(57)【要約】  本発明は、トルクコンバータを通して、および、速度方向変更装置を通して、段階的レシオトランスミッションの入力に選択的に駆動係合する内燃エンジンと、車両出力に選択的に駆動係合する段階的レシオトランスミッションの出力と、速度方向変更装置と駆動係合し、段階的レシオトランスミッションの入力と駆動係合する中間歯車セットと、液圧アキュムレータアセンブリと流体連結する液圧機械であって、当該液圧機械の伝動軸が、中間歯車セットにエネルギーを提供し、中間歯車セットからエネルギーを吸収するべく、中間歯車セットに駆動係合または選択的に駆動係合する液圧機械とを備える、車両用の液圧ハイブリッドパワートレインに関する。本発明はさらに、液圧ハイブリッドパワートレインを操作する方法に関する。
2017517428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクコンバータおよび速度方向変更装置を通して段階的レシオトランスミッションの入力と選択的に駆動係合する内燃エンジンであって、前記段階的レシオトランスミッションの出力が車両出力と選択的に駆動係合する、内燃エンジンと、
前記速度方向変更装置と駆動係合し、前記段階的レシオトランスミッションの前記入力と駆動係合する、中間歯車セットと、
液圧アキュムレータアセンブリと流体連結する液圧機械であって、前記中間歯車セットへエネルギーを提供し、前記中間歯車セットからエネルギーを吸収するべく、前記液圧機械の伝動軸が前記中間歯車セットと駆動係合、または選択的に駆動係合する、液圧機械と、
を備える、車両に用いる液圧ハイブリッドパワートレイン。
【請求項２】
前記液圧機械が、
前記中間歯車セットに加えられるトルク量を制御するための可変液圧吐出量を有し、
時計回り方向および反時計回り方向で回転するように適合され、
前記液圧機械の前記伝動軸の所与の回転方向について、前記液圧機械を通って流れる液圧流体の流れ方向を変更するための正および負の液圧吐出量設定を有する、
請求項１に記載の液圧ハイブリッドパワートレイン。
【請求項３】
前記液圧機械の前記液圧吐出量を制御するべく、少なくとも１つの電動弁をさらに備える、請求項２に記載の液圧ハイブリッドパワートレイン。
【請求項４】
前記液圧機械と流体連結する液体タンクをさらに備え、前記液圧機械は、液圧流体を前記液圧アキュムレータアセンブリから前記液体タンクへ吐出するように、および、液圧流体を前記液体タンクから前記液圧アキュムレータアセンブリへ吐出するように適合されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の液圧ハイブリッドパワートレイン。
【請求項５】
前記液圧アキュムレータアセンブリは、前記液圧機械と流体連結する高圧アキュムレータ、および、前記液圧機械と流体連結する低圧アキュムレータを有し、前記液圧機械は、液圧流体を前記高圧アキュムレータから前記低圧アキュムレータへ吐出するように、および、液圧流体を前記低圧アキュムレータから前記高圧アキュムレータへ吐出するように適合されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の液圧ハイブリッドパワートレイン。
【請求項６】
前記高圧アキュムレータおよび前記低圧アキュムレータは、少なくとも１つの弁を通して、前記液圧機械と流体的に接続され、前記弁は、
‐前記高圧アキュムレータおよび前記低圧アキュムレータのうち少なくとも１つを前記液圧機械から選択的に流体的に分離し、
‐前記液圧機械の第１流体ポートを前記高圧アキュムレータと流体的に接続し、前記液圧機械の第２流体ポートを前記低圧アキュムレータと流体的に接続し、
‐前記液圧機械の前記第１流体ポートを前記低圧アキュムレータと流体的に接続し、前記液圧機械の前記第２流体ポートを前記高圧アキュムレータと流体的に接続する
ように適合される、請求項５に記載の液圧ハイブリッドパワートレイン。
【請求項７】
液圧機器と、
前記液圧機器を駆動するための液圧作動ポンプであって、前記液圧作動ポンプの伝動軸は前記内燃エンジンの出力軸と駆動係合、または、選択的に駆動係合する、液圧作動ポンプと
をさらに備え、
前記液圧アキュムレータアセンブリを加圧するべく、前記液圧作動ポンプは前記液圧アキュムレータアセンブリと流体連結し、
前記液圧機器を駆動するべく、前記液圧アキュムレータアセンブリは、前記液圧機器と流体連結する、
請求項１から６のいずれか一項に記載の液圧ハイブリッドパワートレイン。
【請求項８】
前記内燃エンジンの前記出力軸を前記液圧作動ポンプの前記伝動軸と選択的に駆動係合させることと、
前記内燃エンジンの前記出力軸を前記トルクコンバータのインペラ部と選択的に駆動係合させることと、
前記トルクコンバータの前記インペラ部を前記液圧作動ポンプの前記伝動軸と選択的に駆動係合させることと
のうち少なくとも１つに適合されている機械的スプリッタボックスをさらに備える、請求項７に記載の液圧ハイブリッドパワートレイン。
【請求項９】
前記トルクコンバータはさらに、前記トルクコンバータのインペラ部を前記トルクコンバータのタービン部に選択的にロックするよう適合されている機械的ロックアップ機構をさらに備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の液圧ハイブリッドパワートレイン。
【請求項１０】
液体タンクと流体連結し、前記液圧機械と流体連結する、液圧昇圧回路をさらに備え、前記昇圧回路は、特に、前記液圧機械が前記液圧アキュムレータアセンブリから流体的に切断されている場合に、前記液圧機械へパイロット圧を提供するよう適合されている、請求項１から９のいずれか一項に記載の液圧ハイブリッドパワートレイン。
【請求項１１】
請求項１から１０のうちいずれか一項に記載の液圧ハイブリッドパワートレインを備える車両の回生制動の方法であって、
前記液圧機械を前記車両出力と駆動係合させ、前記液圧機械を前記液圧アキュムレータアセンブリと流体的に接続する段階と、
前記車両出力から前記液圧機械へ運動エネルギーを伝達することによって前記液圧機械を駆動し、それにより、前記車両出力を制動する段階と、
前記液圧機械を使用して前記制動のエネルギーを液圧エネルギーへ少なくとも部分的に変換し、前記液圧エネルギーを前記液圧アキュムレータアセンブリ内に蓄積する段階と、
を備える方法。
【請求項１２】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の液圧ハイブリッドパワートレインの前記液圧アキュムレータアセンブリをチャージする方法であって、
前記車両出力を係合解除し、前記内燃エンジンを前記液圧機械と駆動係合し、前記液圧機械を前記液圧アキュムレータアセンブリと流体的に接続する段階と、
前記内燃エンジンから前記液圧機械へトルクを伝達し、前記内燃エンジンから前記液圧機械へ伝達された前記トルクを使用して前記液圧アキュムレータアセンブリをチャージする段階と
を備える方法。
【請求項１３】
請求項７に記載の液圧ハイブリッドパワートレインの前記液圧アキュムレータアセンブリのチャージの方法であって、
前記内燃エンジンを前記液圧作動ポンプと駆動係合し、前記液圧作動ポンプを前記液圧アキュムレータアセンブリと流体的に接続する段階と、
前記内燃エンジンから前記作動ポンプへトルクを伝達し、前記内燃エンジンから前記作動ポンプへ伝達された前記トルクを使用して前記液圧アキュムレータアセンブリをチャージする段階と
を備える方法。
【請求項１４】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の液圧ハイブリッドパワートレインの前記内燃エンジンの始動の方法であって、
前記車両出力を係合解除し、前記液圧機械を前記内燃エンジンと駆動係合し、前記液圧アキュムレータアセンブリを前記液圧機械と流体的に接続する段階と、
前記液圧アキュムレータアセンブリ内に蓄積された液圧エネルギーを使用して前記液圧機械を駆動し、前記液圧機械を通して前記内燃エンジンを始動する段階と
を備える方法。
【請求項１５】
請求項８および９に記載の液圧ハイブリッドパワートレインの液圧機器の駆動の方法であって、
前記液圧アキュムレータアセンブリ内の静液圧が閾値圧力より低い場合、
前記液圧アキュムレータアセンブリを前記液圧機器と流体的に接続し、
前記液圧アキュムレータアセンブリ内に蓄積された液圧エネルギーを使用して前記液圧機器を駆動する段階と、
前記液圧アキュムレータアセンブリ内の前記静液圧が前記閾値圧力より高い場合、
前記トルクコンバータのロックアップ機構およびスプリッタボックスを通して前記液圧機械を液圧作動ポンプと駆動係合し、前記液圧アキュムレータアセンブリを前記液圧機械と流体的に接続する段階と、
前記液圧アキュムレータアセンブリ内に蓄積された液圧エネルギーを使用して、前記液圧機械および前記液圧作動ポンプを通して前記液圧機器を駆動する段階と、
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は主に、車両用液圧ハイブリッドパワートレインおよび当該液圧ハイブリッドパワートレインを操作するための種々の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両は、燃料タンクだけでなく、第２のエネルギー蓄積システムを搭載し得る。第２のエネルギー蓄積システムによって、牽引力の発生における自由度を高めることと、制動中にエネルギーを回生する能力を追加することとが可能になり、蓄積されたエネルギーを後に使用することが可能になる。その結果、燃料消費が減少し得るか、または、車両の性能が向上し得る。電気ハイブリッドシステムにおいて、エネルギーは電気化学電池またはスーパーキャパシタに蓄積され、補助機械は電動モータである。
【０００３】
異なる用途に合わせて、複数のハイブリッドのアーキテクチャおよび技術が存在する。それらの中では、直列、並列、動力分割のアーキテクチャがもっとも一般的である。
【０００４】
並列ハイブリッドパワートレインは、エンジンおおび補助機械の機械的結合によって特徴付けられ、これにより、両方ともパワートレインの接地部へトルクを提供することが可能となる。トルク加重ノードの位置に基づき、並列ハイブリッドアーキテクチャは通常、トランスミッション前の並列ハイブリッドアーキテクチャ（エネルギーの代替源で動く補助機械がエンジンとトランスミッションとの間に配置される）、および、トランスミッション後の並列ハイブリッドアーキテクチャ（エネルギーの代替源で動く補助機械がトランスミッションとパワートレインの接地部との間に配置される）というカテゴリに分類される。
【０００５】
加えて、ＵＳ  ８  ３５３  ８０４  Ｂ２に記載され、図１に示されているように、電動モータをトランスミッションの中間位置に配置する段階を含む、第３の解決策もあり得る。これにより、電動モータおよびエンジンの両方がオフハイウェイのパワーシフトトランスミッションに連結される、ハイブリッドトランスミッションが実現する。電動モータは、前進／後進方向クラッチとレンジクラッチとの間でトランスミッションに機械的に連結される。モータはスーパーキャパシタによって電気的に動かされる。
【０００６】
ＵＳ  ８  ３５３  ８０４  Ｂ２に記載され、図１に示されている構成によって、ハイブリッドトランスミッションの効率を最適化できる。なぜなら、電動モータの動力がトランスミッション出力に到達する前に経由する変換が（トランスミッション前並列ハイブリッドアーキテクチャと比較して）１つ少ないからである。さらに、この解決策は、レンジギアのトルク増倍率を提供するので、トランスミッション後並列ハイブリッドアーキテクチャと比較して、より小さいモータの使用を可能にする。
【０００７】
しかしながら、上述の進歩にもかかわらず、高い出力トルクを提供可能である、長寿命かつ高効率のハイブリッドパワートレインに対する大きい需要が存在し続けている。
【０００８】
従って、本発明の背景にある技術的問題には、好ましくは長期間にわたって高出力トルクを提供可能なパワーシフトトランスミッションを備えた代替的なハイブリッドシステムを設計することが含まれる。
【発明の概要】
【０００９】
この問題は、請求項１に記載の車両用の液圧ハイブリッドパワートレインによって解決される。液圧ハイブリッドパワートレインの特殊な実施形態は、複数の従属項に記載されている。
【００１０】
本出願で提案されている、車両用の液圧ハイブリッドパワートレインは、例えばトルクコンバータのうち少なくとも１つ、および、速度方向変更装置を介して、段階的レシオトランスミッションの入力に選択的に駆動係合される内燃エンジン（ＩＣＥ）であって、段階的レシオトランスミッションの出力軸が、例えばクラッチ装置を介して車両出力に選択的に駆動係合する、内燃エンジンと、
通常、１もしくは複数の中間歯車、および／または、１もしくは複数の中間軸を有する中間歯車セットであって、中間歯車セットは、例えば速度方向変更装置およびトルクコンバータのうち少なくとも１つを介して、ＩＣＥと駆動係合、または選択的に駆動係合し、中間歯車セットは段階的レシオトランスミッションの入力と駆動係合、または選択的に駆動係合する、中間歯車セットと、
液圧アキュムレータアセンブリと流体連結している液圧機械であって、液圧機械の伝動軸は、エネルギーおよび／またはトルクを中間歯車セットに提供するべく、また、中間歯車セットからエネルギーおよび／またはトルクを吸収するべく、中間歯車セットと駆動係合、または選択的に駆動係合する、液圧機械とを備える。
【００１１】
本文書の範囲において、「ｘ１...ｘｎのうち少なくとも１つ」という記述は、完全なセットを含む、ｘ１...ｘｎの任意のサブセットを含み得る。
【００１２】
第２エネルギー蓄積装置として液圧アキュムレータアセンブリ、および第２モータとして液圧機械を備える液圧システムは、例えば多くのオフハイウェイ用途で必要とされている、高いトルクを提供できる。さらに、液圧アキュムレータは、長期間にわたって定常的または実質的に定常的な高いエネルギー密度蓄積容量を提供できる。液圧機械は、加速中にＩＣＥへの補助を提供でき、従来の制動動作では本来、熱として失われることになるエネルギーを制動時に回生でき、ＩＣＥ出力でトルクを加減することで、負荷平準化装置として機能できるので、最適なエンジンの管理が可能となる。
【００１３】
段階的レシオトランスミッションは、ＩＣＥおよび／または液圧機械を車両出力と係合させるべく、複数の固定歯車比を提供し得る。例えば、段階的レシオトランスミッションは、１または複数のレンジギア、および、１または複数のレンジクラッチを含み得る。レンジクラッチは、選択的にレンジギアのうち１もしくは複数を互いに駆動係合させるように、選択的にレンジギアのうち１もしくは複数を段階的レシオトランスミッションの入力と駆動係合させるように、および／または、選択的にレンジギアのうち１もしくは複数を段階的レシオトランスミッションの出力軸と駆動係合させるように適合され得る。トルクコンバータは既知のタイプであって良い。例えば、トルクコンバータは、インペラ部およびタービン部を備えていて良く、インペラ部とタービン部との間で流体結合を提供するように構成されていて良い。
【００１４】
トルクコンバータはさらに、インペラ部とタービン部との間に挿入されたステータを有し得る。このステータは、タービン部とインペラ部との間で流体の流れを変更するように適合されている。トルクコンバータは、トルクを増倍するように適合され得る。インペラ部はＩＣＥの出力軸と駆動係合、または選択的に駆動係合し得る。タービン部は、速度方向変更装置と駆動係合、または選択的に駆動係合し得る。トルクコンバータにおける損失を最小化するべく、機械的ロックアップ機構が設けられ得る。この合ロックアップ機構は、トルクコンバータのインペラ部を、トルクコンバータのタービン部に対し、選択的にロックするように適合される。
【００１５】
速度方向変更装置は、例えば前進方向クラッチおよび後進方向クラッチなど、１または複数の方向のクラッチを含み得る。  例えば、ＩＣＥが前進方向クラッチを通して車両出力と駆動係合している場合、車両は前進方向に移動し、ＩＣＥが後進方向クラッチを通して車両出力と駆動係合している場合、車両は後進方向に移動する。速度方向変更装置は、トルクコンバータ、特にトルクコンバータのタービン部を、段階的レシオトランスミッションおよび中間歯車セットと選択的に駆動係合させるように適合され得る。
【００１６】
車両出力は、何らかの接地構造を含み得る。例えば、車両出力は、ファイナルドライブ、駆動軸、１または複数のホイールハブ減速歯車、および１または複数のホイールのうち少なくとも１つを含み得る。
【００１７】
アキュムレータアセンブリは、１または複数の液圧アキュムレータを含み得る。アキュムレータアセンブリは、液圧アキュムレータのうち少なくとも１つにおける液圧流体の量を増加させることによってチャージされ得て、それにより、それぞれの液圧アキュムレータにおける静液圧が増加する。同様に、アキュムレータアセンブリは、液圧アキュムレータのうち少なくとも１つにおける液圧流体の量を減らすことによって解放され得て、それにより、それぞれの液圧アキュムレータにおける静液圧が減少する。通常、液圧流体は油などの液体である。
【００１８】
１または複数の液圧アキュムレータは、圧縮気体アキュムレータとして構成され得る。圧縮気体アキュムレータは一般的に公知である。例えば、圧縮気体アキュムレータは、弾性ダイヤフラム、ピストン、またはクローズドのブラダによって分離された２つのチャンバを含む蓄積空間を有し得る。２つのチャンバのうち、第１のチャンバは、不活性気体などの気体を含み得る。２つのチャンバのうち、第２のチャンバは、液圧流体で充填されるように構成され得る。圧縮気体アキュムレータは、第２チャンバに液圧流体を充填または部分的に充填することでチャージされ得て、それにより、第１チャンバに含まれる気体の量を圧縮する。同様に、圧縮気体アキュムレータは、第１チャンバに含まれる圧縮気体を膨張させることによって解放され得て、それにより、第２チャンバに含まれる液圧流体を第２チャンバから押し出して、流体の流れを生み出す。
【００１９】
アキュムレータアセンブリは、少なくとも３００ｂａｒ、少なくとも４００ｂａｒ、または少なくとも４５０ｂａｒの最大動作圧力の静液圧で動作するように適合され得る。アキュムレータアセンブリは、例えば、アキュムレータアセンブリ、または、アキュムレータアセンブリの１もしくは複数のアキュムレータを、液圧機械から選択的に流体的に分離するように適合された、１もしくは複数の方向弁、および／または、１もしくは複数の遮断弁を含む少なくとも１つの弁を通して液圧機械と流体連結し得る。
【００２０】
特許請求の範囲はさらに、本出願で提案されているタイプのパワートレインを備える車両を対象とし得る。車両は、例えばオフハイウェイ車両であって良い。オフハイウェイ車両には、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。
【００２１】
補助機械とも呼ばれる、提案されているパワートレインの液圧機械は、以下の特性のうち少なくとも１つを有し得る。
ａ）可変液圧吐出量（液圧吐出量は液圧機械の伝動軸の１回転あたりに液圧機械を通って移動する液圧流体の体積として定義され得る）
ｂ）時計回り方向および反時計回り方向に回転する能力（双方向液圧機械）
ｃ）液圧機械の伝動軸の所与の回転方向について、液圧機械を流れる液圧流体の流れの方向を選択的に変更するための、正および負の液圧吐出量設定
【００２２】
液圧機械は、機械的エネルギーを、アキュムレータアセンブリ内に蓄積され得る液圧エネルギーに変換するための液圧ポンプを含み得る。機械的エネルギーは通常、中間歯車セットを通して、また、液圧機械の伝動軸を通して、回転エネルギーの形態で液圧機械に伝達される。付加的または代替的に、液圧機械はアキュムレータアセンブリ内に蓄積される液圧エネルギーを、液圧機械の伝動軸で通常提供される機械的エネルギーに、回転エネルギーの形態で変換する液圧モータを含み得る。液圧機械の伝動軸は、また、液圧機械の入力軸とも呼ばれる。
【００２３】
可変吐出量液圧機械（特徴ａを参照）は、液圧機械から中間歯車セットへ伝達されるトルク量を制御することを可能にする。例えば、液圧機械は、可動式斜板を有するアキシアルピストンポンプ／モータを含み得るか、そのように構成され得る。次に、液圧機械の吐出量を変更することは、斜板を傾けることで達成される。斜板は通常、ピストンポンプ／モータの回転軸に鉛直に配置される旋回軸に対して傾けられ得る。
【００２４】
液圧機械が可変吐出量を特徴とする場合、提案されているパワートレインは付加的に、液圧機械の吐出量を制御するための吐出量制御装置を備え得て、吐出量の制御は、吐出量の増加、吐出量の減少、吐出量の維持のうち少なくとも１つを含み得る。例えば、吐出量制御装置は、液圧ピストンなどの液圧アクチュエータと、液圧アクチュエータの位置を制御するための少なくとも１つの電動弁とを有し得る。電動弁は、例えば方向弁として構成され得る。液圧アクチュエータは、斜板を移動させるべく、液圧機械の可動式斜板に機械的に結合し得る。吐出量制御装置は、アキュムレータアセンブリおよび液圧機械を有する液圧回路と流体連結し得る。例えば、液圧回路内の液圧は、液圧アクチュエータの位置を制御するのに使用され得る。このように、液圧機械の吐出量は、最小量の電気エネルギーを使用して、変更され得る。
【００２５】
液圧機械を双方向型機械として構成することで（特徴ｂを参照）、中間歯車セットの回転方向、または、中間歯車セットの中間軸の回転方向に関係なく、液圧機械を中間歯車セットと駆動係合できる。このことは通常、車両出力、ＩＣＥの出力軸、トルクコンバータ、および速度方向変更装置のうち少なくとも１つの回転方向に関係なく、液圧機械は中間歯車セットと駆動係合し得ることを示唆する。液圧機械をこのように双方向型機械として構成することで、液圧機械がパワートレイン内で使用され得る態様の数が増加し、それにより、パワートレインの多用途性および柔軟性がより向上する。
【００２６】
正および負の吐出量設定（特徴ｃを参照）両方を有する液圧機械は、液圧機械の伝動軸の所与の回転方向について（および、一般的に、車両出力、ＩＣＥの出力軸、トルクコンバータ、および速度方向変更装置のうち少なくとも１つの所与の回転方向について）、アキュムレータアセンブリを選択的にチャージおよび解放できる。これにより、液圧機械およびアキュムレータアセンブリの動作モードの数がさらに増加し得る。特徴ｃを含む、液圧機械の非限定的な例は、オーバセンタ斜板設計による液圧アキシアルピストンポンプ／モータである。つまり、斜板がピストンポンプ／モータの回転軸に鉛直に配置されるニュートラル位置（吐出量ゼロに対応）から、斜板は上述の旋回軸に対して両方向に傾けられ得る。
【００２７】
液圧ポンプとして、および液圧モータとして選択的に機能し得て、特性ａ）、ｂ）、ｃ）を特徴として有する液圧機械は、トルク‐速度図の４象限すべてにおいて動作するように適合されているので、４象限機械として知られている。つまり、４象限機械は、車両の前進方向および後進方向の両方への移動中にトルクを提供し、トルクを吸収するように適合されている。
【００２８】
液圧機械が一方向機械として構成されている場合（つまり、液圧機械が特性ｂを特徴として有しない場合）、例えばクラッチなどの切断装置は、液圧機械と中間歯車セットとの間に付加的に設けられ得る。切断装置は次に、例えば液圧機械の回転方向が中間歯車セットの回転方向と対応しない場合に、液圧機械を中間歯車セットから選択的に係合解除するように適合される。この場合、液圧機械は前進方向または後進方向いずれかの単一方向だけに使用され得る。
【００２９】
代替的に、液圧機械が一方向機械として構成されている場合（すなわち、特性ｂを特徴として有しない場合）、液圧機械は機械的シャトル装置を通して中間歯車セットと駆動係合し得て、機械的シャトル装置は、中間歯車セットの回転方向と関係なく、または、中間歯車セットの中間軸と関係なく、液圧機械の伝動軸において正確な回転方向を維持するように適合される。一方向機械およびシャトル装置は、このように組み合わせられる場合、双方向型機械と同一の機能を提供する。
【００３０】
パワートレインは、液圧機械と流体連結する液体タンクを備え得る。液体タンク内の静液圧は、大気圧であって良い。通常、液体タンク内の静液圧は、アキュムレータアセンブリ内の静液圧より低い。液圧機械は、液圧流体をアキュムレータアセンブリから液体タンクに吐出するように適合され得る。例えば、アキュムレータアセンブリと液体タンクとの間の圧力勾配は、液圧機械を通して流体をアキュムレータアセンブリから液体タンクへ吐出するのに使用され得て、それにより、液圧機械を駆動し、液圧機械の伝動軸で出力トルクを提供する。また、液圧機械は、アキュムレータアセンブリをチャージするべく、流体を液体タンクからアキュムレータアセンブリに吐出するように適合され得る。例えば、液圧機械は、機械的エネルギーまたはトルクを中間歯車セットから吸収し得て、流体を液体タンクからアキュムレータアセンブリに送り込むべく、吸収したエネルギー／トルクを使用し得る。
【００３１】
代替的に、アキュムレータアセンブリは、液圧機械と流体連結している、少なくとも１つの高圧アキュムレータ、および、液圧機械と流体連結している、少なくとも１つの低圧アキュムレータを有し得る。液圧機械は次に、流体を高圧アキュムレータから低圧アキュムレータへ吐出するように、また、液圧流体を低圧アキュムレータから高圧アキュムレータへ吐出するように適合され得る。このセットアップにおいて、高圧アキュムレータ、低圧アキュムレータ、および液圧機械は通常、大気圧から隔離された、液圧閉回路を形成する。
【００３２】
高圧アキュムレータは、少なくとも３００ｂａｒ、少なくとも４００ｂａｒ、または、少なくとも４５０ｂａｒの最大静液圧で動作するように適合され得る。アキュムレータアセンブリ内に蓄積された液圧エネルギーは、液圧機械を通して流体を高圧アキュムレータから低圧アキュムレータへ吐出することで、液圧機械を駆動するように、また、液圧機械の伝動軸で出力トルクを提供するように使用され得る。逆に、液圧機械は、機械的エネルギーまたはトルクを中間歯車セットから吸収し得て、流体を低圧アキュムレータから高圧アキュムレータに送り込むべく、吸収したエネルギー／トルクを使用し得て、それによりアキュムレータアセンブリをチャージする。高圧アキュムレータおよび低圧アキュムレータは、少なくとも１つの弁を通して液圧機械に流体的に接続され得る。少なくとも１つの弁は、例えば、１もしくは複数の方向弁、および／または、１もしくは複数の遮断弁を含み得る。弁は少なくとも３つのスプール位置または構成を有し得る。第１スプール位置／構成である場合、弁は高圧アキュムレータおよび低圧アキュムレータのうち少なくとも１つを液圧機械から流体的に分離し、第２スプール位置／構成である場合、弁は液圧機械の第１流体ポートを高圧アキュムレータに流体的に接続し、液圧機械の第２流体ポートを低圧アキュムレータに流体的に接続し、第３スプール位置／構成である場合、弁は液圧機械の第１流体ポートを低圧アキュムレータに流体的に接続し、液圧機械の第２流体ポートを高圧アキュムレータに流体的に接続する。高圧アキュムレータを液圧機械の特定の流体ポートに流体的に接続することは通常、高圧アキュムレータを他の流体ポートから流体的に切断することを示唆する。低圧アキュムレータについても同様である。
【００３３】
この設定の１つの利点は、上述のように、少なくとも１つの弁を通して、高圧および低圧アキュムレータに連結されている場合に、単一吐出の液圧機械（すなわち、特性ｃを有しない液圧機械（上を参照））でも、正および負の吐出量設定の両方を特徴とする液圧機械と同一の機能を提供し得るという点である。例えば、アキュムレータアセンブリは、弁を適切なスプール位置または構成に切り替えることで、所与の回転方向で回転している液圧機械の伝動軸と、選択的にチャージまたは解放され得る。
【００３４】
パワートレインは、液圧機器および当該機器を駆動するための液圧作動ポンプを含む液圧作動アセンブリを備え、液圧作動ポンプの伝動軸は、ＩＣＥの出力軸と駆動係合、または選択的に駆動係合し得る。機器は、液圧エネルギーを機械的エネルギーに変換するように適合された、液圧ピストン、または、他の何らかのタイプの機構を有し得る。非限定的な例として、機器はリフト機構または傾け機構のうち少なくとも１つの一部であるか、またはそれらを含み得る。
【００３５】
液圧作動ポンプは、例えば、静液圧アキシアルピストンポンプであり得る。液圧作動アセンブリは、アキュムレータアセンブリと流体連結し得る。例えば、作動ポンプはアキュムレータアセンブリを加圧／チャージするべく、アキュムレータアセンブリと流体連結され得る。作動ポンプは次に、液体タンクと流体連結し得て、アキュムレータアセンブリをチャージするべく、流体を液体タンクからアキュムレータアセンブリに吐出するように適合され得る。これは、例えば車両が動いていない場合に、ＩＣＥを使用してアキュムレータアセンブリをチャージするための特に効率的な方法である。付加的または代替的に、アキュムレータアセンブリは液圧機器を駆動するべく、機器と流体連結し得る。これにより、ＩＣＥがオフの場合に機器を駆動することが可能となる。
【００３６】
作動アセンブリは、作動アセンブリをアキュムレータアセンブリから、または、アキュムレータアセンブリのうち１もしくは複数のアキュムレータから選択的に流体的に分離するように適合されている少なくとも１つの弁を通して、アキュムレータアセンブリに流体的に接続し得る。前述した少なくとも１つの弁は、例えば、１もしくは複数の方向弁、および／または、１もしくは複数の遮断弁を含み得る。液圧作動ポンプおよび液圧機器のうち少なくとも１つは、前述の弁を通してアキュムレータアセンブリと流体的に接続し得る。
【００３７】
提案されているパワートレインは、液体タンクと流体連結し液圧機械と流体連結する液圧昇圧回路を備え得て、昇圧回路は、特に液圧機械がアキュムレータアセンブリから流体的に切断されている場合に液圧機械にパイロット圧を提供するように適合される。
【００３８】
昇圧回路は、パイロット圧を提供するべく、流体を液体タンクから液圧機械へ吐出するように適合されている液圧昇圧ポンプを有する。昇圧ポンプの入力軸は、ＩＣＥの出力軸と駆動係合、または選択的に駆動係合し得る。昇圧回路は、液圧作動アセンブリと流体連結し得る。換言すると、液圧作動アセンブリは、昇圧回路を通して液圧機械と流体連結し得る。このセットアップにおいて、液圧作動アセンブリの作動ポンプは、昇圧ポンプとして機能するように構成され得る。
【００３９】
通常、液圧作動アセンブリは静液圧で動作し得て、その最大動作圧力は、最大２５０ｂａｒまたは最大３００ｂａｒである。つまり、液圧作動アセンブリの最大動作圧力は、アキュムレータアセンブリおよび液圧機械を有する液圧回路における最大動作圧力より低くて良く、さらには大幅に低くても良い。従って、液圧作動アセンブリ、ならびにアキュムレータアセンブリおよび液圧機械を有する液圧回路が流体連結している場合、液圧作動アセンブリと前述の液圧回路との間に安全機構が提供され得て、安全機構は、アキュムレータアセンブリおよび液圧機械を有する液圧回路において損傷を与える可能性のある静液圧から作動アセンブリを保護するように適合されている。安全機構は、上述の昇圧回路の一部であり得る。安全機構は、例えば、作動アセンブリから、アキュムレータアセンブリおよび液圧機械を含む液圧回路への流体の流れを可能にし、前述の液圧回路から作動アセンブリへの流体の流れを阻害するように適合された少なくとも１つのチェック弁を有する。
【００４０】
提案されているパワートレインはさらに、機械的スプリッタボックスを備え得て、スプリッタボックスは、ＩＣＥの出力軸を液圧作動ポンプの伝動軸と選択的に駆動係合させることと、例えば、トルクコンバータおよび速度方向変更装置のうち少なくとも１つを通して、ＩＣＥの出力軸を中間歯車セットと選択的に駆動係合させることと（例えば、スプリッタボックスは、トルクコンバータのインペラ部と駆動係合、または選択的に駆動係合し得る）、例えば、トルクコンバータおよび速度方向変更装置のうち少なくとも１つを通して、中間歯車セットを液圧作動ポンプの伝動軸と選択的に駆動係合させることとのうち少なくとも１つに適合される。
【００４１】
そのようなスプリッタボックスは、パワートレインの動作モードの数を大幅に増加させる。例えば、スプリッタボックスは、液圧機械および液圧作動ポンプからＩＣＥを係合解除させつつ、液圧機械を液圧作動ポンプと駆動係合させることを可能にする。このように、液圧作動ポンプは液圧機械を通して駆動され得る。
【００４２】
本出願はさらに、本出願で提案されている液圧ハイブリッドパワートレインを動作させるための多くの方法に関する。これらの方法は、以下でさらに詳細に記載されている。これらの方法を実行するべく、パワートレインは、それぞれの方法の段階を実行するのに使用されるパワートレインの要素を制御することで方法の段階を実行するように適合されている、制御ユニットまたは電子制御ユニット（ＥＣＵ）を付加的に備え得る。例えば、制御ユニットは、ＩＣＥと、スプリッタボックスと、液圧作動アセンブリを液圧アキュムレータアセンブリに選択的に流体的に接続させるための少なくとも１つの（方向）弁と、トルクコンバータと、トルクコンバータのロックアップ機構と、速度方向変更装置と、段階的レシオトランスミッションと、段階的レシオトランスミッションを車両出力と選択的に駆動連結させるためのクラッチ装置と、液圧機械と中間歯車セットとの間の切断装置およびシャトル装置と、液圧機械の吐出量を制御するための電動弁および／または液圧アクチュエータと、および、アキュムレータアセンブリもしくはアキュムレータアセンブリのうち１もしくは複数のアキュムレータを液圧機械に選択的に流体的に接続するための少なくとも１つの（方向）弁とのうち少なくとも１つを制御するように適合され得る。通常、制御ユニットは、電気信号を通して前述の要素を制御するように適合される。制御ユニットは、１または複数の入力装置を通して、操作者によって操作され得る。入力装置は、例えば１または複数のノブ、スイッチ、レバー、キー、またはタッチスクリーンを含み得る。
【００４３】
以下では、本出願で提案されている液圧ハイブリッドパワートレインを操作する前述の方法が記載される。
【００４４】
本出願は、本出願で提案される液圧ハイブリッドパワートレインを備える車両の回生制動の方法に関する。この方法は、以下の段階を備える。
‐液圧機械を車両出力と駆動係合させ、液圧機械を液圧アキュムレータアセンブリと流体的に接続させる
‐運動エネルギーを車両出力から液圧機械へ伝達することで液圧機械を駆動し、それにより、車両出力を制動する
‐液圧機械を使用して制動エネルギーを液圧エネルギーに少なくとも部分的に変換し、液圧エネルギーを液圧アキュムレータアセンブリ内に蓄積する
【００４５】
好ましくは、この方法は、例えば速度方向変更装置をロック解除することによって、液圧機械および段階的レシオトランスミッションをＩＣＥから駆動係合解除する段階をさらに備え、これにより、制動エネルギーはＩＣＥによって吸収され、制動エネルギーの最大量がアキュムレータアセンブリ内に蓄積され得る。液圧機械が正および負の吐出量設定を有する場合、液圧機械の吐出量を適切に調節することで、車両の前進および後進方向への移動中に回生制動が実行され得る。
【００４６】
本出願はさらに、本出願で提案されている液圧ハイブリッドパワートレインのアキュムレータアセンブリをチャージする方法に関する。この方法は以下の段階を備える。
‐車両出力を係合解除し、例えばトルクコンバータのロックアップ機構および速度方向変更装置を通してＩＣＥを液圧機械と駆動係合させ、液圧機械をアキュムレータアセンブリと流体的に接続させる。
‐内燃エンジンから液圧機械へトルクを伝達し、内燃エンジンから液圧機械へと伝達されたトルクを使用して液圧アキュムレータアセンブリをチャージする。
【００４７】
この方法は、車両が動いていない場合にアキュムレータアセンブリをチャージすることを可能にする。さらに、この方法は、アキュムレータアセンブリの最大動作圧力まで、アキュムレータアセンブリをチャージ／加圧することを可能にする。車両出力の係合解除は通常、段階的レシオトランスミッションと車両出力との間で切断装置またはクラッチを係合解除する段階を含む。
【００４８】
本出願はさらに、本出願で提案されている液圧ハイブリッドパワートレインの液圧アキュムレータアセンブリをチャージする別の方法に関し、液圧ハイブリッドパワートレインは液圧作動ポンプを備え、液圧作動ポンプはＩＣＥと選択的に駆動係合し、液圧作動ポンプは液圧アキュムレータアセンブリと選択的に流体的に接続される。この方法は以下の段階を備える。
‐ＩＣＥを液圧作動ポンプと駆動係合させ、液圧作動ポンプを液圧アキュムレータアセンブリと流体的に接続させる。
‐内燃エンジンから作動ポンプへトルクを伝達し、内燃エンジンから作動ポンプへと伝達されたトルクを使用して液圧アキュムレータアセンブリをチャージする。
【００４９】
一般的に、この方法は、通常はアキュムレータアセンブリの最大動作圧力より低い作動アセンブリの最大動作圧力までに限って、アキュムレータアセンブリをチャージ／加圧することを可能にする。
【００５０】
この方法は、車両が動いている間に実行され得る。また、この方法は、例えば速度方向変更装置を係合解除することによって、車両出力および液圧機械のうち少なくとも１つからＩＣＥを係合解除する段階を備える。この方法は次に、車両が動いていない場合にアキュムレータアセンブリをチャージすることを可能にする。ＩＣＥおよび作動ポンプを通したアキュムレータアセンブリのチャージ／加圧は、上述の方法のようにＩＣＥおよび液圧機械を通したアキュムレータアセンブリのチャージより効率が高いことがあり得る。例えば、ＩＣＥと作動ポンプとの間の機械的結合と比較して、ＩＣＥと液圧機械との間の機械的結合は、より損失が発生しやすいことがあり得、または、駆動または方向転換（Ｔｕｒｎ）する場合により多くのエネルギーを消費する、より重い機械部品を有し得る。
【００５１】
本出願はさらに、本出願で提案されている液圧ハイブリッドパワートレインの内燃エンジンを始動する方法に関し、この方法は以下の段階を備える。  ‐車両出力を係合解除させ、液圧機械をＩＣＥと駆動係合させ、液圧アキュムレータアセンブリを液圧機械と流体的に接続させる。  ‐液圧アキュムレータアセンブリ内に蓄積された液圧エネルギーを使用して液圧機械を駆動し、ＩＣＥを始動するべく液圧機械からＩＣＥへトルクを伝達する。
【００５２】
この方法は、電力なしでＩＣＥを始動することを可能にする。液圧機械を車両出力から係合解除させる段階は、段階的レシオトランスミッションを車両出力から係合解除させる段階を含み得る。液圧機械は、トルクコンバータのロックアップ機構および速度方向変更装置のうち少なくとも１つを通してＩＣＥと駆動係合され得る。
【００５３】
本出願はさらに、本出願で提案されている液圧ハイブリッドパワートレインの液圧機器を駆動する方法に関し、この方法は次の段階を備える。
液圧アキュムレータアセンブリ内の静液圧が閾値圧力より下である場合：
‐液圧アキュムレータアセンブリを液圧機器と流体的に接続させる
‐液圧アキュムレータアセンブリ内に蓄積された液圧エネルギーを使用して、液圧機器を駆動する
液圧アキュムレータアセンブリ内の静液圧が閾値圧力より上である場合：
‐トルクコンバータのロックアップ機構、およびスプリッタボックスを通して、液圧機械を液圧作動ポンプと駆動係合させ、液圧アキュムレータアセンブリを液圧機械と流体的に接続させる
‐液圧アキュムレータアセンブリ内に蓄積された液圧エネルギーを使用して、液圧機械および液圧作動ポンプを通して液圧機器を駆動する
【００５４】
通常、閾値圧力は液圧作動アセンブリの最大動作圧力であり、一般的には２００ｂａｒから３００ｂａｒの間である。換言すれば、アキュムレータアセンブリ内の静液圧が高く、液圧作動アセンブリを損傷する可能性がある場合、機器は液圧機械および作動ポンプを通して駆動される。さらに、液圧機械を作動ポンプと車両出力との両方に駆動係合し、液圧アキュムレータアセンブリ内に蓄積された静液圧エネルギーを使用して車両出力および作動ポンプを同時に駆動することが想定される。
【００５５】
アキュムレータアセンブリ内の静液圧が閾値圧力の下である場合のみ、機器はアキュムレータアセンブリによって直接駆動され得る。この目的で、直接的な流体接続がアキュムレータアセンブリと機器との間に確立される。
【００５６】
本発明の上述の利点、および他の利点は、次の添付図面を考慮することで、以下の詳細な記載から、当業者にとって容易に明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】先行技術から公知である電気ハイブリッドパワートレインを示す。
【図２】液圧ハイブリッドパワートレインの実施形態を示す。
【図３】４象限液圧機械を備える液圧ハイブリッドパワートレインの更なる実施形態を示す。
【図４】高圧液圧アキュムレータおよび低圧液圧アキュムレータを備える液圧ハイブリッドパワートレインの更なる実施形態を示す。
【図５】液圧機械がシャトル装置を通してトランスミッションと結合する、液圧ハイブリッドパワートレインの更なる実施形態を示す。
【図６】液圧機械が切断装置を通してトランスミッションと結合する、液圧ハイブリッドパワートレインの更なる実施形態を示す。
【図７Ａ】パイロット圧を液圧機械に提供するための液圧作動アセンブリおよび昇圧ポンプを備える液圧ハイブリッドパワートレインの更なる実施形態を示す図の１つである。
【図７Ｂ】パイロット圧を液圧機械に提供するための液圧作動アセンブリおよび昇圧ポンプを備える液圧ハイブリッドパワートレインの更なる実施形態を示す図の１つである。
【図７Ｃ】パイロット圧を液圧機械に提供するための液圧作動アセンブリおよび昇圧ポンプを備える液圧ハイブリッドパワートレインの更なる実施形態を示す図の１つである。
【図８Ａ】図７Ａ‐Ｃの液圧ハイブリッドパワートレイン始動動作中の作動および変数の時系列を示す図の１つである。
【図８Ｂ】図７Ａ‐Ｃの液圧ハイブリッドパワートレイン始動動作中の作動および 変数の時系列を示す図の１つである。
【図９】図７Ａ‐Ｃのパワートレインの内燃エンジンを停止する手順の段階を示す。
【図１０】図７Ａ‐Ｃのパワートレインの内燃エンジンを始動する手順の段階を示す。
【図１１Ａ】液圧ハイブリッドパワートレインの更なる実施形態を示す図の１つである。
【図１１Ｂ】液圧ハイブリッドパワートレインの更なる実施形態を示す図の１つである。
【図１１Ｃ】液圧ハイブリッドパワートレインの更なる実施形態を示す図の１つである。
【図１２Ａ】図１１Ａ‐Ｃの液圧ハイブリッドパワートレインの始動動作中における作動および変数の時系列を示す図の１つである。
【図１２Ｂ】図１１Ａ‐Ｃの液圧ハイブリッドパワートレインの始動動作中における作動および変数の時系列を示す図の１つである。
【図１３】図１１Ａ‐Ｃの液圧ハイブリッドパワートレインの変形例を示す。
【図１４】液圧ハイブリッドパワートレインの更なる実施形態を示す。パワートレインは、４象限液圧機械、ならびに、液圧機械および液圧作動アセンブリと流体連結する単一の液圧アキュムレータを備える。
【図１５】液圧ハイブリッドパワートレインの更なる実施形態を示す。パワートレインは、液圧機械、ならびに、高圧アキュムレータおよび低圧アキュムレータを有する液圧アキュムレータアセンブリを備え、アキュムレータは、液圧機械および液圧作動アセンブリと流体連結している。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
本発明は、別途逆に明示した場合を除き、種々の代替的な方向および段階の順序を想定可能であることが理解されるべきである。また、添付の図面に示され、以下の仕様書に記載されている特定の装置およびプロセスは、本明細書で定義されている発明概念の例示的な実施形態にすぎないことが理解されるべきである。従って、開示される複数の実施形態に関連した、具体的な寸法、方向、または、その他の物理的な特性は、そうでないということが明示的に述べられていなければ、限定的であるとみなされるべきではない。
【００５９】
大型オフハイウェイ車両において既に現在見られるように、オフハイウェイ市場において、液圧ハイブリッドは出力密度がより高く、また、オフハイウェイ市場における液圧技術の成熟度がより高いので、電気ハイブリッドより一般的に好まれる。
【００６０】
本文書に記載されている発明は、大部分の公知の並列ハイブリッドの実装に関連する限界を克服し、オフハイウェイ車両に適用されているような液圧技術を含む並列ハイブリッドアーキテクチャを使用するための適切な解決策を提供する。図２に示される、提案されている解決策は、並列ハイブリッド液圧トランスミッション２０２を含むパワートレイン２００である。パワートレイン２００は、ＩＣＥ２０４、トルクコンバータ２０６、速度方向変更装置２０８、段階的レシオトランスミッション２１０、車両出力２１２、液圧機械２１４、および、少なくとも１つの液圧アキュムレータ２１６からなる。
【００６１】
ＩＣＥ２０４は、液圧ポンプなどの補助装置２１８を駆動する。補助装置２１８は一般的に、パワートレイン２００と関連する機器に動力を供給する。トルクコンバータ２０６は、ＩＣＥ２０４とトランスミッション２２０との間に動的な流体連結を提供する。トランスミッション２２０は、速度方向変更装置２０８および段階的レシオトランスミッション２１０を有する。速度方向変更装置２０８は、前進クラッチ（図示せず）および後進クラッチ（図示せず）を使用して、パワートレイン２００の駆動方向の変更を促進する。段階的レシオトランスミッション２１０は、パワートレイン２００が動作し得る複数の固定歯車比を提供する。車両出力２１２は、ファイナルドライブ２２２およびホイールハブ減速歯車セット２２４を有するが、車両出力２１２は、何らかの接地構造であり得ることが理解されるべきである。液圧機械２１４は、トランスミッション２２０の中間歯車セット２２６と駆動係合する液圧ポンプ／モータである。液圧アキュムレータ２１６は、液圧機械２１４と流体連結する。
【００６２】
トルクコンバータ２０６は、ＩＣＥ２０４、および、トランスミッション２２０の速度方向変更装置２０８と駆動係合する。また、速度方向変更装置２０８は、中間歯車セット２２６と駆動係合する。また、液圧機械２１４は、中間歯車セット２２６にエネルギーを提供するか、中間歯車セット２２６からエネルギーを吸収するべく、中間歯車セット２２６と駆動係合する。
【００６３】
図３は、並列ハイブリッド液圧トランスミッション２０２の詳細な実装を示す。ここで、そして以下のすべてにおいて、繰り返される特徴は、同一の参照符号で表される。図３は、液圧機械２１４、遮断弁２２８、および液圧アキュムレータ２１６を示す。
【００６４】
液圧機械２１４は、以下の特性によって特徴付けられる。
ａ）中間軸２３０に加えられるトルク量を制御するべく、可変吐出量を有する。
ｂ）中間軸２３０は速度方向変更装置２０８の係合位置に応じて２つの異なる方向に回転し得るので、時計回りおよび反時計回り方向の両方に回転する能力を有する。
ｃ）所与の速度方向について、流動方向を変化させるべく、正および負の吐出量設定を有し（液圧機械２１４はオーバセンタ斜板設計）、従って、液圧アキュムレータ２１６をチャージするか解放するか選択することが可能になる。
ｄ）液圧ポンプまたは液圧モータのいずれかとして機能する能力を有する。
【００６５】
図２に関して、液圧機械２１４は、例えば中間軸２３０を通して、中間歯車セット２２６と駆動係合する。
【００６６】
液圧機械２１４の入口は、液体タンク２３２と流体連結し、一方、液圧機械２１４の出口は、液圧管路２３４を通して、遮断弁２２８と流体連結する。遮断弁２２８は、２つのポートおよび２つのスプール位置を有する。遮断弁２２８の残りのポートは、高圧液圧アキュムレータである液圧アキュムレータ２１６と流体連結する。
【００６７】
遮断弁２２８が（図３で示されているように）ニュートラル位置にある場合、液圧アキュムレータ２１６は、液圧管路２３４から隔離され、液圧機械２１４は、吐出量ゼロ位置にある必要がある。遮断弁２２８が、そうではなく他の位置にある場合、液圧管路２３４は液圧アキュムレータ２１６と流体連結し、液圧アキュムレータ２１６と同じ圧力を受ける。
【００６８】
吐出量の正負、および、中間軸２３０の速度の正負に応じて、液圧機械２１４は液圧モータとして、または、液圧ポンプとして機能し得る。液圧モータとして実行している場合、液圧機械２１４は流体を液圧アキュムレータ２１６から液体タンク２３２へ吐出し、中間軸２３０のトルクを追加する。液圧ポンプとして実行している場合、液圧機械２１４は、流体を液体タンク２３２から液圧アキュムレータ２１６へ送り込みながら、トランスミッション２２０のトルクを下げ、それにより、液圧アキュムレータ２１６内の圧力を上げる。非限定的な例として、液圧機械２１４は、回生制動中に液圧ポンプとして機能し得る。
【００６９】
液圧機械２１４における吐出量設定は、トルクの値、および、液圧機械２１４を通る流体の流れを決定する。
【００７０】
図３で示されている並列ハイブリッド液圧トランスミッション２０２の詳細な実装は、車両の前進方向および後進方向の両方で動作し、いずれかの方向で、パワートレイン２００のトルクを上げる、または下げることができる。
【００７１】
それぞれａ）、ｂ）、ｃ）、ｄ）として示される、上述の４つの特性の各々を備える液圧機械２１４などの液圧機械は、トルク‐速度図の４象限すべてにおいて動作する能力により、４象限機械として知られている。４象限機械は市販されているが、あまり一般的ではなく、通常、４象限機械が組み込まれるパワートレインの費用を増加させる。図４‐６は、図２および３で示される並列ハイブリッド液圧トランスミッション２０２の代替的な実施形態を示す。図４‐６に示されている実施形態は、特性が減らされた液圧機械を利用している。
【００７２】
図４は、本発明の別の実施形態に係る（部分的に示される）パワートレイン４００の並列ハイブリッド液圧トランスミッション４０２の詳細な実装を示す。  図４で示される実施形態は、図２および３で図示されている並列ハイブリッド液圧トランスミッション２０２と同様の要素を含む。図４で示される、この実施形態と同様の特徴は、下記の特徴を除いて、同様に連続で番号が付けられている。
【００７３】
パワートレイン４００は上述の特性ａ）、ｂ）、ｄ）のみを有する液圧機械４１４を備える。液圧機械４１４は、可変吐出量を有する一般的な閉回路アキシアルピストンモータである。液圧機械４１４の吐出量は、正の範囲のみで可変である。液圧機械４１４は、トランスミッション４２０と駆動係合する中間軸４３０と駆動係合する。第１液圧管路４４０および第２液圧管路４４２は、液圧機械４１４と方向弁４４４との間の流体連結を提供する。方向弁４４４は、４つのポートおよび３つのスプール位置を有し、スプールの移動は方向弁４４４を通る流体の流れを制御する。方向弁４４４の反対側において、第３液圧管路４４６および第４液圧管路４４８は、高圧アキュムレータ４５０と低圧アキュムレータ４５２との間で流体連結を提供する。
【００７４】
方向弁４４４が配置される位置に応じて、方向弁４４４は、アキュムレータ４５０、４５２を液圧管路４４０、４４２から分離し、高圧アキュムレータ４５０を第１液圧管路４４０、低圧アキュムレータ４５２を第２液圧管路４４２と流体的に接続するか、または、高圧アキュムレータ４５０を第２液圧管路４４２、低圧アキュムレータ４５２を第１液圧管路４４０と流体的に接続する。方向弁４４４がニュートラル位置にある場合、アキュムレータ４５０、４５２は、液圧管路４４０、４４２から隔離され、液圧機械４１４は実質的に吐出量ゼロである必要がある。方向弁４４４が他の２つの位置のうちの１つである場合、液圧機械４１４の吐出量、および、液圧管路４４０と４４２との間の圧力差の量によって、供給されるトルクの値が決定し、一方、正負は方向弁４４４の位置によって決定する。方向弁４４４は、液圧管路４４０、４４２のうちの１つを高圧アキュムレータ４５０と連結し、管路４４０、４４２のうち残りのうちの１つを低圧アキュムレータ４５２に接続する。管路４４０と４４２との間の圧力差の正負は、液圧機械４１４によって供給されるトルクの正負を決定する。
【００７５】
パワートレイン４００が前進方向に動作している間、第１液圧管路４４０を高圧アキュムレータ４５０と、第２液圧管路４４２を低圧アキュムレータ４５２と流体的に接続することで、トルクの上昇が得られ、正の出力トルクが発生する。例えば回生制動に使用される負のトルクは、第２液圧管路４４２を高圧アキュムレータ４５０と、第１液圧管路４４０を低圧アキュムレータ４５２と連結することによって得られる。
【００７６】
図５は、本発明の別の実施形態に係る（部分的に示された）パワートレイン５００の並列ハイブリッド液圧トランスミッション５０２の詳細な実装を示す。図５で示されている実施形態は、図２および３で図示されている並列ハイブリッド液圧トランスミッション２０２と同様の要素を含む。図５で示される実施形態と同様の特徴は、下記の特徴を除いて、同様に連続で番号が付けられている。
【００７７】
パワートレイン５００は、正／負の可変吐出量、および、単一の回転方向を有する液圧ポンプである、液圧機械５１４を備える。そのような特徴は、標準のオーバセンタポンプで一般的である。液圧機械５１４は、上述の特性ａ）、ｃ）、ｄ）のみを有する。従って、液圧機械５１４の入力軸５５４と、トランスミッション５２０と駆動係合する中間軸５３０との間に、機械的シャトル装置５５６が設けられる。機械的シャトル装置５５６は、中間軸５３０の回転方向と関係なく、入力軸５５４上の正確な回転方向を維持することができる。
【００７８】
液圧機械５１４の入口は、液体タンク５３２と流体連結し、一方で出口は、液圧管路５５８を通して遮断弁５６０と流体連結する。
【００７９】
遮断弁５６０は、２つのポートと、２つのスプール方向を有し、液圧管路５５８と高圧アキュムレータ５６２との間の流れを制御する。遮断弁５６０がニュートラル位置にある場合、高圧アキュムレータ５６２は、液圧管路５５８から隔離され、液圧機械５１４は、実質的に吐出量ゼロである必要がある。残りの位置において、液圧管路５５８は、高圧アキュムレータ５６２と流体連結し、液圧管路５５８は高圧を受ける。
【００８０】
液圧機械５１４の吐出量、および、液圧管路５５８での圧力は、トルクの値を決定し、吐出量の正負は、トルクおよび流れの方向を決定する。中間軸５３０の回転方向に応じて、正の吐出量は正のトルクまたは負のトルクのいずれかを決定し、従って、液圧機械および機械的シャトル装置５５６の制御は、パワートレイン５００の速度および方向に適合される必要がある。
【００８１】
図６は、本発明の別の実施形態に係る（部分的に示される）パワートレイン６００の並列ハイブリッド液圧トランスミッション６０２の詳細な実装を示す。図６で示されている実施形態は、図２および３で図示されている並列ハイブリッド液圧トランスミッション２０２と同様の要素を含む。図６で示されている実施形態と同様の特徴は、下記の特徴を除いて、同様に連続で番号が付けられている。
【００８２】
パワートレイン６００は、正／負の可変吐出量、および、単一の回転方向を有する液圧ポンプである、液圧機械６１４を備える。そのような特徴は、標準のオーバセンタポンプで一般的である。液圧機械６１４は、上述の特性ａ）、ｃ）、ｄ）のみを有する。従って、液圧機械６１４の入力軸６５４と、トランスミッション６２０と駆動係合する中間軸６３０との間に、切断装置６６４が設けられる。
【００８３】
液圧機械６１４とトランスミッション６２０の中間軸６３０との間の切断装置６６４は、液圧機械６１４の入力軸６５４をトランスミッション６２０の中間軸６３０から駆動係合解除することを可能にする。
【００８４】
液圧機械６１４の入口は、液体タンク６３２と流体連結し、一方で出口は、液圧管路６６６を通して遮断弁６６８と流体連結する。
【００８５】
遮断弁６６８は、２つのポート、２つのスプール方向を有し、液圧管路６６６と高圧アキュムレータ６７０との間の流れを制御する。遮断弁６６８がニュートラル位置にある場合、高圧アキュムレータ６７０は、液圧管路６６６から隔離され、液圧機械６１４は、実質的に吐出量ゼロである必要がある。残りの位置において、液圧管路６６６は、高圧アキュムレータ６７０と流体連結し、液圧管路６６６は高圧を受ける。液圧機械６１４によって発生したトルクの値は、液圧機械６１４の吐出量、および液圧管路６６６内の圧力によって決定し、吐出量の符号（正負）は、液圧機械６１４が液圧ポンプとして機能するか、液圧モータとして機能するか決定する。
【００８６】
切断装置６６４は、中間軸６３０の回転（従って、パワートレイン６００の駆動方向）が液圧機械６１４の回転方向に対応しない場合に、液圧機械６１４がトランスミッション６２０から駆動係合解除することを可能にする。従って、並列ハイブリッド液圧トランスミッション６０２は、前進または後進のいずれか単一方向のみで有効となる。
【００８７】
作動機械の耐用期間の一部は、アイドリング状態に置かれることを含み、この状態において、作動機械は停止し、一方で作動機械のエンジンは最低限の速度で稼働している。さらに、作動機械には操作者からのいかなる要求もない。アイドリング状態において、作動機械のＩＣＥは、作動機械の燃料消費を減らすべく、停止させることができる。ＩＣＥを再始動するには、燃料噴射および点火プロセスを可能にする最低限の速度までＩＣＥを加速させるべく、一般的にスタータと呼ばれる電動モータが使用され得る。通常、自動始動機能および自動停止機能（通常は、操作者からの入力が無いこと、および、一定時間のＩＣＥのアイドリングの認識に基づく）を有する車両は、車両の全耐用期間の間にエンジン始動の要求が増加するので、特大の電気スタータおよび主バッテリを備える。
【００８８】
本出願で提案されているパワートレインはさらに、電気スタータではなくハイブリッド機械を使用してＩＣＥ２０４上で始動および停止動作を実行できる、並列ハイブリッド構成で構築された特定の配置に関する。図７Ａ‐Ｃ、１１Ａ‐Ｃ、および１３に係る配置は、液圧式であるハイブリッド機械への使用に関して詳細が説明されており、ハイブリッド機械に関連する蓄積装置は、液空圧アキュムレータである。また、同一のシステムアーキテクチャは、電気ハイブリッドの解決策に適用され得る。
【００８９】
図７Ａに示されているように、パワートレイン１２００は、機器の操作などのために補助装置２１８（例えば液圧ポンプ）に動力を供給するＩＣＥ２０４と、ＩＣＥ２０４とトランスミッションとの間に動的な流体連結を提供するトルクコンバータ２０６と、前進および後進駆動モードを可能にする方向クラッチの対を含む速度方向変更装置２０８と、複数の速度比および駆動の切断を提供する（切断によって、液圧機械２１４が駆動中でも車両を停止させることが可能になるので、これは提案されている構想にとって重要な特徴である）段階的レシオトランスミッション２１０と、ファイナルドライブ減速歯車２２２およびホイールハブ減速歯車２２４（図２を参照、図７Ａでは図示せず）と、中間歯車セット２２６と駆動係合する液圧機械２１４と、昇圧ポンプＢＰと、液圧機械２１４を液圧アキュムレータ２１６と選択的に流体的に接続させる遮断弁２２８と、ＩＣＥ２０４を液圧ポンプ２１８およびトルクコンバータ２０６のうち少なくとも１つと選択的に駆動係合させるように適合されているスプリッタボックス２６０とを備える。スプリッタボックス２６０はさらに、液圧ポンプ２１８およびトルクコンバータ２０６をＩＣＥ２０４から係合解除しながら、液圧ポンプ２１８をトルクコンバータ２０６と駆動係合させるように適合され得る。
【００９０】
トルクコンバータ２０６は、ＩＣＥ２０４および方向クラッチ２０８の対と駆動係合される。また、方向クラッチ２０８は、中間歯車セット２２６と駆動係合される。また、液圧機械２１４は、中間歯車セット２２６にエネルギーを提供するか、または中間歯車セット２２６からエネルギーを吸収するべく、中間歯車セット２２６と駆動係合する。
【００９１】
液圧機械２１４は、以下の特性によって特徴付けられる。
ａ）中間軸に適用されるトルク量を制御するべく、可変吐出量を有する。
ｂ）中間軸は、方向クラッチのうちの１つの係合状態に応じて２つの異なる方向に回転するので、時計回り方向および反時計回り方向の両方に回転する能力を有する。
ｃ）所与の速度方向について、流動方向を変化させるべく、正および負の吐出量設定（例えばオーバセンタ斜板設計）を有し、従って、液圧アキュムレータ２１６をチャージするか解放するか選択することが可能になる。
ｄ）液圧ポンプまたは液圧モータのいずれかとして動作する能力を有する。
【００９２】
液圧機械２１４の吐出量は、電動弁２１５によって制御される。電動弁２１５は、４つのポートおよび３つのスプール位置を有する。しかしながら、複数の弁の組み合わせによって、同様の機能が提供され得ることが理解されるべきである。液圧機械２１４は通常閉じているので、作動液圧アセンブリＷＨの軸に取り付けられている昇圧ポンプＢＰは、昇圧ポンプＢＰと液圧機械２１４との間の液圧管路２４０、２４１を加圧し、液圧機械２１４のパイロット操作を保証するのに必要である。液圧機械２１４は、例えば伝動軸２３０の使用を通して、中間歯車セット２２６と駆動係合する。
【００９３】
液圧機械２１４の入口は、液体タンク２３２と流体連結し、一方で出口は、液圧管路２４１を通して遮断弁２２８と流体連結する。遮断弁２２８は、２つのポート、および、２つのスプール位置を有する。遮断弁２２８の残りのポートは、高圧アキュムレータ２１６と流体連結する。
【００９４】
遮断弁２２８が（図７Ａで示されているように）ニュートラル位置にある場合、高圧アキュムレータ２１６は液圧管路２４１から隔離され、液圧機械２１４は、実質的に吐出量ゼロに設定される必要がある。残りの位置において、液圧管路２４１は、高圧アキュムレータ２１６と流体連結し、液圧管路２４１は、一般的に高圧である高圧アキュムレータ２１６の圧力を受ける。ポンプ吐出量の正負、および、軸速度の正負に応じて、液圧機械２１４は液圧モータとして、または、液圧ポンプとして機能し得る。
【００９５】
液圧機械２１４が液圧モータとして操作されている場合、液圧機械２１４は、伝動軸２３０にトルクを加えながら、流体を高圧アキュムレータ２１６から液体タンク２３２へ吐出する。液圧機械２１４が液圧ポンプとして操作されている場合、（例えば回生制動中に）液圧流体を液体タンク２３２から高圧アキュムレータ２１６へ送り込みながら、トルクをトランスミッション２１０から吸収し、それにより、高圧アキュムレータ２１６内の圧力を上昇させる。液圧機械２１４上での吐出量設定は、トルクの値および液圧流体の流れを決定する。 液圧機械２１４は、前進方向および後進方向の両方で操作でき、いずれの方向でもトルクを上げる、または下げることができる。
【００９６】
制動操作の最後に、高圧アキュムレータ２１６はチャージされた状態となり、例えば約２００ｂａｒまで加圧される。そのような状態において、操作者が液圧ハイブリッドパワートレイン１２００に対し、いかなる命令も提供しない場合、ＩＣＥ２０４は停止され得る。ＩＣＥ２０４をいつ停止させ、再始動させるか定義するための複数の戦略が、以下に詳細に記載されている。
【００９７】
特定の制御設定に基づき、ＩＣＥ２０４は自動的に２つの方法で停止され得る。第１の方法は、燃料噴射を抑制する特定の命令をエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）に送信することである。第２の方法は、燃料噴射器に対する電子的命令を制御し、要求に応じて燃料噴射器を抑制する、または作動させるべく、ＥＣＵと内燃エンジンとの間の電子回路を変更することである。
【００９８】
図７Ａで示されているように、以下の条件が定義されている。
‐液圧管路には圧力が無いので、ＩＣＥ２０４は稼働せず、液圧機械２１４は自動的に旋回して吐出量ゼロへ戻る。
‐高圧アキュムレータ２１６は（例えば約２００ｂａｒまで）チャージされる。そのような条件において、液圧管路内に圧力が無いので、液圧機械２１４は、いずれかの方向へ旋回して出るように命令され得ない。
【００９９】
インペラ部２０６ａをトルクコンバータ２０６のタービン部２０６ｂへ物理的に連結させるロックアップ（図示せず）を通して、滑りおよび大きな動力損失を回避するべく、トルクコンバータ２０６は、効果的に機械的結合へと変更される。トルクコンバータ２０６のロックアップを作動させ、ギアボックスクラッチ（図示せず）を用いてトランスミッション２１０を切断し、高圧アキュムレータ２１６を液圧機械２１４と連結させることで、液圧ハイブリッドパワートレイン１２００は、図７Ｂで示されている様式で操作され得る。
【０１００】
図７Ｂで示されているような液圧ハイブリッドパワートレイン１２００の状態において、液圧機械２１４は、回り継手で回転される（ｓｗｉｖｅｌｅｄ  ｏｕｔ）ように、液圧管路２４１に圧力をかける。液圧機械２１４は、高圧アキュムレータ２１６から液体タンク２３２へ流れを導くように作動され、その結果、伝動軸２３０はＩＣＥ２０４と同様の方向（ＩＣＥ２０４の構成に依存する）に回転し、伝動軸２３０はそれにより、ＩＣＥ２０４を駆動する。ＩＣＥ２０４に損傷が発生するのを防止するべく、最適な液圧機械／ポンプの開口率は、後述する複数の要素に依存することが理解されるべきである。
【０１０１】
ＩＣＥがアイドリング速度に到達すると、液圧ハイブリッドパワートレイン１２００は、図７Ｃで示されているように、パイロット操作され得る。図７Ｃで示されているように、電動弁２１５は、液圧機械２１４を旋回させて実質的に吐出量ゼロへ戻すよう命令するべく作動される。
【０１０２】
液圧機械２１４がニュートラル位置に到達すると、高圧アキュムレータ２１６は、キャビテーションのいかなるリスクもなく、流体的に切断され得る。なぜなら、この場合、パイロット圧は昇圧ポンプＢＰによって提供され、電動弁２１５はニュートラル位置のままであり、トルクコンバータのロックアップおよびギアボックスクラッチは、通常の駆動構成を復旧するように作動されるからである。
【０１０３】
図８Ａおよび８Ｂは、図７Ａ‐Ｃに係る液圧ハイブリッドパワートレイン１２００の始動動作中に存在する主な作動および変数をまとめたものである。図８Ａに示されているプロットは、次の作動を示す。
‐ｃ＿ＧＢ：ギアボックス２１０の出力軸のクラッチ
‐ＬＵ：トルクコンバータ２０６のロックアップ
‐ＨＭＶ：液圧機械２１４の吐出量を制御する液圧機械弁２１５の位置 
‐ＨＶ：高圧アキュムレータ２１６を液圧管路２４０から隔離するのに使用される遮断弁
【０１０４】
図８Ｂに示されているプロットは、主なシステム変数である。
‐ｐＬ：液圧管路２４０の圧力
‐ｐＨＰ：高圧アキュムレータ２１６の圧力
‐ｐＢＰ：昇圧ポンプＢＰの圧力
‐α：液圧機械２１４の吐出量
-ＩＣＥ：ＩＣＥの回転速度
【０１０５】
上述の説明に従って、上のトレンドの重要点は以下のように定義できる。
【０１０６】
ｔ＜ｔ１のとき、ＩＣＥ２０４は稼働せず、高圧アキュムレータ２１６は、約２００ｂａｒの最大圧力でチャージされる。
【０１０７】
ｔ＝ｔ１のとき、始動手順が開始される。ギアボックスクラッチが開かれ、トランスミッション２１０をホイールから係合解除し、トルクコンバータロックアップは、液圧機械２１４からＩＣＥ２０４へのトランスミッションを最適化するべくロックされる。同時に、液圧機械２１４に所与の方向へ旋回するよう命令するべく電動弁２１５が制御され、遮断弁２２８に命令することで高圧アキュムレータ２１６が液圧管路２４０へ連結される。液圧管路２４０の圧力ｐＬは、高圧アキュムレータ２１６の圧力ｐＨＰと同一の値を有する。
【０１０８】
ｔ１からｔ２までの期間中、液圧機械２１４が旋回し（αが増加する）、圧力を受けるので回転を開始する。液圧機械２１４は液体タンク２３２への流体の輸送を促進しているので、高圧アキュムレータ２１６からの圧力および管路圧力は減少する。結果として、ＩＣＥ２０４は、機構を通して引きずられ（ｄｒａｇｇｅｄ  ｏｕｔ）、また、昇圧ポンプＢＰは回転し、圧力ｐＢＰは増加する。
【０１０９】
ｔ２は、ＩＣＥ２０４がアイドリング状態に到達し、液圧機械２１４が旋回して実質的に吐出量ゼロに戻るように命令を受ける（そして電動弁２１５が閉位置に配置される）時間である。この状態において、液圧管路２４０および高圧アキュムレータ２１６の圧力は、ＩＣＥ２０４の全体的な加速性能に応じて、中間値ｐ＊（（ｐ＿ｍｉｎ＋ｐ＿ｍａｘ）／２の範囲）に到達する。昇圧ポンプＢＰは、代わりに、補助機械２１４のパイロット操作を保証するべく、公称圧力（例えば約３０ｂａｒ）を発生させる。
【０１１０】
ｔ２からｔ３までの期間、液圧機械２１４は旋回して戻る。ＩＣＥ２０４はアイドリング状態であるが、キャビテーションを回避するべく、吐出量αが実質的にゼロに等しくなるまで、高圧アキュムレータ２１６を流体的に切断することはできない。従って、この期間において、液圧機械２１４はまだ、流体を液体タンク２３２へ輸送することが可能であり、圧力ｐＬおよびｐＨＰは、より遅い速度で減少する。
【０１１１】
ｔ＝ｔ３において、ＩＣＥ２０４は稼働中であり、液圧機械２１４は実質的に吐出量ゼロにある。始動手順はこのように完了し、高圧アキュムレータ２１６は、液圧管路２４０から流体的に切断でき（遮断弁２２８は閉位置に配置される）、ギアボックスクラッチおよびトルクコンバータロックアップは、液圧ハイブリッドパワートレイン１２００の通常の駆動状態を復旧させるべく作動できる。
【０１１２】
最適な機械／ポンプの旋回角度は、複数の要素に依存することに留意することは重要である。トルクを最大化するべく、トレンドは角度を最大化するものである必要があるが、方程式Ｔ＝α・ｐＨＰに従って、高圧アキュムレータ２１６のチャージ状態にも依存する。
【０１１３】
さらに、タイミングは、方向クラッチ２１８の動力学、１または複数のアキュムレータのチャージの状態、ＩＣＥ２０４の慣性および抵抗、液圧機械２１４の効率、および付加的な要素など、いくつかの要素に依存する。
【０１１４】
高圧アキュムレータ２１６に蓄積されているエネルギーを使用することでＩＣＥ２０４を停止させＩＣＥ２０４を再始動する方法を上述した。次に、ＩＣＥ２０４をいつどのように停止させ、再始動させるか定義するのに使用される根拠が論じられる。
【０１１５】
ＩＣＥ２０４は、以下の２つの条件が満たされた場合に停止できる。１．操作者入力‐ＩＣＥ２０４の停止は、これらに限定されないが、ステアリングホイール、１または複数のペダル、ジョイスティック、レバー、またはボタンなど、複数の操作者入力からの入力に依存する。操作者の入力に基づき、停止が適切であるかどうか決定するのに、時間ベースのロジックが適切である。例えば、ＩＣＥ２０４がアイドリング状態であり、所与の時間にわたって操作者からの命令が無い場合、ＩＣＥ２０４は停止し得る。２．１または複数のアキュムレータのチャージ状態‐考慮される第２の根拠は、１または複数のアキュムレータのチャージ状態を指す。ハイブリッド制動プロセスの最後に、高圧アキュムレータがチャージされ、一方で低圧アキュムレータが最小圧力であることが言及された。この最小圧力は通常、チャージ前圧力より少し高い。しかしながら、制動操作の開始時に利用できるエネルギー量（車両の運動エネルギー、および、アキュムレータに既に蓄積されているエネルギー量に影響され得る）に依存するので、これは常に当てはまるとは限らない。その結果、ＩＣＥ２０４を再始動させるのに十分なエネルギーがアキュムレータ２１６内に蓄積されている場合のみ、ＩＣＥ２０４を停止させることができる。さらに、操作者入力に関する条件が満たされているが、アキュムレータ２１６のチャージ状態が低すぎる場合、液圧ハブ配置を用いることで、ＩＣＥ２０４および液圧機械２１４を利用してエネルギーをアキュムレータ２１６内に自動的に蓄積することが可能である。そのような段階の後に、アキュムレータ２１６のチャージ状態に関する条件が満たされ、ＩＣＥ２０４を停止させることができる。
【０１１６】
ＩＣＥ２０４の停止手順に関する上記の根拠は、図９で概略的に示されている。ＩＣＥ２０４がオフになると、電池からの放電を最小化するべく、未使用のセンサおよびアクチュエータなど、不必要な電気負荷がすべて除去される。
【０１１７】
再始動手順は、図１０に概略的に示されている。再始動手順は、２つの以下の条件のうちの１つが発生した場合に実行される。１．操作者入力‐操作者がシステムに対し何らかの入力を与える場合、ＩＣＥ２０４を再始動するための手順が実行される必要がある。２．電池の充電状態‐照明、センサなどの動作など、何らかの理由で、電池の充電状態が、再始動手順に必要なすべての作動を保証するための最小閾値に近くなった場合に、ＩＣＥ２０４を動作状態にするべく再始動手順が実行されるだろう。
【０１１８】
上述の始動および停止手順は、制御戦略を適切に変更することによって、異なる液圧ハイブリッドアーキテクチャにも適用され得る。
【０１１９】
図１１Ａで示されているように、上述のパワートレイン１２００の変形例である液圧ハイブリッドパワートレイン２２００は、上述の特性ａ）、ｂ）、ｄ）のみを有する液圧機械２４１４に基づく。液圧機械２４１４は、可変吐出量を有する一般的な閉回路アキシアルピストンモータであり得る。特性ｃ）が無いのは、吐出量が、１範囲（正）のみで変化するからである。液圧機械２４１４の吐出量は、オンオフ弁２１５の位置に依存する。オンオフ弁２１５がニュートラル位置にある場合、液圧機械２４１４の吐出量は、実質的にゼロに等しい。液圧機械２４１４は、トランスミッションの軸２３０に直接連結する。複数の液圧管路２４０、２４２は、方向弁２４４を通して液圧機械２４１４を高圧アキュムレータ２５０および低圧アキュムレータ２５２と流体的に接続する。
【０１２０】
位置に応じて、方向弁２４４は、アキュムレータ２５０、２５２を液圧管路２４０、２４２から分離し、高圧アキュムレータ２５０を管路２４０、低圧アキュムレータ２５２を管路２４２と流体連結し得る。または、逆も同様である。方向弁が（図１１Ａで示される）ニュートラル位置にある場合、アキュムレータ２５０、２５２は、液圧管路２４０、２４２から隔離され、液圧機械２４１４は実質的に吐出量ゼロである必要がある。
【０１２１】
作動液圧アセンブリＷＨの軸上に取り付けられる昇圧ポンプＢＰは、液圧機械２４１４を潤滑することが求められ、液圧機械２４１４をパイロット操作するべく液圧管路２４０、２４２内の最小圧力を保証することが求められる。ホイールを切断するべく、クラッチがギアボックス２１０上に存在する。
【０１２２】
図１１Ａで示されているように、制動操作の最後に、高圧アキュムレータ２５０が（約２００ｂａｒに）チャージされ、一方、低圧アキュムレータ２５２は、最小圧力（約２０ｂａｒ）である。操作者がいかなる命令も提供しない場合、ＩＣＥ２０４は停止され得る。ＩＣＥ２０４を停止および再始動するときを定義する戦略が上述された。
【０１２３】
図１１Ａに関して、以下の条件が定義されている。
‐ＩＣＥ２０４が稼働しておらず、液圧機械２４１４が自動的に旋回して吐出量ゼロへ戻る（液圧管路２４０、２４２に圧力なし）。
‐高圧アキュムレータ２５０が（約２００ｂａｒに）チャージされ、低圧アキュムレータ２５２が（約２０ｂａｒに）チャージされる。
【０１２４】
そのような条件において、液圧管路２４０、２４２内に圧力が無いので、液圧機械２４１４は、いずれかの方向へ旋回して出るように命令されることができない。トルクコンバータロックアップを作動し、ギアボックス２１０のクラッチを開き、アキュムレータ２５０、２５２を液圧機械２４１４と連結することで、パワートレイン２２００は、図１１Ｂに示されているように配置される。そのような条件において、液圧機械２４１４は圧力差を受け、高圧アキュムレータ２５０から低圧アキュムレータ２５２へと流れを導くように作動され、その結果、軸２３０は、ＩＣＥ２０４の配置に依存する適切な方向に回転する。しかしながら、アキュムレータ２５０、２５２、および、管路２４０、２４２へのそれぞれ接続の組み合わせ、ならびに、液圧機械２４１４の旋回の方向は、方向弁２４４の位置に依存することが理解されるべきである。高圧アキュムレータ２５０を第１管路に連結することで、軸２３０を一方向（例えば時計回り）に駆動すること、および、液圧機械２４１４を前進方向に旋回させることは可能であり、逆も同様である。一方、アキュムレータ２５０、２５２の連結と、旋回方向との間の誤った関係は、軸（およびＩＣＥ）の誤った回転方向の原因となり、エンジンの故障につながり得る。
【０１２５】
ＩＣＥ２０４がアイドリング速度に到達すると、図１１Ｃに示されているように、システムをパイロット操作できる。液圧機械２４１４が旋回して実質的に吐出量ゼロに戻るように命令するべく、オンオフ弁２１５が作動され、パイロット圧はここで昇圧ポンプＢＰによって提供されている。
【０１２６】
液圧機械２４１４がニュートラル位置に到達すると、キャビテーションのいかなるリスクもなく、アキュムレータ２５０、２５２を流体的に切断でき、方向弁２４４はニュートラル位置となるよう命令され、トルクコンバータロックアップおよびギアボックスクラッチは、駆動条件を復旧するように命令される。
【０１２７】
図１２Ａおよび１２Ｂは、図１１Ａ‐Ｃに係る液圧ハイブリッドパワートレイン２２００の始動動作中における主な作動および変数をまとめたものである。図１２Ａおよび１２Ｂに示されているプロットは、それぞれ、上記の図８Ａおよび８Ｂに関して定義されている作動およびシステム変数を図示している。
【０１２８】
上述の他の実施形態について定義された方法と同一の方法において、本発明の第１の変形例に関するトレンドの重要点は以下のようにまとめられる。
【０１２９】
ｔ＜ｔ１のとき、ＩＣＥ２０４は稼働せず、高圧アキュムレータ２５０は、約２００ｂａｒの最大圧力でチャージされ、低圧アキュムレータ２５２は約２０ｂａｒの最小圧力でチャージされる。
【０１３０】
ｔ＝ｔ１のとき、始動手順が開始される。ギアボックス２１０のクラッチが開かれ、トランスミッションをホイールから駆動係合解除し、トルクコンバータロックアップは、液圧機械２４１４からＩＣＥ２０４へのトランスミッションを最適化するべく係合される。同時に、オンオフ弁２１５は、液圧機械２４１４が所与の方向へ旋回するよう命令するべく制御され、アキュムレータ２５０、２５２は、方向弁２４４に命令することによって、液圧管路２４０、２４２と流体的に接続する（上述の他の実施形態については、液圧管路の圧力は、連結されたアキュムレータの圧力と同一であり、従って、そのトレンドは図示されていない）。
【０１３１】
ｔ１からｔ２までの期間中、液圧機械２４１４が旋回し（αが増加する）、圧力を受けるので回転を開始する。液圧機械２４１４は高圧アキュムレータ２５０から低圧アキュムレータ２５２への流体の輸送を促進しているので、ｐＨＰは減少し、ｐＬＰは増加する。その結果、ＩＣＥ２０４に動力が加えられ、昇圧ポンプＢＰも回転し、従って、圧力ｐＢＰが増加する。
【０１３２】
ｔ２において、ＩＣＥ２０４はアイドリング状態に到達し、液圧機械２４１４は、旋回して実質的に吐出量ゼロへ戻るように命令される（オンオフ弁２１５が閉じる）。そのような条件において、アキュムレータ２５０、２５２の圧力は、全体的なＩＣＥ２０４の加速性能に依存する、中間値ｐＬＰ＊およびｐＨＰ＊に到達する。昇圧ポンプＢＰは、代わりに、液圧機械２４１４のパイロット操作を保証するべく、公称圧力（約３０ｂａｒ）を発生させる。
【０１３３】
ｔ２からｔ３までの期間中、液圧機械２４１４は、旋回して戻り、ＩＣＥ２０４はアイドリング状態であるが、キャビテーションを回避するべく、α＝０となるまで、アキュムレータ２５０、２５２を流体的に切断することができない。従って、この期間の間、液圧機械２４１４はまだ高圧アキュムレータ２５０から低圧アキュムレータ２５２へ流体を輸送している。
【０１３４】
ｔ＝ｔ３において、ＩＣＥ２０４は稼働中であり、ポンプは吐出量ゼロである。始動手順はこのように完了し、アキュムレータ２５０、２５２は、液圧管路２４０、２４２から切断でき（方向弁２４４は閉位置に配置される）、ギアボックス２１０のクラッチおよびトルクコンバータロックアップは、通常の駆動状態を復旧させるべく作動できる。
【０１３５】
上述のパワートレイン１２００の他の変形例である、更なる液圧ハイブリッドパワートレイン３２００が図１３に示されている。図１３に示されているように、正／負の可変吐出量、および、一方向の回転方向を有する液圧機械３５１４が選択される（標準的なオーバセンタ開回路ポンプ）。これは、上述の特性ｂ）が無いことを意味する。そのため、機械的シャトル装置２５６が液圧機械３５１４の軸とトランスミッションの軸２３０との間に存在する。また、機械的シャトル装置２５６は、中間軸２３０の回転方向に関係なく、液圧ポンプ軸上で正確な回転方向を維持することができる。
【０１３６】
液圧機械３５１４の入口は、液体タンク２３２と流体的に接続し、一方で出口は、液圧管路２４０を通して遮断弁２２８と流体的に接続する。遮断弁２２８は２つのポート、２つのスプール方向を有し、液圧管路２４０と高圧アキュムレータ２１６との間の流れを制御する。遮断弁２２８がニュートラル位置にある場合、高圧アキュムレータ２１６は、液圧管路２４０から隔離され、液圧機械３５１４は、実質的に吐出量ゼロである必要がある。遮断弁２２８の残りの位置において、管路２４０は高圧である。図１３で示されている変形例において、昇圧ポンプＢＰが必要である。昇圧ポンプＢＰは、液圧機械３５１４が吐出量ゼロである場合でも、液圧管路２４０を加圧し、パイロット圧を保証するのに使用される。
【０１３７】
液圧機械３５１４の吐出量は、トルクの値を決定し、吐出量の正負は、トルクおよび流れの方向を決定する。液圧機械３５１４の軸の回転方向に応じて、正の吐出量は、正または負のトルクのいずれかを決定し得て、従って、制御は車両の方向に適合される必要がある。
【０１３８】
さらに、図１３に記載の液圧機械３５１４とシャトル装置２５６との組み合わせは、上述の一実施形態のような４象限機械を有することに等しい。結果として、ＩＣＥ２０４始動手順、および、好ましい実施形態について詳述された動作モードは、図１３に示されている変形例へ容易に拡張でき、唯一の違いは、シャトル装置２５６が適切に命令される必要があるという点である。
【０１３９】
シャトル装置２５６が、液圧機械３５１４を中間歯車セット２２６から駆動切断するように適合された切断装置と置き換えられている点を除いて、液圧ハイブリッドパワートレインの第３の変形例（図示せず）は図１３に示されている液圧ハイブリッドパワートレインの変形例と同一である。従って、この第３の変形例では、車両の移動の一方向のみでハイブリッド動作が可能となる。
【０１４０】
第３の変形例に係る切断装置は、車両の方向（例えば、軸２３０の回転方向）が液圧機械３５１４の回転方向に対応していない場合、液圧機械３５１４がトランスミッションから係合解除されることを可能にする。従って、液圧ハイブリッドパワートレインは、前進方向または後進方向のいずれか一方向のみで有効である。さらに、ＩＣＥ２０４始動手順は、上述の手順と同一であるが、切断装置の管理に関する制限が追加されている。
【０１４１】
図１４は、更なる液圧ハイブリッドパワートレイン４２００を示す。パワートレイン４２００は、機械的スプリッタボックス２６０、トルクコンバータ２０６、および速度方向変更装置２０８を通して段階的レシオトランスミッション２１０の入力と選択的に駆動係合する内燃エンジン（ＩＣＥ）２０４を備える。段階的レシオトランスミッション２１０の出力は、切断装置またはクラッチ２１１を通して車両出力２１２と選択的に駆動係合する。車両出力２１２は、ファイナルドライブ、ホイールハブ減速歯車セット、および、１または複数のホイールのうち少なくとも１つを有し得る。速度方向変更装置２０８は、前進方向および後進方向のクラッチを有し得る。トルクコンバータ２０６は、ＩＣＥ２０４と速度方向変更装置２０８との間に動的な流体結合を提供する。トルクコンバータ２０６は、インペラ部２０６ａ、タービン部２０６ｂ、および、インペラ部２０６ａとタービン部２０６ｂとの間の流体の流れを変更するためのステータを有する。トルクコンバータ２０６はさらに、インペラ部２０６ａをタービン部２０６ｂと選択的にロックするためのロックアップ機構（図示せず）を有する。段階的レシオトランスミッション２１０は、入力と出力との間に多くの固定歯車比を提供する。
【０１４２】
パワートレイン４２００はさらに、中間歯車セット２２６を備える。中間歯車セット２２６は、速度方向変更装置２０８、トルクコンバータ２０６、および、スプリッタボックス２６０を通して、ＩＣＥ２０４と選択的に駆動係合する。中間歯車セット２２６はさらに、段階的レシオトランスミッション２１０の入力と駆動係合する。中間歯車セット２２６は、速度方向変更装置２０８と、段階的レシオトランスミッション２１０との間に挿入される。
【０１４３】
パワートレイン４２００はさらに、液圧機械２１４および高圧液圧アキュムレータ２１６を有する液圧システム備える。液圧機械２１４は、伝動軸２３０を通して中間歯車セット２２６と駆動係合する。高圧アキュムレータ２１６および液圧機械２１４は、遮断弁２２８ａ、方向弁２２８ｂ、および流体管路２４０を通して流体連結する。アキュムレータ２１６はさらに、弁２２８ａ、２２８ｂ、および流体管路２４１を通して、液圧作動アセンブリ２３６（後述）と流体連結する。弁２２８ａ、２２８ｂは、直列に配置されている。遮断弁２２８ａは、２つの流体ポート、および、２つのスプール位置を有する。弁２２８ｂは、３つの流体ポート、および、２つのスプール位置を有する。遮断弁２２８ａが第１スプール位置にある場合、アキュムレータ２１６は、弁２２８ｂを通して、液圧機械２１４、または、液圧作動アセンブリ２３６（以下を参照）と選択的に流体的に接続し得る。弁２２８ａが第２スプール位置にある場合、アキュムレータ２１６を液圧機械２１４および作動アセンブリ２３６から流体的に切断または隔離する。
【０１４４】
当業者にとって容易に明らかとなることであるが、ここで描かれている弁２２８ａ、２２８ｂは、単一の３方３位置弁（３−ｗａｙ  ３−ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｖａｌｖｅ）（３／３方弁（３／３  ｗａｙ  ｖａｌｖｅ）とも呼ばれる）に同様に置き換えられ得ることが理解されるべきである。例えば、第１スプール位置において、そのような３／３方弁は、アキュムレータ２１６を作動アセンブリ２３６、および、液圧機械２１４から流体的に分離し、第２スプール位置において、３／３方弁はアキュムレータ２１６を作動アセンブリ２３６と流体的に接続し、アキュムレータ２１６を液圧機械２１４から流体的に分離し、第３スプール位置において、３／３方弁はアキュムレータ２１６を液圧機械２１４と流体的に接続し、アキュムレータ２１６を液圧作動アセンブリ２３６から流体的に分離する。
【０１４５】
液圧機械２１４は以下の特性を有する。ａ）中間軸２３０に加えられるトルク量を制御するための可変液圧吐出量ｂ）時計回り方向および反時計回り方向の両方に回転する能力ｃ）伝動軸２３０の所与の回転方向について、液圧機械２１４を流れる液圧流体の流動方向を変更するための正および負の吐出量設定ｄ）液圧ポンプまたは液圧モータのいずれかとして動作する能力
【０１４６】
本例において、液圧機械２１４は、オーバセンタ斜板設計の可動式斜板を有する静液圧アキシアルピストンユニットとして構成されている。液圧機械２１４はさらに、液体タンク２３２と流体連結する。液圧ポンプとして動作している場合、液圧機械２１４は、エネルギーを中間歯車セット２２６から吸収し、その吸収したエネルギーを使用して、液圧流体を液体タンク２３２から高圧アキュムレータ２１６へ吐出し得て、それにより、アキュムレータ２１６内の液圧を上昇させる。液圧流体は、例えば、油などの液体であり得る。液圧モータとして動作している場合、液圧機械２１４は、液圧流体を高圧アキュムレータ２１６から液体タンク２３２へ吐出し得て、それにより、高圧アキュムレータ２１６から液圧エネルギーを吸収する。液圧機械２１４は次に、吸収したエネルギーを機械的エネルギーに変換し、伝動軸２３０に出力トルクを提供し、この出力トルクは次に中間歯車セット２２６へ伝達される。
【０１４７】
パワートレイン４２００はさらに、液圧機械２１４の液圧吐出量を制御するための液圧吐出量制御機構を備える。制御機構は、制御装置２１７、電気制御式方向弁２１５、および圧力制御弁２３５を有する。制御装置２１７は、液圧アクチュエータを有する。液圧アクチュエータは、液圧機械２１４の可動式斜板と機械的に結合する液圧ピストンを有する。液圧ピストンの位置は、旋回軸に対する、斜板の旋回角度αを制御する。制御装置２１７は弁２１５を通して流体管路２４０および液体タンク２３２と流体連結する。圧力制御弁２３５は、流体管路２４０から制御装置２１７に適用される液圧を制限する。
【０１４８】
制御装置２１７のピストンの位置、および、従って液圧機械２１４の液圧吐出量は、ピストンの反対側にある流体チャンバ２１７ａ、２１７ｂ内の液圧および／または流体量を制御することで、方向弁２１５を通して制御される。方向弁２１５は、４つの流体ポート、および、３つのスプール位置を有する。第１スプール位置において、方向弁２１５は、装置２１７の第１流体チャンバ２１７ａを液体タンク２３２と流体的に接続し、圧力制御弁２３５を通して制御装置２１７の第２流体チャンバ２１７ｂを流体管路２４０と流体的に接続する。第２スプール位置において、弁２１５は、両方のチャンバ２１７ａ、２１７ｂを液体タンク２３２と流体的に接続する。第２スプール位置は通常、液圧機械２１４の液圧吐出量ゼロに対応する。第３スプール位置において、方向弁２１５は、第２流体チャンバ２１７ｂを液体タンク２３２と流体的に接続し、圧力制御弁２３５を通して第１流体チャンバ２１７ａを流体管路２４０と流体的に接続する。
【０１４９】
上述の液圧作動アセンブリ２３６は、液圧駆動機器２１９と、液圧機器２１９を駆動するための液圧作動ポンプ２１８と、作動ポンプ２１８と流体連結する液体タンク２２３と、機器２１９を作動ポンプ２１８および流体管路２１４から流体的に分離することと機器２１９を作動ポンプ２１８および流体管路２４１と流体的に接続することとを選択的に行う方向弁２２１とを有する。作動ポンプ２１８の伝動軸２３７は、機械的スプリッタボックス２６０を通して、ＩＣＥ２０４、および、トルクコンバータ２０６と選択的に駆動係合する。スプリッタボックス２６０は、ＩＣＥ２０４、作動ポンプ２１８、および、トルクコンバータ２０６のうち少なくとも２つを互いに選択的に駆動連結させるように適合されている。換言すれば、作動ポンプ２１８は、ＩＣＥ２０４を使用して駆動され得る。付加的または代替的に、作動ポンプ２１８は、速度方向変更装置２０８、トルクコンバータ２０６、およびスプリッタボックス２６０を通して、液圧機械２１４を作動ポンプ２１８と駆動係合させることで、液圧機械２１４を使用して駆動され得る。このように液圧機械２１４を作動ポンプ２１８と結合させる場合、トルクコンバータ２０６のロックアップ機構を係合することで、機械的損失を最小化できる。図１４の例において、液圧機器２１９は液圧ピストンを有する。液圧機器２１９は、例えばリフト機構の一部であり得る。機器２１９のピストンの位置は、ピストンの反対側にある流体チャンバ内の液圧および／または流体量を制御することで、制御できる。
【０１５０】
方向弁２２１は、４つの流体ポートおよび３つのスプール位置を有する。第１スプール位置において、方向弁２２１は、機器２１９の第１流体チャンバを作動ポンプ２１８の第１流体ポート、および、流体管路２４１と流体的に接続し、機器２１９の第２流体チャンバを液体タンク２２３と流体的に接続する。第２スプール位置において、弁２２１は機器２１９を作動ポンプ２１８、流体管路２４１、および液体タンク２２３から流体的に分離する。第３スプール位置において、方向弁２２１は、機器２１９の第２流体チャンバを作動ポンプ２１８の第１流体ポート、および、流体管路２４１と流体的に接続し、機器２１９の第１流体チャンバを液体タンク２２３と流体的に接続する。
【０１５１】
作動ポンプ２１８は、機器２１９を駆動するべく、液圧流体を液体タンク２２３から機器２１９へ吐出するよう適合されている。作動ポンプ２１８はさらに、液圧流体を機器２１９から液体タンク２２３へ吐出するよう適合され得る。
【０１５２】
液圧作動アセンブリ２３６は、高圧アキュムレータ２１６と流体連結されている。作動アセンブリ２３６は、流体管路２４１、および、弁２２８ａ、２２８ｂを通して、高圧アキュムレータ２１６と選択的に流体的に接続している。具体的には、作動ポンプ２１８は、流体管路２４１、および、弁２２８ａ、２２８ｂを通して、アキュムレータ２１６と選択的に流体的に接続している。また、機器２１９は、流体管路２４１、および、弁２２８ａ、２２８ｂを通して、アキュムレータ２１６と選択的に流体的に接続している。
【０１５３】
作動アセンブリ２３６は、作動アセンブリ２３６の最大動作圧力、例えば２００ｂａｒまでの静液圧で動作し得る。一方、高圧アキュムレータ２１６は、少なくとも３００ｂａｒであるアキュムレータ２１６の最大動作圧力までの静液圧で動作するように適合されている。換言すれば、アキュムレータ２１６の最大動作圧力は、作動アセンブリ２３６の最大動作圧力より大幅に高い。作動アセンブリ２３６における静液圧を作動アセンブリ２３６の最大動作圧力より高く上昇させると、作動アセンブリ２３６、例えば、作動ポンプ２１８および／または機器２１９を損傷させ得る。
【０１５４】
アキュムレータ２１６内の静液圧が作動アセンブリ２３６の最大動作圧力より低い場合、アキュムレータ２１６は、アキュムレータ２１６内に蓄積された液圧エネルギーを使用して、機器２１９を駆動するべく、弁２２８ａ、２２８ｂ、および、流体管路２４１を通して、作動アセンブリ２３６と流体的に接続され得る。機器２１９は、作動ポンプ２１８およびアキュムレータ２１６によって同時に駆動され得る。
【０１５５】
アキュムレータ２１６内の静液圧が作動アセンブリ２３６の最大動作圧力より低い場合、作動アセンブリ２３６は、作動ポンプ２１８を通してアキュムレータ２１６をチャージ／加圧するべく、流体管路２４１および弁２２８ａ、２２８ｂを通してアキュムレータ２１６と流体的に接続され得る。この目的で、作動ポンプ２１８は、液圧流体を液体タンク２２３からアキュムレータ２１６へ吐出するべく駆動され得て、それにより、アキュムレータ２１６内の静液圧を上昇させる。しかしながら、作動ポンプ２１８がこのようにアキュムレータ２１６を加圧するのに使用される場合、アキュムレータ２１６内の静液圧は、作動アセンブリ２３６の最大動作圧力を超えて上昇し得ない。作動アセンブリ２３６はさらに、液圧機械２１４と流体連結する。具体的には、作動ポンプ２１８の第２流体ポートは、昇圧回路２２５を通して、流体管路２４０と流体的に接続する。昇圧回路２２５は、遮断弁２３１、圧力制御弁２２９、およびチェック弁２２７を有し得る。チェック弁は、クラック弁、一方向弁、または逆止弁としても知られている。弁２３１、２２９、２２７は、直列に配置され、流体管路２４１を流体管路２４０と流体的に接続する。遮断弁２３１は選択的に、流体管路２４０および液圧機械２１４を作動アセンブリ２３６から流体的に切断するように適合されている。チェック弁２２７は、作動アセンブリ２３６の静液圧が流体管路２４０内の静液圧より高い場合に、作動アセンブリ２３６から流体管路２４０へ（従って、液圧機械２１４および圧力制御弁２３５へ）の流体の流れを可能にするように適合されている。一方、チェック弁２２７は、特に流体管路２４０内の静液圧が作動アセンブリ２３６内の静液圧より高い場合に、流体管路２４０から作動アセンブリ２３６への流体の流れを防止するように適合されている。このように、特に流体管路２４０が弁２２８ａ、２２８ｂを通して高圧アキュムレータ２１６と流体的に接続している場合に、昇圧回路２２５、特にチェック弁２２７は、作動アセンブリ２３６を流体管路２４０内の潜在的な高圧から保護する。
【０１５６】
昇圧回路２２５の目的は、液圧機械２１４および／または制御装置２１７が高圧アキュムレータ２１６から流体的に切断されている場合、パイロット圧を液圧機械２１４および／または吐出量制御装置２１７に提供することである。この目的で、作動ポンプ２１８は、好ましくはＩＣＥ２０４によって、昇圧回路２２５および流体管路２４０を通して流体を液体タンク２２３から液圧機械２１４および／または制御装置２１７へ吐出するように駆動され得る。
【０１５７】
弁２２８ａ、２２８ｂは選択的に、高圧アキュムレータ２１６を作動アセンブリ２３６および液圧機械２１４から隔離すること、流体管路２４１を通してアキュムレータ２１６を作動アセンブリ２３６と流体的に接続すること、および、アキュムレータ２１６を液圧機械２１４と流体的に接続することとのうちの１つを行うように適合されている。
【０１５８】
パワートレイン４２００は、多くの動作モードに従って動作し得る。
【０１５９】
パワートレイン４２００の第１動作モードは、高圧アキュムレータ２１６をチャージする方法を提供する。この方法は、クラッチ２１１を係合解除することで車両出力２１２を係合解除する段階と、スプリッタボックス２６０、トルクコンバータ２０６のロックアップ機構、および速度方向変更装置２０８を通してＩＣＥ２０４を液圧機械２１４と駆動係合させる段階と、弁２２８ａ、２２８ｂを通して液圧機械２１４を高圧アキュムレータ２１６と流体的に接続する段階と、液圧機械が液圧流体を液体タンク２３２からアキュムレータ２１６へと吐出し、それによりアキュムレータ２１６内の静液圧を上昇させるべく、トルクをＩＣＥ２０４から液圧機械２１４へ伝達する段階とを備える。このように、アキュムレータ２１６は、アキュムレータ２１６の最大動作圧力まで加圧され得る。
【０１６０】
パワートレイン４２００の第２動作モードによると、高圧アキュムレータ２１６内に蓄積された液圧エネルギーは、伝動軸２３０にトルクを提供し、段階的レシオトランスミッション２１０およびクラッチ２１１を通してこのトルクを車両出力２１２へ伝達するべく使用され得る。アキュムレータ２１６内に蓄積された液圧エネルギーを、伝動軸２３０に供給されるトルクに変換するべく、アキュムレータ２１６は、弁２２８ａ、２２８ｂを通して、液圧機械２１４と流体的に接続され、その結果、流体は液圧機械２１４を通してアキュムレータ２１６から液体タンク２３２へ吐出され、それにより、液圧機械２１４を駆動する。液圧機械２１４の４象限の性質により、この動作は、車両が前進方向に移動している場合と、車両が後進方向に移動している場合との両方において実行され得る。
【０１６１】
パワートレイン４２００の第３動作モードは、回生制動の方法を提供する。回生制動の間、液圧機械２１４によって車両出力２１２から吸収された運動エネルギーは、液圧エネルギーへ変換され、液圧エネルギーはアキュムレータ２１６内に蓄積される。この方法は、段階的レシオトランスミッション２１０およびクラッチ２１１を通して液圧機械２１４を車両出力２１２と駆動係合させる段階と、弁２２８ａ、２２８ｂを通して液圧機械２１４をアキュムレータ２１６と流体的に接続する段階と、運動エネルギーを車両出力２１２から液圧機械２１４へ伝達することで液圧機械を駆動し、それにより車両出力２１２を制動する段階と、液圧機械２１４によって吸収された制動エネルギーを使用して液圧流体を液体タンク２３２からアキュムレータ２１６へ送り込み、それにより、アキュムレータ２１６内の液圧を上昇させる段階とを備える。好ましくは、回生制動の方法はさらに、いかなる制動エネルギーも速度方向変更装置２０８を通して伝達されないようにするべく、速度方向変更装置２０８を係合解除する段階を備える。やはり、正および負の吐出量設定の両方を有する液圧機械２１４により、回生制動は、車両が前進方向に移動している場合、および、車両が後進方向に移動している場合の両方において実行できる。
【０１６２】
パワートレイン４２００の第４動作モードは、アキュムレータ２１６をチャージする別の方法を提供する。この方法は、スプリッタボックス２６０を通してＩＣＥ２０４を液圧作動ポンプ２１８と駆動係合する段階と、弁２２８ａ、２２８ｂを通して液圧作動ポンプ２１８をアキュムレータ２１６と流体的に接続する段階と、トルクをＩＣＥ２０４から作動ポンプ２１８へ伝達して流体を液体タンク２２３からアキュムレータ２１６へ送り込み、それによりアキュムレータ２１６内の液圧を上昇させる段階とを備える。このように、アキュムレータ２１６は、作動アセンブリ２３６の最大動作圧力まで、または、作動ポンプ２１８によって提供される最大圧力まで加圧され得る。
【０１６３】
パワートレイン４２００の第５動作モードは、アキュムレータ２１６内の液圧が作動アセンブリ２３６の最大動作圧力より低い場合に液圧機器２１９を駆動する方法を提供する。この方法は、弁２２８ａ、２２８ｂ、２２１を通して高圧アキュムレータ２１６を液圧機器２１９へ流体的に接続する段階と、液圧機器２１９を駆動するべく流体を高圧アキュムレータ２１６から液圧機器２１９へ吐出する段階とを備える。
【０１６４】
パワートレイン４２００の第６動作モードは、アキュムレータ２１６内の液圧が作動アセンブリ２３６の最大動作圧力より高い場合に液圧機器２１９を駆動する方法を提供する。この方法は、速度方向変更装置２０８、ロックアップ機構、トルクコンバータ２０６、およびスプリッタボックス２６０を通して、液圧機械２１４を作動ポンプ２１８と駆動係合させる段階と、弁２２８ａ、２２８ｂを通してアキュムレータ２１６を液圧機械２１４と流体的に接続する段階と、方向弁２２１を通して作動ポンプ２１８を機器２１９と流体的に接続する段階と、液圧機械２１４を駆動するべく液圧機械２１４を通して流体をアキュムレータ２１６から液体タンク２３２へ吐出する段階と、トルクを液圧機械２１４から作動ポンプ２１８へ伝達する段階と、機器２１９を駆動するべく、作動ポンプ２１８へ伝達されたトルクを使用して流体を液体タンク２２３から機器２１９へ吐出する段階とを備える。
【０１６５】
パワートレイン４２００の上述の第６動作モードに係る方法は追加で、スプリッタボックス２６０を通してＩＣＥ２０４を作動ポンプ２１８と付加的に係合させ、トルクをＩＣＥ２０４から作動ポンプ２１８へ伝達する段階と、クラッチ２１１を通して車両出力２１２を駆動係合する段階と、トルクを液圧機械２１４から車両出力へ伝達する段階と、スプリッタボックスを通してＩＣＥ２０４を車両出力２１２に付加的に駆動係合させる段階と、トルクをＩＣＥ２０４から車両出力２１２へ伝達する段階とを備える。換言すれば、ＩＣＥ２０４および液圧機械２１４の両方は、車両出力２１２および液圧機器２１９を両方駆動するのに同時に利用できる。この構成において、液圧機械２１４の吐出量および速度方向変更装置２０８の方向クラッチは、ＩＣＥ２０４および液圧機械２１４が協働してトルクを車両出力２１２および作動ポンプ２１８へ提供するように設定される必要がある。
【０１６６】
パワートレイン４２００の第７動作モードに従って、ＩＣＥ２０４を始動する方法が提供される。この方法は、クラッチ２１１を係合解除することで車両出力２１２を係合解除する段階と、速度方向変更装置２０８およびトルクコンバータ２０６のロックアップ機構を通して液圧機械２１４をＩＣＥ２０４と駆動係合させる段階と、弁２２８ａ、２２８ｂを通して高圧アキュムレータ２１６を液圧機械と流体的に接続する段階と、液圧機械２１４を通して流体をアキュムレータ２１６から液体タンク２３２へ吐出することによって液圧機械２１４を駆動する段階と、ＩＣＥ２０４を始動するべく、トルクを液圧機械２１４からＩＣＥ２０４へ伝達する段階とを備える。
【０１６７】
本明細書では明示的に図示されない、パワートレイン４２００の第１の変形例において、液圧機械２１４は、特性ａ）、ｃ）、ｄ）のみを有し、特性ｂ）が無い。つまり、液圧機械２１４は、一方向のみに回転し得る。この第１の変形例の液圧機械２１４は、例えば、標準的なオーバセンタ開回路ポンプであり得る。この第１の変形例において、機械的シャトル装置が、液圧機械２１４と中間歯車セット２２６との間、または、液圧機械２１４の伝動軸２３０と中間歯車セット２２６との間に付加的に設けられる。シャトル装置は、一方向液圧機械２１４と中間歯車セット２２６との間で機械的結合を提供し、例えば、中間歯車セット２２６の中間軸など、中間歯車セット２２６と結合したシャトル装置の入力の回転方向と関係なく、液圧機械２１４で正確な回転方向を維持するように適合される。記載のシャトル装置との組み合わせによって、一方向液圧機械は、４象限機械と同一の機能を提供する。液圧機械２１４のトランスミッションとの機械的結合に関して、パワートレイン４２００の第１の変形例は、シャトル装置５５６を備えた図５のパワートレイン５００と同様である。そうでない場合、パワートレイン４２００の第１の変形例は、図１４で示される実施形態と同一の特徴および機能を備え得る。
【０１６８】
同様に本明細書では明示的に図示されない、図１４のパワートレイン４２００の第２の変形例において、液圧機械２１４は、第１の変形例のように、特性ａ）、ｃ）、ｄ）のみを備え、液圧機械２１４は選択的に、例えばクラッチなどの切断装置を通して中間歯車セット２２６と駆動係合される。切断装置は、液圧機械２１４をトランスミッションから切断することを可能にする。このように、第１の変形例とは対照的に、第２の変形例は、車両の移動の一方向のみでハイブリッド動作を可能にする。液圧機械２１４のトランスミッションとの機械的結合に関して、パワートレイン４２００の第２の変形例は、切断装置６６４を備えた図６のパワートレイン６００と同様である。そうでない場合、パワートレイン４２００の第２の変形例は、図１４で示される実施形態と同一の特徴および機能を備え得る。
【０１６９】
図１５は他の液圧ハイブリッドパワートレイン５２００を示す。図１５のパワートレイン５２００は、上述した図１４のパワートレイン４２００の変形例である。やはり、上述の実施形態の対応する特徴と同一である、パワートレイン５２００の特徴は、同一の参照符号で指定されている。
【０１７０】
図１５のパワートレイン５２００の駆動系は、図１４のパワートレイン４２００の駆動系と同一であり、パワートレイン５２００の駆動系は、ＩＣＥ２０４と、スプリッタボックス２６０と、ロックアップ機構（図示せず）を含むトルクコンバータ２０６と、前進方向および後進方向クラッチを含む速度方向変更装置２０８と、中間歯車セット２２６と、選択的にクラッチ２１１を通して車両出力２１２と駆動係合する段階的レシオトランスミッション２１０とを有する。
【０１７１】
パワートレイン５２００の作動液圧アセンブリ２３６は、図１４のパワートレイン４２００の対応する作動液圧アセンブリと同一であり、図１５のパワートレイン５２００の作動液圧アセンブリ２３６は、伝動軸２３７と、液圧機器２１９と、液体タンク２２３と、方向弁２２１とを通してスプリッタボックス２６０と駆動係合する作動ポンプ２１８を有する。図１４のパワートレイン４２００と同様に、図１５のパワートレイン５２００はさらに、補助機械としての液圧機械２１４と、伝動軸２３０を通して中間歯車セット２２６と駆動係合する液圧機械２１４と、液圧アキュムレータアセンブリと流体連結する液圧機械２１４とを備える。図１４のパワートレイン４２００と同様に、図１５のパワートレイン５２００の作動アセンブリ２３６は、液圧アキュムレータアセンブリ、および、液圧機械２１４と流体連結する。
【０１７２】
図１５のパワートレイン５２００の液圧機械２１４は、上で定義されている特性ａ）、ｂ）、およびｄ）のみを有し、特性ｃ）が無いという点で、パワートレイン４２００の液圧機械と異なる。換言すれば、パワートレイン５２００の液圧機械２１４の液圧吐出量は、正の範囲、または負の範囲のいずれかのみで変化し得る。しかしながら、パワートレイン５２００の液圧機械２１４は、４象限機械と同一の機能を提供するように適合されている。この目的で、パワートレイン５２００のアキュムレータアセンブリは、多くの弁２４４ａ‐ｆを通して液圧機械２１４と流体連結する、高圧アキュムレータ２５０および低圧アキュムレータ２５２を有する。
【０１７３】
弁２４４ａ‐ｆは選択的に、アキュムレータ２５０、２５２のうち少なくとも１つを液圧機械２１４から流体的に分離するか、高圧アキュムレータ２５０を液圧機械２１４の第１流体ポートと流体的に接続し、低圧アキュムレータ２５２を液圧機械２１４の第２流体ポートと流体的に接続するか、高圧アキュムレータ２５０を液圧機械２１４の第２流体ポートと流体的に接続して、低圧アキュムレータ２５２を液圧機械２１４の第１流体ポートと流体的に接続するように適合されている。このように、弁２４４ａ‐ｆは、図４のパワートレイン４００の弁４４４、および、図１１Ａ‐Ｃのパワートレイン２２００の弁２４４と同様の態様で機能する。つまり、伝動軸２３０の所与の回転方向について、液圧機械２１４は、液圧流体を高圧アキュムレータ２５０から低圧アキュムレータ２５２へ吐出するか、またはその逆のいずれかに使用され得る。換言すれば、伝動軸２３０の回転の各方向について、液圧機械２１４は、流体を高圧アキュムレータ２５０から低圧アキュムレータ２５２へ吐出することによってトルクを伝動軸２３０に追加し得るか（それによりアキュムレータアセンブリを解放する）、または、液圧機械は、流体を低圧アキュムレータ２５２から高圧アキュムレータ２５０へ吐出することによって伝動軸２３０からトルクを吸収し得る（それによりアキュムレータアセンブリをチャージする）。弁２４４ａ‐ｃは選択的に、高圧アキュムレータ２５０を液圧機械２１４から流体的に分離するか、流体管路２４０を通して、高圧アキュムレータ２５０を液圧機械２１４の第１流体ポートと流体的に接続し、同時に、高圧アキュムレータ２５０を液圧機械２１４の第２流体ポートから流体的に分離するか、流体管路２４２を通して高圧アキュムレータ２５０を液圧機械２１４の第２流体ポートと流体的に接続し、同時に、高圧アキュムレータ２５０を液圧機械２１４の第１流体ポートから流体的に分離するように適合されている。同様に、弁２４４ｄ‐ｆは選択的に、低圧アキュムレータ２５２を液圧機械２１４から流体的に分離するか、流体管路２４０を通して低圧アキュムレータ２５２を液圧機械２１４の第１流体ポートと流体的に接続し、同時に、低圧アキュムレータ２５２を液圧機械２１４の第２流体ポートから流体的に分離するか、流体管路２４２を通して低圧アキュムレータ２５２を液圧機械２１４の第２流体ポートに流体的に接続し、同時に、低圧アキュムレータ２５２を液圧機械２１４の第１流体ポートから流体的に分離するように適合されている。
【０１７４】
弁２４４ａおよび２４４ｄは各々、３つの流体ポートおよび２つのスプール位置を有する。弁２４４ｂ、２４４ｃ、２４４ｅおよび２４４ｆは、単純な遮断弁として構成され、各々、２つの流体ポートおよび２つのスプール位置を有する。図１５に示されているように、弁２４４ａが第１スプール位置にある場合、弁２４４ａは、弁２４４ｂ、２４４ｃを通して、高圧アキュムレータ２５０と液圧機械２１４との間の流体連結を提供する。弁２４４ａが第２スプール位置にある場合、高圧アキュムレータ２５０を液圧機械２１４から流体的に分離し、流体管路２４１を通して高圧アキュムレータ２５０を作動アセンブリ２３６と流体的に接続する。同様に、図１５で示されているように、弁２４４ｄが第１スプール位置にある場合、弁２４４ｅ、２４４ｆを通して、低圧アキュムレータ２５２と液圧機械２１４との間で流体連結を提供する。弁２４４ｄが第２スプール位置にある場合、低圧アキュムレータ２５２を液圧機械２１４から流体的に分離し、流体管路２４１を通して低圧アキュムレータ２５２を作動アセンブリ２３６と流体的に接続する。第１スプール位置にある場合、遮断弁２４４ｂ、２４４ｃ、２４４ｅおよび２４４ｆは、それぞれ、それらの流体ポートの間で流体の流れを可能にする。第２スプール位置にある場合、（図１５で示されているように）遮断弁２４４ｂ、２４４ｃ、２４４ｅおよび２４４ｆは、それぞれ、それらの流体ポートを互いに流体的に分離し、それにより、弁を通る流体の流れを遮断する。
【０１７５】
高圧アキュムレータ２５０は、弁２４４ａを第１スプール位置に、弁２４４ｂを第１スプール位置に、弁２４４ｃを第２スプール位置に切り替えることで、液圧機械２１４の第１流体ポートと流体的に接続され、液圧機械２１４の第２流体ポートから流体的に分離され得る。高圧アキュムレータ２５０は、弁２４４ａを第１スプール位置に、弁２４４ｂを第２スプール位置に、弁２４４ｃを第１スプール位置に切り替えることで、液圧機械２１４の第２流体ポートと流体的に接続し、液圧機械２１４の第１流体ポートから流体的に分離され得る。
【０１７６】
同様に、低圧アキュムレータ２５２は、弁２４４ｄを第１スプール位置に、弁２４４ｅを第１スプール位置に、弁２４４ｆを第２スプール位置に切り替えることで、液圧機械２１４の第１流体ポートと流体的に接続され、液圧機械２１４の第２流体ポートから流体的に分離され得る。低圧アキュムレータ２５２は、弁２４４ｄを第１スプール位置に、弁２４４ｅを第２スプール位置に、弁２４４ｆを第１スプール位置に切り替えることで、液圧機械２１４の第２流体ポートと流体的に接続され、液圧機械２１４の第１流体ポートから流体的に分離され得る。
【０１７７】
当業者にとって、弁２４４ｂ、２４４ｃが、弁２４４ｂ、２４４ｃと同一の機能を提供する、弁の何らかの他の組み合わせと置き換えられ得ることは、容易に明らかとなるであろう。例えば、弁２４４ｂ、２４４ｃは、選択的に、液圧機械２１４から流体的に分離するか、液圧機械２１４の第１流体ポートと流体的に接続し、同時に、液圧機械２１４の第２流体ポートから流体的に分離するか、液圧機械２１４の第２流体ポートに流体的に接続し、同時に、液圧機械２１４の第１流体ポートから流体的に分離する、単一の３／３方弁によって置き換えられ得る。弁２４４ｅ、２４４ｆは、同様に、必要な変更を加えることで、単一の３／３方弁によって置き換えられる。
【０１７８】
既に言及されているように、パワートレイン５２００の液圧作動アセンブリ２３６は、流体管路２４１を通して、アキュムレータ２５０、２５２を有するアキュムレータアセンブリと流体連結する。弁２４４ａが（図１５で示されているように）第１スプール位置にある場合、弁２４４ａは、高圧アキュムレータ２５０を作動アセンブリ２３６から流体的に分離する。弁２４４ａが第２スプール位置にある場合、高圧アキュムレータ２５０は、流体管路２４１を通して、作動アセンブリ２３６と流体的に接続される。同様に、弁２４４ｄが（図１５で示されているように）第１スプール位置にある場合、弁２４４ｄは低圧アキュムレータ２５２を作動アセンブリ２３６から流体的に分離する。弁２４４ｄが第２スプール位置にある場合、弁２４４ｄは、流体管路２４１を通して、低圧アキュムレータ２５２を液圧作動アセンブリ２３６と流体的に接続する。
【０１７９】
図１４のパワートレイン４２００のように、図１５のパワートレイン５２００の作動アセンブリ２３６は、流体管路２４１および昇圧回路２２５を通して、液圧機械２１４と流体連結する。
【０１８０】
昇圧回路２２５は、遮断弁２３１、圧力制御弁２２９、および遮断弁２２７を有する。やはり、弁２３１、２２９、２２７は直列に配置される。昇圧回路２２５は、チェック弁２４３ａを通して、流体管路２４０（および液圧機械２１４の第１流体ポート）と流体的に接続される。チェック弁２２７と同様に、特に、流体管路２４０が弁２４４ｂ、２４４ｃ、２４４ｅ、２４４ｆを通してアキュムレータ２５０、２５２のいずれかと流体的に接続されている場合に、チェック弁２４３ａは、作動アセンブリ２３６から流体管路２４０へ（および液圧機械２１４の第１流体ポート）の流体の流れを可能にし、流体管路２４０から作動アセンブリ２３６への流体の流れを防止する。昇圧回路２２５は、チェック弁２４３ｂを通して、流体管路２４２と（および液圧機械の第２流体ポートと）流体的に接続する。特に、流体管路２４２が、弁２４４ｂ、２４４ｃ、２４４ｅ、２４４ｆを通して、アキュムレータ２５０、２５２のいずれかと流体的に接続されている場合、チェック弁２４３ｂは、作動アセンブリ２３６から流体管路２４２へ（および液圧機械２１４の第２流体ポートへ）の流体の流れを可能にし、流体管路２４２から作動アセンブリ２３６への流体の流れを防止する。
【０１８１】
パワートレイン４２００と同様に、図１５のパワートレイン５２００の液圧機械２１４の液圧吐出量は、液圧ピストンを含む吐出量制御装置２１７を通して制御される。装置２１７のピストンは、電子制御式の方向弁２１５を切り替えることで作動され得る。弁２１５は、吐出量制御装置２１７のピストンの反対側に配置された流体チャンバ内の液圧および流体の量を制御するように適合される。制御装置２１７は、対応するチェック弁を通して、流体管路２４０、２４２と流体連結する。昇圧回路２２５は、特に、液圧機械２１４および／または制御装置２１７がアキュムレータ２５０、２５２から流体的に分離している場合に、液圧機械２１４および吐出量制御装置２１７にパイロット圧を提供するように適合されている。パイロット圧は、作動ポンプ２１８によって提供され得る。パイロット圧を提供するべく、作動ポンプ２１８は、昇圧回路２２５を通して、流体を液体タンク２２３から液圧機械２１４へ、および／または、制御装置２１７へ吐出する。
【０１８２】
図１４のパワートレイン４２００と同様に、図１５のパワートレイン５２００は、多くの動作モードに従って動作され得る。
【０１８３】
パワートレイン５２００の動作の第１のモードは、高圧アキュムレータ２５０をチャージする方法を提供する。この方法は、クラッチ２１１を係合解除またはロック解除することで車両出力２１２を係合解除する段階と、スプリッタボックス２６０、トルクコンバータ２０６ロックアップ機構、速度方向変更装置２０８、中間歯車セット２２６、および、伝動軸２３０を通してＩＣＥ２０４を液圧機械２１４と駆動係合させる段階と、流体管路２４０および弁２４４ａ、２４４ｂを通して液圧機械２１４の第１流体ポートを高圧アキュムレータ２５０と流体的に接続する段階と、液圧機械２１４が液圧流体を高圧アキュムレータ２５０へ吐出し、それにより、高圧アキュムレータ２５０内の静液圧を上昇させるべく、トルクをＩＣＥ２０４から液圧機械２１４へ伝達する段階とを備える。
【０１８４】
高圧アキュムレータ２５０へ吐出される流体は、作動ポンプ２１８によって供給され得る。ＩＣＥ２０４は次に、作動ポンプ２１８を駆動し、昇圧回路２２５、チェック弁２４３ｂ、および流体管路２４２を通して、流体を作動アセンブリ２３６の液体タンク２２３から液圧機械２１４の第２流体ポートへ送り込む。代替的に、高圧アキュムレータ２５０へ吐出される流体は、低圧アキュムレータ２５２によって供給され得る。次に、低圧アキュムレータ２５２は、弁２４４ｄ、２４４ｆ、および、流体管路２４２を通して、液圧機械２１４の第２流体ポートと流体的に接続される。
【０１８５】
このように、高圧アキュムレータ２５０は、少なくとも３００ｂａｒ、または、少なくとも４００ｂａｒであり得る、高圧アキュムレータ２５０の最大動作圧力まで加圧される。
【０１８６】
パワートレイン５２００の第１の動作モードの変形形態において、ＩＣＥ２０４は、流体を低圧アキュムレータ２５２へ吐出するべく、上述のように液圧機械２１４を駆動し得る。この目的で、低圧アキュムレータ２５２は、例えば、弁２４４ｂ、２４４ｃをそれらの第２スプール位置へそれぞれ切り替えることで、弁２４４ｄ、２４４ｅおよび流体管路２４０を通して液圧機械２１４の第１流体ポートと流体的に接続され、高圧アキュムレータ２５０は、液圧機械２１４から流体的に分離される。低圧アキュムレータ２５２へ吐出される流体は、次に、上述のように、作動ポンプ２１８を通して、液圧機械２１４の第２流体ポートへ供給される。
【０１８７】
パワートレイン５２００の第２動作モードに従って、高圧アキュムレータ２５０と低圧アキュムレータ２５２との間の圧力勾配の形態でアキュムレータアセンブリ内に蓄積された液圧エネルギーは、液圧機械２１４の伝動軸２３０でトルクを提供し、段階的レシオトランスミッション２１０およびクラッチ２１１を通してこのトルクを車両出力２１２へ伝達するのに使用される。アキュムレータアセンブリ内に蓄積された液圧エネルギーを伝動軸２３０で提供されるトルクに変換するべく、アキュムレータ２５０、２５２はそれぞれ、液圧機械２１４の第１流体ポートおよび第２流体ポートと流体的に接続され（逆も同様）、その結果、流体は液圧機械２１４を通して高圧アキュムレータ２５０から低圧アキュムレータ２５２へ吐出され、それにより、液圧機械２１４を駆動する。アキュムレータ２５０、２５２の、液圧機械２１４の流体ポートへの流体接続に応じて、車両出力２１２は、前進方向または後進方向に駆動され得る。
【０１８８】
パワートレイン５２００の第３動作モードは、回生制動の方法を提供する。回生制動の間、液圧機械２１４によって車両出力２１２から吸収された運動エネルギーは、液圧エネルギーへ変換され、液圧エネルギーはアキュムレータアセンブリ内に蓄積される。この方法は、段階的レシオトランスミッション２１０およびクラッチ２１１を通して液圧機械２１４を車両出力２１２と駆動係合する段階と、液圧機械２１４の第１流体ポートおよび第２流体ポートをそれぞれアキュムレータ２５０、２５２（逆も同様）と流体的に接続する段階と、運動エネルギーを車両出力２１２から液圧機械２１４へ伝達することで液圧機械２１４を駆動し、それにより、車両出力２１２を制動する段階と、液圧機械２１４によって吸収された制動エネルギーを使用して液圧流体を低圧アキュムレータ２５２から高圧アキュムレータ２５０へ送り込む段階とを備える。好ましくは、回生制動の方法はさらに、いかなる制動エネルギーも速度方向変更装置２０８を通して伝達されないように、速度方向変更装置２０８を係合解除する段階を備える。やはり、アキュムレータ２５０、２５２の、液圧機械２１４の流体ポートへの流体接続に応じて、前進方向および後進方向での車両の移動中に回生制動が実行され得る。
【０１８９】
パワートレイン５２００の第４の動作モードは、高圧アキュムレータ２５０（代替的に、低圧アキュムレータ２５２）をチャージする別の方法を提供する。この方法は、スプリッタボックス２６０を通してＩＣＥ２０４を液圧作動ポンプ２１８と駆動係合させる段階と、弁２４４ａを通して液圧作動ポンプ２１８を高圧アキュムレータ２５０と（または、弁２４４ｄを通して低圧アキュムレータ２５２と）流体的に接続する段階と、流体を液体タンク２２３から高圧アキュムレータ２５０へ（または低圧アキュムレータ２５２へ）送り込むべく、トルクをＩＣＥ２０４から作動ポンプ２１８へ伝達し、それにより、高圧アキュムレータ２５０内の（または低圧アキュムレータ２５２内の）液圧を上昇させる段階とを備える。このように、高圧アキュムレータ２５０（または低圧アキュムレータ２５２）は、作動アセンブリ２３６の最大動作圧力まで、または作動ポンプ２１８によって提供される最大圧力まで加圧され得る。
【０１９０】
パワートレイン５２００の第５の動作モードは、高圧アキュムレータ２５０内（または代替的に、低圧アキュムレータ２５２内）の液圧が作動アセンブリ２３６の最大動作圧力より低い場合に、液圧機器２１９を駆動する方法を提供する。この方法は、弁２４４ａ、２２１を通して（または、弁２４４ｄ、２２１を通して）、高圧アキュムレータ２５０（または低圧アキュムレータ２５２）を液圧機器２１９と流体的に接続する段階と、液圧機器２１９を駆動するべく、流体を高圧アキュムレータ２５０から（または低圧アキュムレータ２５２から）液圧機器２１９へ吐出する段階とを備える。
【０１９１】
パワートレイン５２００の第６の動作モードは、特に、アキュムレータ２５０、２５２内の静液圧が作動アセンブリ２３６の最大動作圧力より高い場合に、液圧機器２１９を駆動する別の方法を提供する。この方法は、伝動軸２３０、中間歯車セット２２６、速度方向変更装置２０８、トルクコンバータ２０６のロックアップ機構、およびスプリッタボックス２６０を通して液圧機械２１４を作動ポンプ２１８と駆動係合する段階と、アキュムレータ２５０、２５２をそれぞれ、液圧機械２１４の第１流体ポートおよび第２流体ポートと流体的に接続する（速度方向変更装置２０８の設定に応じて逆も同様）段階と、弁２２１を通して作動ポンプ２１８を機器２１９と流体的に接続する段階と、液圧機械２１４を駆動するべく、液圧機械２１４を通して流体を高圧アキュムレータ２５０から低圧アキュムレータ２５２へ吐出する段階と、液圧機械２１４から作動ポンプ２１８へトルクを伝達する段階と、機器２１９を駆動するべく、作動ポンプ２１８へ伝達されるトルクを使用して流体を液体タンク２２３から機器２１９へ吐出する段階とを備える。
【０１９２】
パワートレイン５２００の上述の第６動作モードに係る方法は、スプリッタボックス２６０を通してＩＣＥ２０４を作動ポンプ２１８と係合し、付加的に、トルクをＩＣＥ２０４から作動ポンプ２１８へ伝達させる段階と、クラッチ２１１を通して、段階的レシオトランスミッション２１０を車両出力と駆動係合させる段階と、伝動軸２３０、中間歯車セット２２６、段階的レシオトランスミッション２１０、およびクラッチ２１１を通してトルクを液圧機械２１４から車両出力へ伝達する段階と、スプリッタボックス、トルクコンバータ２０６のロックアップ機構、速度方向変更装置２０８、段階的レシオトランスミッション２１０、およびクラッチ２１１を通してＩＣＥ２０４を車両出力２１２と駆動係合させる段階と、トルクをＩＣＥ２０４から車両出力２１２へ伝達する段階とを付加的に備え得る。換言すれば、車両出力２１２および液圧機器２１９を両方駆動するべく、ＩＣＥ２０４および液圧機械２１４は両方同時に使用され得る。この構成において、アキュムレータ２５０、２５２と液圧機械２１４の流体ポートとの間の流体接続、および、速度方向変更装置２０８の方向クラッチの係合は、ＩＣＥ２０４および液圧機械２１４が協働してトルクを車両出力２１２および作動ポンプ２１８へ提供するように構成される必要がある。
【０１９３】
パワートレイン５２００の第７の動作モードに従って、ＩＣＥ２０４を始動する方法が提供される。この方法は、クラッチ２１１を係合解除することで車両出力２１２を係合解除する段階と、液圧機械２１４をＩＣＥ２０４と駆動係合させる段階と、アキュムレータ２５０、２５２をそれぞれ、液圧機械の第１流体ポートおよび第２流体ポートと流体的に接続する（速度方向変更装置２０８の構成に応じて逆も同様）段階と、液圧機械２１４を通して流体を高圧アキュムレータ２５０から低圧アキュムレータ２５２へ吐出することで液圧機械２１４を駆動する段階と、ＩＣＥ２０４を始動するべく、トルクを液圧機械２１４からＩＣＥ２０４へ伝達する段階とを備える。
【図１】
2017517428.tif 000003
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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