JP5711208B2 - 流体作動機械バルブタイミング - Google Patents
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Description
ここで、以下の図を参照して本発明の例示的実施形態を説明する。
Claims (47)
- 流体作動機械の制御方法であって、前記流体作動機械が、容積が周期的に変化する作動チャンバと、低圧マニホルド及び高圧マニホルドと、前記低圧マニホルドと前記作動チャンバとの間の連通を調整するための低圧バルブと、前記高圧マニホルドと前記作動チャンバとの間の連通を調整するための高圧バルブと、1つ又は複数の前記バルブをアクティブに制御して前記作動チャンバによる正味の流体吐出量をサイクルベースで決定する制御器とを含み、前記低圧バルブ及び前記高圧バルブの少なくとも一方が、作動チャンバ容積のサイクルに対する開放又は閉鎖のタイミングを変えることができる可変タイミングバルブである、方法において、前記方法が、作動チャンバ容積の初期サイクルの間に前記流体作動機械の性能のうちの1つ又は複数の特性を計測するステップと、前記初期サイクルの間に計測された前記1つ又は複数の特性を考慮して、作動チャンバ容積の後期サイクルの間に前記可変タイミングバルブの開放又は閉鎖のタイミングを制御するステップとを含むことを特徴とする、方法。
- 前記方法が流体作動機械のモータ運転サイクルをアクティブに制御する方法であり、前記可変タイミングバルブが前記高圧バルブである、請求項1に記載の方法。
- 前記可変タイミングバルブが前記低圧バルブである、請求項1に記載の方法。
- 前記方法が、前記低圧バルブ及び前記高圧バルブの少なくとも一方の開放又は閉鎖に関するパラメータを監視するステップを含み、少なくとも1つの計測特性が監視されるバルブの開放又は閉鎖に関係する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記可変タイミングバルブが前記低圧バルブ及び前記高圧バルブのうちの一方であり、前記監視されるバルブが前記低圧バルブ及び前記高圧バルブのうちの他方である、請求項4に記載の方法。
- 前記監視されるバルブが前記可変タイミングバルブである、請求項4に記載の方法。
- 前記監視されるバルブの開放又は閉鎖に関する1つ又は複数のパラメータが、前記監視されるバルブが前記作動チャンバ容積の初期サイクルの間に開放するかどうか、前記監視されるバルブが前記作動チャンバ容積の初期サイクルの間に閉鎖するかどうか、前記監視されるバルブが前記作動チャンバ容積の初期サイクルの間にいつ開放するか、前記監視されるバルブが前記作動チャンバ容積の初期サイクルの間にいつ閉鎖するか、前記作動チャンバ容積の初期サイクルの間の前記監視されるバルブの開放速度、又は前記作動チャンバ容積の初期サイクルの間の前記監視されるバルブの閉鎖速度の1つ又は複数を含む、請求項4〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記監視されるバルブの開放又は閉鎖に関する1つ又は複数のパラメータが、前記低圧マニホルドの圧力、前記高圧マニホルドの圧力、前記作動チャンバの圧力、作動チャンバ容積のサイクルと機械的に連係したシャフトのトルク、又はそれらの変化量の1つ又は複数から決定される、請求項4〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記可変タイミングバルブが前記低圧バルブ及び前記高圧バルブの一方であり、前記方法が、前記作動チャンバ容積の初期サイクルの間、前記制御器によって前記低圧バルブ及び前記高圧バルブの他方の閉鎖が生じた後、且つ前記可変タイミングバルブの開放が完了する前に起こる1つ又は複数のイベントを監視するステップを含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記1つ又は複数の計測特性が、前記他方のバルブの閉鎖後、且つ続く前記可変タイミングバルブの開放前の1つ又は複数の時点における、前記作動チャンバ内の圧力の変化率を含む、請求項9に記載の方法。
- 前記制御器が必要に応じていつ信号を送り、送るのを止め、又は変更し、それにより前記可変タイミングバルブの開放又は閉鎖のタイミングを制御するかを決定するとき、前記可変タイミングバルブが開放又は閉鎖するのに必要な時間が考慮される、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記可変タイミングバルブを開放又は閉鎖に付勢するため、又は前記可変タイミングバルブを開放又は閉鎖されたまま保つためにバルブ部材に加えられる開放力又は閉鎖力の大きさもまた、前記初期サイクルの間に計測された前記1つ又は複数の特性を考慮して制御される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記可変タイミングバルブを開放又は閉鎖するタイミングが、前記作動チャンバに関連する計測パラメータの現在値をさらに考慮して決定される、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記低圧バルブ及び前記高圧バルブの一方又は双方が、ソレノイドを含む電磁操作式バルブであり、前記方法が、前記ソレノイドの少なくとも1つの電気特性を計測することにより前記1つ又は複数の計測特性の少なくとも1つを得るステップを含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記1つ又は複数の計測特性のうちの少なくとも1つを考慮して、前記低圧バルブ又は前記高圧バルブの少なくとも一方が開放又は閉鎖の一方又は双方を行うために必要な時間を推定するステップと、前記推定された時間を考慮して前記可変タイミングバルブの開放又は閉鎖のタイミングを決定するステップとをさらに含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記流体作動機械の性能の1つ又は複数の特性の計測値が選択的に考慮される、請求項1〜15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記可変タイミングバルブが前記低圧バルブ及び前記高圧バルブの一方であり、前記可変タイミングバルブを閉鎖するタイミングが、作動チャンバ容積の同じサイクルにおいて後に前記低圧バルブ及び前記高圧の他方が開放不能となるのを回避しながら、前記流体作動機械の効率及び円滑さの一方又は双方を最大化するように最適化される、請求項1〜16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記流体作動機械が複数の作動チャンバを含み、第1の作動チャンバに関連する前記可変タイミングバルブのタイミングを制御するときに考慮される前記1つ又は複数の計測特性が、前記流体作動機械の第2の作動チャンバの機能のうちの少なくとも1つの計測特性を含む、請求項1〜17のいずれか一項に記載の方法。
- 作動チャンバ容積のサイクルに対して、前記低圧又は高圧バルブのアクティブに制御される開放又は閉鎖のタイミングを変化させるステップと、作動チャンバ容積の少なくとも1つの初期サイクルの間に前記アクティブに制御された開放又は閉鎖の各々に続いて前記流体作動機械の性能の1つ又は複数の特性を計測するステップと、前記アクティブに制御された開放又は閉鎖のタイミングに応じた前記1つ又は複数の特性の応答に関するデータを格納するステップと、前記作動チャンバ容積の後期サイクルの間における前記可変タイミングバルブの開放又は閉鎖のタイミングを決定するとき前記格納されたデータを考慮するステップとを含む、請求項1〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 容積が周期的に変化する作動チャンバと、低圧マニホルド及び高圧マニホルドと、前記低圧マニホルドと前記作動チャンバとの間の連通を調整するための低圧バルブと、前記高圧マニホルドと前記作動チャンバとの間の連通を調整するための高圧バルブと、前記低圧バルブ及び前記高圧バルブの一方又は双方をアクティブに制御して前記作動チャンバによる正味の流体吐出量をサイクルベースで決定するように動作する制御器とを含み、前記低圧バルブ及び前記高圧バルブの少なくとも一方が、作動チャンバ容積のサイクルに対する開放又は閉鎖のタイミングを変えることができる可変タイミングバルブである、流体作動機械であって、前記流体作動機械の性能のうちの1つ又は複数の特性を計測するための1つ又は複数の計測装置と、作動チャンバ容積の初期サイクルの間に前記1つ又は複数の計測装置により計測された特性を考慮して、前記可変タイミングバルブの開放又は閉鎖のタイミングを決定するように動作するタイミング調整器とを特徴とする、流体作動機械。
- 流体作動機械の制御器上で実行されると、前記制御器による請求項1〜19のいずれか一項に記載の方法の実行をもたらすプログラムコードを含むコンピュータソフトウェア。
- コンピュータ上で実行されると、請求項1〜19のいずれか一項に記載の方法により開放又は閉鎖がアクティブに制御される低圧又は高圧バルブを有する流体作動機械の動作の、前記コンピュータによるシミュレートをもたらすプログラムコードを含むコンピュータソフトウェア。
- 請求項21又は22に記載のコンピュータソフトウェアを格納するコンピュータ可読データ記憶媒体。
- 流体作動機械の制御方法であって、前記流体作動機械が、容積が周期的に変化する作動チャンバと、低圧マニホルド及び高圧マニホルドと、前記低圧マニホルドと前記作動チャンバとの間の連通を調整するための低圧バルブと、前記高圧マニホルドと前記作動チャンバとの間の連通を調整するための高圧バルブと、前記高圧マニホルド中の流体の検知圧力を計測するための圧力センサと、1つ又は複数の前記バルブをアクティブに制御して前記作動チャンバによる正味の作動流体吐出量をサイクルベースで決定し、且つ前記検知圧力を受け取るように動作する制御器とを含み、前記低圧バルブ及び前記高圧バルブの少なくとも一方は、作動チャンバ容積のサイクルに対する開放又は閉鎖のタイミングを前記検知圧力と関係付ける較正関数に従い前記作動チャンバ容積のサイクルに対する開放又は閉鎖のタイミングが変化する可変タイミングバルブである、方法において、
前記制御器が、使用中に変化する追加のパラメータに応答して前記較正関数を修正することにより、前記使用中に変化する追加のパラメータに起因して可変タイミングバブルを開放または閉鎖する正確なタイミングに変動があった場合に、各サイクル中の流体の吐出容積を他の場合と比べてより正確に特定することが可能になることを特徴とする、流体作動機械の制御方法。 - 前記可変タイミングバルブが前記低圧バルブであり、及び前記作動チャンバが作動流体の目標正味容積を置換するのに適切な時期に前記低圧バルブが閉鎖するように、前記較正関数が前記検知圧力を前記流体作動機械のポンプ運転又はモータ運転サイクル中における前記低圧バルブの閉鎖のタイミングと関係付ける、請求項24に記載の流体作動機械の制御方法。
- 前記可変タイミングバルブが前記高圧バルブであり、及び前記作動チャンバが作動流体の目標正味容積を置換するのに適切な時期に前記高圧バルブが閉鎖するように、前記較正関数が前記検知圧力を前記流体作動機械のモータ運転サイクル中における前記高圧バルブの閉鎖のタイミングと関連付ける、請求項24又は25に記載の流体作動機械の制御方法。
- 前記可変タイミングバルブが前記低圧バルブであり、及び前記較正関数が、前記作動チャンバと前記高圧マニホルドとの間の圧力を等しくするには十分に上死点(TDC)より手前であるが、前記作動チャンバが相当量の作動流体を前記高圧マニホルドに放出するほどTDCから手前に離れ過ぎることはない低圧バルブの閉鎖を確実にするため、前記検知圧力を前記流体作動機械のモータ運転サイクル中における前記低圧バルブの閉鎖のタイミングと関連付ける、請求項24〜26のいずれか一項に記載の流体作動機械の制御方法。
- 前記可変タイミングバルブが前記高圧バルブであり、及び前記較正関数が、前記作動チャンバと前記低圧マニホルドとの間の圧力を等しくするには十分に下死点(BDC)より手前であるが、前記作動チャンバが相当量の作動流体を前記高圧マニホルドから受け入れることができないほどBDCから手前に離れ過ぎることはない前記高圧バルブの閉鎖を確実にするため、前記検知圧力を前記流体作動機械のモータ運転サイクル中における前記高圧バルブの閉鎖のタイミングと関係付ける、請求項24〜27のいずれか一項に記載の流体作動機械の制御方法。
- 前記追加のパラメータが前記作動流体の1つ又は複数の特性の計測値である、請求項24〜28のいずれか一項に記載の流体作動機械の制御方法。
- 前記作動流体の当該の又はある前記特性が、前記作動流体の温度であるか、又は前記作動流体の圧縮率に関する計測値である、請求項29に記載の流体作動機械の制御方法。
- 前記作動流体の圧縮率に関する前記計測値が、前記作動流体中の混入気体を考慮して決定される、請求項30に記載の流体作動機械の制御方法。
- 前記追加のパラメータが、前記流体作動機械の動作の特性の計測値から求められる、請求項24〜31のいずれか一項に記載の流体作動機械の制御方法。
- 前記追加のパラメータが、前記流体作動機械の前記作動チャンバのサイクル速度である、請求項24〜32のいずれか一項に記載の流体作動機械の制御方法。
- 前記作動チャンバによる実際の時間平均正味流体吐出量が、作動チャンバ容積のサイクルに対して前記可変タイミングバルブを作動させることにより生じる前記作動チャンバによる目標時間平均正味流体吐出量と実質的に同じであるかどうかに応じて前記較正関数が変化する、請求項24〜33のいずれか一項に記載の流体作動機械の制御方法。
- 時間平均正味流体吐出量の前記実際値と前記目標値とが実質的に同じであるかどうかが、前記検知圧力に応じて決定される、請求項34に記載の流体作動機械の制御方法。
- 前記流体作動機械の動作の特性の前記計測値が、1つ又は複数のバルブのパッシブな開放の1つ又は複数の特性の計測値である、請求項33に記載の流体作動機械の制御方法。
- 前記流体作動機械の動作の特性の前記計測値が、前記作動チャンバによる正味の流体吐出量に応じた検知圧力の変化率の計測値である、請求項33に記載の流体作動機械の制御方法。
- 前記流体作動機械が、前記作動チャンバ容積のサイクルと動作可能に連係する回転自在シャフトの角度位置を決定するためのシャフトセンサを含み、前記制御器が、前記シャフトセンサからシャフト角度の計測値を受け取るように動作する、請求項24〜37のいずれか一項に記載の流体作動機械の制御方法。
- 前記較正関数が、前記回転自在シャフトの回転に対して計測されるタイミング角度成分及び時間オフセット成分のうちの1つ又は複数を決定する、請求項38に記載の流体作動機械の制御方法。
- 前記流体作動機械が、前記制御器と通信するメモリであって、使用中に前記制御器により読み出されるデータを格納するメモリを含む、請求項24〜39のいずれか一項に記載の流体作動機械の制御方法。
- 前記制御器が、前記格納データと前記流体作動機械の現在の動作条件とを参照して1つ又は複数のさらなるパラメータを計算し、及び前記さらなるパラメータを前記較正関数と組み合わせることにより、作動チャンバ容積のサイクルに対する前記可変タイミングバルブの開放又は閉鎖のタイミングを決定する、請求項40に記載の流体作動機械の制御方法。
- 前記可変タイミングバルブの開放又は閉鎖が、前記可変タイミングバルブに対する信号の一定遅延時間後に起こり、前記制御器が、前記さらなるパラメータから前記遅延時間を計算し、前記遅延時間を考慮した前記信号のタイミングにより前記可変タイミングバルブの開放又は閉鎖のタイミングを制御する、請求項41に記載の流体作動機械の制御方法。
- 前記較正関数が、1つ又は複数の追加のパラメータ及び前記格納データの双方に応じて修正される、請求項39に記載の流体作動機械の制御方法。
- 前記格納データが複数の格納された較正関数を含み、前記制御器が、使用中に前記追加のパラメータに応じて1つ又は複数の格納された較正関数を選択する、請求項43に記載の流体作動機械の制御方法。
- 前記格納データが較正関数パラメータを含み、前記制御器が、前記較正関数パラメータ及び前記追加のパラメータから前記較正関数を決定する、請求項43に記載の流体作動機械の制御方法。
- 請求項39〜45のいずれか一項に記載の方法により動作可能な流体作動機械の製造方法であって、前記流体作動機械を組み立てるステップと、前記流体作動機械を試験するステップと、前記流体作動機械の性能を最適化するステップと、前記最適化から得られた値を前記格納データに格納するステップとを含む方法。
- 請求項39〜45のいずれか一項に記載の方法により動作可能な流体作動機械の製造方法であって、流体作動機械を組み立てるステップと、前記流体作動機械の動作のコンピュータシミュレーションを実行するステップと、前記コンピュータシミュレーションから得られた値を前記格納データに格納するステップとを含む方法。
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