KR20130100050A - 유체펌프 조립체의 제어 - Google Patents

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KR20130100050A
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Abstract

펌프제어 조립체는 유체펌프(20)와 부하감지 밸브를 가지는 유체펌프 조립체(12)를 포함한다. 유체펌프는 유체 유입구(24)와 유체 유출구(26)를 포함한다. 유체펌프는 가변 변위 매카니즘(360을 포함한다. 부하감지 밸브(42)는 가변 변위 매카니즘의 위치를 조정하도록 이루어진다. 부하감지 밸브는 제1단부(46)와 그리고 대향적으로 배치되는 제2단부(48)를 포함한다. 액추에이터(60)는 유체펌프 조립체와 유체 연통한다. 위치센서(100)는 액추에이터의 위치를 감시한다. 램핑밸브(110)는 유체펌프의 유체 유출구와 부하감지 밸브의 제1단부 사이에 선택적 유체 연통을 제공한다. 전자제어유닛은 위치센서와 램핑밸브와 전기적 통신을 한다. 전자제어윰닛은 액추에이터의 위치에 응해 램핑밸브에 출력전류를 전송한다.

Description

유체펌프 조립체의 제어{CONTROL OF A FLUID PUMP ASSEMBLY}
본 출원은 미국의 제외한 모든 지정국에 대한 출원인인, 미국법인인 이튼 코포레이션의 이름으로 또한, 미국만을 지정국으로 한 미국 시민인 필립 제이. 다이빙으로 이름으로 또한 2010년 4월 29일자로 출원된 미국특허출원 제12/770,261호를 우선권 주장하는, 2011년 4월 28일자 PCT 국제특허출원이다.
다양한 응용들에 사용되는 유체시스템들은 종종 가변하는 필요조건들을 가진다. 예컨대, 유체시스템들은 가변 흐름율과 가변 유체압력을 필요로 할 수 있다. 주어진 유체시스템의 가변 흐름 필요조건을 충족하기 위하여 펌프의 동작을 조정하는데 부하감지 펌프들을 사용할 수 있다. 펌프의 흐름 필요조건을 조정하기 위하여 전형적으로 부하감지 펌프들은 흐름 및 압력 피드백들을 사용한다.
본 발명의 목적은 펌프제어 조립체를 제공하는 것이다.
펌프제어 조립체는 유체펌프와 부하감지 밸브를 가지는 유체펌프 조립체를 포함한다. 유체펌프는 유체 유입구와 유체 유출구를 포함한다. 유체펌프는 가변 변위 매카니즘을 포함한다. 부하감지 밸브는 가변 변위 매카니즘의 위치를 조정하도록 이루어진다. 부하감지 밸브는 제1단부와 대향되게 배치되는 제2단부를 포함한다. 액추에이터가 유체펌프 조립체와 유체 연통한다. 위치센서는 액추에이터의 위치를 감시한다. 램핑밸브(ramping valve)는 유체펌프의 유체 유출구와 부하감시 밸브의 제1단부 간에 선택적 유체 연통을 제공하여 가변 변위 매카니즘의 위치를 조정한다. 전자제어유닛은 위치센서와 램핑밸브와 전기적 통신을 한다. 전자제어유닛은 액추에이터의 위치에 응해 램핑밸브로 출력전류를 전송한다.
본 발명의 다른 형태는 펌프제어 조립체에 관련된다. 펌프제어 조립체는 유체펌프 조립체를 포함한다. 유체펌프 조립체는 유체펌프와 부하감지 밸브를 포함한다. 유체펌프는 유체 유입구와 유체 유출구를 포함한다. 유체펌프는 중립위치와 제1위치 사이에서 이동가능한 가변 변위 매카니즘을 포함한다. 부하감지 밸브는 가변 변위 매카니즘의 위치를 조정하도록 이루어진다. 부하감지 밸브는 제1단부와 반대적으로 배치되는 제2단부를 가진다. 액추에이터는 유체펌프 조립체와 유체 연통을 한다. 액추에이터는 제1축단부와 반대적으로 배치되는 제2축단부를 가지는 하우징을 포함한다. 하우징은 구멍을 규정한다. 액추에이터는 하우징의 구멍 내에 배치되는 피스톤을 더 포함한다. 램핑밸브 조립체는 유체펌프의 유체 유출구와 유체 연통하도록 배치되는 램핑밸브를 포함한다. 램핑밸브는, 액추에이터의 피스톤이 제1 및 제2축단부들 중 하나에 도달하여 가변 변위 매카니즘이 중립위치를 향해 이동할 때 유체펌프의 유체 유출구와 부하감지 밸브의 제1단부 사이에 유체 연통을 제공하도록 전자적으로 작동된다.
본 발명의 다른 형태는 펌프제어 조립체를 작동시키기 위한 방법에 관련된다. 방법은 유체펌프와, 부하감지 밸브와, 액추에이터와 그리고 램핑밸브를 가지는 펌프제어 조립체를 제공하는 단계를 포함한다. 유체펌퍼는 유체 유입구와 유체 유출구를 가진다. 유체펌프는 가변 변위 매카니즘을 포함한다. 부하감지 밸브는 가변 변위 매카니즘의 위치를 조정하도록 이루어진다. 부하감지 밸브는 제1단부와 반대적으로 배치되는 제2단부를 포함한다. 액추에이터는 유체펌프의 유체 유출구와 유체 연통한다. 램핑밸브는 유체 유출구와 부하감지 밸브의 제1단부 사이에 선택적 유체 연통을 제공한다. 위치센서로부터의 신호가 수신된다. 위치센서는 액추에이터의 위치를 감시하도록 이루어진다. 액추에이터가 액추에이터의 이동제한에 도달할 때 출력전류가 램핑밸브로 전송되어 가변 변위 매카니즘이 중립위치를 항해 변위된다.
다양한 추가적인 형태들이 다음의 상세한 설명에 주어지게 된다. 이들 형태들은 개별적인 특징과 특징들의 조합에 관련될 수 있다. 상기 일반적인 설명과 다음의 상세한 설명은 예시적이고 또한 단지 예시적인 것이고 그리고 여기에서 기술되는 실시예들이 기반으로 하는 넓은 개념들을 제한하는 것이 아니라는 것을 알아야 한다.
본 발명에 따라, 주어진 유체시스템의 가변 흐름 필요조건을 충족하기 위하여 펌프의 동작을 조정하는데 부하감지 펌프들을 사용할 수 있어서, 가변적인 상황에 능동적으로 대처하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 원리들에 따른 형태들의 예시적인 특징을 가지는 펌프제어 조립체의 개략적인 도면.
도 2는 도 1의 펌프제어 조립체에서 사용을 위해 적절한 유체펌프 조립체의 개략적인 도면.
도 3은 도 1의 펌프제어 조립체에서 사용을 위해 적절한 팸핑밸브 조립체의 개략적인 도면.
도 4는 도 1의 펌프제어 조립체를 작동시키기 위한 방법을 나타낸 도면.
도 5는 전자제어유닛에서 도 3의 램핑밸브 조립체로 전송되는 전자신호의 예시적 프로파일의 그래프도.
첨부도면들에 도시되는 본 발명의 예시적인 형태들에 대해 참조가 상세히 이루어지게 된다. 가능하다면, 도면들을 통해 동일하거나 또는 같은 구조를 언급하기 위해 동일한 참조번호들이 사용되게 된다.
도 1을 참조하면, 펌프제어 조립체(10)가 도시되어 있다. 펌프제어 조립체(10)는 액추에이터의 위치를 기반으로 하여 유체펌프의 출력을 제어하도록 이루어진다. 본 실시예에서, 펌프제어 조립체(10)는, 액추에이터의 그의 이동한계(travel limit)에 도달하면 유체압력에서 급격한 상승을 방지하도록 이루어진다. 도 1의 도시된 실시예에서, 펌프제어 조립체(10)는 유체펌프 조립체(12)와, 액추에이터 조립체(14)와, 램핑밸브 조립체(16)와 그리고 전자제어유닛(18)을 포함한다.
도 1과 2를 참조하여 유체펌프 조립체(12)를 설명한다. 유체펌프 조립체(12)는 유체펌프(20)와 부하감지 보상기 밸브조립체(load sensing compensator valve assembly)(22)를 포함한다.
유체펌프(20)는 유체 유입구(24)와, 유체 유출구(26)와 드레인 포트(28)와 부하감지 포트(30)를 포함한다. 유체펌프(20)의 유체 유입구(24)는 유체 저장기(32)와 유체 연통한다. 유체 유출구(26)는 액추에이터 조립체(16)와 유체 연통한다. 드레인 포트(28)는 유체 저장기(32)와 유체 연통한다.
유체펌프(20)는 축(34)을 더 포함한다. 축(34)은 축(34)을 회전시키는 동력원(예컨대, 엔진, 전기모터 등)에 연결된다. 축(34)이 회전하면, 유체는 유체 유입구(24)에서 유체 유출구(26)로 펌핑된다.
유체펌프(20)는 가변 변위 유체펌프이다. 가변 변위 펌프로서, 유체펌프(20)는 가변 변위 매카니즘(36)을 포함한다. 도시한 실시예에서, 유체펌프(20)는 축 피스톤펌프이고 또한 가변 변위 매카니즘(36)은 경사판(swash plate)이다. 경사판(36)은 중립위치와 완전행정(full stroke) 위치 사이에서 이동할 수 있다. 중립위치에서, 유체펌프(20)의 변위는 거의 0이다. 0 변위에서, 축(34)이 회전하면 유체가 유체펌프(20)를 통과하지 않는다. 완전행정 위치에서, 축(34)이 회전하면 최대량의 유체가 유체펌프(20)를 통과한다.
유체펌프(20)는 제어피스톤(38)과 바이어싱부재(40)를 포함한다. 제어피스톤(38)과 바이어싱부재(40)는 경사판(36)에 대해 작용해 경사판(36)의 위치를 조정한다. 제어피스톤(38)은 경사판(36)의 위치를 완전행정 위치에서 중립위치로 조정하도록 이루어진다. 제어피스톤(38)은 유체펌프(20)의 유체 유출구(26)와 선택적 유체 연통을 한다. 제어피스톤(38)은 부하감지 보상기 밸브조립체(22)와 유체 연통한다.
바이어싱부재(40)는 유체펌프(20)를 완전행정 위치로 바이어스하도록 이루어진다. 바이어싱부재(40)는 경사판(36)을 완전행정 위치를 향해 바이어스하는 스프링을 포함한다.
부하감지 보상기 밸브조립체(22)는, 유체펌프(20)를 채용하는 시스템의 흐름 및 압력 필요조건들이 변하면 유체의 흐름과 유체의 압력을 변경하도록 이루어진다. 도시한 실시예에서, 부하감지 보상기 밸브조립체(22)는 부하감지 밸브(42)와 압력제한 보상기(44)를 포함한다. 한 실시예에서, 부하감시 보상기 밸브조립체(22)는 유체펌프(20) 외부에 있다. 다른 실시예에서, 부하감지 보상기 밸브조립체(22)는 유체펌프(20)와 일체로 이루어질 수 있다.
부하감지 밸브(42)는 제어피스톤(38)과 드레인 포트(28) 또는 유체펌프(20)의 유체 유출구(26) 사이에 선택적 유체 연통을 제공한다. 도시한 실시예에서, 부하감지 밸브(42)는 비례적 2-위치, 3-방향 밸브(proportional two-position, three-way valve)이다. 제1위치(P1)에서, 부하감지 밸브(42)는 제어피스톤(28)과 드레인 포트(28) 간에 유체 연통을 제공하여, 제어피스톤(38)에 작용하는 유체가 드레인 포트(28)를 통해 유체 저장기(32)로 배출된다. 이 제1위치(P1)에 있는 부하감지 밸브(42)로 인해, 경사판(36)은 바이어싱부재(40)에 의하여 완전행정 위치를 향해 바이어스된다.
제2위치(P2)에서, 부하감지 밸브(42)는 제어피스톤(38)과 유체 배출구(26) 간에 유체 연통을 제공하여, 가압된 유체가 제어피스톤(38)에 대해 작용한다. 이 제2위치(P2)에 있는 부하감지 밸브(42)로 인해, 제어피스톤(38)은 바이어싱부재(40)에 대항해 작용하여 경사판(36)을 중립위치로 향해 이동시킨다.
부하감지 밸브(42)는 제1단부(46)와 그리고 반대적으로 배치되는 제2단부(48)를 포함한다. 제1단부(46)는 부하감지 포트(30)와 유체 연통한다. 부하감지 포트(30)로부터의 유체는 제1단부(46)에 대해 작용하여 부하감지 밸브(42)를 제1위치로 작동시킨다. 도시한 실시예에서, 경스프링(light spring)(50) 또한 부하감지 밸브(42)의 제1단부(46)에 대해 작용하여 부하감지 밸브(42)를 제1위치(P1)로 바이어스시킨다. 한 실시예에서, 부하감지 밸브(42)의 제1단부(46)에 대한 결합된 부하는 부하감지 포트(30)로부터 유체의 압력에 약 200 psi 내지 약 400 psi를 더한 것과 동일하다.
부하감지 밸브(42)의 제2단부(48)는 유체펌프(20)의 유체 유출구(26)와 유체 연통한다. 제2단부(48)에 작용하는 유체 압력이 제1단부(46)에 작용하는 유체 압력보다 크면, 제어피스톤(38)은 경사판(36)을 중립위치를 향하는 방향으로 작동시켜, 유체펌프(20)에 의해 변위되는 유체의 양을 줄인다.
압력제한 보상기(44)는 압력경감밸브의 형태이다. 도시한 실시예에서, 압력제한 보상기(44)는 비례적 2-위치, 3-방향 밸브이다. 압력제한 보상기(44)는 제1단부(52)와 그리고 반대적으로 배치되는 제2단부(54)를 포함한다. 중스프링(heavy spring)(56)이 압력제한 보상기(44)의 제1단부(52)에 대해 작용하는 한편 유체 유출구(26)로부터의 유체는 제2단부(56)에 대해 작용한다.
압력제한 보상기(44)는 제1위치(PC1)와 제2위치(PC2)를 포함한다. 제1위치(PC1)에서, 압력제한 보상기(44)는 드레인 포트(28)에 유체통로를 제공한다. 압력제한 보상기(44)가 제1위치(PC1)에 있고 또한 부하감지 밸브(42)가 제1위치(P1)에 있으면, 제어피스톤(38)에 대해 작용하는 유체는 드레인 포트(28)를 통해 유체 저장기(32)로 배출된다. 압력제한 보상기(44)가 이 제1위치(PC1)에 있고 또한 부하감지 센서(42)가 제1위치(P1)에 있음으로써, 경사판(36)은 바이어싱부재(40)에 의해 완전행정 위치를 향해 바이어스된다.
제2위치(PC2)에서, 압력제한 보상기(44)는 제어피스톤(38)과 유체 유출구(26) 간에 유체 연통을 제공하여, 가압된 유체가 제어피스톤(38)에 대해 작용한다. 압력제한 보상기(44)가 이 제2위치(PC2)에 있음으로써, 제어피스톤(38)은 바이어싱부재(40)에 대해 작용하여 경사판(36)을 중립위치로 향해 이동시킨다.
유체 유출구(26)에서 유체 압력이 증가하고 또한 중스프링(56)의 부하설정에 도달하면, 압력제한 보상기(44)기는 제2위치(PC2)를 향해 변위하여 유체가 제어피스톤(38)으로 흐르도록 한다. 유체가 제어피스톤(38)에 대하 작용하면, 경사판(36)의 위치는 중립위치를 향해 이동한다. 이 이동은, 유체펌프(20)의 유체 유출구(26)에서 유체의 량이 중스프링(56)의 부하설정에서 시스템 압력을 유지하기에 충분히 낮아지기 전까지 또는 유체펌프(20)가 중립위치에 있기 전까지 지속한다. 한 실시예에서, 중스프링(56)은 약 2500 psi 내지 약 3500 psi 시스템 압력의 부하설정을 제공한다.
도 1을 참조하면, 액추에이터 조립체(14)는 액추에이터(60)와 방향제어밸브(62)를 포함한다. 액추에이터(60)는 선형 액추에이터(예컨대, 실린더 등) 또는 회전 액추에이터(예컨대, 모터 등)일 수 있다. 본 실시예에서, 액추에이터(60)는 선형 액추에이터이다.
액추에이터(60)는 하우징(64)을 포함한다. 하우징(64)은 제1축단부(65)와 그리고 대향되게 배치되는 제2축단부(66)를 포함한다.
하우징(64)은 구멍(67)을 규정한다. 피스톤 조립체(68)가 구멍(67) 내에 배치된다. 피스톤 조립체(68)는 피스톤(70)과 로드(72)를 포함한다. 구멍(67)은 제1챔버(74)와 제2챔버(76)를 포함한다. 제1챔버(74)는 피스톤(70)의 제1측에 배치되는 한편 제2챔버(76)는 피스톤의 대향하게 배치된 제2측에 배치된다.
액추에이터(6)는 제1제어포트(82)와 제2제어포트(84)를 포함한다. 제1제어포트(82)는 제1챔버(74)아 유체 연통하는 한편 제2제어포트(84)는 제2챔버(76)와 유체 연통한다.
방향제어밸브(62)는 액추에이터(60)와 유체 연통한다. 도시한 실시예에서, 방향제어밸브(62)는 3-위치, 4-방향밸브이다. 방향제어밸브(62)는 제1위치(PD1)와, 제2위치(PD2)와 그리고 폐쇄된 중앙 중립위치(PDN)를 포함한다.
제1위치에서, 방향제어밸브(62)는 유체펌프(20)와 제1제어포트(82) 사이에 또한 제2제어포트(84)와 유체 저장기(32) 사이에 유체 연통을 제공한다. 도시한 실시예에서, 제1위치(PD1)는 하우징(64)에서부터 피스톤 조립체(69)의 확장을 일으킨다. 제2위치(PD2)에서, 방향제어밸브(62)는 유체펌프(20)와 제2제어포트(84) 사이에 또한 제1제어포트(82)와 유체 저장기 사이에 유체 연통을 제공한다. 도시한 실시예에서, 제2위치(PD2)는 피스톤 조립체(68)의 수축을 일으킨다.
도시한 실시예에서, 방향제어밸브(62)는 다수의 솔레노이드밸브(86)에 의해 작동된다. 다수의 센터링 스프링(88)은 방향제어밸브(62)를 중립위치(PN1)로 바이어스하도록 이루어진다.
펌프제어 조립체(10)는 위치센서(100)를 더 포함한다. 위치센서(100)는 액추에이터(60)의 위치에 관한 데이터를 전자제어유닛(18)에 제공하도록 이루어진다.
한 실시예에서, 위치센서(100)는, 피스톤(70)이 하우징(64)의 제1 및/또는 제2축단부들(65, 66)에 도달할 때 신호(102)를 전자제어유닛(18)으로 전송하도록 이루어진다. 계속하여 상세히 설명하게 되는 바와 같이, 전자제어유닛(18)은 위치센서(100)로부터의 데이터를 사용하여 램핑밸브 조립체(16)를 제어한다.
도 1과 3을 참조하여, 램핑밸브 조립체(16)를 설명한다. 램핑밸브 조립체(16)는 액추에이터 조립체(14)의 액추에이터(60)의 위치를 기반으로 유체펌프(20)의 유체 출력을 제어하도록 이루어진다. 램핑밸브 조립체(16)는 램핑밸브(110)와 오리피스(112)를 포함한다.
도시한 실시예에서, 램핑밸브 조립체(16)는 유입구(114)와, 유출구(116)와, 부하감지 통로(118)와 그리고 드레인통로(120)를 포함한다. 유입구(114)는 유체펌프(20)의 유체 유출구(16)와 유체 연통한다. 유출구(116)는 액추에이터 조립체(14)의 방향제어밸브(62)와 유체 연통한다. 부하감지 통로(118)는 부하감지 보상기 밸브조립체(22)와 유체 연통한다. 드레인통로(120)는 유체 저장기(32)와 유체 연통한다.
램핑밸브(110)는 유체펌프(20)의 유체 유출구(26)와 유체펌프(20)의 부하감지 포트(30) 간에 선택적 유체 연통을 제공한다. 도시한 실시예에서, 램핑밸브(110)는 비례적 2-위치, 2-방향 솔레노이드밸브이다. 제1위치(PR1)에서, 램핑밸브(110)는 부하감지 포트(30)로 유체 연통을 차단한다. 제2위치(PR2)에서, 램핑밸브(110)는 부하감지 포트(30)에 완전한 유체 연통을 제공한다. 스프링(121)은 램핑밸브(110)를 제1위치(PR1)로 바이어스 한다.
램핑밸브(110)는 (도 1에 도시된)전자제어유닛(18)으로부터 출력전류(124)에 응해 솔레노이드(122)에 의해 작동한다. 위치센서(100)로부터 신호(102)에 응해 출력전류(124)가 전자제어유닛(18)으로부터 전송된다. 랩핑밸브(110)가 비례밸브이기 때문에, 램핑밸브(110)를 통한 유체의 흐름은 전자제어유닛(18)으로부터 솔레노이드(122)가 수신한 출력전류(124)에 비례한다. 따라서, 부하감지 포트(30)로 유체의 흐름은 출력전류(124)에 비례한다.
부하감지 포트(30)가 유체펌프 조립체(12)의 부하감지 밸브(42)의 제1단부(46)와 유체 연통하고 또한 부하감시 밸브(42)가, 유체펌프(20)로부터 유체의 흐름을 제어하는 경사판(36)의 위치를 조정하는데 사용되기 때문에, 유체펌프(20)로부터 유체의 흐름은 출력전류(124)에 비례한다. 계속하여 상세히 설명하게 되는 바와 같이, 출력전류(124)는, 액추에이터 조립체(14)의 피스톤(70)이 하우징(64)의 제1 및 제2축단부(65, 66)들 중 하나에 도달하면 유체 압력에서 급격한 상승을 방지하도록 프로그램될 수 있다.
도시한 실시예에서, 램핑밸브(110)는 또한 수동작동에 적합한 작동부재(130)를 포함한다. 작동부재(130)는 솔레노이드(122)의 수동 오버라이드(override)가 이루어지도록 한다.
오리피스(112)는 부하감시 통로(118)와 드레인통로(120) 사이에 유체 연통을 제공한다. 램핑밸브(110)가 제1위치(PR1)에 있으면, 유체펌프 조립체(12)의 부하감지 밸브(42)의 제1단부(46)에 대해 작용하는 유체가 오리피스(12)를 통해 유체 저장기(32)로 배출된다. 유체가 유입구(114)에서 부하감지 통로(118)로 흐르도록 램핑밸브(110)가 작동하면, 오리피스(112)는 포화되게 된다(saturated). 오리피스(112)가 포화됨으로써, 유체는 램핑밸브(110)에서 부하감지 밸브(42)의 제1단부(46)로 향하게 된다.
도 1 내지 4를 참조하여, 펌프제어 조립체(10)를 작동시키는 방법(200)을 설명한다. 단계(202)에서, 전자제어유닛(18)은 입력신호(130)를 수신한다. 한 실시예에서, 입력신호(130)는 작업차량(예컨대, 쓰레기트럭, 스키드 스티어 로더(skid steer loader), 굴삭기, 굴착기, 트랙터 등)의 기능을 제어하도록 이루어지는 입력장치(예컨대, 조이스틱, 핸들 등)을 사용하는 운영자에 의해 제공된다.
입력신호(130)에 응해, 전자제어유닛(18)은 단계(204)에서 출력전류(124)를 램핑밸브(110)의 솔레노이드(122)로 전송한다. 출력전류(124)는 램핑밸브(110)를 제1위치(PR1)에서 제2위치(PR2)로 이동시키도록 이루어진다(즉, 램핑밸브(110)를 개방하도록 이루어진다).
도 5를 참조하면, 출력전류(124)의 예시적인 프로파일의 그래프도가 도시되어 있다. 출력전류(124)의 프로파일은 램프-업(ramp-up) 부분(132)과, 지속부분(sustain portion)(134)과 그리고 램프-다운 부분(136)을 포함한다. 램프-업 부분(132)에서, 출력전류(1240의 크기는 규정된 시간(t) 동안에 증가하여, 램핑밸브(110)가 제2위치(PR2)로 점진적으로 작동한다(즉, 램핑밸브(110)가 개방된다). 램프-업 부분(132)에서, 출력전류(124)는 초기시간(t0)에서 0 전력이고 그리고 시간(t1)에서 완전 전력(full power)으로 상승한다. 한 실시예에서, 초기시간(t0)와 시간(t1) 간의 시간은 약 500ms 미만이다. 다른 실시예에서, 초기시간(t0)와 시간(t1) 간의 시간은 약 200ms 내지 약 500ms의 범위에 있다.
램프-다운 부분(136)에서, 출력전류(124)의 크기는 규정된 시간 동안에 감소하여, 램핑밸브(110)는 제1위치(PR1)로 점진적으로 동작한다(즉, 램핑밸브(110)가 폐쇄된다). 램프-다운 부분(136)에서, 출력전류(124)는 시간(t2)에서 주어진 전력에 있고 또한 시간(t3)에서 0 전력으로 감소한다. 한 실시예에서, 시간(t2)와 시간(t3) 간의 시간은 약 100ms 미만이다. 다른 실시예에서, 시간(t2)와 시간(t3) 간의 시간은 약 200ms 내지 1000ms의 범위 내이다. 다른 실시예에서, 시간(t2)와 시간(t3) 간의 시간은 초기시간(t0)와 시간(t1) 간의 시간과 동일하다.
도 1 내지 5를 참조하면, 입력신호(130)가 전자제어유닛(18)에 의해 수신되면, 출력전류(124)의 램프-업 부분(132)이 단계(204)에서 솔레노이드(122)로 전송된다. 제2위치(PR2)로 램핑밸브(110)의 동작은 유체 유입구(26)에서 유체펌프(20)로의 유체가 부하감지 밸브(42)의 제1단부(46)에 연통되게 한다. 부하감지 밸브(42)의 제1단부(46)에서의 유체는 부하감지 밸브(42)를 제1위치(P1)로 점진적으로 이동시켜, 유체펌프(20)의 변위를 점진적으로 증가시킨다.
단계(206)에서, 전자제어유닛(18)은, 액추에이터(14)의 하우징(64)의 제1 및 제2축단부(65, 66)들 중 하나에 피스톤(70)이 인접해 있다는 것을 나타내는 신호(102)를 위치센서(100)로부터 수신한다. 신호(102)에 응해, 출력전류(124)의 램프-다운 부분은 단계(208)에서 램핑밸브(110)의 솔레노이드(122)로 전송된다.
램프-다운 부분(136)에서 출력전류(124)를 감소키는 것은, 램핑밸브(110)가 제2위치(PR2)에서 제1위치(PR1)로 점진적으로 작동하도록 한다. 램핑밸브(110)가 제1위치(PR1)로 점진적으로 작동하면, 부하감지 밸브(42)의 제1단부(46)에 작용하는 유체는 오리피스(112)를 통해 유체 저장기(32)로 연통된다. 부하감지 밸브(42)의 제1단부(46)에 작용하는 유체가 유체 저장기(32)로 배출되기 때문에, 유체펌프(20)의 변위는 감소한다. 유체펌프(20)의 변위를 감소시키는 것은, 유체펌프(20)를 통한 액추에이터 조립체(14)에 대한 감소된 흐름율을 이루게 된다. 한 실시예에서, 유체펌프(20)의 경사판(36)은, 피스톤(70)이 액추에이터 조립체(14)의 하우징(64)의 제1 및 제2축단부(65, 66)들 중 하나에 도달하면 중립위치에 배치되도록 이루어진다.
액추에이터(60)가 그의 이동한계에 도달하면 유체펌프(20)의 가변 변위 매카니즘(36)의 점진적 감소는 펌프제어 조립체(10)의 유체에서 압력의 급격한 증가를 줄이거나 또는 방지한다. 압력의 급격한 증가에 있어서 이러한 감소는 펌프제어 조립체(10)의 동작을 부드럽게 만든다.
본 명세서의 다양한 수정안들과 대안들이, 본 명세서의 사상과 범위를 이탈하는 일이 없이 본 기술분의 통상적인 기술자에게 자명하게 될 것이고 또한 본 명세서의 범위는 여기에서 주어진 설시적인 실시예에 제한되지 않는다.

Claims (20)

  1. 펌프제어 조립체는:
    유체 유입구와 유체 유출구를 가지고, 가변 변위 매카니즘을 포함하는 유체 펌프와;
    가변 변위 매카니즘의 위치를 조정하도록 이루어지고, 제1단부와 그리고 대향되게 배치되는 제2단부를 가지는 부하감지 밸브를;
    포함하는 유체펌프 조립체와;
    유체펌프 조립체와 유체 연통하는 액추에이터와;
    액추에이터의 위치를 감시하기 위한 위치센서와;
    유체펌프의 유체 유출구와 부하감지 밸브의 제1단부 사이에 선택적 유체 연통을 제공하여 가변 변위 매카니즘을 조정하는 램핑밸브와; 그리고
    위치센서와 램핑밸브와 전기적 통신을 하는 전자제어유닛을 포함하고, 상기 전자제어유닛은 액추에이터의 위치에 응해 램핑밸브에 출력전류를 전송하는 것을 특징으로 하는 펌프제어 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 팸핑밸브는 비례 솔레노이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프제어 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 액추에이터는 제1축단부와 그리고 대향하게 배치되는 제2축단부를 가지는 선형 액추에이터인 것을 특징으로 하는 펌프제어 조립체.
  4. 제3항에 있어서, 액추에이터의 피스톤이 제1 및 제2축단부들 중 하나에 인접하면 출력전류가 램핑밸브로 전송되는 것을 특징으로 하는 펌프제어 조립체.
  5. 제3항에 있어서, 액추에이터의 피스톤이 제1 및 제2축단부들 중 하나에 도달하면 유체펌프의 흐름율이 감소하는 것을 특징으로 하는 펌프제어 조립체.
  6. 제1항에 있어서, 출력전류의 프로파일은 규정된 시간주기 동안에 가변 변위 매카니즘을 중립위치로 조정하도록 이루어지는 램프-다운 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프제어 조립체.
  7. 제6항에 있어서, 상기 시간간격은 약 200ms 내지 약 500ms 의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 펌프제어 조립체.
  8. 제1항에 있어서, 부하감지 밸브와 유체 저장기 간에 유체 연통을 제공하는 오리피스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프제어 조립체.
  9. 펌프제어 조립체는:
    유체 유입구와 유체 유출구를 가지고, 중립위치와 제1위치 사이에서 이동가능한 가변 변위 매카니즘을 포함하는 유체 펌프와;
    가변 변위 매카니즘의 위치를 조정하도록 이루어지고, 제1단부와 그리고 대향되게 배치되는 제2단부를 가지는 부하감지 밸브를;
    포함하는 유체펌프 조립체와;
    유체펌프 조립체와 유체 연통하고:
    제1축단부와 그리고 대향되게 배치되는 제2축단부를 포함하고, 구멍을 규정하는 하우징과;
    상기 하우징의 구멍 내에 배치되는 피스톤을 포함하는 액추에이터와; 그리고
    유체펌프의 유체 유출구와 유체 연통하는 램핑밸브를 포함하는 램핑밸브 조립체를 포함하고, 상기 램핑밸브는, 액추에이터의 피스톤이 제1 및 제2축단부들 중 하나에 도달하여 가변 변위 매카니즘이 중립위치를 향해 이동하면 유체펌프의 유체 유출구와 부하감지 밸브의 제1단부 사이에 유체 연통을 제공하도록 전자적으로 작동하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 펌프제어 조립체.
  10. 제9항에 있어서, 램핑밸브는 비례 솔레노이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프제어 조립체.
  11. 제10항에 있어서, 하우징의 구멍 내 피스톤의 위치를 감시하기 위한 위치센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프제어 조립체.
  12. 제11항에 있어서, 램핑밸브의 위치센서와 비례 솔레노이드와 전기적 통신을 하는 전자제어유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프제어 조립체.
  13. 제9항에 있어서, 유체펌프는 축방향 피스톤 펌프이고 또한 가변 변위 매카니즘은 경사판인 것을 특징으로 하는 펌프제어 조립체.
  14. 제9항에 있어서, 램핑밸브 조립체는 부하감지 밸브의 제1단부와 유체 저장기 간에 유체 연통을 제공하는 오리피스를 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프제어 조립체.
  15. 펌프제어 조립체를 작동시키는 방법은:
    유체 유입구와 유체 유출구를 가지고, 가변 변위 매카니즘을 포함하는 유체펌프와;
    가변 변위 매카니즘의 위치를 조정하도록 이루어지고, 제1단부와 그리고 대향되게 배치되는 제2단부를 가지는 부하감지 밸브와;
    유체펌프의 유체 유출구와 유체 연통하는 액추에이터와; 그리고
    유체 유출구와 부하감지 밸브의 제1단부 간에 선택적 유체 연통을 제공하는 램핑밸브를;
    포함하는 펌프제어 조립체를 제공하는 단계와;
    액추에이터의 위치를 감시하도록 이루어지는 위치센서로부터 신호를 수신하는 단계와;
    액추에이터가 액추에이터의 이동한계에 도달하여 가변 변위 매카니즘이 중립위치를 향해 이동할 때 램핑밸브에 출력전류를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프제어 조립체를 작동시키는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 위치센서는 디지털센서인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제15항에 있어서, 램핑밸브는 비례 솔레노이드 액추에이터인 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 출력전류는 램핑밸브의 비례 솔레노이드 액추에이터에 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 출력전류의 프로파일은 소정의 시간에 걸쳐 감소하는 크기를 가지는 램프-다운 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제15항에 있어서, 약 200ms 내지 약 1000ms의 시간간격 범위에서 출력전류의 크기는 0으로 감소하는 것을 특징으로 하는 방법.
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