JP5739864B2 - 流体作動機械及び流体作動機械を動作させる方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転可能なシャフトを駆動するための流体作動機械の分野、特に、電子制御式の整流弁をもつ流体作動機械の分野に関する。

流体作動機械は、ポンプ、モータ、及び異なる動作モードにおいてポンプ又はモータのいずれかとして機能することができる機械のような、流体被動及び／又は流体駆動の機械を含む。流体が、ほぼ非圧縮性の作動液体のような液体である用途を参照して本発明が例示されているが、代わりに流体をガスにすることもできる。

流体作動機械がポンプとして動作するとき、低圧マニホルドは通常、流体のネットソースとして作用し、高圧マニホルドは通常、流体のネットシンクとして作用する。流体作動機械がモータとして動作するとき、高圧マニホルドは通常、流体のネットソースとして作用し、低圧マニホルドは通常、流体のネットシンクとして作用する。本説明及び添付の特許請求の範囲の範囲内では、用語「高圧マニホルド」及び「低圧マニホルド」は、互いに対してより高い圧力及びより低い圧力をもつマニホルドを意味している。高圧マニホルドと低圧マニホルドとの圧力差、及び高圧マニホルド及び低圧マニホルドにおける圧力の絶対値はその用途で決まる。流体作動機械は、２つ以上の低圧マニホルド及び／又は２つ以上の高圧マニホルドを有してもよい。

周期的に容積を変える複数の作動チャンバを備えた流体作動機械が知られており、この流体作動機械では、流体作動機械を通る流体の正味処理量を決定するため、サイクル・バイ・サイクルを基礎とし、作動チャンバ容積のサイクルに対して位相関係をなして作動チャンバを通る流体の吐出量が電子制御可能な弁によって調節される。流体の正味吐出量はまた、流体作動機械のシャフトに加えられるトルクを決定する。例えば、欧州特許第０３６１９２７号明細書は、ポンプの個々の作動チャンバと低圧マニホルドとの間の流体連通を調節するため、作動チャンバの容積のサイクルに対して位相関係をなして電子制御可能なポペット弁を開放し及び／又は閉鎖することによってマルチチャンバポンプを通る流体の正味処理量（従って、トルク）を制御する方法を開示した。その結果、個々のチャンバは、サイクル・バイ・サイクルを基礎として、コントローラによって選択可能となり、流体の所定の固定容積を置換し、或いは流体の正味置換のないアイドルサイクルを経験し、これによりポンプの正味トルクを要求に応じて動的に合致させる。欧州特許第０４９４２３６号明細書は、この原理を発展させ、個々の作動チャンバと高圧マニホルドとの流体連通を調節する電子制御可能なポペット弁を含み、これにより別の動作モードでポンプ又はモータのいずれかとして機能する流体作動機械の提供を容易にする。欧州特許第１５３７３３３号明細書は、部分的なサイクルの可能性を導入し、要求により良く合致させるため、個々の作動チャンバの個々のサイクルにより任意の流体の複数の異なる容積を置換させた。デジタルディスプレイスメント（Ｄｅｇｉｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）ポンプ／モータとして知られる型式を含む、このような機械は、合成的に整流された流体作動機械と呼ばれる（デジタルディスプレイスメントは、Ａｒｔｅｍｉｓ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｍｉｔｅｄの商標である）。

このような流体作動機械は、トランスミッションシステム、特に車両用のトランスミッションシステム、とりわけ、いわゆる「ハイブリッド」車両におけるトランスミッションシステムにおいて特に有用である。米国特許出願公開第２００６／０１１８３４６号明細書及び国際公開第２００６／０５５９７８号パンフレットは、合成的に整流される流体作動機械を組み込み、１つ又はそれ以上のエネルギー蓄積用の流体アキュムレータをも組み込むトランスミッションの多数のレイアウトを開示した。これらのトランスミッションは、車両の速度が遅い時に運動エネルギーを回復し、次いで当該エネルギーを使用してその後しばらくの間車両を再び加速させることができるので、効率的である。国際公開第２００８／０１２５５８号パンフレットは更に、１の高圧側及び１の低圧側のみを必要とし、並びに、大気圧においてリザーバから直接幾つかのモードで動作させることによって、低圧側でのプレチャージポンプの必要性を除去する、トランスミッション及び動作方法を開示した。

英国特許第２４３０２４６号明細書（Ｓｔｅｉｎ）及び欧州特許第０８１６４００３．９号明細書（Ｓｔｅｉｎ）は両方とも、高圧マニホルドから合成的に整流された流体作動機械の作動チャンバへの流体の供給を調節するのに適した二段形バルブアッセンブリを開示する。

バルブアッセンブリは、一次弁と、二次弁と、電磁石と、（可動極と呼ばれる）電機子とを備える。一次弁は、面に着座する一次弁部材と、一次弁座とを備える。二次弁は、一次弁と一体であり、密閉位置と、一次弁部材を横切る圧力差を減少させるため流体が一次弁部材の両側の間を流れて二次弁を通る経路が提供される開放位置との間で移動可能な二次弁部材を含む。かくして、一次弁よりもかなり表面積が小さな二次弁は、一次弁部材においてかなりの圧力差があるときでさえも、開放されることができる。作動チャンバは、実際上閉鎖された容積であり、従って、流体は、二次弁を通って流れ一次弁部材のいずれかの側の圧力を均一にし、これにより一次弁の開放を容易にすることができる。

二段形バルブアッセンブリの１つの課題は、電機子から利用できる力が限定されているので、作動チャンバの圧力を一次弁が開放するのに十分な程に高くしなければならないことである。これに要する時間の長さは、高圧マニホルドの圧力、流体の温度、及び作動チャンバの漏洩のような多数の変数で決まる。これらの及び他のパラメータが不確実であるため、一次弁の開放動作は、ある状況では信頼性がなく、機械を不正確に動作させることが分かった。

本発明の目的は、一次弁の開放の信頼性を向上させるように、従来技術による二段形バルブアッセンブリを組み込む流体作動機械を作動させる改良された方法を提供することである。

トランスミッションシステムに加えられるときにバルブアッセンブリによって動作される流体作動機械に関する別の課題は、流体作動機械のシャフトが典型的な荷重、特にトランスミッションのような「ヒステリシス」又は「バックラッシュ」として知られる非線形コンプライアンスをもつ荷重に連結される場合に、バルブアッセンブリの開放による作動チャンバ内における圧力の急速な付加により、突然の制御不能なシャフト回転が生じることである。シャフトは、非常に急速にかつ制御不能に一方向に運動し、例えば、ノイズ、過剰な摩耗、機械的疲労、衝撃、及び不快感を生じさせることがある。

したがって、本発明の別の目的は、例えば車両のトランスミッションのようなトランスミッションを、バルブアッセンブリが作動されるときシャフトの初期運動を制御し又は制限するように、柔軟な荷重でバルブアッセンブリを組み込む流体作動機械を動作させる改良された方法を提供することである。

バルブアッセンブリによって動作される流体作動機械を組み込むトランスミッションシステムに関する別の課題は、流体作動機械を動作させる以前の公知の方法が、高圧流体ソースの圧力を調整して出力トルクを低回転又はゼロ回転速度で正確に制御するのにトランスミッションシステムを必要とすることである。これは、完全に可能にするか又は全く可能にしない作動チャンバを有することができるにすぎないからである。特に流体アキュムレータが流体作動機械に多少直接的に連結されるときに、流体ソースの圧力を調整することは可能ではなく、或いは付加的な構成部品又はエネルギー変換を必要とするかもしれず、システムコストを増大させ又はエネルギー効率を減少させる。

したがって、本発明の別の目的は、少なくとも低速度での回転時に流体作動機械のシャフトに加えられるトルクを制御するように、バルブアッセンブリを組み込んだ流体作動機械を動作させる改良された方法を提供することである。

本発明の第１の態様によれば、流体作動機械を動作させる方法であって、流体作動機械が、容積を周期的に変動させる作動チャンバと、高圧マニホルドと、作動チャンバと高圧マニホルドとの間の流体の流れを調整するための作動式高圧弁とを備え、作動式高圧弁が、作動式高圧弁が作動チャンバを高圧マニホルドから密閉する閉鎖位置と、作動チャンバが作動式高圧弁を通して高圧マニホルドと流体連通する少なくとも１つの開放位置との間で動作される移動可能な弁部材と、能動的な付勢力を提供して移動可能な弁部材を前記閉鎖位置から少なくとも１つの前記開放位置に向かって付勢するように動作する制御可能な開放機構とを備え、作動チャンバの容積が最大容積と最小容積との間で変動する方法において、制御可能な開放機構が、作動チャンバの容積がチャンバ容積の最大とチャンバ容積の最小との間にあるときに２回以上、能動的な付勢力を提供することを特徴とする方法が提供される。

意外にも、作動チャンバの容積が最大容積と最小容積のいずれかの間にあるとき、移動可能な弁部材を繰り返し付勢することによって流体作動機械を動作させることは、移動可能な弁部材が１回のみ付勢される従来技術と比較して、流体作動機械をより確実に、又はより制御可能に、又はより円滑に動作させるという新規で望ましい利点を与えることを見出した。従来技術では、ただ１度の付勢が弁を開放するのに必要であることが分かっており、制御可能性又は円滑性の利点を得ることができないと考えられていたので、これは期待されていない。弁部材を多数回付勢するのは、明白なことではない。これは、そのようにすることがより困難であり、より多くの労力を消費するからであり、そして上述の利点が多数の付勢から明白に導かれるものではないからである。

制御可能な開放機構が、作動チャンバの容積が最小容積から最大容積に膨張するときに２回以上、能動的な付勢力を提供して、移動可能な弁部材を閉鎖位置から少なくとも１つの開放位置に向かって付勢してもよい。

最大の作動チャンバ容積と最小の作動チャンバ容積とは、作動チャンバ容積のサイクルの際、例えば、流体作動機械の始動時における作動チャンバ容積の第１サイクル、又は流体作動機械の動作時における作動チャンバ容積の引き続くサイクルにおける作動チャンバの最大容積と最小容積のことである。作動チャンバは、異なる動作モードにおいて１つ以上の可能な最大容積又は１つ以上の可能な最小容積を有してもよい。

好ましくは、流体作動機械はまた、ほかの時には少なくとも１つの付加的な動作モードで動作され、これにより、作動チャンバ容積が最大容積と最小容積との間に位置するが最大容積と最小容積のいずれにも到達しないときに１回だけ、制御可能な開放機構が移動可能な弁部材を閉鎖位置から少なくとも１つの開放位置の方へ能動的に付勢する。例えば、流体作動機械の回転可能なシャフトが一定速度以上又は以下で回転し、即ち第１角度から或る角度距離以上回転したとき、高圧マニホルドの流体圧力が或る範囲内にあるとき、又は高圧マニホルドの流体圧力が流体作動機械と連通する別の装置によって制御されるとき、又は流体作動機械の所望の挙動が付加的な動作モードによってより好ましく達成されることができるとき、付加的な動作モードを稼働させてもよい。

流体作動機械は好ましくは、合成的に整流される流体作動機械、例えばデジタルディスプレイスメントポンプ／モータである。好ましくは、流体作動機械はまた、幾つかの作動チャンバの各々を１つ又はそれ以上の低圧マニホルドに連結する制御可能な低圧弁を有する。好ましくは、付加的な動作モードは、サイクル・バイ・サイクル動作モードを備え、これにより流体作動機械は、高圧弁を、そして任意選択的には１つ又はそれ以上の低圧弁を作動チャンバ容積のサイクルに対して位相関係をなして能動的に制御するように動作され、サイクル・バイ・サイクルを基礎として当該作動チャンバ又は各作動チャンバによって流体の正味処理量を決定し、これにより、作動チャンバ容積の少なくとも幾つかのサイクルに関して、作動機械又は１つ又はそれ以上の群の作動チャンバによって流体の時間平均の正味の吐出量を決定する。流体作動モータは、モータとしてのみ機能してもよい。或いは、流体作動モータは、１つ又はそれ以上の別の動作モードにおいてモータ又はポンプとして機能してもよい。

好ましくは、作動チャンバは、ピストン・イン・シリンダ作動チャンバである。好ましくは、作動チャンバ容積のサイクルは、回転可能なクランクシャフトの回転に機械的に連結される。流体作動機械は、複数の作動チャンバを収容してもよく、作動チャンバ容積の各々は、回転可能なクランクシャフトの角度位置によって測定される。各作動チャンバの容積は、回転可能なクランクシャフトの角度位置によって決定される最大容積と最小容積との間で変動する。各作動チャンバの最大容積と最小容積は、他の作動チャンバの最大容積と最小容積と同じでもよく異なってもよい。最大及び最小の作動チャンバ容積は、回転可能なクランクシャフトの各回転に１回、又は２回以上発生してもよい。

好ましくは、流体作動機械は、高圧マニホルドの流体圧力が、動作中に少なくとも１バール、２０バール、又は１００バールだけ低圧マニホルドの流体の圧力を超えるように動作される。

制御可能な開放機構によって提供される能動的な付勢力が、最大のチャンバ容積と引き続く最小のチャンバ容積との間の、１つ以上の能動的な付勢期間の間に提供されてもよい。制御可能な開放機構はまた、能動的な付勢期間外にバックグラウンド付勢力を提供してもよい。好ましくは、能動的な最大の付勢力は、能動的な付勢期間外に提供される最小バックグラウンド付勢力の少なくとも２倍であるが、より好ましくは、少なくとも３倍又は少なくとも５倍である。

好ましくは、流体作動機械は、高圧マニホルドの流体の圧力が作動チャンバの流体の圧力よりも、例えば、少なくとも１バール、少なくとも２０バール、又は少なくとも１００バールだけ、高くなるように動作される。

移動可能な弁部材を開放位置から閉鎖位置に付勢するための閉鎖機構が提供されてもよい。閉鎖機構は、電子制御によって動作される制御可能な閉鎖機構でもよい。制御可能な開放機構と閉鎖機構は、同じものでもよい。

制御可能な開放機構及び／又は閉鎖機構は、機械ばね、圧縮された流体容積、移動可能な弁部材の重量、又は幾つかの他の部品のようなエネルギー貯蔵装置を含んでもよい。好ましくは、制御可能な開放機構及び／又は任意の制御可能な閉鎖機構は、電子制御によって動作される。制御可能な開放機構及び／又は制御可能な閉鎖機構は、電気的な刺激の付加、又は電気的な刺激の除去によって、或いは特定の種類の電気的な刺激によって、移動可能な弁部材を能動的に付勢してもよい。制御可能な開放機構及び／又は制御可能な閉鎖機構は、電磁石と、移動可能な部材に強固に又は柔軟に結合された電機子とを備えてもよい。

制御可能な開放機構が電磁石と電機子とを備える場合には、２回以上の能動的な付勢期間の各々の間の時間が、電磁石の電気的な時間定数と少なくとも同じ位長くともよい。

閉鎖位置とは、流体が高圧マニホルドと作動チャンバとの間を通るのを移動可能な弁部材が阻止することを意味する。開放位置とは、流体が高圧マニホルド及び作動チャンバを通るのを移動可能な弁部材が阻止しないことを意味する。好ましくは、閉鎖位置は、移動可能な弁部材が高圧弁又は流体作動機械に形成された弁座と密閉接触することを意味する。好ましくは、移動可能な弁部材と弁座との接触は、面密閉弁を形成する環状のリングで行われる。好ましくは、開放位置は、移動可能な弁部材が弁座から間隔を隔てられることを意味する。開放位置と閉鎖位置との間での弁部材の移動は、好ましくは線形即ち直線である弁部材移動路に沿って行われる。弁部材移動路は好ましくは、弁座の平面に対して直交しており、或いは、例えば弁座の平面から５０度、６０度、７０度、８０度、又は９０度を超えるように、ほぼ直交している。弁移動路は、移動可能な弁部材の各移動に対して同じものでもよく、或いは異なる条件では異なるものでもよい。

好ましくは、制御可能な開放機構は、作動チャンバの容積が最大容積と最小容積の間に位置するが最大容積又は最小容積のいずれかに達しないとき、所定時間の間、移動可能な弁部材を閉鎖位置から少なくとも１つの開放位置に向かって能動的に付勢し、所定の頻度で付勢を繰り返すように動作される。例えば、能動的な付勢作用は、少なくとも１ｍｓ、２ｍｓ、５ｍｓ、又は１０ｍｓの間に一度起こってもよく、１ｍｓ、２ｍｓ、５ｍｓ、又は１０ｍｓ以下の間に一度起こってもよく、或いは、１秒で少なくとも１回、２回、５回、１０回、又は２０回繰り返されてもよい。

好ましくは、制御可能な開放機構の付勢力は、作動チャンバの容積が最大容積と最小容積の間に位置するが最大容積又は最小容積のいずれかに達しないときに少なくとも１回、移動可能な弁部材を閉鎖位置から少なくとも１つの開放位置に移動させる。制御可能な開放機構が動作される毎に、繰り返し生ずる能動的な付勢力が移動可能な弁部材を移動させなくともよく、或いは、制御可能な開放機構が動作される毎に、能動的な付勢力が移動可能な弁部材を移動させてもよい。

好ましくは、移動可能な弁部材はまた、作動チャンバ内の流体圧力が高圧マニホルド内の流体圧力を超えるとき、閉鎖位置から少なくとも１つの開放位置に移動する。

好ましくは、作動式高圧弁はさらに、パイロット弁を備え、パイロット弁は、移動可能な弁部材における圧力差を減少させるため、閉鎖位置と、移動可能な弁部材の両側の間で流体が流れるように高圧弁を通る経路が設けられる少なくとも１つの開放位置との間で移動可能である。好ましくは、閉鎖位置にある時のパイロット弁の密閉面積は、移動可能な弁部材の密閉面積よりもかなり小さく、好ましくは移動可能な弁部材の密閉面積の２０分の１又は１００分の１よりも小さい。好ましくは、パイロット弁は、パイロット弁開放機構によって、その閉鎖位置から開放位置に向かって付勢される。好ましくは、パイロット弁開放機構の少なくとも一部は、移動可能な弁部材をその閉鎖位置から開放位置に付勢する開放機構の少なくとも一部と同じである。作動式高圧弁はさらに、パイロット弁、移動可能な弁部材のいずれかと移動可能な弁部材の開放機構又はパイロット弁との間に柔軟なカップリングを備えてもよい。好ましくは、パイロット弁は、移動可能な弁部材に結合される。好ましくは、パイロット弁は移動可能な弁部材と一体であり、パイロット弁部材を含む。パイロット弁部材は、移動可能な弁部材の一部を密閉してもよく、及び／又は、移動可能な弁部材の弁移動路と同軸に移動してもよい。

流体作動機械は好ましくは、少なくとも作動チャンバが実質的に閉鎖容積にされるとき、制御可能な開放機構の能動的な付勢によってパイロット弁が閉鎖位置から少なくとも１つの開放位置に移動されるように、動作される。好ましくは、流体は、パイロット弁を通って流れ、移動可能な弁部材のいずれかの側の圧力を均一にする。好ましくは、移動可能な弁部材自体は、圧力が移動可能な弁部材のいずれかの側で均一になるときに開放される。好ましくは、作動チャンバは、制御可能な低圧弁の閉鎖によって実質的に閉鎖容積にされる。好ましくは、作動チャンバ（そして可能な他の作動チャンバ）の圧力により、シャフトが回転し、パイロット弁と移動可能な弁部材は両方とも、作動チャンバの容積が最大に到達する前に閉鎖される。

好ましくは、流体作動機械は、高圧マニホルドと作動チャンバとの圧力差が、開放機構によって移動可能な弁部材に及ぼされる能動的な付勢力が、移動可能な弁部材が閉鎖位置にあるとき、圧力差に抗して移動可能な弁部材を開放するのに不十分であるが、開放機構によってパイロット弁に及ぼされる力が、少なくとも幾つかの動作状態では、圧力差に抗してパイロット弁を開放するのに十分であるように、動作される。

好ましくは、制御可能な開放機構の能動的な付勢力は、作動チャンバの容積が最大容積と最小容積との間に位置するが最大容積と最小容積のいずれにも到達しないときに少なくとも１度、少なくともパイロット弁をその閉鎖位置から少なくとも１つの開放位置に移動させる。

流体作動機械は、制御可能な開放機構からの能動的な付勢力がパイロット弁及び／又は移動可能な弁部材を通る流体の流れの速度を比例制御し、これにより制御可能な開放機構の制御の下で流体の流れの連続的な調整が可能となるように動作され得る。

本発明の幾つかの目的を達成するため、流体作動機械はさらに、１つ又はそれ以上のセンサを備えてもよい。好ましくは、流体作動機械は、制御可能な開放機構による能動的な付勢作用の継続時間又は頻度が、１つ又はそれ以上の前記センサに応答して変化するように動作される。

１つ又はそれ以上の前記センサは、作動チャンバ容積センサでもよい。作動チャンバ容積センサは、１つ又はそれ以上の作動チャンバの容積を測定する回転可能なシャフトの角度を検出するセンサでもよい。能動的な付勢作用の頻度又は継続時間は、作動チャンバの容積が最大容積に向かって変化するにつれて増減してもよく、或いは能動的な付勢作用の頻度又は継続時間は、作動チャンバの容積が最小容積に向かって変化するにつれて増減してもよい。能動的な付勢作用の頻度又は継続時間は、作動チャンバの変化速度が増減するにつれて増減してもよい。

１つ又はそれ以上の前記センサは、１つ又はそれ以上の作動チャンバ、高圧マニホルド、又は低圧マニホルド内の流体圧力を検知する圧力センサでもよい。流体作動機械は、制御可能な開放機構による能動的な付勢作用の継続時間又は頻度が１つ又はそれ以上の圧力センサ、特に高圧マニホルド圧力センサに応答して変化するように動作してもよい。能動的な付勢作用の頻度又は継続時間は、圧力センサによって検知される流体圧力が増減するにつれて増減してもよい。能動的な付勢作用の頻度又は継続時間は、圧力センサによって検知される流体圧力の変化速度が増減するにつれて増減してもよい。

１つ又はそれ以上の前記センサは、弁位置センサでもよく、弁位置センサは、作動式高圧弁又は各作動式高圧弁及び／又は制御可能な低圧弁又は各低圧弁の位置を検知する。流体作動機械は、制御可能な開放機構による能動的な付勢作用の継続時間又は頻度が１つ又はそれ以上の弁位置センサ、例えば高圧弁位置センサに応答して変化するように動作されてもよい。能動的な付勢作用の頻度又は継続時間は、検知された弁が開放位置にあることを検知されるにつれて増減してもよい。能動的な付勢作用の頻度又は継続時間は、弁位置の変化速度、又は弁の検知された加速を増減してもよい。

流体作動機械はさらに、１つ又はそれ以上の作動流体粘度センサ、例えば、作動流体温度センサを備えてもよい。流体作動機械は、能動的な付勢作用の継続時間又は頻度が検知された又は推定された流体の粘度に応答して変化するように動作されてもよい。能動的な付勢作用の頻度又は継続時間は、粘度が減少するにつれて増減する。

検知された流体圧力、検知された作動チャンバ容量、及び検知された弁位置のうち１つ以上が能動的な付勢作用の継続時間及び頻度に影響を及ぼすことが可能である。

典型的には、能動的な付勢力は、電磁石を通る電流に応答して電磁石によって移動可能な弁部材に動作可能に結合された電機子に加えられる磁力から生ずる力である。

本発明の幾つかの目的を達成するために、好ましくは、制御可能な開放機構は、移動可能な弁部材を閉鎖位置から少なくとも１つの開放位置の方向に、上述の能動的な付勢力よりも小さい力で付勢するバックグラウンド付勢力を提供することができる。小さい力とは、弁が少なくとも１つの開放位置と閉鎖位置との間の同じ位置にあったとき、能動的な付勢力の半分未満、理想的には５分の１未満、より理想的には１０分の１未満が発生したことを意味する。好ましくは、バックグラウンド付勢力は、動作時に移動可能な弁部材を少なくとも１つの開放位置に保持する。バックグラウンド付勢力は、動作時にパイロット弁を開放しなくともよい。制御可能な開放機構は、付勢力のパルス幅変調（ＰＷＭ）を使用することによってバックグラウンド付勢力を提供することができる。付勢力のＰＷＭは、（もしあれば）能動的な付勢力の反復速度よりも大きな速度、例えば能動的な付勢力の頻度の５倍、１０倍、又は２０倍にすることができる。制御可能な開放機構が電磁石と磁極とを備える場合には、付勢力のＰＷＭは、電磁石の電気的な時間定数よりも大きな速度、例えば電磁石の時間定数の５倍、１０倍、又は２０倍とすることができてもよい。

制御可能な開放機構が移動可能な弁部材を閉鎖位置から少なくとも１つの開放位置の方へ能動的に付勢する２回以上のうち少なくとも幾つかの間で、制御可能な開放機構がバックグラウンド付勢力を提供するように、流体作動機械を動作させてもよい。バックグラウンド付勢力は、第１の能動的な付勢力の前に始動してもよく、第１の能動的な付勢力の後に始動してもよい。また、バックグラウンド付勢力は、最後の能動的な付勢力の後に終了してもよく、最後の能動的な付勢力の前に終了してもよい。バックグラウンド付勢力は好ましくは、作動チャンバの容積が最大容積と最小容積との間に位置するが最大容積又は最小容積のいずれかに到達しないとき始動し終了するが、この時点を超えて延長してもよい。

本発明の第２の態様によれば、流体作動機械のコントローラと、容積を周期的に変動させる作動チャンバと、高圧マニホルドと、作動チャンバと高圧マニホルドとの間の流体の流れを調整するための作動式高圧弁とを備え、作動式高圧弁が、作動式高圧弁が作動チャンバを高圧マニホルドから密閉する閉鎖位置と、作動チャンバが作動式高圧弁を通して高圧マニホルドと流体連通する少なくとも１つの開放位置との間で動作される移動可能な弁部材と、能動的な付勢力を提供して移動可能な弁部材を閉鎖位置から少なくとも１つの開放位置に向かって付勢するように動作する制御可能な開放機構とを備え、作動チャンバの容積が最大容積と最小容積との間で変動する流体作動機械において、作動チャンバの容積がチャンバ容積の最大とチャンバ容積の最小との間にあるときに２回以上、制御可能な開放機構がコントローラによって能動的な付勢力を提供される動作モードをコントローラが有することを特徴とする流体作動機械が提供される。

流体作動機械のコントローラは、上述の方法のいずれかに従って、機械を動作させることができる電子コントローラである。電子コントローラは、流体作動機械のコントローラで実行されるとき、コントローラに上述の方法の任意の部分を実施させるプログラムコードを備えるコンピュータソフトウェアを実行することによって動作させてもよい。コントローラは、作動チャンバの容積が最大のチャンバ容積と最小のチャンバ容積との間にあるときに２回以上、制御可能な開放機構が能動的な付勢力を提供させる１つ又はそれ以上の動作モードと、作動チャンバの容積が最大のチャンバ容積と最小のチャンバ容積との間にあるときに２回以上、制御可能な開放機構が能動的な付勢力を提供させる１つ又はそれ以上の動作モードとを有してもよく、或いは、コントローラは、作動チャンバの容積が最大のチャンバ容積と最小のチャンバ容積との間にあるときに２回以上、制御可能な開放機構が能動的な付勢力を提供させる１つ又はそれ以上の動作モードのみを有してもよい。

複数の高圧マニホルド（又は、ただ１つの高圧マニホルド）から動作する複数の作動式高圧弁を設けてもよい。例えば国際公開第２００６／１０９０７９号パンフレットに開示されるような方法で、幾つかの作動式高圧弁の各々と関連した幾つかの作動チャンバを設けてもよい。

本発明の第２の態様の流体作動機械の更なる任意選択的な特徴は、本発明の第１の態様に関連して上述した特徴に対応している。

本発明はまた、第３の態様では、本発明の第２の態様による流体作動機械と、流体作動機械を動作させるコントローラと、前記高圧マニホルドと流体連通する高圧流体ソースと、低圧流体シンクと、回転出力部と、流体作動機械と回転出力部との間の１つ又はそれ以上の剛性及び／又は非剛性リンクとを備えるトランスミッションシステムに拡張される。非剛性リンクは、直列又は並列に配列された駆動シャフト、ギアボックス、ギアセット、差動装置、タイヤ、トラック及び／又はクラッチのような、（非線形コンプライアントを含む）１つ又はそれ以上のねじれコンプライアント部品でもよい。

本発明の第４の態様によれば、コンピュータ装置によって実行されるとき、コンピュータ装置により、第１の態様の方法によって流体作動機械を動作させるプログラムコードを備えるコンピュータソフトウェアが提供される。

コンピュータソフトウェアは、コンピュータ可読キャリアに記憶されてもよい。
次に以下の図面を参照して、本発明の実施形態について例示する。

作動式高圧弁を示す。 流体作動機械を示す。 流体作動機械を例えばトラクタに組み込むトランスミッションシステムを示す。 作動チャンバがゆっくりとのみ加圧される流体作動機械において作動式高圧弁を確実に開放する方法を示す。 作動式高圧弁の運動が摩擦又はダンピングによって遅くされる流体作動機械において作動式高圧弁を確実に開放する方法を示す。 流体作動機械を組み込むトランスミッションシステムにおいてスラックを徐々に吸収する方法を示す。 流体作動機械又はトランスミッションシステムにおいてシャフトトルクを調節する方法を示す。 ２つの動作モードにおいて流体作動機械を動作させる方法を示す。

図１Ａ〜図１Ｄを参照すると、作動式高圧弁１が、本体部分４を取り囲む環状の弁ハウジング２を有し、両方とも磁気透過性材料で作られる。（制御可能な開放機構としてともに機能する）電磁石６及び磁極４６が、本体部分のまわりに形成される。環状のポペットケージ８が弁ハウジングから延び、移動可能な弁部材として機能する一次ポペット弁ヘッド１０を取り囲んでいる。閉鎖位置では、一次ポペット弁ヘッドは、一次弁座１２と合致してシールを形成し、電機子３６に作用する主ばね４８によって閉鎖位置の方へ押しつけられる。

バルブアッセンブリは、図２に示される流体作動機械７０内に配置され、その入口が高圧マニホルド８８に連結され、出口がピストン８０、及び作動チャンバ７６を生成するシリンダ７８に取り付けられる。ピストンは、連結ロッド８４を介して回転するシャフト８２によって駆動される。電磁石６は、必要時に電磁石への電流の供給を可能にするため、コントローラ９２の制御を受けて切換えできる。コントローラは、シャフト位置センサ９０からの信号を考慮に入れて、電流パルスを作動チャンバの容積のサイクルと同期させる。コントローラはまた、能動的に閉鎖することができ、低圧マニホルド７４に連結された低圧弁７２を開放させる。

流体作動機械７０は、図３に示されるトランスミッションシステム５００内に置かれる。トランスミッションは、減速ギアセット４５２を経由して油圧ポンプ／モータ４５１を駆動するエンジン４５０を含む。油圧ポンプ／モータは、チャージポンプ４５４及び／又はチェック弁４５５を経由してリザーバ４５３によって供給される流体を低圧側４５６から取得する。油圧ポンプ／モータは、高圧ライン４５７を加圧したり減圧したりすることができ、高圧ライン４５７自体は、制御可能な遮断弁４５９を経由した流体アキュムレータ４５８、及び流体作動機械７０に通じている。流体作動機械のシャフト（図示せず）は、ベルハウジング５０１を介してギアボックス５０２に連結されている。ギアボックス及び流体作動機械は、少なくとも１つの半剛性エンジンマウント５１５によって支持されている。ギアボックスは、第１部分５０４が、駆動シャフトベアリング５０５によって支持され、第１スプライン５０６によって駆動される駆動シャフト５０３を駆動する。駆動シャフト５０３の第２部分５０７は、ユニバーサルジョイント５０８によって第１スプライン５０６から駆動され、拡張スプライン５０９を含む。第２駆動シャフト部分は、駆動フランジ５１１を経由して差動装置５１０を駆動し、次いで、差動装置５１０は、左タイヤ（図示せず）と右タイヤ５１４をそれぞれ駆動する左半部シャフト５１２と右半部シャフト５１３を駆動する。別の実施形態又は別の動作状態では、トランスミッションは、タイヤを駆動する差動装置と反対方向に動作し、差動装置は、第２駆動シャフト部分を駆動し、第２駆動シャフト部分は、第１駆動シャフト部分を駆動し、第１駆動シャフト部分は、ギアボックスを駆動する。実際のシステムでは、駆動シャフト及びタイヤは、測定可能な量のねじれ弾性コンプライアンスを有し、ギアボックス、第１スプライン、ユニバーサルジョイント、拡張スプライン、及び差動装置はすべて、「バックラッシュ」又は「スロップ」として知られる、測定可能な量のねじれ機械ヒステリシスを有する。コンプライアンスとヒステリシスはともに、特に回転方向が変化するときに任意のタイヤの回転なしに、かつ、流体作動機械のシャフトに著しいトルクを加える必要なしに、流体作動機械のシャフトが、認識できる角度、例えば１０度〜９０度回転することができるという効果を有する。

図１に戻ると、一次ポペット弁ヘッドは、第２弁が閉鎖位置の方へ押しつけられるように、（パイロット弁として作用する）二次弁部材２０が押しつけられる二次弁座１４を含む。二次弁の密閉面積は、一次弁の密閉面積の約百分の１である。二次弁部材が二次弁座と密閉接触していないときにのみ、流体は、弁の出口２６と内部チャンバ２２との間を流れることができ、従って、流体を入口から作動チャンバ内に流す。二次弁が開放しているかどうかにかかわらず、一次ポペット弁が開放しているとき、流体が入口から出口に直接流れる経路も提供されており、この経路は、その面積が大きいため、二次弁を通る経路よりもかなり大きな流量を提供する。

バルブアッセンブリは、３つのばねを備える。主ばね４８は、二次弁部材のまわりに延び、動作の間中、圧縮されている。チャージばね５４も、二次弁部材のまわりに延び、圧縮時に開放するように二次弁を駆動する。二次弁は、周囲フランジ４４を含み、周囲フランジ４４自体は、距離制限機構を形成するため、電機子の内面５２が反応することができる外面６６を有する。パイロットばね５８は、バルブアッセンブリが図１Ａに例示される完全閉鎖状態にあるときには比較的弛緩しているが、図１Ｃに例示されるように二次弁が開放されたが一次弁が開放されなかったときには圧縮され一次弁を付勢して開放する。

電流が電磁石に供給されないときには、弁は、図１Ａに例示される閉鎖位置を占める。チャージばね及びパイロットばね内のプリロードにより剛性なステムに加えられる正味の力が二次弁を密閉する。一次弁及び二次弁はまた、バルブアッセンブリの内部チャンバと出口との間の圧力差、及び電機子によって作用する主ばねの閉鎖作用によって、閉鎖位置に保持される。

電流が電磁石に供給されるときには、電磁石は、（能動的な付勢力として機能する）電機子を上方に移動させるのに十分な引力を電機子に及ぼす。弾性カップリングは、二次弁部材の移動なしに、電機子を最初に移動させる（図１Ｂ）。電機子は、周囲フランジの外面に接触し、（パイロット弁として作用する）二次弁を開放し、シリンダに流入する小さな流路を生成する（図１Ｃ）。流体の流れが入口の圧力と等しいか又は近接するようにシリンダの圧力を形成するのに十分か又は大きい場合には、一次ポペット弁は開放して、流体の比較的制限されない通過流を可能にする（図１Ｄ）。

図４は、弁が非常に小さな二次弁又は大きな作動チャンバを有するので、作動チャンバが加圧するのに長い時間を要するとき、本発明より以前に可能であったよりも弁をより確実に開放するように図２の流体作動機械を動作させる方法を示す。時系列１００は、電磁石によって生成される付勢力１０１、二次弁の位置１０２（低いのが閉鎖状態、高いのが開放状態）、メインバルブの位置１０３（高低とも上述と同様）、及びシリンダの圧力１０４を示す。

時間１１０の前に、弁及び流体作動機械は休止しており、低圧弁は、シリンダから低圧マニホルドへの流路を閉鎖している。時間１１０では、コントローラは電磁石に通電し、二次弁を開放する能動的な付勢力を生成する。高圧マニホルド（及び弁入口）の圧力は、一次弁ヘッドを閉鎖状態に保持するのに十分な程高く、一次弁は、（図１Ｃに示される弁状態に対応して）開放することができない。しかしながら、少量の流体が二次弁を通って流れるので、シリンダ圧力は上昇する。時間１１１では、電磁力を、パルス幅変調（ＰＷＭ）を使用して減少させ、バックグラウンド付勢力として機能する。弁が完全には開放しなかったにもかかわらず、二次弁は開放したままであり、圧力は上昇し続ける。時間１１２と時間１１３との間では、電磁石は再び十分に通電されるが、圧力差は、依然として非常に高い。しかしながら、時間１１４で通電された後、シリンダ圧力は、付勢力が完全に現れるときに（時間１１５。図１Ｄの弁状態に対応する）一次弁ヘッドが移動する弁入口の圧力に十分近接し、ここで制限されない流体の流れにより、圧力は、完全な入口圧力に急変する。時間１１６では、通電力は再び減少するが、一次弁ヘッドは開放したままである。

図５は、二次弁及び／又は電機子の移動が流体で又は摩擦で抑制される場合に、本発明の以前に可能であったよりも弁をより確実に開放するように、図２の流体作動機械を動作させる方法を示す。時系列４００は、電磁石６の電流４０１、電機子３６の位置（弁が図１のように配向されているとき、低いのが下、高いのが上）、外表面６６の全てと３つのばねから電機子に加えられる下向き力４０３、電磁石から電機子に加えられる上向き力４０４、二次弁部材の位置４０５、作動チャンバの圧力４０６、及び一次ポペット弁ヘッドの位置４０７を示している。

時間４１０の前に、弁及び流体作動機械は図１Ａに示されるように休止しており、下向きのバイアス力が３つのばね４８、５４、５８から電機子３６に作用し、入口２８が高圧、出口２６が低圧である。弁における圧力差にもかかわらず、電機子に加えられる油圧力はない。これは、二次弁部材２０が座１６と接触し、油圧力を取得するからである。時間４１０では、コントローラは電磁石に通電し、能動的な付勢力として電機子に作用する上向き力を生成する。この力は、電磁石の電流が増加するにつれて上昇する。この上向き力が時間４１１において結合したばね力を超えると、電機子が移動し始め、主ばね４８及びチャージばね５４を圧縮する。電機子が移動するにつれて、ばねからの下向き力は増加する。しかしながら、磁気回路の性能が増加するにつれて、磁極と電機子との隙間が減少するため、上向き力も増加する。移動の際、電機子は、電機子と磁極との間から洩れる流体によって生ずる流体の制動力（図示せず）、及びフラックスブリッジを通る電機子の摺動による摩擦力に打ち勝つ。従って、この時点で大きな付勢力を提供することは、付勢が強い場合には制動力及び摩擦力がよりエネルギーを浪費するので、エネルギーの消耗になるであろう。時間４１２では、電磁石は、（バックグラウンド付勢力として作用する）電流を低下させるＰＷＭモードに変えられるが、電機子に作用する上向き力は、下向きのばね力を超え続け、電機子をゆっくり移動させる。時間４１３では、電機子の内面５２は周囲フランジ４４の外面６６に当たり、二次弁部材を密閉する油圧力が電機子に移されるので、電機子は移動を停止する。時間４１４では、電磁石は再通電されて、電流、従って上向き力を増加させる。電機子が遠くに移動しなくともよく、磁極に近接する効率的な位置にあるので、大きな上向き力は、時間４１５における油圧力とばね力を足した力に打ち勝ち、最終的な距離を移動して時間４１６までに磁極に密着させ、二次弁を僅かな距離開放する。電磁石をＰＷＭモードに戻して、時間４１７において二次弁を部分的に開放に維持することができる。流体が流れるにつれて、作動チャンバの圧力は上昇し、二次弁を密閉する油圧力は、急速に低下する。弁の圧力が時間４１８において等しくなるとき、二次弁部材は、チャージばね５４によって完全開放位置に付勢され（時間４１９）、一次ポペット弁ヘッドは、時間４２０までに開放する。

図４及び図５を参照した上記説明から、弁を付勢して開放させ最終的には弁を開放させる試みが単に繰り返されているのではなく、バックグラウンド付勢の介入期間がシリンダ圧力を時間外に上昇させ、又はエネルギーの不要な消耗なしに電機子が摩擦力及び流体の減衰に抗して移動することが分かる。バックグラウンド付勢は、二次弁の開放又は電機子の磁極への移動を維持しつつ、電力の消費を抑える。均一にしたシリンダ圧力及び電機子の完全な移動を達成する唯一の方法は、従来技術の教示によれば、非常に長い時間、典型的には１５ミリ秒又はそれ以上、完全な付勢力を維持することである。これは、多くの電力を消費し、典型的には４ミリ秒のパルスを使用することができる場合には、本発明の方法と比較して、電磁石を傷つけることさえあった。

図６は、本発明がなくても可能であったものよりも円滑なシャフトの移動を得るように、図３におけるトランスミッションシステムを動作させる方法を示す。時系列２００は、電磁石によって生成される付勢力２０１、二次弁の位置２０２（低いのが閉鎖状態、高いのが開放状態）、シリンダの圧力２０３、メインバルブの位置２０４（高低とも上述と同様）、シャフトの角度２０５、及びピストンによってシャフトに加えられるトルク２０６を示す。

時間２１０の前に、高圧弁及びシャフトは休止しており、低圧弁は、シリンダから低圧ラインへの経路を閉鎖し、流体アキュムレータは、開放遮断弁、従って高圧弁の入口を通る高圧ラインを加圧する流体で変化される。時間２１０では、コントローラは、電磁石に通電して二次弁を開放する。高圧ラインの圧力は、一次弁ヘッドを閉鎖状態に保持する。流体アキュムレータから二次弁を通って流れる流体は、シリンダの圧力を非常に大きく上昇させずに、シャフトを自由に回転させる。これは、トランスミッションシステムの構成要素のヒステリシスが、流体作動機械のシャフトを最初に回転させるのにトルクを殆ど必要としないことを意味するからである。時間２１１では、電磁石は再通電され、シリンダの圧力は降下し、シャフトは回転するのを停止するかもしれない。再通電の後、電磁石は、増大した電流により、短時間、（バックグラウンド付勢力として機能する）継続する閉鎖力を発生させてもよい。このプロセスは、時間２１２と時間２１３との間で繰り返される。シャフトセンサによりシャフトの回転を監視するコントローラは、時間２１３と時間２１４との間で、シャフトの回転が十分に速くなく、従って電磁石の通電の周期を増大させる、即ち時間２１４と時間２１３との間の間隔が時間２１１と時間２１２との間の間隔よりも小さいことを決定する。コントローラはまた、通電パルスの継続を増加させることができ、或いは、シャフトの回転が速すぎた場合には、通電パルスの継続又は周波数を減少させることができる。コントローラはまた、シャフト位置センサに無関係に適切な通電パルスを生成することができるように、トランスミッションシステムの特性を知るように構成してもよい。時間２１５では、ヒステリシスは吸収され、流体作動機械のシャフトのトルクは、シャフトの回転と反対方向に（即ち、回転に抵抗して）迅速に増大する。弁が時間２１６で閉鎖するまで、シリンダ圧力は上昇し、その後、圧力は、例えばピストンとシリンダとの間の避けがたい漏洩により、ゆっくりと降下する。次に、コントローラは、シリンダ圧力の上昇が一次弁を開放するのに十分な時間２１７において、弁を開放する。時間２１７と時間２１８との間で、コントローラは、シャフトが移動せず、時間２１８で終了する短いパルスを提供するのみであることを検知し、次いで（バックグラウンド付勢力として機能する）ＰＷＭを使用して電磁石に通電し、一次弁の開放を維持する。すると、シリンダ圧力は、高圧マニホルドの圧力にとどまる。

従来技術で開示された流体作動機械の動作方法と比較して、二次弁の短い開口バーストは、シャフトが比較的ゆっくり回転してトランスミッションシステムにおける「バックラッシュ」又は「スロップ」を吸収し、「バックラッシュ」又は「スロップ」が完全に吸収されるときの衝撃及びノイズを減少させることを意味する。これは、流体作動機械を含むトランスミッションシステムの寿命を増加させるという利点を有することができる。

図7は、本発明で初めて可能となった、静止時にシャフトトルクを調節するように、図３のトランスミッションシステムを動作させる方法を示す。時系列３００は、電磁石によって生成される付勢力３０１、二次弁の位置３０２（低位置は閉鎖時、高位置は開放時）、シリンダの圧力３０３、メインバルブの位置３０４（上述のように、低位置は閉鎖時、高位置は開放時）、一定の低速度で回転しているシャフトの角度３０５、及びピストンによってシャフトに加えられるトルク３０６を示す。

時間３１０の前は、弁及びシャフトは休止し、低圧弁がシリンダから低圧マニホルドへの流路を提供し、流体アキュムレータは、開放遮断弁、従って高圧弁の入口を通る高圧ラインを加圧する流体で変えられる。時間３１０では、コントローラは、電磁石に通電して二次弁を開放するとともに、低圧弁（表示せず）を閉鎖する。高圧ラインの圧力は、一次弁ヘッドを閉鎖状態に保持する。流体アキュムレータから二次弁を通って流れる流体は、シリンダの圧力を上昇させ、これによりピストンは、シャフトに比例トルクを生じさせる。時間３１１では、電磁石は再通電され、シリンダ圧力は降下し、トルクは降下する。このプロセスは、時間３１２と時間３１３との間で繰り返される。シャフトセンサによりシャフトの回転を、又は別のセンサ（図示せず）によりタイヤの回転を監視するコントローラは、時間３１３と時間３１４との間で、時間平均のシャフトトルクが十分大きくなく（例えば、タイヤの回転が遅すぎる）、従って、電磁石の通電の頻度を増大させる、即ち時間３１４と時間３１３との間の間隔が時間３１１と時間３１２との間の間隔未満とすることを決定する。コントローラはまた、通電パルスの継続時間を増大させ、又はタイヤの回転が速すぎた場合には通電パルスの継続時間又は頻度を減少させることができた。高圧弁が、通電パルスの強度を調整することによって二次弁を通る流体の流れの比例制御を可能とする型式であった場合には、コントローラは、通電パルスの強度を増減してシリンダ内への流体を多くしたり少なくしたりすることができた。シャフトが回転するにつれて、流体作動機械のシャフトに関するピストンの機械的な利点が変化する（この例では、減少する）ので、シャフトトルクがシリンダ圧力に比較して徐々に低下することに留意されたい。コントローラは、時間３１６と時間３１７との間で通電パルスを生じさせることによって、時間平均のシャフトトルクを調節し続け、その後、（シャフト角度を知ることによって）ピストンがこれ以上使用するのには適していないことを決定する。その時点で、所望のタイヤトルクを維持するのに、１つ又はそれ以上の異なるシリンダを同じ方法で使用するか、或いは異なる動作方法（例えば、従来技術に示した方法）を使用することができた。

従来技術で開示された流体作動機械の動作方法と比較して、二次弁を繰り返し開放することにより、コントローラは、高圧マニホルドの圧力を制御する必要なしに、個々のシリンダによって提供されるシャフトに加えられるトルクを調節し又は制御することができる。例えば、コントローラは、流体作動機械の高圧マニホルドがアキュムレータに連結されるとき、タイヤのトルクを制御することができる。

図８は、図２の流体作動機械を動作させる方法を示し、高圧弁が１回転に１度のみ開放する別の態様が示される。時系列４３０は、電磁石の活性化４３１、及び１つの作動チャンバに対する作動チャンバ容積４３２を示し、作動チャンバ容積は、上死点（ＴＤＣ。最小容積として作用する）と下死点（ＢＤＣ。最大容積として作用する）との間で膨張し、曲線の上昇部で収縮する。

時間４４０の前に、機械のシャフトは回転しているが、作動チャンバはアイドリング状態、即ち、低圧弁が開放し、高圧弁が閉鎖状態で作動チャンバを高圧マニホルドから隔離している。時間４４１のＴＤＣの直前の時間４４０では、（能動的な付勢力として作用する）電磁石は、高圧弁を開放しようとし、実際には、高圧弁を開放して多少の流体を作動チャンバに流入させ、例えば作動チャンバの圧力を調節してもよい。これは、時間４４２の前に再び生じ、当該時間と時間４４３との間で、（バックグラウンド付勢力として作用する）ＰＷＭは、２つのより十分な電磁石の作動の間で使用される。かくして、流体作動機械は、本発明のやり方で動作される。時間４４３（ＢＤＣ）と時間４４４（ＴＤＣ）との間で、高圧弁は、低圧弁が意図的に又は偶然に閉鎖状態に保持される場合には受動的に開放されるかもしれないが、能動的に付勢されて開放されず、作動チャンバは、流体を高圧マニホルドに排出する。時間４４４、即ち別のＴＤＣの後、高圧弁は再び付勢されて開放するが、従来技術のやり方では、時間４４５でＢＤＣに達する前に、この１度付勢されて開放されるのみである。時間４４５と時間４４６との間（別のＴＤＣ）では、付勢は行われないが、時間４４６と時間４４７（別のＢＤＣ）では、より興味深いことに、また付勢は行われない。この挙動は、従来技術で開示されたサイクル・バイ・サイクル作動チャンバの活性化で流体作動機械を動作させる方法に対応しており、無期限に継続してもよい。シリンダの膨張期間は、付勢を伴う場合も付勢を伴わない場合（即ち、サイクル・バイ・サイクル活性化）も共に、付加的な動作モードとして作用する。もちろん、流体作動機械は、いつでも多数回付勢する動作モードに復帰してもよい。

更なる変形及び修正が、ここに開示された本発明の範囲内において行われてもよい。

Claims (14)

1. 流体作動機械（７０）を動作させる方法であって、前記流体作動機械が、容積を周期的に変動させる作動チャンバ（７６）と、高圧マニホルド（８８）と、前記作動チャンバと前記高圧マニホルドとの間の流体の流れを調整するための作動式高圧弁（１）とを備え、前記作動式高圧弁が、前記作動式高圧弁が前記作動チャンバを前記高圧マニホルドから密閉する閉鎖位置と、前記作動チャンバが前記作動式高圧弁を通して前記高圧マニホルドと流体連通する少なくとも１つの開放位置との間で動作される移動可能な弁部材（１０）と、能動的な付勢力を提供して前記移動可能な弁部材を前記閉鎖位置から少なくとも１つの前記開放位置に向かって付勢するように動作する制御可能な開放機構（６、４６）とを備え、前記作動チャンバの前記容積が最大容積と最小容積との間で変動する方法において、
   前記作動式高圧弁は、前記移動可能な弁部材に結合されたパイロット弁（２０）を含み、
   前記制御可能な開放機構が、作動チャンバ容積の一サイクルの間に、前記作動チャンバの前記容積が前記最大容積と前記最小容積との間にあるときに２回以上、前記能動的な付勢力を提供し、
   前記パイロット弁が、閉鎖位置と、前記パイロット弁が前記少なくとも１つの開放位置にあるとき前記パイロット弁が流体を前記高圧マニホルドから前記少なくとも１つの作動チャンバに入れる少なくとも１つの開放位置との間で移動可能であり、前記制御可能な開放機構の前記能動的な付勢力が、作動チャンバ容積がチャンバ容積の最大とチャンバ容積の最小との間にあるときに少なくとも１度、少なくとも前記パイロット弁を前記閉鎖位置から少なくとも１つの開放位置に移動させる、方法。
2. 作動チャンバ容積の周期が、回転可能なクランクシャフト（８２）の回転に機械的に結合されている、請求項１に記載の流体作動機械を動作させる方法。
3. 前記能動的な付勢力が、能動的な付勢期間の継続する間能動的であり、前記制御可能な開放機構が、少なくとも２つの前記能動的な付勢期間を提供し、前記制御可能な開放機構が、前記能動的な付勢期間外においてバックグラウンド付勢力を提供し、最大の前記能動的な付勢力が、前記バックグラウンド付勢力の最小の力の少なくとも２倍である、請求項１又は２に記載の流体作動機械を動作させる方法。
4. 前記流体作動機械が、前記制御可能な開放機構がチャンバ容積の最大とチャンバ容積の最小との間の１度だけ、前記移動可能な弁部材を前記閉鎖位置から少なくとも１つの開放位置に向かって付勢する付加的な動作モードを有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の流体作動機械を動作させる方法。
5. 前記高圧マニホルドにおける前記流体の圧力が、少なくとも前記能動的な付勢力が能動的であるときに、前記少なくとも１つの作動チャンバにおける前記流体の圧力よりも高い、請求項１〜４のいずれか１項に記載の流体作動機械を動作させる方法。
6. 前記制御可能な開放機構が、所定の時間の間、前記移動可能な弁部材を能動的に付勢し、所定の頻度で前記能動的な付勢を繰り返す、請求項１〜５のいずれか１項に記載の流体作動機械を動作させる方法。
7. 前記制御可能な開放機構の前記能動的な付勢力が、前記作動チャンバの容積がチャンバ容積の最大とチャンバ容積の最小との間にあるときに少なくとも１度、少なくとも１つの開放位置の最も近接した個所から前記移動可能な弁部材を移動させる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の流体作動機械を動作させる方法。
8. 前記流体作動機械がさらに、１つ又はそれ以上のセンサ（９０）を備え、前記制御可能な開放機構の前記付勢の継続期間又は頻度のいずれか又は両方が、１つ又はそれ以上の前記センサの出力に応答して変えられる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の流体作動機械を動作させる方法。
9. １つ又はそれ以上の前記センサが、前記高圧マニホルド及び／又は前記作動チャンバ内の前記流体圧力を測定するための少なくとも１つの圧力センサと、作動チャンバ容積センサと、流体粘度センサと、前記移動可能な弁部材の位置を測定するための弁位置センサとを備える、請求項８に記載の流体作動機械を動作させる方法。
10. 前記制御可能な開放機構がまた、前記移動可能な弁部材を前記閉鎖位置から少なくとも１つの開放位置に向かって付勢する２回以上の間に、前記移動可能な弁部材を前記閉鎖位置から前記少なくとも１つの開放位置に向かって付勢するバックグラウンド付勢力を提供するように動作される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の流体作動機械を動作させる方法。
11. 流体作動機械コントローラ（９２）と、容積を周期的に変動させる作動チャンバ（７６）と、高圧マニホルド（８８）と、前記作動チャンバと前記高圧マニホルドとの間の流体の流れを調整するための作動式高圧弁（１）とを備えた流体作動機械（７０）であって、前記作動式高圧弁が、前記作動式高圧弁が前記作動チャンバを前記高圧マニホルドから密閉する閉鎖位置と、前記作動チャンバが前記作動式高圧弁を通して前記高圧マニホルドと流体連通する少なくとも１つの開放位置との間で動作される移動可能な弁部材（１０）と、能動的な付勢力を提供して前記移動可能な弁部材を前記閉鎖位置から少なくとも１つの前記開放位置に向かって付勢するように動作する制御可能な開放機構（６、４６）とを備え、前記作動チャンバの前記容積が最大容積と最小容積との間で変動する流体作動機械（７０）において、
    前記コントローラが、作動チャンバ容積の一サイクルの間に、前記作動チャンバの前記容積がチャンバ容積の最大とチャンバ容積の最小との間にあるときに２回以上、前記制御可能な開放機構が前記コントローラによって前記能動的な付勢力を提供される動作モードを有し、
    前記作動式高圧弁がさらに、前記移動可能な弁部材に結合されたパイロット弁（２０）を備え、
    前記パイロット弁が、閉鎖位置と、前記パイロット弁が前記少なくとも１つの開放位置にあるとき前記パイロット弁が流体を前記高圧マニホルドから前記少なくとも１つの作動チャンバに入れる少なくとも１つの開放位置との間で移動可能であり、前記制御可能な開放機構の前記能動的な付勢力が、作動チャンバ容積がチャンバ容積の最大とチャンバ容積の最小との間にあるときに少なくとも１度、少なくとも前記パイロット弁を前記閉鎖位置から少なくとも１つの開放位置に移動させる、流体作動機械（７０）。
12. 請求項１１に記載の流体作動機械と、前記流体作動機械を動作させるコントローラ（９２）と、前記高圧マニホルドと流体連通する高圧流体ソース（４５７）と、低圧流体シンク（４５３）と、回転出力部（５０３）と、前記流体作動機械と前記回転出力部との間の非剛性リンク（５０２）とを備える、トランスミッションシステム（５００）。
13. 前記流体作動機械（７０）のコントローラ（９２）で実行されるとき、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法に従って前記流体作動機械を動作させるプログラムコードを備えるコンピュータソフトウェア。
14. 請求項１３に記載のコンピュータソフトウェアを記憶する、コンピュータ可読キャリア。

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