KR20120058446A - 유체 작동 기계 및 유체 작동 기계를 작동시키는 방법 - Google Patents

Abstract

주기적으로 변하는 체적의 복수의 작동 챔버들을 가지는 유체 작동 기계를 작동시키는 방법이 제공되며 각각의 작동 챔버는 작동 챔버 체적의 각각의 사이클에 대해 선택 가능한 작동 유체의 체적을 변위시키도록 작동 가능하다. 작동 기능을 수행하기 위해 작동 챔버 체적의 각각의 사이클 중에 변위되는 작동 유체의 체적이 다른 작동 챔버들의 이용 가능성을 고려하여 선택된다. 각각의 작동 챔버의 상태는 모니터링되며 작동 챔버는 만약 오작동되는 것이 발견되면 이용 불가능한 것으로 간주된다. 작동 챔버는 만약 대체 작동 기능이 할당된다면 작동 기능을 수행하기 위해 이용 불가능한 것으로 간주될 수 있다.
작동 기능을 수행하기 위해 작동 챔버 체적의 사이클 중에 작동 챔버에 의한 작동 유체의 이전에 선택된 순 변위를 고려하여 유체 작동 기계의 측정된 출력 파라미터가 적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준을 만족하는지를 결정함으로써, 수신된 요구 신호에 응답하여 작동 기능을 수행하기 위해 작동 챔버 체적의 각각의 사이클에 대해 선택 가능한 작동 유체의 체적을 변위시키도록 작동 가능한 작동 챔버들을 가지는 유체 작동 기계의 작동 챔버에서 결함이 검출될 수 있다.

Description

유체 작동 기계 및 유체 작동 기계를 작동시키는 방법{FLUID-WORKING MACHINE AND METHOD OF OPERATING A FLUID-WORKING MACHINE}

본 발명은 주기적으로 변하는 체적의 복수의 작동 챔버들을 포함하며, 각각의 작동 챔버는 작동 챔버 체적의 각각의 사이클에 대해 선택 가능한 작동 유체의 체적을 변위시키기도록 작동 가능한 유체 작동 기계, 및 이와 같은 유체 작동 기계를 작동시키는 방법에 관한 것이다.

작동 챔버들과 하나 이상의 매니폴드들 사이의 유체의 유동이 전자적으로 제어되는 밸브들에 의해 조절되는 주기적으로 변하는 체적의 복수의 작동 챔버들을 포함하는, 펌프, 모터 및 펌프나 모터로서 작동되는 기계와 같은, 유체 작동 기계를 제공하는 것이 알려져 있다. 비록 본 발명은 유체가 일반적으로 비압축성인 유압 유와 같은 액체인 적용들을 참조하여 설명될 것이지만, 유체는 그 대신에 기체일 수 있다.

예를 들면, 주기적으로 변하는 체적의 복수의 작동 챔버들을 포함하는 유체 작동 기계가 알려져 있으며, 여기서 작동 챔버들을 통한 유체의 변위는 사이클마다 그리고 작동 챔버 체적의 사이클에 대한 위상 관계로, 전자적으로 제어 가능한 밸브들에 의해 조절되어 기계를 통과하는 유체의 순 처리량을 결정한다. 예를 들면, 유럽특허 EP 0 361 927은 펌프의 개개의 작동 챔버들과 저압 매니폴드 사이의 유체 연통을 조절하기 위해, 작동 챔버 체적의 사이클에 대한 위상 관계로, 전자적으로 제어 가능한 포펫 밸브들을 작동시키며/작동시키거나 폐쇄시킴으로써 멀티-챔버 펌프를 통과하는 유체의 순 처리량을 제어하는 방법을 개시하였다. 그 결과로, 개개의 챔버들은, 활성 사이클을 겪으며 미리 결정된 고정 체적의 유체를 변위시키거나, 유체의 순 변위가 없는 유휴(idle) 사이클을 겪도록, 사이클마다 제어기에 의해 선택될 수 있으며, 그에 의해 펌프의 순 처리량이 요구에 동적으로 매칭되는 것을 가능하게 한다. 유럽특허 EP 0 494 236은 이 원리를 발전시켜 개개의 작동 챔버들과 고압 매니폴드 사이의 유체 연통을 조절하는 전자적으로 제어 가능한 포펫 밸브들을 포함하였으며, 그에 의해 모터로서 기능을 하거나 대체 작동 모드에서 펌프 또는 모터로서 기능을 하는 유체 작동 기계의 제공을 용이하게 하였다. 유럽특허 EP 1 537 333은 요구에 더 잘 부응하기 위해 개개의 작동 챔버들의 개개의 사이클들이 복수의 상이한 유체 체적들 중 일부를 변위시키는 것을 허용하는 부분 활성 사이클의 가능성을 소개하였다. 유휴 사이클은, 실질적으로 유체의 순 변위가 없는 작동 챔버 체적의 사이클을 말한다. 바람직하게는, 각각의 작동 챔버의 체적은 유휴 사이클 중에 계속해서 순환된다. 활성 사이클에 의해서, 우리는 유휴 사이클 이외의, 유체의 미리 결정된 순 변위가 있는 작동 챔버 체적의 모든 사이클을 말하며, 활성사이클은 작동 챔버가 변위시키도록 작동 가능한 최대 유체 체적보다 더 적은 유체 체적의 순 변위가 있는 부분 활성 사이클(예를 들어, 부분 펌프 또는 부분 모터 사이클)을 포함한다. 유휴 사이클 및 활성 사이클은 심지어 일정한 요구에서도 혼재될 수 있다.

이 타입의 유체 작동 기계는 저압 매니폴드 및 몇몇 실시예들에서는, 고압 매니폴드로부터 작동 챔버의 내외로 유체의 유동을 조절할 수 있는 전자적으로 제어 가능한 밸브들을 빨리 개방하며 폐쇄하는 것을 필요로 한다. 전자적으로 제어 가능한 밸브들은 일반적으로 제어기의 능동 제어 하에 능동적으로 제어되며, 예를 들어, 능동적으로 개방되거나, 능동적으로 폐쇄되거나, 또는 압력 차이에 반하여 능동적으로 개방되거나 폐쇄된 상태로 유지된다. 비록 능동적으로 제어되는 밸브의 모든 개방과 폐쇄가 제어기의 능동 제어 하에 있을 수 있지만, 통상적으로 능동적으로 제어되는 밸브들 중 적어도 몇몇의 개방 또는 폐쇄가 수동적인 것이 바람직하다. 예를 들면, 위에서 설명된 유체 작동 기계에 개시된 능동적으로 제어되는 저압 밸브는 작동 챔버의 압력이 저압 매니폴드의 압력 아래로 떨어질 때 수동적으로 개방될 수 있지만, 유휴 사이클을 생성하기 위해 선택적으로 능동적으로 개방된 상태로 유지될 수 있거나 고압 밸브가 개방되는 것을 가능하게 하도록 작동 챔버의 내부에 충분한 압력을 형성하기 위해, 상사점 바로 전에, 모터링 사이클(motoring cycle) 중에 능동적으로 폐쇄될 수 있다.

활성 사이클 또는 유휴 사이클은 전자적으로 제어 가능한 밸브의 능동 제어로부터 초래될 수 있다. 활성 사이클 또는 유휴 사이클은 전자적으로 제어 가능한 밸브의 수동 제어로부터 초래될 수 있다.

복수의 작동 챔버를 포함하는 유체 작동 기계의 하나 이상의 작동 챔버가 이용할 수 없게 되는 경우에, 예를 들어 하나 이상의 작동 챔버에 또는 하나 이상의 작동 챔버의 제어에 고장이 발생한다면, 유체 작동 기계의 기능이 극적으로 손상된다.

도 1은 차량을 구동시키는 유압 모터를 통해 유체를 펌핑하는 펌프로서 작동하는, 6 개의 작동 챔버들을 포함하는 유체 작동 기계의 출력 포트에서 시간의 함수로서 유체 압력의 그래프를 보여준다. 6 개의 작동 챔버들은 이들의 위상이 60°로 서로 이격되도록 동일한 편심 크랭크샤프트에 슬라이딩 가능하게 설치되는 피스톤 실린더들이다. 기계는 개개의 작동 챔버들로부터 배출을 균일화하기 위해 압력 어큐뮬레이터를 포함한다. 기계는 요구 신호를 만족시키기 위해 밸브 작동 시퀀스(valve firing sequence)를 선택하도록 작동할 수 있는 제어기를 포함한다.

시간(A)과 시간(B) 사이에서, 유체 작동 기계는 정상적으로 기능을 하며 출력 압력은 (일정한 차량 속도에 상응하는) 일정한 변위 요구 신호에 응답하여 대략 일정하게 유지되며 밸브들은 유럽특허 EP 0 361 927에 약술된 방법에 따라 작동된다. 유체 작동 기계는 5 회전마다 반복되는 작동 챔버 활성화 패턴을 실행한다. 시간에 따른 출력 압력의 궤적은 개개의 활성화된 작동 챔버들에 의한 유체 전달에 기인한 빠른 압력 진동, 및 동일한 차량 속도를 유지하기 위해 요구되는 평균 유동보다 때로는 약간 높거나 때로는 약간 낮은 활성화된 작동 챔버들에 의해 전달되는 단기의 평균 유동에 기인한 느린 진동을 보여준다.

시간(B)에서, 작동 챔버의 오작동을 시뮬레이션하기 위해, 6개의 작동 챔버들 중의 하나가 비활성화되었다. 시간(B)와 시간(C) 사이에서, 동일한 요구 신호에 응답하여, 제어기가 기계가 비활성화된 작동 챔버를 활성화시키도록 시도하게 할 때, 출력 압력은 초기에는 극적으로 떨어진다. 이에 응답하여, 차량의 속도가 낮아지며, 그러므로 제어기가 비활성화된 작동 챔버를 사용하지 않는 반복되는 패턴의 이 부분으로 되돌아갈 때, 유동의 과잉과 압력 초과가 있다. 사이클은 비활성화된 작동 챔버를 활성화하기 위한 시도가 만들어질 때마다 반복된다.

따라서, 하나 이상의 작동 챔버들을 이용하지 못하는 경우에 마치 모든 작동 챔버들이 이용 가능한 것처럼 요구 신호를 충족시키기 위해 출력 신호를 발생시키는 공지된 유체 작동 기계들은 작동 챔버를 이용할 수 없을 때에 적절하게 기능을 하지 못한다.

그러므로, 이 문제점을 완화시키는 유체 작동 기계를 작동시키는 방법에 대한 필요, 및 작동 챔버가 이용할 수 없게 될 때에 더 양호하게 작동하는 유체 작동 기계에 대한 필요가 있다.

본 발명의 몇몇의 양상들은 유체 작동 기계의 결함을 식별하거나, 확인하거나 진단하는 문제를 처리한다.

유럽특허 EP 0 361 927, 유럽특허 EP 0 494 236, 및 유럽특허 EP 1 537 333

본 발명의 제1 양상에 따르면, 주기적으로 변하는 체적의 복수의 작동 챔버들을 포함하는 유체 작동 기계를 작동시키는 방법이 제공되며, 각각의 작동 챔버는 작동 챔버 체적의 각각의 사이클 중에 선택 가능한 작동 유체의 체적을 변위시키도록 작동할 수 있으며, 이 방법은 수신된 요구 신호에 응답하여 작동 기능을 수행하기 위해 작동 챔버 체적의 각각의 사이클 중에 하나 이상의 작동 챔버들에 의해 변위된 작동 유체의 체적을 선택하는 단계를 포함하며, 작동 기능을 수행하기 위해 유체를 변위시키기 위한 다른 작동 챔버들의 이용 가능성을 고려하여 작동 챔버 체적의 사이클 중에 작동 챔버에 의해 변위된 작동 유체의 체적을 선택하는 단계에 의해 특징지어진다.

작동 챔버에 의해 변위될 작동 유체의 체적을 선택할 때에 다른 작동 챔버들의 이용 가능성을 고려하는 것은 작동 챔버들의 이용 가능성의 변화에도 불구하고, 수신된 요구 신호에 응답하여, 작동 기능을 충족시키기 위해 유체 작동 기계가 적정한 양의 유체를 변위시키는 것을 가능하게 한다. 작동 기능을 수행하기 위한 작동 유체의 변위는 다른 작동 챔버들의 이용 가능성이 고려되지 않은 경우보다 더 균일할 수 있으며 요구 신호에 의해 지시된 변위를 더 가깝게 따라갈 수 있다.

바람직하게는, 유체 작동 기계는 제어기를 포함하며, 제2 양상에서, 본 발명은 제어기 및 주기적으로 변하는 체적의 복수의 작동 챔버들을 포함하는 유체 작동 기계로 확대되며, 각각의 작동 챔버는 작동 챔버 체적의 각각의 사이클 상에서 제어기에 의해 선택 가능한 작동 유체의 체적을 변위시키도록 작동 가능하며, 제어기는 수신된 요구 신호에 응답하여 작동 기능을 수행하기 위해 작동 챔버 체적의 각각의 사이클 상의 하나 이상의 작동 챔버들에 의해 변위되는 작동 유체의 체적을 선택하도록 작동 가능하며, 작동 기능을 수행하기 위해 유체를 변위시키는데 다른 작동 챔버들의 이용 가능성을 고려하여 작동 챔버 체적의 사이클 상의 작동 챔버에 의해 변위되는 작동 유체의 체적을 선택하도록 작동 가능한 제어기에 의해 특징지어진다.

바람직하게는, 유체 작동 기계는 저압 매니폴드 또는 고압 매니폴드에 대한 각각의 작동 챔버의 연결을 조절하도록 작동할 수 있는 각각의 작동 챔버와 관련된 적어도 하나의 밸브를 포함하며, 각각의 작동 챔버와 관련된 적어도 하나의 밸브는 작동 챔버 체적의 사이클 중에 변위되는 작동 유체의 체적을 선택하기 위해 제어기의 능동 제어 하에 전자적으로 제어 가능하다.

제어기는 요구 신호를 수신할 수 있으며, 수신된 요구 신호에 응답하여, 작동 챔버 체적의 각각의 사이클 상의 하나 이상의 작동 챔버들에 의한 유체의 변위를 선택하기 위해, 작동 챔버 체적의 사이클들에 대한 위상 관계에 있는, 전자적으로 제어 가능한 밸브들을 능동적으로 제어할 수 있다. 제어기는 수신된 요구 신호에 응답하여, 작동 챔버들의 시간 평균 변위를 조절하기 위해, 작동 챔버 체적의 사이클들에 대한 위상 관계에 있는, 전자적으로 제어 가능한 밸브들을 능동적으로 제어할 수 있다.

유체 작동 기계는 오직 모터로서, 또는 오직 펌프로서 기능을 할 수 있다. 또는, 유체 작동 기계는 대체 작동 모드들에서 모터 또는 펌프로서 기능을 할 수 있다.

유체 챔버의 이용 가능성은 작동 챔버 상태, 또는 하나의 그룹의 작동 챔버들의 상태 또는 유체 작동 기계의 상태의 측정에 응답하여 결정될 수 있다. 각각의 작동 챔버 및/또는 유체 작동 기계의 상태는 연속적으로 검출될 수 있다. 각각의 작동 챔버 및/또는 유체 작동 기계의 상태는 주기적으로 검출될 수 있다. 작동 챔버 상태 검출 수단(예를 들어, 하나 이상의 센서들, 또는 하나 이상의 센서들로부터 나온 데이터를 수신하도록 작동할 수 있는 작동 챔버 상태 검출 모듈)이 작동 챔버 상태를 측정하기 위해 제공될 수 있다. 유체 작동 기계는 각각의 작동 챔버의 상태를 측정하며 이에 응답하여 각각의 작동 챔버의 이용 가능성을 결정하도록 작동할 수 있다.

작동 챔버는 작동 챔버(또는 하나의 그룹의 작동 챔버들, 또는 유체 작동 기계)와 관련된 결함이 있다는 검출에 응답하여 이용 불가능한 것으로 간주될 수 있다. 따라서, 방법은 작동 챔버(또는 하나의 그룹의 작동 챔버들, 또는 유체 작동 기계)와 관련된 결함을 검출하는 단계, 결함이 있는 작동 챔버(챔버들)를 이용 불가능한 것으로 간주하는 단계 및 그 다음으로, 결함이 있는 작동 챔버의 이용 불가능성을 고려하여 다른 작동 챔버들에 의해 변위되는 작동 유체의 체적을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.

유체 작동 기계는 유체 작동 기계의 결함을 검출하도록 작동 가능한 결함 검출 수단을 포함할 수 있다. 결함 검출 수단은 작동 챔버 상태 검출 수단을 포함할 수 있다. 작동 챔버 상태 검출 수단은 하나 이상의 작동 챔버들과 관련된 결함을 검출하도록 작동 가능한 결함 검출 수단으로 기능을 할 수 있다.

결함이 있는지 없는지는 하나 이상의 미리 결정된 조건을 고려하여 결정될 수 있다. 따라서, 작동 챔버는 허용 가능하거나, 일정 시간 동안 허용 가능하거나, 특정 비율 이하로 발생한다면 허용 가능한 하나의 그룹의 결함의 타입들 중의 하나의 검출, 예를 들어, 작동 챔버가 느리게 유체를 누설시키는 중이라는 검출에도 불구하고 이용 가능한 것으로 계속해서 간주될 수 있다.

작동 챔버 상태 검출 수단, 또는 결함 검출 수단은 유체 작동 기계, 개개의 작동 챔버, 또는 하나의 그룹의 작동 챔버들, 또는 작동 기능, 또는 고압 매니폴드, 또는 고압 매니폴드의 하나의 영역(예를 들어, 하나의 그룹의 작동 챔버들과 관련된 고압 매니폴드의 하나의 영역) 또는 저압 매니폴드, 또는 저압 매니폴드의 하나의 영역(예를 들어, 하나의 그룹의 작동 챔버들과 관련된 저압 매니폴드의 하나의 영역)의 출력 파라미터의 하나 이상의 센서들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 센서들은 다음을 포함하는 그룹 중의 하나 이상으로부터 선택될 수 있다: 하나 이상의 작동 챔버들에 의해 받아들여진 작동 유체의 압력 또는 하나 이상의 작동 챔버들에 의해 출력되는 작동 유체의 압력을 측정하도록 작동 가능한 압력 센서, 온도 센서, 유량 센서, 작동 챔버나 작동 챔버의 구성요소에 의해 만들어진 진동이나 음향을 검출하도록 작동 가능한 음향 또는 진동 센서, 제어 신호에 대한 작동 챔버와 관련된 밸브의 응답의 하나 이상의 특성을 측정하도록 작동 가능한 전압 또는 전류 센서, 작동 기능과 관련된 변위 및 속도 센서, 크랭크샤프트 속도 또는 토크 센서. 작동 챔버 상태 검출 수단은 하나 이상의 센서들로부터 나온 데이터를 수신하도록 작동 가능한 작동 챔버 상태 검출 모듈을 포함할 수 있다. 결함 검출 수단은 하나 이상의 센서들로부터 데이터를 수신하도록 작동 가능한 결함 검출 모듈을 포함할 수 있다.

출력 파라미터에 의해서, 우리는 작동 기능을 수행하기 위해 작동 챔버 체적의 사이클 중에 작동 챔버에 의한 작동 유체의 이전에 선택된 순 변위에 응답하는 측정 가능한 파라미터를 말한다. 몇몇 실시예들에서, 출력 파라미터는 유체 작동 기계로의 입구과 관련된 측정 가능한 특성일 수 있으며, 예를 들면, 입구 매니폴드의 압력은 순 변위와 함께 측정 가능하게 변할 수 있다.

작동 챔버 상태 검출 모듈, 또는 결함 검출 모듈은 수신된 데이터의 시간에 따른 가변성, 또는 변화율을 검출하도록 작동 가능할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 작동 챔버 상태 검출 모듈, 또는 결함 검출 모듈은 유체 작동 기계의 측정된 출력 파라미터가 적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준을 만족하는지를 결정하도록 작동 가능하다. 바람직하게는, 측정된 출력 파라미터가 적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준을 만족하는지는 작동 기능을 수행하기 위해 각각의 작동 챔버에 의해 변위되도록 이전에 선택된 작동 유체의 체적을 고려함으로써 결정된다. 예를 들어, 적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준은 작동 기능을 수행하기 위해 작동 챔버 체적의 하나 이상의 사이클들 중에 하나 이상의 작동 챔버들에 의해 변위되도록 이전에 선택된 작동 유체의 체적의 함수일 수 있다. 적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준은 유체 작동 기계의 명확하게 올바른 기능만을, 또는 이의 일부분을, 포함하도록 선택될 수 있거나, 비교적 중요하지 않거나, 일정 시간 동안 견딜 수 있는 몇몇 오작동을 허용하도록 선택될 수 있다. 기계는 허용 가능한 결함이 있는가를 측정된 출력 파라미터로부터 결정하며, 예를 들면 작동 챔버에서, 허용 가능한 결함의 검출을 기록하거나 출력하지만, 측정된 출력 파라미터가 적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준을 계속해서 만족한다면 작동 챔버를 이용 가능한 것으로 계속해서 간주하도록 작동할 수 있다.

제어기는 작동 챔버에 의해 변위된 유체의 양에 응답하는 유체 작동 기계의 측정된 하나의 출력 파라미터(또는 둘 이상의 측정된 출력 파라미터)를 분석함으로써 작동 챔버의 상태를 검출하는 작동 챔버 상태 검출 수단(예를 들면, 작동 챔버 상태 검출 모듈)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 유체 작동 기계의 출력에서의 작동 유체의 압력, 또는 유체 작동 기계의 크랭크샤프트에 가해진 토크는 작동 챔버에 의한 작동 유체의 변위 중에 및 변위 후에 일정 시간 동안 작동 챔버에 의해 변위된 유체의 양에 의존할 수 있으며 그러므로 하나 이상의 측정된 출력 파라미터들은 작동 유체의 압력, 작동 유체의 유량, 또는 크랭크샤프트에 가해진 토크, 또는 이들의 변화율을 포함할 수 있다. 제어기는 작동 챔버 상태 검출 수단에 의한 작동 챔버의 상태의 검출을 용이하게 하기 위해 작동 챔버 체적의 사이클 중에 작동 챔버에 의해 변위되는 작동 유체의 양을 선택하도록 작동할 수 있다. 예를 들면, 작동 챔버는 활성 사이클 대신에 유휴 사이클을 실행하거나 유휴 사이클 대신에 활성 사이클을 실행하도록 명령을 받을 수 있으며, 작동 챔버 상태 검출 수단은 이것이 측정된 출력 파라미터에 영향을 끼치는지를 결정할 수 있다. 만약 이것이 측정된 출력 파라미터에 심하게 영향을 끼치지 않는다면, 이는 작동 챔버가 결함이 있는 것을 의미한다.

따라서, 몇몇 실시예들에서, 제어기(또는 결함 검출 수단이나 결함 검출 모듈로서 기능을 하는, 작동 챔버 상태 검출 수단, 또는 작동 챔버 상태 검출 모듈)는 측정된 출력 파라미터들이 적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준을 만족하지 않았다는 결정에 응답하여 결함 확인 과정을 실행하도록 작동 가능하다.

결함 확인 과정은 결함이 작동 챔버에서 발생하였다는 것을 가정하는 단계(또는, 몇몇 실시예들에서, 결함이 각각의 작동 챔버에서 차례대로, 또는 하나의 그룹의 작동 챔버들에서 발생하였다는 것을 가정하는 단계, 또는 하나 이상의 작동 챔버들과 관련된 결함이 발생하였다는 것을 가정하는 단계), 결함 확인 과정이 실행되지 않았다면 선택될 수 있었을 체적의 유체와 상이하며 작동 챔버에 의해 연이어서 의 출력 파라미터 변위되는 유체의 체적을 선택하는 단계, 및 작동 챔버에 결함이 있는지 없는지를 결함 확인 과정 중에 측정된 출력 파라미터로부터 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

방법은 측정된 출력 파라미터(또는 복수의 측정된 출력 파라미터들)가 적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준(예를 들면, 측정된 출력 파라미터의 허용 가능한 값들, 또는 시간에 대한 이들의 변화율과 같은 측정된 출력 파라미터들의 특성들)을 만족시키는지를 결정하는 단계, 적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준이 만족되지 않는다면 결함 확인 과정을 실행하는 단계 및 측정된 출력 파라미터가 적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준을 만족하는지를 다시 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 작동 챔버, 또는 챔버들이 활성 사이클 대신에 유휴 사이클, 또는 유휴 사이클 대신에 활성 사이클을 실행하게 하는 단계, 및 만일 이것이 영향을 끼친다면 측정된 출력 파라미터들이 적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준을 만족하는지를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

결함 확인 과정은 작동 챔버, 또는 각각의 작동 챔버를 이용 불가능한 것으로 차례대로 간주하는 단계를 포함할 수 있다.

결함 확인 과정은 결함이 작동 챔버에서, 또는 작동 챔버와 관련되어 발생하였다는 것을 가정하는 단계, 결함 확인 과정이 실행되지 않았다면 선택될 수 있었을 체적과 상이하며 작동 챔버 체적의 하나의 사이클 중에 작동 챔버에 의해 변위되는 유체의 체적을 선택하는 단계, 및 측정된 출력 파라미터의 응답을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.

예를 들면, 결함 확인 과정은 활성 사이클 및 유휴 사이클을 겪는(그러나 유체 작동 기계의 예상 평균 출력이 아닌) 작동 챔버들의 패턴이 그렇지 않은 경우의 패턴과 상이하게 하는 단계를 포함할 수 있다.

결함 확인 과정 중에, 만약 각각의 하나 이상의 작동 챔버들이 올바르게 기능을 한다면, 작동 기능을 만족시키기 위한 하나 이상의 작동 챔버들에 의한 작동 유체의 시간 평균 순 변위가 결함 확인 과정이 실행되지 않았다면 발생하였을 하나 이상의 작동 챔버들에 의한 작동 유체의 시간 평균 순 변위와 크게 다르지 않도록, 작동 챔버 체적의 복수의 사이클들 중에 하나 이상의 작동 챔버들에 의해 변위될 작동 유체의 체적이 선택될 수 있다. 작동 유체의 시간 평균 순 변위가 상당히 상이하다면, 이는 하나 이상의 작동 챔버들 중의 적어도 하나가 올바르게 기능을 하는 않는 것을 나타낸다. 일반적으로, 제어기는 유동 또는 압력의 변화율이 최소화되도록 활성 및 유휴 작동 챔버 사이클들을 선택할 것이다. 하나의 실린더의 결함이 유동 또는 압력의 변화율의 증가에 의해 검출될 수 있다.

따라서, 본 발명은 하나 이상의 작동 챔버들과 관련된 결함이 주기적으로 변하는 체적의 복수의 작동 챔버들을 포함하는 유체 작동 기계에 발생하였다는 것을 확인하는 방법으로 확장되며, 각각의 작동 챔버는 작동 챔버 체적의 각각의 사이클 중에 제어기에 의해 선택 가능한 작동 유체의 체적을 변위시키도록 작동 가능하며, 이 방법은 수신된 요구 신호에 응답하여 작동 기능을 수행하기 위해 작동 챔버 체적의 각각의 사이클 중에 하나 이상의 작동 챔버들에 의해 변위되는 작동 유체의 체적을 선택하는 단계를 포함하며, 여기서 제어기는 변위되도록 선택된 작동 유체의 체적으로부터 유체 작동 기계의 예상 평균 출력을 결정하도록 작동 가능하며, 만약 결함 확인 과정이 실행되지 않았다면 변위될 수 있었을 유체의 체적과 비교하여 하나 이상의 작동 챔버들에 의해 연이어서 변위되도록 유체의 체적의 변화를 야기하며, 변화는 유체 작동 기계의 예상 평균 출력의 변화를 야기하지 않는 단계, 및 측정된 값의 어떤 변화든 그 크기를 결정하는 단계에 의해 특징지어진다.

결함 확인 과정은 활성 사이클 및 유휴 사이클을 겪는(그러나 유체 작동 기계의 예상 평균 출력이 아닌) 작동 챔버들의 패턴이 변화되게 하는 단계를 포함할 수 있다.

따라서, 결함 확인 과정은 간단히 결함이 확인된 경우를 제외하고는, 유체 작동 기계의 출력의 상당한 변화를 야기하지 않고 하나 이상의 작동 챔버들에 있는 결함 또는 결함들을 확인하도록 실행될 수 있다. 예를 들면, 제어기는 도1에 도시된 방식으로, 유체 압력 또는 유량 출력이 요동하는 것을 검출할 수 있으며, 결함 확인 과정이 실행되게 할 수 있다. (작동 챔버의 하나 이상의 활성 사이클을 다른 작동 챔버의 하나 이상의 활성 사이클로 대체하는 것과 같이) 유체 작동 기계의 예상 출력을 변화시키지 않고 하나 이상의 작동 챔버들에 의해 변위되는 유체의 체적을 변경하는 것은 결함 확인 과정이 수행되는 동안에 유체 작동 기계가 계속해서 작동 기능을 만족시키며 요구 신호에 대한 응답하는 것을 가능하게 한다.

결함 확인 과정은 유체 작동 기계의 현재 작동 조건, 예를 들면 크랭크샤프트 회전 속도, 고압 매니폴드 압력 또는 크랭크샤프트 회전에 대한 밸브들의 작동의 타이밍을 변화시키는 단계 및 유체 작동 기계의 출력 파라미터가 예상되는 바와 같이 변하는지를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

제어기(또는 작동 챔버 상태 검출 수단)는 유체 작동 기계의 출력 파라미터의 예상되는 특성(예를 들면 값, 변화율 등)을 계산하기 위해 작동될 수 있으며, 유체 작동 기계의 측정된 출력 파라미터의 상응하는 특성과 예상되는 특성을 비교하기 위해 작동될 수 있다. 방법은 작동 챔버 체적의 하나 이상의 사이클들 중에 작동 기능을 수행하기 위해 각각의 작동 챔버에 의해 변위되도록 이전에 선택된 작동 유체의 체적을 고려하여 유체 작동 기계의 측정된 출력 파라미터의 상응하는 특성과 예상되는 특성을 비교하는 단계를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 제어기는 수신된 작동 챔버 이용 가능성 데이터에 근거하여 작동 챔버의 이용 가능성을 고려한다. 작동 챔버 이용 가능성 데이터는 제어기에 의해 접근이 가능한, 저장된 작동 챔버 이용 가능성 데이터(예를 들면, 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체에 저장된 데이터)일 수 있다. 예를 들면, 작동 챔버 이용 가능성 데이터는 작동 챔버 데이터베이스에 저장될 수 있다. 작동 챔버 데이터베이스는, 몇몇 실시예들에서, 유체 작동 기계의 복수의 작동 챔버들의 상대적인 위상을 부가적으로 명시한다.

작동 챔버 이용 가능성 데이터는 작동 챔버 상태 검출 수단으로부터 수신된 데이터를 포함할 수 있다. 저장된 작동 챔버 이용 가능성 데이터일 수 있는 작동 챔버 이용 가능성 데이터는 작동 챔버 상태 검출 수단으로부터 수신된 데이터를 사용하여 계속해서, 또는 주기적으로, 수정될 수 있다.

제어기는 작동 챔버 데이터베이스, 및/또는 작동 챔버 상태 검출 수단에서 정보를 얻기 위해 작동될 수 있으며 그에 의해 작동 챔버 이용 가능성 데이터를 수신할 수 있다.

작동 챔버는 작동 챔버에 이 작동 기능 이외의 작동 기능이 할당될 때에 또는 작동 챔버에 하나 또는 어떤 작동 기능도 할당되지 않을 때에 이용 불가능한 것으로 간주될 수 있다.

따라서, 작동 챔버 이용 가능성 데이터는 이 작동 기능 이외의 작동 기능을 작동 챔버나 챔버들에 할당하는 데이터, 또는 작동 기능으로부터 작동 챔버나 챔버들을 분리시키는 데이터를 포함할 수 있다.

작동 챔버 이용 가능성 데이터는 사용자 입력 수단으로부터 수신된 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 작동 챔버 이용 가능성은 유체 작동 기계의 설치, 조립 또는 유지관리 중에 조작자에 의해 설정될 수 있다.

작동 챔버 이용 가능성 데이터는 요구 신호에 응답하여 업데이트될 수 있으며, 이는 요구 신호거나 하나 이상의 다른 요구 신호들일 수 있으며, 이는 몇몇 실시예들에서 사용자 입력 수단으로부터 수신될 수 있다.

일반적으로, 유체 작동 기계는 하나 이상의 포트들을 포함하며, 이들 중 하나 이상의 포트들은 작동 기능과 관련되며, 유체 작동 기계는 작동 기능을 수행하기 위해 하나의 그룹의 상이한 유체 경로들 중에서 선택 가능한 하나의 유체 경로를 따라 작동 유체를 유도하도록 구성될 수 있으며, 이 그룹의 상이한 유체 경로들의 각각의 유체 경로는 하나 이상의 포트들과 하나 이상의 작동 챔버들 사이에서 연장된다. 만약 선택된 유체 경로가 작동 기능과 관련된 하나 이상의 포트들과 작동 챔버 사이에서 연장된다면 작동 챔버에 작동 기능이 할당될 수 있다. 작동 챔버에는 이 작동 기능 이외의 작동 기능이 할당될 수 있거나, 만약 선택된 유체 경로가 작동 기능과 관련된 하나 이상의 포트들과 작동 챔버 사이에서 연장되지 않는다면 어떤 작동 기능도 할당되지 않을 수 있다.

유체 작동 기계는 이 그룹의 상이한 유체 경로들 중에서 하나의 유체 경로를 선택하도록 수동으로 구성될 수 있다. 일반적으로, 유체 작동 기계는 이 그룹의 상이한 유체 경로들 중에서 하나의 유체 경로를 자동으로 선택하기 위해 작동 가능하다.

일반적으로, 유체 작동 기계는 상이한 작동 챔버들(예를 들면, 상이한 그룹들의 하나 이상의 작동 챔버들)을 사용하여 두 개 이상의 상이한 작동 기능들을 동시에 수행하기 위해 이 그룹의 상이한 유체 경로들 중에서 선택 가능한 두 개 이상의 (일반적으로 교차되지 않는) 유체 경로들을 따라 작동 유체를 유도하도록 선택적으로 구성될 수 있다. 각각의 작동 기능은 하나 이상의 상이한 포트들과 관련될 수 있다. 유체 작동 기계는 이 그룹의 상이한 유체 경로들 중에서 두 개 이상의 유체 경로들을 자동으로 선택하도록 작동될 수 있다.

유체 작동 기계는 하나의 유체 경로(또는 복수의 유체 경로들을 동시에)를 선택하기 위해 선택적으로 제어 가능한 이 그룹의 상이한 유체 경로들과 관련된 하나 이상의 유량 조절 밸브들을 포함할 수 있다. 유체 작동 기계는 일반적으로 망상 조직의 도관들일 수 있는 하나 이상의 도관들을 포함하며, 도관들은 하나 이상이나 모든 유체 경로들의 일부분 또는 모두를 포함한다. 일반적으로, 하나 이상의 유량 조절 밸브들의 몇몇 또는 모두는 도관에 배치된다.

바람직하게는, 적어도 하나의, 및 일반적으로 복수의, 유체 경로들은 유체가 작동 기능을 수행하기 위해 복수의 작동 챔버들을 통해 평행하게 유도되는 유체 경로이다.

따라서, 방법은 하나의 그룹의 상이한 유체 경로들 중에서 유체 경로를 선택함으로써 유체 작동 기계를 구성하는 단계를 포함할 수 있으며, 이 그룹의 상이한 유체 경로들의 각각의 유체 경로는 하나 이상의 포트들과 하나 이상의 작동 챔버들 사이에서 연장된다. 유체 경로는 작동 기능, 또는 둘 이상의 작동 기능을 수행하도록 작동 유체를 유도하기 위해 선택될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 방법은 복수의 작동 기능을 수행하기 위해 복수의 유체 경로들을 선택하는 단계를 포함한다.

어느 한 쪽이나 양쪽의 공급원들 및 부하들은 작동 기능과 관련된 하나 이상의 포트들에 연결될 수 있다. 작동 기능은 부하로 유체를 펌핑하거나 공급원으로부터 유체를 받아들이는 것을 포함할 수 있다. 작동 기능은 다음 중의 하나 이상을 포함할 수 있다: 유압 램, 모터 또는 펌프에 의해 구동되거나 이를 구동하는 것; 유압 트랜스미션으로 유체를 펌핑하는 것; 유압 트랜스미션으로부터 유체를 받아들이는 것; 발전기를 구동시키기 위해 유체를 받아들이는 것; 브레이크 메커니즘을 작동시키기 위해 유체를 펌핑하는 것; 및 회생 제동을 가능하게 하기 위해 브레이크 메커니즘으로부터 유체를 받아들이는 것.

만약 유체 작동 기계가 작동 기능을 수행하기 위해 작동 챔버를 통해 유체를 유도하도록 구성된다면, 작동 챔버는 작동 기능을 수행하기 위해 유체를 변위시키는데 이용 가능한 것으로 간주될 수 있다. 만약 유체 작동 기계가 작동 기능을 수행하기 위해 작동 챔버를 통해 유체를 유도하도록 구성되지 않는다면, 작동 챔버는 작동 기능을 수행하기 위해 유체를 변위시키는데 이용 불가능한 것으로 간주될 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 작동 챔버 체적의 개개의 사이클 중에 하나 이상의 제1의 작동 챔버들에 의해 변위되는 유체의 양은 제2의 작동 챔버가 작동 기능을 수행하기 위해 이용 가능한 경우보다 더 많다.

바람직하게는, 각각의 작동 챔버는 챔버가 작동 유체의 순 변위를 만드는 활성 사이클 또는 챔버가 작동 유체의 순 변위를 실질적으로 만들지 않는 유휴 사이클을 수행하기 위해 작동 챔버 체적의 각각의 사이클 상에서 작동 가능하다. 각각의 작동 챔버는 활성 사이클 중에 작동 유체의 복수의 체적들(예를 들면, 작동 유체의 체적들의 범위) 중의 하나를 변위시키도록 작동될 수 있다. 체적들의 범위는 불연속적일 수 있으며, 예를 들면, 작동 유체의 체적들의 범위는 실질적으로 순 유체 변위가 없는 제1 최소치에서부터 작동 챔버의 최대 순 유체 변위의 많아야 25% 또는 40%의 제1 최대치까지, 그리고 그 다음에 작동 챔버의 최대 순 유체 변위의 적어도 60% 또는 75%의 제2 최소치에서부터 작동 챔버의 최대 순 유체 변위의 100%의 영역에 있는 제2 최대치까지 연장되는 범위를 포함할 수 있다. 이는, 예를 들면, 작동 챔버 체적의 팽창 행정이나 압축 행정 중에 밸브들을 개방하거나 폐쇄하는 것이 불가능할 정도로 작용하는 작동 유체 압력이 충분히 높은 경우에, 또는 연속되는 범위의 체적들로 작동하는 것이 작동 챔버, 작동 챔버의 밸브들, 또는 유체 작동 기계의 다른 부분들에 손상을 줄 수 있을 정도로 유체 유량이 충분히 높은 경우에 일어날 수 있다.

따라서, 유체 작동 기계는, 적어도 몇몇 경우에, 제1 작동 챔버가 제2 작동 챔버의 이용 불가능성의 결과로서 유휴 사이클 대신에 활성 사이클을 수행하도록 작동될 수 있다. 따라서, 방법은 제2 작동 챔버가 이용 불가능하다는 것을 결정하는 단계 및 이에 응답하여 제1 작동 챔버가 유휴 사이클 대신에 활성 사이클을 실행하게 하는 단계를 포함할 수 있다.

제어기는 유체 작동 기계의 작동 챔버들의 체적 사이클들의 위상을 가리키는 위상 신호를 수신하기 위한 위상 입력장치를 포함할 수 있다. 위상 신호는 위상 센서로부터, 예를 들면 광학, 자기 또는 유도 위상 센서로부터 수신될 수 있다. 위상 센서는 (편심 크랭크샤프트일 수 있는) 크랭크샤프트의 위상을 감지할 수 있으며 제어기는 감지된 크랭크샤프트 위상으로부터 작동 챔버 위상을 추정할 수 있다.

제어기는 작동 챔버 체적의 각각의 연속하는 사이클 상의 (통상적으로 개개의) 작동 챔버들에 의해 변위되는 체적을 선택한다. 제어기는 작동 챔버 체적의 각각의 연속하는 사이클 상의 작동 챔버들에 의해 변위되는 체적을 선택하도록 작동 가능한 작동 챔버 체적 선택 수단(작동 챔버 선택 모듈과 같은)을 포함할 수 있다. 작동 챔버 체적 선택 수단은 일반적으로 프로세서, 및 작동 챔버 체적 선택 모듈(복수의 소프트웨어 모듈들이 차례대로 포함될 수 있는)을 포함하는 프로그램 코드를 저장하는 컴퓨터가 읽을 수 있는 캐리어(RAM, EPROM 또는 EEPROM 메모리와 같은)를 포함한다. 일반적으로, 제어기는 유체 작동 기계의 하나 이상의 다른 기능을 제어할 뿐만 아니라 작동 챔버 체적의 각각의 연속하는 사이클 상의 작동 챔버들에 의해 변위되는 체적을 선택하는 프로세서를 포함한다.

작동 챔버 체적의 사이클 중에 작동 챔버에 의해 변위되는 체적을 선택할 때에 제어기(일반적으로 작동 챔버 체적 선택 수단)는 일반적으로 작동 챔버 이용 가능성 데이터를 포함하는 복수의 입력 데이터를 고려한다. 일반적으로, 제2 작동 챔버가 작동 기능을 수행하는데 이용 가능하다는 것을 가리키는 작동 챔버 이용 가능성 데이터를 포함하는 적어도 몇몇의 입력 데이터에 대해, 제어기(일반적으로 작동 챔버 체적 선택 수단)는 제1 작동 챔버가 유휴 사이클을 수행해야 하는 것을 결정하도록 작동 가능하며, 작동 챔버 이용 가능성 데이터는 제2 작동 챔버가 작동 기능을 수행하는데 이용 불가능하다는 것을 가리킨다는 것을 제외한 동일한 입력 데이터에 대해, 제어기(일반적으로 작동 챔버 체적 선택 수단)는 제1 작동 챔버가 활성 사이클을 수행해야 하는 것을 결정하도록 작동 가능하다.

적어도 몇몇의 경우에, 제1 작동 챔버의 체적 사이클들은 제2 작동 챔버의 체적 사이클들보다 앞서 위상이 형성될 수 있다. 적어도 몇몇의 경우에, 제1 작동 챔버의 체적 사이클들은 제2 작동 챔버의 체적 사이클들보다 늦게 위상이 형성될 수 있다. 적어도 몇몇의 경우에, 제1 작동 챔버의 체적 사이클들은 제2 작동 챔버의 체적 사이클들과 동기화될 수 있다.

바람직하게는, 수신된 요구 신호에 의해 지시되는 요구가 충분히 낮을 때에, 작동 기능을 수행하기 위해 유체를 변위시키도록 작동 가능한 하나 이상의 작동 챔버들은 작동 챔버 체적의 하나 이상의 사이클들 중에 필요가 없게 되며, 즉, 작동 챔버가 존재하지 않거나 작동하지 않으면, 유체 작동 기계는 여하튼 작동 챔버 체적의 활성 사이클의 전체 진동수를 변화시키지 않고 요구를 만족시키기 위해 충분한 유체를 변위시킬 수 있다.

바람직하게는, 수신된 요구 신호에 의해 지시된 요구가 충분히 낮을 때에, 작동 기능을 수행하기 위해 작동 가능한 작동 챔버들 중의 적어도 하나에 의해 변위되는 유체의 선택된 체적은 작동 챔버 체적의 적어도 몇몇 사이클들에 대해 실질적으로 영(zero)이다. 몇몇 실시예들에서, 수신된 요구 신호에 의해 지시된 요구가 충분히 낮을 때에, 작동 기능을 수행하는데 이용 가능한 작동 챔버들 중의 적어도 하나는 작동 챔버 체적의 적어도 몇몇 사이클들 중에 유휴 사이클을 수행한다. 심지어 수신된 요구 신호가 일정한 경우에도, 유휴 사이클들 및 활성 사이클들은 혼재될 수 있다. 작동 챔버들이 작동 유체의 복수의 체적들 중의 하나를 변위시키기 위해 작동 가능한 몇몇 실시예들에서, 수신된 요구 신호에 의해 지시되는 요구가 충분히 낮을 때에, 작동 기능을 수행하는데 이용 가능한 작동 챔버들 중의 적어도 하나에 의해 변위되는 유체의 선택된 체적은 작동 챔버들 중의 적어도 하나가 변위하기 위해 작동 가능한 작동 유체의 최대 체적보다 적다. 몇몇 실시예들에서, 수신된 요구 신호에 의해 지시되는 요구가 충분히 낮을 때에, 작동 기능을 수행하는데 이용 가능한 작동 챔버들 중의 적어도 하나는 작동 챔버 체적의 적어도 몇몇 사이클들 중에 부분 활성 사이클을 수행한다.

수신된 요구 신호는 작동 기능을 만족시키기 위해 변위되는(예를 들면, 받아들여지거나 배출되는) 작동 유체의 원하는 체적을 가리킬 수 있다. 수신된 요구 신호는 원하는 출력 또는 입력 압력을 가리킬 수 있다. 수신된 요구 신호는 작동 기능을 만족시키기 위해 유체를 변위시키도록 원하는 비율을 가리킬 수 있다. 유체 응답 센서가 받아들여지거나 배출된 유체의 특성, 예를 들면, 받아들여지거나 배출된 유체의 압력, 또는 받아들여지거나 배출된 유체의 변위율을 모니터링하며, 유체 응답 신호를 제공하기 위해 구비될 수 있다. 제어기는, 예를 들면, 폐루프 제어를 수행하기 위해, 작동 챔버 체적의 각각의 사이클 상의 하나 이상의 작동 챔버들에 의해 변위되는 작동 유체의 체적을 선택하기 위해 유체 응답 신호와 수신된 요구 신호를 비교할 수 있다. 유체 응답 신호는 또한 측정되는 작동 파라미터로서 기능을 할 수 있다.

본 발명의 제3 양상에 따르면, 유체 작동 기계의 복수의 작동 챔버들의 상대적인 위상을 지정하는 작동 챔버 데이터베이스, 요구 신호를 수신하기 위한 요구 입력장치, 유체 작동 기계의 작동 챔버들의 체적 사이클들의 위상을 가리키는 위상 신호를 수신하기 위한 위상 입력장치, 복수의 유체 챔버들 중의 어느 것이 이용 가능한가를 지정하는 작동 챔버 이용 가능성 데이터, 및 수신된 위상 신호, 수신된 요구 신호 및 작동 챔버 이용 가능성 데이터를 고려하여 작동 챔버 체적의 각각의 사이클 상의 작동 챔버 데이터베이스에 의해 지정되는 복수의 작동 챔버들 각각에 의해 변위되는 작동 유체의 체적을 선택하도록 작동 가능한 변위 제어 모듈을 포함하는 유체 작동 기계 제어기가 제공된다.

작동 챔버 이용 가능성 데이터는 제어기에 의해 접근 가능한, 저장된 작동 챔버 이용 가능성 데이터(예를 들면, 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체에 저장된 데이터)일 수 있다.

작동 챔버 이용 가능성 데이터는 작동 챔버 데이터베이스에 저장될 수 있다. 작동 챔버 데이터베이스(및 작동 챔버 이용 가능성 데이터)는 일반적으로 RAM 메모리와 같은, 컴퓨터가 읽을 수 있는 캐리어 내에 또는 캐리어 상에 저장된다.

작동 챔버 이용 가능성 데이터는 유체 작동 기계의 작동 챔버 상태 검출 수단으로부터 수신된 데이터를 포함할 수 있다. 저장된 작동 챔버 이용 가능성 데이터일 수 있는 작동 챔버 이용 가능성 데이터는 작동 챔버 상태 검출 수단으로부터 수신된 데이터를 사용하여 연속적으로, 또는 주기적으로 업데이트될 수 있다.

제어기는 작동 챔버 데이터베이스, 및/또는 작동 챔버 상태 검출 수단에서 정보를 얻으며 그에 의해 작동 챔버 이용 가능성 데이터를 수신하도록 작동될 수 있다.

작동 챔버에 이 작동 기능 이외의 작동 기능이 할당될 때에 또는 작동 챔버에 하나 또는 어떤 작동도 할당되지 않을 때에, 작동 챔버는 이용 불가능한 것으로 간주될 수 있다.

따라서, 작동 챔버 이용 가능성 데이터는 이 작동 기능 이외의 작동 기능을 작동 챔버나 챔버들에 할당하는 데이터, 또는 작동 기능으로부터 작동 챔버나 챔버들을 분리시키는 데이터를 포함할 수 있다.

작동 챔버 이용 가능성 데이터는 사용자 입력 수단으로부터 수신된 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 작동 챔버 이용 가능성은 유체 작동 기계의 설치, 조립 또는 유지관리 중에 조작자에 의해 설정될 수 있다.

바람직하게는, 유체 작동 기계 제어기는 각각의 작동 챔버의 상태를 주기적으로 결정하며 만약 작동 챔버가 올바르지 않게 기능을 하는 것으로 결정되면 작동 챔버를 이용 불가능한 것으로 간주하도록 작동 가능하다(예를 들면 작동 챔버 이용 가능성 데이터베이스, 및/또는 작동 챔버 상태 검출 수단에서 정보를 얻음으로써). 유체 작동 제어기는 작동 챔버 상태 검출 수단으로 기능을 하는 소프트웨어 모듈을 실행시킬 수 있다.

바람직하게는, 유체 작동 기계 제어기는 작동 챔버에 할당된 작동 기능의 변화에 응답하여 작동 챔버에 관한 작동 챔버 이용 가능성 데이터를 수정하도록 작동 가능하다. 작동 챔버 이용 가능성 데이터는 하나의 요구 신호이거나 하나 이상의 다른 요구 신호일 수 있으며, 몇몇 실시예들에서 사용자 입력 수단으로부터 수신될 수 있는, 요구 신호에 응답하여 수정될 수 있다.

바람직하게는, 변위 제어 모듈은 밸브 제어 신호의 타이밍을 결정함으로써 복수의 작동 챔버들 각각에 의해 변위되는 작동 유체의 체적을 선택하도록 작동 가능하다.

본 발명의 제4 양상에 따르면, 주기적으로 변하는 체적의 복수의 작동 챔버들을 포함하는 유체 작동 기계의 결함을 검출하는 방법이 제공되며, 각각의 작동 챔버는 수신된 요구 신호에 응답하여 작동 기능을 수행하기 위해 작동 챔버 체적의 각각의 사이클에 대해 선택 가능한 작동 유체의 체적을 변위시키도록 작동 가능하며, 방법은 작동 기능을 수행하기 위해 하나 이상의 작동 챔버들에 의한 작동 유체의 변위에 응답하는 유체 작동 기계의 측정된 출력 파라미터가 적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준을 만족하는지를 결정하는 단계를 포함하며, 방법은 작동 기능을 수행하기 위해 작동 챔버 체적의 사이클 중에 작동 챔버에 의한 작동 유체의 이전에 선택된 순 변위를 고려하는 단계에 의해 특징지어진다.

작동 기능을 수행하기 위해 작동 챔버 체적의 사이클 중에 작동 챔버에 의해 작동 유체의 이전에 선택된 순 변위를 고려함으로써, 유체 작동 기계의 허용 불가능한 결함이 유체 작동 기계가 허용 가능하게 기능을 하고 있다면 예상될 수 없을 방식으로 하나 이상의 측정된 출력 파라미터가 응답하게 한다면, 허용 불가능한 결함이 검출될 수 있다.

작동 유체의 이전에 선택된 순 변위에 의해서, 우리는 작동 챔버 체적의 사이클 중에 작동 유체의 변위에 대한 결정점이 이미 일어난 작동 챔버 체적의 활성 사이클들을 포함한다. 작동 챔버의 체적이 전체 사이클을 완료하지 않았을 수도 있고, 또는 하나 이상의 전체 사이클들을 완료했을 수도 있다. 일반적으로, 이전에 미리 결정된 수의 사이클 이상으로 선택된 체적은 고려되지 않을 것이다. 측정된 출력 파라미터는 일반적으로 작동 유체의 압력 또는 유량과 관련되지만, 예를 들어, 크랭크샤프트의 토크, 이와 관련된 파라미터의 토크일 수 있다. 복수의 출력 파라미터들은 측정될 수 있으며 적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준은 복수의 측정된 출력 파라미터들과 관련될 수 있다.

적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준은, 예를 들어, 측정된 출력 파라미터의 값과 관련될 수 있거나, 측정된 출력 파라미터의 변화율, 또는 측정된 출력 파라미터의 변동(예를 들어, 측정된 출력 파라미터의 진동수 스펙트럼, 엔트로피나 파워 밀도 또는 측정된 출력 파라미터의 내부에 있는 노이즈)과 같은, 측정된 출력 파라미터의 다른 특성과 관련될 수 있다.

적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준은 측정된 출력 파라미터의 값, 또는 다른 특성이 한계치를 초과하거나, 한계치의 아래이거나, 또는 범위의 내에 있는 기준을 포함할 수 있다.

측정된 출력 파라미터가 적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준을 만족하는지를 결정하는 단계가 작동 챔버 체적의 특정한 사이클 중에 작동 챔버에 의한 작동 유체의 순 변위의 선택 후에 일정 시간 동안 수행될 수 있다. 측정된 출력 파라미터가 순 유체 변위가 없는 유휴 사이클의 선택을 따르는 적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준을 만족하는지 고려하는 것이 불필요할 수 있다. 따라서, 방법은 작동 챔버에 의한 작동 유체의 순 변위가 선택되지 않은 유휴 사이클들 및 동일한 작동 챔버에 의한 작동 유체의 순 변위가 선택되는 활성 사이클들(즉, 활성 사이클의 선택)을 혼재시키는 단계를 포함할 수 있으며, 측정된 출력 파라미터가 적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준을 만족하는지를 결정하는 단계는 작동 챔버에 의한 작동 유체의 순 변위가 없음의 선택(즉, 유휴 사이클의 선택)에 응답하여 실행되지 않는다.

유체 작동 기계의 측정된 출력 파라미터의 측정(또는 만약 출력 파라미터가 연속적으로 측정된다면 측정된 출력 파라미터가 적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준을 만족하는지의 결정)은 작동 기능을 수행하기 위해 작동 챔버 체적의 사이클 중에 작동 챔버에 의해 작동 유체의 이전에 선택된 순 변위에 응답할 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 방법은 유체 작동 기계의 현재 작동 조건을 결정하는 단계, 현재 작동 조건이 결함 검출의 방법을 수행하는데 적합한지를 결정하는 단계(예를 들면, 결함 검출의 방법을 실행하는데 적합한 작동 조건 - 즉, 결함 검출 방법이 실행될 때에, 긍정 오류 또는 부정 오류를 생성하는 위험이 없거나, 수용할 수 있을 정도로 낮은 위험이 있는 작동 조건 - 을 포함하는 저장된 데이터에 대해 현재 작동 조건을 비교함으로써), 및 만약 현재 작동 조건이 적합하다면 결함 검출의 방법을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

유체 작동 기계는 현재 작동 조건이 결함 검출의 방법을 수행하는데 적합한지를 결정하도록 작동 가능한(그리고 일반적으로 또한 수신된 요구 신호에 응답하여 작동 기능을 수행하기 위해, 결함 검출의 방법을 수행하며/수행하거나, 작동 챔버 체적의 각각의 사이클 상의 하나 이상의 작동 챔버들에 의해 변위되는 작동 유체의 체적을 선택하도록 작동 가능한), 제어기를 포함할 수 있다.

만약 수신된 요구 신호가 결함 검출 한계치의 아래에 있거나, 결함 검출 한계치의 위에 있다면, 작동 조건은 적합할 수 있다. 작동 조건의 적합성과 관련된 파라미터들은 작동 기능의 작동 조건들, 예를 들면, 작동 기능에 유체로 연결되는 부하, 도관들 또는 순응 회로들의 구성(예를 들면, 유체 어큐뮬레이터 또는 다른 유압 에너지 저장 장치)을 포함할 수 있다. 작동 조건의 적합성과 관련된 파라미터들은 유체 작동 기계의 작동 압력, 샤프트 속도 및 유체 온도를 포함할 수 있다. 작동 조건의 적합성과 관련된 파라미터들은 제어기가 결함 검출 방법을 작동시키면서 동시에 다른 업무를 수행하기 위한 충분한 자원, 예를 들면, 프로세서 실행 시간을 가지는 것을 포함할 수 있다. 작동 조건의 적합성과 관련된 파라미터들은 작동 기능을 수행하기 위해 작동 챔버 체적의 각각의 사이클들 중에 하나 이상의 작동 챔버들에 의한 작동 유체의 이전에 선택된 순 변위의 패턴 또는 시퀀스를 포함할 수 있다. 따라서, 다른 작동 챔버들의 활성 및 비활성의 패턴이나 시퀀스는 결함 검출 방법을 작동시키거나 정지시킬 수 있다. 작동 조건의 적합성과 관련된 파라미터들은 결함 검출 방법을 작동시키거나 정지시키기 위해, 위의 요인들 중의 어떤 것들의 조합도 포함할 수 있다.

바람직하게는, 결함 검출의 방법은 유체 작동 기계의 측정된 출력 파라미터가 허용 가능한 기능의 기준을 만족하는지를 결정할 때에, 둘 이상의 작동 챔버에 의한 작동 유체의 이전에 선택된 순 변위를 고려하는 단계를 포함한다. 일반적으로, 주어진 시간에서의 측정된 출력 파라미터의 값은 둘 이상의 작동 챔버에 의한 유체의 이전에 선택된 변위에 의존한다. 허용 가능한 기능의 기준은 결함에 대해 평가되는 작동 챔버에 더하여 작동 챔버들의 선택된 변위에 의존할 수 있다. 결함 검출의 방법은 결함에 대해 평가되는 작동 챔버 이외에 적어도 하나의 작동 챔버를 포함하는, 둘 이상의 작동 챔버에 의한 작동 유체의 이전에 선택된 순 변위를 고려하는 단계를 포함할 수 있다.

측정된 출력 파라미터가, 예를 들면, 작동 유체의 압력이나 유량인 경우에, 측정된 출력 파라미터의 순간 값은 작동 챔버 체적의 하나 이상의 사이클들에 걸쳐 둘 이상의 작동 챔버(일반적으로, 작동 기능을 수행하기 위해 유체를 변위시키도록 작동 가능한 각각의 작동 챔버)에 의해 변위되는 작동 유체의 양에 민감할 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준은 작동 챔버 체적의 하나 또는 둘 이상의 사이클에 걸쳐 작동 기능을 수행하기 위해 하나 이상의 작동 챔버들에 의해 변위되도록 이전에 선택된 작동 유체의 체적에 의존할 수 있다.

예를 들면, 방법은 결함에 대해 평가되는 작동 챔버(또는 챔버들)의 활성 사이클을 포함하는 하나의 그룹, 또는 하나의 그룹의 부분 집합의 작동 챔버들(예를 들면 작동 기능이 할당되는 몇몇의 또는 모든 작동 챔버들)에 의해 실행되며, 작동 챔버 체적의 활성(및/또는 부분 활성) 사이클과 유휴 사이클의 주어진 시퀀스를 따르는 출력 파라미터와, 결함에 대해 평가되는 작동 챔버(챔버들)의 유휴 사이클을 포함하며 이 시퀀스를 따르거나, 이런 작동 챔버 또는 챔버들을 포함하지 않으며 이 시퀀스를 따르는 출력 파라미터를 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 결함에 대해 평가되는 작동 챔버의 활성 사이클과 유휴 사이클을 각각 포함하는 각각의 시퀀스들이 이런 요구 신호를 만족시키는 결과로 일어날 수 있거나, 결함 검출 과정의 실행으로 일어날 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 방법은 하나 이상의 이전의 작동 조건(크랭크샤프트 속도 또는 유체 압력과 같은)을 고려하는 단계를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 둘 이상의 작동 챔버에 의한 작동 유체의 이전에 선택된 순 변위를 고려하는 것에 추가하여 하나 이상의 추가적인 이전의 작동 조건이 고려된다.

방법은 작동 기능을 수행하기 위해 (작동 챔버 체적의 하나 이상의 사이클들 중에) 하나 이상의 작동 챔버들에 의해 변위되도록 이전에 선택된 작동 유체의 체적을 고려하여 결정되는 측정된 출력 파라미터의 예상된 특성과 측정된 출력 파라미터의 특성을 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 측정된 출력 파라미터의 예상된 특성은 작동 챔버 체적의 각각 두 개의(또는 세 개 이상의) 연속적인 사이클들 중에 작동 기능을 수행하기 위해 작동 챔버에 의해 변위되도록 이전에 선택된 작동 유체의 체적을 고려하여 결정될 수 있다. 예상된 특성은 계산될 수 있거나 이력 데이터(예를 들면, 제어기에 저장된 데이터)에 근거할 수 있다.

측정된 출력 파라미터의 예상된 특성은, 예를 들면, 측정된 출력 파라미터의 값과 관련될 수 있거나 측정된 출력 파라미터의 변화율, 또는 측정된 출력 파라미터의 변동(예를 들면, 측정된 출력 파라미터의 진동수 스펙트럼, 엔트로피, 또는 파워 밀도, 또는 측정된 출력 파라미터의 내부에 있는 노이즈)과 같은, 측정된 출력 파라미터의 다른 특성과 관련될 수 있다. 측정된 출력 파라미터의 특성과 측정된 출력 파라미터의 특성의 예상된 값 사이의 비교는, 예를 들면, 특성과 특성의 예상된 값이 한정된 양, 또는 서로의 비율의 내에 있는지, 또는 하나가 다른 하나보다 크거나 작은지에 대한 결정일 수 있다.

바람직하게는, 유체 작동 기계는 제어기를 포함하며, 제5 양상에서, 본 발명은 제어기 및 주기적으로 변하는 체적의 복수의 작동 챔버들을 포함하는 유체 작동 기계로 확대되며, 각각의 작동 챔버는 수신된 요구 신호에 응답하여 작동 기능을 수행하기 위해 작동 챔버 체적의 각각의 사이클에 대해 제어기에 의해 선택 가능한 작동 유체의 체적을 변위시키도록 작동 가능하며, 작동 기능을 수행하기 위해 작동 챔버 체적의 사이클(또는 둘 이상의 사이클) 중에 작동 챔버(또는 둘 이상의 작동 챔버)에 의한 작동 유체의 이전에 선택된 순 변위를 고려하여, 작동 기능을 수행하기 위해 하나 이상의 작동 챔버에 의한 작동 유체의 변위에 응답하는 유체 작동 기계의 측정된 출력 파라미터가 적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준을 만족하는지를 결정하도록 작동 가능한 결함 검출 모듈에 의해 특징지어진다.

결함 검출 모듈은 일반적으로 제어기거나, 이의 일부분인 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈을 포함하거나 소프트웨어 모듈로 구성된다.

결함 검출 모듈은, 측정된 출력 파라미터가 작동 챔버 체적의 특정한 사이클 중에 작동 챔버에 의한 작동 유체의 순 변위의 선택 후에 일정 시간 동안 적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준을 만족하는지를 결정할 수 있다. 측정된 출력 파라미터가 순 유체 변위가 없는 유휴 사이클의 선택을 따르는 적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준을 만족하는지를 고려하는 것이 불필요할 수 있다. 따라서, 제어기는 작동 챔버에 의한 작동 유체의 순 변위가 선택되지 않는 유휴 사이클들 및 동일한 작동 챔버에 의한 작동 유체의 순 변위가 선택되는 활성 사이클들(즉, 활성 사이클의 선택)을 혼재시키며, 측정된 출력 파라미터가 작동 챔버에 의한 작동 유체의 순 변위의 없음의 선택(즉, 유휴 사이클의 선택)에 응답하여 적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준을 만족하는지를 결정하는 결함 검출 모듈을 정지시키거나 차단하도록 작동될 수 있다.

적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준은 작동 기능을 만족시키도록 하나 이상의 작동 챔버들에 의해 변위되도록 이전에 선택된 작동 유체의 체적에 의존할 수 있다.

방법은 작동 기능을 수행하기 위해 (작동 챔버 체적의 하나 이상의 사이클들 중에) 하나 이상의 작동 챔버들에 의해 변위되도록 이전에 선택된 작동 유체의 체적을 고려하여 결정되는 측정된 출력 파라미터의 예상된 특성을 측정된 출력 파라미터의 특성(예를 들면 값, 변화율 등)과 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 측정된 출력 파라미터의 예상된 특성은 작동 챔버 체적의 두 개의 연속적인 사이클들의 각각 중에 작동 기능을 수행하기 위해 작동 챔버에 의해 변위되도록 이전에 선택된 작동 유체의 체적을 고려하여 결정될 수 있다.

측정된 출력 파라미터의 예상된 특성은, 예를 들면, 측정된 출력 파라미터의 값과 관련될 수 있거나, 측정된 출력 파라미터의 변화율, 또는 측정된 출력 파라미터의 변동(예를 들면, 측정된 출력 파라미터의 진동수 스펙트럼, 분산, 또는 파워 밀도)과 같은, 측정된 출력 파라미터의 다른 특성과 관련될 수 있다. 측정된 출력 파라미터의 특성과 측정된 출력 파라미터의 특성의 예상된 값 사이의 비교는, 예를 들면, 측정된 특성과 예상된 특성이 한정된 양, 또는 서로의 비율의 내에 있는지, 또는 하나가 다른 하나보다 크거나 작은지에 대한 결정일 수 있다.

바람직하게는, 제어기는, 예를 들면, 유체 작동 기계의 출력과 관련된 하나 이상의 센서들로부터 측정된 출력 파라미터를 수신하도록 작동 가능하다. 몇몇 실시예들에서, 제어기는 유체 작동 기계의 출력과 관련되는 하나 이상의 센서들로부터 출력 파라미터의 하나 이상의 다른 측정을 수신하도록 작동 가능하다. 몇몇 실시예들에서, 제어기는 유체 작동 기계의 다른 출력들과 관련된 센서들로부터 다른 측정된 출력 파라미터들을 수신하도록 작동 가능하다.

일반적으로, 예상된 특성은 실질적으로 작동 유체가 작동 챔버 체적의 하나 이상의 이전의 사이클들 중에 하나 이상의 작동 챔버들에 의해 변위되도록 이전에 선택되지 않으며/선택되지 않거나 유체가 작동 챔버 체적의 하나 이상의 이전의 사이클들 중에 하나 이상의 작동 챔버들에 의해 변위되도록 선택되었다는 것을 고려하여 결정된다. 하나 이상의 작동 챔버들은 하나 이상의 유휴 사이클들을 수행하기 위해 이전에 선택될 수 있었다. 하나 이상의 작동 챔버들은 하나 이상의 부분 활성 사이클들, 또는 활성 사이클들을 수행하도록 이전에 선택될 수 있었다.

몇몇 실시예들에서, 작동 챔버 체적의 사이클 중에, 또는 작동 챔버 체적의 하나 이상의 사이클들 중에, 작동 기능을 수행하기 위해 각각의 작동 챔버에 의해 변위되도록 선택되는 유체의 체적이 고려된다. 몇몇 실시예들에서, 작동 챔버 체적의 복수의 사이클들 중에 각각의 작동 챔버에 의해 변위되도록 선택되는 유체의 체적이 고려된다(일반적으로, 작동 챔버 체적의 두 개와 다섯 개의 사이클들 사이 및 몇몇 실시예들에서, 작동 챔버 체적의 다섯 개 이상의 사이클들). 미리 결정된 일정 시간 동안에 각각의 작동 챔버에 의해 변위되도록 이전에 선택되는 유체의 체적이 예상된 특성을 결정할 때에 고려될 수 있다.

따라서, 예상된 특성을 결정할 때에, 둘 이상의 작동 챔버에 의한 변위를 위해 및/또는 작동 챔버 체적의 둘 이상의 사이클에 걸쳐 선택되는 작동 유체의 체적을 고려함으로써, 결함은 더 용이하게 검출될 수 있다. 예상된 특성은 미리 결정된 일정 시간에 걸쳐 변위되도록 이전에 선택되는 유체의 체적 또는 작동 챔버 체적의 사이클의 수를 고려하여 계산될 수 있다.

방법은 개개의 작동 챔버의 체적의 적어도 하나의 이전의 사이클 중에 작동 기능을 수행하기 위해 개개의 작동 챔버에 의해 변위되도록 선택되는 작동 유체의 체적을 고려하여 측정된 출력 파라미터의 예상된 특성을 결정함으로써 작동 챔버와 관련된 결함을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.

몇몇의 실시예에서, 유체 작동 기계는 하나 이상의 포트들을 포함하며, 이들 포트들 중의 하나 이상은 작동 기능과 관련되며,유체 작동 기계는 작동 기능을 수행하기 위해 하나의 그룹의 상이한 유체 경로들 중에서 선택 가능한 유체 경로를 따라 작동 유체를 유도하도록 구성될 수 있으며, 이 그룹의 상이한 유체 경로들에 있는 각각의 유체 경로는 하나 이상의 포트들과 하나 이상의 작동 챔버들 사이로 연장된다. 따라서, 방법은 개개의 유체 경로를 따라 작동 유체의 변위에 응답하는 유체 작동 기계의 측정된 출력 파라미터가, 유체 경로가 연장되는 하나 이상의 작동 챔버들에 의해 변위되도록 이전에 선택된 작동 유체의 체적을 고려하여 적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준을 만족하는지를 결정하는 것을 포함하는, 유체 경로에서의 결함을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.

유체 작동 기계는 하나 이상의 작동 챔버들, 예를 들면, 유체 경로와 관련된 작동 챔버들과 관련된 유체 작동 기계의 출력 파라미터를 측정하도록 작동 가능하며, 각각의 포트와 하나 이상의 작동 챔버들 사이에 위치하는 하나 이상의 센서들을 포함할 수 있다.

방법은 하나 이상의 출력 파라미터들이 하나 이상의 또는 각각의 작동 챔버에 관한 결함이 있는지 또는 있을 수 있는지를 결정하기 위해 적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준을 만족하는지를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

출력 파라미터가 적어도 하나의 허용 가능한 기능의 기준을 만족하는지를 결정하는 단계는 경우에 따라, 유체 작동 기계 및/또는 하나 또는 각각의 작동 챔버에 의해 이전에 변위된 유체의 체적을 고려함으로써 결정될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 경우에 따라, 유체 작동 기계 및/또는 하나 또는 각각의 작동 챔버에 의해 이전에 변위된 유체의 체적의 유량, 또는 압력, 또는 유량, 압력의 변화, 또는 변화율이 고려될 수 있다.

출력 파라미터는 작동 기능에 응답할 수 있다.

방법은 유체 작동 기계의 출력과 관련된 측정된 값에 응답하여 결함 확인 과정을 실행하는 단계를 포함할 수 있으며, 결함 확인 과정은 결함이 작동 챔버에서 일어났다는 것을 가정하는 단계, 만약 결함 확인 과정이 실행되지 않았다면 변위되었을 유체의 체적과 비교하여 작동 챔버에 의해 연이어서 변위되도록 유체의 체적에 대한 변화를 야기하는 단계, 및 측정된 값의 어떤 변화든 그 크기를 결정하는 단계를 포함한다.

결함 확인 과정은 결함이 차례대로 각각의 작동 챔버에서 일어났다는 것을 가정하는 단계를 포함할 수 있다.

결함 확인 과정은 결함이 하나 이상의 작동 챔버들에서 일어났다는 것을 가정하는 단계, 만약 결함 확인 과정이 실행되지 않았다면 변위되었을 유체의 체적과 비교하여 하나 이상의 작동 챔버들에 의해 연이어서 변위되도록 유체의 체적에 대한 변화를 야기하는 단계로서, 이 변화는 작동 기능을 수행하기 위해 유체 작동 기계에 의해 변위 의 출력 파라미터 되도록 선택된 유체의 체적의 변화를 야기하지 않는 단계, 및 측정된 값의 어떤 변화든 그 크기를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, 결함 확인 과정은 활성 사이클들과 유휴 사이클들을 겪는 작동 챔버들의 패턴(그러나, 유체 작동 기계의 예상 평균 출력이 아닌)이 변경되게 하는 단계를 포함할 수 있다.

작동 챔버는 작동 챔버와 관련된 결함이 있다는 검출에 응답하여 이용 불가능한 것으로 간주될 수 있다. 결함 확인 과정은 작동 챔버, 또는 하나의 그룹의 작동 챔버들, 또는 각각의 작동 챔버를 차례대로 이용 불가능한 것으로 간주하는 단계를 포함할 수 있다.

방법은 유체 작동 기계의 출력 파라미터와 관련된 측정된 값과 예상된 값을 비교하는 단계, 결함 확인 과정을 실행하는 단계, 및 유체 작동 기계의 출력 파라미터와 관련된 측정된 값과 예상된 값을 다시 비교하는 단계를 포함할 수 있다.

방법은 작동 챔버, 또는 챔버들이, 활성 사이클 대신에 유휴 사이클, 또는 유휴 사이클 대신에 활성 사이클을 수행하게 하는 단계, 및 이것이 측정된 값(또는 예상된 값과 측정된 값 사이의 차이)에 영향을 끼치는지를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

방법은 수신된 요구 신호에 응답하여 작동 기능을 수행하기 위해 작동 챔버 체적의 각각의 사이클 중에 하나 이상의 작동 챔버들에 의해 변위되는 작동 유체의 체적을 선택하는 단계를 포함할 수 있으며, 작동 기능을 수행하기 위해 유체를 변위시키도록 다른 작동 챔버들의 이용 가능성을 고려하여 작동 챔버 체적의 사이클 중에 작동 챔버에 의해 변위되는 작동 유체의 체적을 선택하는 단계에 의해 특징지어진다.

본 발명의 제1 내지 제5 양상들의 각각의 방법의 다른 바람직하며 선택적인 특징들은 제1 내지 제5 양상들 중 어느 것이든 이와 관련하여 위에서 설명된 바람직하며 선택적인 특징들에 상응한다. 본 발명은 본 발명의 제2 양상 및 제5 양상 모두에 따른 유체 작동 기계 및 본 발명의 제1 양상 및 제4 양상 모두에 따른 방법으로 확장된다.

비록 도면들을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들이 유체 작동 기계들과 유체 작동 기계들로 수행되는 방법들을 포함하지만, 본 발명은 또한 컴퓨터 프로그램 코드로 확장되며, 특히. 본 발명의 프로세스를 수행하거나 컴퓨터가 본 발명에 따른 유체 작동 기계의 제어기로서 작용하게 하기에 적합한, 캐리어에 있거나 이의 내에 있는 컴퓨터 프로그램 코드로 확장된다.

따라서, 본 발명은, 유체 작동 기계 제어기 상에서 실행될 때, 유체 작동 기계가 본 발명의 제2 양상 또는 제5 양상(또는 양쪽 모두)에 따른 유체 작동 기계로 기능을 하게 하거나, 본 발명의 제1 양상 또는 제4 양상(또는 양쪽 모두)의 방법을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램 코드로 제6 양상에서 확장된다.

게다가, 본 발명은, 유체 작동 기계 제어기 상에서 실행될 때, 제3 양상의 유체 작동 기계 제어기의 변위 제어 모듈로 기능을 하는 컴퓨터 프로그램 코드로 제7 양상에서 확장되며, 본 발명은 제6 양상 또는 제7 양상(또는 양쪽 모두)에 따른 컴퓨터 프로그램 코드를 가지는 캐리어로 제8 양상에서 확장된다.

컴퓨터 프로그램 코드는 소스 코드, 오브젝트 코드, 부분적으로 컴파일된 형식과 같은 코드 중간 소스, 또는 본 발명에 따른 프로세스의 수행에 사용하는데 적합한 모든 다른 형식의 형태일 수 있다. 캐리어는 프로그램 명령을 운반할 수 있는 어떤 실체 또는 장치일 수 있다.

예를 들면, 캐리어는 ROM, 예를 들면, CD ROM 또는 반도체 ROM과 같은, 저장 매체, 또는 자기 기록 매체, 예를 들면 플로피 디스크나 하드 디스크를 포함할 수 있다. 더구나, 캐리어는 전기 또는 광 케이블을 통해서나 무선 또는 다른 수단에 의해 전송될 수 있는 전기 또는 광 신호와 같은 전송 가능한 캐리어일 수 있다. 프로그램이 케이블에 의해 직접 전송될 수 있는 신호로 구현될 때, 캐리어는 이와 같은 케이블 또는 다른 장치나 수단으로 구성될 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예가 이제 아래의 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 유체 작동 기계의 출력 유체 라인에서 시간의 함수로서 유체 라인 압력의 그래프를 도시한다.
도 2는 공지된 유체 작동 기계의 개략도이다.
도 3은 여섯 개의 작동 챔버들을 포함하는 유체 작동 기계의 개략도이다.
도 4는 도 3의 유체 작동 기계를 위한 제어기의 개략도를 도시한다.
도 5는 도 3의 유체 작동 기계의, 시간의 함수로서, 출력 라인에서의 유체 라인 압력, 작동 챔버 이용 가능성 및 작동 시퀀스의 그래프를 도시한다.
도 6은 두 개의 요구 신호에 응답하여 작동되는, 도 3의 유체 작동 기계의 작동 시퀀스의 개략도이다.
도 7은 도 3의 유체 작동 기계를 위한 제어기의 다른 실시예의 개략도를 도시한다.
도 8은 도 3의 유체 작동 기계의, 크랭크샤프트 회전 각도의 함수로서, 출력 라인에서의 유체 라인 압력, 트렌드 신호 값 및 전체 작동 챔버 유체 유동의 그래프를 도시한다.
도 9는 도 3의 유체 작동 기계의, 크랭크샤프트 회전 각도의 함수로서, 출력 라인에서의 유체 라인 압력, 트렌드 신호 값 및 예상된 트렌드 신호 값의 상부 한계치와 하부 한계치 및 전체 작동 챔버 유체 유동의 그래프를 도시한다.
도 10은 전자기 코일을 포함하는 작동되는 밸브를 모니터링하기 위한 밸브 모니터링 장치의 회로도를 도시한다.
도 11은 결함 검출 방법의 특정한 실시예에서 사용하기 위한 데이터 스토어의 표를 도시한다.

도 2는 공지된 유체 작동 기계(1)의 개략도이다. 유체의 순 처리량은 기계의 개개의 작동 챔버들과 유체 매니폴드들 사이의 유체 연통을 조절하기 위해, 작동 챔버 체적의 사이클들에 대한 위상 관계에 있는, 전자적으로 제어 가능한 밸브들의 능동 제어에 의해 결정된다. 개개의 챔버들은 미리 결정되고 고정된 유체의 체적을 변위시키거나 유체의 순 변위 없이 유휴 사이클을 겪기 위해, 사이클마다, 제어기에 의해 선택 가능하며, 그에 의해 펌프의 순 처리량이 요구에 동적으로 매칭되는 것을 가능하게 한다.

도 2를 참조하면, 개개의 작동 챔버(2)는 실린더(4)의 내부면과 피스톤(6)에 의해 한정되는 체적을 가지며, 피스톤(6)은 크랭크 메커니즘(9)에 의해 크랭크샤프트(8)로부터 구동되며 작동 챔버의 체적을 주기적으로 변경시키도록 실린더의 내부에서 왕복 운동을 한다. 샤프트 위치 및 속도 센서(10)는 크랭크샤프트의 순간 각 위치와 회전 속도를 결정하며, 제어기(12)에 샤프트 위치 신호와 속도 신호를 송신하며, 이는 제어기가 각각 개개의 작동 챔버의 사이클들의 순간 위상을 결정하는 것을 가능하게 한다. 제어기는 일반적으로 저장된 프로그램을 사용 중에 실행하는 마이크로프로세서 또는 마이크로컨트롤러를 포함한다.

작동 챔버는 작동 챔버를 향해 내측으로 대면하며 작동 챔버에서부터 저압 매니폴드(16)까지 연장되는 채널을 선택적으로 밀봉하도록 작동 가능한, 전자적으로 제어 가능한 면 밀봉 포펫 밸브(14)의 형태의 능동적으로 제어되는 저압 밸브를 포함한다. 작동 챔버는 고압 밸브(18)를 더 포함한다. 고압 밸브는 작동 챔버로부터 외측으로 대면하며 작동 챔버에서부터 고압 매니폴드(20)까지 연장되는 채널을 밀봉하도록 작동 가능하다.

적어도 저압 밸브는 작동 챔버 체적의 각각의 사이클 중에, 저압 밸브가 능동적으로 폐쇄되는지, 또는 몇몇 실시예에서, 능동적으로 개방되어 유지되는지를 제어기가 선택할 수 있도록 능동적으로 제어된다. 몇몇 실시예들에서, 고압 밸브는 능동적으로 제어되며, 몇몇 실시예들에서, 고압 밸브는 수동적으로 제어되는 밸브, 예를 들면, 압력 전달 체크 밸브이다.

유체 작동 기계는 펌핑 사이클들을 수행하는 펌프, 또는 모터링 사이클들을 수행하는 모터, 또는 대체 작동 모드로 펌프나 모터로 작동될 수 있며 그에 의해 펌핑 사이클이나 모터링 사이클을 수행할 수 있는 펌프-모터일 수 있다.

전체 행정 펌핑 사이클은 유럽특허 EP 0 361 927에서 설명된다. 작동 챔버의 팽창 행정 중에, 저압 밸브는 개방되며 유압 유체는 저압 매니폴드로부터 받아들여진다. 하사점에서 또는 그 주위에서, 제어기는 저압 밸브가 폐쇄되어야 하는지 또는 폐쇄되지 않아야 하는지를 결정한다. 만약 저압 밸브가 폐쇄된다면, 작동 챔버의 내부에 있는 유체는 가압되며 연이어지는 작동 챔버 체적의 수축 위상 중에 고압 밸브로 배출되며, 그 결과로 펌핑 사이클이 발생하며 일정 체적의 유체가 고압 매니폴드로 변위된다. 그 다음에 저압 밸브가 상사점에서 또는 이의 바로 후에 다시 개방된다. 만약 저압 밸브가 개방된 상태로 유지된다면, 작동 챔버의 내부에 있는 유체는 저압 매니폴드로 다시 배출되며 고압 매니폴드로의 유체의 순 변위가 없는 유휴 사이클이 일어난다.

몇몇 실시예들에서, 저압 밸브는 개방되게 편향될 것이며 만약 펌핑 사이클이 선택된다면 제어기에 의해 능동적으로 폐쇄되는 것이 필요할 것이다. 다른 실시예들에서, 저압 밸브는 폐쇄되게 편향될 것이며 만약 유휴 사이클이 선택된다면 제어기에 의해 능동적으로 개방되게 유지되는 것이 필요할 것이다. 고압 밸브는 능동적으로 제어될 수 있거나, 수동적으로 개방되는 체크 밸브일 수 있다.

전체 행정 모터링 사이클은 유럽특허 EP　0　494　236에서 설명된다. 수축 행정 중에, 유체는 저압 밸브를 통해 저압 매니폴드로 배출된다. 유휴 사이클은 제어기에 의해 선택될 수 있으며, 이 경우에 저압 밸브는 개방된 상태로 유지된다. 그러나, 만약 전체 행정 모터링 사이클이 선택된다면, 저압 밸브는 상사점 이전에 폐쇄되며, 체적이 계속 감소됨에 따라 압력이 작동 챔버의 내부에 형성되게 한다. 일단 충분한 압력이 형성되면, 일반적으로 상사점 바로 후에, 고압 밸브는 개방될 수 있으며, 유체는 고압 매니폴드로부터 작동 챔버로 흘러 들어간다. 하사점 바로 전에, 고압 밸브는 능동적으로 폐쇄되며, 그 결과로 작동 챔버의 내부의 압력이 떨어지며, 이는 저압 밸브가 하사점 주위나 직후에 개방되는 것을 가능하게 한다.

몇몇 실시예들에서, 저압 밸브는 개방되게 편향될 것이며 만약 모터링 사이클이 선택된다면 제어기에 의해 능동적으로 폐쇄되는 것이 필요할 것이다. 다른 실시예들에서, 저압 밸브는 폐쇄되게 편향될 것이며 만약 유휴 사이클이 선택된다면 제어기에 의해 능동적으로 개방되게 유지되는 것이 필요할 것이다. 저압 밸브는 일반적으로 수동적으로 개방되지만, 이는 개방의 타이밍이 신중히 제어되는 것을 가능하게 하기 위해 능동 제어 하에 개방될 수 있다. 따라서, 저압 밸브는 능동적으로 개방될 수 있거나, 또는, 이것이 능동적으로 개방되게 유지되었다면 능동적으로 개방을 유지하는 것이 정지될 수 있다. 고압 밸브는 능동적으로 또는 수동적으로 개방될 수 있다. 일반적으로, 고압 밸브는 능동적으로 개방될 것이다.

몇몇 실시예들에서, 유휴 사이클들과 전체 행정 펌핑 및/또는 모터링 사이클들 사이만 선택하는 대신에, 유체 작동 기계는 또한 부분 행정 펌핑 사이클 및/또는 부분 행정 모터링 사이클을 생성하기 위해 밸브 타이밍의 정확한 위상을 변경하도록 작동 가능하다.

부분 행정 펌핑 사이클에서, 저압 밸브는 출력 행정에서 늦게 폐쇄되며 그 결과로 작동 챔버의 최대 행정 체적의 단지 일 부분만이 고압 매니폴드로 변위된다. 일반적으로, 저압 밸브의 폐쇄는 상사점 직전까지 지연된다.

부분 행정 모터링 사이클에서, 고압 밸브는 폐쇄되며 저압 밸브는 팽창 행정을 통해 부분적으로 개방되며 그 결과로 고압 매니폴드로부터 받은 유체의 체적 및 그에 따른 유체의 순 변위가 그렇지 않다면 가능했을 것보다 더 적어진다.

유체 작동 기계로부터 배출되는 유체는 일반적으로 출력 압력을 고르게 하기 위해 순응 회로(예를 들면, 유체 어큐뮬레이터)로 이송되며, 시간 평균 처리량은 종래 기술의 방식으로 제어기에 의해 수신된 요구 신호에 근거하여 제어기에 의해 변경된다.

도 3은 편심 크랭크샤프트(108)에 의해 구동되는 여섯 개의 작동 챔버들(201, 202, 203, 204, 205 및 206)을 포함하는 유체 작동 기계(100)을 도시한다. 각각의 작동 챔버들은 실린더, 크랭크샤프트 편심부에 슬라이딩 가능하게 설치되는 피스톤, 및 각각의 실린더와 저압 매니폴드(116) 및 두 개의 고압 매니폴드들(120, 121) 사이에 있는 밸브들을 포함한다. 각각의 작동 챔버들은 크랭크샤프트의 360° 회전 중에 작동 챔버 체적의 하나의 완전한 사이클을 겪는다. 인접한 작동 챔버들은 각각이 번호순으로(201, 202, 203, 204, 205, 206) 작동 챔버 체적의 하나 사이클에 있는 주어진 점에 도달되도록, 60°떨어진 위상이다. 고압 매니폴드들은 각각 작동 챔버들의 절반과 관련된다. 제어기(112)는 작동 챔버들의 내부에 있는 밸브들에 대한 명령 신호들(117)을 발신하기 위해 속도 및 위치 센서(110)로부터 크랭크샤프트 속도 및 위치 데이터(111), 및 하나 이상의 요구 신호들(113)를 수신한다. 유체 작동 기계의 각각의 작동 챔버들은 위의 도 2와 관련하여 설명된 바와 같은 기능을 한다.

유체 작동 기계에서부터 부하(130)(이 예에서 유압 모터) 및 부하(132)(유압 램)까지의 경로 설정은 고압 매니폴드들(120, 121)과 각각 관련되는 전자적으로 제어 가능한 전환 밸브들(122 및 123)에 의해 제어될 수 있다. 전환 밸브들은 관련된 고압 매니폴드와 유체 라인들(124, 126) 중의 하나 또는 다른 것 사이에서 유체의 경로를 형성하도록 작동될 수 있다. 제어기는 유체 라인들(124 및 126)에 배치된 압력 트랜스듀서들(125)로부터 하나 이상의 유체 압력 측정(115) (유체 응답 신호 또는 신호들과 측정된 출력 파라미터 또는 파라미터들로 기능을 하는)을 수신한다. 어큐뮬레이터들(128, 129)은 유체 라인들(124 및 126)에 배치되며, 유체 압력 변동을 완화시키는 기능을 한다.

유체 작동 기계(100)는 유체 라인들(124 및/또는 126)로 유체를 펌핑하기 위한 펌프로서, 또는 유체 라인들(124 및/또는 126)로부터 유체를 받아들이기 위한 모터로서 작동 가능하다. 저압 매니폴드는 필요에 따라, 저장조(131)로부터 유체를 끌어오거나, 저장조로 유체를 반송한다.

예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이 정지하고 있는 구성에서, 작동 챔버들(202, 204 및 206)과 관련되고 고압 매니폴드(120)를 위한 전환 밸브(122)는 유압 램(132)의 내외로 유체의 경로를 형성하는 반면에, 작동 챔버들(201, 203 및 205)과 관련되고 고압 매니폴드(121)를 위한 전환 밸브(123)는 유압 모터(130)의 내외로 유체의 경로를 형성한다. 단지 전환 밸브(122)만의 활성화는 두 고압 매니폴드들(120, 121) 모두에서부터 유압 모터(130)의 내외로 유체의 경로를 형성하며; 단지 전환 밸브(123)만의 활성화는 두 고압 매니폴드들(120, 121) 모두에서부터 유압 램(132)의 내외로 유체의 경로를 형성한다.

따라서, 유체 작동 기계는 몇몇 또는 모든 작동 챔버들이 부하들의 어느 하나나 양쪽 모두로 유체를 펌핑하거나, 몇몇 또는 모든 작동 챔버들이 부하들의 하나 또는 양쪽 모두로부터 유체를 받아들이는 모터로서 기능을 하도록 유체의 경로를 형성하기 위해 작동 가능하다. 하나 이상의 작동 챔버들은 모터로 기능을 할 수 있는 동시에 하나 이상의 작동 챔버들은 펌프로 기능을 할 수 있다.

유체가 부하들 중 둘 이상으로 경로가 형성될 때에, 제어기는 둘 이상의 요구 신호(113) 및 둘 이상의 유체 압력 신호(115)를 수신하며, 아래에 논의되는 바와 같이, 본 발명의 방법에 따른 명령 신호들(117)을 발신한다. 따라서, 유체 작동 기계는 동시에 둘 이상의 작동 기능을 만족시키도록 유체를 변위시킬 수 있으며, 각각의 작동 기능과 관련된 상이한 요구 신호를 수신한다.

도 4는 도 3의 유체 작동 기계를 위한 제어기(112)의 개략도를 도시한다. 제어기는 프로세서(142)를 가지는 제어 유닛(140)을 포함한다. 제어 유닛은 각각의 작동 챔버들(201, 202, 203, 204, 205, 206)과 관련되며 개개의 작동 챔버들의 상대적인 위상과 작동 챔버 이용 가능성 데이터를 포함하는 작동 챔버 데이터(146)가 저장된 데이터베이스(144)와 통신을 한다. 제어기(제어 유닛에 있는)는 센서(110)로부터의 크랭크샤프트 위치 신호(111), 유체 압력 신호 또는 신호들(115), 및 일반적으로 유체 작동 기계의 조작자에 의해 한정되는 요구 신호 또는 신호들(113)을 수신한다.

제어 유닛은 또한 각각의 작동 챔버들에 배치되는 음향 센서들(127)로부터 작동 챔버 상태 데이터(119)(도 3에 도시된 본 발명의 예에서 음향 데이터를 포함하는)를 수신한다. 제어 유닛은 수신하도록 작동 가능하며, 프로세서는 유휴 사이클의 음향 데이터 특성, 또는 작동 챔버의 하나 이상의 고장 모드(고압 매니폴드 및/또는 저압 매니폴드에 대한 밸브들이 완전히 개방되거나 폐쇄되지 않는, 활성 사이클 명령 신호 또는 유휴 사이클 명령 신호에 응답하는 작동 챔버와 같은)의 음향 데이터 특성으로부터 작동 챔버의 활성 사이클(펌핑 사이클 또는 모터링 사이클일 수 있는)의 음향 데이터 특성을 식별하도록 작동 가능하다.

프로세서는 일반적으로 저장된 프로그램을 사용 중에 실행하는 마이크로프로세서 또는 마이크로컨트롤러다. 저장된 프로그램은 의사결정 알고리즘을 인코딩할 수 있으며, 저장된 프로그램의 실행은 의사결정 알고리즘을 주기적으로 실행되게 한다. 프로세서 및 저장된 프로그램은 함께, 작동 챔버 체적의 각각의 사이클 상의 작동 챔버들 중의 하나(또는 하나의 그룹)에 의해 변위되도록 작동 유체의 체적을 선택하는 작동 챔버 체적 선택 수단을 형성한다. 따라서, 제어기는 작동 챔버 체적의 각각의 연속하는 사이클 상에서 (통상적으로 개개의) 작동 챔버들에 의해 변위되도록 체적을 선택한다. 제어기는 작동 챔버 체적의 각각의 연속하는 사이클 상의 작동 챔버들에 의해 변위되는 체적을 선택하기 위해 작동 가능한 작동 챔버 체적 선택 수단(작동 챔버 선택 모듈과 같은)을 포함할 수 있다. 작동 챔버 체적 선택 수단은 일반적으로 작동 챔버 체적 선택 모듈(복수의 소프트웨어 모듈들로 구성될 수 있는)을 포함하는 프로그램 코드를 저장하는 컴퓨터가 읽을 수 있는 캐리어(RAM, EPROM 또는 EEPROM 메모리와 같은) 및 프로세서를 포함한다. 일반적으로, 제어기는 유체 작동 기계의 하나 이상의 다른 기능을 제어할 뿐만 아니라 작동 챔버 체적의 각각의 연속하는 사이클 상의 작동 챔버들에 의해 변위되는 체적을 선택하는 프로세서를 포함한다.

일반적으로, 하나 이상의 챔버들이 미리 결정된 위상에 도달할 때마다 결정점이 있을 것이며, 그 결과로 프로세서는 작동 챔버 체적의 개개의 사이클에 대해 유휴 사이클을 선택할 것인지, 또는 활성 사이클을 선택할 것인지를 결정하며, 그에 의해 이 작동 챔버의 연이어지는 체적 사이클 중에 이 작동 챔버에 의해 변위되는 작동 유체의 순 체적을 선택한다.

프로세서는 입력들로서 데이터베이스로부터 나온 작동 챔버 데이터, 작동 챔버 상태 데이터, 크랭크샤프트 속도 및 위치 데이터, 유체 압력 신호나 신호들 및 요구 신호나 신호들을 수신한다.

제어 유닛(도시된 예에서, 프로세서에 있는)은 작동 유체의 선택된 순 변위를 초래하기 위해 명령 신호들(117)을 발생시키도록 작동 가능하다. 명령 신호들은 일반적으로 각각의 실린더들의 전자적으로 제어 가능한 밸브들에 발신되는 하나의 명령 시퀀스(전압 펄스의 형태일 수 있는)를 포함한다. 프로세서는 또한 유체가 하나 이상의 부하들과 하나 이상의 작동 챔버들 사이에서 연결되는 유체 경로들을 한정하기 위해 전환 밸브들로의 라우팅 신호들(118)(제어 유닛에 의해 발신되는)을 발생시키도록 작동 가능하다.

유체 작동 기계의 사용(단일 요구 신호에 응답하여 단일 작동 기능을 만족시키기 위해) 중에, 제어기의 제어 유닛은 요구되는 유체 변위, 유량, 토크, 또는 압력뿐만 아니라 데이터베이스로부터 나온 작동 챔버 데이터를 가리키는 명령 신호(사용자 입력 수단(도시되지 않음)을 통해 수신된 유체 작동 기계의 조작자로부터 수신된 요구 신호, 또는 부하(도시되지 않음)와 관련되는 센서로부터 수신된 측정된 요구 신호일 수 있는)를 포함하는, 위에 언급된 입력들을 수신한다. 각각의 결정점에서, 프로세서는 작동 챔버 체적의 다음에 오는 사이클 중에 하나 이상의 작동 챔버들에 의한 작동 유체의 순 변위를 선택한다. 일반적으로, 결정점은 하나 이상의 작동 챔버들이 미리 결정된 위상에 도달할 때마다 일어난다. 결정된 순 변위는 영일 수 있으며 이 경우에 프로세서는 유휴 사이클을 선택한다. 그렇지 않으면 프로세서는 실린더의 최대 행정 체적이 변위되는 전체 사이클, 또는 실린더의 최대 행정 체적의 일 부분이 변위되는 부분 사이클일 수 있는, 활성 사이클을 선택한다. 그 다음에. 명령 신호들은 선택된 순 변위를 구현하도록 각각의 작동 챔버들의 전자적으로 제어되는 밸브들을 능동적으로 제어하기 위해 제어 유닛에 의해 발신된다. 따라서, 활성 행정 및 유휴 행정의 "작동 시퀀스"는, 예를 들면, 유럽특허 EP 0,361,927, 유럽특허 EP 0,494,236 또는 유럽특허 EP 1,537,333에 개시된 방식으로, 요구 신호를 만족시키기 위해 수행된다.

따라서, 요구 신호(115)에 응답하여 요구를 만족시키기 위해 활성 행정 및 유휴 행정이 혼재되는 유체 작동 기계의 작동이 결정된다.

유체 작동 기계(100)은 또한 수신된 작동 챔버 상태 데이터(119)에 근거하여 하나 이상의 작동 챔버들의 결함을 검출하도록 작동 가능하다. 결함이 검출되는 경우에, 연이어지는 작동 시퀀스(및 선택적인 유체 경로 형성)는 그렇지 않은 경우의 것과 다를 것이다. 만약 결함이 작동 챔버들 중의 하나에서 일어났다면, 작동 챔버 결함을 가리키는 음향 데이터가 제어 유닛에 의해 문제가 되는 작동 챔버의 음향 센서로부터 수신된다. 데이터베이스 상의 작동 챔버 이용 가능성 데이터는 결함이 있는 작동 챔버를 이용 불가능한 것으로 목록화하기 위해 업데이트된다. 수정된 작동 챔버 이용 가능성 데이터는 다음의 결정점들에서 고려된다. 순 효과는, 다음의 작동 시퀀스에서, 시간에 따른 유체 작동 기계의 평균 출력이 결함이 발생되기 전으로부터 변화되지 않고 남아 있도록, 그렇지 않으면 선택되었을 결함이 있는 작동 챔버의 활성 사이클들이 그 대신에 유휴 사이클들로 대체되며, 하나 이상의 이용 가능한 작동 챔버들의 유휴 사이클들이 그 대신으로 활성 사이클들로 대체된다는 것이다.

도 5는 모든 여섯 개의 작동 챔버들이 평행하게 유체를 펌핑하며 이들로부터 나온 혼합되어 변위되는 유체가 단일 유체 라인으로 포트를 통해 배출되도록 경로가 형성되는, 유체 작동 기계(100)의 작동 시퀀스의 개략도이다. 라인(150)은 작동 챔버들(201, 202, 203, 204, 205 및 206)(도 5 및 도 6에서 각각 1, 2, 3, 4, 5 및 6으로 표시되는)이 하사점에 도달하는, 축(T)에 따른, 시간을 나타낸다. 열(152)은 개개의 작동 챔버들의 전자적으로 제어되는 밸브들로 제어기에 의해 발신되는 명령 신호들을 나타내며, 여기서 기호 "X"는 작동 챔버가 활성 펌프 사이클을 실행하게 하기 위한 제어 신호를 가리킨다.

시간(D)과 시간(E) 사이에서, 유체 작동 기계는 세 개의 연속하는 작동 챔버들의 반복하는 패턴을 가지는 작동 시퀀스를 이용하여, 1/3 용량에서 기능을 한다. 시간(E)에서, 챔버(204)의 결함이 (라인(155)에서 기호 "F"에 의해 표시되는 바와 같이) 작동 챔버(204)의 전자적으로 제어되는 밸브들에 대한 동력을 차단함으로써 시뮬레이팅되었다. 따라서, 유체 작동 기계가 작동 챔버(204)를 이용하여 요구 신호를 만족시키려고 시도할 때, 유체 압력은 도 1과 관련하여 위에 설명된 방식으로 진동한다.

시간(E)과 시간(F) 사이에서, 제어 유닛에 의해 수신된 작동 챔버 이용 가능성 데이터(119)는 작동 챔버(204)가 활성 펌프 사이클을 실행하지 않는다는 것을 가리킨다.

시간(F)에서, 데이터베이스는 작동 챔버(204)의 이용 불가능성을 반영하기 위해 (라인(153)에서 기호 "0"에 의해 표시되는 바와 같이) 업데이트된다. 그 결과로서, 작동 챔버(205)가 유휴 사이클 대신에 활성 사이클을 수행하며, 명령 신호들은 이용 불가능한 작동 챔버(204)로 더 이상 발신되지 않는다. 이런 방식으로, 유체 작동 기계는 작동 기능을 수행하도록 유체를 변위시키기 위해 다른 작동 챔버들(204)의 이용 가능성을 고려하여 작동 챔버(205)에 의해 변위되는 작동 유체의 체적을 선택하였다.

결과로 나온 작동 시퀀스에서, 작동 챔버(204)의 각각의 활성 펌핑 사이클은 (그렇지 않으면 유휴 사이클을 실행할) 작동 챔버(205)의 활성 사이클로 대체된다. 따라서, 크랭크샤프트의 전체 회전에 대해 평균을 내면, 펌핑된 유체의 순 체적은 시간(D)과 시간(E) 사이에서 펌핑된 유체의 체적과 같다.

따라서, 시간(F)의 이후로부터, 유체 출력 압력 변동이 진정되며 출력 압력이 다시 요구 신호에 접근한다.

대체 실시예들에서, 작동 챔버 이용 가능성 데이터를 업데이트하기 위해 작동 챔버들의 결함이 다른 방법에 의해 검출되거나, 검출 가능하다. 예를 들면, 작동 챔버가 작동 유체의 일정 체적을 변위시키기 위해 명령을 받는 중에 및 그 직후에 측정된 유체 압력, 또는 유체 유량은 작동 챔버가 올바르게 작동하는 경우에 예상될 값들과 비교될 수 있으며(예를 들면, 제어기에 의해 실행되는 예측 모델과 비교되며), 이 모델은 유체 작동 시스템의 부분들을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 유체 압력(또는 유량) 센서들이 어큐뮬레이터들과 고압 매니폴드의 중간에 있는 유체 라인들에 배치되거나, 그 대신에 하나 이상의 압력 센서들(및 몇몇 실시예들에서, 각각의 작동 챔버에 상응하는 압력 센서 및/또는 유량 센서)이 고압 매니폴드(들)에 배치된다. 몇몇 실시예들에서, (유체 작동 기계의 출력의) 유체 압력이나 유량의 변화율, 또는 크랭크 속도나 토크의 변동성이 결함, 예를 들면, 특정 길이의 시간 내에서 최대 값과 최소 값 사이의 차이, 또는 예상된 값과 측정된 값 사이의 차이를 검출하기 위해 측정된다. 일반적으로, 유체 작동 기계의 진동은 하나 이상의 작동 챔버들에서 활성 사이클들, 유휴 사이클들 및 오작동의 특성이며, 유체 작동 기계는 그 대신에, 또는 추가적으로, (작동 챔버 상태 데이터가 진동 관련 데이터를 포함하도록) 진동을 검출하기 위한 가속도계들이 구비될 수 있다.

전기 회로부, 연결부들 및 솔레노이드들의 결함의 검출이 알려져 있으며, 작동 챔버 및 특히 전자적으로 제어 가능한 밸브들의 결함이 전자적으로 제어되는 밸브들로 발신되며 이로부터 수신된 신호들의 전자 밸브들을 제어하는 전기 회로부를 모니터링하고(예를 들면, 전류 및/또는 전압 궤적 또는 평균을 계속적으로 모니터링하고), 만약 밸브들 및 이와 관련되는 작동 챔버들이 올바르게 기능을 하는 중이라면 예상되는 궤적 또는 평균과 이를 비교함으로써 검출될 수 있다. 일반적으로, 전자기적으로 작동되는 밸브의 전류는 밸브 제어 신호가 인가될 때 상승되거나, 밸브 제어 신호가 제거될 때 하강되거나, 밸브가 운동을 시작하거나 완료할 때에 변한다. 전류의 상승 또는 하강의 비율이나 변곡점들의 상대적인 위치는 밸브의 작동 상태를 나타낸다.

몇몇 실시예들에서, 결함 검출 측정은 검출의 신뢰성을 증가시키기 위해 작동 챔버 체적의 다수의 사이클들에 걸쳐 수행될 수 있다. 방법은 (특정한 유체 통로와 관련된 센서, 또는 하나 이상의 전자적으로 제어되는 밸브들 또는 전환 밸브들과 관련된 전류 센서들로부터 수신된 데이터, 또는 전체적으로 유체 작동 기계의 출력과 같은) 하나의 그룹의 작동 챔버들과 관련되는 하나 이상의 센서들로부터 수신된 데이터에 근거하여 검출의 신뢰성을 증가시키는데 특히 효과적일 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 제어기는 유체 작동 기계로부터 나온 피드백(예를 들면, 유체 출력 압력 또는 크랭크샤프트 속도/위상, 또는 전류, 또는 전압)을 계속적으로 모니터링하도록 작동 가능한 결함 검출 유닛(프로세서에서 작동되는 소프트웨어일 수 있는)을 포함한다.

결함 검출은 단지 유체 출력이 요구 신호나 신호들에 적절하게 매칭될 수 없는 경우에만 주기적으로 실행될 수 있거나, 단지 특정 작동 조건 하에서 실행될 수 있거나, 또는 단지 사용자 입력에 응답하여 실행될 수 있다. 그 대신에, 또는 이에 더하여, 결함 검출은 특정 작동 조건 하에서 또는 사용자 입력에 응답하여 비활성화되거나 재활성화될 수 있다.

하나 이상의 작동 챔버들의 기능의 변동을 필요로 하는 결함 검출 수단의 작동은 특정 환경에서 불안정하거나, 만족스럽지 못할 수 있으며, 이와 같은 환경 하에 결함 검출 수단의 비활성화 또는 차단은 안정하거나 만족스런 작동을 보장하기 위해 필요하다. 예를 들면, 결함 검출 수단은 단지 크랭크샤프트가 정지할 때, 유체 작동 기계가 적어도 몇 개의 작동 기능들로부터 유체 분리될 때에, 작동 기능들이 종료 정지와 같은 특정 조건에 도달되었을 때, 브레이크가 적용된 때, 또는 유체 작동 기계가 최대 용량에서 작동되지 않을 때만 작동되도록 구성될 수 있으며, 어떤 다른 조건들 하에서 작동되지 않도록 구성될 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 결함 검출은 유체 작동 기계의 시동 중에 자동으로 실행되며, 통상적인 작동을 시작하기 전에 유체 작동 기계의 "자체 체크"를 제공한다.

결함 검출의 방법은 제어기에게 밸브 제어 신호를 변경하도록 명령하는 단계 및 유체 작동 기계(또는 경우에 따라, 작동 챔버나 챔버들)의 예상된 출력과 측정된 출력을 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 밸브 제어 신호는 결함을 검출하기 위해 길어지거나, 짧아지거나, 작동 챔버 체적의 사이클들에 대하여 상이한 위상으로 적용되거나, 또는 펄스 폭 변조 특성이 제공될 수 있다.

결함 검출은 제어기에게 결함 확인 과정을 실행하도록 명령하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 활성 사이클들을 겪는 작동 챔버들의 패턴이 변경된다(그러나, 유체 작동 기계의 예상된 평균 출력이 아닌). 또는, 결함 확인 과정은 (예를 들면, 각각의 작동 챔버를 이용 불가능한 것으로 간주함으로써) 차례대로 작동 챔버들을 비활성화할 수 있으며 이에 따라 결함의 증상(또는 증상들)(예를 들면 요구 신호를 만족시키지 못함, 또는 진동하는 유체 출력 압력)이 제거되는지를 결정할 수 있으며, 또는 작동 챔버들을 우선적으로 차례대로 활성화할 수 있으며 이에 따라 결함의 하나 또는 각각의 증상이 악화되는지를 결정할 수 있다.

유체 작동 기계(100)는 또한 두 개의 요구 신호에 응답하여 동시에 두 개의 작동 기능을 만족시키도록 작동 가능하다.

도 6은 도 3의 유체 작동 기계를 위한 작동 시퀀스의 개략도다. 라인(150)은 (각각 1, 2, 3, 4, 5 및 6으로 표시되는) 작동 챔버들(201, 202, 203, 204, 205 및 206)이 하사점에 도달하는, 축(T)에 따른, 시간을 나타낸다.

시간(G)과 시간(H) 사이에서, 유체 작동 기계는 단일 요구 신호에 응답하여 작동하며, 다시 1/3 용량으로 펌핑하며, 유체는 고압 매니폴드를 통해 6 개 모두의 작동 챔버로부터 유체 라인(124)으로 경로가 형성된다. 열(152)은 개개의 작동 챔버들의 전자적으로 제어되는 밸브들로 제어기에 의해 발신되는 명령 신호들을 나타내며, 여기서 기호 "X"는 작동 챔버가 활성 펌프 사이클을 실행하게 하기 위한 제어 신호를 가리킨다.

적분된 요구(요구 신호로부터 계산되는)로부터 공급(실행되는 활성 사이클들 중에 변위되는 유체의 체적으로부터 계산되는)을 뺀 계산인, 등록 값(160)이 제어 유닛에 의해 유지된다. 등록 값은 주기적으로 업데이트되며, 일반적으로 각각의 시간 단계의 시작에서 증가되며(시간 단계가 연속하는 작동 챔버들이 하사점에 도달하는 시간들 사이의 차이에 상응하는 경우에), 작동 챔버의 활성 사이클을 시작하는 결정이 있는 각각의 시간 단계의 끝에서 감소된다.

대체 실시예들에서, 부분 활성 사이클들을 실행하도록 작동 가능한 작동 챔버들을 가지는 유체 작동 기계들에 대해, 등록 값의 계산은 각각의 부분 활성 사이클 중에 변위되는 유체의 양을 고려한다. 몇몇 실시예들에서, 시간 단계는 연속하는 작동 챔버들이 하사점에 도달하는 시간들 사이의 차이와 동일하지 않다.

각각의 시간 단계에서, 등록 값은 순간 이동 요구(적당한 스케일로, 요구 신호(113)로부터 계산되는)에 의해 증가된다. 등록 값이 한계 값(162)(도 6에서 작동 챔버 체적의 체적 백분율로 보여지는)에 도달하거나 초과할 때, 제어기(112)는 다음의 작동 챔버가 활성 사이클(라인(152)에서 기호 "X"에 의해 보여지는)을 실행하게 할 것이다. 그 다음에 등록 값은 변위된 유체의 체적에 상응하는 양(164)으로(즉, 이 예에서 한계 값의 100%로) 감소된다.

요구 신호의 더 낮은 값에서, 등록 값은 더 느리게 증가될 것이며, 요구 신호의 더 높은 값에서, 등록 값은 더 빠르게 증가될 것이다. 그러나, 만약, 주어진 시간 단계에서, 등록 값이 한계 값과 동일하거나 그 이상이면, 활성 사이클이 실행될 것이다. 따라서, 등록 값은 효과적으로는 아직 채워지지 않은 요구의 적분이다.

이 방식으로, 어떤 요구되는 유동이 작동 챔버 활성화의 하나의 시퀀스로부터 생성될 수 있다.

시간(H)에서, 제2 요구 신호가 1/2 용량(제2 작동 기능)으로 유체 라인(126)을 통해 유체를 펌핑하기 위해 제어기에 의해 수신된다. 제어 유닛은 작동 챔버들(201, 203 및 205)이 제1 요구 신호를 만족시키기 위해 이용 가능하지만, 제2 요구 신호를 만족시키기 위한 이용이 불가능하며, 작동 챔버들(202, 204 및 206)이 제2 요구 신호를 만족시키기 위해 이용 가능하지만 제1 요구 신호를 만족시키기 위한 이용이 불가능하다는 것을 기록하기 위해, 수신된 작동 챔버 이용 가능성 데이터에 근거하여, 데이터베이스를 업데이트시킨다. 게다가, 작동 챔버들(202, 204 및 206)과 연통되는 고압 매니폴드(120)가 고압 라인(124)으로부터 분리되며 그 대신에 라인(126)과 연통되게 하기 위해, 유체의 경로가 고압 매니폴드를 통해 재형성되도록 새로운 라우팅 신호(118)가 발신된다.

제2 한계 값(178)과 비교하기 위한, 제2 등록 값(172)이 제2 요구 신호의 수신에 응답하여, 제어기에 의해 유지되며 등록 값(160)과 동일한 방식으로 각각의 시간 단계에서 업데이트된다.

작동 챔버 이용 가능성 데이터를 사용하여, 제어기는 등록 값(160)이 (숫자(174)에 의해 보여지는 바와 같이) 두 개의 연속하는 시간 단계들에 대한 한계 값을 초과하는 것을 허용한다. 작동 챔버(204)의 활성 사이클은 제1 요구 신호를 만족시키도록 실행되지 않으며, 다음에 오는 시간 단계에서 작동 챔버(205)의 활성 사이클로 대체된다. 이런 방식으로, 유체 작동 기계는 작동 기능을 수행하도록 유체를 변위시키기 위해 작동 챔버의 이용 가능성을 고려하여 작동 챔버에 의해 변위되는 작동 유체의 체적을 선택하였다.

시간(G)과 시간(H) 사이의 제1 요구 신호에 관해서 위에 논의된 바와 같은 유사한 방식으로, 작동 챔버들(202, 204 및 206)의 (라인(176)에서 기호 "Y"로 표시되는) 활성 사이클들이 제2 등록 값이 제2 한계 값에 도달할 때마다 제2 요구 신호를 만족시키기 위해 실행된다.

따라서, 크랭크샤프트의 전체 회전에 대해 평균을 내면, 양쪽 라인들(124, 126)로 펌핑되는 유체의 순 체적이 두 개의 요구 신호를 만족시킨다.

시간(J)에서, 제2 요구 신호가 제거되고, 작동 챔버 데이터베이스는 업데이트되며, 유체 작동 기계는 시간(G) 내지 시간(H)의 구성으로 되돌아간다.

유체 작동 기계는 또한 시간(J)에서의 재구성 없이 나머지 요구 신호를 만족시키며, 작동 챔버들(201 및 203)의 활성 사이클들을 계속해서 실행하도록 기능을 할 수 있을 것이다. 그러나, 그렇게 생성된 출력 유량의 진동은 불규칙한 반복 진동수 때문에, 시간(G)과 시간(H) 사이에서 생성된 것보다 더 클 것이다. 제어기는 유체 작동 기계의 펌핑 사이클들의 가장 균일한 분포를 제공하기 위해, 제1 요구 신호를 만족시키며 매니폴드들(120, 121)의 구성을 업데이트시키도록 모든 작동 챔버들을 이용 가능한 것으로 등록하기 위해 작동 챔버 데이터베이스를 업데이트시킨다(그에 의해 다른 작동 챔버들의 이용 가능성을 고려하여 각각의 작동 챔버에 의해 변위되는 작동 유체의 체적을 선택한다).

이런 예들은, 챔버가 올바르게 기능을 하는 중이라고 가정하여, 등록 값이 작동 챔버의 최대 행정 체적을 초과할 때, 및 몇몇 실시예들에서, 등록 값이 작동 챔버의 최대 행정 체적을 초과할 때만, 작동 챔버가 작동 기능을 만족시키도록 유체를 공급하거나 받아들이기 위해 활성화되며, 요구의 적분에서 유체의 공급을 뺀 것을 나타내는 등록 값이 유지되는, 공지된 작동 챔버 체적 선택 수단을 사용하는 유체 작동 기계들보다 이용 불가능하게 되는 작동 챔버에 대해 더 양호한 응답을 제공한다.

본 발명의 몇몇 실시예들에서, 각각의 작동 챔버가 이용 가능한지를 나타내는 데이터를 저장하는 대신에, 데이터베이스는 작동 챔버가 이용 불가능한 것으로 확인될 때 데이터베이스로부터 하나 이상의 작동 챔버들의 작동 챔버 데이터(146)를 삭제하며, 이 작동 챔버들을 재활성화하기 위해 데이터베이스에 추가함으로써 주기적으로 업데이트될 수 있다. 데이터베이스는 제어기의 내에 있는 RAM(또는 다른 메모리)에 전체적으로 또는 부분적으로 저장될 수 있으며, 데이터베이스는 분산될 수 있다.

도 7은 도 3의 유체 작동 기계를 위한 제어기(300)의 다른 실시예의 개략도를 도시한다. 제어기는 프로세서(304)를 가지는 제어 유닛(302)을 포함한다. 제어 유닛은 각각의 작동 챔버들(201, 202, 203, 204, 205, 206)과 관련되며 개개의 작동 챔버들의 상대적인 위상과 작동 챔버 이용 가능성 데이터를 포함하는 작동 챔버 데이터(146)가 저장된 데이터베이스(144)와 통신을 한다. 제어기(제어 유닛에 있는)는 센서(110)로부터의 크랭크샤프트 위치 신호(111), 유체 압력 신호 또는 신호들(115)(유체 작동 기계의 측정된 출력 파라미터), 및 일반적으로 유체 작동 기계의 조작자에 의해 한정되는 요구 신호 또는 신호들(113)을 수신한다.

제어 유닛은 일반적으로 도 4에 관련하여 설명된 바와 같은 기능을 하며, 사용 중에 프로세서는 작동 챔버 체적의 각각의 사이클 중에 각각의 작동 챔버들에 의해 변위되는 체적을 선택하는 명령 신호들(117)을 발생시킨다. 유체 작동 기계가 둘 이상의 요구 신호를 수신할 때, 프로세서는 또한 유체가 하나 이상의 부하들과 하나 이상의 작동 챔버들 사이에서 안내되는 유체 경로들을 한정하기 위해 전환 밸브들에 라우팅 신호들(118) (제어 유닛에 의해 발신되는)을 발생시키도록 작동 가능하다.

데이터베이스는 프로세서로부터 수신되며, 각각의 작동 챔버에(그리고 그에 따라 변위되기 위해 이전에 선택된 작동 유체의 체적에) 이전에 발신된 명령 신호들과 관련된 데이터를 포함하는, 저장된 작동 챔버 명령 신호 데이터(310)를 더 포함한다. 일반적으로, 데이터는 작동 챔버 체적의 이전의 두 개 내지 다섯 개의 사이클들을 위해 각각의 작동 챔버에 저장된다.

프로세서는 상응하는 예상된 값들에 대하여 각각의 측정된 값을 비교하도록 작동 가능한 비교기 모듈(308)로 유체 압력 신호(115)(유체 작동 기계의 출력 파라미터)의 예상된 값을 출력하도록 작동 가능한 예측기 모듈(306)을 더 포함한다. 도 7에 도시된 제어기에서, 예측기 모듈과 비교기 모듈은 프로세서에서 작동되는 소프트웨어이다.

도 8은 도 3의 유체 작동 기계의 3 회전에 대한 샤프트 각도(312)에 대응하여 몇몇 파라미터들을 표시한다. 모든 작동 챔버들로부터 나온 전체 예상 유동(314)이 설명을 목적으로 (그 위에 값(1)이 활성 사이클 중에 하나의 작동 챔버의 유체 유동의 최대 비율을 나타내는) 제2 좌표(316)에 표시된다.

기능을 하는 작동 챔버가 활성 사이클을 실행하도록 명령을 받을 때, 상응하는 명령이 발신된 후에 90도의 크랭크샤프트 회전에서 피크에 이르는, 작동 유체의 유동 펄스가 발생된다.

보여지는 예에서, 유체 작동 기계는 480도의 크랭크샤프트 회전마다 반복되는 활성 행정과 유휴 행정의 작동 시퀀스를 겪는다.

예상된 유동 펄스(318)는 활성 사이클 중에 작동 챔버(203)에 의해 변위되는 예상된 유체를 나타낸다. 작동 챔버(203)는 60도에서 하사점에 도달하며 240도까지 유체를 펌핑한다. 그 후에, 작동 챔버(206) 및 그 다음에 작동 챔버(202)가 활성 사이클들을 실행하도록 제어기에 의해 명령을 받는다. 예상된 유동 펄스(320)는 작동 챔버(206)(240도에서부터 430도까지 펌핑되는)에 의해 변위되도록 예상된 유체를 나타내며, 예상된 유동 펄스(322)는 작동 챔버(202)(360도에서부터 540도까지 펌핑되는)에 의해 변위되도록 예상되는 유체를 나타낸다. 중간 피크(324)는 이 두 개의 작동 챔버들로부터 나온 유동의 중첩에 기인한다. 540도에서, 작동 챔버(205)는 활성화되도록 명령을 받지만, 결함은 작동 챔버(205)가 유동을 생성하지 못하게 하며, 이는 전체 예상 유동의 대시 부분(326)에 의해 표시된다. 작동은 각각 720도와 840도, 및 1020도에 있는 작동 챔버들(202, 204 및 201)의 활성화로 계속된다. (작동 챔버(201)의 활성 사이클로부터 나온 예상 유동 펄스의 피크는 도시되지 않는다)

측정된 출력 압력(328)(유체 작동 기계의 출력에서, 유체 압력 신호(115)로부터 획득되는)은 제1 좌표(330)에 대하여 표시된다.

프로세서는 측정된 출력 압력을 미분함으로써 단독으로 획득된 신호보다 적은 노이즈를 가지는 트렌드 신호(332)를 생성하기 위해, 측정된 출력 압력에 평활화 및 미분 알고리즘을 적용한다. 트렌드 신호는 명료성에 도움을 주기 위해 도8에서 80 압력 단위로 오프셋된다. 트렌드 신호는 유체 작동 기계의 출력과 관련된 측정된 값이다.

트렌드 신호가 포지티브(도8에서 80 초과)일 때, 압력은 일반적으로 상승되며; 트렌드 신호가 네거티브(도8에서 80 미만)일 때, 압력은 일반적으로 떨어진다.

트렌드 신호의 한계 값(334)은 실험적으로 또는 적용의 분석에 의해 결정된다.

대체 실시예들에서, 한계 값은, 예를 들면, 유체 작동 기계의 작동 유체 압력, 평균 유량, 온도, 또는 사용 연수에 따라, 변경될 수 있다.

시간 단계의 사이에서, 제어기는 트렌드 신호를 샘플링한다. 예측기 모듈은 각각 샘플링된 트렌드 신호를 120도의 크랭크샤프트 회전만큼 더 빠르게 프로세서에 의해 발신된 작동 챔버 명령 신호 데이터와 관련시킨다.

예측기 모듈은 유휴 사이클을 실행하기 위해 작동 챔버에 대한 120도의 크랭크샤프트 회전만큼 더 빠르게 명령 신호와 관련된 각각의 샘플링된 트렌드 신호가 포기되게 하며, 활성 사이클을 실행하기 위해 작동 챔버에 대한 명령 신호와 관련되는 각각의 샘플링된 트렌드 신호가 비교기 모듈로 출력되게 한다. 만약 120도 더 빠른 명령 신호가 작동 챔버가 활성 사이클을 겪게 하기 위한 것이라면, 트렌드 신호는 한계 값 이상이 될 것으로 예상될 것이다. 따라서, 비교기 모듈은 트렌드 신호의 허용 가능성을 결정하기 위해 각각의 수신되고 샘플링된 트렌드 신호를 한계 값과 비교한다.

샘플링된 트렌드 신호 값이 한계 값을 초과할 때, 프로세서는 관련된 작동 챔버가 작동 중이라고 결정한다(도 8에서 기호 "X"에 의해 표시된다). 샘플링된 트렌드 신호 값이 한계 값 이하일 때, 프로세서는 작동 챔버와 관련된 가능한 결함이 있다고 결정한다(기호 "0"에 의해 표시된다). 보여지는 예에서, 660도에서, 비교기 모듈은 한계 값에 대하여 샘플링된 트렌드 신호를 비교하며, 트렌드 신호 값이 한계 값 미만이므로, 허용 불가능하며, 작동 챔버(205)와 관련된 가능한 결함이 확인된다. 샘플링된 트렌드 신호 값이 한계 값을 초과하는지는 허용 가능한 기능의 기준의 일 예이다. 본 기술분야에서 숙련된 사람은 많은 대체 기준이 허용 가능한 기능의 기준으로 사용될 수 있으며 측정된 출력 값들의 다른 특성이 허용 가능한 기능의 기준에 대하여 테스트될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

몇몇 실시예들에서, 비교기 모듈과 예측기 모듈은 트렌드 신호 값들을 120도를 초과하거나, 120도 미만의 크랭크샤프트 회전만큼 더 빠르며/빠르거나 정수가 아닌 수의 시간 단계들만큼 더 빠르게 프로세서에 의해 발신된 작동 챔버 명령 신호 데이터와 연관시킬 수 있다. 예를 들면, 만약 유체 작동 기계가 부분 활성 사이클들을 생성하도록 작동 가능하다면, 트렌드 신호 값과 관련된 작동 챔버 명령 신호 데이터 사이의 크랭크샤프트 회전의 경과된 각도는 변경될 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 작동 챔버들이 사용 불가능한 것으로 간주되기 때문에(그리고 데이터베이스와 연이어지는 작동 시퀀스가 그에 따라 수정되기 때문에), 가능한 결함은 제어기가 작동 챔버나 챔버들과 관련된 결함이 있다는 것을 확인하기 전에 여러 번, 또는 특정 시간의 내에서 여러 번, 또는 특정 비율이나 진동수 이상으로 검출되어야 한다. 예를 들면, 몇몇 실시예들에서, 프로세서는 모든 신호와 각각의 작동 챔버의 활성 또는 부분 활성 사이클들과 관련된 샘플링된 트렌드 신호들만의 사이의 비교를 작동 챔버 데이터베이스에 출력하며, (결함이 유체 작동 기계의 어떤 다른 곳에서 일어났다는 것을 표시할 수 있는) 하나의 작동 챔버, 또는 몇몇의 작동 챔버들의 결함을 결정하기 위해 (예를 들면, 작동 챔버 체적의 두 개, 또는 다섯 개, 또는 그 이상의 활성 또는 부분 활성 사이클들 동안 저장될 수 있는) 각각의 작동 챔버들과 관련된 저장되고, 비교된 트렌드 데이터를 주기적으로 분석하도록 작동 가능하다. 따라서, 출력 파라미터의 측정은 작동 유체의 이전에 선택된 순 변위에 응답한다. 이 방법에 의해, 각각의 작동 챔버의 성능의 경향, 예를 들면, 누설되는 밸브나 시일과 같은 결함의 진행이 분석될 수 있으며, 요구되는 유지관리가 더 심각한 고장으로 발전되기 전에 확인될 수 있다.

대체 실시예들에서, 예측기 모듈은 각각의 샘플링된 트렌드 신호를 120도의 크랭크샤프트 회전만큼 더 빠르게 프로세서에 의해 발신되는 작동 챔버 명령 신호 데이터와 관련시키며 모든 데이터를 비교기 모듈에 출력하며, 비교기 모듈은 활성 (또는 부분 활성) 사이클과 관련된 데이터를 한계 값과 비교하도록 작동 가능하지만, 유휴 사이클과 관련된 데이터를 한계 값과 비교하기 위해 작동되지는 않는다.

몇몇 실시예들에서, 제어기에 의해 명령을 받지 않은 유체의 변위가 본 발명의 방법에 의해 검출되거나 검출 가능할 수 있다. 예를 들면, 방법은 활성적인 저압 밸브나 고압 밸브가 그렇게 하라는 명령 없이 폐쇄되는 중이거나 폐쇄되었거나, 또는 개방되는 중이거나 개방되었을 때를 검출하는 단계, 및 그에 따라 작동 기능의 요구 신호를 만족시키기 위해 제어기에 의한 명령을 받지 않은 하나 이상의 작동 챔버들에 의한 작동 유체의 변위를 야기하는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 이 전자적으로 제어 가능한 밸브들과 관련된 센서들에 의해 수신된 전자 (또는 다른) 신호들은 허용 가능한 기능의 기준을 만족시키지 못할 수 있다. 그 대신으로, 또는 그에 더하여, 방법은 유체 작동 기계의 측정된 출력 파라미터가 제어기에 의한 명령을 받지 않은 유체 변위를 지시하는 것, 예를 들면, 예상된 것보다 더 큰 측정된 출력 압력, 또는 한계 값을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.

결함 검출 방법은 몇몇 적용들에서 및 특정 작동 조건들에 대해 신뢰할 수 없을 수 있다. 따라서 긍정 오류나 부정 오류의 위험 때문에, 결함을 검출하는데 부적합한 작동 조건들이 있을 수 있다. 하나 이상의 이런 순응 회로들의 내부에 저장된 에너지의 양이 최대 용량에 가깝거나, 영에 가까운, 몇몇 시스템들, 특히 하나 이상의 작동 챔버들과 유체 부하 사이에 하나 이상의 대용량 순응 회로들을 가지는 것들에 대해 특히 유리한 실시예에서, 결함 검출 방법은 순응 회로에 의해 저장된 유압 에너지의 양이 부적합할 때 차단되거나 억제될 수 있다.

결함 검출 방법은 작동 기능을 수행하는데 이용 가능한 작동 챔버들이 특정 비율의 시간 이상으로 작동되는 중일 때, 즉, 작동 기능이 할당된 작동 챔버들(모든 작동 챔버들일 수 있는)이 요구 신호를 만족시키기 위해 최대 용량에서 또는 그에 가깝게 작동 중이거나, 또는 최대 용량의 미리 결정된 한계치의 이상이라면, 억제되거나 차단될 수 있다. 결함 검출 방법은 둘 이상의 작동 챔버가 특정 고압 매니폴드와 저압 매니폴드 사이의 작동 유체의 순 변위에 동시에 기여하는 중일 때 억제되거나 차단될 수 있다. 만약 수신된 요구 신호가 결함 검출 한계치를 초과하면, 예를 들면, 작동 기능을 수행하는데 이용 가능한 작동 챔버들의 변위의 최대 가능 비율의 15% 또는 32%이라면, 유체 작동 기계의 작동 조건은 결함 검출 방법을 수행하는데 부적합할 수 있다. 둘 이상의 전자석이 측정된 전류가 허용 가능한 기능의 기준을 만족하는지를 쉽게 결정하기 위해 동시에 작동될 때, 전자기 작동 밸브를 통한 전류의 측정을 포함하는 결함 검출 방법을 억제하는 것이 유리할 수 있다.

일 예가 고압 매니폴드에서 (또는 이와 관련된) 유체 압력과 관련된 출력 파라미터들을 측정하는 것에 대해 설명되는 반면에, 몇몇 실시예들에서, 압력 변화의 크기가 비례적으로 더 클 수 있으며 그에 따라 결함 검출의 방법이 보다 민감해질 수 있기 때문에, 저압 매니폴드에서 (또는 이와 관련된) 유체 압력과 관련된 출력 파라미터들의 측정이 유리할 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 작동 유체의 변위에 응답하는 유체 작동 기계의 측정된 출력 파라미터는 수신된 요구 신호에 응답하여 (고압 매니폴드 또는 저압 매니폴드로) 작동 챔버에 의해 연이어서 변위되도록, 하나의 저압 매니폴드로부터 작동 챔버로 유입되는 유체와 관련된 파라미터일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 파라미터는 유체 입력 및 유체 출력 모두와 관련될 수 있다.

측정된 출력 파라미터(예를 들면, 압력 측정)는 바람직하게는 작동 챔버들에 가깝게 만들어지며, 제어기는 매니폴드들을 통해 유체 압력의 전파에 의해 야기된 시간 지연(즉, 위상 관계)을 보상할 수 있다. 보상은 유체의 비선형 압축성과 유체 펄스의 비선형 중첩의 원인이 되는 것을 포함하는, 압력, 온도 및 샤프트 속도와 같은 작동 조건에 따라 변경될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예가 도 9에 도시된다. 유체 작동 기계의 작동은 도 8에 관련하여 위에 설명된 바와 같이 진행된다. 도 9의 예에서, 예측기 모듈은 (저장된 작동 챔버 명령 신호 데이터를 사용하여) 모든 작동 챔버들로부터 전체 예측 유동(314)을 결정하며, 작동 기능에 대해 고압 매니폴드로부터 나온 유체의 알려진 드레인을 사용하여, 예측기 모듈은 예상된 출력 압력을 결정하며, 이로부터, 예상된 출력 압력의 허용 가능한 범위의 상부 경계(336)와 하부 경계(338)를 결정한다.

측정된 출력 압력과 예상된 출력 압력의 허용 가능한 범위의 상부 경계 및 하부 경계가 도 9의 제1 좌표(330)에 대하여 표시된다. 출력 압력이 상부 경계와 하부 경계 사이로 떨어지는지는 허용 가능한 기능의 기준의 다른 예이다.

비교기 모듈은 측정된 출력 압력이 상부 경계나 하부 경계의 외측에 놓여 있는지를 주기적인 간격으로 검출하도록 작동 가능하다. 도 9에 도시된 예에서, 측정된 출력 압력은 점(340)에서 하부 경계의 아래로 떨어지며 기호 "0"에 의해 표시되는 바와 같이, 가능한 결함이 확인된다. 측정점들과 작동 챔버 명령 신호 데이터 사이의 위상 관계가 알려져 있을 때(이 예에서, 60도)에, 가능한 결함은 작동 챔버(205)와 관련될 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 위상 관계는 60도보다 크거나 작을 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 가능한 결함은 (예를 들면, 만약 위상 관계가 단일 잠재 결함이 다수의 작동 챔버들 또는 다수의 상이한 그룹의 작동 챔버들과 관련될 수 있을 정도이라면) 제어기가 작동 챔버나 챔버들과 관련된 결함이 있다는 것을 확인하기 전에 여러 번, 또는 특정 시간의 내에서 여러 번, 또는 특정 비율이나 진동수의 이상으로 검출되어야 한다.

상부 경계 또는 하부 경계는 예상된 압력으로부터의 고정되거나 변경 가능한 차이일 수 있다. 예상된 압력은, 예를 들면, 누설 및 유체의 압축성과 같은 모델 파라미터들의 부정확성을 정정하기 위해, 압력 트랜스듀서로부터 나온 실제 압력의 몇몇 피드백을 포함할 수 있다. 모델은 예를 들면 유체 시스템이나 유체 작동 기계의 컴플라이언스 또는 유체 임피던스를 학습하기 위해, 관찰에 근거하여 이의 파라미터들을 업데이트시키는 기계 학습 알고리즘을 포함할 수 있다.

도 10은 전자기 코일을 포함하며, 이 예에서 또한, 제어기가 그렇지 않으면 공급하였을 것보다 더 많은 전류를 코일로 제공하기 위해 증폭기(54)를 포함하는 작동 밸브를 모니터링하기 위한 밸브 모니터링 회로의 회로도이다. 12V 전력원(50)이 P-채널 FET(54)(증폭기로 작용하는)를 통해 코일(52)에 연결되며, FET는 56에서 연결되고 또한 감지 접합부(58)에 연결되는 인터페이스 회로(도시되지 않음)를 통해 제어기(12)(도 2)의 제어 하에 있다. 직렬의 플라이휠 다이오드(60)와 선택적인 전류-댐핑 제너 다이오드(62)가 코일의 둘레에 병렬의 전류 경로를 제공한다. 밸브 모니터링 회로가 64에 일반적으로 도시되며, 코일과 FET 노드에 연결되며, 보호 레지스터(70)에 의해 보호되는 바이어스 레지스터(72)에 의해 편향되는 레벨 시프팅 제너(68)에 의해 구동되는 인버팅 슈미트 트리거 버퍼(66)를 포함한다. 슈미트 트리거 출력 신호는 제어기에 대한 연결에 적합한 레일을 공급하는데 참조되며, 다이오드들(74, 76)(슈미트 트리거 장치에 내장될 수 있는)은 슈미트 트리거를 보호한다. 슈미트 트리거 입력장치와 보호 레지스터 사이에 있는 선택적인 커패시터(78)가 (보호 레지스터와 함께) 로우 패스 필터로 작용을 하며, 노이즈(예를 들면 PWM 노이즈)이 예상되는 경우에 유용하다. 제어기(12)는 시간, 위상(크랭크샤프트(8)의 회전에 대한) 및 회로의 출력의 길이를 측정하기 위해 슈미트 트리거에 연결된다.

작동 중에, 감지 접합부는 0V에 있으며 바이어스 레지스터는 슈미트 트리거의 입력을 레벨 시프팅 제너 다이오드의 3V의 값으로 끌어내며, 슈미트 트리거의 출력을 낮게 구동시킨다. 제어기가 관련된 밸브를 폐쇄하거나 개방하기 위해 FET를 활성화시킬 때, 감지 접합부는 12V에 있지만, 보호 레지스터는 손상으로부터 슈미트 트리거를 보호하며 이의 출력은 여전히 낮다. 제어기가 활성화 신호를 제거할 때, 플라이휠 다이오드와 전류 댐핑 제너 다이오드 및 코일의 유도 특성 때문에 감지 접합부의 전압은 대략 -21V로 떨어진다. 보호 레지스터는 슈미트 트리거가 레벨 시프팅 제너 후에 경험할 -18V 신호로부터 슈미트 트리거를 보호하지만, 슈미트 트리거는 이제 높은 신호를 출력한다. 유도 에너지가 소산된 후에, 슈미트 트리거 출력은 낮은 값으로 되돌아온다. 그러나, 만약 밸브가 이동되지 시작하면, 이 운동은 유도 효과를 통해 코일을 가로질러 전압을 생성할 것이며, 그에 따라 감지 접합부에서 음의 전압을 생성할 것이다. 슈미트 트리거는 제어기가 밸브 운동의 시간, 속도 또는 존재를 검출하기 위해 검출할 수 있으며/검출할 수 있거나 측정할 수 있는 높은 출력을 생성한다. 코일에 의해 발생된 유도 전압은 밸브 재료의 약간의 영구적인 자력에 기인하거나 바이어스 레지스터(72) 때문에 코일에서 순환되는 얼마간의 잔류 전류에 기인할 수 있다.

위의 회로에 의해, 제어기는 신호를 요구되는 길이, 위상 또는 시간 지연(허용 가능한 기능의 기준)과 비교하며, 작동 유체의 이전에 선택된 순 변위를 고려한 후에, 유체 작동 기계(예를 들면, 유체 작동 기계의 밸브 또는 작동 챔버)에 결함이 있는지를 추정하기 위해, HPV 또는 LPV가 재개방되는 때 및/또는 개방되는지 여부를 나타내는 신호(작동 유체의 이동에 응답하는 측정된 출력 파라미터)를 수신할 수 있다. 펌핑 사이클 후에, LPV는 TDC 직후에 재개방되어야 하며, 모터링 사이클 후에, 이는 BDC 직전에 개방되어야 하며, 펌핑 사이클이나 모터링 사이클 후에, HPV는 LPV가 폐쇄된 직후에 개방되어야 한다. 이들과 상이한 시간에 개방되는 HPV 또는 LPV가 모두 결함을 가리키는 것이 아니며, 결함은 검출된 개방 시간 또는 위상, 또는 검출의 부족으로부터 확인 가능하다. 예를 들면, 만약 LPV가 재개방되지 않는다면, 이는 이것이 결코 폐쇄되지 않기 때문이거나, 이것이 폐쇄된 상태로 고정되거나, 또는 HPV가 개방된 상태로 고정되었기 때문일 수 있다. 결함 확인 과정을 포함하는 다른 테스트들은 결함의 정확한 원인을 결정할 수 있다.

밸브 모니터링 장치들은 밸브에 통합되거나, 또는 밸브 솔레노이드와 물리적으로 분리되고 유선으로 통신하는 것을 포함하는 수많은 방식으로 수행될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 밸브 운동을 검출하는 다른 메커니즘들, 예를 들면, 여기 AC 신호 또는 펄스를 코일에 적용하며 밸브가 이동될 때 코일(52)의 인덕턴스의 변화를 검출하거나, 그의 공진 주파수 및 Q 가 밸브의 위치와 함께 변하는 LC 회로를 생성하기 위해 직렬이나 병렬의 커패시터를 포함하는 것이 본 기술분야에서 숙련된 사람들에게 명백할 것이다.

제어기는 이것이 센서로부터 수신하는(또는 예상된 때, 수신하지 못하는) 얼마간의 높거나 낮은 신호들에 응답하여 거부하거나 그렇지 않으면 작동되지 않는 것이 필요할 수 있다. 예를 들면, 코일(52)의 어느 한 단부에 대한 전압 변화는 아무것도 일어나지 않았을 때에 밸브 운동을 검출하며 이것이 일어났을 때에 밸브 운동을 검출하지 못하는 것을 포함하는, 판독 오류를 야기할 수 있다. 그러므로 제어기는 바람직하게는 예상되지 않은 시간에 수신되거나, 밸브 운동의 올바르고 정확한 측정을 방해하는 것으로 알려진 다른 이벤트와 서로 관련되는 신호에 응답하여 거부하거나 그렇지 않으면 작동되지 않도록 하기 위해 작동 가능하다. 예를 들면, 통상의 0V 라인을 코일(52)과 공유하는 유체 작동 기계의 다른 코일들의 활성화는 감지 접합부(58)에서 전압을 상승시킬 수 있다. 따라서, 만약 다른 코일이 코일(52)의 운동과 동시에 활성화된다면, 감지 접합부(58)에서의 전압이 충분히 낮게 떨어지지 않을 것이기 때문에 센서는 코일(52)의 운동을 검출할 수 없다.

몇몇 작동 조건에서, 측정된 출력 파라미터는 둘 이상의 작동 챔버로부터 이전에 변위된 유체에 크게 의존하며, 방법은 이 작동 챔버의 결함을 검출할 때에, 둘 이상의 이전의 작동 챔버에 의해 변위된 유체를 고려하는 단계를 포함할 수 있다.

도 11은 둘 이상의 작동 챔버에 의한 작동 유체의 이전에 선택된 순 변위를 고려하는 방법과 사용하기 위해, 작동 챔버들(201, 204, 205 및 206)(및 어쩌면 202 및 203)이 요구 신호를 만족시키는데 이용 가능한 유체 작동 기계의 정상 작동 중에 기록되는 데이터 스토어이다. 유체 작동 기계(100)의 작동 챔버(201)의 결함이 세 개의 이전의 작동 챔버들(204, 205 및 206)에 의한 유체의 이전에 선택된 변위를 고려하여 검출된다. 도 11에서, 숫자 "1"은 개개의 작동 챔버의 활성 사이클의 제어기에 의한 선택의 기록을 나타내며 숫자 "0"은 유휴 사이클의 선택의 기록을 나타낸다. 작동 챔버(201)로 결함을 검출하기에 적당한 시간에(일반적으로, 90도의 추가적인 크랭크샤프트 회전에 상응하는 시간에) 트렌드 데이터(332) 또는 추정된 출력 파라미터(328)를 샘플링할 때에, 제어기는 샘플링된 트렌드 신호나 비교기 출력(또는, 대체 실시예들에서, 다른 출력 파라미터)을 칼럼(△P)의 아래에 있는 적당한 칸에 저장하거나 축적한다. 도 11에서, xn(n = 1, 2, 3…)값 및 yn(n= 1, 2, 3…)값은 각각 작동 챔버(201)의 유휴 사이클과 활성 사이클을 실행하기 위해 제어기에 의해 발신된 명령을 따르는 측정된 트렌드 신호 값들이다.

트렌드 신호 값(y3)은 유휴 사이클들을 실행하도록 작동 챔버들(204 및 206)에 대한 명령 및 활성 사이클을 실행하도록 작동 챔버(205)에 대한 명령을 따르는 작동 챔버(201)의 더 이른 활성 사이클에 대한 발신된 명령을 가지는 제어기에 상응한다. 유사하게, 트렌드 신호 값(y2)은 작동 챔버들(204 및 205)의 더 이른 유휴 사이클들에 대한 명령, 및 작동 챔버(206)의 활성 사이클에 대한 명령을 따르는 작동 챔버(201)의 활성 사이클에 대해 발신된 명령을 따라 기록된다. 상응하는 트렌드 값들(x3 및 x2)은 작동 챔버들(204, 205 및 206)의 활성 사이클 및 유휴 사이클의 유사한 시퀀스들을 따라 유휴 사이클들을 실행하기 위해 작동 챔버(201)에 대해 제어기에 의해 발신된 명령을 따라 기록된다.

챔버(201)에 결함이 있는지를 진단하는 방법은 만약 작동 챔버(201)가 정상적으로 기능을 하는 중이라면 y3와 x3 사이의 상대적인 트렌드가 예상된 것과 같은지를 결정하기 위해 (제어기에 의해) y3를 x3(단지 평가되는 작동 챔버(201)의 활성화에서만 다른)와 및/또는 y2를 x2(그러나, y2를 x3와 또는 y3를 x2와 비교하는 것이 아니며, 보다 일반적으로 yn을 xm과 비교하는 것이 아님, 여기서 m ? n)와 비교하는 단계를 포함한다. 예를 들면, 일반적으로, 만약 작동 챔버(201)가 올바르게 작동되는 중이라면, y3는 x3보다 더 높은 트렌드 값을 가질 것이며, 반면에 만약 작동 챔버(201)가 결함을 가진다면, y3과 x3은 매우 유사할 것이다. 이전의 작동 챔버 활성화의 몇몇 패턴들은 신뢰할만한 결함 검출을 제공하지 않을 수 있으며, 제어기는 하나 이상의 xN과 yN(여기서 N ∈ [1..8])을 비교하지 않도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 몇몇 실시예들에서, 작동 챔버(206)(이 조합에 대해 201에 앞서 항상 작동되는)의 효과가 작동 챔버(201)에 대한 결함 검출이 신뢰될 수 없게 하기 때문에, 제어기는 x2와 y2를, 또는 x4와 y4를, 또는 x6과 y6을, 또는 x8과 y8을 비교하지 않도록 구성될 수 있다. 몇몇 시스템들에서, 무시된 조합들은 전체 유동과 관련될 수 있으며, 예를 들면, 유량이 신뢰할만한 검출을 하기에는 너무 높기 때문에, 제어기는 x7과 y7을 또는 x8과 y8을 비교하지 않도록 구성될 수 있다.

따라서, 둘 이상의 작동 챔버로부터 이전에 변위된 유체를 고려하는 방법은 더 넓은 범위의 조건 하에서, 예를 들면 트렌드 신호(또는 비교 값)가 한계 값의 아래로 떨어지지 않는(또는 아직 떨어지지 않은) 경우에(즉, xN과 yN 모두가 한계 값 이상인 경우에), 결함의 검출을 가능하게 할 수 있다. 따라서, 둘 이상의 작동 챔버로부터 이전에 변위된 유체를 고려하는 방법은 허용 가능한 기능의 기준이 유휴 상태인 작동 챔버와 비교하여, 활성이며, 결함에 대해 평가되는 작동 챔버에 기인한 유체 작동 기계의 출력 파라미터들에 대한 효과를 판정하며, 작동 챔버의 활성화(또는 유휴화) 전의 시스템 상태가 그렇지 않으면 실질적으로 동일하게 되는 것을 의미한다.

허용 가능한 기능의 기준이 결함에 대해 평가되는 작동 챔버 이외의 작동 챔버들의 선택된 변위를 고려하지 않은 도 8 및 도 9에 대해 설명되는 방법과 비교되는, 결함에 대해 평가되는 작동 챔버 이외의 작동 챔버들의 선택된 변위를 고려하는, 몇몇의 작동 조건에 대한, 이점은, 유체 작동 시스템의 동력으로 인해, 결함에 대해 평가되는 작동 챔버에 관련해서, 그렇지 않으면 측정된 트렌드 값이나 비교 값을 간섭하였을 다른 작동 챔버들의 더 이른 활성 사이클들의 효과를 제거하는(또는 실질적으로 감소시키는) 것이 가능하다는 것이다.

특히, 어떤 작동 챔버들을 활성화할 것인지 그리고 얼마나 많은 유체를 이들이 변위시킬 것인지를 선택하는 알고리즘들은 어떤 주어진 작동 챔버의 활성화의 이전의 활성화 패턴이 논랜덤(non-random)이 되게 한다. 따라서, 작동 챔버 활성화의 효과가 상사점에 도달하는 인접한 작동 챔버들 사이의 간격보다 더 오래 지속되기 때문에, 결함에 대해 평가되는 작동 챔버가 사용되는지의 여부에 관계없이, 결함(이전의 작동 챔버들에 의해 야기된)에 대해 평가되는 어떤 특정한 작동 챔버의 측정된 트렌드에 대한 일정한 논랜덤 효과가 있다. 논랜덤 효과들은 상이한 작동 조건들(예를 들면, 압력)에 따라 변할 것이며, 그래서 허용 가능한 기능의 기준을 구성하는 트렌드 또는 비교는 또한 상이한 작동 조건들로 변경되어야 할 것이다. 그러나, 이와 같은 작동 조건에 민감한, 허용 가능한 기능의 기준은 사전에 신뢰할만하게 고안하기 어려우므로, 결함에 대해 평가되는 작동 챔버 이외의 작동 챔버들에 의한 이전에 선택된 변위를 설명하는, 바로 설명된 방법이 결함이 있는지를 신뢰할만하게 결정하기 위해 몇몇 상황에서 필요하며, 그러므로 또한 결함 검출의 방법이 훨씬 더 넓은 범위의 작동 조건에 걸쳐서 신뢰할만하게 실시되는 것을 가능하게 할 수 있다.

대체 실시예에서, 하나 이상의 추가적인 이전의 작동 조건이 고려될 수 있다. 몇몇의 유체 작동 기계에 대해, 또는 몇몇의 조건에서, 유체 압력 또는 크랭크샤프트 회전 속도는 측정된 트렌드나 비교에 영향을 끼칠 수 있으며, 그러므로 추가적인 이전의 작동 조건은 작동 유체 압력이 특정(어쩌면 좁은) 범위 내에 놓여 있으며 속도가 특정(어쩌면 좁은) 범위 내에 놓여 있다는 것일 수 있으며, 그러므로 비교되는 xN과 yN 트렌드 값이나 비교 값이, 다른 이전의 작동 조건이 각각 개개의 활성/유휴 사이클이 실행될 때 또한 동일한 것(또는 이 범위들 내에 있는 것)이 되었을, 이전의 작동 챔버들의 유휴/활성 사이클들의 동일한 패턴으로부터 발생된다. 예를 들면, 도 11에 도시된 데이터 스토어에 상응하는 데이터 스토어는 각각의 추가적인 이전의 작동 조건과 관련된 추가적인 2진 데이터를 포함할 것이다(즉, 각각의 작동 챔버(201, 204, 205, 206)와 관련된 두 개의 추가적인 칼럼들의 각각에 있는 '1'은 압력과 속도 각각이 이들의 범위들 내에 있다는 것을 나타낼 것이며, '0'은 이들이 범위 내에 있지 않다는 것을 나타낼 것이다). 유사하게, 데이터 스토어의 열들의 개수인 N은 더 높아질 것이다(유휴/활성 사이클들의 시퀀스들, 및 속도와 유체 압력의 이전의 작동 조건의 범위 내의 값 또는 범위 외의 값의 시퀀스들 모두의 조합을 반영하기 위해, 본 예에서 4배 더 높음). 그러므로, 비교되는 축적된 트렌드 값들(xm과 ym)은 압력과 속도 범위들의 동일한 시퀀스들뿐만 아니라 이전의 작동 챔버 활성화의 어떤 조합과 관련될 것이다. 따라서, 결함 검출은 (예를 들면) 낮은 속도 및/또는 압력에서 기록되는 xn 값을 높은 속도 및/또는 압력에서 기록되는 yn 값과 비교하는 것보다 신뢰할만하게 될 수 있다. 게다가, m의 어떤 값들은 이들이 신뢰되지 못할 수 있다는 것에 근거하여 비교로부터 제외될 수 있다.

다른 변형들 및 변경이 여기에 개시되는 본 발명의 범위 내에서 만들어질 수 있다.

Claims (18)

1. 주기적으로 변하는 체적의 복수의 작동 챔버들을 포함하는 유체 작동 기계를 작동시키는 방법으로서, 각각의 상기 작동 챔버는 작동 챔버 체적의 각각의 사이클에 대해 선택 가능한 작동 유체의 체적을 변위시키기 위해 작동 가능하며, 상기 방법은 수신된 요구 신호에 응답하여 작동 기능을 수행하기 위해 작동 챔버 체적의 각각의 사이클 중에 하나 이상의 상기 작동 챔버들에 의해 변위되는 작동 유체의 체적을 선택하는 단계를 포함하며, 상기 작동 기능을 수행하기 위해 유체를 변위시키기 위해서 다른 상기 작동 챔버들의 이용 가능성을 고려하여 작동 챔버 체적의 사이클 중에 작동 챔버에 의해 변위되는 작동 유체의 상기 체적을 선택하는 단계를 특징으로 하는 유체 작동 기계를 작동시키는 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 유체 작동 기계는 제어기, 및 저압 매니폴드와 고압 매니폴드에 대한 상기 개별 작동 챔버의 연결을 조절하도록 작동 가능한 각각의 상기 작동 챔버와 관련된 적어도 하나의 밸브를 포함하며, 각각의 상기 작동 챔버와 관련된 상기 적어도 하나의 밸브는 작동 챔버 체적의 사이클 중에 변위되는 작동 유체의 체적을 선택하기 위해 상기 제어기의 능동 제어 하에 전자적으로 제어 가능하며, 상기 제어기는 상기 요구 신호를 수신하며 상기 수신된 요구 신호에 응답하여, 작동 챔버 체적의 각각의 사이클 상의 상기 작동 챔버들 중 하나 이상에 의한 유체의 변위를 선택하기 위해, 작동 챔버 체적의 사이클들에 대한 위상 관계로, 상기 전자적으로 제어 가능한 밸브를 능동적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 유체 작동 기계를 작동시키는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 각각의 작동 챔버들의 상태를 측정하는 단계 및 이에 응답하여 각각의 상기 작동 챔버의 이용 가능성을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 작동 기계를 작동시키는 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 작동 챔버는 상기 작동 챔버와 관련된 결함이 있다는 검출에 응답하여 이용 불가능한 것으로 간주되는 것을 특징으로 하는 유체 작동 기계를 작동시키는 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 작동 챔버는 상기 작동 챔버에 상기 작동 기능 이외의 작동 기능이 할당될 때에 이용 불가능한 것으로 간주되는 것을 특징으로 하는 유체 작동 기계를 작동시키는 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 유체 작동 기계는 하나 이상의 포트들을 포함하며, 상기 포트들 중의 하나 이상은 작동 기능과 관련되며,상기 유체 작동 기계는 상기 작동 기능을 수행하기 위해 하나의 그룹의 상이한 유체 경로들 중에서 선택 가능한 하나의 유체 경로를 따라 작동 유체를 유도하도록 구성될 수 있으며, 상기 그룹의 상이한 유체 경로들의 각각의 유체 경로는 하나 이상의 상기 포트들과 하나 이상의 작동 챔버들 사이에서 연장되며, 만약 상기 선택된 유체 경로가 상기 작동 기능과 관련된 상기 하나 이상의 포트들과 상기 작동 챔버 사이에서 연장된다면 상기 작동 챔버에는 상기 작동 기능이 할당되는 것을 특징으로 하는 유체 작동 기계를 작동시키는 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서,
   작동 챔버 체적의 개개의 사이클 중에 제1의 상기 작동 챔버에 의해 변위되는 유체의 양이 제2의 상기 작동 챔버가 상기 작동 기능을 수행하기 위해 이용 가능하였을 경우보다 더 많은 것을 특징으로 하는 유체 작동 기계를 작동시키는 방법.
8. 제7항에 있어서,
   각각의 상기 작동 챔버는 상기 챔버가 작동 유체의 순 변위를 만드는 활성 사이클 또는 상기 챔버가 작동 유체의 순 변위를 실질적으로 만들지 않는 유휴 사이클을 수행하기 위해 작동 챔버 체적의 각각의 사이클 상에 작동 가능하며, 적어도 몇몇의 경우에, 제1 작동 챔버는 제2 작동 챔버의 이용 불가능성의 결과로서 유휴 사이클 대신에 활성 사이클을 수행하는 것을 특징으로 하는 유체 작동 기계를 작동시키는 방법.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
   상기 제1 작동 챔버의 체적 사이클들은 상기 제2 작동 챔버의 체적 사이클들보다 빠르거나 늦게 위상이 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 작동 기계를 작동시키는 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신된 요구 신호에 의해 지시되는 요구가 충분히 낮을 때에, 상기 작동 기능을 수행하는데 이용 가능한 상기 작동 챔버들 중의 적어도 하나에 의해 변위되는 유체의 상기 선택된 체적은 작동 챔버 체적의 적어도 몇몇의 사이클들에 대해 실질적으로 영인 것을 특징으로 하는 유체 작동 기계를 작동시키는 방법.
11. 제어기 및 주기적으로 변하는 체적의 복수의 작동 챔버들을 포함하며, 각각의 상기 작동 챔버는 작동 챔버 체적의 각각의 사이클 상의 상기 제어기에 의해 선택 가능한 작동 유체의 체적을 변위시키도록 작동 가능하며, 상기 제어기는 수신된 요구 신호에 응답하여 작동 기능을 수행하기 위해 작동 챔버 체적의 각각의 사이클 상의 하나 이상의 상기 작동 챔버들에 의해 변위되는 작동 유체의 체적을 선택하도록 작동 가능한 유체 작동 기계로서 상기 작동 기능을 수행하기 위해 유체를 변위시키기 위해서 다른 상기 작동 챔버들의 이용 가능성을 고려하여 작동 챔버 체적의 사이클 상의 작동 챔버에 의해 이동되는 작동 유체의 체적을 선택하도록 작동 가능한 상기 제어기를 특징으로 하는 유체 작동 기계.
12. 제11항에 있어서,
    작동 챔버 상태 검출 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 작동 기계.
13. 유체 작동 기계의 복수의 작동 챔버들의 상대적인 위상을 지정하는 작동 챔버 데이터베이스,
    요구 신호를 수신하기 위한 요구 입력장치,
    유체 작동 기계의 상기 작동 챔버들의 체적 사이클들의 위상을 가리키는 위상 신호를 수신하기 위한 위상 입력장치,
    상기 복수의 작동 챔버들 중의 어느 것이 이용 가능한지를 지정하는 작동 챔버 이용 가능성 데이터, 및
    상기 수신된 위상 신호, 상기 수신된 요구 신호 및 상기 작동 챔버 이용 가능성 데이터를 고려하여 작동 챔버 체적의 각각의 사이클 상의 상기 작동 챔버 데이터베이스에 의해 지정되는 각각의 복수의 작동 챔버들에 의해 이동되는 작동 유체의 체적을 선택하도록 작동 가능한 변위 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 작동 기계 제어기.
14. 제13항에 있어서,
    상기 각각의 작동 챔버의 상태를 주기적으로 결정하며 만약 상기 작동 챔버가 올바르지 않게 작동하고 있다고 결정되면 상기 작동 챔버를 이용 불가능한 것으로 간주하도록 작동 가능한 것을 특징으로 하는 유체 작동 기계 제어기.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 작동 챔버에 할당된 상기 작동 기능의 변화에 응답하여 작동 챔버에 관한 상기 이용 가능성 데이터를 수정하도록 작동 가능한 것을 특징으로 하는 유체 작동 기계 제어기.
16. 제13항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 변위 제어 모듈은 밸브 제어 신호의 타이밍을 결정함으로써 각각의 상기 복수의 작동 챔버들에 의해 변위되는 작동 유체의 체적을 선택하도록 작동 가능한 것을 특징으로 하는 유체 작동 기계 제어기.
17. 유체 작동 기계 제어기에서 실행될 때, 제13항 내지 제16항 중의 어느 한 항의 상기 유체 작동 기계 제어기의 상기 변위 제어 모듈로서 기능을 하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 코드.
18. 제17항에 따른 컴퓨터 프로그램 코드를 그 위에 또는 그 내부에 가지는 것을 특징으로 하는 캐리어.

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