專利名稱：油壓裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種油壓裝置，尤其涉及下述這樣的油壓裝置，其具有通過帶有所要量的慣性或者所要量的慣性動量的驅動源來驅動的油壓泵；通過由油壓泵產生的油壓來驅動的負載。
背景技術：
例如通過利用恒定排出量型的油壓泵來產生的油壓，來驅動油壓馬達等負載的油壓裝置中，在負載所需要的工作油量變化的情況下，由于從油壓泵排出的工作油是一定的，所以產生了剩余工作油。因此，為了供給負載所要量的工作油，通常采用改變油壓泵轉數的機構、或者由節流閥或減壓閥等流量調整機構來調整流量的機構。
但是，油壓泵和用于驅動油壓泵的熱力機或者電動機等驅動源，分別在整個旋轉區域中維持高效率是困難的，所以，改變油壓泵的轉數成為油壓裝置效率降低的原因。另外，流量調整會將油壓能量以熱能的方式來消耗掉，這也成為油壓裝置效率降低的原因。
另外，已經知道為了對負載供給所要量的工作油而使用可變排出量型泵的油壓裝置。但是，這種泵構造復雜而且價格高。
因此，本發明的目的在于提供一種油壓裝置，其能夠在將來自油壓泵的排出量基本保持一定的狀態下，在從小流量到大流量的范圍內，高效率地對負載供給工作油。

發明內容
為了實現上述目的，本發明提供一種油壓裝置，其特征在于包括通過內在或者附加而具備所要量的慣性的驅動源；由該驅動源驅動的油壓泵；與油壓泵的排出側連接的第一控制閥；將該第一控制閥的通過側導向工作油容器的流路；和，將輸入側朝向上述油壓泵的排出側的逆止閥；將上述第一控制閥從通過側切換到阻止側時，將由上述慣性導致壓力上升的工作油供給至與逆止閥的輸出側連接的負載。該切換動作反復進行是有效的。
另外，本發明的油壓裝置的特征在于進行下述這樣的動作，即，油壓泵的負載扭矩達到超過驅動源的輸出扭矩的值，其轉數減少到下限設定值時，將上述第一控制閥的位置切換到通過側，隨著上述油壓泵的負載扭矩減少，驅動源的轉數增加到上限設定值后，將上述第一控制閥的位置切換到阻止側。優選為，切換動作是根據檢測所連接的驅動系統和負載系統的狀態的檢測部件值來進行的，或者，根據來自外部的時鐘時間來進行的。
而且，本發明的油壓裝置還可以包括設置在上述逆止閥的輸出側的第一能量存儲裝置；設置在從該第一能量存儲裝置和上述逆止閥之間的管路分支的管路上的第二控制閥；和，設置第二控制閥的下游側的負載。該負載在第二控制閥成為通過側的位置時，從油壓泵和第一能量存儲裝置中流入工作油，驅動負載。
本發明的其它觀點的油壓裝置，包括通過內在或者附加而具備所要量的慣性的驅動源；由該驅動源驅動的油壓泵；與該油壓泵的排出側連接的能量存儲裝置及第二控制閥；和，與該第二控制閥的下游側連接的油壓馬達；在上述第二控制閥和上述油壓馬達之間，連接將輸入側朝向工作油容器的逆止閥，在上述油壓馬達的需要油量比上述油壓泵的排出油量大時，開閉第二控制閥。
另外，在將本發明的油壓裝置使用于車輛上的情況下，該油壓裝置包括驅動車輛的驅動輪的第一泵馬達；連接成將該第一泵馬達的排出側導向工作油容器的第三控制閥；將輸入側朝向第一泵馬達的排出側地連接的逆止閥；與該逆止閥的輸出側連接的第二控制閥及第一能量存儲裝置；位于第二控制閥的下游側且與將輸入側朝向工作油容器的其它的逆止閥的輸出側連接的第二泵馬達；和，由第二泵馬達驅動的第二能量存儲裝置；通過第二控制閥及第三控制閥的通過側位置或阻止側位置的切換動作，將因車輛的運動能量而來自第一泵馬達的工作油供給至第二泵馬達，將第二能量存儲裝置加速。
而且，使用在車輛上的本發明的其它簡單的油壓裝置，設置有將輸入側朝向驅動車輛的驅動輪的第一泵馬達的排出側地連接的逆止閥及連接成導向工作油容器的第三控制閥；與上述逆止閥的輸出側連接的能量存儲裝置及第四控制閥；位于該第四控制閥的下游側且與將輸入側朝向工作油容器地連接的其它的逆止閥的輸出側連接的第三泵馬達；和，驅動該第三泵馬達的驅動源；通過第三控制閥及第四控制閥的通過側位置或阻止側位置的切換動作，由驅動源使上述驅動輪減速。
本發明的上述目的和其它特征及優點，通過參照附圖并閱讀以下的詳細說明，本領域技術人員可以明白。


圖1是表示車輛的驅動系統所使用的本發明的油壓裝置的油壓線路圖。
圖2是表示用于控制圖1所示的控制閥的控制裝置和其關聯構件的概略說明圖。
圖3是將圖1的主要線路提出來進行表示的油壓線路圖。
圖4是表示與圖3的油壓線路圖基本等價的電路的電路圖。
圖5是表示圖3所示結構的油壓線路中的P-Q特性的曲線圖。
圖6是將把本發明應用于車輛減速的結構從圖1中提出來進行表示的油壓線路圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖來詳細說明本發明的優選的實施方式。
圖1是表示車輛的驅動系統所使用的本發明的油壓裝置的油壓線路圖。在圖1中，符號41是驅動源，在車輛中，優選是熱力機，但也可以使用電動機等其它形式的驅動源。在驅動源41的軸201上安裝慣性體，具體而言是安裝飛輪45。飛輪45也稱為慣性輪，在由驅動源41來旋轉驅動的情況下，利用慣性來存儲旋轉能量。在該飛輪45的中心連接有軸202，通過該軸202，來自驅動源41的驅動力傳送到油壓泵(權利要求中的“第三泵馬達”)11，從而驅動油壓泵11。在驅動源41具有大慣性動量的情況下，即驅動源41中內有慣性的情況下，能夠省略飛輪45。圖1表示油壓裝置的系統整體，有機地結合多個擔當不同功能、動作的部分。而且，在本實施方式中，油壓泵11可使用兼有馬達功能的油壓泵馬達。
油壓泵11的流入孔11a，通過管路101、102、103、104連接工作油容器21。在管路101和管路102之間設置用于除去工作油中的異物的過濾器22。在管路102和管路103之間，以輸入側朝向工作油容器21且輸出側朝向油壓泵11即管路103的狀態(即，能夠阻止工作油從管路103向管路102的流動)設置有逆止閥23。
在油壓泵11的排出孔11b，連接有管路105，從管路105上分支出管路106。在該管路106上，通過控制閥(權利要求中的“第一控制閥”)1，連接有向工作油容器21延伸的管路107。
另外，管路108與管路105連接，管路108通過逆止閥24與管路109連接。逆止閥24阻止從管路109向管路108的工作油的流動。管路109通過管路110連接有儲能器(權利要求中的“第一能量存儲裝置”)31。
從管路109和管路110之間分支出管路111。該管路111通過管路112連接壓力傳感器33。該壓力傳感器33能夠檢測管路109、110內的壓力或者在儲能器31中存儲的壓力。另外，管路111與在其間設置減壓閥32的管路113、114連接，管路114與工作油容器21連通。減壓閥32在逆止閥24的輸出側的壓力成為規定值以上的情況下打開，將該壓力保持在規定值以下。
從管路109和管路110之間分支出管路115，該管路115與管路116連接。管路116通過控制閥(權利要求中的“第二控制閥”)2連接管路119。從管路119延伸有管路123，該管路123與油壓馬達(權利要求中的“第二泵馬達”)12的流入孔12a連接。油壓馬達12接收從油壓泵11排出的工作油，具有作為驅動的負載的功能。而且，在本實施方式中，油壓馬達12使用兼有泵功能的油壓泵馬達。另外，在油壓馬達12的旋轉軸上，安裝飛輪(權利要求中的“第二能量存儲裝置”)42。
在管路119和管路123之間連接有管路122。該管路122通過管路121、120與工作油容器21連通。在管路121和管路120之間設置過濾器25。另外，在管路121和管路122之間，設置阻止從管路122向管路121流動的逆止閥26。
管路124與油壓馬達12的流出孔12b連接。從管路124分支出管路125。該管路125通過控制閥4連接向工作油容器21延伸的管路126。
從管路124延伸有管路127，管路127通過逆止閥27連接著管路128。逆止閥27阻止工作油從管路128向管路127的流動。從管路128延伸有管路129，管路129通過管路130連接著儲能器34。儲能器34具有作為能量存儲裝置的功能。
從管路129和管路130之間分支出管路131。該管路131通過管路132連接著壓力傳感器36。該壓力傳感器36能夠檢測管路128、130、131內的壓力、或者儲能器34中存儲的壓力。另外，管路131與在其間設置減壓閥35的管路133、134連接，管路134與工作油容器21連通。減壓閥35在逆止閥27的輸出側的壓力成為規定值以上的情況下打開，將該壓力保持在規定值以下。
從管路129分支出管路135。該管路135通過控制閥5連接著管路136。從管路136延伸有管路138、以及管路142，直到控制閥7。
控制閥7也稱為方向切換閥，在圖示實施方式中，使用螺線管式的四孔三位置的線軸型。管路142與該控制閥7的P孔連接，T孔通過管路155、156、157與工作油容器21連通。而且，在管路156和管路157之間，設置控制閥(權利要求中的“第三控制閥”)8。
在控制閥7處于中間位置7b時，P孔和T孔相互連通，A孔和B孔關閉。另外，在控制閥7處于位置7a時，P孔和A孔連通，T孔和B孔連通。而且，在控制閥7處于位置7c時，P孔和B孔連通，T孔和A孔連通。
控制閥7的A孔，通過管路143和管路144，連接二方向型泵馬達(權利要求中的“第一泵馬達”)13的一個孔13a，控制閥7的B孔，通過管路148和管路147，連接泵馬達13的另外一個孔13b。另外，管路143與管路145連接，該管路145與其它二方向型泵馬達(權利要求中的“第一泵馬達”)14的一個孔14a連接。管路148也與管路146連接，該管路146與泵馬達14的另一個孔14b連接。泵馬達13、14的旋轉軸分別與車輛的驅動輪43、44連接。
在控制閥5和控制閥7之間的管路136和管路138之間，通過從管路115和管路116之間分支延伸的管路117、管路118、控制閥3及管路137，能夠提供工作油。管路117與管路159連接，該管路159通過逆止閥30和管路158，與上述管路156連接。而且，逆止閥30阻止工作油從管路159向管路158的流動。
另外，在控制閥5和控制閥7之間的管路138和管路142之間，連接著管路141。該管路141通過管路140、139，與工作油容器21連通。在管路140和管路139之間設置過濾器28。在管路140和管路141之間，設置阻止從管路141向管路140的流動的逆止閥29。
而且，從在油壓馬達12和控制閥5之間的管路128和管路129之間分支延伸有管路160。管路160通過控制閥6與管路161連接，而管路161與油壓泵12的流入側的管路103、104連通。管路161和管路159，通過將控制閥(權利要求中的“第四控制閥”)9設置在其間的管路161、162而相互連通。
而且，控制閥1～6和控制閥8、9是所謂的螺線管式的開閉閥，如圖2所示，與控制閥7一起，由用微型計算機等構成的控制裝置300來開閉控制。將來自壓力傳感器33、36的信號輸入到控制裝置300中。另外，將來自檢測飛輪42的轉數的轉數計46的信號、來自分別檢測驅動輪43、44的轉數的轉數計47、48的信號、以及來自檢測飛輪45的轉數的轉數計49的信號輸入到控制裝置300中。控制裝置300的結構是，基于這些信號，來進行閥1～9的開閉控制。
下面，說明在上述這樣結構的油壓裝置中、將驅動油壓泵11而產生的能量存儲到作為第一能量存儲裝置的儲能器31和作為第二能量存儲裝置的飛輪42中的情況。而且，也參照抽出圖1結構的一部分的圖3。
在圖1和圖3所示的狀態中，在啟動驅動源41，以設定轉數來運轉油壓泵11的情況下，工作油從工作油容器21開始經過管路101、過濾器22、管路102、逆止閥23、管路104，吸入到油壓泵11中。吸入到油壓泵11中的工作油，從油壓泵11排出，從排出側的管路105，通過管路106、成為通過側1a的控制閥1、管路107，流至工作油容器21中。在控制閥1的位置是通過側1a的情況下，管路106、控制閥1和管路107形成無負載流路。
在該狀態下，如果將控制閥1的位置從通過側1a切換到阻止側1b，利用由驅動源41驅動的油壓泵11，工作油通過管路105、108，還通過逆止閥24，提供給負載側(即儲能器31和油壓馬達12側)。另外，在將控制閥1的位置從通過側1a切換到阻止側1b時，產生比通過驅動源41以設定轉數運轉的油壓泵11能連續產生的排出壓力、即油壓泵11通常運轉時排出壓力還高的壓力。該高壓的工作油在控制閥2、3、9的位置處于阻止側2b、3b、9b時，提供給儲能器31，存儲能量。
下面更詳細地說明產生該高壓的理由。由熱力機或者電動機等構成的驅動源41，在能產生的扭矩是Qm時，如將由驅動源41驅動的油壓泵11的扭矩設為Qp，在忽視損失的情況下，可以知道Qm＝Qp的關系成立。這里，如果將驅動源41所具有的慣性動量(在圖示的實施方式中，由于驅動源41本身所具有的慣性動量小，所以實質上相當于飛輪45所具有的慣性動量)設為I，角速度設為ω，驅動源41加速或者減速時需要的慣性扭矩由I·dω/dt來表示。而且，I·dω/dt在加速時為+值，在減速時是-值。
在本實施方式中，在控制閥1的位置處于通過側1a的狀態的情況下，控制驅動源41使得維持設定轉數。在控制閥1的位置切換到阻止側1b時，油壓泵11承受負載，驅動源41減速，如上述那樣，驅動源41的慣性扭矩(飛輪45的慣性扭矩)I·dω/dt加到Qm中，Qp＝Qm-I·dω/dt的關系成立。因此，通過驅動源41的減速而附加慣性扭矩，由此，將比通常運轉時的油壓泵11的輸入扭矩Qm大的扭矩輸入到油壓泵11中。另一方面，油壓泵11的排出壓，隨著負載壓力而上升。其結果是，將壓力上升的工作油提供給下游側的負載。
至此的說明，是將控制閥1的位置從通過側1a切換到阻止側1b的動作僅進行1次的情況，但是可以反復進行從阻止側1b切換到通過側1a，再次切換到阻止側1b的動作(切換動作)，由此，能夠將上述這樣的高壓工作油連續地提供給負載。
這樣，在本實施方式中，由于以較小的驅動源提供高油壓，所以不用設置具有與負載所需要的最大負載扭矩相匹配的輸出扭矩的驅動源，就能夠進行驅動，在經濟上具有很大的優點。能產生的最大壓力，可以由驅動源41的慣性動量I和角加速度dω/dt的大小來設定。
控制閥1的切換動作如下述這樣進行。在圖1中，在飛輪45上設置轉數計49，通過該轉數計49檢測驅動源41的旋轉數。因此，假設油壓泵11的負載扭矩超過驅動源41的輸出扭矩，其結果是，在驅動源41的轉數降低、減少到下限設定值的情況下，能夠通過來自轉數計49的檢測信號來識別。控制裝置300，接收來自轉數計49的信號，根據該信號，如果驅動源41的轉數為下限設定值以下，就對控制閥1發出控制信號，將其位置從阻止側1b切換到通過側1a，成為無負載狀態，即除去油壓泵11的負載的狀態。其結果是，減少驅動源41的負載扭矩，將其旋轉數依次增加，成為上限設定值以上。此時，控制裝置300再次進行將控制閥1的位置切換到阻止側1b的控制。進行該切換動作的時期，不限于達到上限設定值的瞬間，在剛剛之后，或者預測即將達到上限設定值之前也可以。這樣，控制閥1重復進行切換動作，持續自激動作。油壓泵11的轉數變化，即工作油排出量的變化速度，依賴于油壓泵11的軸的周邊的慣性動量。
另外，壓力傳感器33測定逆止閥24的輸出側的壓力狀態。因此，在控制裝置300根據來自壓力傳感器33的信號識別該測定值達到規定的設定值的情況下，將控制閥1的位置從阻止側1b切換到通過側1a，從油壓泵11排出的工作油返回到工作油容器21中。通過該動作，對驅動源41作用的負載變為無負載狀態，驅動源41的轉數增加。作為為了這樣地確定切換的定時而使用的檢測部件來說，除了使用壓力傳感器33和轉數計49之外，還可使用監視負載狀態的傳感器，在預先知道切換定時的情況下，也可不監視該狀態，而根據來自外部的時鐘時間來進行。
在將控制閥2的位置切換到通過側2a時，由驅動源41驅動的油壓泵11排出的工作油和來自作為能量存儲裝置的儲能器31的工作油，流入作為負載的油壓馬達12中，由排出側的管路124，經過管路125、位置為通過側4a的控制閥4、及管路126，返回到工作油容器21。通過該動作驅動油壓馬達12，飛輪42開始旋轉、加速。由此，能量存儲到飛輪42。
在控制閥2和油壓馬達12之間，設置帶有將輸入側朝向工作油容器21連接的逆止閥26的管路120、121、122。參照圖3說明其理由。在油壓馬達12的轉數增加、油壓馬達12的需要油量比油壓泵11的排出油量多的情況下，不能加速油壓馬達12。
此時，將控制閥2的位置從通過側2a切換到阻止側2b。通過該動作，工作油存儲到儲能器31中，同時，油壓馬達12不妨礙通過逆止閥26提供工作油，所以是自由旋轉狀態。若規定量的工作油存儲到儲能器31中，將控制閥2的位置再次切換到通過側2a，則存儲到儲能器31中的工作油流入油壓馬達12中，油壓馬達12加速。這樣，通過反復控制閥2的切換動作，既使油壓馬達12的需要油量比油壓泵11的排出油量多時，也能夠間歇加速。因此，用于加速的平均壓力低，但能夠將大流量提供給作為負載的油壓馬達12。
圖4是表示與圖3的油壓線路圖基本等價的電路圖。在圖4中，E是電源，RL是負載，C1、C2是電容器，Q1、Q2是晶體管等的開關元件，D1、D2是整流器，L1是電感線圈。電源E相當于油壓泵11，負載RL相當于油壓馬達12。電容器C1是油壓泵11所具有的慣性(飛輪45)，電容器C2是油壓馬達12所具有的慣性(飛輪42)。開關元件Q1、Q2分別相當于控制閥2、1，整流器D1、D2分別相當于逆止閥26、24。而且，電感線圈L1相當于儲能器31。圖4所示的電路作為功率切換控制電路或者功率調節電路是已經知道的，通過調整開關元件Q1、Q2的開關頻率，能夠調整負載RL的電壓。
可理解，與該圖4的電路基本等價的圖3的油壓線路也呈現同等的作用，通過進行控制閥1、2的位置切換控制，能夠調整相當于負載RL的油壓馬達12的旋轉軸的轉數，使之維持在一定范圍內。
圖5是表示使用根據圖3的油壓線路構成的試驗裝置的試驗結果的一個例子的圖。在圖5中可知，通過點P的實線曲線表示與油壓泵11的排出量21.75升/分鐘、排出壓力4.5MPa情況相同的輸入一定使排出量變化的情況下的試驗結果，與表示理論值的雙點劃線的曲線相比，表示理想點的可變排出量泵的特性。即，由該圖可知，可由高壓小流量對負載高效地供給低壓大流量的工作油。
下面，說明使用上述結構的油壓裝置來起步并加速車輛的情況。而且，起步不過是加速的初速度為零的情況，以下對于起步也作為加速的情況來加以說明。在加速車輛的情況下，具有下述情況的三種方法，即，僅利用驅動源41的情況，僅利用以預先設定的轉數來動作的飛輪42的情況，以及，利用驅動源41和飛輪42兩者的情況。
在僅利用驅動源41來進行車輛加速的情況下，將控制閥2、5、6、9設于關閉位置或者阻止側2b、5b、6b、9b，將控制閥8設于開位置或者通過側8a的狀態。另外，將控制閥7的位置從中間位置7b切換到位置7a。
之后，將從由驅動源41驅動的油壓泵11排出的工作油提供給至泵馬達13、14，加速泵馬達13、14的旋轉軸以及驅動輪43、44的旋轉。此時也有三種方法。第一種方法是將控制閥3的位置固定在通過側3a、根據狀況在通過側1a和阻止側1b之間反復切換控制閥1的位置的方法。第二種方法是將控制閥1的位置固定在阻止側1b、根據狀況在通過側3a和阻止側3b之間反復切換控制閥3的位置的方法。第三種方法是根據需要切換控制閥1、3兩者的位置的方法。但是，控制閥5根據情況進行位置切換也可以。另外，在管路138中配置未圖示的控制閥，進行與上述內容相同的操作也能夠進行加速動作。
這里，要注意到，控制閥3對應于控制閥2，逆止閥29對應于逆止閥26，控制閥8對應于控制閥4，泵馬達13、14對應于油壓馬達12。而且，驅動輪43、44具有能夠由車輛的慣性驅動的慣性體的功能。因此，對于控制閥1、3、8的切換動作而言，與上述的控制閥1、2、4的切換動作是相同的，所以省略了其重復說明。
在僅用飛輪42進行加速的情況下，需要飛輪42以預先設定范圍內的轉數來動作。在預先設定范圍內進行動作的飛輪42為驅動側，由此，進行作為被驅動側的車輛驅動輪43、44的加速之情況下的控制動作，在至少將控制閥3、6、9的位置設于阻止側3b、6b、9b的狀態下進行。然后，切換控制閥4、5、8的位置，對泵馬達13、14供給工作油。這種情況也有三種方法，第一種方法是，在將控制閥8的位置設為通過側8a的狀態下，將控制閥5固定在通過側5a的位置，根據狀況在通過側4a和阻止側4b之間反復切換控制閥4的位置。第二種方法是，將控制閥4固定在阻止側4b的位置、反復切換控制閥5的位置的情況。第三種方法是，反復切換控制閥4、5兩者的位置。
這里，要注意到，油壓馬達12、控制閥4、逆止閥27、儲能器34、控制閥5、逆止閥29、泵馬達13，14和控制閥8分別對應于油壓馬達11、控制閥1、逆止閥24、儲能器31、控制閥2、逆止閥26、油壓馬達12和控制閥4。
另外，在利用驅動源41、飛輪42雙方來加速車輛的情況下，能夠如上述那樣根據狀況來對控制閥進行反復切換動作。
這里，說明根據控制閥狀況的切換動作。根據車輛速度使工作油的量進行變化，其量能夠通過檢測被驅動側的泵馬達13、14的轉數等狀態來判斷，能供給的油量也同樣通過檢測驅動側泵馬達13或者14的轉數等來判斷。檢測旋轉狀態的部件是，設置在飛輪42上的轉數計46，設置在泵馬達13、14上的轉數計47、48，設置在飛輪45上的轉數計49。另外，檢測工作油狀態的部件是壓力傳感器33、36。控制裝置300根據來自這些傳感器的信號，進行控制閥的切換動作。而且，流量的測定可利用流量傳感器等來進行。
例如，如果控制裝置300識別到傳感器36達到預先設定的上限壓力，則控制裝置300就將控制閥4的位置切換到通過側4a，在達到預先設定的下限壓力的情況下，控制閥4的位置再次切換到阻止側4b，通過這種反復切換動作來進行加速。這樣，通過改變上限、下限壓力設定值，能夠控制加速度。而且，在能夠預先掌握驅動側、被驅動側的狀態的情況下，也能夠利用從控制裝置300輸出的控制信號或者時鐘來切換控制閥。
如上述那樣，加速車輛的工作油，有從油壓泵11通過控制閥3的工作油和來自油壓馬達12的工作油，但也能夠使用存儲到儲能器34中的工作油。即，在安裝在油壓馬達12上的飛輪42旋轉的狀態下，將油壓馬達12作為油壓泵來動作，將工作油從工作油容器21存儲到儲能器34中，使用該工作油來加速泵馬達13、14的旋轉軸的旋轉也可以。而且，通過泵馬達13、14的工作油，通過控制閥8返回到工作油容器21中。
下面，說明車輛在前進的狀態下進行減速的情況。減速動作有伴隨再生的減速動作和不伴隨再生的減速動作這兩種模式。首先，說明伴隨再生的減速動作。車輛前進時，泵馬達13、14的孔13b、14b為排出側。在通過位置7a的控制閥7與這些孔13b、14b連接的管路155上，連接著逆止閥30的輸入側的管路158，逆止閥30的輸出側與控制閥2的輸入側相連接。在該結構中，在利用車輛的慣性繼續泵馬達13、14的旋轉的狀態下，泵馬達13、14為驅動側，被驅動側為連接著飛輪42的油壓馬達12。而且，如果加速飛輪42，則飛輪42為負載，進行車輛的減速。再者，對于控制動作來說，可以通過如下情況來說明，即，與由飛輪42加速車輛的情況相同，切換位置的控制閥5和控制閥4分別為控制閥(第二控制閥)2和控制閥(第三控制閥)8，并進行相同的動作。
下面，說明不伴隨再生的減速動作。圖6是從圖1中提取出的為了不伴隨車輛所帶有的運動能量的再生來減速所需要的線路結構的圖。說明這種結構的動作，在車輛減速的情況下，從泵馬達13、14排出的工作油流入作為馬達動作的油壓泵11中。由于油壓泵11與驅動源41連接，所以以所謂的發動機制動的方式來動作，減速車輛。再者，控制動作可以通過如下情況來說明，即，與由上述的飛輪42加速車輛的情況相同，切換位置的控制閥5和控制閥4分別為控制閥9和控制閥8，并進行相同的動作。
對于車輛減速時的再生動作來說，可利用上述的儲能器或飛輪等能量存儲裝置來進行。特別是在不需要再生的情況下，從泵馬達13、14排出的工作油流入油壓泵11中，油壓泵11連接的驅動源41為負載，消耗了能量，因此，利用減壓閥等不會消耗熱能，能夠減速，所以能夠防止工作油的溫度上升或者劣化。
再者，在不使車輛后退的情況下，也可以將控制閥7的位置切換到位置7b。
另外，在使車輛變為慣性運轉狀態的情況下，至少控制閥3、5、6的位置處于阻止側3b、5b、6b，若將控制閥8的位置切換到通過側8a的狀態下，在管路138、142之間連通的管路139、140、141為泵馬達13、14的自由旋轉線路，工作油經過控制閥7、8返回到工作油容器21。在該狀態下車輛是慣性運轉狀態。而且，控制閥7使用圖1記載的類型以外的控制閥，將對泵馬達13、14的管路部構成為封閉線路，也能夠慣性運轉。
此外，控制閥6在飛輪42以預先設定的轉數工作的情況下進行開閉動作，通過油壓馬達12對油壓泵11供給工作油，能夠進行起動驅動源41等的動作。
根據本發明，泵馬達11～14也可以是恒定排出量的泵。這種情況下，可變排出量泵不能實現的可逆動作也成為可能，也能夠利用驅動側的原動機等發動機制動作用。
以上，詳細說明了本發明的優選實施方式，但本發明不限于上述實施方式，如果是滿足本發明要求之功能的元件，可以置換。另外，本發明的油壓裝置所適用的系統，不限于車輛。
產業上的可利用性在本發明中，通過根據所要求的負載切換控制閥，能夠將從定壓油壓源排出的工作油，從高壓小流量到低壓大流量高效地供給至負載，所以，能夠在最有效率的轉數附近使用作為驅動源的熱力機或者電動機等，另外，不論恒定排出量、可變排出量泵這樣的形式，所驅動的油壓泵都總是能夠以高效率的轉數來動作，能夠使現有的元件高效動作，能夠進一步提高系統整體的效率。
另外，根據該動作，由于利用現有的恒定排出量泵也沒有作為剩余扔掉的能量損失，所以能夠防止工作油的溫度上升或劣化，由于不改變泵的容量也能夠實現作為可變排出量泵的動作，所以不使用高價的可變排出量泵，也能夠利用恒定排出量泵實現與可變排出量泵同樣的功能。
另外，在將本發明的油壓裝置用作車輛等驅動裝置的情況下，通過回收行駛著的車輛等所帶有的運動能量，可實現再生制動，如果使作為驅動源的原動機起到發動機制動功能，則可自由地進行泵馬達的可逆動作，可高效運轉。另外，在不再生的情況下能夠防止工作油的溫度上升。
權利要求
1.一種油壓裝置，其特征在于包括通過內在或者附加而具備所要量的慣性的驅動源；由該驅動源驅動的油壓泵；與所述油壓泵的排出側連接的第一控制閥；將該第一控制閥的通過側導向工作油容器的流路；和，將輸入側朝向所述油壓泵的排出側的逆止閥，將所述第一控制閥的位置從通過側切換到阻止側時，將由所述慣性導致壓力上升的工作油供給至與所述逆止閥的輸出側連接的負載。
2.根據權利要求1所述的油壓裝置，其特征在于將所述驅動源產生的扭矩設為Qm，將所述第一控制閥的位置切換到阻止側的狀態時的油壓泵的扭矩設為Qp，將所述驅動源所具有的慣性動量設為I，將角速度設為ω，以及將所述驅動源所具有的慣性扭矩設為I·dω/dt時，Qp＝Qm-I·dω/dt的關系成立。
3.根據權利要求1所述的油壓裝置，其特征在于反復進行將所述第一控制閥的位置切換到阻止側的動作。
4.根據權利要求3所述的油壓裝置，其特征在于根據檢測所連接的驅動系統和負載系統的狀態的檢測部件的值來進行在阻止側和通過側之間切換所述第一控制閥的位置的動作。
5.根據權利要求3所述的油壓裝置，其特征在于根據來自外部的時鐘時間來進行在阻止側和通過側之間切換所述第一控制閥的位置的動作。
6.根據權利要求3所述的油壓裝置，其特征在于進行下述這樣的動作，即，所述油壓泵的負載扭矩達到超過所述驅動源的輸出扭矩的值，其轉數減少到下限設定值時，將所述第一控制閥的位置切換到通過側，隨著所述油壓泵的負載扭矩減少，所述驅動源的轉數增加到上限設定值后，將所述第一控制閥的位置切換到阻止側。
7.根據權利要求6所述的油壓裝置，其特征在于根據檢測所連接的驅動系統和負載系統的狀態的檢測部件的值來進行在阻止側和通過側之間切換所述第一控制閥的位置的動作。
8.根據權利要求6所述的油壓裝置，其特征在于根據來自外部的時鐘時間來進行在阻止側和通過側之間切換所述第一控制閥的位置的動作。
9.根據權利要求1～8中任一項所述的油壓裝置，其特征在于所述油壓泵是恒定排出量泵。
10.根據權利要求1～8中任一項所述的油壓裝置，其特征在于包括設置在所述逆止閥的輸出側的第一能量存儲裝置；設置在從該第一能量存儲裝置和所述逆止閥之間的管路分支的管路上的第二控制閥；和，設置該第二控制閥的下游側的負載，該負載在所述第二控制閥的位置處于通過側時，從所述油壓泵和所述第一能量存儲裝置中流入工作油，驅動所述負載。
11.根據權利要求10所述的油壓裝置，其特征在于所述負載是設置了第二能量存儲裝置的油壓馬達。
12.根據權利要求11所述的油壓裝置，其特征在于所述第二能量存儲裝置是安裝在所述油壓馬達上的飛輪。
13.一種油壓裝置，其特征在于包括通過內在或者附加而具備所要量的慣性的驅動源；由該驅動源驅動的油壓泵；與該油壓泵的排出側連接的能量存儲裝置及第二控制閥；和，與該第二控制閥的下游側連接的油壓馬達，在所述第二控制閥和所述油壓馬達之間，連接將輸入側朝向工作油容器的逆止閥，在所述油壓馬達的需要油量比所述油壓泵的排出油量大時，開閉所述第二控制閥。
14.一種油壓裝置，其特征在于包括驅動車輛的驅動輪的第一泵馬達；連接成將該第一泵馬達的排出側導向工作油容器的第三控制閥；將輸入側朝向所述第一泵馬達的排出側地連接的逆止閥；與該逆止閥的輸出側連接的第二控制閥及第一能量存儲裝置；位于所述第二控制閥的下游側且與將輸入側朝向所述工作油容器的逆止閥的輸出側連接的第二泵馬達；和，由第二泵馬達驅動的第二能量存儲裝置，通過所述第二控制閥及所述第三控制閥的位置的在通過側和阻止側之間的切換動作，將因所述驅動輪的運動能量而來自所述第一泵馬達的工作油供給至所述第二泵馬達，將所述第二能量存儲裝置加速。
15.一種油壓裝置，其特征在于設置有驅動車輛的驅動輪的第一泵馬達；將輸入側朝向所述第一泵馬達的排出側地連接的逆止閥及連接成導向工作油容器的第三控制閥；與所述逆止閥的輸出側連接的能量存儲裝置及第四控制閥；位于該第四控制閥的下游側且與將輸入側朝向所述工作油容器地連接的逆止閥的輸出側連接的第三泵馬達；和，驅動該第三泵馬達的驅動源，通過所述第三控制閥及所述第四控制閥的位置的在通過側和阻止側之間的切換動作，由所述驅動源使所述驅動輪減速。
全文摘要
本發明提供一種油壓裝置，其不論由熱力機或者電動機等驅動源驅動的油壓泵的形式，在總是以高效率的近乎一定的轉數來動作的狀態下，通過控制控制閥等油壓機器，來實現與可變排出量泵相同的功能。該油壓裝置，由具有通過內在或者附加而具備所要量的慣性的驅動源，驅動油壓泵，構成定壓油壓源，而且還配備對應于所要求負載的周邊元件，根據包括能量存儲裝置或油壓馬達等的負載的狀況，來開閉控制閥，以便能夠由高壓小流量對負載供給低壓大流量。
文檔編號F15B11/02GK1604995SQ0282525
公開日2005年4月6日 申請日期2002年10月18日 優先權日2001年10月19日
發明者鈴木茂, 青山浩一, 島田悟, 關純子, 伊東孝彥 申請人:Saxa 株式會社, 株式會社雪谷制御研究所