JP2020522658A - 流体制御システム - Google Patents

Abstract

コントローラ（２）と流体閉回路とを備える、車両を制御するための流体制御システム（１）を提供する。当該回路は、回路内の流体に加圧しているポンプ（３）と、弁手段（４０、５０、６０）と、アクチュエータ（４、５、６）と、事前充填アキュムレータ（７）とを含む。弁手段（４０、５０、６０）をポンプ（３）の入口および出口に流体接続し、またアクチュエータ（４、６）を弁手段（４０、５０、６０）に流体接続することで、加圧流体を弁手段から選択的に受け取るようにしている。事前充填アキュムレータ（７）は、弁手段（４０、５０、６０）とポンプ（３）の入口との間に流体接続された体積可変体（７１）を表す、可動部材（７３、図２）を含む。本システム（１）は、可動部材（７３）の位置を特定して流体量を推定し、かつ／または回路内の異常な圧力変動を検出するセンサ（７０）をさらに備える。

Description

本発明は概して、１またはそれ以上の機能の動作を制御するための流体制御システムに関する。排他的ではないが、本発明はより具体的には、車両制御システム、たとえばステアリング、ブレーキ、クラッチおよび／または補助制御システムなどの動作を制御するのに有用な油圧制御システムに関する。

従来の油圧パワーステアリングシステムは、オイルタンクから油圧作動油を汲み上げ、かつ通常は車両のエンジンまたはギアボックスによって動力供給されているオイルポンプによって供給される油圧モータを有する、ステアリングギアを一般に備える。このステアリングギアは、ステアリングホイールを回転させることによってステアリング入力が生成されたことに応答して、油圧作動油を油圧モータへと送る回転制御弁を有する。この油圧モータは車両のホイールに作動可能に接続されて、ステアリング入力を補充している。

米国特許第７６１７９０６号には、ステアリング入力を検出するトルクセンサと、検出されたステアリング入力に応答して油圧ステアリングモータを制御するコントローラとを備えるステアリングシステムについて記載されている。この油圧ステアリングモータは、ホイールを操舵する専用の電動モータで駆動されている油圧ポンプによって作動する。

従来の油圧ブレーキシステムは、ブレーキペダルに連結され、このペダルの機械的作動を油圧へと変換するマスタシリンダを一般に備える。このマスタシリンダは、ブレーキ付きアクチュエータ、たとえばブレーキキャリパに組み込まれたスレーブシリンダに動力供給する油圧ブレーキ回路に接続されている。これらのスレーブシリンダは、ブレーキパッドを駆動して車両を減速するために、マスタシリンダから供給される油圧によって作動する。

米国特許第９３０８９０５号には、ブレーキペダルに連結されたマスタシリンダと、このマスタシリンダ内の圧力を検出する圧力センサと、ブレーキバイワイヤ機能を有効にしているブーストモジュールとを備えるブレーキシステムについて記載されている。このブーストモジュールは複数のポンプを含み、これらのポンプは、ブレーキ付きアクチュエータに供給される油圧を補充する電動モータによって駆動されている。

米国特許第７６１７９０６号 米国特許第９３０８９０５号

車両の電動化は、多くの自動車メーカーの研究開発戦略の要となっている。本出願人は、車両パワートレインの電動化をこのように推進することにより、運転制御システムの電動化に向かう傾向も見られることを認めている。電動化によってそのようなシステムの統合が促進され、これによって余分な構成要素を排除することができるが、完全に電動化することによって妥協が生じる場合もある。

したがって、本発明の第１の態様は、たとえば車両用流体制御システムを提供するものであり、本システムは、流体閉回路であって、この回路は、入口および出口を有し、回路内の流体に加圧しているポンプを含む、流体閉回路と、ポンプの入口および出口に作動可能に接続された弁手段と、この弁手段に流体接続され、この弁手段から加圧流体を選択的に受け取るアクチュエータと、弁手段とポンプの入口との間に流体接続された事前充填アキュムレータであって、この事前充填アキュムレータは、弁手段およびポンプの入口に流体接続された体積可変体を表す可動部材、ならびにこの可動部材の位置を特定するセンサを含む、事前充填アキュムレータと、を備える。

この事前充填アキュムレータの可動部材の位置を特定することにより、本システムは回路内の流体量を推定し、かつ／または回路内の異常な圧力変動を検出することができる。これにより、回路内の故障および／または漏洩を自動的に検出するように、本システムを構成することができる。このアクチュエータは、ブレーキ付きアクチュエータまたはブレーキなしアクチュエータを含んでいてもよい。本システムは、弁手段に作動可能に接続され得るコントローラを備えていてもよく、たとえば使用中、この弁手段を作動させることで、アクチュエータへの加圧流体の供給を制御するように、このコントローラを構成している。

付勢または作用させることを目的として付勢手段を設けていてもよく、これをたとえば、使用中に可動部材または体積可変体に付勢または作用させてもよく、その結果、たとえばこれらの可動部材または体積可変体内に圧力を生成し、かつ／または回路内またはポンプ入口で、もしくはポンプ入口に対する当該またはある所定の流体圧力を維持することができる。

付勢手段は付勢装置を含んでいてもよい。付勢手段または付勢装置は、付勢部材または付勢機構、たとえば弾性付勢部材または弾性付勢機構（ばねなど）、もしくは他の適切な付勢手段を含んでいてもよい。好ましくは、付勢手段は、第２の加圧流体、たとえば圧縮性流体（空気または別の気体など）を内部に含み得る、事前充填チャンバを含む。

本システムまたは事前充填アキュムレータは、たとえば事前充填チャンバ内の圧力を検出し、かつ／または可動部材の位置を特定し、かつ／またはポンプの入口での圧力を推定する圧力センサを備えていてもよい。この事前充填アキュムレータの圧力センサを、事前充填チャンバに作動可能または流体的に連結していてもよい。この事前充填アキュムレータの圧力センサは、ピストンの位置を特定する上記のセンサを含んでいてもよい。あるいは、本システムまたは事前充填アキュムレータは、ピストンの位置を特定する位置センサを備えていてもよい。いくつかの実施形態では、本システムまたは事前充填アキュムレータは、圧力センサと位置センサとを備える。

体積可変体を、事前充填アキュムレータの入口および出口に流体接続していてもよい。この体積可変体は充填チャンバを含んでいてもよい。事前充填アキュムレータの入口は充填チャンバの入口を含んでいてもよく、かつ／または事前充填アキュムレータの出口は充填チャンバの出口を含んでいてもよい。この事前充填アキュムレータは、遮断手段および／またはブリード入口ポートおよび／またはブリード出口ポートを含んでいてもよい。可動部材は、入口および／または出口が遮断されるブリード位置を有していてもよく、このブリード位置でたとえば、可動部材が入口および／または出口を遮断する。この可動部材は、たとえばブリード位置により、遮断手段を含むかまたは供給してもよい。

可動部材は、一例として付勢手段と体積可変体または充填チャンバとの間に可撓性部材、たとえばブラダ、または可動ピストンを含んでいてもよい。充填チャンバの体積を変更する目的で、この可動部材を設けていてもよい。センサは位置センサを含んでいてもよい。可動部材の検出位置、たとえばセンサによって検出した位置に基づいて、流体回路内の流体の体積を推定するように、本システムまたはコントローラを作動可能としてもよいし、構成していてもよい。

流体回路内の流体の推定体積を特定し、計算し、かつ／または示すように、本システムまたはコントローラを作動可能としてもよいし、構成していてもよい。この推定体積が所定の値もしくは範囲から逸脱した場合にアラートまたは警告を生成するように、本システムまたはコントローラを作動可能としてもよいし、構成していてもよい。流体回路内の流体の推定体積を所定のしきい値または範囲と比較するように、本システムまたはコントローラを作動可能としてもよいし、構成していてもよい。推定体積が所定のしきい値または範囲を超えているか、下回っているか、あるいはこれから逸脱した場合にアラートまたは警告を生成するように、本システムまたはコントローラを作動可能としてもよいし、構成していてもよい。

本発明の別の態様は車両用流体制御システムを提供するものであり、本システムはコントローラと、流体回路であって、この回路は回路内の流体に加圧しているポンプを含む、流体回路と、第１の弁手段に流体接続された第１のまたはブレーキ付きアクチュエータと、第２の弁手段に流体接続された第２のまたはブレーキなしアクチュエータとを備え、コントローラにそれぞれの弁手段を作動可能に接続しており、また使用中、第１のまたはブレーキ付きアクチュエータへの加圧流体の供給を制御する第１の弁手段を作動させることで、たとえば車両を減速または停止させるように、あるいは第２のまたはブレーキなしアクチュエータへの加圧流体の供給を制御する第２の弁手段を作動させることで、たとえば第２のまたはブレーキなしアクチュエータを作動させるように、このコントローラを構成している。

両方の当該ブレーキおよび１またはそれ以上の他の駆動システムを作動させるために共通の流体回路を使用すれば、流体制御システムの利点を活用する一方で、上述した複数の制御システムを統合することから得られる効率をも享受することができる。

本発明の別のより一般的な態様は、たとえば車両用流体制御システムを提供するものであり、本システムは、回路内の流体に加圧しているポンプを含む流体回路と、弁手段と、この弁手段に流体接続されたアクチュエータとを備え、使用中、このアクチュエータへの加圧流体の供給を制御するように、弁手段を作動可能としている。このアクチュエータは、ブレーキ付きアクチュエータまたはブレーキなしアクチュエータを含んでいてもよい。本システムは、弁手段に作動可能に接続され、かつ／またはこの弁手段を作動させることで、使用中、アクチュエータへの加圧流体の供給を制御するように構成されたコントローラを備えていてもよい。

本システムは、第３の弁手段および／または第３のまたはそれ以上のブレーキなしアクチュエータを備えていてもよい。第３のまたはそれ以上のブレーキなしアクチュエータを、第３の弁手段に流体接続していてもよい。第３の弁手段を、コントローラに作動可能に接続していてもよい。使用中、第３の弁手段を作動させることで、たとえば第３のまたはそれ以上のブレーキなしアクチュエータへの加圧流体の供給を制御するように、このコントローラを構成していてもよい。

本システムは、１またはそれ以上の追加の弁手段、および／または１またはそれ以上の追加のアクチュエータ、たとえばブレーキなしアクチュエータを備えていてもよい。追加のまたはそれぞれの追加のアクチュエータを、追加のまたはそれぞれの追加の弁手段に流体接続していてもよい。追加のまたはそれぞれの追加の弁手段を、コントローラに作動可能に接続していてもよい。使用中、追加のまたはそれぞれの追加の弁手段を作動させることで、たとえば追加のまたはそれぞれの追加のアクチュエータへの加圧流体の供給を制御するように、このコントローラを構成していてもよい。

第２のまたはブレーキなしアクチュエータは、第１のタイプのアクチュエータを含んでいてもよい。第３のまたはそれ以上のブレーキなしアクチュエータおよび／または追加のまたはそれぞれの追加のアクチュエータは、第１のタイプのアクチュエータおよび／または他のいかなるタイプのアクチュエータとも異なる、第２のまたはそれ以降のタイプのアクチュエータを含んでいてもよい。第１のおよび第２の、また設けている場合はそれ以降のタイプのアクチュエータを、車両を操舵するステアリングアクチュエータ、車両のクラッチを係合または解放するクラッチ付きアクチュエータ、車両のギア比を変更するギアシフトアクチュエータ、車両の１またはそれ以上のホイールへのトルクを変更するトルクベクタリングアクチュエータ、車両のサスペンション特性を変更するサスペンションアクチュエータ、車両の空気力学的要素を移動させる空力または動翼アクチュエータ、および補助アクチュエータを含む、またはこれらからなるリストから選択してもよい。

これらのアクチュエータのうちの１つは、たとえば車両を操舵する、ステアリングアクチュエータを含んでいてもよい。このステアリングアクチュエータは少なくとも１つのステアリングアーム、一例として車両の前輪またはそれぞれの前輪に対して直接的または間接的に機械的接続を行う、たとえば一対のステアリングアームを含んでいてもよい。

これらのアクチュエータのうちの１つは、たとえば車両のクラッチを係合または解放する、クラッチ付きアクチュエータを含んでいてもよい。このクラッチ付きアクチュエータは、一例として車両のクラッチアセンブリまたは駆動システムに対して直接的または間接的に、たとえば機械的接続を行う接続手段または接続装置を含んでいてもよい。

これらのアクチュエータのうちの１つは、たとえば車両のギア比を変更する、ギアシフトアクチュエータを含んでいてもよい。このギアシフトアクチュエータは、一例として車両のギアシフト駆動システムに対して直接的または間接的に、たとえば機械的接続を行う接続手段または接続装置を含んでいてもよい。

これらのブレーキなしアクチュエータのうちの１つは、たとえば車両の１またはそれ以上のホイールへのトルクを変更する、トルクベクタリングアクチュエータを含んでいてもよい。このトルクベクタリングアクチュエータは、一例として車両のトルクベクタリングシステムに対して直接的または間接的に、たとえば機械的接続を行う接続手段または接続装置を含んでいてもよい。

これらのブレーキなしアクチュエータのうちの１つは、たとえば車両の１またはそれ以上のサスペンション特性を変更する、サスペンションアクチュエータを含んでいてもよい。このサスペンションアクチュエータは、一例として車両のサスペンションシステムに対して直接的または間接的に、たとえば機械的接続を行う接続手段または接続装置を含んでいてもよい。

これらのブレーキなしアクチュエータのうちの１つは、たとえば車両の空気力学的要素または動翼を移動させる、空力または動翼アクチュエータを含んでいてもよい。この空力または動翼アクチュエータは、一例として車両の動翼制御システムに対して直接的または間接的に、たとえば機械的接続を行う接続手段または接続装置を含んでいてもよい。

これらのブレーキなしアクチュエータのうちの１つは、補助アクチュエータを含んでいてもよい。この補助アクチュエータは、一例として車両の補助制御システムに対して直接的または間接的に、たとえば機械的接続を行う接続手段または接続装置を含んでいてもよい。この補助制御システムはドアアクチュエータ、たとえば自動ドアまたは補助ドアアクチュエータ、ステップアクチュエータ、および／または他のあらゆる補助駆動または補助制御システムを含んでいてもよい。

ブレーキ付きアクチュエータは、複数のブレーキ付きアクチュエータのうちの１つであってもよい。車両のホイールに取り付けられるか、または車両のホイールに隣接するように、当該またはそれぞれのブレーキ付きアクチュエータを構成していてもよい。当該またはそれぞれのブレーキ付きアクチュエータを、それぞれの第１の弁手段に流体接続していてもよい。それぞれの第１の弁手段を作動させることで、使用中、当該またはそれぞれのブレーキ付きアクチュエータへの加圧流体の供給を、たとえば個別に制御するように、コントローラを構成していてもよい。

それぞれのブレーキ付きアクチュエータへの流体制御を行うことにより、車両のブレーキ性能に対する制御が向上し、このことは、自律走行車両または半自律走行車両でとりわけ有利となり得る。

少なくとも１つのまたは当該もしくはそれぞれのブレーキ付きアクチュエータは、たとえば摩擦力を加えて車両を減速または停止させる、摩擦ブレーキ付きアクチュエータを含んでいてもよい。少なくとも１つのまたはそれぞれのブレーキ付きアクチュエータは、ブレーキキャリパもしくはシリンダ、たとえばディスクブレーキキャリパまたはディスクブレーキキャリパのシリンダ、あるいはドラムブレーキシリンダを含んでいてもよい。好ましくは、複数のブレーキ付きアクチュエータのうちの１つを、本システムが組み込まれているか、または組み込まれる予定の車両における複数のホイールそれぞれに作動可能に接続しているか、あるいは接続可能としている。ブレーキ付きアクチュエータの少なくとも１つまたはそれぞれを、ブレーキパッドまたはシューに作動可能に接続するか、接続可能とするか、あるいはブレーキパッドまたはシューを駆動するように作動可能としてもよい。少なくとも１つのまたはそれぞれのブレーキ付きアクチュエータを、一例としてブレーキ部材、たとえばディスクまたはドラムを介して車両のホイールに作動可能に接続するか、または接続可能とすることで、ホイールを減速するか、あるいはこのホイールに摩擦力を加えてもよい。

付加的にまたは代替的に、これらのアクチュエータのうちの少なくとも１つを、たとえば車両の別の流体回路のマスタシリンダ、または車両の別の流体回路用のマスタシリンダに対して直接的または間接的に、機械的接続を行ってもよいし、機械的に接続可能としてもよい。弁手段、たとえば関連弁手段を作動させることで、使用中、マスタシリンダに機械的な力を加えるように、コントローラを構成していてもよい。

本発明の別の態様は、たとえば車両用流体制御システムを提供するものであり、本システムはコントローラと、流体回路であって、この回路は回路内の流体に加圧しているポンプを含む、流体回路と、弁手段に流体接続され、かつ車両の別の流体回路のマスタシリンダまたは別の流体回路用のマスタシリンダに機械的に接続され、接続可能となり、または一体化したアクチュエータとを備え、コントローラに弁手段を作動可能に接続しており、また弁手段を作動させて、使用中、アクチュエータへの加圧流体の供給を制御することで、マスタシリンダに機械的な力を加えて、車両の別の流体回路を作動させるように、このコントローラを構成している。

別の流体回路のマスタシリンダを機械的に操作する流体制御を行うことにより、既存の車両ブレーキシステム設計における自律または半自律機能の統合が促進される。このアクチュエータは、ブレーキ付きアクチュエータまたはブレーキなしアクチュエータを含んでいてもよい。本システムは、弁手段に作動可能に接続され得るコントローラを備えていてもよく、たとえば使用中、この弁手段を作動させることで、アクチュエータへの加圧流体の供給を制御するように、このコントローラを構成している。

これらのアクチュエータのうちの少なくとも１つは、マスタシリンダに機械的に接続する接続手段を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、ブレーキ付きアクチュエータは、たとえば車両のブレーキ回路のマスタシリンダに対して直接的または間接的に機械的接続を行う、接続手段を含む。いくつかの実施形態では、ブレーキなしアクチュエータは、たとえば車両のクラッチ回路のマスタシリンダに対して直接的または間接的に機械的接続を行う、接続手段を含む。

本システムは、アクチュエータに、たとえば接続手段を介して機械的に接続されたマスタシリンダを備えていてもよい。本システムは、アクチュエータを組み込んだマスタシリンダを備えていてもよい。車両の別の流体回路に流体接続する目的で、このマスタシリンダを設けていてもよい。

本システムは、別の流体回路を備えていてもよい。１またはそれ以上の当該アクチュエータもしくはそのうちの１つを、別の流体回路のマスタシリンダに機械的に接続してもよいし、接続可能としてもよいし、あるいは一体化してもよい。本システムは、流体ブレーキ回路を備えていてもよい。１またはそれ以上の当該アクチュエータもしくはそのうちの１つを、この流体ブレーキ回路のマスタシリンダに機械的に接続してもよいし、接続可能としてもよいし、あるいは一体化してもよい。本システムは、流体クラッチ駆動回路を備えていてもよい。１またはそれ以上の当該アクチュエータもしくはそのうちの１つを、この流体クラッチ駆動回路のマスタシリンダに機械的に接続してもよいし、接続可能としてもよいし、あるいは一体化してもよい。

上記の接続手段のいずれかは、接続装置、連結器、あるいは１またはそれ以上の接続機能または連結機能を含んでいてもよい。本システムは、マスタシリンダを備えていてもよい。本システムは、マスタシリンダを含む車両の流体回路、または別の流体回路を備えていてもよい。

本システムはモータを備え、このモータをポンプに作動可能に接続または連結することで、たとえばポンプを作動させたり、このポンプで回路内の流体に加圧したりしてもよい。このモータは、たとえば他のあらゆるシステムから独立している、スタンドアロンまたは専用モータを含んでいてもよい。このモータを車両パワートレインから独立させていてもよいが、必ずしもそうする必要はなく、たとえば、このモータをパワートレインから分離してもよいし、切り離してもよい。このモータに、車両のエンジンまたは動力装置、たとえば車両に対して運動を誘起するのに使用されるパワートレイン、エンジンまたは動力装置から独立して、動力供給してもよい。このモータを電動式としてもよい。このモータをコントローラに作動可能に接続していてもよく、かつ／または使用中、このモータを作動させることで、たとえば回路内の流体に加圧するように、コントローラを構成していてもよい。

いくつかの実施形態では、本システムは、車両パワートレインから独立している電動モータを備え、このモータをポンプに連結し、かつコントローラに作動可能に接続しており、また使用中、このモータを作動させることで、回路内の流体に加圧するように、コントローラを構成している。

このモータは可変速度モータを含んでいてもよく、かつ／またはこのモータの速度を制御することで、たとえば流体回路内の、かつ／またはポンプによってもたらされる流れおよび／または圧力を制御するように、コントローラを構成していてもよい。

本発明の別の態様は、たとえば車両用流体制御システムを提供するものであり、本システムはコントローラと、このコントローラに作動可能に接続された可変速度モータと、流体回路であって、この回路は回路内の流体に加圧しているモータに作動可能に接続または連結されたポンプを含む、流体回路と、コントローラに作動可能に接続された弁手段と、この弁手段に流体接続されたアクチュエータとを備え、使用中、モータの速度を制御し、かつ弁手段を作動させることで、アクチュエータへの加圧流体の供給を制御するように、コントローラを構成している。

この構成により、オンデマンドで、かつ、たとえば車両パワートレインの動作とは無関係に、本システム内で圧力を生成する簡便、安価かつ効率的な手段がもたらされることになる。このアクチュエータは、ブレーキ付きアクチュエータまたはブレーキなしアクチュエータを含んでいてもよい。

モータはブラシレス電動モータを含んでいてもよいが、必ずしもそうである必要はなく、かつ／またはポンプは定容量形ポンプを含んでいてもよいが、必ずしもそうである必要はない。いくつかの実施形態では、本システムは、定容量形ポンプに作動可能に接続されたブラシレス電動モータを備え、これにより、ポンプによって回路へと供給される圧力を制御している。このモータは、ブラシ付きまたはブラシレスとすることができる直流（ＤＣ）または交流（ＡＣ）または汎用（ＡＣ−ＤＣ）モータ、もしくは任意の適切なモータ（電動式であるかどうかにかかわらず）を含んでいてもよい。ポンプは、任意の適切なポンプ、たとえば定容量形または可変容量形ポンプを含んでいてもよい。このポンプはピストンポンプを含んでいてもよく、このピストンポンプはスウォッシュプレートを有していてもよいが、必ずしもそうである必要はない。

本システムは電源、たとえば１またはそれ以上のエネルギー貯蔵装置を備えていてもよい。モータを、エネルギー貯蔵装置のうちの少なくとも１つに作動可能または電気的に接続していてもよい。パワートレインモータを、同様に１またはそれ以上のエネルギー貯蔵装置のうちの少なくとも１つに接続していてもよい。このモータおよびパワートレインを、少なくとも１つの共通のエネルギー貯蔵装置または異なるエネルギー貯蔵装置に接続していてもよい。これらのエネルギー貯蔵装置のうちの少なくとも１つはバッテリ、たとえばリチウムイオン電池、ソリッドステート電池、鉛酸蓄電池、ニッケル水素充電池または溶融テトラクロロアルミン酸ナトリウム電池を含んでいてもよい。エネルギー貯蔵装置のうちの少なくとも１つは、燃料電池を含んでいてもよい。

ポンプは、入口および／または出口を含んでいてもよい。流体回路は、一例として流体回路内、たとえばこの回路内の１またはそれ以上の異なる箇所での圧力を検出または測定する、１またはそれ以上の圧力センサを含む。この流体回路はポンプの下流にあり、たとえばポンプの出口に流体接続された１またはそれ以上の圧力センサ、および／またはポンプの上流にあり、たとえばポンプの入口に流体接続された１またはそれ以上の圧力センサを含んでいてもよい。これらの圧力センサのうちの少なくとも１つまたはそれぞれを、コントローラに作動可能に接続していてもよい。

いくつかの実施形態では、本システムは、ポンプの下流にあり、コントローラに作動可能に接続された圧力センサを備え、使用中、この圧力センサによって検出される圧力に基づいて、たとえばこの圧力に応答してモータの速度を制御するように、このコントローラを構成している。

この流体回路を閉鎖していてもよいし、またはこの流体回路が閉回路、たとえばこの回路全体を通じて非ゼロ圧力を含むか、あるいは非ゼロ圧力で作動し得る加圧閉回路を、一例として含んでいてもよい。この回路は、高圧部分、高圧領域または分岐回路、および／または低圧部分、低圧領域または分岐回路を含んでいてもよい。高圧および低圧部分、高圧および低圧領域、または分岐回路のそれぞれは非ゼロ圧力を含んでいてもよいし、非ゼロ圧力で作動するようにこれらを構成していてもよい。

弁手段を、ポンプの入口および／または出口に流体接続していてもよい。少なくとも１つのまたはそれぞれの弁手段は、高圧入口および／または低圧戻り出口を含んでいてもよい。当該またはそれぞれの弁手段の高圧入口を、ポンプの当該出口または出口に流体接続していてもよい。当該またはそれぞれの弁手段の低圧戻り出口を、ポンプの当該入口または入口に流体接続することで、たとえば流体回路が閉鎖されるようにしてもよい。

いくつかの実施形態において、少なくとも１つのまたはそれぞれの弁手段は第１および第２のポートを含み、これらのポートのそれぞれをアクチュエータに接続してもよいし、接続可能としてもよい。高圧入口および／または低圧戻り出口を、第１および第２のポートのうちの一方、たとえば第１および第２のポートのうちのそれぞれ一方に選択的に接続するように、弁手段を作動可能としてもよい。いくつかの実施形態では、弁手段は、高圧入口が第１のポートに接続され、低圧戻り出口が第２のポートに接続される第１の状態または位置を含む。いくつかの実施形態では、この弁手段は、高圧入口が第２のポートに接続され、低圧戻り出口が第１のポートに接続される第２の状態または位置を含む。いくつかの実施形態では、この弁手段は、高圧入口、低圧戻り出口、ならびに第１および第２のポートのそれぞれが隔離される第３の状態または位置を含む。

いくつかの実施形態では、少なくとも１つのまたはそれぞれの弁手段は、供給／戻りポート、たとえば単一の供給／戻りポートを含む。高圧入口または低圧戻り出口のいずれかを当該またはそれぞれの弁手段の供給／戻りポートに選択的に接続するように、この弁手段を作動可能としてもよい。

いくつかの他の実施形態では、少なくとも１つのまたはそれぞれの弁手段は、高圧入口および供給ポート、たとえば単一の供給ポートを含む。そのような実施形態では、流体をアクチュエータから排出タンクへと排出するように、本システムまたはアクチュエータもしくは弁手段を作動可能としてもよいし、構成していてもよい。

本システムまたは回路は、弁手段とポンプの入口との間に流体接続され得るブリードアセンブリを備えていてもよい。このブリードアセンブリは、たとえばポンプの入口を流体源に流体接続する、入口ポートを含んでいてもよい。このブリードアセンブリは、たとえば弁手段を排出タンクに流体接続する、出口ポートを含んでいてもよい。このブリードアセンブリは、入口ポートと出口ポートとの間にあり、入口ポートと出口ポートおよび／または弁手段とポンプの入口との流体連通を選択的に開閉することができる、遮断手段を備えていてもよい。

本発明の別の態様は、たとえば車両用流体制御システムを提供するものであり、本システムは、入口および出口を有するポンプを含む流体閉回路と、このポンプの入口および出口に流体接続された弁手段と、この弁手段に流体接続され、この弁手段から加圧流体を選択的に受け取るアクチュエータと、弁手段とポンプの入口との間に流体接続されたブリードアセンブリであって、このブリードアセンブリは、ポンプの入口を流体源に流体接続する入口ポート、弁手段を排出タンクに流体接続する出口ポート、および入口ポートと出口ポートとの間にあり、入口ポートと出口ポートとの流体連通を選択的に開閉する遮断手段を含む、ブリードアセンブリとを備える。

記載しているようなブリードアセンブリを設けることにより、流体システム内の流体を容易に、かつ効果的に排出させ、かつ／または交換することができる。このアクチュエータは、ブレーキ付きアクチュエータまたはブレーキなしアクチュエータを含んでいてもよい。本システムは、弁手段に作動可能に接続され得るコントローラを備えていてもよく、たとえば使用中、この弁手段を作動させることで、アクチュエータへの加圧流体の供給を制御するように、このコントローラを構成している。

回路は、ブリードアセンブリの一部を含むか、もたらすか、または形成している事前充填アキュムレータを含んでいてもよい。この事前充填アキュムレータをポンプ、たとえばポンプ入口、および／または弁手段に流体接続することで、たとえばポンプに対する所定の流体圧力を維持してもよい。この事前充填アキュムレータを、ポンプ入口と弁手段の１またはそれ以上の低圧出口との間に流体接続することで、たとえばポンプに対する所定の流体圧力を維持してもよい。

この事前充填アキュムレータは、流体回路に流体接続され得る充填チャンバを含んでいてもよい。事前充填チャンバは、この充填チャンバに作用し得る付勢手段を含むことで、たとえばこの充填チャンバ内に圧力を生成し、かつ／またはポンプ入口に対する所定の流体圧力を維持してもよい。この事前充填アキュムレータは、たとえば充填チャンバの体積を変更する可動部材を含んでいてもよい。

事前充填アキュムレータの充填チャンバは、チャンバ入口および／またはチャンバ出口を含んでいてもよい。このチャンバ入口を、弁手段の１またはそれ以上の低圧出口に流体接続していてもよい。このチャンバ出口を、ポンプ入口に流体接続していてもよい。可動部材は、自身がチャンバ入口およびチャンバ出口を遮断するブリード位置を含んでいてもよい。

流体回路または事前充填アキュムレータは、ブリードアセンブリの入口ポートを含むか、または供給していてもよいブリード入口ポート、および／またはブリードアセンブリの出口ポートを含むか、または供給していてもよいブリード出口ポートを含んでいてもよい。このブリード入口ポートを、充填チャンバのチャンバ出口に流体接続していてもよい。このブリード入口ポートを、流体源と流体接続させる目的で設けていてもよい。ブリード出口ポートを、チャンバ入口に流体接続していてもよい。このブリード出口ポートを、排出タンクと流体接続させる目的で設けていてもよい。可動部材をブリード位置まで移動させることで、たとえば流体回路を開放することができるように、本システムを作動可能としてもよい。

本システムまたは流体回路は、可動部材の位置を特定するセンサを備えていてもよい。

本システムは、１またはそれ以上のアキュムレータ、たとえば蓄圧アキュムレータを備えていてもよい。少なくとも１つのまたはそれぞれのアキュムレータをポンプ、および／または加圧流体を貯蔵する弁手段のうちの少なくとも１つに流体接続していてもよい。これらの１またはそれ以上のアキュムレータを、ポンプと弁手段のうちの少なくとも１つとの間に流体接続していてもよい。これらの弁手段はそれぞれ、たとえば弁手段の当該または１つの入口へと流体連結された、１またはそれ以上のそれぞれのアキュムレータを含んでいてもよい。これらのアキュムレータのうちの少なくとも１つは、アキュムレータの弁手段、たとえば一方向弁などの弁を含むことで、ポンプからアキュムレータへと至る流体の流れ、またはアキュムレータからアクチュエータの弁手段へと至る流体の流れを選択的に制御してもよい。

本明細書に記載の弁手段のうちのいずれかは、弁アセンブリを含んでいてもよい。これらの弁手段または弁アセンブリは１またはそれ以上の弁、たとえば作動可能に、または流体的に接続され得る制御弁、もしくは１またはそれ以上の制御弁を含んでいてもよい。流体回路は、空気圧回路または油圧回路を含んでいてもよい。好ましくは、この流体回路は油圧回路を含む。マスタシリンダを含む流体回路、たとえば別の流体回路は、空気圧回路または油圧回路を含んでいてもよい。

車両、たとえば車両の１またはそれ以上の機能を、ドライバー入力から少なくとも部分的に独立して、かつ／または自律的に、もしくは半自律的に制御または作動させるように、本システムまたはコントローラを構成していてもよい。１またはそれ以上の、たとえばそれぞれの弁手段を、ドライバー入力から少なくとも部分的に独立して、かつ／または自律的に、もしくは半自律的に作動させるように、本システムまたはコントローラを構成していてもよい。自律走行車両または半自律走行車両制御システムに含まれるか、組み込まれるか、またはこれの一部を構成するか、もしくは形成するように、本システムまたはコントローラを構成していてもよい。特に好ましい実施形態では、車両、たとえば車両の１またはそれ以上の機能を、自律的に、かつ／またはドライバー入力から完全に独立して制御または作動させるように、本システムまたはコントローラを構成している。本システムは、あらゆる手動アクチュエータ、たとえばドライバー入力を供給するペダルおよびレバーなどを備えていなくてもよい。

本発明の別の態様は、上記のような流体制御システムに組み込むための部品キットまたは後付けキットを提供する。このキットは、上記のシステムの１またはそれ以上のいずれかの機能または構成要素を含んでいてもよい。

本発明の別の態様は、流体閉回路を開放する方法を提供するものであり、本方法は、入口ポートを介して、外部流体源を流体閉回路のポンプの入口に接続するステップと、入口ポートの上流にある出口ポートに排出タンクを接続するステップと、入口ポートと出口ポートとの間にある遮断手段を作動させて、入口ポートと出口ポートとの間で回路を通る流体の流れを遮断するステップとを含む。

本方法は、ポンプを作動させて、外部流体源から流体を、たとえば回路を介して、かつ／または出口ポートから、かつ／または排出タンク内へと汲み上げるステップを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、外部の加圧流体源をポンプの入口に接続することで、たとえば回路を介して、かつ／または出口ポートから、かつ／または排出タンクへと流体の流れを誘導している。外部流体源に加圧してもよく、またポンプを作動させて、外部の加圧流体源から流体を汲み上げてもよいし、あるいは加圧流体源から流体の流れまたは圧力を補充してもよい。本方法は、遮断手段を作動させることで、入口ポートと出口ポートとの間で回路を通る流体の流れを開放するステップを含んでいてもよい。本方法は、入口ポートから流体源を切り離し、かつ／または入口ポートを閉鎖するステップをさらに含んでいてもよい。本方法は、出口ポートから排出タンクを切り離し、かつ／または出口ポートを閉鎖するステップをさらに含んでいてもよい。

本発明の別の態様は、上記の流体制御システムまたは部品キットもしくは後付けキットを備える自律または半自律走行車両制御システムを提供する。

本発明の別の態様は、上記のシステムのポンプおよび／または弁手段を制御する手順をプロセッサに実行させる、コンピュータ可読プログラムコード手段を含むコンピュータプログラム要素を提供する。

本発明の別の態様は、コンピュータ可読媒体上で具体化されるコンピュータプログラム要素を提供する。

本発明のさらに別の態様は、プログラムが記憶されたコンピュータ可読媒体を提供するものであり、上記のシステムのポンプおよび／または弁手段を制御する１またはそれ以上のステップを実施する手順をコンピュータに実行させるように、このプログラムを構成している。

本発明のさらに別の態様は、上記のコンピュータプログラム要素またはコンピュータ可読媒体を備える、制御手段または制御システムもしくはコントローラを提供する。

本発明の別の態様は、上記の制御システムで使用するコントローラを提供するものであり、このコントローラは、プログラムが記憶されたコンピュータ可読媒体を備え、本システムのポンプおよび／または弁手段を制御する１またはそれ以上のステップを実施する手順をコンピュータに実行させるように、このプログラムを構成している。

本発明の別の態様は、上記の制御システムまたはコントローラ、あるいは部品キットもしくは後付けキットを備える車両を提供する。

任意のタイプの車両に本発明を含めるか、または組み込んでいてもよい。そのような車両には、たとえば陸上の車両、海上の車両、または空上の車両、もしくはそれらの任意の組み合わせが含まれ得る。疑義を避けるために明記すると、本車両には、それが乗用車、オートバイ、小型、中型、もしくは大型の自動車、バン、バス、または大型トラック、あるいはボート、船、ホバークラフト、単一または複数のエンジンのプロペラ駆動による自動車もしくはジェット機、あるいは他のあらゆる車両であろうとも、ある自動車が含まれ得る。

記載している実施形態は車両に関するものであるが、本発明の態様を他のシステムに組み込んでいてもよく、このようなシステムはたとえば、探査、油田開発、あるいは陸上、海中、海上、宇宙またはその他に関する他のいずれかの用途に関連していてもよいが、これらに限定されるものではない。

疑義を避けるために明記すると、本明細書に記載している機能のいずれも、本発明のあらゆる態様に等しく適用される。

本明細書において１またはそれ以上の機能を制御または作動させるように本システムまたはコントローラを構成していると言及することは、そのような制御または動作を実行するようにこれらをプログラムしていることを含んでいてもよい。

ただし、本開示の目的のために、本明細書に記載の１またはそれ以上のあらゆるコントローラ、制御ユニットおよび／または制御モジュールはそれぞれ、１またはそれ以上の電子プロセッサを有する制御ユニットまたは計算装置を含み得ることが理解される。コントローラは、単一の制御ユニットまたは電子制御装置を備えていてもよく、あるいは本システムまたは装置の制御に関する異なる機能を、異なる制御ユニットまたはコントローラもしくは制御モジュール内に設けていてもよいし、ホストしていてもよい。本明細書で使用する場合、「制御ユニット」および「コントローラ」という用語は、単一の制御ユニットまたはコントローラと、必要な制御機能をもたらすために集合的に動作する複数の制御ユニットまたはコントローラとの両方を含むと理解される。実行されると、前記１またはそれ以上のコントローラもしくは１またはそれ以上の制御ユニットあるいは１またはそれ以上の制御モジュールに本明細書に記載の制御技法（本明細書に記載の１またはそれ以上の方法を含む）を実施させる、一連の命令を提供することができる。これらの一連の命令を１またはそれ以上の電子プロセッサに組み込んでいてもよく、あるいはこれらを、１またはそれ以上の電子プロセッサによって実行されるソフトウェアとして提供してもよい。たとえば、１またはそれ以上の電子プロセッサ上で実行されるソフトウェアに第１のコントローラを実装してもよく、また、この第１のコントローラと同じ１またはそれ以上のプロセッサとしてもよい、１またはそれ以上の電子プロセッサ上で実行されるソフトウェアに、１またはそれ以上の他のコントローラを同様に実装してもよい。ただし、他の構成も有用であるため、本発明を任意の特定の構成に限定する意図はないことが理解される。いずれの場合でも、本明細書に記載している一連の命令を、機械または電子プロセッサ／計算装置で読み取り可能な形式で情報を記憶する任意の機構を含むコンピュータ可読記憶媒体（たとえば、非一時的記憶媒体）に組み込んでいてもよく、これらの機械または電子プロセッサ／計算装置は、磁気記憶媒体（たとえば、フロッピーディスク）、光記憶媒体（たとえば、ＣＤ−ＲＯＭ）、光磁気記憶媒体、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、消去可能なプログラマブルメモリ（たとえば、ＥＰＲＯＭおよびＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、またはそのような情報／命令を記憶する電気的または他のタイプの媒体を含むが、これらに限定されるものではない。

本出願の範囲内で、前項、特許請求の範囲、および／または以下の記載および図面に記載されている様々な態様、実施形態、実施例、および代替例、ならびにとりわけこれらの個々の特徴を、単独で、または任意の組み合わせで捉えてもよいことを明示的に意図している。すなわち、複数の実施形態および／または任意の実施形態の特徴全てを、そのような特徴が相容れない場合を除き、任意の方法および／または組み合わせで組み合わせることができる。

疑義を避けるために明記すると、「してもよい」、「および／または」、「たとえば」、「一例として」という用語、および本明細書で使用している類似の用語を、そのように記載している任意の特徴が出現する必要のないように、非限定的なものとして解釈すべきである。実際、これらが明示的に請求されているかどうかにかかわらず、本発明の範囲から逸脱することなく、任意の特徴の任意の組み合わせが明示的に想定される。本出願人は、当初提出した任意の特許請求の範囲を変更する権利、またはそれに応じて任意の新たな特許請求の範囲を提出する権利を留保し、これには当初提出した任意の特許請求の範囲を補正し、そのようには当初請求していないが、他の任意の特許請求の範囲における任意の特徴に従属させ、かつ／または組み入れる権利が含まれる。

ここで、本発明の実施形態を、添付の図面を参照しながら単なる例示として説明する。

本発明の一実施形態による、流体制御システムの概略図である。 図１の本システムのブリードアセンブリに関する概略図である。 事前充填アキュムレータのピストンをブリード位置に示している、図２に示すブリードアセンブリの概略図である。 本発明の別の実施形態による、流体制御システムの概略図である。

ここで図１を参照すると、前輪１１ａおよび後輪１１ｂを備える車両１０に組み込まれた、流体制御システム１が示されている。本実施形態ではシステム１は油圧作動流体を使用しているが、当業者に理解される特定の状況では、好ましい作動流体には気体、たとえば空気、または他の何らかの流体が含まれ得る。車両１０はコントローラ２をさらに備え、このコントローラ２は油圧制御システム１の制御専用であってもよいし、車両１０の車載コンピュータシステムの一部を形成していてもよい。このコントローラ２を単一のコントローラとして概略的に示しているが、コントローラ２によって実行される機能を、１またはそれ以上の制御ユニット、および／または１またはそれ以上のそのような制御ユニットに組み込まれた１またはそれ以上の制御モジュールを通じて実装してもよいことが理解され、その際、「コントローラ」という用語はそれに応じて解釈されることになる。

油圧回路１は、可変速度ブラシレス電動モータ３０に機械的に連結された、定容量形ポンプ３を含む。このモータ３０を、エネルギー貯蔵装置３１、本実施形態ではバッテリ３１に電気的に接続し、かつコントローラ２に作動可能に接続している。本実施形態では、モータ３０およびバッテリ３１を両方とも車両１０のパワートレインから独立させているが、いくつかの実施形態では、モータ３０を車両１０のパワートレインと同じエネルギー貯蔵装置に接続することが有利となり得る。そのため、モータ３０およびポンプ３を流体制御回路１の加圧専用としており、したがってこれらサイズおよび構成を、この目的に必要とされるより大きく、重く、またはより複雑とならないようにしている。この構成により、システム１の重量が最小化されるため、システム１の効率を最大化することが可能になる。バッテリ３１は、リチウムイオン電池、ソリッドステート電池、鉛酸蓄電池、ニッケル水素充電池または溶融テトラクロロアルミン酸ナトリウム電池を含んでいてもよいことが理解される。あるいは、エネルギー貯蔵装置３１は、燃料電池または他の任意の適切なエネルギー貯蔵装置３１を含んでいてもよい。

油圧回路１は、それぞれの第１の弁手段４０にそれぞれ流体接続されたアクチュエータ４の第１のセットと、第２の弁手段５０に流体接続された第２のアクチュエータ５と、第３の弁手段６０に流体接続された第３のアクチュエータ６とをさらに含む。弁手段４０、５０、６０のそれぞれを、コントローラ２に作動可能に接続している。本明細書に概略的に示している弁手段４０、５０、６０は非限定的であり、任意の数の他の弁構成によってこれらを実装してもよいことが、当業者には理解される。そのような弁構成は、複数の個別の弁、または関連アクチュエータ４、５、６への加圧流体の供給を制御する他の任意の配置または機構を含んでいてもよいが、必ずしもそうである必要はない。

本実施形態では、油圧回路１は閉鎖されている。より具体的には、弁手段４０、５０、６０のそれぞれは、それぞれの蓄圧アキュムレータ４１、５１、６１を介してポンプ３の出口に流体接続されたそれぞれの高圧入口と、事前充填アキュムレータ７を介してポンプ３の入口に流体接続された低圧出口とを含む。したがって、この回路を高圧供給ライン３２と低圧戻りライン３３とに分割している。蓄圧アキュムレータ４１、５１、６１はそれぞれ、それらの上流に逆止弁４２、５２、６２を含み、これによってポンプ３への逆流を防止している。高圧ライン３２および低圧ライン３３のそれぞれは、それらの内部にある油圧作動油の圧力を特定するそれぞれの圧力センサ３４、３５を含む。これらの圧力センサ３４、３５を、コントローラ２に作動可能に接続している。事前充填アキュムレータ７は、コントローラ２に作動可能に接続された圧力センサ７０をさらに含む。

コントローラ２は、圧力センサ３４を使用して高圧ライン３２内の圧力を特定し、ポンプ３を作動させるモータ３０の速度を制御することにより、圧力を所定の範囲内に維持し、それによってシステム１内の圧力の閉ループフィードバック制御をもたらしている。

本実施形態では、アクチュエータ４の第１のセットはブレーキキャリパであり、第１の弁手段４０のそれぞれは４／２方向切替ブレーキ制御弁４０であり、この場合、アクチュエータ側ポートの両方がキャリパ４の入口を供給している。ブレーキ制御弁４０はそれぞれ、高圧ライン３２がキャリパ４に流体接続される第１の状態と、低圧ライン３３がキャリパ４に流体接続される第２の状態とを含む。ブレーキ制御弁４０をそれぞれ、その第１の状態と第２の状態との間で移行させるように、コントローラ２を構成している。

このように、コントローラ２によってブレーキ制御弁４０が第１の状態になると、キャリパ４はブレーキパッド（図示せず）を駆動してブレーキディスク（図示せず）に正常に摩擦力を加えることにより、それぞれのホイール１１ａ、１１ｂにブレーキ力を加えている。コントローラ２によってブレーキ制御弁４０が第２の状態になると、キャリパ４駆動システム内の圧力が解放される。他の構成も想定され、かつ有利となり得、たとえば弁手段４０が、油圧作動油の可変圧力をキャリパ４にもたらすように作動可能な弁を含んでいてもよい。さらに、このキャリパ４を、ブレーキシューを駆動してブレーキドラムまたは他の任意の適切な駆動手段と係合させるドラムブレーキシリンダと置き換えてもよい。

本実施形態では、第２のアクチュエータ５はステアリングアクチュエータであり、第２の弁手段５０は４／３方向切替ステアリング制御弁５０である。このステアリングアクチュエータ５は、シリンダ５４内で移動可能となり、これによって第１および第２の体積可変体５５ａ、５５ｂを表すピストン５３と、ピストン５３の両側を車両１０の前輪１１ａのうちの一方の前側へと機械的に接続しているステアリングアーム５６ａ、５６ｂとを含む。ステアリング制御弁５０のアクチュエータ側ポートにおける第１のポートを、第１の体積可変体５５ａに流体接続し、ステアリング制御弁５０のアクチュエータ側ポートにおける第２のポートを、第２の体積可変体５５ｂに流体接続している。このステアリング制御弁５０は第１、第２および第３の状態を含み、その状態間でステアリング制御弁５０を移行させるように、コントローラ２を構成している。

コントローラ２によってステアリング制御弁５０が自身の第１の状態になると、高圧ライン３２、低圧ライン３３およびアクチュエータ側ポートが全て隔離され、ピストン５３が静止状態に保たれ、また前輪１１ａの方向が維持される。コントローラ２によってステアリング制御弁５０が自身の第２の状態になると、高圧ライン３２が第１の体積可変体５５ａに流体接続され、低圧ライン３３が第２の体積可変体５５ｂに流体接続され、これによってピストン５３が右側に移動し、また前輪１１ａが右回りに旋回することで、車両が右側へと車両方向を変更することになる。コントローラ２によってステアリング制御弁５０が自身の第３の状態になると、高圧ライン３２が第２の体積可変体５５ｂに流体接続され、低圧ライン３３が第１の体積可変体５５ａに流体接続され、これによってピストンが左側に移動し、また前輪１１ａが左回りに旋回することで、車両が左側へと車両方向を変更することになる。当業者には理解されるように、他の構成も想定され、かつ有利となり得る。システム１は閉ループステアリングフィードバックを組み込んでいてもよく、この場合たとえば、ステアリングアクチュエータ５におけるピストン５３の位置、体積可変体５５ａ、５５ｂのそれぞれの圧力、または前輪１１ａの位置のうちの１またはそれ以上を特定する１またはそれ以上のセンサと、本車両および／またはステアリングシステムの他の任意の機能が移動する方向を特定する移動センサ、たとえば加速度計またはＧＰＳ受信機とを設けている。

本実施形態では、第３のブレーキ付きアクチュエータ６はクラッチアセンブリアクチュエータであり、第３の弁手段６０は４／２方向切替クラッチ制御弁６０であり、この場合、アクチュエータ側ポートの両方がクラッチ付きアクチュエータ６の入口を供給している。クラッチ制御弁６０は、高圧ライン３２がクラッチ付きアクチュエータ６に流体接続される第１の状態と、低圧ライン３３がクラッチ付きアクチュエータ６に流体接続される第２の状態とを含む。コントローラ２は、自身の第１および第２の状態間でクラッチ制御弁６０を移行させるように、コントローラ２を構成している。

このように、コントローラ２によってクラッチ制御弁６０が第１の状態になると、クラッチ付きアクチュエータ６が作動して、クラッチ（図示せず）によってギアボックス（図示せず）をエンジン（図示せず）から解放することで、ギア比を正常に変更することが可能となる。コントローラ２によってクラッチ制御弁６０が第２の状態になると、クラッチ付きアクチュエータ６内の圧力が解放される。他の構成も想定され、かつ有利となり得、たとえば弁手段６０が、油圧作動油の可変圧力をクラッチ付きアクチュエータ６にもたらすように作動可能な弁を含んでいてもよい。システム１は閉ループクラッチフィードバックを組み込んでいてもよく、この場合たとえば、クラッチ付きアクチュエータ６の位置または状態を特定する１またはそれ以上のセンサを設けていることが理解される。

本実施形態では、事前充填アキュムレータ７は、回路１の低圧ライン３３に流体接続された体積可変体充填チャンバ７１と、この充填チャンバ７１に作用して内部に圧力を生成することで、ポンプ３の入口に対する所定の流体圧力を維持する付勢手段７２とを含む。事前充填アキュムレータ７はピストン７３の形態の可動部材を含み、このピストン７３はシリンダ７４内で移動可能であり、シリンダ７４と共に充填チャンバ７１を表している。付勢手段７２は、加圧された二次流体、本実施形態では空気の形態をとり、充填チャンバ７１に対してピストン７３の反対側にある事前充填チャンバ７５内に含まれ、かつピストン７３に作用することで、充填チャンバ７１に動力を加えている。事前充填アキュムレータ７は、事前充填チャンバ７５を充填または排出する空気吸込口７６を含む。ピストン７３を、他の任意の適切な可動部材、たとえばブラダ部材と置き換えてもよく、かつ／または、付勢手段を、他の任意の適切な手段、たとえばばねによってもたらしてもよいことが理解される。

事前充填チャンバ７５内の空気圧を特定するように、圧力センサ７０を構成している。このため、事前充填チャンバ７５を所定の圧力まで充填した状態で、システム１の動作中に圧力センサ７０からの読取り値に基づいて、コントローラ２が空気圧をモニタすることができる。こうしたフィードバックにより、回路１の状態をコントローラ２がモニタすることができる。本実施形態では、コントローラ２は診断モジュールを組み込んでおり、この診断モジュールは、圧力センサ３４、３５、７０の全てからの圧力読取り値を定期的に分析する。事前充填チャンバ７５内の圧力は、ピストン７３の位置を示している。したがって、この読取り値を使用して、回路１内の油圧作動油の量を推定してもよい。このため、事前充填チャンバ７５内の圧力が持続的に低下するか、または漸進的に低下している場合は、回路１内の油圧作動油の減少を示している可能性がある。推定体積が所定の値もしくは範囲から逸脱する場合にアラートまたは警告を生成するように、コントローラ２を構成している。

圧力センサ７０の代替として、またはこれに加えて、事前充填アキュムレータ７は、ピストン７３の位置を直接検出する位置センサを含んでいてもよい。この圧力センサ７０および／または位置センサを、たとえば圧力センサ３５の代わりに、またはこれに加えて、低圧ライン３３内の圧力を推定するためにさらに使用してもよい。

本実施形態では、事前充填アキュムレータ７は、ブリード入口ポート８０、ブリード入口弁８１、ブリード出口ポート８２、およびブリード出口弁８３を含むブリードアセンブリ８の一部をさらに形成している。本実施形態では、ブリード入口弁８１およびブリード出口弁８３を、両方ともコントローラ２に作動可能に接続している。他の実施形態では、これらの弁８１、８３を手動で作動させている。事前充填アキュムレータ７の充填チャンバ７１のすぐ下流で、具体的には充填チャンバ７１とポンプ３の入口との間で、低圧ライン３３にブリード入口ポート８０を流体接続している。ブリード入口弁８１は、低圧ライン３３とブリード入口ポート８０との流体連通を選択的に開閉している。事前充填アキュムレータ７の充填チャンバ７１のすぐ上流で、低圧ライン３３にブリード出口ポート８２を流体接続しており、ブリード出口弁８３は、低圧ラインとブリード出口ポート８２との流体連通を選択的に開閉している。

図２および図３に示すように、ブリードアセンブリ８を作動させて油圧システム１を開放し、かつ／または油圧システム１内の油圧作動油を交換してもよい。まずポンプ３を停止し、ブレーキ制御弁４０とクラッチ制御弁６０とをそれぞれ、自身の第２の状態にし、ステアリング制御弁５０を自身の第１の状態にし、排出タンクＤＲを出口ポート８２に接続し、かつブリード出口弁８３を開放して低圧ライン３３を減圧することにより、これを達成している。このように圧力が低下することで、低圧ライン３３に接続されたポートに向かってピストン７３が移動し（図１〜３の右側に）、その結果、図３により明確に示すピストン７３が低圧ライン３３を閉鎖することになる。必要に応じて、空気Ａを事前充填アキュムレータ７の空気吸込口７６に導入して、ピストン７３でポートを密閉してもよい。

次いで、ブリード入口ポート８０を外部流体源ＦＳに接続し、ブリード入口弁８１を開放し、ポンプ３を作動させて流体源ＦＳから流体を汲み上げ、かつ制御弁４０、５０、６０を作動させて回路１を流れる流体を生成し、これによって油圧システム１を開放し、かつ／またはシステム１内の油圧作動油を交換する。その後、システム１が稼働を続けて低圧ライン３３を再加圧している間、ブリード出口弁８３を閉鎖してもよい。付加的にまたは代替的に、事前充填アキュムレータ７における事前充填チャンバ７５内の空気７２の少なくとも一部を排気して、充填チャンバ７１が油圧作動油を補充できるようにし、その後必要に応じて空気Ａを再導入して、事前充填チャンバ７５を通常稼働させるために、これを所定の圧力へと戻してもよい。本方法に対するいくつかの変形例が想定され、かつそれらが好ましい場合があることが理解される。さらに、事前充填アキュムレータ７を使用して低圧ライン３３を閉鎖する代わりに、別の遮断手段、たとえば弁を設けてもよい。

当業者であれば、上記の開示内容から、本発明のシステム１により、両方の当該ブレーキおよび他の１またはそれ以上の駆動システムを作動させるために、共通の流体回路を使用することが可能となり、その結果、流体制御システムの利点を活用する一方で、上述した複数の制御システムを統合することから得られる効率をも享受することができる。本発明は、オンデマンドで、かつ、たとえば車両パワートレインの動作とは無関係に、本システム内で圧力を生成する簡便、安価かつ効率的な手段をさらに提供するものである。このアクチュエータは、ブレーキ付きアクチュエータまたはブレーキなしアクチュエータを含んでいてもよい。本発明は、本流体システム内の流体を容易に、かつ効果的に排出かつ／または交換することをさらに可能にし、また回路内の流体量を推定し、かつ／または回路内の異常な圧力変動を検出することができる。他のいくつかの利点が当業者には明らかとなる。

ここで図４を参照すると、図１〜図３のシステム１と同様の油圧制御システム１００が示されており、ここで同一の参照符号は、本明細書では説明されない同一の機能を示している。本実施形態による油圧制御システム１００は、ブレーキ付きアクチュエータ４およびクラッチ付きアクチュエータ６のそれぞれが二次流体回路を介して作動するという点で、前出の実施形態のものとは異なる。

油圧制御システム１００は、それぞれの制御弁１４０、１６０を介して高圧ラインおよび低圧ライン３２、３３にそれぞれ流体接続された、ブレーキマスタシリンダアクチュエータ１０４とクラッチマスタシリンダアクチュエータ１０６とを備える。マスタシリンダアクチュエータ１０４、１０６をそれぞれ、二次流体回路に選択的に加圧するそれぞれのマスタシリンダ１４１、１６１に機械的に接続しているか、あるいは一体化している。制御弁１４０、１６０をそれぞれコントローラ２に作動可能に接続しており、これらはステアリング制御弁５０と同様の４／３方向切替制御弁である。マスタシリンダアクチュエータ１０４、１０６はそれぞれ、ステアリングアクチュエータ５と同様に、シリンダ内で移動可能となり、これによって第１および第２の体積可変体を表すピストンを含む。ピストンが移動することによって、マスタシリンダ１４１、１６１が二次流体回路に選択的に加圧したり、これを減圧したりするように、それぞれのマスタシリンダアクチュエータ１０４、１０６のピストンをマスタシリンダ１４１、１６１へと接続している。

より具体的には、制御弁１４０、１６０のそれぞれにおけるアクチュエータ側ポートの第１のポートを、マスタシリンダアクチュエータ１０４の第１の体積可変体に流体接続し、また制御弁１４０、１６０のそれぞれにおけるアクチュエータ側ポートの第２のポートを、第２の体積可変体に流体接続している。制御弁１４０、１６０はそれぞれ、高圧ライン３２、低圧ライン３３およびアクチュエータ側ポートが全て隔離される第１の状態を含む。制御弁１４０、１６０はそれぞれ、高圧ライン３２がマスタシリンダアクチュエータ１０４のピストンの一方の側に流体接続され、これによってマスタシリンダ１４１、１６１が二次流体回路に加圧する第２の状態をさらに含む。制御弁１４０、１６０はそれぞれ、低圧ライン３３がピストンの他方の側に流体接続され、これによってマスタシリンダ１４１、１６１が二次流体回路を減圧する第３の状態をさらに含む。

したがって、本発明により、従来のブレーキ回路およびクラッチ回路を流体回路１００によって作動させることも可能になる。このように、本発明は、既存の車両に本発明による流体制御回路１００を後付けすることができるという多用途性を有するものである。本発明は、既存の車両システムにおいて自律的または半自律的な機能の統合をさらに促進する。

実際、本発明の流体システム１、１００は、自律走行車両または半自律走行車両１０においてとりわけ有用となり得ることが想定される。車両１０、一例として車両１０の１またはそれ以上の機能を、ドライバー入力から少なくとも部分的に独立して、たとえば自律的に、または半自律的に制御または作動させるように、システム１、１００またはコントローラ２を構成していてもよい。１またはそれ以上の、たとえばそれぞれの弁手段４０、５０、６０、１４０、１６０を、ドライバー入力から少なくとも部分的に独立して作動させるように、システム１、１００またはコントローラ２を構成していてもよい。システム１、１００またはコントローラを、自律または半自律走行車両制御システムに組み込んでいてもよい。

本発明の範囲から逸脱することなく、上記の実施形態に対するいくつかの変形例が想定されることを、当業者であれば理解する。たとえば、流体回路１、１００、および／または図４の流体回路１００の二次流体ブレーキおよび／またはクラッチ回路は、気体または空気圧作動流体を含んでいてもよい。加えて、システム１、１００は、１またはそれ以上の追加の弁手段および／または１またはそれ以上の追加のアクチュエータ、たとえばブレーキなしアクチュエータを備えていてもよい。使用中、追加のまたはそれぞれの追加の弁手段を作動させることで、たとえば追加のまたはそれぞれの追加のアクチュエータへの加圧流体の供給を制御するように、コントローラ２を構成していてもよい。これらの追加のアクチュエータは、車両のギア比を変更するギアシフトアクチュエータ、車両の１またはそれ以上のホイールへのトルクを変更するトルクベクタリングアクチュエータ、車両のサスペンション特性を変更するサスペンションアクチュエータ、車両の空気力学的要素を移動させる空力または動翼アクチュエータ、および補助アクチュエータのうちの任意の１またはそれ以上を含んでいてもよい。

また、上記の特徴および／または添付の図面に示す特徴を任意の数で組み合わせたものにより、従来技術に対して明らかな利点が示され、これらがこの場合、本明細書に記載している本発明の範囲内にあることも、当業者であれば理解する。

Claims (22)

1. 車両用流体制御システムであって、前記システムはコントローラと、流体閉回路であって、前記回路は、入口および出口を有し、前記回路内の流体に加圧しているポンプを含む、流体閉回路と、前記コントローラに作動可能に接続され、かつ前記ポンプの前記入口および出口に流体接続された弁手段と、前記弁手段に流体接続され、前記弁手段から加圧流体を選択的に受け取るアクチュエータと、前記弁手段と前記ポンプの前記入口との間に流体接続された事前充填アキュムレータであって、前記事前充填アキュムレータは、前記弁手段および前記ポンプの前記入口に流体接続された体積可変体を表す可動部材、ならびに前記可動部材の位置を特定するセンサを含む、事前充填アキュムレータと、を備える、流体制御システム。
2. 前記事前充填アキュムレータは、前記流体回路に流体接続された充填チャンバと、前記充填チャンバに作用して内部に圧力を生成することで、前記ポンプ入口に対する所定の流体圧力を維持する付勢手段とを含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記付勢手段は、第２の加圧流体を内部に含む、事前充填チャンバを含む、請求項２に記載のシステム。
4. 前記事前充填チャンバ内の圧力を検出し、前記可動部材の位置を特定し、かつ／または前記ポンプの前記入口での圧力を推定する圧力センサを備える、請求項３に記載のシステム。
5. 前記弁手段は、前記ポンプの出口に流体接続された高圧入口と、前記流体回路が閉鎖されるように、前記ポンプの入口に流体接続された低圧出口とを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム。
6. 前記事前充填アキュムレータの前記充填チャンバは、前記弁手段の前記低圧出口に流体接続されたチャンバ入口と、前記ポンプ入口に流体接続されたチャンバ出口とを含み、前記可動部材は、自身が前記チャンバ入口および前記チャンバ出口を遮断するブリード位置を含む、請求項２に従属する場合における請求項５に記載のシステム。
7. 前記流体回路または事前充填アキュムレータは、流体源と流体接続させる目的で、前記充填チャンバの前記チャンバ出口に流体接続されたブリード入口ポートと、排出タンクと流体接続させる目的で、前記チャンバ入口に流体接続されたブリード出口ポートとを含み、前記可動部材を前記ブリード位置まで移動させることで、前記流体回路を開放することができるように、本システムを作動可能としている、請求項６に記載のシステム。
8. 前記アクチュエータは第１のアクチュエータを含み、前記弁手段は第１の弁手段を含み、前記回路は、前記コントローラに作動可能に接続された第２の弁手段に流体接続された、第２のアクチュエータを含み、使用中、それぞれの前記アクチュエータへの加圧流体の供給を制御するそれぞれの前記弁手段を作動させることで、それぞれの前記アクチュエータを作動させるように、前記コントローラを構成している、請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。
9. 第３の弁手段と、前記第３の弁手段に流体接続された第３のアクチュエータとを備え、前記第３の弁手段を前記コントローラに作動可能に接続しており、使用中、前記第３の弁手段を作動させることで、前記第３のアクチュエータへの加圧流体の供給を制御するように、前記コントローラを構成している、請求項８に記載のシステム。
10. 前記またはそれぞれのアクチュエータは、車両を減速または停止させるブレーキ付きアクチュエータ、車両の前記クラッチを係合または解放するクラッチ付きアクチュエータ、車両を操舵するステアリングアクチュエータ、車両のギア比を変更するギアシフトアクチュエータ、車両の１またはそれ以上のホイールへのトルクを変更するトルクベクタリングアクチュエータ、車両のサスペンション特性を変更するサスペンションアクチュエータ、車両の空気力学的要素を移動させる空力または動翼アクチュエータ、または補助アクチュエータのうちの１つを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載のシステム。
11. 前記第１のアクチュエータは、車両を減速または停止させるブレーキ付きアクチュエータを含み、前記第２および／または第３の１またはそれ以上の前記またはそれぞれのアクチュエータは、ブレーキなしアクチュエータを含む、請求項８または９に記載のシステム。
12. 前記アクチュエータまたは前記第１のアクチュエータは、複数の車両ブレーキ付きアクチュエータのうちの１つであり、それぞれの前記ブレーキ付きアクチュエータをそれぞれの前記第１の弁手段に流体接続しており、それぞれの前記第１の弁手段を作動させることで、使用中、それぞれの前記ブレーキ付きアクチュエータへの加圧流体の供給を制御するように、前記コントローラを構成している、請求項１から１１のいずれか一項に記載のシステム。
13. それぞれのブレーキ付きアクチュエータは、摩擦力を加えて前記車両を減速または停止させる、摩擦ブレーキ付きアクチュエータを含む、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記アクチュエータまたは前記アクチュエータのうちの少なくとも１つは、車両の流体回路のマスタシリンダに対して機械的接続を行う接続手段を含み、前記弁手段を作動させることで、使用中、前記マスタシリンダに機械的な力を加えるように、前記コントローラを構成している、請求項１から１３のいずれか一項に記載のシステム。
15. 専用の電動モータを備え、前記モータを前記ポンプに連結し、かつ前記コントローラに作動可能に接続しており、また使用中、前記モータを作動させることで、前記回路内の流体に加圧するように、前記コントローラを構成している、請求項１から１４のいずれか一項に記載のシステム。
16. 前記ポンプは定容量形ポンプを含み、前記流体回路は、前記ポンプの下流にあり、前記コントローラに作動可能に接続された圧力センサを含み、使用中、前記圧力センサによって検出される圧力に基づいて前記モータの速度を制御するように、前記コントローラを構成している、請求項１５に記載のシステム。
17. 前記ポンプと、加圧流体を貯蔵する前記弁手段のうちの少なくとも１つとの間に流体接続された、１またはそれ以上のアキュムレータを備える、請求項１から１６のいずれか一項に記載のシステム。
18. ドライバー入力なしで車両を作動させるように、前記コントローラを構成している、請求項１から１７のいずれか一項に記載のシステム。
19. 請求項１から１８のいずれか一項に記載の流体制御システムを備える、自律走行車両または半自律走行車両制御システム。
20. 請求項１から１８のいずれか一項に記載のシステムの前記ポンプおよび／または弁手段を制御する手順をプロセッサに実行させる、コンピュータ可読プログラムコード手段を含むコンピュータプログラム要素。
21. プログラムが記憶されたコンピュータ可読媒体を備え、前記システムの前記ポンプおよび／または弁手段を制御する１またはそれ以上のステップを実施する手順をコンピュータに実行させるように、前記プログラムを構成している、請求項１から１８のいずれか一項に記載の制御システムで使用するコントローラ。
22. 請求項１から１８のいずれか一項に記載の制御システム、または請求項２１に記載のコントローラを備える車両。