液壓混合系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的實(shí)施例是相關(guān)于一種混合系統(tǒng)，特別是相關(guān)于一種液壓混合系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 混合系統(tǒng)一般涉及涵蓋二種技術(shù)，以提升一系統(tǒng)的總體效率。一油電混合動力車 系為該混合系統(tǒng)的一例子。在油電混合動力車中，電動馬達(dá)與石化燃料引擎同步運(yùn)作。電 動馬達(dá)與石化燃料引擎共同產(chǎn)生能量以使油電混合動力車移動。液壓混合系統(tǒng)系結(jié)合一液 壓系統(tǒng)及另一技術(shù)（通常是一石化燃料引擎或一馬達(dá)），以將包括有該液壓系統(tǒng)及該另一 技術(shù)的系統(tǒng)的效率予以提升。例如，一石化燃料引擎可在一液壓蓄壓器中儲存位能。之后， 位能通過將該液壓蓄壓器予以釋能而歸還，以提供動能到系統(tǒng)。
[0003] 本發(fā)明所主張的標(biāo)的并不限于解決上述的任何缺點(diǎn)或只在如所述環(huán)境下操作的 實(shí)施例。相反地，此技術(shù)背景僅提供以表示所述某些實(shí)施例可被實(shí)施的一個示例性技術(shù)領(lǐng) 域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 一示例性實(shí)施例包含用以實(shí)施在一機(jī)器中的一液壓混合系統(tǒng)，包含一液壓系統(tǒng)、 一能量來源、一輸出及一變速器。液壓系統(tǒng)包括一主液壓栗/馬達(dá)（主馬達(dá)），主液壓栗/ 馬達(dá)為液壓耦合于一儲液器及一可變量蓄壓器組件。主液壓栗/馬達(dá)經(jīng)配置而在受機(jī)械驅(qū) 動時將一工作流體充注可變量蓄壓器組件的一蓄壓器?？勺兞啃顗浩鹘M件的存儲體積為基 于機(jī)器的一動能輸出情況而改變。能量來源經(jīng)配置而產(chǎn)生主動能。輸出經(jīng)配置而接收主動 能的至少一第一部分。變速器耦合于能量來源與輸出之間，并選擇性地耦合于主液壓栗/ 馬達(dá)。變速器經(jīng)配置而使用主動能的一第二部分而機(jī)械驅(qū)動主液壓栗/馬達(dá)。
[0005] 本實(shí)施例的目的及優(yōu)點(diǎn)將至少透過權(quán)利要求中所特別指出的組件、特征及其組合 而被理解及達(dá)成。
[0006] 需理解的是，前述的概括說明及后述的詳細(xì)說明為示例性及解釋性，而不是限制 本發(fā)明。
【附圖說明】
[0007] 示例性實(shí)施例將透過附圖而被具體地且詳細(xì)地予以說明及解釋：
[0008] 圖1為一示例性液壓混合系統(tǒng)的方塊圖；
[0009] 圖2為可在圖1的液壓混合系統(tǒng)中實(shí)施的一示例性閥組件的液壓回路圖；
[0010] 圖3A及圖3B為可實(shí)施于圖1的液壓混合系統(tǒng)中的示例性可變量蓄壓器的方塊 圖；
[0011] 圖4A至圖4D為可實(shí)施于圖3A及圖3B的可變量蓄壓器中的示例性第三腔室的方 塊圖；
[0012] 圖5為可實(shí)施于圖1的液壓混合系統(tǒng)中的一示例性順序式蓄壓器組件的方塊圖；
[0013] 圖6A及圖6B為可實(shí)施于圖1的液壓混合系統(tǒng)中的示例性轉(zhuǎn)接器組件；
[0014] 圖7A及圖7B為液壓混合系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的方塊圖；
[0015] 圖8A至圖8E為可壓縮燃料油箱背壓調(diào)節(jié)器的示例性實(shí)施例的方塊圖；
[0016] 圖9為可實(shí)施于一示例性機(jī)械化車輛中的一液壓混合系統(tǒng)的一實(shí)施例的方塊圖；
[0017] 圖10為加裝到一車輛的液壓混合系統(tǒng)；以及
[0018] 圖11為用于控制一液壓混合系統(tǒng)的一示例性方法的流程圖。
[0019] 以上所有圖式依照本文中所敘述的至少一個實(shí)施例排列。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 一些現(xiàn)有的液壓混合系統(tǒng)的適用性因關(guān)聯(lián)于位能儲存的低效率而受限。具體而 言，一些液壓混合動力車輛可包括一個或多個具有固定容積的蓄壓器。取決于液壓混合動 力車輛的運(yùn)作特性，固定容積可能會低效率地接收及儲存位能，而導(dǎo)致液壓混合系統(tǒng)的整 體效率的損失。例如，當(dāng)一液壓混合動力車輛以低于某些臨界值的一速度行進(jìn)時，液壓蓄壓 器所接收的一壓力可能不足以建立一可用的位能。然而，液壓蓄壓器在高于臨界值的一第 二速度時可能會進(jìn)行充注。因此，儲存在液壓蓄壓器中的位能可能只在液壓混合動力車輛 運(yùn)作于多數(shù)個運(yùn)作狀況中的一子集時而被歸還，導(dǎo)致低效率的能量儲存。
[0021] 一示例性實(shí)施例包括一再生液壓回路。再生液壓回路經(jīng)配置而從一機(jī)器獲取動能 并將動能作為液壓位能而儲存于具有一可變?nèi)莘e的一蓄壓器。在機(jī)械的動能輸出低下時， 蓄壓器的一存儲體積可能會下降，導(dǎo)致在車輛停止時，預(yù)定的系統(tǒng)壓力充足。存儲體積可經(jīng) 由控制進(jìn)入蓄壓器的控制容積的一流體而調(diào)整。流體的控制可以是容積取決于機(jī)械的動能 輸出。隨著機(jī)械的動能輸出增加，蓄壓器的存儲體積增加以獲取一增加的動能。存儲體積 經(jīng)配置而在機(jī)械的總體動能輸出范圍內(nèi)無限地改變。一些另外的實(shí)施例系參照附圖而進(jìn)行 解釋說明。
[0022] 圖1為顯示一示例性液壓混合系統(tǒng)100的方塊圖。液壓混合系統(tǒng)100 -般為再生 液壓系統(tǒng)。液壓混合系統(tǒng)100使可能被浪費(fèi)的動能被獲取，并儲存能量以作為液壓位能，然 后使液壓位能排出至液壓混合系統(tǒng)100。在所描述的實(shí)施例中，液壓混合系統(tǒng)100獲取轉(zhuǎn)動 能并排出液壓位能作為輔助或補(bǔ)充的轉(zhuǎn)動能。然而，不限于此。液壓混合系統(tǒng)100及/或 參照液壓混合系統(tǒng)100所敘述的原則可被實(shí)施以獲取、儲存及排出在一些其他系統(tǒng)（例如 起重及/或轉(zhuǎn)化系統(tǒng)）中的能量。
[0023] 液壓混合系統(tǒng)100包括可經(jīng)配置而產(chǎn)生一主動能的一能量來源102,主動能的一 部分被傳遞至一輸出108。能量來源102的一些例子可包括一液壓栗/馬達(dá)、一汽油引擎、 一柴油引擎、一蒸汽引擎、一電動馬達(dá)、一渦輪引擎、或其他任何的機(jī)械化系統(tǒng)，而（直接或 間接地）提供動能至輸出108。在一些實(shí)施例中，能量來源102可包括一汽車引擎及變速 器。輸出108可包括接收一軸104的主動能及執(zhí)行一些功能的任何設(shè)備。例如，輸出108 可包括一車輛的一差速器。
[0024] 能量來源102耦合于統(tǒng)示為150的一液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)150經(jīng)配置而獲取軸 104的部分旋轉(zhuǎn)能，并將旋轉(zhuǎn)能以液壓位能儲存于一蓄壓器組件126中。蓄壓器組件126可 具有一可變存儲體積。通過改變蓄壓器組件126的存儲體積，液壓混合系統(tǒng)100可在軸104 獲取可用能量的較大范圍。此外，通過改變蓄壓器組件126的容積，液壓系統(tǒng)150可將能量 有效地排回液壓混合系統(tǒng)100。舉例而言，當(dāng)可用的主動能或需求低下時，蓄壓器組件126 的存儲體積可降低以符合特定的需求。當(dāng)可用的主動能或需求高時，蓄壓器組件126的存 儲體積可增加以符合特定的需求。在一些實(shí)施例中，存儲體積可依賴于能量來源102、輸出 108、包括能量來源102的一機(jī)械、液壓系統(tǒng)105或前述的組合的運(yùn)作狀況。例如，存儲體積 可以是取決于對地速度、軸104的轉(zhuǎn)速等等。
[0025] 在能量來源102的特定運(yùn)作狀況下及/或輸出108的特定運(yùn)作狀況下，液壓系統(tǒng) 150進(jìn)一步經(jīng)配置而釋放液壓位能并將一輔助或補(bǔ)充旋轉(zhuǎn)能作用至軸104。
[0026] 在能量來源102及輸出108之間，軸104可耦合于一流量傳動器106。在一些實(shí)施 例中，一第一軸部104A分離于一第二軸部104B，以及流量傳動器106安裝于第一軸部104A 與一第二軸部104B之間。在這些及其他實(shí)施例中，于流量傳動器106中，軸104可連續(xù)地 為一實(shí)心軸。例如，實(shí)心軸可包括一個或多個具有齒輪的萬向接頭，以傳遞第一軸部104A 的轉(zhuǎn)動至第二軸部104B。
[0027] -些流量傳動器106的實(shí)施例可包括至能量來源102的一緊密耦接。在這些緊密 耦接的實(shí)施例中，流量傳動器106被直接安裝到能量來源102,并可去除第一軸部104A。例 如，能量來源102可包括一車輛的一引擎及變速器。在這個例子中，流量傳動器106可被直 接附加至變速器，或是與變速器或引擎整合。
[0028] 流量傳動器106可包括一動力分導(dǎo)器（ΡΤ0) 110,動力分導(dǎo)器110經(jīng)配置而將軸 104選擇性地耦合于一液壓栗/馬達(dá)（液壓馬達(dá)）116。液壓馬達(dá)116可取決于動力分導(dǎo)器 110及/或流量傳動器106的一配置而與軸104為并列的裝設(shè)、與軸104為一前一后的裝 設(shè)、與軸104為并聯(lián)的裝設(shè)或與軸104為串聯(lián)的裝設(shè)。
[0029] 此外，一離合器124或一帶栓槽的單元（圖未示）可將軸104經(jīng)由動力分導(dǎo)器110 而選擇性地耦合于液壓馬達(dá)116。舉例而言，離合器124可被嚙合及被解開以降低例如軸 104及/或液壓馬達(dá)116的轉(zhuǎn)矩負(fù)載。離合器124的一些例子可包括一直接面裝設(shè)離合器 (directfacemountclutch)或一圓柱形離合器，并至少部分地封裝一轉(zhuǎn)動集合（例如動 力分導(dǎo)器110的一些部分或液壓馬達(dá)116的一些部分）。在一些實(shí)施例中，離合器124可經(jīng) 配置而在能量來源102停止時嚙合，并在能量來源102在高速運(yùn)作時解開。離合器124 (或 帶栓槽的單元）可以是氣動式、液壓式、電子式或機(jī)械式的嚙合及解開。另外地或替代地， 離合器124(或帶栓槽的單元）可通過一控制器控制?？刂破鞯囊恍┘?xì)節(jié)提供于本文的他 處。
[0030] 例如，在軸104轉(zhuǎn)動及/或能量來源為總體地在一穩(wěn)態(tài)下運(yùn)作時，離合器124可為 解開。因此，軸104的轉(zhuǎn)動被作用到輸出108。然而，當(dāng)?shù)诙僮髡咻斎?22(例如一制動） 被應(yīng)用于能量來源102,離合器124可為嚙合，使軸104能經(jīng)由動力分導(dǎo)器110傳遞轉(zhuǎn)動能 至液壓馬達(dá)116。同樣地，當(dāng)一第一操作者輸入122(例如油門）被應(yīng)用于能量來源102,離 合器124可經(jīng)由動力分導(dǎo)器110將液壓馬達(dá)116機(jī)械耦合至軸104,使液壓馬達(dá)116能經(jīng)由 自身或與能量來源102的組合以驅(qū)動軸104。
[0031] 在一些實(shí)施例中，液壓混合系統(tǒng)100可省略動力分導(dǎo)器110。在這些及其他實(shí)施例 中，液壓馬達(dá)116可為與軸104并列裝設(shè)或整合至軸104中。一液壓馬達(dá)軸（圖未示）可 具有栓槽，且圍繞液壓馬達(dá)軸的另一軸可具有相反栓槽。為了驅(qū)動液壓馬達(dá)116,一致動器 可滑移液壓馬達(dá)軸或液壓馬達(dá)116的一部分以嚙合于栓槽或自栓槽解開。
[0032] 動力分導(dǎo)器110、流量傳動器106、液壓馬達(dá)116或前述的一些組合可自軸104完 全地解開，并可使能量來源102與液壓系統(tǒng)為分開地運(yùn)作。在一些實(shí)施例中，軸104可自液 壓系統(tǒng)150完全地解開，一動力分導(dǎo)離合器（圖未示）經(jīng)配置而自液壓馬達(dá)116解開。例 如，在液壓系統(tǒng)150的一組件運(yùn)作故障期間，使能量來源102能與液壓系統(tǒng)150分開地運(yùn)作 可為有益的。通過完全地解開動力分導(dǎo)器110、流量傳動器106、液壓馬達(dá)116或前述的組 合，能量來源102可繼續(xù)運(yùn)作。
[0033] 液壓馬達(dá)116可為液壓耦合于一閥組件200。閥組件200為液壓耦合于儲液器 118、液壓馬達(dá)116及蓄壓器組件126之間。蓄壓器組件126及閥組件200與儲液器118為 相分離。然而，本發(fā)明不限于此。在一些實(shí)施例中，蓄壓器組件126、閥組件200或前述的一 部分可容置于儲液器118內(nèi)。
[0034] 在軸104傳遞能量至液壓馬達(dá)時，閥組件200經(jīng)配置以使液壓馬達(dá)116驅(qū)動來自 儲液器118的液壓流體至蓄壓器組件126。液壓流體在蓄壓器組件126中產(chǎn)生壓力，并據(jù)此 產(chǎn)生液壓位能。當(dāng)蓄壓器組件126排出液壓位能至液壓馬達(dá)116的同時，閥組件200可經(jīng) 配置以使液壓流體（或另一工作流體）從蓄壓器組件126輸送至液壓馬達(dá)116,而可驅(qū)使液 壓馬達(dá)116的轉(zhuǎn)動。液壓馬達(dá)116的轉(zhuǎn)動可經(jīng)由動力分導(dǎo)器110傳遞至軸104。
[0035] 在一些實(shí)施例中，蓄壓器組件126的一個或多個組件可作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用。例如， 在包括一車輛的液壓混合系統(tǒng)100的實(shí)施例中，蓄壓器組件126所包括的一蓄壓器可并入 一車輛底盤中。
[0036] 液壓馬達(dá)116可包括一可變排量馬達(dá)、一固定排量馬達(dá)、一齒輪液壓栗、一旋轉(zhuǎn)齒 輪栗、一輪葉栗、一活塞栗或任何其他適合的栗。一般而言，一可變排量馬達(dá)可改變液壓流 體移動的量，且液壓流體為移動在液壓馬達(dá)116的一個循環(huán)中。液壓流體的量能被遠(yuǎn)程地 或直接地控制。另外地或替代地，液壓流體的量能使用一流體、一電信號或一機(jī)械致動器而 被控制。通過改變在液壓馬達(dá)116的一個循環(huán)中的液壓流體移動的量，作用到軸104的一 轉(zhuǎn)矩在蓄壓器組件126排出的期間可被控制。因此，在這些及其他的實(shí)施例中，通過液壓位 能的排出而作用到軸104的一轉(zhuǎn)矩，可至少部分地受到液壓馬達(dá)116控制。
[0037] 如上所述，液壓混合系統(tǒng)100可包括第一操作者輸入120及第二操作者輸入122。 第一操作者輸入120及第二操作者輸入122可包括但不限于腳踏板、拉桿、致動器、其他提 供電或機(jī)械輸入的控制系統(tǒng)等等。第一操作者輸入120及第二操作者輸入122并非必須是 共同或相似的形式，且可為或可不為由一共同的操作者操作。
[0038] 液壓混合系統(tǒng)100也可包括控制器112。在一些實(shí)施例中，控制器112包括一電子 控制器，電子控制器經(jīng)配置而經(jīng)由組件所產(chǎn)生的電信號的通訊及/或傳感器所產(chǎn)生的電信 號的通訊而進(jìn)行操作，傳感器監(jiān)控組件的運(yùn)作。在這些及其他實(shí)施例中，控制器112可經(jīng)由 一控制局域網(wǎng)絡(luò)（CAN)總線136而與能量來源102相接，并可使來自組件的電信號的通訊 電耦合至控制局域網(wǎng)絡(luò)總線136。此外，控制器112可經(jīng)由其他不限的通訊界面接收其他信 號。
[0039] 控制器112可接收來自一個或多個分離反饋裝置138的數(shù)據(jù)。分離反饋裝置138 可被加裝至能量來源102、軸104、流量傳動器106、輸出108、前述組合或是一些前述特征。 分離反饋裝置138可經(jīng)設(shè)置而指示液壓混合系統(tǒng)100的一運(yùn)作