(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧空気圧式エネルギー貯蔵システムを充填する方法であって、前記システムは、第１の中空容器を有する第１の油圧空気圧式蓄圧器と、前記第１の中空容器内に配置された、第１の量のガスを含む第１の圧縮性容積と、を含み、前記システムは、第２の中空容器を有する第２の油圧空気圧式蓄圧器と、前記第２の中空容器内に配置された、第２の量のガスを含む第２の圧縮性容積と、を含み、前記システムは、前記第１の油圧空気圧式蓄圧器及び前記第２の油圧空気圧式蓄圧器に接続する供給管を含んでおり、
前記第１の圧縮性容積に含まれる前記ガスを第１の静水プレチャージ圧に予め加圧し、前記第２の圧縮性容積に含まれる前記ガスを第２の静水プレチャージ圧に予め加圧する段階であって、前記第２の静水プレチャージ圧は、前記第１の静水プレチャージ圧より高い、段階と、
前記第２の中空容器に含まれる非圧縮性作動液の量を一定に保ち、前記第２の圧縮性容積に含まれる前記ガスの圧力を前記第２の静水プレチャージ圧で保つ一方で、非圧縮性作動液を前記供給管から前記第１の中空容器の中へと充填することにより、前記第１の圧縮性容積内の前記ガスを加圧する段階と、
前記第１の圧縮性容積内の前記ガスの前記圧力が前記第２の静水プレチャージ圧に達した場合、非圧縮性作動液を前記第２の中空容器の中へと充填することにより、前記第２の圧縮性容積内の前記ガスを加圧する段階と、を備える、方法。
【請求項２】
前記第１の圧縮性容積内の前記ガスの前記圧力が、前記第２の静水プレチャージ圧に等しい、または前記第２の静水プレチャージ圧より高い第１の最大圧力に達した場合、前記第１の中空容器に含まれる非圧縮性作動液の前記量を一定に保ち、前記第１の圧縮性容積内の前記ガスの前記圧力を前記第１の最大圧力に保つ段階をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の圧縮性容積に含まれる前記ガスを前記第１の静水プレチャージ圧に予め加圧する段階は、前記第１の圧縮性容積に含まれる前記ガスの量を調節する段階を含み、前記第２の圧縮性容積に含まれる前記ガスを前記第２の静水プレチャージ圧に予め加圧する段階は、前記第２の圧縮性容積に含まれる前記ガスの量を調節する段階を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記非圧縮性作動液は、自動車の車両出力により、またはエンジンにより駆動される油圧移動ユニットを介して前記第１の中空容器の中へ、および前記第２の中空容器の中へと充填される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
油圧空気圧式エネルギー貯蔵システムを排出する方法であって、前記システムは、第１の中空容器を有する第１の油圧空気圧式蓄圧器と、前記第１の中空容器内に配置された、ある量の非圧縮性作動液および第１の最大静水圧力における第１の量のガスを含む第１の体積とを含み、前記システムは、第２の中空容器を有する第２の油圧空気圧式蓄圧器と、前記第２の中空容器内に配置された、ある量の非圧縮性作動液および第２の最大静水圧力における第２の量のガスを含む第２の体積とを含み、前記第２の最大静水圧力は、前記第１の最大静水圧力より高いか、または前記第１の最大静水圧力に等しく、前記方法は、
前記第２の体積に含まれる前記ガスを膨張させ、前記第１の中空容器に含まれる前記非圧縮性作動液の前記量を一定に保つ一方で、前記第２の中空容器に含まれる非圧縮性作動液を前記第２の中空容器から外へ少なくとも部分的に移動させる、段階と、
前記第２の体積に含まれる前記ガスの前記圧力が、前記第１の最大静水圧力に降下した場合、前記第１の体積に含まれる前記ガスを膨張させ、前記第１の中空容器に含まれる前記非圧縮性作動液を前記第１の中空容器から外へ少なくとも部分的に移動させる段階と、
前記第２の体積に含まれる前記ガスの前記圧力が、前記第１の最大静水圧力に等しいか、または前記第１の最大静水圧力より小さい第２の静水プレチャージ圧に降下した場合、前記第２の体積に含まれる前記ガスの前記膨張を中止し、前記第２の体積に含まれる前記ガスの前記圧力を前記第２の静水プレチャージ圧に保つ段階と、
前記第１の体積に含まれる前記ガスの前記圧力が、前記第２の静水プレチャージ圧より小さい第１の静水プレチャージ圧に降下した場合、前記第１の体積に含まれる前記ガスの前記膨張を中止し、前記第１の体積に含まれる前記ガスの前記圧力を前記第１の静水プレチャージ圧に保つ段階と、を備える、方法。
【請求項６】
前記第１の中空容器から外へ、および前記第２の中空容器から外へ移動させられた前記非圧縮性作動液は、自動車の車両出力またはエンジンに駆動可能に係合された油圧移動ユニットを駆動する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
（ｐｍａｘ,１−ｐ０２）／（ｐ０２−ｐ０１）≦０．２であり、ｐ０１は前記第１の静水プレチャージ圧であり、ｐ０２は、前記第２の静水プレチャージ圧であり、ｐｍａｘ，１は前記第１の最大静水圧力である、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の静水プレチャージ圧は、少なくとも１０バールである、請求項５から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記第２の静水プレチャージ圧は、前記第１の静水プレチャージ圧の少なくとも２倍である、請求項５から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
油圧空気圧式エネルギー貯蔵システムであって、
前記第１の中空容器内に配置された、第１の量のガスを含む第１の圧縮性容積を含む、第１の中空容器を有する第１の油圧空気圧式蓄圧器と、
第２の中空容器内に配置された、第２の量のガスを含む第２の圧縮性容積を含む、第２の中空容器を有する第２の油圧空気圧式蓄圧器と、
供給管と、
前記第１の油圧空気圧式蓄圧器および前記第２の油圧空気圧式蓄圧器を前記供給管に選択的に流体的に接続する少なくとも１つの制御弁と、
前記供給管ならびに前記第１の油圧空気圧式蓄圧器および前記第２の油圧空気圧式蓄圧器のうち少なくとも１つにおける静水圧力を測定するための少なくとも１つの圧力センサと、
前記少なくとも１つの制御弁を制御するための、充填モードおよび排出モードを有する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットが前記充填モードにある場合、前記制御ユニットは、前記第１の油圧空気圧式蓄圧器および前記第２の油圧空気圧式蓄圧器を前記供給管に選択的に流体的に接続し、且つ前記供給管から前記第１の油圧空気圧式蓄圧器および前記第２の油圧空気圧式蓄圧器を選択的に流体的に切り離し、請求項１から４のいずれか一項に記載の複数の方法段階を実行し、
前記制御ユニットが前記排出モードにある場合、前記制御ユニットは、前記第１の油圧空気圧式蓄圧器および前記第２の油圧空気圧式蓄圧器を前記供給管に選択的に流体的に接続し、且つ前記第１の油圧空気圧式蓄圧器および前記第２の油圧空気圧式蓄圧器を前記供給管から選択的に流体的に切り離し、請求項５から９のいずれか一項に記載の方法を実行する、
油圧空気圧式エネルギー貯蔵システム。
【請求項１１】
前記第１の油圧空気圧式蓄圧器および前記第２の油圧空気圧式蓄圧器と前記供給管を介して流体連通している油圧移動ユニットをさらに備え、前記油圧移動ユニットは、自動車のエンジン、自動車の車両出力および油圧装置のうち少なくとも１つと駆動可能に係合され、または選択的に推進的に係合されている、請求項１０に記載の油圧空気圧式エネルギー貯蔵システム。
【請求項１２】
前記第１の圧縮性容積および前記第２の圧縮性容積と流体連通しているコンプレッサをさらに備え、前記コンプレッサは、前記第１の量のガスを調節することにより、前記第１の圧縮性容積に含まれる前記ガスを第１のプレチャージ圧に予め加圧し、前記コンプレッサは、前記第２の量のガスを調節することにより、前記第２の圧縮性容積に含まれる前記ガスを第２のプレチャージ圧に予め加圧する、請求項１０または１１に記載の油圧空気圧式エネルギー貯蔵システム。
【請求項１３】
前記第１の圧縮性容積及び前記第２の圧縮性容積のうち少なくとも１つは、閉じたブラダー、弾性ダイアフラムおよびフローティングピストンのうちの１つで形成される、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の油圧空気圧式エネルギー貯蔵システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、油圧空気圧式エネルギー貯蔵システムおよび当該貯蔵システムを充填し、排出する方法に関する。油圧空気圧式エネルギー貯蔵システムは、通常、例えば農業、鉱業または建設業において使用される工作機械に適用される。
【０００２】
本願は、２０１４年２月４日に出願された米国特許仮出願第６１／９３５，６６５号から優先権を主張し、その全体は参照によって本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
油圧空気圧式エネルギー貯蔵システムは、通常、少なくとも１つの油圧空圧式蓄圧器を含み、蓄圧器は、貯蔵空間を囲む剛性の中空容器を備える。
【０００４】
通常、貯蔵空間は、窒素等のある量のプロセスガスで充填された閉じた圧縮性容積、および、油等の非圧縮性作動液を受け入れるための可変空間へと分けられる。通常、可変空間は、１又は複数の弁を介して容器の外部と流体連通している。
【０００５】
エネルギーは、ある量の非圧縮性作動液を容器内の可変空間へと排出することでシステム内に蓄積され得、そうすることにより、容器内の閉じた容積に含まれるプロセスガスが圧縮され加圧される。ガスは、次に、弁を閉じることによって加圧状態に維持され得る。必要な場合、加圧ガスに蓄えられた静水圧エネルギーは、弁を開いてガスを膨張させることで放出されてよく、膨張するガスは、それにより、容器内に蓄えられた非圧縮性作動液を容器から外へ移動させ、これにより流体流を作り出す。膨張するガスによって生成される作動液の流れは、次に、例えば油圧モータまたは油圧ピストン等の油圧装置を動作させ得る。
【０００６】
油圧空気圧式エネルギー貯蔵システムに蓄えられ得るエネルギーの量は、システムのサイズを増加させることで、及び／又はプロセスガスのプレチャージ圧を増加させることで増加され得ることが知られている。しかしながら、貯蔵システムの複数の蓄圧器を収容するための空間はしばしば限られている。さらに、プロセスガスのプレチャージ圧は、通常、貯蔵システムが接続されることが意図される油圧回路の動作圧力にほぼ一致しなければいけない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、接続されることが目的である油圧回路の複数の動作条件と互換性のある増加したエネルギー密度を持つ油圧空気圧式エネルギー貯蔵システムを設計することが、本発明の目的である。システムの充填および排出の複数の方法を明記することが、本発明の別の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、特許請求の範囲の独立項による油圧空気圧式エネルギー貯蔵システムを充填および排出する複数の方法によって、および従属のシステム項で明記されるようなこれら方法を実行するように構成された油圧空気圧式エネルギー貯蔵システムによって解決される。
【０００９】
従って、油圧空気圧式エネルギー貯蔵システムを充填する方法が提案される。システムは、第１の剛性中空容器を備える第１の油圧空気圧式蓄圧器を含む。第１容器によって取り囲まれる貯蔵空間は、第１の量のガスで充填された第１の圧縮性容積を備え、第１の容器によって取り囲まれる貯蔵空間は、非圧縮性作動液を受け取るための第１の可変空間を備える。システムは、さらに、第２の剛性中空容器を備える第２の油圧空気圧式蓄圧器を含む。第２の容器によって取り囲まれる貯蔵空間は、第２の量のガスで充填された第２の圧縮性容積を備え、第２の容器によって取り囲まれた貯蔵空間は、非圧縮性作動液を受け取るための第２の可変空間を備える。
【００１０】
システムを充填するための方法は、以下の段階を備える。第１の体積に含まれるガスを第１の静水プレチャージ圧ｐ０１に予め加圧し、第２の体積に含まれるガスを第２の静水プレチャージ圧ｐ０２に予め加圧する段階であって、第２のプレチャージ圧は、第１のプレチャージ圧より高く、ｐ０２＞ｐ０１である、段階と、第２の容器に含まれる非圧縮性作動液の量（ゼロの可能性がある）を一定に保ち、第２の体積に含まれるガスの圧力を第２のプレチャージ圧ｐ０２に保つ間、第１の体積内のガスを、非圧縮性作動液を第１の容器の中に排出することによって加圧する段階と、第１の体積内のガスの圧力が第２のプレチャージ圧ｐ０２に達したとき、第２の体積内のガスを、非圧縮性作動液を第２の容器の中に排出することによって加圧する段階である。
【００１１】
下記は、油圧空気圧式エネルギー貯蔵システムを充填する従来の方法に対する本発明による方法の利点を図示し得る。従来のシステムおよび本発明によるシステムの両方は、同じ全体のプレチャージ体積Ｖ０を有すると仮定される。
【００１２】
従来の方法に従って、（場合により異なる複数の蓄圧器に分散され得る）プレチャージ体積Ｖ０全体が、同じプレチャージ圧ｐ０１に予め加圧される。従来の方法に従って、システムを充填する段階は、システム全体にわたる圧力を均一に増加させる段階を含む。つまり、従来の方法に従って、圧力は、所定のいずれの時間においてもシステム全体にわたって均一である。
【００１３】
対照的に、本発明の方法に従って、全体のプレチャージ体積Ｖ０の一部分は、従来のシステム（第１の蓄圧器における第１の圧縮性容積）と同じプレチャージ圧ｐ０１に予め加圧される一方、別の割合（第２の蓄圧器における第２の圧縮性容積）は、Ｐ０２＞Ｐ０１であるプレチャージ圧ｐ０２に予め加圧される。さらに、全体のプレチャージ体積Ｖ０が区画化され、少なくとも第１の体積は、個別に充填される。そうすることにより、システム内に排出される任意の体積の非圧縮性作動液がより大きな圧力の増加を生じさせ、本発明によるシステムにおいて従来のシステムより多くの量のエネルギーを蓄積する。
【００１４】
さらに、多くのタイプの油圧空気圧式蓄圧器において、最大到達可能な圧縮比は限られている。例えば、ブラダー（ｂｌａｄｄｅｒ）タイプの蓄圧器において、ブラダー内のプロセスガスの圧力は、約４・ｐ０より上に増加されるべきではない。ここで、ｐ０はプレチャージ圧である。従って、現在提案されている区画化は、アクセス可能なシステムの圧力範囲を拡大し得る。例えば、第１の蓄圧器および第２の蓄圧器がブラダータイプの蓄圧器であると仮定すると、第２のプレチャージ圧ｐ０２は、第１の蓄圧器におけるガスの最大圧力、つまり、ｐ０２＝４・ｐ０１に設定され得る。第２の蓄圧器におけるガスは、次に、最大圧力の４・ｐ０２＝４・４・ｐ０１＝１６・ｐ０１に加圧され得る。
【００１５】
第１のプレチャージ圧ｐ０１は、複数の蓄圧器が接続可能である油圧システムまたは回路の動作圧力と互換性のある圧力であってよい。さらに、非圧縮性作動液は、通常、同じ供給管を介して２つの蓄圧器の中に排出される。第１の蓄圧器におけるプロセスガスの圧力が第２のプレチャージ圧ｐ０２に達したときのみ、または一度だけ第１の蓄圧器におけるプロセスガスの圧力が第２のプレチャージ圧ｐ０２に達すると、非圧縮性作動液の第２の蓄圧器のみへの排出のプロセスを開始することにより、第１の蓄圧器の充填のプロセスから第２の蓄圧器の充填のプロセスへの滑らかな移行が、従って保証され得る。
【００１６】
提案された充填方法は、さらに、以下の段階を含んでよい。つまり、第１の体積内のガスの圧力が、第２のプレチャージ圧に等しいかまたはそれより高い第１の最大圧力に達したとき、第１の容器に含まれる非圧縮性作動液の量を一定に保ち、第１の体積内のガスの圧力を第１の最大圧力に保つ段階である。第１の最大圧力は第１の蓄圧器の圧力限度であってよく、その上の圧力で第１の体積内のガスは、例えば、第１の蓄圧器に対して潜在的な損傷を引き起こすことなくしては加圧されないかもしれない。
【００１７】
第１体積に含まれるガスを第１のプレチャージ圧に予め加圧することにより、第１の量のガスを調節する段階が含まれ得、第２の体積に含まれるガスを第２の静水プレチャージ圧に予め加圧することにより、第２の量のガスを調節する段階が含まれ得る。例えば、第１の体積および第２の体積は、複数の対応する弁を介しコンプレッサと流体連通し得る。第１および第２の体積に含まれるガスを、非圧縮性作動液を第１および第２の容器にそれぞれ排出することで予め加圧する段階とは対照的に、複数の蓄圧器に含まれるガスを、第１および第２の体積内のガスの量を調節することで予め加圧する段階は、減少したプレチャージ体積を犠牲にして生じるものではない。
【００１８】
非圧縮性作動液は、第１の容器内に、および第２の容器内に、エンジンまたは自動車の車両出力によって駆動される油圧移動ユニットを介して排出され得る。例えば、提案されたシステムは、通常はオフハイウェイ車である車両の直列油圧ハイブリッド変速機の静水圧回路と流体連通し得る。
【００１９】
また、上記の油圧空気圧式エネルギー貯蔵システムを排出する方法が提案される。当業者にとって既に明らかであるように、提案される排出方法は、上記の充填方法を逆転させる。
【００２０】
当該方法の開始点は、第１の容器が非圧縮性作動液で少なくとも部分的に充填され、第１の体積内のガスは第１の最大圧力に加圧されるシステムの状態である。第１の最大圧力は、必ずしも第１の蓄圧器の圧力上限ではない（しかし、そうであってもよい）。用語は、単に、第１の体積内のガスの圧力がここから減少することを示すことを目的とする。
【００２１】
同様に、提案された排出方法の開始点は、第２の容器が、非圧縮性作動液で少なくとも部分的に充填される段階と、第２の体積内のガスが、第１の最大圧力に等しいか、またはより典型的にはそれより高い第２の最大圧力に加圧される段階とを含む。この場合もまた、第２の最大圧力は必ずしも第２の蓄圧器の圧力上限ではない（しかし、そうであってもよい）。用語は、単に、第２の体積内のガスの圧力はここから減少することを示すことを目的としている。
【００２２】
システムを排出する方法は、以下の段階を備える。 つまり、第２の容器に含まれる非圧縮性作動液を少なくとも部分的に第２の容器から外に移動させるべく、第２の体積に含まれるガスを膨張させる一方で、第１の容器に含まれる非圧縮性作動液の量を一定に保ち、第１の体積内のガスの圧力を第１の最大圧力に保つ段階と、第２の体積に含まれるガスの圧力が第１の最大圧力に降下した場合、第１の体積に含まれるガスを膨張させ、第１の容器に含まれる非圧縮性作動液を少なくとも部分的に第１の容器から外に移動させる段階と、第２の体積に含まれるガスの圧力が、第１の最大圧力に等しいか、またはそれより小さい第２のプレチャージ圧に降下したとき、第２の体積に含まれるガスの膨張を中止させ、第２の体積に含まれるガスの圧力を第２のプレチャージ圧に保つ段階と、第１の体積に含まれるガスの圧力が、第２のプレチャージ圧より小さい第１のプレチャージ圧に降下したとき、第１の体積に含まれるガスの膨張を中止させ、第１の体積に含まれるガスの圧力を第１のプレチャージ圧に保つ段階である。
【００２３】
第１の容器から外へおよび第２の容器から外へ移動させられた非圧縮性作動液は、同じ供給管へと供給され得、移動ユニットを駆動するべくエンジンまたは自動車の車両出力と推進的に係合された油圧移動ユニットに向けられ得る。車両出力は、例えば、ギアボックス、ドライブシャフト、ファイナルドライブ、車両の車軸および１又は複数の車輪のうち少なくとも１つを備えてよい。
【００２４】
提案された充填方法および提案された排出方法の両方を参照すると、以下の関係が保持され得る。（ｐｍａｘ，１−ｐ０２）／（ｐ０２‐ｐ０１）≦０．２であって、好ましくは、（ｐｍａｘ，１−ｐ０２）／（ｐ０２‐ｐ０１）＜０．１であって、より好ましくは、（ｐｍａｘ，１−ｐ０２）／（ｐ０２‐ｐ０１）≦０．０５であって、ここで、ｐ０１は第１のプレチャージ圧であって、ｐ０２は第２のプレチャージ圧であって、ｐｍａｘ、１は第１の最大圧力である。言い換えれば、第１の体積に含まれるガスを加圧する段階のプロセスは、通常、第１の体積における圧力が第２のプレチャージ圧にちょうど達したそのとき、またはそのちょうど直後に停止される。
【００２５】
提案された充填方法および提案された排出方法の両方をさらに参照すると、第１のプレチャージ圧は、少なくとも１０バール、好ましくは少なくとも３０バール、より好ましくは少なくとも５０バールであってよい。複数の引用される値は、例えば、直列油圧ハイブリッド変速機の静水圧回路の主要なラインの複数の典型的な動作圧力値である。
【００２６】
提案された充填方法および提案された排出方法の両方をさらに参照すると、以下の関係が第１のプレチャージ圧ｐ０１および第２のプレチャージ圧ｐ０２に対して保持され得る。ｐ０２≧２・ｐ０１であって、好ましくはｐ０２≧３・ｐ０１であって、より好ましくはｐ０２≧３．５・ｐ０１である。言い換えれば、第２のプレチャージ圧は、システムの圧力範囲を可能な限り拡大するべく、第１の体積内の最大の実行可能／許容可能なガス圧に好ましくは近い。例えば、第２のプレチャージ圧ｐ０２は、第１の体積内の最大の実行可能／許容可能なガス圧の少なくとも９０パーセントまたはその少なくとも９５パーセントであってよい。
【００２７】
さらに、油圧空気圧式エネルギー貯蔵システムが提案される。当該システムは、以下を備える。つまり、第１の中空容器を備える第１の油圧空気圧式蓄圧器と、第１の容器内に配置された、第１の量のガスを含む第１の圧縮性容積と、第２の中空容器を備える第２の油圧空気圧式蓄圧器と、第２の容器内に配置された、第２の量のガスを含む第２の圧縮性容積と、供給管と、 複数の蓄圧器を供給管に選択的に流体的に接続する少なくとも１つの制御弁と、供給管及び／又は複数の蓄圧器における静水圧力を測定するための少なくとも１つの圧力センサと、少なくとも１つの制御弁を制御するための、充填モードおよび排出モードを有する制御ユニットである。
【００２８】
制御ユニットが充填モードにある場合、制御ユニットは、上記の充填方法の複数の段階を実行するべく、複数の蓄圧器を供給管に選択的に流体的に接続し、複数の蓄圧器を供給管から選択的に流体的に切り離すように構成されている。対照的に、制御ユニットが排出モードにある場合、制御ユニットは、上記の排出方法の複数の段階を実行するべく、複数の蓄圧器を供給管に選択的に流体的に接続し、複数の蓄圧器を供給管から選択的に流体的に切り離すように構成されている。
【００２９】
システムは、第１の体積および第２の体積と流体連通しているコンプレッサユニットを備えてよく、コンプレッサは、第１の体積に含まれるガスを、第１の量のガスを調節することで第１のプレチャージ圧に予め加圧するように構成され、コンプレッサは、第２の体積に含まれるガスを第２の量のガスを調節することで第２のプレチャージ圧に予め加圧するように構成されている。
【００３０】
第１の体積及び／又は第２の体積は、例えば、閉じられたブラダー、弾性ダイアフラムおよびフローティングピストンのうちの１つで形成され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
現在提案されているシステムの複数の好ましい実施形態が以下の詳細な記載において記載され、添付の図面において図示される。
【図１】一般的な供給管と流体連通している２個の油圧式蓄圧器を備える油圧空気圧式エネルギー貯蔵システムを示す。
【図２】従来技術に従って、２個の油圧式蓄圧器を充填／排出するプロセスの複数の異なる段階を示す。
【図３】図１の２個の油圧式蓄圧器を充填／排出するプロセスの複数の異なる段階を示す。
【図４】図２および図３の蓄圧器に含まれるプロセスガスの圧力‐体積線図を示す。
【図５】図２および図３の蓄圧器に含まれるプロセスガスのエネルギー‐圧力線図を示す。
【図６】図２および図３の蓄圧器に含まれるプロセスガスのエネルギー‐体積線図を示す。
【図７】ポリトロープ変換の圧力‐体積線図を示す。
【図８】断熱的変換を仮定してプレチャージ圧の影響を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
添付された図面に示され、以下の明細書に記載される複数の特定のデバイスおよびプロセスは、単に、本明細書で定義される本発明のコンセプトの複数の例示的実施形態であることが理解される。従って、開示される複数の実施形態に関連する複数の具体的な寸法、複数の方向、または複数の他の物理的特性は、そうでないということが明示的に述べられていない限り、限定的であるとみなされるべきではない。
【００３３】
油圧式ハイブリッド車において、油圧式蓄圧器の最適な体積およびプレチャージ圧は、車両およびデューティサイクルの複数の特性に依存する。通常、蓄圧器寸法設定は、設計段階で決定され、プレチャージが車両設定段階で（しかし、動作中ではない）変更され得るチューニングパラメータとして定義される。これらのパラメータは、妥協の結果であり、特定の場合では最適とは程遠いかもしれない。
【００３４】
本発明は、本明細書において記載されるように、全体の体積及び／又はプレチャージレベルの動的改変を可能にするべく配置された複数の蓄圧器のラックをエネルギー貯蔵として使用する。従って、ハイブリッドパワートレイン制御の自由度を増加させ、複数の蓄圧器パラメータを複数の現在の動作条件に一致させることによって全体の性能を改善する。
【００３５】
ハイブリッド車は、通常、内燃機関とペアになる可逆的エネルギー貯蔵システム（ＲＥＳＳ）を含む。ＲＥＳＳは、以下の複数の典型的なハイブリッド車機能を可能にする。‐制動中の運動エネルギー回復‐エンジン出力バッファリングおよびパワートレイン動作点の最適な管理
【００３６】
油圧式再充電可能エネルギー貯蔵デバイス（ＨＲＥＳＳ）は、通常、ブラダーまたはピストンタイプの１又は複数の蓄圧器を備え、それは、一定の質量の空気を圧縮することによってエネルギーを貯蔵し、従ってその圧力を増加させる。圧力増加は、蓄圧器におけるガスの熱力学的変換に直接関係しており、それは、図７に表されるようにポリトロープ変換としてモデル化され得、図７においてその変換タイプの影響がハイライトされている。多くの場合、実際の変換は断熱曲線に非常に近い。図８は、断熱的変換を仮定してプレチャージ圧の影響を示す。それぞれの曲線の第１の部分は、残りの部分よりも平坦であり、蓄圧器の最初の充填に対応する。
【００３７】
複数の油圧式ハイブリッドシステムの最も困難な特徴のうちの１つは、圧力‐体積曲線の急激な変化による、蓄圧器排出の間の迅速な圧力減少である。これは、蓄圧器を、圧力が十分に高いその動作範囲の一部のみで利用可能にし、またはプレチャージが複数の高い値に設定されている場合、流れもしくは移動の部分的重視による損失を発生させることによって、全体的なシステム効率を減少させる。これらの理由で、理想的な油圧式蓄圧器は、体積範囲全体に対して最適な圧力で維持されるように、その圧力をほぼ一定に維持する。理想的には、圧力レベルは、応用および動作条件に従って設定されるべきである。
【００３８】
一方で、ある特定の体積の油が交換されたと仮定すると、複数の圧力‐体積曲線の急勾配の範囲で作動することにより、蓄圧器エネルギー密度が増加する。
【００３９】
ほぼ全てのハイブリッド応用において、エネルギー貯蔵の全体体積は、パッケージングおよびコストの課題のために、数個の蓄圧器に分けられる。標準の構成において、複数の蓄圧器は全て、（少なくとも名目上）同じプレチャージ圧にあり、流れは、それらの間で均等に共有される。
【００４０】
提案された発明は、ＨＲＥＳＳエネルギー密度を最大化することを目標とした数個の蓄圧器の配置を備える。解決策は、図１に示される。
【００４１】
それぞれの蓄圧器は、油圧式制御または電子制御のいずれかを用いて、異なるレベルでプレチャージされ得、主要圧力ラインに個々に接続され得る。典型的な動作において、複数の蓄圧器は、プレチャージが増加する順序で充填される。圧力閾値が第１の蓄圧器に達したとき、対応する弁は閉じ、第２の蓄圧器が接続され、従って、異なるプレチャージ圧のせいで複数の圧力‐体積特性を変更する。プロセスは、次に、第２の蓄圧器における圧力閾値に達したとき、第３の蓄圧器で繰り返される、等である。全ての蓄圧器が同じレベルでプレチャージされる場合でさえも、個々の接続は、全体の体積を動的にサイズ変更することを可能にする。
【００４２】
接続／切り離しロジックが、複数の圧力作動弁の適切な組み合わせで完全に油圧式の制御として実装され得るか、または、それはより高い柔軟性のために複数の電子制御される弁を使用して実装され得る。第１のケースにおいて、結果として生じるＨＲＥＳＳは、図４に示されるように、増加したエネルギー密度の利点とともに、標準の蓄圧器に等しい（複数の異なる動作特性を持つだけである）受動構成要素としてシステム全体の中に組み込まれ得る。第２のケースにおいて、アクティブなＨＲＥＳＳ管理は、複数の追加の自由度が導入されることから、ハイブリッドパワートレインエネルギー管理戦略の不可欠な部分を形成する。
【００４３】
図１は、本発明に従って油圧空気圧式エネルギー貯蔵システム１を示す。システム１は、蓄圧器弁４ａ、４ｂをそれぞれ介して共通の供給管３と流体連通している第１の油圧空気圧式蓄圧器２ａおよび第２の油圧空気圧式蓄圧器２ｂを備える。最も単純なケースにおいて、蓄圧器弁４ａ、４ｂは、２／２方式の遮断弁としてそれぞれ構成されている。
【００４４】
第１の蓄圧器２ａは、第１の貯蔵空間６ａを取り囲む第１の剛性容器５ａを含む。第１の容器５ａは、例えば少なくとも４００バールの最大圧力までの静水圧力に耐えるように構成されている。第１の貯蔵空間６ａは、第１の圧縮性容積７ａおよび第１の可変空間８ａを備える。第１の圧縮性容積７ａは、第１の量のプロセスガス、例えば窒素で充填された閉じられた弾性ブラダーで形成される。第１の圧縮性容積７ａに含まれるプロセスガスの体積は、第１のプレチャージ体積であるＶ０１＝１０Ｌまで膨張され得る。第１の蓄圧器２ａは、第１の体積７ａに含まれるガスの圧力を示す第１の可変体積８ａ内の非圧縮性作動液の油圧を決定するように構成された第１の圧力センサ９ａをさらに含む。
【００４５】
供給管３内の非圧縮性作動液の静水圧力が、第１の圧縮性容積７ａに含まれるプロセスガスの静水圧力より高い場合、非圧縮性作動液が遮断弁４ａを開くことで第１の可変空間８ａへと排出され得、それにより第１の圧縮性空間７ａに含まれるプロセスガスを加圧する。同様に、第１の圧縮性容積７ａに含まれるプロセスガスの静水圧力が、供給管３内の非圧縮性流体の静水圧力より高いとき、第１の可変空間８ａに含まれる非圧縮性作動液は、第１の可変空間８ａから外へおよび供給管３の中へと、弁４ａを開くことによって少なくとも部分的に移動させられ得、従って、第１の圧縮性容積７ａに含まれるプロセスガスを膨張させ、それにより流体流を作り出す。第１の可変空間８ａは、弁４ａを閉じることで供給管３から流体的に切り離され得る。
【００４６】
ここで、第２の蓄圧器２ｂは、第１の蓄圧器２ａと同一である。第２の蓄圧器２ｂは、第２の貯蔵空間６ｂを取り囲む第２の剛性容器５ｂを含む。第２の貯蔵空間６ｂは、第２の量のプロセスガスで充填された閉じられた弾性ブラダーおよび第２の可変空間８ｂで形成される第２の圧縮性容積７ｂを備える。第２の圧縮性容積７ｂに含まれるプロセスガスの体積は、第２のプレチャージ体積であるＶ０２＝１０Ｌまで膨張され得る。第１の蓄圧器４ａと同様、第２の蓄圧器２ｂは、第２の体積７ｂに含まれるガスの圧力を示す第２の可変空間８ｂ内の非圧縮性作動液の油圧を決定するように構成された第２の圧力センサ９ｂを含む。
【００４７】
第２の圧縮性容積７ｂに含まれるガスは、弁４ｂを開くことおよび閉じることで加圧および減圧され得、それにより、第１の蓄圧器２ａに関して上に説明されたような同じやり方で、非圧縮性作動液を供給管３から第２の可変空間８ｂ内へと排出し、または第２の可変空間８ｂに含まれる非圧縮性作動液を第２の可変空間８ｂから外へ、および供給管３内へと移動させる。
【００４８】
供給管３は、静水圧ポンプ及び／又は静水圧モータ等、少なくとも１つの油圧移動ユニットを含む油圧回路と流体連通し得る。油圧移動ユニットは、自動車のエンジンまたは自動車の出力に駆動可能に係合され得る、または選択的に駆動可能に係合され得る。例えば、供給管は、油圧空気圧式エネルギー貯蔵システム１と、自動車のエンジンと車両出力との間の静水圧変速機の静水圧回路の主要流体ラインとの間の流体連通を提供し得る。
【００４９】
システム１は、さらに、コンプレッサ弁１１ａ、１１ｂを介して第１の圧縮性容積７ａおよび第２の圧縮性容積７ｂとそれぞれ流体連通するコンプレッサ１０を含む。ここで、弁１１ａ、１１ｂは、２／２方式遮断弁として構成される。コンプレッサ１０およびコンプレッサ弁１１ａ、１１ｂを介して、第１の圧縮性容積７ａに含まれる第１の量のプロセスガスおよび第２の圧縮性容積７ｂに含まれる第２の量のプロセスガスは、増加または低減され得る。特に、コンプレッサ１０は、第１の体積７ａ内のプロセスガスの第１のプレチャージ圧ｐ０１を調節し、第２の体積７ｂ内のプロセスガスの第１のプレチャージ圧ｐ０２を調節するのに使用され得る。プレチャージ圧ｐ０１、ｐ０２は、個別に調節され得る。
【００５０】
システム１は、さらに、弁４ａ、４ｂ、１１ａ、１１ｂおよびコンプレッサ１０を制御するように構成された電子制御ユニット１２を含む。制御ユニット１０は、例えば１又は複数のプロセッサを含んでよい。制御ユニット１２は、弁４ａ、４ｂ、１１ａ、１１ｂおよびコンプレッサ１０を個別に制御してよい。制御ユニット１２は、オペレータからの入力に基づいて、及び／又は圧力センサ９ａ、９ｂからの複数の圧力信号に基づいて、弁４ａ、４ｂを制御し得、複数の圧力信号は、第１および第２の圧縮性容積７ａ、７ｂにそれぞれ含まれるプロセスガスの静水圧力を示す。特に、制御ユニット１２は、充填モードおよび排出モードで操作され得る。充填モードで操作される場合、制御ユニット１２は、システム１の充填の方法に従って、弁４ａ、４ｂ、１１ａ、１１ｂおよびコンプレッサ１０を作動させる。排出モードで操作する場合、制御ユニット１２は、システム１の排出の方法に従って、弁４ａ、４ｂを作動させる。充填方法および排出方法は、さらに以下でより詳細に説明される。
【００５１】
図２のａからｃは、従来技術から既知である蓄圧器１３ａ、１３ｂを充填する方法の複数の異なるステージにおける２個の油圧式蓄圧器１３ａ、１３ｂを示す。図２のａからｃで示される従来の方法を現在提案されている改良された方法に比較するべく、蓄圧器１３ａ、１３ｂは、図１のシステム１の蓄圧器２ａ、２ｂと同一であると仮定される。
【００５２】
図２のａに示される第１の段階において、蓄圧器１３ａ、１３ｂは、同じプレチャージ圧ｐ０である６０バールにプレチャージされる。図２のａにおいて、圧縮性ブラダー１４ａ、１４ｂに含まれるプロセスガスのプレチャージ体積は、それぞれ１０Ｌであり、全体のプレチャージ体積であるＶ０＝２０Ｌに達する。
【００５３】
図２のａからｃの既知の充填方法に従って、２個の蓄圧器１３ａ、１３ｂが、蓄圧器の可変空間１５ａ、１５ｂを共通の加圧された供給管（図示せず）に流体的に接続することによって、および非圧縮性作動液を供給管から可変空間１５ａ、１５ｂの中へ移動させることによって充填され、それにより、図２のｂに示されるように、ブラダー１４ａ、１４ｂ内のプロセスガスを圧力ｐ＞ｐ０に加圧する。蓄圧器１３ａ、１３ｂは、同じ供給管を介して同時に充填されることから、第１のブラダー１４ａ内のガスの静水圧力は、第２のブラダー１４ｂ内のガスの静水圧力に常に等しい。
【００５４】
図２のｃにおいて、蓄圧器１３ａ、１３ｂは、それぞれ最大圧力であるｐｍａｘに完全に充填される。ブラダータイプの蓄圧器において、ｐｍａｘはｐｍａｘ〜４・ｐ０に制限される。つまり、図２の例では、ｐｍａｘ＝２４０バールである。
【００５５】
図２の蓄圧器１３ａ、１３ｂを排出する既知の方法では、上記の充填プロセスを単に逆にする。言い換えれば、蓄圧器１３ａ、１３ｂを排出する既知の方法に従って、図２のｂまたは図２のｃの蓄圧器１３ａ、１３ｂの可変空間１５ａ、１５ｂに含まれる非圧縮性作動液は、排出中にブラダー１４ａ、１４ｂ内の圧力ｐが常に等しくなるように、共通の供給管を介して均一に排出される。
【００５６】
圧縮または膨張中の一定の量のプロセスガスの熱力学的変換は、ポリトロープ変換で記述され得る。
【数１】
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【００５７】
ガスの体積をＶ１からＶ２に変更する場合のガス内に蓄積される、またはガスから得られるエネルギーＥの量は、以下の積分により求められる。
【数２】
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【００５８】
数式（１）および数式（２）から、圧力ｐおよび体積Ｖを有するガス内に蓄えられたエネルギーＥの量、プレチャージ圧ｐ０およびプレチャージ体積Ｖ０は、以下のように表現され得る。
【数３】
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または
【数４】
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【００５９】
ガスにおいて蓄積され得るエネルギーの実際に実現可能な最大量は、数式（３）の圧力ｐを最大の実行可能な圧力で置き換えることで決定され得る。ブラダータイプの蓄圧器については、その値はｐｍａｘ〜４・ｐ０により与えられ、以下を生じさせる。
【数５】
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【００６０】
窒素（ｋ＝１．４）については、その値はＥｍａｘ，ｂｌａｄｄｅｒ〜１．２１５・ｐ０・Ｖ０により求められる。 
【００６１】
図４は、図２のａからｃの蓄圧器１３ａ、１３ｂのブラダー１４ａ、１４ｂに含まれるガスの圧力ｐ（ＶＯＩＬ）（参照記号３０）を、図２のａに示されるプレチャージ体積Ｖ０=２０Ｌから図２のｃに示される最小体積までのその圧縮中にあるときを示す。図４の圧力ｐ（ＶＯＩＬ）は、可変空間１５ａ、１５ｂの中へと排出される非圧縮性作動液の体積ＶＯＩＬの関数としてプロットされる。それにより、ｐ（ＶＯＩＬ）は、数式（１）に従って、およびＶＯＩＬ＝Ｖ０−Ｖに従って決定される。使用される値は、Ｖ０＝２０Ｌ、ｐ０＝６０バールおよび窒素の断熱指数であるｋ＝１．４である。図４において、圧力３０は図２のａのプレチャージ圧ｐ０＝６０バールから図２のｃに示される蓄圧器１３ａ、１３ｂの最大の実行可能な圧力ｐｍａｘ＝４・ｐ０＝２４０バールに徐々に増加される。図４の曲線３０の下の面積は、圧縮中の蓄圧器１３ａ、１３ｂに含まれるガスにおいて蓄積されるエネルギーの量を表す。
【００６２】
図５は、ブラダー１４ａ、１４ｂに含まれるガスに蓄積されたエネルギーＥ（ｐ）（参照符号３１）を、図２のａからｃに示されるプロセス中におけるガスの均一な圧力ｐの関数として示す。図５のＥ（ｐ）は、数式（３）に従って決定される。この場合も同様に、Ｖ０＝２０Ｌ、ｐ０＝６０バールおよびｋ＝１．４である。繰り返すが、ブラダー１４ａ、１４ｂに含まれる窒素ガスの圧力ｐは、その最大圧力であるｐｍａｘ〜４・ｐ０=２４０バールに増加することが分かる。このプロセスの間、ガスに蓄積されるエネルギーの量は、それがその最大値約１５０ｋＪに達するまで増加する。
【００６３】
図６は、ブラダー１４ａ、１４ｂに含まれるガスに蓄積されたエネルギーＥ（ＶＯＩＬ）（参照符号３２）を、充填プロセス中に可変空間１５ａ、１５ｂの中へと排出される非圧縮性作動液の体積ＶＯＩＬの関数として示す。図６のＥ（ＶＯＩＬ）は、数式（４）に従って、かつＶＯＩＬ=ＶＱ−Ｖに従って決定される。
【００６４】
図６は、完全な充填プロセスを示さない。この場合も同様に、図６において、Ｖ０＝２０Ｌ、ｐ０＝６０バールおよびｋ＝１．４である。ガスが圧縮されると、ガスに蓄積されたエネルギーの量が増加する。
【００６５】
図３のａからｃは、現在提案されている図１の油圧空気圧式エネルギー貯蔵システム１を充填する方法の複数の異なるステージを示す。方法は、１又は複数の入力デバイスを介してオペレータから、または制御アルゴリズムによるコマンドで開始され得る。方法は、電子制御ユニット１２のプロセッサにおいて実行される制御アルゴリズムの充填モードを使用して実行される。
【００６６】
図３のａは、システム１を充填する提案されたシ方法の第１段階を示す。第１段階では、制御ユニット１２は、第１体積７ａ内のガスを、Ｖ＝１０Ｌであるプレチャージ体積において、６０バールである第１のプレチャージ圧ｐ０１に予め加圧するべく、第１の蓄圧器２ａの第１の体積７ａに含まれる窒素ガスの量を、コンプレッサ弁１１ａを介して調節するようにコンプレッサ１０に命令する。一度プレチャージ圧ｐ０１が設定されると、制御ユニット１２は、コンプレッサ弁１１ａに閉じるように命令する。図３のａをさらに参照すると、制御ユニット１２は、次に、第２の体積７ｂ内のガスを、Ｖ０２＝１０Ｌであるプレチャージ体積で２３０バールである第２のプレチャージ圧ｐ０２に予め加圧するべく、第２の蓄圧器２ｂの第２の体積７ｂに含まれる窒素ガスの量を、コンプレッサ弁１１ｂを介して調節するようにコンプレッサ１０に命令する。従って、第２の蓄圧器２ｂの第２の体積７ｂに含まれる窒素ガスの第２のプレチャージ圧ｐ０２は、第１のブラダー蓄圧器２ａの約４・ｐ０１＝２４０バールである最大の実行可能な圧力よりも僅かに小さいのみである。一度プレチャージ圧ｐ０２が設定された状態になると、制御ユニット１２は、弁１１ｂに閉じるように命令する。弁４ａ、４ｂは、図３のａの第１段階の間は、閉じたままである。
【００６７】
第１の体積７ａおよび第２の体積７ｂが予め加圧されると、蓄圧器２ａ、２ｂは、非圧縮性作動液が第１の蓄圧器の可変空間８ａの中へと排出される準備が整う。第１のプレチャージ圧ｐ０１の値は、好ましくは、システム１が充填プロセスのために結合される油圧回路の通常の動作圧力に一致するように、選択される。特定の状態に応じて、第１のプレチャージ圧ｐ０１の複数の異なる値が選択され得る。
【００６８】
一度蓄圧器２ａ、２ｂの共通の供給管３内の圧力が、第１の蓄圧器２ａの第１のプレチャージ圧ｐ０１に達すると、またはそれを超えるとすぐに、制御ユニット１２は、第１の蓄圧器弁４ａに、第１の蓄圧器２ａの第１の可変空間８ａを供給管３に流体的に接続させるように開くように命令する。同時に、第２の蓄圧器弁４ｂは閉じられたままであり、それにより第２の蓄圧器２ｂを供給管３から流体的に切り離す。
【００６９】
第１の蓄圧器弁４ａを開くとすぐに、通常は油である非圧縮性作動液は、第１の蓄圧器２ａの第１の可変空間８ａに供給管３を介して排出され、それにより、第１の体積７ａを圧縮し、第１の体積７ａに含まれる窒素ガスの静水圧力ｐ１を増加させる。供給管３は、例えば、車両の内燃機関で駆動される車両の静水圧変速機の静水圧ポンプ／モータで、または回生制動手順の間に車両の車両出力で加圧され得る。第１の蓄圧器２ａの充填の間、制御ユニット１２は、第２の蓄圧器４ｂの静水圧力を第２のプレチャージ圧ｐ０２に保つように第２の蓄圧器弁４ｂが閉じられたままで保つ。
【００７０】
第１の体積７ａは、第１の体積に含まれるガスの静水圧力ｐ１が、第２のプレチャージ圧ｐ０２に達するまで、さらに加圧される。この時点まで、第２の蓄圧器弁４ｂは、閉じられたままで保たれる。ここで達した状況は、図３のｂに示される。体積７ａ、７ｂの両方に含まれるガスは、第２のプレチャージ圧ｐ０２に加圧される。しかしながら、第１の体積７ａはほぼ完全に圧縮されたが、第２の体積７ｂは、いまだにＶ０２＝１０Ｌであるプレチャージ体積にある。
【００７１】
図４では、図３のａにおけるｐ〜ｐ０１から図３のｂにおけるｐ〜ｐ０２への圧縮の間の第１の体積７ａ内の圧力Ｐ（ＶＯＩＬ）が、曲線２０の第１の部分２０ａで表される。第１の体積７ａのみがこのステージの間に充填されるので、図４における曲線２０の部分２０ａで表される圧力の増加は、同じ量の油により生じる従来の方法における対応する圧力の増加より大きい。言い換えれば、システム１へと排出される非圧縮性作動液の所定の体積について、現在提案されている方法の場合、従来の方法の場合より大きなエネルギーが蓄積される。
【００７２】
これは、図６にさらに示される。図６中、現在提案されている方法による図１のシステム１において蓄積されたエネルギーＥ（ＶＯＩＬ）の量を表す曲線２２が、従来の方法を表す曲線３２の上方にある。
【００７３】
図３のｂでは、第１の体積７ａ及び／又は供給管３内の圧力が第２のプレチャージ圧であるｐ０２に達すると、制御ユニット１２は、第１の蓄圧器弁４ａに閉じるように命令する。従って、第１の蓄圧器２ａは、第１の蓄圧器２ａにおける圧縮ガスの圧力を第２のプレチャージ圧であるｐ０２に保つべく、供給管３から流体的に切り離される。同時に、制御ユニット１２は、第２の蓄圧器弁４ｂに開くように命令する。従って、第２の蓄圧器２ｂは、供給管３に流体的に接続され、非圧縮性作動液は、供給管３を介して第２の蓄圧器２ｂの第２の可変体積８ｂへと排出される。
【００７４】
しかしながら、第１の蓄圧器２ａの供給管３からの切り離しおよび第２の蓄圧器２ｂの供給管３への接続は、同時には起こらないと考えられる。例えば、一度第２の蓄圧器２ｂが供給管３に流体的に接続されると、第１の蓄圧器２ａは、第１の体積７ａ内のガスが最大の実行可能な圧力であるｐｍａｘ，１＝４・ｐ０１に達するまで、供給管３に流体的に接続されたままであり得る。言い換えれば、しばらくの間、非圧縮性作動液は、２つの蓄圧器２ａ、２ｂへと並行に／同時に排出され得る。これは、第１の蓄圧器２ａの充填から第２の蓄圧器２ｂの充填への移行を円滑にし得る。
【００７５】
図４および図５では、第１の蓄圧器２ａの充填から第２の蓄圧器２ｂの充填への移行は、曲線２０、２１が滑らかでない点として見える。図４および図５において、この移行点は、２０ｃ、２１ｃでそれぞれ示される。図４の移行点２０ｃは、曲線２０を２つの部分２０ａ、２０ｂに分割する。同様に、図５の移行点２１ｃは、曲線２１を２つの部分２１ａ、２１ｂに分割する。ｐ（ＶＯＩＬ）およびＥ（ｐ）が２０ｃ、２１ｃでそれぞれ増加する突然の比率変化は、移行点で供給管３に結合されたガス体積における変化により起こる。一方、２０ｃおよび２１ｃで、第１の蓄圧器２ａのガス体積７ａは、ほぼ完全に圧縮され、第２の蓄圧器２ｂのガス体積７ｂは、いまだにそのプレチャージ値であるＶ０２にある。
【００７６】
一度第２の蓄圧器弁４ｂが開かれると、非圧縮性作動液は、第２の蓄圧器２ｂの第２の可変体積８ｂ内へと排出され、第２の蓄圧器２ｂの第２のガス体積７ｂは、それが最大の実行可能な値であるｐｍａｘ，２〜４・ｐ０２＝４・２３０バール＝９２０バールに達するまで圧縮される。この状態の間、第１の蓄圧器弁４ａは、第１の可変空間８ａ内の油の量および第１の体積７ａ内の圧力を一定に保つべく閉じられた状態が保たれる。最大充填のそれらの状態における蓄圧器２ａ、２ｂが、図３のｃに示される。
【００７７】
図４および図５は、従来の方法では（図４および図５の曲線３０、３１をそれぞれ参照）蓄圧器１３ａ、１３ｂ内のプロセスガスが圧縮され得る最大の圧力はＰｍａｘ＝４・ｐ０=２４０バールに限られているが、現在提案されている方法では（図４および図５の曲線２０、２１をそれぞれ参照）到達できる圧力の範囲は、ｐｍａｘ，２〜４・ｐ０２=９２０バールまでの値に拡大され得ることを明確に示す。結果として、現在提案されている方法に従ってシステムを充填する場合、より多くのエネルギーが蓄えられ得る。実際には、最大の圧力値は、システム１が接続される油圧回路の最大圧力により限定され得る。例えば、自動車の静水圧変速機において最大動作圧力は、通常、４５０バールの範囲にある。
【００７８】
当業者は、本明細書で提案され、図３のａからｃ、図４、図５および図６で示される充填方法は、２よりも多くの蓄圧器に拡張され得ることは、容易に理解する。これらは、次に、複数の異なるプレチャージ圧に予め加圧され、上記の２個の蓄圧器システム１の充填と同様に、連続的に充填される。例えば、ｎ個の蓄圧器システムのそれぞれの蓄圧器は、プレチャージ圧であるｐ０ｊ＝ｐｍａｘ,ｊ−１＝４・ｐ０,ｊ−１に予め加圧され得る。ここで、ｊ−１は、ｊ番目の蓄圧器に先行する蓄圧器を示す。
【００７９】
システム１を充填する方法の先の記載から、図３のａで図示されたプレチャージ状態に達するべくシステムがどのように排出され得るかは、当業者には直ちに明らかである。従って、第１の体積７ａが第１の最大圧力に加圧されたプロセスガスの量を含む場合、および第２の体積７ｂが第２の最大圧力に加圧されたプロセスガスの量を含むとき、システム１を排出する対応する方法であって、第２の最大圧力は、第１の最大圧力より大きいかまたは少なくともそれに等しい、方法は、少なくとも以下の段階を備える。つまり、第２の容器５ｂに含まれる非圧縮性作動液を、第１の容器５ａに含まれる非圧縮性作動液の量を一定に保つ一方で、第２の容器５ｂから外へ少なくとも部分的に移動させるべく、第２の体積７ｂに含まれるガスを膨張させる段階と、第２の体積７ｂに含まれるガスの圧力が第１の最大圧力に降下したとき、第１の体積７ａに含まれるガスを膨張させ、第１の容器５ａに含まれる非圧縮性作動液を少なくとも部分的に第１の容器５ａから外に移動させる段階と、第２の体積７ｂに含まれるガスの圧力が、第１の最大圧力に等しいか、またはそれより小さい第２のプレチャージ圧に降下したとき、第２の体積７ｂに含まれるガスの膨張を中止させ、第２の体積７ｂに含まれるガスの圧力を第２のプレチャージ圧に保つ段階と、第１の体積７ａに含まれるガスの圧力が、第２のプレチャージ圧より小さい第１のプレチャージ圧に降下したとき、第１の体積７ａに含まれるガスの膨張を中止させ、第１の体積７ａに含まれるガスの圧力を第１のプレチャージ圧に保つ段階である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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