(57)【要約】      （修正有）【課題】振動、ユーザの不快感、および機械の損傷のリスクにつながる可能性を低減または軽減することができる電子整流式油圧機械を用いる油圧システムを提供する。【解決手段】高圧マニホールド１６６，１６８，１７０は、比例流量バルブなどの電子制御可能な出口バルブ１９０によって調節される、少なくとも１つの付加的な出口を有する。要求信号によって示される要求が、共振モードを励起し得る脈動流または振動を引き起こすことが予想される場合、少なくとも１つのコントローラ１５８が、要求信号によって示される要求を超えるように、作業チャンバによって作動流体の変位をもたらし、および少なくとも１つのコントローラが、同時に（少なくとも部分的に）、電子制御可能な出口バルブを開放して、過剰流量の一部がそこから出ることを可能にし、そのため脈動流または望ましくない振動を緩和しながら、流体の正味変位が、流体の要求される変位と適合する。【選択図】図３
2020197304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧システムであって、
油圧機械であって、回転可能なシャフト、低圧マニホールドおよび高圧マニホールド、ならびに前記回転可能なシャフトの回転で周期的に変化する体積を有する１つ以上の作業チャンバを備え、各作業チャンバが、前記低圧マニホールドと前記作業チャンバとの間の連通を調節する低圧バルブ、および前記高圧マニホールドと前記作業チャンバとの間の連通を調節する高圧バルブの両方を有し、各作業チャンバに対して、それぞれの前記低圧バルブおよびそれぞれの前記高圧バルブのうちの少なくとも１つが、電子制御可能な作業チャンババルブである、油圧機械と、
１つ以上の前記作業チャンバと１つ以上のアクチュエータポートと１つ以上の付加的な出口との間に延在する高圧マニホールドと、
前記１つ以上のアクチュエータポートを通じて前記高圧マニホールドに流体接続され、そのため前記油圧機械によって油圧で駆動される１つ以上の油圧アクチュエータと、
前記１つ以上の付加的な出口の開放または閉鎖を調節する、１つ以上の電子制御可能な出口バルブと、
前記１つ以上の電子制御可能な作業チャンババルブおよび前記１つ以上の電子制御可能な出口バルブを制御するように構成されている少なくとも１つのコントローラと、を備え、
前記少なくとも１つのコントローラが、要求信号を受信し、前記１つ以上の電子制御可能な作業チャンババルブを作業チャンバ体積のサイクルに対して位相関係で調節し、それにより作業チャンバ体積の各サイクルで各作業チャンバによる作動流体の正味変位を調節し、前記１つ以上の電子制御可能な出口バルブを同時に調節するように動作可能であり、それによって、１つ以上の付加的な出口が開放されるとき、前記１つ以上の付加的な出口を通じて、前記高圧マニホールドからの作動流体の流れを可能にする前記高圧マニホールドへの、または前記高圧マニホールドからの作動流体の前記正味変位を調節して、前記要求信号によって示される要求を満たす、油圧システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つのコントローラが、前記電子制御可能な作業チャンババルブを制御して、前記油圧機械に前記要求信号によって示される前記要求を超えて作動流体を変位させ、１つ以上の出口バルブを開放させるように構成されており、前記１つ以上の作業チャンバから前記高圧バルブを通って前記高圧マニホールドに入る作動流体の前記正味変位が、それによって前記１つ以上の付加的な出口を通じて前記高圧マニホールドから作動流体の流れを可能にした後、前記要求信号によって示される前記要求を満たすように調節されている、請求項１に記載の油圧システム。
【請求項３】
１つ以上の前記出口バルブ（複数可）が、可変流量制御バルブであり、前記少なくとも１つのコントローラが、位置の範囲にわたって前記可変流量制御バルブを制御する、請求項１または請求項２に記載の油圧システム。
【請求項４】
少なくとも１つのコントローラが、作業チャンバ体積のサイクルに対して位相関係で前記出口バルブを開放および閉鎖して、前記高圧マニホールド内の圧力リップルを低減するように構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の油圧システム。
【請求項５】
前記高圧マニホールドが、入口バルブを通じてより高い圧力の作動流体ソースと連通しており、少なくとも１つのコントローラが、圧力リップルを低減するために、作業チャンバ体積のサイクルと位相関係で、前記入口バルブを閉鎖および開放するように構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の油圧システム。
【請求項６】
１つ以上の前記付加的な出口が、前記高圧マニホールドから前記低圧マニホールドまで延在し、そのため１つ以上の出口バルブが、１つ以上の前記付加的な出口を通じて、前記高圧マニホールドから前記低圧マニホールドへの作動流体の流れを調節する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の油圧システム。
【請求項７】
１つ以上の前記付加的な出口が、前記高圧マニホールドからさらなるマニホールドまで延在し、そのため前記それぞれの１つ以上の出口バルブが、前記１つ以上の前記付加的な出口を通じて、前記高圧マニホールドから前記さらなるマニホールドへの作動流体の流れを調節する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の油圧システム。
【請求項８】
前記さらなるマニホールドが、１つ以上のアクチュエータと流体連通している加圧マニホールドである、請求項７に記載の油圧システム。
【請求項９】
前記高圧マニホールドが、閉回路油圧配置の一部であり、前記さらなるマニホールドが、開回路油圧配置の一部であり、逆もまた同様である、請求項７または請求項８に記載の油圧システム。
【請求項１０】
油圧システムが、前記油圧機械に結合された原動機を備えて、前記油圧機械に作動流体を前記低圧マニホールドから前記高圧マニホールドにポンプ圧送させる動力を提供し、前記油圧システムが、作動流体を前記低圧マニホールドまたは別の低圧マニホールドから前記さらなるマニホールドにポンプ圧送するように構成されている、前記原動機または前記油圧機械の１つ以上のさらなる作業チャンバによって、駆動されている第２の油圧機械をさらに備え、そのため前記原動機が、開回路および閉回路の両方の油圧配置に動力を供給する、請求項９に記載の油圧システム。
【請求項１１】
油圧車両、例えば、フォークリフトトラックである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の油圧システム。
【請求項１２】
油圧システムを操作する方法であって、前記油圧システムが、
油圧機械であって、回転可能なシャフト、低圧マニホールドおよび高圧マニホールド、ならびに前記回転可能なシャフトの回転で周期的に変化する体積を有する１つ以上の作業チャンバを備え、各作業チャンバが、前記低圧マニホールドと前記作業チャンバとの間の連通を調節する低圧バルブ、および前記高圧マニホールドと前記作業チャンバとの間の連通を調節する高圧バルブを有し、各作業チャンバに対して、それぞれの前記低圧バルブおよび前記高圧バルブのうちの少なくとも１つが、電子制御可能な作業チャンババルブである、油圧機械と、
１つ以上の前記作業チャンバと、１つ以上のアクチュエータポートと、１つ以上の付加的な出口と、の間に延在する、高圧マニホールドと、
１つ以上の上記アクチュエータポートを通じて上記高圧マニホールドに流体接続され、それによって油圧機械によって油圧で駆動される１つ以上の油圧アクチュエータと、
前記１つ以上の付加的な出口の開放または閉鎖を調節する、１つ以上の電子制御可能な出口バルブと、を備え、
前記方法が、要求信号を受信することと、それに応答して、前記１つ以上の電子制御可能な作業チャンババルブを作業チャンバ体積のサイクルに対して位相関係で調節し、それにより作業チャンバ体積の各サイクルで各作業チャンバによる作動流体の正味変位を調節することと、前記１つ以上の電子制御可能な出口バルブを同時に調節し、それによって、１つ以上の付加的な出口が開放されるとき、前記１つ以上の付加的な出口を通じて、高圧マニホールドからの作動流体の流れを可能にする高圧マニホールドへの、または高圧マニホールドからの作動流体の前記正味変位を調節して、要求信号によって示される要求を満たすことと、を含む、方法。
【請求項１３】
前記電子制御可能な作業チャンババルブが、前記油圧機械に前記要求信号によって示される前記要求を超えて、作動流体を変位させるように制御され、かつ１つ以上の電子制御可能な出口バルブが、開放されるように制御されており、そのため前記１つ以上の作業チャンバから前記高圧マニホールドへの作動流体の前記正味変位が、作動流体が前記１つ以上の付加的な出口を通って前記高圧マニホールドから流出することを可能にした後、前記要求信号によって示されている前記要求を満たすように調節される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記要求が、閾値を下回るとき、前記電子制御可能な作業チャンババルブが、前記油圧機械に作動流体を最大変位の所定の最小率で、または作業チャンバ体積のアクティブもしくは非アクティブサイクルを実行する作業チャンバの所定のパターンで変位させるように制御されており、
前記１つ以上の出口バルブが、油圧流体を前記高圧マニホールドから流出させるように制御されており、そのため前記高圧マニホールドへの作動流体の全体的な変位が、前記要求を満たす、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
少なくともいくつかの状況下で、前記電子制御可能な作業チャンババルブが、前記油圧機械に作動流体を複数の個別の最大変位率のうちの１つで、または作業チャンバ体積のアクティブもしくは非アクティブサイクルを実行する作業チャンバの複数の所定のパターンのうちの１つで、変位させるように制御されており、
前記電子制御可能な作業チャンババルブが、前記作業チャンバに、前記受信された要求信号によって示されている前記要求を満たすために必要な前記変位を超えて、複数の個別の最大変位率のうちの１つを変位させるか、または前記要求を満たすために必要な前記変位を超えるように前記１つ以上の作業チャンバの前記組み合わされた変位をもたらす前記複数の所定のパターンのうちの１つを実行させるように制御されており、
前記１つ以上の出口バルブが、油圧流体を前記高圧マニホールドから流出させるように制御されており、そのため前記高圧マニホールドへの作動流体の全体的な変位が、前記要求を満たす、請求項１３または請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記電子制御可能な作業チャンババルブは、前記要求が、
ｉ）前記１つ以上の付加的な出口が、閉鎖されており、かつ
ｉｉ）前記１つ以上の作業チャンバによって変位された作動流体を使用するだけで要求が満たされる場合、前記要求を満たすために、アクティブまたは非アクティブサイクルを実行するための作業チャンバの選択の前記パターンから生じる前記システムからの望ましくない応答が存在するという判定に応じて、前記油圧機械に、前記要求信号によって示される前記要求を満たすために必要な前記流れを超えて作動流体を変位させ、１つ以上の前記出口バルブを開放させるように制御されている、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
１つ以上の前記付加的な出口を通る作動流体の流量の電流を測定すること、または計算することを含み、任意に、前記高圧マニホールド内の前記圧力を測定することを含む、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子的に整流される油圧機械およびかかる機械を含む油圧システムの分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子整流式油圧機械（ＥＣＭ）は、体積を周期的に変化させる１つ以上の作業チャンバ（例えば、ピストンシリンダ）を備える流体駆動式および／または流体駆動機械を含む。作業チャンバがポンピングサイクルを実行するとき、低圧マニホールドは、正味の流体ソースとして機能し、高圧マニホールドは、正味の流体シンクとして機能する。作業チャンバがモータリングサイクルを実行するとき、高圧マニホールドは、正味の流体ソースとして機能し、低圧マニホールドは、正味の流体シンクとして機能する。ＥＣＭは、２つ以上の低圧マニホールドおよび／または２つ以上の高圧マニホールドを含み得る。
【０００３】
ＥＣＭの作業チャンバは、電子制御可能なバルブを有し、バルブは作業チャンバ体積の各サイクルで制御されて、作業チャンバに出入りし、低圧マニホールド、および、いくつかの実施形態では、高圧マニホールドに出入りする流体の流れを調節することができる。
【０００４】
いくつかのＥＣＭでは、単一の高圧マニホールドがあり、すべての作業チャンバがそれに連通し、流体を高圧マニホールドに出し入れして、要求に対応する。しかしながら、１つ以上の作業チャンバの異なるグループと連通する複数の高圧マニホールドがあり、各グループは、別個の要求信号に応答して制御され、そのためグループ内の作業チャンバの組み合わされた変位が、要求を満たすことができる。このため、作業チャンバの個々のグループは、独立したポンプまたはモータとして機能してもよい。
【０００５】
要求（複数可）は、関連する高圧マニホールドに直接または間接的に結合された油圧アクチュエータの目標圧力、流量、出力、または特性（例えば、位置）を示し得る、要求信号（複数可）によって表わされる。要求を満たすために、ＥＣＭのコントローラは、作業チャンバ体積の各サイクルが、作動流体の正味の変位があるアクティブサイクルであるべきか、または作動流体の正味の変位がない非アクティブサイクルであるべきかについて決定を行う。これは、作業チャンバの作動パターン（アクティブサイクルまたは非アクティブサイクル）と、それぞれの高圧マニホールドへの流入または高圧マニホールドからの流出のパターンにつながる。このようにして、要求における変化に迅速に対応することができる。通常、出力は、ある瞬間から次の瞬間まで完全に要求に一致しないが、短時間の平均では、正味の出力は、要求に対処する。このような機械は、効率的であり、かつ応答性が高い。
【０００６】
しかしながら、シリンダ作動のパターンによっては、油圧機械内で振動が発生する場合がある。振動の周波数によっては、油圧機械内で共振モードが励起される場合があり、機械構成部品の損傷およびユーザに不快感を引き起こす可能性がある。これは、作業チャンバがアクティブまたは非アクティブサイクルを実行するかどうかのパターンの周波数スペクトルが、要求を満たすために、共振を励起し得る周波数において大きな成分を有するときに発生し得る。
【０００７】
低い流量レベルでは、流体の変位は、非常に脈動し得る。出力が最大変位率の５％の場合、アクティブサイクルのパターンが２０サイクルごとに繰り返され、その間に非アクティブサイクルが存在する場合である。これもまた、振動、ユーザの不快感、および機械の損傷のリスクにつながる可能性がある。同様に、油圧機械を低流量で操作するとき、操作が、非効率になる可能性がある。
【０００８】
したがって、本発明は、既存の電子整流式油圧機械の上記の欠点のいくつかまたはすべてを低減または軽減しようとするものである。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の第１の態様により、油圧システムが提供され、
油圧機械であって、回転可能なシャフト、低圧マニホールドおよび高圧マニホールド、ならびに回転可能なシャフトの回転で周期的に変化する体積を有する１つ以上の作業チャンバを備え、各作業チャンバが、低圧マニホールドと作業チャンバとの間の連通を調節する低圧バルブ、および高圧マニホールドと作業チャンバとの間の連通を調節する高圧バルブの両方を有し、各作業チャンバに対して、それぞれの低圧バルブおよびそれぞれの高圧バルブのうちの少なくとも１つが、電子制御可能な作業チャンババルブである、油圧機械と、
１つ以上の上記作業チャンバと１つ以上のアクチュエータポートと１つ以上の付加的な出口との間に延在する高圧マニホールドと、
１つ以上のアクチュエータポートを通じて上記高圧マニホールドに流体接続され、そのため油圧機械によって油圧で駆動される１つ以上の油圧アクチュエータと、
１つ以上の付加的な出口の開放または閉鎖を調節する、１つ以上の電子制御可能な出口バルブと、
１つ以上の電子制御可能な作業チャンババルブおよび１つ以上の電子制御可能な出口バルブを制御するように構成された少なくとも１つのコントローラと、を備え、
少なくとも１つのコントローラが、要求信号を受信し、１つ以上の電子制御可能な作業チャンババルブを作業チャンバ体積のサイクルに対して位相関係で調節し、それにより作業チャンバ体積の各サイクルで各作業チャンバによる作動流体の正味変位を調節し、１つ以上の電子制御可能な出口バルブを同時に調節するように動作可能であり、それによって、１つ以上の付加的な出口が開放されるとき、１つ以上の付加的な出口を通じて、高圧マニホールドからの作動流体の流動を可能にする高圧マニホールドへの、または高圧マニホールドからの作動流体の正味変位を調節して、要求信号によって示される要求を満たす。
【００１０】
このため、１つ以上の付加的な出口を通る油圧流体の損失は、少なくとも１つのコントローラによって調節され、高圧マニホールドへの（ポンピング時）または高圧マニホールドからの（モータリング時）の作動流体の正味変位は、各作業チャンバによる作動流体の正味変位と、１つ以上の付加的な出口（複数可）を通る油圧流体の損失との両方を考慮して、要求を満たすように調節される。高圧マニホールドは、１つ以上のアクチュエータに接続された、１つ以上のアクチュエータポートを備え、これらは油圧流体のシンクまたはソースとして機能する。通常、１つ以上の付加的な出口から流出する流体は、作業チャンバとアクチュエータポートとの間を移動しない。通常、１つ以上の付加的な出口から流出する流体は、アクチュエータポートに接続された１つ以上のアクチュエータをバイパスする（とはいえ、いくつかの実施形態では、１つ以上の付加的な出口を通して失われた加圧流体は、１つ以上の他のアクチュエータを駆動するために使用されて、無駄なエネルギーを最小限に抑える）。通常、要求は、作業チャンバ（複数可）とアクチュエータ（複数可）との間の１つ以上のアクチュエータポートを通る油圧流体の供給に関する。
【００１１】
記載されるタイプの油圧機械は、作業チャンバ体積の各サイクルについて作動流体の正味変位を変化させるように電子制御可能なバルブを制御できるため、要求の変化に対して応答時間が非常に速い。したがって、多くの場合、連続する作業チャンバによる作動流体の正味の変位を時間変化する要求信号に一致させる。加えて、１つ以上の付加的な出口（複数可）を提供することで、（例えば、過剰な）作動流体が、高圧マニホールドから失われる可能性があり、エネルギーを浪費しているように見えるため、直感と相いれない。
【００１２】
この説明および添付の特許請求の範囲内で、「高圧マニホールド」および「低圧マニホールド」という用語は、互いに対してより高い圧力およびより低い圧力を有するマニホールドを指す。高圧マニホールドと低圧マニホールドとの圧力差、および高圧マニホールドと低圧マニホールド内の圧力の絶対値は、時間とともに変化し、用途によって異なるであろう。
【００１３】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つのコントローラは、電子制御可能な作業チャンババルブを制御して、油圧機械に要求信号によって示される要求を超えて作動流体を変位させ、１つ以上（またはすべて）の出口バルブを開放させるように構成され、１つ以上の作業チャンバから高圧バルブを通って高圧マニホールドに入る作動流体の正味変位が、それによって１つ以上の付加的な出口を通じて高圧マニホールドから作動流体の流出を可能にした後、要求信号によって示される要求を満たすように調節される。
【００１４】
１つ以上の付加的な出口を通って高圧マニホールドから出る作動流体の流れを可能にすることは、（例えば、少なくとも１つのコントローラで）、
ｉ）１つ以上の付加的な出口を通って高圧マニホールドから出る流れに合わせて調整された、修正された要求信号を計算すること、または
ｉｉ）１つ以上の付加的な出口を通って高圧マニホールドから出る作動流体の流れに関する要求を差し引くこと、を含んでもよい。
【００１５】
上記流れは、少なくとも１つのコントローラが１つ以上の電子制御可能な出口バルブを制御するため、少なくとも１つのコントローラの制御下にある。少なくとも１つのコントローラが、電子制御可能な作業チャンババルブを制御して、油圧機械が要求信号によって示された要求を超えて作動流体を変位させる、および１つ以上の出口バルブをいくつかの状況でのみ開放させるように構成されるということであってもよい。少なくとも１つのコントローラはまた、高圧マニホールドからのいかなる予想される漏洩も考慮に入れ得る。かかる漏洩は、（例えば、ホイールモータ内、または他のアクチュエータおよび／もしくは作業機能の制御のための）制御バルブに起因し得る。このため、１つ以上の電子制御可能な作業チャンババルブおよび１つ以上の電子制御可能な出口バルブは、要求信号によって示される要求を満たすように制御される。
【００１６】
通常、少なくとも１つのコントローラは、いくつかの他の状況下で、通常はデフォルトで、電子制御可能な作業チャンババルブが制御されて、油圧機械が要求信号によって示される要求に一致するように作動流体を変位させ、出口バルブを閉鎖させるように構成され、そのため作動流体は、付加的な出口を通って高圧マニホールドから流出しない。
【００１７】
いくつかの実施形態では、１つ以上の上記出口バルブ（複数可）（例えば、当該または各出口バルブ）は、例えば、比例流量バルブなどの可変流量制御バルブであり、少なくとも１つのコントローラは、位置の範囲にわたって、可変流量制御バルブを制御する。
【００１８】
この場合、位置の範囲は、通常、連続的である。当該または各出口バルブは、閉鎖位置と全開放位置との間の複数の、例えば、連続的な範囲の、位置に通常、制御される。開放とは、閉鎖されていない任意の位置を指す。
【００１９】
１つ以上の（または、当該もしくは各々の）上記出口バルブの位置の調整が、作業チャンバ体積のサイクルの位相と同期せずに行われることがあり得る。出口バルブが開放または閉鎖するのに、作業チャンバ体積のサイクルよりも時間がかかることがあり得る。出口バルブは、平均して（中間点）作業チャンバ体積の１０サイクル以上、または１００サイクル以上の間、開放したままであり得る。
【００２０】
しかしながら、いくつかの実施形態では、少なくとも１つのコントローラは、作業チャンバ体積のサイクルに対して位相関係で、上記出口バルブを開放および閉鎖するように構成される。この場合、上記出口バルブは、通常、停止することなく、開放位置から閉鎖位置へ、またはその逆に直接移動するように能動的に制御される電磁バルブである。このため、それは開放されているか、または閉鎖されているか、またはこれらの位置間で移動している（オンオフバルブ）かのいずれかであり、開放位置と閉鎖位置との間の可変位置で維持（および使用中に維持）されるように構成された比例流量バルブではない。このため、オンオフバルブを用いて、上記出口バルブを通る流れは、バルブを開放および閉鎖することによって、例えば、出口バルブが開放される時間の割合を調節することによって調節される。上記出口バルブは、１０ミリ秒未満、好ましくは５ミリ秒未満の開放時間および閉鎖時間を有することができる。上記出口バルブは、典型的には、圧力差に対して開放可能である。
【００２１】
この場合、出口バルブの開放および閉鎖のタイミングは、少なくとも１つのコントローラによって制御されて、（例えば、選択的に）高圧マニホールド内の圧力リップルを低減させることができる。これは、油圧機械の変位が閾値を下回るとき、例えば、回転可能なシャフトの回転ごとの油圧機械による作動流体の最大変位の１０％未満、もしくは５％未満のとき、ならびに／または高圧マニホールドおよび／もしくはソリトン内の圧力のピークが、検出もしくは予測されるとき（例えば、要求信号に応答して少なくとも１つのコントローラによって判定された作業チャンバ体積のアクティブおよび非アクティブサイクルのパターンの結果として）、ならびに／または作業チャンバ体積のアクティブサイクルの非アクティブサイクルに対する比が、閾値を下回る、つまり１：９以下であり得るとき、生じ得る。これは、少なくとも１つのコントローラのリップル低減動作モードとして見なすことができる。少なくとも１つのコントローラのリップル低減動作モードは、高圧マニホールド内の圧力パルスを減衰させるように機能する。
【００２２】
通常、少なくとも１つのコントローラは、リップル低減動作モードにおいて、出口バルブが、作業チャンバ体積のアクティブサイクルごとに一度、開放および閉鎖されるように構成される。通常、少なくとも１つのコントローラは、少なくとも１つの出口バルブの各開放およびその後の閉鎖が、作業チャンバ体積の単一のサイクルと重なるように構成される。通常、出口バルブは、作業チャンバ体積のアクティブサイクルから生じる流体圧力のピークの前に開放され、作業チャンバ体積のアクティブサイクルから生じる流体圧力のピークの後に閉鎖される。出口バルブの開放および閉鎖は、作業チャンバの個々のアクティブサイクルから生じるピーク圧力を低減またはクリッピングする効果を有し得る。出口バルブの開放および閉鎖は、作業チャンバの個々のアクティブサイクルから生じる圧力リップルを低減させる効果を有し得る。少なくとも１つのコントローラは、少なくともいくつかの状況において、通常アクティブサイクルの非アクティブサイクルに対する比が高い、例えば、閾値を上回る、つまり９：１を超え得る場合、出口バルブは（連続したアクティブサイクル全体を通して）開放されたままであるが、閉鎖した後、非アクティブサイクル中に再度開放されるように構成されることがあり得る。これにより、サイクルの大部分がアクティブサイクルであるとき、非アクティブサイクル中に圧力が維持されるため、これらの状況における圧力リップルを低減させる。
【００２３】
いくつかの実施形態では、高圧マニホールドは、入口バルブを通じてより高い圧力の作動流体ソース（すなわち、高圧マニホールドよりも高圧で作動流体を有するソース、例えば、アキュムレータまたはより高い圧力のマニホールド）と連通し、少なくとも１つのコントローラは、圧力リップルを低減するために、作業チャンバ体積のサイクルと位相関係で、入口バルブを閉鎖および開放するように構成される。この場合、作動流体は、入口バルブを通して高圧マニホールドに（高圧作動流体ソースから）少なくとも時々入ることができ、この作動流体の供給は、作業チャンバ体積のアクティブサイクル中、（入口バルブを閉鎖し、次いで再度開放することにより）一時的に閉鎖される。このため、作動流体の付加的な流れは、作動流体のアクティブサイクル間の、作動流体の供給における不足または欠失を補償し、圧力リップルを低減させる。入口バルブは、通常、作業チャンバ体積のサイクル中の最大流体流点の前に閉鎖され、作業チャンバ体積のサイクル中の最大流体流の時点の後で再度開放されることになる。このリップル低減モードは、油圧機械の変位が閾値を下回るとき、例えば、回転可能なシャフトの回転ごとの油圧機械による作動流体の最大変位の１０％未満、もしくは５％未満のとき、ならびに／または高圧マニホールドおよび／もしくはソリトン内の圧力のピークが、検出もしくは予測されるとき（例えば、要求信号に応答して少なくとも１つのコントローラによって判定された作業チャンバ体積のアクティブおよび非アクティブサイクルのパターンの結果として）、ならびに／または作業チャンバ体積のアクティブサイクルの非アクティブサイクルに対する比が、閾値を下回る、つまり１：９以下であり得るとき、生じ得る。少なくとも１つのコントローラがリップル低減モードでないとき、入口バルブは閉鎖したままであり得る。少なくとも１つのコントローラが、リップル低減モードにあるとき、入口バルブは、デフォルトで開放され、作業チャンバ体積のアクティブサイクルごとに一度、少なくとも１つのコントローラによって閉鎖され、再度開放される場合がある。
【００２４】
少なくとも１つのコントローラは、パルス幅変調信号（通常、対応するソレノイド電流を生成する）を出口（および／または入口）バルブ（例えば、出口バルブのソレノイドアクチュエータ）に送信して、出口（および／または入口）バルブの開放および閉鎖を、通常、作業チャンバ体積のサイクルに対して位相関係で能動的に制御してもよい。
【００２５】
少なくとも１つのコントローラは、（ａ）要求信号、（ｂ）回転可能なシャフトの回転あたりおよび／または１秒あたりの油圧機械によって変位された作動流体の体積、（ｃ）回転可能なシャフトの回転速度、（ｄ）高圧マニホールドの適合性（高圧マニホールド内の作動流体の体積によるシステム圧力の変動）、（ｅ）例えば、少なくとも１つのコントローラが、フィードバック、フィードフォワード、および／または開ループ制御モードにおける要求信号に応答する変位を調節するかどうかの、油圧システムの動作モード、（ｆ）作動流体の温度、のうちの１つ以上の測定値または計算値に応答して、出口（および／または入口）バルブの開放および／または閉鎖のタイミングを、作業チャンバ体積のサイクルに対して位相関係で変化させ得る。
【００２６】
いくつかの実施形態では、１つ以上の上記付加的な出口は、高圧マニホールドから低圧マニホールドまで延在し、そのため１つ以上の出口バルブは、１つ以上の上記付加的な出口を通じて、高圧マニホールドから低圧マニホールドへの作動流体の流れを調節する。
【００２７】
必要に応じて、１つ以上の付加的な出口が、高圧マニホールドからさらなるマニホールドまで延在し、そのためそれぞれの１つ以上の出口バルブが、１つ以上の上記付加的な出口を通る高圧マニホールドからさらなるマニホールドへの作動流体の流れを調節する。
【００２８】
いくつかの実施形態では、さらなるマニホールドは、加圧マニホールド、例えば、１つ以上の（通常は他の）アクチュエータと流体連通しているマニホールドである。この配置は、高圧マニホールドから、１つ以上の（通常は他の）アクチュエータと流体連通している、加圧されたさらなるマニホールドに流れる作動流体内に蓄積された位置エネルギーが、少なくとも部分的に保持される（および任意で作業をするために使用され得る）ため、有利である。さらなるマニホールドは、油圧モータまたは他のアクチュエータへのブーストラインであってもよい。ブーストラインは、アクチュエータに必要とされる最小の背圧を提供する。このブーストラインは、油圧式ステアリング機構の低圧ポートに接続されてもよい。
【００２９】
いくつかの実施形態では、１つ以上の付加的な出口（複数可）は、高圧マニホールドから、作動流体の加圧からのエネルギーを位置エネルギーとして蓄積することができる１つ以上のコンプライアント領域（例えば、可撓性ホースまたはアキュムレータ（複数可））を有するさらなるマニホールドまで延在する。
【００３０】
必要に応じて、高圧マニホールドは、閉回路油圧配置の一部であってもよく、さらなるマニホールドは、開回路油圧配置の一部であってもよく、逆もまた同様である。
【００３１】
典型的には、油圧システムは、油圧機械に結合された原動機を備えて、油圧機械に作動流体を低圧マニホールドから高圧マニホールドにポンプ圧送させる動力を提供し、油圧システムは、作動流体を低圧マニホールド（同じまたは別の低圧マニホールド）からさらなるマニホールドにポンプ圧送するように構成された原動機、または（第１の）油圧機械の１つ以上のさらなる作業チャンバによって駆動される第２の油圧機械をさらに備え、そのため原動機は、開回路および閉回路の両方の油圧配置に動力を供給する（すなわち、高圧マニホールドが、開回路の一部であり、さらなるマニホールドが、閉回路の一部であり、逆もまた同様である）。
【００３２】
油圧機械は、１つ以上の電子整流式機械（ＥＣＭ）であってよい。ＥＣＭとは、回転可能なシャフトと、回転可能なシャフトの回転に伴って周期的に変化する体積を有する１つ以上の作業チャンバ（例えば、シリンダによって画定され、その中でピストンが使用中に往復運動するチャンバ）と、を含む油圧流体作動機械を指し、各作業チャンバが、作業チャンバと低圧マニホールドとの間の油圧流体の流れを調節する低圧バルブと、作業チャンバと高圧マニホールドとの間の油圧流体の流れを調節する高圧バルブと、を有する。ピストンの往復運動は、回転可能なシャフト上の偏心器、または第２の回転可能なシャフトとの直接の相互作用によって引き起こされ得、第２の回転可能なシャフトは、回転可能なシャフトに回転可能に接続される。原動機によって駆動される回転可能なシャフト（例えば、共通シャフト）がリンクされた複数のＥＣＭは、油圧機械として共に機能し得る。
【００３３】
油圧システムは、油圧車両、典型的には、産業用またはオフハイウェイ車両、例えば、フォークリフトトラックであり得る。
【００３４】
様々な構成要素の能力は、用途に応じて選択されることになる。一例では、電子制御可能な出口バルブは、毎分少なくとも２０リットル、または毎分少なくとも２５リットルの流量を可能にするように構成されてもよい。電子制御可能な出口バルブは、毎分１５リットルの定格流量を可能にするように構成されてもよい。
【００３５】
電子制御可能な出口バルブは、ソレノイド作動（例えば、電気比例）流量制御バルブであり得る。電子制御可能な出口バルブは、電磁比例バルブであり得る。代替的に、手動で調整可能な流量制御バルブまたはオリフィスは、電気的に制御可能なオン／オフバルブと組み合わせて（通常は直列に）使用し、共に電子制御可能な出口バルブとして機能することができる。
【００３６】
少なくとも１つのコントローラは、共に要求信号を処理し、１つ以上の電子制御可能な出口バルブを制御する、１つ以上のハードウェアプロセッサを通常備える。典型的には、第１のハードウェアプロセッサは、１つ以上の作業チャンバの正味変位と、１つ以上の出口から出る油圧流体の意図された流れの両方を判定する。１つ以上の第２のハードウェアプロセッサが、電子制御可能な作業チャンババルブを能動的に制御する制御信号を生成してもよい。第１のハードウェアプロセッサは、要求信号を受信し、１つ以上の調整された要求信号を（１つ以上の出口バルブを通して高圧マニホールドから出る作動流体の流れを考慮に入れて）１つ以上の第２のハードウェアプロセッサに送信することができる。第２のハードウェアプロセッサまたは各第２のハードウェアプロセッサは、電子制御可能な作業チャンババルブを能動的に制御して、調整された要求信号によって示される１つ以上の作業チャンバによる作動流体の変位を実施するために、バルブ制御信号を生成し得る。
【００３７】
本発明の第２の態様により、油圧システムを操作する方法が提供され、油圧システムが、油圧機械であって、回転可能なシャフト、低圧マニホールドおよび高圧マニホールド、ならびに回転可能なシャフトの回転で周期的に変化する体積を有する１つ以上の作業チャンバを備え、各作業チャンバが、低圧マニホールドと作業チャンバとの間の連通を調節する低圧バルブ、および高圧マニホールドと作業チャンバとの間の連通を調節する高圧バルブを有し、各作業チャンバに対して、各低圧バルブおよび高圧バルブのうちの少なくとも１つが、電子制御可能な作業チャンババルブである、油圧機械と、
１つ以上の上記作業チャンバと１つ以上のアクチュエータポートと１つ以上の付加的な出口との間に延在する高圧マニホールドと、
１つ以上の上記アクチュエータポートを通じて上記高圧マニホールドに流体接続され、それによって油圧機械によって油圧で駆動される１つ以上の油圧アクチュエータと、
１つ以上の付加的な出口の開放または閉鎖を調節する、１つ以上の電子制御可能な出口バルブと、を備え、
本方法は、要求信号を受信することと、それに応答して、１つ以上の電子制御可能な作業チャンババルブを作業チャンバ体積のサイクルに対して位相関係で調節し、それにより作業チャンバ体積の各サイクルで各作業チャンバによる作動流体の正味変位を調節することと、１つ以上の電子制御可能な出口バルブを同時に調節し、それによって、１つ以上の付加的な出口が開放されるとき、１つ以上の付加的な出口を通じて、高圧マニホールドからの作動流体の流れを可能にする高圧マニホールドへの、または高圧マニホールドからの作動流体の正味変位を調節して、要求信号によって示される要求を満たすことと、を含む。
【００３８】
いくつかの実施形態では、電子制御可能な作業チャンババルブは、油圧機械が要求信号によって示される要求を超えて作動流体を変位させるように制御され、かつ１つ以上の電子制御可能な出口バルブが、開放されるように制御され、そのため１つ以上の作業チャンバから高圧マニホールドへの作動流体の正味の変位は、作動流体の流れが１つ以上の付加的な出口を通って高圧マニホールドから流出することを可能にした後、要求信号によって示される要求を満たすように調節される。
【００３９】
他のいくつかの状況下では、通常はデフォルトで、電子制御可能な作業チャンババルブが制御されて、油圧機械が要求信号によって示される要求に一致するように作動流体を変位させ、１つ以上の出口バルブを閉鎖させ、そのため作動流体は、１つ以上の付加的な出口を通じて高圧マニホールドから流出しない。
【００４０】
要求信号は、最大変位率（Ｆｄ）を含む、またはそれを計算するために使用されてもよい。典型的には、体積流量に換算した変位は、最大変位率と回転可能なシャフトの回転速度に比例する。必要に応じて、要求信号は、調整された要求信号であってもよく、例えば、少なくとも１つのコントローラが、要求信号を受信し、受信された要求信号が脈動流と関連付けられていると判断した場合、調整された要求信号（通常、より高い必要流量を示す要求信号）を計算し得る。
【００４１】
方法のいくつかの実施形態では、要求が閾値を下回るとき、電子制御可能な作業チャンババルブは、油圧機械に作動流体を最大変位の所定の最小率で、または作業チャンバ体積のアクティブもしくは非アクティブサイクルを実行する作業チャンバの所定のパターンで変位させるように制御され得、
１つ以上の出口バルブは、油圧流体を高圧マニホールドから流出させるように制御され、そのため高圧マニホールドへの作動流体の全体的な変位が要求を満たす。
【００４２】
これは、例えば、作業チャンバ体積の不定期のアクティブサイクルのみを使用して要求が満たされる場合、低い要求で発生する高い脈動流の望ましくない影響を回避するのに役立つ。
【００４３】
通常、（例えば、流量の動作範囲の下限に向かって）少なくとも１つのコントローラは、流体の正味変位がないアイドルサイクル、および作業チャンバの最大ストローク体積の一部が変位される部分サイクルを、要求信号が一定のままである場合でも、散在させるように動作可能である。通常、流量の動作範囲の一部分内で、少なくとも１つのコントローラは、流体の正味変位がないアイドルサイクルと、作業チャンバの最大ストローク体積の一部が変位される部分サイクルと、作業チャンバの最大ストローク体積が変位されるフルサイクルとを、要求信号が一定のままである場合でも、散在させるように動作可能である。
【００４４】
少なくとも１つの出口バルブは、作業チャンバ体積のサイクルの位相に同期せずに開放および閉鎖することができる。出口バルブは、平均して（中間点）作業チャンバ体積の１０サイクル以上、または１００サイクル以上の間、開放したままであり得る。しかしながら、この方法は、作業チャンバのサイクルに対して位相関係で上記出口バルブを開放および閉鎖することを含む場合がある。
【００４５】
この場合、出口バルブの開放および閉鎖のタイミングを制御して、（例えば、選択的に）高圧マニホールド内の圧力リップルを低減することができる。これは、油圧機械の変位が閾値を下回るとき、例えば、回転可能なシャフトの回転ごとの油圧機械による作動流体の最大変位の１０％未満、もしくは５％未満のとき、ならびに／または高圧マニホールドおよび／もしくはソリトン内の圧力のピークが、検出もしくは予測されるとき（例えば、要求信号に応答して少なくとも１つのコントローラによって判定された作業チャンバ体積のアクティブおよび非アクティブサイクルのパターンの結果として）、ならびに／または作業チャンバ体積のアクティブサイクルの非アクティブサイクルに対する比が、閾値を下回る、つまり１：９以下であり得るとき、生じ得る。これは、高圧マニホールド内の圧力パルスを減衰させる、リップル低減動作モードと見なすことができる。
【００４６】
（リップル低減動作モードでは）作業チャンバ体積のアクティブサイクルごとに一度、出口バルブが開放および閉鎖される場合がある。通常、少なくとも１つの出口バルブの各開放およびその後の閉鎖は、作業チャンバ体積の単一のサイクルと重なる。通常、出口バルブは、作業チャンバ体積のアクティブサイクルから生じる流体圧力のピークの前に開放され、作業チャンバ体積のアクティブサイクルから生じる流体圧力のピークの後に閉鎖される。
【００４７】
いくつかの実施形態では、高圧マニホールドは、入口バルブを通じてより高い圧力の作動流体ソースと連通しており、方法は、圧力リップルを低減するために、作業チャンバ体積のサイクルと位相関係で、入口バルブを閉鎖することおよび開放することを含む。この場合、作動流体は、入口バルブを通して高圧マニホールドに（高圧作動流体ソースから）少なくとも時々入ることができ、この作動流体の供給は、作業チャンバ体積のアクティブサイクル中、一時的に閉鎖される。このため、作動流体の付加的な流量は、作動流体のアクティブサイクル間の、作動流体の供給における不足または欠失を補償し、圧力リップルを低減させる。このリップル低減モードは、油圧機械の変位が閾値を下回るとき、例えば、回転可能なシャフトの回転ごとの油圧機械による作動流体の最大変位の１０％未満、もしくは５％未満のとき、ならびに／または高圧マニホールドおよび／もしくはソリトン内の圧力のピークが、検出もしくは予測されるとき（例えば、要求信号に応答して少なくとも１つのコントローラによって判定された作業チャンバ体積のアクティブおよび非アクティブサイクルのパターンの結果として）、ならびに／または作業チャンバ体積のアクティブサイクルの非アクティブサイクルに対する比が、閾値を下回る、つまり１：９以下であり得るとき、生じ得る。装置がリップル低減モードでないとき、入口バルブは閉じたままである場合がある。装置がリップル低減モードであるとき、入口バルブは、デフォルトで開放されていて、作業チャンバ体積のアクティブサイクルごとに一度、閉鎖され、再度開放される場合がある。
【００４８】
出口（および／または入口）バルブの開放および／または閉鎖のタイミングは、作業チャンバ体積のサイクルと位相関係で、（ａ）要求信号、（ｂ）（回転可能なシャフトの回転あたりの）油圧機械の変位率および流量、（ｃ）回転可能なシャフトの回転速度、（ｄ）高圧マニホールドの適合性（高圧マニホールド内の作動流体の体積によるシステム圧力の変動）、（ｅ）例えば、少なくとも１つのコントローラが、フィードバック、フィードフォワード、および／または開ループ制御モードにおける要求信号に応答する変位を調節するかどうかの、油圧システムの動作モード、（ｆ）作動流体の温度、のうちの１つ以上の測定値または計算値に応答する。
【００４９】
必要に応じて、少なくともいくつかの状況下で、電子制御可能な作業チャンバのバルブは、油圧機械に作動流体を複数の個別の最大変位率のうちの１つで、または作業チャンバ体積のアクティブもしくは非アクティブサイクルを実行する作業チャンバの複数の所定のパターンのうちの１つで変位させるように制御され得、
電子制御可能な作業チャンババルブは、作業チャンバに、受信された要求信号によって示される要求を満たすために必要な変位を超えて複数の個別の最大変位率のうちの１つを変位させるか、または要求を満たすために必要な変位を超えるように１つ以上の作業チャンバの組み合わされた変位をもたらす複数の所定のパターンのうちの１つを実行させるように制御され、
１つ以上の出口バルブは、油圧流体を高圧マニホールドから流出させるように制御され、そのため高圧マニホールドへの作動流体の全体的な変位が要求を満たす。
方法のいくつかの実施形態では、電子制御可能な作業チャンババルブは、要求が、
ｉ）１つ以上の付加的な出口が閉鎖され、かつ
ｉｉ）１つ以上の作業チャンバによって変位された作動流体を使用するだけで要求が満たされる場合、要求を満たすために、アクティブまたは非アクティブサイクルを実行するための作業チャンバの選択のパターンから生じる望ましくない応答（例えば、共鳴）が存在するという判定に応じて、油圧機械が、要求信号によって示される要求を満たすために必要な流れを超えて作動流体を変位させ、１つ以上の出口バルブを開放させるように制御され得る。
【００５０】
要求が、閾値を下回るとき、電子制御可能な作業チャンババルブは、所定数の作業チャンバのみにアクティブサイクルを実行させ、１つ以上の作業チャンバのうちの他の作業チャンバに非アクティブサイクルを実行させるように制御される場合がある。閾値を下回ると、所定の量だけ位相が異なる作業チャンバのみが、アクティブサイクルを実行し、残りは非アクティブサイクルを実行する場合がある。所定の量は、３６０°／ｎであり得、ここで、ｎは、整数であり、特に１２０°、または、１２０°／ｎであり得、ここで、ｎは整数であり、これは比較的低いリップル出力流量を提供するためである。
【００５１】
少なくともいくつかの状況では、例えば、要求が閾値を下回るとき、または任意の要求に対して、電子制御可能な作業チャンババルブは、油圧機械に、要求を満たすために必要な流れを超えて、少なくとも所定のマージンである作動流体を変位させるように制御される場合がある。
【００５２】
通常、方法は、１つ以上の付加的な出口を通る作動流体の流量の電流を測定または計算することをさらに含み、任意に高圧マニホールド内の圧力を測定することを含む。
【００５３】
電子制御可能な出口バルブはまた、例えば、機械が作動流体で充填される間、高圧マニホールドから抽気することを可能にすること、過熱を回避するために、例えば、クランクケースから高温の作動流体を排出すること、または作動流体（油であり得る）を、例えば、起動後の初期段階において、かつ通常の操作の前に加温することのうちの１つ以上を行うために一時的に開放され得る。
【００５４】
本発明の任意の態様の任意の１つ以上の実施形態の任意の特徴は、本発明の任意の他の態様の任意の他の１つ以上の実施形態の任意の他の特徴と組み合わせるかまたは共に使用され得ることが理解されよう。
【００５５】
本発明の例示的な実施形態を、以下の図を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】電子整流式機械の概略図である。
【図２】図２Ａ〜図２Ｅは、本発明による電子整流式機械の応答を示す一連のプロットである。
【図３】本発明の例示的な実施形態による、油圧機械に適用される電子制御可能な出口バルブの油圧概略図である。
【図４】本発明を実施するための手順のフローチャートである。
【図５Ａ】様々な実施形態における車両速度と流量との間の関係を示す一連のプロットである。
【図５Ｂ】様々な実施形態における車両速度と流量との間の関係を示す一連のプロットである。
【図５Ｃ】様々な実施形態における車両速度と流量との間の関係を示す一連のプロットである。
【図５Ｄ】様々な実施形態における車両速度と流量との間の関係を示す一連のプロットである。
【図５Ｅ】様々な実施形態における車両速度と流量との間の関係を示す一連のプロットである。
【図６】時間（ｘ軸）に対する要求流量、ポンプ流、出口バルブ流（上部ｙ軸）、および出口バルブ制御信号電流（下部ｙ軸）のプロットである。
【図７Ａ】圧力リップル抑制なしの時間の関数としての圧力変動のプロットである。
【図７Ｂ】リップル低減動作モードにおける時間の関数としての圧力変動のプロットである。
【図８】入口バルブをさらに備える電子制御機械の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
第１の実施例
図１は、電子整流式機械（ＥＣＭ）１０の概略図であり、シリンダ１２の形態の複数の作業チャンバを備え、これは、シリンダの内面によって画定される作動体積１４を有し、および偏心カム２０によって回転可能なシャフト１８から駆動され、かつシリンダ内で往復運動して、シリンダ１２の作動体積を周期的に変化させるピストン１６を備える。回転可能なシャフト１８は、原動機（図示せず）によって駆動される。シャフト位置および速度センサ２２は、回転可能なシャフト１８の即時の角度位置および回転速度を判定し、信号線２４を通じて機械コントローラ２６に通知し、これにより、ＥＣＭコントローラ２６が各シリンダ１２のサイクルの即時の位相を判定する。ＥＣＭコントローラ２６は、通常、使用中に記憶されたプログラムを実行する、マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラ（または、分散され得る複数のマイクロプロセッサもしくはマイクロコントローラ）である。
【００５８】
作業チャンバは、各々、電子作動式の面封ポペットバルブ２８の形態の低圧バルブ（ＬＰＶ）と関連付けられており、低圧バルブは、関連する作業チャンバを有し、作業チャンバから低圧油圧流体マニホールド（ＬＰＭ）３０に延在するチャネルを選択的に密封するように動作可能であり、１つ以上の作業チャンバ、または実際にはここに示されているすべてを、ＥＣＭ１０のＬＰＭ  ３０に接続し得る。ＬＰＶ２８は、通常は、開放ソレノイド作動バルブであり、作業チャンバ内からポペット上に加わる圧力が、ＬＰＭ３０内からポペット上に加わる圧力にＬＰＶばねのばね力を加えたもの以下であるとき、すなわち、吸気行程中、受動的に開放し、作業チャンバをＬＰＭ３０と流体連通させるが、作業チャンバをＬＰＭ３０と流体連通させないように、ＬＰＶ制御ライン３４を介して、ＥＣＭコントローラ２６のアクティブ制御下で選択的に閉鎖可能である。代替的に、バルブは、通常は、閉鎖バルブであってもよい。
【００５９】
作業チャンバは、各々、圧力作動送達バルブの形態でそれぞれの高圧バルブ（ＨＰＶ）３６とさらに関連付けられる。ＨＰＶ３６は、それぞれの作業チャンバから外向きに開放し、各々作業チャンバから高圧油圧流体マニホールド（ＨＰＭ）４０に延在するそれぞれのチャネルを密封するように動作可能であり、１つ以上の作業チャンバ、または実際にはここに示されるすべてを、ＨＰＭ４０内のポート４６に接続することができる。同様の様式で、ＬＰＶは、作業チャンバから低圧油圧流体マニホールド（ＬＰＭ）３０まで延在する、それぞれのチャネルを密封するように動作可能であり、１つ以上の作業チャンバ、または実際にはここに示されるすべてを、ＨＰＭ３０内のポート４４に接続することができる。ＨＰＶ３６は、作業チャンバ内の圧力が、ＨＰＭ４０内の圧力を超えるとき、受動的に開放する、常閉圧力開放逆止バルブとして機能する。同じＨＰＶ３６は、ソレノイド作動逆止バルブであり得、これは、一度関連する作業チャンバ内の圧力によってＨＰＶ３６が開放されると、機械コントローラ２６は、ＨＰＶ制御ライン４２を介して選択的に開放されたままであり得る。ソレノイド作動は、その構成に応じて、ＨＰＶ３６を開放もしくは閉鎖させるか、または開放もしくは閉鎖を保持するために使用することができる。
【００６０】
サイクルごとに、ＬＰＶ２８もしくはＨＰＶ３６を閉鎖するか、または開放したままにするか否かを判定するだけでなく、機械コントローラ２６は、作業チャンバ体積を変化させることに関して、ＬＰＶ２８およびＨＰＶ３６の閉鎖の詳細なタイミング（例えば、位相を合わせる）を変化させるように動作可能である。矢印は、ポンピングモードにおける油圧流体流を示し、モータリングモードでは、流れは逆になる。圧力逃がしバルブ４８は、油圧機械を過圧損傷から保護することができる。ＨＰＭ４０内の流体は、モータ５６（アクチュエータの一例である）を駆動し、閉回路モード（図示せず）で動作するとき、ＬＰＭ３０に逆流するか、または（図示されるような）開回路モードで、タンク５８に流れる。
【００６１】
ＥＣＭ１０はまた、機械コントローラまたは別のシステムコントローラによって開放および閉鎖することができる電子制御可能な出口バルブ４７を有する。電子制御可能な出口バルブを開放するとき、アクチュエータ５６を介する以外に、一部の流体がＨＰＭ４０を出ることが可能になる。電子制御可能な出口バルブ４７は、通常、比例流量バルブ、すなわち、部分的に開放することができるバルブであり、完全に開放したとき、または完全に閉鎖したときにのみ安定し得るという意味でバイナリであるバルブとは対照的である。したがって、機械コントローラ２６は、電子制御可能な出口バルブ４７を開放するか、または閉鎖するかだけでなく、電子制御可能な出口バルブ４７をどの程度開放するか、またはどの程度閉鎖するかを選択することができる。
【００６２】
機械コントローラ２６への入力は、要求信号６０（これは最大変位率Ｆｄであり得る）、シャフト速度および位置センサ２４によって測定されるシャフトの速度および位置、ならびに圧力センサ５２（圧力センサ信号線は示されていない）によって測定されるＨＰＭ４０の圧力５４を含む。いくつかの例では、ＨＰＭ４０の圧力５４は、要求信号６０とともに、圧力制御システムの一部としてフィードバック信号として使用され得るが、これは必ずしもそうである必要はなく、当業者は、他の要求信号が使用され得ることを理解するであろう。加えて、機械コントローラ２６は、許可されていない周波数（例えば、好ましくない周波数を生じさせるシリンダ作動のパターンをもたらすＦｄ値）のデータベース５０を読み取る（および／またはそこからデータを受信する）ことができる場合がある。出力は、ＬＰＶおよびＨＰＶ制御ライン３４および４２を通るバルブ制御信号、ならびに電子制御可能な出口バルブ４７への（制御ライン４５を介する）制御信号を含む。
【００６３】
いくつかの例示的な実施形態では、ＥＣＭ１０はまた、１つ以上の振動センサ（例えば、加速度計）を有し得、機械コントローラ２６は、振動センサから情報を受信し、振動センサによって検出された任意の振動の周波数および振幅を判定するように動作可能であり得る。その場合、機械コントローラ２６は、通常、振動データをデータベース５０に書き込むようにも動作可能である。場合によっては、機械コントローラ２６はまた、好ましくない振動の周波数および／または振幅を生じさせるシリンダ作動および／またはＦｄ値のパターンを判定するように動作可能な機械学習アルゴリズムを実行することもでき、その場合、機械コントローラ２６は、典型的に、機械学習アルゴリズムからの出力情報をデータベース５０に書き込むようにも動作可能である。
【００６４】
図１では、すべての作業チャンバが同じＨＰＭ４０に接続されているが、下記の第２の実施例などのいくつかの実施形態では、１つ以上の作業チャンバの（同じシャフトに結合されている）複数のグループが存在し、それぞれの複数のＨＰＭに（したがって、油圧流体のソースまたはシンク、例えば、油圧アクチュエータまたはモータに）接続される。各グループは、それぞれのグループの個別の要求信号に従って制御され得る。いくつかの実施形態では、グループへの作業チャンバの割り当ては、例えば、１つ以上の電子制御可能な切り替えバルブを使用して、動作中に動的に変更することができる。
【００６５】
ＥＣＭを使用する利点は、それぞれのＥＣＭの流体流出力を、サイクルごとに、変化する要求に迅速に応答して変えることができることである。作業チャンバ体積のサイクルと位相関係にあるＬＰＶ２８およびＨＰＶ３６の適切な制御により、機械コントローラ２６は、作業チャンバ体積の各サイクルにおける各チャンバの正味変位（ＬＰＭ３０からＨＰＭ４０、またはその逆）を制御することができる。各作業チャンバは、作業チャンバ体積の所与のサイクルで、作動流体の正味変位を伴うアクティブサイクル、または作動流体の正味変位を伴わない非アクティブ（アイドル）サイクルを受け得る。アクティブサイクルは、回転可能なシャフト１８の回転によって駆動される、ＬＰＭ３０からＨＰＭ４０への作動流体の正味変位がある、ポンピングモードサイクル、または（シャフトの回転を駆動する）ＨＰＭ４０からＬＰＭ３０への作動流体の正味変位があるモータリングモードサイクルであり得る。非アクティブサイクルは、サイクル全体を通してバルブ（通常はＬＰＶ）を開放したままにしておくことで達成することができ、そのため作業チャンバは、サイクル全体を通してマニホールドと連通したままである。正味変位が、要求信号６０によって示される目標要求に従うために、アクティブサイクルまたは非アクティブサイクルを実行するかどうかについて、サイクルごとに決定される。要求信号６０は、油圧流体の圧力、油圧流体の流量、油圧流体の合計変位量、出力、または油圧流体に油圧リンクされたアクチュエータの位置などに関する要求であり得る。
【００６６】
ポンピングモードサイクルでは、機械コントローラ２６は、通常は関連付けられた作業チャンバのサイクルにおける最大体積点の近くで、１つ以上のＬＰＶ２８を能動的に閉鎖し、ＬＰＭ３０への経路を閉鎖することにより後続の収縮ストロークで関連付けられるＨＰＶ３６を通して油圧流体を外へ方向づけること（しかし、ＨＰＶ３６の開放を能動的に保持しない）によって、油圧モータ５６による作業チャンバからＨＰＭ４０への油圧流体の正味変位率を選択する。機械コントローラ２６は、ＬＰＶ閉鎖（およびＨＰＶ開放）の数および順序を選択して、流れを生成するか、またはシャフトトルクもしくは動力を生成し、それにより、要求信号６０（これは、選択された正味変位率と関連付けられる要求信号６０であり得る）を満たすか、または超過する。
【００６７】
モータリングモードの動作では、油圧機械コントローラ２６は、関連付けられる作業チャンバのサイクルにおける最小体積点の直前で１つ以上のＬＰＶ２８を能動的に閉鎖することによって、ＨＰＭ４０を介して、油圧機械によって変位される油圧流体の正味変位率を選択する。これは、ＬＰＭ３０への経路を閉鎖し、これにより、作業チャンバ内の油圧流体が残りの収縮ストロークによって圧縮される。関連付けられるＨＰＶ３６は、それを横切る圧力が等しくなると開放し、少量の油圧流体が、油圧機械コントローラ２６により開放されたままである関連付けられるＨＰＶ３６を通って外へ方向付けられる。次いで、機械コントローラ２６は、通常、関連付けられる作業チャンバのサイクルにおける最大体積近くまで、関連付けられるＨＰＶ３６の開放を能動的に保持し、油圧流体をＨＰＭ４０から作業チャンバに入れて、回転可能なシャフト１８にトルクを加える。
【００６８】
使用中、機械コントローラ２６は、変位率（Ｆｄ）信号の形態で要求信号６０を通常受信し、アルゴリズムを実行して、アクティブサイクルを実行するか否かを判定する。コントローラは、累積された実際の変位を累積された要求と比較し、２つの間の差が閾値を超える場合に、アクティブサイクルを実行することができる。このため、ＨＰＭに接続された作業チャンバのグループによる正味変位は、それによってこの要求を満たすように調節される。
【００６９】
しかしながら、状況によっては、Ｆｄの特定の値（例えば、低流量、脈動流、または共振に関連付けられる値）に関して、機械コントローラ２６は、代わりに作業チャンバの正味変位を、要求を満たすのに必要な量よりも大きくなるようにし、このため、脈動流、または共振を過度に引き起こし得る作業チャンバ作動のパターンを回避する。かかる状況では、機械コントローラ２６はまた、電子制御可能な出口バルブ４７を（例えば、少なくとも部分的に）開放させる。要求信号６０（すなわち、過剰なＦｄ）によって示されるように、必要とされる量を超えて（ポンピング時に）ＨＰＭ４０に移動する流体の体積は、それにより、電子制御可能な出口バルブ４７を介して出ることができ、ＬＰＭ３０に閉回路モードで戻ってもよく、そうでなければ、開回路モードにおいてタンク５８に分流されてもよい。これは、低流量、および脈動する（したがって、共振を引き起こす可能性が高い）流量が回避されるという利点を提供し、このため潜在的なユーザの不快感と同様に、車両、機械、または機械部品への潜在的な損傷が軽減されるが、ＨＰＭ４０への作動流体の正味の変位は、出口バルブ４７を通る作動流体の損失を可能にした後、必要な要求、この場合はモータ５６に対する要求を満たす。
【００７０】
図２Ａ〜図２Ｅは、本発明による電子整流式機械１０の動作を示す一連のプロットである。図２Ａは、時間の関数としての必要流量６０のプロットであり、図２Ｂは、時間の関数としてのＦｄ１０２のプロットであり、図２Ｃは、時間の関数としての電子制御可能な出口バルブ４７の位置１０４のプロットであり、図２Ｄは、時間の関数としての損失１０６（すなわち、電子制御可能な出口バルブ４７によって制御される、付加的な出口を介するＨＰＭからの流れ）のプロットであり、図２Ｅは、時間の関数としての正味流量１０８のプロットである。
【００７１】
時間ｔ１において、コントローラによって受信された要求信号は、新しいレベルに変化し、この場合、減少した要求を示す。コントローラは、この要求が、アクティブおよび非アクティブサイクルの通常のパターンで満たされたかどうか（すなわち、作業チャンバ体積の各サイクルでアクティブまたは非アクティブサイクルを選択するために、コントローラのアルゴリズムを使用して、要求流量に対応する流量をＥＣＭに出力させることによって要求が満たされたかどうか）を判定し、出口バルブ４７が閉鎖された状態では、これが潜在的に脈動流をもたらすことになる。結果として、機械コントローラ２６は、ＨＰＭ４０に接続されたシリンダに、減少した必要流量を超える流れを生成させる（ただし、機械コントローラ２６が、減少した必要流量を示す要求信号６０を受信する前に合計流量出力と比較したとき、これは依然として合計流量の減少になる場合がある（通常はそうなる））。別様に要求信号６０に応答して発生するサイクルよりも、ＨＰＭに接続されるより高い割合のシリンダが、アクティブ（非アクティブの代わりに）サイクルを経る。同時に、電子制御可能な出口バルブ４７は、制御された部分的開放位置に開放し、そのため生成された過剰流量に対応する出力流量の一部が電子制御可能な出口バルブ４７を介して出ることができる。図１に示される開回路配置において、電子制御可能な出口バルブ４７を介して出る過剰な流れは、タンク５８に方向づけられる。したがって、正味流量（作業チャンバからの出力流量から作業チャンバからの過剰流量を差し引いたもの）は、要求流量と適合し、一方で作業チャンバからの脈動流は、減少または回避される。必要流量が望ましくない共振または脈動流を引き起こさないレベルに変化するとき、電子制御可能な出口バルブ４７は閉鎖され、シリンダは、要求Ｆｄを実施する（ただし、出口バルブ４７が、常に少なくとも部分的に開放される図５Ｄに示される場合とは異なる。）
第２の実施例
図３は、本発明による、油圧トランスミッションを備えた車両２００の制御回路の図である（この実施例では、車両は、フォークリフトトラックである）。車両２００は、流体作動機械１５０と、原動機として機能し、回転可能なシャフト１５４を通じて流体作動機械を駆動するエンジン１５２と、を備える。上記シャフトは、原動機の出力シャフトに直接または間接的に（すなわち、トルク接続部材または歯車列を通じて）接続されてもよい。流体作動機械は、車両コントローラ１５８と電子的に通信する機械コントローラ１５６、および独立したポンプ１６０、１６２、１６４（第１、第２、第３のポンプ）として制御され、各々が、それぞれの高圧マニホールド１６６、１６８、および１７０（第１、第２、第３の高圧マニホールド）と連通している３つのグループの作業チャンバを有する。別個の固定された容積型ポンプ１７２もまた、回転可能なシャフト１５４に結合される。作業チャンバは、タンク１７６まで延在する低圧マニホールド１７４と連通している。流体作動機械は、独立したポンプとして制御される作業チャンバのグループを含む単一のハウジングで形成されてもよく、または複数のハウジングがあってもよい。機械コントローラおよび車両コントローラは、少なくとも１つのコントローラとして機能する。第３の高圧マニホールドは、本発明の高圧マニホールドとして機能する。
【００７２】
第１の高圧マニホールド１６６は、開回路油圧配置において１つ以上のアクチュエータ１７８を駆動する。アクチュエータは、車両２００のタイプおよびその意図される用途に応じて、走行モータ、リフト、チルト、サイドアーム、単動または複動ラム、例えば、スティックラム、バケットラム、および／または他の油圧作動デバイスを含み得る。第３の高圧マニホールド１７０は、ホイールモータ（複数可）１８０を駆動するために使用され、これは次に、方向制御バルブ（ＤＣＶ）を有する方向制御バルブグループ１８６を含む、推進システムマニホールド（ＰＳＭ）ブロック１８４を介してそれぞれのホイール１８２を駆動し、これは、２つの２方向ソレノイド作動方向制御バルブを備え、双方向モータの片側に同時にポンプの高圧ラインを提供する。単一のホイールモータは、複数のホイールまたは１つのホイールのみを駆動し得る。ホイールモータとホイール（複数可）との間に中間ギアボックスが存在する場合がある。第３の油圧マニホールドから方向制御バルブグループへの接続は、アクチュエータポート１９６として機能する。第３の高圧マニホールドはまた、電子制御式出口バルブとして機能する、比例制御バルブ１９０を通る出口１８８（付加的な出口として機能する）を有し、これは、固定された容積型ポンプ１７２によって給電される、静圧ステアリングユニット１９２の出力ライン１９４につながる。出力ライン１９４は、タンク圧力を上回り、そのため一部の位置エネルギーが保持され、再利用される。ホイールモータには、閉回路における油圧流体が供給される。電子制御された出口バルブは、通常、逆止バルブと直列に接続され、付加的な出口を通って高圧マニホールド１７０に油圧流体が流れることを防止する。切り替えバルブ１６５は、第２の高圧マニホールドを切り替え、したがって、第２のポンプの出力を、第１の高圧マニホールド１６６と第３の高圧マニホールド１７０との間で切り替え、それによって切り替え可能に支援することができる。エンジン１５２は、通常、ポンプ１６０、１６２、１６４、および１７２を駆動するが、例えば、回生制動中、または負荷を下げて重力位置エネルギーを回収するときなど、状況によっては、ポンプ１６０、１６２、１６４の一部またはすべては、回転可能なシャフトが同じ方向に回転し続ける間、ポンピングサイクルの代わりにモータリングサイクルを実行してもよい。ポンプ１６０、１６２、および１６４は、通常、統合されたコントローラ１５６を備える単一の流体作動機械内の作業チャンバの異なるグループであるが、それらは個別のポンプであってもよい。固定された容積型ポンプ１７２は、通常、別個のデバイスであるが、電子制御バルブの代わりに逆止バルブのみを使用することができる流体作動機械内の作業チャンバのグループから形成されてもよい。
【００７３】
車両コントローラ１５８は、ＥＣＭコントローラ１５６および電子切り換えバルブ１６５と電子的に通信する。ＥＣＭコントローラは、それぞれの受信された要求信号に応答して、個々のポンプの作業チャンバを独立して制御するように動作可能である。アクチュエータ１７８の場合、これらは、第１の高圧マニホールド１６６内の圧力に関する信号、１つ以上の切り換えバルブの後の信号、またはアクチュエータの移動の位置もしくは速度に関する信号であってもよい。第１のポンプの作業チャンバは、既知のアルゴリズムに従って制御されて、それぞれの要求を実施する。
【００７４】
図４を参照すると、第３の高圧マニホールドに関して、要求信号は、ホイールモータの必要条件から受信または計算される。必要条件は、通常、車両の速度によって変化し、この信号は、第３のポンプ１６４に必要な変位率Ｆｄを計算２５２するために使用される。必要な変位率は、体積に換算した作動流体の実際の変位率が、変位率と回転可能なシャフトの回転速度の両方に比例するため、回転可能なシャフトの回転速度に依存する。次に、車両コントローラは、この変位率が問題を引き起こす可能性があるかどうか、つまり、流体作動機械コントローラが、変位率信号（Ｆｄ）に応答して実行する作業チャンバのアクティブおよび非アクティブサイクルのパターンが、振動、脈動流などを引き起こすかどうかを判定する。問題が予測２５４されない場合、次いで第３のポンプのために計算された変位率は、流体作動機械コントローラ１５６にそのまま送られて、実装される。しかしながら、問題が予測された場合、代わりに、車両コントローラは、Ｆｄよりも高く、かつ予測された問題を軽減するために選択された、修正された変位率Ｆｄ’を計算し、また比例流量バルブ１９０のためのバルブ開放位置も計算し、これが、電子制御された比例流量バルブ１９０を通して、第３の高圧マニホールド１７０からいくらかの油圧流体の流れを可能にした後、要求を満たすために第３の高圧マニホールド１７０への作動流体の正味変位を提供することになる。次いで、車両コントローラは、修正された変位率Ｆｄ’を流体作動機械コントローラ１５６に送信し、また制御信号を比例流量バルブ１９０に送信する。流体作動機械コントローラ１５６は、修正された要求信号Ｆｄ’を受信し、そのアルゴリズムを実行して、受信する要求信号を満たすために、各サイクルをアクティブまたは非アクティブにすべきかどうかを判定する。
【００７５】
この実施例では、電子制御可能な出口バルブ１９０は、第３の高圧マニホールドとステアリング機構の低圧側との間に接続されるが、高圧マニホールドから低圧マニホールドもしくはタンクへの、または異なる高圧マニホールドへの出口を調節する場合もある。この実施例では、電子制御可能な出口バルブ４７は、ＰＳＭブロック（１８４）内にあるが、ＰＳＭブロックの外部にあってもよい。
【００７６】
したがって、いくつかの実施形態では、第３のポンプ１６４の変位は、（例えば、車両コントローラを介して）特定の許容レベルに制限されてもよく、例えば、特定の変位のみが許可されてもよく、または特定の変位が禁止されてもよい。これらの制限された許容可能変位は、回転可能なシャフトの回転速度によって変化し得る。受信された要求が実施されないとき、より高い要求が実施され、電子制御可能な出口バルブ１９０は、適切に制御されて、ホイールモータが、必要な流体を受容する。
【００７７】
個々のポンプおよび電子制御可能な出口バルブ１９０の実際の変位を制御し得る多くの異なる方法が存在し、いくつかの実施例が、図５Ａ〜図５Ｅに示されている。これらの図では、ｙ軸は、車両速度（ｘ軸）での流れ（１秒あたりの体積）を表す。要求流量は、点線３００で示され、ポンプ１６４および、場合によっては、１６２によって変位された正味流量は、実線３０２で示され、電子制御された出口バルブ１９０を通る漏洩流は、破線３０４で示される。これらの実施形態では、要求流量は、ポンプの正味変位から漏洩流を引いたものの合計である。
【００７８】
図５Ａ〜図５Ｅに示される様々な実施形態は、各々、低流量での脈動流の問題に対処し、図５Ｂ、図５Ｃ、および図５Ｄの実施形態は、望ましくない二次周波数でのアクティブおよび非アクティブな作業チャンバ作動のパターンの生成を回避する問題に対処する。
【００７９】
図５Ａの例示的な実施形態では、車両速度が、ゼロと車両速度の閾値ＳＡとの間にあるとき、コントローラは、最小ポンプ流量ＦＡを維持する。ゼロ速度とＳＡ速度との間では、要求変位率Ｆｄは低く、より頻繁な非アクティブサイクルの間に散在する不定期のアクティブサイクルにつながり、脈動流および／または共振を引き起こす。この領域または範囲の脈動流（または共振）は、問題のある領域または範囲の外側にあるＦＡ，のポンプ流量を維持する車両コントローラによって回避され、それにより、要求される変位率Ｆｄがオーバーライドされる。同時に、電子制御可能な出口バルブ１９０は、少なくとも部分的に開放されるように調節される。流量ＦＡでは、スムーズな流量を提供する作業チャンバ、例えば、相互に１２０°位相が異なる３つの作業チャンバが使用される。
【００８０】
次いで、過剰流量３０４は、出口バルブ１９０を介してマニホールド１７０を出る。車両速度が、０からＳＡに増加すると、要求流量は、点Ｘに近づき、この場合、要求と直接一致することは、脈動流および／または共振と関連付けられなくなり、電子制御可能な出口バルブ１９０を介してマニホールド１７０を出る流量の部分は、ゼロに減少する。点Ｘにおいて、ＳＡを上回る速度の場合、計算された要求Ｆｄは、修正なしで実施される。
【００８１】
図５Ｂの実施形態では、要求流量３００を得るために、実際のポンプ流量３０２は、車両速度に応じて、等間隔の一連の離散値Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅのうちの１つを取る。これらの個別の流量値は、望ましくない振動または脈動流に関連する共振または他の問題を回避するために選択される。各個別の流量と関連付けられた速度範囲の下端では、電子制御可能な出口バルブ１９０が閉鎖され、速度が増加するにつれて、完全に開放されるまで、徐々に開放され、実際のポンプ流量が次の個別のレベルに増加し、電子制御可能な出口バルブが、再び閉鎖される。
【００８２】
図５Ｃの実施形態では、車両速度の大部分で、出口バルブ１９０を通る少なくともいくらかの漏洩流が存在する。ポンプ流３０２は、速度ＳＡ〜ＳＢ、およびまたＳＣ〜ＳＤ、またはＳＥを上回ると、要求流量３００と同じである。これらは、このポンプ流が望ましくない振動または脈動流を引き起こすと予想されない速度領域である。望ましくない振動または脈動流を引き起こすと予想され得る他の速度領域が、流量範囲１および２として、ゼロ流量からレベルＦＡまでこの図において示される。これらの流量範囲は、速度０〜ＳＡ、速度ＳＢ〜ＳＣ、およびまた速度ＳＤ〜ＳＥに対応し、ポンプ流は、所定の値（それぞれＦＡ、ＦＣまたはＦＥ）を有し、これは、要求流量を超えるように選択され、電子制御される出口バルブは、要求される流量３００が満たされるように漏洩流３０４を引き起こすように対応して調節される。また、最小流量ＦＡが、脈動流から生じる振動を回避するために選択される。速度ＳＡから速度ＳＢまで、ポンプ流量は、ＦＡからＦＢに増加し、出口バルブが閉鎖されると次いで、速度ＳＢからＳｃまで、流量は、ＦＣ．に維持される。速度ＳＢでは、漏洩流の量は、最大Ｆｌ２であり、この範囲を通して直線的に０に低下する。漏洩流はなく、ポンプ流量が、速度ＳＣからＳＤまで、次いでまた速度ＳＤからＳＥまで、速度と共に直線的に増加し、ポンプ流量は、固定レベルＦＥに、最大漏洩流Ｆｌ１を伴って維持され、漏洩流は、速度ＳＤからＳＥまで減少し、高圧マニホールド１７０への所望の正味流量を得るために選択される。
【００８３】
図５Ｄの実施形態では、漏洩流３０４は、速度範囲を通じて常に存在し、少なくとも部分的に開放されている１つ以上の上記出口バルブ（複数可）によって提供される、最小ベースライン値ＦＡ０を有する。３０４の漏洩流を許容した後、高圧マニホールド４０、１７０への正味流量は、常に要求流量３００を満たす。ポンプは、滑らかなポンプ流を提供するために選択された、別個の個別の「ステップ」レベルＦＡ、ＦＢ、ＦＣ、ＦＤ、ＦＥなどのうちのいずれか１つで動作され得る。各ステップのサイズは、等しく（すなわち、ＦＢ、ＦＣ、ＦＤ、ＦＥなどと関連付けられた流量は、流量ＦＡの単純な倍数である）、流量レベルＦＡが所与の滑らかな流量に対して選択されると、したがって、この流量レベルの倍数はまた、理論的には滑らかな流量を生み出す可能性がある。それぞれの速度ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤ、ＳＥでは、漏洩流ＦＡ０のみが生成される。他の速度では、ライン３０４による付加的な漏洩流が存在する。漏洩流３０４は、車両速度が増加するにつれて、不連続に増加し、次いで鋸歯状のパターンで滑らかに減少する。点「Ｘ」は、ポンプのみが望ましくない周波数なしで許容可能なスムーズなレベルの流量を提供する、最小流量レベルＦＡに対応する。
【００８４】
図５Ｅの実施形態では、車両速度が速度０からＳＡに増加すると、漏洩流は、流量ＦＡで一定に保持される。漏洩流は、速度ＳＡを上回るとオフに切り替わるが、ポンプ流は、車両速度が０からＳＡの範囲で増加すると、流量ＦＡからより高い流量ＦＢに増加する。これにより、ポンプ流が、脈動流が存在する最小閾値ＦＡを下回ることなく、正味流量が車両速度と共に増加することが可能にな。この場合も、Ｘは、最小流量レベルＦＡに対応し、ポンプだけで、望ましくない周波数の無い、許容可能なスムーズなレベルの流量を提供する。
【００８５】
上記の実施例では、第３のポンプ１６４によって駆動される第３の油圧マニホールドは、本発明に従って、第２のポンプ１６２からの寄与なしに調節される。電子切り替えバルブ１６５が切り替えられ、そのため第２のポンプ１６２がホイールモータ推進油圧回路への油圧流体の流れに寄与する場合、第３のポンプ１６４のみを構成するシリンダの変位を調節する代わりに、第２のマニホールド１６８および第３のマニホールド１７０は、共に高圧マニホールド（高圧マニホールド）を形成し、第３のポンプ１６４および第２のポンプ１６２を構成するシリンダの組み合わされた変位が、調節される。いくつかの実施形態では、２つ以上の出口が提供され、各々が、別個の電子制御出口バルブを有する。
【００８６】
本発明はまた、アクチュエータが代わりに第３のポンプ１６４に流体を供給し、例えば、再生プロセス中に代わりにモータとして機能する場合にも動作可能である。付加的な出口バルブは、ポンプ１６２および１６４のいずれかまたは両方への流量を制御するために、必要に応じて開放または閉鎖することができる。付加的な出口バルブを通る油圧流体の損失が考慮され、ポンプによって消費される流量の計算、および付加的な出口バルブを通る損失の計算では、流体流のサイン／方向を考慮することのみが必要である。
【００８７】
上記の実施例では、本発明は、第３のポンプ１６４の流れおよび比例流量バルブ１９０の位置を調節することにより、ホイールモータ推進油圧回路への油圧流体の流れを制御するために用いられる。しかしながら、本発明はまた、同じ方法においてさらなる電子制御バルブによって調節されたマニホールド１６６からの付加的な出口を提供し、同時にポンプ１６０の変位とさらなる電子制御バルブの位置を制御することによって、第１のポンプ１６０によって１つ以上のアクチュエータ１７８への油圧流体の流量を制御するために用いられてもよい。本発明は、例えば、油圧車両（例えば、フォークリフトトラック）の傾斜機能の油圧ラムに油圧流体を供給するために有用であろう。
第３の実施例
第１の実施例および第２の実施例では、出口バルブ４７、１９０は、通常、比較的ゆっくりと、開放および閉鎖される、または調整される比例流量バルブである。それが開放されるか、閉鎖されるか、またはそれらの間を移行する、デジタルバルブであったとしても、ＥＣＭのソレノイド作動のＬＰＶ２８およびＨＰＶ３６と比較すると、典型的に、比較的ゆっくりまたは少なくともまれに開放され、または閉鎖される。さらに、通常、作業チャンバ体積のサイクルと非同期で制御される。
【００８８】
図８を参照して示される、第３の実施例では、装置は、概して図１に対応し、上述のように制御される比例流量バルブである第１の出口バルブ４７を備え、第２の出口バルブ６２が追加されており、これは、ＨＰマニホールドからタンクへの出口経路を調節し、通常１〜４ミリ秒の範囲の移行時間で、開放または閉鎖間でデジタル操作されるソレノイド作動バルブであり、ＥＣＭのＬＰＶ２８およびＨＰＶ３６と同じ方法で制御ライン４５を通して、作業チャンバ体積のサイクルに対して位相関係で制御される。
【００８９】
これは、一つには、高圧マニホールドへの正味流量が、要求を満たし、高圧マニホールド内の圧力リップルおよび／またはソリトンを部分的に減衰させるように、出口バルブを通って、ＨＰマニホールド４０を出るように作動流体のさらに制御された流量を提供するために使用される。圧力リップルは、最大変位率が低い際に重大な問題である。例えば、最大要求の５％の変位要求では、ＥＣＭは、通常、シーケンス内の２０番目ごとの作業チャンバに、非アクティブサイクルである介在サイクルと一緒にアクティブサイクルを実行させる。したがって、ＨＰマニホールドへの流体の流れは、本質的に脈動性が高い。
【００９０】
図６を参照すると、これが発生または予測されるとき、機械コントローラ２６は、第２の出口バルブ６２への制御信号を変化させて、個々の作業チャンバからＨＰマニホールドへのピーク流量の時間の前に、第２の出口バルブを開放させ、ピーク流量後に再び閉鎖させる。これは、ピーク圧力を低減し、それによって圧力リップルを減衰させる効果を有する。加えて、ＨＰマニホールドからの作動流体の損失が存在していて、これは、バルブが開放されている時間と、バルブが開いている間のそれぞれのバルブ全体の圧力差の関数であり、要求を満たすためにＨＰマニホールドへの正味流量を計算するときに、第１の出口バルブを通ってＨＰマニホールドから出る任意の流れと合計する必要がある。
【００９１】
図６は、示されている短期間において一定である要求信号４００、作業チャンバ体積のアクティブサイクル中の高圧マニホールドへの作動流体の流れ４０２、および信号の立ち上がりエッジに応答して開放させ、かつ閉鎖エッジに応答して閉鎖させるバルブへの制御信号４０４、ならびに一定期間４０８の間バルブを通って流れる流体のパルス４０６を示す。当業者は、実験的に、または計算によって、第２の出口バルブの開放または閉鎖速度を考慮して必要とされる正確なタイミングと、作業チャンバからの圧力波が第２の出口バルブの場所に伝播するのに必要な時間と、を判定することができる。
【００９２】
電子制御可能な第２の出口バルブは、制御パルス４０４の持続時間の間、開放される。パルス長が長くなると、第２の出口バルブを介して流出する流れが多くなる（したがって、これは、タンクへ流れる流体が増えるにつれて、流量の損失が増加し、効率が低下することに相当する）。持続時間が短いパルスは、それに応じて流量の損失が低くなるが、圧力変動が増加する。（作業チャンバ体積のサイクルに対する）パルス開始時間または位相、およびパルス幅（作業チャンバ体積のサイクルの時間または位相）は、所望のレベルの減衰および流体流出特性を得るように選択される。
【００９３】
第２の出口バルブへの制御信号は、通常、バルブのソレノイドアクチュエータに方向付けられた電流の形態をとる。この信号は、通常、パルス幅変調によって変化する。第２の出口バルブが開放および閉鎖する正確な瞬間は、閉鎖位置または開放位置のいずれかにあるバルブを保持しているばねの強さ（通常は閉鎖されたバルブ、または通常は開放されたバルブにおいて）、作業チャンバ内の瞬間的な圧力などの要因によって影響される。より一般的には、開放時間または位相およびパルス幅（時間または位相として表される）は、
（ａ）要求信号、
（ｂ）油圧機械の変位率、または流量、
（ｃ）回転可能なシャフトの回転速度、
（ｄ）高圧マニホールドの適合性（高圧マニホールド内の作動流体の体積に伴うシステム圧力の変動）、
（ｅ）油圧システムの動作モード、例えば、コントローラが、フィードバック、フィードフォワード、および／または開ループ制御モードにおける要求信号に応答して変位を調節しているかどうか、
（ｆ）作動流体の温度、のうちの１つ以上の測定値または計算値に応じて、変化することになる。
【００９４】
通常、パルスは、出力流量のピークと一致するように時間調整されるが、本発明のいくつかの実施形態では、パルスは、時間をオフセットされ得る（例えば、出力流量のピークに対して先行されるか、または遅延される）。これは、当業者によって理解されるように、最適化のためのオプションを提示する。
【００９５】
図７Ａは、本発明を適用していない実施例における時間の関数としての圧力のプロットである。この図からわかるように、経時的に圧力に大きな変動があり、圧力の振幅は、パルス間で変化する。図７Ｂは、本発明を適用した場合の時間の関数としての圧力のプロットである。この図からわかるように、圧力リップルの振幅は、この実施例では、２０〜２５バールから約１５バールに低減されている。
【００９６】
この例では、第２の出口バルブ６２は、機械コントローラ２６によって制御されるが、車両コントローラ１５８などの別のコントローラによって制御されてもよく、しかしながら、通常出口バルブ制御信号を生成するコントローラは、作業チャンバ体積のサイクルの位相を示す信号（シャフト位置など）、ならびに、通常、要求信号に応答して機械コントローラによって生成される作業チャンバ体積のアクティブサイクルおよび非アクティブサイクルのシーケンスに関する情報を受信する必要がある。第２の出口バルブは、より典型的に、概して図１に示されるように、別のマニホールドよりもＬＰマニホールドまたはタンクにつながることになる。
【００９７】
通常、圧力リップルを平滑化する目的で提供される出口バルブは、比較的高い流量容量を有し、作業チャンバ体積のアクティブサイクル中にのみ開放および閉鎖される。比較的高い流量容量は、圧力リップルを大幅に減衰することを必要とし、かかるバルブがより長い時間開放されたままとなる場合、実施例１および実施例２を参照して説明されるように、正味要求を制御する目的で必要とされ得るため、損失は、非常に大きくなるであろう。したがって、図１に示されるように、正味要求を調節するための出口バルブに加えて、圧力リップルを平滑化するための出口バルブが、通常提供される。それでも、単一の出口バルブが、作動流体の流出を調節して、ＨＰマニホールドへの所望の正味流量を得ることと、圧力リップルを減衰させることの両方のために使用される場合がある。
第４の実施例
図９に示される、第４の実施例では、図１による装置は、デジタルソレノイド作動入口バルブ６４を有し、それを通してＨＰマニホールド４０は、チャージ流体アキュムレータなどのより高い圧力の流体のソース６６に接続される。機械コントローラ２６は、作業チャンバ体積のアクティブサイクルの間に入口バルブを開放し、作業チャンバ体積のアクティブサイクルの少なくともピーク流量領域中で入口バルブを閉鎖する。したがって、作業チャンバへのピーク流量の時間の間に、流体がより高い圧力の流体ソース６４から受け入れられて、アクティブサイクル間、すなわち圧力が最小の間に作動流体の供給の不足または欠損を補償し、再び圧力リップルを低減させる。より高い圧力流体ソースがアキュムレータである場合、閾値を上回ると、逆止バルブを通して、高圧マニホールドからの流体で充填されてもよい。アキュムレータから入口バルブを通って高圧マニホールドに至るラインには、過剰流量を防止するためのリストリクタが含まれる。
【図１】
2020197304.tif 000003
【図２】
2020197304.tif 000004
【図３】
2020197304.tif 000005
【図４】
2020197304.tif 000006
【図５Ａ】
2020197304.tif 000007
【図５Ｂ】
2020197304.tif 000008
【図５Ｃ】
2020197304.tif 000009
【図５Ｄ】
2020197304.tif 000010
【図５Ｅ】
2020197304.tif 000011
【図６】
2020197304.tif 000012
【図７Ａ】
2020197304.tif 000013
【図７Ｂ】
2020197304.tif 000014
【図８】
2020197304.tif 000015
【図９】
2020197304.tif 000016
【外国語明細書】
2020197304000001.pdf