(57)【特許請求の範囲】
【請求項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油圧移動ユニットと流体連通した第１油圧移動ユニットを有する油圧回路であって、前記第１油圧移動ユニットおよび前記第２油圧移動ユニットのそれぞれは、複数の流体ポートを含み、前記油圧回路は、前記第１油圧移動ユニットの第１流体ポートおよび前記第２油圧移動ユニットの第１流体ポートを流体連通する第１メイン流体ラインと、前記第１油圧移動ユニットの第２流体ポートおよび前記第２油圧移動ユニットの第２流体ポートを流体連通する第２メイン流体ラインと、を有する、油圧回路と、
前記油圧回路と流体連通し、前記第１メイン流体ライン及び前記第２メイン流体ラインに接続された高圧油圧蓄圧器と、
前記油圧回路と流体連通し、前記第１メイン流体ライン及び前記第２メイン流体ラインに接続された低圧油圧蓄圧器と、
前記高圧油圧蓄圧器を選択的に前記第１メイン流体ラインに流体連通させる、第１圧力作動遮断弁と、
前記高圧油圧蓄圧器を選択的に前記第２メイン流体ラインに流体連通させる、第２圧力作動遮断弁と、
前記高圧油圧蓄圧器と前記油圧回路との間の油圧流体の流れを連続的に変化させる圧力作動比例流量制御弁であって、前記第１メイン流体ライン及び前記第２メイン流体ラインと流体連通し、前記高圧油圧蓄圧器および前記第１圧力作動遮断弁の間の位置であって、かつ前記高圧油圧蓄圧器および前記第２圧力作動遮断弁の間の位置に配置される、圧力作動比例流量制御弁と、
パイロット油圧を前記第１圧力作動遮断弁、前記第２圧力作動遮断弁、および前記圧力作動比例流量制御弁に適用する、パイロット流体ラインと、
を備える、
直列油圧式ハイブリッドシステム。
【請求項２】
前記第２油圧移動ユニット及び前述の複数の遮断弁のうち、少なくとも１つから前記第１油圧移動ユニットを選択的に流体的に切り離すための複数の隔離弁をさらに備える、
請求項１に記載の直列油圧式ハイブリッドシステム。
【請求項３】
前記第１油圧移動ユニットの第１流体ポートを前記第１油圧移動ユニットの第２流体ポートに、選択的に流体的に直接連結するバイパス弁をさらに備える、
請求項２に記載の直列油圧式ハイブリッドシステム。
【請求項４】
前記低圧油圧蓄圧器は、第３圧力作動遮断弁を通って前記第１メイン流体ラインに、及び第４圧力作動遮断弁を通って前記第２メイン流体ラインに、選択的に流体的に連結される、
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。
【請求項５】
前記高圧油圧蓄圧器は、前記圧力作動比例流量制御弁を通って前記第１圧力作動遮断弁及び前記第２圧力作動遮断弁に、選択的に流体的に連結される、
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。
【請求項６】
前述の複数の圧力作動遮断弁は、カートリッジ弁として構成される、
請求項１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。
【請求項７】
前述の複数の圧力作動遮断弁のそれぞれに、少なくとも前述の対応する複数の圧力作動遮断弁に作用する最大油圧に等しいパイロット圧を適用する複数の逆止弁をさらに備える、
請求項６に記載の直列油圧式ハイブリッドシステム。
【請求項８】
前記パイロット流体ラインは、第１逆止弁を通って前記高圧油圧蓄圧器と、及び第２逆止弁を通って前記低圧油圧蓄圧器と、第３逆止弁を通って前記第１メイン流体ラインと、第４逆止弁を通って前記第２メイン流体ラインとに流体連通しており、
これにより、前記パイロット流体ラインのパイロット油圧は、少なくとも最大システム圧力に等しい、
請求項７に記載の直列油圧式ハイブリッドシステム。
【請求項９】
前記圧力作動比例流量制御弁は、減圧弁を通って前記パイロット流体ラインにより提供されるパイロット油圧で作動される、
請求項８に記載の直列油圧式ハイブリッドシステム。
【請求項１０】
前記高圧油圧蓄圧器と流体連通した第１圧力安全弁、及び、前記低圧油圧蓄圧器と流体連通した第２圧力安全弁のうち少なくとも１つをさらに備える、
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。
【請求項１１】
前記高圧油圧蓄圧器と流体連通した第１電気安全弁、及び、前記低圧油圧蓄圧器と流体連通した第２電気安全弁のうち少なくとも１つをさらに備え、
これらの電気安全弁は、前記高圧油圧蓄圧器及び前記低圧油圧蓄圧器のうち少なくとも１つから選択的に圧力を抜くためのものである、
請求項１から１０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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して油圧式動力伝達システムに関し、特に自動車車両用の油圧式動力伝達システムに関する。より具体的には、本発明は主に、油圧回路、油圧蓄圧器、及び油圧蓄圧器を油圧回路に選択的に流体的に連結するためのパワーブーストハブを含む、直列油圧式ハイブリッドシステムに関する。
【０００２】
本願は、米国仮特許出願第６１／９３５，６１７号（出願日：２０１４年２月４日）の優先権を主張し、これによりその全体は参照によって本願に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
静油圧式動力伝達（ＨＴ）は、動力源（通常はエンジン）からの動力を動力使用場所（通常は車両の一部）に伝達する既知の技術である。ＨＴの主要な構成要素は、トラクションポンプ、１又は複数のトラクションモータ、及び油圧回路である。油圧回路は、ポンプとモータとの間の流体連通を可能にする。
【０００４】
１又は複数の油圧蓄圧器が車両に加えられ、油圧回路に流体的に連結される場合、車両は油圧エネルギーを蓄積し再注入する能力を獲得し、それは直列ハイブリッドシステム（ＳＨＳ）と一般に呼ばれることがあることも知られている。
【０００５】
ＨＴを用いることから、ＳＨＳになることへの車両の移行は、パワーブーストハブによって可能になる。パワーブーストハブは、油圧蓄圧器を油圧回路に流体的に連結し、且つ油圧蓄圧器を油圧回路から切り離すことが可能である。
【０００６】
一方にある油圧蓄圧器ともう他方にある油圧回路との間に存在し得る油圧差に起因して、油圧蓄圧器を油圧回路に流体的に連結すると、機械的なジャークを引き起こすことがある。油圧蓄圧器を油圧回路から切り離す場合にも、油圧回路に供給される油圧動力が結果として変化することに起因して、同様の影響が生じることがある。しかしながら、これらの機械的なジャークは、その発生によって動力伝達の制御性が損なわれ、機械構成部品の摩耗増大が引き起こされ得るので、概して望ましくない。
【発明の概要】
【０００７】
従って、油圧蓄圧器を油圧回路に滑らかに連結する、及び／又は、油圧蓄圧器を油圧回路から滑らかに切り離すことが可能な直列油圧式ハイブリッドシステムを提供することが、本発明の目的である。
【０００８】
この目的は、請求項１の特徴を備える直列油圧式ハイブリッドシステムによって解決される。提案されたシステムの特定の複数の実施形態が、複数の独立請求項に説明されている。
【０００９】
現在提案された直列油圧式ハイブリッドシステム、特に自動車車両での使用に向けた直列油圧式ハイブリッドシステムは、少なくとも以下のものを備える。すなわち、第２油圧移動ユニットと流体連通した第１油圧移動ユニットを有する油圧回路、並びに、油圧回路と流体連通した高圧油圧蓄圧器、及び油圧回路と流体連通した低圧油圧蓄圧器である。高圧油圧蓄圧器は、比例流量制御弁を通って油圧回路と流体連通しており、比例流量制御弁は、高圧油圧蓄圧器と油圧回路との間の油圧流体の流れを連続的に変化させるよう適合される。
【００１０】
本願の範囲内で、「〜と流体連通している」という明確な記述は、例えば１又は複数の弁を通って、「〜に流体的に連結された」及び「〜に選択的に流体的に連結された」のうち１つを含み得る。
【００１１】
通常、第１油圧移動ユニットは、車両のエンジンと推進的に係合される、又は車両のエンジンと選択的に推進的に係合される油圧ポンプである。エンジンは、例えば、内燃エンジン（ＩＣＥ）であってよい。第１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油圧移動ユニットは、可動式斜板を有する静油圧式アキシャルピストンポンプであってよい。第２油圧移動ユニットは、油圧モータ、例えば静油圧式アキシャルピストンモータであってよい。第２油圧移動ユニットは、車両出力と推進的に係合される、又は車両出力と選択的に推進的に係合される。車両出力は、例えば、ドライブシャフト、ファイナルドライブ、車両の車軸、及び１又は複数の車輪のうち少なくとも１つを含み得る。
【００１２】
蓄圧器は、圧縮ガス蓄圧器として構成され得る。蓄圧器は、対応する蓄圧器を油などの油圧流体で充填、又は部分的に充填することにより加圧され得て、それにより、蓄圧器内に含まれるある量の気体を圧縮する。気体は、窒素などの不活性ガスであってよい。同様に、蓄圧器内に含まれる圧縮ガスを膨張させることにより、蓄圧器は減圧され得て、それにより、蓄圧器内に含まれる油圧流体を蓄圧器から押し出して、流体の流れを生み出す。蓄圧器は、静油圧圧力で動作するよう適合され得て、その最大動作圧力は、例えば、少なくとも２００ｂａｒ（２０ＭＰａ）又は少なくとも３００ｂａｒ（３０ＭＰａ）までである。
【００１３】
直列油圧式ハイブリッドシステムは、静油圧モード及び１又は複数のハイブリッドモードで選択的に動作されるよう適合され得る。静油圧モードにおいて、蓄圧器は油圧回路から流体的に切り離される。次に、エンジンは第１油圧移動ユニットを駆動して油圧回路内の油圧流体を移動させる、又は循環させる。それにより第２油圧移動ユニットを駆動し、その結果、油圧回路を通ってエンジンから第２油圧移動ユニットに機械的エネルギーが伝達され得る。
【００１４】
ハイブリッドモードにおいて、蓄圧器は油圧回路に流体的に連結される。１つのハイブリッドモードにおいて、油圧流体を低圧蓄圧器から高圧蓄圧器に移動させるべく、第１油圧移動ユニットを駆動することにより蓄圧器は充填され、それにより、高圧蓄圧器と低圧蓄圧器との間の圧力勾配が増加する（エネルギー蓄積）。
【００１５】
別のハイブリッドモードにおいて、油圧流体を低圧蓄圧器から高圧蓄圧器に移動させるべく、第２油圧移動ユニットは車両出力からの運動エネルギーを吸収し得る（回生制動）。
【００１６】
別のハイブリッドモードにおいて、第２油圧移動ユニットと推進的に係合された車両出力を駆動するために、油圧流体は高圧蓄圧器から低圧蓄圧器に第２油圧移動ユニットを通って移動させられ得る。
【００１７】
提案された直列油圧式ハイブリッドシステムは、例えば、オフハイウェイ車に配置され得る。オフハイウェイ車には、限定されないが、トラクタ、ハーベスタ、クローラ、鉱業車両又は材料運搬車両、例えばホイールローダ、ホイールエクスカベータ、バックホーローダ、テレハンドラ、ダンプトラック、又は同様のものなどが含まれ得る。
【００１８】
高圧蓄圧器は比例流量制御弁を通って油圧回路と流体連通しているという事実により、高圧蓄圧器は油圧回路に連結され、且つ油圧回路から切り離されることが、滑らかで予め定められた制御可能な方式で可能となる。例えば、高圧蓄圧器を油圧回路に流体的に連結するとき、比例流量制御弁は比例流量制御弁を通る流体の流れを徐々に増加させるように作動され得る。同様に、高圧蓄圧器を油圧回路から流体的に切り離すとき、比例流量制御弁は比例流量制御弁を通る流体の流れを徐々に減少させるように作動され得る。
【００１９】
このように、連結／切り離し手順の間に生じる機械的なジャークを、比例流量制御弁は減少させ得る。このことは、システムの制御性を有利に増加させ得て、さらにシステムの機械構成部品の摩耗を減少させ得る。
【００２０】
比例流量制御弁を通って油圧流体が流れ得る比例流量制御弁の断面（面積）は、第１の値と第２の値との間で連続可変であり得て、第２の値は第１の値より大きい。第１の値はゼロであってよく、これは比例流量制御弁が完全に閉じられているよう適合され得るということである。特に、断面が第１の値と第２の値との間の所望の値に固定され得るように、比例流量制御弁は制御され又は作動されるよう適合され得る。この種の比例流量制御弁は、当技術分野で広く知られている。比例流量制御弁の連続可変な制御位置は、例えば、油圧力又は電磁力によって制御可能であり得る。比例流量制御弁は、電気信号によって、及び／又は比例流量制御弁に印加されたパイロット油圧によって制御可能であり得る。
【００２１】
通常、油圧回路は第１メイン流体ライン及び第２メイン流体ラインを有し、第１油圧移動ユニット及び第２油圧移動ユニットは、第１メイン流体ライン及び第２メイン流体ラインを通って互いと流体連通している。例えば、第１メイン流体ラインは、第１油圧移動ユニットの第１流体ポートを第２油圧移動ユニットの第１流体ポートに、流体的に連結し得る、又は選択的に流体的に連結し得る。同様に、第２メイン流体ラインは、第１油圧移動ユニットの第２流体ポートを第２油圧移動ユニットの第２流体ポートに、流体的に連結し得る、又は選択的に流体的に連結し得る。つまり、第１及び第２油圧移動ユニットによって、及び第１及び第２メイン流体ラインによって、形成又は選択的に形成された閉じた油圧回路として、油圧回路は構成され得る。通常、油圧回路は外部環境から流体的に遮断されている。例えば、油圧回路内の最小油圧は、少なくとも１０ｂａｒ（１ＭＰａ）又は少なくとも２０ｂａｒ（２ＭＰａ）であり得る。
【００２２】
高圧蓄圧器は、第１遮断弁を通って第１メイン流体ラインに選択的に流体的に連結され得て、また第２遮断弁を通って第２メイン流体ラインに選択的に流体的に連結され得る。例えば、比例流量制御弁及び第１遮断弁は直列に配置され得て、これにより、高圧蓄圧器から第１メイン流体ラインに、又はその逆に流れる油圧流体は、比例流量制御弁及び第１遮断弁を通過する。同様に、比例制御弁及び第２遮断弁は直列に配置され得て、これにより、高圧蓄圧器から第２メイン流体ラインに、又はその逆に流れる油圧流体は、比例流量制御弁及び第２遮断弁を通過する。
【００２３】
より具体的には、高圧蓄圧器は比例流量制御弁を通って第１遮断弁及び第２遮断弁に、選択的に流体的に連結され得る。つまり、比例流量制御弁は、高圧蓄圧器と第１遮断弁との間に流体的に配置され得て、これにより、高圧蓄圧器から油圧回路に流れる油圧流体は、最初に比例流量制御弁を通過し、その後初めて第１遮断弁を通過する。類似して、比例流量制御弁は、高圧蓄圧器と第２遮断弁との間に流体的に配置され得て、これにより、高圧蓄圧器から油圧回路に流れる油圧流体は、最初に比例流量制御弁を通過し、その後初めて第２遮断弁を通過する。
【００２４】
任意に、比例流量制御弁を短絡又は選択的に短絡するために、バイパス弁が比例流量制御弁と並列に配置され得る。例えば、バイパス弁は逆止弁を含み得て、逆止弁は、逆止弁を通る油圧回路から高圧蓄圧器への流体の流れを可能にし、逆止弁を通る高圧蓄圧器から油圧回路への流体の流れを阻止するよう適合される。
【００２５】
低圧蓄圧器も第３遮断弁を通って第１メイン流体ラインに選択的に流体的に連結され得て、また第４遮断弁を通って第２メイン流体ラインに選択的に流体的に連結され得る。
【００２６】
遮断弁は通常、遮断弁を通って油圧流体が流れ得る開位置に、及び遮断弁を通る油圧流体の流れを遮断弁が阻止する閉位置に、選択的に切り替えられるよう適合される。例えば、遮断弁は２／２方式弁として構成され得る。閉じられているとき、第１及び第２遮断弁は、高圧蓄圧器を油圧回路から流体的に切り離す働きをする、又は付加的にそうする働きをする。同様に、閉じられているとき、第３及び第４遮断弁は、低圧蓄圧器を油圧回路から流体的に切り離す働きをする、又は付加的にそうする働きをする。
【００２７】
第１及び第２遮断弁が閉位置にあり、それにより、高圧蓄圧器を油圧回路から流体的に切り離すとき、第１遮断弁を閉じた状態に保つ間に、少量の油圧流体の流れだけしか比例流量制御弁を通過することを許さない、又はいかなる油圧流体の流れも比例流量制御弁を通過することを許さないように比例流量制御弁を最初に作動させることにより、高圧蓄圧器と第１メイン流体ラインとの間の滑らかな流体連結が確立され得る。次に第１遮断弁が開き得て、その後、比例流量制御弁を通る油圧流体の流れを徐々に増加させるように比例流量制御弁が作動され得る。比例流量制御弁及び第２遮断弁を用いた類似のやり方で、高圧蓄圧器と第２メイン流体ラインとの間の滑らか連結が確立され得る。
【００２８】
同様に、第１遮断弁及び比例流量制御弁の両方が開いて、それにより、比例流量制御弁及び第１遮断弁を通る、高圧蓄圧器と第１メイン流体ラインとの間の油圧流体の流れが可能になるとき、第１遮断弁を開いている状態に保つ間に、比例流量制御弁を通る油圧流体の流れを徐々に減少させるように比例流量制御弁を作動させることにより、第１メイン流体ラインからの高圧蓄圧器の滑らか切り離しが実現され得る。高圧蓄圧器と第１メイン流体ラインとの間の油圧流体の流れが、所望される小さい値又はゼロに減少したとき、第１遮断弁は閉位置に切り替えられ、高圧蓄圧器を第１メイン流体ラインから流体的に切り離し得る、又は付加的に流体的に切り離し得る。比例流量制御弁及び第２遮断弁を用いた類似のやり方で、第２メイン流体ラインからの高圧蓄圧器の滑らかな切り離しが確立され得る。
【００２９】
遮断弁は、理論的にリークの無いカートリッジ弁として構成され得る。カートリッジ弁は、高流量と高圧とを組み合わせた他の弁と比較して経済的な解決策である。通常、カートリッジ弁は、カバーと円錐形のポペット座などのカートリッジ要素とを含む。カートリッジ要素は、ダンピングノーズを備え得る。カートリッジ要素は、カートリッジ要素を閉位置に押し込む閉じバネを搭載し得る。カートリッジ弁は、パイロット油圧で作動されるよう適合され得る。例えば、弁カバーには１又は複数のパイロットボアが提供され、そのパイロットボアと通じてパイロット圧はカートリッジ要素に印加される。
【００３０】
システムは、遮断弁を作動させるためのパイロット圧を各遮断弁に印加するよう適合された逆止弁をさらに備える。逆止弁は、所定の遮断弁に印加されるパイロット圧が、その遮断弁の流体ポートに作用する、又はそこを通る最大油圧に少なくとも等しくなるように、流体的に連結され得る。通常、遮断弁の流体ポートに作用する油圧は、遮断弁を開位置に押し込む。このように、遮断弁を閉位置に押し込むために遮断弁に作用するパイロット圧は、遮断弁の流体ポートを通って遮断弁に作用する最大油圧に少なくとも等しいか、それより大きいことが保証される。遮断弁がカートリッジ弁として構成されるとき、カートリッジ要素を閉位置に押し込むためにカートリッジ要素に印加されるパイロット圧が通るカートリッジ要素の面積は、カートリッジ弁の流体ポートを通ってカートリッジ要素に作用する油圧開口力が通るカートリッジ要素の面積に少なくとも等しいか、それより大きいことが好ましい。
【００３１】
パイロット油圧は、パイロット流体ラインを通って遮断弁に印加され得る。パイロット流体ラインは、各遮断弁に対応するパイロット弁を通って選択的に流体的に連結され得て、これにより、遮断弁は個別に操作がなされる。パイロットラインは、第１逆止弁を通って高圧蓄圧器と流体連通し得る。パイロットラインは、第２逆止弁を通って低圧蓄圧器と流体連通し得る。パイロットラインは、第３逆止弁を通って第１メイン流体ラインと流体連通し得る。パイロットラインは、第４逆止弁を通って第２メイン流体ラインと流体連通し得る。このように、パイロットライン内のパイロット油圧は、少なくとも最大システム圧力に等しくなり得る。
【００３２】
具体的には、第１逆止弁は、第１逆止弁を通る高圧蓄圧器からパイロット流体ラインへの流体の流れを可能とし、第１逆止弁を通るパイロット流体ラインから高圧蓄圧器への流体の流れを阻止するよう適合され得る。第２逆止弁は、第２逆止弁を通る低圧蓄圧器からパイロット流体ラインへの流体の流れを可能とし、第２逆止弁を通るパイロット流体ラインから低圧蓄圧器への流体の流れを阻止するよう適合され得る。第３逆止弁は、第３逆止弁を通る第１メイン流体ラインからパイロット流体ラインへの流体の流れを可能とし、第３逆止弁を通るパイロット流体ラインから第１メイン流体ラインへの流体の流れを阻止するよう適合され得る。そして、第４逆止弁は、第４逆止弁を通る第２メイン流体ラインからパイロット流体ラインへの流体の流れを可能とし、第４逆止弁を通るパイロット流体ラインから第２メイン流体ラインへの流体の流れを阻止するよう適合され得る。
【００３３】
比例流量制御弁は同じく、パイロット油圧で作動されるよう適合され得る。比例流量制御弁に印加されるパイロット油圧は、上述されたパイロット流体ラインを通って提供され得る。例えば、パイロット流体ラインは、減圧弁を通って比例流量制御弁に流体的に連結され得る、又は選択的に流体的に連結され得る。
【００３４】
上述されたパイロット流体ラインを通ってパイロット圧を遮断弁に提供するための代替案として、各遮断弁は、対応する第１逆止弁及び対応する第２逆止弁と関連付けられ得て、第１逆止弁は、遮断弁の第１流体ポートと遮断弁のパイロットボアとの間に流体連通を提供し、第２逆止弁は、遮断弁の第２流体ポートと遮断弁のパイロットボアとの間に流体連通を提供する。次に、第１逆止弁は、遮断弁の第１流体ポートから遮断弁のパイロットボアへの流体の流れを可能とし、遮断弁のパイロットボアから遮断弁の第１流体ポートへの流体の流れを阻止するよう適合される。一方、第２逆止弁は、遮断弁の第２流体ポートから遮断弁のパイロットボアへの流体の流れを可能とし、遮断弁のパイロットボアから遮断弁の第２流体ポートへの流体の流れを阻止するよう適合される。このように、所定の遮断弁の流体ポートに作用する最大油圧は、その遮断弁用のパイロット圧として使用される。これによって、遮断弁は常に確実に閉じられ得ることが保証される。パイロット圧は、パイロットボアに選択的に印加され得ることが好ましい。そのため、所定の遮断弁と関連する２つの逆止弁のそれぞれに、付加的な（二次遮断）弁が提供され得る。
【００３５】
システムは、特に、蓄圧器が油圧回路に流体的に連結されるとき、第１油圧移動ユニットを第２油圧移動ユニット及び／又は蓄圧器から選択的に流体的に切り離すための隔離弁をさらに備え得る。この隔離弁も、上述されたタイプのカートリッジ弁として構成され得る。第１油圧移動ユニットを蓄圧器及び第２油圧移動ユニットから隔離することは、例えば回生制動の間に第２油圧移動ユニットを通って蓄圧器を充填するとき、又は蓄圧器に蓄積された油圧エネルギーを用いて第２油圧移動ユニットを駆動するときに有用であり得る。これらの場合に、第１油圧移動ユニットを隔離することは、例えば第１油圧移動ユニットによる不必要なエネルギー吸収を防止し得る。
【００３６】
第１油圧移動ユニットを蓄圧器及び／又は第２油圧移動ユニットから隔離するとき、第１油圧移動ユニット内のキャビテーションを回避すべく、第１油圧移動ユニットの第１流体ポートを第１油圧移動ユニットの第２流体ポートに選択的に流体的に直接連結するためのバイパス弁が提供され得る。
【００３７】
高圧蓄圧器内の油圧が第１限界圧力を超えないようにすべく、高圧蓄圧器と流体連通した中に第１圧力安全弁が配置され得る。同様に、低圧蓄圧器内の油圧が第２限界圧力を超えないようにすべく、低圧蓄圧器と流体連通した中に第２圧力安全弁が配置され得る。
【００３８】
さらに、高圧蓄圧器と流体連通した中に第１電気安全弁が配置され得る、及び／又は、低圧蓄圧器と流体連通した中に第２電気安全弁が配置され得る。これらの電気安全弁は、例えば、車両が電源を切られたとき、高圧蓄圧器及び／又は低圧蓄圧器から選択的に圧力を抜くためのものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
現在提案されているシステムの好ましい複数の実施形態が、以下の「発明を実施するための形態」で説明され、添付の図面に図示される。
【００４０】
【図１】静油圧モータと流体連通した静油圧ポンプと、パワーブーストハブを通って油圧回路に選択的に流体的に連結された複数の油圧蓄圧器とから成る油圧回路を含む直列油圧式ハイブリッドシステムを示す。
【００４１】
【図２】図１のパワーブーストハブの第１の実施形態の油圧回路図を示す。
【００４２】
【図３】図１のパワーブーストハブの第２の実施形態の油圧回路図を示す。
【００４３】
【図４】高圧油圧蓄圧器を油圧回路に選択的に流体的に連結するカートリッジを含む、図２の回路図の詳細を示す。
【００４４】
【図５】高圧油圧蓄圧器を図４のカートリッジ弁に選択的に流体的に連結する比例流量制御を含む、図２の回路図のさらなる詳細を示す。
【００４５】
【図６】複数の圧力安全弁及び複数の電子安全弁を含む、図２の回路図のさらなる詳細を示す。
【００４６】
【図７】静油圧ポンプを油圧蓄圧器及び静油圧モータから選択的に流体的に隔離するための隔離弁を含む、図２の回路図のさらなる詳細を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
図１はオフハイウェイ車に配置される直列油圧式ハイブリッドシステム１を示す。システム１は、油圧モータ３と流体連通する油圧ポンプ２を含む。ポンプ２は、内燃エンジン（ＩＣＥ）４と推進的に係合される。一方、モータ３は車両出力５と推進的に係合される。車両出力５は、例えば、ドライブシャフト、ファイナルドライブ、車両の車軸、及び１又は複数の車輪のうち少なくとも１つを含み得る。例えば、ポンプ２は可動式斜板を有する静油圧式アキシャルピストンポンプであってよく、モータ３は、曲げ軸設計された又は可動式斜板を有する静油圧式アキシャルピストンモータであってよい。
【００４８】
ポンプ２及びモータ３は、第１メイン流体ライン６、第２メイン流体ライン７、及びパワーブーストハブ８を通って互いと流体連通している。ハブ８は複数の流体ライン、弁、及び電動アクチュエータを有するメカトロニクスユニットである。ハブ８は、メイン流体ライン６及び７を通ってポンプ２及びモータ３を選択的に流体的に連結して、閉じた静油圧回路９を形成するよう構成される。
【００４９】
具体的には、ポンプ２は第１流体ポート２ａ及び第２流体ポート２ｂを有する。モータ３は第１流体ポート３ａ及び第２流体ポート３ｂを有する。ハブ８は、流体ポート８ａ、８ｂ、８ｃ、及び８ｄを有する。第１メイン流体ライン６の６ａ部分は、ポンプ２の流体ポート２ａをハブ８の流体ポート８ａに流体的に連結する。第１メイン流体ライン６の６ｂ部分は、ハブ８の流体ポート８ｂをモータ３の流体ポート３ａに流体的に連結する。第２メイン流体ライン７の７ａ部分は、ポンプ２の流体ポート２ｂをハブ８の流体ポート８ｃに流体的に連結する。第２メイン流体ライン７の７ｂ部分は、ハブ８の流体ポート８ｄをモータ３の流体ポート３ｂに流体的に連結する。
【００５０】
システム１は、高圧ブラダ蓄圧器１０及び低圧ブラダ蓄圧器１１をさらに含む。高圧蓄圧器１０の流体ポート１０ａは、流体パイプ１２を通ってハブ８の流体ポート８ｅに流体的に連結される。低圧蓄圧器１１の流体ポート１１ａは、流体パイプ１３を通ってハブ８の流体ポート８ｆに流体的に連結される。蓄圧器１０および１１は、ハブ８を通って静油圧回路９と流体連通している。換言すると、ハブ８は、蓄圧器１０、１１を静油圧回路９から選択的に流体的に切り離し、蓄圧器１０、１１を静油圧回路９に選択的に流体的に連結するよう構成される。具体的には、ハブ８は、高圧蓄圧器１０を第１メイン流体ライン６又は第２メイン流体ライン７に選択的に流体的に連結するよう構成される。また、ハブ８は、低圧蓄圧器１１を第１メイン流体ライン６又は第２メイン流体ライン７に選択的に流体的に連結するよう構成される。
【００５１】
システム１は、静油圧モードで動作され得る。静油圧モードにおいて、ハブ８は、蓄圧器１０、１１を静油圧回路９から流体的に切り離す。さらに、静油圧モードにおいて、ハブ８は、第１メイン流体ライン６を通ってポンプ２の流体ポート２ａをモータ３の流体ポート３ａに流体的に連結し、第２メイン流体ライン７を通ってポンプ２の流体ポート２ｂをモータ３の流体ポート３ｂに流体的に連結する。静油圧モードにおいて、機械的エネルギーは、静油圧回路９を通ってＩＣＥ４から車両出力５に伝達され得る。
【００５２】
システム１は、ハブ８を通って蓄圧器１０、１１を静油圧回路９に流体的に連結することにより、１又は複数のハイブリッドモードでさらに動作され得る。
【００５３】
１つのハイブリッドモードにおいて、ハブ８は、高圧蓄圧器１０を第１メイン流体ライン６に流体的に連結し、低圧蓄圧器１１を第２メイン流体ライン７に流体的に連結する。次にＩＣＥ４はポンプ２を駆動して、低圧蓄圧器１１から高圧蓄圧器１０に油圧流体を移動させ、それにより、高圧蓄圧器１０内の油圧を増加させ、低圧蓄圧器１１内の油圧を減少させ得る（エネルギー蓄積）。
【００５４】
別のハイブリッドモードにおいて、ハブ８は、蓄圧器１０、１１をモータ３の流体ポート３ａ、３ｂにそれぞれ流体的に連結し、これにより、モータ３は車両出力５から運動エネルギーを吸収し、吸収した運動エネルギーを使用して低圧蓄圧器１１から高圧蓄圧器１０に油圧流体を移動させ、それにより、高圧蓄圧器１０内の油圧を増加させ、低圧蓄圧器１１内の油圧を減少させ得る（回生制動）。ハブ８は、蓄圧器１０、１１をモータ３の流体ポート３ａ、３ｂに流体的に連結し、車両が前方及び後方の両方に動く間に回生制動を実行するよう構成され得る。ハブ８は、回生制動の間に、ポンプ２をモータ３及び蓄圧器１０、１１から流体的に切り離すようさらに構成され得る。
【００５５】
別のハイブリッドモードにおいて、油圧流体がモータ３を通って高圧蓄圧器１０から低圧蓄圧器１１に移動させられるような方法で、ハブ８は蓄圧器１０、１１をモータ３の流体ポート３ａ、３ｂに流体的に連結してモータ３を駆動し、それにより、高圧蓄圧器１０内の油圧を減少させ、低圧蓄圧器１１内の油圧を増加させ得る（ブースティング）。このように、蓄圧器１０、１１に蓄積された油圧エネルギーは、車両出力５に伝達されて車両を駆動し得る。ハブ８は、蓄圧器１０、１１をモータ３の流体ポート３ａ、３ｂに流体的に連結するよう構成され得て、これにより、車両が前方及び後方の両方に動く間に、ブースティング動作は実行され得る。
【００５６】
別のハイブリッドモードにおいて、ハブ８は、蓄圧器１０、１１をポンプ２の流体ポート２ａ、２ｂに流体的に連結し得て、これにより、油圧流体はポンプ２を通って高圧蓄圧器１０から低圧蓄圧器１１に移動させられ、ポンプ２を駆動し、エンジン４を始動し得る。
【００５７】
図２は、図１に示されるパワーブーストハブ８の油圧回路図を示す。ここで、そして以下において、繰り返される特徴は、同じ参照符号で表される。図２以降の回路図の読み易さを向上させるべく、所定の交差部で互いに流体的に連結される流体ラインの交差部は、この交差部に丸点ではっきりと印が付けられている。交差部が丸点で印が付けられていない交差流体ラインは、この交差部で互いに流体的に連結されていない。
【００５８】
図２のハブ８は、第１メイン流体ライン６の６ｃ部分を有する。６ｃ部分は、ハブ８の流体ポート８ａと８ｂとの間に流体連通を提供する。さらにハブ８は、第２メイン流体ライン７の７ｃ部分を有する。７ｃ部分は、ハブ８の流体ポート８ｃと８ｄとの間に流体連通を提供する。図１に示されるように、ハブ８の流体ポート８ａ、８ｃはポンプ２に流体的に連結され、ハブ８の流体ポート８ｂ、８ｄはモータ３に流体的に連結される。さらに、図１に示されるように、図２のハブ８の流体ポート８ｅは高圧蓄圧器１０に流体的に連結され、図２のハブ８の流体ポート８ｆは低圧蓄圧器１１に流体的に連結される。図２は、ハブの複数のさらなる流体ポートを示すが、それらは参照符号で表されていない。ハブ８の機能と特定の関連性はない単なる測定ポートが複数ある。
【００５９】
高圧蓄圧器１０は、ハブ８の流体ポート８ｅ、流体ライン２０、比例流量制御弁５００、流体ライン２１、第１遮断弁１００、及び流体ライン２２を通って、第１メイン流体ライン６の６ｃ部分と流体連通している。高圧蓄圧器１０は、比例流量制御弁５００を開くことにより、及び第１遮断弁１００を開くことにより、第１メイン流体ライン６に流体的に連結され得る。高圧蓄圧器１０は、第１遮断弁１００を閉じることにより、第１メイン流体ライン６から流体的に切り離され得る。比例流量制御弁５００は付加的に閉じられて、高圧蓄圧器１０を第１メイン流体ライン６から流体的に切り離し得る。
【００６０】
高圧蓄圧器１０は、ハブ８の流体ポート８ｅ、流体ライン２０、比例流量制御弁５００、流体ライン２１、第２遮断弁２００、及び流体ライン２３を通って、第２メイン流体ライン７の７ｃ部分と流体連通している。高圧蓄圧器１０は、比例流量制御弁５００を開くことにより、及び第２遮断弁２００を開くことにより、第２メイン流体ライン７に流体的に連結され得る。高圧蓄圧器１０は、第２遮断弁２００を閉じることにより、第２メイン流体ライン７から流体的に切り離され得る。比例流量制御弁５００は付加的に閉じられて、高圧蓄圧器１０を第２メイン流体ライン７から流体的に切り離し得る。
【００６１】
低圧蓄圧器１１は、ハブ８の流体ポート８ｆ、流体ライン３０、第３遮断弁３００、及び流体ライン３１を通って、第１メイン流体ライン６の６ｃ部分と流体連通している。低圧蓄圧器１１は、第３遮断弁３００を開くことにより、第１メイン流体ライン６に流体的に連結され得る。低圧蓄圧器１１は、第３遮断弁３００を閉じることにより、第１メイン流体ライン６から流体的に切り離され得る。
【００６２】
低圧蓄圧器１１は、ハブ８の流体ポート８ｆ、流体ライン３０、第４遮断弁４００、及び流体ライン３２を通って、第２メイン流体ライン７の７ｃ部分と流体連通している。低圧蓄圧器１１は、第４遮断弁４００を開くことにより、第２メイン流体ライン７に流体的に連結され得る。低圧蓄圧器１１は、第４遮断弁４００を閉じることにより、第２メイン流体ライン７から流体的に切り離され得る。
【００６３】
高圧蓄圧器１０は、比例流量制御弁５００を通って、遮断弁１００、２００に選択的に流体的に連結される。つまり、比例流量制御弁５００は、高圧蓄圧器１０と第１遮断弁１００との間に位置している。比例流量制御弁５００及び第１遮断弁１００は、高圧蓄圧器１０と第１メイン流体ライン６との間に直列に配置される。つまり、高圧蓄圧器１０から第１メイン流体ライン６に、比例流量制御弁５００及び第１遮断弁１００を通って流れる油圧流体は、最初に比例流量制御弁５００を通過し、その後初めて第１遮断弁１００を通過する。同様に、比例流量制御弁５００は、高圧蓄圧器１０と第２遮断弁２００との間に位置する。比例流量制御弁５００及び第２遮断弁２００は、高圧蓄圧器１０と第２メイン流体ライン７との間に直列に配置される。つまり、高圧蓄圧器１０から第２メイン流体ライン７に、比例流量制御弁５００及び第２遮断弁２００を通って流れる油圧流体は、最初に比例流量制御弁５００を通過し、その後初めて第２遮断弁２００を通過する。
【００６４】
比例流量制御弁５００は、比例流量制御弁５００を通る流体の流れを連続的に変化させるよう作動され得る。例えば、比例流量制御弁５００は連続可変の断面を有し、その断面を通って油圧流体が弁５００を通過する。弁５００の断面は、バルブピストンまたはバルブスプール５３０の位置を変えることで変更され得る。弁５００のピストン又はスプール５３０の位置は、パイロット油圧をピストン又はスプール５３０に印加することで制御され得て、このことは、比例流量制御弁５００の詳細図を示す図５を参照して以下にさらに詳細に説明される。
【００６５】
遮断弁１００、２００、３００、４００は、理論的にリークの無い同一のカートリッジ弁として構成される。遮断弁１００、２００、３００、４００のそれぞれは、１３０、２３０、３３０、４３０でそれぞれ表された円錐座形状のカートリッジと、１８０、２８０、３８０、４８０でそれぞれ表され、カートリッジを閉位置に押し込む閉じバネとを有する（図４を参照）。
【００６６】
同一の遮断弁１００、２００、３００、４００の例として、第１遮断弁１００が図４に詳細に示される。弁１００は、リング状の第１流体ポート１００ａと、第２流体ポート１００ｂとを有する。カートリッジ弁１００は、パイロット油圧をカートリッジ１３０の上面１４０に印加することで操作がなされるよう適合される。上面１４０は、カートリッジ１３０の底部側のさらなる表面１５０と１６０とを合わせたより大きい。第１流体ポート１００ａ及び第２流体ポート１００ｂを通って、表面１５０及び１６０の上に開口力が印加され、カートリッジ１３０を開位置に押し込み得る。閉位置では、カートリッジ１３０は、流体ポート１００ａと１００ｂとの間の流体の流れを阻止する。開位置では、カートリッジ１３０は、流体ポート１００ａと１００ｂとの間の流体の流れを可能にする。
【００６７】
第１遮断弁１００を操作するパイロット油圧は、パイロット流体ライン６００によって提供される（図２及び図４を参照）。パイロット流体ライン６００は、３／２方式パイロット弁１１０及び流体ライン１２０を通って、遮断弁１００の作動チャンバ１７０に選択的に流体的に連結される。パイロット弁１１０は、２つのスプール位置１１０ａ及び１１０ｂを有する。第１スプール位置１１０ａに切り替えられるとき、パイロット弁１１０は、パイロット流体ライン６００を作動チャンバ１７０に流体的に連結し、これにより、パイロット流体ライン６００のパイロット圧は作動チャンバ１７０を通ってカートリッジ１３０の上面１４０に印加される。
【００６８】
以下により詳細に説明されるように、パイロット弁１１０が第１スプール位置１１０ａに切り替えられるとき、パイロット流体ライン６００のパイロット圧は、カートリッジ１３０が閉位置に押し込まれるように調節される。第２スプール位置１１０ｂに切り替えられるとき、パイロット弁１１０は、遮断弁１００の作動チャンバ１７０を低圧ドレインライン７００に流体的に連結する。例えば、ドレインライン７００は、大気圧の流体タンクに流体的に連結され得る。
【００６９】
パイロット弁１１０が第２スプール位置１１０ｂに切り替えられるように作動されるとき、流体ポート１００ａ、１００ｂを通ってカートリッジ１３０に作用する油圧は、カートリッジ１３０を開位置に押し込み得る。
【００７０】
遮断弁２００、３００、４００のカートリッジ２３０、３３０、４３０は、第１遮断弁１００のカートリッジ１３０と同一の態様で操作がなされる。つまり、遮断弁２００、３００、４００は、対応する３／２方式パイロット弁２１０、３１０、４１０と関連付けられ、これらのパイロット弁は遮断弁２００、３００、４００の作動チャンバ２７０、３７０、４７０をパイロット流体ライン６００又は低圧ドレインライン７００に選択的に流体的に連結する。遮断弁１００、２００、３００、４００を操作するためのパイロット弁１１０、２１０、３１０、４１０は、個別に電気的に制御され得る。換言すると、遮断弁１００、２００、３００、４００は、個別に制御され得る。
【００７１】
ハブ８は、逆止弁６１０、６２０、６３０、６４０、６５０、６６０をさらに有し（図２を参照）、これらの逆止弁は、一方では蓄圧器１０、１１とメイン流体ライン６、７との間に流体連通を提供し、他方ではパイロット流体ライン６００のパイロット圧が最大システム圧力と少なくとも等しくなるような方法で、蓄圧器１０、１１とパイロット流体ライン６００との間に流体連通を提供する。最大システム圧力は、蓄圧器１０、１１及びメイン流体ライン６、７の油圧の最大油圧である。これにより、パイロット流体ライン６００のパイロット圧は常に、必要であれば遮断弁１００、２００、３００、４００を確実に閉じるのに十分な大きさになることが保証される。逆止弁６３０、６６０は、図２に示される配置では単にオプションにすぎない。
【００７２】
具体的には、パイロット流体ライン６００は、ハブ８の流体ポート８ｅ、流体ライン２０、並びに逆止弁６１０及び６３０を通って、高圧蓄圧器１０と流体連通している。逆止弁６１０、６３０は、高圧蓄圧器１０からパイロット流体ライン６００への流体の流れを可能にし、パイロット流体ライン６００から高圧蓄圧器１０への流体の流れを阻止する。
【００７３】
パイロット流体ライン６００は、ハブ８の流体ポート８ｆ、流体ライン３０、並びに逆止弁６２０及び６３０を通って、低圧蓄圧器１１と流体連通している。逆止弁６２０、６３０は、低圧蓄圧器１１からパイロット流体ライン６００への流体の流れを可能にし、パイロット流体ライン６００から低圧蓄圧器１１への流体の流れを阻止する。
【００７４】
パイロット流体ライン６００は、流体ライン３１、並びに逆止弁６５０及び６６０を通って、第１メイン流体ライン６と流体連通している。逆止弁６５０、６６０は、第１メイン流体ライン６からパイロット流体ライン６００への流体の流れを可能にし、パイロット流体ライン６００から第１メイン流体ライン６への流体の流れを阻止する。
【００７５】
パイロット流体ライン６００は、流体ライン２３、並びに逆止弁６４０及び６６０を通って、第２メイン流体ライン７と流体連通している。逆止弁６４０、６６０は、第２メイン流体ライン７からパイロット流体ライン６００への流体の流れを可能にし、パイロット流体ライン６００から第２メイン流体ライン７への流体の流れを阻止する。
【００７６】
ここでは明示的に図示されない代替的な一実施形態において、遮断弁１００、２００、３００、４００を操作するパイロット圧は、パイロット流体ライン６００によって提供されない。むしろ、この代替的な実施形態では、遮断弁１００、２００、３００、４００のそれぞれは、少なくとも２つの逆止弁を備える。これら２つの逆止弁のそれぞれは、遮断弁の一方の流体ポートと遮断弁の作動チャンバとの間に流体連通を提供する。例えば、図４に示される第１遮断弁１００に関しては、この代替的な実施形態による遮断弁１００と関連する２つの逆止弁のうちの１番目が第１流体ポート１００ａと作動チャンバ１７０との間に流体連通を提供し、この代替的な実施形態による遮断弁１００と関連する２つの逆止弁のうちの２番目が第２流体ポート１００ｂと作動チャンバ１７０との間に流体連通を提供する。第１逆止弁はさらに、第１流体ポート１００ａから作動チャンバ１７０への流体の流れを可能にし、作動チャンバ１７０から第１流体ポート１００ａへの流体の流れを阻止するよう適合される。同様に、第２逆止弁はさらに、第２流体ポート１００ｂから作動チャンバ１７０への流体の流れを可能にし、作動チャンバ１７０から第２流体ポート１００ｂへの流体の流れを阻止するよう適合される。この代替的な実施形態に従って、さらなる遮断弁２００、３００、４００のそれぞれは、同一の態様で対応する第１及び第２逆止弁を備え得る。上述の代替的な実施形態に従って、所定の遮断弁と関連する２つの逆止弁は、その遮断弁の複数の流体ポートを通って当該遮断弁に作用する最大油圧が確実にその遮断弁を操作するために使用されるようにし、それによりリークのない閉じた状態を保証する。この代替的な実施形態において、遮断弁のパイロットボアは、パイロット圧を作動チャンバに選択的に印加することを可能にする別のオン・オフパイロット弁と関連付けられるのが好ましい。
【００７７】
図２に示される実施形態に戻ると、パイロット流体ライン６００は、比例流量制御弁５００を操作するパイロット圧をさらに提供する。このパイロット圧は、比例流量制御弁５００の作動チャンバ（不図示）を通って、比例流量制御弁５００のスプール５３０に選択的に印加され得る。比例流量制御弁５００のこの作動チャンバは、比例３／２方式パイロット弁５１０を通って、パイロット流体ライン６００又はドレインライン７００に選択的に流体的に連結され得る。
【００７８】
図５は、比例流量制御弁の詳細図を示す。第１スプール位置５１０ａに切り替えられるとき、パイロット弁５１０は、ドレインライン７００を比例流量制御弁５００の作動チャンバに流体的に連結し、パイロット弁５１０を通る流体の流れは連続的に変わり得る。第２スプール位置５１０ｂに切り替えられるとき、パイロット弁５１０は、比例流量制御弁５００の作動チャンバとパイロット流体ライン６００との間に流体連通を提供し、パイロット弁５１０を通る流体の流れは連続的に変わる。パイロット弁５１０は第２スプール位置５１０ｂに切り替えられるとき、比例流量制御弁５００の作動チャンバは、減圧弁５２０を通ってパイロット流体ライン６００と流体連通する。減圧弁５２０は、パイロット流体ライン６００のパイロット圧を、比例流量制御弁５００のスプール５３０を操作するのに適切なパイロット圧まで減少させる。
【００７９】
図２及び図６に示されるように、ハブ８の流体ポート８ｅと、大気圧の流体タンク（不図示）に流体的に連結されるリリーフライン８００との間に流体連通を提供する、第１圧力安全弁５０及び第１電気安全弁５１をハブ８はさらに備える。圧力安全弁５０は、高圧蓄圧器１０の油圧が第１限界圧力を超えるのを防止する。第１限界圧力を超えると、高圧蓄圧器１０が損傷する恐れがある。電気安全弁５１は、例えば、車両が電源を切られたときに、高圧蓄圧器１０から流体タンクに油圧流体を選択的に排出するのに使用され得る。
【００８０】
流体ポート８ｆとリリーフライン８００との間に流体連通を提供する、第２圧力安全弁６０及び第２電気安全弁６１をハブ８はさらに備える。対応する弁５０、５１のように、弁６０、６１は、低圧蓄圧器１１の油圧を第２限界圧力に制限し、低圧蓄圧器１１から流体タンクにそれぞれ油圧流体を選択的に排出するよう構成される。
【００８１】
図２及び図７に示されるように、ハブ８は、２／２方式隔離弁４０、４１、及び２／２方式バイパス弁４２をさらに備える。弁４０、４１、４２は、遮断弁１００、２００、３００、４００とちょうど同じように、理論的にリークの無いカートリッジ弁として構成され得る。隔離弁４０、４１は、ポンプ２をモータ３及び蓄圧器１０、１１から選択的に流体的に切り離す、又は隔離するよう構成される。このことは、例えば回生制動中に有用になり得る。隔離弁４０、４１を閉じることで、このようにポンプ２を隔離するとき、バイパス弁４２は開いて、それによりポンプ２の流体ポート２ａ、２ｂを互いに流体的に直接連結し得る（図１を参照）。このことは、ポンプ２をモータ３及び蓄圧器１０、１１から隔離するとき、ポンプ２のキャビテーションを回避するのに有用になり得る。
【００８２】
図１−図７に示されるパワーブーストハブ８は、図２−図７に示されるハブ８の様々なコンポーネントが統合された単一のブロック又はマニホールドとして構成される。
【００８３】
図２及び図４−図７のハブ８の代替的な一実施形態が、図３に示されるパワーブーストハブ８'である。ハブ８'の様々なコンポーネントは、モジュール設計に組み込まれ、各構成要素は１つのモジュールブロックに統合される。さらに、ハブ８'の特製の複数のモジュールブロックが一緒にボルトで固定され、ハブ８'を形成する。ハブ８'の複数の構成要素及びこれら相互の流体連結の機能は、図２及び図４−図７に示された対応する複数の構成要素の機能と同一である。モジュールハブ８'は小型であり、構成要素の連続生産が可能であり、さらなる柔軟性をもたらす。その柔軟性によって、機能を容易に追加又は除去する可能性が与えられ、単一のコンポーネントを容易に整備する又は置き換えることが可能である。
【００８４】
パワーブーストハブ８、８'の設計は、（上述したＨＴ及びＳＨＳとしての動作を用いた）２つの動作モードにおいて、及び一方のモードから他方のモードへの移行モードにおいて、動作されることが可能である。特に、パワーブーストハブ８、８'は、以下のことを実行することができる。
【００８５】
・ＨＴモードでは、蓄圧器は油圧回路から切り離される必要がある。
【００８６】
・ＳＨＳモードでは、蓄圧器は油圧回路に連結される必要がある。
【００８７】
・ＨＴモードからＳＨＳモードへの移行モード、及びその逆の移行モードの間、この移行は、予め定められた制御可能な方式で生じる必要がある。
【００８８】
パワーブーストハブ８、８'の複数の構成要素は、以下の基準も満たすことができなければならない。
【００８９】
・経済的であり、例えば、費用効率の高い方法で生産できること。
【００９０】
・高圧に耐えることができ、高流量も可能であること。例えば、そのような特性は寸法及び作動の目的に重要である。
【００９１】
・効果的に制御されることができること。例えば、応答時間が速い構成要素。
【００９２】
・高効率動作ができること。例えば、リークが無い、低圧力損失の動作。
【００９３】
そのような複数の要件により、いくつかの問題が提起され、それらの問題はパワーブーストハブ８、８'によって対応される。ここで、それらの問題を以下に列挙する。
【００９４】
・高圧（４５０ｂａｒ（４５ＭＰａ））に耐え、高流量（４００L／ｍｉｎ）が可能な市販の既製の構成要素が入手できない。
【００９５】
・Ｈｙｓｔａｔの特定の面に対して、特定の蓄圧器（蓄圧器１０又は蓄圧器１１）を連結する又は切り離す。
【００９６】
・高圧蓄圧器を静油圧回路に連結する間、及び高圧蓄圧器を静油圧回路から切り離す間の、遷移段階を制御する／衝撃効果を防ぐ。
【００９７】
・蓄圧器内の超過圧力を防ぐ。
【００９８】
・Ｈｙｓｔａｔに連結されている間、ポンプが動いていない状態（ｚｅｒｏ  ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）でも、蓄圧器１０はポンプを通ってリークし得る。
【００９９】
油圧回路に対する蓄圧器の連結及び切り離しの解決策は、パワーブーストハブ８、８'によって与えられる。パワーブーストハブ８、８'は、複数の油圧弁及び電子駆動デバイスを備えるメカトロニクスユニットである。パワーブーストハブ８、８'は、２つの異なる様式に位置することができる。
【０１００】
・通常の説明では、静油圧ポンプ、１又は複数静油圧モータと、一対の蓄圧器との間にパワーブーストハブが位置する（図１を参照）。
【０１０１】
・あるいは、油圧回路と一対の蓄圧器との間に位置するように表され得る。この解決策は、特定の機能が使用できないので、本発明に用いられることはない。
【０１０２】
以下の可能性のある解決策Ｓ１．１からＳ５．２は、上に列挙された問題に関連しており、ここで以下にさらに詳細に説明される。
【０１０３】
Ｓ１．１  全ての構成要素を含む特製のマニホールド。
【０１０４】
Ｓ１．２  一緒にボルトで固定された特製の複数のモジュールブロック。
【０１０５】
Ｓ２．１  各システム位置に対する遮断弁：蓄圧器１０とライン６との間、蓄圧器１０とライン７との間、蓄圧器１１とライン６との間、蓄圧器１１とライン７との間。
【０１０６】
Ｓ２．２  理論的にリークの無いカートリッジ弁が遮断弁として使用される。
【０１０７】
Ｓ２．３  最小４つの逆止弁がパイロットラインに最大システム圧力をかける。このパイロット圧は、ハブの全てのカートリッジ弁に供給される。
【０１０８】
Ｓ３．１  蓄圧器１０と蓄圧器１０の遮断弁との間にある比例弁。
【０１０９】
Ｓ３．２  蓄圧器１０と蓄圧器１０の遮断弁との間にあり、一方向用途のバイパス弁を付加的に伴った比例弁。
【０１１０】
Ｓ３．３  最小４つの逆止弁がパイロットラインに最大システム圧力をかける。比例弁用のパイロット圧は、パイロットラインにかかる最大システム圧力を低減させることで提供される。
【０１１１】
Ｓ３．４  油圧モータの移動の正確な制御。
【０１１２】
Ｓ４．１  蓄圧器連結ポートに組み込まれた圧力安全弁。
【０１１３】
Ｓ４．２  蓄圧器連結ポートに組み込まれた電気安全弁。
【０１１４】
Ｓ５．１  ハブと静油圧ポンプとの間にあり、ハブに組み込まれた隔離弁。隔離弁は、既に言及されたカートリッジ弁として実装される。
【０１１５】
Ｓ５．２  ハブと静油圧ポンプとの間にあり、ハブに組み込まれた隔離弁。ハブに組み込まれ、複数の隔離弁の間にある別のバイパス弁は、ポンプキャビテーションを伴わずに隔離弁を直ちに使用することを可能にする。隔離弁及びバイパス弁は、既に言及されたカートリッジ弁として実装される。
【０１１６】
Ｓ１．１  高い最大使用圧力と高い最大流量とを組み合わせた特製の構成要素が必要とされる。全ての個別の構成要素は、単一のマニホールドに統合され、第２のパワーブーストハブとして働く（図２を参照）。マニホールドは、油圧パイプ又は油圧ホースで連結された単一のコンポーネントと比較すると、小型設計である。
【０１１７】
Ｓ１．２  高い最大使用圧力と高い最大流量とを組み合わせた特製の構成要素が必要とされる。その構成要素はモジュール設計に組み込まれ、各構成要素は１つのモジュールブロックに統合される。それらの特製のモジュールブロックは、単一のハブに一緒にボルトで固定される（図３を参照）。モジュールハブは小型であり、構成要素の連続生産が可能であり、さらなる柔軟性をもたらす。その柔軟性によって、機能を容易に追加又は除去する可能性が与えられ、単一のコンポーネントを容易に整備する又は置き換えることが可能である。
【０１１８】
Ｓ２．１  遮断弁は、異なる複数のシステムの間に連結を提供するのに使用され得る。蓄圧器は、静油圧ライン６又は７のいずれかに連結され得る。従って、各蓄圧器は２つの遮断弁を使用する。合計４つの同一のカートリッジ弁が使用され得る。
・蓄圧器１０と静油圧ライン６とを連結するための遮断弁１００。
・蓄圧器１０と静油圧ライン７とを連結するための遮断弁２００。
・蓄圧器１１と静油圧ライン６とを連結するための遮断弁３００。
・蓄圧器１１と静油圧ライン７とを連結するための遮断弁４００。
【０１１９】
Ｓ２．２  前の解決策の代わりに、遮断弁としてカートリッジ弁が使用され、以下の利点を可能にする。
【０１２０】
・高流量と高圧とを組み合わせた他の弁と比較して、カートリッジ弁は経済的な解決策である。
【０１２１】
・カートリッジ弁はパイロット圧で作動され、これは強い力の割に経済的な作動である。
【０１２２】
・カートリッジ弁は、蓄圧器又は静油圧ラインからのリークを防止する。閉じた状態では、静油圧ラインと蓄圧器との間のリークは、カートリッジノーズの円錐形状により防止される。
【０１２３】
４つのカートリッジ弁は全て同一である（図４を参照）。カートリッジ弁は、カバー及びカートリッジ要素を有する。カバーにはパイロットボアが提供される。カートリッジは、ハウジング、ポペット弁（任意に、ダンピングノーズを伴う）、及び閉じバネを有する。
【０１２４】
媒体が、カートリッジ弁を通って、第１流体ポートから第２流体ポートに、又はその逆に流れ得る。外部パイロット油供給部からのパイロット油によって上面が加圧されたとき、ライン６はリークのない状態で閉じられている。パイロット圧は、カートリッジ弁の２つの流体ポート間で最大圧力のはずである。
【０１２５】
カートリッジ弁は、パイロット弁の設計によって通常は閉じられている。パイロット弁が作動されないとき、パイロット圧が上面に作用している。しかしながら、弁が作動するとき、確立しているタンク連結によって上面は圧力から解放される。
【０１２６】
Ｓ２．３  上面に作用する力が、ノーズ面及び側面に作用する力と等しい、又は大きい場合、カートリッジ弁は閉じられている。上面にかかる力が常にこの大きさであることを保証すべく、この表面にかかる圧力は常に、カートリッジのノーズ面又は側面のいずれかにかかる最大圧力と等しい、又は高くなければならない。シャトル弁が、各カートリッジのノーズ面と側面との間の最大圧力を点検するのに使用され得るが、これには多くの構成要素を使用する必要がある。
【０１２７】
カートリッジ用のパイロット圧は、４つの逆止弁を用いてもたらされ得る。各逆止弁は、システム内の特定の位置（静油圧ライン６、静油圧ライン７、蓄圧器１０、蓄圧器１１）に連結する。それらの位置は、カートリッジ弁に作用する圧力に対応する。逆止弁は、最大圧力を有するシステム位置にパイロット圧ラインを連結する。従って、パイロット圧ラインは、現在の最大システム圧力を有する全てのカートリッジ弁を予見し得る。
【０１２８】
Ｓ３．１  比例流量制御弁が、滑らかな移行のために使用され得る。（図５を参照）。流量制御弁は、高圧蓄圧器と、高圧蓄圧器を静油圧回路に連結する２つの遮断弁との間に配置される。流量制御弁を制御すべく、パイロット圧は高い作動力に打ち勝つ必要がある。パイロット圧は、比例パイロット弁で制御される。
【０１２９】
Ｓ３．２  比例弁は圧力損失を引き起こすので、可能な限りバイパスされるべきである。さらに、既に説明された解決策に対して、媒体が蓄圧器１０に向かって流れるとき、逆止弁が流量制御弁をバイパスするのに使用され得る。
【０１３０】
Ｓ３．３  最小４つの逆止弁がパイロット圧ラインに最大システム圧力をかけるのに使用され得る。比例弁用のパイロット圧は、パイロットラインの最大システム圧力を好ましい値まで低減させることで提供される。
【０１３１】
Ｓ３．４  比例弁は費用のかかる構成要素である。別の解決策は比例弁なしで働き、油圧モータに移動制御を用いることで、車両挙動の滑らか移行を提供する。この場合、遮断弁は蓄圧器１０に直接連結される。圧力衝撃は防止されず、単に操作する人に気づかれないだけであることに留意されたい。
【０１３２】
Ｓ４．１  圧力安全弁が蓄圧器の連結ポートに組み込まれ、蓄圧器内の超過圧力を防止する（図６を参照）。蓄圧器１０及び蓄圧器１１の最大圧力は、それらの蓄圧器それぞれの圧力安全弁の設定で決定される。その圧力安全設定に達した場合、余分な流れ及び圧力がタンクに解放される。圧力安全弁は、蓄圧器システム又は静油圧ラインシステムからタンクへのリークを回避すべく、リークなしでなければならない。
【０１３３】
Ｓ４．２  車両が電源を切られたとき、機械をゼロエネルギーのレベルに設定すべく、蓄圧器の排出が必要とされる。電気的に制御される安全弁は、タンクへの蓄圧器の排出を可能にする（図６を参照）。それらの弁が無いと、静油圧回路又は手動安全弁によってしか排出が成され得ない。電気安全弁は、既に言及されたものとは異なる様式ではあるが、カートリッジ遮断弁の形で実装され得る。蓄圧器ブラダへの損傷を引き起こさずに十分速く蓄圧器を排出すべく、電気安全弁は必要な寸法にされなければならない。
【０１３４】
Ｓ５．１  ハブの遮断弁は、静油圧ポンプを残りの回路から隔離するのに使用され得る。この隔離によって、蓄圧器連結中の静油圧ポンプを介した蓄圧器リークを回避することで、システムの性能が改善され得る。既に言及されたように設計された２つのカートリッジ弁が、隔離弁として使用され得る。
【０１３５】
Ｓ５．２  静油圧回路内のキャビテーションを防止すべく、静油圧ポンプは隔離前に動いていない状態でなければならない。あるいは、静油圧ポンプポートを短絡するのにバイパス弁が使用され得る。既に言及されように設計されたカートリッジ弁が、バイパス弁として使用され得る（以下の図７を参照）。
［項目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油圧移動ユニットと流体連通した第１油圧移動ユニットを有する油圧回路と、
上記油圧回路と流体連通した高圧油圧蓄圧器及び上記油圧回路と流体連通した低圧油圧蓄圧器と、
を備え、
上記高圧油圧蓄圧器は比例流量制御弁を通って上記油圧回路と流体連通しており、上記比例流量制御弁は、上記高圧油圧蓄圧器と上記油圧回路との間の油圧流体の流れを連続的に変化させる、
直列油圧式ハイブリッドシステム。
［項目２］
上記油圧回路は、第１メイン流体ライン及び第２メイン流体ラインを有し、
上記第１油圧移動ユニット及び上記第２油圧移動ユニットは、上記第１メイン流体ライン及び上記第２メイン流体ラインを通って互いに流体連通しており、
上記高圧油圧蓄圧器は、第１遮断弁を通って上記第１メイン流体ラインに、及び第２遮断弁を通って上記第２メイン流体ラインに、選択的に流体的に連結される、
項目１に記載の直列油圧式ハイブリッドシステム。
［項目３］
上記低圧油圧蓄圧器は、第３遮断弁を通って上記第１メイン流体ラインに、及び第４遮断弁を通って上記第２メイン流体ラインに、選択的に流体的に連結される、
項目２に記載の直列油圧式ハイブリッドシステム。
［項目４］
上記高圧油圧蓄圧器は、上記比例流量制御弁を通って上記第１遮断弁及び上記第２遮断弁に、選択的に流体的に連結される、
項目２又は３に記載の直列油圧式ハイブリッドシステム。
［項目５］
前述の複数の遮断弁は、パイロット油圧によって作動されるカートリッジ弁として構成される、
項目２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。
［項目６］
前述の複数の遮断弁のそれぞれに、少なくともその遮断弁に作用する最大油圧に等しいパイロット圧を印加する複数の逆止弁をさらに備える、
項目５に記載の直列油圧式ハイブリッドシステム。
［項目７］
パイロット圧を前述の複数の遮断弁に提供するためのパイロット流体ラインをさらに備え、
上記パイロット流体ラインは、第１逆止弁を通って上記高圧油圧蓄圧器と、及び第２逆止弁を通って上記低圧油圧蓄圧器と、第３逆止弁を通って上記第１メイン流体ラインと、第４逆止弁を通って上記第２メイン流体ラインとに流体連通しており、
これにより、上記パイロット流体ラインのパイロット油圧は、少なくとも最大システム圧力に等しい、
項目２及び６に記載の直列油圧式ハイブリッドシステム。
［項目８］
上記比例流量制御弁は、減圧弁を通って上記パイロット流体ラインにより提供されるパイロット油圧で作動される、
項目７に記載の直列油圧式ハイブリッドシステム。
［項目９］
前述の複数の遮断弁のそれぞれの複数の流体ポートのそれぞれは、逆止弁を通ってその遮断弁のパイロットボアと流体連通しており、
これにより、その遮断弁に作用する上記最大油圧がその遮断弁用にパイロット圧として使用される、
項目６に記載の直列油圧式ハイブリッドシステム。
［項目１０］
上記第２油圧移動ユニット及び前述の複数の遮断弁のうち、少なくとも１つから上記第１油圧移動ユニットを選択的に流体的に切り離すための複数の隔離弁をさらに備える、
項目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。
［項目１１］
特に、上記複数の隔離弁が、上記第２油圧移動ユニット及び前述の複数の遮断弁のうち、少なくとも１つから上記第１油圧移動ユニットを流体的に切り離すとき、
上記第１油圧移動ユニットの第１流体ポートを上記第１油圧移動ユニットの第２流体ポートに、選択的に流体的に直接連結するバイパス弁をさらに備える、
項目１０に記載の直列油圧式ハイブリッドシステム。
［項目１２］
上記高圧油圧蓄圧器と流体連通した第１圧力安全弁、及び、上記低圧油圧蓄圧器と流体連通した第２圧力安全弁のうち少なくとも１つをさらに備える、
項目１から１１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。
［項目１３］
上記高圧油圧蓄圧器と流体連通した第１電気安全弁、及び、上記低圧油圧蓄圧器と流体連通した第２電気安全弁のうち少なくとも１つをさらに備え、
これらの電気安全弁は、特に上記車両が電源を切られたとき、上記高圧油圧蓄圧器及び上記低圧油圧蓄圧器のうち少なくとも１つから選択的に圧力を抜くためのものである、
項目１から１２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。
【図１】
0006663603.tif 000002
【図２】
0006663603.tif 000003
【図３】
0006663603.tif 000004
【図４】
0006663603.tif 000005
【図５】
0006663603.tif 000006
【図６】
0006663603.tif 000007
【図７】
0006663603.tif 000008