KR20140010042A - 과부하의 경우 대기 모드로 부하 감지 제어 - Google Patents

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Abstract

펌프와 유압 액튜에이터 및 펌프와 유압 액튜에이터 사이에 배치된 제어 밸브를 갖는 유압 회로를 제어하는 방법이 개시된다. 이 방법은, 유압 액튜에이터 유압 압력과 적어도 하나의 최대 압력 한계 값 사이의 관계에 기반해서, 작업 모드와 대기 모드 사이에서 유압 회로를 선택적으로 위치시키는 단계를 포함한다. 작업 모드는, 펌프와 유압 액튜에이터가 서로 유체 교통하도록 제어 밸브를 개방 위치로 이동하는 단계와, 측정된 유압 액튜에이터 유압 압력보다 큰 출력 압력 값을 생성하도록 펌프에 명령하는 단계를 포함한다. 작업 대기 모드는, 펌프가 유압 액튜에이터로부터 차폐되도록 제어 밸브를 폐쇄 위치로 이동시키는 단계와, 측정된 유압 액튜에이터 유압 압력에 독립적인 출력 압력 값을 생성하도록 펌프에 명령하는 단계를 포함한다.

Description

과부하의 경우 대기 모드로 부하 감지 제어{LOAD SENSE CONTROL WITH STANDBY MODE IN CASE OF OVERLOAD}
본 출원은, 미국을 제외한 모든 국가에 대한 출원인으로서 미국 국적의 코포레이션인 Eaton Corporation의 이름이 지정되고, 미국만의 출원인으로서 미국 시민인 Wade L. Gehlhoff이 지정된 PCT 국제 특허 출원으로서, 2012년 1월 10일 출원되었고, 본 명세서에 참조로 통합된 2011년 1월 10일 출원된 미국 예비 특허 출원 번호 제61/441,453호에 대한 우선권을 청구한다.
포크 리프트(포크 리프트), 휠 로더(wheel loader), 트랙 로더(track loader), 굴착기, 백호, 불도저 및 텔레핸들러(telehandler) 등의 작업 머신이 공지되어 있다. 작업 머신은 팰릿(pallet), 흙, 및/또는 잔해와 같은 재료를 이동하는데 사용될 수 있다. 전형적으로, 작업 머신은 작업 머신에 접속된 작업 도구(예를 들어, 포크)를 포함한다. 전형적으로, 작업 머신에 부착된 이 작업 도구는, 유압 시스템에 의해 파워를 갖게 된다. 유압 시스템은 디젤 엔진과 같은 원동기에 의해 파워를 갖는 유압 펌프를 포함할 수 있다. 이러한 머신에 있어서 유압 시스템 내의 다양한 밸브에 유체 파워를 제공하는 유압 펌프는 일반적이다. 개선에 대한 요구가 있다. 예를 들어, 포크 리프트 상에서의 포크와 같은 작업 도구는, 전형적으로, 제어 밸브를 통해 하나 이상의 유압 액튜에이터를 가동하는 레버의 동작에 의해 상승 및 하강한다. 다수의 밸브, 또는 다른 유체 파워 소비 장치가 동일 펌프로부터 가압된 유체가 공급되는 경우, 펌프는 최고 압력 요구로 밸브 또는 구성요소를 충족시키기에 충분한 압력에서 동작되어야 한다. 몇몇 경우, 작업 회로 내의 유압 액튜에이터는, 충분한 압력을 생성해서 부하를 실재적으로 리프트(lift)시키기 위해서, 펌프의 능력을 초과하는 외부의 유도된 부하에 대해서 노출된다. 몇몇 적용에 있어서, 이 상태는, 불충분한 압력 상태가 존재하게 되기 때문에, 유압 액튜에이터와 연관된 밸브가 폐쇄된 채로 있게 되더라도, 펌프가 그 최대 출력 값에서 동작하게 한다. 이것이 일어나는 곳에서, 에너지는 시스템 내에서 유체를 사용하는 다른 밸브에서 필요한 것보다 더 높은 압력을 생성하기 위해 불필요하게 소비된다.
개선이 요구된다.
펌프와 유압 액튜에이터 및 펌프와 유압 액튜에이터 사이에 배치된 제어 밸브를 갖는 유압 회로를 제어하는 방법이 개시된다. 방법의 일 단계에 있어서, 작업 동작이 유압 회로 내의 작업 레버에 의해 요구되는 표시가 수신된다. 일 실시형태에 있어서, 이 작업 동작은 리프팅 동작이고, 작업 레버는 리프팅 레버이다. 방법의 다른 단계에 있어서, 측정된 유압 액튜에이터 유압 압력이 또한 수신된다. 본 발명은 또한 측정된 유압 액튜에이터 유압 압력이 제1최대 압력 한계 값 이하일 때, 작업 모드 내에 유압 회로를 위치시키는 단계를 포함한다. 작업 모드는, 펌프와 유압 액튜에이터가 서로 유체 교통하도록 제어 밸브를 개방 위치로 이동하는 단계를 포함한다. 작업 모드는 또한, 측정된 유압 액튜에이터 유압 압력이 최대 압력 한계 이하일 때, 측정된 유압 액튜에이터 유압 압력보다 큰 출력 압력 값을 생성하도록 펌프에 명령하는 단계를 포함한다. 또한, 방법은, 측정된 유압 액튜에이터 유압 압력이 제2최대 압력 한계 값 이상일 때, 유압 회로를 작업 대기 모드로 위치시키는 단계를 포함한다. 작업 대기 모드는, 펌프가 유압 액튜에이터로부터 차폐되도록 제어 밸브를 폐쇄 위치로 이동시키는 단계와, 측정된 유압 액튜에이터 유압 압력에 독립적인 출력 압력 값을 생성하도록 펌프에 명령하는 단계를 포함한다.
이동 차량에서 사용하기 위한 유압 시스템이 개시된다. 일 실시형태에 있어서, 유압 시스템은 전자 제어기와, 적어도 하나의 유압 액튜에이터와, 전자 제어기와 통신하는 유압 펌프와, 전자 제어기와 통신하는 제어 밸브를 포함한다. 제어 밸브는, 펌프와 유압 액튜에이터 사이에 배치되고, 폐쇄 위치로부터 유압 액튜에이터와 유압 펌프가 서로 유체 교통으로 위치되는 개방 위치로 이동 가능하다. 또한, 제어 밸브는, 전자 제어기와 통신하고, 제어 밸브와 유압 액튜에이터 사이에서 유압 압력을 측정하기 위한 제1압력 센서가 포함된다. 또한, 전자 제어기와 통신하고, 펌프와 제어 밸브 사이의 유압 압력을 측정하기 위한 제2압력 센서가 제공된다. 일 실시형태에 있어서, 전자 제어기는, 작업 모드와 작업 대기 모드 사이에서 시스템을 동작시키도록 구성되는 전자 제어기로서, 작업 모드는, 제1압력 센서에서의 유압 압력이 제1최대 압력 한계 값 이하일 때 개시되고, 작업 대기 모드는, 제1압력 센서에서의 유압 압력에서의 유압 압력이 제2최대 압력 한계 값 이상일 때 개시되는, 전자 제어기가 구성된다. 일 실시형태에 있어서, 작업 모드는, 제어 밸브가 개방 위치이고, 펌프가 측정된 유압 액튜에이터 유압 압력보다 큰 출력 압력 값을 생성하도록 설정되는 것을 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 작업 대기 모드는, 제어 밸브가 폐쇄 위치이고, 펌프가 측정된 유압 액튜에이터 유압 압력에 독립적인 출력 압력 값을 생성하도록 설정되는 것을 포함한다.
펌프와 유압 액튜에이터 및 펌프와 유압 액튜에이터 사이에 배치된 제어 밸브를 갖는 유압 회로에서 사용하기 위한 전자 제어기가 개시된다. 전자 제어기는, 넌-트랜전트 기억 매체와, 프로세서와, 넌-트랜전트 기억 매체 상에 기억되고 프로세서에 의해 실행 가능한 제어 알고리즘을 포함하여 구성된다. 일 실시형태에 있어서, 제어 알고리즘은, 상기된 바와 같이, 전자 제어기가 작업 모드와 작업 대기 모드 사이에서 유압 회로를 동작시키도록 구성된다.
이러한 구성에 의해 상기 목적이 달성된다.
비제한적이고 일반적인 실시형태가 이하의 도면을 참조로 개시되는데, 이 도면은 스케일과 관계없이, 동일 참조부호는 그 밖의 특정한 사항이 없는 한, 다양한 관점을 통해서 동일 부분을 언급한다.
도 1은 본 발명 개시의 원리에 따른 측면의 예인 형태를 갖는 작업 머신의 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1에 나타낸 작업 머신에서 사용하기 적합한 유압 회로의 부분을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 나타낸 유압 회로에 대한 전자 제어 시스템의 개략적인 도면이다.
도 4는 도 2에 나타낸 작업 회로의 동작의 방법을 나타낸 처리 흐름도이다.
도 5는 도 2에 나타낸 작업 회로의 동작의 방법을 나타낸 처리 흐름도이다.
다양한 실시형태가 이하 도면을 참조로 상세히 설명되는데, 다수의 도면을 통해서 동일 부분 및 어셈블리는 동일 참조부호로 나타낸다. 다양한 실시형태의 참조는, 첨부된 청구항들의 범위를 제한하지 않는다. 더욱이, 본 명세서에서 설명된 소정의 예는 첨부된 청구항에 대한 많은 가능한 실시형태 중 몇몇을 설명하기 위한 것으로 이에 제한되지 않는다.
일반적인 설명
도 1에 묘사된 바와 같은 작업 머신(200)이 보인다. 작업 머신(200)은 다양한 작업 임무를 수행하기 위한 작업 부가 장치(202)를 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 작업 머신(200)은 포크 리프트 트럭이고, 작업 부가 장치(202)는 2개의 포크를 포함하여 구성된다. 그런데, 본 기술 분야의 당업자는 작업 부가 장치가 소정의 유압으로 파워를 갖는 작업 도구일 수 있는 것으로 이해한다.
또한, 작업 머신(200)은 적어도 하나의 드라이브 휠(204)과 적어도 하나의 스티어 휠(206: steer wheel)을 포함하는 것으로 보인다. 소정 실시형태에 있어서, 하나 이상의 드라이브 휠(204)은 하나 이상의 스티어 휠(206)과 결합될 수 있다. 드라이브 휠은 펌프(210 및 212)와 유체 교통하는 엔진(208)에 의해 파워를 갖는다. 펌프(210)는 기계적으로 엔진(208)에 결합되는 한편, 펌프(212)는 유압 시스템(214)을 통해 엔진(208)에 접속된다. 또한, 펌프(212)는, 액슬(216: axles), 차동 장치(218) 및 드라이브 샤프트(220)를 통해 드라이브 휠(204)에 기계적으로 결합된다.
또한, 작업 회로(222) 및 스티어링 회로(224)는 유압 시스템(214)과 유체 교통한다. 작업 회로(222)는 작업 부가 장치(22)를 가동시켜서 작업 임무가 수행될 수 있도록 하는 한편, 스티어링 회로(224)는 작업 머신(200)이 요구 방향으로 선택적으로 스티어링되게 한다.
작업 회로
도 2를 참조하면, 유압 시스템의 작업 회로(222) 및 다른 구성요소의 예가 보인다. 작업 회로(222)는 작업 머신(200)의 작업 부가 장치(202)를 가동시키기 위한 것이다. 작업 회로(222)는, 부가 장치 리프트 기능과 같은 작업 기능을 가능하게 하기 위한 제1밸브 어셈블리(20)를 포함한다. 또한, 작업 회로(222)는, 유압 시스템(214) 내의 다른 기능을 가능하게 하기 위한 복수의 추가적인 밸브 및/또는 유체 파워 소비 구성요소(228)를 포함할 수 있다. 개시된 특정 실시형태에 있어서, 제1밸브 어셈블리(20)는 스플(24)이 배치된 슬리브(22)를 갖는 비례 밸브이다.
제1밸브 어셈블리(20)는, 펌프(210)로부터 가압된 유체를, 작업 부가 장치(202)에 기계적으로 결합될 수 있는 하나 이상의 유압 액튜에이터(40)에 선택적으로 제공하도록 구성 및 배열된다. 용어 "유압 액튜에이터"의 사용은, 유압 실린더(예를 들어, 리프트 실린더), 유압 모터 등의 사용을 의미한다. 도 2에 나타낸 예시적인 실시형태에 있어서, 유압 액튜에이터(40)는 유압의 리프트 실린더이다. 제1밸브 어셈블리(20)의 동작은, 작업 부가 장치(202)가 작업 기능에서 선택적으로 가동되게 한다. 유압 액튜에이터(40)의 가동 속도는 제1밸브 어셈블리(20)를 통한 흐름의 결과이다. 제1밸브 어셈블리(20)를 통한 흐름은 밸브(20)의 스플(24)의 각각의 단부에서 작용하는 한 쌍의 가변 솔레노이드 액튜에이터(58, 60)에 의해 제어될 수 있다. 가변 솔레노이드 액튜에이터(58, 60)는 제어 라인(66, 70) 각각을 통해 제어 시스템(50)에 의해 동작될 수 있다.
보이는 바와 같이, 제1밸브 어셈블리(20)는 펌프(210)와 탱크 저장소(230) 및 유압 액튜에이터(40)와 유체 교통하는 3-위치, 3-웨이 밸브이다. 본 기술 분야의 당업자는 단일의 3-웨이 밸브(20) 대신 2개의 밸브가 사용될 수 있는 것으로 인식한다. 한편, 단일의 밸브는, 도 1에 일반적으로 나타낸 바와 같이, 유압 액튜에이터에 동시에 들어가고 나오는 유체를 제어하는데 사용될 수 있다. 이러한 접근에 있어서, 하나의 밸브는 펌프(210)와 유압 액튜에이터(40)를 유체 교통하게 하는 한편, 제2밸브는 탱크 저장소(230)와 유압 액튜에이터(40)를 유체 교통하게 한다. 나타낸 실시형태에 있어서, 제1밸브 어셈블리(20)는 폐쇄 또는 중립 위치 A로부터 작업 위치 B로 그리고, 하강 위치 C로 이동 가능하다.
폐쇄 위치 A에서, 포트 26A, 28A 및 30A는 폐쇄되어 펌프(210) 및 탱크 저장소(230) 모두가 유압 액튜에이터(40)로부터 차폐된다. 이 위치에 있어서, 작업 부가 장치(202)는 정지 위치이고 상승 또는 하강할 수 없다.
작업 위치 B에서, 제1밸브 어셈블리(20)는 포트 26B 및 30B가 서로 유체 교통하게 위치되도록 위치된다. 이 위치는 펌프(210)가 유압 액튜에이터(40)와 유체 교통하도록 허용한다. 펌프 압력이 부하(42)에 의해 유도된 압력을 초과하는 곳에서, 유압 액튜에이터는 부하(42)가 상승하게 한다. 작업 위치에서, 탱크 저장소(230)는 포트 28B를 막는다.
하강 위치 C에서, 제1밸브 어셈블리(20)는, 포트 28C 및 30C가 서로 유체 교통하게 위치되도록 위치된다. 이 위치는 탱크 저장소(230)가 유압 액튜에이터(40)와 유체 교통하는 위치로 되게 허용한다. 하강 위치 C는 유체가 유압 액튜에이터(40)로부터 탱크 저장소(230)로 유출되어, 부하(42)가 하강하게 한다.
또한, 작업 회로(222)는, 유압 액튜에이터(40)와 제1밸브 어셈블리(20) 사이에 배치된 제1압력 센서(56)를 갖는 것으로 보인다. 이 센서는 제어 라인(68)을 통해서 전자 제어기(50)와 통신하게 위치된다. 제1압력 센서(56)는 제어기(50)에 유압 액튜에이터(40) 내의 압력에 대한 입력을 제공한다. 제1밸브 어셈블리(20)가 폐쇄 위치일 때, 제1압력 센서(56)는 부하(42)에 의해 시스템 상에 유도된 압력에 대한 표시를 제공한다.
또한, 작업 회로(222)는 펌프(210)와 제1밸브 어셈블리(20) 사이에 배치된 제2압력 센서(54)를 갖는 것으로 보인다. 이 센서는 제어 라인(64)을 통해 전자 제어기(50)와 통신하게 위치된다. 제2압력 센서(54)는 제어기(50)에 펌프(210)에 의해 생성된 압력에 대한 입력을 제공한다. 펌프 출력 압력은 제어 라인(72)을 통해 전자 제어기(50)와 통신하는 펌프 제어기(52)에 의해 제어될 수 있다.
보이는 실시형태에 있어서, 다른 제어 밸브 또는 압력 소비 장치(228)가 작업 회로(222)의 부분이 되거나 되지 않을 수 있다. 또한, 이들 장치(228)는 제어 라인(74)을 통해 전자 제어기(50)와 통신하게 위치될 수 있다.
전자 제어 시스템
유압 시스템(214)은 작업 머신(200) 상에 (예를 들어, 오퍼레이터에 의해) 위치되는 요구에 의존해서 다양한 모드에서 동작한다. 전자 제어 시스템은 다양한 모드가 적합한 시간에 개시되게 감시 및 허용한다.
전자 제어기(50)는 가장 적합한 모드로 유압 시스템(214)을 구성하기 위해서, 유압 시스템(214)의 다양한 센서 및 동작 파라미터를 감시한다. 이 모드는, 작업 회로 작업 모드 및 작업 회로 대기 모드를 포함한다.
도 3을 참조하면, 전자 제어기(50)는 프로세서(50A) 및 RAM, 플래시 드라이브 또는 하드 드라이브와 같은 넌-트랜전트 기억 매체 또는 메모리(50B)를 포함하는 것으로 개략적으로 보인다. 메모리(50B)는 실행 가능한 코드, 동작 파라미터, 오퍼레이터 인터페이스로부터의 입력을 기억하기 위한 것이며, 프로세서(50A)는 코드를 실행하기 위한 것이다. 또한, 전자 제어기(50)는 작업 회로 작업 모드와 작업 회로 대기 모드를 실행하기 위해 사용될 수 있는 다수의 입력 및 출력을 갖는 것으로 보인다. 상기된 바와 같이, 입력 중 하나는 압력 센서(52)에 의해 제공된 측정된 펌프 출력 압력(100)이다. 다른 입력은 압력 센서(56)에 의해 제공된 측정된 유압 액튜에이터 압력(102)이다. 본 기술 분야의 당업자는 많은 다른 입력이 가능한 것으로 이해한다. 예를 들어, 측정된 엔진 속도는 전자 제어기(50)로의 직접 입력으로서 제공되고, CAN(control area network)을 통해 제어 시스템의 다른 부분으로부터 수신될 수 있다. 예를 들어, 변위 피드백 센서를 통한 측정된 펌프 변위가 제공될 수도 있다.
전자 제어기(50) 내로의 다른 입력은, 작업 레버(62)로부터의 레버 위치 입력(104)이다. 일 실시형태에 있어서, 레버 위치 입력은 리프팅 레버와 같은 전자 레버로부터의 직접 디지털 신호이다. 작업 레버(62)는, 유압 액튜에이터(40)에 의한 부하 작업 동작이 요구되는 사용자 표시를 제어기(50)에 제공한다.
도 3을 더 참조하면, 전자 제어기(50)로부터의 다수의 출력이 보인다. 하나의 출력은 펌프 출력 명령(106)인데, 이는 펌프(102)의 출력 압력을 조정하기 위한 것이다. 일 실시형태에 있어서, 펌프 압력 출력은 가변 변위 축의 피스톤 펌프에서 경사 판(swash plate)의 각도를 조정함으로써 제어될 수 있다. 또 다른 출력은 밸브 위치 명령(108)이다. 보이는 특정 실시형태에 있어서, 밸브 명령 출력(108)은 제어 라인(66, 70)을 통한 제어 밸브(20)의 솔레노이드 밸브(58, 60)에 대한 비례 신호이다. 추가적인 밸브 출력 위치 명령이 제어기(50)로부터 장치(228)로 보내질 수 있다.
또한, 전자 제어기(50)는, 제어기(502)의 입력과 출력을 상관하기 위해서, 다수의 맵(map) 또는 알고리즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기(502)는 센서(54 및 56)에서 측정된 압력에 기반해서, 제1밸브 어셈블리(20)의 펌프 출력 압력 및 위치를 제어하기 위한 알고리즘을 포함할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 제어기(50)는, 이하 동작 방법의 섹션에서 더 개시된 바와 같이, 작업 모드와 작업 대기 모드에서 시스템을 제어하기 위한 알고리즘을 포함한다.
또한, 전자 제어기(50)는, 각각의 모드가 개시 및/또는 종료될 때를 결정하기 위해, 다수의 사전에 규정된 및/또는 구성 가능한 파라미터 및 오프셋을 기억할 수 있다. 본 명세서에서, 용어, "구성 가능한(configurable)"은, 제어기(예를 들어, 딥스위치(dipswitch))에서 선택되거나 또는 제어기 내에서 조정될 수 있는 파라미터 또는 오프셋 값에 대해서 언급한다.
동작의 방법
도 4를 참조하면, 펌프(210) 및 제어 밸브 어셈블리(20)를 동작하는 방법(1000)이 보인다. 도 4가 특정 순서로 방법 단계를 도해해서 나타내지만, 이 방법은 나타낸 순서로 수행되는 것에 한정되지 않는다. 게다가, 적어도 몇몇 나타낸 단계는 겹치는 방법, 다른 순서 및/또는 동시에 수행될 수 있다.
방법(1000)의 제1단계 1002에서, 전자 제어기(50)는, 동작의 작업 모드가 요구되는 표시를 사용자로부터 수신한다. 이 표시는 다양한 사용자 입력으로부터 들어올 수 있다. 예를 들어, 사용자는 유압 액튜에이터(40)와 연관된 레버를 이동할 수 있다. 다른 예는, 사용자가 모드를 직접 선택하거나 또는 제어 시스템(500)의 사용자 인터페이스의 사용을 통해 간접적으로 선택한다. 단순화를 위해서, 시스템은 단계 1002에서 작업 대기 모드로 될 수 있는데, 여기서 제1제어 밸브 어셈블리는 폐쇄 또는 중립 위치로 있고, 펌프 압력은 측정된 유압 액튜에이터 유압 압력에 독립적인 값으로 제어된다. 이와 같이, 작업 대기 모드에서, 제어 시스템은, 사용자가 작업 레버를 작업 위치로 이동했더라도, 펌프가 풀 압력 출력 동작 상태로 명령되는 것을 방지한다.
제2단계 1004에서, 전자 제어기(50)는, 예를 들어 압력 센서(56)로부터 측정된 유압 액튜에이터 압력을 수신한다. 부하가 이미 작업 도구(202) 상에 위치되는 곳에서, 이 압력은 부하(42)에 의해 야기된 유도된 압력에 대응한다.
제3단계 1006에 있어서, 결정이 측정된 유압 액튜에이터 압력이 제1최대 압력 한계 값 이하인 지에 관해서 행해진다. 일 실시형태에 있어서, 제1최대 압력 한계 값은 최대 허용된 펌프 압력 한계와 동등하다. 일 실시형태에 있어서, 제1최대 압력 한계 값은 제1오프셋 값과 합산된 최대 허용된 펌프 압력 한계와 동등하다. 일 실시예에 있어서, 제1오프셋 값은 제로로 설정된다. 제1최대 압력 한계 값과 제1오프셋 값 모두는 제어기(50) 내에서 구성 가능하며, 그 값이 시스템의 최상의 수행을 위해 조정되고 최적화될 수 있도록 한다.
측정된 유압 액튜에이터 압력이 제1최대 압력 한계 값 이하가 아니면, 프로세스는 시스템이 작업 대기 모드로 남아 있는 시작으로 복귀한다. 이 상태는, 부하(42)가 펌프(210)가 극복하기 너무 큰 유도된 압력을 가지는 곳에서 존재하게 된다. 이와 같이, 에너지 소모가 있게 되는, 펌프가 최대 압력 출력하도록 명령하기보다, 시스템은 부하 리프트 동작이 요구되는 표시에 응답하지 않는다. 작업 대기 모드에 있어서, 펌프는 유압 액튜에이터에 대해 요구된 압력에 독립적으로 대신 동작한다.
측정된 유압 액튜에이터가 제1최대 압력 한계 값 이하이면, 프로세스는 단계 1008로 진행하는데, 여기서 작업 모드가 개시된다. 작업 모드에서, 펌프는 측정된 유압 액튜에이터 유압 압력보다 큰 출력 압력 값을 생성하기 위해서 명령을 받는다. 펌프 압력이 이 값에 도달하면, 제어 밸브는 작업 위치로 개방되어, 유압 액튜에이터와 펌프(210)가 서로 유체 교통하게 위치되도록 한다. 일 실시형태에 있어서, 펌프 출력 압력 값은, 센서(56)에서 측정됨에 따라, 제3오프셋 값과 합산된 유압 액튜에이터 압력으로서 규정된다. 일례에 있어서, 제3오프셋 값은 대략 10 bar이다. 제3오프셋 값은 제어기(50) 내에서 구성 가능하여, 그 값이 시스템의 최상의 수행을 위해 조정되고 최적화될 수 있도록 한다.
단계 1010에서, 제2결정이 측정된 유압 액튜에이터 압력이 제2최대 압력 한계 값 이상인지에 관해서 행해진다. 일 실시형태에 있어서, 제2최대 압력 한계 값은 최대 허용된 펌프 압력 한계와 동등하다. 일 실시형태에 있어서, 제2최대 압력 한계 값은, 제2오프셋 값과 합산된 최대 허용된 펌프 압력 한계와 동등하다. 일례에 있어서, 제2오프셋 값은 대략 5 bar이다. 제2오프셋 값은 제어기(50) 내에 구성 가능할 수 있으며, 그 값이 시스템의 최상의 수행을 위해 조정되고 최적화될 수 있도록 한다.
측정된 유압 액튜에이터 압력이 제2최대 압력 한계 값 이하이면, 제어기는 시스템이 작업 모드를 유지하게 하고, 프로세스는 단계 1008로 복귀하게 허용한다. 그런데, 측정된 유압 액튜에이터 압력이 제2최대 압력 한계 값 이상이면, 시스템은 단계 1012에서 작업 대기 모드로 복귀한다. 상기한 바와 같이, 작업 대기 모드는 밸브가 폐쇄되어, 펌프와 유압 액튜에이터가 서로 차폐되도록 하고, 펌프 압력 출력은 대기 압력 또는, 그렇지 않으면 유압 액튜에이터의 요구 조건에 독립적으로 동작하는 압력으로 설정되도록 한다.
도 5를 참조하면, 펌프(210) 및 제어 밸브 어셈블리(20)를 동작하는 제2방법(1100)이 보인다. 도 5가 특정 순서로 방법 단계를 도해해서 나타내지만, 이 방법은 나타낸 순서로 수행되는 것에 한정되지 않는다. 게다가, 적어도 몇몇 나타낸 단계는 겹치는 방법, 다른 순서 및/또는 동시에 수행될 수 있다. 많은 단계들이 방법(1000)에 대해서 개시된 것과 유사한 형태를 포함하에 따라, 방법(1000)에 대한 개시 내용의 실체가 참조로 방법(1100)에 대한 설명에 참조로 통합된다.
단계 1102 및 1104는 방법(1000)의 단계 1002 및 1004와 동일하며, 그러므로 이하 더 상세히 논의한다.
단계 1106에서, 오프셋 값과 측정된 리프트 실린더 압력을 합산함으로써, 펌프 압력 요구 값이 계산된다. 일 실시형태에 있어서, 오프셋 값은 대략 10 bar이다.
단계 1108에서, 펌프 압력 요구 값과 최대 허용된 펌프 압력 한계 값 마이너스 제2오프셋 값 사이의 비교가 행해진다. 일 실시형태에 있어서, 제2오프셋 값은 대략 5 bar이다. 펌프 압력 요구 값이 펌프 압력 한계 마이너스 제2오프셋 값 미만이면, 회로는 단계 1108에서 작업 모드에 위치된다. 그렇지 않으면, 회로는 작업 대기 모드를 유지하고, 프로세스는 단계 1102로 복귀한다.
단계 1110에서, 펌프는 펌프 압력 요구 값을 달성하도록 명령을 받고, 제어 밸브는 작업 위치로 개방되어, 펌프와 유압 액튜에이터가 서로 유체 교통하게 위치되도록 한다.
단계 1112에서, 펌프 압력 요구 값과 최대 허용된 펌프 압력 사이의 제2비교가 행해진다. 펌프 압력 요구 값이 펌프 압력 한계 미만이면, 회로는 작업 모드 내에 유지되도록 계속되고, 프로세스는 단계 1110으로 복귀한다. 펌프 압력 요구 값이 펌프 압력 한계보다 크면, 회로는 작업 모드로부터 벗어나 단계 1114에서 대기 모드에 위치된다.
단계 1114에서, 밸브는 중립 위치로 폐쇄되어 펌프와 유압 액튜에이터가 서로 차폐된다. 또한, 펌프 압력은 구성 가능한 대기 압력과 동등한 공급 압력 요구로 설정되거나, 시스템 내의 다른 구성요소를 충족하기에 충분한 압력과 동등하게 설정하거나 또는, 그렇지 않으면 유압 액튜에이터 압력에 독립적인 값으로 설정된다.
인식되는 바와 같이, 상기된 프로세스 및 연관된 개시 내용은, 펌프가 리프팅 동작과 같은 작업 동작에 요구되는 압력을 실재적으로 생산할 수 있기 전에 미리 이를 확신할 수 있을 때, 출력 압력을 증가하도록 펌프에 명령하는 것만으로, 시스템이 펌프를 더 경제적인 방식으로 동작하게 한다.
상기된 다양한 실시형태가 첨부된 청구항을 제한하지 않고, 예시적으로 제공되었다. 본 기술 분야의 당업자는 다양한 변형 및 변경이 본 개시 내용의 정신 및 범위로부터 벗어남이 없이 가능한 것으로 인식한다.
20 - 밸브 어셈블리,
40 - 유압 액튜에이터,
50 - 전자 제어기,
40 - 유압 액튜에이터.

Claims (27)

  1. 펌프와 유압 액튜에이터 및 펌프와 유압 액튜에이터 사이에 배치된 제어 밸브를 갖는 유압 회로를 제어하는 방법으로서:
    (a) 작업 동작이 유압 회로 내에서 작업 레버에 의해 요구되는 표시를 수신하는 단계와;
    (b) 측정된 유압 액튜에이터 유압 압력을 수신하는 단계와;
    (c) 측정된 유압 액튜에이터 유압 압력이 제1최대 압력 한계 값 이하일 때, 작업 모드 내에 유압 회로를 위치시키는 단계로서, 작업 모드가:
    i. 펌프와 유압 액튜에이터가 서로 유체 교통하도록 제어 밸브를 작업 위치로 이동하는 단계와;
    ii. 측정된 유압 액튜에이터 유압 압력이 최대 압력 한계 이하일 때, 측정된 유압 액튜에이터 유압 압력보다 큰 출력 압력 값을 생성하도록 펌프에 명령하는 단계를 포함하는, 위치시키는 단계와;
    (d) 측정된 유압 액튜에이터 유압 압력이 최대 압력 한계 값 이상일 때, 유압 회로를 대기 모드로 위치시키는 단계로서, 대기 모드가:
    i. 펌프가 유압 액튜에이터로부터 차폐되도록 제어 밸브를 폐쇄 위치로 이동시키는 단계와;
    ii. 측정된 유압 액튜에이터 유압 압력에 독립적인 출력 압력 값을 생성하도록 펌프에 명령하는 단계를 포함하는, 위치시키는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    제1최대 압력 한계 값은 허용 가능한 최대 허용된 펌프 압력 한계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    제1최대 압력 한계는 제1오프셋 값과 합산된 최대 허용된 펌프 압력 한계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    제2최대 압력 한계 값은 허용 가능한 최대 허용된 펌프 압력 한계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    제1최대 압력 한계는 제2오프셋 값과 합산된 최대 허용된 펌프 압력 한계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    제1최대 압력 한계는 제2오프셋 값과 합산된 최대 허용된 펌프 압력 한계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    제1오프셋 값은 대략 0 bar이고, 제2오프셋 값은 대략 5 bar인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    작업 모드의 펌프의 출력 압력 값이 제3오프셋 값과 합산된 측정된 유압 액튜에이터 유압 압력과 동등하게 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 이동 차량에서 사용하기 위한 유압 시스템으로서:
    (a) 전자 제어기와;
    (b) 적어도 하나의 유압 액튜에이터와;
    (c) 전자 제어기와 통신하는 유압 펌프와;
    (d) 전자 제어기와 통신하고, 펌프와 유압 액튜에이터 사이에 배치되고, 폐쇄 위치로부터 유압 액튜에이터와 유압 펌프가 서로 유체 교통으로 위치되는 작업 위치로 이동 가능한 제어 밸브와;
    (e) 전자 제어기와 통신하고, 제어 밸브와 유압 액튜에이터 사이에서 유압 압력을 측정하기 위한 제1압력 센서와;
    (f) 전자 제어기와 통신하고, 펌프와 제어 밸브 사이의 유압 압력을 측정하기 위한 제2압력 센서와;
    (g) 작업 모드와 작업 대기 모드 사이에서 시스템을 동작시키도록 구성되는 전자 제어기로서, 작업 모드는, 제1압력 센서에서의 유압 압력이 제1최대 압력 한계 값 이하일 때 개시되고, 작업 대기 모드는, 제1압력 센서에서의 유압 압력에서의 유압 압력이 제2최대 압력 한계 값 이상일 때 개시되는, 전자 제어기를 포함하여 구성되고;
    (h) 작업 모드는:
    i. 제어 밸브가 작업 위치;
    ii. 펌프가 측정된 유압 액튜에이터 유압 압력보다 큰 출력 압력 값을 생성하도록 설정되는 것을 포함하고;
    (i) 작업 대기 모드는:
    i. 제어 밸브가 폐쇄 위치;
    ii. 펌프가 측정된 유압 액튜에이터 유압 압력에 독립적인 출력 압력 값을 생성하도록 설정되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    제1최대 압력 한계 값은 허용 가능한 최대 허용된 펌프 압력 한계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    제1최대 압력 한계는 제1오프셋 값과 합산된 최대 허용된 펌프 압력 한계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    제2최대 압력 한계 값은 허용 가능한 최대 허용된 펌프 압력 한계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    제1최대 압력 한계는 제2오프셋 값과 합산된 최대 허용된 펌프 압력 한계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    제1최대 압력 한계는 제2오프셋 값과 합산된 최대 허용된 펌프 압력 한계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    제1오프셋 값은 대략 0 bar이고, 제2오프셋 값은 대략 5 bar인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제9항에 있어서,
    작업 모드의 펌프의 출력 압력 값이 제3오프셋 값과 합산된 측정된 유압 액튜에이터 유압 압력과 동등하게 설정된 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 펌프와 유압 액튜에이터 및 펌프와 유압 액튜에이터 사이에 배치된 제어 밸브를 갖는 유압 회로에서 사용하기 위한 전자 제어기로서:
    (a) 넌-트랜전트 기억 매체와;
    (b) 프로세서와;
    (c) 넌-트랜전트 기억 매체 상에 기억되고 프로세서에 의해 실행 가능한 제어 알고리즘과;
    (d) 전자 제어기가 작업 모드와 작업 대기 모드 사이에서 유압 회로를 동작시키도록 구성되는 제어 알고리즘으로서, 작업 모드는, 유압 액튜에이터와 연관된 측정된 유압 압력이 제1최대 압력 한계 값 이하일 때 개시되고, 작업 대기 모드는, 측정된 유압 압력이 제2최대 압력 한계 값 이상일 때 개시되는, 제어 알고리즘을 포함하여 구성되고;
    (e) 작업 모드는:
    i. 제어 밸브가 작업 위치;
    ii. 펌프가 측정된 유압 액튜에이터 유압 압력보다 큰 출력 압력 값을 생성하도록 설정되는 것을 포함하고;
    (f) 작업 대기 모드는:
    i. 제어 밸브가 폐쇄 위치;
    ii. 펌프가 측정된 유압 액튜에이터 유압 압력에 독립적인 출력 압력 값을 생성하도록 설정되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 제어기.
  18. 제17항에 있어서,
    제1최대 압력 한계 값은 허용 가능한 최대 허용된 펌프 압력 한계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    제1최대 압력 한계는 제1오프셋 값과 합산된 최대 허용된 펌프 압력 한계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    제2최대 압력 한계 값은 허용 가능한 최대 허용된 펌프 압력 한계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    제1최대 압력 한계는 제2오프셋 값과 합산된 최대 허용된 펌프 압력 한계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제19항에 있어서,
    제1최대 압력 한계는 제2오프셋 값과 합산된 최대 허용된 펌프 압력 한계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    제1오프셋 값 및 제2오프셋 값은 제어기 내에 구성 가능한 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    제1오프셋 값은 대략 0 bar이고, 제2오프셋 값은 대략 5 bar인 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제17항에 있어서,
    작업 모드의 펌프의 출력 압력 값이 제3오프셋 값과 합산된 측정된 유압 액튜에이터 유압 압력과 동등하게 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    제3오프셋 값이 제어기 내에 구성 가능한 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    제3오프셋 값은 대략 10 bar인 것을 특징으로 하는 방법.
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