(57)【要約】  本発明は、オープンセンタ液圧システム１００に関する。オープンセンタ液圧システム１００は、液圧流体を保持するように構成されたタンクと、タンクから加圧液圧流体を提供するように構成されたポンプと、第１の制御信号に応じて、シャントバルブの第１の入力ポートと第１の出力ポートとの間で、第１の開口面積を適合させるように構成されたシャントバルブであって、第１の入力ポートはポンプに結合され、第１の出力ポートはタンクに結合される、シャントバルブと、第１の入力ポートに結合され、第２の制御信号に応じて第１のアクチュエータバルブの第２の開口面積を適合させるように構成された第１のアクチュエータバルブと、ユーザ入力データ及びユーザ入力データに依存する所定の関係に基づいて第１の開口面積値及び第２の開口面積値を判定し、第１の開口面積値を示す第１の制御信号を送信し、第２の開口面積値を示す第２の制御信号を送信するように構成された液圧バルブ制御ユニットと、を備える。
2020526714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オープンセンタ液圧システム（１００）であって、前記オープンセンタ液圧システム（１００）は、
液圧流体を保持するように構成されたタンク（１２３）と、
前記タンク（１２３）から加圧液圧流体を提供するように構成されたポンプ（１２１）と、
シャントバルブ（１３０）であって、第１制御信号（Ｓ２＿ＡＳ）に応じて、前記シャントバルブ（１３０）の第１の入力ポート（１３０２）と第１の出力ポート（１３０４）との間で、第１の開口面積（ＡＳ）を適合させるように構成されたシャントバルブにおいて、前記第１の入力ポート（１３０２）は前記ポンプ（１２１）に結合され、前記第１の出力ポート（１３０４）は前記タンク（１２３）に結合される、シャントバルブと、
前記第１の入力ポート（１３０２）に結合され、第２の制御信号（Ｓ２＿Ａ１）に応じて前記第１のアクチュエータバルブの第２の開口面積（Ａ１）を適合させるように構成された第１のアクチュエータバルブ（１４１）と、
ユーザ入力データ及び前記ユーザ入力データに依存する所定の関係に基づいて前記第１の開口面積値及び前記第２の開口面積値を判定し、
前記第１の開口面積値を示す前記第１の制御信号（Ｓ２＿ＡＳ）を送信し、前記第２の開口面積値を示す前記第２の制御信号（Ｓ２＿Ａ１）を送信するように構成された液圧バルブ制御ユニット（２００）と、を具備する、オープンセンタ液圧システム（１００）。
【請求項２】
前記シャントバルブ（１３０）及び前記第１のアクチュエータバルブ（１４１）は、互いに対して別々に配置される、請求項１に記載のオープンセンタ液圧システム（１００）。
【請求項３】
前記オープンセンタ液圧システム（１００）は車両（３００）に搭載される、請求項２に記載のオープンセンタ液圧システム（１００）。
【請求項４】
前記第１のアクチュエータバルブ（１４１）及び第２のアクチュエータバルブ（１４２）が、共通接続具（３１０）を使用して前記第１の入力ポート（１３０２）に結合される、請求項１又は２に記載のオープンセンタ液圧システム（１００）。
【請求項５】
前記第１のアクチュエータバルブ（１４１）は、第１の液圧アクチュエータ（１５１）に取り付けられて結合される、請求項１〜４のいずれか１項に記載のオープンセンタ液圧システム（１００）。
【請求項６】
対応する第１の液圧アクチュエータ（１５１）に結合された第１の機能ポート（１４５１）と、前記第１のアクチュエータバルブ（１４１）の第２のアクチュエータポート（１４１５）に結合された第２の機能ポート（１４５２）と、前記タンク（１２３）に結合された第３の機能ポート（１４５３）とを具備する機能バルブ（１４５）をさらに具備する、請求項５に記載の液圧システムであって、
前記機能バルブ（１４５）は、第４の制御信号（Ｓ４）に応じて、前記第１の機能ポート（１４５１）にて受容された流体を、前記機能バルブ（１４５）の前記第２の機能ポート（１４５２）又は前記第３の機能ポート（１４５３）に誘導するように構成され、
前記液圧バルブ制御ユニット（２００）は、前記第４の制御信号（Ｓ４）を送信するようにさらに構成される、液圧システム。
【請求項７】
前記機能バルブ（１４５）は、前記第１のアクチュエータバルブ（１４１）の前記第１のアクチュエータポート（１４１４）に結合された第４の機能ポート（１４５４）と、減衰アキュムレータ（１４６）に結合された第５の機能ポート（１４５５）と、をさらに具備し、
前記機能バルブ（１４５）は、前記第４の制御信号（Ｓ４）に応じて、前記機能バルブ（１４５）の前記第４の機能ポート（１４５４）にて受容した流体を機能バルブ（１４５）の前記第５の機能ポート（１４５５）に誘導するか、前記第４の機能ポート（１４５４）にて受容した流体を遮断するようにさらに構成される、請求項６に記載の液圧システム。
【請求項８】
前記機能バルブ（１４５）は第１のバルブセクション（１４５０）として形成され、前記第１のアクチュエータバルブ（１４１）は第２のバルブセクション（１４１０）として形成され、前記第１のバルブセクション（１４５０）及び前記第２のバルブセクション（１４１０）は一体型バルブユニット（８１０）として共に配置される、請求項６又は７のいずれか１項に記載の液圧システム。
【請求項９】
前記第１の入力ポート（１３０２）に結合され、第３の制御信号（Ｓ２＿Ａ２）に応じて前記第２のアクチュエータバルブの第３の開口面積（Ａ２）を適合させるように構成された第２のアクチュエータバルブ（１４２）をさらに具備する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の液圧システムであって、前記第２の開口面積（Ａ１）の最大適合可能サイズは、前記第３の開口面積（Ａ２）の最大適合可能サイズよりも小さい、液圧システム。
【請求項１０】
バルブ（１４５）であって、
液圧アクチュエータ（１５１）からの液圧流体を授受するように構成された第１のアクチュエータポート（１４５１）と、
液圧アクチュエータ（１５１）からの液圧流体を授受するように構成された第２のアクチュエータポート（１４５４）と、
アクチュエータバルブ（１４１）への液圧流体を授受するように構成されたアクチュエータバルブポート（１４５２）と、
タンク（１２３）との間で液圧流体を授受するように構成されたタンクポート（１４５３）と、
長手方向の位置に応じて、前記機能バルブ（１４５）の前記第１の機能ポート（１４５１）と前記第２の機能ポート（１４５２）との間又は前記第１の機能ポート（１４５１）と前記第３の機能ポート（１４５３）との間で流体を誘導するように構成されたバルブスプール（１４５７）と、
制御信号（Ｓ４）に応じて前記長手方向軸に沿って前記バルブスプールを動かすように構成されたバルブサーボユニット（１４５６）と、を具備するバルブ（１４５）。
【請求項１１】
前記機能バルブ（１４５）は、一体型バルブユニット（８１０）として他のバルブセクションと共に配置されるように構成されたバルブセクション（１４５０）として形成される、請求項１０に記載のバルブ（１４５）。
【請求項１２】
前記バルブスプール（１４５７）は、第１の位置に位置決めされたときに、前記第１の機能ポート（１４５１）と前記第２の機能ポート（１４５２）との間で流体を誘導するように構成される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のバルブ（１４５）。
【請求項１３】
前記バルブスプール（１４５７）は、第２の位置に位置決めされたときに、前記第１の機能ポート（１４５１）と前記第３の機能ポート（１４５３）との間で流体を誘導するように構成される、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のバルブ（１４５）。
【請求項１４】
前記機能バルブ（１４５）は、
アクチュエータバルブ（１４１）に結合されるように構成された第４の機能ポート（１４５４）と、
減衰アキュムレータ（１４６）に結合されるか、結合されるように構成された第５の機能ポート（１４５５）と、をさらに具備し、
前記バルブスプール（１４５７）は、第３の位置に位置決めされたときに、前記第１の機能ポート（１４５１）と前記第３の機能ポート（１４５３）との間で流体を誘導し、前記第４の機能ポート（１４５４）と前記第５の機能ポート（１４５５）と間で流体を誘導するようにさらに構成される、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のバルブ（１４５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オープンセンタ液圧システム及びオープンセンタ液圧システム用のバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用液圧システムには、典型的には、ポンプ、タンクのほか、シャントバルブとシャントバルブに結合されたアクチュエータバルブとを含む１つ又は複数のバルブアセンブリが設けられる。アクチュエータバルブは、典型的には、対応するアクチュエータの位置を制御する。アクチュエータが作動しているかどうかに関係なく、液圧流体がポンプからタンクに絶えず流れているそのようなシステムを表すためにオープンセンタ液圧システムを使用することが多い。ポンプは、典型的には、車両のエンジンから動力を供給されるため、エンジンの１分あたりの回転数ＲＰＭに応じて変化するが、比較的一定の流体流量を提供する。典型的なオープンセンタ液圧システムでは、液圧アクチュエータによって制御される各液圧機能にバルブアセンブリが割り当てられる。言い換えれば、液圧アクチュエータのメータイン制御及び／又は液圧アクチュエータのメータアウト制御などのバルブアセンブリ機能は、典型的には、シャント制御と同時に制御される。この機能は、同一のバルブスプールに実装されてもよい。事実上、これは、バルブアセンブリが製造された時点で、スプールバルブの開口面積とメータインバルブ及び／又はメータアウトバルブの開口面積との間の相対的な関係が固定されていることを意味する。そのような従来の液圧システムの欠点には、バルブアセンブリの機能が常に相互に依存している点が挙げられる。
【０００３】
従来の液圧システムでは、あらゆる液圧機能のバルブは、典型的には、一点、例えば、車両のキャビン内に集中している。そのようなシステムの欠点には、各種液圧機能、例えば、フロントローダの傾斜機能と第３の機能の液圧アクチュエータが隣り合って配置されている場合でも、各液圧機能をそれぞれのバルブに接続するために大量の液圧ホースが必要になる可能性のある点が挙げられる。
【０００４】
いくつかの従来の液圧システムでは、パイプ破裂又はホース破損の場合の制御されていないシリンダの動きが、ライン破裂保護バルブ、チェックバルブ又は破裂パイプ保護バルブを導入することによって防止される。これには、液圧システムに複雑さとコストが追加されるという欠点がある。
【０００５】
いくつかの従来の液圧システムでは、重力などの他の力がアクチュエータを動かすのに充分な場合でも、ポンプからの液圧流体の全流量の一部が常に複動液圧アクチュエータに提供される。このため、改善されたオープンセンタ液圧システム及びオープンセンタ液圧システム用の液圧バルブが必要である。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の実施形態の目的は、上記の欠点及び問題を軽減又は解決する解決策を提供することである。
【０００７】
上記の目的は、本明細書、例えば、独立請求項に記載の主題によって解決される。本発明の別の有利な実施形態を、本明細書、例えば、従属クレームに記載することができる。本発明の第１の態様によれば、上記の目的をはじめとする目的は、オープンセンタ液圧システムによって達成される。オープンセンタ液圧システムは、液圧流体を保持するように構成されたタンクと、タンクから加圧液圧流体を提供するように構成されたポンプと、第１の制御信号に応じて、シャントバルブの第１の入力ポートと第１の出力ポートとの間で、第１の開口面積を適合させるように構成されたシャントバルブであって、第１の入力ポートはポンプに結合され、第１の出力ポートはタンクに結合される、シャントバルブと、第１の入力ポートに結合され、第２の制御信号に応じて第１のアクチュエータバルブの第２の開口面積を適合させるように構成された第１のアクチュエータバルブと、ユーザ入力データ及びユーザ入力データに依存する所定の関係に基づいて第１の開口面積値及び第２の開口面積値を判定し、第１の開口面積値を示す第１の制御信号を送信し、第２の開口面積値を示す第２の制御信号を送信するように構成された液圧バルブ制御ユニットと、を備える。
【０００８】
本発明の第２の態様によれば、上記の目的をはじめとする目的は、アクチュエータバルブによって達成される。アクチュエータバルブは、ポンプから液圧流体を受容するように構成されたポンプポートと、液圧流体を授受するように構成された第１のアクチュエータポートと、液圧流体を授受するように構成された第２のアクチュエータポートと、タンクへの液圧流体を授受するように構成されたタンクポートと、長手方向軸に沿って第１の位置範囲内に位置決めされたときに、ポンプポートと第１のアクチュエータポートとの間の開口面積を適合させるか、長手方向軸に沿って第２の位置範囲内に位置決めされたときに、ポンプポートと第２のアクチュエータポートとの間の開口面積を適合させるように構成されたバルブスプールと、制御信号に応じて長手方向軸に沿ってバルブスプールを動かすように構成されたバルブサーボユニットと、を備える。
【０００９】
本発明の別の用途及び利点が以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
添付の図面は、本発明のさまざまな実施形態を明確にし、説明することを意図している。
【図１】本開示の１つ又は複数の実施形態によるオープンセンタ液圧システムを示す図。
【図２】本開示の１つ又は複数の実施形態による液圧バルブ制御ユニットを示す図。
【図３Ａ】本開示の１つ又は複数の実施形態に従って制御されるアクチュエータバルブ及びシャントバルブを示す図。
【図３Ｂ】本開示の１つ又は複数の実施形態に従って制御されるアクチュエータバルブ及びシャントバルブを示す図。
【図３Ｃ】本開示の１つ又は複数の実施形態に従って制御されるアクチュエータバルブ及びシャントバルブを示す図。
【図４】本開示の１つ又は複数の実施形態に従って、制御信号に基づいてシャントバルブ及び１つ又は複数のアクチュエータバルブがどのように制御されるかの例を示す図。
【図５】本開示の１つ又は複数の実施形態による所定の関係を示す図。
【図６Ａ】本開示の一実施形態に従って互いに対して別々に配置されたシャントバルブ及び第２のアクチュエータバルブを有するオープンセンタ液圧システムを示す図。
【図６Ｂ】本開示の一実施形態による共通接続具を使用する２つのアクチュエータバルブを示す図。
【図７Ａ】本開示の１つ又は複数の実施形態による液圧アクチュエータに取り付けられて結合されているアクチュエータバルブを示す図。
【図７Ｂ】本開示の１つ又は複数の実施形態による液圧アクチュエータに取り付けられて結合されているアクチュエータバルブの液圧概略図を示す図。
【図８】本開示の１つ又は複数の実施形態による一体型バルブユニットとしてともに配置される機能バルブ及びアクチュエータバルブを概略的に示す図。
【図９】機能バルブ、一体型バルブユニットとして共に配置される機能バルブ及びアクチュエータバルブを概略的に示す図。
【図１０】欠落
【図１１】欠落
【図１２】欠落
【図１３】欠落
【発明を実施するための形態】
【００１１】
この説明及び対応する請求項での「又は」は、「及び」及び「又は」を網羅する数学的ＯＲとして理解されるべきであり、ＸＯＲ（排他的ＯＲ）として理解されるべきではない。本開示及び特許請求の範囲における不定冠詞「ａ」は「１つ」に限定されず、「１つ以上」、即ち複数としても理解することができる。
【００１２】
所望のアクチュエータの位置、所望のアクチュエータの動き及び所望のアクチュエータの速度という表現は、本明細書では交換可能に使用される。
【００１３】
図１は、本開示の実施形態によるオープンセンタ液圧システム１００を示す。オープンセンタ液圧システム１００は、液圧バルブ制御ユニット２００と、シャントバルブ１３０と、１つ又は複数のアクチュエータバルブ１４１〜１４３とを備える。１つ又は複数のアクチュエータバルブ１４１〜１４３のそれぞれは、対応するアクチュエータ１５１〜１５３の位置、例えば、第１の端部位置から第２の端部位置に移動するように構成された液圧シリンダの位置を制御していてもよい。シャントバルブ１３０及び１つ又は複数のアクチュエータバルブ１４１〜１４３はそれぞれ、（図示しない）バルブサーボユニットを備える。バルブサーボユニットは、プロセッサ及びメモリなどの制御回路と、それぞれのバルブを制御して、例えば、バルブに含まれるバルブスプールを移動させるように構成された制御回路によって制御される電気アクチュエータと、を備える。バルブサーボユニットの制御回路は、液圧バルブ制御ユニット２００から受信した制御信号に基づいて、それぞれの電動アクチュエータを制御する。液圧バルブ制御ユニット２００は、シャントバルブ１３０のバルブサーボユニットと、１つ又は複数のアクチュエータバルブ１４１〜１４３のバルブサーボユニットのそれぞれと通信可能に結合される。
【００１４】
液圧バルブ制御ユニット２００は、入力装置２１７から受信した制御信号に応答して、バルブサーボユニットを備えるバルブに１つ又は複数の制御信号を送信するように構成される。入力装置は、典型的には、少なくとも所望のアクチュエータ１５１〜１５３の位置を示すユーザからの入力又は指示を受信し、ユーザ入力又は指示を示す制御信号又はユーザ入力信号を液圧バルブ制御ユニット２００に送信するように構成される。
【００１５】
オープンセンタ液圧システム１００は、液圧流体ポンプ１２１と、１つ又は複数のアクチュエータ１５１〜１５３と、液圧流体タンク１２３と、ポンプ１２１に動力を供給するエンジン１２２とから任意に選択したものをさらに備えてもよい。
【００１６】
シャントバルブ１３０の入力ポートは、ポンプ１２１の出力ポートと、１つ又は複数のアクチュエータバルブ１４１〜１４３のそれぞれとに結合される。シャントバルブ１３０の出力ポートはタンクに結合される。シャントバルブ１３０、ひいては事実上ポンプ１２１の出力ポートは、メータイン構成にてアクチュエータバルブ１４１〜１４３に直接結合されてもよく、及び／又はメータアウト構成にてアクチュエータバルブ１４１〜１４３に結合されてもよい。１つ又は複数のアクチュエータバルブ１４１〜１４３のそれぞれは、用途に応じて、メータイン構成及び／又はメータアウト構成にてそれぞれのアクチュエータ１５１〜１５３に結合されてもよい。
【００１７】
随意に、オープンセンタ液圧システム１００は、アクチュエータバルブ１４１〜１４３とそれに対応するアクチュエータ１５１〜１５３との間に結合された１つ又は複数の機能バルブ１４５をさらに備えてもよい。機能バルブ１４５は、例えば、アキュムレータ１４６に結合された電気制御可能なバルブを備える液圧バルブ制御ユニット２００から受信した制御信号に応答して作動するか停止するように構成される。例えば、機能バルブ１４５に含まれるか結合されるアキュムレータ１４６が作動すると、液圧流体圧力の変動を、例えば、バネ付きアキュムレータ１４６を使用して減衰させる。
【００１８】
図２は、本開示の実施形態による液圧バルブ制御ユニット２００を示す。液圧バルブ制御ユニット２００は、電子制御ユニット、サーバ、オンボードコンピュータ、車両搭載コンピュータシステム又はナビゲーション装置の形態であってもよい。液圧バルブ制御ユニット２００は、有線通信又は無線通信のためにトランシーバ２０４に通信可能に結合されたプロセッサ又は処理手段２１２を備えてもよい。さらに、液圧バルブ制御ユニット２００は、少なくとも１つの（図示しない）オプションのアンテナをさらに備えてもよい。アンテナは、トランシーバ２０４に結合されてもよく、例えば、無線通信システムの無線信号を送信及び／又は発信及び／又は受信するように構成され、例えば、１つ又は複数の環境センサ２２１〜２２３又は他の任意の制御ユニット又は制御センサとの間で制御信号及び／又はセンサデータを送受信するように構成される。一例では、プロセッサ２１２は、互いに協働するように構成された処理回路及び／又は中央処理ユニット及び／又はプロセッサモジュール及び／又は複数のプロセッサから選択されたもののいずれかであってもよい。さらに、液圧バルブ制御ユニット２００は、メモリ２１５をさらに備えてもよい。メモリ２１５は、本明細書で説明される方法を実施するためにプロセッサによって実行可能な指示を含んでもよい。
【００１９】
プロセッサ２１２は、トランシーバ２０４、１つ又は複数の環境センサ２２１〜２２３及びメモリ２１５のいずれかの選択に通信可能に結合されてもよい。液圧バルブ制御ユニット２００は、制御信号及び／又はセンサデータを、１つ又は複数の環境センサ２２１〜３２２又は１つ又は複数のアクチュエータバルブ１４１〜１４３から直接送受信するか、有線及び／又は無線通信ネットワークを介して送受信するように構成されてもよい。
【００２０】
１つ又は複数の実施形態では、液圧バルブ制御ユニット２００は、ユーザから入力又は指示を受信し、ユーザ入力又は指示を示す制御信号又はユーザ入力信号を処理手段２１２に送信するように構成された入力装置２１７をさらに備えてもよい。
【００２１】
１つ又は複数の実施形態では、液圧バルブ制御ユニット２００は、テキスト又はグラフィカルユーザ入力オブジェクトなどのレンダリングされたオブジェクトを示す表示信号を処理手段２１２から受信し、受信した信号をテキスト又はグラフィカルユーザ入力オブジェクトなどのオブジェクトとして表示するように構成されるディスプレイ２１８をさらに備えてもよい。
【００２２】
一実施形態では、ディスプレイ２１８は、ユーザ入力装置２１７と一体化され、テキスト又はグラフィカルユーザ入力オブジェクトなどのレンダリングされたオブジェクトを示す表示信号を処理手段２１２から受信し、受信した信号をテキスト又はグラフィカルユーザ入力オブジェクトなどのオブジェクトとして表示するように構成され、及び／又はユーザからの入力又は指示を受信して、ユーザ入力又は指示を示すユーザ入力信号を処理手段２１２に送信するように構成される。
【００２３】
実施形態では、プロセッサ／処理手段２１２は、メモリ２１５及び／又は通信インターフェース及び／又はトランシーバ及び／又は入力装置２１７及び／又はディスプレイ２１８及び／又は１つ又は複数の環境センサ２２１〜２２３及び／又は１つ又は複数のアクチュエータバルブ１４１〜１４３のいずれかの選択に通信可能に結合される。実施形態では、トランシーバ２０４は、有線及び／又は無線の通信技術を使用して通信する。
【００２４】
実施形態では、１つ又は複数のメモリ２１５は、ハードＲＡＭ、ディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、フラッシュドライブ又はＤＶＤドライブ（Ｒ又はＲＷ）、あるいは他の取り外し可能であるか固定のメディアドライブ又はメモリのうちから選択されたものを備えてもよい。別の実施形態では、液圧バルブ制御ユニット２００は、システム１００に関する物理的特性を受信及び／又は取得及び／又は測定し、物理的特性を示す１つ又は複数のセンサ信号、例えば、オープンセンタ液圧システム周りの周囲温度を示す第２のセンサデータを処理手段２１２に送信するように構成された１つ又は複数の（図示しない）追加のセンサをさらに備え、及び／又は同センサに結合されてもよい。
【００２５】
液圧バルブ制御ユニット２００は、これとは別に、あるいはこれに加えて、受信されたセンサデータ及び／又は読み出されたセンサデータ、例えば、液圧流量センサ２２１〜２２３又はエンジン１２２ＲＰＭセンサなどの１つ又は複数の環境センサ２２１〜２２３から受信され、及び／又は読み出されるセンサデータに基づいてセンサデータを計算することにより、センサデータを取得するように構成されてもよい。
【００２６】
制御信号及び／又はセンサデータは、管理サーバとの間で直接送受信されるか、シャントバルブ１３０との間で直接送受信されるか、１つ又は複数のアクチュエータバルブ１４１〜１４３との間で直接送受信されるか、１つ又は複数の環境センサ２２１〜２２３との間で直接に送受信されるか、有線及び／又は無線の通信ネットワークを介して送受信されてもよい。ワイヤレス通信ネットワークには、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷｉＦｉ８０２．１１Ｘ、ＧＳＭ、ＵＭＴＳ、ＬＴＥ又はＬＴＥ  Ａｄｖａｎｃｅｄ通信ネットワーク、あるいは当技術分野で知られている他の任意の有線又は無線の通信ネットワークのいずれかが設けられてもよい。
【００２７】
一実施形態では、液圧バルブ制御ユニット２００は、少なくとも所望のアクチュエータ１５１〜１５３の位置を示すユーザ入力データを取得するように構成される。入力装置２１７、例えば、ジョイスティック、キーボード、タッチスクリーン、ボタン又は当技術分野で知られている他の適切な入力装置２１７からのユーザ入力データを含む制御信号又はユーザ入力信号Ｓ１を受信することによってユーザ入力データを取得してもよい。これとは別に、あるいはこれに加えて、ユーザ入力データは、メモリ、例えば、メモリ２１５からユーザ入力データを読み出すことによって取得されてもよい。一例では、アクチュエータの事前にプログラムされた運動パターンがメモリから読み出される。これとは別に、あるいはこれに加えて、ユーザ入力データは、センサデータ及び／又はメモリから読み出されたデータに基づいてユーザ入力データを計算することによって取得されてもよい。一実施形態では、液圧バルブ制御ユニット２００は、動作モード、例えば、低流量動作モード、単動動作モード及び例えば、ボタンを押すことによって取得される減圧動作モードを示すユーザ入力データを取得するように構成される。
【００２８】
一例では、ユーザは、ジョイスティックを中央のアイドル位置から、０％から前方の位置又は１００％位置まで移動させ、それによって、連動する液圧アクチュエータを最高速度で終了位置に向かって移動させたいことを示す。入力装置２１７を、例えば、表などのデータ構造を介して液圧アクチュエータに連動させることは、当該技術分野では既知であるため、本明細書ではこれ以上考察しない。次に、この所望の位置を示すユーザ入力データを、制御信号Ｓ１としてジョイスティック又は入力装置２１７から液圧バルブ制御ユニット２００に送信する。
【００２９】
随意に、液圧バルブ制御ユニット２００は、所定の関係を、例えば、メモリからその所定の関係を読み出すことによって、取得するようにさらに構成されてもよい。所定の関係は、ユーザ入力データに基づいて、シャントバルブ１３０及び１つ又は複数のオープンセンタアクチュエータバルブ１４１〜１４３の開口面積を示すものであってもよい。ユーザ入力データは、これまで記載したように、１つ又は複数のアクチュエータ１５１〜１５３の１つ又は複数の所望の位置を示すものであってもよい。このため、所定の関係は、単一の所望の位置、例えば、Ｘ％又は複数の所望の位置、例えば、Ｘ％、Ｙ％、Ｚ％に基づいて、シャントバルブ１３０の開口面積と、１つ又は複数のアクチュエータバルブ１４１〜１４３の開口面積とを示すものであってもよい。複数の所望の位置Ｘ％、Ｙ％、Ｚ％は、例えば、多数のジョイスティック又は多次元ジョイスティックによって提供されてもよい。開口面積は、面積として、及び／又は軸に沿ったバルブスプールの長手方向の移動として、及び／又はステッピングモータの位置として表現されてもよい。ユーザ入力データに依存する所定の関係は、メモリ２１５にデータ構造として保存された関数又はテーブル表として実行されてもよい。所定の関数は、所望のアクチュエータ位置及び／又はユーザデータによって示される位置に基づくものであってもよく、範囲内の１つ又は複数の開口面積値、例えば、範囲［Ａ１ｍｉｎ−Ａ１ｍａｘ］内のＡ１を提供してもよい。所定の関係の例については、図５に関連してさらに説明する。
【００３０】
液圧バルブ制御ユニット２００は、ユーザ入力データに依存する所定の関係を使用して、シャントバルブ１３０の開口面積値を判定するようにさらに構成される。液圧バルブ制御ユニット２００は、所定の関係を使用して、アクチュエータバルブ１４１の第２の開口面積値を同時に判定するか、密接に連続して判定するようにさらに構成される。
【００３１】
一例では、「前方」の相対的な所望の位置が、静止位置又はアイドル位置からジョイスティックを半分前方に動かすことによって与えられ、それにより５０％の所望の位置を示す。次に、一例では、所定の関係Ａ１＝Ａ１ｍｉｎ＋（Ａ１ｍａｘ−Ａ１ｍｉｎ）× ５０％を使用して、即ち、Ａ１ｍｉｎ＝０（全閉）の場合にアクチュエータバルブを半開にすることで、第１の開口面積を判定することができる。このほか、所定の関係ＡＳ＝ＡＳｍｉｎ−（ＡＳｍａｘ−ＡＳｍｉｎ）×５０％を使用して、即ち、シャントバルブを半開にすることを示して、シャントバルブ１３０の開口面積ＡＳｍａｘを判定する。シャントバルブ１３０は、ポンプ１２１の出力ポートからタンク１２３に液圧流体を導くので、オープンセンタ液圧システム１００がアイドル状態にあるとき、即ち、アクチュエータバルブに圧力又は流体の流れが提供されないとき、バルブ制御ユニット２００によって最大開口面積ＡＳｍａｘに制御されることになる。オープンセンタ液圧システム１００が完全に活動状態にあるとき、シャントバルブ１３０は、バルブ制御ユニット２００によって最小開口面積ＡＳｍｉｎに制御され、それにより、最大制御可能流体圧力又は流体流量がアクチュエータバルブに提供されることを保証することになる。液圧バルブ制御ユニット２００は、第１の制御信号Ｓ２＿ＡＳをシャントバルブ１３０に送信し、第２の制御信号Ｓ２＿Ａ１をアクチュエータバルブ１４１に送信するようにさらに構成される。制御信号Ｓ２＿ＡＳは、第１の開口面積値ＡＳを示してもよい。制御信号Ｓ２＿Ａ１は、第２の開口面積値を示してもよい。
【００３２】
制御信号Ｓ２＿ＡＳ、Ｓ２＿Ａ１は、１つ又は複数の開口面積及び／又はバルブスプールの長手方向の移動又はバルブサーボユニット内のステッピングモータなどのサーボモータの位置を示してもよい。
【００３３】
図３Ａは、対応するアクチュエータ１５１、１５２を第１の方向に動かすように制御されるアクチュエータバルブ１４１、１４２を示す。アクチュエータバルブは、ポンプポート１４１２、１４２２及び第１のアクチュエータ出力ポート１４１４、１４２４を備えてもよい。アクチュエータバルブは、第２のアクチュエータ出力ポート１４１５、１４２５及びタンクポート１４１３、１４２３をさらに備えてもよい。アクチュエータバルブは、（図示しない）バルブスプールをさらに備えてもよい。バルブスプールは、長手方向軸に沿って第１の位置範囲内に位置決めされたときに、ポンプポート１４１２、１４２２と第１アクチュエータポート１４１４、１４２４との間及び第２のアクチュエータポート１４１５、１４２５とタンクポート１４１３、１４２３との間の開口面積Ａ１、Ａ２を調整するか適合させるように構成される。アクチュエータバルブは、さらにまた上記のように、例えば、バルブスプールを移動させることによって、開口面積Ａ１、Ａ２を適合させるか調整するように構成されたバルブサーボユニット１４１１、１４１２をさらに備えてもよい。
【００３４】
図３Ｂは、対応するアクチュエータ１５１、１５２を第１の方向とは反対の方向に動かすように制御されたアクチュエータバルブを示す。バルブスプールは、長手方向軸に沿って第２の位置範囲内に位置決めされたときに、ポンプポート１４１２、１４２２と第２のアクチュエータポート１４１５、１４２５との間及び第１のアクチュエータポート１４１４、１４２４とタンクポート１４１３、１４２３との間の開口面積Ａ１、Ａ２を調整するか適合させるように構成される。第１のアクチュエータポート１４１４、１４２４及び第２のアクチュエータポート１４１５、１４２５は、典型的には、メータイン構成及び／又はメータアウト構成にて対応する液圧アクチュエータ１５１、１５２に接続するために使用することができる。アクチュエータバルブは、メータイン構成及び／又はメータアウト構成の任意の適切な構成にてアクチュエータに接続されてもよい。
【００３５】
図３Ｃは、ポンプ１２１から１つ又は複数のアクチュエータバルブ１４１〜１４３への流体流量を調整するように制御されたシャントバルブ１３０を示す。シャントバルブ１３０のポンプポート又は入力ポート１３０２は、ポンプ１２１の出力ポート及び１つ又は複数のアクチュエータバルブ１４１〜１４３のそれぞれに結合される。シャントバルブ１３０のタンクポート又は出力ポート１３０４はタンク１２３に結合される。シャントバルブ１３０は（図示しない）バルブスプールをさらに備えてもよい。シャントバルブ１３０のバルブスプールは、シャントバルブ１３０のポンプポート１３０２とシャントバルブ１３０のタンクポート１３０４との間の開口面積ＡＳを調整するか適合させるように構成される。シャントバルブ１３０は、例えば、さらにまた上記のようにバルブスプールを移動させることによって、開口面積ＡＳを適合させるか調整するように構成されたバルブサーボユニット１３０１をさらに備えてもよい。
【００３６】
図４は、本発明の１つ又は複数の実施形態による、判定された開口面積値ＡＳ、Ａ１、Ａ２を、例えば、含むか示す制御信号に基づいてシャントバルブ１３０及び１つ又は複数のアクチュエータバルブ１４１〜１４３がどのように制御されるかの例を示す。制御信号Ｓ１が、図４にジョイスティックとして示す入力装置２１７から送信され、１つ又は複数の所望のアクチュエータの位置を示すユーザデータを含む。液圧バルブ制御ユニット２００は、１つ又は複数の所望のアクチュエータの位置に基づいて、シャントバルブ１３０の開口面積値ＡＳと、第１のアクチュエータバルブ１４１の開口面積値Ａ１と、随意には、第２のアクチュエータバルブ１４２の開口面積値Ａ２とを判定する。シャントバルブの開口面積値ＡＳを示す制御信号Ｓ２＿ＡＳが、シャントバルブ１３０に含まれるバルブサーボユニット１３０１に送信される。第１のアクチュエータバルブ１４１の開口面積値Ａ１を示す制御信号Ｓ２＿Ａ１が、第１のアクチュエータバルブ１４１に含まれるバルブサーボユニット１４１１に送信される。随意には、第２のアクチュエータバルブ１４２の開口面積値Ａ２を示す制御信号Ｓ２＿Ａ２が、第２のアクチュエータバルブ１４２に含まれるバルブサーボユニット１４２１に送信される。シャントバルブ１３０に含まれるバルブサーボユニット１３０１は、シャントバルブ、例えば、シャントバルブのバルブスプールを制御して、制御信号Ｓ２_ＡＳによって示されるように、シャントバルブＡＳの開口面積を提供する。第１のアクチュエータバルブ１４１に含まれるバルブサーボユニット１４１１は、第１のアクチュエータバルブ１４１、例えば、第１のアクチュエータバルブ１４１のバルブスプールを制御して、制御信号Ｓ２＿Ａ１によって示されるように、第１のアクチュエータバルブ１４１の開口面積Ａ１を提供する。随意には、第２のアクチュエータバルブ１４２に含まれるバルブサーボユニット１４２１は、第２のアクチュエータバルブ１４２、例えば、第２のアクチュエータバルブ１４２のバルブスプールを制御して、制御信号Ｓ２＿Ａ２によって示されるように、第２のアクチュエータバルブ１４２の開口面積Ａ２を提供する。これとは別に、アクチュエータバルブは、本開示から逸脱することなく、メータイン構成及び／又はメータアウト構成にてそれぞれのアクチュエータに結合されてもよいことが理解される。
【００３７】
一例では、シャントバルブ１３０に含まれるバルブサーボユニット１３０１の制御回路は、シャントバルブ１３０の開口面積ＡＳを示す液圧バルブ制御ユニット２００から制御信号Ｓ２＿ＡＳを受信し、電気バルブアクチュエータ、例えば、ステッピングモータを介してバルブスプールを制御して、シャントバルブ１３０の開口面積ＡＳを提供する。１つ又は複数のアクチュエータバルブ１４１〜１４３の１つに含まれるバルブサーボユニット１４１１〜１４２１の制御回路は、アクチュエータバルブの開口面積Ａ１、Ａ２を示す液圧バルブ制御ユニット２００から制御信号Ｓ２＿Ａ１、Ｓ２＿Ａ２を受信し、電気バルブアクチュエータ、例えば、ステッピングモータを介してバルブスプールを制御してアクチュエータバルブ１４１〜１４３の開口面積Ａ１、Ａ２を提供する。
【００３８】
図５は、本開示の１つ又は複数の実施形態による所定の関係を示す。図５は、所定の関係の第１の部分を、所望のアクチュエータ１５１〜１５３の位置を０％〜１００％の間のパーセンテージとして示す横軸付き図表として示す。図表は、第１のアクチュエータバルブ１４１の対応する判定された開口面積Ａ１を示す縦軸を有する。
【００３９】
図５は、所定の関係の第２の部分をさらに示す。図５は、所定の関係の第２の部分を、所望のアクチュエータ１５１〜１５３の位置を０％〜１００％の間のパーセンテージとして示す横軸付き図表として示す。図表は、第２のアクチュエータバルブ１４２の対応する判定された開口面積Ａ２を示す縦軸を有する。
【００４０】
図５は、所定の関係の第３の部分をさらに示す。図５は、所定の関係の第３の部分を、所望のアクチュエータ１５１〜１５３の位置を０％〜１００％の間のパーセンテージとして示す横軸付き図表として示す。この図表は、シャントバルブ１３０の対応する判定された開口面積ＡＳを示す縦軸を有する。一例では、ジョイスティックを、０％の所望の位置に対応する中心位置又はアイドル位置から、１００％の所望の位置に対応する完全に前方の位置に移動させてもよい。開口面積Ａ１ｍｉｎ、Ａ２ｍｉｎ及びＡＳｍｉｎは０ｍｍ２に等しくてもよく、開口面積Ａ１ｍａｘ、Ａ２ｍａｘ、ＡＳｍａｘは１０ｍｍ２に等しくてもよい。
【００４１】
入力装置２１７は、最初は０％に対応するアイドル位置にあってもよい。次に、第１のアクチュエータバルブ１４１の開口面積Ａ１は、Ａ１＝Ａ１ｍｉｎ＋（Ａ１ｍａｘ−Ａ１ｍｉｎ）×０％＝Ａ１ｍｉｎに判定されるであろう。次に、第２のアクチュエータバルブ１４２の開口面積Ａ２は、Ａ２＝Ａ２ｍｉｎ＋（Ａ２ｍａｘ−Ａ２ｍｉｎ）×０％＝Ａ２ｍｉｎに判定されるであろう。次いで、シャントバルブ１３０の開口面積ＡＳは、ＡＳ＝ＡＳｍａｘ−（ＡＳｍａｘ−ＡＳｍｉｎ）×０％＝ＡＳｍａｘ、例えば、Ａ１＝Ａ２＝０ ｍｍ２及びＡＳ＝１０ ｍｍ２に判定される。
【００４２】
次に、ジョイスティックを動かして、２５％の所望の位置を示してもよい。次いで、第１のアクチュエータバルブ１４１の開口面積Ａ１は、Ａ１＝Ａ１ｍｉｎ＋（Ａ１ｍａｘ−Ａ１ｍｉｎ）×２５％＝２．５ｍｍ２に判定されるであろう。次いで、第２のアクチュエータバルブ１４２の開口面積Ａ２は、Ａ２＝Ａ２ｍｉｎ＋（Ａ２ｍａｘ−Ａ２ｍｉｎ）×２５％＝２．５ｍｍ２に判定されるであろう。次いで、シャントバルブ１３０の開口面積ＡＳは、ＡＳ＝ＡＳｍａｘ−（ＡＳｍａｘ−ＡＳｍｉｎ）×２５％＝ ７．５ｍｍ２に判定されるであろう。１つ又は複数の所望のアクチュエータ１５１〜１５３の位置から、シャントバルブ１３０の開口面積ＡＳ、第１のアクチュエータ１４１の開口面積Ａ１及び第２のアクチュエータ１４２の開口面積Ａ２までの任意の適切な関係を考慮してもよい。
【００４３】
ユーザ入力データに含まれる１つ又は複数の所望のアクチュエータ１５１〜１５３の位置は、図をわかりやすくするために、１次元の０％〜１００％として示される。例えば、多次元ジョイスティック又は複数のジョイスティックを動かすことにより、入力データが複数の所望のアクチュエータ１５１〜１５３の位置を同時に示してもよいことが理解される。ここでは、所定の関係は、本発明の範囲から逸脱することなく、このような各次元に拡張されてもよい。
【００４４】
図１に関連してさらに説明するオープンセンタ液圧システム１００の実施形態では、オープンセンタ液圧システム１００は、液圧流体を保持するように構成されたタンク１２３と、タンク１２３から加圧液圧流体を提供するように構成されたポンプ１２１とを備える。液圧システム１００は、図４に関連してさらに説明したように、第１の制御信号Ｓ２＿ＡＳに応じて、シャントバルブ１３０の第１の入力ポート１３０２と第１の出力ポート１３０４との間の第１の開口面積ＡＳを適合させるように構成されるシャントバルブ１３０をさらに備える。第１の入力ポート１３０２はポンプ１２１に結合され、第１の出力ポート１３０４はタンク１２３に結合される。液圧システム１００は、第１の入力ポート１３０２に結合され、制御信号Ｓ２＿Ａ１に応じて第１アクチュエータバルブの第２の開口面積Ａ１を適合させるように構成された第１のアクチュエータバルブ１４１をさらに備える。液圧システム１００は、ＡＳを示す第１の開口面積値及び／又はＡ１を示す第２の開口面積値及び／又はＡ２を示す第３の開口面積値を、ユーザ入力データと、ユーザ入力データに依存する所定の関係とに基づいて判定するように構成された液圧バルブ制御ユニット２００をさらに備える。液圧バルブ制御ユニット２００は、第１の開口面積値を示す第１の制御信号Ｓ２＿ＡＳを送信し、及び／又は第２の開口面積値を示す第２の制御信号Ｓ２＿Ａ１を送信し、及び／又は第３の開口面積値を示す第３の制御信号Ｓ２＿Ａ２を送信するようにさらに構成される。図４に関連して説明したように、第１の制御信号Ｓ２＿ＡＳはシャントバルブ１３０に送信され、第２の制御信号Ｓ２＿Ａ１は第１のアクチュエータバルブ１４１に送信される。随意に、第３の制御信号Ｓ２＿Ａ２は、第２のアクチュエータバルブ１４２に送信される。
【００４５】
各種液圧機能の全バルブが一点、例えば、車のキャビンに集中している場合、欠点には、各種液圧機能、例えば、フロントローダの傾斜機能と第３の機能の液圧アクチュエータが隣接して配置されていても、各液圧機能をそれぞれのバルブに接続するために大量の液圧ホースが必要になる点が挙げられる。
【００４６】
図６Ａは、本開示の１つ又は複数の実施形態に従って、シャントバルブ１３０及び第１のアクチュエータバルブ１４１がどのように別々に配置されるかを示す。オープンセンタ液圧システム１００は、車両３００に搭載されるように構成されてもよい。第１のアクチュエータ１５１に結合されたシャントバルブ１３０及び第１のアクチュエータバルブ１４１は、互いに対して別々に配置される。図６の例では、シャントバルブ１３０は車両の後方に配置され、第１のアクチュエータバルブ１４１は車両の前方に配置される。図６Ａはこのほか、第２のアクチュエータ１５２に結合された第２のアクチュエータバルブ１４２がどのようにシャントバルブ１３０及び第１のアクチュエータバルブ１４１とは別個に配置されるかを示す。
【００４７】
この実施形態の利点は少なくとも、液圧システムのさらに柔軟な設計が得られることである。この実施形態の利点は少なくとも、液圧ホースなどの使用される液圧コネクタの全長が短縮されることである。
【００４８】
図６Ｂは、本開示の１つ又は複数の実施形態による共通接続具３１０を使用する第１及び第２のアクチュエータバルブを示す。ポンプ１２１は、シャントバルブ１３０の第１の入力ポート１３０２に接続される。一実施形態では、第１のアクチュエータバルブ１４１及び第２のアクチュエータバルブ１４２は、共通接続具３１０を使用して第１の入力ポート１３０２に結合される。
【００４９】
この実施形態の利点は少なくとも、液圧ホースなどの使用される液圧コネクタの全長が、各液圧アクチュエータ専用の接続具ではなく共通接続具３１０を使用することによりさらに短縮されることである。別の利点には、フロントローダなどの取り外し可能な液圧ツールとの接続を、一対のコネクタによって切ることができる点が挙げられる。別の利点には、コネクタは、液圧流体圧なしで接続されるため、さらに簡単に接続／切断される点が挙げられる。これは、アイドル状態のシャントバルブが通常はタンクに対して完全に開いていることから、アクチュエータに流体圧がまったく付与されないか、ほとんど付与されないため、達成される。パイプの破裂又はホースの破損が発生した場合の制御されていないシリンダの動きを、通常は、ライン破裂保護バルブ、チェックバルブ又は破裂パイプ保護バルブを導入することによって防止する。これには、液圧システムに複雑さとコストが追加されるという欠点がある。本開示は、これを、アクチュエータバルブをアクチュエータに取り付けることによって解決する。
【００５０】
図７Ａは、本開示の１つ又は複数の実施形態による液圧アクチュエータに取り付けられて結合されるアクチュエータバルブを示す。図７Ａは、第１のアクチュエータバルブ１４１が第１の液圧アクチュエータ１５１にどのように取り付けられて結合されるかを示す。アクチュエータバルブは、アクチュエータにボルトで固定されるか溶接されてもよい。アクチュエータバルブは、固定コネクタ又はパイプを使用してアクチュエータに結合されてもよい。
【００５１】
この実施形態の少なくとも１つの利点には、液圧システムの複雑さとコストが削減される点が挙げられる。別の利点には、パイプの破裂又はホースの破損が発生した場合の制御されていないシリンダの動きが防止される点が挙げられる。
【００５２】
図７Ｂは、本開示の１つ又は複数の実施形態に従って、対応する液圧アクチュエータ１５１、１５２に取り付けられて結合されるアクチュエータバルブ１４１、１４２の液圧概略図を示す。第１及び第２のアクチュエータバルブを示す記号は、アクチュエータバルブの３つの制御可能な位置を示す。第１の位置では、アクチュエータバルブ１４１、１４２は、対応する複動アクチュエータ１５１、１５２を第１の方向に動かすように制御される。第２の位置では、アクチュエータバルブ１４１、１４２は、対応するアクチュエータ１５１、１５２を所定の位置に保持するように制御される。第３の位置では、アクチュエータバルブ１４１、１４２は、対応するアクチュエータ１５１、１５２を第１の方向とは反対の方向に動かすように制御される。
【００５３】
状況によっては、液圧アクチュエータを単動アクチュエータとして動作させることが有益な場合がある。例えば、アクチュエータが重力などの他の力によって駆動され、ポンプからの液圧流体の流れを他の液圧機能と共有する必要がない場合である。例えば、加圧液圧流体ではなく重力をかけると、フロントローダつり上げアームによって担持される負荷が低下する場合である。
【００５４】
図８は、本開示の１つ又は複数の実施形態による機能バルブ１４５を備える液圧システム１００を示す。機能バルブ１４５は、対応する第１の液圧アクチュエータ１５１に結合された第１の機能ポート１４５１を備える。第１の機能ポート１４５１は、液圧アクチュエータ、例えば、液圧シリンダの側部又はポートのいずれかに結合できることが理解される。機能バルブ１４５は、第１のアクチュエータバルブ１４１の第２のアクチュエータポート１４１５に結合された第２の機能ポート１４５２と、タンク１２３に結合された第３の機能ポート１４５３とをさらに備える。機能バルブ１４５は、制御信号Ｓ４に応じて、第１の機能ポート１４５１にて受容した流体を機能バルブ１４５の第２の機能ポート１４５２又は第３の機能ポート１４５３に誘導するように構成される。
【００５５】
制御信号Ｓ４は、１つ又は複数の開口面積及び／又はバルブスプールの長手方向の移動又はバルブサーボユニット１４５６のステッピングモータなどのサーボモータの位置を示してもよい。例えば車両の液圧システムの用途に応じて、シャントバルブ、アクチュエータバルブ及び機能バルブの実際の構成は変化する場合がある。本開示は、これを、バルブをバルブセクション１４１０、１４５０として成形、設計又は形成することによって解決する。さらに、バルブセクションは、一体型バルブサーボユニットとして組み立てられるか、一体化されてもよい。バルブサーボユニットは、隣接するバルブセクション及び／又はバルブセクションのポートを接続するように設計された液圧流体用の内部接続具によってさらに形成されてもよい。これにより、液圧ホースなどの専用コネクタが不要になる。１つ又は複数の実施形態では、機能バルブ１４５は、第１のバルブセクション１４５０として形成され、第１のアクチュエータバルブ１４１は第２のバルブセクション１４１０として形成される。一実施形態では、第１のバルブセクション１４５０及び第２のバルブセクション１４１０は、一体型バルブユニット８１０として共に搭載されるか配置される。
【００５６】
図９Ａは、本開示の１つ又は複数の実施形態による複動アクチュエータとして動作するアクチュエータの例を示す。この図は、液圧流体ポンプ１２１がシャントバルブ１３０、アクチュエータバルブ１４１及び液圧流体タンク１２３にどのように結合されているかを示す。機能バルブ１４５は、タンク及びアクチュエータバルブ１４１に結合される。アクチュエータバルブポート１４５２は、アクチュエータバルブ１４１の第２のアクチュエータポート１４１５に結合される。タンクポート１４５３はタンク１２３に結合される。第１のアクチュエータポート１４５１はアクチュエータ１５１に結合される。
【００５７】
この図はこのほか、どのように機能バルブ１４５が第１のバルブセクション１４５０として形成される可能性があり、どのように第１のアクチュエータバルブ１４１が第２のバルブセクション１４１０として形成されるのかを示す。第１のバルブセクション１４５０及び第２のバルブセクション１４１０は、一体型バルブユニット８１０として共に配置される。
【００５８】
図９Ａの例では、ユーザが、例えば、ボタンを押すか押し下げることによって、アクチュエータを複動アクチュエータとして動作させることが適していることを示してもよい。次いで、液圧バルブ制御ユニット２００は、制御信号Ｓ４を生成し、機能バルブ１４５に送信し、次いで、機能バルブ１４５は、第１の機能ポート１４５１にて受容した流体を第２の機能ポート１４５２に誘導する。これは、典型的には、アイドル位置又はデフォルト位置であり得る第１の位置にバルブスプールを移動させることによって実施される。
【００５９】
図９Ｂは、本開示の１つ又は複数の実施形態に従って、単動アクチュエータとして動作するアクチュエータの例を示す。別の一例では、ユーザが、例えば、ボタンを押すか押し下げることによって、アクチュエータを単動アクチュエータとして動作させることが適していることを示してもよい。次に、液圧バルブ制御ユニット２００は、制御信号Ｓ４を生成して、機能バルブ１４５に送信し、次いで、機能バルブ１４５は、第１の機能ポート１４５１にて受容した流体を第３の機能ポート１４５３に誘導するか、その逆に誘導する。これは、典型的には、バルブスプールを第２の位置に移動させることによって実施される。これにより、アクチュエータ１５１の片側がタンク１２３に接続される。
【００６０】
一実施形態では、液圧バルブ制御ユニット２００は、制御信号Ｓ２＿ＡＳをさらに生成し、シャントバルブ１３０に送信し、それにより、シャントバルブ１３０を全開に制御し、アクチュエータバルブに流体流れを提供しない。
【００６１】
この実施形態の少なくとも１つの利点には、アクチュエータを作動させる必要がないときの液圧流体の浪費が低減され、他の液圧機能のために使用することができる点が挙げられる。
【００６２】
図１０は、本開示の１つ又は複数の実施形態による負荷減衰アキュムレータ１４６を有する機能バルブ１４５を備える液圧システム１００を示す。機能バルブ１４５は、第１のアクチュエータバルブ１４１の第１のアクチュエータポート１４１４に結合された第４の機能ポート１４５４と、減衰アキュムレータ１４６に固定されるか取り外し可能に結合された第５の機能ポート１４５５とをさらに備える。この実施形態では、機能バルブ１４５は、制御信号Ｓ４に従って、機能バルブ１４５の第４の機能ポート１４５４と機能バルブ１４５の第５の機能ポート１４５５との間で流体を誘導するか、第４の機能ポート１４５４にて受容される流体を遮断するようにさらに構成される。制御信号Ｓ４は、典型的には、アクチュエータバルブの詳細な実施形態に関連して以下にさらに説明するように、バルブサーボユニット１４５６によって受信され、次いで、バルブサーボユニット１４５６は、図８及び図１０に関連して説明した機能バルブ１４５の機能を独立して作動させるか同時に作動させるために、バルブスプール１４５７を長手方向軸に沿って動かす。
【００６３】
図１１は、本開示の１つ又は複数の実施形態による複動アクチュエータとして動作するアクチュエータの例を示す。図１１の例では、ユーザが、例えば、ボタンを押すか押し下げることによって、アクチュエータを複動アクチュエータとして動作させることが適していることを示す。次いで、液圧バルブ制御ユニット２００は、制御信号Ｓ４を生成して機能バルブ１４５に送信し、次いで、機能バルブ１４５は、第１の機能ポート１４５１にて受容した流体を第２の機能ポート１４５２に誘導する。機能バルブ１４５は、第４の機能ポート１４５４にて受容した流体を第６の機能ポート１４５８にさらに誘導するか、その逆に誘導する。
【００６４】
これは、典型的には、バルブスプールを、アイドル位置又はデフォルト位置であり得る第１の位置に移動させることによって実施される。
【００６５】
言い換えると、ポンプ１２１から流れる液圧流体が、アクチュエータバルブ１４１を介してアクチュエータ１５１に流れ、アクチュエータ１５１からアクチュエータバルブ１４１を介してタンク１２３に戻ることになる。
【００６６】
図１２は、本開示の１つ又は複数の実施形態に従って単動アクチュエータとして動作するアクチュエータの例を示す。図１２の例では、ユーザが、例えば、ボタンを押すか押し下げることによって、アクチュエータを単動アクチュエータとして動作させることが適していることを示す。次いで、液圧バルブ制御ユニット２００は、制御信号Ｓ４を生成して機能バルブ１４５に送信し、次いで、機能バルブ１４５は、第１の機能ポート１４５１にて受容した流体を第３の機能ポート１４５３に誘導する。機能バルブ１４５は、第４の機能ポート１４５４にて受容した流体を第６の機能ポート１４５８にさらに誘導するか、その逆に誘導する。
【００６７】
これは、典型的には、バルブスプールを第２の位置に移動させることによって実施される。言い換えると、ポンプ１２１から流れる液圧流体が、アクチュエータバルブ１４１を介してアクチュエータ１５１に流れ、アクチュエータ１５１から機能バルブ１４５を介してタンク１２３に戻る。
【００６８】
図１３は、本開示の１つ又は複数の実施形態に従って、負荷減衰機能を備えた単動アクチュエータとして動作するアクチュエータの例を示す。
【００６９】
図１３の例では、ユーザが、例えば、ボタンを押すか押し下げることによって、負荷減衰機能を備えた単動アクチュエータとしてアクチュエータを動作させることが適していることを示す。次に、液圧バルブ制御ユニット２００は、制御信号Ｓ４を生成して機能バルブ１４５に送信し、次いで、機能バルブ１４５は、第１の機能ポート１４５１にて受容した流体を第３の機能ポート１４５３に誘導し、機能バルブ１４５の第４の機能ポート１４５４にて受容した流体を、典型的には負荷減衰アキュムレータ１４６に結合される機能バルブ１４５の第５の機能ポート１４５５に誘導する。機能バルブ１４５は、第４の機能ポート１４５４にて受容した流体を第６の機能ポート１４５８にさらに誘導するか、その逆に誘導する。
【００７０】
これは、典型的には、バルブスプールを第３の位置に移動させることによって実施される。言い換えれば、ポンプ１２１から流れる液圧流体が、アクチュエータバルブ１４１及び機能バルブ１４５を介してアクチュエータ１５１に流れ、アクチュエータ１５１から機能バルブ１４５を介してタンク１２３に戻る。それにより、フロントローダを搭載した車両が凸凹道を走行するときに、流体圧力の変動が減衰されることになる。
【００７１】
少なくとも１つの利点には、液圧アクチュエータを、オプションの同時荷重減衰機能を備えた複動又は単動のアクチュエータとして動作させ得る点が挙げられる。別の利点には、単一の機能バルブを使用して複数の機能を動作させることによって、液圧システムのコストと複雑さが低減される点が挙げられる。
【００７２】
車両の液圧システムの用途に応じて、シャントバルブ、アクチュエータバルブ及び機能バルブの実際の構成は変化する場合がある。本開示は、バルブをバルブセクションとして成形、設計又は形成することによってこれを解決する。次いで、バルブセクションは、一体型バルブユニットとして組み立てられるか、一体化される。バルブユニットは、隣接するバルブセクションを接続するように設計された液圧流体用内部接続具によってさらに形成されてもよい。これにより、液圧ホースなどの専用コネクタが不要になる。
【００７３】
１つ又は複数の実施形態では、機能バルブ１４５は第１のバルブセクション１４５０として形成され、第１のアクチュエータバルブ１４１は第２のバルブセクション１４１０として形成される。一実施形態では、第１のバルブセクション１４５０及び第２のバルブセクション１４１０は、一体型バルブユニット８１０として共に配置される。
【００７４】
いくつかの液圧機能には、使用することがほとんどないか、液圧流体の流量を少なくする必要があるものがあるため、本開示は、開口面積のさまざまな最大適合可能サイズを有するアクチュエータバルブを提供する。
【００７５】
１つ又は複数の実施形態では、システムは、第１の入力ポート１３０２に結合されて第３の制御信号Ｓ２＿Ａ２に応じて第２のアクチュエータバルブの第３の開口面積Ａ２を適合させるように構成された第２のアクチュエータバルブ１４２をさらに備える。ここで、第２の開口面積Ａ１の最大適合可能サイズは、第３の開口面積Ａ２の最大適合可能サイズよりも小さい。
【００７６】
少なくとも１つの利点には、流れを必要としない液圧機能に対して液圧流体を流す無駄が削減される点が挙げられる。
１つ又は複数の実施形態では、アクチュエータバルブ１４１が設けられる。このアクチュエータバルブは、
ポンプから液圧流体を受容するように構成されたポンプポート１４１２と、
液圧流体を、例えば、アクチュエータ１４１の一方の端部との間で授受するように構成された第１のアクチュエータポート１４１４と、
液圧流体を、例えば、アクチュエータ１４１の反対側の端部との間で授受するように構成された第２のアクチュエータポート１４１５と、
タンク１２３への液圧流体を授受するように構成されたタンクポート１４１３と、
長手方向軸に沿って第１の位置範囲内に位置決めされたときにポンプポート１４１２と第１のアクチュエータポート１４１４との間の開口面積Ａ１を適合させるか、長手方向軸に沿って第２の位置範囲内に位置決めされたときにポンプポート１４１２と第２のアクチュエータポート１４１５との間の開口面積Ａ１を適合させるように構成されたバルブスプール１４１６と、
制御信号Ｓ２＿Ａ１に応じて長手方向軸に沿ってバルブスプールを動かすように構成されたバルブサーボユニット１４１１と、を備える。バルブサーボユニット１４１１は、少なくとも第１の位置範囲内及び／又は第２の位置範囲内でバルブスプールを動かすようにさらに構成される。
【００７７】
液圧バルブの当業者には理解されるであろうように、アクチュエータバルブはハウジングをさらに備え、ハウジングは、バルブスプール空洞を異なるポートに接続するチャネルを備え、スプール空洞は、バルブスプールが長手方向軸に沿って移動できるように構成され、それにより、ポート間の開口面積を適合させる。
【００７８】
図３Ａ〜図３Ｃに関連してさらに説明するように、開口面積は、例えば、レバー又はジョイスティックをアイドル位置から反対方向に動かし、それによって、バルブスプールを長手方向軸に沿って第１の位置範囲内で動かすか、長手方向軸に沿って第２の位置範囲内で動かすことによって、液圧アクチュエータのさまざまな方向を制御するように構成されてもよい。１つ又は複数の実施形態では、アクチュエータバルブ１４１は、一体型バルブユニット８１０として他のバルブセクションと共に配置されるように構成されたバルブセクション１４１０として形成される。
【００７９】
上記のように、状況によっては、液圧アクチュエータを単動モードで動作させることが望ましい場合がある。本開示は、これを、正常な複動モード又は単動モードで動作するオープンセンタ液圧システム１００に能力を提供する機能バルブ１４５を設けることによって可能にする。
【００８０】
１つ又は複数の実施形態では、機能バルブ１４５が設けられる。例えば、図８を参照のこと。機能バルブは、
液圧アクチュエータ１５１からの液圧流体を授受するように構成された第１のアクチュエータポート１４５１と、
液圧アクチュエータ１５１からの液圧流体を授受するように構成された第２のアクチュエータポート１４５４と、
アクチュエータバルブ１４１への液圧流体を授受するように構成されたアクチュエータバルブポート１４５２と、
タンク１２３との間で液圧流体を授受するように構成されたタンクポート１４５３と、
長手方向の位置に応じて、第１の機能ポート１４５１にて受容した流体を機能バルブ１４５の第２の機能ポート１４５２又は第３の機能ポート１４５３に誘導するように構成されたバルブスプール１４５７と、
制御信号Ｓ４に応じて、長手方向軸に沿ってバルブスプールを動かすように構成されたバルブサーボユニット１４５６と、を備える。
【００８１】
制御信号Ｓ４は、１つ又は複数の開口面積及び／又はバルブスプール１４５７の長手方向の移動、あるいはバルブサーボユニット１４５６のステッピングモータなどのサーボモータの位置を示すものであってもよい。液圧バルブの当業者には理解されるであろうように、機能バルブはハウジングをさらに備え、ハウジングは、バルブスプール空洞をさまざまなポートに接続するチャネルを備え、スプール空洞は、バルブスプール１４５７が長手方向軸に沿って移動できるように構成され、それにより、ポート間の開口面積を適合させる。
【００８２】
１つ又は複数の実施形態では、機能バルブ１４５は、一体型バルブユニット８１０として他のバルブセクションと共に配置されるように構成されたバルブセクション１４５０として形成される。
【００８３】
一実施形態では、機能バルブ１４５は、第１の位置に位置決めされるか、第１の位置周りの範囲内に位置決めされたときに、第１の機能ポート１４５１にて受容した流体を第２の機能ポート１４５２に誘導するようにさらに構成される。バルブスプール１４５７は、第２の位置に位置決めされるか、第２の位置周りの範囲に位置決めされたときに、第１の機能ポート１４５１にて受容した流体を第３の機能ポート１４５３に誘導するようにさらに構成されてもよい。これにより、液圧アクチュエータの一方の側がタンクに接続されたままになるため、液圧流体がその側に流入するか、その側から流出することが可能になる。そのとき、液圧アクチュエータの反対側は、アクチュエータバルブによって制御することができ、例えば、フロントローダを、ポンプ１２１からの液圧流の結果として移動させるのではなく、重力によって降下させることができるようになる。これにより、ポンプ１２１からの液圧流を他の液圧機能で使用することができる。複動モードでの動作を可能にするために、バルブスプールは、第１の位置周りの範囲内で動作するように設計されてもよい。単動モードでの動作を可能にするために、バルブスプールは第２の位置周りの範囲で動作するように設計される。
【００８４】
一実施形態では、機能バルブ１４５は、バルブスプールが第３の位置に位置決めされるか、第３の位置周りの範囲内に位置決めされるときに、負荷減衰機能を作動させるようにさらに構成される。
【００８５】
図９は、本開示の１つ又は複数の実施形態に従って、負荷減衰機能を備えた単動モードで動作可能な機能バルブ１４５を示す。
【００８６】
一実施形態では、機能バルブ１４５は、第１のアクチュエータポート１４１４に結合されるように構成された第４の機能ポート１４５４をさらに備え、減衰アキュムレータ１４６に結合されるか、結合されるように構成された第５の機能ポート１４５５を備える。
【００８７】
バルブスプール１４５７は、第３の位置に位置決めされるか、第３の位置周りの範囲内に位置決めされたときに、第１の機能ポート１４５１にて受容した流体を第３の機能ポート１４５３に誘導し、第４の機能ポート１４５４にて受容した流体を第５の機能ポート１４５５に誘導するようにさらに構成されてもよい。
【００８８】
この実施形態の少なくとも１つの利点には、単動モードで動作するときに負荷減衰機能が提供されてもよい点が挙げられる。
【００８９】
一実施形態では、液圧バルブ制御ユニット２００に含まれる処理ユニット上でコンピュータ実行可能命令が実行されるときに、本明細書に記載の方法のいずれかを液圧バルブ制御ユニット２００に実行させるコンピュータ実行可能命令を備えるコンピュータプログラムが提供される。さらに、本発明の実施形態による任意の方法は、処理手段によって実行されるときに処理手段に方法のステップを実行させるコード手段を有するコンピュータプログラムにて実施されてもよい。コンピュータプログラムは、コンピュータプログラム製品のコンピュータ可読媒体に含まれる。一実施形態では、本明細書の上記で具体化されたコンピュータプログラムを有するコンピュータ可読記憶媒体を備えるコンピュータプログラム製品が提供される。本明細書で言及されるメモリ及び／又はコンピュータ可読記憶媒体は、ＲＯＭ（読み取り専用メモリ）、ＰＲＯＭ（プログラム可能読み取り専用メモリ）、ＥＰＲＯＭ（消去可能ＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（電気的に消去可能なＰＲＯＭ）などの任意のメモリ又はハードディスクドライブを本質的に備えてもよい。一実施形態では、キャリアが上記のコンピュータプログラムを含む。ここで、キャリアは、電子信号、光信号、無線信号又はコンピュータ可読記憶媒体のうちの１つである。
【００９０】
実施形態では、通信ネットワークは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、モバイルネットワーク用グローバルシステム（ＧＳＭ）、拡張データＧＳＭ環境（ＥＤＧＥ）、ユニバーサル移動通信システム、ロングタームエボリューション、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）、広帯域符号分割多元接続（Ｗ−ＣＤＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ、ボイスオーバーインターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）、ＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ、ＩＥＥＥ８０２．１  ６ｍ、ＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、次世代高速パケット接続（ＨＳＰＡ＋）、３ＧＰＰロングタームエボリューション（ＬＴＥ）、モバイルＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ）、ウルトラモバイルブロードバンド（ＵＭＢ）（以前のＥｖｏｌｕｔｉｏｎ−Ｄａｔａ Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ（ＥＶ-ＤＯ）Ｒｅｖ．Ｃ）、フラッシュ直交周波数分割多重（Ｆｌａｓｈ−ＯＦＤＭ）、大容量空間分割多重アクセス（ｉＢｕｒｓｔ（登録商標））及びモバイルブロードバンドワイヤレスアクセス（ＭＢＷＡ）（ＩＥＥＥ ８０２．２０）システム、高性能無線メトロポリタンエリアネットワーク（ＨＩＰＥＲＭＡＮ）、ビーム分割多重アクセス（ＢＤＭＡ）、マイクロ波アクセスの世界相互運用性（Ｗｉ−ＭＡＸ）及び超音波通信などのうちの少なくとも１つを含み得る有線又は無線の通信技術を使用して通信するが、ここに挙げたものに限定されない。さらに、当業者は、液圧バルブ制御ユニット２００が、本解決策を実行するために、例えば機能、手段、ユニット、要素などの形で必要な通信能力を備え得ることを理解する。他のそのような手段、ユニット、要素及び機能の例には、プロセッサ、メモリ、バッファ、制御ロジック、エンコーダ、デコーダ、レート整合器、デレート整合器、マッピングユニット、乗算器、判定ユニット、選択ユニット、スイッチ、インターリーバ、デインターリーバ、変調器、復調器、入力、出力、アンテナ、増幅器、受信ユニット、送信ユニット、ＤＳＰ、ＭＳＤ、エンコーダ、デコーダ、電源ユニット、給電装置、通信インターフェース、通信プロトコルなどが挙げられ、本解決策を実行するために適切に共に配置される。
【００９１】
特に、本開示のプロセッサ及び／又は処理手段は、処理回路、互いに協働するように構成されたプロセッサモジュール及び複数のプロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）、処理装置、処理回路、プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、マイクロプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、あるいは命令を解釈して実行できる他の処理ロジックのうちの１つ又は複数の例を備えてもよい。このため、「プロセッサ」及び／又は「処理手段」という表現は、例えば、上記に挙げたもののいずれか、いくつか、あるいはすべてなどの複数の処理回路を備える処理回路を表してもよい。処理手段は、呼処理制御、ユーザインターフェース制御などのデータバッファリング及び装置制御機能を備えるデータの入力、出力及び処理のためのデータ処理機能をさらに実行してもよい。最後に、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、添付の独立請求項の範囲内の全実施形態に関連し組み込まれることを理解されたい。
【図１】
2020526714.tif 000003
【図２】
2020526714.tif 000004
【図３Ａ】
2020526714.tif 000005
【図３Ｂ】
2020526714.tif 000006
【図３Ｃ】
2020526714.tif 000007
【図４】
2020526714.tif 000008
【図５】
2020526714.tif 000009
【図６Ａ】
2020526714.tif 000010
【図６Ｂ】
2020526714.tif 000011
【図７Ａ】
2020526714.tif 000012
【図７Ｂ】
2020526714.tif 000013
【図８】
2020526714.tif 000014
【図９Ａ】
2020526714.tif 000015
【図９Ｂ】
2020526714.tif 000016
【図１０】
2020526714.tif 000017
【図１１】
2020526714.tif 000018
【図１２】
2020526714.tif 000019
【図１３】
2020526714.tif 000020
【国際調査報告】
2020526714.tif 000021
2020526714.tif 000022
2020526714.tif 000023
2020526714.tif 000024