(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の油圧負荷のそれぞれに関連付けて優先度レベルを割り当て、
該割り当てられた優先度レベルに基づきパルス幅変調の制御信号を生成し、
各弁が前記油圧負荷の少なくとも一つを圧力源に選択的に流体接続するように、動作可能な複数のデジタル弁に前記制御信号を伝送し、
前記制御信号に応答して、複数の前記デジタル弁の少なくとも一部を順次駆動する方法であって、
前記各優先度レベルは、特定の前記油圧負荷の圧力要求に基づいて割り当て、最も高い圧力要求を有する前記油圧負荷に関連付けた前記デジタル弁を最初に駆動し、残りの前記デジタル弁を関連付けた前記油圧負荷の圧力要求に基づいて降順で順次駆動し、前記各デジタル弁を一つの動作サイクルで一回だけ駆動することを特徴とする方法。
【請求項２】
複数の油圧負荷のそれぞれに関連付けて優先度レベルを割り当て、
該割り当てられた優先度レベルに基づきパルス幅変調の制御信号を生成し、
各弁が前記油圧負荷の少なくとも一つを圧力源に選択的に流体接続するように、作動可能な複数のデジタル弁に前記制御信号を伝送し、
前記制御信号に応答して、複数の前記デジタル弁の少なくとも一部を順次駆動する方法であって、
前記各優先度レベルは、特定の前記油圧負荷の圧力要求に基づいて割り当て、最も低い圧力要求を有する前記油圧負荷に関連付けた前記デジタル弁を最初に駆動し、残りの前記デジタル弁を関連付けた前記油圧負荷の圧力要求に基づいて昇順で順次駆動し、前記各デジタル弁を一つの動作サイクルで一回だけ駆動することを特徴とする方法。
【請求項３】
前記制御信号は、前記各デジタル弁が開位置及び閉位置に配置される動作サイクル中の期間を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記各デジタル弁は、各動作サイクル中に一回だけ開閉することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
最も高い優先度レベルを有した前記油圧負荷に関連付けられた前記デジタル弁は、最初に駆動されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項６】
前記制御信号の生成は、前記デジタル弁が閉位置及び開位置に配置されている間の期間を定義する前記デジタル弁のそれぞれのデューティサイクルの決定を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項７】
複数の前記油圧負荷のそれぞれのフロー要求を決定し、
前記各デジタル弁に対して、関連付けられた前記油圧負荷のフロー要求を創出するように演算されたデューティサイクルを決定することをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
すべての前記油圧負荷の合計フロー要求が、加圧流体の利用可能なフローよりも大きいとき、前記デジタル弁の少なくとも一つは、関連付けられた前記油圧負荷のフロー要求よりも小さいフローを生じるように決定されたデューティサイクルが割り当てられることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記デューティサイクルは、関連した前記油圧負荷のフロー要求に基づき決定されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記デジタル弁のそれぞれのデューティサイクルは、動作サイクルを始める前に決定されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記デジタル弁のそれぞれのデューティサイクルは、動作サイクルにわたって維持されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記各デジタル弁を駆動する前に該各デジタル弁のデューティサイクルを評価し、
関連付けられた前記油圧負荷のフロー要求に基づき、動作サイクルを始める前に決定される前記デューティサイクルを修正することをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
それぞれが対応する油圧負荷に流体接続可能であり、対応する前記油圧負荷を圧力源に流体接続するように動作可能である複数のデジタル弁と、
複数の前記デジタル弁に動作可能に接続され、複数の前記油圧負荷のそれぞれに関連するように割り当てた優先度レベルを構成し、割り当てられた前記優先度レベルに基いてパルス幅変調の制御信号を生成し、前記制御信号を前記複数のデジタル弁に送信して前記デジタル弁の作動を制御するように動作するデジタル制御器と、を含む油圧システムであって、
前記制御信号は、一つの動作サイクルで一回だけ、前記各デジタル弁を駆動するように生成され、
前記制御器は、前記油圧負荷に割り当てられた前記優先度レベルに基づき前記デジタル弁を順次駆動し、
前記油圧負荷の圧力要求に基づき前記優先度レベルを割り当て、
最も高い圧力要求を有する前記油圧負荷に関連付けられた前記デジタル弁を最初に駆動し、残りの前記デジタル弁を関連付けた前記油圧負荷の圧力要求に基いて降順で順次駆動するように構成されていることを特徴とする油圧システム。
【請求項１４】
それぞれが対応する油圧負荷に流体接続可能であり、対応する前記油圧負荷を圧力源に流体接続するように動作可能である複数のデジタル弁と、
複数の前記デジタル弁に動作可能に接続され、複数の前記油圧負荷のそれぞれに関連す
るように割り当てた優先度レベルを構成し、割り当てられた前記優先度レベルに基いてパルス幅変調の制御信号を生成し、前記制御信号を前記複数のデジタル弁に送信して前記デジタル弁の作動を制御するように動作するデジタル制御器と、を含む油圧システムであって、
前記制御信号は、一つの動作サイクルで一回だけ、前記各デジタル弁を駆動するように生成され、
前記制御器は、前記油圧負荷に割り当てられた前記優先度レベルに基づき前記デジタル弁を順次駆動し、
前記油圧負荷の圧力要求に基づき前記優先度レベルを割り当て、
最も低い圧力要求を有する前記油圧負荷に関連付けられた前記デジタル弁を最初に駆動し、残りの前記デジタル弁を関連付けた前記油圧負荷の圧力要求に基いて昇順で順次駆動するように構成されていることを特徴とする油圧システム。
【請求項１５】
前記制御信号は、前記各デジタル弁が開位置及び閉位置に配置された各動作サイクル中の期間を定義することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の油圧システム。
【請求項１６】
前記各デジタル弁は、各動作サイクル中に一回だけ、開閉されることを特徴とする請求項１５に記載の油圧システム。
【請求項１７】
最も高い優先度レベルを持つ前記油圧負荷に関連付けられた前記デジタル弁が、最初に駆動されることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の油圧システム。
【請求項１８】
前記制御器は、前記各デジタル弁に対して、前記デジタル弁が閉位置及び開位置に配置される期間を定義するデューティサイクルを決定するように構成されていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の流体システム。
【請求項１９】
前記制御器は、複数の前記油圧負荷のそれぞれにフロー要求を決定し、前記各デジタル弁に対して、関連付けられた前記油圧負荷のフロー要求を創出するように演算されたデューティサイクルを決定するように構成されていることを特徴とする請求項１８に記載の油圧システム。
【請求項２０】
すべての前記油圧負荷の合計フロー要求が加圧流体の利用可能なフローよりも大きいとき、前記デジタル弁の少なくとも一つは、関連付けられた前記油圧負荷のフロー要求よりも小さいフローを創出するように決定されたデューティサイクルが割り当てられることを特徴とする請求項１９に記載の油圧システム。
【請求項２１】
前記デューティサイクルは、関連付けられた前記油圧負荷のフロー要求に基づき決定されることを特徴とする請求項１８に記載の油圧システム。
【請求項２２】
前記デジタル弁のそれぞれの前記デューティサイクルは、動作サイクルを始動する前に決定されることを特徴とする請求項１８に記載の油圧システム。
【請求項２３】
前記デジタル弁のそれぞれの前記デューティサイクルは、動作サイクルにわたって維持されることを特徴とする請求項２２に記載の油圧システム。
【請求項２４】
前記制御器は、前記各デジタル弁を駆動する前に前記各デジタル弁のデューティサイクルを評価し、関連付けられた前記油圧負荷のフロー要求に基づき、動作サイクルを始動する前に決定された前記デューティサイクルを修正するように構成されていることを特徴とする請求項２２に記載の油圧システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧システム及びその動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧システムは、複数の油圧負荷を含むが、各油圧負荷は一定時間にわたり可変であり、異なるフロー及び圧力要求を持っている。油圧システムは、加圧された液体のフローを油圧負荷に供給するためのポンプを含む。ポンプは、可変容量又は定容量の構造を備える。
定容量ポンプは、通常、可変容量ポンプよりも小さく、軽く、安価である。一般的に言えば、ポンプは、ポンプ動作の各サイクル間に対して一定容積の液体を搬送する。しかし、ポンプの構成と、製造されるポンプが製造される精密さによっては、ポンプの出口側から入口側へにおける内部の漏れに起因してシステム圧力のレベルが増すが、それにつれ、実際上、ポンプのフロー出力は減じる。ポンプの出力容量は、ポンプ速度を調整することで制御可能である。ポンプの出口を閉じるか又は他の手段で制限すると、それに応じてシステム圧力が増加する。油圧システムに過剰な圧力がかかることを回避するために、ポンプは、通常、圧力レギュレータ又は非負荷弁を用いて、ポンプ出力が複数の油圧負荷のフロー要求を超える期間中にシステム内部の圧力レベルを制御する。油圧システムはさらに、加圧流体を複数の負荷に分配を制御するための様々な弁を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】図１は、複数の油圧負荷を駆動するための定容量ポンプを含む典型的な油圧システムを概略的に示した図である。
【図２】図２は、複数の油圧負荷への加圧流体の分配を制御するために、複数の制御弁によって適用される典型的なデューティサイクルのグラフを描いた図である。
【図３】図３は、図２に示された典型的なデューティサイクルを適用するときに起こり得る典型的な流体の流量及び圧力レベルのグラフを描いた図である。
【図４】図４は、図２に示された典型的なデューティサイクルを適用するときに起こり得る相対的なポンプ出力の圧力レベルのグラフを描いた図である。
【図５】図５は、油圧システムを用いて適用される制御弁の典型的な順序のグラフを描いた図である。
【図６】油圧負荷の圧力の要求における変化に適合する図５に示された弁のシーケンス順に対する変化のグラフを描いた図である。
【図７】システム圧力上の時間遅延の効果のグラフを描いた図である。
【図８】改良発展的なパルス幅制御を履行した典型的グラフを描いた図である。
【図９】図９は、連続して動作される３つの制御弁のそれぞれにおいて発生する典型的な圧力降下のグラフを描いた図である。
【図１０】図１０は、図９に表示された対応する圧力降下に基づき演算された時間遅延圧力誤差のグラフを描いた図である。
【図１１】図１１は、一つの制御弁を閉じることと次に後続する制御弁を開けることとの間の過渡期間を描く図９の一部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
以下の議論及び図面をさらに参照し、開示されたシステムや方法への例示的なアプローチが詳細に示されている。図面は実施可能な課題解決手段のいくつかを表すが、図面は必ずしも寸法通りではなく、本発明をより良く示し説明するために、構成要素は、誇張、移動、若しくはその一部が断面状にされている。さらに、本明細書の記載は完全なものを意図するものではなく、図面に示されかつ以下の詳細な説明に開示された簡潔な形態や構造に、特許請求の範囲を限定又は制限するものではない。
【０００５】
図１は、可変フローと可変圧力要求を持つ複数の油圧負荷を組み込みながら、複数の流体用回路を制御する典型的な油圧システム１０を概略的に図示する。油圧負荷を駆動するための加圧流体は、油圧式定容量型ポンプ１２により供給される。ポンプ１２は、様々な公知の定容量型ポンプのいずれかを含む。限られないが、ギアポンプ、ベーンポンプ、軸ピストンポンプ、ラジアルピストンポンプを含む。ポンプ１２は、ポンプを駆動するための駆動軸１４を含む。駆動軸１４は、回転トルクを出力することができる、エンジン、電動モータや、その他の電力源のような外部の電力源に接続される。ポンプ１２の入口ポート１６は、ポンプ入口通路２０を介して流体リザーバ１８に流体接続される。ポンプ排出通路２２は、ポンプ排出ポート２４に流体接続される。一つのポンプ１２が、典型的な例示目的で示されているが、油圧システム１０は複数のポンプを含み、かつ、各ポンプが、そこから独立した流体用回路からの共通の流体結合点から加圧流体と共に供給可能なように、共通の流体用結合点に流体接続された個々の排出ポートを持つ。複数のポンプは、例えば、より高い流量に達するように並列に流体接続されたり、与えられる流量に対し、より高い圧力が望まれるような場合には、直列に流体接続される。
【０００６】
ポンプ１２は、複数の流体負荷（油圧負荷）を選択的に駆動するのに使用可能な加圧流体のフローを発生することができる。例示の目的で、油圧システム１０は、より少ない油圧負荷がさらに特殊な応用の要求に応じて具備させることができることは理解されるが、３つの別々の油圧負荷を含むようにして図示されている。実施例を通じ、３つの油圧負荷は、油圧シリンダ２６（流体シリンダ）、油圧モータ２８（流体モータ）及びその他の油圧負荷３０（流体負荷）であり、これらは、油圧駆動の装置の変形例の様々なもののいずれかを含む。勿論、油圧負荷の他の型も、特殊な応用の要求次第では、例示的な油圧負荷２６、２８及び３０のうちの一つ若しくはそれ以上の代わりに、或いは組み合わされて使用される。
【０００７】
各油圧負荷２６、２８及び３０は、別々の流体用回路に関連付けられている。第１の流体用回路３２は流体シリンダ２６を含み、第２の流体用回路３４は流体用モータ２８を含み、第３の流体用回路３６はその他の流体用負荷３０を含む。典型的な図示では、３つの流体用回路は、流体分岐３８においてポンプ用排出路２２に並列に流体接続されている。
【０００８】
各流体用回路は制御弁を含むが、これはデジタル制御弁として示されており、各流体用回路に関連付けられた油圧負荷の動作を個々に制御するためのものである。制御弁は、各流体用回路を通過する時間平均化された流量、及びそれに対応する圧力レベルを制御することができる。各制御弁はアクチュエータを含み、アクチュエータが駆動されると、各制御弁が開けられ、加圧流体を制御弁からの関連付けられた油圧負荷へ通過させる。時間平均化された流量によるアプローチによれば、流体が制御弁を通過する流量は、一般に公知のパルス幅変調（PWM）の方法を用いながら、制御弁を繰り返し回転する（即ち制御弁を開閉する）ことによって制御される。制御弁は、パルス幅変調を適用する予め設定された時間で十分開けられるか又は十分閉じられるかのいずれかである。制御弁を通る時間平均化された流量及び対応する圧力レベルはまた、弁のデューティサイクルとしても公知である、制御弁の開閉間の時間の期間（タイムピリオド）を調整することにより制御される。例えば、弁が当該時間で約５０％開けられたデューティサイクルは、一般に、制御ポンプの瞬時のフロー出力の約５０%の時間平均化された流量を供給する。制御弁のフロー出力における固有の変動は、制御弁の動作周波数が増加するにつれて減少する傾向にある。制御弁のフローにおける固有の変動は、負荷に寄与しうる圧力のリップルを生じさせる。アキュムレータは、圧力のリップルが、望まれる応用のために受け入れ可能な小さなサイズで一般に設計される。アキュムレータのサイズを大きくすることは、負荷の圧力の変化に対応するための要求される時間に悪影響を与える。デューティサイクルの動作周波数が増大され、それにより反応時間と圧力リップルの大きさの双方を向上させる一方、必要とされるアキュミュレータのサイズを減少する。周波数を十分高く増加させるならば、負荷のための圧力のリップル要求を満たすための搬送やオイルの適合性を有利に活用することによってアキュミュレータを取り除くことができる。弁の動作速度の限界や、効率を低下させる増加された弁パワー損失は、デューティサイクルの動作周波数が、制限する。
【０００９】
図１を参照しながら以下続ける。油圧システム１０は、ポンプ１２から第１流体回路３２、特に流体シリンダ２６への加圧流体の分配を制御するための第１制御弁を含む。制御弁４０は、入口通路４８を介した流体分路３８においてポンプ排出通路２２に流体接続された入口ポート４６を含む。排出通路５２が、制御弁４０の排出ポート５０に流体接続されている。第１の制御弁４０はまた制御信号に反応し、入口ポート４６と排出ポート５０の間の流路を選択的に開閉するのに動作可能なアクチュエータ４２を含む。アクチュエータ４２は、制御弁４０を開くけれども閉じないように構成され、係る場合には、第２のアクチュエータ４３が制御バルブ４０を選択的に閉じるために使用できる。アクチュエータ４２、４３は、様々な構成のいずれかを備えており、限られないが、パイロット弁、ソレノイド、スプリングのような付勢部材を含む。
【００１０】
制御弁４０から流体シリンダ２６への加圧流体の分配はさらに、流体シリンダ制御弁５４により制御でき、この流体シリンダ制御弁５４は、排出用通路５２を介し制御弁４０に流体接続される。流体シリンダ制御弁５４は、流体シリンダ２６の第１のチャンバ５８と第２のチャンバ６０の間で、制御弁４０からの加圧流体を選択的に分配するように動作する。第１の供給通路６２は、第１のチャンバ５８を流体シリンダ制御弁５４に流体接続し、かつ、第２の共通通路６４は、第２のチャンバー６０を流体用シリンダ制御弁５４に流体接続する。流体シリンダ制御弁５４に接続されるリザーバ１８へ戻る通路６６は、流体シリンダ２６から流体リザーバ１８に排出される流体を戻すために具備される。
【００１１】
パルス幅変調を使用して制御されるデジタル弁は、連続したフローの出力は創出しないが、むしろ全く流体が排出されない期間に続く弁から流体容量が排出される周期的な出力を創出する。制御弁の周期的な出力を補償しかつ加圧流体のより均一な流れを流体負荷に搬送するためにアキュミュレータ６８が具備される。アキュミュレータ６８は、弁のデューティサイクルの排出段階の間に制御弁４０から排出される加圧流体を蓄積する。制御弁４０の周期的な排出を補償しかつ流体の負荷２６への加圧流体のより一定化した流れを搬送するために制御弁４０が閉じられる期間中、蓄積された加圧流体が放出可能である。
【００１２】
アキュミュレータ６８は、様々な構造のいずれも備えることができる。例えば、アキュ
ミュレータ６８の一形態は、加圧流体を受取って、蓄積する流体リザーバ６９を含む。リザーバ６９は、供給／排出通路７３を介して流体分岐７１で排出通路５２に流体接続可能である。アキュミュレータ６８は、移動可能なダイアフラム７５を含む。アキュミュレータ６８の内部のダイアフラム７５の位置は、リザーバ６９の容積を選択的に変えるように調整可能である。付勢機構７９は、リザーバ６９の容積を最小化する傾向の方向（すなわち付勢機構７９から離れて）にダイアフラム７５を付勢する。付勢機構７９は、リザーバ６９の内部に存在する加圧流体によって発せられる圧力に対向する付勢力を発生する。２つの対向する力が均衡しない場合、ダイアフラム７５は、リザーバ６９の容積を増加するか又は減少するかのいずれかに変位され、これにより２つの対向する力の間でバランスを保つ。例えば、制御弁４０が開かれるときに、流体分岐７１における圧力レベルが増す傾向となる。通常、リザーバ６９の内部の圧力レベルは流体分岐７１における圧力に対応する。リザーバ６９の内部の圧力レベルが付勢機構７９により発生させられた対向する力を超える場合は、ダイアフラム７５は付勢機構７９の方へ向かって変位し、その結果、リザーバの容積と、リザーバ６９に蓄積可能な流体の量を増加する。リザーバ６９が流体で満たされることが連続するにつれ、付勢機構７９によって発せられた対向する力と、さらにリザーバ６９の内部から発生された対向する圧力とが、略等しい点まで増加する。リザーバ６９の容積は、２つの対向する力が均衡するときには略一定に維持される。他方、制御弁４０を閉じると、通常、流体分岐７１における圧力レベルをリザーバ６９の内部の圧力レベル未満に落下させる。これは、ダイアフラム７５における圧力が不均衡であることにより、リザーバ６９に蓄積された流体を、供給／排出通路７３を介して、排出通路５２に排出しかつ流体負荷２６に搬送させるという事実に関連している。
【００１３】
流体システム１０はまた、ポンプ１２から、第２の流体用回路３４及び特に流体モータ２８に、ポンプ１２から加圧流体の分配を制御するための第２の制御弁７０を含む。制御バルブ７０もまた、パルス幅変調を利用しながら前述の態様で動作可能な高周波数用のデジタル弁である。２方向２位置弁として図１に概略的に示されているが、他の弁構造が、特殊な応用例の要求に応じて使用される。制御弁７０は、制御弁の入口通路７６を介して、流体分岐７４においてポンプ排気通路２２に流体接続される入口ポート７２を含む。制御弁７０はまた、制御信号に反応して、入口ポート７２と排出ポート７８の間の流路を選択的に開閉するために動作可能なアクチュエータ７７を含む。アクチュエータ７７は制御弁７０を開くように構成されるが、制御弁７０を閉じることはない。係る場合、第２のアクチュエータ８１が制御弁７０を選択的に閉じるために使用される。アクチュエータ７７、８１は様々な構造のうちいずれかを備えており、限られないが、パイロット弁、ソレノイド、スプリングのような付勢部材を含む。
【００１４】
油圧モータ２８と流体連通している油圧モータ用供給通路８０が、制御弁７０の排出ポート７８に流体接続される。さらに、油圧流体は、流体分岐８３においてリザーバへの戻り通路６６に流体接続された排出通路８２を介して流体モータ２８から排出される。第２のアキュミュレータ８４は、アキュミュレータ６８について前述の態様とかなり同じ態様で加圧流体を蓄えるために、供給通路８０に具備される。第２のアキュミュレータ８４は、供給／排出通路８７を介して流体分岐８５において油圧モータ供給通路８０に流体接続可能である。制御弁７０から排出された加圧流体は、制御弁７０の排出段階中にアキュミュレータ８４を満たすのに使用可能である。蓄えられた加圧流体は、制御弁７０が流体負荷２８に搬送される加圧流体のフローにおける変動を最小化するために閉じられている期間中において放出可能である。
【００１５】
流体システム１０はまた、加圧流体をポンプ１２から第３の流体用回路３６に配給することを制御するための第３の制御弁８６を含む。制御弁４０、７０と同様に、制御弁８６もまた、前述のような態様でパルス幅変調を用いて動作可能な高周波用のデジタル弁でよい。２方向２位置弁として図１に概略的に図示されているが、他の弁構造もまた、特殊な応用例の要求に応じて使用できることを理解されたい。制御弁８６の入口ポート８８は、制御弁の入口通路９２を介して流体分岐９０でポンプ引き用排出通路２２に流体接続されている。制御弁８６はまた、制御信号に反応して、入口ポート８８と排出ポート９６の間の流路を選択的に開閉するために動作可能なアクチュエータ９３を含む。アクチュエータ９３は、制御弁８６を開くけれども閉じないように構成される。係る場合は、第２のアクチュエータ９１が、制御弁８６を選択的に閉じるように使用される。アクチュエータ９１、９３は、様々な構成のいずれかを持つことができ、限られないが、ピボット弁、ソレノイド、スプリングのような付勢部材も含む。
【００１６】
流体負荷用供給通路９４（油圧負荷用供給通路）は、制御弁８６の排出ポート９６を流体負荷３０に流体接続する。加圧油圧流体は、流体分岐１０３においてリザーバへの戻り通路６６に流体接続された排出通路９８を介して流体負荷３０から排出される。アキュミュレータ９５は、アキュミュレータ６８に関する前述の態様とかなり同じ態様で加圧流体を蓄えるために具備される。アキュミュレータ９５は、供給／排出通路９９を介して、流体
分岐９７において油圧負荷供給通路９４に流体接続される。制御弁８６から排出された加圧流体は、制御弁８６の排出段階の間にアキュミュレータ９５に使用される。蓄えられた加圧流体は、制御弁８６が流体負荷３０への加圧流体のフローにおける変動をオフセットするのに役立つように閉じられるとき放出される。
【００１７】
定容量ポンプ１２の出口を閉じるか又は他の方法で制限することは、好ましくないレベルに達する流体システム１０内の圧力を発生させることができる。ポンプ出力が油圧負荷のフロー要求を超える期間の間において油圧システムに過剰に圧力をかけることを避けるために、バイパス油圧回路１０１に関連付けられたバイパス制御弁１００が備えられている。バイパス制御弁１００の入口ポート１０２は、入口通路１０６を介して流体分岐１０４でポンプ排出通路２２に流体接続されている。バイパス制御弁１００は、流体リザーバ１８に、減衰されるポンプ１２によって発生される過剰フローを選択的に許可するように動作可能である。バイパス排出通路１０８は、流体分岐１１１において、リザーバ戻り通路６６及びバイパス制御弁１００の排出ポート１１０に流体接続される。バイパス制御弁１００はまた、制御信号に反応して、バイパス弁１００の入口ポート１０２と排出ポート１１０の間の流路を選択的に開閉するために動作可能なアクチュエータ１１２を含む。アクチュエータ１１２は、バイパス制御弁１００を開くけれども閉じないように構成されている。係る場合は、第２のアクチュエータ１１３がバイパス制御弁１００を選択的に閉じるように使用される。アクチュエータ１１２、１１３は、様々な構成のいずれかを備え、限られないが、パイロット弁、ソレノイド、バネのような付勢部材を含む。
【００１８】
制御器１１４は、制御弁４０、７０、８６及び１００の動作を制御するために備えられる。より一般的には、制御器１１４は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）に基づくより一般的なシステムの一部を形成してもよく、又は、そのようなＥＣＵと動作上コミュニケーション（通信）しているようにしてもよい。制御器１１４は、例えばとりわけ、マイクロプロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）やデジタル制御器を含む。
【００１９】
より具体的には、制御器１１４やいずれかの関連付けされたＥＣＵは、ここで議論されたプロセスの一又はそれ以上を実行するための命令のような一般的にコンピュータが可読可能な媒体上に記憶される命令を実行できる装置の典型例である。コンピュータが実行可能な命令は、Java（登録商標；ジャバ）、Ｃ（登録商標；シー）、Ｃ++（登録商標；シー
プラスプラス）、Visual  Basic（登録商標；ヴィジュアル  ベーシック）、Java  Script（登録商標；ジャバ  スクリプト）、Perl（登録商標；パール）等を単独あるいは併用で含むがこれに限定されず、様々な公知のプログラミング言語及び／又は技術を使用して作成されたコンピュータプログラムからコンパイル又はインタプリタされる。通常は、プロセッサ（例えばマイクロプロセッサ）は、例えばメモリ、コンピュータ読み取り可能な媒体等からの命令を受け取りかつそれらの命令を実行する。その結果、ここに記載されたプロセスの一又はそれ以上を含みながら、一又はそれ以上のプロセスを実行する。このような命令及び他のデータは、様々な公知のコンピュータに読取り可能な媒体を使用して記憶されたり送信されたりする。
【００２０】
コンピュータ読取り可能な媒体（プロセッサ読取り可能な媒体でもよい）は、コンピュータ（例えばコンピュタプロッセサやマイクロ制御器等）によって読まれるデータ（例えば命令）を供給することに寄与する有体物の媒体を含む。このような媒体は多くの形態を採用でき、例えば、限られないが不揮発性メモリや揮発性メモリである。不揮発性メモリは、例えば、光又は磁気ディスク、ROMや他の持続性のあるメモリを含む。揮発性媒体は、例えば、DRAMを含むが、これは典型的には主メモリを構成する。コンピュータ読取り可能な媒体の共通の形態は例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープその他の磁気媒体、CD-ROM、DVDその他の光学媒体、パンチカード、紙テープその他の穴パターンを備えた有体物の媒体、RAM、PROM、EPROM、フラッシュ-EEPROMその他のメモリチップ若しくはカートリッジ、又はコンピュータが読み取ることができるその他の媒体のいかなるものも含む。
【００２１】
伝送媒体は、一つの部品又は装置から他のものに命令を搬送することによって命令処理を容易にする。例えば、伝送媒体は、モバイル装置と遠隔通信用サーバの間の電気通信を容易にする。例えば、伝送媒体は、コンピュータプロセッサと接続されたシステムバスを備える配線も含みつつ、コアキシャルケーブル（同軸ケーブル）、銅線、ファイバ光部材を含み得る。伝送用媒体は、音波、光波、電磁波、無線周波数（RF）、赤外線（IR）データの間に発生されるこれらの波のようなものを含む。
【００２２】
デジタル制御器１１４が図示されている。第１の制御リンク１１６が、制御器１１４と制御弁４０のアクチュエータ４２を動作可能に接続する。第２の制御リンク１１７が、制御器１１４と制御弁４０のアクチュエータ４３を動作可能に接続する。第３の制御リンク１１８が、制御器１１４と制御弁７０のアクチュエータ７７を動作可能に接続する。第４の制御リンク１１９が、制御器１１４と制御弁７０のアクチュエータ８１を動作可能に接続する。第５の制御リンク１２０が、制御器１１４と制御弁８６のアクチュエータ９３を動作可能に接続する。第６の制御リンク１２１が、制御器１１４と制御弁８６のアクチュエータ９１を動作可能に接続する。第１のバイパス制御リンク１２２は、制御器１１４をバイパス制御弁１００のアクチュエータ１１２に動作可能に接続する。第２のバイパス制御リンク１２３は、制御器１１４をバイパス制御弁１００のアクチュエータ１１３に動作可能に接続する。制御器１１４は、例えば、とりわけ流体負荷の圧力及びフロー要求、ポンプ速度、ポンプ出口の圧力及びポンプ１２からの排出流体の流量等の、様々なシステムへの入力に反応し制御弁の動作を制御するように構成されている。特殊な応用例の要求に応じて、流体システム１０はシステムの様々な動作中の特徴を監視するための様々なセンサを含み、かつ、速度センサ１２４、圧力センサ１２６、フローセンサ１２８等を含む。
【００２３】
制御弁４０、７０、８６及び１００は、パルス幅変調を用いてデジタル的に制御される。通常、制御弁は、パルス幅変調を使用するときには、十分に開かれるか又は十分に閉じられるかのいずれかである。さらに、連続した弁の開閉用シーケンスの一部が同時に発生するが、典型的には、一つのみの制御弁がいずれかの望まれた瞬間に十分開かれる。このことはさらに詳細に後述される。ポンプ１２から排出された流体のほぼ全量は、制御弁が開かれるときに制御弁を通過する。この態様で制御弁を動作することで、結果としてほぼ周期的な流体出力を得る。ここでは、ポンプ１２の流体出力のすべてが制御弁から排出されるか又は全く排出されないかのいずれかである。制御弁４０、７０、８６及び１００は、典型的には比較的に高い動作周波数で動作される。動作周波数は、時間の単位で終了されるデューティサイクル数として定義され、典型的にはサイクル／秒又はヘルツとして表現される。
【００２４】
制御弁４０、７０、８６及び１００を通過する流体の効果的な流量は、それぞれの弁のデューティサイクルを調整することによって制御可能である。完全なデューティサイクルは、制御弁を１回開き１回閉じる動作を含む。デューティサイクルは、制御弁が開けられる時間の期間と、デューティサイクル動作期間との比として表現できる。デューティサイクル動作期間は、一つのデューティサイクルを完了するのに要求される時間として定義され得る。デューティサイクルは典型的には動作期間の％として表現される。例えば、７５％のデューティサイクルは、結果として、当該時間、約７５％開かれ、かつ、当該時間、約２５％閉じられる制御弁を得る。語句「効果的な流量」は、ポンプ１２のフロー出力の％として表現される一つの完全なデューティサイクルにわたり、制御弁から排出される流体の時間平均された流量に例えられる。効果的な流量は、一つの完全なデューティサイクルにわたり制御弁から排出される流体の全量をデューティサイクルの動作期間で、除算することにより決定される。例えば、ポンプ１２のフロー出力の７５％の効果的な排出流量を創出する。
【００２５】
制御弁４０、７０、８６及び１００のためのデューティサイクルの実施例が図２に示される。図２で示されたデューティサイクルは、流体システムの様々な見地を議論し例示する目的のために選択された代表的なデューティサイクルである。実用上、具備された制御弁のためのデューティサイクルは、デューティサイクルのいずれか又はすべてが様々な流体負荷の動作中の要求の変更を受け入れるために連続して改変されうることの例示、又は、全くそのものからそれ相応に変更する。
【００２６】
制御弁４０、７０、８６及び１００のそれぞれと共に用いられるデューティサイクルは、各動作サイクルに対して再評価され、かつ受け入れられる変化中の負荷条件に必要なように調整される。制御弁４０、７０、８６及び１００に対する適切なデューティサイクルを決定するときに考慮される因子は、流体負荷２６、２８、３０のフロー及び圧力要求、ポンプ１２のフロー出力、ポンプ１２の排出圧力及びポンプ１２の動作速度等を含む。
【００２７】
デューティサイクルは、図２における実線によって表示された略正方形の波形に追従する。制御弁のそれぞれのためのデューティサイクルは、通常、同一の動作期間を持つ。議論の目的で、２０ミリ秒の動作期間が図２に示されている。しかし、制御弁のそれぞれが同一の動作期間を通常使用するならば、実用上は、より長いか若しくはより短い動作期間が油圧システム１０の構成と油圧システムが使用されている特殊な応用例の要求に従い選択される。動作期間は、動作条件を変更することを受け入れるために連続して変更される。
【００２８】
制御弁４０、７０、８６及び１００の効果的な流量は、それぞれのデューティサイクルを変更することによって制御される。制御弁４０、７０、８６及び１００のそれぞれのためのデューティサイクルは、負荷条件を変更することを受け入れるために連続して変化される。制御器１１４は、制御弁のそれぞれのためのデューティサイクルを決定するように構成される。制御器１１４はまた、各制御弁の動作を制御するのに使用される所望のデューティサイクルに対応する制御信号を伝送するように構成される。制御器１１４は、様々な入力に基づいた適切なデューティサイクルを決定するための論理を含む。
【００２９】
制御器１１４により用いられる制御ストラテジー（制御方法）は、開ループ又は閉ループの制御スキームに基づかれる。閉ループシステムでは、制御器１１４は、２、３の例を挙げると、圧力、温度、速度のような様々な動作パラメータを監視するのに使用された様々なセンサからフィードバック情報を受け取る。制御器１１４は、必要に応じて、所望の負荷能力を達成するために各制御弁のデューティサイクルを調整するセンサから受け取られる情報を使用する。閉ループシステムは、圧力、速度及びフロー等の様々な動作パラメータを、より正確に制御されることを可能とする。閉ループシステムは、例えば、流体負荷３０に適用される圧力を制御するために使用される。制御器１１４は、流体負荷３０に適用される実際の圧力に関して、圧力センサ１３８からのフィードバック情報を受け取る。通信リンク１３９は、動作可能となるように圧力センサ１３８を制御器１１４に接続する。制御器１１４は、圧力センサ１３８によって検出されるような、流体負荷３０に適用される圧力と、制御器１１４によって命令される圧力の差に対応する圧力誤差を演算するための圧力データを使用する。圧力誤差が、選択された誤差範囲外である場合、制御器１１４は、流体負荷３０における所望の圧力を達成するための制御弁８６のデューティサイクルを修正することができる。
【００３０】
閉ループシステムはまた、負荷感知用制御スキームを履行するのに使用される。負荷の感知を使用する流体システムは、システム圧力を監視する能力と流体負荷を動作するのに要求される圧力で、所望の流量を提供するのに必要な程度で、適切な調整をする能力を持つ。負荷の感知は、加圧流体を流体負荷に供給する通路の内部に位置決めされるオリフィスにおける圧力降下を監視することによって履行される。オリフィスにおける圧力降下は通常、所定の固定値に設定される。オリフィスにおける圧力降下を固定すると、オリフィスを通過する流量は、オリフィスのフローエリアに従属するのみである。このことは、流体が油圧負荷に搬送される速度を、一方で所望の一定の圧力降下を維持しながら、流体負荷に流体を搬送する速度を、オリフィスの断面の流量範囲を調整することにより制御することを可能とする。オリフィスの断面の流量範囲の増加は流量を増し、一方、オリフィスの断面の流量範囲の減少は流量を減させる。オリフィスにおける圧力降下の変化、これは例えば、流体負荷によって移動される動作中の負荷における増加に起因するものであるが、当該変化は、流体負荷に搬送される流体の流量において対応する変化を生じさせる。オリフィスにおける圧力降下の変化は、所望の圧力降下を達成するための上流側のオリフィスの圧力を調整することによって検出されかつ補償される。
【００３１】
負荷感知の能力は、特別なフローを要求する流体装置を制御しようとする一方で測距用のオリフィスにおける特殊な圧力降下を維持するときに効果的である。油圧シリンダ２６はそのような場合の装置の例である。油圧シリンダ２６は様々な用途に使用される。実施例を通じかつ議論の目的のため、流体シリンダ２６の他の応用例がさらに可能であるとも理解されるが、油圧シリンダ２６は、パワーステアリングシステムの文脈のところで記載されるであろう。流体シリンダ２６は、シリンダハウジング１４１に滑動可能なように配置されたピストン１４０を含む。ピストン１４０の端部１４２は、自動車のホイールへの一連の接続部材を介して接続される。ピストン１４０は、加圧流体を第１、第２のチャンバ５８、６０に選択的に搬送することによってシリンダハウジング１４１の内部の長手方向において滑動される。流体が各チャンバに搬送される流量が、ピストン１４０の移動速度を決める。流体シリンダ制御弁５４は、流体シリンダ２６の流体チャンバ５８、６０の間に、加圧流体を分配するように動作する。油圧シリンダ制御弁５４は、流体が油圧シリンダ２６に搬送される速度を制御する様々な可変オリフィスを含む。流体シリンダ制御弁５４は、弁を所望の流量を達成するため、オリフィスサイズに調整し、同弁を流体シリンダ２６内の適切なチャンバに当該フローに向けさせるユーザ入力に反応する。
【００３２】
負荷感知制御スキームは、油圧シリンダ制御弁５４の上流及び下流のそれぞれに、一対の圧力センサ１４４、１４６を配置することによって履行される。第１の通信リンク１４５及び第２の通信リンク１４７は、圧力センサ１４４及び１４６のそれぞれと制御器１１４とを動作可能に接続する。圧力センサは、圧力信号を、各センサの位置における圧力を示す制御器４に送るように構成される。制御器１１４は、圧力弁４０の動作を制御するために、制御器１１４に含まれる論理を用いながら、適切な制御信号を定式化するための圧力データを使用する。制御信号は、制御リンク１１６を渡り、アクチュエータ４２に送られるパルス幅変調信号を含む。アクチュエータ４２は、受け取られる信号に反応して制御弁４０を開閉する。制御器１１４は、所望の圧力マージン（圧力許容幅）で所望のフローを流体シリンダ制御弁５４（油圧シリンダ制御弁）に搬送するために演算される制御信号のために適切なパルス幅を決定する。制御器１１４は、油圧シリンダ制御弁５４のオリフィスにおける圧力降下を監視し、かつ、オリフィスにおける所望の圧力降下を維持するのに必要なような制御信号を調整できる。例えば、ピストン１４０の端部１４２に応用され、かつ対向する力を増加させることは、圧力センサ１４６によって監視される下流圧力において対応する増加分と、流体シリンダ制御弁５４におけるオリフィスにおける圧力降下において対応する減少分とが生じる。減少された圧力降下はまた、その結果として、流体の流量における対応する減少分を流体シリンダ２６に得る。当該フローにおける減少分を補償するために、制御器１１４は、流体シリンダ制御弁５４にその入口における圧力を増加させる。この圧力は、制御弁４０の動作を制御する制御信号のデューティサイクルを調整することによって圧力センサ１４４を使用しながら監視される。入口への圧力は、ピストン１４０の端部１４２へ適用された対向力が増加する前に存在していたオリフィスにおける同一の圧力降下を達成するのに十分な量に増加される。このように、流体シリンダ２６に搬送された所望の流量と、結果として得られるピストンの駆動速度が、ピストンに対して作用する力が連続して揺らぐという事実にもかかわらず、所望のレベルに維持できる。
【００３３】
閉ループシステムはまた、流体モータ２８等の流体装置（油圧装置）の速度を制御するのに使用される。制御器１１４は、油圧モータ２８の回転速度を示す速度センサ１４８からフィードバック情報を受け取る。通信リンク１４９は、速度センサ１４８を制御器１１４に動作可能に接続する。制御器１１４は、速度センサ１４８によって検出されるような、油圧モータ２８の実際の回転速度と制御器１１４によって命令された速度との差に対応する速度誤差を演算するのために、速度データを使用する。速度誤差が、選択された誤差のレンジ外にある場合には、制御器１１４は、所望の速度で流体モータ２８を動作するために制御弁７０のデューティサイクルを修正する。
【００３４】
閉ループシステムはまた、油圧装置３０等の流体装置に搬送される油圧流体の流量を制御するのに使用される。制御器１１４は、流体装置３０に搬送される流体の流量を示すフローセンサ１５０からのフィードバック情報を受け取る。通信リンク１５１は、フローセンサ１５０と制御器１１４と動作可能に接続する。制御器１１４は、制御器１１４によって命令された流量と、フローセンサ１５０によって検出されるような現実の流量との差に対応するフロー誤差を演算するために、フローデータを使用する。フロー誤差が、選択された誤差レンジ外にある場合、制御器１１４は、所望の流量に達成するために制御弁８６のデューティサイクルを修正する。
【００３５】
制御器１１４はまた、最大のスタンバイ圧力を制御するための論理を含む。最も大きいスタンバイ圧力は、油圧負荷に与えることが可能な最大圧力を示す。デジタルの高圧力のスタンバイ制御は、一般にアナログの油圧システムに使用される高スタンバイの安全弁として同じ目的で役立つ。しかし、圧力安全弁は、バックアップ手段としてデジタルの高圧力のスタンバイ制御に使用される。最大のスタンバイ圧力の設定は、典型的には一つが使用される場合は、圧力安全弁の圧力の設定よりも低く設定される。このことは、圧力安全弁を通常の動作条件を満たさないで開くことを防止する。その結果、望まれないエネルギの損失がもたらされる。圧力が最大許容レベルに達したとき、制御器１１４は、油圧負荷に関連付けられた制御弁の動作を制御するのに使用される制御信号のパルス幅をゼロに調整する。このようにすることで、さらに圧力が増大するのを防ぐための制御弁を閉じる。
【００３６】
制御器１１４はまた、低いスタンバイ圧力を制御するための論理を含む。低いスタンバイ圧力制御は、負荷が何らフローを要求しないときに、所定の最小の圧力がいつも流体負荷に搬送されることを確実とするように動作する。最小のスタンバイ圧力を維持することは、流体負荷を予測可能かつ合理的な反応の方法で流体負荷を反応させることができる。低いスタンバイ圧力は、流体負荷に関連付けられた制御弁を制御するための狭いパルス幅を持つパルス幅制御信号を発生する制御器１１４によって維持可能である。狭いパルス幅制御信号は、上記弁に、以下のような効果的な開口を持たせるようにする。その開口は、最小のスタンバイ圧力レベルで圧力を維持する一方、システムのリークを補償するための制御弁を通過する十分なフローを許容するために十分に大きいものである。
【００３７】
低い圧力のスタンバイ制御は、例えば、流体シリンダ２６を使用するパワーステアリングシステムに接続し使用される。低いスタンバイ圧力は、典型的には、パワーステアリング用のシステムがニュートラル位置に位置決めされるときに発生する。パワーステアリングシステムをニュートラル位置にしながら、制御器１１４は、要求された圧力を流体シリンダ２６に搬送するように流体シリンダ制御弁５４に指示を与えるための流体シリンダ制御弁５４のための低いスタンバイ圧力の命令信号を発する。低いスタンバイ圧力は、要求された圧力を油圧シリンダ２６を、車輌の所望のステアリングのジオメトリ（地形的な位置）に強固に維持し、かつステアリング機構の素早い駆動ができるように十分である。実用上、制御器１１４は、どちらが高かろうとも、要求された圧力レベルの最大値と低いスタンバイ圧力レベルに基づき、制御弁を動作させるパルス幅変調制御信号を定式化する。
【００３８】
図２を参照しながら以下続ける。制御弁４０は、典型的には４０％のデューティサイクルを使用するために示されている。また、典型的には３０％のデューティサイクルを使用するために示されているのが制御弁７０で１０％のデューティサイクルを使用するために示されているのが制御弁１００である。図２に描かれているデューティサイクルは、例示目的のみのためのものであることを理解されたい。実用上、備えられた制御弁のためのデューティサイクルは示されたものと異なってもよく、また、負荷の要求の変更を受け入れるために時間につれて変更してもよい。
【００３９】
図１、図２を続いて以下参照する。制御弁４０、７０、８６及び１００は共通の動作期間を使用する。これは図示の目的のために、２０ミリ秒で設定されている。前に注釈した
が、実際の動作期間は、流体システム１０の構成や動作の要求に応じて変化し得る。制御弁は、一つの弁が閉じたとき又はいくつかの場面ではほとんど閉じるが、その次の弁は開かれるといったような態様で、一つからその次の一つへと連続して駆動される。連続駆動の弁の開閉のシーケンスが互いに交互する時間の比較的短い期間があるけれども、通常、一つの弁だけはいかなる与えられた時間においても十分開かれる。各弁は、通常、与えられた動作サイクルの間、一度だけ開閉される。一つの動作サイクルは、一度だけ、少なくとも利用可能な制御弁の予備のセット（一部）を介して巡回することを含む。弁が巡回するシーケンスは、動作サイクルの間に変化する。
【００４０】
油圧システム１０を動作するときに、油圧負荷のフロー要求が、ポンプ１２のフロー出力を超える場合があり得る。そのことが起こると、利用可能なフローが流体負荷の間でどのような比率で分配されるかに関する決定がなされる。このことは、各流体負荷に、優先度のレベルが割り当てられることによって達成される。例えば、優先度レベル１（１）が最も高い優先度、優先度レベル２（２）が二番目に高い優先度といったように考えられる。各流体負荷は、優先度レベルに割り当てられる。バイパス用回路は典型的には最も低い優先度のレベルに割り当てられる。
【００４１】
様々な基準が優先度の割り当てを決定するために使用される。それは、限られないが、とりわけ、安全に関すること、効率を考慮したこと、オペレータの使い勝手である。各流体負荷は、各優先度レベルに割り当てら、或いは複数の流体負荷が、特別な適用の要求に応じて同一の優先度レベルに割り当てられる。各負荷の優先度レベルの割り当ては、例えばメモリ１５３を介して又はメモリの中に又は制御器１１４と動作可能に通信するシステムレベルの電子制御ユニット（ECU）の他の有体物のストレージ機構のような制御器１１４に保存される。
【００４２】
利用可能なフローは、最も高い優先度レベル（すなわち優先度レベル１）が割り当てられた油圧負荷がそれらが要求するフローのすべてを受け入れながら、かつ、残された油圧負荷が減じられたフロー若しくは全くフローのない状態を受け入れながら、優先度レベルの順位に基づき油圧負荷に分配される。流体用回路３２、３４、３６及び１０１のために取りうる優先度レベルの割り当てと、結果として得られる優先度レベルの割り当てのフロー分配の実施例が以下にある表１に示されている。この実施例の目的のために、油圧ポンプ１２が、１５０リットル／分の最大出力を持つと仮定されている。例示の目的のために、油圧シリンダ２６を含む第１の流体用回路３２は、優先度レベル１を割り当てられる。第２、第３の流体用回路３４、３６は優先度レベルの２が割り当てられる。バイパス流体用回路１０１、この回路は典型的には最も低い優先度のレベルが割り当てられるが、この回路は優先度レベルの３が割り当てられる。この実施例では、第１の流体用回路は全利用可能なフローの６６．７％、又は１００リットル／分を要求する。第２及び第３の流体用回路の両方が、利用可能なフローの１／３（３３．３％）又は５０リットル／分を要求する。３つの流体用回路のすべてのフロー要求の合計は、ポンプ１２から利用可能なフローを超えるので、第１の流体用回路よりも低い優先度を割り当てられる第２、第３の流体用回路は、要求されたフローの一部のみを受け取る。第１の流体用回路は、１００リットル／分のフロー要求の合計を受け取る。これで、第２、第３の流体用回路の間に分配されるべき５０リットル／分が残る。第２、第３流体用回路は同一の優先度レベルを持つので、残る５０リットル／分は、この二つの流体用回路間で均等に分けられる。このとき各回路は２５リットル／分、受け取る。バイパス用流体用回路は、利用可能な流体のすべてがその他の３つの流体用回路に分配されているのでこの実施例ではバイパス用流体用回路は何ら流体を受け取らない。
【表１】
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【００４３】
制御弁が駆動される順番は流体システムの効率に影響を与える。弁は、例えば圧力を減じたり若しくは上昇させたりするために、様々に選択された基準に基づき連続的な順番で駆動される。制御弁が駆動される順番は、例えば、油圧負荷２６、２８及び３０のような、圧力負荷の要求に基づき決定される。典型的には、最も高い圧力要求を備えた流体負荷を供給する制御弁が最初に駆動される。そして、次に高い圧力要求を備えた流体負荷を供給する制御弁が追従し、アクチュエータ弁のすべてが駆動されるまでそのラインをそのようにして下流方向に進む。特殊な流体負荷が圧力を必要としない場合は、非動作の流体負荷に関連付けられた制御弁が特別な動作サイクルの間には開かれない。仮にあったとしても、残っている制御弁のすべて（すなわち制御弁４０、７０、８６）が駆動されたあとで、バイパス用制御弁１００は、典型的に最後に駆動される。すべての制御弁が一旦駆動されたら、現在動作中のサイクルが完了され、次の動作サイクルが開始される。
【００４４】
制御弁４０、７０、８６及び１００のために実行可能な連続したシーケンス順の実施例が、図５のグラフに例示されている。そのグラフにおける上部の曲線１５２は、例えば、圧力センサ１２６（図１参照）によって測定されるような実施例のための、システム圧力のプロファイルを示す。典型的な個々のチャンネル圧力曲線１５４、１５６及び１５８は、流体負荷２６への入口において起こる圧力、すなわち各油圧負荷を示す。”チャンネル＃１圧力”曲線１５４は、油圧シリンダ２６への入口で測定されるような時間変化中の圧力が描かれている。”チャンネル＃２圧力”曲線１５６は、油圧モータ２８への入口で測定されるような時間変化中の圧力が描かれている。”チャンネル＃３圧力”曲線１５８は、その他の流体負荷３０への入口で測定されるような時間変化中の圧力が描かれている。図の底部に示された略正方形波の曲線１６０は、制御弁４０、７０、８６及び１００の開閉のシーケンスをグラフ上に描く。”＃１”と名付けられたパルスは、制御弁４０の典型的な開閉を示す。”＃２”と名付けられたパルスは、制御弁７０の典型的な開閉を示す。”＃３”と名付けられたパルスは、制御弁８６の典型的な開閉を示す。” バイパス”と名付けられたパルスは、バイパス用制御弁１００の典型的な開閉を示す。流体シリンダ２６はこの実施例では最も高い圧力の要求を持つので、制御弁４０が最初に駆動され、油圧モータ２８の動作を制御する制御弁７０とその他の油圧負荷３０の動作を制御する制御弁８６によって順に追従される。バイパス用制御弁は最後に駆動される。同一のシーケンスは、シーケンスの順番を変更することを要求する油圧負荷の圧力要求に変化がない場合は、次の動作サイクルのために繰返えされる。
【００４５】
制御弁が連続される順番は必ずしも一致しない。連続する順番は、動作中のサイクル間で変更され、いくつかの場合は、動作サイクル中の途中で、負荷圧力の要求のような動作条件における変化を受け入れる。油圧負荷の圧力要求は、残存する油圧負荷の一つ又はそれ以上の圧力要求よりも高い場合は、連続する順番は、制御弁が最も高い圧力要求から最も低い圧力要求へと順番に続くように、順番が並び変えられる。例えば、図５では、油圧シリンダ２６が、油圧モータ２８やその他の油圧負荷３０によって順に追従され、最も高圧力要求を持つように描かれている。したがって、制御弁は、制御弁７０及び８６によって追従されて、制御弁４０が最初に駆動されながら、降順で連続化される。バイパス弁１００は最後に駆動される。例えば図６Ａに示されるように、仮にその他の油圧負荷３０の圧力要求が、流体モータ２８の圧力要求よりも高くなったとしても、連続する順番が再配列され、その結果、制御弁８６が制御弁７０より先に駆動する。修正された連続する順番は図６Ｂに示される。連続する順番は、続く動作サイクルのそれぞれの始めに、必要に応じて、再評価されかつ調整される。動作期間はまた、動作サイクル間においても変更可能である。
【００４６】
全体のシステムの性能における改良は、油圧負荷のフロー要求における変化を受け入れるように動作サイクルの途中で、制御弁のパルス幅を調整することによって変更することによって実現可能である。このことは、動作サイクルの出発点で各油圧負荷のためのパルス幅を決定すること及び動作サイクルの持続時間において同一のパルス幅を維持することに対して、対照的である。進歩的なパルス幅制御、そこでは、パルス幅が動作サイクルの途中で調整されているが、当該パルス制御はシステムのバンド幅を改良する。バンド幅はシステムの動作サイクル周波数により直接影響を受ける。進歩的なパルス幅制御の典型的な履行は、図８Ａ及び図８Ｂでグラフ上に例示されている。図８Ａは動作サイクルを示すが、そこでは、各油圧負荷及びそのバイパス（図８Ａでは、”１”、”２”、”３”及び”バイパス”と称されている）のためのパルス幅が動作サイクルの最初で決定される。図８Ａにおいて示されている実施例では、動作サイクルが図８Ａの”現在（Current）”と目印が付けられた線によって定められた時間まで進んでいる。制御弁２（図８Ａでは”２”と目印が付けられている）は、現在、対応する油圧負荷にフローを供給するプロセスにある。ここで、デューティサイクルの途中で、制御弁２に関連付けられた油圧負荷のフロー要求で増加の過程にあると仮定されたい。増加したフロー要求を受け入れるために、制御弁２を制御するのに使用される制御信号のパルス幅は増加され、かつ、制御弁３若しくはバイパス弁を制御する信号のパルス幅が、制御弁２に関連付けられたパルス幅における増加分に比例して減少される。制御弁２に関連付けられた油圧負荷の、増加されたフロー要求を受け入れるためのデューティサイクルに対する変化が、図８Ｂに反映されている。制御弁１に関連付けられた流体負荷のフロー要求は、既に現在の動作サイクル内で満足されているため、そのフロー要求におけるいかなる変化も、次の動作サイクルまで受け入られないであろう。
【００４７】
再び図５を参照する。一つの制御弁が閉じられかつその次の制御弁が開かれている間のタイミングは、油圧システムの効率に影響を与える。一つの弁を閉じることと次の弁を開くことの間の時間遅延の効果的な制御は、第１の流体回路３２、第２の流体回路３４、第３の流体回路３６及びバイパス回路１０１（図１参照）のような流体回路間で起こるが、エネルギ損失を最小化するのに役立つ。時間遅延は、図５における「Δｔ」として定められる。第１の時間遅延（Δｔ１）は、バイパス弁１００を閉じることを開始すること、制御弁４０を開くことを開始することの間の遅延を表す。第２の時間遅延（Δｔ２）は、制御弁４０を閉じることを開始することと、制御弁７０を開くことを開始することの間の遅延を表す。第３の時間遅延（Δｔ３）は、制御弁７０を閉じることを開始すること、制御弁８６を開くことを開始することの間の遅延を表す。第４の時間遅延（Δｔ４）は、制御弁８６を閉じることを開始すること、バイパス弁１００を開くことを開始することの間の遅延を表す。
【００４８】
適切な時間遅延を決定するときに考慮される因子は、ポンプ１２と制御弁４０、７０、８６及び１００間の流体供給回路のヴォリューム（容量）とコンプライアンスを含む。時間遅延は、流体回路間の圧力差の関数でもある。
【００４９】
一つの制御弁を閉じることを開始することと、次の連続する制御弁を開くことを開始することとの間の時間遅延が長すぎる場合は、制御弁へ導く供給回路に現存する流体が圧縮されるのでエネルギが浪費され、これによって、システム圧力にスパイクを生じさせる。この現象は、図７Ｂでグラフ化され示されている。図７Ｂの上部のグラフは、第１の制御弁が閉じかつ次の制御弁が開くにつれて、システム圧力（Ｐ）（例えば図１の圧力センサ１２６によって感知される圧力）の典型的な変化を図示する。
図７Ｂの下部グラフは、典型的な、二つの制御弁を開けたり閉めたりすることをグラフ化して示す。弁は（Ａｏｒ）のところで十分に開かれている。低めの曲線の左部は、第１の制御弁を閉じることをグラフ化して示し、かつ、曲線の右部分は、第２弁の開きをグラフ化して示す。時間遅延が短いという理由から、油圧ポンプと制御弁の間（すなわち、図１のポンプ排出通路２２）の流体供給回路に現存する流体は、図７Ｂの上部圧力曲線で観察されることができる圧力のスパイクを生じさせながら圧縮される。
【００５０】
一つの弁を閉じることを開始することと、次の連続する弁を開くことを開始することの間の遅延が短かすぎる場合は、従前の油圧負荷（弁１）から次の油圧負荷（弁２）へ戻るように流体が流れる。この現象は、図７Aにグラフ化されて示されている。図７Aの上部曲線は、第１の制御弁が閉じかつ次の制御弁が開くにつれ、システム圧力（P）における典型的な変化を示す。図７Aの下部曲線は、制御弁の典型的な開閉をグラフ化して示す。弁は（Ａｏｒ）で十分に開かれる。この実施例では、第２の制御弁が、第１の制御弁が十分に閉じる前に開き始める。第１の制御弁が閉じ始めるにつれ、図７Aの上のグラフで描かれたシステム圧力は降下し始めることに留意されたい。短時間の遅延をもつことは必ずしも効率の降下をもたらすものではないが、流体リザーバ１８（図１参照）のように、例えば流体が油圧負荷からタンクに逆流しないならば、流体負荷によって要求された真のフローを供給するであろう制御信号パルス幅を決定する時点がそれにもかかわらず考慮される。したがって、バイパス制御弁を閉じ始めることと、続けて第１の制御弁を開き始めるこの間の時間遅延及びシーケンス中に最後の制御弁を閉じ始めることと、バイパス弁を開き始めることの間の時間遅延を最適化することも望ましい。適切な時間遅延を決定することは、図７Aで描かれたような制御弁間に起こる逆流の量を最小化することと、図７Bで描かれるようたシステム圧力スパイクの発生を最小化することとの間における調和点を必要とする。
【００５１】
時間遅延（Δｔ）は次の式を使って決定される。
【数１】
0005541540.tif 000003
ここで、Δｔ（時間遅延）は、一つの制御弁を閉じ始めることと、次の連続する弁を開き始めることとの間の時間遅延である（例えば図５参照）。αは、様々なパラメータに従属するパラメータであり、例えば、弁の過渡速度、弁の摩擦、ポンプの流量、熱効果、油圧流体の効果的な体積弾性率及び内部のポンプの内部容積又は弁マニホルドのパラメータに従属する。ΔPは油圧負荷とポンプの出口との間の圧力差であり、時間遅延加算子（TimeDelayAdder）は、時間遅延を最適化するために、経験的に決定されたる補正因子である。
【００５２】
実施例を介して、αはマニホルド容積、ポンプ流量及び油圧流体の体積弾性率に従属しており、時間遅延（Δｔ）は次の式を使って決定される。
【数２】
0005541540.tif 000004
ここで、Δｔ（時間遅延）は、一つの制御弁を閉じ始めることと、次の連続する弁を開き始めることの間の時間の期間である（例えば図５参照）。
ΔPは、流体負荷とポンプ出口の間の圧力差である。
Vは、ポンプ出口と制御弁入口の間の流体回路の流体体積である。
βは、流体システムの効果的な体積弾性率である。
Qは、ポンプの流量であり、そして、
時間遅延加算子（TimeDelayAdder）は、時間遅延を最適化するために実験により基づかれて決定される補正因子である。
【００５３】
体積弾性率は、次の式を用いて決定される。
【数３】
0005541540.tif 000005
【００５４】
体積弾性率は、圧力で非線形に変化する。油圧油の体積弾性率は、温度、混入空気、流
体組成及び他の物理パラメータの関数である。油圧システムの体積弾性率は、油圧システムのハードウェアの体積及び堅牢性を代表し、かつ適正な時間遅延を決定するときの因子である。流体システムの効果的な体積弾性率は、流体の体積弾性率とシステムハードウェアの体積弾性率とのコンピレーションである。実用上、体積弾性率は著しく変化し、可能ならば、時間遅延を演算するのに使用される正確な体積弾性率を取得するために測定される。効果的な体積弾性率の測定は、例えば、すべての制御弁４０、７０、８６及び１００を閉じた状態で、ポンプ１２からの流体フローの関数として、油圧システム１０における圧力上昇を監視することによって成し遂げられる。ポンプフローは、次の式を用いて概算される。
【数４】
0005541540.tif 000006
【００５５】
圧力上昇は、ポンプ１２と制御弁４０、７０、８６及び１００の間の流体供給回路に配置された圧力センサ（即ち図１の圧力センサ１２６）を用いて監視される。圧力の関数として効果的な体積弾性率のマップを含むルックアップテーブルが、時間遅延を演算するときの使用のために制御器１１４のメモリ１６３において発生されて記憶される。
【００５６】
体積弾性率は、初期の動作マップを提供するために、油圧システムの初動中にマッピングが可能である。体積弾性率は、安定状態の条件に到達されるまで油圧油が加熱するにつれて周期的に測定可能である。従前の動作サイクル中に得られた同様のシステム条件用の体積弾性率のマップは、油圧システムの状態を評価するために比較され使用される。例えば、体積弾性率における実質的な減少は、油圧油における混入空気の中で、顕著な増加を示すか、又は、油圧システムのホース若しくはパイプ中でまさに起ころうとしている不具合を示す。
【００５７】
時間遅延（Δｔ）を演算するための式に含まれる時間遅延加算子（TimeDelayAdder）のパラメータは、時間遅延（Δｔ）を最適化するための補正因子である。αパラメータと時間遅延加算子（TimeDelayAdder）パラメータは実験的に決定される。時間遅延の式のα項、これは例えば式（ΔPV／βQ）又は他の関数の関係に対応するものであるが、α項は、一つの制御弁を閉じ始めることと次の連続する弁を開け始めることの間の遅延量の推定値を提供する。しかし、それは単なる推定値であるので、演算された遅延（Δｔ）は、システム圧力のスパイクと、連続して駆動される制御弁間で起こる逆流を最小化する間の最適なバランスを創出しない。
【００５８】
時間遅延（Δｔ）の効果は、対応する時間遅延圧力誤差（Time  Delay  Pressure  Error）を演算することによって評価されるが、当該時間遅延圧力誤差は、システム圧力内のスパイクと一つの制御弁からその次の制御弁への逆流を少なくとも部分的に考慮するものである。
時間遅延圧力誤差（Time  Delay  Pressure  Error）は次式を用いて演算される。
【数５】
0005541540.tif 000007
ここで、PPUMPは、例えば圧力センサ１２６を使いながら検出されるようなポンプ１２からの圧力の出力である。PLOADは、流体負荷（即ち流体負荷２６、２８及び３０）に搬送される圧力である。ΔPVALVEは、制御弁（即ち制御弁４０、７０、８６及び１００）における安定状態における圧力降下である。
【００５９】
制御弁（ΔPVALVE）における安定状態の圧力降下は、制御器１１４のメモリ１５３に記憶されたルックアップテーブルから取得され、安定状態の圧力降下は、ポンプ１２の流量と相関する。ポンプ１２の流量は、測定されたポンプのＲＰＭ（回転数／分）を使用しながら演算される。ＲＰＭは、例えば速度センサ１２４を使用しながら、そして、ポンプフロー（Pump  Flow）を決定するための、前記の式を使いながら演算される。
【００６０】
時間遅延圧力誤差（Time  Delay  Pressure  Error）の実体は、図９から１１を参照し、より良く理解される。図９は、３つの制御弁が連続して開閉されるにつれ、３つの別々の制御弁（即ち制御弁４０、７０及び８６）において発生する圧力降下における典型的なゆらぎをグラフ化して示す。３つの制御弁は、前記態様で、順番に駆動される。この実施例では、制御弁４０は、制御弁７０、制御弁８６の順番で追従されながら、最初に開かれる。各制御弁における圧力降下は、圧力弁が最初に開かれ始めた時点から始まり、その弁が十分に閉じられるときまで追跡される。その弁における安定状態の圧力降下は、３つの弁すべてにおいて全く同じであり、図９、１１において引かれたような水平線によって示される。しかし、各弁は同一の圧力降下を持つことは必ずしも必要ではない。連続する制御弁に対する圧力降下の曲線は、一つの弁が閉じかつ次の弁が開いている間の過渡期間中、少なくとも一部、重複する。このことは、連続して駆動される弁が、先の弁が十分に閉じられる前に開き始めるという事実に起因する。
【００６１】
図９から観察可能なように、具備された制御弁における圧力降下は、その開閉位置の間の弁の過渡現象として、当該弁の対応する安定状態の圧力降下から顕著に変化しうる。圧力降下曲線から、過渡期間中、発生している非効率状態を検出することができる。例えば、当該弁が開くにつれ発生する安定状態の圧力低下の過度な状態では、具備された制御弁における圧力降下のスパイク（即ち図９における圧力スパイク１６２、１６４及び１６６）は、時間遅延（Δｔ）が小さくなりすぎ、開きつつある制御弁に、閉じつつある制御弁からの逆流させられた流体を生じさせることを示唆する。制御弁が閉じつつあるにつれ発生する具備された制御弁におけるネガティブ（負）な圧力降下（即ち、圧力降下１６８、１７０及び１７２）は、流体を、閉じつつある制御弁から、流体を制御弁に供給する通路（例えばポンプ排出通路２２）に流れていることを示唆する。具備された制御弁が閉じるにつれて発生する安定状態の圧力が過度になった状態の具備された制御弁における圧力降下でのスパイクは、時間遅延（Δｔ）が長すぎ、システム圧力におけるスパイクを生じさせる。
【００６２】
図１１は、閉じつつある制御弁７０と開きつつある制御弁８６の間の典型的な過渡期間を例示する図９の一部の拡大図である。制御弁が閉じ始めるにつれて発生する安定状態での圧力降下の上方に、制御弁４０における圧力降下のスパイクがあることに注意されたい。これは、制御弁７０が開くのが始まる前に、閉じ始める制御弁４０に起因する。油圧ポンプ１２と制御弁４０の間の流体供給回路に存在する流体は、制御弁が閉じるにつれて圧縮され、それによりシステム圧力でスパイクが生じる。
【００６３】
図１１を参照して以下続ける。制御弁４０における圧力降下は、制御弁７０が開き始めかつ弁４０が閉じ始めるにつれて、安定状態圧力降下の下に落下し始め、かつ、弁４０が閉じられるにつれて落下し始める。制御弁４０における圧力降下は、弁４０が閉じ始めかつ弁７０が開き始めるにつれて、最終的には負方向に進行する。負方向への圧力降下は、制御弁４０からポンプ排出部２２への逆流の存在を示す。制御弁７０における圧力降下におけるスパイクはまた、流体が制御弁４０から制御弁７０に逆流するという信号を発生している。制御弁４０から制御弁７０への流体の逆流とシステム圧力におけるスパイクは、システム効率に不利な降下をもたらす。これらの損失を最小化することで油圧システムの全効率を向上させることができる。
【００６４】
図１１を参照して以下続ける。時間内の与えられた時点における時間遅延圧力誤差（Time Delay Pressure Error）は、その量により制御弁における圧力降下が安定状態の圧力降下（これは図９及び１１で圧力降下”A”として定められている）を超える量と、その量により該圧力降下がゼロ未満に落ちる量（これは図９及び１１で圧力降下”B”として定められている）と、を合計することによって演算される。時間遅延圧力誤差（Time Delay Pressure Error）の第１の項MAX[（PPump−（Ｐｌｏａｄ−ΔPValve），０）]は、圧力降下”A”に対応し、かつ、第２の項（ABS（MIN[PPump−Ｐload，０]））は、圧力降下”B”に対応する。時間遅延圧力誤差（Time Delay Pressure Error）は、動作サイクルの間じゅう様々な時間間隔で演算される。図９から、圧力降下を使いて演算される時間遅延圧力誤差（Time Delay Pressure Error）のグラフは、図１０に示される。時間遅延圧力誤差（Time Delay Pressure Error）は、圧力弁における圧力降下が一旦安定状態に達するときに、ゼロであることに注意されたい。
【００６５】
時間遅延（Δｔ）は、時間遅延圧力誤差（Time Delay Pressure Error）を最小化することによって最適化される。このことは、最小の時間遅延圧力誤差（Time Delay Pressure Error）が達成されるまで、時間遅延（Δｔ）の式で、時間遅延（Δｔ）における時間遅延加算子（TimeDelayAdder）を増加させながら変更することによって達成される。新たな時間遅延（Δｔ）は各時間遅延加算子（TimeDelayAdder）について演算される。そして、対応する制御弁が、修正された時間遅延（Δｔ）を使用しながら動作され、かつ、この制御弁において結果として得られた圧力降下が追跡される。新たな時間遅延圧力誤差（Time Delay Pressure Error）は、最新の圧力降下データに基づき演算され、かつ、従前に演算された時間遅延圧力誤差と比較される。この処理は最小の時間遅延圧力誤差が決定されるまで続行する。対応する圧力及び流量に従いながら、最小の時間遅延圧力誤差に対応する最適な時間遅延加算子は、これからの参照のためのルックアップテーブルの形式で制御器１１４のメモリ１５３に記憶される。
【００６６】
図１から図４を参照すると、油圧システム１０の典型的な動作サイクルの動作が描かれている。制御弁４０、７０、８６及び１００のための典型的なデューティサイクルは、図２に例示されている。制御弁４０、７０、８６及び１００の時間変化中の流体出力は、ポンプ１２の流体出力のパーセンテージとして表現される。典型的な動作サイクルはゼロに等しい時間で始まる。議論の目的のために、油圧負荷２６は初期に最も高い圧力要求を持つとみなし、油圧負荷２８及び油圧負荷３０の順番で追従されるものとする。制御弁は、制御弁４０をまず用いて降順に駆動され、このとき制御弁４０は、制御弁７０、８６及び１００の順に追従されながら、最も高い圧力要求を持つ油圧負荷を制御する。典型的な動作サイクルは、２０ミリ秒の持続時間を持つが、これは上述したデューティサイクルのそれぞれの動作期間に対応する。２０ミリ秒に等しい時間に始まる第２の動作サイクルを用いた、４０ミリ秒に等しい時間で終了する二つの連続する動作サイクルが、図２から図４に描かれている。制御弁４０、７０、８６及び１００のための動作サイクルはすべて同一時間に始まりかつ同一時間に終わる。
【００６７】
図４は、圧力センサ１２６によって検出されるような、ポンプ排出ポート２４の下流（ダウンストリーム）の流れを発生させる流体圧力における時間変化中の相対的な変動を、グラフ化し描く。対応する制御弁が油圧システム内部で起こる比較的低い圧力損失により開けられるときに、圧力センサ１２６によって検出された圧力は理論通りに各負荷の入口で発生する圧力を概算する。
【００６８】
図３は、時間変化する相対的な流量と、各油圧負荷の入口近くに起こる圧力レベルをグラフ化し示す。油圧負荷を含まないバイパス用流体回路１０１の場合は、圧力及び流量が、バイパス用排出路１０８内部で発生する。システムの内部に起こる比較的低い圧力損失によれば、油圧負荷の入口近くに発生する圧力は、圧力センサ１２６によってポンプ排出ポート２４のところで検出される圧力とかなり近似する。一方、図３に示されるような、具備された油圧負荷のための入口の圧力曲線は、通常、制御弁が開かれている期間にポンプ排出ポート２４（図４に示されているような）において発生する圧力に対応する。
【００６９】
図１から図４を参照すると、典型的な動作サイクルは、制御弁４０を開きかつ入口ポート４６と排出ポート５０の間の流体接続を確立するようにアクチュエータに指示するアクチュエータ４２に制御信号を送る制御器１１４によって（図２から４のゼロに等しい時間に）初期化される。４０％のデューティサイクルに基づき、制御弁４０は約８ミリ秒の期間において、開いたままとなるであろう。開いたままの位置にある制御弁４０を用いて、ポンプ１２から排出された流体の全体量は、制御弁４０（図２参照）を介して流体分岐７
１へと通過する。油圧負荷２６のフロー及び圧力要求に応じて、流体分岐７１に到達する流体の一部が、排出通路５２や油圧シリンダ制御弁５４の現在のフロー設定に従い、第１の排出通路５２か第２の供給路６４のいずれか一方を通過して搬送される。流体が油圧負荷２６に搬送される時間変化率は、図３にグラフ化されて描かれている。流体分岐７１に到達する残存する流体は、供給／排出路７３を介してアキュムレータ６８を満たすために該アキュムレータ６８に通過する。図４に示されるように、制御弁４０が開かれている期間中、圧力センサ１２６によって検出される圧力（これは図３に示されるような、油圧負荷２６の入口ポート近くで発生する圧力レベルに近似する）は、ポンプ１２からの流体のフローを制限する油圧負荷２６の結果として上昇し始める。制御弁４０が約８ミリ秒の期間開かれた後、制御器１１４は、制御弁４０を閉じるようにアクチュエータ４２を指示する該アクチュエータ４２に制御信号を送る。制御弁４０が閉位置にされて、流体分岐７１おける圧力と流量は、降下し始める。今度は、キュムレータ６８に蓄えられた加圧流体を排出通路５２に放出させる。図３から観察されるように、アキュムレータ６８から排出される流体は少なくとも一部が、制御弁４０が閉じられることに起因し、排出通路５２の内部に発生するフローと圧力降下を補償する。その結果は、アキュミュレータ６８が仮に利用されない場合に、起こりそうな突発的な降下より、むしろ、約８ミリ秒から約２０ミリ秒の時間の期間にわたり起こる排出通路５２内部の流体フロー及び圧力レベル内の漸次的な減少である。圧力及びフローは、約２０ミリ秒（図２、３参照）とほぼ等しい時間に発生する、引き続き起こる動作サイクル間に、圧力弁４０が開かれるまで、降下し続ける。圧力及びフロー曲線は、動作条件に変化がない限り、続く動作サイクルの間、ほぼ同一である。
【００７０】
制御弁４０を閉じると、制御弁１１４は、制御弁７０を開くと共に入力ポート７２と排出ポート７８との間の流体接続を確立するようにアクチュエータ７７に指示を与えながら、該アクチュエータ７７に制御信号を送る。３０％のデューティサイクルに基づき、制御弁７０は、約８ミリ秒で始まり、約１４ミリ秒で終わりながら、約６ミリ秒の期間、開いたままの状態にある。制御弁７０が開いた位置では、ポンプ１２から排出される流体の全フローが制御弁７０（図２参照）を介して流体分岐８５を通過する。
【００７１】
図４に示されるように、初期に、（圧力センサ１２６によって検出されるような）ポンプ排出通路２２の内部圧力は制御弁７０を開くと圧力曲線の点１７４で示されるレベルまで降下する。流体負荷２８のフロー及び圧力の要求に応じて、流体分岐８５に到達する流体の一部は、油圧モータ供給通路８０を介し油圧負荷２８に搬送される。油圧負荷２８の入口ポートの近くで、時間変化中の流体フローは図３にグラフ化され示されている。流体分岐８５に到達し残存する流体は、アキュミュレータを満たすために供給／排出通路８７を介してアキュミュレータ８４へと通過する。制御弁７０が開いている期間（約、８ミリ秒と１４ミリ秒の間の時間の期間）中、圧力センサ１２６により検出される圧力（図４参照）と油圧負荷２８の入口ポート近くの圧力レベル（図３参照）が、制御弁７０が最初に開かれたときに（図４の点１７４）、発生した初期の圧力を超えて上昇し始める。制御弁７０が約６ミリ秒の期間で開かれたあとで、制御器１１４が、制御弁７０を入口ポート７２と排出ポート７８の間の流路を閉じさせるように、アクチュエータ７７に制御信号を送ることができる。制御弁７０が閉じられた状態で、流体分岐８５における圧力レベルと流量が落下し始めるであろう。このことは、制御弁が閉じられている期間（１４ミリ秒から２８ミリ秒の時間の期間）中、アキュムレータ８４に蓄えられた加圧流体を油圧モータ供給通路８０に排出されるようにさせる。図３から観察可能なように、アキュミュレータ８４から排出された流体は、少なくとも一部の、制御弁７０が閉じられたときに生じるフロー及び圧力における落下を補償する。その結果は、約１４ミリ秒から約２８ミリ秒までの時間の期間にわたり起こる排出通路８０の内部の流量及び圧力レベルにおける漸次的な減少である。圧力及びフローが、圧力弁７０が、約２８ミリ秒に等しい時間に発生する。続く動作サイクル中に再び開けられるまで降下し続ける。圧力及びフロー曲線は、続く動作条件で変化がない限り、続く動作サイクルと略同じである。
【００７２】
制御弁７０を閉じると、制御器１１４は、制御弁８６を開きかつ入力ポート８８と排出ポート９６の間の流体接続を確立するようにアクチュエータに指示するアクチュエータ９３に制御信号を送る。２０％のデューティサイクルに基づき、制御弁８６は約１４ミリ秒で始まり、約１８ミリ秒で終わる４ミリ秒の期間中、開いた状態のままにある。制御弁８６を開いた位置とし、ポンプ１２から排出された流体の全フローが、制御弁８６（図２参照）を介して流体分岐９７まで通過する。図４に示されるように、（圧力センサ１２６によって検出されるような）ポンプ排出通路２２の内部の圧力は、初期に制御弁８６を開くと圧力曲線の点１７６で示されるレベルに降下する。油圧負荷３０のフロー及び圧力要求に応じて、流体分岐９７に到達する流体の一部は、流体負荷供給通路９４を介して流体負荷３０に搬送される。油圧負荷３０の入力ポート３０近くの時間変化中の流体フローは、図３にグラフ化され示されている。流体分岐９７に到達する残存する流体は、供給／排出通路９９を介してアキュミュレータ９５へと通過して該アキュミュレータ９５を満たす。制御弁８６が開かれた期間中（約１４ミリ秒から約１８ミリ秒までの時間の期間）に、圧力センサ１２６により検出された圧力（図４参照）及び流体負荷の入口ポート近くに発生する圧力（図３参照）は、制御弁８６が最初に開かれるとき（図４の点１７６）に発生した初期の圧力を超えて上昇し始める。制御弁８６が約４ミリ秒の期間中、開かれていた後、制御器１１４は、制御弁８６が入口ポート８８と排出ポート９６との間の流路を閉じるために、制御信号８８をアクチュエータ９３に送る。制御弁８６を閉位置にして、流体分岐９７における流体フローの圧力レベルと流量が降下し始める。このことは、制御弁８６が閉じられている期間（約１８ミリ秒から約３４ミリ秒の期間）中、アキュミュレータ９５に蓄えられた加圧流体を油圧負荷供給通路９４に排出されるようにさせる。図３から観察可能なように、アキュミュレータ９５から排出された流体は、制御弁８６が閉じられるときに発生するフロー及び圧力における降下を、少なくとも一部補償する。その結果が、１８ミリ秒と３４ミリ秒との間の時間の期間にわたって発生する、排出通路９４内部の流量及び圧力レベルにおける漸次的な減少である。圧力及びフローは、制御弁７８が次の動作サイクル（約３４ミリ秒に相当する時間）中に再び開かれるまで、降下し続ける。圧力及びフロー曲線は、連続する動作条件において変化がない限り、連続する動作サイクルに対して実質上同一である。
【００７３】
制御弁８６を閉じると、制御弁１００は、流体リザーバ１８へのポンプ排出通路２２の内部に存在する過度の圧力を減衰するために選択的に開かれる。制御器１１４は、アクチュエータ１１２に、バイパス用制御弁１００を開きかつ入口ポート１０２と排出ポート１１０の間の流体接続を確立するように指示しながら、該アクチュエータ１１２に制御信号を送る。１０％のデューティサイクルに基づき、制御弁８６は、１８ミリ秒で始まり２０ミリ秒で終わる、２ミリ秒の期間中、開けられた状態のまま維持される。約２０ミリ秒において制御弁８６を閉じることは、進行中の動作サイクルの終わりとそれに続く動作サイクルの始まりに対応する。制御弁１００を開いた位置にし、ポンプ１２から排出される流体の全フローは、制御弁１００（図２参照）及びバイパス用排出通路１０８を介してリザーバへの戻り通路６６へと通過する。図４に示されたように、（圧力センサ１２６によって検出されたような）ポンプ排出通路２２内部の圧力は、制御弁１００が開かれたときの圧力曲線の点１７８で示したレベルまで降下し、かつ、制御弁１００が約２０ミリ秒に等しい時間で閉じられるまでその圧力に維持される。バイパス用制御弁１００が２ミリ秒の期間中、開かれた後、制御器１１４が制御弁１００に入口ポート１０２と排出ポート１１０の間の流路を閉じさせながら制御信号をアクチュエータ１１２に送る。
【００７４】
現在の典型的な動作シーケンスは、バイパス用制御１００が閉じられたときに完了する。続く動作シーケンスは、制御弁４０を駆動しかつ前述の動作シーケンスを繰り返すことによって開始される。例えば、油圧負荷の圧力要求が増加又は減少したような動作条件の変化がある場合は、その影響を受けた制御弁のデューティサイクルが必要に応じて再評価されかつ調整されて、変化後の動作条件を受け入れる。
【００７５】
ここで述べた、プロセス、システム、方法その他に関しては、上記のようなプロセス等のステップはある順番のシーケンスにしたがって発生するものとして記載されており、このようなプロセスはここで記載された順番以外の順番で実行される記載されたステップを用いて実行されうると理解されるべきである。さらに、あるステップは同時に実行されえいるだろうし、他のステップが付加されえるだろうし、ここに記載されたあるステップは省略も可能であろう。言い換えれば、ここでのプロセスの記述はある実施形態の例示の目的のために提供されており、かつ特許請求の範囲の発明に限定されるという、いかなる特別な方法によっても解釈されないと理解されたい。
【００７６】
上記の記載は、例示の意図のものであって制限的なものではないことに理解されるべきである。提供された実施例以外の多くの実施形態や応用は、上記の記載を読むと当業者には明らかであろう。発明の範囲は、上記の記載に参照して決定されるべきではないが、当該請求項が位置付ける十分な均等な範囲に沿って添付の請求項を参照して決定されるべきである。さらなる研究開発がここで議論された技術において発生すること、および、開示されたシステムや方法がこのような未来の実施形態に組み込まれるであろうことが予見されかつ意図される。総じて言えば、当該発明は修正及び改変が可能であり、添付の請求項によってのみ限定されることを理解されるべきである。
【００７７】
請求項で使用されたすべての語句は、ここで作成されている中での矛盾に対し明らかな指示がないならば、当業者によって理解されるような通常の意味や、当該語句の最も広くかつ理にかなった構成が提供される。特に、”一つ（a）”、”その（the）”、”前記（said）”は、請求項が矛盾した明白な限定を規定しないならば示された構成要素の一つ以上を規定するように読まれるべきである。
【図１】
0005541540.tif 000008
【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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