(57)【要約】  非回転斜板１２と、ポンプ１０の回転バーレル１４とを有する可変容量形ポンプ１０に用いられる斜板角感知構造は、斜板角感知構造５０内に誘電センサを備える。当該構造は、ケーシング１６に連結された感知プローブ５２と、斜板１２に連結された感知目標体５４と、感知プローブ５２を介して交流電流を案内してプローブ５２と目標体５４の間にインピーダンスを確立させ、プローブ５２を通して電圧を判定するコントローラ４８とを含む。コントローラ４８は更に、判定した電圧に基づき、ケーシング１６に対する斜板１２の角を判定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプバーレル１４の回転軸１８に対して旋回する非回転斜板１２を含むケーシング１６を有する可変容量形ポンプ１０に用いられ、斜板１２が前記ポンプバーレル１４の前記回転軸１８に対してほぼ垂直である平面に対する斜板角を定義する斜板角感知構造５０であって、
前記ケーシング１６の内部に位置する感知プローブ５２と、
前記斜板１２に取り付けられている感知目標体５４と、
前記感知プローブ５２を介して交流電流を案内して前記感知プローブ５２と前記感知目標体５４の間にインピーダンスを確立させ、前記感知プローブ５２を通した電圧を判定する一方、前記判定した電圧に基づいて前記斜板１２の角を判定するコントローラ４８とからなることを特徴とする、斜板角感知構造５０。
【請求項２】
前記感知プローブ５２と前記感知目標体５４の間に位置する流体媒質５６を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の斜板角感知構造５０。
【請求項３】
前記感知プローブ５２は前記ケーシング１６の内部に露出されている導電部５８と、前記導電部５８と前記ケーシング１６の間に位置する非導電部６０とを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の斜板角感知構造５０。
【請求項４】
前記導電部５８は電線を含むことを特徴とする、請求項３に記載の斜板角感知構造５０。
【請求項５】
前記感知目標体５４は、導電部６８と、前記導電部６８と前記斜板１２の間に位置する非導電部７０とを含むことを特徴とする、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の斜板角感知構造５０。
【請求項６】
前記コントローラ４８は、前記感知プローブ５２と前記ケーシング１６との間に前記交流電流を案内させることを特徴とする、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の斜板角感知構造５０。
【請求項７】
前記斜板１２の角の変化につれて確立インピーダンスが変化することを特徴とする、請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の斜板角感知構造５０。
【請求項８】
可変容量形ポンプ１０であって、
ケーシング１６と、
前記ケーシング１６の内部に位置し、回転軸１８を中心に回転するバーレル１４と、
前記ケーシング１６の内部に位置し、前記回転軸１８を中心に旋回する非回転斜板１２と、
請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の前記斜板角感知構造５０とからなる、可変容量形ポンプ１０。
【請求項９】
請求項１〜８のうちいずれか一項に記載の前記非回転斜板１２の角をモニタリングする方法であって、
前記感知プローブ５２を介して交流電流を案内し、前記感知プローブ５２と前記感知目標体５４の間にインピーダンスを確立させるステップと、
前記感知プローブ５２を通した電圧を判定するステップと、
前記判定した電圧に基づいて前記斜板１２の角を判定するステップとからなることを特徴とする、方法。
【請求項１０】
前記判定した角に基づいて前記斜板１２の角を変化させるステップを更に含むことを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、可変容量形油圧ポンプをモニタリングする方法および装置に関するものであり、より具体的には、斜板の角をモニタリングする方法および構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
可変容量形ポンプは、様々な種類の油圧系に通常的に用いられるものである。一部の車両は、車両のエンジンやモータを駆動し、加圧流体の流動を生成する油圧ポンプを備えている。該加圧流体は、車両の作動中に多様な目的に用いられる。例えば機械は、加圧流体を用いて機械が作業現場を動き回るように推進することもでき、或いは、機械における装備を動かすこともできる。
【０００３】
可変容量形ポンプは、通常、貯留槽から作動流体、例えばオイルを引き込み、当該流体に作業を行って流体の圧力を増加させる。ポンプは当該流体の圧力を上げるポンプ機能素子、例えば一連のピストンなどを備えても良い。ポンプは更に、往復運動を介してピストンを駆動して流体の圧力を上げる可変角斜板を含んでも良い。
【０００４】
可変角斜板を含むポンプは更に、斜板の角を可変させてピストンをストローク長を変え、ポンプの容量を変動させる機構を含んでも良い。ポンプの容量は、斜板の角を変えてピストンのストローク長を短縮させることで低減する。反対に、斜板の角を変えてピストンをストローク長を延長させれば、ポンプの容量は増加する。
【０００５】
可変容量形ポンプが必要とする加圧流体の量は、ポンプに依存しているシステムまたは車両の特定作動条件によって異なる。車両に適用する場合、例えば、車両の要件に合わせてポンプの容量を変動させることで車両の全体効率を改善することができる。車両が少量の加圧流体を要求する場合、斜板の角を変化させ、ピストンのストローク長を短縮する。車両が大量の加圧流体を要求する場合は、斜板の角を変化させ、ピストンのストローク長を延長する。
【０００６】
車両またはシステムは、作動要件をモニタリングし、該要件に合わせてポンプの作動を制御する制御システムを含んでも良い。ポンプの出力と、車両またはシステムの要件と効率的にマッチングさせるために、制御システムはポンプの電流出力を、例えば、斜板の角を感知してモニタリングする。制御システムが斜板の角を精度高く判定することができれば、制御システムがポンプの電流出力を精度高く推定することも可能となる。制御システムは、斜板の角を調整して車両の要件に合わせる。
【０００７】
可変容量形ポンプは、斜板の角をモニタリングするセンサを含んでも良い。斜板センサは、様々な原理のいずれに基づいても良い。例えば、センサは機械的原理、光学的原理、電気的原理、磁気的原理、或いはホール効果の原理に基づいて作動しても良い。しかしながら、上記の原理に基づく主知のセンサは、通常、いずれも可変容量形ポンプには適合ではなく、よって、ポンプにおける全体コストを著しく上昇させてしまったり、作動の要求事項を持ち応えるほど充分に頑丈ではなくなったり、或いは、ポンプ液の鉄鋼材など、システム内の干渉に影響を受けることもある。
【０００８】
例えば、Ｒｅｘｒｏｔｈ社の斜板角センサは、電気的原理および磁気的原理の組み合わせ、通常ホール効果と呼ばれるものに基づいている。該センサは、斜板に付着され、ポンプゲーシングの外部へ延材する永久磁石を活用する。ホール効果半導体チップは永久磁石の間に位置する。半導体チップを介して電流を案内し、チップを通した結果電圧を測定して、斜板の角を判定する。しかしながら、ポンプケーシングと該ポンプケーシングの外部へ突出している磁石の間を効果的に封止するのは容易ではなく、コストも高い。更に、センサの近くに存在する磁性物質がセンサの作動に干渉する恐れがある。デュほかの米国特許第６，８４８，８８８号は、従来技術であるホール効果センサの短所の一部を克服しようと試みるものである。
【０００９】
ポンプ流動測定構造は、温度変化、著しいシステムの振動、高頻度の圧力変動、ポンプの作動流体に含まれる金属破片、キャビテーション、多様な雑音などに係らず、厳しい作業環境でも信頼性の高い情報を提供するのが好ましい。また、経済的な製造・作動を可能とする構造であるのが更に好ましい。
【発明の概要】
【００１０】
本開示の一様態によると、ポンプバーレルの回転軸に対して旋回する非回転斜板を含むケーシングを有する可変容量形ポンプに用いられる斜板角感知構造を提供する。斜板は、ポンプバーレルの回転軸に対してほぼ垂直である平面に対する斜板角を定義する。斜板角感知構造は、ケーシングに連結されている感知プローブと、斜板に連結されている感知目標体と、コントローラとを備える。該コントローラは、感知プローブを介して交流電流を案内して感知プローブと感知目標体の間にインピーダンスを確立させ、感知プローブを通した電圧を判定する。該コントローラは更に、判定した電圧に基づいて斜板の角を判定する。
【００１１】
他の様態によると、本開示はケーシングと、ケーシングの内部に位置し、回転軸を中心に回転するバーレルと、ケーシングの内部に位置し、回転軸を中心に旋回する非回転斜板とを備える可変容量形ポンプを提供する。該ポンプは更に、斜板に連結された感知目標体と、ケーシングに連結され、感知目標体に接近している感知プローブと、コントローラとを備える。該コントローラは、感知プローブを介して交流電流を案内して感知プローブと感知目標体の間にインピーダンスを確立させ、感知プローブを通した電圧を判定する。該コントローラは更に、判定した電圧に基づいてケーシング１６に対する斜板の角を判定する。
【００１２】
更に他の様態によると、本開示は、可変容量形ポンプにおける軸に対して旋回する非回転斜板の位置をモニタリングする方法を提供する。該ポンプは、ゲーシングの内部で該軸の周りを回転可能なバーレルを含む。当該方法では、斜板に連結されている感知目標体を用意し、ケーシングに連結され、感知目標体に接近している感知プローブを用意する。当該方法は更に、感知プローブを介して交流電流を案内し、感知プローブと感知目標体の間にインピーダンスを確立させるステップと、感知プローブを通した電圧を判定するステップと、判定した電圧に基づき、ケーシングに対する斜板の角を判定するステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】側面形状切断図として示した可変容量形ポンプにおける斜板の角位置をモニタリングする、斜板角感知構造の概略図。
【図２】図１が図示したポンプのバルブ板の、ＩＩ−ＩＩに沿った端面図。
【図３】図１の斜板角感知構造の概略図。
【図４】図３においてＩＶ−ＩＶ線に沿った感知プローブの図。
【図５】図３の斜板角感知構造の部品の誘電特性を表した図。
【図６】図３が図示した構造の等価誘電解釈回路の図。
【図７】本開示による斜板角感知構造の実施形態における斜板角と測定電圧の相関関係を表す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示は、可変容量形油圧ポンプ１０を制御する方法、システム、構造に関するものである。より具体的には、本開示は可変容量形ポンプ１０における斜板１２の角位置をモニタリングする方法、システム、構造に関するものである。方法および構造は、様々な種類の可変容量形油圧ポンプに適用可能であり、制御は、ソフトウェア、或いは可変容量形ポンプに組み入れたシステムを視覚的に制御するコントローラにより実現しても良い。
【００１５】
可変容量形ポンプ１０の例示的実施形態を図１に示した。図示のとおり、ポンプ１０は、ケーシング１６の内部に位置し、バーレル軸１８の周りを回転するバーレル１４を含む。バーレル１４は、一連のチャンバ２０（図１では二つ）を区画する。チャンバ２０は、バーレル軸１８の周りを、一定の間隔を置いて円形を描きながら配置されているのは通常である。各チャンバ２０は出口２２を含む。バーレル１４は、圧縮シリンダ−バーレルバネ２６とバーレル１４内の圧力とにより、バルブ板２４に密着して保持されている。図２に明確に図示されているように、バルブ板２４は導入口２８および排出口３０を含む。その重要性に関しては下記に説明する。
【００１６】
図１に戻り、ポンプ１０は更に、一連のピストン３２と、駆動面３６を有する斜板１２とを含む。各チャンバ２０に、一本のピストン３２が摺動可能に位置する。各ピストン３２の一端は出口２２を向かっており、他端は斜板１２の駆動面３６を向かっている同時に、付勢されて該駆動面と係合する。ピストン３２は、通常、固定クリアランス装置、或いは前向性押下機構、例えばバネ（図示せず）により、斜板１２に対して保持されている。本開示の目的のために、以下、上述した固定クリアランス装置、或いは前向性押下機構をバネと見なして記述する。
【００１７】
図示の実施形態において、各ピストン３２は、スリッパ３８に接続されている。各ピストン３２と各スリッパ３８との接続は、継ぎ手、例えば、図示の玉継ぎ手４０などを含み、各スリッパ３８は、各ピストン３２のと斜板１２の間に位置する。各継ぎ手４０は、斜板１２と各ピストン３２間の相対運動を許容する。
【００１８】
斜板１２は、ケーシング１６に対する角で位置していても良い。本開示の目的のために、角αはバーレル軸１８から垂直に引いた線ｚから測定するものとする。しかしながら、当業者ならば、異なる基準点を用いても斜板角を測定できるということを理解できるはずである。
【００１９】
シャフト４２は、いずれかの適合な機構を用いてバーレル１４に接続されていても良い。シャフト４２の回転により、バーレル１４はそれに応じてバーレル軸１８の周りを回転する。シャフト４２は、適合な動力源４４（概略的に図示）、例えばエンジン（内燃機関など）により駆動されても良い。しかしながら、当業者ならば、異なる動力源４４、例えば電気モータなどを用いてシャフト４２を駆動しても良いことを理解できるはずである。
【００２０】
バーレル１４は定角速度ωで回転する。バーレル１４が回転すれば、斜板１２の角付き駆動面３６と、各チャンバ２０におけるバネ（図示せず）の力との組み合わせにより、各チャンバ２０内で往復運動を介して各ピストン３２が駆動される。結果として、各ピストン３２は、周期的にバルブ板２４の導入口２８および排出口３０のそれぞれを通り過ぎる。斜板１２の傾斜角αにより、ピストン３２はバーレル１４の内外に向かって振動変位を起こし、油圧油を低圧口である導入口２８に引き入れ、高圧口である排出口３０から引き出す。
【００２１】
ケーシング１６に対する斜板１２の角αは、各ピストン３２のストローク長と、ポンプ１０の容量変化率とを制御する。斜板１２の角αが大きくなれば、各ピストン３２のストローク長が延長される。反対に、斜板１２の角αが小さくなれば、各ピストン３２のストローク長が短縮される。各ピストン３２のストローク長が長くなれば、バーレル１４の回転ごとに所定レベルまで加圧される流体の量が増加する。各ピストン３２のストローク長が短くなれば、バーレル１４の回転ごとに所定レベルまで加圧される流体の量が減少する。一実施形態において、斜板１２の回転範囲は、略−２０°の最小変位位置から略＋２０°の最大変位位置までに制限される。
【００２２】
斜板１２の傾斜角αは、いずれかの適合な角制御機構４６を用いて制御されるが、通常、排出圧および／または排出流量に関する要件に基づく。斜板１２の傾斜角αは、例えば、油圧制御機構により制御しても良い。該油圧制御機構は、例えば、一つ以上の作動ピストン（図示せず）を含んでいても良い。このような機構は、例えば、米国特許第６，３７５，４３３号および第６，６２３，２４７号に開示されており、当業者にとっては身近なものであるため、本開示ではこれ以上の説明は省略するものとする。なお、当業者ならば、ソレノイド従動アクチュエータやサーボ機構など、その他お機構を用いて斜板１２の角αを調整しても良いことを理解するはずである。角制御機構４６に命令を入れるために、コンロトーら４８を設けても良い。
【００２３】
コントローラ４８は、マイクロプロセッサとメモリとを有する電子制御モジュールを含んでも良い。当業者には既に主知の事実であるように、メモリは、マイクロプロセッサに操作可能に接続され、命令セットおよび変数を記憶する。様々な既知の回路、例えば電源回路、信号調節回路、ソレノイドドライバ回路などをマイクロプロセッサや電子制御モジュールの一部に連結しても良い。
【００２４】
コントローラ４８を、様々な入力パラメータに基づいてポンプ１０の作動を制御するようにプログラムしても良い。例えば、機械において、コントローラ４８は、装備の運動や機械そのものの要請動作をモニタリングして、加圧流体に対する要求を判定する。例えば、加圧流体の要件がポンプ１０の電流出力を超えるとコントローラ４８が判定した場合、コントローラ４８は角制御機構４６を調整して斜板１２の角αを大きくし、ポンプ１０の容量を増やすことができる。
【００２５】
本開示のコントローラ４８は、循環を実現できるハードウェアおよびソフトウェアを有する従来の設計であれば良く、相応の信号を送受信して開示のロジックを行うものであれば良い。コントローラ４８は一つ以上のコントローラ部を含み、開示のストラテジーのみを遂行しても良く、或いは開示のストラテジーと共に機械（図示せず）を遂行しても良い。コントローラ４８は、適切な構成の一部であっても良く、プロセッサ（図示せず）およびメモリ要素（図示せず）を含んでも良い。該プロセッサはマイクロプロセッサであっても良く、本分野で主知のものなら他のプロセッサであっても良い。一部の実施形態において、プロセッサは複数のプロセッサからなる。一実施例において、コントローラ４８は、データ入力と制御出力を有するマイクロプロセッサ回路を含み、コンピュータ可読型媒体に記憶されていたコンピュータ可読型命令に従って作動するデジタルプロセッサシステムからなる。通常、該プロセッサは、プログラム命令を記憶する長期記憶（不揮発性）メモリと、オペランドおよび処理中の（若しくは処理の）結果を記憶する短期記憶（揮発性）メモリとに関連付けられる。
【００２６】
プロセッサは、本明細書が記述する方法に従って命令を実行し、斜板角信号を生成して斜板１２の角αを制御する。当該命令は、コンピュータ可読型媒体、例えばメモリ要素や、プロセッサの外部機器に読み込まれる。他の実施形態では、配線回路をソフトウェア命令の代わりに、或いはソフトウェア命令と組み合わせて使用し、斜板角方法を実現する。従って、実施形態はハードウェア回路およびソフトウェアの特定の組み合わせに限定されない。
【００２７】
本開示における「コンピュータ可読型媒体」とは、プロセッサの実行可能な命令を配る媒体または媒体の組み合わせを指す。当該媒体は不揮発性媒体、揮発性媒体、伝送媒体などの形をとっても良いが、これらに限られる訳ではない。不揮発性媒体は、例えば、光学ディスクや磁気ディスクを含む。揮発性媒体は動的メモリを含む。伝送媒体は、同軸ケーブル、銅線、光学ファイバを含む。
【００２８】
コンピュータ可読型媒体の一般的な形態には、例えば、フロッピディスク、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、その他の光学媒体、パンチカード、穿孔テープ、孔パターンを有するその他の物理媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ−ＥＰＲＯＭ、その他のメモリチップやカートリッジ、或いはコンピュータやプロセッサを情報を読み取れる他の媒体が含まれる。
【００２９】
メモリ要素は上述したコンピュータ可読型媒体のいずれを含んでいても良い。該メモリ要素は、複数のメモリ要素からなっても良い。
【００３０】
コントローラ４８は単一ハウジングに封入されていても良い。他の実施形態において、コントローラ４８は、複数のハウジングに封入され、操作可能に接続している複数の要素を含んでも良い。コントローラ４８は制御パネルと一体化していても良く、端末箱（図示せず）に固定接続していても良い。また他の実施形態において、コントローラ４８は原動機、発電機、および/または機械の枠（図示せず）に固定付着していても良い。更に他の実施形態において、コントローラ４８は、枠、原動機、発電機、端末箱に対する固定付着、および／または機械からの遠隔を含む、複数の操作可能な接続位置に位置していても良い。
【００３１】
コントローラ４８はポンプ角信号を、例えば所望のポンプ出力流量や所望のポンプ出力圧に応じて生成しても良い。一実施形態において、ポンプ角信号は斜板角制御機構４６に斜板１２の角αを調整するように命令する信号である。
【００３２】
ポンプ１０からの流量を判定・制御するために、ポンプの斜板１２の角αを精度高く特定し制御する必要がある。本開示によると、誘電センサの形をしている斜板角感知構造５０は、ポンプ１０と係合し、例えば図１〜３に図示されているように、斜板１２の角αを感知する。図示の実施形態において、斜板角感知構造５０はポンプケーシング１６内に位置する流体媒質５６に沿って、感知プローブ５２および感知目標体５４を備える。当業者ならば、感知プローブ５２および感知目標体５４がポンプ１０に合う大きさを有するべきであり、ポンプ１０の設計に対する適切な作業条件下で取扱可能な物質を活用すべきであると理解するはずである。
【００３３】
図示の構造５０において、感知プローブ５２は、ポンプケーシング１６の内部に連結・露出されている。感知プローブ５２は導電体として機能し、適切ならばいずれの設計であっても良い。一例に過ぎないが、図３〜４によれば、感知プローブ５２は、鋼製のポンプケーシング１６に取り付けられている導電部または電極５８であり、ポンプケーシング１６から電極５８を隔離する非導電部、または絶縁体６０を備える。電極５８は適切な設計によるものであり、例えば、導電性金属線であっても良い。絶縁体６０も、同様に、適切な設計によるものであり、非磁性物質、例えばプラスチック、テフロン（登録商標）、プレキシグラスなどの物質（これらに限られる訳ではない）からなっても良い。例えば、絶縁体６０は円形であり、中央開口部６２を含む。該中央開口部を介して金属線電極５８が延在する。絶縁体６０は、図３〜４に図示されているように、ポンプケーシング１６の開口部６４に露出され、直接封止されているか、更なる導電層６６に取り囲まれていても良い。感知プローブ５２は適切な構造、例えばスクリューのような締め具（図示せず）などによりケーシング１６に固定されていても良い。当業者ならば、他の方式で設計した感知プローブも活用できることを理解するはずである。
【００３４】
感知目標体５４は感知プローブ５２の向こう側に、つまり斜板１２の上に位置する。感知目標体５４は適切な構造、例えばスクリューのような締め具（図示せず）一つ以上により斜板１２に固定されていても良い。感知目標体５４は、斜板１２上の任意の位置に配置され、感知プローブ５２に対する感知目標体５４の位置は斜板１２の位置と共に変動する。例えば、感知目標体５４は斜板１２の縁に沿って位置していても良い。
【００３５】
感知プローブ５２と同様に、感知目標体５４も適切な設計によるものである。一実施形態において、感知目標体５４は同じく、非導電部または絶縁体７０により取り囲まれている導電部６８を含む。
【００３６】
斜板角感知構造５０は更にコントローラ４８を含む。斜板１２の角を制御するコントローラ４８を斜板角感知構造のコントローラ４８として見なすが、一つ以上のコントローラを設けても良い。
【００３７】
コントローラ４８は、交流電流が動力源７２から感知プローブ５２に供給されるようにする。感知プローブ５２の電極５８と、導電層６６との接触で電極と同様に機能するポンプケーシング１６との間に交流電流を確立させることで、電極５８と、ポンプケーシング１６（金属製の場合）との間にインピーダンスが確立する。確立したインピーダンスはポンプケーシング１６の間に含まれている流体媒質５６と、電極５８の表面近くにある感知目標体５４の両方に左右される。流体媒質５６および感知目標体５４は、共に媒質として見なされる。斜板１２の角αが変わるにつれ、電極５８とポンプケーシング１６の間にある媒質も変化する。当該変化は、電流経路に対する境界条件における変化を引き起こし、結果的にインピーダンスを変化させる。
【００３８】
従って、図示の実施形態において、感知プローブ５２の非導電部または絶縁体６０、および流体媒質５６は、隣接する電極の間に置かれた誘電体として機能し、更には、所定の応用に対する電流−電圧挙動を複製するコンデンサおよびレジスタの組み合わせと等価のものとして見なされる。ケーシング１６、感知プローブ５２および感知目標体５４の間に存在する媒質の変化、および／または同じ間に存在する空間の幾何学的変化は、等価回路のインピーダンスの変化を招くことになる。
【００３９】
インピーダンスにおける変化は、出力７４にでレジスタＲＬを通して測定した電圧Ｖｏｕｔを変化させる。従って、斜板角感知構造５０は斜板１２の角αに対する感度が高く、結果として、感知プローブ５２に関連して出力７４にて測定した電圧Ｖｏｕｔは、コントローラ４８に対するセンサ信号の形で斜板１２の角位置を示す。コントローラ４８は、その後、出力７４にてレジスタ ＲＬを通して測定した電圧Ｖｏｕｔを、斜板１２の位置、つまり斜板角αと関連付け、測定した電圧Ｖｏｕｔに基づいてポンプ出力の対応する流量または圧力を判定する。これらの情報は、ポンプ出力に対する更なる制御、または調整に活用できる。
【００４０】
図３、および図５〜６に誘電感知構造の基本原理を示す。流体媒質５６と感知目標体５４との複合媒質を以って、感知プローブ５２およびポンプケーシング１６は３種の異なる物質（図５において、まとめて参照番号５０を付けている）からなる複数の個別コンデンサの組み合わせとして見なされる、電気回路を形成する。従って、これらの物質３種は、絶縁体６０、流体媒質５６、および感知目標体５４となる。
【００４１】
一実施形態において、絶縁体６０、流体媒質５６、および感知目標体５４の誘電体が完璧ではないと見なされる以上、損失を補えるよう、定数を複素数に取り替える。従って、物質の誘電特性は次の式により表される。当該式において、εＴは感知目標体５４の誘電率、εＩは絶縁体６０の誘電率、εＯは流体媒質５６の誘電率である。
eT = eT’−jeT”
eI = eI’−jeI”
eO = eO’−jeO”
【００４２】
プライム記号と二重プライム記号が付いた数量は周波数に依存する。従って、固定成分を鑑みれば、感知プローブ５２に対する精度高い等価回路は、緩和周波数に近い領域における単一周波数に対してのみ、可能となる。
【００４３】
感知プローブ５２の抵抗、ポンプケーシング１６の抵抗、他の寄生容量や寄生インダクタンスを無視すれば、図６において参照番号５０を付けている等価回路により斜板角感知構造５０を表すことができる。従って、斜板角感知構造５０の実施形態における等価回路を、図６に図示されているように構成しても良く、ここで、Ｒ１およびＲ２はセンサの内部抵抗を示す。正弦波入力電圧Ｅｉ(ｊω)の励起下で、負荷レジスタを介した電流Ｉ(ｊω)、負荷レジスタを通した出力電圧ＶＯ(ｊω)、電極を通した電圧 ＶＰ(ｊω)（つまり感知プローブ５２の電極５８、および鋼製ケーシング１６を通して電圧）は、図６に図示されている等価回路から算出することができる。
【００４４】
一実施形態において、伝達関数は、例えば下記のようになる。
【００４５】
【数１】
2016501381.tif 000003

【００４６】
【数２】
2016501381.tif 000004
【００４７】
伝達関数におけるパラメータは、作動時点を前後する相違の周波数における入力および出力により特定することができる。インピーダンスの変化に対する最善の感度を得るために、パラメータに対する伝達関数の感度が最適化するようにパラメータを選択する。一例として、|Ｇ|２＝ＧＧ＊と見なす。ここにおいて、Ｇ＊はＧの複素共役である。この場合における、各パラメータに対する最適の感度を得るために必要な条件は、下記のようになる。
【００４８】
【数３】
2016501381.tif 000005
【００４９】
ここにおいてｑｉは感度パラメータ、ｐｊは設計変数を表す。
【００５０】
当業者ならば、測定電圧と斜板角の相関関係は、様々な因子、例えば感知プローブ５２と感知目標体５４の間における油圧流体媒質５６の存在／不在、感知プローブ５２・感知目標体５４・絶縁体６０それぞれの構成物質・寸法・形状、それぞれのインピーダンスなど（これらに限られる訳ではない）に左右されるという事実を理解するはずである。三角形の感知目標体５４を含む実施形態のモデルに対する、電圧と斜板１２の角位置との相関関係を、図７に図示した。このような方法で、形状、寸法、構成物質を所望の曲線を得るように、例えば電圧と斜板角の相関関係が直線形になるように最適化することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
開示の斜板角感知構造５０は、誘電感知構造の原理を用いて斜板１２の角位置を判定し、結果として可変容量形ポンプ１０における流体の流量を判定し、油圧システムに活用する。開示の構造に関する実施形態は、より優れたシステム性能を得るために提示されてものである。
【００５２】
斜板角感知構造５０と、それを採用している可変容量形ポンプ１０の実施形態は、斜板角αの判定に対する信頼性を高めるためのものである。実施形態は非常に頑丈なものであっても良い。実施形態のパッケージを簡素化して実現しても良く、粗末に使用しても問題ないようにしても良い。
【００５３】
斜板角感知構造５０の実施形態は、ポンプ１０内の媒体物質５６にフェライト破片に関係なく、信頼性と精度の高い測定を行うためのものである。同じく、実施形態は、作動上の悪条件、例えば急激な温度変化、著しいシステムの振動、高頻度の圧力変動、キャビテーション、多様な雑音など（これらに限られる訳ではない）の条件に係らず、信頼性と精度の高い測定を行うためのものである。
【００５４】
上記の記述は、開示のシステムおよび技術に対する例示を提示している。しかしながら、本開示の実現形態であれば、上記の実施例とは詳細事項には差があっても構わない。本開示、またはその実施例に関する事項は、全て本時点にて討論の対象となる特定の実施例を参照として提示するためのものであり、上位概念に当たる本開示の範疇を制限するためのものではない。特定の特徴について、区別や軽視を意味する表現を使っている場合、それは、当該特徴に対する優先順位は存在しないが、明示しない限り、本開示の範疇から除外はされないという意図を示すためである。
【００５５】
本発明の説明（特に下記の請求項）における、不定冠詞の「ａ」および「ａｎ」、定冠詞の「ｔｈｅ」、「少なくとも一つ（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ）」、並びに類似の表現は、別途の記載や明確な説明がなり限り、単数と複数の両方を指し示すものとして解釈する。一つ以上の項目を羅列した後「少なくとも一つ」の表現を使用する場合（例えば「ＡおよびＢのうち少なくとも一つ（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ  ｏｆ  Ａ  ａｎｄ  Ｂ）」）、別途の記載や明確な説明がない限り、羅列した項目のうち一つ（ＡまたはＢ）、或いは羅列した項目のうち二つ以上の組み合わせ（ＡおよびＢ）を意味するものとして解釈される。
【００５６】
本明細書において数値の範囲を言及するのは、別途の指示がない限り、単純に、その範囲の含まれるそれぞれの数値全てを示す簡単な方法を意図していると見なされ、また各数値は、個別的に本明細書に記載されているもの同様に取り扱われる。本明細書に記載されている方法は全て、別途の記載や明確な説明がない限り、適合の順番なら、いずれの順番に従って行っても良い。
【００５７】
従って、本開示は、適用法が承認する範疇内で、別添の請求項が記載する請求対象の改良版や等価物を全て含むものとする。更に、本開示は、別途の記載や明確な説明がない限り、上記の構成要素に対して可能な組み合わせを全て網羅する。
【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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【国際調査報告】
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