KR102147057B1 - 유압 시스템에서 유압 밸브 장애를 검출하는 방법 - Google Patents

유압 시스템에서 유압 밸브 장애를 검출하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 양태에 따르면, 유압 시스템은, 운전자 인터페이스에 연결된 컨트롤러; 가압된 유체를 공급하기 위하여 제1 방향으로 동작 가능한 펌프; 및 펌프와 액추에이터로의 연결을 위한 포트 사이에 연결된 부하 유지 밸브를 포함한다. 부하 유지 밸브는 컨트롤러에 의해 제어되고, 액추에이터로의 흐름이 액추에이터를 부하에 대항하여 동작하게 하는 제1 위치에서 동작하고, 액추에이터로부터 펌프로의 부하가 유발한 복귀 흐름을 차단하는 제2 위치에서 동작할 수 있다. 컨트롤러는, 액추에이터 정지 요청을 수신하고, 액추에이터 정지 요청에 응답하여 제1 밸브를 제2 위치로 이동하도록 제어하고, 액추에이터 정지 요청에 응답하여 제1 시스템 상태를 모니터링하고, 미리 설정된 기준으로 모니터링된 시스템 상태를 평가하고, 평가에 기초하여 백업 제어 루틴을 초기화할지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다.

Description

유압 시스템에서 유압 밸브 장애를 검출하는 방법{METHOD TO DETECT HYDRAULIC VALVE FAILURE IN HYDRAULIC SYSTEM}
[관련 출원]
본 출원은 본 명세서에 참조로서 편입되는 2013년 4월 19일 출원된 미국 임시출원 제61/813,964호의 이익을 주장한다.
[기술 분야]
본 발명은 일반적으로 전기 정유압 액추에이터 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 이러한 기계의 제어를 위한 제어 알고리즘에 관한 것이다.
유압 굴착기, 차륜식 적하기(wheel loader), 로딩 삽(loading shovel), 굴삭기 삽(backhoe shovel), 광산 설비, 산업 기계 등과 같지만 이에 한정되지 않는 작업 기계가, 리프팅(lifting) 및/또는 틸팅(tilting) 아암(arm), 붐(boom), 버킷(bucket), 조정 및 회전 기능부, 이동 수단 등과 같은 하나 이상의 작동 부품을 가지는 것은 일반적이다. 일반적으로, 이러한 기계에서, 원동기는 액추에이터에 유체를 제공하기 위하여 유압 펌프를 구동한다. 개방 중심 또는 폐쇄 중심 밸브는 액추에이터로의 유체의 흐름을 제어한다.
일부 현대적인 기계는 전술한 전통적인 유압 시스템을 전기 정유압 액추에이터(electro-hydrostatic actuator(EHA)) 시스템으로 대체하여 왔다. 전기 정유압 액추에이터는 액추에이터의 움직임을 제어하기 위하여 액추에이터에 유체를 제공하기 위해, 일반적으로 고정된 변위의 유압 펌프에 연결되는 가역의 가변 속도 전기 모터를 포함한다. 전기 모터의 속도와 방향은 액추에이터로의 유체의 흐름을 제어한다. 전기 모터를 위한 전력은, 예를 들어 발전기, 배터리와 같은 전력 저장 유닛 또는 이 양자인, 전력 유닛으로부터 수취된다. 예를 들어, 감속 및/또는 부하의 강하 움직임에서, 전력 유닛은 발전기로서 동작되는 상기 전기 모터로부터 전력을 수취할 수 있다. 전기 정유압 액추에이터를 포함하는 시스템은 본 명세서에서 전기 정유압 액추에이터 시스템이라 한다.
부하 유지 밸브가 부하를 유지하기 위하여 폐쇄될 때, 부하를 유지하는 액추에이터와 부하 유지 밸브 사이의 압력은 유지될 것이지만, 펌프가 압력을 공급하도록 동작되고 있지 않은 전기 유압 시스템에서의 펌프 누설 때문에 밸브와 펌프 사이의 압력은 빠르게 감소하여야 한다. 그러나, 대신에 펌프/전기 모터/인버터에서의 부하 토크가 존재하는 상태를 유지하면, 이것은 압력이 감소하지 않았고 부하 유지 밸브가 완전히 또는 전부 폐쇄하는데 실패한 것을 나타낸다. 이러한 경우에, 예시적인 시스템은 제어되는 방식으로 부하가 강하되는 것을 여전히 허용하며, 경고가 운전자에게 발행될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 유압 시스템은, 운전자 인터페이스에 연결된 컨트롤러; 가압된 유체를 공급하기 위하여 제1 방향으로 동작 가능한 펌프; 및 펌프와 액추에이터로의 연결을 위한 포트 사이에 연결된 부하 유지 밸브를 포함한다. 부하 유지 밸브는 컨트롤러에 의해 제어되고, 액추에이터로의 흐름이 액추에이터를 부하에 대항하여 동작하게 하는 제1 위치에서 동작하고, 액추에이터로부터 펌프로의 부하가 유발한 복귀 흐름을 차단하는 제2 위치에서 동작할 수 있다. 컨트롤러는, 액추에이터 정지 요청을 수신하고, 액추에이터 정지 요청에 응답하여 제1 밸브를 제2 위치로 이동하도록 제어하고, 액추에이터 정지 요청에 응답하여 제1 시스템 상태를 모니터링하고, 미리 설정된 기준으로 모니터링된 시스템 상태를 평가하고, 평가에 기초하여 백업 제어 루틴을 초기화할지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다.
선택적으로는, 백업 루틴은 액추에이터의 부하가 유발한 이동을 제어하도록 펌프를 동작시키는 것을 포함한다.
선택적으로는, 컨트롤러는, 제1 밸브의 장애를 나타내는 경고를 생성하도록 더 구성된다.
선택적으로는, 컨트롤러는, 제1 밸브가 폐쇄되도록 제어된 후에, 펌프와 제1 밸브 사이의 유압 유체를 감압하도록 펌프를 동작시키게 더 구성된다.
선택적으로는, 펌프와 제1 밸브 사이의 유압 통로를 저장소(reservoir)로 선택적으로 유체식으로 연결하는 제2 밸브를 더 포함한다. 컨트롤러는 제1 밸브가 폐쇄되도록 제어된 후에, 유체 통로를 저장소로 연결하도록 더 구성될 수 있다.
선택적으로는, 펌프는, 액추에이터를 한 방향으로 동작시키기 위하여 제1 밸브를 통해 유압 액추에이터로 가압된 유체를 공급하도록 제1 방향으로 동작 가능하고, 액추에이터를 제1 방향에 반대하는 방향으로 동작시키기 위하여 제2 밸브를 통해 유압 액추에이터로 가압된 유체를 공급하도록 제1 방향에 반대하는 제2 방향으로 동작 가능한 양방향 펌프이다.
선택적으로는, 유압 시스템은 액추에이터를 반대하는 방향으로 동작시키기 위하여 유압 유체가 반대하는 방향으로 공급되고 복귀되는 유압 액추에이터를 더 포함할 수 있다.
선택적으로는, 유압 시스템은 유압 시스템의 유압 회로로부터 유체를 받아들이거나 유압 시스템의 유압 회로로 유체를 공급하기 위한 부스트 시스템을 더 포함할 수 있다. 부스트 시스템은, 유압 액추에이터와 선택적으로 유체 연통하는 유체 형성(make-up)/복귀 라인에 유체를 공급하기 위한 부스트 펌프와, 부스트 펌프를 구동하기 위한 부스트 전기 기계를 포함하며, 전기 기계는 부스트 인버터를 통해 부스트 전력 소스에 연결된다.
선택적으로는, 유압 시스템은, 컨트롤러에 의해 동작되고, 펌프를 구동하기 위하여 인버터를 통해 전기 소스에 연결된 전기 기계를 더 포함할 수 있다.
선택적으로는, 모니터링된 시스템 상태는 펌프와 제1 밸브 사이의 압력이다.
선택적으로는, 모니터링된 시스템 상태는 전기 기계 토크이다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 유압 시스템에서 펌프와 액추에이터 사이의 흐름을 제어하도록 구성된 유압 밸브의 장애를 검출하는 방법은, 액추에이터 정지 요청을 수신하는 단계; 액추에이터 정지 요청에 응답하여 밸브를 폐쇄하도록 제어하는 단계; 액추에이터 정지 요청에 응답하여 제1 시스템 상태를 모니터링하는 단계; 미리 설정된 기준으로 모니터링된 시스템 상태를 평가하는 단계; 및 평가에 기초하여, 밸브가 장애를 가졌는지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
선택적으로는, 방법은 평가에 기초하여 액추에이터를 정지시키도록 펌프를 동작시킬지 여부를 판단하는 단계를 더 포함한다.
선택적으로는, 제1 시스템 상태를 모니터링하는 단계는, 펌프와 밸브 사이의 압력을 모니터링하는 단계를 포함한다.
선택적으로는, 제1 시스템 상태를 모니터링하는 단계는, 전기 기계 토크를 모니터링하는 단계를 포함하고, 전기 기계는 펌프를 동작시킨다.
선택적으로는, 방법은, 제어하는 단계 후에, 펌프와 유압 밸브 사이의 압력을 감소시키도록 펌프를 동작시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
선택적으로는, 방법은, 제어하는 단계 후에, 펌프와 유압 밸브 사이의 압력을 감소시키도록 추기 밸브(bleed valve)를 개방하는 단계를 더 포함할 수 있다.
선택적으로는, 방법은, 액추에이터를 제1 방향으로 동작시키기 위하여 밸브를 통해 유압 액추에이터로 가압된 유체를 공급하도록 펌프를 하나의 방향으로 동작시키고, 액추에이터를 제1 방향에 반대하는 방향으로 동작시키기 위하여 제2 밸브를 통해 유압 액추에이터로 가압된 유체를 공급하도록 펌프를 제1 방향에 반대하는 제2 방향으로 동작시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
선택적으로는, 방법은, 인버터를 통해 전기 소스에 연결된 전기 기계를 통해 펌프를 구동하는 단계를 더 포함할 수 있다.
선택적으로는, 방법은, 판단에 기초하여 유압 밸브의 장애를 나타내는 경고를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 전술한 특징 및 다른 특징은 첨부된 도면을 참조하여 아래에서 더욱 상세히 설명된다.
도 1은 예시적이고 개략적인 전기 정유압 액추에이터 시스템을 도시한다.
도 2는 액추에이터 연장 운동, 화살표로 표시된 유체 흐름 방향 및 이 운동을 가능하게 하기 위한 부하 유지 밸브 상태를 도시하는 시스템의 예시적이고 간략화된 실시예를 도시한다.
도 3은 액추에이터 수축 운동, 화살표로 표시된 유체 흐름 방향 및 이 운동을 가능하게 하기 위한 부하 유지 밸브 상태를 도시하는 시스템의 예시적이고 간략화된 실시예를 도시한다.
도 4는 선택적인 압력 센서를 포함하는 시스템의 간략화되고 예시적인 실시예를 도시한다.
도 5는 선택적인 유압 유체 배출 밸브를 포함하는 시스템의 다른 간략화되고 예시적인 실시예를 도시한다.
도 6은 예시적인 유압 시스템에서 액추에이터를 강하하기 위한 예시적인 방법을 도시하는 예시적인 신호 제어 흐름도를 도시한다.
본 발명의 예시적인 실시예는, 일반적으로, 리프팅 및/또는 틸팅 아암, 붐, 버킷, 조정 및 회전 기능부, 이동 수단 등과 같은 하나 이상의 작동 부품을 갖는 유압 굴착기, 차륜식 적하기, 로딩 삽, 굴삭기 삽, 광산 기계, 산업 기계 등과 같지만 이에 한정되지 않는 작업 기계에서, 적어도 하나의 비대칭 유압 실린더를 연장 및 수축하기 위한 유압 작동 시스템에 관한 것이다.
부하 유지 밸브가 개방하도록 명령되면, 펌프/전기 모터 인버터는 유압 실린더 압력을 나타내는 부하 토크를 받을 것이다. 부하 유지 밸브가 컨트롤러에 의해 폐쇄하도록 명령되면, 실린더와 밸브 사이의 압력은 유지할 것이지만, 밸브와 펌프 사이의 압력은 펌프 누설 때문에 빠르게 감소하여야 한다. 그러나, 대신에, 펌프/전기 모터 인버터에서의 부하 토크가 존재하는 상태를 유지하면, 이것은 부하 유지 밸브가 폐쇄하는데 실패하였다는 것을 나타낸다. 이러한 경우에, 예시적인 시스템은 제어되는 방식으로 부하가 강하되는 것을 여전히 허용하며, 경고가 운전자에게 발행될 수 있다.
도 1을 상세히 참조하면, 전기 정유압 액추에이터 시스템(100)의 예시적인 일 실시예가 도시된다. 시스템은 작업 기계에 기계적으로 연결되고 시스템(100)에 유압식으로 연결되는 적어도 하나의 액추에이터(190)를 포함한다.
인버터(110)는 전기 저장소(예를 들어, 하나 이상의 배터리) 또는 발전기와 같은 전기 에너지 소스나 에너지 유닛에 연결될 수 있으며, 양방향 속도 또는 토크 제어 모드에서 전기 기계(120)(예를 들어, 전기 모터)를 제어한다. 전기 기계(120)는 임의의 적합한 종류일 수 있지만, 일반적으로 고정 변위 가변 속도 펌프인 유압 펌프(130)에 기계적으로 연결되어 이를 구동할 수 있다. 또한, 인버터는, 예를 들어, 외부 부하 하에 있을 때 액추에이터의 강하 운동 동안, 펌프가 유압 유체에 의해 역구동될 때 전기 기계에 의해 생성된 에너지를 저장소에 저장할 수 있다.
시스템의 운전자는 컨트롤러(140)에 연결된 조이스틱(150)과 같은 입력 장치를 통해 원하는 액추에이터 속도 또는 힘을 명령할 수 있다. 다른 실시예에서, 별개의 명령 컨트롤러가, 예를 들어, 작업 기계가 원격으로 또는 독자적으로 제어되고 있는 경우에, 컨트롤러(140)로 전달되는 명령 신호를 생성할 수 있다.
컨트롤러(140)는 모터(120) 및 펌프(130)와 함께 유압 펌프(130)를 통한 양방향 흐름 및 압력의 생성을 허용하는 명령을 인버터(110)에 발행한다. 그 다음, 흐름은 부하 유지 밸브(170, 180)를 통해 액추에이터(190)로 지향되어, 원하는 액추에이터 운동을 가져온다.
도 1은 온/오프 타입의 밸브로서 부하 유지 밸브(170, 180)를 도시하지만, 이 밸브의 어느 하나 또는 양자는 흐름 제어 밸브, 오리피스(orifice) 밸브 또는 임의의 다른 비례식으로 조정 가능한 밸브일 수도 있다. 예시적인 밸브는 밸브가 폐쇄될 때 밸브를 통한 누설을 방지하기 위한 포핏(poppet) 밸브이다.
대부분의 이동식 기계가 크고 작은 부피 챔버를 갖는 불평형 액추에이터를 사용하기 때문에, 제2 인버터(210)와 제2 전기 기계(220) 및 제2 유압 펌프(230)에 의해 제어되는, 예를 들어, 미국 특허출원공보 제2011/0030364 A1호(본 명세서에 참조로서 편입됨)에 제공된 바와 같은, 흐름 관리 시스템(200)이 셔틀(shuttle) 밸브(160)를 통해 액추에이터 펌프(130)에 의해 필요한 모든 입력 흐름을 제공한다.
부하를 들어올리기 위한 액추에이터 연장 운동 동안, 액추에이터 펌프(130)는 액추에이터(190)의 큰 부피 내로 흐름을 제공하고(피스톤 측), 흐름 관리 시스템(200)은 셔틀 밸브(160)를 통해 액추에이터 펌프 입구에 연결되어, 큰 부피에서 작은 부피를 뺀 흐름 차이가(로드(rod) 측) 액추에이터 펌프(130)로 제공되는 것을 보장한다.
부하를 내려놓기 위한 액추에이터의 수축 운동 동안, 액추에이터 펌프(130)는 액추에이터(190)의 큰 부피로부터의 흐름을 소비하고, 흐름 관리 시스템(200)은 셔틀 밸브(160)를 통해 액추에이터 펌프 출구에 연결되어, 큰 부피에서 작은 부피를 뺀 과도한 흐름을 흐름 관리 시스템(200)으로, 궁극적으로는 유압 저장소(135)로 우회시킨다.
도시된 액추에이터가 실린더이지만, 다른 액추에이터가 가능하다는 것이 고려된다. 또한, 실린더의 배향은 도시된 것과 반대일 수 있다.
일반적으로, 운전자가 액추에이터 운동을 명령하지 않을 때, 펌프로부터의 유압 부하를 제거하고, 전기 에너지 소비를 감소시키고, 펌프 구동 소스가 턴오프되는 경우에 부하가 낙하하는 것을 방지하기 위하여 양 유지 부하 밸브(170, 180)가 폐쇄될 수 있다. 이것은, 대체로 펌프에서의 누설 때문에, 부하 유지 밸브와 펌프 사이의 압력이 시간의 경과에 따라 감소하게 할 수 있다. 그러나, 부하 유지 밸브와 액추에이터 사이의 압력은 액추에이터 운동 없이 외부 부하를 지지하는 레벨에 유지된다.
도 2를 상세히 참조하면, 전기 정유압 액추에이터 시스템(100)의 예시적인 실시예가 도시된다. 시스템은 나머지 시스템의 동작에 초점을 맞추기 위하여 흐름 관리 시스템(200)이 숨겨지는 점을 제외하고는 도 1에 도시된 것과 동일하다. 유압 연결(214)은 도 1에 도시된 흐름 관리 시스템(200)으로의 유입/유출 연결을 나타낸다.
도 2를 다시 참조하면, 유압 액추에이터(190)는 작업 기계에 기계적으로 연결되고, 액추에이터 위의 화살표는 운동 방향(액추에이터의 연장)을 나타내는데 사용된다. 나머지 화살표는 시스템에서의 유압 유체 흐름 방향을 나타낸다.
액추에이터 연장 운동을 가능하게 하기 위하여, 부하 유지 밸브(170)는 액추에이터의 작은 부피로부터 전기 구동 펌프(130)로의 유체 흐름을 허용하기 위하여 표시된 바와 같이 개방되도록 명령될 필요가 있다. 이 예에서 사용된 밸브의 종류가 펌프(130)로부터 액추에이터의 큰 부피로 자유롭게 흐름을 통과시킬 체크 밸브를 포함하기 때문에, 부하 유지 밸브(180)는 이 경우에 개방되도록 명령될 필요는 없다.
도 3을 상세히 참조하면, 전기 정유압 액추에이터 시스템의 예시적인 실시예가 도시된다. 시스템은 나머지 시스템의 동작에 초점을 맞추기 위하여 흐름 관리 시스템(200)이 숨겨지는 점을 제외하고는 도 1에 도시된 것과 동일하다. 유압 연결(214)은 도 1에 항목 200으로서 도시된 흐름 관리 시스템으로의 유입/유출 연결을 나타낸다. 액추에이터 위의 화살표는 운동 방향(액추에이터의 수축)을 나타내는데 사용된다.
액추에이터 수축 운동을 가능하게 하기 위하여, 부하 유지 밸브(180)는 액추에이터의 큰 부피로부터 전기 구동 펌프(130)로의 유체 흐름을 허용하기 위하여 표시된 바와 같이 개방되도록 명령될 필요가 있다. 이 예에서 사용된 밸브의 종류가 펌프(130)로부터 액추에이터의 큰 부피로 자유롭게 흐름을 통과시킬 체크 밸브를 포함하기 때문에, 부하 유지 밸브(170)는 이 경우에 개방되도록 명령될 필요는 없다.
도 4를 상세히 참조하면, 전기 정유압 액추에이터 시스템의 간략화되고 예시적인 실시예가 300으로 도시된다. 시스템(300)은 전술한 시스템(100)과 실질적으로 동일하며, 따라서, 100 단위로 표시된 것을 제외하고는 동일한 도면 부호가 시스템에서 유사한 구조에 대응하는 구조를 나타내는데 사용된다. 또한, 시스템(100)에 대한 전술한 설명은 아래에 언급되는 것을 제외하고는 시스템(300)에 동일하게 적용 가능하다. 더하여, 시스템의 양태들이 서로 대체되거나 적용될 수 있는 경우에 서로와 함께 사용될 수 있다는 것이 본 명세서를 읽고 이해함으로써 이해될 수 있을 것이다.
부하 유지 밸브(370)가 도 4에 도시된 바와 같이 폐쇄되면, 대체로 펌프 내의 누설 때문에, 부하 유지 밸브와 펌프(330) 사이의 압력은 시간의 경과에 따라 감소할 것이고, 이 경우에, 전기 기계(320)는 유압 부하로부터 "차단(disconnect)"될 것이고, 토크를 받지 않거나 매우 조금만 받을 것이다. 그러나, 부하 유지 밸브와 액추에이터(390) 사이의 압력은 액추에이터 운동 없이 외부 부하를 지지하는 레벨로 유지될 것이다.
이와 달리, 부하 유지 밸브(370)가 실린더 연장 운동을 지원하기 위하여 개방되면, 전기 기계(320)는 부하에 노출되거나 "연결(connectd)"된다.
선택적인 압력 센서(371)가 예시적인 실시예에 포함될 수 있고, 여기에서 예를 들어 도시된다. 이 압력 센서는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 임의의 종류일 수 있고, 모터와 부하 유지 밸브 사이에 유체적으로 연결될 수 있다. 이 센서는 인버터로 모터 토크를 통해 간접적으로 압력을 감지하는 대신에 압력을 직접적으로 감지하는데 사용될 수 있다. 이는 선택적으로 시스템 리던던시(redundancy)를 제공하기 위하여 모터 토크를 감지하는데 추가로 사용될 수 있다.
도 5를 상세히 참조하면, 전기 정유압 액추에이터 시스템의 간략화되고 예시적인 실시예가 400으로 도시된다. 시스템(400)은 전술한 시스템(100, 300)과 실질적으로 동일하며, 따라서, 100 단위로 표시된 것을 제외하고는 동일한 도면 부호가 시스템에서 유사한 구조에 대응하는 구조를 나타내는데 사용된다. 또한, 시스템(100, 300)에 대한 전술한 설명은 아래에 언급되는 것을 제외하고는 시스템(400)에 동일하게 적용 가능하다. 더하여, 시스템의 양태들이 서로 대체되거나 적용될 수 있는 경우에 서로와 함께 사용될 수 있다는 것이 본 명세서를 읽고 이해함으로써 이해될 수 있을 것이다.
유체 라인(417)에 대한 소형 밸브(413)의 추가는 밸브(470)가 폐쇄 명령을 받을 때 펌프(430)와 밸브(470) 사이의 압력이 배출되게 한다. 이것은 라인의 잠재적으로 더 빠른 배출을 허용하며, 따라서 더 빠른 응답 시간을 허용한다.
도 6을 상세히 참조하면, 본 발명의 방법의 흐름에 대한 상세한 예시를 지원하기 위한 신호 제어 흐름도가 도시된다. "운전자(operator)" 또는 "사용자(user)"에 관하여 논의되지만, 이러한 방법은 현장의 인간 운전자와 원격의 인간 운전자에 의해, 또는 "운전자 명령"이 자동 또는 반자동 제어 프로그램에 의해 생성되는 자동 또는 반자동 모드로 채용될 수 있다는 것이 고려된다. 또한, "강하 명령(lowering command)"의 정지 또는 이와 유사한 것에 대한 언급은 불균형적인 방법(즉, 액추에이터 상에 순(net) 외력을 발생시킴)으로 외부 부하에 의해 작용되는 액추에이터의 이동의 정지를 나타내는 임의의 명령을 포함한다는 것이 이해되어야 한다.
로직은 초기 시작 블록(620)에서 시작한다.
운전자 입력 장치의 연속적 및/또는 단속적인 모니터링이 블록(621)에서 일어난다.
강하 운동을 정지에 이르도록 운전자가 명령하였는지 판단하기 위하여 운전자 입력이 판단 블록(622)으로 통과될 수 있다. '아니오'라면, 루틴은 운전자 입력을 계속 모니터링한다.
강하 운동의 정지 요청이 수신되면, 블록 623에서 감속이 발생하고 액추에이터가 원하는 바에 따라 정지에 이르도록 펌프가 제어될 수 있다. 이러한 정지는 통상적으로 정지를 제어하는 펌프와 모터로 발생할 수 있지만, 하나 이상의 밸브(예를 들어, 부하 유지 밸브(170, 370, 470)와 같은)가 감소에 관련될 수 있다는 것이 역시 고려된다.
다음으로, 블록 624에서, 부하 유지 밸브는 폐쇄 명령을 받는다.
블록 625에서, 타이머가 개시되어 밸브가 폐쇄 명령되고 나서 경과되는 시간을 계속 추적한다.
블록 626에서, 폐쇄된 부하 유지 밸브와 펌프 사이의 압력이 펌프 누설 때문에 감소하는 것으로 기대되는 동안, 잔류 전기 기계 토크가 연속적으로 또는 단속적으로 모니터링 될 수 있다. 직접 압력 측정이 토크 측정에 더하여 또는 그 대신에 사용될 수 있지만, 이 토크는 이 라인 압력의 표시자(indicator)로서 모니터링될 수 있다. 이 압력을 직접 측정하는 압력 트랜스듀서는 이 값에 대한 리던던트(redundant) 측정값을 제공할 수 있다.
블록 627에서, 각 시간 단계 내의 타이머의 값이 미리 설정된 타임아웃(TimeOut) 값에 대하여 비교될 수 있다. 이 값은 라인 크기, 펌프 종류, 유체 오염, 유체 온도, 펌프 마모 및/또는 이와 유사한 것과 같은 다양한 인자에 기초하여 고정된 값이거나, 또는 수동이나 자동으로 조정 가능한 값일 수 있다. 이 값의 통상적인 길이는 바람직하게는 1 내지 10 초 범위 내에 있을 수 있고, 바람직하게는 대략 5 초일 수 있다.
TimeOut에 도달되지 않는 한, 다른 판단 블록(628)은 전기 기계 토크가 미리 설정된 토크 임계값 아래로 감소하였는지 평가한다. 또한, 이러한 미리 설정된 기준은 고정된 값이거나, 또는 수동이나 자동으로 조정 가능한 값일 수 있다. 또한, 예를 들어, 압력은 액추에이터와 유압 라인(316, 416) 내의 부하 유지 밸브 사이에 측정될 수 있고, 이 압력값은 전기 기계 토크와 비교될 수 있다. 고정된 값을 사용하는 것의 대안이 모든 또는 대부분의 경우를 캡처하기 위하여 매우 낮은 값을 필요로 할 수 있기 때문에, 이 비교는 반응 시간을 증가시킬 수 있다.
미리 설정된 기준이 충족되지 않는다면, 타이머는 블록 629에서 증분될 수 있고, 루틴은 도시된 바와 같이 루프 내에서 계속될 수 있다. 전기 기계 토크가 미리 설정된 기준 아래로 감소되면, 원하는 바와 같이 부하 유지 밸브가 폐쇄되었다고 결론지을 수 있으며, 블록 630에서 값 상태 "OK"가 보고될 수 있다.
그 다음, 루틴은 블록 633에서 종료할 수 있다.
블록 627이 타이머 값이 TimeOut과 일치하거나 이를 초과한다고 인식하면, 이는 블록 631이 장애(failure)라는 값을 보고하게 할 수 있으며, 이는 운전자에게 이 장애를 경고할 수 있을 것이다.
선택적으로, 미리 정의된 루틴 632는, 예를 들어, 부하를 강하하기 위하여 전기 기계 및 펌프를 동작시키는 것으로, 부하가 안전하게 강하되는 것을 보장할 수 있다. 완수되면, 루틴은 블록 633에서 종료할 수 있다.
블록 632에서의 선택적인 장애-안전 루틴은 부하를 유지하거나 부하를 제어된 방식으로 강하하기 위한 제2의 백업 밸브(부하 유지 밸브와 같은)를 제공하는 것일 수 있다.
검출 속도를 증가시키기 위한 다른 대안은, 예를 들어 블록 624에서 또는 대략 블록 624에서 밸브가 폐쇄 명령을 받자마자 부하 유지 밸브와 펌프 사이의 압력을 완화(relieve)하도록 펌프/모터를 능동 제어하는 것을 포함할 수 있다. 이것은, 예를 들어, 소정의 시간량 동안 또는 소정의 회전수 동안 모터-펌프가 역회전하게 함으로써 성취될 수 있다.
이 검출을 가속하기 위한 다른 수단은, 도 5에 도시된 바와 같이, 소형 추기 밸브(bleed valve)를 호스에 추가하고, 예를 들어 블록 624에서 또는 대략 블록 624에서 밸브가 폐쇄 명령을 받자마자, 추기 밸브를 개방함으로써 그 유압 라인을 배출하는 것을 포함할 수 있다. 밸브가 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 원하는 결과를 성취하는 온/오프식, 비례식 또는 임의의 다른 기술일 수 있다는 것이 더 고려된다.
예시적인 방법이 수축 또는 연장(강하 또는 상승) 운동을 정지할 때 밸브 기능성을 검출하는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 부하력이 부하 유지 밸브가 폐쇄된 후에 소정의 양의 압력이 실린더에 남아있도록 할 때, 예를 들어 액추에이터가 외부의 힘에 의해 작동될 때가 가장 적합하다. 또한, 본 방법은 부하 유지 밸브가 아닌 밸브에 의해 제어되는 기계 기능에도 사용될 수 있다.
설명을 간단하게 하는 목적으로, 예시된 방법이 일련의 블록으로서 위에서 도시되고 설명되었지만, 일부 블록이 도시되거나 설명된 것과 상이한 순서로 또는 다른 블록과 동시에 발생할 수 있기 때문에, 방법은 블록의 순서에 의해 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 더하여, 모든 예시된 블록보다 더 적은 것이 예시적인 방법을 구현하는데 필요할 수 있다. 또한, 추가 또는 대체의 방법은 추가의 도시되지 않은 블록을 채용할 수 있다.
흐름도에서, 블록은 로직(logic)으로 구현될 수 있는 "처리 블록(processing block)"을 나타낸다. 처리 블록은 방법 단계 또는 방법 단계를 수행하기 위한 장치 요소를 나타낼 수 있다. 흐름도는 임의의 특정 프로그래밍 언어, 방법 또는 스타일(예를 들어, 절차적, 객체 지향적)을 위한 문법(syntax)을 나타내지 않는다. 오히려, 흐름도는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 예시된 처리를 수행하기 위하여 로직을 개발하기 위해 채용할 수 있는 기능적 정보를 예시한다. 일부 예에서, 임시 변수, 루틴 루프 등과 같은 프로그램 요소는 도시되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 예시된 블록이 도시된 것과 상이한 다른 순서로 수행될 수 있거나 또는 블록이 결합되거나 여러 요소로 분리될 수 있도록 전자 및 소프트웨어 애플리케이션이 동적이고 유연한 프로세스를 포함할 수 있다는 것이 더 이해될 것이다. 프로세스가 기계어 기술, 절차적 기술, 객체 지향 기술 또는 인공지능 기술과 같은 다양한 프로그래밍 접근 방식을 이용하여 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
일례에서, 방법은 컴퓨터 판독 가능한 매체에 제공된 프로세서가 실행할 수 있는 명령어 또는 연산으로서 구현된다. 따라서, 일례에서, 컴퓨터 판독 가능한 매체는 방법을 수행하도록 동작 가능한 프로세서가 실행할 수 있는 명령어를 저장할 수 있다.
도 6이 순차적으로 발생하는 다양한 동작을 예시하지만, 도 6에 도시된 다양한 동작은 실질적으로 동시에 발생할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
여기에서 사용되는 바와 같은 "로직(logic)"은 기능(들) 또는 동작(들)을 수행하거나 다른 로직, 방법 또는 시스템으로부터 기능 또는 동작을 발생시키기 위한 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 각각의 조합을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 원하는 애플리케이션 또는 필요에 따라, 로직은 소프트웨어로 제어되는 마이크로프로세서, ASIC(application specific integrated circuit)과 같은 개별 로직, 프로그래밍된 로직 장치, 명령어를 포함하는 메모리 장치 등을 포함할 수 있다. 로직은 하나 이상의 게이트, 게이트들의 조합 또는 다른 회로 요소를 포함할 수 있다. 또한, 로직은 소프트웨어로서 완전히 구현될 수 있다. 복수의 논리 로직이 설명되는 경우에, 복수의 논리 로직을 하나의 물리적 로직으로 합병시키는 것이 가능할 수 있다. 유사하게, 단일 논리 로직이 설명되는 경우에, 그 단일 논리 로직을 복수의 물리적 로직 사이에 분배하는 것이 가능하다.
여기에서 사용된 바와 같은 "소프트웨어"는, 판독되거나, 인터프리트되거나, 컴파일되거나, 실행될 수 있고, 컴퓨터, 프로세서 또는 다른 전자 장치가 원하는 방법으로 기능, 동작 또는 행동을 수행하게 하는, 하나 이상의 컴퓨터 또는 프로세서 명령어를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 명령어는 동적으로 또는 정적으로 연결된 라이브러리로부터의 개별 애플리케이션 또는 코드를 포함하는 루틴, 알고리즘, 모듈, 방법, 스레드 또는 프로그램과 같은 다양한 형태로 구현될 수 있다. 또한, 소프트웨어는, 독립형(stand-alone) 프로그램, 함수 호출(로컬 또는 원격), 서브릿(servelet), 애플릿(applet), 메모리에 저장된 명령어, 운영 체제의 일부 또는 다른 종류의 실행 가능한 명령어를 포함하지만 이에 한정되지 않는 다양한 실행 가능하거나 로딩 가능한 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어의 형태가, 예를 들어, 원하는 애플리케이션의 필요 요건, 이것이 실행되는 환경, 또는 설계자/프로그래머 희망 등에 의존할 수 있다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 이해될 것이다. 또한, 컴퓨터 판독 가능하거나 실행 가능한 명령어가 하나의 로직에 위치되거나, 2개 이상의 통신하거나, 함께 동작하거나, 병렬로 처리하는 로직 사이에 분포될 수 있어, 이에 따라 직렬, 병렬, 대량 병렬 및 기타 방식으로 로딩되거나 실행될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
여기에서 설명된 예시적인 시스템 및 방법의 다양한 요소를 구현하기 위한 적합한 소프트웨어는, Java, Java Script, Java.NET, ASP.NET, VB.NET, Cocoa, Pascal, C#, C++, C, CGI, Perl, SQL, API, SDK, 어셈블리, 펌웨어, 마이크로코드와 같은 프로그래밍 언어 및 도구나 다른 프로그래밍 언어 및 도구를 이용하여 생성될 수 있다. 소프트웨어는, 전체 시스템이든지 시스템의 요소든지 간에, 제조 물품으로서 구체화되어, 컴퓨터 판독 가능한 매체의 일부로서 유지되거나 제공될 수 있다.
여기에서 사용된 알고리즘적 설명과 표현은 작업의 본질을 다른 자에게 전달하기 위하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 사용되는 수단이다. 알고리즘 또는 방법은, 여기에서, 그리고 일반적으로, 결과를 생성하는 일련의 연산인 것으로 고려된다. 연산은 물리적 양의 물리적 조작을 포함할 수 있다. 보통, 필수인 것은 아니지만, 물리적 양은 저장되고, 전송되고, 결합되고, 비교되고, 아니면 로직 등에서 조작될 수 있는 전기 또는 자기 신호의 형태를 취한다.
이러한 신호를 비트, 값, 요소, 부호, 캐릭터, 기간, 숫자 등으로서 지칭하는 것이, 기본적으로 일반적인 사용 때문에, 때때로 편리한 것으로 증명되었다. 그러나, 이러한 용어 및 유사한 용어가 적합한 물리적 양과 관련되어야 하며, 단지 이러한 양에 적용된 편리한 라벨에 불과하다는 것을 염두에 두어야 한다. 구체적으로 달리 언급되지 않는다면, 설명을 통해, 처리, 컴퓨팅, 계산, 판단, 디스플레이 등과 같은 용어는 컴퓨터 시스템, 로직, 프로세서 또는 물리적(전자적) 양으로서 표현되는 데이터를 조작하고 변환하는 유사한 장치의 동작 및 프로세스를 지칭한다는 것이 이해된다.
본 발명이 소정의 실시예 또는 실시예들에 관하여 도시되고 설명되지만, 균등한 변경 및 수정이 본 명세서 및 첨부된 도면을 읽고 이해한 바에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발생될 것이라는 점이 명백하다. 특히, 상술한 요소들(구성 요소, 조립체, 장치, 성분 등)에 의해 수행된 다양한 기능에 관하여, 이러한 요소들을 설명하는데 이용된 용어("수단"에 대한 참조를 포함)는, 달리 표시되지 않는 한, 본 명세서에서 나타낸 예시적인 실시예 또는 실시예들에서 기능을 수행하는 개시된 구조에 구조적으로 균등하지 않더라도, 설명한 요소(즉, 기능적으로 균등한 것)의 특정 기능을 수행하는 임의의 요소에 대응하도록 의도된다. 또한, 본 발명의 특정 특징은 단지 하나 이상의 여러 예시된 실시예에 대하여 상술되었을 수 있지만, 이러한 특징은, 임의의 주어지거나 또는 특정의 애플리케이션에 대하여 바람직하고 유익할 수 있는 다른 실시예의 하나 이상의 다른 특징과 조합될 수 있다.

Claims (20)

  1. 운전자 인터페이스에 연결된 컨트롤러;
    가압된 유체를 공급하기 위하여 제1 방향으로 동작 가능한 펌프;
    상기 펌프와 액추에이터로의 연결을 위한 포트 사이에 연결된 부하 유지 밸브; 및
    상기 펌프를 동작시키도록 구성된 전기 기계
    를 포함하고,
    상기 부하 유지 밸브는 상기 컨트롤러에 의해 제어되고, 상기 액추에이터로의 흐름이 상기 액추에이터를 부하에 대항하여 동작하게 하는 제1 위치에서 동작하고, 상기 액추에이터로부터 상기 펌프로의 부하가 유발한 복귀 흐름을 차단하는 제2 위치에서 동작하고,
    상기 컨트롤러는, 액추에이터 정지 요청을 수신하고, 상기 액추에이터 정지 요청에 응답하여 상기 부하 유지 밸브를 상기 제2 위치로 이동하도록 제어하고, 상기 액추에이터 정지 요청에 응답하여 시스템 상태를 모니터링하고, 미리 설정된 기준으로 모니터링된 시스템 상태를 평가하고, 상기 평가에 기초하여 백업 제어 루틴을 개시할지 여부를 결정하도록 구성되고,
    모니터링된 상기 시스템 상태는 상기 전기 기계의 토크인,
    유압 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 백업 제어 루틴은 상기 액추에이터의 부하가 유발한 이동을 제어하도록 상기 펌프를 동작시키는 것을 포함하는,
    유압 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 부하 유지 밸브의 장애를 나타내는 경고를 생성하도록 더 구성되는,
    유압 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 부하 유지 밸브가 폐쇄되도록 제어된 후에, 상기 펌프와 상기 부하 유지 밸브 사이의 유압 유체를 감압하도록 상기 펌프를 동작시키게 더 구성되는,
    유압 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 펌프와 상기 부하 유지 밸브 사이의 유압 유체 통로를 저장소(reservoir)로 선택적으로 유체 연통하는 추기 밸브(bleed valve)를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 부하 유지 밸브가 폐쇄되도록 제어된 후에, 상기 유압 유체 통로를 상기 저장소로 연결하도록 더 구성되는,
    유압 시스템.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 부하 유지 밸브는 제1 부하 유지 밸브이고, 상기 포트는 제1 포트이고, 상기 제1 부하 유지 밸브는 상기 액추에이터의 제1 측으로의 연결을 위한 상기 제1 포트 및 상기 펌프 사이에 연결되고,
    상기 유압 시스템은 상기 액추에이터의 제2 측으로의 연결을 위한 제2 포트 및 상기 펌프 사이에 연결된 제2 부하 유지 밸브를 더 포함하고,
    상기 펌프는, 상기 액추에이터를 한 방향으로 동작시키기 위하여 상기 제1 부하 유지 밸브를 통해 상기 액추에이터의 상기 제1 측으로 가압된 유체를 공급하도록 제1 방향으로 동작 가능하고, 상기 액추에이터를 상기 제1 방향에 반대하는 방향으로 동작시키기 위하여 상기 제2 부하 유지 밸브를 통해 상기 액추에이터의 제2 측으로 가압된 유체를 공급하도록 상기 제1 방향에 반대하는 제2 방향으로 동작 가능한 양방향 펌프인,
    유압 시스템.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 액추에이터는, 상기 액추에이터로 공급되고 상기 액추에이터로부터 복귀되는 유압 유체에 응답하여 반대하는 방향으로 동작 가능한,
    유압 시스템.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유압 시스템의 유압 회로로부터 유체를 받아들이거나 상기 유압 시스템의 유압 회로로 유체를 공급하기 위한 부스트 시스템을 더 포함하고,
    상기 부스트 시스템은, 상기 액추에이터와 선택적으로 유체 연통하는 유체 형성(make-up)/복귀 라인에 유체를 공급하기 위한 부스트 펌프와, 상기 부스트 펌프를 구동하기 위한 부스트 전기 기계를 포함하며,
    상기 부스트 전기 기계는 부스트 인버터를 통해 부스트 전력 소스에 연결되는,
    유압 시스템.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전기 기계는, 상기 컨트롤러에 의해 동작되고, 상기 펌프를 구동하기 위하여 인버터를 통해 전기 소스에 연결된 전기 모터인,
    유압 시스템.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    모니터링된 상기 시스템 상태는 상기 펌프와 상기 부하 유지 밸브 사이의 압력을 더 포함하는,
    유압 시스템.
  11. 삭제
  12. 유압 시스템에서 펌프와 액추에이터 사이의 흐름을 제어하도록 구성된 유압 밸브의 장애를 검출하는 방법에 있어서,
    액추에이터 정지 요청을 수신하는 단계;
    상기 액추에이터 정지 요청에 응답하여 상기 유압 밸브를 폐쇄하도록 제어하는 단계;
    상기 액추에이터 정지 요청에 응답하여 시스템 상태를 모니터링하는 단계;
    미리 설정된 기준으로 모니터링된 시스템 상태를 평가하는 단계; 및
    상기 평가에 기초하여, 상기 유압 밸브가 장애를 가졌는지 여부를 판단하는 단계
    를 포함하고,
    전기 기계가 상기 펌프를 동작시키고,
    상기 시스템 상태를 모니터링하는 단계는, 상기 전기 기계의 토크를 모니터링하는 단계를 포함하는,
    유압 밸브의 장애를 검출하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 평가에 기초하여 상기 액추에이터를 정지시키도록 상기 펌프를 동작시킬지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는,
    유압 밸브의 장애를 검출하는 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 시스템 상태를 모니터링하는 단계는, 상기 펌프와 상기 유압 밸브 사이의 압력을 모니터링하는 단계를 더 포함하는,
    유압 밸브의 장애를 검출하는 방법.
  15. 삭제
  16. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 제어하는 단계 후에, 상기 펌프와 상기 유압 밸브 사이의 압력을 감소시키도록 상기 펌프를 동작시키는 단계를 더 포함하는,
    유압 밸브의 장애를 검출하는 방법.
  17. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 제어하는 단계 후에, 상기 펌프와 상기 유압 밸브 사이의 압력을 감소시키도록 추기 밸브(bleed valve)를 개방하는 단계를 더 포함하는,
    유압 밸브의 장애를 검출하는 방법.
  18. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 유압 밸브는 상기 액추에이터의 제1 측으로의 연결을 위한 제1 포트 및 상기 펌프 사이에 연결된 제1 부하 유지 밸브이고,
    상기 유압 시스템은 상기 액추에이터의 제2 측으로의 연결을 위한 제2 포트 및 상기 펌프 사이에 연결된 제2 부하 유지 밸브를 더 포함하고,
    상기 방법은,
    상기 액추에이터를 제1 방향으로 동작시키기 위하여 상기 제1 부하 유지 밸브를 통해 상기 액추에이터의 상기 제1 측으로 가압된 유체를 공급하도록 상기 펌프를 하나의 방향으로 동작시키고, 상기 액추에이터를 상기 제1 방향에 반대하는 방향으로 동작시키기 위하여 상기 제2 부하 유지 밸브를 통해 상기 액추에이터의 상기 제2 측으로 가압된 유체를 공급하도록 상기 펌프를 상기 제1 방향에 반대하는 제2 방향으로 동작시키는 단계를 더 포함하는,
    유압 밸브의 장애를 검출하는 방법.
  19. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    인버터를 통해 전기 소스에 연결된 상기 전기 기계를 통해 상기 펌프를 구동하는 단계를 더 포함하는,
    유압 밸브의 장애를 검출하는 방법.
  20. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 판단에 기초하여 상기 유압 밸브의 장애를 나타내는 경고를 생성하는 단계를 더 포함하는,
    유압 밸브의 장애를 검출하는 방법.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3096598A1 (en) * 2014-01-24 2016-11-30 Kinze Manufacturing, Inc. Agricultural implement with electro-hydraulic cylinders
CN109690091B (zh) * 2016-05-31 2021-06-18 越洋创新实验室有限公司 用于评估液压致动式装置的可靠性的方法及相关系统
SE544628C2 (en) * 2018-07-23 2022-09-27 Joab Foersaeljnings Ab Hydraulic system and method for controlling the speed and pressure of a hydraulic cylinder
JP6701294B2 (ja) * 2018-09-19 2020-05-27 株式会社アマダ プレスブレーキ及び管理システム
JP7124759B2 (ja) * 2019-02-22 2022-08-24 株式会社島津製作所 異常診断システム、その異常診断システムを備えた荷役装置、および異常診断方法
EP3763621A1 (en) * 2019-07-12 2021-01-13 Ratier-Figeac SAS Hydraulic actuation system
KR102674007B1 (ko) 2019-10-01 2024-06-12 파커-한니핀 코포레이션 전기-유압 구동 시스템용 듀얼 아키텍처, 전기-유압 구동 시스템을 갖춘 기계, 및 전기-유압 구동 시스템을 갖춘 기계의 제어 방법
EP4141292A1 (en) * 2021-08-23 2023-03-01 Sandvik Mining and Construction Oy Hydraulic system, mining vehicle and method
US20230340954A1 (en) * 2022-04-21 2023-10-26 National Oilwell Varco, L.P. Pump wear detection system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001059307A1 (de) 2000-02-12 2001-08-16 Festo Ag & Co Fluidtechnisches system mit sicherheitsfunktion
JP2008069852A (ja) 2006-09-13 2008-03-27 Honda Motor Co Ltd 油圧アクチュエータの制御装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10297A (en) * 1853-12-06 Valve akaahgemeiit for steam-hammebs
US6269635B1 (en) 1999-01-20 2001-08-07 Manitowoc Crane Group, Inc. Control and hydraulic system for a liftcrane
JP3859982B2 (ja) 2001-04-27 2006-12-20 株式会社神戸製鋼所 ハイブリッド建設機械の電力制御装置
US6912849B2 (en) 2002-04-09 2005-07-05 Komatsu Ltd. Cylinder driving system and energy regenerating method thereof
AT6861U1 (de) * 2003-04-09 2004-05-25 Engel Austria Gmbh Verfahren zur prüfung von fehlern einer antriebseinheit einer spritzgiessmaschine
CN101120142B (zh) * 2005-02-17 2012-08-08 沃尔沃建造设备控股（瑞典）有限公司 用于控制作业车辆的设备及方法
SE531309C2 (sv) 2006-01-16 2009-02-17 Volvo Constr Equip Ab Styrsystem för en arbetsmaskin och förfarande för styrning av en hydraulcylinder hos en arbetsmaskin
EP2252799B1 (en) 2008-02-12 2014-06-11 Parker-Hannifin Corporation Flow management system for hydraulic work machine
US9234532B2 (en) * 2008-09-03 2016-01-12 Parker-Hannifin Corporation Velocity control of unbalanced hydraulic actuator subjected to over-center load conditions
US8793023B2 (en) 2008-09-11 2014-07-29 Parker Hannifin Corporation Method of controlling an electro-hydraulic actuator system having multiple actuators
WO2010144793A2 (en) 2009-06-11 2010-12-16 Eaton Corporation Fault detection and mitigation in hybrid drive system
KR20130016196A (ko) * 2010-03-17 2013-02-14 히다찌 겐끼 가부시키가이샤 액추에이터의 제어 장치 및 이것을 구비한 작업 기계
JP5185349B2 (ja) 2010-10-08 2013-04-17 日立建機株式会社 ハイブリッド式建設機械
US8483916B2 (en) 2011-02-28 2013-07-09 Caterpillar Inc. Hydraulic control system implementing pump torque limiting

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001059307A1 (de) 2000-02-12 2001-08-16 Festo Ag & Co Fluidtechnisches system mit sicherheitsfunktion
US20030010198A1 (en) 2000-02-12 2003-01-16 Martin Fuss Fluidic system with a safety function
JP2008069852A (ja) 2006-09-13 2008-03-27 Honda Motor Co Ltd 油圧アクチュエータの制御装置

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Publication number Publication date
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