特許 6836921 スマートツーポンプ装置、制御及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6836921

(24)【登録日】2021年2月10日

(45)【発行日】2021年3月3日

(54)【発明の名称】スマートツーポンプ装置、制御及び方法

(51)【国際特許分類】

   F04B 49/22 20060101AFI20210222BHJP

   F16K 31/12 20060101ALI20210222BHJP

   F16K 3/24 20060101ALI20210222BHJP

   F16K 11/07 20060101ALI20210222BHJP

【ＦＩ】

   F04B49/22

   F16K31/12

   F16K3/24 D

   F16K11/07 K

【請求項の数】10

【外国語出願】

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-14932(P2017-14932)

(22)【出願日】2017年1月31日

(65)【公開番号】特開2017-150476(P2017-150476A)

(43)【公開日】2017年8月31日

【審査請求日】2020年1月17日

(31)【優先権主張番号】62/289,531

(32)【優先日】2016年2月1日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】516173429

【氏名又は名称】ジーエイチエスピー・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＧＨＳＰ， ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100096758

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100114845

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 雅和

(74)【代理人】

【識別番号】100148781

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 友和

(72)【発明者】

【氏名】デビット マイケル ミッティア

(72)【発明者】

【氏名】ブレイドリー ジョン ヴェセリオ

【審査官】 山崎 孔徳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０００９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 独国特許出願公開第０３６３９１２２（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 欧州特許出願公開第０９４９００８（ＥＰ，Ａ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｂ ４９／２２

Ｆ１６Ｋ ３／２４

Ｆ１６Ｋ １１／０７

Ｆ１６Ｋ ３１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

別個の第１の流体冷却回路及び第２の流体冷却回路を有するポンプ装置であって：
第１のポンプ及び第２のポンプ；
前記第１のポンプ及び前記第２のポンプにそれぞれ接続される第１の入口及び第２の入口を画定するとともに、前記第１の冷却回路及び前記第２の冷却回路にそれぞれ接続される第１の出口及び第２の出口を有する回路変更弁
を備え、
前記弁は、前記第１の入口及び前記第２の入口並びに前記第１の出口及び前記第２の出口に対してシフト可能なスプールを有し；
前記弁及び前記スプールは、前記第１のポンプによって生じる圧力差によって、前記スプールが第１の位置にシフトするとともに、前記第１のポンプ及び前記第２のポンプを、前記第１の入口が前記第２の出口に接続され、前記第２の入口が前記第１の出口に接続される直列構成で接続するように構成されており、したがって、前記第１のポンプ及び前記第２のポンプからの流体を、前記第１の回路及び前記第２の回路の双方を通して直列で流し；
前記弁及び前記スプールは、前記第２のポンプによって生じる圧力差によって、前記スプールが第２の位置にシフトするとともに、前記第１のポンプ及び前記第２のポンプを、前記第１の入口が前記第１の出口に接続され、前記第２の入口が前記第２の出口に接続される並列構成で接続するように構成されており、したがって、前記第１のポンプからの流体を前記第１の回路のみを通して流し、前記第２のポンプからの流体を前記第２の回路のみを通して流す、ポンプ装置。

【請求項2】

前記スプールは、前記第１のポンプの開始時点、及び、前記第２のポンプの開始時点、並びに、前記第１の弁入口と前記第２の弁入口との間に圧力差が存在する任意の時点における前記第１の回路及び前記第２の回路内の流体圧力に反応するスプールシフト機構を組み込む、請求項１に記載のポンプ装置。

【請求項3】

前記弁シフト機構の前記スプールは、別個の制御部に動作可能に接続されず、その代わりに、前記第１の弁入口及び前記第２の弁入口内の流体圧力のみによって動作され、したがって、前記スプールをシフトさせて前記第１のポンプ及び前記第２のポンプを選択的に制御する、請求項２に記載のポンプ装置。

【請求項4】

前記弁の前記スプールは、スプールハウジングと相互作用し、該スプールに作用する第１の弁入口と第２の弁入口との間の流体の差圧によって生じる所定の力に達するまで、該スプールの移動に対する機械的な抵抗を生じる、請求項３に記載のポンプ装置。

【請求項5】

前記ポンプ装置は前記第１の冷却回路及び前記第２の冷却回路を含み；前記第１の冷却回路は、車両のパワートレーン、エンジン、トランスミッション、関連する補助システム及びそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１つを冷却するためのものであり、前記第２の冷却回路は、バッテリ、電源、インバータ、ターボ過給加熱システム、車両加熱システム；及びそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１つを冷却するためのものである、請求項４に記載のポンプ装置。

【請求項6】

第１の流体冷却回路及び第２の流体冷却回路を制御する方法であって：
第１のポンプ及び第２のポンプを準備すること；
前記第１のポンプ及び前記第２のポンプにそれぞれ接続される第１の入口及び第２の入口を画定するとともに、前記第１の冷却回路及び前記第２の冷却回路にそれぞれ接続される第１の出口及び第２の出口を有する回路変更弁を準備することであって；前記弁は、前記第１の入口及び前記第２の入口並びに前記第１の出口及び前記第２の出口に対してシフト可能なスプールを有すること；
前記第１のポンプが、前記第２のポンプが前記第２の弁入口において生成するよりも大きい圧力を前記第１の弁入口において生成する場合、それによって、前記スプールをシフトさせることであって、前記第１のポンプ及び前記第２のポンプを、前記第１の入口が前記第２の出口に接続され、前記第２の入口が前記第１の出口に接続される直列構成で接続させ、したがって、前記第１のポンプ及び前記第２のポンプからの流体を、前記第１の回路及び前記第２の回路の双方を通して直列で流すこと；並びに
前記第２のポンプが、前記第１のポンプが前記第１の弁入口において生成するよりも大きい圧力を前記第２の弁入口において生成する場合、それによって、前記スプールをシフトさせることであって、前記第１のポンプ及び前記第２のポンプを、前記第１の入口が前記第１の出口に接続され、前記第２の入口が前記第２の出口に接続される並列構成で接続させ、したがって、前記第１のポンプからの流体を前記第１の回路のみを通して流し、前記第２のポンプからの流体を前記第２の回路のみを通して流すこと
を含む、方法。

【請求項7】

前記第１の弁入口と前記第２の弁入口との間の圧力差は、前記第１のポンプからの流体圧力によって前記スプールを第１の位置にシフトさせ、前記第２の弁入口と前記第１の弁入口との間の圧力差は、前記第２のポンプからの流体圧力によって前記スプールを第２の位置にシフトさせる、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

第１の流体冷却回路及び第２の流体冷却回路を制御する方法であって：
それぞれ容積式である第１のポンプ及び第２のポンプを準備すること；
前記第１のポンプ及び前記第２のポンプにそれぞれ接続される第１の入口及び第２の入口を画定するとともに、前記第１の冷却回路及び前記第２の冷却回路にそれぞれ接続される第１の出口及び第２の出口を有する回路変更弁を準備することであって；前記弁は、前記第１の入口及び前記第２の入口並びに前記第１の出口及び前記第２の出口に対してシフト可能なスプールを有すること；
前記第１のポンプの流れ方向が反転すると、前記スプールを第１の位置にシフトさせる、前記第２の入口における圧力よりも小さい前記第１の入口における陰圧を生成すること；並びに
前記第２のポンプの流れ方向が反転すると、前記スプールを第２の位置にシフトさせる、前記第１の入口における圧力よりも小さい前記第２の入口における陰圧を生成すること
を含む、方法。

【請求項9】

車両装置であって：
動力装置、及び、該動力装置に接続されるエネルギー源を含む車輪付き車両であって、前記動力装置及び前記エネルギー源の双方が熱を発生させる、車輪付き車両；
前記動力装置及び前記エネルギー源にそれぞれ接続される、別個の第１の流体冷却回路及び第２の流体冷却回路；
第１のポンプ及び第２のポンプ；
前記第１のポンプ及び第２のポンプにそれぞれ接続される第１の入口及び第２の入口、並びに、前記第１の冷却回路及び前記第２の冷却回路にそれぞれ接続される第１の出口及び第２の出口を画定する弁ハウジング；
前記第１の入口及び前記第２の入口並びに前記第１の出口及び前記第２の出口に対してシフト可能な単一のスプール；
前記第１の入口及び前記第２の入口並びに前記第１の出口及び前記第２の出口の１つ又は複数に動作可能に接続されるスプールシフトデバイス
を備え、
前記弁及び前記スプール並びに前記スプールシフトデバイスは、前記第１のポンプによって生じる流体の圧力差によって、前記スプールが第１の位置にシフトするとともに、前記第１のポンプ及び前記第２のポンプを、前記第１の入口が前記第２の出口に接続され、前記第２の入口が前記第１の出口に接続される直列構成で接続するように構成及び動作可能に相互接続され、したがって、前記第１のポンプ及び前記第２のポンプからの流体を、前記第１の回路及び前記第２の回路の双方を通して直列で流し；
前記弁及び前記スプールは、前記第２のポンプによって生じる流体の圧力差によって、前記スプールが第２の位置にシフトするとともに、前記第１のポンプ及び前記第２のポンプを、前記第１の入口が前記第１の出口に接続され、前記第２の入口が前記第２の出口に接続される並列構成で接続するように構成されており、したがって、前記第１のポンプからの流体を前記第１の回路のみを通して流し、前記第２のポンプからの流体を前記第２の回路のみを通して流す、車両装置。

【請求項10】

前記スプールの振動を防止するように前記弁ハウジングに取り付けられる振動防止デバイスを含む、請求項９に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、搭載された熱発生システム（例えば、バッテリタンク等の電源、並びに、例えば、エンジン及びトランスミッション又は過給機等のパワートレーン）を冷却するために冷却流体を圧送するように使用されるような、車両における圧送システムに関する。

【背景技術】

【0002】

車両は、（電気及びハイブリッド車両における）車両のバッテリタンク並びに車両のパワートレーン等の、車両の熱発生構成要素を冷却する冷却回路を含む（例えば、燃焼機関冷却用の不凍液、及び、トランスミッション用のトランスミッション液）。従来から、これは、別個のポンプを使用して行われてきた。しかし、ポンプのうちの１つが故障した場合、そのポンプの冷却回路は不十分であるか又は故障し、関連する車両構成要素がすぐに過熱される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

従来の弁は、可能性としては、２つのポンプから１つ又は複数の回路への流れを制御するために使用することができる。しかし、そのようなシステムは、複数の弁及び／又は複雑な弁を必要とし、選択的な作動のための制御システムも必要とする。設計の自由度が高く、性能が効果的であり、ロバストかつ耐久性があるが、最小限の構成要素しか使用せず、概ね複雑ではない構成要素を使用する、単純化されたシステムが所望されている。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の１つの態様では、別個の第１の流体冷却回路及び第２の流体冷却回路を有するポンプ装置が、第１のポンプ及び第２のポンプ；並びに、第１のポンプ及び第２のポンプにそれぞれ接続される第１の入口及び第２の入口を画定するとともに、第１の冷却回路及び第２の冷却回路にそれぞれ接続される第１の出口及び第２の出口を有する弁ハウジングを有する回路変更弁を備える。弁は、第１の入口及び第２の入口並びに第１の出口及び第２の出口に対してシフト可能なスプールを有する。弁及びスプールは、第１のポンプが第２のポンプと比較して圧力差を生成する場合、スプールがシフトし、第１のポンプ及び第２のポンプを、第１の入口が第２の出口に接続され、第２の入口が第１の出口に接続される直列構成で接続するように構成されており、したがって、第１のポンプ及び第２のポンプからの流体を、第１の回路及び第２の回路の双方を通して直列で流す。弁及びスプールは、第２のポンプが第１のポンプと比較して圧力差を生成する場合、スプールが異なる位置にシフトし、第１のポンプ及び第２のポンプを、第１の入口が第１の出口に接続され、第２の入口が第２の出口に接続される並列構成で接続するように更に構成されており、したがって、第１のポンプからの流体を第１の回路のみを通して流し、第２のポンプからの流体を第２の回路のみを通して流す。

【0005】

本発明のより狭い態様では、スプール上の戻り止め特徴部が、弁ハウジング、プラグ等の特徴部に接し、スプールに作用する第１の弁入口と第２の弁入口との間の流体の差圧によって生じる所定の力に達するまで、スプールの移動に対する機械的な抵抗を提供する。所定の力は、設計によって、スプールの位置を第１の位置から第２の位置に変化させ、並列構成又は直列構成等の所望の流体回路の形態を選択するように、所望の切り換え圧力差まで調整可能である。

【0006】

別のより狭い態様では、振動防止（anti-dithering）デバイスが弁に関連付けられ、弁のスプールの許容不可能な振動及び／又は揺れを防止する。

【0007】

第１の流体冷却回路及び第２の流体冷却回路を制御する方法が、第１のポンプ及び第２のポンプを準備すること；並びに、第１のポンプ及び第２のポンプにそれぞれ接続される第１の入口及び第２の入口を画定するとともに、第１の冷却回路及び第２の冷却回路にそれぞれ接続される第１の出口及び第２の出口を有する弁ハウジングを有する回路変更弁を準備することであって；弁は、第１の入口及び第２の入口並びに第１の出口及び第２の出口に対してシフト可能なスプールを有することを含む。方法は、第１のポンプが第２のポンプの前に開始されるか、又は、第２の弁入口と比較して第１の弁入口において十分な圧力の差を生じる場合に、スプールを第１の位置に移動させ、第１のポンプ及び第２のポンプを、第１の入口が第２の出口に接続され、第２の入口が第１の出口に接続される直列構成で接続させ、したがって、第１のポンプ及び第２のポンプからの流体を、第１の回路及び第２の回路の双方を通して直列で流すことを含む。方法は、第２のポンプが第１のポンプの前に開始されるか、又は、第１の弁入口と比較して第２の弁入口において十分な圧力の差を生じる場合に、スプールを第２の位置に移動させ、第１のポンプ及び第２のポンプを、第１の入口が第１の出口に接続され、第２の入口が第２の出口に接続される並列構成で接続させ、したがって、第１のポンプからの流体を第１の回路のみを通して流し、第２のポンプからの流体を第２の回路のみを通して流すことを含む。

【0008】

第１の流体冷却回路及び第２の流体冷却回路を制御する方法であって、容積式の第１のポンプ及び第２のポンプを準備すること、第１のポンプ及び第２のポンプにそれぞれ接続される第１の入口及び第２の入口を画定するとともに、第１の冷却回路及び第２の冷却回路にそれぞれ接続される第１の出口及び第２の出口を有する回路変更弁を準備することであって；弁は、第１の入口及び第２の入口並びに第１の出口及び第２の出口に対してシフト可能なスプールを有すること、第１のポンプの流れ方向が反転すると、スプールを第１の位置にシフトさせる、第２の入口における圧力よりも小さい、第１の入口における真空又は陰圧を生成すること、並びに、第２のポンプの流れ方向が反転すると、スプールを第２の位置にシフトさせる、第１の入口における圧力よりも小さい、第２の入口における真空又は陰圧を生成することを含む、方法。弁は、スプールの第１の位置及び第２の位置が、第１の冷却回路及び第２の冷却回路における冷却液の流れに有利に影響を与え、ポンプの動作に有利に影響を与えるように接続される。

【0009】

本発明の目的は、相互接続されるとともに電気油圧式弁によって制御される２つのポンプの動作を制御する制御部及び構成要素の多くを排除することである。本発明の改良は、そうでなければポンプが接続されるポンプ及び冷却回路を制御するために必要な電気的なハードウェア、ソフトウェア、電磁石及び配線ハーネス等の幾つかのアイテムの必要性を大きく低下させる。本発明の改良は、２つのポンプの制御可能な出力部を使用して好ましい流体回路の形態を選択することも可能にする。

【0010】

本発明の目的は、２つのポンプのうちの一方が故障した場合であっても、連続的な冷却を提供することが可能な、冷却システムにおけるツーポンプ圧送システムを提供することである。

【0011】

本発明のこれら及び他の態様、目的及び特徴は、以下の明細書、特許請求の範囲及び添付の図面を検討すれば当業者によって理解及び認識されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】バッテリ冷却回路及びパワートレーン冷却回路に並列構成で（すなわち別個の回路で）接続されている２つのポンプ及び回路変更弁を含むポンプ装置の概略図であり、弁は、一方のポンプが流体をバッテリ冷却回路を通して移動させ、他方のポンプが流体をパワートレーン冷却回路を通して移動させる状態にある。

【図2】バッテリ冷却回路及びパワートレーン冷却回路に並列構成で（すなわち別個の回路で）接続されている２つのポンプ及び回路変更弁を含むポンプ装置の概略図であり、弁は、一方のポンプが流体をバッテリ冷却回路を通して移動させ、他方のポンプが流体をパワートレーン冷却回路を通して移動させる状態にある。

【図3】図１及び図２と同様のポンプ装置の概略図であるが、弁がシフトしており、したがって、回路を直列構成で接続し（すなわち直列で組み合わせられ）、弁は、双方のポンプ（又は所望であれば、ポンプのうちの一方のみ）が、流体を、組み合わせられたバッテリ冷却及びパワートレーン冷却回路を通して移動させる状態にある。

【図4】図１及び図２と同様のポンプ装置の概略図であるが、弁がシフトしており、したがって、回路を直列構成で接続し（すなわち直列で組み合わせられ）、弁は、双方のポンプ（又は所望であれば、ポンプのうちの一方のみ）が、流体を、組み合わせられたバッテリ冷却及びパワートレーン冷却回路を通して移動させる状態にある。

【図5】図１〜図４に示されている機能制御と同様の機能制御を生じるような構成で接続されている２つのポンプ及び回路切り換え弁を組み込む、プロトタイプの二重のポンプ装置の斜視図である。

【図6】図１〜図４に示されている機能制御と同様の機能制御を生じるような構成で接続されている２つのポンプ及び回路切り換え弁を組み込む、プロトタイプの二重のポンプ装置の分解斜視図である。

【図7】ガスケット及び弁に向かって取った、図５及び図６における弁の平面図である。

【図8】図７と同様の平面図であるが、下にあるポートをより良く示すためにガスケットが取り外されている。

【図9】図５の装置の斜視図であり、弁ハウジングは透明なものとして示されており、弁ハウジングは入力部１及び２並びに出力部Ａ及びＢを画定し、弁スプールは第１の位置にあり、入力部１から出力部Ａへの流路（強調された）を示している。

【図9A】流体の移動の経路をより良く示すように構造が排除されている、入力部１から出力部Ａへの流体の流れの図である。

【図10】図９と同様の装置の斜視図であり、弁ハウジングは透明なものとして示されており、弁スプールはシフトされた第２の位置にあり、入力部１から出力部Ｂへの流路（強調された）を示している。

【図10A】流体の移動の経路をより良く示すように構造が排除されている、入力部１から出力部Ｂへの流体の流れの図である。

【図11】図９と同様の装置の斜視図であり、弁ハウジングは透明なものとして示されており、弁スプールは第１の位置にあり、入力部２から出力部Ｂへの流路（強調された）を示している。

【図11A】流体の移動の経路をより良く示すように構造が排除されている、入力部２から出力部Ｂへの流体の流れの図である。

【図12】図９と同様の装置の斜視図であり、弁ハウジングは透明なものとして示されており、弁スプールはシフトされた第２の位置にあり、入力部２から出力部Ａへの流路（強調された）を示している。

【図12A】流体の移動の経路をより良く示すように構造が排除されている、入力部２から出力部Ａへの流体の流れの図である。

【図13】スプールの振動を防止するとともに、第１の入口と第２の入口との間の規定の閾値の圧力差が存在するまでスプール位置の変化に対する抵抗を与える、スプールの端のＯリング及びプラグ上の戻り止めを示す、スプールの端及び弁体の同一直線上にあるプラグの部分断面平面図である。

【図14】図５と同様の弁を有するが、入口及び出口を形成する一体的な構造、ポンプインペラのらせん形状、取り付けタブ及び関連する特徴部を含む、弁ハウジングに一体化されたポンプ構造を有するよりコンパクトな設計を有する、変更されたポンプ装置の斜視図である。

【図15】上述した２つのポンプ及び弁の構成の方法を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

ポンプ装置３０（図１）が、乗用車及び乗客を運ぶとともに積み荷を運ぶ他の車輪付きの車両等の車両において使用するために設けられ、車両は、車両のパワートレーン、エンジン、トランスミッション、関連する補助システム及びそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１つを冷却する第１の冷却回路；並びに、バッテリ、電源、インバータ、ターボ過給加熱システム、車両加熱システム；及びそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１つを冷却する第２の冷却回路等の複数の冷却回路を有する。本発明の装置は、ポンプ及び冷却システムの制御を簡略化し、構成要素を減らし及び／又は排除し（したがって全重量を低減し）、ポンプの故障に備えた一体化されたバックアップを提供し、コンパクトな一体化されたシステムを提供する。

【0014】

図示のポンプ装置３０（図１）は、第１のポンプ３１及び第２のポンプ３２、並びに、第１の冷却回路３４及び第２の冷却回路３５に動作可能に接続される弁３３を含み、弁３３は、ポンプが所望のシーケンスにおいて選択的に開始されるため、第１の入口及び第２の入口における最初の圧力差によって制御されるスプール３６を有する。これは、圧送システムの制御を大きく簡略化するとともに構成要素を減らす。具体的には、スプール３６の移動は、第１のポンプ３１及び／又は第２のポンプ３２から供給される最初の圧力によって制御される。図示の弁３３は、第２の弁入口における第２のポンプ３２の流体回路圧力が、第１のポンプ３１からの第１の弁入口よりも大きい場合に（ポンプ３１が最初にオンにされたとき等の図１）、弁３３のスプール３６がシフトし（図１では左側に）、第１のポンプ３１及び第２のポンプ３２を並列構成で接続させ（図２）、それによって、第１のポンプ３１が、流体を、第１の回路３４のみを通して移動させ、第２のポンプ３２が、流体を、第２の回路３５のみを通して移動させるように構成及び相互接続される。しかし、第１の弁入口における第１のポンプ３１の流体回路圧力が、第２のポンプ３２からの第２の弁入口よりも大きい場合に（ポンプ３２が最初にオンにされるが、ポンプ３１は依然としてオフであるとき等の図３及び図４）、弁３３のスプール３６がシフトし（図３では右側に）、第１のポンプ３１及び第２のポンプ３２を直列構成で接続させ（図４）、流体が、第１の回路３４を通って、次に第２の回路３５を通って直列で圧送される。

【0015】

この構成によって、弁の制御が、単にポンプが最初に作動されるか又はポンプが他方のポンプと比較して十分な圧力差を生じることによって達成されるため、多くの弁構成要素及び制御構成要素が排除される。同様にこの構成によって、例えばポンプのうちの一方が故障した場合に、一方のポンプが、他方のポンプに対して一時的なバックアップとして（すなわち、回路を直列で接続することによって）働くことができる。この構成によって、一方のポンプが、双方の回路の連続的なポンプとして働くことができるが、双方のポンプを作動することによって付加的な冷却を提供することができる。なお、２つのポンプは、ポンプが並列で動作するときは、第１の冷却速度が各冷却回路において提供されるが、ポンプが直列で動作するときは、異なる冷却速度が組み合わせられた回路において提供されるように、異なる圧送体積を提供することができる。代替的には、ポンプは互いに対するバックアップとして働くことができ、この場合、一方は、正常に動作していないポンプが修理されるまで、冷却流体を圧送し続けるように一時的措置として使用される。

【0016】

より具体的には、この実施形態では、弁３３は、弁体８０（「弁ハウジング」とも称される）内に部分的に画定される、相互接続される流体通路とともに２つのポンプ３１、３２に取り付けられる。（第１のポンプ３１の前に第２のポンプ３２を開始させること等によって）第１のポンプ３１よりも大きい第２のポンプ３２によって圧力差を生じることは（図１）、弁３３のスプール３６をシフトさせ、それによって、第１のポンプ及び第２のポンプが、「並列冷却回路」（例えばトランスミッション冷却回路及びバッテリ冷却回路）と称される別個の個々の流体管路に接続される（図２を参照のこと）。具体的には、（第１のポンプが依然としてオフの状態で）ポンプ３２がオンにされると、加圧流体が、第２のポンプから第２の入口５１に、制御通路５２に沿って弁３３のスプール３６の端まで通り、スプール３６を左側にシフトさせる。左側にシフトすると、加圧流体は、第２の入口５１から流入通路５３、５４に、第２の出口５５まで通る。流体は、通路６２を通っては流れない。第１のポンプ３１がそれに続いてオンにされると（またスプール３６が、その他端における継続した圧力に起因してシフトしない）、流体は、弁の第１の入口５６から通過通路５７、５８に、第１の出口５９まで通る。なお、制御管路６０に沿って通る加圧流体は、スプール３６の反対端に対する制御通路５２の対抗する流体圧力、及び、スプールボア内に設計される任意の付加的な戻り止めの力（図１３）に起因して、弁３３のスプール３６をシフトさせない。

【0017】

代替的には、第２のポンプ３２よりも大きい第１のポンプ３１によって差圧を生じること（図３）（すなわち、第１のポンプ３１を最初に開始させること）は、弁３３のスプール３６をシフトさせ（図３では右側に）、それによって、第１のポンプ及び第２のポンプが、「直列冷却回路」と称される同じ回路（図４）において直列で接続される（例えば、流体は、収集槽／タンクから第１のポンプを通ってトランスミッションに圧送され、第２のポンプ、及び次にバッテリに戻り、次に収集槽に戻るか、又は、システム要件に応じて第１のポンプに圧送し戻される）。具体的には、第１のポンプ３１が最初にオンにされるか又はより迅速に圧送し、圧力差を生じるよう命令される場合、加圧流体は、第１の入口５６から制御通路６０に沿って弁３３のスプール３６の左側まで通り、スプール３６を右側にシフトさせる。右側にシフトすると、加圧流体は、第１の入口５６から流入通路６１、６２に、第２の出口５５まで通る。第２のポンプ３２がそれに続いてオンにされると（そしてスプール３６がシフトしない）、流体は、第２の入口５１から通過通路５７、５８に、第１の出口５９まで通る。したがって、（双方のポンプがオンにされる場合）回路及び圧送において双方のポンプ３１及び３２によって直列の回路が確立される。なお、制御管路５２に沿って通る加圧流体は、スプール３６の反対端に対する制御通路６０の対抗する流体圧力、及び、スプールボア内に設計される任意の付加的な戻り止めの力（図１３）に起因して、弁３３のスプール３６をシフトさせない。また、第２のポンプ３２から通る加圧流体は、第２の入口５１内へ、流入通路５７、５８に、第１の出口５９まで通る。なお、ポンプ３１又は３２のうちの一方を、ポンプ寿命を節減するために所望であれば、また、一方のポンプが、必要とされる流体の送達のシステム体積を処理することができれば、遮断することができる。

【0018】

重要な特徴は、この構成が、（簡略化された製造及び簡略化された組み立ての双方に関して）既知の同様のシステムにおける多くの電子制御部及びセンサ、並びに、他の比較的高価な構成要素を排除し、したがって、はるかに低コストの全体的なシステム及びより低重量の全体的なシステムをもたらすことである。本発明の装置は、可能性としては、バッテリ（又はインバータ）の冷却が必要とされ、トランスミッション又は燃焼機関も冷却を必要とする、ハイブリッド及び電動車両に特に有用である。本発明の弁体が、いかなる漏出も槽に流れ戻るように設計及び位置付けられ、これは、同じ流体を用いて、双方の車両アクセサリ（例えばトランスミッション及びバッテリ）を冷却するためであることに留意されたい。この漏出は、スプールの端において捕捉された流体によって生じるスプールの固定も防止する。また、本発明の弁システムは、コンパクトであり、最小減のスペース要件に合わせて設計され、したがって、より小さい低重量車両内へのその配置を容易にする。

【0019】

図１〜図４における装置３０の特性及び特徴を組み込む、例示的なプロトタイプの二重ポンプ装置が図５及び図６に示されている。同一及び同様の特徴並びに特性は、同じ符号を用いるが文字「Ａ」を含めて特定されている。これは、冗長な説明を減らすためになされている。

【0020】

装置３０Ａ（図５）は、２つのポンプ３１Ａ及び３２Ａ、並びに、回路３４Ａ及び３５Ａに動作可能に接続されるスプール３６Ａを有する回路切り換え弁３３Ａを含む。弁ハウジング８０Ａ（図６）は、弁３３を動作可能に支持するスプール室８１Ａ、及び、界面において流体シールガスケット６５Ａを使用してスプール室８１Ａに取り付けられるポーティングカバー８２Ａを含む。弁ハウジング８０Ａは、（第１のポンプ３１Ａの出力部に接続される）第１の入口５６Ａ、第１の出口５９Ａ、（第２のポンプ３２Ａの出力部に接続される）第２の入口５１Ａ、及び、第２の出口５５Ａを含む。図７は、ガスケット６５Ａ及び弁３３Ａに向かって取った、図５及び図６の弁の平面図であり；図８は、図７と同様の平面図であるが、下にあるポート及び入口／出口をより良く示すためにガスケットが取り外されている。

【0021】

図９は、図５の装置の斜視図であり、弁ハウジングは透明なものとして示されており、弁ハウジングは入力部１及び２並びに出力部Ａ及びＢを画定し、弁スプールは第１の位置（左側にシフトされた）にあり、入力部１から出力部Ａへの流路（強調された）を示している。

【0022】

図１０は、図９と同様の装置の斜視図であり、弁ハウジングは透明なものとして示されており、弁スプールはシフトされた第２の位置（右側にシフトされた）にあり、入力部１から出力部Ｂへの流路（強調された）を示している。

【0023】

図１１は、図９と同様の装置の斜視図であり、弁ハウジングは透明なものとして示されており、弁スプールは第１の位置（左側にシフトされた）にあり、入力部２から出力部Ｂへの流路（強調された）を示している。

【0024】

図１２は、図９と同様の装置の斜視図であり、弁ハウジングは透明なものとして示されており、弁スプールはシフトされた第２の位置（右側にシフトされた）にあり、入力部２から出力部Ａへの流路（強調された）を示している。

【0025】

図１３は、スプール３６Ａの端、並びに、弁体８１Ａ（「スプール室」とも称される）の同一直線上にあるプラグ８３Ａの部分断面平面図である。プラグ８３Ａ及び弁体８１Ａは振動防止デバイスを形成する。図示の振動防止デバイスは、プラグ８３Ａ内のボア８５Ａ、ボア８５Ａ内の環状隆起部８６Ａ、及び、スプール３６Ａの端から延びる突起８７Ａ上のＯリング８８Ａを含み、Ｏリング８８Ａ及び隆起部８６Ａの相互作用がスプールの振動を防止する。

【0026】

図１４は、図５と同様の弁を有するが、弁ハウジングに一体化されたポンプ構造を有する、よりコンパクトな設計を有する変更されたポンプ装置の斜視図である。

【0027】

本革新は、多くの二重ポンプ構造に利点を提供する。特に、本革新は、可能性としては、２０１５年５月２１日に出願された、共有され、認められた、係属中の米国特許出願第１４／７１８，６７１号（その開示は読み手の利益のために本明細書に援用される）に示されているマルチポンプシステムとともに使用されるとともに、マルチポンプシステムに利点を提供することができる。これらの利点は、電子機器の統合、及び、制御のための必要な電気部品の低減、回路部の冷却における利点、並びに、単一の配線ハーネスへの共通のコネクタを用いた、改善された電気接続等を含む。

【0028】

図１〜図１２に示されている実施形態は、スプール室を、非常に異なる別個のユニットとして示している。スプール室及びポーティングカバーを含む弁ハウジング（８０）が、図１４に示されているようにポンプ（３１、３２）のポンプハウジングの特徴を含むことができることが意図され、したがって、アセンブリが、スプール室を、コンパクトなアセンブリ内でモータ／ポンプのはるかに近くに位置決めすることを可能にする。スプールの直径及びボアのサイズを、機能を損なうことなく、特定の車両システムの機能要件に合うように低減することができることにも留意されたい。

【0029】

図１５は、上述した２つのポンプ及び弁構成に関連する使用方法を示すフロー図である。

【0030】

本発明の概念から逸脱することなく、上述した構造に対して変形及び変更を行うことができることが理解され、さらに、そのような概念が、以下の特許請求の範囲にそれらの文言によって別途明記されない限り、これらの特許請求の範囲に包含されるよう意図されることが理解される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図9A】

【図10】

【図10A】

【図11】

【図11A】

【図12】

【図12A】

【図13】

【図14】

【図15】