JP2008531935A - Hydraulic hybrid powertrain system - Google Patents

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Abstract

【解決手段】液圧式ハイブリッド・パワートレインシステムであって、高圧の流体を出力に発生させる動力装置と、高圧の流体から出力に回転運動を発生させる少なくともひとつの駆動モータと、動力装置と少なくともひとつの駆動モータとに接続され、少なくともひとつの駆動モータの動作のモードを選択するモード選択手段と、を備えている。また、システムは、動力装置と少なくともひとつの駆動モータに接続され、少なくとも１つの駆動モータの動作を制御する制御手段と、少なくとも１つの駆動モータへの高圧流体の流れを中断するための選択的に動作するブレーキ手段と、を備えている。
【選択図】図１ａA hydraulic hybrid powertrain system includes a power unit that generates high-pressure fluid at the output, at least one drive motor that generates rotary motion from the high-pressure fluid, and at least one power unit. And a mode selection means for selecting an operation mode of at least one drive motor. The system is also connected to the power unit and at least one drive motor and selectively controls to control the operation of the at least one drive motor and to interrupt the flow of high pressure fluid to the at least one drive motor. Operating brake means.
[Selection] Figure 1a

Description

[関連出願]
本願は、２００５年２月２２日に出願された仮特許出願第６０／６５５，２２１号を基礎とする優先権を主張する。
本発明は、一般的には、車両のパワートレインシステムに関し、特に、液圧式ハイブリッド・パワートレインシステムに関する。 [Related applications]
This application claims priority based on provisional patent application No. 60 / 655,221 filed on Feb. 22, 2005.
The present invention relates generally to vehicle powertrain systems, and more particularly to hydraulic hybrid powertrain systems.

例えば自動車用のいわゆるハイブリッド・パワートレインとは、一般的に、自動車を駆動するための電気モータ又は液圧モータなどの補助モータを内燃機関と組み合わせて使用するパワートレインのことを称する。平行ハイブリッドとして知られているハイブリッド・パワートレインシステムは代表的に、（内燃機関に結合された）機械的な駆動トレインと、（補助モータに結合された）補助駆動トレインとを具備している。これらのシステムは、部品が二重に必要になるため、重量が重いという不利益を有する。シリーズハイブリッドとして知られているハイブリッド駆動システムは、機械的なパワートレインを廃止して、液圧モータだけによって車両を駆動し、液圧モータに必要な液圧をエンジンを用いて提供する。これらのシステムは、潜在的に重量を減少させ、結果的に効率が得られるため、魅力的である。そうした液圧式ハイブリッド・パワートレインシステムの魅力は認識されていたけれども、液圧駆動モータについてのエンジンの運転及び制御に関する多くの効率の課題が残されていた。   For example, a so-called hybrid power train for an automobile generally refers to a power train that uses an auxiliary motor such as an electric motor or a hydraulic motor for driving the automobile in combination with an internal combustion engine. Hybrid powertrain systems, known as parallel hybrids, typically include a mechanical drivetrain (coupled to the internal combustion engine) and an auxiliary drivetrain (coupled to the auxiliary motor). These systems have the disadvantage of being heavy because they require double parts. A hybrid drive system, known as a series hybrid, eliminates the mechanical powertrain, drives the vehicle only with a hydraulic motor, and provides the hydraulic pressure required for the hydraulic motor using an engine. These systems are attractive because they potentially reduce weight and result in efficiency. Although the attractiveness of such a hydraulic hybrid powertrain system has been recognized, many efficiency challenges remain related to engine operation and control for hydraulic drive motors.

従って、液圧式ハイブリッド・パワートレインシステムの全体の効率を高められるような、液圧式ハイブリッド・パワートレインシステムを提供することが望ましい。   Accordingly, it is desirable to provide a hydraulic hybrid powertrain system that can increase the overall efficiency of the hydraulic hybrid powertrain system.

本発明は、液圧式ハイブリッド・パワートレインシステムであって、高圧の流体を出力に発生させる動力装置と、高圧の流体から出力に回転運動を発生させる少なくともひとつの駆動モータと、動力装置と少なくともひとつの駆動モータとに接続され、少なくともひとつの駆動モータの動作のモードを選択するモード選択手段と、を備えている液圧式ハイブリッド・パワートレインシステムに関する。システムはまた、動力装置と少なくともひとつの駆動モータに接続され、少なくともひとつの駆動モータの動作を制御する制御手段と、少なくともひとつの駆動モータへの高圧流体の流れを中断するための選択的に動作するブレーキ手段と、を備えている。
本発明の上述した及びその他の利点は、以下の好ましい実施形態の説明に、添付図面を考慮することで、当業者に容易に明らかになる。 The present invention is a hydraulic hybrid powertrain system that includes a power device that generates high-pressure fluid at the output, at least one drive motor that generates rotary motion from the high-pressure fluid, and at least one power device. And a mode selection means for selecting an operation mode of at least one drive motor, and a hydraulic hybrid powertrain system. The system is also connected to the power unit and at least one drive motor, and controls to control the operation of the at least one drive motor, and selectively operates to interrupt the flow of high pressure fluid to the at least one drive motor. And braking means.
The above and other advantages of the present invention will be readily apparent to those skilled in the art upon consideration of the accompanying drawings in the following description of the preferred embodiment.

図１ａを参照すると、本発明による液圧式ハイブリッド・パワートレインシステムの全体を符号１０にて示している。パワートレインシステム１０は、当業者が理解するであろうように、限定はしないが、例えば、自動車、ボート、潜水艦、ヘリコプターなど、様々な用途に利用できるけれども、明瞭化のため、本発明の以下の説明においては、自動車に据え付けられるものとして参照する。パワートレインシステム１０は、動力装置部分１１と、モードセレクタモジュール４３と、制御部分５９と、動力送出部分７６とを具備している。   Referring to FIG. 1a, a hydraulic hybrid powertrain system according to the present invention is indicated generally at 10. As will be appreciated by those skilled in the art, the powertrain system 10 may be used in a variety of applications including, but not limited to, automobiles, boats, submarines, helicopters, etc. In the description, it is referred to as being installed in an automobile. The powertrain system 10 includes a power unit portion 11, a mode selector module 43, a control portion 59, and a power delivery portion 76.

パワートレインシステム１０の動力装置部分１１は、燃料源１４に連通したエンジン１２を具備している。エンジン１２は、従来の内燃機関、タービンエンジン、バッテリーや燃料電池で駆動される電気モータなどである。エンジン１２は、好ましくは可変容量形の液圧ポンプ／モータ１６に選択的にトルクを提供し、その入口側は液圧流体の低圧源１８の供給を受け、出口側には高圧導管２０が設けられる。液圧流体は、限定はしないが、水、液圧流体、トランスミッション流体などの流体であり、又は任意の圧縮可能なガスであることも本発明の範囲に含まれる。ポンプ／モータ１６と記載するのは、システム１０のモードに依存して、装置が交互にポンプ又はモータとして機能するためであるが、詳しくは後述する。   The power unit portion 11 of the powertrain system 10 includes an engine 12 that communicates with a fuel source 14. The engine 12 is a conventional internal combustion engine, a turbine engine, an electric motor driven by a battery or a fuel cell, or the like. The engine 12 selectively provides torque to a preferably variable displacement hydraulic pump / motor 16, the inlet side of which is supplied by a low pressure source 18 of hydraulic fluid and the outlet side is provided with a high pressure conduit 20. It is done. The hydraulic fluid is a fluid such as, but not limited to, water, hydraulic fluid, transmission fluid, or any compressible gas, and is within the scope of the present invention. The pump / motor 16 is described because the device functions alternately as a pump or a motor depending on the mode of the system 10, which will be described in detail later.

システム１０における動力装置部分１１は、複数のアクセサリードライブを含み、限定はしないが、それらには、モータ発電機２２、エアコンのコンプレッサ２４、及び熱ポンプ２６が含まれる。モータ発電機２２は、電力管理モジュールに接続され、該モジュールはバッテリーパック３０に接続されている。熱ポンプ２６は、加熱器コア３２に連通し、熱ポンプ２６と加熱器コア３２とはいずれも、エンジン１２の冷却水源３４に連通している。エアコンのコンプレッサ２４は、熱交換器３６に連通している。アクセサリードライブ２２，２４，２６は好ましくは、それぞれ電気モータ又は液圧モータによって運転する。変形例としては、アクセサリードライブ２２，２４，２６は、エンジン１２に選択的に機械的にクラッチ結合される。アキュムレータ３８は、ポンプ／モータ１６の出口に結合された高圧導管２０に連通している。アキュムレータ３８は、高圧液圧流体のためのリザーバとして働き、システム１０内を高圧に維持し、当業者が理解するように、高圧ガスなど（図示せず）で充填されている。   The power unit portion 11 in the system 10 includes a plurality of accessory drives, including but not limited to a motor generator 22, an air conditioner compressor 24, and a heat pump 26. The motor generator 22 is connected to a power management module, which is connected to the battery pack 30. The heat pump 26 communicates with the heater core 32, and both the heat pump 26 and the heater core 32 communicate with the cooling water source 34 of the engine 12. The air conditioner compressor 24 communicates with the heat exchanger 36. The accessory drives 22, 24, 26 are preferably operated by electric motors or hydraulic motors, respectively. As a variant, the accessory drives 22, 24, 26 are selectively mechanically clutched to the engine 12. The accumulator 38 is in communication with the high pressure conduit 20 that is coupled to the outlet of the pump / motor 16. The accumulator 38 acts as a reservoir for high pressure hydraulic fluid, maintains high pressure within the system 10 and is filled with high pressure gas or the like (not shown) as will be appreciated by those skilled in the art.

スロットル制御モジュール４０は、ライン２４ａの信号を介してエアコンのコンプレッサ２４から入力信号を受信し、ライン２８ａの信号を介して電力管理モジュール２８から入力信号を受信し、ライン３８の信号を介してアキュムレータ３８から入力信号を受信する。ライン２４ａ，２８ａ，３８ａの入力信号に基づいて、スロットル制御モジュール４０はライン４２に出力信号を提供し、エンジン１２及びポンプ／モータ１６のいずれか又は両方を制御するが、詳しくは後述する。ライン２４ａ，２８ａ，３８ａ，４２上の信号は、電気的な信号であるか、または、様々な構成要素とスロットル制御モジュール４０との間の機械的なフィードバックである。スロットル制御モジュール４０は、任意の適当な機械的又は電気的な装置であって、１又は複数の入力に基づいて、エンジン１２及びポンプ／モータ１６の動作を制御する。   The throttle control module 40 receives an input signal from the compressor 24 of the air conditioner via a signal on the line 24a, receives an input signal from the power management module 28 via a signal on the line 28a, and accumulates via the signal on the line 38. An input signal is received from 38. Based on the input signals on lines 24a, 28a and 38a, throttle control module 40 provides an output signal on line 42 to control either or both of engine 12 and pump / motor 16, as described in detail below. The signals on lines 24a, 28a, 38a, 42 are electrical signals or mechanical feedback between various components and the throttle control module 40. The throttle control module 40 is any suitable mechanical or electrical device that controls the operation of the engine 12 and the pump / motor 16 based on one or more inputs.

モードセレクタモジュール４３は、モード選択弁４４を具備し、高圧入力導管４６によって高圧導管２０に連通している。モード選択弁４４は好ましくは、トランスミッション状のシフトレバー（図示せず）に結合され、“Ｄ”すなわちドライブ位置（図１ａで最もよくわかる）、“Ｎ”すなわちニュートラル位置（図１ｂで最もよくわかる）、“Ｒ”すなわちリバース位置（図１ｃで最もよくわかる）、及び“Ｐ”すなわちパーキング位置（図１ｄで最もよくわかる）のうちのひとつに弁４４を選択的に動かす。モード選択弁４４は、高圧入力導管４６に隣接させて、低圧入力導管４８を接続されて具備している。また、モード選択弁４４は、モード選択弁４４の両側に、高圧出力導管５０と低圧出力導管５２とを接続されて具備している。モード選択弁４４のそれぞれの位置、Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄは、位置の内部部分を導管４６，４８，５０，５２に選択的に整列させ、システム１０内の液圧流体の流れ方向を制御するが、詳しくは後述する。「入力」及び「出力」と上述したけれども、運転中には、それぞれの導管４６，４８，５０，５２は、システム１０の運転状態に応じて入力又は出力として機能し、詳しくは後述する。   The mode selector module 43 includes a mode selection valve 44 and communicates with the high pressure conduit 20 by a high pressure input conduit 46. The mode selection valve 44 is preferably coupled to a transmission-like shift lever (not shown) and is "D" or drive position (best seen in FIG. 1a), "N" or neutral position (best seen in FIG. 1b). ), “R” or reverse position (best seen in FIG. 1 c), and “P” or parking position (best seen in FIG. 1 d). The mode selection valve 44 includes a low pressure input conduit 48 connected adjacent to the high pressure input conduit 46. The mode selection valve 44 includes a high pressure output conduit 50 and a low pressure output conduit 52 connected to both sides of the mode selection valve 44. Each position, P, R, N, D, of the mode selection valve 44 selectively aligns the internal portion of the position with the conduits 46, 48, 50, 52 and controls the flow direction of hydraulic fluid within the system 10. However, details will be described later. Although described as “input” and “output”, during operation, each conduit 46, 48, 50, 52 functions as an input or output depending on the operating condition of the system 10, which will be described in detail later.

導管５０，５２は、ブレーキオーバーライド装置５４に接続されている。ブレーキオーバーライド装置５４は、ブレーキオーバーライド装置５４の両側に、高圧出力導管５６及び低圧出力導管５８を具備している。ブレーキオーバーライド装置５４は、第１のないし通常の位置５４ａと、第２のないしオーバーライド位置５４ｂとを有し、詳しくは後述する。   The conduits 50 and 52 are connected to the brake override device 54. The brake override device 54 includes a high pressure output conduit 56 and a low pressure output conduit 58 on both sides of the brake override device 54. The brake override device 54 has a first or normal position 54a and a second or override position 54b, which will be described in detail later.

制御部分５９は、容量制御弁６０を具備し、高圧入力導管６２によって高圧導管２０に連通している。容量制御弁６０は、高圧入力導管６２に隣接させて、低圧入力導管６４を接続されて具備している。また、容量制御弁６０は、容量制御弁６０の両側に、高圧出力導管６６と低圧出力導管６８とを接続されて具備している。容量制御弁６０は、浮動位置の弁であって、アクセル７０とブレーキ７２とが接続され、容量制御弁６０からの流れを、複数のシリンダ７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄへと導く。アクセル７０とブレーキ７２とは好ましくは、それぞれアクセルペダルとブレーキペダル（図示せず）とに機械的に結合されている。ブレーキ７２は、コネクタ７３を介してブレーキオーバーライド装置５４に結合されている。容量制御弁６０は、第１の位置すなわち加速位置６０ａと、第２の位置すなわち保持位置６０ｂと、第３の位置すなわち減速位置６０ｃとを有している。容量制御弁６０のそれぞれの位置６０ａ，６０ｂ，６０ｃは、それぞれの位置６０ａ，６０ｂ，６０ｃの内部部分を導管６２，６４，６６，６８に選択的に整列させ、図２に最も良く示されるように、シリンダ７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄへの液圧流体の流れの方向を制御する。   The control portion 59 includes a volume control valve 60 and is in communication with the high pressure conduit 20 by a high pressure input conduit 62. The capacity control valve 60 includes a low pressure input conduit 64 connected adjacent to the high pressure input conduit 62. The capacity control valve 60 includes a high-pressure output conduit 66 and a low-pressure output conduit 68 connected to both sides of the capacity control valve 60. The displacement control valve 60 is a valve in a floating position, and the accelerator 70 and the brake 72 are connected to guide the flow from the displacement control valve 60 to a plurality of cylinders 74a, 74b, 74c, and 74d. Accelerator 70 and brake 72 are preferably mechanically coupled to an accelerator pedal and a brake pedal (not shown), respectively. The brake 72 is coupled to the brake override device 54 via the connector 73. The displacement control valve 60 has a first position, that is, an acceleration position 60a, a second position, that is, a holding position 60b, and a third position, that is, a deceleration position 60c. Each position 60a, 60b, 60c of the displacement control valve 60 selectively aligns the internal portion of each position 60a, 60b, 60c with the conduits 62, 64, 66, 68, as best shown in FIG. Next, the flow direction of the hydraulic fluid to the cylinders 74a, 74b, 74c, 74d is controlled.

それぞれのシリンダ７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄは、コネクタ７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７５ｄを介して、それぞれの車両の車輪の駆動モータないし牽引モータ７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄにそれぞれ機械的に接続されている（動力送出部分７６）。モータ７６ａ〜７６ｄは好ましくは、可変容量形モータである。コネクタ７５ａ〜７５ｄの位置は、モータ７６ａ〜７６ｄの容量を決定し、当業者が認識するように、斜板カムとの接続などによって行われる。高圧出力導管６６は、それぞれのシリンダ７４ａ〜７４ｄにおけるピストン（図示せず）の片側に連通し、低圧出力導管６８は、シリンダ７４ａ〜７４ｄにおけるピストンの反対側に連通している。図示のシステム１０は複数の牽引モータ７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄを備えているけれども、当業者が理解するように、わずかにひとつだけのモータを用いても、本発明の範囲内に含まれる。例えば、自動車に単一のモータを据え付ける場合には、単一のモータの出力は、ディファレンシャルギアに結合されて、該ギアは、一対の駆動車輪に機械的に結合される。それぞれの牽引モータ７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄは、上部ポート７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄと、下部ポート７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄとを有している。上部ポート７７ａ〜７７ｄと下部ポート７８ａ〜７８ｄとを通る流体の流れの方向は、モータ７６ａ〜７６ｄの方向を決定する。フィードバックコネクタ８０は、容量制御弁６０と、シリンダ７４ａ〜７４ｄのピストンとの間に延びている。   The cylinders 74a, 74b, 74c, 74d are mechanically connected to the driving motors or traction motors 76a, 76b, 76c, 76d of the wheels of the respective vehicles via connectors 75a, 75b, 75c, 75d, respectively. (Power delivery portion 76). The motors 76a to 76d are preferably variable displacement motors. The positions of the connectors 75a to 75d are determined by determining the capacities of the motors 76a to 76d and connecting them with a swash plate cam as recognized by those skilled in the art. The high pressure output conduit 66 communicates with one side of a piston (not shown) in each cylinder 74a-74d, and the low pressure output conduit 68 communicates with the opposite side of the piston in cylinders 74a-74d. Although the illustrated system 10 includes a plurality of traction motors 76a, 76b, 76c, 76d, as will be appreciated by those skilled in the art, the use of only one motor is within the scope of the present invention. For example, when installing a single motor in an automobile, the output of the single motor is coupled to a differential gear, which is mechanically coupled to a pair of drive wheels. Each traction motor 76a, 76b, 76c, 76d has upper ports 77a, 77b, 77c, 77d and lower ports 78a, 78b, 78c, 78d. The direction of fluid flow through upper ports 77a-77d and lower ports 78a-78d determines the direction of motors 76a-76d. The feedback connector 80 extends between the capacity control valve 60 and the pistons of the cylinders 74a to 74d.

一方弁のブリッジ回路８２は、複数の一方弁８４，８６，８８，９０を具備し、図３に最も良く示されるように、全波整流ブリッジと同様に配置されている。導管９２は、一方弁８４の入口及び一方弁８６の出口に連通している。また、導管９２は高圧出力導管５６に連通している。導管９４は、一方弁８６の入口及び一方弁８８の入口に連通している。また、導管９４は、液圧流体の低圧源１８に連通している。導管９６は、一方弁８８の出口及び一方弁９０の入口に連通している。また、導管９６は、低圧出力導管５８に連通している。導管９８は、一方弁８４の出口及び一方弁９０の出口に連通している。また、導管９８は、高圧導管２０に連通している。
ポンプ／モータ１６とモータ７６ａ〜７６ｄとは好ましくは、図４及び図５に示すように、可変容量形ポンプ／モータである。変形例としては、ポンプ／モータ１６とモータ７６ａ〜７６ｄとは、ベーンタイプ又はピストンタイプの可変容量形ポンプ／モータであるか、または、定容量形ポンプ／モータである。 The one-valve bridge circuit 82 comprises a plurality of one-valves 84, 86, 88, 90 and is arranged similarly to a full-wave rectifier bridge, as best shown in FIG. The conduit 92 communicates with the inlet of the one-way valve 84 and the outlet of the one-way valve 86. The conduit 92 is in communication with the high-pressure output conduit 56. The conduit 94 communicates with the inlet of the one-way valve 86 and the inlet of the one-way valve 88. The conduit 94 is also in communication with a low pressure source 18 of hydraulic fluid. The conduit 96 communicates with the outlet of the one-way valve 88 and the inlet of the one-way valve 90. The conduit 96 communicates with the low pressure output conduit 58. The conduit 98 communicates with the outlet of the one-way valve 84 and the outlet of the one-way valve 90. Further, the conduit 98 communicates with the high-pressure conduit 20.
The pump / motor 16 and the motors 76a to 76d are preferably variable displacement pumps / motors, as shown in FIGS. As a modification, the pump / motor 16 and the motors 76a to 76d are variable displacement pumps / motors of vane type or piston type, or are constant displacement pumps / motors.

次に、図４を参照すると、本発明による内側ギア装置の全体を符号１００にて示している。装置１００は、当業者が理解するように、モータとして、または、ポンプとして動作するように構成されているが、以下の本発明の説明においてはモータとして参照する。内側ギアモータ１００は、ベース部分１０４と端部キャップ１０６とを有してなる中空のハウジング１０２を具備している。ベース部分１０４は、その内部に凹部ないしキャビティ１０８を形成し、第１のマンドレル１１０と第１のピストン部材１１２とを受け入れるサイズになっている。端部キャップ１０６は、少なくとも２つのポート１０７を具備し（片方だけが図示されている）、好ましくは端部キャップ１０６の両側において、それぞれ内面と外面との間に延びている。一方のポート１０７は、図１ａ〜図１ｅの高圧導管２０などの流体システムの高圧部分に接続され、他方のポート１０７は、図１ａ〜図１ｅの流体源１８などの戻り配管又は流体源に接続されている。   Referring now to FIG. 4, the entire inner gear device according to the present invention is shown at 100. The device 100 is configured to operate as a motor or as a pump, as will be appreciated by those skilled in the art, but will be referred to as a motor in the following description of the invention. The inner gear motor 100 includes a hollow housing 102 having a base portion 104 and an end cap 106. Base portion 104 forms a recess or cavity 108 therein and is sized to receive first mandrel 110 and first piston member 112. The end cap 106 includes at least two ports 107 (only one is shown), preferably on both sides of the end cap 106, extending between an inner surface and an outer surface, respectively. One port 107 is connected to a high pressure portion of the fluid system, such as the high pressure conduit 20 of FIGS. 1a-1e, and the other port 107 is connected to a return line or fluid source, such as the fluid source 18 of FIGS. 1a-1e. Has been.

第１のマンドレル１１０は、ベース部分１１１を延通する開口部１１４を形成し、第１の外側フランジ１１６と、複数の間隔を隔てた第２の外側フランジ１１８とを、ベース部分１１１の上面１１３から上方へ延在させて具備している。内側フランジ１２０は、第１のマンドレルのベース部分１１１から上方へ延びていて、開口部１１４に隣接して位置している。第１の外側フランジ１１６は、開口部１１４に隣接して位置している。第２の外側フランジ１１８は、開口部１１４と内側フランジ１２０との両方から間隔を隔てている。第１のシールブッシング１２２は、開口部１１４に回転可能に合致するサイズであり、好ましくは第１のマンドレル１１０におけるベース部分１１１の高さと実質的に等しい高さになっていて、ブッシング１２２を開口部１１４内に配置したとき、ブッシング１２２の上面は、ベース部分１１１の上面１１３と実質的に面一になる。
外側ギア１２４は、断面が実質的に円形であり、ベース部分１１１の上面１１３の頂部に配置されるように適合し、ギア１２４の屈曲した外面は、外側フランジ１１６，１１８の屈曲した内面にそれぞれ隣接している。外側ギア１２４は、その内面に形成された複数の歯１２６を具備している。上面１１３に配置されたとき、ギア１２４は、外側フランジ１１８と内側フランジ１２０との間に軸線方向に固定される。 The first mandrel 110 forms an opening 114 that extends through the base portion 111, and includes a first outer flange 116, a plurality of spaced second outer flanges 118, and an upper surface 113 of the base portion 111. It is extended and extended from. The inner flange 120 extends upward from the base portion 111 of the first mandrel and is located adjacent to the opening 114. The first outer flange 116 is located adjacent to the opening 114. The second outer flange 118 is spaced from both the opening 114 and the inner flange 120. The first seal bushing 122 is sized to rotatably fit in the opening 114 and is preferably at a height substantially equal to the height of the base portion 111 in the first mandrel 110 to open the bushing 122. When disposed within the portion 114, the upper surface of the bushing 122 is substantially flush with the upper surface 113 of the base portion 111.
The outer gear 124 is substantially circular in cross section and is adapted to be placed on top of the upper surface 113 of the base portion 111, with the bent outer surface of the gear 124 being respectively on the bent inner surfaces of the outer flanges 116, 118. Adjacent. The outer gear 124 includes a plurality of teeth 126 formed on the inner surface thereof. When disposed on the top surface 113, the gear 124 is fixed axially between the outer flange 118 and the inner flange 120.

内側ギア１２８は、断面が実質的に円形であり、その外面に形成された複数の歯１３０を具備し、貫通する開口部１３２を形成している。歯１３０は、外側ギア１２４の内面に形成された歯１２６と噛合して動作する。ギア１２８の下面は、ブッシング１２２に延入してこれと共に回転し、モータ１００が組み立てられて動作するとき、歯１３０はブッシング１２２の対応する歯と協働するが、詳しくは後述する。内側ギア１２８の歯１３０のそれぞれの外面は、内側フランジ１２０の内面に隣接している。開口部１３２は、モータ１００が組み立てられたとき、駆動シャフトないし出力シャフト１３４の自由端を受け入れるように適合している。内側ギア１２８は、シャフト１３４に沿って軸線方向に可動になっている。駆動シャフト１３４は、ボールベアリング、ローラーベアリングなどのベアリング１３５によって、端部キャップ１０６に回転可能に支持される。駆動シャフト１３４の自由端は、端部キャップ１０６の上面を越えて所定の距離だけ延在し、モータ１００の出力シャフトとして働く。   The inner gear 128 is substantially circular in cross section and includes a plurality of teeth 130 formed on the outer surface thereof to form an opening 132 therethrough. The teeth 130 operate by meshing with teeth 126 formed on the inner surface of the outer gear 124. The lower surface of the gear 128 extends into and rotates with the bushing 122, and when the motor 100 is assembled and operating, the teeth 130 cooperate with the corresponding teeth of the bushing 122, which will be described in detail later. The outer surface of each tooth 130 of the inner gear 128 is adjacent to the inner surface of the inner flange 120. The opening 132 is adapted to receive the free end of the drive shaft or output shaft 134 when the motor 100 is assembled. The inner gear 128 is movable in the axial direction along the shaft 134. The drive shaft 134 is rotatably supported by the end cap 106 by a bearing 135 such as a ball bearing or a roller bearing. The free end of the drive shaft 134 extends a predetermined distance beyond the top surface of the end cap 106 and serves as the output shaft of the motor 100.

第２のピストン部材１３６は、その内側部分に開口部１３８を形成し、第１のマンドレル１１０の外側フランジ１１６，１１８のそれぞれの上面に取り付けられるように適合している。従って、第２のピストン１３６と第１のピストン１１２とは、下側マンドレル１１０の上面と下面とにそれぞれ取り付けられる。
第２のマンドレル１４０は、第２のピストン部材１３６の開口部１３８に配置されるように適合し、その内側部分に開口部１４２が形成されて、駆動シャフトを受け入れる。第２のマンドレル１４０は、下向きに延びたフランジ１４４を具備し、モータ１００が組み立てられたとき、第１のマンドレル１１０の上方向へ延びた内側フランジ１２０と協働する。上側マンドレル１４０は、これを貫通する一対のボア孔１４６を具備し、モータ１００の動作中に、ギア１２２，１２４に連通させる。
第２のシールブッシング１４８は、その外面に形成された複数の歯１５０を具備し、貫通する開口部１５２を形成している。第２のシールブッシング１４８は、開口部１５２に上側マンドレル１４０を受け入れ、外側ギア１２４に受け入れられてこれと共に回転し、モータ１００が組み立てられて動作するとき、ブッシング１４８の歯１５０と協働するが、詳しくは後述する。 The second piston member 136 is adapted to form an opening 138 in its inner portion and to be attached to the respective upper surfaces of the outer flanges 116, 118 of the first mandrel 110. Accordingly, the second piston 136 and the first piston 112 are attached to the upper surface and the lower surface of the lower mandrel 110, respectively.
The second mandrel 140 is adapted to be disposed in the opening 138 of the second piston member 136 and is formed with an opening 142 in its inner portion to receive the drive shaft. The second mandrel 140 includes a downwardly extending flange 144 that cooperates with the upwardly extending inner flange 120 of the first mandrel 110 when the motor 100 is assembled. The upper mandrel 140 includes a pair of bore holes 146 extending therethrough and communicates with the gears 122 and 124 during the operation of the motor 100.
The second seal bushing 148 includes a plurality of teeth 150 formed on the outer surface of the second seal bushing 148 and forms an opening 152 therethrough. The second seal bushing 148 receives the upper mandrel 140 in the opening 152 and is received and rotated with the outer gear 124 to cooperate with the teeth 150 of the bushing 148 when the motor 100 is assembled and operating. Details will be described later.

モータ１００が組み立てられたとき、第１のマンドレル１１０及び第１のピストン１１２はハウジング１０２のベース部分１０４に配置され、第１のシールブッシング１２２はマンドレル１１０に配置され、外側ギア１２４はマンドレル１１０に配置される。内側ギア１３２と第２のマンドレル１３８とは駆動シャフト１３４に取り付けられ、ギア１３２，１２４のそれぞれの歯１２６，１３０が回転可能に噛合し、内側ギア１３２が第１のシールブッシング１２２と係合するように組み立てられる。第２のピストン１３６は、マンドレル１１０の上面に取り付けられ、第２のシールブッシング１４８は第２のマンドレル１３８上に配置されて外側ギア１２４と係合する。下向きに延びたフランジ１４４は、上向きに延びた内側フランジ１２０と協働して、外側ギアの内部をモータ１００の入口チャンバと排出チャンバとに分割し、上部端部キャップ１０６がベース部分１０４に取り付けられて、ハウジング１０２を取り囲む。フランジ１２０，１４４は、歯１２６と歯１３０との間に半径方向に延びて、フランジの片側に入口チャンバを形成し、フランジの他の側に排出チャンバを形成する。   When the motor 100 is assembled, the first mandrel 110 and the first piston 112 are disposed on the base portion 104 of the housing 102, the first seal bushing 122 is disposed on the mandrel 110, and the outer gear 124 is disposed on the mandrel 110. Be placed. The inner gear 132 and the second mandrel 138 are attached to the drive shaft 134, the respective teeth 126, 130 of the gears 132, 124 are rotatably meshed, and the inner gear 132 engages the first seal bushing 122. Assembled. The second piston 136 is attached to the upper surface of the mandrel 110, and the second seal bushing 148 is disposed on the second mandrel 138 and engages the outer gear 124. The downwardly extending flange 144 cooperates with the upwardly extending inner flange 120 to divide the interior of the outer gear into the inlet chamber and the outlet chamber of the motor 100, and the upper end cap 106 is attached to the base portion 104. And surrounds the housing 102. The flanges 120, 144 extend radially between the teeth 126 and 130 to form an inlet chamber on one side of the flange and an exhaust chamber on the other side of the flange.

動作に際しては、シャフト１３４は、車両の車輪などの負荷（図示せず）に結合される。加圧流体は、図１ａ〜図１ｅの高圧導管２０などの流体システムから、一方のポート１０７を介して導入され、ボア孔１４６を通ってギア１２４，１２８の入口チャンバ側に導かれ、噛合する歯１２６，１３０に対して作用して、ギア及びシャフトを回転させ、歯の間を通って排出チャンバへ流れ、他方のボア孔１４６を通って他方のポート１０７に排出される。第１のシールブッシング１２２は、内側ギア１２８と第１のマンドレル１１０との間に回転シールを提供し、第２のシールブッシング１４８は、外側ギア１２４と第２のマンドレル１４０との間に回転シールを提供し、入口チャンバと排出チャンバとの完全性を確保する。本発明によるモータ１００は、流体のシールを維持し、モータ１００を効率的に動作させるために、シール１２２，１４８だけを必要とする。   In operation, shaft 134 is coupled to a load (not shown) such as a vehicle wheel. Pressurized fluid is introduced from a fluid system, such as the high pressure conduit 20 of FIGS. 1 a-1 e, through one port 107 and is directed through the bore hole 146 to the inlet chamber side of the gears 124, 128 for meshing. Acting on the teeth 126, 130 rotates the gear and shaft, flows between the teeth to the discharge chamber and is discharged to the other port 107 through the other bore hole 146. The first seal bushing 122 provides a rotational seal between the inner gear 128 and the first mandrel 110, and the second seal bushing 148 provides a rotational seal between the outer gear 124 and the second mandrel 140. And ensure the integrity of the inlet and outlet chambers. The motor 100 according to the present invention requires only the seals 122 and 148 to maintain a fluid seal and operate the motor 100 efficiently.

ギア１２４，１２８の歯１２６，１３０の間の通常の又はデフォルトの空間的関係は、歯１２６，１３０が実質的に歯のすべての軸線領域と係合するようになっている。そうした関係において、モータ１００は最大体積流れ又は最大出力を発生させる。本発明によるモータ１００は、内側ギア１２８がシャフト１３４に沿って軸線方向に可動なため、有利に最大容量から変化する。内側ギア１２８が第１のマンドレル１１０に向かって動くと、歯１２６，１３０のより少ない軸線方向の領域が係合し、このため、モータ１００の体積流れないし容量が減少する。
ユニット１００がモータとして構成されるとき、圧力の外部源、例えば、外部の液圧ポンプからの液圧流体、又はエアコンプレッサからの圧縮空気は、ポート１０７への体積流れを提供し、ギア１２４，１２８を回転させて、シャフト１３４に出力トルクを発生させる。圧力が変化すると、内側ギア１２８はシャフト１３４の軸線に沿って移動し、モータ１００の出力馬力を変化させる。モータ１００は、広く変化する出力負荷の下で出力回転数を制御するために有利に利用され、それらには、限定はしないが、自動車、タレット、大型機械、土建機械、大型井戸掘削機、船舶、農園設備などが含まれる。 The normal or default spatial relationship between the teeth 126, 130 of the gears 124, 128 is such that the teeth 126, 130 engage substantially all the axial regions of the teeth. In such a relationship, the motor 100 generates maximum volume flow or maximum output. The motor 100 according to the invention advantageously varies from its maximum capacity because the inner gear 128 is movable axially along the shaft 134. As the inner gear 128 moves toward the first mandrel 110, fewer axial regions of the teeth 126, 130 are engaged, thus reducing the volume flow or capacity of the motor 100.
When unit 100 is configured as a motor, an external source of pressure, eg, hydraulic fluid from an external hydraulic pump, or compressed air from an air compressor provides volumetric flow to port 107 and gears 124, 128 is rotated to generate an output torque on the shaft 134. As the pressure changes, the inner gear 128 moves along the axis of the shaft 134 and changes the output horsepower of the motor 100. The motor 100 is advantageously used to control the output speed under widely varying output loads, including but not limited to automobiles, turrets, large machines, earthworking machines, large well excavators, marine vessels. , Plantation equipment etc. are included.

ユニット１００が、図１ａ〜図１ｅのエンジン１２など、ポンプ及び原動力として構成されるときには、シャフト１３４を低速又は低トルクにて回転させ、ポンプ１００は、ポンプハウジング１０２の内圧に基づいてその出力を変化させることで、入力速度又は入力トルクを減少させるように反応する。この状態においては、出力ポート１０７は、排出チャンバ内に高い背圧を発生させ、内側ギア１２８はシャフト１３４の軸線に沿って移動し、ギア１２８が連続運転に平衡した又はほぼ平衡した、軸線に沿った位置になる。従って、ポンプ１００は、内側ギア１２８が上側マンドレル１４０に実質的に隣接している場合の最大出力又は容量から、内側ギア１２８が下側マンドレル１１０に実質的に隣接している場合の最小容量へと変化することができる。   When the unit 100 is configured as a pump and a driving force, such as the engine 12 of FIGS. 1 a to 1 e, the shaft 134 is rotated at a low speed or low torque, and the pump 100 outputs its output based on the internal pressure of the pump housing 102. By changing, it reacts to reduce the input speed or input torque. In this state, the output port 107 generates a high back pressure in the discharge chamber, the inner gear 128 moves along the axis of the shaft 134, and the gear 128 is in an axis that is balanced or nearly balanced in continuous operation. It becomes the position along. Thus, the pump 100 is from a maximum output or capacity when the inner gear 128 is substantially adjacent to the upper mandrel 140 to a minimum capacity when the inner gear 128 is substantially adjacent to the lower mandrel 110. And can change.

次に、図５を参照すると、本発明による外側ギア装置の全体を符号２００にて示している。装置２００は、当業者が理解するように、ポンプとして、または、モータとして動作するように構成されているが、説明を簡単にするため以下の本発明の説明においてはポンプとして参照する。外歯ギアポンプ２００は、本体部分２０８によって結合された第１の端部キャップ２０４と第２の端部キャップ２０６とを有してなる中空のハウジング２０２を具備している。好ましくは、第１の端部キャップ２０４と第２の端部キャップ２０６とは、例えば、高強度ボルトなどの複数の固定具２１０によって、本体部分２０８に取り付けられる。本体部分２０８は、内部に凹部２１２を形成している。   Referring now to FIG. 5, the entire outer gear device according to the present invention is shown at 200. The device 200 is configured to operate as a pump or as a motor, as will be appreciated by those skilled in the art, but will be referred to as a pump in the following description of the invention for ease of explanation. The external gear pump 200 includes a hollow housing 202 having a first end cap 204 and a second end cap 206 joined by a body portion 208. Preferably, the first end cap 204 and the second end cap 206 are attached to the body portion 208 by a plurality of fasteners 210 such as, for example, high strength bolts. The main body portion 208 has a recess 212 formed therein.

第１のギア２１４は、その外面に形成された複数の歯２１６を有し、第２のギア２１８は、その外面に形成された複数の歯２２０を有し、ハウジング２０２の凹部２１２内に配置されるように適合している。それぞれのギア２１４，２１８の歯２１６，２２０は、ポンプ２００の動作中に、凹部ないしポンプキャビティ２１２内にて回転可能に噛合して動作する。第１のギア２１４はシャフト２２２を延在させて有し、第２のギア２１６は段差のあるシャフト２２４を延在させて有している。第１のギア２１４はシャフト２２２に固定され、第２のギア２１８はシャフト２２４に沿って軸線方向に可動になっている。シャフト２２２，２２４は、軸線方向の反対側に延びており、シャフト２２４はシャフト２２２の長さに比べて長くなっている。第１のシールスリーブ２２６は第１のギア２１４を受け入れる内歯を有し、第２のシールスリーブ２２８は第２のギア２１８の端部を受け入れる内歯を有している。   The first gear 214 has a plurality of teeth 216 formed on the outer surface thereof, and the second gear 218 has a plurality of teeth 220 formed on the outer surface thereof and is disposed in the recess 212 of the housing 202. Is adapted to be. The teeth 216 and 220 of the respective gears 214 and 218 operate while meshing so as to be rotatable in the recess or the pump cavity 212 during the operation of the pump 200. The first gear 214 has the shaft 222 extended, and the second gear 216 has the stepped shaft 224 extended. The first gear 214 is fixed to the shaft 222, and the second gear 218 is movable along the shaft 224 in the axial direction. The shafts 222 and 224 extend to the opposite side in the axial direction, and the shaft 224 is longer than the length of the shaft 222. The first seal sleeve 226 has internal teeth that receive the first gear 214, and the second seal sleeve 228 has internal teeth that receive the end of the second gear 218.

プレート取付物２３０は、下向きに延びたフランジ２３２を具備し、第１のスラスト板２３４の平坦な上面に取り付けられている。好ましくは、スラスト板２３４は、高強度ボルトなどの複数の固定具２３６によって取付物２３０に取り付けられる。シャフト２２２の自由端は、取付物２３０及びスラスト板２３４に形成された開口部に延通している。シャフト２２２の自由端は、一対のナット２３８によって、取付物２３０及びスラスト板２３４に回転可能に固定され、ボールベアリング、ローラーベアリングなどのベアリング２４０によって回転可能に支持される。第２のシールスリーブ２２８は、フランジ２３２に隣接した取付物２３０の凹部に受け入れられる。シャフト２２２が取付物２３０及びスラスト板２３４に取り付けられたとき、ギア２１４はハウジング２０２に対して軸線方向に固定される。   The plate attachment 230 includes a flange 232 extending downward and is attached to the flat upper surface of the first thrust plate 234. Preferably, the thrust plate 234 is attached to the attachment 230 by a plurality of fixtures 236 such as high-strength bolts. The free end of the shaft 222 extends through an opening formed in the attachment 230 and the thrust plate 234. The free end of the shaft 222 is rotatably fixed to the attachment 230 and the thrust plate 234 by a pair of nuts 238 and is rotatably supported by a bearing 240 such as a ball bearing or a roller bearing. The second seal sleeve 228 is received in a recess in the attachment 230 adjacent to the flange 232. When the shaft 222 is attached to the attachment 230 and the thrust plate 234, the gear 214 is fixed to the housing 202 in the axial direction.

第２のスラスト板２４２は、高強度ボルトなどの複数の固定具２４４によって、第１の端部キャップ２０４の上面２０５に取り付けられる。板２４２は、シャフト２２４の自由端を受け入れる開口部と、第１の端部キャップ２０４の上面に隣接させて第１のシールスリーブを受け入れて配置する大きな開口部とを具備している。シャフト２２４の自由端は、板２４２の開口部を延通し、段差にある一対のナット２４６に螺合し、ボールベアリング、ローラーベアリングなどのベアリング２４８によって回転可能に支持されている。ベアリング２４８は好ましくは、第１の端部キャップ２０４の上面に形成されたキャビティ２５０に配置され、一方、ナット２４６は、シャフト２２４を上面２０５とは反対側の下面にて端部キャップに取り付ける。シャフト２２４の自由端は、端部キャップ２０４の下面を越えて所定の距離だけ延在し、ポンプ２００の駆動シャフト又は出力シャフトとして作用する。
本体部分２０８には、第１のポート２５２と第２のポート２５４とが形成され、それぞれ内面と外面との間に延びている。一方のポート２５２，２５４は、図１ａ〜図１ｅの液圧流体源１８などの流体システムの低圧部分に接続され、他方のポート２５２，２５４は、図１ａ〜図１ｅの高圧導管２０などの流体システムの高圧又は加圧部分に接続される。 The second thrust plate 242 is attached to the upper surface 205 of the first end cap 204 by a plurality of fixtures 244 such as high-strength bolts. The plate 242 includes an opening for receiving the free end of the shaft 224 and a large opening for receiving and placing a first seal sleeve adjacent the top surface of the first end cap 204. The free end of the shaft 224 extends through the opening of the plate 242, is screwed into a pair of nuts 246 at steps, and is rotatably supported by a bearing 248 such as a ball bearing or a roller bearing. The bearing 248 is preferably disposed in a cavity 250 formed in the upper surface of the first end cap 204, while the nut 246 attaches the shaft 224 to the end cap on the lower surface opposite the upper surface 205. The free end of the shaft 224 extends a predetermined distance beyond the lower surface of the end cap 204 and acts as a drive or output shaft for the pump 200.
A first port 252 and a second port 254 are formed in the body portion 208 and extend between the inner surface and the outer surface, respectively. One port 252, 254 is connected to a low pressure portion of a fluid system such as the hydraulic fluid source 18 of FIGS. 1 a-1 e, and the other port 252, 254 is a fluid such as the high pressure conduit 20 of FIGS. 1 a-1 e. Connected to the high pressure or pressurized part of the system.

動作に際しては、シャフト２２４は、図１ａ〜図１ｅのエンジン１２などの原動力に結合される。原動力がシャフト２２４を回転させると、ギア２１８が回転し、ギア２１４を回転させる。流体は、一方のポート２５２又は２５４を通って流体システムに導入され、当業者に良く知られているように、噛合する歯２１６，２２０の間に捕らえられ、他方のポート２５２又は２５４から排出される。ハウジング２０２には適当な通路が形成され、ポンプ２００の動作中に、確実に流体を正しく導く。第１のシールスリーブ２２６は、第１のギア２１４と上面２０５との間に回転シールを提供し、第２のシールスリーブ２２８は、第２のギア２１８と取付物２３０との間に回転シールを提供し、ポンプキャビティ２１２の完全性を確保する。本発明によるポンプ２００は、シールを維持し、ポンプ２００を効率的に動作させるために、シールスリーブ２２６，２２８だけを必要とする。   In operation, the shaft 224 is coupled to a driving force such as the engine 12 of FIGS. 1a-1e. When the driving force rotates the shaft 224, the gear 218 rotates and the gear 214 rotates. Fluid is introduced into the fluid system through one port 252 or 254 and is trapped between meshing teeth 216 and 220 and discharged from the other port 252 or 254, as is well known to those skilled in the art. The Appropriate passages are formed in the housing 202 to ensure that the fluid is directed correctly during operation of the pump 200. The first seal sleeve 226 provides a rotational seal between the first gear 214 and the top surface 205, and the second seal sleeve 228 provides a rotational seal between the second gear 218 and the attachment 230. Providing and ensuring the integrity of the pump cavity 212. The pump 200 according to the present invention requires only seal sleeves 226 and 228 to maintain the seal and operate the pump 200 efficiently.

ギア２１４，２１８の歯２１６，２２０の間の通常の又はデフォルトの空間的関係は、歯２１６，２２０が実質的に歯のすべての軸線領域と係合するようになっている。そうした関係において、ポンプ２００は最大体積流れ又は最大容量を発生させる。本発明によるポンプ２００は、第２のギア２１８がシャフト２２４に沿って軸線方向に可動なため、有利に最大容量から変化する。第２のギア２１８が下側スラスト板２４２に向かって動くと、歯２１６，２２０のより少ない軸線方向の領域が係合し、このため、ポンプ２００の体積流れないし容量が減少する。代表的には、原動力がシャフト２２４を低速又は低トルクにて回転させるときに生じ、ポンプ２００は、ポンプハウジング２０２の内圧に基づいてその出力を変化させることで、入力速度又は入力トルクを減少させるように反応する。この状態においては、出力ポート２５２又は２５４は、凹部２１２内に高い背圧を発生させ、第２のギア２１８はシャフト２２４の軸線に沿って移動し、ギア２１８が連続運転に平衡した又はほぼ平衡した、軸線に沿った位置になる。従って、ポンプ２００は、ギア２１８が取付物２３０に実質的に隣接している場合の最大出力又は容量から、ギア２１８が下側スラスト板２４２に実質的に隣接している場合の最小容量へと変化することができる。   The normal or default spatial relationship between the teeth 216, 220 of the gears 214, 218 is such that the teeth 216, 220 engage substantially all the axial regions of the teeth. In such a relationship, the pump 200 generates a maximum volume flow or maximum capacity. The pump 200 according to the invention advantageously varies from maximum capacity because the second gear 218 is movable axially along the shaft 224. As the second gear 218 moves toward the lower thrust plate 242, fewer axial regions of the teeth 216, 220 are engaged, thus reducing the volume flow or capacity of the pump 200. Typically, the motive force occurs when the shaft 224 rotates at a low speed or low torque, and the pump 200 reduces its input speed or input torque by changing its output based on the internal pressure of the pump housing 202. To react. In this state, the output port 252 or 254 creates a high back pressure in the recess 212 and the second gear 218 moves along the axis of the shaft 224 so that the gear 218 is balanced or nearly balanced for continuous operation. The position is along the axis. Thus, the pump 200 moves from a maximum output or capacity when the gear 218 is substantially adjacent to the attachment 230 to a minimum capacity when the gear 218 is substantially adjacent to the lower thrust plate 242. Can change.

装置２００がモータとして構成されるとき、圧力の外部源、例えば、外部の液圧ポンプからの液圧流体、又はエアコンプレッサからの圧縮空気は、ポート２５２，２５４への体積流れを提供し、ギア２１４，２１８を回転させて、シャフト２２４に出力トルクを発生させる。圧力が変化すると、第２のギア２１８はシャフト２２４の軸線に沿って移動し、モータ２００の出力馬力を変化させる。モータ２００は、広く変化する出力負荷の下で出力回転数を制御するために有利に利用され、それらには、限定はしないが、自動車、タレット、大型機械、土建機械、大型井戸掘削機、船舶、農園設備などが含まれる。
システム１０の動作において、エンジン１２が始動すると、ポンプ／モータ１６にトルクを供給し、これにより、高圧導管２０に加圧された液圧流体が供給される。アキュムレータ３８は、導管２０の内部の液圧圧力を比較的安定させて維持し、当業者が良く知る方法で、エネルギーの保存を提供する。導管２０の圧力は、導管４６，６２，９８に伝達される。 When the apparatus 200 is configured as a motor, an external source of pressure, eg, hydraulic fluid from an external hydraulic pump, or compressed air from an air compressor provides volumetric flow to ports 252 and 254, and gears The output torque is generated in the shaft 224 by rotating the 214 and 218. When the pressure changes, the second gear 218 moves along the axis of the shaft 224 and changes the output horsepower of the motor 200. The motor 200 is advantageously used to control the output speed under widely varying output loads, including but not limited to automobiles, turrets, large machines, earthmoving machines, large well excavators, ships , Plantation equipment etc. are included.
In operation of system 10, when engine 12 is started, torque is supplied to pump / motor 16, thereby supplying pressurized hydraulic fluid to high pressure conduit 20. The accumulator 38 maintains the hydraulic pressure within the conduit 20 relatively stable and provides energy conservation in a manner well known to those skilled in the art. The pressure in the conduit 20 is transmitted to the conduits 46, 62 and 98.

図１ａを参照すると、モード選択弁４４がＤすなわちドライブ位置にあり、ブレーキオーバーライド装置５４が５４ａの位置にあるとき、液圧流体は導管４６を通って流れ、モード選択弁４４を通り、Ｄ位置の矢印で示した方向に導管５０を出て、ブレーキオーバーライド装置５４を通り、５４ａの位置の矢印で示した方向に導管５６を出て、それぞれモータ７６ａ〜７６ｄの上側ポート７７ａ〜７７ｄに達し、モータ７６ａ〜７６ｄを通ってそれぞれ下側ポート７８ａ〜７８ｄに達し、圧力を降下させて、当業者に公知の方法で、それぞれのモータ７６ａ〜７６ｄに前方方向への出力トルクを提供する。下側ポート７８ａ〜７８ｄの低圧液圧流体は、導管５８を通り、ブレーキオーバーライド装置を通り、５４ａの位置の矢印の方向に導管５２を出て、モード選択弁４４を通って、Ｄ位置の矢印の方向に導管４８を出て、液圧流体源１８に達する。   Referring to FIG. 1a, when the mode selection valve 44 is in the D or drive position and the brake override device 54 is in the 54a position, hydraulic fluid flows through the conduit 46, through the mode selection valve 44, and into the D position. Exit the conduit 50 in the direction indicated by the arrow, pass through the brake override device 54, exit the conduit 56 in the direction indicated by the arrow 54a, and reach the upper ports 77a-77d of the motors 76a-76d, respectively. Reach the lower ports 78a-78d through motors 76a-76d, respectively, and reduce the pressure to provide forward output torque to each motor 76a-76d in a manner known to those skilled in the art. The low pressure hydraulic fluid in the lower ports 78a-78d passes through the conduit 58, through the brake override device, exits the conduit 52 in the direction of the arrow at position 54a, passes through the mode select valve 44, and passes through the arrow at the D position. Exit the conduit 48 in the direction of to the hydraulic fluid source 18.

図１ｂを参照すると、モード選択弁４４がＮすなわちニュートラル位置にあり、ブレーキオーバーライド装置５４が５４ａの位置にあるとき、液圧流体は導管４６を通って流れるが、Ｎ位置の導管４６に隣接したキャップによって、モード選択弁４４を通って流れることは阻止される。出力導管５０，５２は、導管４８の低圧液圧流体に連通し、従って、ブレーキオーバーライド装置５４又はモータ７６ａ〜７６ｄへ流体が流れることはなく、導管５０，５６内の圧力は、導管５２，５８内の圧力と釣り合う。Ｎ位置にあるとき、いずれかのモータ７６ａ〜７６ｄが油の流れを必要とするならば、リザーバ１８からの油がモータ７６ａ〜７６ｄに流れることができる。   Referring to FIG. 1b, when the mode select valve 44 is in the N or neutral position and the brake override device 54 is in the 54a position, hydraulic fluid flows through the conduit 46 but adjacent to the N position conduit 46. The cap prevents flow through the mode selection valve 44. The output conduits 50, 52 are in communication with the low pressure hydraulic fluid in the conduit 48 so that no fluid flows to the brake override device 54 or the motors 76a-76d, and the pressure in the conduits 50, 56 is controlled by the conduits 52, 58. Balance with the pressure inside. When in the N position, if any motor 76a-76d requires oil flow, oil from reservoir 18 can flow to motors 76a-76d.

図１ｃを参照すると、モード選択弁４４がＲすなわちリバース位置にあり、ブレーキオーバーライド装置５４が５４ａの位置にあるとき、液圧流体は導管４６を通って流れ、モード選択弁４４を通り、Ｒ位置の矢印で示した方向に導管５２を出て、ブレーキオーバーライド装置５４を通り、５４ａの位置の矢印で示した方向に導管５８を出て、それぞれモータ７６ａ〜７６ｄの下側ポート７８ａ〜７８ｄに達し、モータ７６ａ〜７６ｄを通ってそれぞれの上側ポート７７ａ〜７７ｄに達し、圧力を降下させて、当業者に公知の方法で、それぞれのモータ７６ａ〜７６ｄに後進方向の出力トルクを提供する。下側ポート７７ａ〜７７ｄの低圧液圧流体は、導管５６を通り、ブレーキオーバーライド装置を通り、５４ａの位置の矢印の方向に導管５０を出て、モード選択弁４４を通って、Ｄ位置の矢印の方向に導管４８を出て、液圧流体源１８に達する。   Referring to FIG. 1c, when the mode selection valve 44 is in the R or reverse position and the brake override device 54 is in the 54a position, hydraulic fluid flows through the conduit 46, through the mode selection valve 44, and into the R position. Exits the conduit 52 in the direction indicated by the arrow, passes through the brake override device 54, exits the conduit 58 in the direction indicated by the arrow 54a, and reaches the lower ports 78a-78d of the motors 76a-76d, respectively. , Through the motors 76a-76d to the respective upper ports 77a-77d to reduce the pressure and provide the output torque in the reverse direction to the respective motors 76a-76d in a manner known to those skilled in the art. The low pressure hydraulic fluid in the lower ports 77a-77d passes through the conduit 56, through the brake override device, exits the conduit 50 in the direction of the arrow at position 54a, passes through the mode select valve 44, and passes through the arrow at the D position. Exit the conduit 48 in the direction of to the hydraulic fluid source 18.

図１ｄを参照すると、モード選択弁４４がＰすなわちパーキング位置にあり、ブレーキオーバーライド装置５４が５４ａの位置にあるとき、液圧流体は、あらゆる導管４６，４８，５０，５２を通って流れることはなく、というのは、Ｐ位置においてはそれぞれの導管４６，４８，５０，５２に隣接したキャップによって、モータ７６ａ〜７６ｄを通るあらゆる流れが阻止されるためである。   Referring to FIG. 1d, when the mode selection valve 44 is in the P or parking position and the brake override device 54 is in the 54a position, hydraulic fluid will not flow through any of the conduits 46, 48, 50, 52. Not because, in the P position, any flow through motors 76a-76d is blocked by the cap adjacent to each conduit 46, 48, 50, 52.

上に概説したように、ブレーキオーバーライド装置５４は、第１の位置５４ａにおいては、（モード選択弁４４の位置に応じて）液圧流体が導管５０と５６の間、及び導管５２と５８との間にて流れることを許容する。しかしながら、図１ｅに最も良く示されるように、第２の位置５４ｂにおいては、液圧流体はあらゆる導管５０，５２，５６，５８を通って流れることはなく、というのは、第２の位置５４ｂにおいてそれぞれの導管５０，５２，５６，５８に隣接したキャップがブレーキオーバーライド装置５４を通るいかなる流れも阻止するためである。ブレーキオーバーライド装置５４は、ブレーキ７２の操作とコネクタ７３に沿った信号の伝達によって、通常の第１の位置５４ａから第２の位置５４ｂへと動き、液圧流体が容量制御弁４４からモータ７６ａ〜７６ｄへ流れることを阻止する。   As outlined above, the brake override device 54 in the first position 54a has hydraulic fluid between the conduits 50 and 56 and between the conduits 52 and 58 (depending on the position of the mode selection valve 44). Allow to flow in between. However, as best shown in FIG. 1e, in the second position 54b, hydraulic fluid does not flow through any conduits 50, 52, 56, 58 because the second position 54b. This is because the cap adjacent to the respective conduit 50, 52, 56, 58 prevents any flow through the brake override device 54. The brake override device 54 moves from the normal first position 54a to the second position 54b by the operation of the brake 72 and the transmission of a signal along the connector 73, and hydraulic fluid is transferred from the capacity control valve 44 to the motors 76a to 76b. The flow to 76d is prevented.

動作に際しては、モード選択弁４４がＤすなわちドライブ位置にあるとき、ブレーキ７２に係合すると、オーバーライド装置５４が第２の位置５４ｂに動き、モータ７６ａ〜７６ｄの唯一の液圧流体源は、一方弁のブリッジ回路８２を通る源であり、従って、すべての流体の流れは一方弁のブリッジ回路８２を経由する。制動中には、モータ７６ａ〜７６ｄはポンプとして機能し始め、有利には、制動中の車両の車輪の回転からエネルギーを取り戻す。Ｄ位置における制動時には、液圧流体は、液圧流体源１８から、導管９４を通り、一方弁８６を通り、導管９２を通って、上側ポート７７ａ〜７７ｄに至り、モータ７６ａ〜７６ｄに至って、液圧流体の圧力は上昇する。高圧液圧流体は、モータ７６ａ〜７６ｄから流れ、下側ポート７８ａ〜７８ｄを通り、導管９６を通り、導管９６内の圧力が導管９８に比べて高いならば、一方弁９０を通って導管９８に入り、高圧液圧流体は導管２０に流れてアキュムレータ３８を再充填する。   In operation, when the mode select valve 44 is in the D or drive position, engagement of the brake 72 causes the override device 54 to move to the second position 54b and the only hydraulic fluid source of the motors 76a-76d is It is the source through the valve bridge circuit 82, so all fluid flow goes through the one-way valve bridge circuit 82. During braking, the motors 76a-76d begin to function as pumps and advantageously recover energy from the rotation of the vehicle wheels during braking. During braking in the D position, hydraulic fluid passes from hydraulic fluid source 18 through conduit 94, through one-way valve 86, through conduit 92, to upper ports 77a-77d, to motors 76a-76d, The pressure of the hydraulic fluid increases. High pressure hydraulic fluid flows from the motors 76a-76d, passes through the lower ports 78a-78d, through the conduit 96, and if the pressure in the conduit 96 is higher than the conduit 98, through the one-way valve 90 to the conduit 98. The high pressure hydraulic fluid flows into the conduit 20 and refills the accumulator 38.

モード選択弁４４がＲ位置であるときの制動時には、液圧流体は、液圧流体源１８から、導管９４を通り、一方弁８８を通り、導管９６を通って、下側ポート７８ａ〜７８ｄへ至り、モータ７６ａ〜７６ｄへ至って、液圧流体の圧力は上昇する。高圧液圧流体は、モータ７６ａ〜７６ｄから流れ、上側ポート７７ａ〜７７ｄを通り、導管９２を通り、導管９２内の圧力が導管９８に比べて高いならば、一方弁８４を通って導管９８に入り、高圧液圧流体は導管２０に流れてアキュムレータ３８を再充填する。   During braking when the mode select valve 44 is in the R position, hydraulic fluid passes from the hydraulic fluid source 18 through the conduit 94, through the one-way valve 88, through the conduit 96, and to the lower ports 78a-78d. Thus, the pressure of the hydraulic fluid rises to the motors 76a to 76d. High pressure hydraulic fluid flows from the motors 76a-76d, passes through the upper ports 77a-77d, through the conduit 92, and if the pressure in the conduit 92 is high compared to the conduit 98, through the one-way valve 84 to the conduit 98. Upon entering, the high pressure hydraulic fluid flows into conduit 20 and refills accumulator 38.

一方弁のブリッジ回路８２は、いったん車両が完全に停車すると、液圧流体がモータ７６ａ〜７６ｄに逆方向に流れることを阻止する。モード選択弁４４がＤ位置にある制動時には、ブレーキオーバーライド装置５４は位置５４ｂへと動いて、モード選択弁４４からモータ７６ａ〜７６ｄへの流れを阻止する。高圧導管２０からの流れは、導管９８を介してモータ７６ａ〜７６ｄに到達しようと試みるが、一方弁８４，９０によってモータに流れるのを阻止される。一方弁のブリッジ回路８２は、導管９２から一方弁８４を通して、又は導管９６から一方弁９０を通して、導管９８への流れを許容するが、これが生じるのは、導管５６，９２又は導管５８，９６の圧力が導管９８の圧力に比べて高い場合だけである。導管９２の圧力が、導管９８及び導管９４の圧力に比べて低いならば、一方弁８６は開くけれども、導管９４が低圧であるために、リザーバ１８から導管９２への流れは生じない。同様に、導管９６の圧力が、導管９８及び導管９４の圧力に比べて低いならば、一方弁８８は開くけれども、導管９４が低圧であるために、リザーバ１８から導管９６への流れは生じることがなく、有利には、車両が完全に停車した後に、高圧液圧流体が、モータ７６ａ〜７６ｄを逆方向に係合させることを阻止する。   On the other hand, the valve bridge circuit 82 prevents hydraulic fluid from flowing in the reverse direction to the motors 76a-76d once the vehicle is completely stopped. During braking when the mode selection valve 44 is in the D position, the brake override device 54 moves to the position 54b and blocks the flow from the mode selection valve 44 to the motors 76a to 76d. The flow from high pressure conduit 20 attempts to reach motors 76a-76d via conduit 98, but is blocked from flowing to the motor by valves 84,90. The one-valve bridge circuit 82 allows flow from the conduit 92 through the one-way valve 84 or from the conduit 96 through the one-way valve 90 to the conduit 98, which occurs for the conduits 56, 92 or the conduits 58, 96. Only if the pressure is higher than the pressure in conduit 98. If the pressure in conduit 92 is low compared to the pressure in conduit 98 and conduit 94, while valve 86 is open, there is no flow from reservoir 18 to conduit 92 because conduit 94 is at a low pressure. Similarly, if the pressure in conduit 96 is low compared to the pressure in conduit 98 and conduit 94, one-way valve 88 will open, but flow from reservoir 18 to conduit 96 will occur because conduit 94 is at a low pressure. Advantageously, high pressure hydraulic fluid prevents the motors 76a-76d from engaging in the opposite direction after the vehicle has completely stopped.

動作に際しては、システム１０を通る液圧流体の流れは、オペレータによって、容量制御弁６０に結合されたアクセル７０とブレーキ７２とを介して制御される。コネクタ８０と結合部７５ａ〜７５ｄとは、適当なリンクなどによって一緒に結合され、モータ７６ａ〜７６ｄに、結合部７５ａ〜７５ｄを介して容量制御弁６０にフィードバックを提供するが、これは、コネクタ８０が結合部７５ａ〜７５ｄを介してモータ７６ａ〜７６ｄに制御を提供するのと同じ方法である。
例えば、車両のユーザ（図示せず）がアクセルを押すと、フィードバックコネクタ８０は加速方向へ動き、容量制御弁６０は位置６０ａに向けて動く。導管６２からの高圧流体は、容量制御弁６０のポートを通って流れ、導管６６内の圧力を高め、シリンダ７４ａ〜７４ｄに流入する。導管６６内の圧力は導管６８の圧力に比べて高いから、コネクタ７５ａ〜７５ｄは加速方向へと動き、容量を増加させ、従ってモータ７６ａ〜７６ｄの出力トルクを増加させる。 In operation, hydraulic fluid flow through the system 10 is controlled by an operator via an accelerator 70 and a brake 72 coupled to the displacement control valve 60. The connector 80 and the coupling portions 75a to 75d are coupled together by an appropriate link or the like, and provide feedback to the displacement control valve 60 via the coupling portions 75a to 75d to the motors 76a to 76d. This is the same way 80 provides control to motors 76a-76d via couplings 75a-75d.
For example, when a vehicle user (not shown) pushes the accelerator, the feedback connector 80 moves in the acceleration direction, and the displacement control valve 60 moves toward the position 60a. High pressure fluid from the conduit 62 flows through the port of the displacement control valve 60, increases the pressure in the conduit 66, and flows into the cylinders 74a-74d. Since the pressure in conduit 66 is higher than the pressure in conduit 68, connectors 75a-75d move in the acceleration direction, increasing capacity and thus increasing the output torque of motors 76a-76d.

いったん、モータ７６ａ〜７６ｄの所望の出力トルクに達したならば、モータ７６ａ〜７６ｄは、コネクタ７５ａ〜７５ｄを減速方向へ動かして、スロットルを戻し、導管６６の圧力を減少させ、導管６８の圧力を増加させる。この動きは、フィードバックコネクタ８０によって容量制御弁６０に伝達され、容量制御弁を位置６０ｂへ向けて動かす。位置６０ｂにおいては、容量制御弁を通る流れは存在しないので、コネクタ７５ａ〜７５ｄは静止して維持され、容量、もってモータ７６ａ〜７６ｄの出力トルクは一定に維持される。
ユーザが彼又は彼女の足をアクセル７０から離すと、これにより、フィードバックコネクタ８０は減速方向へと動き、容量制御弁６０は位置６０ｃに向かって移動する。導管６２からの高圧流体は、容量制御弁６０のポートを通って流れ、導管６８内の圧力を増加させ、シリンダ７４ａ〜７４ｄへと流れる。導管６８の圧力は導管６６の圧力に比べて高いので、コネクタ７５ａ〜７５ｄは減速方向へと動き、容量、もってモータ７６ａ〜７６ｄの出力トルクを減少させる。 Once the desired output torque of motors 76a-76d has been reached, motors 76a-76d move connectors 75a-75d in a decelerating direction to return the throttle, reducing the pressure in conduit 66 and reducing the pressure in conduit 68. Increase. This movement is transmitted to the displacement control valve 60 by the feedback connector 80, and moves the displacement control valve toward the position 60b. At position 60b, there is no flow through the capacity control valve, so connectors 75a-75d are kept stationary and the output torque of motors 76a-76d is kept constant with capacity.
When the user removes his or her foot from the accelerator 70, this causes the feedback connector 80 to move in the deceleration direction and the displacement control valve 60 to move toward position 60c. High pressure fluid from conduit 62 flows through the port of volume control valve 60, increasing the pressure in conduit 68 and flowing to cylinders 74a-74d. Since the pressure in the conduit 68 is higher than the pressure in the conduit 66, the connectors 75a to 75d move in the decelerating direction, thereby reducing the output torque of the motors 76a to 76d by the capacity.

有利には、アクセル７０とエンジン１２との間にはいかなる直接的な結合も存在しない。むしろ、エンジン１２の運転及び制御は、（ライン４２の信号に基づく）エンジン速度と、（アクセルの位置によって影響を受ける容量制御弁６０の位置に基づく）トルクと、（ライン３８ａの信号に基づく）システム圧力との組合せに基づいて行われる。この入力の組合せによって、システム１０のスロットル制御モジュール４０は、既知のエンジン効率パラメータに基づいて、従って、エンジン１２及びシステム１０の比例制御を提供して、エンジン１２を常にそのピーク効率にて運転する。システム１０が完全に充填されたときには、エンジン１２は有利には停止して、瞬間燃料消費をゼロに減少させる。システム圧力が低下すると、エンジン１２は再始動して、再び導管２０に圧力を提供する。
エアコンのコンプレッサ２４と、電力管理モジュール２８と、アキュムレータ３８との状態ないし運転状態に基づいて（ライン２４ａ，２８ａ，３８ａのそれぞれの信号によって決定されるように）、スロットル制御モジュール４０はライン４２へと信号を送り、エンジン１２を始動又は停止させ、及び／又は、ポンプ／モータ１６の容量を変化させる。 Advantageously, there is no direct coupling between the accelerator 70 and the engine 12. Rather, the operation and control of the engine 12 is based on engine speed (based on signal on line 42), torque (based on displacement control valve 60 position affected by accelerator position), and (based on signal on line 38a). This is based on a combination with system pressure. With this combination of inputs, the throttle control module 40 of the system 10 provides proportional control of the engine 12 and the system 10 based on known engine efficiency parameters, thus operating the engine 12 at its peak efficiency at all times. . When the system 10 is fully filled, the engine 12 is advantageously stopped to reduce instantaneous fuel consumption to zero. When the system pressure drops, the engine 12 restarts and again provides pressure to the conduit 20.
Based on the state or operating state of the air conditioner compressor 24, power management module 28, and accumulator 38 (as determined by the respective signals on lines 24a, 28a, 38a), throttle control module 40 goes to line 42. To start or stop the engine 12 and / or change the capacity of the pump / motor 16.

導管２０内のシステム圧力が増加すると、アキュムレータ３８は満たされて、ポンプ／モータ１６からの流量は減少する。ポンプ／モータ１６の流れは、モータ７６ａ〜７６ｄの出力に起因してシステム圧力が減少するまで、減少し続ける。ポンプ／モータ１６の流れがゼロ流れになるといつでも、エンジン１２は、再び流れが必要になるまで、停止する。また、アクセサリーが出力を要求してエンジン１２が停止するのを防ぐならば（アクセサリーはエンジン１２にクラッチ結合されているものとする）、ポンプ／モータ１６の流れは減少する。パワートレインシステム１０は、出力消費の率を平均化することによって、その効率を得る。間欠的なバーストに必要なエネルギーは、アキュムレータ３８に格納されたエネルギーによって供給される。ポンプ／モータ１６は、車両を推進させるのに必要な平均流れに比べて大きな流れを提供する。ポンプ１６によって得られた余分な流れは、アキュムレータ３８に格納される。   As the system pressure in conduit 20 increases, accumulator 38 fills and the flow from pump / motor 16 decreases. Pump / motor 16 flow continues to decrease until system pressure decreases due to the output of motors 76a-76d. Whenever the flow of the pump / motor 16 reaches zero, the engine 12 stops until a flow is needed again. Also, if the accessory requires power and prevents the engine 12 from stopping (assuming the accessory is clutched to the engine 12), the pump / motor 16 flow is reduced. The powertrain system 10 obtains its efficiency by averaging the rate of power consumption. The energy required for the intermittent burst is supplied by the energy stored in the accumulator 38. The pump / motor 16 provides a large flow compared to the average flow required to propel the vehicle. Excess flow obtained by the pump 16 is stored in the accumulator 38.

本発明による液圧式ハイブリッド・パワートレインシステム１０は、有利には、複雑でなく、率直な、制御方法論を提供し、モータ７６ａ〜７６ｄからの出力トルクレスポンスが、いったんそれらの容量が増加すれば、非常に迅速であるという事実のおかげで、システム１０のための非常に敏感な制御手段を提供する。
当業者は認識するだろうが、本発明によるシステム１０は、液圧出力を任意の数のシステムに供給するのに利用され、それらには、限定はしないが、船やボート、又は潜水艦などの浮上又は潜水船舶の推進システム、ヘリコプターの推進システムなどが含まれる。要するに、ポンプ／モータ１６の出力は、パワートレインシステム１０と併用されて、モータ７６ａ〜７６ｄなどのあらゆる数の液圧モータをあらゆる数の目的のために駆動し、これらは本発明の範囲に含まれる。
コネクタ７３，７５ａ〜７５ｄ，８０、及びライン２４ａ，２８ａ，３８ａ，４２の信号は、液圧ライン、ケーブル、金属棒などの任意のタイプの機械的なコネクタであるか、または、ソレノイドバルブと通信する電気信号であり、これらは本発明の範囲内に含まれる。 The hydraulic hybrid powertrain system 10 according to the present invention advantageously provides an uncomplicated and straightforward control methodology, and the output torque response from the motors 76a-76d once their capacity increases, Thanks to the fact that it is very quick, it provides a very sensitive control means for the system 10.
One skilled in the art will recognize that the system 10 according to the present invention can be used to provide hydraulic output to any number of systems, including but not limited to ships, boats, or submarines. Includes propulsion systems for ascent or submersibles, helicopter propulsion systems, etc. In short, the output of the pump / motor 16 is used in conjunction with the powertrain system 10 to drive any number of hydraulic motors, such as motors 76a-76d, for any number of purposes, and these are within the scope of the present invention. It is.
The signals on connectors 73, 75a-75d, 80 and lines 24a, 28a, 38a, 42 are any type of mechanical connectors such as hydraulic lines, cables, metal rods, or communicate with solenoid valves. Electrical signals that fall within the scope of the present invention.

特許法令の条項に従って、本発明を、その好ましい実施形態を表すと考えられるものにおいて説明した。しかしながら、本発明は、発明の精神又は範囲から逸脱せずに、明確に図示して説明したのとは異なるやり方で実施できることに留意すべきである。   In accordance with the provisions of the patent statute, the invention has been described in what is considered to represent its preferred embodiment. However, it should be noted that the invention can be practiced otherwise than as specifically illustrated and described without departing from the spirit or scope of the invention.

図１ａは、本発明による液圧式ハイブリッド・パワートレインシステムを示した模式図であって、モード選択弁が「ドライブ」の位置になっている。FIG. 1a is a schematic diagram illustrating a hydraulic hybrid powertrain system according to the present invention, with the mode selection valve in the “drive” position. 図１ｂは、図１ａの液圧式ハイブリッド・パワートレインシステムを示した図であって、モード選択弁は「ニュートラル」の位置になっている。FIG. 1 b shows the hydraulic hybrid powertrain system of FIG. 1 a with the mode selection valve in the “neutral” position. 図１ｃは、図１ａの液圧式ハイブリッド・パワートレインシステムを示した図であって、モード選択弁は「リバース」の位置になっている。FIG. 1c shows the hydraulic hybrid powertrain system of FIG. 1a, with the mode selection valve in the “reverse” position. 図１ｄは、図１ａの液圧式ハイブリッド・パワートレインシステムを示した図であって、モード選択弁は「パーキング」の位置になっている。FIG. 1d shows the hydraulic hybrid powertrain system of FIG. 1a with the mode selection valve in the “parking” position. 図１ｅは、図１ａの液圧式ハイブリッド・パワートレインシステムを示した図であって、ブレーキオーバーライド装置がオーバーライド位置になっている。FIG. 1e shows the hydraulic hybrid powertrain system of FIG. 1a with the brake override device in the override position. 図２は、図１ａ〜図１ｄの駆動モータ及び容量制御装置を拡大して示した模式図である。FIG. 2 is an enlarged schematic view of the drive motor and the capacity control device of FIGS. 1a to 1d. 図３は、図１ａ〜図１ｄのブレーキオーバーライド装置及び一方弁のブリッジ回路を拡大して示した模式図である。FIG. 3 is an enlarged schematic view of the brake override device and the one-way bridge circuit of FIGS. 1a to 1d. 図４は、本発明による内側ギアポンプ／モータを示した分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view showing an inner gear pump / motor according to the present invention. 図５は、本発明による外側ギアポンプ／モータを示した部分分解斜視図である。FIG. 5 is a partially exploded perspective view showing an outer gear pump / motor according to the present invention.

Claims (10)

液圧式ハイブリッド・パワートレインシステムであって、
高圧の流体を出力に発生させる動力装置と、
前記高圧の流体から出力に回転運動を発生させる少なくともひとつの駆動モータと、
前記動力装置と前記少なくともひとつの駆動モータとに接続され、前記少なくとも１つの駆動モータの動作のモードを選択するモード選択手段と、
前記動力装置と前記少なくともひとつの駆動モータに接続され、前記少なくとも１つの駆動モータの動作を制御する制御手段と、
前記少なくともひとつの駆動モータへの高圧流体の流れを中断するための選択的に動作するブレーキ手段と、
を備えていることを特徴とするシステム。 A hydraulic hybrid powertrain system,
A power unit that generates high-pressure fluid at the output;
At least one drive motor for generating a rotational movement from the high-pressure fluid to the output;
Mode selection means connected to the power unit and the at least one drive motor for selecting an operation mode of the at least one drive motor;
Control means connected to the power unit and the at least one drive motor for controlling the operation of the at least one drive motor;
Selectively operating brake means for interrupting the flow of high pressure fluid to the at least one drive motor;
A system characterized by comprising: 前記動力装置は、前記高圧流体を発生させるために液圧ポンプ／モータを駆動するエンジンを具備していることを特徴とする請求項１に記載のシステム。   The system of claim 1, wherein the power plant includes an engine that drives a hydraulic pump / motor to generate the high pressure fluid. 前記モード選択手段は、モード選択弁を具備し、ドライブモード及びリバースモードにおいては、前記動力装置の出力と低圧流体源との間に前記少なくともひとつの駆動モータを接続し、ニュートラルモードにおいては、前記少なくともひとつの駆動モータを前記動力装置の出力から係脱させて前記低圧流体源に接続し、パーキングモードにおいては、前記少なくともひとつの駆動モータを前記動力装置の出力及び前記低圧流体源から係脱させることを特徴とする請求項１に記載のシステム。   The mode selection means includes a mode selection valve. In the drive mode and the reverse mode, the at least one drive motor is connected between the output of the power unit and a low-pressure fluid source, and in the neutral mode, the mode selection valve At least one drive motor is disengaged from the power unit output and connected to the low pressure fluid source, and in the parking mode, the at least one drive motor is disengaged from the power unit output and the low pressure fluid source. The system according to claim 1. 前記モード選択手段は、ブレーキオーバーライド手段を具備し、通常は、前記少なくともひとつの駆動モータを前記動力装置と前記低圧源との間に接続し、ブレーキ入力に応答して、前記少なくともひとつの駆動モータを前記動力装置及び前記低圧源から係脱させることを特徴とする請求項３に記載のシステム。   The mode selection means includes brake override means, and normally the at least one drive motor is connected between the power unit and the low pressure source, and the at least one drive motor is responsive to a brake input. 4. The system of claim 3, wherein the system is disengaged from the power unit and the low pressure source. 前記少なくともひとつの駆動モータは、可変容量形ポンプ／モータであり、前記制御手段は、前記ポンプ／モータの容量を選択的に変化させることを特徴とする請求項１に記載のシステム。   2. The system of claim 1, wherein the at least one drive motor is a variable displacement pump / motor, and the control means selectively changes the capacity of the pump / motor. 前記制御手段は、前記動力装置の出力及び前記低圧源に接続された、容量制御弁及び液圧アクチュータを具備し、前記液圧アクチュータは、容量を変化させるために前記少なくともひとつの駆動モータに接続されていることを特徴とする請求項５に記載のシステム。   The control means comprises a capacity control valve and a hydraulic actuator connected to the output of the power plant and the low pressure source, the hydraulic actuator being connected to the at least one drive motor for changing capacity 6. The system of claim 5, wherein: 前記容量制御弁は、加速位置と保持位置と減速位置とを有し、それぞれ、前記少なくともひとつの駆動モータを加速し、速度を維持し、及び減速させることを特徴とする請求項６に記載のシステム。   The said capacity control valve has an acceleration position, a holding | maintenance position, and a deceleration position, respectively, The said at least 1 drive motor is accelerated, a speed is maintained, and it decelerates. system. 前記容量制御弁と前記液圧アクチュータとの間に接続されたフィードバックコネクタを具備していることを特徴とする請求項６に記載のシステム。   The system of claim 6, further comprising a feedback connector connected between the volume control valve and the hydraulic actuator. 一方弁のブリッジ回路を具備し、前記制御手段がブレーキ入力に応答したとき、低圧源から前記動力装置の出力へ前記少なくともひとつの駆動モータを通る流体の流れを許容することを特徴とする請求項１に記載のシステム。   A one-way valve bridge circuit is provided that allows fluid flow through the at least one drive motor from a low pressure source to an output of the power plant when the control means responds to a brake input. The system according to 1. 前記少なくともひとつの駆動モータは、可変容量形ポンプ／モータであり、前記制御手段は前記ポンプ／モータの容量を選択的に可変し、前記駆動モータの出力は車両の車輪を回転させるように接続されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。   The at least one drive motor is a variable displacement pump / motor, the control means selectively varies the capacity of the pump / motor, and the output of the drive motor is connected to rotate a vehicle wheel. The system according to claim 1, wherein:
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