液壓能量回收系統的製作方法

2024-03-10 05:34:15

專利名稱：液壓能量回收系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於回收能量的液壓迴路，該迴路包括至少一個液壓 馬達；兩個主管道，其用於將液體供給到所述至少一個液壓馬達或將液體從 所述至少一個液壓馬達排出；低壓液體源；高壓蓄能器(accumulator)，其 形成高壓液體源；以及閥裝置，其適於形成(take up)能量回收結構和能量 傳遞結構，在所述能量回收結構中，所述闊裝置分別將供給主管道連接到低 壓液體源，並且將排出主管道連接到高壓蓄能器；在該能量傳遞結構中，所 述閥裝置分別將該供給主管道連接到所述高壓蓄能器，並且將該排出主管道 連接到所述低壓液體源。
背景技術：
已知的是，可以將這樣的迴路安裝到車輛上以用於限制能量消耗。這樣 的車輛為"混合動力"車輛，每一個這樣的車輛都具有傳統的推進發動機 (propulsion engine)(例如內燃機類型的發動機)和上述類型的迴路，在該 迴路中，可以將一個或多個液壓馬達機械地連接到所述推進裝置，例如連接 到所述推進裝置的驅動出口，或者實際上連接到車輪。在行駛速度(cruising speed)下，所述車輛通過其常規的推進發動機來正常地驅動。能量回收在制 動過程中進行，在能量回收過程中，所述液壓馬達由正在被制動的車輛的推 進力驅動，以使所述液壓馬達像泵一樣運行，並將液體供給高壓蓄能器。能 量傳遞特別在加速階段期間進行，在能量傳遞過程中，車輛加速，而且所述 液壓馬達被再次致動，且來自所述蓄能器的高壓液體被供給到所述液壓馬達 中，以便傳遞用於輔助推進車輛的驅動扭矩。
公知的是，這樣的"混合動力"系統有利於減少燃料的消耗。 為了使所述系統真正有效，當該系統停止運行(deactivated)時，所述 液壓馬達必須不產生任何大的抵抗扭矩(resistivetorque)，並且對所述系統 來說，還可以使用緊湊和廉價的控制裝置將所述液壓馬達簡單和快速地置入到各種結構中。

發明內容
本發明的目的是改進本技術領域的現狀，以實現上述目的。 本發明的目的通過以下裝置實現液壓馬達，其適用於通過液體壓力來 分離和接合；閥裝置，其包括液壓閥，所述液壓閥首先包括閥本體，所述閥
本體具有連接到供給主管道的供給埠、連接到排出主管道的排出埠、連 接到低壓液體源的低壓連接埠、連接到高壓蓄能器的高壓連接埠、以及
輔助埠；所述液壓閥其次包括滑塊，所述滑塊適用於在所述本體內部佔據 空檔位置、能量回收位置和能量傳遞位置，在所述空檔位置，所述供給埠 和所述排出埠彼此連通，並且與輔助埠連通，在所述能量回收位置，所 述供給埠連接到所述低壓連接埠 ，同時所述排出埠連接到所述高壓連 接埠，在所述能量傳遞位置，所述供給埠連接到所述高壓連接埠，同 時所述排出埠連接到所述低壓連接埠；液壓迴路，該液壓迴路還包括控 制和選擇裝置，適用於在接收到第一控制信號時，使所述滑塊從空檔位置朝 能量回收位置移動，還適用於在接收到第二控制信號時，使所述滑塊從空檔 位置朝能量傳遞位置移動，並且還適用於在接收到選擇信號時，使輔助埠 連接到無壓室，或連接到離合器液體源以接合所述液壓馬達。
所述液壓馬達具有多個活塞，尤其是相對於該馬達的轉軸徑向延伸的活 塞，所述活塞與凸輪配合以產生驅動扭矩。接合所述馬達在於將活塞設置成 與凸輪接觸，而分離所述馬達在於將活塞移離凸輪。可以理解的是，在分離 狀態下，馬達不產生任何抵抗扭矩。在相同的液壓閥中，所述閥裝置包括滑 塊，所述滑塊安裝成在閥本體中在對應於能量回收結構的位置和對應於能量 傳遞結構的位置之間移動，並且移動到空檔位置。在空檔位置，根據輔助端 口是連接到無壓室還是連接到離合器液體源，可以接合或分離所述馬達。所 述裝置可以實現這些不同的位置，因而非常緊湊，並且可在合理的成本下設 置。由於發送控制信號可以實現能量回收結構或能量傳遞結構，並且發送選 擇信號可以在馬達接合結構和馬達分離結構之間轉換，因此可以簡單地控制 各種結構之間的轉換。
有利地，滑塊的空檔位置為所述能量回收位置和所述能量傳遞位置之間的中間位置。
所述裝置可以非常快速地從所述空檔位置回到所述能量回收或能量傳 遞位置。
有利地，所述液壓闊具有第一控制室和第二控制室，所述第一控制室適 用於經由第一控制埠被供給液體，以推動所述滑塊朝能量回收位置移動， 所述第二控制室適用於經由第二控制埠被供給液體，以推動所述滑塊朝其 能量傳遞位置移動，並且該迴路還包括電磁閥裝置，該電磁閥裝置適用於在 沒有控制信號的情況下將兩個控制埠連接到無壓室，還適用於在接收到第
一控制信號時將第一控制埠連接到先導型(pilot)液體源，並且適用於在
接收到第二控制信號時將第二控制埠連接到先導型液體源。
這些用於控制液壓閥的控制裝置簡單可靠，並且具有合理的構造成本。 有利地，所述電磁閥裝置包括第一先導型電磁閥和第二先導型電磁閥，
所述第一先導型電磁閥在靜止位置(restposition)適用於將第一控制埠連 接到無壓室，並且在致動位置適用於將所述第一埠連接到先導型液體源， 所述第二先導型電磁閥在靜止位置適用於將第二控制埠連接到所述無壓 室，並且在致動位置適用於將所述第二埠連接到先導型液體源。 有利地，所述輔助埠為所述控制埠其中之一。 因此，所述先導型液體源也用作離合器液體源，由此簡化該迴路。 對於電磁閥裝置來說，有利地是在共同接收到一起發送的第一和第二控 制信號時將兩個控制埠都連接到所述先導型液體源。
上述同時接收可以實現空檔位置，並且實現馬達的接合，然而，在馬達 處於分離狀態時，同時兩個信號都未發送的情況下，也可以實現所述空檔位 置。
在一種變型中，該迴路有利地還包括分離電磁閥，該分離電磁閥適用於 佔據分離位置和接合位置，在分離位置，該分離電磁閥將輔助埠連接到無 壓室，並且在接合位置，該分離電磁閥將輔助埠連接到離合器液體源。
在所述情況下，通過特定的分離電磁閥來實現分離，所述特定的分離電 磁閥的控制獨立於所述液壓閥的控制埠的供給。
有利地，所述一個或多個液壓馬達的一個或多個殼體的一個或多個內部 空間例如經由壓縮器連接到離合器液體源而處於壓力下。由於殼體內部的壓力傾向於將活塞朝向其缸體端壁推回，所以內部空間 處於壓力下可以從馬達接合狀態轉變到馬達分離狀態。已知例如彈簧的其他 系統也可以用於推回活塞。
由於壓縮器導致的壓頭損失(head loss)，殼體的內部空間處於來自離 合器液體源但經由壓縮器的壓力下的事實可以確保在所述內部空間中獲得 低於用於執行接合的壓力的壓力，而不需要使用另一個液體源。
本發明的迴路配備於具有推進裝置的車輛，至少一個液壓馬達適於機械 地連接到該推進裝置，該迴路可以通過包括至少下述控制步驟的方法來控
制
發送第一控制信號，用於執行能量回收階段，在能量回收階段，所述至 少一個液壓馬達被接合，同時使由推進裝置驅動的車輛減速；
停止發送第一控制信號，用於執行平衡階段，在平衡階段，供給主管道 和排出主管道彼此連通；
發送第二控制信號，用於執行能量傳遞階段，在能量傳遞階段，所述液 壓馬達被接合，同時使由所述推進裝置和所述至少一個液壓馬達聯合驅動的 所述車輛加速；以及
停止發送第二控制信號，用於執行待命階段，在待命階段，供給主管道 和排出主管道彼此連通，並且使所述至少一個液壓馬達分離。
當所述車輛處於減速階段時，所述馬達像泵一樣運轉，以使供給主管道 中的壓力低於排出主管道自身的壓力，所述排出主管道此時將液體供給到高 壓蓄能器。反之，在能量傳遞階段中，壓力狀態相反，在能量傳遞階段中， 供給管道中的壓力高於排出管道中的壓力。在能量回收和能量傳遞階段之間 執行平衡階段可以平衡馬達的供給主管道和排出主管道中的壓力，從而防止 上述壓力狀態的轉換發生得太突然。
有利地，平衡階段包括第一時期，在第一時期，所述至少一個液壓馬達 保持接合，而且，如果確定第一時期結束，則在所述第一時期後跟隨第二時 期，在第二時期，所述至少一個液壓馬達分離，並且在第二時期結束時，所 述至少一個液壓馬達再次接合。
在平衡階段的第一時期中，馬達保持接合的事實使得必要時可以非常快 速地變化到能量傳遞階段或另一個能量回收階段。反之，如果在必需變化到能量傳遞階段之前確定第一時期已經結束，則分離液壓馬達可以避免所述液 壓馬達不必要的過載，並且尤其避免產生拖曳扭矩而造成效率損失。
例如，通過比較平衡階段的經歷時間與參考經歷時間來確定第一時期是 否結束，所述參考經歷時間可以是預定的經歷時間，或減速經歷時間，或實 際上是減速經歷時間的一小部分。當達到了用於填充高壓蓄能器的期望壓力 時，也可以確定第一時期結束。
有利地，為了接合所述至少一個液壓馬達，液壓閥的輔助埠連接到離 合器液體源，在能量回收階段和能量傳遞階段至少一個階段中保持輔助埠 和離合器液體源之間的連接。
這樣可以在保持輔助埠和離合器液體源之間的連接的能量回收和/或 能量傳遞階段結束時確保馬達保持接合，而無需發送任何特定的控制信號。 因此當平衡階段開始時，尤其可以避免在所述階段之後短暫分離或開始分 離。


通過閱讀由非限制性示例所示的實施例的下述詳細描述，可更好地理解 本發明，並且其優點將顯得更加清楚。所述描述參照附圖進行，在附圖中
圖1A示出了液壓閥的滑塊處於空檔位置並且液壓馬達分離時本發明液 壓迴路的第一實施例；
圖1B示出了滑塊仍處於空檔位置但接合馬達時的相同迴路；
圖1C示出了處於能量回收階段的該迴路；
圖1D示出了能量回收階段結束、滑塊回到空檔位置時的該迴路； 圖1E示出了處於能量傳遞階段的該迴路；
圖2A示出了滑塊處於空檔位置並且馬達分離時該迴路的第二實施例；
以及
圖2B、圖2C和圖2D示出了處於分別對應於圖1B、圖1C和圖1E中 所示狀態的狀態下的迴路。
具體實施例方式
圖1A到1E中所示的迴路包括具有兩個主管道的液壓馬達10，所述兩個主管道的附圖標記分別為12和14，用於將液體供給到所述馬達並將液體
從所述馬達中排出。該迴路還包括低壓液體源16，該低壓液體源16在本實例中由高流速增壓泵形成。在能量回收結構中，所述泵16選擇為當液壓馬達處於最高速度時適於以足以將液體供給所述馬達的流速來傳遞液體。如果迴路中存在多個馬達，則使用相同的高流速增壓泵是有利的。在該結構中，所述增壓泵的尺寸定製為，當所述馬達處於最高速度時，以足以將液體供給到不同馬達而不產生氣穴的速度來傳遞液體。
該迴路設置有用於使泵16致動或停止的裝置。在本實例中，該迴路配備有電磁離合器18。
該迴路還包括由蓄能器20形成的高壓液體源。
還可以通過使用其本身為已知類型的低壓蓄能器作為低壓液體源來使該迴路運轉。但是，使用上述泵16來形成低壓液體源具有一定的優點，所述優點特別地與所述泵相對於低壓蓄能器所需空間的緊湊性相關，所述低壓蓄能器能夠傳遞一定體積的液體，其足以適當地填充所述高壓蓄能器。
馬達10屬於可接合和可分離的類型。例如，馬達10可以是具有徑向活塞的液壓馬達。為了可以使馬達的活塞進入到分離位置，即將馬達的活塞朝馬達缸體的端壁回推，馬達殼體的內部空間處於壓力下，而馬達的主管道連接到無壓室(pressure-free enclosure)(儲液器)，即不具有額外的壓力或具有顯著低於馬達殼體的壓力的室。為此目的，將連接到壓力源的管道22通入馬達殼體的內部空間內。在本實例中，所使用的壓力源是如下所述的泵24，該泵24也是離合器液體源，馬達殼體的內部空間經由設置在管道22中的壓縮器26連接到所述離合器液體源。
該迴路包括液壓閥30，該液壓閥30包括具有內部孔34的閥本體32，滑塊36可滑動地安裝在該內部孔34中。
閥本體32具有連接到供給主管道12的供給埠 VA、連接到排出主管道14的排出埠 VE、連接到所述低壓液體源16的低壓連接埠 VB、連接到高壓蓄能器20的高壓連接埠 VH、以及連接到輔助管道的輔助埠 VX。液壓閥30還包括連接到第一控制埠 VC1的第一控制室38A和連接到第二控制埠 VC2的第二控制室38B。
在圖1A中，滑塊36示為處於空檔位置。該滑塊36由彈簧40連續推回到空檔位置中，以便當控制室38A和38B中的液體壓力相等或基本相等時， 該滑塊佔據空檔位置。可以看出，在本實例中，彈簧40設置為圍繞滑塊的 一端36A並位於兩個止動環42A和42B之間，所述兩個止動環固定到滑塊 上。閥本體的孔34具有兩個肩部35A和35B，所述止動環42A和42B適於 分別緊靠在所述兩個肩部上。
因此，當滑塊處於空檔位置時，如圖1A、 1B和1D所示，所述止動環 42A和42B緊靠在兩個肩部上。在該能量回收結構中，止動環42A遠離肩 部35A，而止動環42B與肩部35B協同作用。通過增加控制室38A中的壓 力，增大控制室38A的體積，使滑塊處於第一端部位置(在本實例中為向右)。
相反，在圖1E所示的能量傳遞結構中，止動環42A與肩部35A協同作 用，而止動環42B遠離肩部35B。通過將液體供給到控制室38B中，增大控 制室38B的體積，使滑塊移動到另一個端部位置(在本實例中為向左)。
電磁閥裝置使滑塊移動，並使液壓馬達被接合/分離。
在本實例中，在本發明的第一實施例中，所述電磁閥裝置包括第一先導 型電磁闊44，該電磁閥44具有連接到第一控制埠 VC1的第一埠 44A、 連接到泵24的第二埠 44B、以及連接到儲液器R的第三埠 44C。當該 電磁閥44處於圖1A中所示的靜止位置時，其埠 44A和44C互聯，以使 第一控制室38A連接到儲液器R，而埠44B被隔離(isolated)。
當接收到由電子控制單元ECU發送到線路L44中的第一控制信號時， 電磁閥44進入致動位置，在該位置，埠 44B和44A互聯而埠 44C被隔 離，以將來自泵24的加壓液體供給到控制室38中。由此，滑塊移動到圖1C 中所示的第一端部位置。
電磁閥裝置還包括第二先導型電磁閥46，其具有連接到第二控制埠 VC2的第一埠46A、連接到泵24的第二埠 46B、和連接到儲液器R的 第三埠 46C。
當電磁閥46處於圖1A中所示的靜止位置時，埠 46A和46C互聯， 以使第二控制室38B連接到儲液器R。當接收到由電子控制單元ECU發送 到控制線路L46中的第二控制信號時，閥46佔據致動位置，在該致動位置， 埠 46A和46B互聯，以便能夠通過泵24將液體供給到控制室38B中。
該迴路還包括分離電磁閥48，電磁閥48具有連接到閥30的輔助埠VX的第一埠 48A、連接到泵24的第二埠 48B、和連接到儲液器R的第 三埠 48C。當閥48處於分離位置(在本實例中該位置就是閥48的靜止位 置)時，埠48A和48C互聯，同時與埠48B隔離，以使閥30的輔助端 口 VX連接到儲液器。當電磁閥48處於接合位置(在本實例中該接合位置 就是電磁閥48的致動位置，該電磁閥48通過由電子控制單元ECU發送到 控制線路L48中的控制信號而進入致動位置)時，其埠 48A和48B互聯， 以使閥30的輔助埠 VX連接到泵24。
有利地，為了縮短馬達接合時間，在泵24與所述閥的埠 44B、 46B和 48B之間的連接線路的支路上設置了低容量(並因此緊湊)的蓄能器50。
可以理解的是，在所示的迴路中，泵24既用於使滑塊36移動，也用於 由此使馬達10被接合/分離。也可以提供兩個不同的壓力源， 一個用於操作 滑塊， 一個用於接合/分離馬達。但是，所示的方案具有更緊湊的優點。
在本實例中，所述電磁閥44、 46、 48的各減壓埠 44C、 46C和48C 所連接的無壓室是儲液器R。
蓄能器20中的任何過壓都可被調劑到儲液器R中，所述蓄能器經由壓 力限制器21連接到該儲液器R。
如上所述，高流速泵16配備有電磁離合器18，該電磁離合器18可以僅 在必要時，尤其是在能量回收階段中致動該泵。離合器18由電子控制單元 ECU發送到控制線路L18中的控制信號來控制。因此，泵在不必要時不運轉， 這樣可以節約能量。
類似地，該迴路有利地包括可調節的壓力限制器52，用於改變低壓連接 埠VB中的壓力。可以注意到的是，壓力限制器52設置在泵16的輸出孔 (delivery orifice)和儲液器R之間的連線上。該壓力限制器是可調節型，並 且本實例中的調節通過電控制來執行。限制器52為電磁閥型且經由控制線 路L52連接到控制電子單元ECU。在能量回收階段，低壓連接埠 VB用於 將液體供給到馬達10，所以期望將泵16出口處的壓力調節到用於將液體供 給到馬達而沒有氣穴現象的必要水平。相反，在能量傳遞階段，連接到馬達 排出管的連接埠 VB必需向無壓儲液器排出液體，因此，優選地將壓力限 制器52調節到最小壓力水平，或甚至調節到零壓力。優選地，在所述能量 傳遞階段，泵16停止運轉，並且止回閥58防止由馬達IO傳送的液體朝向泵16返回。
還應注意的是，馬達10的殼體的內部空間連接到輔助蓄能器54。所述 輔助蓄能器54連接到馬達的洩漏回流管道15。因而，所述輔助蓄能器54通 過馬達的洩漏而自然地再填充液體。但是，為了使所述洩漏能夠在蓄能器54 再填充時被排放到儲液器R，將壓力限制器56設置在洩漏回流管道15上， 位於蓄能器54連接到所述管道15的連接點的下遊。
可以看出，壓力限制器43以傳統方式連接到泵24的輸出端(delivery)。 這樣可以限定離合和導向壓力(clutch and pilot pressure)。
該迴路按照下面步驟運轉。
如圖1A中所示，當該迴路處於待命結構時，閥30的滑塊36處於空檔 位置。在這種情況下，沒有控制信號發送到分別處於靜止位置的閥44和46， 以使控制室38A和38B未處於壓力下，從而通過彈簧40的回覆作用到達空 檔位置。
在該位置，可以看到供給埠 VA、排出埠 VE和輔助埠 VX彼此 連通。滑塊36設置有三個通過滑塊中的軸向孔37D連接在一起的凹槽37A、 37B和37C，所述滑塊的兩端閉合，並且所述三個凹槽分別對準(in register w池)各埠 VA、 VE和VX。於是，滑塊的與前述凹槽隔離的第四凹槽37E 與跟其他埠隔離的埠 VB對準。
通過信息I向電子控制單元ECU通告車輛運行狀況，尤其是車輛的減速 或加速的狀況，以及由此引起的需要能量回收或需要能量傳遞的狀況。當該 信息顯示適用於使能量能夠回收的減速時，電子控制單元ECU將接合信號 發送到線路L48中，從而使電磁閥48進入致動位置，由此可以將液體供給 到輔助埠 VX。馬達的供給主管道12和排出主管道14此時處於相同的壓 力下(以使馬達不再產生任何大的扭矩)，但是由泵24傳遞以及可能由蓄 能器50傳遞的壓力大大高於馬達殼體中的主要壓力，從而將馬達的活塞推 回而抵靠在其凸輪上。由此，馬達被接合。應注意的是，以上情況指的是電 磁閥處於靜止位置時的情況，在該靜止位置，該電磁閥將埠VX連接到儲 液器R。可以構思出相反的連接結構，在該結構中，相反地，當電磁閥處於 致動位置時，通過發送到線路L48中的分離信號來實現分離，通過停止分離 信號使電磁閥48返回到將埠 VX連接到泵24的分離位置(這時是靜止位置)。在本發明的一般描述中，為了使電磁閥進入接合結構，需要參考所選 信號，所選信號可以是正向控制信號，或相反地，可以停止先前將其保持在 接合位置的控制信號。
圖1B示出馬達接合時的狀態。可以看出，滑塊保持在空檔位置，埠
VA、 VE和VX之間仍然互聯或埠 VB仍然隔離，但是電磁閥48處於接合 位置。
為了使能量回收階段可以通過像泵一樣運轉的馬達10的旋轉來實現蓄 能器20的供給，泵16需要通過其離合器18致動，特別是通過電子控制單 元ECU發送的接合控制信號來致動。
在馬達被接合併且泵被致動時，電子控制單元ECU將第一控制信號發 送到線路L44中，用於使電磁閥44進入致動位置，從而通過將液體供給到 控制室38A而使滑塊移動到其第一端部位置。
下面是圖1C中所示的情況。可以看出，閥30的埠 VA和VB此時經 由滑塊36的凹槽37E互聯，同時與其他埠隔離。埠VE通過滑塊的凹 槽37'B、中心孔37D以及凹槽37A連接到埠 VH。從功能上講，凹槽37'B 與凹槽37B類似，而且可以理解的是，這兩個相鄰的凹槽可使用與凹槽37A 相同類型的單個凹槽來代替。埠VX與其他埠隔離。
可調節的壓力限制器52此時設置到其最大壓力水平。例如，該壓力水 平為通過由電子控制單元ECU發送到線路L52中的、用於控制壓力限制器 52的控制信號所獲得的壓力水平。在這種情況下，通過將馬達10機械地連 接到汽車的推進器上來驅動馬達10旋轉，並且，通過將來自泵16的液體供 給到高壓蓄能器20而使馬達10像泵一樣運轉。
該能量回收階段可以在整個減速過程中持續，或者，如果電子控制單元 ECU確定不再需要繼續將液體供給到蓄能器20，則能量回收階段可以在減 速結束之前終止。為了確定不再需要繼續填充蓄能器20，電子控制單元ECU 可以例如接收表明埠 VH處壓力水平的壓力水平信號，所述信號由與蓄能 器20相關聯的壓力傳感器N發送到線路LN。其他類型的信息可以表明能量 回收階段結束，例如，壓力限制器21打開。
在任何情況下，當能量回收階段終止時，線路L44中的控制信號停止， 以使電磁閥44返回到靜止位置，從而將第一控制室38A連接到儲液器R。滑塊36此時返回到空檔位置，由此實現圖ID中所示的結構，除了蓄能器
20中的液位增高以外，該結構與圖IB中所示的結構類似。
圖ID的結構對應於平衡階段，在所述平衡階段中，馬達的主管道12和 14彼此連通。這至少在所述平衡階段的第一時期對於保持馬達接合是有利 的，以便根據需要非常快速地進入能量傳遞階段，或者如果制動重新開始則 重新開始能量回收階段。這就是為什麼在圖ID中電磁閥48保持在接合位置。 但是，如果第一時期結束時還不需要進入能量傳遞階段，則由於馬達可能分 離，那麼做好準備也是有利的。為此目的，停止接合信號就夠了，由此使電 磁閥48能夠轉換為對應分離的結構，在所述結構中，輔助埠VX連接到 儲液器R。
可以將第一時期的結束建立為多種參數的函數，如前述部分中所述。為 此，電子控制單元ECU可以例如接收第一時期結束項的信息F。該信息可由 所述第一時期的持續時間構成，是電子控制單元ECU的計算機與內存中的 預記錄的持續時間的比較。該信息也可以是蓄能器中的壓力水平與存儲在電 子控制單元ECU中的參考水平的比較，或實際是第一時期的持續時間和能 量回收階段的持續時間的比較，能量回收階段的持續時間通過附加項信息被 提供給電子控制單元ECU。
如果確定第一時期結束，則平衡階段包括第二時期，在所述第二時期中，
馬達通過返回到分離位置的電磁閥48而分離。在這種情況下，只有當傳遞
到電子控制單元ECU的信息I表明需要開始能量傳遞階段時，馬達才能通過
電子控制單元ECU發送的使電磁閥48進入接合位置的選擇信號而再次接 合。
當馬達被接合以便轉換到能量傳遞階段時，將第二控制信號發送到線路 L46中就足以轉換到能量傳遞階段。該迴路此時處於圖IE中所示的結構， 其中可以看出，電磁閥46處於致動位置，從而可以將液體供應到控制室38B 中，由此將滑塊36移動到其第二端部位置。
當滑塊處於該位置時，閥30的供給埠 VA和高壓埠 VH經由滑塊 36的凹槽37A、孔37D以及凹槽37C互聯，同時與其他埠隔離。排出端 口 VE和低壓埠 VB經由滑塊的凹槽37E互聯，同時與其他凹槽隔離，並 且輔助埠VX與其他凹槽隔離。在該能量傳遞階段，被供給有來自蓄能器20的高壓的馬達10參與車輛的驅動傳遞。這樣尤其可以在發動機己經關閉 之後再次打開時或在低速加速時節省能量。例如，當傳遞到電子控制單元
ECU的信息I表明車輛己經到達足夠的速度時或當加速停止時，能量傳遞階 段的結束由電子控制單元ECU來確定。同樣，當蓄能器20不再具有足夠的 液體壓力時，尤其是當傳感器N表明所述蓄能器處於低壓水平時，能量傳遞 階段會停止。
在該加速階段，將壓力限制器52設定到最小壓力或甚至為零壓力，例 如當線路L52中的信號終止時可以實現該設定。還應注意的是，當平衡階段 開始時或至少所述平衡階段的第一時期結束時，有利地，將壓力限制器52 設置到最小壓力水平。在加速階段，通過適當的控制指令或通過在控制線路 L18中不出現控制信號來停止泵16。
下面描述圖2A到2D，在圖2A到2D中，與圖1A到1E中相同的部件 以相同的附圖標記標示。
在閥30中，第二控制埠 VC2和輔助埠 VX是不同的兩個埠，而 在閥130中，同一個埠 VX'既是輔助埠又是將液體供給到控制室138B 的第二控制埠，當然埠 VX'也可以是將液體供給到控制室138A的埠。 通過閥130的本體132中的孔133，閥130的埠 VA通向閥130的孔134 的兩個不同位置VA1和VA2處，所述兩個位置VA1和VA2沿滑塊移動的 方向彼此分開。所述滑塊具有三個橫向孔137A、 137B和137C，所述三個橫 向孔經由通向控制室138B中的盲孔137D而連接在一起。該盲孔通向連接所 述輔助埠 VX'的控制室中，如果所述輔助埠連接到控制室138A，則該盲 孔將在控制室138B所在的一側封閉，在控制室138A所在的一側開口。
閥44的第一埠 44A和閥46的第一埠 46A分別連接到控制室138A 和138B，所述控制室138A和138B在圖中分別位於閥130的本體132的孔 134的右端和左端。
在圖2A中，滑塊處於空檔位置，而且可以看出埠 VA和VE彼此連 通，而且埠 VA和VE經由滑塊中的孔137A到137D與埠 VX'連通。在 這種情況下，電磁閥46此時處於空檔位置，在該位置，電磁閥46將埠 VX'連接到儲液器R，馬達10的主管道12和14此時都連接到儲液器，從而 使馬達分離。可以使馬達10接合的選擇信號包括由電子控制單元ECU分別發送到線
路L44和L46中的第一控制信號，該信號用於使兩個電磁閥44和46進入致 動位置。在這樣的情況下，控制室138A和138B都連接到泵24的出口，以 使這兩個控制室中的壓力相同，從而使滑塊保持在空檔位置，在該位置中， 滑塊由彈簧40連續推動返回。但是，在這樣的情況下，只要也作為將液體 供給到控制室138B的控制埠的輔助埠 VX'連接到泵24的出口，則馬達 的管道12和14中的公共壓力(commonpressure)增加，由此可以接合馬達。 這就是圖2B中所示的情況。
為了從這種狀態轉換到能量回收狀態，將第一控制信號繼續發送到控制 線路L44中，以將液體繼續供給到第一控制室138A，但是控制信號停止發 送到線路L46中，所以閥46返回到靜止位置，在此靜止位置閥46連接埠 VX'，從而將第二控制室138B連接到儲液器R。在這樣的情況下，導致滑塊 進入第一端部位置(在本實例中為向左)。在這樣的情況下，供給埠 VA 經由滑塊136的凹槽137E連接到低壓埠 VB，所述凹槽137E與埠 VA 的孔VA2和埠 VB對準。埠 VA和VB與其他埠隔離。埠VE經由 滑塊的凹槽137F連接到埠 VH。滑塊的孔137A、 137B和137C由孔134 的壁封閉，從而埠 VX'與其他埠隔離。這就是圖2C中所示的情況。在 能量回收階段結束時，進行平衡階段。
為了進行平衡階段的第一時期，在所述第一時期，馬達保持接合，電子 控制單元ECU再次將控制信號發送到線路L46中，從而致動電磁閥46，使 液體從泵24供給到控制室138B中，由此使該控制室處於與控制室138A相 同的壓力下，這致使滑塊136返回到中間的空檔位置，同時還將馬達保持在 接合狀態。除了蓄能器20中的液位增高了之外，該情況此時與圖2B中的情 況相同。為了進行平衡階段的第二時期，電子控制單元ECU停止將控制信 號發送到線路L44和L46中，所以閥44和46返回到空檔位置，由此回復到 圖2A中的結構，在所述結構中，供給管道12和排出管道14連接到儲液器， 由此使馬達分離。
在平衡階段結束時，通過使迴路處於圖2D中所示的結構來執行能量傳 遞階段。如果在平衡階段的第一時期結束之前執行能量回收階段，則可以通 過將控制信號持續地發送到線路L46中以使閥46保持在致動位置，並停止向線路L44中發送控制信號以使閥44轉換到靜止位置，來實現圖2D的結構。 如果在所述第一時期結束之後執行能量傳遞階段，即當閥44和46都處於靜 止位置時，則可以通過將用於使閥46設置在致動位置的控制信號發送到線 路L46中，來實現圖2D的結構。
因此，在圖2D的結構中，經由埠 VX'只對控制室138B供給液體，以 使滑塊移動到第二端部位置(在本實例中為向右)。
當滑塊處於該位置時，埠 VA經由滑塊的凹槽137F與埠 VH連通， 所述凹槽與埠 VH對準，並與埠 VA的第一孔VA1對準。該埠的第二 孔被滑塊封閉。埠 VE與埠 VB經由凹槽137E連通，所述凹槽137E與 這兩個埠對準，而埠 VX'通過本體132的孔134的壁與其他埠隔離。
利用圖2A到2D的迴路，因為使用電磁閥46使馬達接合或分離，所以 當省略電磁閥48時，可以實現與圖1A到1E的迴路相同的結構。
電子控制單元ECU適用於接收來自不同傳感器的信息。具體地，能夠 使電子控制單元ECU觸發能量回收階段和能量傳遞階段的信息I可以基於不 同傳感器的測量，特別是與車輛制動或加速水平有關的測量，所述傳感器用 於感測由主推進裝置傳遞的驅動扭矩，在這些測量的基礎上，並且基於記錄 數據的計算和比較，電子控制單元ECU確定是否需要觸發這些階段。有利 地，與蓄能器20的填充狀態相關的數據也要考慮到該確定過程中，以便尤 其當蓄能器被填充到最大值時避免觸發能量回收階段。該電子控制單元ECU 包括適於執行其功能的任何存儲區、和任何計算機或比較器裝置。該電子控 制單元ECU和各傳感器(電子控制單元ECU從各傳感器接收數據)之間的 連接以及所述電子控制單元及其控制的各構件之間的連接可以是有線連接 或無線連接。
權利要求
1. 一種用於回收能量的液壓迴路，該迴路包括至少一個液壓馬達(10)；兩個主管道(12，14)，所述主管道(12，14)用於將液體供給到所述至少一個液壓馬達或將液體從所述至少一個液壓馬達排出；低壓液體源(16)；高壓蓄能器(20)，所述高壓蓄能器(20)形成高壓液體源；以及閥裝置，所述閥裝置適用於形成能量回收結構和能量傳遞結構；在所述能量回收結構中，所述閥裝置(30；130)分別將供給主管道(12)連接到所述低壓液體源(16)，並且將排出主管道(14)連接到所述高壓蓄能器(20)；在所述能量傳遞結構中，所述閥裝置(30；130)分別將所述供給主管道(12)連接到所述高壓蓄能器(20)，並且將所述排出主管道(14)連接到所述低壓液體源(16)；所述液壓迴路的特徵在於，所述液壓馬達(10)適用於通過液體壓力分離或接合，所述閥裝置包括液壓閥(30；130)，所述液壓閥(30；130)首先包括閥本體(32；132)，所述閥本體(32；132)具有連接到所述供給主管道(12)的供給埠(VA)、連接到所述排出主管道(14)的排出埠(VE)、連接到所述低壓液體源(16)的低壓連接埠(VB)、連接到所述高壓蓄能器(20)的高壓連接埠(VH)、以及輔助埠(VX；VX′)；所述液壓閥(30；130)其次包括滑塊(36；136)，所述滑塊(36；136)適用於在所述本體內部佔據空檔位置、能量回收位置和能量傳遞位置；在所述空檔位置，所述供給埠(VA)和所述排出埠(VE)彼此連通，並且與所述輔助端(VX；VX′)連通；在所述能量回收位置，所述供給埠(VA)連接到所述低壓連接埠(VB)，同時所述排出埠(VE)連接到所述高壓連接埠(VH)；在所述能量傳遞位置，所述供給埠(VA)連接到所述高壓連接埠(VH)，同時所述排出埠(VE)連接到所述低壓連接埠(VB)；該液壓迴路還包括控制和選擇裝置(44，46，48；44，46)，所述控制和選擇裝置(44，46，48；44，46)適用於在接收到第一控制信號(L44)時，使所述滑塊(36；136)從所述空檔位置朝向所述能量回收位置移動，還適用於在接收到第二控制信號(L46)時，使所述滑塊(36；136)從所述空檔位置朝向所述能量傳遞位置移動，並且還適用於在接收到選擇信號(L48；L46)時，使所述輔助埠(VX；VX′)連接到無壓室(R)，或連接到離合器液體源(24，50)，以使所述液壓馬達(10)被接合。
2. 根據權利要求1所述的液壓迴路，其特徵在於，所述滑塊(36; 136) 的空檔位置為所述能量回收位置和所述能量傳遞位置之間的中間位置。
3. 根據權利要求1或2所述的液壓迴路，其特徵在於，該迴路還包括至 少一個彈性回復構件(40)，該彈性回復構件(40)適用於將所述滑塊(36; 136)連續地向所述滑塊的空檔位置推回。
4. 根據權利要求1到3中任一項所述的液壓迴路，其特徵在於，所述液 壓閥(30; 130)具有第一控制室(38A; 138A)和第二控制室(38B; 138B); 所述第一控制室(38A; 138A)適用於經由第一控制埠 (VC1)被供給液 體，以推動所述滑塊(36; 136)朝所述滑塊的所述能量回收位置移動；所述 第二控制室(38B; 138B)適用於經由第二控制埠 (VC2; VXO被供給液體，以推動所述滑塊(36; 136)朝所述滑塊的所述能量傳遞位置移動；該迴路還包括電磁閥裝置(44，46)，所述電磁閥裝置適用於在沒有控制信號(L44， L46)的情況下將兩個所述控制埠 (VC1， VC2; VC1， VX'2)連接到無壓 室(R)，還適用於在接收到所述第一控制信號(L44)時將所述第一控制端 口 (VC1)連接到導向型液體源(24)，而且還適用於在接收到所述第二控 制信號(L46)時將所述第二控制埠 (VC2; VX')連接到所述導向型液體 源(24)。
5. 根據權利要求4所述的液壓迴路，其特徵在於，所述電磁閥裝置包括 第一導向型電磁閥(44)和第二導向型電磁閥(46);所述第一導向型電磁 閥(44)適用於在靜止位置將所述第一控制埠 (VC1)連接到所述無壓室(R)，並且適用於在致動位置將所述第一埠 (VC1)連接到所述導向型液 體源(24);所述第二導向型電磁闊(46)適用於在靜止位置將所述第二控 制埠 (VC2; VX')連接到所述無壓室(R)，並且適用於在致動位置將所 述第二埠 (VC2; VX')連接到所述導向型液體源(24)。
6. 根據權利要求5所述的液壓迴路，其特徵在於，所述輔助埠 (VX') 為所述控制埠的其中之一。
7. 根據權利要求6所述的液壓迴路，其特徵在於，所述電磁閥裝置適用 於在共同接收到一起發送的第一控制信號(L44)和第二控制信號(L46)時將兩個所述控制埠 (VX'; VC1)都連接到所述導向型液體源(24)。
8. 根據權利要求5所述的液壓迴路，其特徵在於，該迴路還包括分離電 磁閥(48)，該分離電磁閥適用於佔據分離位置和接合位置；在所述分離位 置，所述分離電磁閥將所述輔助埠 (VX)連接到無壓室(R);在所述接 合位置，所述分離電磁閥將所述輔助埠 (VX)連接到所述離合器液體源(24, 50)。
9. 根據權利要求1到8中任一項所述的液壓迴路，其特徵在於，所述液 壓馬達(10)的殼體的內部空間處於壓力下。
10. 根據權利要求9所述的液壓迴路，其特徵在於，所述馬達(10)的 殼體的內部空間經由壓縮器(26)連接到所述離合器液體源(24)。
11. 根據權利要求9或IO所述的液壓迴路，其特徵在於，所述馬達(IO) 的殼體的內部空間連接到輔助蓄能器(54)。
12. 根據權利要求1到11中任一項所述的液壓迴路，其特徵在於，所述 低壓液體源包括高流速增壓泵(16)，所述高流速增壓泵適用於當所述馬達 在能量回收結構中處於最高速度時以足以將液體供給到所述至少一個液壓馬 達(10)的流速來傳遞液體；所述迴路還包括用於致動或停止所述高流速增 壓泵(16)的裝置(18)。
13. 根據權利要求12所述的液壓迴路，其特徵在於，所述高流速增壓泵 (16)配備有電磁離合器(48)。
14. 根據權利要求13所述的液壓迴路，其特徵在於，該迴路還包括可調 節的壓力限制器(52)，所述可調節的壓力限制器用於使所述低壓連接埠(VB)中的壓力變化。
15. —種控制根據權利要求1到14中的任一項所述的液壓迴路的方法， 配備於一種具有推進裝置的車輛，所述至少一個液壓馬達(10)適用於機械 地連接到所述推進裝置，所述方法的特徵在於，包括至少下述控制步驟發送第一控制信號(L44)，用於執行能量回收階段，在所述能量回收階段，使所述至少一個液壓馬達(10)被接合，同時使由所述推進裝置驅動 的車輛減速；停止發送所述第一控制信號(L44)，用於執行平衡階段，在所述平衡 階段，所述供給主管道(12)和所述排出主管道(14)彼此連通；發送第二控制信號(L46)，用於執行能量傳遞階段，在所述能量傳遞 階段，使所述液壓馬達(10)被接合，同時使由所述推進裝置和所述至少一 個液壓馬達(10)聯合驅動的所述車輛加速；以及停止發送所述第二控制信號(L46)，用於執行待命階段，在所述待命 階段，所述供給主管道(12)和所述排出主管道(14)彼此連通，並且在所 述待命階段，使所述至少一個液壓馬達(10)被分離。
16. 根據權利要求15所述的液壓方法，其特徵在於，所述平衡階段包括 第一時期，在所述第一時期，所述至少一個液壓馬達(10)保持接合；如果 確定所述第一時期已經結束，則所述第一時期後跟隨第二時期，在所述第二 時期，所述至少一個液壓馬達(10)被分離，並且在所述第二時期結束時， 所述至少一個液壓馬達再次被接合。
17. 根據權利要求15或16所述的液壓方法，為了使所述至少一個液壓 馬達(10)被接合，將所述液壓閥(30; 130)的輔助埠 (VX， VX')連 接到所述離合器液體源(24， 50)，其特徵在於，在所述能量回收階段和所 述能量傳遞階段中的至少一個階段中保持所述輔助埠 (VX， VX')和所述 離合器液體源之間的連接。
全文摘要
本發明涉及液壓能量回收系統。該系統包括液壓閥(30)，其包括分別連接到液壓馬達(10)的供給和排出管道(12，14)、低壓液體源(16)、高壓蓄能器(20)及輔助通道(VX)的供給通道(VA)、排出通道(VE)、低壓連接通道(VB)和高壓連接通道(VH)。該閥設有滑塊(36)，其可佔據空檔位置來連接供給、排出和輔助通道(VA，VE，VX)，佔據能量回收位置來分別連接供給和低壓通道(VA，VB)及排出和高壓通道(VE，VH)，和佔據能量釋放位置來分別連接供給和高壓通道(VA，VH)及排出和低壓通道(VB)。利用控制信號(L44，L46)使滑塊從空檔位置移到其他位置，且輔助通道可連接到儲液器(R)或離合器液體源(24)，以接合或分離馬達離合器。
文檔編號F16H61/40GK101484732SQ200780025368
公開日2009年7月15日 申請日期2007年7月2日 優先權日2006年7月3日
發明者吉勒·勒邁爾, 朱利安·維亞爾, 讓·赫倫 申請人:波克萊恩液壓工業公司