74) 및 밸브(72)를 통해 라인(23)으로 유동한다. 만약 모터 역할을 하는 펌프/모터(21)가 휠(20)에 토크를 발생시키도록 요구된다면, 펌프/모터(21)의 변위는 0에서 바람직한 수준까지 증가되고 고압유체는 라인(23)을 통해 펌프/모터(21)를 거쳐 저압상태로 라인(25)을 통해 라인(18)을 거쳐 저압어큐뮬레이터(17)로 되돌아간다. 만약 밸브(72)가 닫힌상태라면 병렬라인(75)에서 선택적인 첵밸브(73)는 펌프/모터(21)가 공동화되는 것을 막는다. 만약 서브회로(80)가 라인(24)에 고압을 가해야 한다면, 그 기능과 밸브(82) 그리고 선택적인 첵밸브(83)의 기능은 전술된 서브회로(70)에 대한 것과 동일하며 저압유체가 라인(26)을 통해 라인(18)으로 되돌아가는 것을 포함한다.
차동차가 제동될 필요가 있을 때 펌프 역할을 하는 펌프/모터(21,22)를 작동시켜 휠(20)로부터 동력이 얻어질 것이다. 만약 서브회로(70)가 펌프 역할을 하는 펌프/모터(21)을 구동시켜야 한다면 액츄에이터는 펌프/모터 오버센터를 바람직한 변위로 스트로킹한다. 저압유체는 저압 어큐뮬레이터(17)로부터 라인(18)을 통해 라인(25)을 거쳐 펌프역할을 하는 펌프/모터(21)로 유동한다. 고압유체는 라인(23)으로 방출되고 병렬라인(74)을 통해 밸브(72)를 거쳐 라인(14)을 통과해서 고압 어큐뮬레이터(13)로 유동한다. 만약 서브회로(80)가 펌프 같이 펌프/모터(22)를 가동시켜야 한다면, 그 기능과 밸브(82) 및 선택적인 첵밸브(83)의 기능은 서브회로(70)에 대해 전술된 것과 동일하다.
차동차다 역방향으로 구동되어야 할 때, 펌프/모터(21,22) 및 서브회로(70,80)가 사용된다. 서브회로(70,80)가 동일하게 작동하기 때문에, 서브회로(70)는 차량을 역방향으로 구동시키는 것을 설명하기 위해 사용될 것이다. 밸브(72)는 열리고 펌프/모터(21)는 펌프 역할을 하는 펌프/모터(21)가 회생제동(regenerative braking)에 대해서 스트로킹될 때와 같이 동일한 방법으로 이동변위에 대해서 오버센터에서 스트로킹한다. 고압유체는 라인(14)으로부터 라인(74)을 통해 밸브(72)를 거쳐 라인(23)을 통과해 역방향으로 모터 역할을 하는 펌프/모터(21)로 유동한다. 저압유체는 라인(25)으로 방출되 라인(18)을 통해 저압 어큐뮬레이터(17)로 유동한다.
도 6 및 도 7은 자동차를 좀더 효율적으로 구동시키기는 역할을 하는 구동 펌프/모터를 제어하는 것을 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 구동 펌프/모터(21,22)의 작동은 센서(9)에 의해 감지된 가속페달(90)의 위치에 따라서제어된다. 가속페달 운동 영역(1)은 가장 작은 구동 펌프/모터(22)만이 작동하는 눌려진 상태와 일치한다. 영역(1) 내에 네 개의 내리 누름 서브영역이 있다. 첫 번째 서브영역은 변위(스텝 310)가 충분하지 않거나 작지 않도록 하기위해 0 변위에서 펌프/모터를 유지하는 제어로직과 함께 "불감대(dead band)"이다. 따라서 만약 페달(90)이 눌려지면(스텝 300에서 "예"), 도 7의 제어루틴은 스텝 310을 진행하는데 페달 서브영역(1)이 존재함으로 변위명령신호를 발생시키지 않는다. 두 번째 서브영역(스텝 320) 내에서 위치를 감지하여 0 변위와 최소한 수용가능한 효율적인 변위 사이, 약 1/3정도 변위에서 펌프/모터를 작동하기 위해 명령신호를 출력하게 된다. 페달이 서브영역(2)(스텝 321) 눌려졌는지 해제되었는지를 결정하게 된다. 운전자가 페달을 이러한 두 번째 서브영역 내의 위치로 밟을 때, 제어로직은 변위명령에 늦게 반응한다(0에서 1/3변위 이하의 명령까지 스트로킹하는데 2초가 걸림). 이러한 명령으로부터 발생된 토크출력이 매우 작기 때문에, 운전자는 만약 토크를 빠르게 증가시키길 원한다면 페달을 좀더 밟을 것이며, 그렇게 해서 1/3변위에 드는 시간을 최소화한다. 운전자가 페달(90)을 서브영역 내로 해제할 때, 제어로직은 변위를 0으로 가능한 빨리(스텝 322) 보낸다. 만약 페달(90)이 서브영역(2) 내로 다시 눌릴 때, 제어로직은 이전보다 느린 비율로 변위를 증가시킨다. 세 번째 서브영역은 전체 변위에 대해 1/3이며, 전자제어유닛(10)(도 1)은 전술된 바와 같이 결정된 변위신호를 가능한 빠르게(스텝 331) 제어밸브로 보낸다. 네 번째 서브영역은 가능한 체변위로 펌프/모터(22)를 효율적으로 유지하기 위한 두 번째 "불감대(dead band)"(페달이 눌려있을 때라도 "좀더 많은" 토크를 발생시키기 위해 펌프/모터가 전체 변위 상태로 유지됨)이다. 만약 운전자가 영역(2)(스텝 350)으로 밟는다면, 두 번째 구동 펌프/모터(21)는 토크를 발생시키기 시작하고, 두 번째 큰 펌프/모터(22)를 1/3변위의 이상으로 변위를 셋팅하며 동시에 작은 펌프/모터(22)를 0변위로 보낸다. 영역(2) 내에서 전자제어유닛은 큰 펌프/모터(21) 변위에 대한 신호를 1/3 및 전체 변위(스텝 351) 사이에서 작동함에 따라 가능한 빠르게 명령값을 보내며, 명령신호를 펌프/모터(22)가 0 변위(스텝 352)가 되도록 보낸다. 만약 운전자가 페달을 영역(3)(스텝 360)까지 밟는다면, 펌프/모터(21,22)는 펌프/모터의 전체변위까지 가해진 토크를 만족시키기 위해 가장 효율적으로 조합된 변위셋팅으로 토크를 제공하도록 요구된다. 만약 두 개 이상의 구동 펌프/모터가 사용된다면, 전체가 완전변위에서 사용될 때까지 동일한 로직이 추가적인 펌프/모터에 대해서 사용된다. 비슷한 제어로직은 브레이크 페달이 눌리는 것에 관련된 회생제동에 적용된다.
도 8은 여러개의 구동 펌프/모터 혹은 속도변화 트랜스미션이 필요없이 통상적인 차량의 운행에 대한 넓은 범위의 토크 명령에 대해서 효율적인 토크를 제공하며 명령을 받았을 때 구동 펌프/모터에 가능한 높은 토크를 가할 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 고압라인(94)은 도 1의 고압라인(14)과 교체되며 고압라인(14)과 동일한 방식으로 제어회로(15)에 연결된다. 도 8에 도시된 다른 구성요소들은 고압 어큐뮬레이터를 대체하지만, 도 1에 도시된 나머지 부분이 도 8에 도시되는 않았지만 변형되지 않고 포함된다. 도 8의 실시예는 고압 어큐뮬레이터를 "밸브아웃(valve out)"할 것이며 높은 토크가 요구될때 직접 유체정역학 모드로 작동할 것이다. 낮은 토크와 중간 토크는 구동 펌프/모터를 전술된 상태로 작동시킨다. 좀더 높은 토크가 일시적인 시스템 압력 상태의 구동 펌프/모터의 완전 변위에 의해 요구되기 때문에 고압 어큐뮬레이터는 유압회로를 "밸브아웃(valve out)"아며 엔진은 시스템 압력을 요구되는 토크까지 올리기 위해 충분한 유압동력을 공급한다. 이러한 방식으로 구동 펌프/모터는 최대 정격시스템 압력에서 최대 변위에 상응하는 토크에까지 요구되는 토크를 만족시킬 수 있는 높은 효율(최적 변위 및 압력)로 작동한다.
도 8의 구동트레인 작동은 차량이 저속에서 최대 가속 명령을 받았을 때의 작동을 참고하여 설명될 것이다. 저속 및 최대 시스템 압력 비율 이해의 유압 압력에서, 엔진은 구동 펌프/모터가 사용할 수 있는 것보다 더 많은 동력을 전달한다. 고압 어큐뮬레이터(93)가 열릴 때 구동 펌프/모터가 완전 변위에 있을지라도 엔진(11)은 유압유체를 고압 어큐뮬레이터로 펌핑한다. 만약 시스템 정격 압력이 5000psi이고 일시적으로 압력이 2500psi이면, 구동 펌프/모터(21,22)는 5000psi 정도인 약 1/2 토크(동력) 만을 공급할 수 있다. 그러므로 유압 회로로부터 고압 어큐뮬레이터(93)를 즉각적으로 제거하여 시스템 압력(예를 들어)을 5000psi까지 증가시키고, 최대 가능한 토크(동력)를 휠에 공급한다. 도 8을 참조하면 고압라인(94)을 통해 고압 어큐뮬레이터(93)로 유동하는 것은 밸브(91)를 닫아서 중단된다. 엔진동력은 저속에서 최대 시스템 정격 압력을 넘지 않기 위해 펌프/모터(21,22)를 통해 유압유체 유동률과 관련된 동력에 상응하도록 조절되어야 한다. 선택적인 작은 보조 고압 어큐뮬레이터(95)(어큐뮬레이터(93) 보다 작음)는 유체를수용하기 위해 큰 고압 어큐뮬레이터(93)가 허용되지 않을 때 시스템 압력을 완화시키기 위해 도 8에 도시된 바와 같이 회로에 추가될 수 있다. 차량의 속도 및 펌프/모터(12)의 속력이 증가함에 따라(도 1), 추가적인 유동이 발생하며 엔진으로부터 좀더 많은 동력이 공급된다. 이것은 엔진(11)의 최대동력 출력이 있을 때까지 계속된다. 최대 엔지동력 출력과 관련된 차량의 속도이상으로 구동 펌프/모터(21,22)의 변위는 차량의 운전자가 요구한 최대 가속율이 명력이 중단될 때까지(가속페달을 밟는 것이 줄어든다) 엔진(11)으로부터 최대동력을 계속 사용하면서 감소하게 된다. 고압 어큐뮬레이터(93)는 시스템 압력과 고압 어큐뮬레이터(93)의 압력이 동일하고 "정상적인(normal)" 작동(즉 전술된 작동)이 다시 시작할 때, 오프닝 밸브(91)에 의해 유압회로로 되돌아간다. 선택적인 첵밸브(92)는 시스템에 고압 어큐뮬레이터(93)를 시스템에 추가하는 과정을 원활히 하기 위해 회로에 추가된다. 시스템압력이 고압 어큐뮬레이터(93) 압력 이하로 떨어지면, 유체는 고압 어큐뮬레이터(93)로부터 첵밸브(92)를 통해 유압 회로로 유동한다. 밸브(91)는 시스템과 고압 어큐뮬레이터(93)의 압력이 동일하다고 가정하기 때문에 어떠한 압력 스파이크도 발생시키지 않고 열릴수가 있다.
도 9는 전술된 바와 같이 고압 어큐뮬레이터를 "밸브 아웃(valve out)"하여 직접 유체역학 상태에서 작동하기 위해 본 발명의 또 다른 선택적인 실시예를 도시한다. 도 9에 도시된 바와 같이 도 1과 동일한 구성요소가 동일한 참조번호로 도시되었는데 라인(16,18,19,23,24,25,26)에 연결된 구성요소들은 도 1에 도시된 것과 동일하다. 이러한 실시에는 높은 토크가 요구될 때뿐만 아니라 특정한 낮은 토크및 중간 토크 명령에서 직접 유체역학 모드에서 작동하도록 한다. 이러한 실시예의 기능은 차량이 저속에서 낮은 혹은 중간 토크에 대한 명령이 수용되었을 때 작동을 참고로 설명될 것이지만, 순간 시스템 동력은 최종 구동 펌프/모터 변위가 원하는 효율 보다 낮게 작동하도록 충분히 높다. 고압 어큐뮬레이터(13)로부터 고압라인(104)을 통해 유동하는 것은 밸브(105)(회로에 포함된 선택적인 첵밸브(107,108) 및 밸브(106) 없이)를 닫아서 중단된다. 엔진동력출력은 차량에 요구되는 동력으로 감소되며, 시스템 압력은 특정한 최소값으로 떨어져 구동 펌프/모터(21,22)는 요구되는 토크를 유지하도록 변위가 증가되어야 하며 증가된 효율로 작동하게 된다. 전술된 바와 같이 직접 유체정역학 작동 모드에 높은 토크 명령이 쉽게 만족된다. 그러나 토크 명령이 수용되었을 때 엔진(11)에 대해 가장 낮은 효율의 동력 레벨 아래로 차량의 속도에서의 엔진동력을 출력하게 된다. 그런다음 고압 어큐뮬레이터(13)는 유압회로로 다시 추가되어야 하며 그래서 밸브(105)가 열려야 한다. 시스템에 유압 스파이크를 피하기 위해 시스템 압력은 밸브(105)가 열리기 전에 고압 어큐뮬레이터 압력까지 올라간다. 그런다음 엔진(11)은 유압유체를 고압 어큐뮬레이터(13)로 펌핑하여 최소 효율의 동력수단에서 계속 작동을 할 수 있거나 만약 시스템 압력이 차량의 속도에 대한 목표수준 이상일 경우 엔진(11)은 중단될 수 있으며 자동차의 동력은 어큐뮬레이터(13)에 의해 공급된다. 밸브(105)를 열기 전에 고압 어큐뮬레이터 압력을 갖는 시스템 압력과 정확하게 일치시키기 위한 어려움을 최소화하기 위해서 선택적인 밸브(106) 및 첵밸브(107,108)가 회로가 추가될 수 있다. 밸브(105) 및 밸브(106)는 모든 직접 유체정역학 작동 모드가사용되지 않을 때 열리게 된다. 고압 어큐뮬레이터(13)로부터 순간적으로 생기는 더 높은 시스템 압력이 요구될 때, 밸브(105)는 닫히고 높은 토크의 유체정역학 작동 모드가 활성화된다. 고압 어큐뮬레이터(13)로부터 순간적으로 발생되는 낮은 시스템 압력이 요구될 때, 특정한 낮은 토크 및 중간 토크 명령의 직접 유체정역학 작동모드는 밸브(106)를 닫아서 제공된다. 시스템 압력이 고압 어큐뮬레이터(13) 이상으로 올라갈 때, 유체는 또다시 시스템으로부터 고압 어큐뮬레이터(13)로 첵밸브(108)를 거쳐 유동하게 된다. 밸브(106)는 시스템의 압력과 고압 어큐뮬레이터(13)가 동일하다고 가정하기 때문에 시스템 시스템에 압력 스파이크를 가하지 않고 열릴 수 있다.
도 9에 도시된 실시예는 엔진(11)을 시동하기 위해 사용되는 소형 보조 어큐뮬레이터(109)를 포함한다. 낮은 시스템 압력으로 작동하는 제어로직을 사용할 때 모터를 작동시키는 엔진 펌프/모터(12)는 가장 낮은 시스템 압력을 갖는 엔진을 시동걸기에 충분히 커야 한다. 이로 인해 펌프로 작동시킬 때 필요한 것보다(최상의 효율) 펌프/모터가 더 커야 한다. 도 9에 도시된 실시예는 더 작은 엔진 펌프/모터(12)를 사용한다. 시스템 압력 싸이클이 저밸브(low valve) 및 고밸브(high valve)(110) 사이에 있기 때문에, 상기 보조 어큐뮬레이터(109) 및 상기 고압라인(14) 사이에 있는 첵밸브(110)는 유체가 보조 어큐뮬레이터(109)로 들어가며 마지막으로 엔진지 시동된 후에 도달된 가장 높은 압력으로 변하도록 한다. 바이패스 라인(112)에서 밸브(111)는 최종 엔진 작동 이래 닫힌 위치에 있다. 엔진을 시동해야 할 때, 밸브(111)는 열리고, 고압 유체는 바이패스 라인(112)을 통해펌프/모터(12)로 유동하고 펌프/모터(12)는 엔진(11)을 시동하기 위해 모터 역할을 한다. 엔진(11)이 시동할 때 밸브(11)는 또 다시 닫히고 펌프/모터(12)는 펌프 역할을 한다. 도 2에 도시된 밸브(32) 및 라인(36)은 본 실시예에서 사용되지 않는다.
또 다른 변형은 엔진 및 엔진 펌프/모터를 선호되는 실시예의 트랜스미션과는 기계적으로 분리시킨다. 재설치된 펌프/모터 및 다른 구성요소로 또 다른 변형이 이루어진다.
본 발명은 그 중요한 특징 혹은 범위 내에서 다른 특정한 형태로 실시될 수 있다. 그러므로 본 발명의 실시예는 설명을 위한 것이지 제한을 하려는 목적이 아니며, 본 발명의 범위는 전술된 설명과 청구항으로 명시되고 모든 변형은 청구항의 의미와 범위 내에서만 가능하다.

Claims (36)

  1. 자동차 파워트레인은
    한 쌍의 구동 휠,
    유압유체를 수용하고 압력을 저장하며 저장된 압력을 방출하기 위한 최소한 하나의 어큐뮬레이터,
    유압유체를 수용하기 위해 모터 역할을 하는 상기 구동휠을 구동시키고 제동에 반응하는 상기 어큐뮬레이터에 유압유체를 펌핑하기 위한 제 1 유압 펌프/모터,
    엔진 크랭크축을 갖는 내연기관;
    펌프 상태에서 작동할 때 유압유체를 상기 최소한 하나의 어큐뮬레이터 및 상기 제 1 유압 펌프/모터로 펌핑하며, 상기 크랭크 축을 입/출력 샤프트로 이용하는 제 2 유압 펌프/모터,
    상기 크랭크 축에 대한 백베어링(back bearing) 및 베어링과 상기 제 2 유압 펌프/모터에 대한 구동 베어링으로 사용되는 베어링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 파워트레인.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 유압 펌프/모터는 상기 구동 플레이트를 회전으로 구동하기 위해 상기 크랭크 축 및 피스톤에 직접 고정된 구동 플레이트를 포함하는 구부림 축 피스톤 펌프인 것을 특징으로 하는 자동차 파워트레인.
  3. 제 1 항에 있어서, 또한 상기 제 1 유압 펌프/모터가 상기 구동휠에 연결된 기어셋트로 구성되는데, 상기 제 1 펌프/모터는 회전하기 위해 상기 기어셋트중 하나에 고정되고 통합된 제 1 입력/출력 샤프트에서 입력/출력을 제공하는 것을 특징으로 하는 자동차 파워트레인.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 기어셋트는 차동감속기어인 것을 특징으로 하는 자동차 파워트레인.
  5. 제 3 항에 있어서, 회전하기 위해 하나의 기어에 고정되고 통합된 제 2 입력/출력 샤프트에서 입력/출력을 제공하는 제 3 펌프/모터로 구성되는데 있어서, 상기 제 1 및 제 3 펌프/모터는 장착된 하나의 기어와 함께 단일 축을 형성하기 위해 함께 결합되고 서로에 대해서 축방향으로 정렬된 상기 제 1 및 제 2 입력/출력 샤프트와 함께 상기 하나의 기어의 대향한 측면에 위치하는 것을 특징으로 하는 자동차 파워트레인.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 구동 샤프트는 상기 하나의 기어에 대해 단일 구동 축과 일체화되는 것을 특징으로 하는 자동차 파워트레인.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 그리고 제 3 펌프/모터는 인라인 피스톤 펌프인 것을 특징으로 하는 자동차 파워트레인.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2, 제 3 펌프/모터는 구부림 축 피스톤 펌프인 것을 특징으로 하는 자동차 파워트레인.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 유압 펌프는 상기 엔진을 시동하기 위해 모터로 작동하는 펌프/모터인 것을 특징으로 하는 자동차 파워트레인.
  10. 자동차 파워트레인은
    한 쌍의 구동 휠,
    내연기관,
    고압라인으로부터 고압유체를 수용하기 위해 모터 상태에서 상기 구동휠을 구동하며 상기 구동휠을 제동하기 위해 고압라인으로 고압유체를 이송시키기 위해 펌프 상태로 작동하는 제 1 펌프/모터,
    고압 유체를 상기 고압라인으로 이송하기 위해 펌프 상태로 작동하기 위해 상기 내연기관 엔진으로 구동되는 제 2 펌프/모터,
    상기 고압라인을 통해 고압유체를 방출 및 수용하기 위한 고압 어큐뮬레이터,
    저압라인을 통해 저압유체를 방출 및 수용하기 위한 저압 어큐뮬레이터,
    유체를 상기 제 1 및 제 2 펌프/모터 및 상기 고압 및 저압 어큐뮬레이터로 제어하기 위해 상기 고압 및 저압 라인에 연결된 유압 제어기,
    상기 유압 제어기에 상기 제 1 펌프/모터의 각각 반대쪽 측면을 연결시킨 제 1 및 제 2 병렬라인,
    닫힌상태에서 유압유체가 상기 고압 어큐뮬레이터로 유동하지 않도록 하는 상기 고압 라인의 컷오프 밸브,
    상기 컷오프 밸브 및 상기 제 2 유압펌프 사이에 위치하며 상기 고압 어큐뮬레이터 보다 용량이 작은 보조 어큐뮬레이터로 구성되는데, 상기 보조 어큐뮬레이터 상기 고압 어큐뮬레이터가 유체를 수용하지 않도록 되어 있을 때 상기 고압라인 내에서 압력을 완화시키는 것을 특징으로 하는 자동차 파워트레인.
  11. 제 10 항에 있어서, 유압유체가 상기 고압 어큐뮬레이터로부터 유동하는 동안 상기 고압 어큐뮬레이터로 유압유체가 유동하지 않도록 상기 컷오프 밸브와 병렬인 첵밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 파워트레인.
  12. 자동차 파워트레인은
    한 쌍의 구동휠,
    내연기관,
    고압라인으로부터 고압유체를 수용하기 위해 모터 상태에서 상기 구동휠을 구동하며 상기 구동휠을 제동하기 위해 고압라인으로 고압유체를 이송시키기 위해 펌프 상태로 작동하는 제 1 펌프/모터,
    고압 유체를 상기 고압라인으로 이송하기 위해 펌프 상태로 작동하기 위해상기 내연기관 엔진으로 구동되는 제 2 펌프/모터,
    상기 고압라인을 통해 고압유체를 방출 및 수용하기 위한 고압 어큐뮬레이터,
    저압라인을 통해 저압유체를 방출 및 수용하기 위한 저압 어큐뮬레이터,
    유체를 상기 제 1 및 제 2 펌프/모터 및 상기 고압 및 저압 어큐뮬레이터로 제어하기 위해 상기 고압 및 저압 라인에 연결된 유압 제어기,
    상기 유압 제어기에 상기 제 1 펌프/모터의 각각 반대쪽 측면을 연결시킨 제 1 및 제 2 병렬라인,
    (1) 상기 고압 어큐뮬레이터, (2) 상기 고압 라인 및 상기 유압 제어기 사이에 병렬로 있는 제 1 및 제 2 컷오프 밸브,
    각각 상기 제 1 및 제 2 컷오프 밸브와 직렬로 배열되고 서로에 대해서 병렬로 배열된 제 1 및 제 2 첵밸브로 구성되는데, 상기 제 1 첵밸브는 유체가 오직 상기 고압 어큐뮬레이터로 유동하도록 하며 제 2 첵밸브는 유체가 오직 상기 고압 어큐뮬레이터로부터 유동하도록 하는 것을 특징으로 하는 자동차 파워트레인.
  13. 자동차 파워트레인은
    한 쌍의 구동휠,
    동력을 출력하기 위해 크랭크 축을 갖는 내연기관,
    유압유체를 수용하고 압력을 저장하며 저장된 압력을 방출하기 위한 최소한 하나의 어큐뮬레이터,
    상기 구동휠에 연결된 기어셋트,
    장착된 하나의 기어와 공통 입력/출력 샤프트를 공유하며 상기 기어셋트의 한 기어의 반대 측면에 위치한 제 1 및 제 2 유압 펌프/모터로 구성되는데, 상기 제 1 및 제 2 유압모터는 공통 입력/출력 샤프트의 대향한 단부에 축방향으로 고정되고 정렬되며, 상기 제 1 및 제 2 유압모터는 모터 상태에서 상기 기어셋트를 통해 상기 구동휠을 구동시키며, 펌프 상태에서 상기 구동휠을 제동하기 위해 상기 어큐뮬레이터로 유압유체를 펌핑하며,
    펌프 상태에서 상기 제 1 및 제 2 유압 펌프/모터 그리고 최소한 하나의 상기 어큐뮬레이터에 유압 유체를 펌핑하기 위해 상기 내연기관에 의해 구동되는 제 3 펌프/모터로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 파워 트레인.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 유압 펌프/모터는 인라인 피스톤 펌프인 것을 특징으로 하는 자동차 파워 트레인.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 유압 펌프/모타가 구부림축 피스톤 펌프인 것을 특징으로 하는 자동차 파워 트레인.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 제 3 유압 펌프/모터는 회전하기 위해 상기 크랭크 축에 고정된 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 파워 트레인.
  17. 자동차 파워트레인은
    한 쌍의 구동휠,
    내연기관,
    고압라인으로부터 고압유체를 수용하기 위해 모터 상태에서 상기 구동휠을 구동하며 상기 구동휠을 제동하기 위해 고압라인으로 고압유체를 이송시키기 위해 펌프 상태로 작동하는 제 1 펌프/모터,
    고압 유체를 상기 고압라인으로 이송하기 위해 펌프 상태로 작동하기 위해 상기 내연기관 엔진으로 구동되는 제 2 펌프/모터,
    상기 고압라인을 통해 고압유체를 방출 및 수용하기 위한 고압 어큐뮬레이터,
    저압라인을 통해 저압유체를 방출 및 수용하기 위한 저압 어큐뮬레이터,
    상기 제 1 펌프/모터의 한 측면을 상기 저압 및 고압 라인에 병렬로 연결하기 위한 제 1 및 제 2 병렬라인으로 구성되는데, 상기 제 1 병렬라인은 고압유체가 고압 라인으로부터 전방향 구동으로 상기 제 1 펌프/모터의 한 측면으로 유동하도록 열리는 제 1 밸브를 갖으며, 상기 제 2 병렬라인은 저압유체를 상기 저압라인으로부터 역방향 구동으로 상기 제 1 펌프/모터의 한 측면으로 유동하도록 열리는 제 2 밸브를 갖으며,
    각각 상기 저압 및 고압 라인에 상기 제 1 펌프/모터를 병렬로 연결시크는 제 3 및 제 4 병렬라인으로 구성되는데, 상기 제 2 병렬라인은 저압유체를 상기 저압라인으로부터 전방향으로 상기 제 1 펌프/모터의 상기 제 2 측면으로 유동시키기위해 열리는 제 3 밸브를 포함하며, 상기 제 4 병렬라인은 고압유체를 상기 고압라인으로부터 역방향 구동으로 상기 제 1 펌프/모터의 상기 제 2 측면으로 유동하도록 하기 위해 열리는 제 4 밸브를 포함하는데, 상기 제 1부터 제 4까지의 모든 밸브를 첵밸브이며 펌프로 작동할 때 닫힌상태, 즉 첵상태가 되는 것을 특징으로 하는 자동차 파워트레인.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 고압 및 저압 라인에 상기 제 2 펌프/모터의 한 측면을 병렬로 연결시키기 위한 제 5 및 제 6 병렬라인으로 구성되는데, 상기 제 5 병렬라인은 고압 유체를 상기 고압라인으로부터 상기 제 2 펌프/모터의 한 측면으로 유동시키기 위해 열리는 제 5 밸브를 포함하며, 상기 제 6 병렬라인은 첵밸브의 형태로 유체가 상기 고압라인으로부터 상기 저압라인으로 유동하지 못하도록 하는 제 6 밸브를 포함하며,
    상게 제 2 펌프/모터의 제 2 측면을 병렬로 연결하기 위한 제 7 및 제 8 병렬라인으로 구성되는데, 상기 제 7 병렬라인은 저압유체가 상기 저압라인으로부터 상기 제 2 펌프/모터의 상기 제 2 측면으로 유동하도록 열리는 제 7 밸브를 포함하며, 상기 제 8 병렬라인은 첵밸브의 형태로 유체가 상기 고압라인으로부터 상기 저압라인으로 유동하지 못하도록 하는 제 8 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 파워트레인.
  19. 제 17 항에 있어서, 고압유체를 공급하기 위해 모터 상태에서 상기 구동휠을 구동시키고 상기 휠을 제공하기 위해 고압라인에 고압유체를 방출하도록 펌프상태로 작동하는 제 3 펌프/모터,
    각각 상기 고압 및 저압 라인에 상기 제 3 펌프/모터의 한 측면을 병렬로 연결하기 위한 제 9 및 제 10 병렬라인으로 구성되는데, 상기 제 9 병렬라인은 고압유체를 상기 고압라인으로부터 상기 제 3 펌프/모터의 한 측면으로 유동시키기 위해 열리는 제 9 밸브를 포함하고, 상기 제 10 병렬라인은 첵밸브의 형태로 고압유체가 상기 고압라인으로부터 상기 저압라인으로 유동하지 않도록 하는 제 10 밸브를 포함하며,
    상기 저압 및 고압라인에 상기 제 3 펌프/모터의 제 2 측면을 병렬로 연결하는 제 11 및 제 12 병렬라인으로 구성되는데, 상기 제 11 병렬라인은 저압유체가 상기 저압라인으로부터 상기 제 3 펌프/모터의 상기 제 2 측면으로 유동하도록 열리는 밸브를 포함하고, 상기 제 12 병렬라인은 첵밸브의 형태로 고압유체가 상기 고압라인으로부터 상기 저압라인으로 유동하지 못하도록 하는 제 12 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 파워트레인.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 구동휠이 상기 제 1 및 제 3 펌프/모터로 구동되는 기어셋트로 구성되는데 있어서,
    상기 제 1 및 제 3 펌프/모터는 상기 기어셋트 중 하나의 기어에 대한 반대측면에 동축으로 장착되고, 상기 제 2 및 제 3 펌프/모터는 각각 일체화된 입력/출력 샤프트에서 입력/출력을 제공하고, 단일 구동샤프트에 통합된 상기 입력/출력 샤프트는 장착된 하나의 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 파워트레인.
  21. 제 17 항에 있어서, 상기 고압 및 저압 어큐뮬레이터는 압축성 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 파워 트레인.
  22. 제 18 항에 있어서, 상기 제 6 및 제 8 병렬라인에서 상기 밸브들은 첵밸브인 것을 특징으로 하는 자동차 파워 트레인.
  23. 제 19 항에 있어서, 상기 제 6,8,10,12 라인에서 상기 밸브들은 첵밸브인 것을 특징으로 하는 자동차 파워 트레인.
  24. 자동차 파워트레인은
    한 쌍의 구동휠,
    내연기관,
    고압유체를 고압라인으로부터 수용하기 위해 모터상태에서 상기 구동휠을 구동시키기 위하 오버센터로 작동이 가능하고 상기 구동휠을 제동하기 위해 고압라인으로 고압유체를 이송하기 위해 펌프 상태로 작동하는 제 1 펌프/모터,
    고압유체를 상기 고압 라인으로 이송하기 위해 펌프 상태에서 작동하도록 내연기관으로 구동되며 작동이 오버센터로 작동이 가능한 제 2 펌프/모터,
    상기 고압라인과 상호 주고받는 고압 어큐뮬레이터,
    저압라인과 상호 주고받는 저압 어큐뮬레이터,
    상기 고압 및 저압 라인에 상기 제 1 펌프/모터의 한 측면을 병렬로 연결하기 위한 제 1 및 제 2 병렬라인으로 구성되는데, 상기 제 1 병렬라인은 고압유체가 상기 고압라인으로부터 상기 제 1 펌프/모터의 한 측면으로 유동하도록 열리는 제 1 밸브를 포함하고, 상기 제 2 병렬라인은 첵밸브 형태로 유체가 상기 고압라인에서 저압라인으로 유동하지 않도록 하는 제 2 밸브를 포함하는데 있어서,
    상기 제 1 펌프/모터의 제 2 측면은 상기 저압라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차 파워트레인.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 고압 및 저압라인에 상기 제 2 펌프/모터의 한 측면을 병렬로 연결하는 제 3 및 제 4 병렬라인으로 구성되는데, 상기 제 3 병렬라인은 고압유체가 상기 고압라인으로부터 상기 제 2 펌프/모터의 상기 한 측면으로 유동시키기 위해 열리는 제 3 밸브를 포함하며, 상기 제 4 병렬라인은 첵밸브 형태로 유체가 고압라인에서 상기 저압라인으로 유동하지 않도록 하는 제 4 밸브를 포함하는데 있어서,
    제 2 펌프/모터의 제 2 측면은 상기 저압라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차 파워트레인.
  26. 제 25 항에 있어서, 고압유체를 공급하기 위해 모터 상태에서 상기 구동휠을 구동시키기 위해 오버센터에서 작동이 가능하고 상기 구동휠을 제동하기 위해 고압라인으로 고압유체를 방출하기 위해 펌프 상태에서 작동하는 제 3 펌프/모터,
    상기 고압 및 저압라인에 상기 제 3 펌프/모터의 한 측면을 병렬로 연결시키기 위한 제 5 및 제 6 병렬라인으로 구성되는데, 상기 제 5 병렬라인은 고압유체가 상기 고압라인으로부터 상기 제 3 펌프/모터의 상기 한 측면으로 유동하도록 열리는 제 5 밸브를 포함하며, 상기 제 6 병렬라인은 첵밸브 형태로 유체가 상기 고압라인에서 저압라인으로 유동하지 않도록 하는 제 6 밸브를 포함하는데 있어서,
    상기 제 3 펌프/모터의 제 2 측면은 상기 저압라인에 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차 파워트레인.
  27. 제 24 항에 있어서, 상기 제 2 병렬라인의 밸브들은 첵밸브인 것을 특징으로 하는 자동차 파워 트레인.
  28. 제 25 항에 있어서, 상기 제 2 및 제 4 병렬라인의 상기 밸브들은 첵밸브인 것을 특징으로 하는 자동차 파워 트레인.
  29. 제 26 항에 있어서, 상기 제 2, 제 4, 제 6 병렬라인의 상기 밸브들은 첵밸브인 것을 특징으로 하는 자동차 파워 트레인.
  30. 제 26 항에 있어서,
    상기 구동휠이 제 1 및 제 3 펌프/모터에 의해 구동되는 기어셋트로 구성되는데 있어서,
    상기 제 1 및 제 3 펌프/모터는 상기 기어셋트의 구동기어의 반대 측면에 동축으로 장착되며, 상기 제 1 및 제 3 펌프/모터는 상기 구동기어에 대한 하나의 구동 샤프트와 일체화된 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 파워트레인.
  31. 제 12 항에 있어서, 보조 어큐뮬레이터로 구성되는데, 바이패스 라인을 통해 제 2 펌프/모터 및 상기 고압라인에 연결된 상기 고압라인 어큐뮬레이터 보다 용량이 작으며, 상기 바이패스 라인의 제어밸브는 열렸을 때 고압유체가 상기 내연기관을 시동하기 위해 모터 상태에서 상기 제 2 펌프/모터를 작동시키도록 상기 보조 어큐뮬레이터로부터 유동하도록 하는 것을 특징으로 하는 자동차 파워트레인.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 보조 어큐뮬레이터 및 상기 고압라인 사이에 있는 첵밸브는 유체가 상기 고압라인으로부터 상기 보조 어큐뮬레이터로의 방향으로만 유동하는 것을 특징으로 하는 자동차 파워트레인.
  33. 제 19 항에 있어서, 상기 제 1,2,3,4,5,7,9,11 밸브는 닫혔을 때 첵밸브를 기능을 하고,
    상기 제 1,4,5,9 밸브는 고압유체가 상기 펌프/모터로부터 상기 고압라인으로 유동하도록 하며,
    상기 제 2,3,7,11 밸브는 유체가 상기 펌프/모터로부터 상기 저압라인으로 유동하는 것을 특징으로 하는 자동차 파워트레인.
  34. 제 26 항에 있어서, 상기 제 1,3,5 밸브는 닫혔을 때 고압유체가 상기 펌프/모터로부터 상기 고압라인으로 항상 유동하도록 첵밸브 기능을 하는 것을 특징으로 하는 자동차 파워트레인.
  35. 자동차 파워트레인은
    한 쌍의 구동휠,
    내연기관,
    고압유체를 고압라인으로부터 수용하도록 상기 구동휠을 구동시키기 위한 제 1 유제공학적 모터,
    고압유체를 상기 고압라인으로 이송시키기 위해 상기 내연기관으로 구동되는 펌프,
    고압유체를 상기 고압라인을 통해 방출 및 수용하기 위한 고압 어큐뮬레이터,
    저압유체를 저압라인을 통해 방출 및 수용하기 위한 저압 어큐뮬레이터,
    고압유체를 상기 고압라인으로부터 수용하기 위해 상기 구동휠을 구동시키기 위한 상기 제 1 유체공학적 모터 보다 작은 용량을 갖는 제 2 유체공학적 모터,
    여러 영역으로 분할된 운동 범위 내에서 가속요소의 위치를 감지하기 위한 센서,
    가속요소가 위치한 영역에 따라서 상기 제 2 유체공학적 모터 및 상기 제 1 유체공학적 모터를 작동시키기 위한 명령신호를 선택적으로 발생시키기 위한 전자제어유닛으로 구성되는데, 상기 전자제어유닛은 제 1 영역의 서브영역 내에 상기 가속요소만을 감지하는 상기 제 2 유체공학적 코너를 작동시키기 위한 제 2 명령신호를 발생시키고 제 1 영역의 또 다른 서브영역 내에 상기 가속요소의 운동에 대해서 상기 제 1 명령신호가 변하지 않도록 하며, 제 2 영역 내에서 상기 가속요소만을 감지하는 상기 제 2 유체공학적 모터를 작동시키기 위한 제 2 명령신호를 발생시키며, 제 2 영역 내에서 상기 가속요소를 감지하는 상기 제 1 및 제 2 유체공학적 모터를 작동시키기 위한 명령신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 자동차 파워 트레인.
  36. 제 35 항에 있어서, 상기 가속요소는 가속페달이며,
    상기 가속 페달을 누를 때 상기 가속페달은 연속적으로 상기 제 1,2,3 영역을 이동하는 것을 특징으로 하는 파워 트레인.
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