(57)【要約】  流体作動機械は、作動チャンバ（４）を有しており、作動チャンバの各々は、作動チャンバを二つの流体マニホールド（Ａ、Ｂ）のいずれかへ交互に接続する流体転流器手段（２）に接続されている。電子制御された弁（１）が各チャンバ（４）と転流器手段との間の流路に挿入されている。この弁は、流体作動機械のシャフト（５）の位相角の入力信号、又はシャフトが既知の位相角を通過したことをコントローラに知らせる回転ごとの少なくとも一つの電気的パルスを受信するコントローラ（６）から指令を受ける。弁（１）は、シャフト（５）の角度位置に同期して弁を周期的に閉じることによって、固定された機械的転流を無効にすることを許容する。かくして、トルク、速度，及び／又は流体作動機械へ入る若しくは流体作動機械から出る流体流量を制御するために、コントローラ（６）は、機械的転流器手段（２）から隔離されるか又はそれに接続されるチャンバ（４）の比率を変化させることによって流体作動機械へ入るか又は流体作動機械から出る時間平均流体流量を変化させることが可能である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変容積作動チャンバを備える流体作動機械であって、前記可変容積作動チャンバの各々が、該作動チャンバを二つの流体マニホールドのどちらかへ交互に接続する流体転流器手段に接続されており、弁部材が、各々の前記チャンバと前記転流器手段との間の流路に挿入されている流体作動機械。
【請求項２】
前記弁部材が電気的に制御される、請求項１に記載の流体作動機械。
【請求項３】
前記弁部材を制御するコントローラが、該流体作動機械のシャフトの位相角の入力信号、又は前記シャフトが既知の位相角を通過したことを該コントローラに知らせる回転毎の少なくとも一つの電気パルスを受信する、請求項２に記載の流体作動機械。
【請求項４】
前記コントローラは、前記作動チャンバの容積がその最小値に近づくたびに前記弁部材を作動させるかどうかを選択するように構成されており、前記作動チャンバを前記転流器手段から隔離することが望ましい場合に、前記作動チャンバがその膨張行程を開始するときに近づいたときに前記弁部材が閉じられるようになっている、請求項３に記載の流体作動機械。
【請求項５】
前記コントローラは、合計押しのけ容積デマンドを生み出してそれを同一の時間間隔における流体作動機械による実際の押しのけ容積と比較して押しのけ容積誤差を決定するために先行した流量デマンドを集約し、前記コントローラは、進行中の蓄積される押しのけ容積誤差を最小にするために、前記作動チャンバを隔離するか又は前記作動チャンバを作動させたままにするかのいずれかを選択する、請求項４に記載の流体作動機械。
【請求項６】
前記コントローラは、前記作動チャンバが最小容積状態に達するとき、速度、トルク、体積流量、動力、及び回転ごとに押しのけられた容積のうちの一つを調節するために、外部信号ラインからのデマンドを読み取って前記作動チャンバを隔離するか否かを決定する、請求項４に記載の流体作動機械。
【請求項７】
前記コントローラは、流体作動機械が増速するとき、一定レベルの処理流量、又はシャフト速度の増大が示すよりも緩やかに高まる処理流量を維持するために、アイドルシリンダに対する作動シリンダの比率が所定の関数に従って減少するように、検知したシャフト速度に基づいて前記作動チャンバを隔離することを決定する、請求項４に記載の流体作動機械。
【請求項８】
モータとして作動するように構成された請求項３に記載の流体作動機械であって、膨張行程の小部分だけのために前記チャンバが前記転流器手段に接続されるように、及び膨張行程における荷重を駆動するための流体作動の容積が前記チャンバの全幾何学的押しのけ容積の小部分であるように、前記コントローラは、前記チャンバの膨張行程の中への道程の小部分で前記弁部材を閉じることを選択できる、流体作動機械。
【請求項９】
ポンプとして作動するように構成された請求項３に記載の流体作動機械であって、全作動行程の小部分だけのために前記チャンバが前記転流器手段に接続されるように、及び膨張行程の一部が前記チャンバ内における部分真空引きから成り立つように、及び次の縮小行程が始まるとき前記チャンバが、直ちにポンプとして作動しないが縮小行程の中への道程の小部分においてポンプとして作動するように、及び縮小行程が、前記転流器手段の中への前記チャンバの全幾何学的押しのけ容積の小部分だけを押しのけるように、前記コントローラは、前記チャンバの膨張行程の中への道程の小部分で前記弁部材を閉じることを選択できる、流体作動機械。
【請求項１０】
転流弁ポートが低圧マニホールドに連通される前に、残っている膨張が前記チャンバ内に含まれる流体を減圧することが可能であるように、前記チャンバは、その最大容積状態に達する前に前記弁部材を閉じることによって圧縮された流体のエネルギーロスを減少させるように作動可能である、請求項３に記載の流体作動機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体作動機械に関するものである。流体作動機械の作動中に、流体の時間平均流量が運動の全四象限において可変である。本発明は作動チャンバを有する任意の機械に適用可能であり、前記作動チャンバは、ピストン及びシリンダ、ベーン、ローブ、又は歯車等によって交互に膨張及び縮小し、作動チャンバへの流体を転流する主な方法は、チャンバの膨張及び縮小サイクルの位相に同期された、回転ポートプレートによるものであり、前記回転ポートプレートは高圧流体マニホールドと低圧流体マニホールドを交互に各作動チャンバに接続する。
【発明の開示】
【０００２】
本発明は、請求項１による流体作動機械を提供する。転流器手段と作動チャンバの各々との間の流体接続部に弁を挿入することが、各々の作動チャンバを転流器手段から隔離することを可能にする。チャンバが弁の作動によってこのように隔離されてアイドル状態にあることにより、役に立つ流体仕事がチャンバによって行われず、及び従って機械の回転ごとの押しのけ容積は減少される。その最も単純な実施形態では、そのような弁は機械的に制御され、例えば高速で作動することが望まれるとき、流体作動機械が低減された押しのけ容積モードで使用されることを可能にする。そのような機械的制御は自動的であってよく、例えば回転速度が閾値を超えて増大したとき流体作動機械の押しのけ容積を低減させる。好適には、弁は電気信号によって個別に制御され、チャンバの各々が電子コントローラの指令によって隔離されることを可能にする。好適には、そのようなコントローラは流体作動機械のシャフトの位置の入力信号を有して、弁作動のタイミングがシャフトの位置に同調することを可能にし、また、各チャンバが行程毎の基準により転流器から隔離されることを可能にする。流体作動機械の好適な又は任意選択的な特徴が従属請求項に示される。
【０００３】
本発明の特定の実施形態が、例示のみを目的として、また添付図面を参照しながら以下に詳細に説明される。前記実施形態の単一の図面は、本発明による流体作動機械の概略断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００４】
図面はシリンダの形をした作動チャンバ４を具備する流体作動機械を示しており、前記シリンダはクランクシャフト５を作動させるピストンを収容している。在来的な転流器プレート２が、チャンバ４をポートＡ、またはトロイダルキャビティ１０を経由してポートＢに交互に接続し、前記ポートの一方が高圧ポートであり他方が低圧ポートである。図示されるように、流体作動機械は、流体がポートＡにおいて高圧で供給され、ポートＢにおいて低圧で排出されるモータとして作動するが、圧力及び流れ方向の両方は図示される機器を変更することなく独立して逆転可能である。
【０００５】
能動的に制御可能な開閉弁１を回転転流器プレート２に直列に、転流器プレートと作動チャンバ４との間の流路３の中に配置することにより、作動チャンバ内への流量を制御することが可能である。流体作動機械が作動しているとき、シャフト５が回転して転流器の流入ポート２ａの開放の前に開閉弁が閉じられているとき、次に作動チャンバの膨張行程が部分真空で生じる。流体が油のような液体であるなら、空気として形成された泡はその液体から引き出される。戻り行程はチャンバがその最小容積に戻るまでに泡を潰す。その際に、作動容積は仕事を流体システムと交換しない一方で微小な寄生的仕事を吸収する。作動チャンバと、多分図示されるようにクランクケースを経由する低圧ラインとの間に逆止め弁４ａを含む流体接続部を取り付けることによりキャビテーション及び脱泡を回避することが代替的に可能である。開閉弁が閉じた状態で作動チャンバを作動させることは結果としてアイドルサイクルになる。
【０００６】
弁１が左側の開放位置にあるとき、作動チャンバは、作動サイクルを生み出すように標準的に機能する。時間平均された流量は、アイドルサイクルを実施するか作動サイクルを実施するかについてのチャンバ毎の基準を決めることにより変化せしめられる。決定は、流体作動機械がポンプとして又はモータとして作動するかとは関係なく、各々の連続するチャンバが最小容積状態に近付くとき行われる。電子コントローラ６が、一回転に一回検知のシャフトセンサ７、エンコーダ、レゾルバ、又は同様の手段を使って作動チャンバのサイクルの位相を検知する。作動チャンバの最小容積と時を同じくして、コントローラは、開閉弁に電圧を加えないその開放状態のままにしておくこと、又は電磁気的手段によって開閉弁を引いて閉じることが可能である。タイミング機能に加えて、コントローラは、アナログ又はディジタル入力ライン又はバス８をとおしてシステムのデマンドを読み込み、最小容積状態に達している作動チャンバを作動したままにしておくべきか、弁１を閉じることによりアイドルさせるべきかを決定する。図示された実施形態では、開閉弁１は、デフォルトでは開放位置であり、閉鎖位置へ律動的に作動されるが、反対の動作モード、即ちデフォルトでは閉鎖されていて開放位置へ律動的に作動するモードも動力オフフリーホイール特性が必要な場合に用途を有する。
【０００７】
コントローラの決定は、シャフト動力の増加率を制限するためにシャフト速度に完全に基づいてなされてもよい。そのような作動モードでは、電子コントローラは外部デマンド信号を必要とせず、あらかじめプログラムされた流量対速度の関数に基づいて一連の開閉弁駆動決定を行う。
【０００８】
外部デマンド信号が電子コントローラによって読み取られる車両推進回路の場合には、決定シーケンスは、個々の車輪のスリップを制限するために、又は横滑り操舵効果を生み出すために、又はトルクの段階的な変化及び従って制御された車両の加速を生み出すために決定され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による流体作動機械の概略断面図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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