JP5657100B2 - 不連続の押しのけ容積範囲で作動可能な可変容量ポンプ又はモータを備える油圧トランスミッション - Google Patents
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Description
前記油圧ポンプ及び前記油圧モータはそれぞれ、前記低圧ラインと連通している低圧マニホールドと、前記高圧ラインと連通している高圧マニホールドと、複数のシリンダと、各シリンダと前記低圧及び高圧マニホールドとの間のオイルの流れを調整するための複数のバルブとを備え、
各シリンダと関連するバルブの少なくとも1つは電気的に制御される弁であり、
前記油圧ポンプ及び前記油圧モータは、それぞれ、前記バルブの開閉状態を制御することで、前記シリンダの各々について、作動流体の正味押しのけ容積が存在する動作サイクルか作動流体の正味押しのけ容積が存在しない非動作サイクルかをシリンダ容積の各サイクル毎に選択して、全シリンダ数mに対する前記動作サイクルを実行中のシリンダ数nの割合n/mを変化させることで、押しのけ容積を調節可能に構成され、
少なくとも1つの運転モードでは、前記油圧ポンプ又は前記油圧モータの一方の油圧機械は、該一方の油圧機械に関して設定可能な押しのけ容積の最大値と最小値との間の連続範囲から少なくとも1つの押しのけ容積値を除外した不連続の作動流体押しのけ容積範囲から選択される作動流体押しのけ容積で作動するように、前記シリンダの各々について前記バルブの開閉状態が制御され、前記油圧ポンプまたは前記油圧モータの他方の油圧機械は、該他方の油圧機械に関して設定可能な押しのけ容積の最大値と最小値との間の連続範囲からなる連続の作動流体押しのけ容積範囲から選択される作動流体押しのけ容積で作動するように、前記シリンダの各々について前記バルブの開閉状態が制御され、
前記トランスミッションコントローラは、前記油圧ポンプ又は油圧モータが前記不連続の押しのけ容積範囲で作動している間、該トランスミッションの入力及び出力トルクが、連続する範囲の全域にわたり変化することを許容するように、前記高圧マニホールド内の圧力を変化させるように構成される(例えば、プログラムされる)ことを特徴とする油圧トランスミッションが提供される。
前記選択されたシリンダは、動作サイクルにある各グループのシリンダ間に相関関係が成立するように、シリンダのグループを1以上形成していてもよい。
押しのけ容積要求信号が変更されるまでずっと、作動室容積の各サイクル毎に特定のシリンダを選択させるような、最大出力に対する割合で押しのけ容量の要求が維持される場合のように、先行技術の機械に一時的にみられるような明らかな相関関係ではない(例えば、位相的に等間隔な12個のシリンダを備える機械において、要求の最大値のちょうど25%の要求では、要求信号に小さな変化があるまで、各サイクル毎に同じ3つのシリンダが選択されるようになっていた)。したがって、シリンダの選択が変更されるまで、選択されたシリンダは、典型的には繰り返し動作サイクルとされ、一方、前記複数のシリンダのうち残りのシリンダは繰り返し非動作サイクルとされる。
前記電気的に制御される弁を開閉するタイミングを制御することによって、動作サイクルの間、前記シリンダの押しのけ容積が変化する範囲において、前記油圧ポンプ又は油圧モータの正味押しのけ容積が、前記作動範囲の上側領域においては連続であるが、前記作動範囲の下側領域においては不連続であってもよい。
前記油圧ポンプ及び前記油圧モータはそれぞれ、低圧マニホールドと、高圧マニホールドと、複数のシリンダと、各シリンダと前記低圧及び高圧マニホールドとの間の作動流体の流れを調整するための複数のバルブとを備え、
各シリンダと関連するバルブの少なくとも1つは、シリンダ容積の各サイクル毎に、各シリンダが、作動流体の正味押しのけ容積が存在する動作サイクルか、作動流体の正味押しのけ容積が存在しない非動作サイクルかを選択するように能動的に制御される、電気的に制御される弁である油圧トランスミッションの運転方法であって、
前記油圧トランスミッションの入力及び出力トルクを調整するように、前記高圧マニホールド内の圧力の変化とともに、前記油圧ポンプ又は前記油圧モータの一方による作動流体の押しのけ容積の不連続な変化を調和させることを特徴とする、油圧トランスミッションの運転方法が提供される。
前記高圧マニホールド内の圧力の変化のおかげで、前記油圧ポンプ又は油圧モータが前記不連続の押しのけ容積範囲で作動するにもかかわらず、前記油圧トランスミッションの入力及び出力トルクは、連続する範囲の全域にわたり可変であってもよい。
2 タワー
4 タービン
6 ブレード
8 入力駆動軸
10 可変容量油圧ポンプ
12 油圧トランスミッション
14 油圧モータ
16 発電機
18 出力駆動軸
20 オイルタンク
22 低圧ライン
24 高圧ライン
26 アキュムレータ
28 タービンコントローラ
30 圧力センサ
40 取りうる押しのけ容積の範囲
42 除かれた押しのけ容積
44 連続の押しのけ容積範囲
46 連続の押しのけ容積範囲
48 不連続の押しのけ容積範囲
50 ポンプの押しのけ容積の第1の値
52 より高い離散の押しのけ容積
54 より低い離散の押しのけ容積
56 入力トルク
58 高圧ライン圧力
60 モータの押しのけ容積の減少
62 モータの押しのけ容積の増加
64 ポンプの押しのけ容積の変化
66 ポンプの押しのけ容積
68 モータの押しのけ容積の変化
70 モータの押しのけ容積の変化
72 入力トルク
100 油圧機械
102 シリンダ
104 シリンダ容積
106 ピストン
108 回転可能なクランクシャフト
110 マルチローブ偏心カム
112 シャフト位置及び速度センサ
114 信号ライン
116 マシンコントローラ
118 低圧バルブ(LPV)
120 低圧マニホールド
126 LPV制御ライン
128 高圧バルブ(HPV)
134 HPV制御ライン
Claims (19)
- 油圧ポンプと、油圧モータと、前記油圧ポンプの出力を前記油圧モータの入力に接続する高圧ライン及び前記油圧ポンプの出力を前記油圧モータの入力に接続する低圧ラインと、トランスミッションコントローラとを備える油圧トランスミッションであって、
前記油圧ポンプ及び前記油圧モータはそれぞれ、前記低圧ラインと連通している低圧マニホールドと、前記高圧ラインと連通している高圧マニホールドと、複数のシリンダと、各シリンダと前記低圧及び高圧マニホールドとの間の作動流体の流れを調整するための複数のバルブとを備え、
各シリンダと関連するバルブの少なくとも1つは電気的に制御される弁であり、
前記油圧ポンプ及び前記油圧モータは、それぞれ、前記バルブの開閉状態を制御することで、前記シリンダの各々について、作動流体の正味押しのけ容積が存在する動作サイクルか作動流体の正味押しのけ容積が存在しない非動作サイクルかをシリンダ容積の各サイクル毎に選択して、全シリンダ数mに対する前記動作サイクルを実行中のシリンダ数nの割合n/mを変化させることで、押しのけ容積を調節可能に構成され、
少なくとも1つの運転モードでは、前記油圧ポンプ又は前記油圧モータの一方の油圧機械は、該一方の油圧機械に関して設定可能な押しのけ容積の最大値と最小値との間の連続範囲から少なくとも1つの押しのけ容積値を除外した不連続の作動流体押しのけ容積範囲から選択される作動流体押しのけ容積で作動するように、前記シリンダの各々について前記バルブの開閉状態が制御され、前記油圧ポンプまたは前記油圧モータの他方の油圧機械は、該他方の油圧機械に関して設定可能な押しのけ容積の最大値と最小値との間の連続範囲からなる連続の作動流体押しのけ容積範囲から選択される作動流体押しのけ容積で作動するように、前記シリンダの各々について前記バルブの開閉状態が制御され、
前記トランスミッションコントローラは、前記油圧ポンプ又は油圧モータが前記不連続の押しのけ容積範囲で作動している間、該トランスミッションの入力及び出力トルクが、連続する範囲の全域にわたり変化することを許容するように、前記高圧マニホールド内の圧力を変化させるように構成されることを特徴とする油圧トランスミッション。 - 前記トランスミッションコントローラは、前記不連続の作動流体押しのけ容積範囲にて作動する前記一方の油圧機械の押しのけ容積に対して、前記連続の作動流体押しのけ容積範囲にて作動する前記他方の油圧機械の押しのけ容積を調節して、双方の押しのけ容積差を調整し、前記一方の油圧機械のトルクが所望の値となるように前記高圧マニホールド内の圧力を制御するように構成された請求項1に記載の油圧トランスミッション。
- 前記油圧ポンプ又は前記油圧モータは、前記連続範囲における任意の押しのけ容積を実現可能であるが、該連続範囲から1以上の押しのけ容積値を除くようにプログラムされていることを特徴とする、請求項1に記載の油圧トランスミッション。
- 前記不連続の押しのけ容積範囲は、望ましくない振動数を1以上有する力が生じることを避けるように選択される押しのけ容積を除くことを特徴とする、請求項1に記載の油圧トランスミッション。
- 前記不連続の押しのけ容積範囲は、発生したノイズを最小化するように選択される押しのけ容積を含むことを特徴とする、請求項1に記載の油圧トランスミッション。
- 前記高圧ラインは、容量可変の作動流体保持容器と連続的又は選択的に連通していることを特徴とする、請求項1に記載の油圧トランスミッション。
- 前記油圧ポンプ又は前記油圧モータは、選択されたシリンダを動作サイクルとし、該複数のシリンダのうち残りを非動作サイクルとするように構成され、
前記選択されたシリンダは、シリンダの1以上のグループを形成しており、
動作サイクルにある各グループのシリンダ間には相関関係が存在することを特徴とする、請求項1に記載の油圧トランスミッション。 - 前記各グループのシリンダは、トルクリップルと軸受サイドロードのいずれか一方又は両方を制限可能な前記相関関係が成立するように選択されることを特徴とする、請求項7に記載の油圧トランスミッション。
- 前記油圧ポンプ又はモータは、トルクリップルを制限するため、前記各グループのシリンダが、360°/n(ただし、nは2よりも大きい整数)の隔たりの位相差で作動するように構成されることを特徴とする、請求項8に記載の油圧トランスミッション。
- 少なくともいくつかの状況において、軸受サイドロードを制限するため、前記選択された1以上のグループの各シリンダに対し、カムの反対側に位置し、該シリンダに同調して作動する1個の他のシリンダが存在し、又はカムの周囲に角度360°/mの間隔で配置され、該シリンダに同調して作動する他のシリンダが整数m個存在するように、1以上のシリンダのグループが選択されることを特徴とする、請求項7に記載の油圧トランスミッション。
- 動作サイクル中の1サイクルあたりのシリンダの正味押しのけ容積を選択するために、前記電気的に制御される弁を開閉するタイミングを制御することによって、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータのうちの前記一方の押しのけ容積が可変であることを特徴とする、請求項1に記載の油圧トランスミッション。
- 前記トランスミッションコントローラは、前記高圧ライン内の圧力が、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータのうちの前記一方の押しのけ容積の予定されたステップ変化よりも先に変化させるように構成されたことを特徴とする、請求項1に記載の油圧トランスミッション。
- 動作サイクル中のシリンダの正味押しのけ容積を選択するために、前記電気的に制御される弁を開閉するタイミングを制御することによって、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータのうちの前記一方の押しのけ容積が可変であることを特徴とする、請求項1に記載の油圧トランスミッション。
- 各連続サイクル毎に、動作サイクルを実行しようとする1以上のシリンダのグループを選択し、前記電気的に制御される弁を開閉するタイミングを制御することによって、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータのうちの前記一方の押しのけ容積が、0から作動最大値までの作動範囲にわたり可変であって、
動作サイクルの間、前記シリンダの押しのけ容積が変化する範囲において、前記油圧ポンプ又は油圧モータの正味押しのけ容積が、前記作動範囲の上側領域においては連続であるが、前記作動範囲の下側領域においては不連続になるように、前記電気的に制御される弁の開閉タイミングが制御可能であることを特徴とする、請求項13に記載の油圧トランスミッション。 - 請求項1に記載の油圧トランスミッションと、油圧ポンプを駆動するタービンと、油圧モータによって駆動される発電機とを備える、再生可能エネルギー発電装置。
- 油圧ポンプと、油圧モータと、前記油圧ポンプの出力を前記油圧モータの入力に接続する高圧ライン及び前記油圧ポンプの出力を前記油圧モータの入力に接続する低圧ラインとを備える油圧トランスミッションの運転方法であって、
前記油圧ポンプ及び前記油圧モータはそれぞれ、低圧マニホールドと、高圧マニホールドと、複数のシリンダと、各シリンダと前記低圧及び高圧マニホールドとの間の作動流体の流れを調整するための複数のバルブとを備え、
各シリンダと関連するバルブの少なくとも1つは、電気的に制御される弁であり、
前記運転方法は、
前記バルブの開閉状態を制御し、前記シリンダの各々について、作動流体の正味押しのけ容積が存在する動作サイクルか作動流体の正味押しのけ容積が存在しない非動作サイクルかをシリンダ容積の各サイクル毎に選択して、全シリンダ数mに対する前記動作サイクルを実行中のシリンダ数nの割合n/mを変化させることで、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータのそれぞれの押しのけ容積を調節し、
前記油圧ポンプ又は前記油圧モータの一方における前記バルブの開閉状態を制御することによる作動流体の押しのけ容積の不連続な変化を前記高圧マニホールド内の圧力変化に調和させて、前記油圧トランスミッションの入力及び出力トルクを制御することを特徴とする、油圧トランスミッションの運転方法。 - 前記油圧ポンプ及び前記油圧モータのうちの前記一方を、不連続の作動流体押しのけ容積範囲において作動させ、前記油圧ポンプまたは前記油圧モータの他方を、連続の作動流体押しのけ容積範囲において作動させ、
前記高圧マニホールド内の圧力の変化によって、前記油圧ポンプ又は油圧モータが前記不連続の押しのけ容積範囲で作動するにもかかわらず、前記油圧トランスミッションの入力及び出力トルクを、連続する範囲の全域にわたり可変とすることを特徴とする、請求項16に記載の油圧トランスミッションの運転方法。 - 油圧トランスミッションコントローラ上で実行されたときに、請求項1に記載の油圧トランスミッションとして油圧トランスミッションを機能させるコンピュータプログラムが格納された、コンピュータ可読媒体。
- 油圧トランスミッションコントローラ上で実行されたときに、請求項16に記載の方法に従って油圧トランスミッションを機能させるコンピュータプログラムが格納された、コンピュータ可読媒体。
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