(57)【要約】  本発明は、反動によって推進される輸送手段の分野に関し、より詳細にはそのような輸送手段（１）内でポゴ効果を抑制する方法に関する。輸送手段（１）の反動推進エンジン（２）に供給するための供給システム（４）は、異なる体積の気体にそれぞれが対応する複数の所定の動作液位から選択が行われることを可能にする液圧アキュムレータ（８）を含む。この方法では、第１の参照基準が現在の液位によって満たされない場合、液圧アキュムレータ（８）は、好ましくは、第１の参照基準が満たされ、かつ遷移中に現在の機械的共振振動数と交差する流体共振振動数がない代替液位の中から選択された代替液位に遷移するように命令される。
2017534792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの反動推進エンジン（２）と、前記エンジン（２）に少なくとも１種の液体推進剤を供給する供給システム（４）とを有する輸送手段（１）上でポゴ効果を抑制する方法であって、前記供給システムは、液圧アキュムレータ（８）内の異なる体積の気体にそれぞれが対応する複数の所定の動作液位から選択を行うことができる液圧アキュムレータ（８）を備え、方法は、
前記所定の液位のうち前記アキュムレータ（８）の現在の液位で、前記供給システム（４）の流体共振モードの組の各モードについて、現在の流体共振振動数を計算するステップと、
現在の液位に代わる選択肢である所定の液位の各液位で、前記供給システム（４）の流体共振モードの前記組の各モードについて、代替の流体共振振動数を計算するステップと、
前記輸送手段の構造の機械的共振モードの組の各モードについて、現在の流体共振振動数各々と、現在の機械的共振振動数との間の現在の差を計算するステップと、第１の参照基準が現在の差すべてによっては満たされない場合、
各代替液位について、各代替の流体共振振動数と各現在の機械的共振振動数との差の組を計算するステップと、前記第１の参照基準が、複数の代替液位の差の組それぞれによって満たされる場合、
液圧アキュムレータ（８）に、現在の液位から、第１の参照基準が満たされ、かつ遷移中に現在の機械的共振振動数のいずれかと交差する流体共振振動数がない前記代替液位の中から選択された代替液位に遷移するように命令するステップとを含む、方法。
【請求項２】
液圧アキュムレータ（８）が、遷移中にどの流体共振振動数も現在の機械的共振振動数のどれとも交差することなく、現在の液位から、第１の参照基準が満たされる代替液位の中の複数の代替液位のいずれかに移ることができる場合は、第１の参照基準が満たされ、かつ遷移が振動数の交差を全く伴わず、かつ対応する差の組の関数として計算される比較パラメータが最大値を呈する代替液位の中から選択された代替液位へと前記遷移が命令される、請求項１に記載のポゴ効果を抑制する方法。
【請求項３】
第１の参照基準が満たされ、かつ遷移が振動数の交差を全く伴わないであろう代替液位のうち、複数の代替液位が、前記比較パラメータに同じ最大値を呈する場合、第１の参照基準が満たされ、遷移が振動数の交差を全く伴わず、かつ比較パラメータに同じ最大値を呈する代替液位のうち、所定の順序において最大の順位を持つ代替液位へと、前記遷移が命令される、請求項２に記載のポゴ効果を抑制する方法。
【請求項４】
第１の参照基準が現在の差すべてによっては満たされず、単一の代替液位についての差のすべてによって満たされる場合、液圧アキュムレータ（８）が、第１の参照基準を完全に満たす唯一の代替液位に遷移するように命令される、請求項１から３のいずれかに記載のポゴ効果を抑制する方法。
【請求項５】
前記第１の参照基準が、各差の組の差それぞれが所定の閾値より大きいことである、請求項１から４のいずれかに記載のポゴ効果を抑制する方法。
【請求項６】
前記第１の参照基準が、現在の液位であれ、代替液位であれ、どの液位によっても満たされず、代替液位の組について第２の参照基準が満たされる場合、第２の参照基準が満たされ、かつ対応する差の組の関数として計算される比較パラメータが最大値を呈するすべての代替液位から選択された代替液位に遷移するように、液圧アキュムレータ（８）に命令するステップを含む、請求項１から５のいずれかに記載のポゴ効果を抑制する方法。
【請求項７】
前記第１および第２の参照基準のどちらもが、現在の液位であれ、代替液位であれ、どの液位についても満たされない場合は、少なくとも２つの現在の液位と代替液位との間の交互の遷移が命令される、請求項５に記載のポゴ効果を抑制する方法。
【請求項８】
前記第２の参照基準が、前記差の組の差それぞれが所定の閾値より大きいことである、請求項１から７のいずれか一項に記載のポゴ効果を抑制する方法。
【請求項９】
前記第１の参照基準が複数の代替液位の差の組それぞれについて満たされる場合、液圧アキュムレータ（８）が現在の液位から、第１の参照基準が満たされる前記代替液位の中から選択された代替液位に遷移する間、どの流体共振振動数も現在の機械的共振振動数のいずれとも交差しないことが、
流体共振モードの前記組の各モードについて、現在の液位の流体共振振動数と、選択された代替液位の流体共振振動数とから、最小の流体共振振動数および最大の流体共振振動数を判定するステップと、
流体共振モードの前記組の各モードについて、最小の流体共振振動数および最大の流体共振振動数を、機械的共振モードの前記組の機械的共振モードそれぞれの現在の機械的共振振動数と比較するステップであって、前記流体共振モードおよび機械的共振モードの中で、最小の流体共振振動数が機械的共振振動数より小さく、かつ最大の流体共振振動数が機械的共振振動数より大きいものが存在しない場合には、選択された代替液位への遷移中に、いずれかの流体共振振動数がいずれかの現在の機械的共振振動数と交差する可能性はない、比較するステップと
を行うことによって判定される、請求項１から８のいずれかに記載のポゴ効果を抑制する方法
【請求項１０】
反動推進エンジン（２）と、
前記エンジン（２）に少なくとも１種の液体推進剤を供給する供給システム（４）であって、液圧アキュムレータ（８）内の異なる体積の気体にそれぞれが対応する複数の所定の動作液位から選択が行われることを可能にする液圧アキュムレータ（８）、および、請求項１から９のいずれかに記載のポゴ効果抑制方法を行うように構成された制御ユニット（３０）、を備えた供給システム（４）と
を少なくとも備える、輸送手段（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１種の液体推進剤が供給される少なくとも１つの反動推進エンジンによって推進される輸送手段中でのポゴ効果を抑制する方法に関する。用語「反動推進エンジン」は、これに関連して、特にロケットエンジンを包含するものとして使用され、用語「輸送手段」は、あらゆる有人または無人の輸送手段、特に宇宙船発射装置を包含するものとして使用される。
【背景技術】
【０００２】
航空宇宙の分野、より具体的には液体推進剤ロケットの分野では、「ポゴ（ｐｏｇｏ）」効果とは、反動推進エンジンの供給回路の中の液体推進剤が、反動推進エンジンによって推進されている輸送手段の機械的振動と共振するようになることを意味する。エンジンからの推力は、推進剤が供給回路によって送り出される速度と共に変動し得るため、そのように共振状態になると、高速に逸脱する振動が発生する可能性があり、したがって誘導の困難が生じ、実際に、ペイロード、さらには輸送手段が完全に失われるところまで至り得る損失が生じる可能性がある。用語「ポゴ効果」は頭字語に由来するのではなく、ポゴスティック、すなわちバネのついた棒でできた玩具に由来し、これは、この効果によってロケット内で生じる激しい縦方向の振動を技術者に思い起こさせるような形ではずむ。したがって、液体推進剤ロケットの開発の当初から、ポゴ効果を抑制するための措置を講じることが最も重要であることが分かっていた。本明細書の説明の関連では、用語「抑制する」は、完全な抑制と部分的な低減の両方を包含するものと理解すべきである。
【０００３】
ポゴ効果を補正するためのシステムは、２つの主要な異なるタイプが当業者に知られており、それは受動型システムと能動型システムである。受動型システムでは、ロケットの機械的共振振動数と一致することができないように流体共振振動数を変化させる。流体共振振動数は減衰されることも可能である。例として、これは、推進剤供給回路の中に液圧アキュムレータを設置することによって行われることができる。そのような液圧アキュムレータは、詳細には、供給回路と連通した気体および液体を含んでいる加圧された体積によって形成される。そして、液圧アキュムレータは質量−バネ−ダンパ（ｍａｓｓ−ｓｐｒｉｎｇ−ｄａｍｐｅｒ）系として働き、この系では、質量はアキュムレータ中の液体の質量である。バネは気体によって形成され、減衰は、制約された導管を介してアキュムレータに出入りする液体の粘度から生じる。等価の電気回路では、そのような液圧アキュムレータは一定容量のコンデンサに相当する。そのようなアキュムレータの圧縮率および減衰パラメータは実質的に一定であるか、または少なくとも制御可能でない。それに対して、能動型システムでは、供給回路の中で、その回路内で測定される振動に対抗する反対方向の圧力−流量振動が作り出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１５６６１５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
それでも、受動型システムと能動型システムはともに欠点がある。受動型システムは、それが設計された対象の振動数の前後の狭い帯域の外側にあるモードは減衰しないため、機械的共振振動数に大きな度合いの変動性を呈するロケットには適さない。ロケットの飛行の予測される動的挙動と実際の動的挙動に差がある場合には、受動型システムはそれら自体を補正することができない。能動型システムでは、効果が局所的にしか有効でない危険性が伴い、他の場所では、局所的にしろ、大域的にしろ、負の効果を生じる可能性がある。
【０００６】
これらの欠点を回避するために、国際公開第２０１２／１５６６１５号は、ポゴ効果を抑制するための様々なデバイスおよび方法を開示しており、それらにより、輸送手段の飛行全体を通じて流体共振振動数を機械的共振振動数から一定距離に保つために、供給システム内で流体共振振動数を変動させることができる。詳細には、この従来文献は、反動推進エンジンに少なくとも１種の推進剤を供給するためのシステム内で液圧アキュムレータを使用することを開示し、このアキュムレータは、液圧アキュムレータ内の異なる体積の気体にそれぞれが対応する複数の所定の動作液位から選択することを可能にする。類似する電気回路では、そのような電気アキュムレータは、決められた複数のレベルの中から変動させることが可能な容量のコンデンサに相当する。しかし、その文献に開示される方法では、ある状況下で、機械的共振振動数から十分に離れていない第１の液位から、機械的共振振動数からは十分に遠いものの、機械的共振振動数を描く曲線の反対側に位置する第２の液位に移る時に、少なくとも１つの流体共振振動数が機械的共振振動数と短い時間交差する可能性がある。そのような過渡的で急速な共振振動数間の一致は、通常は共振につながることはないが、それでも回避されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、これらの欠点を改善しようとするものである。本発明は、過渡的なものにすぎなくとも、流体共振振動数と機械的共振振動数との交差を大幅に回避しながら、より効果的な方式でポゴ効果を抑制することを可能にする方法を提案しようとするものである。
【０００８】
一実装では、この目的は、以下のステップ：
−  前記所定の液位のうち前記アキュムレータの現在の液位で、前記供給システムの流体共振モードの組の各モードについて、現在の流体共振振動数を計算するステップと、
−  現在の液位に代わる選択肢である所定の液位の各液位で、前記供給システムの流体共振モードの前記組の各モードについて、代替の流体共振振動数を計算するステップと、
−  前記輸送手段の構造の機械的共振モードの組の各モードについて、現在の流体共振振動数各々と、現在の機械的共振振動数との間の現在の差を計算するステップと
第１の参照基準が現在の差すべてによっては満たされない場合は、各代替液位について、各代替の流体共振振動数と各現在の機械的共振振動数との差の組が計算され、前記第１の参照基準が、複数の代替液位の差の組それぞれによって満たされる場合、液圧アキュムレータは、現在の液位から、第１の参照基準が満たされ、かつ遷移中に現在の機械的共振振動数のいずれかと交差する流体共振振動数がない前記代替液位の中から選択された代替液位に遷移するように命令される、ことによって達成される。
【０００９】
本明細書の関連では、用語「組」は、複数だけでなく、単一の要素を含む組も包含するものと広く理解されるべきである。
【００１０】
これらの機構を使用すると、液圧アキュムレータが、第１の参照基準を満たし、かつ振動数の交差を全く伴わずに到達されることが可能な代替液位を少なくとも１つ提供する場合は、その液位が選択されることになり、それにより、たとえ小さい危険性であっても、共振に至るいくらかの危険性を呈する一切の交差を回避する。
【００１１】
ある状況では、第１の参照基準が、振動数の交差を全く伴わずに到達されることが可能な複数の代替液位の差の組それぞれによって満たされることが判明する場合もある。そのような状況下では、前記遷移は、第１の参照基準が満たされ、かつ遷移が振動数の交差を全く伴わず、かつ対応する差の組の関数として計算される比較パラメータが最大値を呈する代替液位の中から選択された代替液位へと命令されてよく、したがって、遷移が行われる代替液位の選択で追加的な最適化を行えるようにする。例として、この比較パラメータは、前記差の組の中で最小の差、前記差の組の合計、または、実際に、成分が前記差の組から構成されたベクトルの絶対値であってよい。
【００１２】
この第１の比較パラメータでも、振動数の交差を全く伴わずに到達されることができ、かつ比較パラメータが同じ最大値を呈する複数の代替液位の差の組それぞれによって、第１の参照基準が満たされることが判明することがある。そのような状況下では、所定の優先順位も使用することにより、第１の参照基準が満たされ、かつ遷移が振動数の交差を全く伴わず、かつ比較パラメータに同じ最大値を呈する代替液位の中から、所定の順序において最大の順位を持つ代替液位への遷移を命令することによってそれらの代替液位を区別することがなお可能である。
【００１３】
それに代えて、第１の参照基準が現在の差の組によっては満たされず、１つのみの代替液位についての差の組によって満たされることが判明する場合もある。そのような状況下では、第１の参照基準を完全に満たす唯一の代替液位に遷移するように、液圧アキュムレータに命令することが可能である。
【００１４】
前記第１の参照基準は、各差の組の差それぞれが所定の閾値より大きいことであってよい。前記第１の参照基準が、現在の液位であれ、代替液位であれ、どの液位についても満たされず、より制約の緩い第２の参照基準が代替液位の組について満たされることが判明する場合もある。そのような状況下では、第２の参照基準が満たされ、かつ対応する差の組の関数として計算される比較パラメータが最大値を呈する代替液位の組から選択された代替液位に遷移するように、液圧アキュムレータに命令することが可能である。上述の状況と同様に、この比較パラメータは、例えば、前記差の組の中で最小の差、前記差の組の合計、または、実際に、前記差の組から構成された成分で構成されたベクトルの絶対値であってよい。
【００１５】
前記第２の参照基準は、前記差の組の差それぞれが、所定の閾値より大きいことであってよく、所定の閾値は、第１の基準に対応する閾値の何分の１かとすることができる。最後に、前記第１および第２の参照基準のどちらもが、現在の液位であれ、代替液位であれ、どの液位によっても満たされないことが判明することもある。そのような状況下では、少なくとも２つの現在の液位と代替液位との間の交互の遷移が命令されてよく、それにより、同じ流体共振振動数と機械的共振振動数とのペアの間が長すぎる時間にわたって近接することを回避し、そのような近接は共振現象につながる可能性がある。
【００１６】
前記第１の参照基準が複数の代替液位の差の組それぞれについて満たされる場合は、まず、流体共振モードの前記組の各モードについて、現在の容量の流体共振振動数と、選択された代替液位の流体共振振動数とから、最小の流体共振振動数および最大の流体共振振動数を判定し、次いで、流体共振モードの前記組の各モードについて、最小の流体共振振動数および最大の流体共振振動数を、機械的共振モードの前記組の機械的共振モードそれぞれの現在の機械的共振振動数と比較することにより、液圧アキュムレータが現在の液位から、第１の参照基準が満たされる前記代替液位の中から選択された代替液位に遷移する間、どの流体共振振動数も現在の機械的共振振動数のいずれとも交差しないことを判定することが可能であり、前記流体共振モードおよび機械的共振モードの中で、最小の流体共振振動数が機械的共振振動数より小さく、かつ最大の流体共振振動数が機械的共振振動数より大きいものが存在しない場合には、選択された代替液位への遷移中に、いずれかの流体共振振動数がいずれかの現在の機械的共振振動数と交差する可能性はない。
【００１７】
本開示はまた輸送手段にも関し、この輸送手段は、反動推進エンジンと、前記エンジンに少なくとも１種の液体推進剤を供給する供給システムであって、液圧アキュムレータ内の異なる体積の気体にそれぞれが対応する複数の所定の動作液位から選択が行われることを可能にする液圧アキュムレータ、および、上述のポゴ効果を抑制する方法を行うように構成された制御ユニット、を備えた供給システムと、を少なくとも備える。さらに、制御ユニットは、プログラム可能な制御ユニットであってよく、本開示は、したがって、ポゴ効果を抑制するこの方法を行うためのコンピュータプログラムと、データを処理するための電子ユニットにより読み取り可能な方式でそのようなプログラムを含むデータ記憶媒体と、その方法を行うようにプログラムされた電子データプロセッサユニットと、にも関する。用語「データ記憶媒体」は、光学媒体、磁気媒体、および／または電子媒体を含む、コンピュータ可読形態でデータを保持することが可能な、任意の形態のランダムアクセスメモリまたは読出し専用メモリ（ＲＡＭまたはＲＯＭ）を包含するものとして使用される。
【００１８】
本発明は、非制限的な例として与えられる実施形態についての以下の詳細な説明を読むと、よく理解することができ、その利点が明らかになる。説明では添付図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態における液体推進剤供給システムを備えたロケットエンジン輸送手段を示す、流体回路と電気回路の間の類似性に基づく図である。
【図２Ａ】図１のシステムの供給回路と並列に設置された、可変の気体体積の液圧アキュムレータの断面図である。
【図２Ｂ】図１のシステムの供給回路と並列に設置された、可変の気体体積の液圧アキュムレータの断面図である。
【図３Ａ】図２の液圧アキュムレータが複数の液位を通るのに従って図１の供給システム内でどのように気体の体積および流体共振振動数が変動するかを示すグラフである。
【図３Ｂ】図２の液圧アキュムレータが複数の液位を通るのに従って図１の供給システム内でどのように気体の体積および流体共振振動数が変動するかを示すグラフである。
【図４】前記液位の１つから別の液位に遷移する時の流体共振振動数の機械的共振振動数との交差を示すプロットである。
【図５】液圧アキュムレータの制御ユニットの機能図である。
【図６】振動数の交差を検出するアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図７】ポゴ効果を抑制する方法を支配するアルゴリズムの第１の部分および第２の部分をそれぞれ示すフローチャートである。
【図８】ポゴ効果を抑制する方法を支配するアルゴリズムの第１の部分および第２の部分をそれぞれ示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１に示される輸送手段１は、燃焼室および収束−発散ノズルを備えた反動推進エンジン２を有する。輸送手段１は、化学的に互いと反応し、反動推進エンジン２に供給される２種類の液体推進剤それぞれのための供給システム３、４も有する。第１の供給システム３は一部のみが示されている。流体で満たされると、供給システム３および４のそれぞれは、抵抗５、インダクタ６、およびコンデンサ７からなる電気回路としてモデル化できる動的システムに相当し、動的システムは、通常、それぞれが各自の流体共振振動数ｆｈにある複数の流体共振モードを呈する。
【００２１】
第２の供給回路４の少なくとも１つの共振振動数を変動させるために、この回路は、第２の供給回路４と並列に、可変である気体の体積を持ち、したがって同じく可変の圧縮率を持つ液圧アキュムレータ８を含む。図２ａおよび図２ｂに示されるこのアキュムレータ８はタンク９を備え、タンク９は、一方の側に、加圧された気体をタンクに供給する点１０と、反対側に、第２の供給回路４の導管１５への接続１１とを備える。点１０と接続１１との間の種々の異なる液位で、浸漬管１２ａ−１２ｄがタンク９を導管１５に接続している。各浸漬管１２ａ−１２ｄは、タンク９と導管１５との間に置かれた弁１４ａ−１４ｄを含む。弁１４ａ−１４ｄはすべて、それらを開閉させるために制御ユニット３０に接続されている。弁１４ａ−１４ｄを開閉することは、図２ａおよび図２ｂに示されるように、タンク９内の液体の液位、したがって気体１７の体積を変化させる役割を果たす。図２ａでは、最も短い浸漬管１２ａの弁１４ａが開かれており、一方、その他の浸漬管１２ｂ−１２ｄの弁１４ｂ−１４ｄは閉じられている。したがって、液体の自由表面は、浸漬管１２ａの入口の液位で安定し、気体１７の体積、したがってその圧縮率は、比較的制限された状態を保つ。それに対して、図２ｂでは、浸漬管１２ａの弁１４ａが閉じられており、次の浸漬管１２ｂの弁１４ｂが開いている。したがって、液体の自由表面は、より低い浸漬管１２ｂの入口の液位で安定し、気体１７の体積、したがって圧縮率は、それに応じて増大する。他の弁１４ｃおよび１４ｄを開くことにより、連続した液位ずつ液圧アキュムレータ８の「容量」をさらに増すことが可能である。
【００２２】
輸送手段１の構造は、特に、機械的共振振動数ｆｍにそれぞれが関連する複数の機械的共振モードで振動する可能性がある。飛行時には、特に燃焼室２への供給に使用される推進剤タンクが徐々に空になるために、それらの機械的共振振動数は時間と共に変動する。ポゴ効果を回避するために流体共振振動数ｆｈと機械的共振振動数ｆｍとが当初は互いからかなり離れている場合でも、ある状況下では、流体共振振動数が変わらないと仮定すると、機械的共振振動数ｆｍの変動によって機械的共振振動数ｆｍが流体共振振動数ｆｈに近づき、それによりこのポゴ効果を引き起こすことがある。
【００２３】
４つの浸漬管１４ａ−１４ｄにより、アキュムレータ８内の異なる体積の気体にそれぞれが対応する４つの所定の液位の組の中から１つの動作液位を選択することが可能になるため、また、それらの浸漬管により、この組の中の液位の任意の１つから別の液位に移ることが可能になるため、したがって、輸送手段１のロケットエンジンが動作している間でも、第２の供給回路４の様々な流体共振モードの流体共振振動数ｆｈを適合することが可能になり、それにより、流体共振振動数ｆｈのいずれか１つが、輸送手段１の構造の機械的共振モードの時間変化する機械的共振振動数ｆｍと一致することを回避する。図３Ａは、アキュムレータ８内の気体の体積Ｖが、アキュムレータ８内の液体の自由表面の液位に関して、複数の連続した液位を通過する際にどのように変化するかを示す。図３Ｂは、流体共振振動数ｆｈ（単位：ヘルツ）が、どのように第２の供給回路４の第１の３つの流体共振モードに対応して変動するかを示す。アキュムレータ８の「容量」のレベルが増大するのと同時に、それぞれの流体共振振動数ｆｈのレベルが同じように低下することを見て取ることができる。
【００２４】
ある状況では、流体共振振動数ｆｈと機械的共振振動数ｆｍとの間の距離を増大させることを目的とする遷移として、液圧アキュムレータ８が、現在の液位から所定の液位の組のうちの代替液位に遷移する時に、図４の交差した線によって示されるように、流体共振振動数ｆｈの少なくとも１つが、機械的共振振動数ｆｍの少なくとも１つと瞬間的に交差する可能性がある。そのような流体共振振動数と機械的共振振動数との間の一致は過渡的なものに過ぎず、ポゴ効果が引き起こされる危険を制限するが、一般には、そのような交差は一切回避することが適切である。
【００２５】
制御ユニット３０は、詳細には、ポゴ効果を抑制する方法を行うように構成された、かつ／またはプログラムされたデータプロセッサユニットを有することができる。詳細には、制御ユニット３０は、方法を行うための一連の命令、すなわちプログラムを記憶したＲＡＭまたはＲＯＭを有することができる。図５は制御ユニット３０の機能図であり、相互接続された機能モジュールの組として制御ユニット３０を示している。
【００２６】
したがって、この制御ユニット３０は、センサ３１によって供給される物理パラメータ、および／または輸送手段１の少なくとも１つのモデルによって推定される物理パラメータに基づいて、流体共振モードおよび機械的共振モードの組の共振モードごとに、以下の計算を行うための第１の計算モジュールＦ１を備える：
−  Ｎ個の流体共振モードの組にある各共振モードｎについての、現在の液位に対応する、すなわちアキュムレータ８内の現在の気体の体積での、供給システム４の流体共振振動数ｆｈ（０，ｎ）、
−  Ｐ個の機械的共振モードの組の各共振モードｐについての、輸送手段１の構造の現在の機械的共振振動数ｆｍ（ｐ）、
−  Ｎ個の流体共振モードの組のうち同じ共振モードｎについての、他の利用可能な液位の各液位ｘに対応する、すなわち所定の液位の組にあるアキュムレータ８内の代替液位各々についての、供給システム４の流体共振振動数ｆｈ（ｘ，ｎ）。
任意で、第１の計算モジュールＦ１は、それら振動数それぞれの不確定性範囲も計算してよい。
【００２７】
制御ユニット３０は、第１の計算モジュールＦ１によって計算された値に基づいて液位の変更を命令する決定モジュールＦ２も有する。図５に示されるように、この決定モジュールＦ２は、さらに複数の他の機能モジュールからなることができ、それらのモジュールには、各現在の流体共振振動数ｆｈ（０，ｎ）と各現在の機械的共振振動数ｆｍ（ｐ）との間の差ＤＩＦＦ（０，ｎ，ｐ）を計算する第２の計算モジュールＦ２１、各代替流体共振振動数ｆｈ（ｘ，ｎ）と各現在の機械的共振振動数ｆｍ（ｐ）との間の差ＤＩＦＦ（ｘ，ｎ，ｐ）を計算する第３の計算モジュールＦ２２、振動数の交差を検出するモジュールＦ２４、現在の液位の変化を検出するモジュールＦ２５、および液位を選択するモジュールＦ２６が含まれる。各流体共振モードｎおよび各機械的共振モードｐについて、現在の差ＤＩＦＦ（０，ｎ，ｐ）および代替の差ＤＩＦＦ（ｘ，ｎ，ｐ）を計算するために、第２および第３の計算モジュールＦ２１およびＦ２２は、場合によっては第１の計算モジュールＦ１によって供給される不確定性範囲を考慮に入れることができる。
【００２８】
振動数交差検出モジュールＦ２４は、液圧アキュムレータ８の現在の液位から様々な代替液位へのすべての可能な遷移のうち、どの遷移が、流体振動数ｆｈのいずれかが機械的振動数ｆｍのいずれかと交差するのを回避するかを判定するように設計される。この目的のために、この振動数交差検出モジュールＦ２４では、図６のフローチャートによって説明される以下のアルゴリズムが行われる：
このアルゴリズムが開始されたＳ６００後、対応するステップＳ６０１およびＳ６０２で、カウンタｘおよびｎがそれぞれ値１に初期化される。
【００２９】
ステップＳ６０３で、同じ流体共振モードｎについて、現在の流体共振振動数ｆｈ（０，ｎ）が、代替の流体共振振動数ｆｈ（ｘ，ｎ）と比較される。現在の流体共振振動数ｆｈ（０，ｎ）が代替の流体共振振動数ｆｈ（ｘ，ｎ）より大きい場合は、ステップＳ６０４で、現在の流体共振振動数ｆｈ（０，ｎ）が高い振動数ｆｈｍａｘとして記憶され、代替の流体共振振動数ｆｈ（ｘ，ｎ）が低い振動数ｆｈｍｉｎとして記憶される。しかし、現在の流体共振振動数ｆｈ（０，ｎ）が代替の流体共振振動数ｆｈ（ｘ，ｎ）より大きくない場合は、ステップＳ６０５で、現在の流体共振振動数ｆｈ（０，ｎ）が低い振動数ｆｈｍｉｎとして記憶され、代替の流体共振振動数ｆｈ（ｘ，ｎ）が高い振動数ｆｈｍａｘとして記憶される。
【００３０】
そのようにして低い振動数ｆｈｍｉｎおよび高い振動数ｆｈｍａｘが記憶されると、ステップＳ６０６で、カウンタｐが値１で初期化される。その後、ステップＳ６０７で、現在の機械的共振振動数ｆｍ（ｐ）が高い振動数ｆｈｍａｘ未満であり、かつ低い振動数ｆｈｍｉｎより大きいかどうかを判定するために、現在の機械的共振振動数ｆｍ（ｐ）が、前記低い振動数ｆｈｍｉｎおよび高い振動数ｆｈｍａｘと比較される。該当しない場合、ステップＳ６０８で、カウンタｐの値が、その最大値Ｐ、すなわちアルゴリズムによって考慮に入れられる必要がある機械的共振モードの数Ｐと比較される。この値Ｐに達していない場合は、ステップＳ６０９でカウンタｐに１単位が足され、方法は、次の機械的共振モードの機械的共振振動数を低い振動数ｆｈｍｉｎおよび高い振動数ｆｈｍａｘと比較するために、ループしてステップＳ６０７に戻る。そうでなく、カウンタｐの最大値Ｐに達している場合は、ステップＳ６１０で、カウンタｎが、その最大値Ｎ、すなわちアルゴリズムによって考慮に入れられるべき流体共振モードの数Ｎと比較される。この値Ｎに達していない場合は、ステップＳ６１１でカウンタｎに１単位が足され、方法は、次の流体共振モードについての低い振動数および高い振動数を判定し、次いでそれらを機械的共振振動数と比較するために、ループしてステップＳ６０３に戻る。そうでなく、ステップＳ６０７の比較でＮ個の流体共振モードのいずれについても、またＰ個の機械的共振モードのいずれについても肯定の結果が得られることなく、カウンタｎの最大値Ｎに実際に達している場合は、ステップＳ６１２でバイナリ信号ＣＲＩＴＸ（ｘ）に対して値ゼロが記憶され、したがって、代替液位ｘが振動数の交差を全く伴わずに現在の液位から到達可能であることを示す。
【００３１】
さらに、ステップＳ６０７で、現在の機械的共振振動数ｆｍ（ｐ）と前記低い振動数ｆｈｍｉｎおよび高い振動数ｆｈｍａｘとの比較で肯定の結果が得られた場合は、ステップＳ６１３で、カウンタｎおよびｐに対応するループを継続することなく、バイナリ信号ＣＲＩＴＸ（ｘ）に対して値１が直接記憶される。
【００３２】
ステップＳ６１２またはステップＳ６１３のいずれかの後に、ステップＳ６１４でカウンタｘの値がその最大値Ｘと比較される。これにより、Ｘ個の代替液位それぞれが検証されたかどうかを判定する。検証されていない場合は、ステップＳ６１５でカウンタＸの値に１単位が足され、方法は、カウンタｘを初期化するステップＳ６０２に戻る。そうでなく、カウンタｘで最大値Ｘに実際に達している場合は、振動数の交差を検出するアルゴリズムが終了Ｓ６１６で停止される。
【００３３】
現在の液位の変化を検出するモジュールＦ２５は、液位間の遷移が現在起こっているかどうかを検出するように構成され、遷移が起こっていない場合は値ゼロを持つバイナリ信号ＣＲＩＴＴを生成し、そのような遷移が実際に起こっている場合は値１を持つバイナリ信号ＣＲＩＴＴを生成する。この目的のために、モジュールＦ２５は、例えば、示されるように、同じ流体共振モードｎについての、モジュールＦ１によって計算される現在の流体共振振動数ｆｈの値（０，ｎ）と、液位選択モジュールＦ２６によって現在選択されている液位に対応する流体共振振動数ｆｈｃ（ｎ）との間の比較に依拠することができる。すると、信号ＣＲＩＴＴの値は、同じ流体共振モードｎについての、現在の流体共振振動数ｆｈ（０，ｎ）の値と、現在選択されている液位に対応する流体共振振動数ｆｈｃ（ｎ）の値との差が不確定性の閾値を超える時には、ゼロから１になり、それらの差が再度不確定性の閾値以下、または遷移の開始からの時間閾値が超過されると、すぐにゼロに戻る。しかし、それに代えて、液位変化のそのような過渡的な状態は、例えば、現在の流体共振振動数ｆｈ（０，ｎ）の時間勾配に基づくか、弁１４ａ−１４ｄもしくはそれらの制御信号を観察する、または実際にアキュムレータ８内の液体の液位を観察するなど、他のやり方で判定されてもよい。
【００３４】
液位選択モジュールＦ２６は、液位の変化を検出するモジュールＦ２５によって送信される信号ＣＲＩＴＴと、振動数の交差を検出するモジュールＦ２４によって送信される信号ＣＲＩＴＸ（ｘ）と、第２および第３の計算モジュールＦ２１およびＦ２２によって計算される現在の差および代替の差ＤＩＦＦ（０，ｎ，ｐ）およびＤＩＦＦ（ｘ，ｎ，ｐ）とに基づいて、図７および図８に示されるアルゴリズムを使用して、Ｘ個の代替液位の中から動作液位を選択し、液圧アキュムレータ８をこの代替液位に遷移させるように構成される。このアルゴリズムが開始されるとＳ７００、最初にステップＳ７０１で第１の参照基準が現在の液位によってすでに満たされていないかどうかが検証される。示される実装では、この第１の参照基準は、現在の流体共振振動数ｆｈ（０，ｎ）の組と機械的共振振動数ｆｍ（ｐ）の組との間の距離Ｄ（０）が、第１の閾値Ｄｍｉｎ１より大きいことである。例として、この距離Ｄ（０）は、差ＤＩＦＦ（０，ｎ，ｐ）のうち最も小さいものとして計算されてよい。現在の液位がこの第１の参照基準を満たす場合は、液位の遷移は必要とされず、完了ステップＳ７０２に進むことによってアルゴリズムが直ちに中断される。しかしながら、現在の液位がこの第１の参照基準を満たさない場合は、ステップＳ７０３で、進行中の液位遷移を示す信号ＣＲＩＴＴの値が１に等しくないかどうかが検証される。信号ＣＲＩＴＴが進行中の遷移があることを実際に示す場合も、完了Ｓ７０２に進むことによってアルゴリズムが中断される。対して、バイナリ信号ＣＲＩＴＴの値がゼロである場合は、方法は初期化ステップＳ７０４に進み、ここで、カウンタｉ、ｊ、およびｋが値ゼロで初期化され、パラメータＤＭＡＸの値が距離Ｄ（０）の値で初期化され、カウンタｘが１の値で初期化される。その後、ステップＳ７０５で、第１の参照基準が代替液位ｘによって満たされるかどうか、すなわち、距離Ｄ（０）と同じようにして、ただし液位ｘに対応する代替の差Δｆ（ｘ，ｎ，ｐ）に基づいて計算される距離Ｄ（ｘ）が、第１の閾値Ｄｍｉｎ１より大きいかどうかが検証される。
【００３５】
この第１の参照基準が代替液位ｘによって満たされない場合は、ステップＳ７０６で、ゼロの値がバイナリ信号ＣＲＩＴ１（ｘ）に与えられ、その後、ステップＳ７０７で、液位ｘが少なくとも、より制約の緩い第２の参照基準を満たすかどうかを検証する。示される実装では、この第２の参照基準は、距離Ｄ（ｘ）の値が少なくとも、第１の閾値より小さい第２の閾値Ｄｍｉｎ２より大きいことである。しかし、この第２の参照基準には代替の基準が想定されてもよい。この第２の参照基準が代替液位ｘによってもまだ満たされない場合は、ゼロの値がバイナリ信号ＣＲＩＴ２（ｘ）に与えられ、方法はステップＳ７０９に進んで、ステップＳ７０９でカウンタｘの値が代替液位の数Ｘにすでに等しいかどうかが検証される。まだ等しくない場合は、ステップＳ７１０でカウンタｘに１単位が足され、方法はループしてステップＳ７０５に戻る。それに代えて、第２の参照基準がステップＳ７０７で実際に満たされている場合は、ステップＳ７１１で、液位ｘについて信号ＣＲＩＴ２（ｘ）に値１が代入され、カウンタｊに１単位が足される。その後、ステップＳ７１２で、カウンタｋがまだゼロであるかどうか、および距離Ｄ（ｘ）がパラメータＤＭＡＸに代入された値より大きいかどうかが検証される。それら２つの条件が満たされる場合は、ステップＳ７１３で、液位ｘについての距離Ｄ（ｘ）の値がこのパラメータＤＭＡＸに代入され、その後ステップＳ７０９に行く。それ以外の場合、方法は直接ステップＳ７０９に行く。
【００３６】
ステップＳ７０５で第１の参照基準が実際に代替液位ｘによって満たされる場合は、ステップＳ７１４で、信号ＣＲＩＴ１（ｘ）に１の値が代入され、カウンタｉに１単位が足される。その後、ステップＳ７１５で、信号ＣＲＩＴＸ（ｘ）の値が使用されて、振動数の交差を伴わずに代替液位ｘへの遷移が可能であることを検証する。信号ＣＲＩＴＸ（ｘ）の値がゼロでない場合は、代替液位ｘへの遷移が少なくとも１回の振動数の交差を伴うことを意味し、方法は上述のステップＳ７１２に行く。そうでなく、ステップＳ７１５で信号ＣＲＩＴＸ（ｘ）の値が実際にゼロであることが検証される場合は、代替液位ｘへの遷移が振動数の交差を伴わずに実際に可能であることを意味し、ステップＳ７１６で、カウンタｋの値がまだゼロに等しいか、または距離Ｄ（ｘ）が比較パラメータＤＭＡＸの値より大きいかどうかが検証される。これら２つの条件の少なくとも１つが満たされ、したがって、代替液位ｘが、振動数の交差を伴わずに遷移が実行可能な第１の液位か、または、振動数の交差を伴わずに遷移が実行可能であることがすでに検証されている距離のうち最も大きい距離Ｄ（ｘ）を当座の間呈する液位のどちらかであることを示す場合は、ステップＳ７１７で、距離Ｄ（ｘ）の値がパラメータＤＭＡＸに代入され、その後ステップＳ７１８に行き、そこでカウンタｋに１単位が足され、その後方法は上記のステップＳ７０９に行く。それに対して、ステップＳ７１６で検証される条件がどれも満たされない場合は、方法はステップＳ７１７を経由することなく直接ステップＳ７１８に行く。
【００３７】
したがって、ステップＳ７０５とＳ７０９の間の各ループで、代替液位ｘが条件ＣＲＩＴＸ（ｘ）＝０を満たし、それによって振動数の交差を伴わずに遷移が可能である場合は、第１の比較基準が満たされ、かつカウンタｋの値がゼロであるか、または距離Ｄ（ｘ）の値がパラメータＤＭＡＸの前の値より大きければ、ステップＳ７１６で対応する距離Ｄ（ｘ）の値がパラメータＤＭＡＸに代入される。一方、代替液位ｘが条件ＣＲＩＴＸ（ｘ）＝０を満たさない場合は、第１の参照基準または少なくとも第２の参照基準が満たされ、対応する距離Ｄ（ｘ）の値がパラメータＤＭＡＸの前の値より大きく、かつ、カウンタｋがまだゼロである（これは、条件ＣＲＩＴＸ（ｘ）＝０を満たした代替のパラメータｘがまだないことを意味する）、のでない限り、ステップＳ７１３で、対応する距離Ｄ（ｘ）の値はパラメータＤＭＡＸに代入されない。
【００３８】
その結果、アルゴリズムのこの第１の部分の終了時に、ステップＳ７０９の条件が最終的に満たされ、したがってＸ個の代替液位がすべて考慮されている時、パラメータＤＭＡＸの値は、第１の参照基準を（したがって第２の参照基準も）満たすとともに条件ＣＲＩＴＸ（ｘ）＝０も満たす代替液位（それらの液位はしたがって振動数が交差されることなくアクセス可能である）の組にある距離Ｄ（ｘ）うち最も大きいものの値か、または、代替液位の中に第１の参照基準および条件ＣＲＩＴＸ（ｘ）＝０を満たすものがない場合は、現在の液位に対応する距離Ｄ（０）と、第１および第２の参照基準の少なくとも一方を満たす代替液位の組にある距離Ｄ（ｘ）との中で最も大きいものの値、のどちらかに対応する。
【００３９】
ステップ選択モジュールＦ２６によって行われるアルゴリズムの第２の部分が図８に示される。ステップＳ７０９で、Ｘ個の代替液位のうち最後の液位がすでに到達されていることが判明した場合、ステップＳ８０１およびＳ８０２でカウンタｉの状態が検証される。それらのステップＳ８０１およびＳ８０２で、それぞれカウンタｉの値がゼロより大きいか、または１より大きいことが判明し、したがって複数の代替液位が第１の参照基準を満たすことを示す場合は、ステップＳ８０３およびＳ８０４でカウンタｋの状態が検証される。それらのステップＳ８０３およびＳ８０４で、それぞれカウンタｋの値がゼロより大きいか、または１より大きいことが判明し、第１の参照基準を満たす代替液位のうち複数の代替液位が、振動数の交差を伴わずに到達されることが可能であることを示す場合は、ステップＳ８０５で、信号ＣＲＩＴＸ（ｘ）の値がゼロである２つ以上の代替液位ｘについて、距離Ｄ（ｘ）の値がパラメータＤＭＡＸの値と等しいかどうかが検証される。等しい場合は、ステップＳ８０６で、ステップ選択モジュールＦ２６が、Ｄ（ｘ）＝ＤＭＡＸかつＣＲＩＴＸ（ｘ）＝０である複数の代替液位ｘの中から、所定の順序において最も高い順位を持つ液位を選択し、次いで、選択された液位への遷移を命令し、その後ステップＳ８０７でアルゴリズムが完了される。それに対し、ステップＳ８０５で、信号ＣＲＩＴＸ（ｘ）の値がゼロである代替液位のうち１つのみの代替液位ｘについて、距離Ｄ（ｘ）の値が、パラメータＤＭＡＸに代入された値と等しいことが判明した場合、または、ステップＳ８０４で、カウンタｋの値が１より大きくない（これは、条件ＣＲＩＴＸ（ｘ）＝０、したがってＤ（ｘ）＝ＤＭＡＸも満たす代替液位ｘが１つしかないことを意味する）ことが判明した場合は、ステップＳ８０７の完了にその後進むために、ステップＳ８０８で、モジュールＦ２６は次いで、条件Ｄ（ｘ）＝ＤＭＡＸおよびＣＲＩＴＸ（ｘ）＝０の両方を満たす唯一の代替液位ｘへの遷移を命令する。
【００４０】
さらに、ステップＳ８０２で、カウンタｉの値が１より大きくないことが判明し、第１の参照基準を満たす代替液位ｘが１つしかないことを意味する場合は、ステップＳ８０９で、モジュールＦ２６は次いで、その条件ＣＲＩＴＸ１（ｘ）＝１を満たす唯一の代替液位ｘへの遷移を命令し、その後ステップＳ８０７の完了に進む。
【００４１】
比較パラメータ、すなわち示される実装における距離Ｄ（ｘ）、および代替液位ｘの所定の順序は、振動数の交差を伴わずにアクセス可能な液位がない時に、第１または第２の参照基準を満たす複数の代替液位ｘの中から決定するためにも使用されることができる。したがって、ステップＳ８０２で、カウンタｉの値が１より大きいことが判明し、複数の代替液位ｘが第１の参照基準を満たすことを意味するものの、ステップＳ８０３でカウンタｋの値がゼロのままであったことが判明し、それらの代替液位ｘの中で振動数の交差を伴わずに到達可能なものがないことを示す場合は、方法はステップＳ８１０に行き、そこで、パラメータＤＭＡＸに代入されている距離と等しい距離Ｄ（ｘ）を呈する代替液位ｘが２つ以上あるかどうかが検証される。２つ以上ある場合は、ステップＳ８１１で、モジュールＦ２６は次いで、パラメータＤＭＡＸの値に等しい距離Ｄ（ｘ）を持ち、最も順位が高い代替液位ｘに遷移するようにアキュムレータ８に命令し、その後ステップＳ８０７の完了に進む。２つ以上ない場合は、ステップＳ８１２で、モジュールＦ２６は次いで、したがって距離Ｄ（ｘ）の値がパラメータＤＭＡＸの値に等しい唯一の代替液位ｘに遷移するようにアキュムレータ８に命令し、その後方法はステップＳ８０７の完了に進む。ステップＳ８１０は次の場合にも到達され、すなわち、ステップＳ８０１でカウンタｉの値がゼロのままであったことが判明し、これは第１の参照基準を満たす代替液位ｘがないことを意味し、それによって第１の低下動作モードに至り、次いで続くステップＳ８１３で、カウンタｊの値がゼロでないことが判明し、これは少なくとも１つの代替液位ｘが第２の参照基準を満たすことを意味し、次いでステップＳ８１４で、現在の液位に対応する距離Ｄ（０）が、代替液位ｘのうち距離Ｄ（ｘ）の中で最も大きいものに対応するパラメータＤＭＡＸの値未満であることが判明した場合、も到達される。
【００４２】
しかし、ステップＳ８１４で、このアルゴリズムの第１の部分の後に、現在の液位に対応する距離Ｄ（０）がパラメータＤＭＡＸの値より小さくないことが判明した場合、または、ステップＳ８１３で、カウンタｊの値がゼロのままであったことが判明し、その結果第２の参照基準を満たす代替液位さえなく、次いでステップＳ８１５で現在の液位がこの第２の参照基準を実際に満たす場合は、モジュールＦ２６は、液位の遷移は一切命令せずに、ステップＳ８０７のアルゴリズムの完了に直接行く。
【００４３】
最後に、ステップＳ８１５で、現在の液位も第２の参照基準を満たさないことが判明した場合は、モジュールＦ２６は第２の低下動作モードに移され、このモードでは、ステップＳ８１６で、流体共振振動数と機械的共振振動数が互いに近いにも関わらず、ポゴ効果が引き起こされるのを引き続き回避することを試みて、少なくとも２つの異なる液位を交互に高速に取る遷移を命令する。
【００４４】
本発明は、特定の実装に関して説明されるが、特許請求の範囲によって定義される本発明の全体的な範囲を超えずにそれらの実装に様々な改変および変更がなされ得ることは明らかである。また、述べられる様々な実装の個々の特徴は、追加的な実装では組み合わせられてよい。したがって、説明および図面は、制約的ではなく例示的な意味で解釈されるべきである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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