KR102445784B1 - 유체정역학 옵션을 구비하는 유압 하이브리드 추진 회로 및 작동 방법 - Google Patents

유체정역학 옵션을 구비하는 유압 하이브리드 추진 회로 및 작동 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102445784B1
KR102445784B1 KR1020167033856A KR20167033856A KR102445784B1 KR 102445784 B1 KR102445784 B1 KR 102445784B1 KR 1020167033856 A KR1020167033856 A KR 1020167033856A KR 20167033856 A KR20167033856 A KR 20167033856A KR 102445784 B1 KR102445784 B1 KR 102445784B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mode
propulsion mode
hydrostatic
pump
propulsion
Prior art date
Application number
KR1020167033856A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170003621A (ko
Inventor
티모시 이삭 미한
마이클 윌리암 올슨
Original Assignee
단포스 파워 솔루션스 Ii 테크놀로지 에이/에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 단포스 파워 솔루션스 Ii 테크놀로지 에이/에스 filed Critical 단포스 파워 솔루션스 Ii 테크놀로지 에이/에스
Publication of KR20170003621A publication Critical patent/KR20170003621A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102445784B1 publication Critical patent/KR102445784B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/182—Selecting between different operative modes, e.g. comfort and performance modes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2058—Electric or electro-mechanical or mechanical control devices of vehicle sub-units
    • E02F9/2062—Control of propulsion units
    • E02F9/2075—Control of propulsion units of the hybrid type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/08—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means
    • B60K6/12—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable fluidic accumulator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/20—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of steering systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/30—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of auxiliary equipment, e.g. air-conditioning compressors or oil pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/188—Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075—Constructional features or details
    • B66F9/07572—Propulsion arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075—Constructional features or details
    • B66F9/20—Means for actuating or controlling masts, platforms, or forks
    • B66F9/22—Hydraulic devices or systems
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2217—Hydraulic or pneumatic drives with energy recovery arrangements, e.g. using accumulators, flywheels
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2253—Controlling the travelling speed of vehicles, e.g. adjusting travelling speed according to implement loads, control of hydrostatic transmission
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2289—Closed circuit
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2296—Systems with a variable displacement pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/4078—Fluid exchange between hydrostatic circuits and external sources or consumers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/4078—Fluid exchange between hydrostatic circuits and external sources or consumers
    • F16H61/4096—Fluid exchange between hydrostatic circuits and external sources or consumers with pressure accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/42—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic involving adjustment of a pump or motor with adjustable output or capacity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2300/00—Indexing codes relating to the type of vehicle
    • B60W2300/12—Trucks; Load vehicles
    • B60W2300/121—Fork lift trucks, Clarks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2530/00—Input parameters relating to vehicle conditions or values, not covered by groups B60W2510/00 or B60W2520/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/09—Other types of propulsion units, e.g. fluid motors, or type not specified
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Abstract

하이브리드 모드 및 유체정역학 모드를 구비하는 차량을 추진하는 방법은 현재의 추진 모드가 하이브리드인지의 여부, 및 선택된 모드가 유체정역학인지의 여부를 결정하는 단계를 포함한다. 선택된 모드가 유체정역학이고, 현재의 모드가 하이브리드인 경우, 제 1 천이 모드로 진입된다. 엔진-펌프 변위량 목표는 제 1 천이 모드로 설정된다. 이 방법은 현재의 모드가 하이브리드, 유체정역학, 또는 비-추진 모드인지의 여부, 및 선택된 모드가 하이브리드, 유체정역학, 또는 비-추진 모드인지의 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 엔진-펌프 변위량 목표는 시스템 소모량에 일치될 수 있고, 어큐물레이터 차단 밸브는 엔진-펌프 출력이 제 1 천이 모드에서 시스템 소모량과 일치되는 경우에 폐쇄될 수 있다. 이 방법은 선택된 모드가 하이브리드이고, 현재의 모드가 유체정역학인 경우, 제 2 천이 모드로 진입하는 단계를 포함할 수 있다. 추진 모드를 하이브리드로부터 유체정역학으로 구성하는 방법은 구동 모터 변위량 목표를 최대 변위량으로 구성하는 단계, 펌프 변위량을 시스템 소모량에 일치시키는 단계, 및 펌프 유량 출력이 시스템 소모량인 경우에 어큐물레이터 차단 밸브를 차단시키는 단계를 포함한다.

Description

유체정역학 옵션을 구비하는 유압 하이브리드 추진 회로 및 작동 방법{HYDRAULIC HYBRID PROPEL CIRCUIT WITH HYDROSTATIC OPTION AND METHOD OF OPERATION}
관련 출원(들)의 상호 참조
본 출원은 PCT 국제 특허 출원으로서 2015년 5월 6일에 출원된 것으로, 2014년 5월 6일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제 61/989,335 호에 대한 우선권을 주장하고, 이것의 개시는 그 전체가 원용에 의해 본원에 포함된다.
작업 기계는 펠릿, 흙, 및/또는 암설과 같은 재료를 이동시키기 위해 사용될 수 있다. 작업 기계의 예는 포크리프트, 휠 로더, 트랙 로더, 굴삭기, 백호(backhoe), 불도저, 및 텔리핸들러(telehandler) 등을 포함한다. 작업 기계는 통상적으로 이 작업 기계에 연결되는 작업 도구(예를 들면, 포크)를 포함한다. 작업 기계에 부착된 작업 도구는 통상적으로 유압 시스템에 의해 구동된다. 유압 시스템은 디젤 엔진과 같은 원동기에 의해 구동되는 유압 펌프를 포함할 수 있다. 유압 펌프는 가압된 유압 유체의 유압 액추에이터로의 유량을 제어하기 위해 일련의 밸브에 의해 유압 액추에이터에 접속될 수 있다. 가압된 유압 유체로 인해 유압 액추에이터는 신장, 수축, 또는 회전됨으로써 작업 도구를 이동시킨다.
작업 기계는 이 작업 기계를 추진시키도록 된 추진 시스템을 더 포함할 수 있다. 추진 시스템은 원동기에 의해 구동되는 유압 펌프를 포함할 수 있다. 추진 시스템은 유체정역학 구동부를 포함할 수 있다.
본 개시의 하나의 양태는 하이브리드 추진 모드 및 유체정역학 추진 모드를 구비하는 이동식 작업 차량을 추진하는 방법에 관한 것이다.
이 방법은 하기의 단계를 포함한다. 1) 현재의 추진 모드가 하이브리드 추진 모드인지의 여부를 결정하는 단계; 2) 선택된 추진 모드가 유체정역학 추진 모드인지의 여부를 결정하는 단계; 3) 선택된 추진 모드가 유체정역학 추진 모드이고, 현재의 추진 모드가 하이브리드 추진 모드인 경우, 하이브리드 추진 모드로부터 제 1 천이 모드로 진입하는 단계; 및 4) 제 1 천이 모드인 경우, 엔진-펌프 변위량 목표를 설정하는 단계를 포함한다. 특정의 실시형태에서, 본 방법은 현재의 추진 모드가 하이브리드 추진 모드, 유체정역학 추진 모드, 또는 비-추진 모드인지의 여부를 결정하는 단계; 및 선택된 추진 모드가 하이브리드 추진 모드, 유체정역학 추진 모드, 또는 비-추진 모드인지의 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 본 방법은 제 1 천이 모드인 경우, 엔진-펌프 변위량 목표를 시스템 유량 소모량에 실질적으로 일치시키는 단계, 및 제 1 천이 모드인 경우, 엔진-펌프 유량 출력이 시스템 유량 소모량과 일치되는 경우, 어큐물레이터 차단 밸브를 차단시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 방법은 엔진-펌프 유량 출력이 시스템 유량 소모량과 일치되는 경우, 및 제 1 천이 모드인 경우에 구동-모터 압력 변화율이 사전결정된 값보다 큰 경우의 양자 모두의 경우에 어큐물레이터 차단 밸브를 폐쇄시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 방법은 선택된 추진 모드가 하이브리드 추진 모드이고, 현재의 추진 모드가 유체정역학 추진 모드인 경우, 유체정역학 추진 모드로부터 제 2 천이 모드로 진입하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 양태는 이동식 작업 차량의 추진 모드를 하이브리드 추진 모드로부터 유체정역학 추진 모드로 구성하는 방법에 관한 것이다. 본 방법은 하기의 단계를 포함한다. 1) 선택된 추진 모드가 유체정역학 추진 모드인지의 여부를 결정하는 단계; 2) 선택된 추진 모드가 유체정역학 추진 모드인 경우, 구동 모터의 구동 모터 변위량 목표를 최대 변위량으로 구성하는 단계; 3) 선택된 추진 모드가 유체정역학 추진 모드인 경우, 엔진-펌프 변위량 목표를 시스템 유량 소모량에 실질적으로 일치시키는 단계; 및 4) 엔진-펌프 유량 출력이 시스템 유량 소모량과 일치되고, 선택된 추진 모드가 유체정역학 추진 모드인 경우, 어큐물레이터 차단 밸브를 폐쇄시키는 단계.
이하의 설명란에서 다양한 추가의 양태를 설명한다. 이들 양태는 개별 특징 및 특징들의 조합에 관련되는 것일 수 있다. 전술한 일반적인 설명 및 후술하는 상세한 설명의 양자 모두는 예시적 및 설명적인 것에 불과하고, 개시된 실시형태의 기초가 되는 광범위한 개념을 제한하는 것이 아니라는 것이 이해되어야 한다.
비제한적이고 비포괄적인 실시형태가 반드시 축척에 따라 작도된 것은 아닌 도면을 참조하여 설명되고, 여기서 유사한 참조 번호는 다르게 특정되지 않는 한 다양한 도면의 전체를 통해 동일한 부품을 지칭한다.
도 1은 본 개시의 원리에 따른 실시예의 특징을 가진 유압 시스템의 개략도이고;
도 2는 유압 시스템의 제어 시스템을 도시하는 도 1의 유압 시스템의 개략도이고;
도 3은 유압 시스템의 제 1 모드를 더 설명하는 도 1의 개략도이고;
도 4는 유압 시스템의 제 2 모드를 더 설명하는 도 1의 개략도이고;
도 5는 유압 시스템의 제 3 모드를 더 설명하는 도 1의 개략도이고;
도 6은 유압 시스템의 제 4 모드를 더 설명하는 도 1의 개략도이고;
도 7은 유압 시스템의 제 5 모드를 더 설명하는 도 1의 개략도이고;
도 8은 본 개시의 원리에 따른 실시예의 특징을 가진 다른 유압 시스템의 개략도이고;
도 9는 본 개시의 원리에 따른 도 1 또는 도 8의 유압 시스템을 포함하는 작업 차량의 개략 평면도이고;
도 10은 본 개시의 원리에 따른 실시예의 특징을 가진 또 다른 유압 시스템의 개략도이고;
도 11은 본 개시의 원리에 따른 트랜스미션 모드 감시 제어 시스템의 상태도(state chart)로서, 하이브리드 모드, 유체정역학 모드, 및 하이브리드 모드와 유체정역학 모드 사이의 2 개의 천이 모드를 포함하는 상태도이고;
도 12는 본 개시의 원리에 따른 트랜스미션 모드 프로세스, 구동 모터 감시 프로세스, 엔진 및 펌프 감시 프로세스, 및 밸브 감시 프로세스를 포함하는 감시 흐름도이고;
도 13은 도 12의 트랜스미션 모드 프로세스에서 사용하기에 적합한 트랜스미션 모드 흐름도이고;
도 14는 도 12의 구동 모터 감시 프로세스와 함께 사용하기에 적합한 구동 모터 감시 흐름도이고;
도 15는 도 12의 엔진 및 펌프 감시 프로세스와 함께 사용하기에 적합한 엔진 및 펌프 감시 흐름도이고;
도 16은 도 12의 밸브 감시 프로세스와 함께 사용하기에 적합한 밸브 감시 흐름도이다.
다양한 실시형태가 도면을 참조하여 상세히 설명되고, 다수의 도면의 전체를 통해 동일한 참조 번호는 동일한 부품 및 어셈블리를 표시한다. 다양한 실시형태에 대한 설명이 본 명세서에 첨부된 청구항의 범위를 제한하지 않는다. 또한, 본 명세서에 설명된 임의의 실시예는 제한을 위한 것이 아니고, 단지 첨부된 청구항을 위한 많은 가능한 실시형태 중 일부를 설명하는 것이다.
본 개시는 대체로 작업 차량에서 사용하기 위한 유압 회로 구조에 관한 것이다. 본 개시의 원리에 따른 유압 회로 구조는 추진 회로 및 작업 회로를 포함할 수 있다. 특정의 실시형태에서, 추진 회로 및 작업 회로는 동일한 유압 펌프 구조(예를 들면, 유압 펌프 또는 유압 펌프/모터)에 의해 구동될 수 있다. 특정의 실시형태에서, 유압 펌프 구조는 단일의 구동 펌프(예를 들면, 단 하나의 펌프, 단 하나의 펌핑 회전 그룹, 단 하나의 펌프/모터 등)를 포함한다. 특정의 실시형태에서, 추진 회로는 드라이브트레인을 통해 작업 차량의 추진 요소(예를 들면, 차륜, 트랙 등)를 구동하기 위한 유압 추진 펌프/모터 및 유압 어큐물레이터를 포함할 수 있다. 작업 회로는 리프트, 클램프, 붐, 버킷, 블레이드, 및/또는 기타 구조와 같은 작업 부품을 구동하기 위한 다양한 액추에이터를 포함할 수 있다. 다양한 액추에이터는 유압 실린더, 유압 모터, 등을 포함할 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 유압 구조는 추진 회로가 포크리프트(50)의 구동륜(54)에 결합된 드라이브트레인(114)을 구동하는 포크리프트(50)(도 9 참조) 상에서 사용되고, 작업 회로는 포크리프트(50)의 포크(52)를 상승 및 하강, 포크(52)의 전후 틸팅, 및 포크(52)의 좌우 시프팅을 위한 밸브 및 액추에이터(예를 들면, 유압 실린더)를 포함한다.
특정의 실시형태에서, 많은 기능 및 편익을 제공하기 위해 추진 회로의 유압 어큐물레이터가 사용될 수 있다. 예를 들면, 유압 어큐물레이터를 제공하면 유압 펌프/모터 및 원동기는 최고 효율 또는 최고에 근접하는 효율로 일관되게 작동될 수 있도록 추진 회로를 구동할 수 있다. 더욱이, 유압 어큐물레이터 내의 축적된 에너지는 유압 펌프/모터를 구동하기 위해 사용되는 동력원(예를 들면, 원동기, 디젤 엔진, 또는 기타 엔진)을 시동시키기 위한 동력을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 유압 어큐물레이터는 유압 펌프/모터에 결합된 동력원이 비작동 중인 경우에도 추진 기능을 제공하도록 사용될 수 있다. 유사하게, 유압 어큐물레이터는 유압 펌프/모터에 결합된 동력원이 비작동 중인 경우에도 작업 회로 기능을 제공하도록 사용될 수 있다. 더욱이, 제동/감속 중에 모터로서 추진 유압 펌프/모터를 작동시킴으로써 작업 차량의 감속에 대응하는 에너지는 작업 차량의 전체적인 효율을 증강시키기 위해 추후의 재사용을 위해 유압 어큐물레이터에 의해 피드백 및 저장될 수 있다.
특정의 실시형태에서, 추진 회로 및 작업 회로의 양자 모두를 구동하기 위해, 하나(즉, 단일의) 유압 펌프/모터(예를 들면, 도 1에 도시된 유압 펌프/모터(102))가 사용된다. 이러한 실시형태에서, 추진 회로나 작업 회로와 유체 연통 상태로 유압 펌프/모터의 고압측을 선택적으로 배치하기 위한 회로 선택기(즉, 모드 선택기)가 제공될 수 있다. 이 회로 선택기는 하나 이상의 밸브를 포함할 수 있다. 더욱이, 추진 회로와 작업 회로 사이에 유체 연통을 선택적으로 제공하기 위해 크로스-오버 밸브가 제공될 수 있다. 크로스-오버 밸브를 개방함으로써, 작업 회로의 하나 이상의 액추에이터를 구동시키기 위해 유압 어큐물레이터로부터의 동력이 사용될 수 있고, 이것에 의해 동력원이 오프된 경우에도 작업 회로의 액추에이터의 작동이 가능해진다. 회로 선택기가 작업 차량을 추진하기 위한 추진 회로와 유체 연통 상태로 펌프/모터를 배치한 경우, 작업 회로의 다양한 부품은 크로스-오버 밸브를 개방시킴으로써 작동될 수 있다. 또한, 회로 선택기가 작업 회로와 유체 연통 상태로 펌프/모터를 배치한 경우, 작업 차량의 추진 및 조향을 위해 유압 어큐물레이터가 사용될 수 있다. 조향 부품은 유압 추진 회로 내에 결합되는 것이 바람직하다는 것이 이해될 것이다. 동력원이 오프된 경우, 조향 부품, 추진 요소, 및/또는 작업 회로의 다양한 부품을 구동하기 위해 유압 어큐물레이터가 사용될 수 있다. 이러한 작용은 개별적으로 또는 동시에 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 크로스-오버 밸브는 가변 크기의 오리피스를 제공할 수 있다.
특정의 실시형태에서, 동력원이 결합되는 유압 펌프/모터는 동력원에 의해 펌프/모터 샤프트의 회전 당 펌프/모터에 의해 변위되는 유압 유체의 양을 제어하도록 조절가능한 스워시 플레이트 및 회전 그룹을 가진 개방형 회로 펌프/모터이다. 특정의 실시형태에서, 스워시 플레이트는 오버-센터 구성을 갖는다. 펌프/모터가 펌프로서 작동 중인 경우, 스워시 플레이트는 중심의 제 1 측 상에 위치되고, 동력원은 제 1 방향으로 펌프/모터 샤프트를 회전시키므로, 유압 유체는 리저버/탱크와 유체 연통 상태인 저압측으로부터 회로 선택기와 유체 연통 상태인 고압측으로 펌프/모터를 통해 펌핑된다. 유압 펌프/모터가 모터로서 작동되는 경우, 스워시 플레이트는 중심의 제 2 측으로 이동될 수 있고, 유압 어큐물레이터로부터의 유압 유체는 펌프/모터를 통해 고압측으로부터 저압측으로 안내되고, 이것으로 인해 펌프/모터 샤프트는 이 펌프/모터 샤프트가 동력원에 의해 구동되는 경우에 회전되는 것과 동일한 회전 방향으로 회전된다. 이러한 방식으로, 동력원의 사용을 포함하는 모드를 개시하기 위해 유압 어큐물레이터로부터의 유압 에너지가 사용될 수 있다.
또한 추진 펌프/모터는 리저버/탱크에 접속되는 저압측 및 회로 선택기를 통해 동력원에 결합되는 유압 펌프/모터에 접속되는 고압측을 가진 개방형 회로 펌프/모터일 수 있다. 이 추진 펌프/모터는 추진 펌프/모터의 샤프트의 각각의 회전을 위해 추진 펌프/모터의 변위량을 제어하도록 조절될 수 있는 스워시 플레이트 및 회전 그룹을 포함할 수 있다. 스워시 플레이트는 추진 펌프/모터의 샤프트의 양방향 회전을 허용하는 오버-센터 스워시 플레이트일 수 있다. 예를 들면, 스워시 플레이트가 중심의 제 1 측 상에 위치된 경우, 고압측으로부터 저압측으로 펌프/모터를 통과하는 유압 유체의 유량은 시계방향으로 샤프트를 구동시킬 수 있다. 이에 반해, 스워시 플레이트가 중심의 제 2 측 상에 위치된 경우, 고압측으로부터 저압측의 방향으로 추진 펌프/모터를 통과하는 유압 유체의 유량은 반시계방향으로 샤프트의 회전을 유발한다. 이러한 방식으로, 추진 펌프/모터는 전방 및 후방의 양자 모두의 방향으로 작업 차량을 구동시키기 위해 사용될 수 있다. 더욱이, 제동 중에, 추진 펌프/모터는 펌프로서 기능할 수 있고, 유압 어큐물레이터를 충전하기 위해 리저버로부터 유압 어큐물레이터로 유압 유체를 안내함으로써 감속과 관련되는 에너지를 획득할 수 있다. 따라서, 추진 펌프/모터 및 유압 어큐물레이터는 제동/감속 및 에너지 저장 기능을 제공한다. 다른 실시형태(예를 들면, 도 8에 도시된 실시형태)에서, 밸브는 전술한 오버-센터 펌프/모터와 동일하거나 유사한 기능을 제공하기 위해 비-오버-센터 펌프/모터와 조합되어 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이 비-오버-센터 펌프/모터 및 밸브는 도 8에 도시된 바와 같이 동력원에 결합되는 유압 펌프/모터로서 사용될 수 있고, 및/또는 드라이브트레인에 결합되는 추진 유압 펌프/모터로서 사용될 수 있다.
이러한 유압 회로 구조의 추가의 세부 내용은 미국 특허 공개 제 2013/0280111 A1 호에서 설명 및 도시되어 있고, 이것은 그 전체가 원용에 의해 본원에 포함된다. 도 1 내지 도 10은 다양한 유압 회로 및 제어 시스템(500)을 도시하고, 또한 작업 기계(50)와 관련된 유압 회로 구조를 도시하고 있다. 이하, 이러한 유압 회로 구조를 작동시키는 방법을 설명하고 예시한다.
본 개시의 원리에 따르면, 유압 회로 구조를 작동시키는 방법은 작업 기계(50)의 원활하고 유익한 사용을 제공한다. 통상적으로 유압 하이브리드 차량은 어큐물레이터 내의 에너지 저장 용량을 참작하여, 그리고 펌프 및 모터의 효율을 증가시키도록 펌프 및 모터의 작동 변위량을 증가시키기 위해 최대 시스템 작동 압력보다 작은 압력에서 작동된다. 그러나, 통상적으로 이것은 등판 시, 강력한 가속 시, 또는 기타 높은 토크가 요구되는 경우에 드라이브트레인으로 신속하게 전달될 수 있는 토크를 제한한다. 순간적 토크의 결여는 시스템으로부터 고압 어큐뮬레이터를 분리시키고, 압력(및 이 압력에 의한 토크)이 매우 신속하게 그리고 고압 어큐뮬레이터의 작동 압력을 초과할 수 있는 압력 레벨까지 상승될 수 있는 전형적인 유체정역학 모드로 차량을 작동시킴으로써 제거될 수 있다.
이제 도 11을 참조하면, 본 개시의 원리에 따른 일례의 트랜스미션 모드 감시 제어 상태 기계(650)가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 이 제어 상태 기계(650)는 하이브리드 모드(660), 유체정역학 모드(670), 제 1 천이 모드(680), 및 제 2 천이 모드(690)를 포함한다. 제 1 천이 모드(680)는 하이브리드 모드(660)로부터 유체정역학 모드(670)로의 천이 시에 작동된다. 마찬가지로, 제 2 천이 모드(690)는 유체정역학 모드(670)로부터 하이브리드 모드(660)로의 천이 시에 작동된다. 도시된 바와 같이, 경로(692)는 하이브리드 모드(660)로부터 제 1 천이 모드(680)로의 전환을 도시한다. 마찬가지로, 경로(694)는 제 1 천이 모드(680)로부터 유체정역학 모드(670)로의 전환을 도시한다. 유사하게, 경로(696)는 유체정역학 모드(670)로부터 제 2 천이 모드(690)로의 전환을 도시한다. 그리고, 경로(698)는 제 2 천이 모드(690)로부터 하이브리드 모드(660)로의 전환을 도시한다. 도시된 바와 같이, 감시 제어 상태 기계(650)는 2 개의 트랜스미션 모드(660, 670) 및 2 개의 천이 모드(680, 690)를 포함한다. 다른 실시형태에서, 추가의 모드, 추가의 천이 모드, 및/또는 다양한 모드들 사이의 추가의 경로가 포함될 수 있다.
트랜스미션 상태 기계(650)의 상태는 선택된 트랜스미션 모드(652) 및 현재의 트랜스미션 모드(654)의 조합 및 도 13의 흐름도(750A 및 750B)에서 개략 설명된 로직(logic)에 의해 결정된 바와 같은 그 각각의 값에 의해 결정된다. 제어 상태 기계(650)의 하이브리드 모드(660)는 하이브리드 추진 모드(84)의 기능적 특성 및 작동 특성을 포함할 수 있고, 및/또는 이하에서 더 설명되는 하이브리드 추진 모드(84)를 작동시킬 수 있다. 선택된 트랜스미션 모드(652)가 하이브리드 추진 모드(84)로 설정되고, 현재의 트랜스미션 모드(654)가 하이브리드 추진 모드(84)로 설정된 경우, 트랜스미션 상태 기계(650)의 상태는 하이브리드 추진 모드(660)로 설정된다. 유체정역학 모드(670)는 마찬가지로 유체정역학 모드(86)의 작동 특성 및 기능적 특성을 포함할 수 있고, 및/또는 이하에서 더 설명되는 유체정역학 모드(86)를 작동시킬 수 있다. 선택된 트랜스미션 모드(652)가 유체정역학 모드(86)로 설정되고, 현재의 트랜스미션 모드(654)가 유체정역학 모드(86)로 설정된 경우, 트랜스미션 상태 기계(650)의 상태는 유체정역학 추진 모드(670)로 설정된다.
도 11에 도시된 바와 같이, 트랜스미션 모드 감시 제어 상태 기계(650)(즉, 감시 제어기)는 하이브리드 모드(660) 및 유체정역학 모드(670)의 2 개의 상태를 갖는다. 다른 실시형태에서, 추가의 상태가 포함될 수 있다. 예를 들면, 이하에서 설명되는 작업 회로의 일차 모드(82)의 작동 특성 및 기능적 특성을 포함하고, 및/또는 작업 회로의 일차 모드(82)를 작동시키는 작업 회로 상태가 포함될 수 있다.
천이 모드(680, 690)는 상태(660, 670)들 사이의 천이 거동을 제어하도록 정의된다. 특히, 제 1 천이 모드(680)는 하이브리드 모드 상태(660)로부터 유체정역학 모드 상태(670)로 전환하는 경우의 천이 거동을 제어한다. 마찬가지로, 제 2 천이 모드(690)는 유체정역학 모드 상태(670)로부터 하이브리드 모드 상태(660)로 전환하는 경우의 천이 거동을 제어한다. 다른 실시형태에서, 다양한 기타 상태(예를 들면, 작업 회로의 일차 모드(82)의 작동 특성 및 기능적 특성을 포함하고, 및/또는 작업 회로의 일차 모드(82)를 작동시키는 상태) 사이의 다른 천이 모드가 정의될 수 있다.
현재의 트랜스미션 모드(654)는 밸브 및 시스템 액추에이터의 기존의 상태에 의해 정의된다. 선택된 트랜스미션 모드(652)는 운전자의 거동에 의해 정의된다. 제어 상태 기계(650)의 트랜스미션 모드의 상태는 하이브리드 모드(660)의 경우에 하이브리드 시스템 부품의 거동을 규정한다. 마찬가지로, 제어 상태 기계(650)의 트랜스미션 모드의 상태는 유체정역학 모드(670)인 경우에 유체정역학 시스템 부품의 거동을 규정한다. 제 1 천이 모드(680)인 경우, 선택된 트랜스미션 모드(652)는 유체정역학 모드(86)이고, 현재의 트랜스미션 모드(654)는 하이브리드 추진 모드(84)이다. 마찬가지로, 제 2 천이 모드(690)인 경우, 선택된 트랜스미션 모드(652)는 하이브리드 추진 모드(84)로 설정되고, 현재의 트랜스미션 모드(654)는 유체정역학 모드(86)로 설정된다. 상태 기계(650)는, 특정의 실시형태에서, 감시 알고리즘의 모든 계산 루프 상에서 실행된다. 설명된 실시형태에서, 현재의 트랜스미션 모드가 첫번째로 결정되고, 선택된 트랜스미션 모드는 두번째로 결정된다.
이제 도 12를 참조하면, 본 개시의 원리에 따른 예시적 감시 흐름도(700)가 도시되어 있다. 특히, 이 감시 흐름도(700)는 트랜스미션 모드 프로세스(750)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 트랜스미션 모드 프로세스(750)는 현재의 트랜스미션 모드 프로세스(750A) 및 선택된 트랜스미션 모드 프로세스(750B)를 포함한다. 경로(705)는 현재의 트랜스미션 모드 프로세스(750A)로부터 선택된 트랜스미션 모드 프로세스(750B)로의 이동을 도시한다. 이 감시 흐름도(700)는 구동 모터 감시 프로세스(850)를 더 포함한다. 경로(715)는 트랜스미션 모드 프로세스(750)로부터 구동 모터 감시 프로세스(850)로의 이동을 도시한다. 이 감시 흐름도(700)는 엔진 및 펌프 감시 프로세스(900)를 더 포함한다. 경로(725)는 구동 모터 감시 프로세스(850)로부터 엔진 및 펌프 감시 프로세스(900)로의 이동을 도시한다. 이 감시 흐름도(700)는 밸브 감시 프로세스(950)를 더 포함한다. 도시된 바와 같이, 경로(735)는 엔진 및 펌프 감시 프로세스(900)로부터 밸브 감시 프로세스(950)로의 이동을 도시한다. 또한 경로(745)는 밸브 감시 프로세스(950)로부터 트랜스미션 모드 프로세스(750)로의 이동을 도시한다.
이제 도 13을 참조하면, 본 개시의 원리에 따른 트랜스미션 모드 프로세스(750)를 도시하는 예시적 흐름도가 도시되어 있다. 이 트랜스미션 모드 흐름도(750)는 현재의 트랜스미션 모드 프로세스(750A) 및 선택된 트랜스미션 모드 프로세스(750B)를 포함한다. 현재의 트랜스미션 모드 프로세스(750A)는 트랜스미션의 현재의 상태 또는 기존의 상태를 결정한다. 이러한 결정은, 밸브 위치 센서의 일부 또는 전부가 이용불가능한 경우, 기지의 밸브 및 액추에이터 상태 및/또는 커맨드를 수신한 밸브 및 액추에이터 상태에 기초한다. 현재의 트랜스미션 모드(654)는 작업 기계(50) 상에서 현재 실행되고 있는 모드에 의해 결정된다. 그 결과 현재의 트랜스미션 모드 프로세스(750A)는 현재의 트랜스미션 모드(654)를 계산하기 위해 사용되는 프로세스이다. 선택된 트랜스미션 모드 프로세스(750B)는 작업 기계(50)의 운전자에 의해 제어된 파라미터 및 기존의 센서, 밸브, 및 액추에이터 상태에 기초한 차회의 트랜스미션 모드 상태를 선택하기 위해 사용되는 프로세스이다. 트랜스미션 모드 흐름도(750)는 현재의 트랜스미션 모드(654) 및 선택된 트랜스미션 모드(652)를 결정하기 위한 복수의 시험 및 평가를 포함한다.
현재의 트랜스미션 모드 프로세스(750A)의 제 1 시험 세트(800)는 운전자가 가속을 원하는지 또는 감속을 원하는지의 여부를 결정하기 위한 시험부(802)를 포함한다. 제 1 시험 세트(800)는 또한 어큐물레이터 차단 밸브(210)가 급전(즉, 개방)되었는지의 여부를 결정하기 위한 시험부(804)를 포함한다. 제 1 시험 세트(800)는 이전에 선택된 트랜스미션 모드(652p)가 하이브리드 추진 모드(84)인지의 여부를 결정하기 위한 시험부(806)를 더 포함한다. 각각의 시험부(802, 804 및 806)의 결과의 논리 값은 논리 AND(808)에서 AND 연산된다. 특히, 각각의 시험부(802, 804 및 806 등)의 출력은 모두 바이너리이고, 불 논리(Boolean logic)를 이용하여 AND 게이트(808)에서 결합된다.
트랜스미션 모드 흐름도(750)는 제 2 시험 세트(810)를 더 포함한다. 제 2 시험 세트(810)는 운전자가 작업 기계(50)를 가속하기를 원하는지의 여부를 결정하기 위한 시험부(811)를 포함한다. 제 2 시험 세트(810)는 원동기(104)(예를 들면, 엔진)가 "온(ON)"(즉, 가동 중)인지의 여부를 결정하기 위한 시험부(812)를 포함한다. 제 2 시험 세트(810)는 또한 어큐물레이터 차단 밸브(210)가 단전(즉, 폐쇄)되었는지의 여부를 결정하기 위한 시험부(813)를 포함한다. 제 2 시험 세트(810)는 작업 회로 밸브(206)(즉, 엔진 펌프 온 밸브)가 단전(즉, 폐쇄)되었는지의 여부를 결정하기 위한 시험부(814)를 포함한다. 제 2 시험 세트(810)는 메인 차단 밸브(208)가 단전(즉, 개방)되었는지의 여부를 결정하기 위한 시험부(815)를 포함한다. 제 2 시험 세트(810)는 구동 모터(108)(예를 들면, 펌프/모터)의 변위량이 최대 변위량에 도달되었는지의 여부를 결정하기 위한 시험부(816)를 포함한다. 제 2 시험 세트(810)는 이전에 선택된 트랜스미션 모드(652p)가 유체정역학 모드(86)인지의 여부를 결정하기 위한 시험부(817)를 포함한다. 그리고, 제 2 시험 세트(810)는 유체정역학 모드 유효화 변수가 "유효화"로 설정되었는지의 여부를 결정하기 위한 시험부(818)를 포함한다. 각각의 시험부(811-818)의 결과의 논리 값은 논리 AND(819)에서 AND 연산된다. 특히, 각각의 시험부(811-818 등)의 출력은 모두 바이너리이고, 불 논리를 이용하여 AND 게이트(819)에서 결합된다.
트랜스미션 모드 흐름도(750)는 제 3 시험 세트(820)를 포함한다. 제 3 시험 세트(820)는 현재의 트랜스미션 모드(654)가 하이브리드 추진 모드(84)인지의 여부를 결정하기 위한 시험부(821)를 포함한다. 제 3 시험 세트(820)는 펌프/모터(102)의 목표 압력이 유체정역학 진입 압력을 초과하는지의 여부를 결정하기 위한 시험부(822)를 포함한다. 이 목표 압력은 펌프/모터(108) 및 펌프/모터(102)가 운전자의 커맨드를 달성하기 위해 작동되어야 하는 원하는 압력을 지칭한다. 유체정역학 진입 압력은 지나치게 낮은 커맨드에서 시스템이 유체정역학 모드(86)로 진입하는 것을 방지하기 위해 목표 압력을 초과하도록 필요한 보정값이다. 유체정역학 진입 압력은 유체정역학 모드(86)에 진입하기 위한 목표 압력의 최소 한계치를 설정한다. 제 3 시험 세트(820)는 펌프/모터(102)의 압력 목표가 어큐물레이터(116)의 현재의 압력보다 큰지의 여부를 결정하기 위한 시험부(823)를 포함한다. 제 3 시험 세트(820)는 풀 스케일의 활성화의 가속기 페달 백분율이 유체정역학 모드(86)로의 진입을 요구하기 위한 한계치 백분율보다 큰지의 여부를 결정하기 위한 시험부(824)를 포함한다. 제 3 시험 세트(820)는 유체정역학 모드(86)가 유효한지의 여부를 결정하기 위한 시험부(825)를 포함한다. 특정의 실시형태에서 시험부(818, 825)는 결합될 수 있다. 제 3 시험 세트(820)는 작업 회로(300)의 유량 요구가 유체정역학 진입 유량보다 작은지의 여부를 결정하기 위한 시험부(826)를 포함한다. 유체정역학 진입 유량은 지나치게 많은 작업 회로 유량 요구가 존재하는 경우(예를 들면, 작업 회로 유량 요구가 사전결정된 값을 초과하는 경우), 유체정역학 모드의 진입을 방지하는 보정값 또는 사전설정된 상수 값이다. 제 3 시험 세트(820)는 작업 기계(50)의 현재의 속도가 최대 유체정역학 진입 속도보다 작은지의 여부를 결정하기 위한 시험부(827)를 포함한다. 제 3 시험 세트(820)는 차량의 핫 시프트(hot shift)가 유체정역학 모드(86)로의 진입을 방지하지 않고 있는지의 여부를 결정하기 위한 시험부(828)를 포함한다. 핫 시프트는 현재의 주행 방향의 반대 방향으로 전진-중립-후진 스위치(즉, FNR 스위치) 방향을 변화시킨다. 다시 말하면, 전진 주행 중에 작업 기계(50)를 후진시키고, 그 반대로도 마찬가지이다. 그리고, 제 3 시험 세트(820)는 조건 타이머가 만료되었는지의 여부를 결정하기 위한 시험부(829)를 포함한다. 조건 타이머는 시험부(829)가 참이 되기 전에 사전결정된 시간 동안 조건 시험부(822-827)가 참이어야 함을 의미한다. 이 시험부(829)는 신호 노이즈에 의해 스위치가 신규 상태로 되는 것(즉, 신규 상태를 초래하는 것)을 방지한다. 각각의 시험부(821-829)의 결과의 논리 값은 논리 AND(831)에서 논리적으로 AND 연산된다. 특히, 각각의 시험부(821-829 등)의 출력은 모두 바이너리이고, 불 논리를 이용하여 AND 게이트(831)에서 결합된다.
트랜스미션 모드 흐름도(750)는 제 4 시험 세트(833)를 포함한다. 제 4 시험 세트(833)는 제 1 서브세트의 시험부(834) 및 제 2 서브세트의 시험부(835)를 포함한다. 제 1 서브세트의 시험부(834)는 현재의 트랜스미션 모드(654)가 유체정역학 모드(86)인지의 여부를 결정하기 위한 시험부(836)를 포함한다. 제 1 서브세트의 시험부(834)는 펌프/모터(108)의 압력 목표가 어큐물레이터(116)의 현재의 압력보다 작은지의 여부를 결정하기 위한 시험부(837)를 포함한다. 이 목표 압력은 펌프/모터(108) 및 펌프/모터(102)가 운전자의 커맨드를 달성하기 위해 작동되어야 하는 원하는 압력을 지칭한다. 제 1 서브세트의 시험부(834)는 풀 스케일의 활성화의 가속기 페달 백분율이 한계치 유체정역학 배출 백분율보다 작은지의 여부를 결정하기 위한 시험부(838)를 포함한다. 제 1 서브세트의 시험부(834)는 운전자가 작업 기계(50)의 감속을 원하는지의 여부를 결정하기 위한 시험부(838)를 포함한다. 제 1 서브세트의 시험부(834)는 운전자가 작업 기계(50)의 중립을 원하는지의 여부를 결정하기 위한 시험부(840)를 포함한다. 제 1 서브세트의 시험부(834)는 원동기(104)의 상태가 "오프(OFF)"인지의 여부를 결정하기 위한 시험부(841)를 포함한다. 그리고, 제 1 서브세트의 시험부(834)는 제어 시스템(500)에 임의의 고장이 존재하는지의 여부를 결정하기 위한 시험부(842)를 포함한다. 각각의 시험부(836-842)의 결과의 논리 값은 논리 ORD(846)에서 논리적으로 OR 연산된다. 특히, 각각의 시험부(836-842 등)의 출력은 모두 바이너리이고, 불 논리를 이용하여 OR 게이트(846)에서 결합된다.
제 4 시험 세트(833)의 제 2 서브세트의 시험부(835)는 조건 타이머가 만료되었는지의 여부를 결정하기 위한 시험부(843)를 포함한다. 조건 타이머는 시험부(843)가 참이 되기 전에 사전결정된 시간 동안 조건 시험부(836-842)가 참이어야 함을 의미한다. 이 시험부(843)는 신호 노이즈에 의해 스위치가 신규 상태로 되는 것(즉, 신규 상태를 초래하는 것)을 방지한다.
각각의 논리 OR(846)의 결과의 논리 값 및 제 2 서브세트의 시험부(835)의 결과의 논리 값은 논리 AND(848)에서 논리적으로 AND 연산된다. 특히, OR 게이트(846) 및 시험부(843) 등의 각각의 출력은 모두 바이너리이고, 불 논리를 이용하여 AND 게이트(848)에서 결합된다.
도 13에 도시된 바와 같이, 이 트랜스미션 모드 흐름도(750)는 출발 위치(752)에서 출발할 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 경로(745)는 감시 흐름도(700)의 루프의 일부이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 경로(745)는 출발 위치(752)에서 개시될 수 있거나, 밸브 감시 흐름 프로세스(950)로부터 진행될 수 있다. 경로(745)를 따라, 각각의 경우에, 논리 AND 게이트(808)의 AND 출력이 참인지의 여부(예를 들면, 불 "1"인지의 여부)를 결정하는 판정 지점(754)으로 제어가 진행된다. 논리 AND(808)가 참인 경우, 현재의 트랜스미션 모드(654)는 하이브리드 추진 모드(84)이고, 블록(756)에서 그와 같이 등록된다. 논리 AND 게이트(808)의 출력이 참이 아닌 경우(예를 들면, 불 "0"인 경우), 제어는 논리 AND(819)가 참인지의 여부를 결정하는 판정 지점(758)으로 진행된다. 논리 AND(819)가 참인 경우, 현재의 트랜스미션 모드(654)는 유체정역학 모드(86)이고, 블록(760)에서 그와 같이 등록된다. 논리 AND(819)가 참이 아닌 경우, 현재의 트랜스미션 모드(654)는 블록(762)에서 이전에 등록된 것으로서 유지된다(즉, 변화되지 않는다). 제어가 경로(705)를 따라 트랜스미션 모드 흐름도(750)의 현재의 트랜스미션 모드 프로세스(750A)로부터 트랜스미션 모드 흐름도(750)의 선택된 트랜스미션 모드 프로세스(750B)로 진행함에 따라, 블록(756), 블록(760), 또는 블록(762)의 결과가 전송된다.
트랜스미션 모드 흐름도(750)의 선택된 트랜스미션 모드 프로세스(750B)는 현재의 트랜스미션 모드 프로세스(750A)로부터 정보를 수신한다. 현재의 트랜스미션 모드 프로세스(750A)의 결과는 선택된 트랜스미션 모드 프로세스(750B)로부터의 결과와 함께 전송된다. 제어는 경로(705)를 따라 논리 AND(831)가 평가되는 판정 지점(774)으로 진행된다. 논리 AND(831)가 참인 경우, 선택된 트랜스미션 모드(652)는 유체정역학 모드(86)이고, 블록(776)에서 그와 같이 설정되어 등록된다. 논리 AND(831)가 참이 아닌 경우, 제어는 논리 AND(848)가 평가되는 판정 지점(778)으로 진행된다. 논리 AND(848)가 참인 경우, 선택된 트랜스미션 모드(652)는 하이브리드 추진 모드(84)이고, 블록(780)에서 그와 같이 설정되어 등록된다. 논리 AND(848)가 참이 아닌 경우, 선택된 트랜스미션 모드(652)는 이전에 선택된 트랜스미션 모드(652p)로서 유지되고, 블록(782)에서 그와 같이 등록된다. 현재의 트랜스미션 모드 프로세스(750A)의 결과와 선택된 트랜스미션 모드 프로세스(750B)의 결과는 경로(715)를 따라 구동 모터 감시 흐름도(850)로 전송된다.
이제 도 14를 참조하면, 본 개시의 원리에 따른 구동 모터 감시 프로세스(850)를 예시하는 예시적 흐름도가 도시되어 있다. 이 구동 모터 감시 흐름도(850)는 선택된 트랜스미션 모드 프로세스(750B)에서 개시되고, 제어는 경로(715)를 따라 선택된 트랜스미션 모드(652)가 유체정역학 모드(86)인지의 여부를 결정하는 판정 지점(860)으로 진행된다. 결과가 "예"인 경우, 제어는 블록(870)으로 진행되고, 구동 모터(108)(즉, 펌프/모터)는 100%로 설정된다. 선택된 트랜스미션 모드(652)가 유체정역학 모드(86)가 아닌 경우, 제어는 정상 하이브리드 구동 모터의 변위량 목표 계산에 따라 구동 모터(108)의 변위량이 계산되는 블록(880)으로 진행된다. 구동 모터 변위량 목표가 단계(890)에서 전자 제어 유닛(502)으로 송출된다. 다음에 제어는 엔진 및 펌프 감시 프로세스(900)로 진행된다.
이제 도 15를 참조하면, 본 개시의 원리에 따른 엔진 및 펌프 감시 프로세스(900)를 예시하는 예시적 흐름도가 도시되어 있다. 이 엔진 및 펌프 감시 흐름도(900)는 현재의 트랜스미션 모드 프로세스(750A)에서 개시된다. 제어는 현재의 트랜스미션 모드(654)가 유체정역학 모드(86)로 설정되었는지의 여부를 질의하기 위한 판정 지점(902)으로 진행된다. 결과가 "예"이면, 제어는 엔진 상태 목표가 "온(ON)"으로 설정되는 블록(912)으로 진행된다. "온"의 엔진 상태 목표 값은 단계(932)에서 저장되고, 제어 시스템으로 송출된다. 다음에 제어는 블록(914)으로 진행되고, 여기서 원동기(104)와 함께 펌프/모터(102)의 유체정역학 유량 및 압력 목표가 계산된다. 다음에 제어는 블록(916)으로 진행되고, 여기서 유체정역학 모드의 엔진 속도 목표가 계산된다. 엔진 속도 목표는 단계(936)에서 저장되고, 제어 시스템으로 송출된다. 다음에 제어는 블록(918)으로 진행되고, 여기서 유체정역학 모드의 엔진 펌프 변위량 목표가 계산된다. 최종적인 엔진 펌프 변위량 목표는 단계(938)에서 저장되고, 시스템으로 송출된다. 판정 지점(902)의 결과가 "아니오"인 경우, 제어는 블록(922)으로 진행되고, 여기서 하이브리드 모드의 엔진 상태 목표가 계산된다. 최종적인 엔진 상태 목표는 단계(932)에서 저장되고, 제어 시스템으로 송출된다. 다음에 제어는 블록(924)으로 진행되고, 여기서 원동기(104)와 함께 펌프/모터(102)의 하이브리드 모드 유량 및 압력 목표가 계산된다. 다음에 제어는 블록(926)으로 진행되고, 여기서 하이브리드 모드의 엔진 속도 목표가 계산된다. 최종적인 엔진 속도 목표는 단계(936)에서 저장되고, 제어 시스템으로 송출된다. 다음에 제어는 블록(928)으로 진행되고, 여기서 하이브리드 모드의 엔진 펌프 변위량 목표가 계산된다. 최종적인 엔진 펌프 변위량 목표는 단계(938)에서 저장되고, 제어 시스템으로 송출된다. 엔진 상태 목표, 엔진 속도 목표, 및 엔진 펌프 변위량 목표가 계산되면, 제어는 밸브 감시 프로세스(950)로 진행된다.
이제 도 16을 참조하면, 본 개시의 원리에 따른 밸브 감시 프로세스(950)를 예시하는 예시적 흐름도가 도시되어 있다. 이 밸브 감시 흐름도(950)는 선택된 트랜스미션 모드 프로세스(750B)에서 개시된다. 밸브 감시 흐름도(950)는 제 1 세트의 시험부(980) 및 제 2 세트의 시험부(990)를 포함한다. 제 1 세트의 시험부(980)는 어큐물레이터 차단 밸브(210)가 급전(즉, 개방)되었는지의 여부를 결정하는 시험부(981)를 포함한다. 제 1 세트의 시험부(980)는 선택된 트랜스미션 모드(652)가 유체정역학 모드(86)인지의 여부를 결정하는 시험부(982)를 포함한다. 제 1 세트의 시험부(980)는 구동 모터 압력 변화율이 0보다 큰지의 여부를 결정하는 시험부(983)를 포함한다. 0보다 큰 압력 변화율은 엔진 펌프가 모터, 밸브, 및 기타 유압 부품이 소모하고 있는 것보다 많은 유량을 시스템 내에 제공하는 것을 나타낸다. 이 값이 음인 경우에 밸브가 폐쇄되면, 시스템은 캐비테이션(cavitation)될 수 있다. 제 1 세트의 시험부(980)는 엔진 속도 목표가 엔진(즉, 원동기(104))을 위한 최소의 유체정역학 속도보다 큰지의 여부를 결정하는 시험부(984)를 포함한다. 제 1 세트의 시험부(980)는 엔진 속도 상황이 최소의 유체정역학 엔진 속도보다 큰지의 여부를 결정하는 시험부(985)를 포함한다. 그리고, 제 1 세트의 시험부(980)는 구동 모터(108)(즉, 펌프/모터)에서의 유압이 유압 어큐물레이터(116)에서의 현재의 압력보다 큰지의 여부를 결정하는 시험부(986)를 포함한다. 각각의 시험부(981-986)의 결과의 논리 값은 논리 AND(987)에서 AND 연산되고, 저장된다. 특히, 각각의 시험부(981-986 등)의 출력은 모두 바이너리이고, 불 논리를 이용하여 AND 게이트(987)에서 결합된다.
제 2 세트의 시험부(990)는 어큐물레이터 차단 밸브(210)가 단전(즉, 폐쇄)되었는지의 여부를 결정하는 제 1 시험부(991)를 포함한다. 제 2 세트의 시험부(990)는 구동 모터(108)에서의 현재의 압력이 최소의 유체정역학 모드 진입 압력 미만인지의 여부를 결정하는 시험부(992)를 포함한다. 그리고, 제 2 세트의 시험부(990)는 원동기(104)(예를 들면, 엔진)가 "오프(OFF)"인지의 여부를 결정하는 시험부(993)를 포함한다. 각각의 시험부(991-993)의 결과의 논리 값은 논리 OR(994)에서 OR 연산되고, 저장된다. 특히, 각각의 시험부(991-993 등)의 출력은 모두 바이너리이고, 불 논리를 이용하여 OR 게이트(994)에서 결합된다.
제어가 밸브 감시 흐름도(950)로 진입하면, 판정 지점(952)은 논리 AND(987)가 참인지의 여부를 평가한다. 논리 AND(987)가 참인 경우, 제어는 블록(954)으로 진행되고, 여기서 어큐물레이터 차단 밸브(210)는 폐쇄(즉, 단전)된다. AND(987)의 논리 값이 참이 아닌 경우, 제어는 판정 지점(956)으로 진행되고, 여기서 논리 Or(994)이 평가된다. OR(994)의 논리 값이 "참"인 경우, 제어는 블록(958)으로 진행되고, 여기서 어큐물레이터 차단 밸브(210)는 개방(즉, 급전)된다. OR(994)의 논리 값이 참이 아닌 경우, 제어는 블록(960)으로 진행되고, 여기서 어큐물레이터 차단 밸브(210)의 현재의 상태가 유지된다. 밸브 감시 흐름도(950)가 완료되면, 제어는 경로(745)를 따라 트랜스미션 모드 프로세스(750)로 진행된다.
본 개시의 원리에 따라, 그리고 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 작업 기계(50)(즉, 작업 차량, 이동식 작업 차량, 포크리프트, 리프트 트럭, 포크 트럭, 휠 로더(wheel loader), 굴착기, 굴삭기, 백호 로더(backhoe loader) 등)의 드라이브트레인(114)을 구동하기 위해 유압 시스템(100)(즉, 유압 회로 구조)이 적용된다. 이 유압 시스템(100)은 작업 기계(50)의 작업 회로(300)를 구동하기 위해 더 적용될 수 있다. 이 유압 시스템(100)은 작업 기계(50)의 조향 제어 유닛(600)(예를 들면, 유압 조향 회로)을 구동하기 위해 적용될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 작업 기계(50)는 작업 부가장치(52)(예를 들면, 포크, 작업 부품 등), 하나 이상의 구동륜(54), 및 하나 이상의 조향륜(56)을 포함한다. 특정의 실시형태에서, 하나 이상의 구동륜(54)은 하나 이상의 조향륜(56)과 조합될 수 있다. 특정의 실시형태에서, 작업 기계(50)는 오로지 단일의 구동 유압 펌프를 포함할 수 있다.
유압 시스템(100)은 에너지를 회수하여, 이 에너지를 재사용을 위해 유압 어큐물레이터(116)에 저장하기 위해 적용된다. 예를 들면, 작업 기계(50)가 감속된 경우, 드라이브트레인(114)은 운동 에너지를 유압 시스템(100)으로 전달할 수 있고, 그 결과 유압 어큐물레이터(116) 내에 이 에너지를 저장할 수 있다. 유압 시스템(100)은 또한 유압 어큐물레이터(116) 내에 저장된 에너지를 사용하여 작업 기계(50)의 원동기(104)(예를 들면, 내연기관)를 신속하게 시동시키기 위해 적용된다. 유압 시스템(100)은 원동기(104)를 구비하지 않고 유압 어큐물레이터(116)로부터 유압 구동력을 인출하여 가동되는 드라이브트레인(114), 작업 회로(300), 및/또는 조향 제어 유닛(600)을 구동하기 위해 적용될 수 있다. 특정의 실시형태에서, 원동기(104)는 단일의 유압 펌프만을 구동할 수 있다. 특정의 실시형태에서, 원동기(104)는 드라이브트레인(114) 및 작업 회로(300)를 구동하는 단일의 유압 펌프만을 구동할 수 있다. 특정의 실시형태에서, 원동기(104)는 적어도 드라이브트레인(114) 및 작업 회로(300)를 구동하는 단일의 유압 펌프만을 구동할 수 있다. 특정의 실시형태에서, 원동기(104)는 드라이브트레인(114), 작업 회로(300), 및 조향 제어 유닛(600)을 구동하는 단일의 유압 펌프만을 구동할 수 있다. 특정의 실시형태에서, 원동기(104)는 드라이브트레인(114), 작업 회로(300), 및 조향 제어 유닛(600)을 적어도 구동하는 단일의 유압 펌프만을 구동할 수 있다.
이 유압 시스템(100)은 (예를 들면, 운전자에 의해) 작업 기계(50) 상에 부여되는 요구에 따라 다양한 모드로 작동된다. 제어 시스템(500)은 작업 기계(50)의 운전자 인터페이스(506)를 모니터링하고, 또한 유압 시스템(100)의 다양한 센서(510) 및 작동 파라미터를 모니터링한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 신호 라인(508)은 제어 시스템(500) 내의 통신을 촉진시킬 수 있다. 제어 시스템(500)은 운전자 인터페이스(506)로부터 수신된 입력을 평가한다. 특정의 실시형태에서, 전자 제어 유닛(502)은 유압 시스템(100)을 가장 적절한 모드로 구성하도록 다양한 센서(510) 및 유압 시스템(100)의 작동 파라미터를 모니터링한다. 모드는 도 3에 도시된 바와 같은 작업 회로의 일차 모드(82), 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 하이브리드 추진 모드(84), 및 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같은 유체정역학 모드(86)를 포함한다. 전자 제어 유닛(502)은 운전자 인터페이스(506), 원동기(104), 및 환경 조건(예를 들면, 주위 온도)을 모니터링할 수 있다. 실행가능한 코드, 작동 파라미터, 운전자 인터페이스로부터의 입력 등을 저장하기 위해 메모리(504)(예를 들면, RAM 메모리)가 전자 제어 유닛(502) 내에 사용될 수 있다.
작업 회로의 일차 모드(82)(도 3 참조)에서, 원동기(104)로부터의 동력은 유압 시스템(100)에 의해 작업 회로(300)에 직접 공급되고, 유압 어큐물레이터(116)로부터의 동력은 유압 시스템(100)에 의해 드라이브트레인(114)에 공급된다. 특정의 실시형태에서, 조향 제어 유닛(600)을 위한 동력은 또한 작업 회로의 일차 모드(82)에서 유압 어큐물레이터(116)로부터 취출된다. 작업 회로의 일차 모드(82)는 드라이브트레인(114)에 의한 동력 요구가 낮거나, 비교적 낮거나, 및/또는 낮을 것으로 예상되는 경우, 및 작업 회로(300)에 의한 동력 요구 및/또는 유압 유량 요구가 높거나, 비교적 높거나, 및/또는 높을 것으로 예상되는 경우에 선택될 수 있다. 이러한 조건은, 예를 들면, 작업 기계(50)가 저속으로 이동 중이거나, 정지되어 있는 경우, 그리고 작업 부가장치(52)가 대대적으로 및/또는 고부하로 사용되고 있는 경우에 발생될 수 있다. 작업 회로의 일차 모드(82)에서, 조향 제어 유닛(600)은 유압 어큐물레이터(116)로부터 동력을 받을 수 있다.
하이브리드 추진 모드(84)(도 4 및 도 5 참조)는 드라이브트레인(114)으로부터의 동력 요구가 작업 회로(300)의 동력 요구보다 우위에 있을 때 사용될 수 있다. 하이브리드 추진 모드(84)는 또한 작업 기계(50)의 감속으로부터 에너지를 재생시키는 것이 바람직한 경우에 사용될 수도 있다. 더욱이 하이브리드 추진 모드(84)는 원동기(104)의 가동 없이 또는 원동기(104)의 상시 가동 없이 작업 기계(50)를 구동시키기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 하이브리드 추진 모드(84)는 유압 어큐물레이터(116)에 충분한 압력이 존재할 때 원동기(104)의 정지를 허용한다. 유압 어큐물레이터(116)가 더 낮은 압력으로 고갈되면, 하이브리드 추진 모드(84)는 유압에 의해 원동기(104)를 재시동하고, 그 결과 유압 어큐물레이터(116)를 재충전시키고, 또한 원동기(104)로부터 작업 기계(50)로 동력을 제공한다. 하이브리드 추진 모드(84)에서, 조향 제어 유닛(600)은 유압 어큐물레이터(116) 및/또는 원동기(104)로부터 동력을 받을 수 있다.
유체정역학 모드(86)(도 6 및 도 7 참조)는 드라이브트레인(114)의 요구가 높거나, 비교적 높거나, 및/또는 높을 것으로 예상되는 경우에 사용될 수 있다. 예를 들면, 작업 기계(50)가 고속으로 구동되는 경우, 작업 기계(50)가 경사면을 올라가는 경우, 및/또는 드라이브트레인(114)이 고부하 하에 있는 경우가 있다. 유체정역학 모드(86)는 유압 어큐물레이터(116) 내의 압력이 유압 어큐물레이터(116)의 압력 등급 및/또는 작업 압력을 초과하도록 충분히 높은 경우에 사용될 수 있다. 이에 따라 유압 어큐물레이터(116)의 압력 등급 및/또는 작업 압력은 유압 어큐물레이터(116)가 차단되는 경우의 모드(예를 들면, 유체정역학 모드(86))와 유압 어큐물레이터(116)가 접속되는 경우의 모드(예를 들면, 하이브리드 추진 모드(84)) 사이에서 스위칭될 수 있는 유압 시스템에서 하강될 수 있다. 유체정역학 모드(86)에서, 조향 제어 유닛(600)은 원동기(104)로부터 동력을 받을 수 있다.
제어 시스템(500)은 작업 기계(50)의 요구에 따라 유압 시스템(100)을 연속적으로 조절하기 위해 작업 회로의 일차 모드(82), 하이브리드 추진 모드(84), 및/또는 유체정역학 모드(86) 사이에서 신속하게 스위칭될 수 있다.
이제 도 1을 참조하면, 유압 시스템(100)이 개략도로서 도시되어 있다. 유압 시스템(100)은 펌프/모터(102)에 연결되는 원동기(104)에 의해 구동된다. 특정의 실시형태에서, 펌프/모터(102)는 펌프로 대체될 수 있다. 도시된 바와 같이, 이 유압 시스템(100)에 의해 유압 펌프/모터(102)는 드라이브트레인(114), 작업 회로(300), 및/또는 조향 제어 유닛(600)을 구동하는 단일의 펌프/모터(또는 단일의 펌프)가 될 수 있다. 단일의 펌프/모터(또는 단일의 펌프)로 유압 시스템(100)을 구성함으로써 유압 시스템(100)의 비용이 감소될 수 있고, 유압 시스템(100)의 중량이 감소될 수 있고, 유압 시스템(100)의 효율이 추가의 부품의 기생 손실을 감소시킴으로써 증가될 수 있고, 유압 시스템(100)의 포장의 크기가 감소될 수 있다.
도시된 바와 같이, 유압 펌프/모터(102) 및 원동기(104)는 엔진 펌프 어셈블리(106) 내에 조립될 수 있다. 특정의 실시형태에서, 원동기(104)는 단일의 회전 방향(예를 들면, 시계방향)으로 회전될 수 있고, 따라서, 유압 펌프/모터(102)도 원동기(104)의 단일의 회전 방향으로 회전될 수 있다. 동력은 유압 펌프/모터(102) 및 원동기(104) 사이에서 샤프트에 의해 전달될 수 있다(예를 들면, 유압 펌프/모터(102)의 입력/출력 샤프트는 원동기(104)의 크랭크샤프트에 연결될 수 있음). 동력은 전형적으로, 유압 펌프/모터(102)가 유압 어큐물레이터(116), 드라이브트레인(114), 작업 회로(300), 및/또는 조향 제어 유닛(600)에 유압 동력을 공급하고 있는 경우에, 원동기(104)로부터 유압 펌프/모터(102)로 전달된다. 동력은, 예를 들면, 엔진 브레이킹 중에 유압 펌프/모터(102)가 원동기(104)를 시동하고 있는 경우에, 유압 펌프/모터(102)로부터 원동기(104)로 전달될 수 있다.
유압 펌프/모터(102)는 가변 변위량 펌프/모터일 수 있다. 유압 펌프/모터(102)는 오버-센터 펌프/모터일 수 있다. 유압 펌프/모터(102)는 저압 라인(440)을 통해 탱크(118)로부터 유압 유체를 수용하는 유입구(102l)(즉, 저압측)를 포함하고, 유압 펌프/모터(102)는 유압 펌프/모터(102)의 고압 라인(400)에 연결되는 유출구(102h)(즉, 고압측)를 포함한다. 원동기(104)가 유압 펌프/모터(102)에 동력을 공급하는 경우, 유압 유체는 탱크(118)로부터 유압 펌프/모터(102)의 유입구(102l) 내로 흡인되고, 유압 펌프/모터(102)의 유출구(102h)로부터 더 높은 압력으로 토출된다. 특정의 실시형태에서, 동력은 유압 펌프/모터(102)의 스워시 플레이트가 중심에 위치되는 경우에 유압 펌프/모터(102)로부터 원동기(104)로 전달될 수 있고, 고압 라인(400)으로부터 고압 유압 유체는 유압 펌프/모터(102)를 통해 후방으로 구동되어 저압 라인(440) 및 탱크(118)로 토출된다. 대안적으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 유압 펌프/모터(102)와 유사한 유압 펌프/모터(102')로 원동기(104)를 후방으로 구동시키기 위해 유압 시스템(100')의 가역 밸브(103)가 사용될 수 있다.
유량 제어 장치(202)(예를 들면, 안전 밸브)는 고압 라인(400)에의 연결부를 포함한다. 고압 라인(400) 내의 유압 유체 압력이 사전결정된 한계에 도달하면, 유량 제어 장치(202)는 개방되어, 유압 유체의 일부를 탱크(118)로 방출하고, 그 결과 고압 라인(400)이 과도한 압력 조건에 도달하는 것을 방지한다.
유량 제어 장치(206)는 고압 라인(400)과 작업 회로(300)의 고압 라인(406) 사이에 연결된다. 설명된 실시형태에서, 유량 제어 장치(206)는 작업 회로 밸브이다.
유량 제어 장치(208)는 고압 라인(400)과 고압 라인(402) 사이에 연결된다. 도시된 바와 같이, 고압 라인(402)은 펌프/모터(108)의 유입구(108h)(즉, 고압측)에 연결될 수 있다. 유량 제어 장치(208)는 차단 밸브일 수 있다. 특정의 실시형태에서, 유량 제어 장치(206) 및 유량 제어 장치(208)는 단일의 3-방향 밸브(207)(도 8 참조) 내에 결합될 수 있다.
고압 라인(402)은 유체 유량 제어 장치(210)에 의해 유압 어큐물레이터(116)에 연결된다. 설명된 실시형태에서, 유체 유량 제어 장치(210)는 유압 어큐물레이터(116)를 위한 차압 밸브이다. 설명된 실시형태에서, 유체 유량 제어 장치(210) 및 유압 어큐물레이터(116)는 어큐물레이터 라인(404)에 의해 연결된다.
고압 라인(402)은 유량 제어 장치(212) 및 다른 유체 유량 제어 장치(224)에 의해 고압 라인(406)에 더 연결된다. 설명된 실시형태에서, 유량 제어 장치(212)는 Valvistor® 비례 유량 제어 장치이고, 유량 제어 장치(224)는 고압 라인(406)으로부터의 유압 유체가 고압 라인(402) 내로 진입하는 것을 방지하는 체크 밸브이다. 설명된 실시형태에서, 유량 제어 장치(212, 224)는 고압 라인(402)과 고압 라인(406)을 연결하는 크로스-오버 유동 라인(408)을 따라 직렬 연결된다. 다른 실시형태에서, 단일의 유량 제어 장치는 크로스-오버 유동 라인(408)을 따라 사용될 수 있다.
이하에서 작업 기계(50)의 추진 시스템의 특정의 양태를 설명한다. 추진 시스템은 출력 샤프트(110)를 통해 드라이브트레인(114)에 동력을 전달하거나 드라이브트레인(114)으로부터 동력을 받는 펌프/모터(108)를 포함한다. 특히, 출력 샤프트(110)는 감속 장치(112)에 연결된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 감속 장치(112)는 한 쌍의 구동륜(54)에 연결되는 차동장치를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 유압 펌프/모터는 각각의 구동륜(54)에 포함될 수 있고, 차동장치는 사용되지 않을 수 있다. 드라이브트레인(114)에 동력을 전달하는 경우, 펌프/모터(108)는 작업 기계(50)를 가속시킬 수 있고, 작업 기계(50)가 경사면을 올라가게 할 수 있고, 및/또는 아니면 작업 기계(50)에 전체 운동을 제공할 수 있다. 작업 기계(50)가 감속되거나, 및/또는 경사면을 내려가는 경우, 펌프/모터(108)는 드라이브트레인(114)으로부터 에너지를 받을 수 있다. 유압 시스템(100)이 하이브리드 추진 모드(84) 또는 작업 회로의 일차 모드(82)인 경우, 펌프/모터(108)는 유압 어큐물레이터(116)에 유압 에너지를 이송시킬 수 있다. 특히, 펌프/모터(108)는 저압 라인(440)을 통해 탱크(118)로부터 유압 유체를 받을 수 있고, 이 유압 유체를 가압시킬 수 있고, 이것을 고압 라인(402)을 통해 유체 유량 제어 장치(210) 및 어큐물레이터 라인(404)을 통해 유압 어큐물레이터(116)로 이송시킨다.
펌프/모터(108)는 유압 어큐물레이터(116) 또는 유압 펌프/모터(102)로부터 유압 동력에 의해 구동될 수 있다. 특히, 유압 시스템(100)이 작업 회로의 일차 모드(82)인 경우, 펌프/모터(108)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 유압 어큐물레이터(116)로부터 유압 동력을 받는다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 유압 시스템(100)이 하이브리드 추진 모드(84)인 경우, 펌프/모터(108)는 유압 펌프/모터(102)나 유압 어큐물레이터(116)로부터, 또는 유압 펌프/모터(102) 및 유압 어큐물레이터(116)의 양자 모두로부터 유압동력을 받을 수 있다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 유압 시스템(100)이 유체정역학 모드(86)인 경우, 펌프/모터(108)는 유압 펌프/모터(102)로부터 동력을 받는다. 그러나, 펌프/모터(108)는 유압 펌프/모터(102)에 동력을 전달할 수 있고, 그 결과 원동기(104)는 엔진 브레이킹을 제공할 수 있다.
안전 밸브(214)는 고압 라인(400)과 탱크(118) 사이에 연결될 수 있다. 고압 라인(400)으로부터의 피드백은 펌프/모터 제어 압력 밸브(220)(예를 들면, 압력 감소 밸브)를 통해 유압 펌프/모터(102)에 부여될 수 있다. 특히, 사용 시 필터 장치(222)는 고압 라인(402)과 펌프/모터 제어 압력 밸브(220) 사이에 연결된다. 펌프/모터 제어 압력 밸브(220)는 유압 펌프/모터(102)에 압력 신호를 공급할 수 있고, 이것에 의해 특정의 실시형태 및/또는 특정의 모드로 유압 펌프/모터(102)를 제어할 수 있다.
설명된 실시형태에서, 조향 제어 유닛(600)은 고압 라인(400)으로부터 유압 동력을 받는다. 특히, 중간 압력 조향 라인(420)은 조향 공급 밸브(218)(예를 들면, 유량 제어 밸브) 및 조향 공급 밸브(216)(예를 들면, 압력 감소 밸브)를 통해 고압 라인(402)에 연결된다. 복귀 라인(422)은 조향 제어 유닛(600)과 탱크(118) 사이에 연결된다.
매니폴드 블록(200) 내에 다양한 부품이 포함될 수 있다. 예를 들면, 유량 제어 장치(202), 유량 제어 장치(206), 유량 제어 장치(208), 유체 유량 제어 장치(210), 유량 제어 장치(212), 안전 밸브(214), 펌프/모터 제어 압력 밸브(220), 장치(222), 및/또는 유량 제어 장치(224)는 매니폴드 블록(200) 내에 포함될 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 제어 시스템(500)의 개략도와 유압 시스템(100)의 개략도가 도시되어 있다. 볼 수 있는 바와 같이, 유압 시스템(100)은 이 유압 시스템(100)의 상태를 표시하는 복수의 센서를 모니터링한다. 더 나아가 제어 시스템(500)은 운전자 인터페이스(506)를 모니터링하고, 이것에 의해 운전자는 유압 시스템(100)을 제어할 수 있고, 그 결과 작업 기계(50)를 제어할 수 있다. 제어 시스템(500)의 전자 제어 유닛(502)은 다양한 모드로 유압 시스템(100)을 모델링하는 계산을 수행할 수 있고, 그 결과 최적의 모드를 결정할 수 있고, 그 결과 주어진 작업 조건 및 주어진 운전자 입력에 대한 최적의 모드를 선택할 수 있다. 특정의 조건 하에서, 유압 시스템(100)의 모드는 작업 기계(50)의 연료 효율을 최대화하도록 선택된다. 다른 조건에서, 유압 시스템(100)의 모드는 유압 시스템(100) 및 이에 따라 작업 기계(50)의 성능을 최대화하도록 선택된다. 전자 제어 유닛(502)은 작업 기계(50)가 반복적으로 수행하는 작업 사이클을 학습할 수 있다. 이 작업 사이클을 학습함으로써, 전자 제어 유닛(502)은 작업 사이클을 위한 효율을 최대화할 수 있고, 작업 기계(50)가 작업 사이클 중에 있는 때를 식별할 수 있다. 전자 제어 유닛(502)은 작업 기계(50)의 작업 사이클에 따라 상이하게 모드를 스위칭할 수 있다. 작업 사이클의 전체를 통해 모드를 스위칭함으로써 유압 시스템(100)의 다양한 파라미터가 효율 또는 성능을 위해 최적화될 수 있다. 예를 들면, 유압 어큐물레이터(116)의 장전 압력, 유압 펌프/모터(102) 및/또는 펌프/모터(108)의 스워시 플레이트 각도, 및/또는 원동기(104)를 시동 및 정지시키는 타이밍은 작업 기계(50)의 작업 사이클에 기초하여 결정될 수 있다. 제어 시스템(500)은 작업 기계(50)가 종래의 작업 기계와 유사하게 거동하여 운전자에게 종래의 작업 기계와 유사한 느낌을 주도록 종래의 작업 기계를 모방할 수 있다.
이제 도 3을 참조하면, 작업 회로의 일차 모드(82)가 도시되어 있다. 이 작업 회로의 일차 모드(82)는, 작업 부가장치(52)가 빈번한 사용 하에 있는 경우, 지속된 사용 하에 있는 경우, 및/또는 유압 유체의 높은 체적 유량을 요구하는 사용 하에 있는 경우에, 제어 시스템(500)에 의해 선택된다. 작업 기계(50)의 드라이브트레인(114)은 작업 회로의 일차 모드(82)로 작동된다. 특히, 유압 어큐물레이터(116)는 펌프/모터(102)에 동력을 공급하거나, 펌프/모터(102)로부터 동력을 받을 수 있다. 유압 어큐물레이터(116)가 소정의 레벨까지 고갈되면, 제어 시스템(500)은 유압 어큐물레이터(116)를 재장전시키기 위해 유압 시스템(100)을 하이브리드 추진 모드(84)로 신속하게 스위칭시킬 수 있다. 유압 어큐물레이터(116)가 소정의 압력 레벨까지 재장전되면, 제어 시스템(500)은 유압 시스템(100)을 작업 회로의 일차 모드(82)로 복귀시킬 수 있다.
이제 도 4를 참조하면, 하이브리드 추진 모드(84)가 도시되어 있다. 특히, 하이브리드 모드(84a)가 도시되어 있다. 하이브리드 모드(84a)는 유압 펌프/모터(102), 유압 어큐물레이터(116), 및 펌프/모터(108) 사이에서 에너지의 교환을 가능하게 한다. 특히, 유압 펌프/모터(102)는 유압 어큐물레이터(116)를 재장전시키기 위한 목적을 위해 유압 어큐물레이터(116)에 유압 동력을 공급할 수 있다. 유압 펌프/모터(102)는 작업 기계(50)를 추진시키기 위해 펌프/모터(102)에 개별적으로 또는 동시에 동력을 공급할 수 있다. 유압 어큐물레이터(116)는 원동기(104)를 시동시키기 위한 목적을 위해 유압 펌프/모터(102)에 동력을 공급할 수 있다. 개별적으로 또는 동시에, 유압 어큐물레이터(116)는 작업 기계(50)를 추진시키기 위해 펌프/모터(108)에 동력을 공급할 수 있다. 펌프/모터(108)는 유압 어큐물레이터(116)에 유압 유체 동력을 공급할 수 있다. 개별적으로 또는 동시에, 펌프/모터(108)는 유압 펌프/모터(102)에 동력을 제공할 수 있다. 유압 펌프/모터(102)에의 동력 공급은 원동기(104)를 시동시키기 위해 및/또는 (예를 들면, 유압 어큐물레이터(116)가 충만된 경우에) 엔진 브레이킹을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 유압 시스템(100)이 하이브리드 모드(84a)인 경우, 작업 회로(300)는 유압 유체 동력으로부터 차단될 수 있다. 이 경우, 작업 회로(300)는 유압 동력을 필요로 하지 않을 수 있다.
이제 도 5를 참조하면, 다시 하이브리드 추진 모드(84)가 도시되어 있다. 특히, 하이브리드 모드(84b)가 도시되어 있다. 이 하이브리드 모드(84b)는 하이브리드 모드(84a)와 유사하지만, 단 크로스-오버 유동 라인(408)은 작업 회로(300)에 공급되는 고압 라인(402)으로부터 유압 유체 동력을 허용하도록 개방되어 있다. 하이브리드 모드(84b)에서, 유압 펌프/모터(102), 유압 어큐물레이터(116), 및/또는 펌프/모터(108)는 작업 회로(300)에 유압 동력을 공급할 수 있다.
작업 기계(50)가 적당한 작업부하 하에 있는 경우, 및/또는 드라이브트레인(114)으로부터 높은 효율 및/또는 에너지 회수가 바람직한 경우, 하이브리드 추진 모드(84)가 바람직할 수 있다.
이제 도 6을 참조하면, 유체정역학 모드(86)가 도시되어 있다. 특히, 유체정역학 모드(86a)가 도시되어 있다. 이 유체정역학 모드(86a)는 작업 기계(50)의 드라이브트레인(114)이 중부하(heavy load) 하에 있는 경우에 사용될 수 있다. 예를 들면, 작업 기계(50)가 높은 토크/동력으로 구동되는 경우 및/또는 작업 기계(50)가 경사면으로 오르는 경우이다. 유압 시스템(100)이 유체정역학 모드(86a)로 작동되는 경우, 고압 라인(400) 및 고압 라인(402) 내의 유압은 유압 어큐물레이터(116)의 작업 압력 및/또는 정격 압력을 초과할 수 있다. 하이브리드 추진 모드(84)와 유체정역학 모드(86) 사이에서의 스위칭에 의해, 유압 시스템(100)은 유압 어큐물레이터(116)를 고압에 노출시킴이 없이 고압 라인(402) 내에 고압을 유발하는 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 어큐물레이터(116)가 유압 펌프/모터(102)의 최대 압력 등급에 부합하는 압력 등급을 갖도록 요구함이 없이 하이브리드 추진 모드(84)의 이점을 누릴 수 있다. 유체 유량 제어 장치(210)로 어큐물레이터(116)를 바이패싱(예를 들면, 분리)시킴으로써, 유압 시스템(100)은 어큐물레이터(116)가 원하는 작업 압력까지 가압되도록 대기할 필요가 없다. 유압 시스템(100)이 유체정역학 모드(86a)인 경우, 작업 회로(300)는 유압 유체 동력으로부터 차단될 수 있다. 이 경우, 작업 회로(300)는 유압 동력을 필요로 하지 않을 수 있다.
이제 도 7을 참조하면, 더욱 유체정역학 모드(86)가 도시되어 있다. 특히, 유체정역학 모드(86b)가 도시되어 있다. 이 유체정역학 모드(86b)는 유체정역학 모드(86a)와 유사하지만, 단 크로스-오버 유동 라인(408)은 작업 회로(300)에 공급되는 고압 라인(402)으로부터 유압 유체 동력을 허용하도록 개방되어 있다. 유체정역학 모드(86b)에서, 유압 펌프/모터(102) 및/또는 펌프/모터(108)는 작업 회로(300)에 유압 동력을 공급할 수 있다.
이제 도 8을 참조하면, 본 개시의 원리의 제 2 실시형태를 형성하는 시스템이 제시되어 있다. 이 시스템은 위에서 언급된 유압 시스템(100')을 포함한다. 도 1 내지 도 7에 도시된 제 1 실시형태와 많은 개념 및 특징이 유사하므로 제 1 실시형태에 대한 설명은 원용에 의해 제 2 실시형태에 대한 설명에 포함된다. 동일 또는 유사한 특징 또는 요소가 설명되는 경우, 가능하면 동일한 참조 번호가 사용될 것이다. 제 2 실시형태에 대한 이하의 설명은 주로 제 1 실시형태와 제 2 실시형태의 차이에 한정될 것이다. 본 유압 시스템(100')에서, 유압 시스템(100)의 유량 제어 장치(206) 및 유량 제어 장치(208)는 단일의 3-방향 밸브(207)로 대체되었다. 또한, 유압 시스템(100)의 유량 제어 장치(212) 및 유량 제어 장치(224)는 온-오프 전기 제어식 밸브(212') 및 일정 유량 밸브(224')로 대체되었다. 본 개시의 다른 실시형태에서는 더 나아가 온-오프 전기 제어식 밸브(212') 및 일정 유량 밸브(224')의 치환이 실시될 수 있다. 마찬가지로, 유량 제어 장치(212) 및 유량 제어 장치(224)는 본 실시형태에서 치환될 수 있다.
이제 도 9를 참조하면, 작업 기계(50)의 개략적 레이아웃이 도시되어 있다. 설명된 실시형태에서, 작업 기계(50)는 포크 트럭이다.
이제 도 10을 참조하면, 본 개시의 원리의 제 3 실시형태를 형성하는 시스템이 개략적으로 도시되어 있다. 이 시스템은 유압 시스템(100")을 포함한다. 유압 시스템(100)과 같이, 이 유압 시스템(100")도 유사하게 작업 회로(300)를 구동시킨다. 그러나, 유압 시스템(100")에서 작업 회로(300)에 유압 동력을 제공하기 위해 유압 펌프(107)가 사용된다. 다음에 유압 펌프(107)는 샤프트(109)에 의해 펌프/모터(102")에 연결된다. 원동기(104)와 유압 펌프/모터(102") 사이에는 클러치(105)가 작동가능하게 연결되어 있다. 유압 펌프/모터(102")의 저압측에 연결되는 저압 어큐물레이터(117)(즉, 저장 어큐물레이터)가 추가로 포함되어 있다.
0의 스워시 플레이트 변위량 각도로 유압 펌프/모터(102")를 설치함으로써, 원동기(104)로부터 클러치(105)를 통해 유압 펌프(107) 내로 동력이 유동할 수 있다. 따라서, 원동기(104)로부터의 동력은 작업 회로(300)를 직접적으로 구동시킬 수 있다. 원동기(104)가 작업 회로(300)를 직접적으로 구동하고 있는 중에, 유압 어큐물레이터(116)는 펌프/모터(108)에 동력을 공급할 수 있고, 또한 펌프/모터(108)로부터 동력을 받을 수 있다. 따라서, 유압 시스템(100")은 도 3에 도시된 작업 회로의 일차 모드(82)와 유사한 모드를 가질 수 있다.
유압 어큐물레이터(116)로부터의 유압 동력은 원동기(104)를 시동시키기 위해 사용될 수 있다. 특히, 유압 동력은 유압 어큐물레이터(116)로부터 유체 유량 제어 장치(210)를 통해 유압 펌프/모터(102")로 유동한다. 클러치(105)가 결합될 수 있고, 그 결과 유압 펌프/모터(102")는 원동기(104)를 시동시킬 수 있다.
유압 펌프/모터(102"), 유압 어큐물레이터(116), 펌프/모터(108), 및 원동기(104)는 하이브리드 추진 모드(84)와 유사한 하이브리드 추진 모드로 작동될 수 있다. 작업 회로(300)에 의해 유압 동력이 요구되는 경우, 유압 펌프(107)는 샤프트(109)를 통해 유압 펌프/모터(102")로부터 동력을 받을 수 있다. 따라서, 유압 시스템(100")은 도 5에 도시된 하이브리드 모드(84b)와 유사한 모드를 갖는다.
유압 어큐물레이터(116)는 유체 유량 제어 장치(210)의 폐쇄에 의해 펌프/모터(108)로부터 차단될 수 있다. 이러한 방식으로, 유압 시스템(100")은 유체정역학 모드(86)와 유사한 유체정역학 모드로 작동될 수 있다. 작업 회로(300)가 유압 동력을 요구하는 경우, 유압 펌프(107)는 샤프트(109)를 통해 유압 펌프/모터(102")로부터 동력을 받을 수 있다.
본 개시의 원리에 따르면, 유압 시스템(100)의 제어에 예시적 알고리즘이 포함될 수 있다. 이 예시적 알고리즘은 9 개의 주요 컴포넌트를 포함한다.
예시적 알고리즘의 제 1 주요 컴포넌트는 다음의 조건이 부합되는 경우에 트랜스미션 모드 감시부로 유체정역학 모드(예를 들면, 유체정역학 모드(86))를 선택한다.
현재의 모드는 하이브리드 모드이다. AND
압력 목표는 특정의 보정보다 크다. AND
압력 목표는 고압 어큐물레이터 압력보다 크다. AND
가속기 페달 커맨드(예를 들면, 백분율)는 조정된 값(예를 들면, 50%)보다 크다. AND
유체정역학 모드는 유효하다. AND
작업 회로 유량 요구는 0이다. AND
차량 속도는 특정의 보정(예를 들면, 7 MPH)보다 작다. AND
차량은 낮은 특정의 조정된 속도로 핫 시프트된다. OR 차량은 핫 시프트되지 않는다.
예시적 알고리즘의 제 2 주요 컴포넌트는 다음을 포함한다. a) 100%(또는 일부의 기타 사전결정된 값)까지 구동 모터 변위량 목표를 커맨드를 발생하는 단계, 및 b) 엔진 및 펌프 감시 프로세스로 하이브리드 모드로부터 하이브리드 모드와 유체정역학 모드 사이의 천이 모드로 엔진 펌프 모드를 변화시키는 단계. 특히, 엔진 및 펌프 감시 프로세스(즉, 엔진 감시부)는 3 개의 임계 목표를 계산한다. a) 엔진 상태(온/오프), b) 엔진 속도 목표, 및 c) 엔진 펌프 변위량 목표. 다음은 이들 값을 계산하기 위해 사용되는 계산을 요약한 것이다.
엔진 상태 목표는 유체정역학 모드에서 "온" 상태로 변화된다.
엔진 동력 목표 P target 는 기본 식: P target = P target Q reqd 로부터 계산되고, 여기서,
P target 는 운전자 커맨드로부터 계산된 압력 목표이고,
Q reqd 는 압력 목표를 달성하기 위해 유구되는 엔진 펌프 유량이고,
Q reqd 는 Q reqd =Q dm +Q wc +Q leak +Q ep -target 을 이용하여 계산되고,
여기서,
Q dm 는 기존의 구동 모터 유량 소모량이고,
Q wc 는 기존의 작업 회로 유량 소모량이고,
Q leak 는 기존의 시스템 누설량이고,
Q ep - tgt 는 목표 압력을 달성하기 위해 매니폴드 내로 유입되어야 할 추가의 엔진 펌프 유량이고,
Q dm 는 Q dm =ω dm D max - dm x dm 을 이용하여 계산되고,
여기서,
Q dm 는 감지된 구동 모터 속도이고,
D max -dm 는 이론적 최대 구동 모터 변위량이고,
x dm 는 최대 구동 모터 변위량의 감지된 분율이고,
Q wc 는 Q wc =Q lift - dmd +Q tilt - dmd +Q shift - dmd 를 이용하여 계산되고,
여기서,
Q lift - dmd 는 리프트 유량 요구이고,
Q tilt - dmd 는 틸트 유량 요구이고,
Q shift - dmd 는 시프트 유량 요구이다.
각각의 서비스에 대한 유량 요구는 Q x - dmd =dmr x A x - cyl 를 이용하여 계산된다.
여기서,
dmr x 는 서비스 "x"를 위한 운전자 마스트(mast) 요구(dmr) 속도이다.
각각의 서비스에 대한 " dmr" 은 목표 실린더 속도 대 운전자 레버 커맨드의 조정된 룩업 테이블이고,
A x- cyl 는 서비스 "x"를 위한 실린더의 단면적이다.
Q leak 는 구동 모터 속도, 엔진 펌프 속도, 및 시스템 압력과 같은 감수성 인자에 기초한 전달 함수로부터 추정된다.
Q ep - tgt 는 Q ep - tgt =(V fl -cur - V fl - tgt )/DT tgt 로부터 계산된다.
이 식의 기초는 목표 시스템 압력을 달성하기 위해 매니폴드 내로 펌핑될 추가의 유체량을 계산하는 것이다.
여기서,
V fl -cur 는 시스템 매니폴드 내의 유체의 현재의 체적이고,
V fl -cur 는 V fl -cur =P man /(BV man )+V man 로부터 계산된다.
이 식의 기초는 매니폴드 내의 유체의 현재의 체적을 위해 푼 고정된 매니폴드 블록 압력 계산의 기초이다.
여기서,
P man 는 시스템 매니폴드 내에서 감지된 압력이고,
V man 는 시스템 매니폴드 공동의 체적이고,
B는 유압 시스템의 유체의 부피 탄성계수이고,
V fl - tgt 는 시스템 매니폴드 내에서 유체의 목표 체적이다.
이 식의 기초는 매니폴드 내의 유체의 현재의 체적을 위해 푼 고정된 매니폴드 블록 압력 계산의 기초이다.
V fl - tgt 는 V fl -cur =P target /(BV man )+V man 로부터 계산된다.
여기서,
P target 는 위에서 설명된 바와 같은 목표 압력이고,
V man 는 시스템 매니폴드 공동의 체적이고,
B는 유압 시스템의 유체의 부피 탄성계수이고,
DT tgt 는 시스템 매니폴드 내에서 유체의 목표 체적을 달성하기 위한 목표 시간이다.
이 값은 보정값이지만 압력 목표의 변화에 대한 반응 속도를 제어한다. DT tgt 가 작으면 작을 수록 알고리즘은 더 신속하게 작용한다.
엔진 속도 목표 ω eng - tgt 는 적절한 방법을 사용하여 계산된다.
엔진 펌프 변위량 목표는 다음 식을 사용하여 계산된다.
x ep =P target / P man D max - ep ω eng - tgt
이 식은 토크 및 속도로부터 동력을 계산하기 위한 기본 식에 기초한다.
여기서,
P target 는 엔진 동력 목표(위에서 계산됨)이고,
D max - ep 는 이론적 최대 엔진 펌프 변위량이고,
ω eng - tgt 는 엔진 속도 목표(위에서 계산됨)이고,
P man 는 정상 유체정역학 모드 작동 하에서 시스템 매니폴드 내에서 감지된 압력이다. 시스템이 천이 상태인 경우, 다음의 압력 값이 사용된다.
1) 고압 어큐물레이터(hpa) 차단 밸브 목표가 개방될 경우, 펌프 변위량을 계산하기 위해 압력 목표가 사용되어야 한다. 이것은 밸브가 폐쇄된 후의 압력을 예측하고, hpa 차단 밸브가 폐쇄된 후의 압력의 급상승을 방지하기 위한 것이다.
2) 아니면, 목표 차단 밸브가 폐쇄되었으나, 여전히 트랜스미션 모드가 유체정역학 모드가 아닌 경우, 압력 급상승이 나타난 가능성이 매우 높다. 시스템 압력을 제한하기 위해 최대 hpa 압력 보정값을 사용하면, 이것은 펌프 변위량 목표가 지나치게 많이 감소되는 것을 방지하고, 따라서 초기의 압력 급상승이 종료되면 압력이 캐비테이션(cavitation)되는 것을 방지한다.
위의 어느 것도 참이 아닌 경우 및 매니폴드 내의 압력이 캐비테이션되기 시작되었고, 센서가 작은 (보정) 값(예를 들면, 10 bar) 미만의 값을 보고하는 경우, 얻어진 펌프 변위량을 계산할 때 0의 오차만큼의 분할을 방지하기 위해 초기설정으로 10 bar로 그 작은 값을 대체한다. 이것 역시 천이의 연속성을 유지한다.
예시적 알고리즘의 제 3 주요 컴포넌트는 밸브 감시부를 구비하는 유체정역학 모드에 적합한 밸브를 구성하는 단계를 포함한다. 특히:
ｉ. 메인 차단 밸브는 개방되도록 커맨드를 수신한다.
ⅱ. EP 온 밸브는 차단되도록 커맨드를 수신한다.
ⅲ. EP 오프 밸브는 운전자 커맨드로부터 요구되는 바와 같은 작업 회로 유량을 제공하도록 커맨드를 수신한다.
ⅳ. 밸브 감시부는 다음의 조건이 참인 경우에 고압 어큐뮬레이터 차단 밸브를 폐쇄시킨다.
1. 선택된 트랜스미션 모드는 유체정역학 모드이다.
2. 구동 모터 압력 변화율은 0을 초과하거나 작은 값이다. (보정).
양(positive)의 구동 모터 압력 변화율은 시스템이 소모하고 있는 것과 동등하거나 약간 더 큰 유량 출력을 엔진 펌프가 달성했음을 나타내므로 이것이 요구된다. 고압 어큐물레이터 차단 밸브가 엔진 펌프 유량 출력이 시스템 유량 소모량과 일치되는 즉시 폐쇄되도록 커맨드를 수신한 경우, 유량의 연속성이 존재하고, 매니폴드 압력은 예측가능한 방식으로 (즉, 원하는 시나리오로) 거동한다. 밸브가 폐쇄되기 전에 유량 일치가 달성되지 않는 경우, 차량의 속도는 급상승되거나 급강하된다. 급상승은 엔진 펌프가 구동 모터가 소모하고 있는 것보다 상당히 많은 유량을 제공하는 경우에 발생된다. 구동 모터가 소모하고 있는 것보다 적은 유량을 엔진 펌프가 제공하는 경우, 구동 모터는 캐비테이션을 개시하고, 펌프 유량이 모터 유량과 일치될 때까지 감속된다. 또한, 펌프 제어 압력이 발생된 유체정역학 라인 압력에 의존하는 경우, 제어 압력은 상실되고, 구동 모터 및 엔진 펌프는 제어 압력이 회복될 때까지 자신의 초기설정 위치로 복귀된다.
3. 엔진 속도 목표는 특정된 보정(엔진 아이들 속도보다 큼)보다 크다.
4. 엔진 속도는 특정된 보정보다 크다. (이전의 속도로부터의 보정과 동일한 경우)
고압 어큐뮬레이터 차단 밸브가 폐쇄되는 경우 엔진은 저속에서 스톨(stall)된다. 스톨은 압력 급상승 및 이 압력 급상승에 의해 유발되는 토크에 따른 느린 엔진 펌프 변위량에 의해 초래된다. 이러한 높은 토크는 특정의 속도에서 최대 엔진 토크보다 크므로 엔진은 스톨된다. 회전 관성, 더 높은 토크 용량, 및 엔진 스톨이 발생하기 전에 허용되는 더 큰 회복 시간으로 인해 엔진은 저속에서보다 더 높은 속도에서 일시적 토크 급상승을 더 잘 처리할 수 있다. 목표 엔진 속도 요건 및 실제 엔진 속도 요건의 이유는 엔진 속도가 이러한 값을 초과되는 것이 요구되고, 그리고 이러한 값을 초과되는 것이 관찰되는 경우에만 밸브를 폐쇄해야 하는 것이다. 이것은 엔진 속도 진동에 기인되는 불충분한 보정 및 우발적 시프트를 방지한다.
5. 구동 모터 압력은 고압 어큐뮬레이터의 압력보다 조정된 값(통상적으로 작은 음의 값)만큼 크다.
이러한 요건은 고압 어큐뮬레이터 차단 밸브가 개방 후에 폐쇄(예를 들면, 즉각적 폐쇄)되는 것을 방지하기 위한 것이다. 유체정역학 모드로 진입하도록 재시도되기 전에 정상 하이브리드 압력(고압 어큐물레이터 압력에 기초함)이 회복되는 것이 요구된다. 이것은 유체정역학 모드로의 천이 중에 고압 어큐뮬레이터 차단 밸브의 급속한 진동을 방지한다.
ⅴ. 다음과 같은 경우에 시스템이 유체정역학 모드에 있는 중에 밸브 감시부는 HPA 차단 밸브를 개방시킨다.
1. 구동 모터 압력이 조정된 레벨(예를 들면, 50 bar) 미만으로 강하된다.
이것은 모터 내의 캐비테이션 및 토크 출력의 손실을 방지하기 위한 것이다.
2. 엔진 상태 상황이 "오프"로서 감지된다(펌핑 준비가 되지 않음).
이것은 모터가 유압 오일의 안정한 공급원을 가지는 것을 보장하기 위한 것이다.
예시적 알고리즘의 제 4 주요 컴포넌트는 다음의 조건이 부합되는 경우에 현재의 트랜스미션 모드가 트랜스미션 모드 감시부로 유체정역학 모드임을 결정하는 단계를 포함한다.
로우 레벨 상태는 "가속(Accel)"(즉, 운전자의 의도가 작업 기계가 가속되어야 한다는 것을 나타냄)이다. AND
엔진은 "온(ON)"이고, 엔진 펌프 변위량이 증가되도록 "준비(ready)"되었음이 확인된다. AND
고압 어큐물레이터 차단 밸브는 폐쇄되었음이 확인된다. AND
ep 온 밸브는 폐쇄되었음이 확인된다. AND
메인 차단 밸브는 개방되었음이 확인된다. AND
구동 모터 변위량 상황은 특정된 값(예를 들면, 보정 ~ 90%)보다 크다는 것이 확인된다. AND
이전에 선택된 트랜스미션 모드는 유체정역학 모드이다. AND
유체정역학 모드는 유효하다.
예시적 알고리즘의 제 5 주요 컴포넌트는 현재의 트랜스미션 모드가 유체정역학 모드인 경우에 천이 모드로부터 유체정역학 모드로 엔진 펌프 모드를 변화시키는 단계를 포함한다. 엔진 거동은 천이 모드에서의 것과 동일할 수 있다.
예시적 알고리즘의 제 6 주요 컴포넌트는 사전결정된 시간 동안 하기의 조건이 부합되는 경우에 트랜스미션 모드 감시부로 유체정역학 모드를 종료하는 단계를 포함한다.
목표 압력이 고압 어큐물레이터 압력 상황보다 작다. OR
가속기 페달이 조정된 값보다 작다. OR
로우 레벨 상태는 "감속"이다. OR
로우 레벨 상태는 "중립"이다. OR
엔진 상태는 "오프(OFF)"(즉, 펌핑 준비가 되지 않음)이다.
예시적 알고리즘의 제 7 주요 컴포넌트는 시스템의 고장이 검출된 경우에 즉각적으로 유체정역학 모드를 종료시키는 단계를 포함한다.
예시적 알고리즘의 제 8 주요 컴포넌트는 트랜스미션 모드 감시부가 유체정역학 모드를 종료하고, 정상 하이브리드 모드로 천이되는 경우에 엔진 펌프로 유체정역학 모드를 종료시키는 단계를 포함한다.
예시적 알고리즘의 제 9 주요 컴포넌트는 트랜스미션 모드 감시부가 HSTAT 모드를 종료하는 경우에 고압 어큐뮬레이터 차단 밸브를 개방시키는 단계를 포함한다.
특정의 실시형태에서, 전술한 기능 또는 일련의 기능들은 단일의 구동 펌프 부품(예를 들면, 단일의 펌프, 단일의 펌프/모터, 단일의 펌핑용 회전 그룹 등)으로 달성될 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, 용어 "펌프"는 어떤 기능을 구동하기에 충분한 지속시간에 걸쳐 더 낮은 압력으로부터 더 높은 압력으로 유체를 이동시키는 능력을 나타낸다. 단일의 구동 펌프는 차지(charge) 펌프를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, 용어 "구동 펌프" 및 "구동 유압 펌프"는 원동기(예를 들면, 직접 기계 구동식 원동기)에 의해 구동되는 펌프 또는 펌프/모터를 나타낸다.
위에서 설명한 다양한 실시형태는 단지 설명을 위해 제공된 것이므로 이것은 본 명세서에 첨부된 청구항을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 기술분야의 당업자는 본 명세서에 도시되고 설명된 예시적 실시형태 및 적용을 따르지 않는, 그리고 본 개시의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 개조 및 변경이 실시될 수 있다는 것을 용이하게 이해할 것이다.

Claims (24)

  1. 하이브리드 추진 모드 및 유체정역학 추진 모드를 구비하는 이동식 작업 차량을 추진하는 방법에 있어서,
    현재의 추진 모드가 하이브리드 추진 모드인지의 여부를 결정하는 단계;
    선택된 추진 모드가 상기 유체정역학 추진 모드인지의 여부를 결정하는 단계;
    상기 선택된 추진 모드가 상기 유체정역학 추진 모드이고, 상기 현재의 추진 모드가 상기 하이브리드 추진 모드인 경우, 상기 하이브리드 추진 모드로부터 제 1 천이 모드로 진입하는 단계;
    상기 제 1 천이 모드인 경우, 엔진-펌프 변위량 목표를 설정하는 단계;
    상기 제 1 천이 모드인 경우, 상기 엔진-펌프 변위량 목표를 시스템 유량 소모량에 실질적으로 일치시키는 단계; 및
    상기 제 1 천이 모드인 경우, 엔진-펌프 유량 출력이 상기 시스템 유량 소모량과 일치되는 경우, 어큐물레이터 차단 밸브를 폐쇄시키는 단계를 포함하는
    이동식 작업 차량을 추진하는 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔진-펌프 유량 출력이 상기 시스템 유량 소모량과 일치되는 경우, 및 상기 제 1 천이 모드인 경우에 구동-모터 압력 변화율이 사전결정된 값보다 큰 경우의 양자 모두의 경우에 상기 어큐물레이터 차단 밸브를 폐쇄시키는 단계를 더 포함하는
    이동식 작업 차량을 추진하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 천이 모드로부터 상기 유체정역학 추진 모드로 진입하는 단계; 및
    상기 유체정역학 추진 모드인 경우, 상기 어큐물레이터 차단 밸브의 폐쇄에 의해 차단된 어큐물레이터의 작업 압력을 초과하는 엔진-펌프 압력을 추진 회로 내에서 발생시키는 단계를 더 포함하는
    이동식 작업 차량을 추진하는 방법.
  7. 하이브리드 추진 모드 및 유체정역학 추진 모드를 구비하는 이동식 작업 차량을 추진하는 방법에 있어서,
    현재의 추진 모드가 하이브리드 추진 모드인지의 여부를 결정하는 단계;
    선택된 추진 모드가 상기 유체정역학 추진 모드인지의 여부를 결정하는 단계;
    상기 선택된 추진 모드가 상기 유체정역학 추진 모드이고, 상기 현재의 추진 모드가 상기 하이브리드 추진 모드인 경우, 상기 하이브리드 추진 모드로부터 제 1 천이 모드로 진입하는 단계;
    상기 제 1 천이 모드인 경우, 엔진-펌프 변위량 목표를 설정하는 단계;
    상기 제 1 천이 모드인 경우, 엔진 상태 목표를 온(ON) 상태로 설정하는 단계;
    상기 제 1 천이 모드인 경우, 엔진 속도 목표를 계산된 값으로 설정하는 단계; 및
    상기 제 1 천이 모드인 경우, 상기 유체정역학 추진 모드에 적합한 구성으로 설정된 밸브를 구성하는 단계를 포함하는
    이동식 작업 차량을 추진하는 방법.
  8. 삭제
  9. 하이브리드 추진 모드 및 유체정역학 추진 모드를 구비하는 이동식 작업 차량을 추진하는 방법에 있어서,
    현재의 추진 모드가 하이브리드 추진 모드인지의 여부를 결정하는 단계;
    선택된 추진 모드가 상기 유체정역학 추진 모드인지의 여부를 결정하는 단계;
    상기 선택된 추진 모드가 상기 유체정역학 추진 모드이고, 상기 현재의 추진 모드가 상기 하이브리드 추진 모드인 경우, 상기 하이브리드 추진 모드로부터 제 1 천이 모드로 진입하는 단계;
    상기 제 1 천이 모드인 경우, 엔진-펌프 변위량 목표를 설정하는 단계; 및
    상기 유체정역학 추진 모드인 경우, 및 구동 모터 압력이 사전결정된 레벨의 미만으로 강하된 경우, 어큐물레이터 차단 밸브를 개방시키는 단계를 포함하는
    이동식 작업 차량을 추진하는 방법.
  10. 하이브리드 추진 모드 및 유체정역학 추진 모드를 구비하는 이동식 작업 차량을 추진하는 방법에 있어서,
    현재의 추진 모드가 하이브리드 추진 모드인지의 여부를 결정하는 단계;
    선택된 추진 모드가 상기 유체정역학 추진 모드인지의 여부를 결정하는 단계;
    상기 선택된 추진 모드가 상기 유체정역학 추진 모드이고, 상기 현재의 추진 모드가 상기 하이브리드 추진 모드인 경우, 상기 하이브리드 추진 모드로부터 제 1 천이 모드로 진입하는 단계;
    상기 제 1 천이 모드인 경우, 엔진-펌프 변위량 목표를 설정하는 단계; 및
    상기 하이브리드 추진 모드 및 동일한 펌프를 구비하는 상기 유체정역학 추진 모드를 구동시키는 단계를 포함하는
    이동식 작업 차량을 추진하는 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 이동식 작업 차량의 추진 모드를 하이브리드 추진 모드로부터 유체정역학 추진 모드로 구성하는 방법에 있어서,
    선택된 추진 모드가 상기 유체정역학 추진 모드인지의 여부를 결정하는 단계;
    상기 선택된 추진 모드가 상기 유체정역학 추진 모드인 경우, 엔진-펌프 변위량 목표를 시스템 유량 소모량에 실질적으로 일치시키는 단계; 및
    엔진-펌프 유량 출력이 상기 시스템 유량 소모량과 일치되고, 상기 선택된 추진 모드가 상기 유체정역학 추진 모드인 경우, 어큐물레이터 차단 밸브를 폐쇄시키는 단계를 더 포함하는
    이동식 작업 차량의 추진 모드를 구성하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 선택된 추진 모드가 상기 유체정역학 추진 모드인 경우, 구동 모터의 구동 모터 변위량 목표를 사전결정된 변위량으로 구성하는 단계를 더 포함하는
    이동식 작업 차량의 추진 모드를 구성하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 사전결정된 변위량은 최대 변위량인
    이동식 작업 차량의 추진 모드를 구성하는 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 하이브리드 추진 모드는 압력에 기초한 제어를 포함하고, 상기 유체정역학 추진 모드는 변위량에 기초한 제어를 포함하는
    이동식 작업 차량의 추진 모드를 구성하는 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 시스템 유량 소모량을 계산하는 단계, 및 이것에 의해, 상기 어큐물레이터 차단 밸브를 폐쇄시킨 경우, 유량 연속성을 유지하는 단계를 더 포함하는
    이동식 작업 차량의 추진 모드를 구성하는 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 시스템 유량 소모량을 계산하는 단계는 작업 회로의 유량 소모량을 계산하는 단계를 포함하는
    이동식 작업 차량의 추진 모드를 구성하는 방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 시스템 유량 소모량을 계산하는 단계는 조향 회로의 유량 소모량을 계산하는 단계를 포함하는
    이동식 작업 차량의 추진 모드를 구성하는 방법.
  23. 제 16 항에 있어서,
    상기 선택된 추진 모드가 상기 유체정역학 추진 모드인지의 여부를 결정하는 단계는 운전자의 가속 요구가 어큐물레이터 압력보다 큰 추진 압력 목표를 요구하는지의 여부를 평가하는 단계를 포함하는
    이동식 작업 차량의 추진 모드를 구성하는 방법.
  24. 제 16 항에 있어서,
    상기 선택된 추진 모드가 상기 유체정역학 추진 모드인지의 여부를 결정하는 단계는 상기 유체정역학 추진 모드가 유효한지의 여부를 결정하는 단계를 포함하는
    이동식 작업 차량의 추진 모드를 구성하는 방법.
KR1020167033856A 2014-05-06 2015-05-06 유체정역학 옵션을 구비하는 유압 하이브리드 추진 회로 및 작동 방법 KR102445784B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201461989335P 2014-05-06 2014-05-06
US61/989,335 2014-05-06
PCT/US2015/029366 WO2015171692A1 (en) 2014-05-06 2015-05-06 Hydraulic hybrid propel circuit with hydrostatic option and method of operation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170003621A KR20170003621A (ko) 2017-01-09
KR102445784B1 true KR102445784B1 (ko) 2022-09-21

Family

ID=54392930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167033856A KR102445784B1 (ko) 2014-05-06 2015-05-06 유체정역학 옵션을 구비하는 유압 하이브리드 추진 회로 및 작동 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10399572B2 (ko)
EP (1) EP3140463B1 (ko)
JP (1) JP6635947B2 (ko)
KR (1) KR102445784B1 (ko)
CN (1) CN106661868B (ko)
WO (1) WO2015171692A1 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2802529B1 (en) 2012-01-09 2023-09-27 Danfoss Power Solutions II Technology A/S Method for obtaining a full range of lift speeds using a single input
JP6806409B2 (ja) 2014-10-27 2021-01-06 イートン コーポレーションＥａｔｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 静圧オプションを有する油圧ハイブリッド推進回路とその操作方法
KR101734688B1 (ko) * 2015-10-15 2017-05-11 현대자동차주식회사 Ehps 시스템을 이용한 유압식 isg 시스템의 작동제어방법 및 장치
EP3258137A1 (en) * 2016-06-13 2017-12-20 DANA ITALIA S.r.l. Hydraulic driveline with a secondary module
DE102018216006A1 (de) * 2018-09-20 2020-03-26 Robert Bosch Gmbh Steuerungsstruktur für eine mobile Arbeitsmaschine, Verfahren und Arbeitsmaschine
US10973166B2 (en) * 2019-01-25 2021-04-13 Cnh Industrial America Llc Automatic driveline calibration for an agricultural machine
GB2584639B (en) 2019-06-04 2021-07-21 Caterpillar Sarl Hydrostatically driven vehicle with a secondary braking or steering supply
IT202100000272A1 (it) * 2021-01-08 2022-07-08 Cnh Ind Italia Spa Procedimento di controllo per selezionare automaticamente una modalità operativa di una macchina operatrice, corrispondente sistema di controllo e macchina operatrice comprendente il sistema di controllo
CN113183736B (zh) * 2021-06-11 2022-12-09 吉林大学重庆研究院 一种装载机油电液混合动力系统及其控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040118623A1 (en) 2002-12-23 2004-06-24 Case Corporation Energy recovery system for a work vehicle
JP2009013632A (ja) 2007-07-03 2009-01-22 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械のエンジン制御装置
WO2013106431A2 (en) * 2012-01-09 2013-07-18 Eaton Corporation Propel circuit and work circuit combinations for a work machine
US20130232963A1 (en) 2012-02-28 2013-09-12 Eaton Corporation Digital hydraulic transformer and method for recovering energy and leveling hydraulic system loads

Family Cites Families (72)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3238722A (en) 1963-09-24 1966-03-08 Vsesouzny Nii Str I Dorozhnogo Platform slewing gear of single-motor universal type crane-excavator
US4369625A (en) 1979-06-27 1983-01-25 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Drive system for construction machinery and method of controlling hydraulic circuit means thereof
ATE26234T1 (de) 1983-09-15 1987-04-15 Zahnradfabrik Friedrichshafen Hydrostatisch-mechanische getriebeanordnung.
DE3619640A1 (de) 1986-06-11 1987-12-17 Man Nutzfahrzeuge Gmbh Instationaer betriebenes nutzfahrzeug mit ueber eine arbeitshydraulik betaetigbaren nutzeinrichtungen
US5495912A (en) 1994-06-03 1996-03-05 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Hybrid powertrain vehicle
US5505527A (en) 1995-03-16 1996-04-09 The United States Of America As Represented By The Administrator, U.S. Environmental Protection Agency Anti-lock regenerative braking system
US5887674A (en) 1995-10-11 1999-03-30 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Continuously smooth transmission
CA2286615C (en) * 1997-04-18 2007-02-13 Transport Energy Systems Pty Ltd. Hybrid propulsion system for road vehicles
DE19742187A1 (de) 1997-09-24 1999-03-25 Linde Ag Hydrostatisches Antriebssystem
DE19834765A1 (de) 1998-08-01 2000-02-03 Hydraulik Ring Gmbh Hydrauliksystem zum Betätigen von wenigstens zwei Funktionsbereichen in einem Fahrzeug
US6305162B1 (en) 1999-03-31 2001-10-23 Caterpillar Inc. Method and apparatus for controlling the deadband of a fluid system
JP2001097693A (ja) 1999-09-29 2001-04-10 Komatsu Forklift Co Ltd フォークリフトの自動揚高制御装置
US7374005B2 (en) 2000-01-10 2008-05-20 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Opposing pump/motors
US7337869B2 (en) 2000-01-10 2008-03-04 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The United States Environmental Protection Agency Hydraulic hybrid vehicle with integrated hydraulic drive module and four-wheel-drive, and method of operation thereof
US6719080B1 (en) 2000-01-10 2004-04-13 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency Hydraulic hybrid vehicle
US8177009B2 (en) 2000-01-10 2012-05-15 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Independent displacement opposing pump/motors and method of operation
US7252020B2 (en) 2000-01-10 2007-08-07 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Vehicle drive-train including a clutchless transmission, and method of operation
JP2001316096A (ja) 2000-02-28 2001-11-13 Toyota Industries Corp 産業車両の油圧装置
JP2002179387A (ja) 2000-10-03 2002-06-26 Komatsu Ltd 作業用車両の速度制御装置とその速度制御方法
DE10128582A1 (de) 2001-06-13 2002-12-19 Linde Ag Hydrauliksystem für ein Flurförderzeug
JP3679749B2 (ja) 2001-10-19 2005-08-03 サクサ株式会社 油圧装置
DE10151831B4 (de) 2001-10-20 2011-12-22 Still Gmbh Hydraulikanlage für ein Flurförderzeug
US6619325B2 (en) 2001-12-04 2003-09-16 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Hydraulic hybrid accumulator shut-off valve
US7121304B2 (en) 2001-12-19 2006-10-17 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Low permeation hydraulic accumulator
US6655136B2 (en) 2001-12-21 2003-12-02 Caterpillar Inc System and method for accumulating hydraulic fluid
DE10216352A1 (de) 2002-04-13 2003-10-23 Hydraulik Ring Gmbh Ansteuereinrichtung für mindestens einen Verbraucher, wie Nockenwellenversteller, automatisches Getriebe und dergleichen, von Fahrzeugen, vorzugsweise Kraftfahrzeugen
US6840334B2 (en) * 2002-10-23 2005-01-11 Lonnie L. Marquardt Grader attachment for a skid steer
JP2004190845A (ja) 2002-12-13 2004-07-08 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 作業機械の駆動装置
US7014429B2 (en) 2003-03-06 2006-03-21 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency High-efficiency, large angle, variable displacement hydraulic pump/motor
US6998727B2 (en) 2003-03-10 2006-02-14 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency Methods of operating a parallel hybrid vehicle having an internal combustion engine and a secondary power source
US6876098B1 (en) 2003-09-25 2005-04-05 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency Methods of operating a series hybrid vehicle
US6996982B2 (en) 2003-12-09 2006-02-14 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency Method and device for switching hydraulic fluid supplies, such as for a hydraulic pump/motor
US7305914B2 (en) 2004-01-28 2007-12-11 The United States Of America, As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency Hydraulic actuator control valve
US7108016B2 (en) 2004-03-08 2006-09-19 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency Lightweight low permeation piston-in-sleeve accumulator
US7305915B2 (en) 2004-03-08 2007-12-11 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency Efficient pump/motor with reduced energy loss
US7500424B2 (en) 2004-04-07 2009-03-10 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Hydraulic machine having pressure equalization
US7594802B2 (en) 2004-04-21 2009-09-29 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Large angle sliding valve plate pump/motor
JP4727653B2 (ja) 2005-02-25 2011-07-20 三菱重工業株式会社 バッテリ式産業車両の荷役回生方法及び荷役回生システム
GB2431344A (en) 2005-10-19 2007-04-25 Kidde Ip Holdings Ltd Fire extinguishers
US7553085B2 (en) 2006-04-28 2009-06-30 The United States Of America As Represented By The United States Environmental Protection Agency Fluid bearing and method of operation
GB0614930D0 (en) 2006-07-27 2006-09-06 Arternis Intelligent Power Ltd Hydrostatic regenerative drive system
US8052116B2 (en) 2006-09-29 2011-11-08 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Quiet fluid supply valve
US8356985B2 (en) 2006-09-29 2013-01-22 The United States Of America, As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Safe over-center pump/motor
US7905088B2 (en) 2006-11-14 2011-03-15 Incova Technologies, Inc. Energy recovery and reuse techniques for a hydraulic system
JP4844363B2 (ja) 2006-11-28 2011-12-28 コベルコ建機株式会社 油圧駆動装置及びこれを備えた作業機械
US8100221B2 (en) 2006-12-07 2012-01-24 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Engine-off power steering system
JP4827789B2 (ja) 2007-04-18 2011-11-30 カヤバ工業株式会社 油圧アクチュエータ速度制御装置
US8297198B2 (en) 2007-05-29 2012-10-30 The United States Of America, As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Hydraulic-electric regenerative energy storage system
US8020587B2 (en) 2007-06-11 2011-09-20 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Piston-in sleeve hydraulic pressure accumulator
US7930843B2 (en) 2007-06-29 2011-04-26 Vermeer Manufacturing Company Track trencher propulsion system with component feedback
US7527074B1 (en) 2007-10-15 2009-05-05 The United States of America, as represented by the Administrator of the United States Enviromental Protection Agency Hydraulic pressure accumulator
DE102007059491B3 (de) 2007-12-11 2009-07-09 Sauer-Danfoss Gmbh & Co Ohg Verfahren und Schaltungsanordnung zur Druckmittelversorgung von zumindest zwei hydraulischen Verbrauchern
WO2009102740A2 (en) 2008-02-12 2009-08-20 Parker-Hannifin Corporation Flow management system for hydraulic work machine
US8187147B2 (en) 2008-03-27 2012-05-29 GM Global Technology Operations LLC Hydraulic control system for multi-mode hybrid transmission and method of regulating the same
DE102008021889A1 (de) 2008-05-02 2009-11-05 Robert Bosch Gmbh Fahrzeug, insbesondere mobile Arbeitsmaschine
US8079437B2 (en) 2008-11-17 2011-12-20 Allan Rosman Hybrid hydraulic drive system with accumulator as the frame of vehicle
US8087733B2 (en) 2008-12-09 2012-01-03 Développement Effenco Inc. Braking energy recovery system for a vehicle and vehicle equipped with the same
US8302720B2 (en) 2009-01-28 2012-11-06 Robert Bosch Gmbh Energy storage system for a hybrid vehicle
WO2010091305A2 (en) 2009-02-06 2010-08-12 Government Of The United States Of America, As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Variable length bent-axis pump/motor
US7987940B2 (en) 2009-04-09 2011-08-02 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Hydraulic accumulator and fire suppression system
US8375982B2 (en) 2009-09-28 2013-02-19 The United States Of America, As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Hydraulic circuit and manifold with multifunction valve
US8306682B2 (en) 2009-12-17 2012-11-06 The United States Of America, As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Methods for optimizing the efficiency of a series hybrid vehicle with multi-gear transmission
DE102010010472A1 (de) 2010-03-06 2011-09-08 Daimler Ag Kraftfahrzeug mit einem hydraulischen Zusatzantrieb
US9032723B2 (en) 2010-03-09 2015-05-19 The United States Of America, As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Hydraulic hybrid vehicle with safe and efficient hydrostatic operation
JP5313986B2 (ja) * 2010-09-17 2013-10-09 日立建機株式会社 ハイブリッド作業車両
KR101390078B1 (ko) 2010-12-24 2014-05-30 두산인프라코어 주식회사 하이브리드 굴삭기 붐 구동시스템 및 그 제어방법
WO2012129253A1 (en) * 2011-03-21 2012-09-27 Spicer Off-Highway Belgium N.V. Accumulator assisted hydrostatic driveline and optimization method thereof
US20130098012A1 (en) 2011-10-21 2013-04-25 Patrick Opdenbosch Meterless hydraulic system having multi-circuit recuperation
JP5872268B2 (ja) * 2011-12-01 2016-03-01 株式会社小松製作所 作業車両の回生制御装置および作業車両の回生制御方法
JP5898486B2 (ja) 2011-12-22 2016-04-06 ニチユ三菱フォークリフト株式会社 産業用車両
CN103437392B (zh) 2013-08-26 2015-09-30 浙江大学 混合动力液压挖掘机系统及使用方法
JP6806409B2 (ja) 2014-10-27 2021-01-06 イートン コーポレーションＥａｔｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 静圧オプションを有する油圧ハイブリッド推進回路とその操作方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040118623A1 (en) 2002-12-23 2004-06-24 Case Corporation Energy recovery system for a work vehicle
JP2009013632A (ja) 2007-07-03 2009-01-22 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械のエンジン制御装置
WO2013106431A2 (en) * 2012-01-09 2013-07-18 Eaton Corporation Propel circuit and work circuit combinations for a work machine
US20130232963A1 (en) 2012-02-28 2013-09-12 Eaton Corporation Digital hydraulic transformer and method for recovering energy and leveling hydraulic system loads

Also Published As

Publication number Publication date
EP3140463A4 (en) 2018-02-14
JP6635947B2 (ja) 2020-01-29
EP3140463A1 (en) 2017-03-15
EP3140463B1 (en) 2020-07-22
US20170113691A1 (en) 2017-04-27
US10399572B2 (en) 2019-09-03
WO2015171692A1 (en) 2015-11-12
KR20170003621A (ko) 2017-01-09
CN106661868B (zh) 2019-05-10
CN106661868A (zh) 2017-05-10
JP2017516004A (ja) 2017-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3212446B1 (en) Hydraulic hybrid propel circuit with hydrostatic option and method of powering an accessory function of a hydraulic system for a mobile work vehicle
KR102445784B1 (ko) 유체정역학 옵션을 구비하는 유압 하이브리드 추진 회로 및 작동 방법
US9453503B2 (en) Method for obtaining a full range of lift speeds using a single input
US8888657B2 (en) Control apparatus of working vehicle and control method thereof
US7712309B2 (en) Arrangement and a method for controlling a work vehicle
EP3102470B1 (en) Hybrid powermode with series hybrid
US20170130426A1 (en) Working Machine
EP3959459A1 (en) Hydraulic circuit architecture with enhanced operating efficiency

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right