KR20120101684A - 유압 바이패스시스템 - Google Patents

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Abstract

유체시스템의 바이패스밸브 조립체를 작동시키기 위한 방법은 전자제어유닛에서 제1입력신호를 수신하는 단계를 포함한다. 제1입력신호는 유체펌프와 유체작동장치와 유체 연통하는 방향 제어밸브의 활성 위치에 관련된다. 방향 제어밸브는 방향 제어밸브의 유체 유입포트와 방향 제어밸브의 유체 유출포트 간에 유체 연통을 제공하는 중립위치를 포함한다. 제2입력신호가 전자제어유닛에서 수신된다. 제2입력신호는 유체펌프의 회전속도에 관련된다. 제2입력신호는 한계치와 비교된다. 유체펌프와 유체 저유기 간에 바이패스밸브 조립체를 통한 유체 연통이 차단되도록 바이패스밸브 조립체의 드레인밸브가 작동한다.

Description

유압 바이패스시스템{FLUID BYPASS SYSTEM}
본 출원은 2010년 12월 20일자로 출원된, 미국을 제외한 국가들을 지정국에 대해, 미국법인인 이튼 코포레이션을 출원인으로 하고 또한 미국에 대해서만 미국시민인 필립 제임스 다이빙 출원인이며, 2009년 12월 29일자로 출원된 미국특허출원 제12/648,410호를 우선권 주장하는 PCT 국제출원이다.
도로 및 비도로용 차량들은 차량의 다양한 기능들을 제어하기 위해 통상적인 유압시스템을 사용한다. 예컨대, 통상적인 유압시스템들은 유압모터의 회전과 선형 액추레이터의 신장/수축을 제어하는데 사용된다.
많은 통상적인 유압시스템들은 유체를 다양한 기능장치(예컨대, 유체모터, 선형 액추에이터 등) 펌핑하기 위하여 고정 변위 유체펌프(fixed displacement fluid pump)를 사용한다. 기능장치(예컨대, 회전 및 선형 액추에이터 등)가 비활성화될 때, 고정 변위 유체펌프는 여전히 유체를 펌핑한다. 기능장치들이 비활성화일 때 유체펌프가 여전히 유체를 펌핑하는 동안에, 유압펌프로부터의 유체는 시스템 저유기(reservoir)로 가게 된다. 그러나, 액추에이터 기능장치들이 비활성화일 때 유체시스템에서 고유한 압력손실의 결과로, 차량의 연료 경제성이 떨어질 수 있다.
본 발명의 한 특징으로 유체시스템의 바이패스 제어밸브 조립체를 작동시키는 방법에 관련된다.
방법은 전자제어유닛에서 제1입력신호를 수신하는 단계를 포함한다. 상기 제1입력신호는 유체펌프와 유체작동장치와 유체 연통하는 방향 제어밸브의 활성 위치와 관련된다. 방향 제어밸브는 방향 제어밸브의 유체 유입포트와 방향 제어밸브의 유체 유출포트 간에 유체 연통을 제공하는 중립위치를 포함한다. 전자제어유닛에서 제2입력신호가 수신된다. 제2입력신호는 유체펌프의 회전속도에 관련된다. 제2입력신호는 한계와 비교된다. 바이패스밸브 조립체의 드레인밸브는, 유체펌프와 유체 저유기 사이에서 바이패스밸브 조립체를 통한 유체 연통이 차단되도록 작동한다.
본 발명의 특징은 유체시스템의 과속도 제어기능을 작동시키는 방법에 관련된다. 방법은, 유체 저유기와, 유체 저유기와 유체 연통하는 유체펌프와, 유체펌프와 방향 제어밸브와 선택적으로 유체 연통하는 유체작동장치를 포함하는 유체시스템을 제공하는 것을 포함한다. 방향 제어밸브는 유체펌프와 유체 연통하는 유체 유입포트와, 유체 저유기와 유체 연통하는 유체 유출포트와, 유체작동장치와 유체 연통하는 제1제어포트와 그리고 유체작동장치와 유체 연통하는 제2제어포트를 포함한다. 방향 제어밸브는, 유체 유입포트가 유체 유출포트와 유체 연통하는 중립위치를 포함한다. 유체펌프의 회전속도에 관련되는 입력신호가 전자제어유닛에서 수신된다. 상기 입력신호는 한계와 비교된다. 과속도 제어밸브 조립체의 과속도 기능은, 입력신호가 한계보다 클 때 작동된다. 과속도 기능은 유체펌프의 유체 유출구에서 유체펌프의 유체 유입구로 유체의 일부를 순환시키도록 조정된다.
본 발명의 다른 특징은 유체시스템에 관련된다. 유체시스템은 유체 저유기와, 유체 저유기와 유체 연통하는 유체펌프와, 방향 제어밸브와 그리고 유체작동장치를 포함한다. 방향 제어밸브는 유체펌프와 유체 연통하는 유체 유입포트와, 유체 저유기와 유체 연통하는 유체 유출포트와, 제1제어포트와 제2제어포트를 포함한다.방향 제어밸브는, 유체 유입포트가 유체 유출포트와 유체 연통하게 되는 중립위치를 포함한다. 유체작동장치는 방향 제어밸브의 제1 및 제2제어포트들과 유체 연통한다. 제1흐름경로는 유체펌프와 방향 제어밸브의 유체 유입포트 간에 유체 연통을 제공한다. 제2흐름경로는 제1흐름경로에 평행하다. 제2흐름경로는 유체펌프와 유체 저유기 간에 유체 연통한다. 제2흐름경로에 바이패스밸브 조립체가 배치된다. 바이패스밸브 조립체는 유체펌프와 유체 저유기 간에 선택적 유체 연통을 제공한다. 과속도 제어밸브 조립체는, 유체펌프의 유체 유출구에서 유체펌프의 유체 유입구로 유체의 일부를 선택적으로 순환시키도록 조정된다. 전자제어유닛은 바이패스밸브 조립체와 과속도 제어밸브 조립체와 전기적으로 통신한다.
다양한 추가적인 특징들이 다음에 오는 상세한 설명에서 주어진다. 이들 특징들은 개별적인 특징들과 특징들의 조합에 관련된다. 상기의 설명과 다음에 오는 상세한 설명 둘 다는 예시적이고 또한, 여기서 기술한 실시예들이 근거로 하는 넓은 개념들을 제한하지 않는 것으로 이해하여야 한다.
본 발명에 따라, 유체시스템의 작동에 필요한 연료의 소비를 줄여, 효율성을 높이는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 원리들에 따른 형태의 예시적인 특징을 가지는 유체시스템의 개략도.
도 2는 도 1의 유체시스템에 사용하기에 적합한 바이패스밸브 조립체의 개략도.
도 3은 도 1의 유체시스템에 사용하기에 적합한 과속도 제어밸브 조립체의 개략도.
도 4는 바이패브밸브 조립체와 과속도 제어밸브 조립체를 작동시키기 위한 방법을 나타낸 도면.
도 5는 과속도 제어밸브 조립체의 과속도 제어기능을 작동시키기 위한 방법을 나타낸 도면.
도 6은 과속도 제어밸브 조립체의 과속도 제어기능을 작동시키기 위한 방법을 나타낸 도면.
첨부도면들에서 설명되는 본 발명의 예시적인 형태들에 관해 상세하게 설명한다. 가능하다면, 도면을 통해 같거나 또는 유사한 구조를 참조하는데 동일한 참조번호를 사용하게 된다.
도 1을 참조하면, 유체시스템(10)의 개략적인 모습이 도시되어 있다. 유체시스템(10)은 다양한 도로용(예컨대, 쓰레기 트럭, 버스 등) 및 비도로용(예컨대, 스키드 로더, 지게차, 미니-굴삭기 등)에 사용하기에 적합하다. 유체시스템(10)은 유체 저유기(12)와, 유체펌프(14)와 그리고 유체작동장치(16)를 포함한다.
도시한 실시예에서, 유체펌프(14)는 고정 변위펌프이다. 유체펌프(14)는 유체 유입구(18)와 유체 유출구(20)를 포함한다. 유체펌프(14)의 유체 유입구(18)는 유체 저유기(12)와 유체 연통한다. 도시한 실시예에서, 유체필터(22)와 차단밸브(24)가 유체 저유기(12)와 유체펌프(14)의 유체 유입구(18) 사이에 배치된다.
유체 유출구(20)는 유체작동장치(16)와 유체 연통한다. 도시한 실시예에서, 유체작동장치(16)는 선형 액추에이터(예컨대, 실린더 등)로서 도시되어 있다. 그러나, 유체작동장치(16)는 회전 액추에이터(예컨대, 유체모터 등)를 포함할 수 있다는 것을 알아야 한다.
유체작동장치(16)는 구멍(28)을 규정하는 하우징(26)을 포함한다. 구멍(28) 내에 피스톤 조립체(30)가 배치된다. 피스톤 조립체(30)는 구멍(28)을 제1챔버(32)와 제2챔버(34)로 분할한다. 도시한 실시예에서, 피스톤 조립체(30)는, 유체펌프(14)가 제1챔버(32)로 향할 때 유체작동장치(16)의 하우징(26)에서부터 연장한다. 유체펌프(14)로부터의 유체가 제2챔버(34)를 향할 때 피스톤 조립체(30)는 수축한다.
유체작동장치(16)는 제1포트(36)와 제2포트(38)를 더 포함한다. 제1포트(36)는 제1챔버(32)와 유체 연통하는 한편 제2포트(38)는 제2챔버(34)와 유체 연통한다.
유체시스템(10)은 유체 저유기(12)와, 유체펌프(14)와 그리고 유체작동장치(16)의 제1 및 제2포트(36, 38)들과 유체 연통하는 제어밸브(40)를 더 포함한다. 본 실시예에서, 제어밸브(40)는 방향 제어밸브이다. 도시한 실시예에서, 방향 제어밸브(40)는 3-위치, 4-방향 밸브이다.
방향 제어밸브(40)는 유체 유입포트(42)와, 유체 유출포트(44)와, 제1제어포트(46)와 제2제어포트(48)를 포함한다. 방향 제어밸브(40)의 유체 유입포트(42)는 유체펌프(14)와 유체 연통한다. 유체 유출포트(44)는 유체 저유기(12)와 유체 연통한다. 방향 제어밸브(40)의 제1제어포트(46)는 유체작동장치(16)의 제1포트(36)와 유체 연통하는 한편 제2제어포트(48)는 유체작동장치(16)의 제2포트(38)와 유체 연통한다.
도시한 실시예에서, 방향 제어밸브(40)는 다수의 활성 위치들과 중립위치(PN)를 포함한다. 활성 위치들은 제1위치(PA)와 제2위치(PB)를 포함한다. 액추에이터(50)(예컨대, 레버, 운전대, 솔레노이드, 파일럿 압력 등)는 제1, 제2 및 중립위치(PA, PB, PN)들 사이에서 방향 제어밸브(40)를 작동시키기에 적합하다. 도시한 실시예에서,액추에이터(50)가 작동하지 않을 때, 다수의 센터링 스프링(centering spring)(52)들이 방향 제어밸브(40)를 중립위치(PN)로 바이어스한다.
제1위치(PA)에서, 방향 제어밸브(40)는 유체펌프(14)와 유체작동장치(16)의 제1챔버(32) 사이에 또한 유체 저유기(12)와 제2챔버(34) 사이에 유체 연통을 제공한다. 도시한 실시예에서, 방향 제어밸브(40)는 방향 제어밸브(40)의 유체 유입포트(42)와 제1제어포트(46) 사이에 또한 제2제어포트(48)와 유체 유출포트(44) 사이에 유체 연통을 제공한다.
제2위치(PB)에서, 방향 제어밸브(40)는 유체펌프(14)와 유체작동장치(16)의 제2챔버(34) 사이와 또한 유체 저유기(12)와 제1챔버(32) 사이에 유체 연통을 제공한다. 도시한 실시예에서, 방향 제어밸브(40)는 방향 제어밸브(40)의 유체 유입포트(42)와 제2제어포트(48) 사이와 또한 제1제어포트(46)와 유체 유출포트(44) 사이에 유체 연통을 제공한다.
방향 제어밸브(40)는 중심개방 밸브(open-center valve)이다. 중심개방 밸브로서, 방향 제어밸브(40)는 중립위치(PN)에서 유체펌프(14)와 유체 저유기(12) 사이에 유체 연통을 제공한다. 도시한 실시예에서, 방향 제어밸브(40)는 중립위치(PN)에서 제1 및 제2제어포트(46, 48)들을 차단한다.
도 1과 2를 참조하면, 바이패스밸브 조립체(60)는 유체펌프(14)로부터 다운스트림(하류)과 방향 제어밸브(40)로부터 업스트림(상류) 사이에 배치된다. 바이배스밸브 조립체(60)는, 유체펌프(14)로부터의 유체가 방향 제어밸브(40)를 우회하게(바이패스) 하고 또한 유체 저유기(12)와 연통하는 경로를 제공한다. 도시한 실시예에서, 바이패스밸브 조립체(60)에 의해 제공되는 상기 경로는 방향 제어밸브(40)를 통한 유체 경로와 평행하게 배치된다. 바이패스밸브 조립체(60)는 포핏밸브(poppet valve) 조립체(62)와 드레인밸브(64)를 포함한다.
포핏밸브 조립체(62)는 유체펌프(14)와 유체 저유기(12) 사이에 선택적 유체 연통을 제공하도록 이루어진다. 포핏밸브 조립체(62)는 포핏밸브(66)와, 밸브시트(valve seat)(68)와 스프링 공동(spring cavity)(70)을 포함한다. 포핏밸브 조립체(60)는 유체 유입구(72)와 유체 유출구(73)를 더 포함한다. 도시한 실시예에서, 유체 유입구(72)는 유체펌프(14)와 유체 연통하고 또한 유체 유출구(73)는 유체 저유기(12)와 유체 연통한다.
포핏밸브(66)는 제1측면(first side)(74)와 그리고 대향되게 배치되는 제2측면(75)을 포함한다. 포핏밸브(66)는 안착위치(seated position)에 있으면, 포핏밸브(66)는 밸브시트(68)와 접촉하여, 유체 유입구(72)와 유체 유출구(73) 간의 유체 연통이 실질적으로 차단된다. 용어 "실질적으로 차단"은, 포핏밸브(66)와 밸브시트(68) 간에 미세한 누설을 허용한다는 것을 알아야 한다. 포핏밸브(66)가 밸브시트(68)로부터 비안착 위치(unseated position)에 있으면, 포핏밸브(66)는 밸브시트(68)로부터 변위되어(또는 상승되어), 유체 유입구(72)와 유체 유출구(73) 사이에 유체가 연통하게 된다.
포핏밸브 조립체(62)의 스프링 공동(70)은 스프링 공동(70) 내에 배치되는 스프링(76)을 포함한다. 스프링(76)은 포핏밸브(66)의 제2측면(75)에 대해 작용하고 또한 포핏밸브(66)를 안착위치로 바이어스한다. 도시한 실시예에서, 스프링(76)은 포핏밸브(66)에 직접 작용한다.
스프링 공동(70)은 유입구(78)와 유출구(80)를 더 포함한다. 유체 유입구(78)는 유체펌프(14)와 유체 연통하는 한편 유출구(80)는 유체 저유기(12)와 선택적 유체 연통을 한다. 오리피스(78)가 유체펌프(14)와 유입구(78) 사이에서 유입구(78)의 업스트림에 배치된다.
드레인밸브(64)는 포핏밸브 조립체(60)의 스프링 공동(70)의 유출구(8)와 유체 저유기(12) 사이에 배치된다. 본 실시예에서, 드레인밸브(64)는 포핏밸브 조립체(60)로부터 다운스트림에 또한 유체 저유기(12)로부터는 업스트림에 위치한다.
도시한 실시예에서, 드레인밸브(64)는 2-위치, 2-방향 밸브이다. 드레인밸브(64)는 개방위치(PO)와 폐쇄위치(PC)를 포함한다. 개방위치(PO)에서, 유체는 포핏밸브 조립체(60)의 스프링 공동(70)의 유출구(80)에서 유체 저유기(12)로 연통된다. 폐쇄위치(PC)에서, 드레인밸브(64)는 포핏밸브 조립체(0)의 스프링 공동(70)의 유출구(80)와 유체 저유기(12) 사이의 유체 연통을 차단한다. 솔레노이드(84)는 (도 1에 도시된) 전자제어유닛(86)으로부터 수신한 전기적 신호(85)에 응해 개방 및 폐쇄위치(PO, PC)들 사이에서 드레인밸브(64)를 작동시키고, 이는 계속하여 더 상세하게 설명하게 될 것이다. 스프링(88)은 개방 및 폐쇄위치(PO, PC)들 중 하나로 드레인밸브(64)를 바이어스한다. 도시한 실시예에서, 스프링은 드레인밸브(64)를 개방위치(PO)로 바이어스한다.
바이패스밸브 조립체(60)는 제1흐름경로(90)와 제2흐름경로(92)를 더 포함한다. 제1흐름경로(90)는 유체펌프(14)와 방향 제어밸브(40) 간에 유체 연통을 제공한다. 제2흐름경로(92)는 유체펌프(14)와 유체 저유기(12) 간에 선택적 유체 연통을 제공한다. 제2흐름경로(92)는 제1흐름경로(90)에 평행하다.
동작시, 안착위치에 포핏밸브(66)가 있으면, 유체펌프(14)로부터의 유체는 유체 유입구(72)를 통해 포핏밸브 조립체(60)로 도입되고 또한 스프링(76)에 대항해 포핏밸브(66) 상에 작용한다. 또한 유체는 오리피스(82)와 스프링 공동(70)의 유입구(78)를 통해 포핏밸브 조립체(62)의 스프링 공동(70)으로 향한다. 만일 스프링 공동(70)이 유체로 충진되고 또한 드레인밸브(64)가 폐쇄위치(PC)에 있으면, 스프링 공동(70) 내 유체는 포핏밸브(66)를 안착위치에 유동적으로 록킹하여, 포핏밸브(66)에 작용하는 유체 유입구(72)로부터의 유체가 포핏밸브(66)를 밸브시트(68)로부터 떨어지지 않게 된다. 따라서, 유체펌프(14)로부터의 유체는 제1흐름경로(90)를 통해 방향 제어밸브(40)로 향하게 된다.
만일 드레인밸브(64)가 개방위치(PO)로 작동한다면, 스프링 공동(70) 내 유체는 유체 저유기(12)로 배출된다. 스프링 공동(70) 내 유체가 유체 저유기(12)와 유체 연통하기 때문에, 만일 포핏밸브(66)의 제1측면(74)에 작용하는 유체의 압력으로부터 기인하는 힘이 포핏밸브(66)의 제2측면(75)에 작용하는 소정의 유체의 압력으로부터 기인하는 힘과 결합된 스프링(76)의 힘보다 크다면, 포핏밸브(66)의 제1측면(74)에 작용하는 유체의 압력이 포핏밸브(66)를 밸브시트(68)로부터 떨어지게 한다. 포핏밸브(66)가 밸브시트(68)로부터 떨어짐으로써, 제2흐름경로(92)를 통해 유체가 유체 유입구(72)에서부터 포핏밸브 조립체(62)의 유체 유출구(73)와 유체 저유기(12)로 흐른다.
유체시스템(10)에서, 바이패스밸브 조립체를 통한 압력 손실은, 중립위치(PN)에서 중심-개방형 방향 제어밸브(40)를 통한 압력 손실보다 낮다. 바이패스밸브 조립체(60)를 통한 이러한 감소된 압력 손실로 인해, 방향 제어밸브(40)가 중립위치(PN)에 있고 또한 바이패스밸브 조립체(60)의 드레인밸브(64)가 개방위치(PO)에 있으면, 유체가 유체펌프(14)에서부터 바이패스밸브 조립체(60)의 제2흐름경로(92)를 통해 유체 저유기(12)로 흐른다. 바이패스밸브 조립체(60)를 통한 이 감소된 압력 손실은, 기생 압력손실(parasitic fluid loss)을 줄임으로써 유체 액추에이터(16)에 공급되지 않을 때 유체시스템(10)을 효율성을 개선한다. 이러한 효율성의 개선은 연료 소비를 줄인다.
도 1 및 3을 참조하면, 유체시스템(10)은 과속도 제어밸브 조립체(100)를 포함한다. 과속도 제어밸브 조립체(100)는, 유체시스템(10)을 채용하는 차량의 엔진 및/또는 유체펌프(14)가 상한치 위에서 회전할 때 유체펌프(14)의 유체 유출구(20)에서 유체펌프(14)의 유체 유입구(18)로 유체를 보내도록 구성되는 과속도 제어기능을 가진다. 유체 유출구(20)에서 유체 유입구(18)로 유체를 보냄으로써, 과속도 제어밸브 조립체(100)의 과속도 제어기능은 캐비테이셔(cavitation)에 의해 야기되는 유체펌프(14)의 손상 위험을 줄인다.
도시한 실시예에서, 과속도 제어밸브 조립체(100)는 2-위치, 2-방향 밸브이다. 과속도 제어밸브 조립체(100)는 제1유체포트(102)와 제2유체포트(104)를 포함한다. 과속도 제어밸브 조립체(100)의 제1유체포트(102)는 펌프(14)의 유체 유출구(20)와 유체 연통하는 한편 과속도 제어밸브 조립체(100)의 제2유체포트(104)는 유체펌프(14)의 유체 유입구(18)와 유체 연통한다.
제1위치(P1)에서, 과속도 제어밸브 조립체(100)의 과속도 제어기능은 비활성화된다. 그러나 도시한 실시예에서, 제1위치(P1)에 있는 과속도 제어밸브 조립체(100)는, 유체펌프(14)를 통한 흐름이 없이, 유체펌프(14)의 유체 유입구(18)에서 유체펌프(14)의 유체 유출구(20)의 방향으로(즉, 과속도 제어밸브 조립체(100)의 제2유체포트(104)에서 제2유체포트(102)로의 방향으로) 유체가 흐르도록 하는 1-방향 밸브로서 기능한다. 제1위치(P1)에서, 유체는 유체펌프(14)를 통과하는 일이 없이 과속도 제어밸브 조립체(100)를 통해 통과할 수 있고 또한 유체펌프(14)의 유체 유출구(20)로부터의 유체와 결합될 수 있다. 과속도 제어밸브 조립체(100)의 제1위치(P1)를 통한 유체의 통과는, 유체작동장치(16)가 유체펌프(14)에 의해 공급되는 것보다 많은 유체를 필요로 할 때에만 발생한다(예컨대, 오버러닝 부하). 제1위치(P1)는, 유체작동장치(16)가 유체펌프(14)에 의해 제공되는 것보다 많은 유체를 필요로 하는 경우에 유체작동장치(16)에 대한 손상의 위험성을 줄이기 때문에 잠재적으로 유익하다.
제2위치(P2)에서, 과속도 제어밸브 조립체(100)의 과속도 제어기능은 활성상태가 된다. 과속도 제어밸브 조립체(100)의 과속도 제어기능은 유체의 일부를 유체펌프(14)의 유체 유출구(20)에서 유체 유입구(18)로 순환시킨다. 이 과속도 제어기능은, 과속도 제어밸브 조립체(100)의 제1유체포트(102)에서 제2유체포트(104)의 방향으로 유체가 흐르게 하여, 유체펌프(14)가 상한치보다 큰 속도에서 회전할 때 유체펌프(14)로 추가적인 유체를 제공하게 된다.
과속도 제어밸브 조립체(100)는 액추에이터(106)를 포함한다. 도시한 실시예에서, 액추에이터(106)는 솔레노이드 유압 파일럿 액추에이터(solenoid hydraulic pilot actuator)이다. 액추에이터(106)는 (도 1에 도시된)전자제어유닛(86)으로부터 전기신호(108)를 수신하도록 구성된다. 전자제어유닛(86)으로부터의 전기신호에 응해, 액추에이터(106)는 과속도 제어밸브 조립체(100)를 제1위치(P1)와 제2위치(P2) 사이에서 작동시킨다.
도시한 실시예에서, 스프링(109)은 과속도 제어밸브 조립체(100)를 제1위치(P1)로 바이어스한다. 액추에이터(106)가 전자제어유닛(86)으로부터 전기신호(108)를 수신하면, 액추에이터(106)는 스프링(109)에 의해 제공되는 힘을 극복하여, 과속도 제어밸브 조립체(100)는 제1위치(P1)에서 제2위치(P2)로 이동시킨다. 과속도 제어밸브 조립체(100)의 과속도 제어기능의 활성 및 비활성화는 계속하여 더 상세하게 설명할 것이다.
도 1을 참조하여, 전자제어유닛(86)을 설명한다. 전자제어유닛(86)은 입력을 수시하고 또한 출력을 바이패스밸브 조립체(60)와 과속도 제어밸브 조립체(100)로 전송하도록 구성된다. 본 실시예에서, 전자제어유닛(86)은 제1입력신호(110)와 제2입력신호(112)를 수신하고 또한 전기신호(85, 108)들을 바이패스밸브 조립체(60)의 드레인밸브(64)의 솔레노이드(84)와 과속도 제어밸브 조립체(100)의 액추에이터(106)로 각각 출력한다.
제1입력(110)은 센서(114)(예컨대, 압력센서, 압력스위치, 근접스위치 등)로부터의 전기 또는 전자신호이다. 도시한 실시예에서, 센서(114)는 방향 제어밸브(40)의 액추에이터(50)를 감시하는 압력센서이다. 액추에이터(50)에서 압력(예커내, 공압 또는 유압)이 상한치를 초과하면, 센서(114)는 제1입력신호(110)를 전자제어유닛(86)으로 전송한다.
다른 실시예에서, 액추에이터(50)는 솔레노이드이다. 이 실시예에서, 솔레노이드는 사용자로부터의 원하는 입력에 응해 전기 또는 전자신호에 의해 작동한다. 액추에이터(50)로 전송된 전기 또는 전자신호는 또한 전자제어유닛(86)으로 전송된다. 전자제어유닛(86)으로 전송되는 전기 또는 전자신호는 전자제어유닛(86)에서 제1입력(110)으로서 수신된다.
제2입력신호(112)는 차량의 속도에 관련된다. 도시한 실시예에서, 제2입력신호(112)는 차량 CAN 버스망(bus network)(116)에서 수신된다. 다른 실시예에서, 제2입력신호(112)는 유체펌프(14)의 구동축(118)의 회전속도 또는 유체펌프(14)의 구동축(118)을 구동하는 엔진의 회전속도를 측정하는 센서로부터 수신된다. 엔진의 유체펌프(14)의 회전속도가 한계치를 초과하면, 전자제어유닛(86)은 전자신호(108)를 과속도 제어밸브 조립체(100)로 전송하나.
도 1 내지 4를 참조하여, 바이패스밸브 조립체(60)와 과속도 제어밸브 조립체(100)를 작동시키는 방법(200)을 기술한다. 단계(202)에서, 전자제어유닛(86)은 방향 제어밸브(40)의 작동 위치를 평가한다. 본 실시예에서, 전자제어유닛(86)은, 센서(114)로부터 제1입력신호(110)가 수신되는지를 평가한다. 방향 제어밸브(40)가 제1 또는 제2위치(PA, PB)로 각각 작동하면, 제1입력신호(110)는 전자제어유닛(86)으로 전송된다. 따라서, 만일 전자제어유닛(86)이 제1입력신호(110)를 수신하면, 방향 제어밸브(40)는 제1 및 제2위치(PA, PB)들 중 하나에 있다.
단계(204)에서, 전자제어유닛(86)은 CAN 버스망(116)으로부터 제2입력신호(112)를 수신한다. 앞서 제공되었듯이, 제2입력신호(112)는 차량의 엔진 또는 유체펌프(14)의 회전속도에 관한 정보를 전자제어유닛(86)에 제공한다.
단계(206)에서, 전자제어유닛(86)은 제2입력신호(112)를 한계치와 비교한다. 본 실시예에서, 상기 한계치는 유체펌프(14) 또는 차량의 엔진의 회전속도에 관련되는 규정된 상한치이다.
만일 제2입력신호(112)가 상한치보다 적거나 또는 동일하다면, 단계(208)에서 전자제어유닛(86)은 전자신호(85)를 바이패스밸브 조립체(60)의 드레인밸브(64)로 전송하여 드레인밸브(64)를 폐쇄위치(PC)로 작동시킨다. 드레인밸브(64)가 폐쇄위치(PC)고 또한 방향 제어밸브(40)가 제1 또는 제2위치(PA, PB)에 있음으로써, 유체펌프(14)로부터의 유체는 제1흐름경로(90)를 통해 유체작동장치(16)로 연통한다.
만일 제2입력신호가 단계(206)에서의 한계치보다 크다면, 드레인밸브(64)는 개방위치(PO)에 남아 있는다. 드레인밸브(64)가 개방위치(PO)에 남아 있음으로써, 유체펌프(14)로부터의 유체는 방향 제어밸브(40)를 우회하고 또한 유체 저유기(12)로 연통된다.
제2입력신호(112)가 한계치보다 크고 또한 드레인밸브(64)가 개방위치(PO)에 있음으로써, 과속도 제어밸브 조립체(100)의 과속도 제어기능이 활성화된다. 본 실시예에서, 과속도 제어기능은 과속도 제어밸브 조립체(100)를, 유체의 일부가 유체펌프(14)의 유체 유출구(20)에서 유체 유입구(18)로 순환하게 되는 제2위치(P2)로 작동시킴으로써 작동된다(단계 210). 유체펌프(14)의 유체 유출구(20)에서 유체 유입구(18)로 유체의 순환은 고속 회전속도에서 유체펌프(14)에 대한 손상 위험성을 줄인다.
도 1 내지 3과 도 5를 참조하여, 과속도 제어밸브 조립체(100)의 과속도 제어기능을 작동시키기 위한 방법(300)을 설명한다. 단계(302)에서, 전자제어유닛(86)이 제2입력신호(112)를 수신한다. 도시한 실시예에서, 제2입력신호(112)는 차량 CAN 버스망(116)에 의해 제공된다. 단계(304)에서, 제2입력신호(112)는 상한치와 비교된다. 본 실시예에서, 상기 상한치는 유체펌프(14) 또는 차량의 엔진의 회전속도에 관련되는 규정된 상한치이다. 만일, 제2입력신호(112)가 상한치보다 크다면, 전자제어유닛(86)은 바이패스밸브 조립체(60)의 드레인밸브(64)의 위치를 평가한다. 한 실시예에서, 전자제어유닛(86)은, 전자신호(85)가 드레인밸브(64)로 전송되고 있는지를 평가함으로써 드레인밸브(64)가 개방위치에 있는지를 평가한다. 드레인밸브(64)가 개방위치(PO)로 바이어스되면, 드레인밸브(64)로 전송되고 있는 전자신호(85)가 없어져, 드레인밸브(64)가 개방위치(PO)에 있다는 것을 나타낸다. 만일 드레인밸브(64)가 폐쇄위치(PC)에 있다면, 드레인밸브(64)는 개방위치(PO)로 작동한다(단계 308). 도시한 실시예에서, 드레인밸브(64)는 스프링(88)에 의해 개방위치(PO)로 작동된다.
드레인밸브(64)가 개방위치(PO)에 있음으로써, 전자제어유닛(86)은 전자신호(108)를 과속도 제어밸브 조립체(100)의 액추에이터(106)로 전송하여 과속도 제어밸브 조립체(100)를, 유체의 일부가 유체펌프(104)의 유체 유출구(20)에서부터 유체 유입구(18)로 순환하게 되는 제2위치(P2)로 작동시킨다. 한 실시예에서, 드레인밸브(64)의 작동과 과속도 제어밸브 조립체(100)의 작동 간에 규정된 시간 간격이 있다. 상기 규정된 시간 간격은, 드레인밸브(64)가 개방위치(PO)에 있게 되는 것을 보장하기에 충분한 시간을 제공한다.
도 1 내지 3과 도 6을 참조하여, 과속도 제어밸브 조립체(100)의 과속도 제어기능을 비활성화시키기 위한 방법(400)을 설명한다. 단계(402)에서 전자제어유닛(86)이 제2입력신호(112)를 수신한다. 단계(404)에서, 제2입력신호(112)는 한계치와 비교된다. 만일 제2입력신호(112)가 상기 한계치보다 작거나 또는 동일하다면, 과속도 제어밸브 조립체(100)는 제2위치(P1)로 작동한다(단계 406). 도시한 실시예에서, 과속도 제어밸브 조립체(100)의 스프링(109)은 과속도 제어밸브 조립체(100)를 제1위치(P1)로 바이어스한다. 과속도 제어밸브 조립체(100)를 비활성화하기 위하여, 전자제어유닛(86)은 전자신호(108)를 과속도 제어밸브 조립체(100)로 전송하는 것을 중단한다. 그러면, 스프링(109)은 과속도 제어밸브 조립체(100)를 제1위치(P1)로 바이어스한다.
과속도 제어밸브 조립체(100)의 과속도 제어기능이 비활성화된 후, 만일 방향 제어밸브(40)가 제1 또는 제2위치(PA, PB) 각각으로 작동되고 있다면, 드레인밸브(64)는 폐쇄위치(PC)로 작동할 수 있다. 한 실시예에서, 드레인밸브(64)는 규정된 시간 간격 후에 폐쇄위치(PC)로 작동한다.
본 발명의 다양한 수정안과 대안들은 본 발명의 범위와 사상을 이탈하는 일이 없이 본 기술분야의 당업자에게 자명하게 될 것이고, 또한 본 발명의 범위는 여기에서 주어진 설시적인 실시예들에 한정되지 않는다는 것을 알아야 한다.

Claims (20)

  1. 유체시스템의 바이패스밸브 조립체를 작동시키기 위한 방법에 있어서, 방법은:
    전자제어유닛에서 제1입력신호를 수신하는 단계를 포함하되, 상기 제1입력신호는 유체펌프와 유체작동장치와 유체 연통하는 방향 제어밸브의 활성 위치에 관련되고, 상기 방향 제어밸브는 방향 제어밸브의 유체 유입포트와 방향 제어밸브의 유체 유출포트 간에 유체 연통을 제공하는 중립위치를 가지고;
    상기 전자제어유닛에서 제2입력신호를 수신하는 단계를 포함하되, 상기 제2입력신호는 유체펌프의 회전속도에 관련되고;
    상기 제2입력신호를 한계치와 비교하는 단계를 포함하고; 그리고
    방향 제어밸브가 활성 위치에 있고 또한 입력신호가 한계치 미만일 때 바이패스밸브 조립체를 통한 유체펌프와 유체 저유기 간의 유체연통이 차단되도록 바이패스밸브 조립체의 드레인밸브를 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체시스템의 바이패스밸브 조립체를 작동시키기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2입력신호는 엔진 속도에 관련되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2입력신호는 차량의 CAN 버스망에서부터 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 바이패스밸브 조립체는 스프링 공동을 가지는 포핏밸브 조립체를 포함하고, 상기 드레인밸브는 상기 스프링 공동과 유체 저유기 간에 선택적 유체 연통을 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 포핏밸브 조립체의 포핏밸브가 안착위치에서 유동적으로 고정되도록 상기 전자제어유닛으로부터의 전자신호가 드레인밸브를 폐쇄위치로 작동시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 유체작동장치는 선형 액추에이터인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 유체시스템의 과속도 제어기능을 활성화시키기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은:
    유체 저유기와;
    상기 유체 저유기와 유체 연통하는 유체펌프와;
    상기 유체펌프와 선택적 유체 연통하는 하는 유체작동장치와;
    상기 유체펌프와 유체 연통하는 유체 유입포트와, 상기 유체 저유기와 유체 연통하는 유체 유출포트와, 상기 유체작동장치와 유체 연통하는 제1제어포트와 그리고 상기 유체작동장치와 유체 연통하는 제2제어포트를 가지고, 상기 유체 유입포트가 상기 유체 유출포트와 유체 연통하게 되는 중립위치를 포함하는 방향 제어밸브를 포함하는 유체시스템을 제공하는 단계와;
    상기 유체펌프의 회전속도에 관련되는 입력신호를 전자제어유닛에서 수신하는 단계와;
    상기 입력신호를 한계치와 비교하는 단계와;
    상기 입력신호가 한계치보다 크면 과속도 제어밸브 조립체의 과속도 제어기능을 활성화시키는 단계를 포함하고, 상기 과속도 제어기능은 유체의 일부를 유체펌프의 유체 유출구에서 유체펌프의 유체 유입구로 순환시키는 것을 특징으로 하는 유체시스템의 과속도 제어기능을 활성화시키기 위한 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 입력신호는 차량의 CAN 버스망에서부터 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 유체시스템은:
    상기 유체펌프와 상기 방향 제어밸브의 유체 유입포트 간에 유체 연통을 제공하는 제1흐름경로와;
    상기 제1흐름경로와 평행하며, 상기 유체펌프와 유체 저유기 사이에서 유체 연통하고 있는 제2흐름경로와; 그리고
    상기 제2흐름경로에 배치되고, 상기 유체펌프와 유체 저유기 간에 선택적 유체 연통을 제공하는 바이패스밸브 조립체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 바이패스밸브 조립체의 위치를 평가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 바이패스밸브 조립체는 드레인밸브와 그리고 스프링 공동을 가지는 포핏밸브 조립체를 포함하고, 상기 드레인밸브는 상기 스프링 공동과 유체 저유기 간에 선택적 유체 연통을 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 드레인밸브를 개방위치로 작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 과속도 제어기능이 활성화되기 전에 상기 드레인밸브는 개방위치로 작동하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 유체 저유기와;
    상기 유체 저유기와 유체 연통하는 유체펌프와;
    상기 유체펌프와 유체 연통하는 유체 유입포트와, 상기 유체 저유기와 유체 연통하는 유체 유출포트와, 제1제어포트와 제2제어포트를 포함하고, 또한 상기 유체 유입포트가 유체 유출포트와 유체 연통하게 되는 중립위치를 포함하는 방향 제어밸브와;
    방향 제어밸브의 제1 및 제2제어포트들과 유체 연통하는 유체작동장치와;
    상기 유체펌프와 상기 방향 제어밸브의 유체 유입포트 간에 유체 연통을 제공하는 제1흐름경로와;
    상기 제1흐름경로에 평행하고, 상기 유체펌프와 유체 저유기와 유체 연통하는 제2흐름경로와;
    상기 제2흐름경로에 배치되고, 상기 유체펌프와 유체 저유기 간에 선택적 유체 연통을 제공하는 바이패스밸브 조립체와;
    유체의 일부를 유체펌프의 유체 유출구에서 유체펌프의 유체 유입구로 선택적으로 순환시키도록 구성되는 과속도 제어밸브 조립체와; 그리고
    바이패스밸브 조립체와 과속도 제어밸브 조립체와 전기적으로 통신하는 전자제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 바이패스밸브 조립체는:
    포핏밸브와, 밸브시트와 스프링 공동을 가지는 포핏밸브 조립체와;
    상기 스프링 공동과 유체 연통하고, 상기 스프링 공동과 유체 저유기 간에 선택적 유체 연통을 제공하는 드레인밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 방향 제어밸브가 중립위치 이외의 다른 위치에 있을 때 상기 전자제어유닛은 소정의 신호를 드레인밸브에 제공하여 스프링 공동과 유체 저유기 간에 유체 연통을 차단하는 것을 특징으로 하는 유체시스템.
  17. 제14항에 있어서, 상기 바이패스밸브 조립체가 개방 위치에 있고 또한 유체펌프의 회전속도가 한계치를 초과하면, 상기 전자제어유닛은 소정의 신호를 과속도 제어밸브 조립체에 제공하는 것을 특징으로 하는 유체시스템.
  18. 제14항에 있어서, 상기 전자제어유닛은 방향 제어밸브의 작동위치와 관련되는 제1입력신호와 유체펌프의 회전속도에 관련되는 제2입력신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 유체시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제2입력신호는 CAN 버스망에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 유체시스템.
  20. 제18항에 있어서, 상기 제1입력신호는 센서에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 유체시스템.
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