(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容積が周期的に変動する複数の作動室を含む流体作動機の障害の検出方法であって、各前記作動室は、受信要求信号に応答して作動機能を行うために、作動室容積の各サイクルに対して選択可能な作動流体量を排出するように動作可能であり、前記方法が、前記作動機能を行うために、前記作動室の１つ以上による作動流体の排出量に応答する前記流体作動機の測定出力パラメータが、少なくとも１つの許容可能な機能基準を満たしているかどうかを判断するステップを含む方法において、前記作動機能を行うために、作動室容積のサイクル中の作動室による作動流体の予め選択された正味排出量を考慮することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記測定出力パラメータが少なくとも１つの許容可能な機能基準を満たすかどうかを判断する前記ステップが、作動室容積の特定サイクル中の作動室による作動流体の正味排出量の選択後の期間に実施される、請求項１に記載の流体作動機の障害の検出方法。
【請求項３】
前記方法は、作動室による作動流体の正味排出がないことが選択されるアイドルサイクルと、同じ作動室による作動流体の正味排出が選択されるアクティブサイクルとを散在させるステップを含み、前記測定出力パラメータが少なくとも１つの許容可能な機能基準を満たすかどうかを判断する前記ステップが、作動室による作動流体の正味排出がない選択に応答して、実施されない、請求項２に記載の流体作動機の障害の検出方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの許容可能な機能基準が、前記作動機能に適合するように、１つ以上の前記作動室により予め選択されて排出される前記作動流体量に依存する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の流体作動機の障害の検出方法。
【請求項５】
前記測定出力パラメータの特性と、前記測定出力パラメータの予測特性とを比較するステップを含み、前記測定出力パラメータの予測特性は、前記作動機能を行うために、１つ以上の前記作動室により予め選択されて排出される前記作動流体量を考慮に入れて決定される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の流体作動機の障害の検出方法。
【請求項６】
前記測定出力パラメータの前記予測特性は、作動室容積の２つの連続するサイクルの各々中に、前記作動機能を行うために、作動室により予め選択されて排出される前記作動流体量を考慮に入れて決定される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記流体作動機の前記測定出力パラメータの測定は、前記作動機能を行うために、作動室容積のサイクル中の作動室による作動流体の前記予め選択された正味排出量に応答して行う、請求項１〜６のいずれか一項に記載の流体作動機の障害の検出方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの許容可能な機能基準が、前記測定出力パラメータの値、前記測定出力パラメータの変化率、または前記測定出力パラメータの変動に関する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の流体作動機の障害の検出方法。
【請求項９】
前記作動機能を行うために、前記作動室の１つ以上による作動流体の排出量に応答する前記流体作動機の複数の出力パラメータが、少なくとも１つの許容可能な機能基準を満たすかどうか判断することを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の流体作動機の障害の検出方法。
【請求項１０】
容積が周期的に変動する複数の作動室および１つ以上のポートを含む流体作動機の流体経路の障害の検出方法であって、各前記作動室が、受信要求信号に応答して作動機能を行うために、作動室容積の各サイクルに対して選択可能な作動流体量を排出するように動作可能であり、１つ以上のポートは前記作動機能に関連付けられ、前記流体作動機は、前記作動機能を行うために、一群の異なる流体経路の中から選択可能な流体経路に沿って作動流体を導くように構成可能であり、前記一群の異なる流体経路の各流体経路は、１つ以上の前記ポートと１つ以上の作動室との間に延在し、前記方法は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法によって流体経路の障害を検出するステップを含む、方法。
【請求項１１】
前記流体作動機の１つ以上の測定出力パラメータが少なくとも１つの許容可能な機能基準を満たさないという判断に応答して障害確認手順を実行するステップ、および前記１つ以上の測定出力パラメータが少なくとも１つの許容可能な機能基準を満たすかどうかを再度判断するステップを含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記障害確認手順中、作動室容積の複数のサイクル中に１つ以上の作動室により排出される前記作動流体量は、作動機能に適合するための１つ以上の作動室による作動流体の時間平均正味排出量と、前記１つ以上の作動室の各々が正しく機能している場合に、障害適合手順が実行されなかったら発生したであろう前記１つ以上の作動室による作動流体の時間平均正味排出量とが著しく異ならないように選択される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記障害確認手順は、次々に作動室を使用不能にし、障害の１以上の徴候が当該使用不能により排除されるかを判断することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記作動室は、当該作動室を次々と利用不能と処理することによって、次々と使用不能にされる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記障害確認手順は、次々に作動室をアクティブ状態にさせて、障害の１以上の徴候が当該アクティブ状態により悪化するかを判断することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
障害査定中の前記作動室以外の少なくとも１つの作動室を含め、２つ以上の作動室による作動流体の前記予め選択された正味排出量を考慮に入れるステップを含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
作動室が、前記作動室に関連した障害があるという検出に応答して利用不能と処理される、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記受信要求信号に応答して作動機能を行うために、作動室容積の各サイクル中に１つ以上の前記作動室により排出される前記作動流体量を選択するステップを含み、前記作動機能を行うために流体を排出するように、他の前記作動室の利用可能性を考慮して作動室容積のサイクル中に作動室により排出される前記作動流体量を選択することを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
コントローラと、容積が周期的に変動する複数の作動室とを含む流体作動機であって、各前記作動室は、作動室容積の各サイクルで前記コントローラにより選択可能な作動流体量を排出するように動作可能であり、前記コントローラは、受信要求信号に応答して作動機能を行うために、作動室容積の各サイクルで１つ以上の前記作動室により排出される前記作動流体量を選択するように動作可能である、流体作動機において、前記作動機能を行うために、１つ以上の作動室による作動流体の排出量に応答する前記流体作動機の測定出力パラメータが、前記作動機能を行うために、作動室容積のサイクル中の作動室による作動流体の予め選択された正味排出量を考慮に入れて、少なくとも１つの許容可能な機能基準を満たすかどうかを判断するように動作可能である障害検出モジュールを特徴とする流体作動機。
【請求項２０】
前記障害検出モジュールが、障害査定中の前記作動室以外の少なくとも１つの作動室を含めて２つ以上の作動室による作動流体の前記予め選択された正味排出量を考慮に入れて、前記流体作動機の測定出力パラメータが少なくとも１つの許容可能な機能基準を満たすかどうかを判断するように動作可能である、請求項１９に記載の流体作動機。
【請求項２１】
前記コントローラが、前記測定出力パラメータを受信するように動作可能である、請求項１９または２０に記載の流体作動機。
【請求項２２】
コントローラが、前記流体作動機の出力端に関連付けられた１つ以上のセンサから、出
力パラメータの１つ以上の別の測定値を受信するように動作可能である、請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の流体作動機。
【請求項２３】
１つ以上のポートを含み、１つ以上のポートが前記作動機能に関連付けられ、および前記流体作動機が、前記作動機能を行うために、一群の異なる流体経路の中から選択可能な流体経路に沿って作動流体を導くように構成可能であり、前記一群の異なる流体経路の各流体経路が、１つ以上の前記ポートと１つ以上の作動室との間で延在する、請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の流体作動機。
【請求項２４】
各前記ポートと前記作動室の１つ以上との間に配置され、１つ以上の作動室に関連付けられた前記流体作動機の出力パラメータを測定するように動作可能な１つ以上のセンサを含む、請求項２３に記載の流体作動機。
【請求項２５】
請求項１９〜２４のいずれか一項に記載の流体作動機の前記コントローラでの実行時に、前記障害検出モジュールとして機能するコンピュータソフトウェア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容積が周期的に変動する複数の作動室を含み、各前記作動室が作動室容積の各サイクルに対して選択可能な作動流体量を排出させるように動作可能である、流体作動機、およびそのような流体作動機の動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
容積が周期的に変動する複数の作動室を含み、作動室と１つ以上のマニホルドとの間の流体の流れが電子制御式弁によって調整される、ポンプ、モータ、およびポンプまたはモータとして動作する機械のような流体作動機を提供することが知られている。本発明を、流体を一般的に非圧縮性の圧媒液のような液体とする適用例について説明するが、代わりに流体を気体とすることもできる。
【０００３】
例えば、容積が周期的に変動する複数の作動室を含む流体作動機であって、作動室を通る流体の排出量が、サイクル毎におよび作動室容積の各サイクルと位相関係をもたせて、電子的に制御可能な弁によって調整されて、機械による流体の正味処理量を決定する、流体作動機が知られている。例えば、欧州特許第０  ３６１  ９２７号明細書には、ポンプの個々の作動室と低圧マニホルドとの間の流体のやりとりを調整するために、作動室容積の各サイクルと位相関係をもたせて、電子的に制御可能なポペット弁を動作および／または閉鎖することによって多室ポンプを通る流体の正味処理量の制御方法が説明されている。その結果、個々の室は、予め定められた固定量の流体を排出させるアクティブサイクルか、または流体の正味排出量のないアイドルサイクルかのいずれかを行うように、サイクル毎にコントローラによって選択可能であり、それによりポンプの正味処理量を需要に対してダイナミックに合わせられるようになる。欧州特許第０  ４９４  ２３６号明細書では、この原理を発展させて、個々の作動室と高圧マニホルドとの間の流体のやりとりを調整する電子的に制御可能なポペット弁を含ませており、それにより、モータとして機能するか、または交互の動作モードにおいてポンプもしくはモータのいずれかとして機能する流体作動機の提供を容易にしている。欧州特許第１  ５３７  ３３３号明細書では、より需要に合わせられるように、個々の作動室の個々のサイクルが任意の複数の異なる量の流体を排出できるようにする、部分的アクティブサイクルの可能性を紹介している。本発明人らは、アイドルサイクルとは、実質的に流体の正味排出量のない作動室容積のサイクルを指す。好ましくは、各作動室の容積は、アイドルサイクル中はサイクル動作し続ける。本発明人らは、アクティブサイクルとは、アイドルサイクル以外の作動室容積のいずれかのサイクルを指し、このアクティブサイクルでは、作動室が動作して排出させるようにできる流体の最大量よりも少ない流体量の正味排出が生じる部分的アクティブサイクル（例えば部分的ポンプサイクルや部分的モータサイクル）を含めて、流体の予め定められた正味排出量がある。需要が一定であっても、アイドルサイクルとアクティブサイクルを散在させ得る。
【０００４】
このタイプの流体作動機は、低圧マニホルドおよび一部の実施形態では高圧マニホルドから作動室への流体の流入およびそこからの流出を調整できる電子的に制御可能な弁を迅速に開閉する必要がある。電子的に制御可能な弁は、コントローラの能動制御下において、一般に圧力差に対して能動的に制御、例えば、能動的に開放、能動的に閉鎖、または能動的に開放もしくは閉鎖状態に保持される。能動制御式弁の開閉全てがコントローラの能動制御下にあってもよいが、通常、能動制御式弁の少なくとも一部の開閉が受動的であることが好ましい。例えば、上述の流体作動機において開示されている能動制御式低圧弁は、作動室の圧力が低圧マニホルドの圧力を下回ると受動的に開放し得るが、アイドルサイクルを生成するために任意選択的に能動的に開放状態に保持され得るか、またはモータリングサイクル中、上死点の直前に能動的に閉鎖されて、高圧弁を開放できるようにするために作動室内の圧力を十分に高める。
【０００５】
アクティブサイクルまたはアイドルサイクルは、電子的に制御可能な弁の能動制御によって生じ得る。アクティブサイクルまたはアイドルサイクルは、電子的に制御可能な弁の受動制御によって生じ得る。
【０００６】
複数の作動室を含む流体作動機の１つ以上の作動室が利用不能になる場合、例えば１つ以上の作動室または１つ以上の作動室の制御において障害が発生する場合、流体作動機の機能は著しく損なわれる。
【０００７】
図１に、車両を駆動する液圧モータに流体を送り込むポンプとして動作する、６つの作動室を含む流体作動機の出力ポートにおける、時間に応じた流体圧力のグラフを示す。６つの作動室は、偏心した同じクランクシャフトに摺動可能に装着されたピストン形シリンダであり、それらの位相は相互に６０°ずれている。機械は、個々の作動室からの出力を円滑にする畜圧器を含む。機械は、要求信号に合致するために弁運転（ｖａｌｖｅ  ｆｉｒｉｎｇ）シーケンスを選択するように動作可能であるコントローラを含む。
【０００８】
時刻Ａと時刻Ｂとの間は、流体作動機は通常通り機能しており、（一定の車両速度に対応する）一定の排出要求信号に応じて出力圧力はほぼ一定を保っており、かつ欧州特許第０  ３６１  ９２７号明細書で概説された方法に従って弁は運転される。流体作動機は、５回転毎に反復するパターンで作動室をアクティブ状態にする。時間毎の出力圧力の軌跡は、個々のアクティブ状態にされた作動室による流体送出に起因する高速な圧力振動と、短期間の、アクティブ状態にされた作動室によって送出された平均流量に起因する低速な振動の双方が、同じ車両速度を維持するのに必要な平均流量をときにはわずかに上回り、ときにはわずかに下回ることを示す。
【０００９】
時刻Ｂでは、６つの作動室の１つの動作が停止されて、その作動室での不具合をシミュレーションした。時刻Ｂと時刻Ｃとの間では、同じ要求信号に応答して、コントローラが機械に使用不能の作動室をアクティブ状態にさせようとするときに出力圧力が初めに著しく降下する。それに応答して車両は減速するので、コントローラが、非アクティブ状態にされた作動室を使用しない繰り返しパターンの部分に戻ると、流量が過剰となり、圧力がオーバーシュートする。使用不能の作動室をアクティブ状態にしようとする試みがなされる毎にサイクルは繰り返される。
【００１０】
それゆえ、１つ以上の作動室が利用不能な場合に、全ての作動室が利用可能であったかのように要求信号に適合する出力信号を発する公知の流体作動機は、作動室が利用不能なときには適切に機能しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
それゆえ、依然として、この問題を解消する流体作動機の動作方法が必要とされており、作動室、または一群の作動室、または１つ以上の作動室に関連する装置が障害を生じた場合に良好に機能する流体作動機が必要とされている。それゆえ、本発明は、流体作動機における障害を特定する、確認する、または診断する問題に対処する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様によれば、容積が周期的に変動する複数の作動室を含む流体作動機の障害の検出方法であって、各前記作動室が、受信要求信号に応答して作動機能を行うために、作動室容積の各サイクルに対して選択可能な作動流体量を排出するように動作可能であり、その方法が、作動機能を行うために作動室の１つ以上による作動流体の排出量に応答する流体作動機の測定出力パラメータが、少なくとも１つの許容可能な機能基準を満たすかどうかを判断することを含む、方法において、作動機能を行うために、作動室容積のサイクル中、作動室による作動流体の予め選択された正味排出量を考慮に入れることを特徴とする方法が提供される。
【００１３】
作動機能を行うために、作動室容積のサイクル中、作動室による作動流体の予め選択された正味排出量を考慮に入れることにより、流体作動機の容認できない障害によって１つ以上の測定出力パラメータが、流体作動機が容認できる状態で機能していた場合には予測されなかったように応答する場合に、流体作動機に容認できない障害を検出し得る。
【００１４】
作動流体の予め選択された正味排出量によって、作動室容積のサイクル中の作動流体の排出に関する決定点が既に発生している作動室容積のアクティブサイクルを含む。作動室の容積は、フルサイクルを完了していなくても、または１つ以上のフルサイクルを完了してもよい。一般に、予め定められたサイクル数よりも多く選択された容積は予め考慮しない。測定出力パラメータは一般に、作動流体の圧力または流量と関係するが、例えば、クランクシャフト、それに関するパラメータのトルクとし得る。複数の出力パラメータが測定され、かつ少なくとも１つの許容可能な機能基準は複数の測定出力パラメータに関連し得る。
【００１５】
少なくとも１つの許容可能な機能基準は、例えば、測定出力パラメータの値に関連してもよいし、または測定出力パラメータの他の特性、例えば測定出力パラメータの変化率、または測定出力パラメータの変動（例えば、測定出力パラメータの周波数スペクトル、エントロピー、電力密度または測定出力パラメータ内のノイズ）に関連してもよい。
【００１６】
少なくとも１つの許容可能な機能基準は、測定出力パラメータの値、または他の特性が、閾値を超える、閾値を下回るまたはある範囲内であるという基準を含み得る。
【００１７】
障害の検出方法は、容積が周期的に変動する複数の作動室を含む流体作動機の動作方法の一部とすることができ、各前記作動室は、作動室容積の各サイクルに対して選択可能な作動流体量を排出するように動作可能であり、この方法は、受信要求信号に応答して作動機能を行うために、作動室容積の各サイクル中に１つ以上の前記作動室により排出される作動流体量を選択するステップを含み、作動室容積のサイクル中に作動室により排出される作動流体量を選択するステップが、作動機能を行うために流体を排出するように、他の前記作動室の利用可能性を考慮に入れることを特徴とする。
【００１８】
それゆえ、作動室は、作動室（または一群の作動室、または流体作動機）に関連した障害があるという検出に応答して利用不能と処理され得る。それゆえ、この方法は、作動室（または一群の作動室、または流体作動機）に関連した障害を検出し、それにより、障害のある作動室（または複数の作動室）を利用不能と処理し、その後続いて、障害のある作動室が利用できないことを考慮に入れて他の作動室により排出される作動流体量を選択することを含み得る。
【００１９】
加えて、ある作動室により排出される作動流体量を選択するときに他の作動室の利用可能性を考慮に入れることによって、作動室の利用可能性の変化にもかかわらず、流体作動機が、受信要求信号に応答する作動機能に適合するように適正な量の流体を排出できるようにする。作動機能を行うための作動流体の排出は、他の作動室の利用可能性を考慮しなかった場合よりも円滑となり、要求信号によって示された排出量により厳密に従う。
【００２０】
好ましくは、流体作動機はコントローラを含み、および第２の態様では、本発明は、コントローラと、容積が周期的に変動する複数の作動室とを含む流体作動機であって、各前記作動室が、受信要求信号に応答して作動機能を行うために、作動室容積の各サイクルに対してコントローラによって選択可能な作動流体量を排出するように動作可能である、流体作動機において、作動機能を行うために、作動室容積のサイクル（または２サイクル以上）中の作動室（または２つ以上の作動室）による作動流体の予め選択された正味排出量を考慮に入れて、作動機能を行うために１つ以上の作動室による作動流体の排出量に応答する流体作動機の測定出力パラメータが少なくとも１つの許容可能な機能基準を満たすかどうか判断するように動作可能である障害検出モジュールを特徴とする流体作動機に及ぶ。
【００２１】
一般に、コントローラは、受信要求信号に応答して作動機能を行うために、作動室容積の各サイクルで１つ以上の前記作動室により排出される作動流体量を選択するように動作可能であり、コントローラは、作動機能を行うために流体を排出するように、他の前記作動室の利用可能性を考慮に入れて、作動室容積のサイクルで作動室により排出される作動流体量を選択するように動作可能である。
【００２２】
それゆえ、コントローラは障害を検出するように動作可能であり、それゆえ、作動室が容認できない障害を有しそのため利用できないということを判断するように動作可能とし得る。
【００２３】
好ましくは、流体作動機は、各作動室と低圧マニホルドまたは高圧マニホルドとの接続を調整するように動作可能な各作動室に関連付けられた少なくとも１つの弁を含み、各作動室に関連付けられた少なくとも１つの弁は、作動室容積のサイクル中に排出される作動流体量を選択するために、コントローラの能動制御下で電子的に制御可能である。
【００２４】
コントローラは、要求信号を受信し、前記電子的に制御可能な弁を能動的に制御し、作動室容積の各サイクルと位相関係をもたせて、受信要求信号に応答して作動室容積の各サイクルで作動室の１つ以上による流体の排出量を選択し得る。コントローラは、前記電子的に制御可能な弁を能動的に制御し、作動室容積の各サイクルと位相関係をもたせて、受信要求信号に応答して作動室の時間平均排出量を調整し得る。
【００２５】
流体作動機は、モータとしてのみ、またはポンプとしてのみ機能し得る。あるいは、流体作動機は、各動作モードにおいて交互にモータまたはポンプのいずれかとして機能し得る。
【００２６】
作動室の利用可能性は、作動室のステータス、または一群の作動室のステータスまたは流体作動機のステータスの測定に応答して判断されるかもしれない。各作動室および／または流体作動機のステータスは継続的に検出し得る。各作動室および／または流体作動機のステータスは定期的に検出し得る。作動室ステータス検出手段（例えば、１つ以上のセンサ、または１つ以上のセンサからデータを受信するように動作可能な作動室ステータス検出モジュール）を、作動室のステータスを測定するように設けてもよい。流体作動機は、各作動室のステータスを測定し、かつそれに応答して各作動室の利用可能性を判断するように動作可能とし得る。
【００２７】
障害の有無は、１つ以上の予め定められた条件を考慮して判断され得る。それゆえ、容認できる、またはある期間は容認できる、または一定の割合を下回って発生するのであれば容認できる、例えば、作動室からの流体の少量の漏出を検出するなど、一群のタイプの障害の１つを検出したにもかかわらず、作動室は利用可能であると処理され続けるかもしれない。
【００２８】
流体作動機は、流体作動機の障害を検出するように動作可能な障害検出手段をさらに含み得る。障害検出手段は作動室ステータス検出手段を含み得る。作動室ステータス検出手段は、１つ以上の作動室に関連する障害を検出するように動作可能な障害検出手段として機能し得る。
【００２９】
作動室ステータス検出手段、または障害検出手段は、流体作動機、個々の作動室、一群の作動室、作動機能、高圧マニホルド、高圧マニホルドの領域（例えば一群の作動室に関連付けられる高圧マニホルドの領域）、低圧マニホルド、または低圧マニホルドの領域（例えば一群の作動室に関連付けられる低圧マニホルドの領域）の出力パラメータの１つ以上のセンサを含み得る。１つ以上のセンサは、１つ以上の作動室が受けるまたは与える作動流体の圧力を測定するように動作可能な圧力センサ、温度センサ、流量センサ、作動室または作動室の構成部品によって出される振動や音を検出するように動作可能な音響または振動センサ、作動室に関連付けられる弁が制御信号に応答する１つ以上の特性を測定するように動作可能な電圧または電流センサ、作動機能に関連付けられた排出量または速度センサ、クランクシャフト速度またはトルクセンサを含む群の１つ以上から選択され得る。作動室ステータス検出手段は、１つ以上のセンサからデータを受信するように動作可能な作動室ステータス検出モジュールを含み得る。障害検出手段は、１つ以上のセンサからデータを受信するように動作可能な障害検出モジュールを含み得る。
【００３０】
出力パラメータとは、作動機能を行うために作動室容積のサイクル中に作動室による作動流体の予め選択された正味排出量に応答する、測定可能なパラメータを指す。一部の実施形態では、出力パラメータは、流体作動機への注入口に関連付けられた測定可能な特性とすることができ、例えばインレットマニホルドの圧力が、正味排出量によって測定可能なほど変動し得る。
【００３１】
作動室ステータス検出モジュール、または障害検出モジュールは、受信データの経時による変動性、または変化の割合を検出するように動作可能とし得る。一部の実施形態では、作動室ステータス検出モジュール、または障害検出モジュールは、流体作動機の測定出力パラメータが少なくとも１つの許容可能な機能基準に適合しているかどうかを判断するように動作可能である。
【００３２】
好ましくは測定出力パラメータが少なくとも１つの許容可能な機能基準に適合するかどうかは、作動機能を行うために各前記作動室により排出されるように予め選択された作動流体量を考慮に入れることによって判断される。例えば、少なくとも１つの許容可能な機能基準は、作動機能を行うために１つ以上の作動室容積の各サイクル中に１つ以上の作動室により排出されるように予め選択された作動流体量に依存し得る。少なくとも１つの許容可能な機能基準は、流体作動機の明らかに正しい機能のみ、またはその機能の一部のみを包含するように選択してもよいし、または深刻ではない、もしくはある期間であれば耐えられる一部の不具合を容認するように選択してもよい。機械は、測定出力パラメータから、容認できる障害があると判断し、および例えば作動室における容認できる障害の検出を記録（ｌｏｇ）または出力するが、測定出力パラメータが少なくとも１つの許容可能な機能基準に適合する限り、作動室を利用可能であると処理し続けるように動作可能とし得る。
【００３３】
コントローラは、作動室による流体排出量に応答する流体作動機の測定出力パラメータ（または２つ以上の測定出力パラメータ）を解析することによって作動室のステータスを検出する作動室ステータス検出手段（例えば作動室ステータス検出モジュール）を含み得る。例えば、流体作動機の出力側の作動流体の圧力、または流体作動機のクランクシャフトにかかるトルクは、作動室による作動流体の排出中およびその後の期間、作動室による流体排出量に依存し得るため、１つ以上の測定出力パラメータは、作動流体の圧力、作動流体の流量、またはクランクシャフトにかかるトルク、またはそれらの変化の速度を含み得る。コントローラは、作動室容積のサイクル中に作動室により排出される作動流体量を選択するように動作可能として、作動室ステータス検出手段による作動室のステータスの検出を容易にし得る。例えば、作動室は、アクティブサイクルの代わりにアイドルサイクルを、またはアイドルサイクルの代わりにアクティブサイクルを実施するように指示され、作動室ステータス検出手段は、これが測定出力パラメータに影響を及ぼすか否かを判断し得る。これが測定出力パラメータに著しい影響を与えない場合には、作動室に障害があることを暗示する。
【００３４】
従って、一部の実施形態では、コントローラ（または障害検出手段または障害検出モジュールとして機能する、作動室ステータス検出手段、または作動室ステータス検出モジュール）は、測定出力パラメータが少なくとも１つの許容可能な機能基準に適合しなかったという判断に応じて障害確認手順を実行するように動作可能である。
【００３５】
障害確認手順は、障害が作動室で発生したと仮定する（または、一部の実施形態では、障害が各作動室で次々ともしくは一群の作動室で発生したと仮定する、または１つ以上の作動室に関連する障害が発生したと仮定する）ステップ、障害確認手順が実行されなかった場合に選択されたであろう流体量とは異なる、前記作動室により次いて排出される流体量を選択するステップ、および障害確認手順中に、測定出力パラメータから、作動室に障害があるかどうかを判断するステップを含み得る。
【００３６】
この方法は、測定出力パラメータ（または複数の測定出力パラメータ）が少なくとも１つの許容可能な機能基準（例えば測定出力パラメータの許容可能値、または時間によるそれらの変化率のような測定出力パラメータの特性）を満たすかどうか判断するステップ、少なくとも１つの許容可能な機能基準が適合しない場合に障害確認手順を実行するステップ、および測定出力パラメータが少なくとも１つの許容可能な機能基準を満たすかどうか再び判断するステップを含み得る。この方法は、１つまたは複数の作動室に、アクティブサイクルの代わりにアイドルサイクル、またはアイドルサイクルの代わりにアクティブサイクルを実施させるようにするステップ、および、これが、測定出力パラメータが少なくとも１つの許容可能な機能基準を満たすかどうかに影響を与えるかどうかを判断するステップを含み得る。
【００３７】
障害確認手順は、作動室、または各作動室を順番に利用不能として処理するステップを含む。
【００３８】
障害確認手順は、作動室内で、またはそれに関連した障害が発生したと仮定するステップ、障害確認手順が実行されなかった場合に選択されたであろう量とは異なる、作動室容積のサイクル中に作動室により排出される作動流体量を選択するステップ、および測定出力パラメータの応答を測定するステップを含み得る。
【００３９】
例えば、障害確認手順は、アクティブサイクルおよびアイドルサイクルを行う作動室のパターン（しかし、流体作動機の予測平均出力ではない）を、そうでなかった場合とは異ならせるステップを含み得る。
【００４０】
障害確認手順中、作動室容積の複数のサイクル中に１つ以上の作動室により排出される作動流体量は、作動機能に適合する１つ以上の作動室による作動流体の時間平均正味排出量が、前記１つ以上の作動室の各々が正しく機能している場合、障害適合手段が実行されなかったときに発生したであろう１つ以上の作動室による作動流体の時間平均正味排出量と著しく異ならないように、選択し得る。作動流体の時間平均正味排出量が著しく異なったら、これは、１つ以上の作動室の少なくとも１つが正しく機能していないことを示す。一般にコントローラは、流量または圧力の変化の割合を最小にするように、作動室のアクティブおよびアイドルサイクルを選択する。１つのシリンダにおける障害は、流量または圧力の前記変化の割合の増加によって検出し得る。
【００４１】
従って、本発明は、容積が周期的に変動する複数の作動室を含む流体作動機において、１つ以上の作動室に関連する障害が発生したことを確認する方法であって、各前記作動室が、作動室容積の各サイクルに対しコントローラにより選択可能である作動流体量を排出するように動作可能であり、方法が、受信要求信号に応答して作動機能を行うために、作動室容積の各サイクル中に１つ以上の前記作動室により排出される作動流体量を選択するステップを含み、コントローラが、排出されるように選択された作動流体量から流体作動機の予測平均出力を判断するように動作可能である、方法において、障害確認手順を実行しなかった場合に排出されたであろう流体量と比較して、１つ以上の作動室により次に排出される流体量に変化を生じさせるステップであって、この変化が、流体作動機の予測平均出力を変化させないステップ、および測定値の変化量を判断するステップを特徴とする方法に及ぶ。
【００４２】
障害確認手順は、アクティブサイクルおよびアイドルサイクルを行う作動室のパターン（しかし、流体作動機の予測平均出力ではない）を変化させるステップを含み得る。
【００４３】
それゆえ、障害確認手順は、障害が特定された場合の短時間を除いて、流体作動機の出力を著しく変化させずに、１つ以上の作動室に１つまたは複数の障害を特定するように実施され得る。例えば、コントローラは、図１に示すように流体圧力または流量出力が変動することを検出し、かつ障害確認手順を実行させ得る。流体作動機の予測出力を変化させずに、作動室の１つ以上により排出される流体量の変化（作動室の１つ以上のアクティブサイクルを、他の作動室の１つ以上のアクティブサイクルの代わりにすることによるなど）は、障害確認手順が行われる間、流体作動機が作動機能に適合しかつ要求信号に適合し続けることを可能にする。
【００４４】
障害確認手順は、流体作動機の現在の動作条件、例えばクランクシャフト回転速度、高圧マニホルド圧力、またはクランクシャフトの回転に対する弁のアクティブ状態にするタイミングを変更するステップ、および流体作動機の出力パラメータが予測通りに変化したかを判断するステップをさらに含み得る。
【００４５】
コントローラ（または作動室ステータス検出手段）は、流体作動機の出力パラメータの予測特性（例えば値、変化率など）を計算するように動作可能であり、かつ予測特性を、流体作動機の測定出力パラメータの対応する特性と比較するように動作可能とし得る。この方法は、作動室容積の１つ以上のサイクル中に、作動機能を行うために各前記作動室により排出されるように予め選択された作動流体量を考慮に入れて、予測特性を、流体作動機の測定出力パラメータの対応する特性と比較するステップを含み得る。
【００４６】
好ましくは、コントローラは、受信した作動室利用可能性データに基づいて作動室の利用可能性を考慮する。作動室利用可能性データは、コントローラによってアクセス可能な、格納された作動室利用可能性データ（例えばコンピュータ可読媒体に格納されたデータ）とし得る。例えば、作動室利用可能性データは作動室データベースに格納され得る。一部の実施形態では、作動室データベースは、流体作動機の複数の作動室の相対位相を追加的に規定し得る。
【００４７】
作動室利用可能性データは、作動室ステータス検出手段から受信したデータを含み得る。格納された作動室利用可能性データとし得る作動室利用可能性データは、作動室ステータス検出手段から受信したデータを使用して、連続的にまたは定期的に修正され得る。
【００４８】
コントローラは、作動室データベースおよび／または作動室ステータス検出手段に問い合わせを行い、それにより、作動室利用可能性データを受信するように動作可能とし得る。
【００４９】
作動室は、前記作動機能以外の作動機能に割り当てられていると、または、あるもしくは任意の作動機能に割り当てられていないと、利用不能であるとして処理され得る。
【００５０】
従って、作動室利用可能性データは、１つまたは複数の作動室を前記作動機能以外の作動機能に割り当てるデータ、または１つまたは複数の作動室を作動機能から切り離すデータを含み得る。
【００５１】
作動室利用可能性データは、ユーザ入力手段から受信したデータを含み得る。例えば、作動室の利用可能性は、流体作動機の設置、組立または保守中にオペレータが設定し得る。
【００５２】
作動室利用可能性データは、要求信号に応答して更新し得る。その要求信号は要求信号、または、一部の実施形態ではユーザ入力手段から受信し得る１つ以上の別の要求信号とし得る。
【００５３】
一般に、流体作動機は、１つ以上のポートを含み、１つ以上のポートは作動機能と関連付けられ、および流体作動機は、作動機能を行うために、一群の異なる流体経路の中から選択可能な流体経路に沿って作動流体を導くように構成可能であり、一群の異なる流体経路の各流体経路は、１つ以上の前記ポートと１つ以上の作動室との間に延在する。選択された流体経路が、作動機能に関連付けられた１つ以上のポートと作動室との間に延在する場合、作動室は作動機能に割り当て得る。作動室は、前記作動機能以外の作動機能に割り当ててもよいし、または、選択された流体経路が、作動機能に関連付けられた１つ以上のポートと作動室との間に延在しない場合には、いずれの作動機能にも割り当てなくてもよい。
【００５４】
流体作動機は、一群の異なる流体経路の中から流体経路を選択するように手動で構成可能とし得る。一般に、流体作動機は、一群の異なる流体経路の中から流体経路を自動的に選択するように動作可能である。
【００５５】
一般に、流体作動機は、異なる流体経路の前記群の中から選択可能な２つ以上（一般に非交差の）流体経路に沿って作動流体を導き、異なる作動室（例えば、１つ以上の作動室の異なる群）を使用して同時に２つ以上の異なる作動機能を行うように、選択的に構成可能である。各作動機能は、前記ポートの異なる１つ以上に関連付けられ得る。流体作動機は、一群の異なる流体経路の中から２つ以上の流体経路を自動的に選択するように動作可能とし得る。
【００５６】
流体作動機は、流体経路（または複数の流体経路を同時に）選択するように選択的に制御可能である一群の異なる流体経路に関連付けられた１つ以上の流量調節弁を含み得る。流体作動機は一般に、導管網とし得る１つ以上の導管を含み、導管は、流体経路の１つ以上または全ての一部分または全てを含む。一般に１つ以上の流量調節弁の一部または全てを、導管内に位置決めする。
【００５７】
好ましくは、少なくとも１つの、および典型的には複数の前記流体経路は、作動機能を行うために流体が複数の作動室に同時に導かれる流体経路である。
【００５８】
従って、この方法は、一群の異なる流体経路の中から流体経路を選択することによって流体作動機を構成するステップであって、一群の異なる流体経路の各流体経路が、１つ以上の前記ポートと１つ以上の作動室との間に延在するステップを含み得る。流体経路は、作動機能または２つ以上の作動機能を行うように作動流体を導くために選択し得る。一部の実施形態では、この方法は、複数の作動機能を行うために複数の流体経路を選択するステップを含み得る。
【００５９】
作動機能に関連付けられる１つ以上のポートに、ソースおよび負荷部のいずれかまたは双方を接続し得る。作動機能は、負荷部に流体をポンプで送り込むステップ、またはソースから流体を受け取るステップを含み得る。作動機能は：液圧ポンプ、モータまたはポンプを駆動することまたはそれによって駆動されること；液圧伝動装置に流体をポンプで送り込むこと；液圧伝動装置から流体を受け取ること；流体を受け取って発電機を駆動すること；流体をポンプで送り込んで制動機構をアクティブ状態にさせること；および制動機構から流体を受け取って回生制動を可能にすることの１つ以上を含み得る。
【００６０】
流体作動機が、作動機能を行うために作動室を通るように流体を導くように構成される場合、作動室は作動機能を行うための流体の排出に利用可能であると処理され得る。流体作動機が、作動機能を行うために作動室を通るように流体を導くように構成されない場合、作動室は作動機能を行うための流体の排出に利用不能であると処理され得る。
【００６１】
一部の実施形態では、作動室容積の個々のサイクル中の１つ以上の第１の前記作動室による流体排出量が、第２の前記作動室が作動機能を行うのに利用可能であった場合よりも多い。
【００６２】
好ましくは、各作動室は、室が作動流体の正味排出を行うアクティブサイクルまたは室が作動流体の正味排出を実質的に行わないアイドルサイクルを実施するように、作動室容積の各サイクルで動作可能である。各作動室は、アクティブサイクル中に、複数の作動流体量（例えば、作動流体量の範囲）の１つを排出するように動作可能であるかもしれない。前記量の範囲は不連続とし得る。例えば、作動流体量の範囲は、正味流体排出の実質的にない第１の最小量から、作動室の最大正味流体排出量の多くても２５％または４０％の第１の最大量まで、次いで、作動室の最大正味流体排出量の少なくとも６０％または７５％の第２の最小量から、作動室の最大正味流体排出量の１００％の範囲の第２の最大量までに及ぶ範囲を含み得る。これは、例えば、動作中の作動流体圧力が十分に高くて、作動室容積の膨張または収縮ストロークの最中に弁を開閉できない場合、または流体の流れが十分に速く、連続する量の範囲で動作すると作動室、作動室の弁、または流体作動機の他の部分を損傷する可能性がある場合に発生し得る。
【００６３】
それゆえ、流体作動機は、第１の作動室が、第２の作動室が利用できない結果、アイドルサイクルの代わりにアクティブサイクルを実施することもあるように動作可能とし得る。それゆえ、この方法は、第２の作動室が利用不能であるかどうかを判断するステップ、およびそれに応答して、第１の作動室に、アイドルサイクルの代わりにアクティブサイクルを実行させるステップを含み得る。
【００６４】
コントローラは、流体作動機の作動室の容積サイクルの位相を示す位相信号を受信する位相入力を含み得る。位相信号は、位相センサ、例えば光学、磁気または誘導位相センサから受信し得る。位相センサは、クランクシャフト（偏心クランクシャフトとし得る）の位相を検出し、コントローラは、検出したクランクシャフトの位相から作動室の位相を推測し得る。
【００６５】
コントローラは、作動室容積の順次の各サイクルでの（通常個々の）作動室による排出量を選択する。コントローラは、作動室容積の順次の各サイクルでの作動室による排出量を選択するように動作可能な作動室容積選択手段（作動室選択モジュールなど）を含み得る。作動室容積選択手段は一般に、プロセッサ、および作動室容積選択モジュール（これは同様に複数のソフトウェアモジュールで構成される）を含むプログラムコードを格納するコンピュータ可読媒体（ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭメモリなど）を含む。一般に、コントローラは、流体作動機の１つ以上の他の機能を制御しかつ作動室容積の順次の各サイクルでの作動室による排出量を選択する前記プロセッサを含む。
【００６６】
コントローラ（一般に作動室容積選択手段）は一般に、作動室容積のサイクル中に作動室による排出量を選択するときに、作動室利用可能性データを含む複数の入力データを考慮に入れる。一般に、作動機能を行うために第２の作動室が利用可能であることを示す作動室利用可能性データを含む少なくとも一部の入力データに関しては、コントローラ（一般に作動室容積選択手段）は、第１の作動室がアイドルサイクルを実施するべきであることを判断するように動作可能であり、および、作動室利用可能性データが作動機能を行うために第２の作動室が利用できないことを示すことを除いて、同じ入力データに関しては、コントローラ（一般に作動室容積選択手段）は、第１の作動室がアクティブサイクルを実施すべきであることを判断するように動作可能である。
【００６７】
少なくともある状況下において、第１の前記作動室の容積サイクルは、第２の前記作動室の容積サイクルよりも早い位相にされるかもしれない。少なくともある状況下において、第１の前記作動室の容積サイクルは、第２の前記作動室の容積サイクルよりも遅い位相にされるかもしれない。少なくともある状況下において、第１の前記作動室の容積サイクルは、第２の前記作動室の容積サイクルと同調しているかもしれない。
【００６８】
好ましくは、受信要求信号によって示される需要が十分に低いとき、作動機能を行うために流体を排出するように動作可能である１つ以上の作動室は、作動室容積の１つ以上のサイクル中に冗長である。すなわち、作動室が存在しなかったまたは動作していなかった場合、流体作動機はいずれにせよ十分な流体を排出して、作動室容積のアクティブサイクルの全体的な頻度を変更することなく需要を満たす。
【００６９】
好ましくは、受信要求信号によって示される需要が十分に低いとき、作動機能を行うのに利用可能である作動室の少なくとも１つにより排出される、選択された流体量は、作動室容積の少なくともいくつかのサイクルに関して実質的にゼロである。一部の実施形態では、受信要求信号によって示される需要が十分に低いとき、作動機能を行うのに利用可能な作動室の少なくとも１つは、作動室容積の少なくともいくつかのサイクルに対してアイドルサイクルを実施する。アイドルサイクルおよびアクティブサイクルは、受信要求信号が一定であっても散在していてよい。作動室が複数の作動流体量のうちの１つを排出するように動作可能である一部の実施形態では、受信要求信号によって示される需要が十分に低いとき、作動機能を行うのに利用可能な作動室の少なくとも１つにより排出される、選択された流体量は、前記作動室の少なくとも１つが排出するように動作可能である最大作動流体量未満である。一部の実施形態では、受信要求信号によって示される需要が十分に低いとき、作動機能を行うのに利用可能な作動室の少なくとも１つは、作動室容積の少なくともいくつかのサイクルに関して部分的アクティブサイクルを実施する。
【００７０】
受信要求信号は、作動機能を満たすために、排出する（例えば受け取るまたは出力する）のに望まれる作動流体量を示し得る。受信要求信号は、所望の出力または入力圧力を示し得る。受信要求信号は、作動機能を満たすために、流体を排出する所望の速度を示し得る。受け取るまたは出力する流体の特性、例えば、受け取るまたは出力する流体の圧力、または受け取るまたは出力する流体の排出速度を監視し、かつ流体応答信号を提供するために流体応答センサを設けてもよい。コントローラは、流体応答信号と受信要求信号を比較して、作動室容積の各サイクルでの１つ以上の前記作動室により排出される作動流体量を選択し、例えば閉ループ制御を実施し得る。流体応答信号はまた、測定された動作パラメータの役割も果たす。
【００７１】
本発明の第３の態様によれば、流体作動機の複数の作動室の相対位相を規定する作動室データベース、要求信号を受信するための需要入力、流体作動機の作動室の容積サイクルの位相を示す位相信号を受信するための位相入力、複数の作動室のどれが利用可能かを指定する作動室利用可能性データ、および受信位相信号、受信要求信号および作動室利用可能性データを考慮して作動室容積の各サイクルで作動室データベースにより指定される複数の作動室の各々により排出される作動流体量を選択するように動作可能な排出量制御モジュールを含む流体作動機コントローラが提供される。
【００７２】
作動室利用可能性データは、コントローラによりアクセス可能な作動室利用可能性データに格納され得る（例えばデータはコンピュータ可読媒体に格納される）。
【００７３】
作動室利用可能性データは作動室データベースに格納され得る。作動室データベース（および作動室利用可能性データ）は一般に、コンピュータ可読媒体、例えばＲＡＭメモリに格納される。
【００７４】
作動室利用可能性データは、流体作動機の作動室ステータス検出手段から受信したデータを含み得る。格納された作動室利用可能性データとし得る作動室利用可能性データは、作動室ステータス検出手段から受信されたデータを使用して、連続的にまたは定期的に更新され得る。
【００７５】
コントローラは、作動室データベースおよび／または作動室ステータス検出手段に問い合わせをするように動作可能であり、それにより、作動室利用可能性データを受信し得る。
【００７６】
作動室が前記作動機能以外の作動機能に割り当てられるときにまたは作動室が１つの作動機能にまたは全く作動機能に割り当てられないときに、作動室を利用不能として処理し得る。
【００７７】
従って、作動室利用可能性データは、１つまたは複数の作動室を前記作動機能以外の作動機能に割り当てるデータ、または１つまたは複数の作動室を作動機能から切り離すデータを含み得る。
【００７８】
作動室利用可能性データは、ユーザ入力手段から受信したデータを含み得る。例えば、作動室の利用可能性は、流体作動機の設置、組立または保守中にオペレータが設定し得る。
【００７９】
好ましくは、流体作動機コントローラは、作動室が不正確に機能していると判断される場合、（例えば作動室利用可能性データベースおよび／または作動室ステータス検出手段に問い合わせることによって）各作動室のステータスを定期的に判断し、かつ作動室を利用不能と処理するように動作可能である。流体作動コントローラは、作動室ステータス検出手段として機能するソフトウェアモジュールを実行し得る。
【００８０】
好ましくは、流体作動機コントローラは、作動室に割り当てられた作動機能の変化に応答して作動室に関する作動室利用可能性データを修正するように動作可能である。作動室利用可能性データは、要求信号、または一部の実施形態ではユーザ入力手段から受信し得る１つ以上の別の要求信号とし得る要求信号に応答して修正され得る。
【００８１】
好ましくは、排出量制御モジュールは、弁制御信号のタイミングを決定することにより複数の作動室の各々により排出される作動流体量を選択するように動作可能である。
【００８２】
測定出力パラメータが少なくとも１つの許容可能な機能基準を満たすかどうか判断する、流体作動機の障害検出方法のステップは、作動室容積の特定サイクル中の作動室による作動流体の正味排出量の選択後の期間に実施され得る。測定出力パラメータが、正味流体排出のないアイドルサイクルの選択に続いて少なくとも１つの許容可能な機能基準を満たすかどうかを考慮する必要はないであろう。それゆえ、この方法は、作動室による作動流体の正味排出がないことが選択されるアイドルサイクルと、同じ作動室による作動流体の正味排出があることが選択されるアクティブサイクル（すなわち、アクティブサイクルの選択）とを散在させることを含んでもよく、測定出力パラメータが少なくとも１つの許容可能な機能基準を満たすかどうか判断するステップは、作動室による作動流体の正味排出がないことの選択（すなわち、アイドルサイクルの選択）に応答して実施されない。
【００８３】
流体作動機の測定出力パラメータの測定（または、出力パラメータを連続的に測定する場合、測定出力パラメータが少なくとも１つの許容可能な機能基準を満たすかどうかの判断）は、作動機能を行うために、作動室容積のサイクル中の作動室による作動流体の予め選択された正味排出量に応答するかもしれない。
【００８４】
一部の実施形態では、この方法は、流体作動機の現在の動作条件を判断すること、現在の動作条件が障害検出方法を実施するのに好適であるか判断すること（例えば、現在の動作条件と、障害検出方法を実行するのに好適な動作条件−すなわち障害検出方法が実行されるとき、誤検出または検出漏れを生じるリスクがない、またはそれらのリスクが許容可能な程度に低い動作条件を含む格納されたデータとを比較することによって）、および現在の動作条件が好適である場合、障害検出方法を実施することを含み得る。
【００８５】
流体作動機は、現在の動作条件が障害検出方法を実施するのに好適であるかを判断するように動作可能な（およびまた、一般に障害検出方法を実施し、および／または作動室容積の各サイクルで、１つ以上の前記作動室により排出される作動流体量を選択し、受信要求信号に応答して作動機能を行うのに動作可能な）コントローラを含み得る。
【００８６】
受信要求信号が障害検出閾値未満である、または障害検出閾値超である場合、動作条件は好適であるかもしれない。動作条件の適合性に関するパラメータは、作動機能、例えば作動機能に流体接続される負荷部、導管またはコンプライアントな回路（例えば流体アキュムレータまたは他の液圧エネルギー蓄積装置）の構成の動作条件を含み得る。動作条件の適合性に関するパラメータは、流体作動機の動作圧力、シャフト速度および流体の温度を含み得る。動作条件の適合性に関するパラメータは、コントローラが十分なリソース、例えばプロセッサ実行時間を有し、障害検出方法を動作させる一方、他のタスクを遂行することを含み得る。動作条件の適合性に関するパラメータは、作動機能を行うために、作動室容積の各サイクル中に、１つ以上の作動室による作動流体の予め選択された正味排出量のパターンまたはシーケンスを含み得る。それゆえ、他の作動室のアクティブ状態および非アクティブ状態のパターンまたはシーケンスは、障害検出方法の実行を開始し得るかまたはそれを妨げ得る。動作条件の適合性に関するパラメータは、上述の要因のいずれかを組み合わせて含み、障害検出方法の実行を開始し得るかまたはそれを妨げ得る。
【００８７】
好ましくは障害検出方法は、流体作動機の測定出力パラメータが許容可能な機能基準を満たすかどうか判断するときに、２つ以上の作動室による作動流体の予め選択された正味排出量を考慮することを含む。一般に、所与の時間での測定出力パラメータの値は、２つ以上の作動室による予め選択された流体排出量に依存する。許容可能な機能基準は、障害査定中の作動室に加えて、作動室の選択された排出量に依存し得る。障害検出方法は、障害査定中の作動室以外の少なくとも１つの作動室を含めて、２つ以上の作動室による作動流体の予め選択された正味排出量を考慮に入れることを含み得る。
【００８８】
測定出力パラメータが、例えば作動流体の圧力または流量である場合、測定出力パラメータの瞬時値は、作動室容積の１つ以上のサイクルにわたって２つ以上の作動室（一般に、作動機能を行うために流体を排出するように動作可能な各作動室）による作動流体排出量に敏感であることがある。それゆえ、少なくとも１つの許容可能な機能基準は、作動室容積の１つのまたは２つ以上のサイクルにわたって、作動機能を行うために１つ以上の前記作動室により予め選択されて排出される作動流体量に依存し得る。
【００８９】
例えば、この方法は、障害査定中の作動室（または複数の作動室）のアクティブサイクルを含め、作動室の一群、または一群のサブセット（例えば作動機能に割り当てられた作動室の一部または全て）により実行される作動室容積のアクティブ（および／または部分的にアクティブ）サイクルおよびアイドルサイクルの所与のシークエンスに従う出力パラメータを、障害査定中の作動室（または複数の作動室）のアイドルサイクルを含む前記シークエンスに従うまたは前記作動室もしくは複数の作動室を含まない前記シーケンスに従う出力パラメータとを比較することを含み得る。障害査定中の作動室のアクティブサイクルおよびアイドルサイクルをそれぞれ含む各シーケンスは、前記要求信号に適合する結果として生じ得るか、または障害検出手順を実行することによって生じ得る。
【００９０】
一部の実施形態では、この方法は、１つ以上の事前の動作条件（クランクシャフト速度または流体圧力など）を考慮に入れることを含む。一部の実施形態では、２つ以上の作動室による作動流体の予め選択された正味排出量を考慮に入れることに加えて、１つ以上の追加的な事前の動作条件が考慮される。
【００９１】
この方法は、測定出力パラメータの特性を、作動機能を行うために（作動室容積の１つ以上のサイクル中に）１つ以上の前記作動室により予め選択されて排出される作動流体量を考慮に入れて決定される測定出力パラメータの予測特性と比較するステップを含み得る。測定出力パラメータの予測特性は、作動室容積の２つ（またはそれ以上）の連続するサイクルの各々中に作動機能を行うために作動室により予め選択されて排出される作動流体量を考慮に入れることによって決定され得る。予測特性は計算され得るか、または履歴データ（例えばコントローラに格納されたデータ）に基づき得る。
【００９２】
測定出力パラメータの予測特性は、例えば、測定出力パラメータの値に関連し得るか、または測定出力パラメータの他の特性、例えば測定出力パラメータの変化率、または測定出力パラメータの変動（例えば、測定出力パラメータの周波数スペクトル、エントロピー、または電力密度、または測定出力パラメータ内のノイズ）に関連し得る。測定出力パラメータの特性と、測定出力パラメータの特性の予測値との比較は、例えば、特性と弁の予測特性が、定められた量内にあるかどうか、または互いの割合、すなわち一方が他方よりも多いか少ないかの判断とし得る。
【００９３】
障害検出モジュールは一般に、コントローラであるかまたはその一部であるプロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールを含むかまたはそれで構成される。
【００９４】
障害検出モジュールは、作動室容積の特定サイクル中の作動室による作動流体の正味排出量の選択後の期間に測定出力パラメータが少なくとも１つの許容可能な機能基準を満たすかどうか判断し得る。正味流体排出がないアイドルサイクルの選択に続いて、測定出力パラメータが少なくとも１つの許容可能な機能基準を満たすかどうかを考慮する必要はないであろう。それゆえ、コントローラは、作動室による作動流体の正味排出がないことが選択されるアイドルサイクルと、同じ作動室による作動流体の正味排出があることが選択されるアクティブサイクル（すなわち、アクティブサイクルの選択）とを散在させ、および作動室による作動流体の正味排出がないことの選択（すなわち、アイドルサイクルの選択）に応答して、測定出力パラメータが少なくとも１つの許容可能な機能基準を満たすかどうか判断する障害検出モジュールを妨げるかまたは回避するように動作可能とし得る。
【００９５】
この方法は、測定出力パラメータの特性（例えば値、変化率など）を、作動機能を行うために、（作動室容積の１つ以上のサイクル中に）１つ以上の前記作動室により予め選択されて排出される作動流体量を考慮して決定される測定出力パラメータの予測特性と比較するステップを含み得る。測定出力パラメータの予測特性は、作動室容積の２つの連続するサイクルの各々中に作動機能を行うために作動室により排出すると予め選択された作動流体量を考慮することによって決定し得る。
【００９６】
測定出力パラメータの予測特性は、例えば、予測定出力パラメータの値に関連し得るか、または測定出力パラメータの他の特性、例えば測定出力パラメータの変化率、もしくは測定出力パラメータの変動（例えば、測定出力パラメータの周波数スペクトル、変動、または電力密度）に関連し得る。測定出力パラメータの特性と、測定出力パラメータの特性の予測値との比較は、例えば、測定した特性と予測特性が、定められた量内にあるかどうか、または互いの割合、すなわち一方が他方よりも多いか少ないかの判断とし得る。
【００９７】
好ましくは、コントローラは、例えば流体作動機の出力に関連付けられる１つ以上のセンサから測定出力パラメータを受信するように動作可能である。一部の実施形態では、コントローラは、流体作動機の出力に関連付けられる１つ以上のセンサから出力パラメータの１つ以上の別の測定値を受信するように動作可能である。一部の実施形態では、コントローラは、流体作動機の別の出力に関連付けられるセンサから別の測定出力パラメータを受信するように動作可能である。
【００９８】
一般に、予測特性は、作動室容積の１つ以上の先のサイクル中に、１つ以上の作動室により予め選択されて排出される作動流体が実質的にないこと、および／または作動室容積の１つ以上の先のサイクル中に、もう１つの作動室により流体が選択されて排出されたことを考慮に入れて決定される。１つ以上の作動室は、１つ以上のアイドルサイクルを実施することを予め選択された可能性がある。１つ以上の作動室は、１つ以上の部分的アクティブサイクル、またはアクティブサイクルを実施することを予め選択された可能性がある。
【００９９】
一部の実施形態では、作動室容積の１サイクル中、または作動室容積の１つ以上のサイクル中に作動機能を行うために各前記作動室により選択されて排出される流体量が考慮される。一部の実施形態では、作動室容積の複数のサイクル（一般に作動室容積の２〜５サイクル、および一部の実施形態では作動室容積の６つ以上のサイクル）中に各前記作動室により選択されて排出される流体量が考慮される。予め定められた期間中に各前記作動室により選択されて排出される流体量は、予測特性の決定の際に考慮され得る。
【０１００】
それゆえ、２つ以上の作動室によりおよび／または作動室容積の２つ以上のサイクルにわたって排出のために選択された作動流体量を考慮することによって、予測特性決定の際に、障害をより容易に検出し得る。予測特性は、予め定められた期間または作動室容積のいくつものサイクルにわたって予め選択されて排出される流体量を考慮に入れて計算し得る。
【０１０１】
この方法は、各作動室の容積の少なくとも１つの先行サイクル中に、作動機能を行うために各作動室によって選択されて排出される作動流体量を考慮して測定出力パラメータの予測特性を決定することによって作動室に関連付けられた障害を検出することを含み得る。
【０１０２】
作動機能に関連付けられる１つ以上のポートを含む流体作動機であって、流体作動機が、作動機能を行うために、一群の異なる流体経路の中から選択可能な流体経路に沿って作動流体を導くように構成可能であり、一群の異なる流体経路の各流体経路が、１つ以上の前記ポートと１つ以上の作動室との間に延在する、流体作動機の実施形態では、方法は、流体経路の障害を検出することを含み得、これは、流体経路が延在する１つ以上の作動室により予め選択されて排出される作動流体量を考慮に入れて、各流体経路に沿った作動流体の排出量に応答する流体作動機の測定出力パラメータが少なくとも１つの許容可能な機能基準を満たすかどうかを判断することを含む。
【０１０３】
流体作動機は、各前記ポートと作動室の１つ以上との間に配置され、１つ以上の作動室、例えば流体経路に関連付けられた作動室に関連付けられた流体作動機の出力パラメータを測定するように動作可能な１つ以上のセンサを含み得る。
【０１０４】
この方法は、１つ以上の出力パラメータが少なくとも１つの許容可能な機能基準に適合するかどうか判断して、前記作動室の１つ以上または各前記作動室に関して障害があるかまたは障害がある可能性を判断することを含み得る。
【０１０５】
出力パラメータが少なくとも１つの許容可能な機能基準を満たすかどうかを判断するステップは、場合によっては、流体作動機および／または作動室または各作動室によって予め排出される流体量を考慮することによって判断し得る。一部の実施形態では、流量、または圧力、または流量、圧力の変動、または流体作動機および／または作動室または各作動室によって予め排出される流体量の変化率を、場合によっては、考慮し得る。
【０１０６】
出力パラメータは作動機能に応答し得る。
この方法は、流体作動機の出力に関連した測定値に応答して障害確認手順を実行することを含み得る。障害確認手順は、障害が作動室に発生したと仮定し、障害確認手順が実行されなかったら排出されたであろう流体量と比較して、前記作動室により続いて排出される流体量を変化させ、および測定値のいずれかの変化の度合いを判断することを含む。
【０１０７】
障害確認手順は、障害が各作動室に次々と発生したと仮定することを含み得る。
障害確認手順は、障害が１つ以上の作動室において発生したと仮定し、障害確認手順が実行されなかった場合に排出されたであろう流体量と比較して、１つ以上の作動室により次に排出される流体量を変化させ、その変化は、作動機能を行うために流体作動機により選択されて排出される流体量を変化させず、および測定値のいずれかの変化の度合いを判断することを含み得る。例えば、障害確認手順は、アクティブサイクルおよびアイドルサイクルを行う作動室のパターン（流体作動機の予測平均出力は含まない）を変化させることを含み得る。
【０１０８】
作動室に関連付けられた障害があるという検出に応答して、作動室は利用不能であると処理され得る。障害確認手順は、作動室、または一群の作動室、または各作動室を順番に利用不能であると処理することを含み得る。
【０１０９】
この方法は、予測値を、流体作動機の出力パラメータに関連する測定値と比較し、障害確認手順を実行し、および予測値を、流体作動機の出力パラメータに関連する測定値と再び比較することを含み得る。
【０１１０】
この方法は、１つまたは複数の作動室に、アクティブサイクルの代わりにアイドルサイクルを、またはアイドルサイクルの代わりにアクティブサイクルを実施させ、およびこれが測定値（または予測値と測定値との差）に影響を及ぼすかどうか判断することを含み得る。
【０１１１】
この方法は、受信要求信号に応答して作動機能を行うために、作動室容積の各サイクル中に１つ以上の前記作動室により排出される作動流体量を選択することを含んでもよく、作動室容積のサイクル中に作動室により排出される作動流体量を選択するステップが、作動機能を行うために流体を排出するように、他の前記作動室の利用可能性を考慮に入れることを特徴とする。
【０１１２】
本発明の第１の態様から第３の態様の各々の方法の別の好ましいおよび任意選択的な特徴は、第１の態様から第３の態様のいずれかに関連する上述の好ましいおよび任意選択的な特徴に対応する。
【０１１３】
図面を参照して説明した本発明の実施形態は、流体作動機、および流体作動機により実施される方法を含むが、本発明はまた、本発明のプロセスを実施するように適合された、またはコンピュータに本発明による流体作動機のコントローラとして機能させるコンピュータプログラムコード、特に媒体上のまたはそこにあるコンピュータプログラムコードに及ぶ。
【０１１４】
それゆえ、本発明は、第６の態様において、流体作動機コントローラでの実行時に、流体作動機に本発明の第２の態様または第５の態様（または双方）の流体作動機として機能させるか、または本発明の第１の態様または第４の態様（または双方）の方法を実施するコンピュータプログラムコードに及ぶ。
【０１１５】
さらに、本発明は、第７の態様において、流体作動機コントローラの実行時に、第３の態様の流体作動機コントローラの排出量制御モジュールとして機能するコンピュータプログラムコードに及び、および本発明は第８の態様において、第６の態様または第７の態様（または双方）によるコンピュータプログラムコードを有する媒体に及ぶ。
【０１１６】
コンピュータプログラムコードは、ソースコード、オブジェクトコード、中間ソースコード（部分的にコンパイル済みの形式など）の形式、または本発明による目的を実施するために使用するのに好適な任意の他の形式とし得る。媒体は、プログラム命令を保有することができるエンティティまたはデバイスとし得る。
【０１１７】
例えば、媒体は、ＲＯＭ、例えばＣＤ  ＲＯＭや半導体ＲＯＭなどの記憶媒体、または例えばフロッピー（登録商標）ディスクやハードディスクのような磁気記録媒体を含み得る。さらに、媒体は、電気もしくは光ケーブルを経由して、無線または他の手段によって伝えられ得る電気または光信号などの伝導性媒体（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｂｌｅ  ｃａｒｒｉｅｒ）とし得る。プログラムが、ケーブルによって直接伝えられる信号で供されるとき、媒体は、そのようなケーブルまたは他のデバイスまたは手段によって構成し得る。
【０１１８】
本発明の実施形態の例を、以下、図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】流体作動機の流体ラインの出力側の時間に応じた流体ライン圧力のグラフを示す。
【図２】公知の流体作動機の概略を示す図である。
【図３】６つの作動室を含む流体作動機の概略を示す図である。
【図４】図３の流体作動機用のコントローラの概略を示す図である。
【図５】図３の流体作動機の、時間に応じた出力ラインにおける流体ライン圧力、作動室の利用可能性、および運転シーケンスを示すグラフである。
【図６】２つの要求信に応答して動作する図３の流体作動機用の運転シーケンスの概略を示す図である。
【図７】図３の流体作動機用のコントローラの別の実施形態の概略を示す図である。
【図８】図３の流体作動機のクランクシャフトの回転角度に応じた出力ラインにおける流体ライン圧力、トレンド信号値および作動室の総流量を示すグラフである。
【図９】図３の流体作動機のクランクシャフトの回転角度に応じた出力ラインにおける流体ライン圧力、トレンド信号値および予測トレンド信号値の上限閾値と下限閾値および作動室の総流量を示すグラフである。
【図１０】電磁コイルを含む作動弁を監視する弁監視装置を示す回路図である。
【図１１】障害検出方法の特定の実施形態で使用するデータストアを示す表である。
【発明を実施するための形態】
【０１２０】
図２は、公知の流体作動機１の概略図である。流体の正味処理量は、作動室容積の各サイクルと位相関係をもたせて、電子的に制御可能な弁の能動制御によって決定され、機械の個々の作動室と流体マニホルドとの間の流体のやりとりを調整する。個々の室は、予め定められた固定量の流体を排出するかまたは流体の正味排出量のないアイドルサイクルとなるかのいずれかを行うために、サイクル毎にコントローラによって選択可能であり、それにより、ポンプの正味処理量を需要に動的に合わせることが可能となる。
【０１２１】
図２を参照すると、個々の作動室２は、シリンダ４の内部表面とピストン６によって画成される容積を有し、ピストン６は、クランク機構９によってクランクシャフト８から駆動され、かつシリンダ内を往復運動して、作動室の容積を周期的に変動させる。シャフト位置・速度センサ１０が、シャフトの回転の瞬間的な角度位置および速度を判断し、およびシャフト位置・速度信号をコントローラ１２に伝達し、それにより、コントローラは、各作動室のサイクルの瞬間的な位相を判断できる。コントローラは一般に使用時に、格納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を含む。
【０１２２】
作動室は、電子的に制御可能な面封止型のポペット弁１４の形態の能動制御式低圧弁を含み、ポペット弁１４は内側が作動室に面しており、かつ、作動室から低圧マニホルド１６まで延在するチャネルを選択的に封止するように動作可能である。作動室は高圧弁１８をさらに含む。高圧弁は外側が作動室に面しており、かつ、作動室から高圧マニホルド２０まで延在するチャネルを封止するように動作可能である。
【０１２３】
少なくとも低圧弁は能動的に制御されているので、コントローラは、作動室容積の各サイクル中に低圧弁を能動的に閉鎖するか、または一部の実施形態では、能動的に開放状態に保持するかを選択することができる。一部の実施形態では、高圧弁は能動的に制御され、および一部の実施形態では、高圧弁は、受動制御式弁、例えば圧力送出逆止弁である。
【０１２４】
流体作動機を、ポンピングサイクルを行うポンプ、またはモータリングサイクルを行うモータ、または交互の動作モードにおいてポンプもしくはモータとして動作でき、それによりポンピングもしくはモータリングサイクルを行うことができるポンプ−モータとし得る。
【０１２５】
フルストロークポンピングサイクルが欧州特許第０  ３６１  ９２７号明細書に説明されている。作動室の膨張ストローク中、低圧弁は開放しており、低圧マニホルドから液圧流体を受ける。下死点でまたは下死点付近で、コントローラは低圧弁を閉鎖すべきかどうかを決定する。低圧弁が閉鎖されたら、作動室内の流体は加圧され、続く作動室容積の収縮フェーズ中に高圧弁に放出されるので、ポンピングサイクルが発生し、ある量の流体が高圧マニホルドに排出される。次いで低圧弁は上死点でまたは上死点の直後に再び開放される。低圧弁が開放したままだと、作動室内の流体は低圧マニホルドに戻されてアイドルサイクルが発生し、高圧マニホルドへの流体の正味排出量はない。
【０１２６】
一部の実施形態では、ポンピングサイクルが選択される場合に、低圧弁が開放するようにバイアスされ、コントローラによって能動的に閉鎖される必要がある。他の実施形態では、アイドルサイクルが選択される場合に、低圧弁が閉鎖するようにバイアスされ、コントローラによって能動的に開放状態に保持される必要がある。高圧弁は能動的に制御されてもよいし、または受動的に開放される逆止弁でもよい。
【０１２７】
フルストロークモータリングサイクルが欧州特許第０  ４９４  ２３６号明細書に説明されている。収縮ストローク中、流体は低圧弁を通って低圧マニホルドに放出される。アイドルサイクルをコントローラによって選択でき、その場合、低圧弁は開放したままである。しかしながら、フルストロークモータリングサイクルを選択する場合、低圧弁は上死点の前で閉鎖されて、作動室の容積が小さくなり続ける際に作動室内の圧力を高めるようにする。十分に圧力が高まったら、一般に上死点の直後に高圧弁を開放でき、流体が高圧マニホルドから作動室へ流れる。下死点の直前に高圧弁は能動的に閉鎖され、そこで、作動室内の圧力が低下しており、下死点付近またはその直後に低圧弁を開放することができる。
【０１２８】
一部の実施形態では、モータリングサイクルが選択される場合に、低圧弁が開放するようにバイアスされ、コントローラによって能動的に閉鎖される必要がある。他の実施形態では、アイドルサイクルが選択される場合に、低圧弁が閉鎖するようにバイアスされ、コントローラによって能動的に開放状態に保持される必要がある。低圧弁は一般に受動的に開放しているが、能動制御下で開放して、開放のタイミングを注意深く制御可能とし得る。それゆえ、低圧弁は能動的に開放されてもよいし、または、能動的に開放状態に保持されている場合には、この能動的な開放状態の保持を停止してもよい。高圧弁は能動的または受動的に開放してもよい。一般に、高圧弁は能動的に開放される。
【０１２９】
一部の実施形態では、アイドルサイクルとフルストロークポンピングおよび／またはモータリングサイクルとの間でのみ選択を行う代わりに、流体作動コントローラはまた、パーシャルストロークポンピングおよび／またはパーシャルストロークモータリングサイクルを生じさせるために、弁のタイミングの正確な位相調整を変動させるように動作可能である。
【０１３０】
パーシャルストロークポンピングサイクルでは、低圧弁は排出ストロークの後半で閉鎖されて、作動室の最大ストローク量の一部のみが高圧マニホルドに排出される。一般に、低圧弁の閉鎖は上死点の直前まで遅延される。
【０１３１】
パーシャルストロークモータリングサイクルでは、高圧弁は閉鎖され、低圧弁は膨張ストロークの途中で開放され、ある量の流体が高圧マニホルドから受け取られるので、流体の正味排出量は、それ以外で可能な量を下回る。
【０１３２】
流体作動機から吐出される流体は、一般にコンプライアントな回路（例えば流体アキュムレータ）に送出されて出力圧力を滑らかにし、かつ時間平均処理量は、従来技術のようにコントローラによって受信された要求信号に基づいてコントローラによって変動される。
【０１３３】
図３に、偏心クランクシャフト１０８によって駆動される６つの作動室２０１、２０２、２０３、２０４、２０５および２０６を含む流体作動機１００を示す。各作動室は、シリンダ、偏心クランクシャフトに摺動可能に装着されたピストン、および各シリンダと低圧マニホルド１１６および２つの高圧マニホルド１２０、１２１との間の弁を含む。各作動室は、クランクシャフトが３６０°回転する間に作動室容積の完全なサイクルを行う。隣接する作動室とは６０°位相がずれており、各々が番号順（２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６）に作動室容積のサイクルの所与の点に達するようになっている。高圧マニホルドは各々、作動室の半分と関連付けられている。コントローラ１１２は、速度・位置センサ１１０からクランクシャフトの速度・位置データ１１１をおよび１つ以上の要求信号１１３を受信し、作動室内の弁に指令信号１１７を発する。流体作動機の各作動室は、上記で図２を参照して説明したように機能する。
【０１３４】
流体作動機から負荷部１３０（この例では液圧モータ）および１３２（液圧ポンプ）までの流体の経路指定を、それぞれ高圧マニホルド１２０、１２１に関連付けられた電子的に制御可能な切換弁１２２および１２３によって制御し得る。切換弁は、関連付けられた高圧マニホルドと、流体ライン１２４、１２６の一方または他方との間に流体を送るように動作し得る。コントローラは、（１つまたは複数の流体応答信号および測定出力パラメータまたはパラメータの双方として機能する）１つ以上の流体圧力測定値１１５を、流体ライン１２４および１２６に置かれた圧力変換器１２５から受信する。流体ライン１２４および１２６にはアキュムレータ１２８、１２９が置かれ、流体圧力の変動を抑えるように機能する。
【０１３５】
流体作動機１００は、流体ライン１２４および／または１２６に流体を送り込むポンプとして、または流体ライン１２４および／または１２６から流体を受け取るモータとして動作可能である。低圧マニホルドは、適宜、貯留槽１３１から流体をくみ上げるかまたは貯留槽１３１に流体を戻す。
【０１３６】
例えば、図３に示すような静止状態の構成では、高圧マニホルド１２０用の、作動室２０２、２０４および２０６に関連付けられた切換弁１２２は、液圧ポンプ１３２に対し流体のやりとりを行う一方、高圧マニホルド１２１用の、作動室２０１、２０３および２０６に関連付けられた切換弁１２３は、液圧モータ１３０に対し流体のやりとりを行う。切換弁１２２のみをアクティブ状態にさせることにより、両高圧マニホルド１２０、１２１から液圧モータ１３０へ、または液圧モータ１３０から両高圧マニホルドへ流体を送る；切換弁１２３のみをアクティブ状態にさせることにより、両高圧マニホルド１２０、１２１から液圧ポンプ１３２へまたは液圧ポンプ１３２から両高圧マニホルドへ流体を送る。
【０１３７】
それゆえ、流体作動機は流体を送るように動作可能であり、作動室の一部または全てが流体を負荷部の一方または双方へポンプで送る、または作動室の一部または全てがモータとして機能して、負荷部の一方または双方から流体を受け取るようにする。１つ以上の作動室がモータとして機能する一方、１つ以上の作動室がポンプとして機能してもよい。
【０１３８】
流体が２つ以上の負荷部に送られる場合、コントローラは、２つ以上の要求信号１１３および２つ以上の流体圧力信号１１５を受信し、かつ後述するように本発明の方法に従って指令信号１１７を発する。従って、流体作動機は、同時に２つ以上の作動機能に適合するように流体を排出でき、各作動機能に関して異なる要求信号を受信する。
【０１３９】
図４に、図３の流体作動機用のコントローラ１１２の概略図を示す。コントローラは、プロセッサ１４２を有する制御装置１４０を含む。制御装置は、作動室データ１４６が格納されているデータベース１４４と通信し、作動室データ１４６は、各作動室（２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６）に関係し、かつ各作動室の相対位相と作動室利用可能性データとを含む。コントローラは（制御装置において）、センサ１１０からクランクシャフト位置信号１１１、１つまたは複数の流体圧力信号１１５、および１つまたは複数の要求信号１１３（これらは一般に流体作動機のオペレータによって定義される）を受信する。
【０１４０】
制御装置はまた、各作動室に設けられた音響センサ１２７から作動室ステータスデータ１１９（図３に示す本発明の例では、音響データを含む）を受信する。制御装置は、作動室のアクティブサイクル（ポンピングサイクルまたはモータリングサイクルとし得る）の音響データ特性を受信するように動作可能であり、かつプロセッサは、その音響データ特性を、アイドルサイクルの音響データ特性または作動室の１つ以上の障害モードの音響データ特性（アクティブまたはアイドルサイクルいずれかの指令信号に応答する作動室であり、高圧および／または低圧マニホルドの弁が十分に開放または閉鎖できない）と区別するように動作可能である。
【０１４１】
プロセッサは、一般に、使用時に、格納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である。格納されたプログラムは意志決定アルゴリズムを符号化してもよく、格納されたプログラムの実行によって、意志決定アルゴリズムを定期的に実行させる。プロセッサと格納されたプログラムは共に作動室容積選択手段を形成し、作動室容積の各サイクルで作動室の１つ（または一群）によって排出される作動流体量を選択する。それゆえ、コントローラは、作動室容積の順次の各サイクルにおいて、（通常個々の）作動室による排出量を選択する。コントローラは、作動室容積の各順次のサイクルにおいて作動室によって排出される量を選択するように動作可能な作動室容積選択手段（作動室選択モジュールなど）を含み得る。作動室容積選択手段は一般に、プロセッサと、作動室容積選択モジュール（これは同様に複数のソフトウェアモジュールで構成し得る）を含むプログラムコードを格納するコンピュータ可読媒体（ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭメモリなど）とを含む。一般に、コントローラは、流体作動機の１つ以上の他の機能を制御しかつ作動室容積の順次の各サイクルにおいて作動室によって排出される量を選択する前記プロセッサを含む。
【０１４２】
一般に、１つ以上の室が、ある予め定められた位相に達する毎に決定点があり、そこでは、プロセッサは、作動室容積の各サイクルに対してアイドルサイクルまたはアクティブサイクルのどちらを選択するか決定し、それにより、その作動室の次の容積サイクル中にその作動室によって排出される正味作動流体量を選択する。
【０１４３】
プロセッサは、入力信号としてデータベースから作動室データ、作動室ステータスデータ、クランクシャフト速度・回転データ、１つまたは複数の流体圧力信号および１つまたは複数の要求信号を受信する。
【０１４４】
制御装置は（図示の例ではプロセッサにおいて）、作動流体の選択された正味排出量を生じさせるための指令信号１１７を生成するように動作可能である。指令信号は一般に、各シリンダの電子的に制御可能な弁に発せられた一連の指令（電圧パルスの形態とし得る）を含む。プロセッサはまた、流体を１つ以上の負荷部と１つ以上の作動室との間で流動する流体経路を規定するために、切換弁に経路指定信号１１８を生成する（制御装置によって発せられた）ように動作可能である。
【０１４５】
（単一の要求信号に応じた単一の作動機能に対応させるための）流体作動機の使用時、コントローラの制御装置は、必要な流体排出量、流量、トルクまたは圧力を示す要求信号（ユーザ入力手段（図示せず）を介して受信した、流体作動機のオペレータから受信した要求信号、または負荷部に関連付けられたセンサ（図示せず）から受信した測定要求信号とし得る）、ならびにデータベースからの作動室データを含め、上述の入力値を受信する。各決定点において、プロセッサは、作動室容積の次に続くサイクル中に、１つ以上の作動室による作動流体の正味排出量を選択する。一般に決定点は、１つ以上の作動室が予め定められた位相に達する毎に発生する。定められた正味排出量をゼロとしてもよく、その場合、プロセッサはアイドルサイクルを選択する。あるいは、プロセッサはアクティブサイクルを選択し、アクティブサイクルは、シリンダの最大ストローク量が排出されるフルサイクル、またはシリンダの最大ストローク量の一部が排出されるパーシャルサイクルとし得る。次いで、指令信号が制御装置によって発せられて、各作動室の電子制御式弁が、選択された正味排出量を排出するように、能動的に制御する。それゆえ、アクティブストロークおよびアイドルストロークの「運転シーケンス」は、例えば欧州特許第０，３６１，９２７号明細書、欧州特許第０，４９４，２３６号明細書または欧州特許第１，５３７，３３３号明細書に記載のように要求信号に適合するように実施される。
【０１４６】
それゆえ、流体作動機の動作が決定され、アクティブストロークとアイドルストロークは、要求信号１１５に応答して要求に適合するように散在する。
【０１４７】
流体作動機１００はまた、受信した作動室のステータスデータ１１９に基づいて、１つ以上の作動室の障害を検出するように動作可能である。障害を検出したら、後続の運転シーケンス（および任意選択的に流体経路指定）は、それが検出されなかった場合とは異なるであろう。作動室の１つで障害が発生したら、制御装置によって、作動室の障害を示す音響データが問題の作動室の音響センサから受信される。データベースの作動室利用可能性データは、障害のある作動室を利用不能とリストアップするように更新される。修正された作動室利用可能性データは、後続の決定点において考慮される。正味の影響は、後続の運転シーケンスにおいて、そうでなかったら選択されていた、障害のある作動室のアクティブサイクルが、その代わりにアイドルサイクルに置き換えられ、および１つ以上の利用可能な作動室のアイドルサイクルがその代わりにアクティブサイクルに置き換えられて、流体作動機の時間平均出力を、障害発生前から不変のままとなる。
【０１４８】
図５は、６つ全ての作動室が平行してポンプで流体を送り、かつそれらから排出された流体の総量が、ポートを通って単一の流体ラインへ出力される、流体作動機１００の運転シーケンスの概略図である。ライン１５０は、軸Ｔに沿って、作動室２０１、２０２、２０３、２０４、２０５および２０６（図５および図６においてはそれぞれ１、２、３、４、５および６を付す）が下死点に達する時間を示す。ライン１５２は、コントローラによって各作動室の電子制御式弁に対して発せられた指令信号を示し、記号「Ｘ」は、作動室にアクティブポンプサイクルを実行させる制御信号を示す。
【０１４９】
時刻Ｄと時刻Ｅとの間では、流体作動機は、３つの順次の作動室の繰り返しパターンによる運転シーケンスを用いて１／３のキャパシティーで機能を果たす。時刻Ｅにおいて、作動室２０４の電子制御式弁への電源を切ることによって室２０４での障害のシミュレーションを行った（ライン１５５の記号「Ｆ」で示す）。こうして、流体作動機が作動室２０４を用いて要求信号に適合しようとするので、図１について上述したように、流体圧力は揺れ動く。
【０１５０】
時刻Ｅと時刻Ｆとの間では、制御装置が受信した作動室利用可能性データ１１９は、作動室２０４がアクティブポンプサイクルを実行していないことを示す。
【０１５１】
時刻Ｆにおいて、作動室２０４が利用できないことを反映するために、データベースが更新される（ライン１５３に記号「Ｏ」によって示すように）。その結果、作動室２０５はアイドルサイクルの代わりにアクティブサイクルを実施し、指令信号は、利用不能な作動室２０４に対してもはや発せられない。このようにして、流体作動機は、作動機能を行うために流体を排出するように、他の前記作動室（２０４）の利用可能性を考慮することによって、作動室（２０５）によって排出される作動流体量を選択した。
【０１５２】
その結果得られる運転シーケンスでは、作動室２０４の各アクティブポンピングサイクルは作動室２０５のアクティブサイクルによって置き換えられる（そうでなければ、これはアイドルサイクルを実行する）。それゆえ、クランクシャフトの全回転にわたって平均すると、ポンプで送り込まれる流体の実容量は、時刻Ｄと時刻Ｅとの間にポンプで送り込まれる流体量と等しい。
【０１５３】
従って、時刻Ｆ以降は、流体の出力圧力変動は弱まり、出力圧力は再び要求信号に近づく。
【０１５４】
代替的な実施形態では、作動室利用可能性データを更新するために、作動室での障害は、他の方法によって検出するかまたは検出可能である。例えば、作動室が作動流体量を排出するように指令されている間およびその直後における、測定された流体圧力、または流体の流量を、作動室が正しく作動している場合に予測される値と比較してもよく（例えばコントローラによって実行された予測モデルと比較）、そのモデルは、流体作動システムの一部を含んでもよい。一部の実施形態では、流体圧力（または流量）センサを流体ラインのアキュムレータと高圧マニホルドとの中間に置くか、またはその代わりに１つ以上の圧力センサ（および一部の実施形態では各作動室に対応する圧力センサおよび／または流量センサ）を１つまたは複数の高圧マニホルドに置く。一部の実施形態では、（流体作動機の出力の）流体圧力もしくは流量、またはクランクシャフト速度もしくはトルクの変動もしくは変化の割合が測定されて、障害、例えばある時間の長さ内の最大値と最小値との差、または予測値と測定値との差を検出する。一般に、流体作動機の振動は、１つ以上の作動室のアクティブサイクル、アイドルサイクルおよび不具合の特徴であり、および流体作動機は、その代わりに、またはそれに加えて、振動を検出するための加速度計を装備してもよい（作動室ステータスデータが振動関連データを含むように）。
【０１５５】
電気回路、接続およびソレノイドでの障害の検出は公知であり、作動室での、および特に電子的に制御可能な値の障害は、電子弁を制御する電気回路を監視することによって（例えば電子制御式弁に発せられかつそこから受信した信号の電流および／または電圧の軌跡または平均を連続的に監視し、および、互いに関連付けられた電子弁と作動室が正しく機能している場合に、これを、予測した軌跡または平均と比較することによって）検出し得る。一般に電磁的に動作した弁の電流は、弁制御信号を加えると上昇し、弁制御信号が取り除かれると減少し、または弁が運動を開始するかもしくは完了すると変化する。電流の上昇もしくは減少の割合または変曲点の相対的位置は弁の動作可能状態を示す。
【０１５６】
一部の実施形態では、障害検出測定は、検の出信頼性を高めるために、作動室容積のいくつものサイクルにわたって行われる。この方法は、一群の作動室に関連した１つ以上のセンサから受信したデータに基づいて検の出信頼性を高めるのに特に効果的とし得る（特定の流体経路に関連したセンサ、もしくは１つ以上の電子的に制御された値に関連する電流センサ、もしくは切換弁から受信したデータ、または流体作動機全体の出力など）。
【０１５７】
一部の実施形態では、コントローラは、流体作動機からのフィードバック（例えば、流体出力圧力またはクランクシャフトの速度／位相、または電流、または電圧）を連続的に監視するように動作可能な障害検出ユニット（プロセッサで実行されるソフトウェアとし得る）を含む。
【０１５８】
障害検出は、流体出力が適切に１つまたは複数の要求信号に適合できない場合にのみ定期的に実行しても、または特定の動作条件下でのみ実行しても、またはユーザ入力に応答してのみ実行してもよい。あるいは、またはそれに加えて、障害検出を特定の動作条件下でまたはユーザ入力に応答して非アクティブ状態にしても再度アクティブ状態にさせてもよい。
【０１５９】
１つ以上の作動室の機能において摂動を必然的に伴う障害検出手段のオペレーションは、ある環境では安全ではなく、または不満足となることがあり、そのような環境下における障害検出手段を動作停止または動作回避させることは、安全なまたは満足のいく動作を保証するために必要である。例えば、障害検出手段は、シャフトが固定であるとき、流体作動機が少なくとも一部の作動機能から流体的に分離されているとき、作動機能がエンドストッパなどの特定の条件に達したとき、ブレーキがかけられたとき、または流体作動機が最大能力で動作していないときにのみ動作するように構成し、他のいずれかの条件下では動作しないように構成してもよい。
【０１６０】
一部の実施形態では、障害検出は、流体作動機の起動時に自動的に実行され、通常動作を開始する前に流体作動機の「セルフチェック」を提供する。
【０１６１】
障害検出方法は、弁制御信号を変更するようにコントローラに指令を出すこと、および流体作動機（または場合によっては１つまたは複数の作動室）の予測出力と測定出力を比較することを含み得る。障害を検出するために、弁制御信号は、長くしても、短くしても、作動室容積の各サイクルに対して異なる位相で加えてもよいし、またはパルス幅変調特性を備えていてもよい。
【０１６２】
障害検出は、アクティブサイクルを行っている作動室のパターンが変化する（しかし、流体作動機の予測平均出力は変化しない）障害確認手順を実行するようにコントローラに指令を出すことを含む。あるいは、障害確認手順は、（例えば、各作動室を利用不能と処理することによって）次々に作動室を使用不能にし、かつ、障害の徴候（または複数の徴候）（例えば要求信号に応じ損なう、または流体出力圧力の揺動）が、それにより排除されるかを判断するか、または次々と優先的に作動室をアクティブ状態にさせて、障害の前記徴候または各徴候がそれにより悪化するかを判断し得る。
【０１６３】
流体作動機１００はまた、２つの要求信号に応えて２つの作動機能に同時に適合するように動作可能である。
【０１６４】
図６は、図３の流体作動機用の運転シーケンスの概略図である。ライン１５０は、作動室２０１、２０２、２０３、２０４、２０５および２０６（それぞれ１、２、３、４、５および６を付す）が下死点に達する、軸Ｔに沿った時間を表す。
【０１６５】
時刻Ｇと時刻Ｈとの間では、流体作動機は、単一の要求信号に応じて動作し、ここでも１／３のキャパシティーでポンピングを行って、流体を、６つの作動室全てから高圧マニホルドを通って流体ライン１２４まで送る。列１５２は、コントローラによって各作動室の電子制御式弁に発せられた指令信号を表し、記号「Ｘ」は、作動室にアクティブポンプサイクルを実行させる制御信号を示す。
【０１６６】
積算需要量（これは要求信号から計算される）マイナス供給量（これはアクティブサイクル実行中に排出される流体量から計算される）の計算値であるレジスタ値１６０が、制御装置によって維持される。レジスタ値は定期的に更新され、一般に各時間ステップ（時間ステップは、順次の作動室が下死点に達する各時刻の差に対応する）の初めに増分され、かつ作動室のアクティブサイクルを開始する決定のなされる各時間ステップの最後に減分される。
【０１６７】
代替的な実施形態では、部分的アクティブサイクルを実行するように動作可能な作動室を有する流体作動機の場合、レジスタ値の計算には、各部分的アクティブサイクル中に排出される流体量を考慮に入れる。一部の実施形態では、時間ステップは、順次の作動室が下死点に達する各時刻の差に等しくない。
【０１６８】
各時間ステップにおいて、レジスタ値は、瞬間的な排出需要量（適切なスケーリングで要求信号１１３から計算される）だけ増加する。レジスタ値が閾値１６２（図６に作動室容積部の容量の百分率として示す）以上になると、コントローラ１１２は、次の作動室にアクティブサイクルを実行させる（ライン１５２に記号「Ｘ」で示す）。次いで、レジスタ値は、排出された流体量に対応する量１６４だけ（すなわちこの例では閾値の１００％）減少する。
【０１６９】
要求信号の低値では、レジスタ値はゆっくりと増加し、要求信号の高値では、レジスタ値は急速に増加する。しかしながら、所与の時間ステップにおいて、レジスタ値が閾値以上である場合、アクティブサイクルが実行される。それゆえ、レジスタ値は事実上、まだ満たされていない需要の積算である。
【０１７０】
このようにして、一連の作動室のアクティブ状態から任意の必要とされる流れを生じさせることができる。
【０１７１】
時刻Ｈでは、コントローラによって第２の要求信号が受信されて、１／２キャパシティーで放流路１２６を通って流体をポンプで送り込む（第２の作動機能）。制御装置は、受信した作動室利用可能性データに基づいてデータベースを更新し、作動室２０１、２０３および２０５は第１の要求信号に適合するために利用可能であるが、第２の要求信号に適合するためには利用不能であること、および作動室２０２、２０４および２０６は第２の要求信号に適合するために利用可能であるが、第１の要求信号に適合するためには利用不能であることを記録する。加えて、新しい経路指定信号１１８が発せられて、作動室２０２、２０４および２０６とやりとりする高圧マニホルド１２０が高圧力ライン１２４から分離され、代わりにライン１２６とやりとりするように、流体が高圧マニホルドを通って再び送られるようになる。
【０１７２】
第２の閾値１７８と比較するために、第２のレジスタ値１７２は、第２の要求信号の受信に応答してコントローラによって保持され、かつ、レジスタ値１６０と同じように各時間ステップにおいて更新される。
【０１７３】
作動室利用可能性データを使用して、コントローラは、レジスタ値１６０が、２つの順次の時間ステップで閾値を超過することを可能にする（符号１７４で示す）。作動室２０４のアクティブサイクルは、第１の要求信号に適合するようには実行されず、続く時間ステップにおいて作動室２０５のアクティブサイクルによって置き換えられる。このようにして、流体作動機は、作動機能を行うために流体を排出するように、作動室の利用可能性を考慮して、作動室によって排出される作動流体量を選択した。
【０１７４】
時刻Ｇと時刻Ｈとの間の第１の要求信号について上述したのと同様に、作動室２０２、２０４および２０６のアクティブサイクル（ライン１７６に記号「Ｙ」で示す）は、第２のレジスタ値が第２の閾値に達する毎に、第２の要求信号に適合するように実行される。
【０１７５】
それゆえ、クランクシャフトの全回転にわたる平均は、両ライン１２４、１２６にポンプで送り込まれる流体の実容量は２つの要求信号を満たす。
【０１７６】
時刻Ｊでは、第２の要求信号が取り除かれ、作動室データベースが更新され、流体作動機が、時刻Ｇから時刻Ｈの構成に戻る。
【０１７７】
流体作動機はまた、時刻Ｊで再構成することなく、残りの要求信号に適合するように機能し、かつ、作動室２０１および２０３のアクティブサイクルの実行を継続することができる。しかしながら、そのようにして生じた出力流れの揺動は、不規則な繰り返し頻度のために、時刻Ｇと時刻Ｈの間に生じた揺動よりも大きい。コントローラは、作動室データベースを更新して、第１の要求信号に適合するために全作動室が利用可能であると登録し、かつマニホルド１２０、１２１の構成を更新して（それにより、他の作動室の利用可能性を考慮して、各作動室によって排出された作動流体量を選択する）、流体作動機のポンピングサイクルが最も均等に分布するようにする。
【０１７８】
これらの例は、公知の作動室容積選択手段を使用する流体作動機よりも、利用不能になる作動室に対して良好な応答をもたらす。公知の作動室容積選択手段では、流体の需要量マイナス供給量の積算を表すレジスタ値が維持され、かつ作動室は、室が正しく機能していると仮定して、レジスタ値が作動室の最大ストローク量を超えるとき、および一部の実施形態ではそのときにのみ、作動機能に適合するように流体を供給するまたは受け取るためにアクティブ状態にされる。
【０１７９】
本発明の一部の実施形態では、各作動室が利用可能であるかどうかを示す格納データの代わりに、データベースは、作動室が利用不能であると分かったときに１つ以上の作動室の作動室データ１４６をデータベースから削除することによって、および前記作動室を再起動するためにデータベースに追加することによって、定期的に更新されてもよい。データベースは、コントローラ内のＲＡＭ（または他のメモリ）に全体をまたは部分的に格納され、かつ散在され得る。
【０１８０】
図７に、図３の流体作動機用のコントローラ３００の別の実施形態の概略図を示す。コントローラは、プロセッサ３０４を有する制御装置３０２を含む。制御装置は、データベース１４４と通信し、データベース１４４は、作動室の各々（２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６）に関連しかつ各作動室の相対位相および作動室利用可能性データを含む作動室データ１４６を格納している。コントローラは（制御装置において）、センサ１１０からクランクシャフト位置信号１１１、１つまたは複数の流体圧力信号１１５（流体作動機の測定出力パラメータ）、および１つまたは複数の要求信号１１３（それらは、一般に流体作動機のオペレータによって定義される）を受信する。
【０１８１】
制御装置は、一般的に図４について上述したように機能し、使用時には、プロセッサは、作動室容積の各サイクル中に各作動室による排出量を選択する指令信号１１７を生成する。流体作動機が２つ以上の要求信号を受信する場合、プロセッサはまた、流体を１つ以上の負荷部と１つ以上の作動室との間で流動する流体経路を規定するように、経路指定信号１１８を切換弁に生成するように動作可能である（制御装置によって発せられる）。
【０１８２】
データベースは、プロセッサから受信した、格納された作動室指令信号データ３１０をさらに含む。格納作動室指令信号データ３１０は、各作動室に予め発せられた指令信号に（それゆえ予め選択されて排出される作動流体量に）関するデータを含む。一般に、データは、作動室容積の２〜５サイクル先のサイクルに関して各作動室に格納される。
【０１８３】
プロセッサは、流体圧力信号１１５の予測値（流体作動機の出力パラメータ）を、各測定値を対応する予測値に対して比較するように動作可能な比較モジュール３０８に出力するように動作可能な予測モジュール３０６をさらに含む。図７に示すコントローラでは、予測モジュールおよび比較モジュールは、プロセッサで実行するソフトウェアである。
【０１８４】
図８に、図３の流体作動機の３回転の軸角３１２に対するいくつかのパラメータを示す。説明のために、全作動室からの予測総流量３１４を、副縦座標３１６に示す（値１は、アクティブサイクル中の１つの作動室からの流体の最大流量を示す）。
【０１８５】
機能的な作動室にアクティブサイクルを実行する指令が出されると、作動流体のフローパルスが生成され、そのピークは、対応する指令が発せられた後のクランクシャフトの９０度の回転時である。
【０１８６】
図示の例では、流体作動機は、クランクシャフトの４８０度の回転毎に繰り返すアクティブストロークとアイドルストロークの運転シーケンスを行う。
【０１８７】
予測フローパルス３１８は、アクティブサイクル中に作動室２０３によって排出される予測流体量を表す。作動室２０３は６０度で下死点に達し、２４０度まで流体をポンプで送り込む。続いて、作動室２０６、その後に２０２がコントローラによってアクティブサイクルを実行するように指令される。予測フローパルス３２０は、作動室２０６によって排出されると予測される流体量を表し（２４０度から４３０度までポンプで送り込む）、予測フローパルス３２２は、作動室２０２によって排出されると予測される流体量を表す（３６０度から５４０度までポンプで送り込む）。中間ピーク３２４は、これら２つの作動室からの流量が重ね合わさるためである。５４０度では、作動室２０５がアクティブ状態にするように指令されるが、障害によって流れを生成できず、予測総流量を点線部分３２６で示す。それぞれ７２０度および８４０度、および１０２０度での作動室２０２、２０４および２０１のアクティブ状態によって動作は継続する（作動室２０１のアクティブサイクルからの予測フローパルスのピークは図示しない）。
【０１８８】
測定出力圧力３２８（流体作動機の出力端において流体圧力信号１１５から得られる）を、主縦座標３３０に示す。
【０１８９】
プロセッサは、平滑化および微分アルゴリズムを測定出力圧力に適用し、トレンド信号３３２を生成する。トレンド信号は、測定出力圧力を単に微分することによって得られる信号よりもノイズが少ない。図８では、明確にするために、トレンド信号は、８０圧力単位だけオフセットされている。トレンド信号は、流体作動機の出力に関する測定値である。
【０１９０】
トレンドがポジティブのとき（図８で８０超）、圧力は一般的に上昇し；トレンドがネガティブのとき（図８で８０未満）、圧力は一般的に減少している。
【０１９１】
トレンド信号の閾値３３４は、実験的にまたは適用の分析から決定される。
代替的な実施形態では、例えば作動流体圧力、平均流量、温度または流体作動機の使用年数に依存して閾値は可変とし得る。
【０１９２】
時間ステップ間隔で、コントローラは、トレンド信号をサンプリングする。予測モジュールは、各サンプリングトレンド信号を、１２０度前のクランクシャフトの回転時にプロセッサによって発せられた作動室指令信号データと関連付ける。
【０１９３】
予測モジュールは、アイドルサイクルを実行する作動室のための１２０度前のクランクシャフトの回転時の指令信号と関連付けられた各サンプリングトレンド信号を廃棄させ、およびアクティブサイクルを実行する作動室のための指令信号と関連付けられた各サンプリングトレンド信号を、比較モジュールに出力させる。１２０度前の指令信号は作動室がアクティブサイクルを行うためのものであったため、トレンド信号は閾値超であると予測できた。それゆえ、比較器は、受信した各サンプリングトレンド信号を閾値と比較し、トレンド信号を容認できるかを判断する。
【０１９４】
サンプリングトレンド信号値が閾値超であると、プロセッサは、関連の作動室が作動していると判断する（図８に記号「Ｘ」で示す）。サンプリングトレンド信号値が閾値以下であると、プロセッサは、関連の作動室に障害が発生している可能性があると判断する（記号「Ｏ」で示す）。図示の例では、６６０度で、比較モジュールはサンプリングトレンド信号値と閾値を比較し、トレンド信号値は閾値未満であるため、容認されず、作動室２０５に関連した障害発生の可能性が特定される。サンプリングトレンド信号値が閾値超であるかどうかは、許容可能な機能基準の例である。当業者には、多くの代替的な基準を許容可能な機能基準として使用できること、および測定された出力弁の他の特性を許容可能な機能基準に対してテストできることを理解されたい。
【０１９５】
一部の実施形態では、比較モジュールおよび予測モジュールは、トレンド信号値を、１２０度超、または１２０度未満前のクランクシャフトの回転時におよび／または非整数の時間ステップ前にプロセッサによって発せられた作動室指令信号データと関連付けてもよい。例えば、トレンド信号値と関連の作動室指令信号データとの間の経過したクランクシャフトの回転角度は、流体作動機が部分的アクティブサイクルを生成するように動作可能な場合には、変動してもよい。
【０１９６】
一部の実施形態では、発生し得る障害を、コントローラが、１つまたは複数の作動室に関連付けられた障害を確認する前に、数回、または特定の期間内に数回、または特定の割合または頻度よりも多く、検出する必要がある。なぜなら、前記作動室（ならびにデータベースおよびそれに従って修正された後続の運転シーケンス）は、利用不能であると処理されているためである。例えば、一部の実施形態では、プロセッサは、各前記作動室のアクティブまたは部分的アクティブサイクルに関連付けられた全てのサンプリングトレンド信号のみ間の比較結果を、作動室データベースへと出力し、および格納され、比較された、作動室の各々に関連付けられるトレンドデータ（例えば作動室容積の２つまたは５つまたはそれ以上のアクティブまたは部分的アクティブサイクルに格納され得る）を定期的に解析して、１つの作動室、または数個の作動室における障害を判断する（流体作動機の他のどこかで障害が発生したことを示すこともある）ように動作可能である。それゆえ、出力パラメータの測定は、作動流体の予め選択された正味排出量に対応する。この方法によって、各作動室の性能におけるトレンドが分析され、例えばバルブ漏れまたは封止などの障害の発生、および保守の必要性が、より深刻な障害が発生する前に特定され得る。
【０１９７】
代替的な実施形態では、予測モジュールは、各サンプリングトレンド信号を、１２０度前のクランクシャフトの回転時にプロセッサによって発せられた作動室指令信号データと関連付け、全データを比較モジュールに出力し、かつ比較モジュールは、アクティブ（または部分的アクティブ）サイクルに関連付けられたデータを閾値と比較するが、アイドルサイクルに関連付けられたデータを閾値とは比較しないように動作可能である。
【０１９８】
一部の実施形態では、コントローラによって指令されていない流体の排出を、本発明の方法によって検出し得るかまたは検出可能とし得る。例えば、その方法は、アクティブな低または高圧弁が、指令がなく閉鎖されつつあるもしくは閉鎖されているとき、または開放されつつあるもしくは開放されているときを検出し、それゆえ、コントローラによって指令されていない作動室の１つ以上によって作動流体を排出させて、作動機能の要求信号に適合するようにすることを含み得る。それゆえ、前記電子的に制御可能な弁に関連付けられたセンサが受信した電子（または他の）信号は、許容可能な機能基準を満たさないことがある。あるいは、またはそれに加えて、方法は、流体作動機の測定出力パラメータが、コントローラによって指令されていない、例えば予測測定出力圧力、またはトレンド値よりも高い流体排出量を示すことを検出することを含み得る。
【０１９９】
障害検出方法は、一部の応用および特定の動作条件では信頼できないことがある。それゆえ、誤検出または検出漏れの危険性のために、障害の検出に好適ではない動作条件がある可能性がある。一部のシステムに特に好ましい実施形態、特に１つ以上の前記作動室と流体負荷部との間に１つ以上の大容量のコンプライアントな回路を備え、１つ以上の前記コンプライアントな回路に蓄積されたエネルギー量が最大能力に近いかまたはゼロに近い実施形態においては、前記コンプライアントな回路によって蓄積された液圧エネルギー量が好適でない場合には、障害検出方法は回避または阻止され得る。
【０２００】
障害検出方法は、作動機能を行うのに利用可能な作動室が特定の時間の割合を超えて動作しているときには、すなわち作動機能に割り当てられた作動室（全ての作動室とし得る）が、要求信号に適合するために最大能力でまたはその付近で動作しているか、または最大能力の予め定められた閾値を超えている場合には阻止または回避され得る。障害検出方法は、２つ以上の作動室が同時に、特定の高圧マニホルドと低圧マニホルドとの間の作動流体の正味排出量に寄与していると、阻止または回避され得る。流体作動機の動作条件は、受信要求信号が障害検出閾値超である場合、例えば作動室の可能な最大排出率の１５％または３２％が作動機能の実行に利用可能である場合、障害検出方法を実施するのに好適でないことがある。２つ以上の電磁石が同時期にアクティブ状態にされて、測定した電流が許容可能な機能基準を満たすかどうかの判断を容易にする場合、電磁作動弁を流れる電流の測定を含む障害検出方法を阻止することは有利とし得る。
【０２０１】
高圧マニホルドの（またはそれに関する）流体圧力に関する出力パラメータの測定に関して例を説明したが、一部の実施形態では、低圧マニホルドの（またはそれに関する）流体圧力に関する出力パラメータの測定が有利な場合もある。なぜなら、圧力変動の大きさは比例的に大きくなり、それゆえ、障害検出の方法がより繊細になり得るためである。
【０２０２】
一部の実施形態では、作動流体の排出に応答する流体作動機の測定出力パラメータは、低圧マニホルドから作動室に入り、その後、受信要求信号に応答して作動室によって（高圧または低圧マニホルドに）排出される流体に関連するパラメータとし得る。一部の実施形態では、パラメータは、流体入力および流体出力の双方に関連付けてもよい。
【０２０３】
測定出力パラメータ（例えば圧力測定）は、好ましくは作動室付近で行われ、およびコントローラは、マニホルドによる流体圧力の伝播に起因する時間遅延（すなわち位相関係）を補償することができてもよい。補償は、流体の非線圧縮率および流体パルスの非線形の重ね合わせを占めることを含め、圧力、温度およびシャフト速度などの動作条件によって可変とし得る。
【０２０４】
本発明の別の実施形態を図９に示す。流体作動機の動作は、図８に関して上述のように進む。図９の例では、予測モジュールは、（格納された作動室指令信号データを使用して）全作動室からの予測総流量３１４を判断し、高圧マニホルドから作動機能手段への公知の流体の排出を用いて、予測モジュールは、予測出力圧力を、およびこれから、予測出力圧力の許容範囲の上限３３６および下限３３８判断する。
【０２０５】
測定出力圧力および予測出力圧力の許容範囲の上限と下限を、図９の主縦座標３３０に示す。出力圧力が上限と下限との間になるかどうかは、許容可能な機能基準の別の例である。
【０２０６】
比較モジュールは、定期的な間隔で、測定出力圧力が上限または下限外にないかどうかを検出するように動作可能である。図９に示す例では、測定出力圧力は、点３４０で下限を下回り、記号「Ｏ」で示すように、発生し得る障害が特定される。各測定点と作動室指令信号データとの間の位相関係が分かっているので（この例では６０度）、発生し得る障害を作動室２０５と関連付け得る。
【０２０７】
一部の実施形態では、位相関係を６０度超または６０度未満とし得る。一部の実施形態では、１つまたは複数の作動室に関連する障害（例えば単一の発生し得る障害がいくつもの作動室またはいくつもの異なる群の作動室に関連付けられているような位相関係）がある場合には、コントローラが確認する前に、発生し得る障害を数回、または特定の期間内で数回、または特定の割合または頻度よりも多く検出する必要がある。
【０２０８】
上限または下限を、予測圧力と違い固定しても可変としてもよい。予測圧力は、圧力変換器からの実圧力のいくつかのフィードバックを含んで、例えば漏れおよび流体の圧縮性などのモデルパラメータの誤りを訂正し得る。モデルは、観察に基づいてそのパラメータを更新する、例えばコンプライアンスまたは流体システムもしくは流体作動機の流体のインピーダンスを学習する機械学習アルゴリズムを組み込み得る。
【０２０９】
図１０に、作動弁を監視する弁監視回路の回路図を示す。弁監視回路は、電磁コイルを含み、この例では、そうでなければ供給可能なコントローラよりもコイルに電流を駆動させる増幅器５４も組み込む。１２Ｖの電源５０が、Ｐチャネル型ＦＥＴ５４（増幅器の機能を果たす）を経由してコイル５２の両端間に接続され、ＦＥＴは、５６で接続されたインターフェース回路（図示せず）を介してコントローラ１２（図２）の制御下にあり、かつまた被感知接合部５８に接続されている。フライホイールダイオード６０およびこれに直列の任意選択の電流減衰ツェナーダイオード６２が、コイルの両端間に並列の電流路を提供する。弁監視回路を全体に６４で示し、弁監視回路は、コイルおよびＦＥＴノードに接続されるレベルシフトツェナー６８によって駆動されかつバイアス抵抗器７２によってバイアスされる反転シュミットトリガバッファ６６を含み、保護用抵抗器７０によって保護される。シュミットトリガ出力信号は、コントローラへの接続に好適な供給レールに関係があり、およびダイオード７４、７６（シュミットトリガ装置の内部にあり得る）はシュミットトリガを保護する。シュミットトリガ入力側と保護用抵抗器との間の任意選択のコンデンサ７８は、（保護用抵抗器とともに）低域フィルタの機能を果たし、ノイズ（例えばＰＷＭノイズ）が予期される場合には有用である。コントローラ１２をシュミットトリガに接続して、回路出力の時間、（シャフト８の回転に対する）位相および長さを測定する。
【０２１０】
動作中、被感知接合部は０Ｖにあり、バイアス抵抗器は、シュミットトリガの入力をレベルシフトツェナーダイオードの値３Ｖにし、シュミットトリガの出力を低くする。コントローラがＦＥＴを、関連の弁を開閉するようにアクティブ状態にさせると、被感知接合部は１２Ｖとなるが、保護用抵抗器は損傷からシュミットトリガを保護し、かつその出力は依然として低いままである。コントローラがアクティブ信号を除去すると、被感知接合部の電圧が、フライホイールダイオードおよび電流固定ツェナーダイオードおよびコイルの誘導的性質のために、約−２１Ｖまで落ちる。保護用抵抗器は、レベルシフトツェナーの後段に現れる−１８Ｖの信号からシュミットトリガを保護するが、ここで、シュミットトリガは、高信号を出力する。誘導エネルギーの消散後、シュミットトリガ出力は低値に戻る。しかしながら、弁が動き始めると、その動きが、誘導作用によってコイル両端間に電圧を、それゆえ、被感知接合部に負電圧を生じる。シュミットトリガは、コントローラが検出および／または測定できる高出力を生じ、それゆえ、弁運動の時間、速度または存在を検出する。コイルによって生じた誘起電圧は、弁材料のある程度の永久磁性、またはバイアス抵抗器７２によりコイルに循環するある程度の残留電流に起因し得る。
【０２１１】
上述の回路のおかげで、コントローラは、ＨＰＶまたはＬＰＶが応答したときおよび／または応答したかどうかを示す信号（作動流体の排出量に応答する測定出力パラメータ）を受信でき、その信号を、必要な長さ、位相または時間遅延（許容可能な機能基準）と比較し、作動流体の予め選択された正味排出量を考慮後、流体作動機（例えば流体作動機の弁または作動室）に障害があるかを推測する。ポンピングサイクル後、ＬＰＶはＴＤＣの直後に再開放する必要があり、モータリングサイクル後、ＬＰＶはＢＤＣ直前に開放する必要があり、およびポンピングまたはモータリングサイクル後、ＨＰＶはＬＰＶの閉鎖直後に開放する必要がある。これらと異なる時間におけるＨＰＶまたはＬＰＶの開放または全く開放しないことは障害を示し、この障害は、開放時間または位相の検出、または検出のないことから特定可能である。例えば、ＬＰＶが再開放しない場合、それは、閉鎖されなかったため、または閉鎖状態で動きが取れないため、またはＨＰＶが開放状態で動きが取れないためとし得る。障害確認手順を含むさらなるテストが、障害の正確な原因を判断し得る。
【０２１２】
弁と一体型にする、または物理的に分離させて弁ソレノイドと有線通信させることを含め、弁監視装置を多くの方法で実装できることを理解されたい。弁運動の検出の他のメカニズムは、当業者に提供され、それらは例えばコイルに励振ＡＣ信号またはパルスを印加し、および弁が動くときのコイル５２のインダクタンスの変化を検出する、または直列または並列にコンデンサを組み込んで、共振周波数およびそのＱが弁の位置によって変化するＬＣ回路を生成するなどである。
【０２１３】
コントローラは、センサから受信する（または予測時には受信に失敗する）一部の高信号または低信号を拒否するまたはそれらに応答して作動する必要はないかもしれない。例えば、コイル５２の一方の端部での電圧変化は、弁の運動が発生していないときに弁の運動の検出することおよび弁の運動が発生したときに弁の運動の検出に失敗することを含め、誤った読み取りの原因となり得る。それゆえ、コントローラは、好ましくは、予期しないときに受信する、または弁運動の正確で精密な測定に干渉すると知られる他の事象と相関している信号を拒否するまたはそれら信号に応答して作動しないように動作可能である。例えば、コイル５２と、共通の０Ｖラインを共有する流体作動機の他のコイルのアクティブ状態は、被感知接合部５８における電圧を上昇し得る。それゆえ、他のコイルがコイル５２の動きと同時にアクティブ状態にされる場合、センサは、被感知接合部５８における電圧が十分に低くなるまで降下しないのでコイル５２の動きの検出に失敗し得る。
【０２１４】
一部の動作条件では、測定出力パラメータは、２つ以上の作動室から以前に排出された流体に強く依存し、および方法は、前記作動室で障害を検出するときに、２つ以上の先の作動室によって排出された流体を考慮することを含んでもよい。
【０２１５】
図１１は、２つ以上の作動室による予め選択された作動流体の正味排出量を考慮に入れる方法とともに使用するために、作動室２０１、２０４、２０５および２０６（およびおそらく２０２および２０３）を利用して要求信号に応じることが可能である、流体作動機の通常動作中に記録された、データストアである。流体作動機１００の作動室２０１の障害は、３つの先行する作動室２０４、２０５および２０６による予め選択された流体の排出量を考慮して、検出される。図１１では、数字「１」は、コントローラによる各作動室のアクティブサイクルの選択の記録を示し、数字「０」は、アイドルサイクルの選択の記録を示す。作動室２０１での障害検出に適切な時点（一般に９０度のさらなるクランクシャフトの回転時に対応する）でトレンドデータ３３２または推定出力パラメータ３２８をサンプリングすると、コントローラはサンプリングトレンド信号または比較器の出力（または、代替的な実施形態では、別の出力パラメータ）を、列ΔＰの適切なセルに記憶または蓄積する。図１１では、ｘｎ（ｎ＝１，２，３…）値およびｙｎ（ｎ＝１，２，３…）値は、作動室２０１のアイドルサイクルおよびアクティブサイクルをそれぞれ実行するようにコントローラによって発せられた指令に続く測定トレンド信号値である。
【０２１６】
トレンド信号値ｙ３は、コントローラが、作動室２０１の先行するアクティブサイクルの指令、続いて、作動室２０４および２０６にアイドルサイクルを実行させかつ作動室２０５にアクティブサイクルを実行させる指令を発生することに対応する。同様に、トレンド信号弁ｙ２は、作動室２０１のアクティブサイクルのために発生した指令、続いて作動室２０４および２０５の先行するアイドルサイクル、および作動室２０６のアクティブサイクルのための指令に従って記録される。対応するトレンド値ｘ３およびｘ２は、作動室２０１がアイドルサイクル、続いて作動室２０４、２０５および２０６が同様な順次のアクティブおよびアイドルサイクルを実行するようにコントローラによって発生された指令に従って記録される。
【０２１７】
室２０１に障害があるかどうかの診断方法は、（コントローラによって）ｙ３とｘ３（作動室２０１にアクティブ状態が割り当てられている点のみが異なる）および／またはｙ２とｘ２を比較して（しかし、ｙ２とｘ３またはｙ３とｘ２、またはより一般的には、ｍ≠ｎであるｙｎとｘｍは比較しない）、ｙ３とｘ３との間の相対的なトレンドが、作動室２０１が通常通り機能している場合に予測される通りであるかを決定することを含む。例えば、一般に、作動室２０１が正しく動作している場合には、ｙ３は、ｘ３よりも高いトレンド値を有するであろうし、一方、作動室２０１に障害がある場合には、ｙ３とｘ３は非常に類似しているであろう。先行する作動室のアクティブ状態のいくつかのパターンは信頼性の高い障害検出を与えないかもしれず、およびコントローラは、ｘＮとｙＮ（Ｎ∈［１．．８］）の１つ以上を比較しないように構成し得る可能性もある。例えば、一部の実施形態では、コントローラを、ｘ２とｙ２、ｘ４とｙ４、ｘ６とｙ６、ｘ８とｙ８を比較しないように構成し得る。なぜなら、作動室２０６（これらの組み合わせでは、常に２０１の前にアクティブ状態にされている）の影響が、作動室２０１での障害検出を信頼できなくするためである。一部のシステムでは、無視されている組み合わせは、総流量に関連し得る。例えばコントローラは、信頼性のある検出をするのには流速が速すぎるため、ｘ７とｙ７の比較もｘ８とｙ８の比較もしないように構成し得る。
【０２１８】
それゆえ、２つ以上の作動室から先に排出される流体を考慮する方法は、例えばトレンド信号（または比較値）が閾値以上である（または依然として閾値以上である）（すなわちこの場合にはｘＮとｙＮの双方が閾値超である）などの、広範な条件下で障害の検出を可能にし得る。それゆえ、２つ以上の作動室から先に排出される流体を考慮する方法は、許容可能な機能基準によって、障害がなければ実質的に同じである作動室のアクティブ状態の前（すなわちアイドリング）のシステム状態で、障害査定中の作動室がアクティブであることに起因して、作動室が流体作動機の出力パラメータへ与える影響を、アイドル状態である作動室に対して判断することを意味する。
【０２１９】
一部の動作条件に関し、障害査定中のもの以外の作動室が選択した排出量を考慮する利点は、許容可能な機能基準が障害査定中のもの以外の作動室が選択した排出量を考慮しない図８および図９を参照して説明した方法と比較して、流体作動システムがダイナミクスであるために、障害査定中の作動室に関して、測定されたトレンド値または比較値に干渉し得る他の作動室の先行するアクティブサイクルの影響を排除（または実質的に低減）することが可能であるということにある。
【０２２０】
特に、どの作動室をアクティブ状態にし、どの程度の流体量を排出させるかを選択するアルゴリズムによって、任意の所与の作動室のアクティブ状態に先行するアクティブ状態のパターンを非ランダムにする。そのようにすることにより、作動室のアクティブ状態の影響は、隣接する作動室が上死点に達する間の間隔よりも長く持続するため、（先行する作動室に起因する）障害査定中の任意の特定の作動室の測定されたトレンドに対して一貫して非ランダムの影響がある。これは、障害査定中のその作動室を使用するか否かには関らない。非ランダムの影響は、異なる動作条件（例えば圧力）で変化しがちであるため、許容可能な機能基準を構成するトレンドまたは比較もまた、異なる動作条件で変化する必要がある。しかし、そのような動作条件に敏感な許容可能な機能基準は、前もって信頼性高く案出することが難しいため、障害査定中のもの以外の作動室によって予め選択された排出量を考慮する前述の方法は、ある状況下においては障害の有無を信頼性高く判断するために必要であり、それゆえ、より広範な動作条件にわたって障害検出方法を信頼性高く実施することを可能にする。
【０２２１】
代替的な実施形態では、１つ以上の追加的な事前の動作条件を考慮してもよい。一部の流体作動機に関して、または一部の条件では、流体圧力またはクランクシャフト回転速度は、測定されたトレンドまたは比較に影響を及ぼす可能性があるため、追加的な事前の動作条件は、作動流体圧力は特定の（おそらく狭い）範囲内にありかつ速度は特定の（おそらく狭い）範囲内にあるものとし、そのため比較すべきｘＮとｙＮのトレンドまたは比較弁は、先行する作動室のアイドル／アクティブサイクルの同一パターンから生成され、ここでは、各アクティブ／アイドルサイクルの実行時には他の事前の動作条件もまた同じ（または前記範囲内）であった。例えば、図１１に示すデータストアに対応するデータストアは、各追加的な事前の動作条件に関連付けられた追加的なバイナリデータを含む（すなわち各作動室（２０１、２０４、２０５、２０６）に関連付けられた２つ追加的な列の「１」は、圧力および速度がそれぞれそれらの範囲内にあったことを示し、および「０」は、そうではなかったことを示す）。同様に、データストアの列数Ｎは、多くなる（この例では、一連のアイドル／アクティブサイクルと、速度および流体圧力の事前の動作条件の一連の範囲内／外または範囲の値の組み合わせに反映するため４倍多い）。それゆえ、比較すべき蓄積したトレンド弁ｘｍおよびｙｍは、同一の一連の圧力および速度範囲ならびに先行する作動室のアクティブ状態の特定の組み合わせに関連する。従って、障害検出は、（例えば）低速および／または低圧力で記録されたｘｎ値と高速および／または高圧力で記録されたｙｎ値とを比較することによるよりも信頼性が高い。ここでも、ｍの特定の値を、それらが信頼できないということに基づいて、比較から除外し得る。
【０２２２】
別の変形および修正を、本願明細書で説明した発明の範囲内でなし得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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