KR20220111691A - 유압 차지 회로의 바이패스를 위한 시스템과 방법 - Google Patents

Abstract

유체 구동 시스템의 제어 시스템은 유압 로드와 탱크(302)를 갖는 유압 차지 펌프 회로(300)를 포함한다. 유압 차지 펌프(304)는 유압 차지 펌프 회로(300)와 유체 통신한다. 바이패스 라인(312)은 유압 차지 펌프(304)와 유압 로드 사이의 접점으로부터 탱크(302)까지 연장한다. 차지 바이패스 밸브(310)는 바이패스 라인(312)을 통한 흐름을 제어하기 위하여 배열된다. 제어 시스템은, 동력기계(200)를 위한 하나 이상의 작동 변수를 결정하고; 그리고 시동 작동 동안에 결정된 작동 변수에 근거하여, 바이패스 라인(312)을 통하여 유압 차지 펌프(304)에서 탱크(302)까지의 흐름을 허가하는 차지 바이패스 밸브(310)를 제어하는 제어 장치(314)를 포함한다.

Description

유압 차지 회로의 바이패스를 위한 시스템과 방법

본 발명은 동력기계에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 동력기계의 유체 구동 시스템 및 유압 차지 시스템과 같은 유압 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 목적을 위한 동력기계는 특정 작업 또는 다양한 작업을 달성하기 위한 목적으로 동력을 생성하는 임의 유형의 기계를 포함한다. 동력기계의 하나의 유형은 작업 차량(work vehicle)이다. 작업 차량은 일반적으로 작업 기능을 실행하도록 조작될 수 있는 리프트 암(일부 작업 차량은 다른 작업 장치가 있을 수 있음)과 같은 작업 장치를 갖는 자체-추진(self propelled) 차량이다. 작업 차량은 몇 가지 예를 들어 로더(loaders), 굴착기(excavators), 다용도 차량, 트랙터 및 트렌처(trenchers)를 포함한다.

종래의 유체(hydrostatic) 구동 시스템은 지형(terrain) 위로 이동하는 동력기계를 위한 견인력을 제공하기 위하여 사용된다. 유입구에 유체 구동 시스템의 펌프를 구동하는 유압유(hydraulic fluid)의 적절한 공급을 보장하고 유압유의 누출을 방지하기 위하여, 유압 차지(charge) 펌프가 제공될 수 있다. 유압 차지 펌프는 동력기계의 엔진에 의해 구동되기 때문에, 저장조로부터 유체 구동 회로로 유압유를 펌프하여 누출을 보충하고 구동 펌프를 주입할 수 있고, 송풍 모터(fan motor)와 같은 다른 장비에 동력을 공급할 수 있다.

상기 설명은 본 발명의 일반적인 배경 기술 정보를 단순히 제공하고, 청구된 본 발명의 범위를 결정하는 데 도움을 주고자 의도된 것은 아니다.

본 발명은 동력기계에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 동력기계의 유체 구동 시스템 및 유압 차지 회로와 같은 유압 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 유체 구동 시스템의 차지 회로를 위한 유압유의 흐름을 제어하는 시스템(및 대응 방법)을 제공한다. 보다 상세하게는, 제어 가능한 바이패스 밸브가 유체 구동 시스템의 차지 회로에 포함되어 현재와 과거 작동 조건에 따라서, 유압 흐름을 탱크로 되돌아가게 선택적으로 전환할 수 있다. 일부 실시예에서, 이는 유압 로드를 통과하거나 또는 유체 구동 회로를 채우는 것보다 오히려, 일시적으로 탱크로 직접 전환되는 유압 차지 펌프부터의 유압 흐름을 허가할 수 있고, 따라서 시동 작동(즉, 동력기계의 "시동(startup)" 동안) 동안에 일시적으로 엔진 로드를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 바이패스 밸브는 낮은 주위 또는 시스템 온도, 낮은 엔진 속도, 이전 실행 주기 이후의 다량의 경과 시간 또는 이들 또는 다른 결정 입력의 다른 치환을 나타내는 작동 변수에 근거하여 유압 로드를 바이패스 하도록 활성화될 수 있다.

본 발명의 일부 기술된 실시예는 엔진을 포함하는 동력기계를 제공한다. 유체 구동 시스템은 유압 로드(예, 팬모터)와 탱크를 구비하는 유압 차지 펌프 회로를 포함할 수 있다. 유압 차지 펌프는 유압 차지 펌프 회로와 유체 연통할 수 있다. 바이패스 라인은 유압 차지 펌프와 유압 로드 사이의 접점(junction)으로부터 탱크로 연장될 수 있다. 차지 바이패스 밸브(예, 2-위치, 디폴트 닫힘, 제어 가능한 밸브)가 바이패스 라인을 통한 흐름을 제어하기 위하여 배열될 수 있다. 제어 시스템은 엔진의 엔진 속도를 결정하고, 속도 임계값보다 낮은 엔진 속도에 근거하여, 차지 바이패스 밸브를 제어하여 유압 차지 펌프로부터 탱크까지의 바이패스 라인을 통한 흐름을 허가하도록 구성된 제어 장치를 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 제어 장치는 유체 구동 시스템과 엔진의 하나 이상을 위하여, 현재 실행 주기와 이전 실행 주기 사이의 경과 시간을 결정하도록 구성될 수 있다. 제어 장치는 시간 임계값보다 큰 경과 시간에 근거하여, 차지 바이패스 밸브를 제어하여 유압 차지 펌프로부터 탱크까지의 바이패스 라인을 통한 흐름을 허가하도록 더 구성될 수 있다.

일부 실시예에서, 제어 장치는 주위 온도 또는 동력기계의 온도의 하나 이상을 결정하도록 구성될 수 있다. 제어 장치는 온도 임계값보다 낮은 측정 온도에 근거하여, 차지 바이패스 밸브를 제어하여 유압 차지 펌프로부터 탱크까지의 바이패스 라인을 통한 흐름을 허가하도록 더 구성될 수 있다.

일부 실시예에서, 제어 장치는 결정 온도에 근거하여 시간 임계값을 결정하도록 구성될 수 있다. 제어 장치는 유체 구동 시스템 또는 엔진의 하나 이상을 위하여, 현재 실행 주기와 이전 실행 주기 사이의 경과 시간을 결정하도록 더 구성될 수 있다. 제어 장치는 시간 임계값보다 큰 경과 시간에 근거하여 차지 바이패스 밸브를 제어하여 유압 차지 펌프로부터 탱크까지의 바이패스 라인을 통한 흐름을 허가하도록 더 구성될 수 있다.

본 발명의 일부 기술된 실시예는 엔진을 갖는 동력기계에 사용하는 유체 구동 시스템의 제어 시스템을 제공한다. 유체 구동 시스템은 유체 구동 펌프와 유압 로드와 탱크를 포함하는 유압 차지 펌프 회로, 유압 차지 펌프 회로와 유체 통신하는 유압 차지 펌프, 유압 차지 펌프와 유압 로드 사이의 접점으로부터 탱크까지 연장하는 바이패스 라인 및 바이패스 라인을 통한 흐름을 제어하기 위하여 배열된 차지 바이패스 밸브를 포함할 수 있다. 제어 시스템은 동력기계를 위한 하나 이상의 작동 변수를 결정하도록 구성되는 제어 장치를 포함할 수 있다. 제어 장치는 결정된 하나 이상의 작동 변수에 근거하여 엔진의 시동 동안에, 차지 바이패스 밸브를 제어하여 바이패스 라인을 통한 유압 차지 펌프에서 탱크까지의 흐름을 허가하고, 유압 로드와 유체 구동 펌프를 바이패스 하도록 더 구성될 수 있다.

일부 실시예에서, 하나 이상의 작동 변수는 다음을 포함할 수 있다: 유압 차지 펌프 회로 또는 유체 구동 시스템의 하나 이상 내에 있는 유압유의 유체 온도; 및 엔진의 현재 크랭킹(cranking) 작동의 지속시간. 제어 장치는 온도 임계값보다 낮은 유체 온도와 다음의 하나 이상에 근거하여, 차지 바이패스 밸브를 제어하여 바이패스 라인을 통한 흐름을 허가하도록 구성될 수 있다: 크랭킹 시간 임계값보다 낮은 현재 크랭킹 작동의 지속시간; 또는 활성 작동자(operator)-생성 크랭크 신호.

일부 실시예에서, 하나 이상의 작동 변수는 다음을 포함할 수 있다: 현재 실행 주기와 이전 실행 주기 사이의 동력기계와 관련된 온도 프로파일; 및 현재 실행 주기와 이전 실행 주기 사이의 경과 시간. 제어 장치는 차지 바이패스 밸브를 제어하여 온도 프로파일과 경과 시간에 근거하여 바이패스 라인을 통한 흐름을 허가하도록 구성될 수 있다.

일부 실시예에서, 온도 프로파일은 유체 구동 시스템 또는 엔진의 하나 이상을 위한 온도 데이터를 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 온도 프로파일은 다음의 하나 이상을 위한 온도 데이터를 포함할 수 있다: 엔진 냉각제, 유압유 또는 주위 환경.

일부 실시예에서, 하나 이상의 작동 변수는 엔진의 엔진 속도를 포함할 수 있다. 제어 장치는 속도 임계값보다 낮은 엔진 속도에 근거하여 차지 바이패스 밸브를 제어하여 바이패스 라인을 통한 흐름을 허가하도록 구성될 수 있다.

일부 실시예에서, 하나 이상의 작동 변수는 동력기계의 구성요소의 온도를 포함할 수 있다. 제어 장치는 온도 임계값보다 낮은 온도에 근거하여 차지 바이패스 밸브를 제어하여 바이패스 라인을 통한 흐름을 허가하도록 구성될 수 있다.

일부 실시예에서, 하나 이상의 작동 변수는 동력기계의 유압유의 유체 온도를 포함할 수 있다. 제어 장치는 온도 임계값보다 낮은 유체 온도에 근거하여 차지 바이패스 밸브를 제어하여 바이패스 라인을 통한 흐름을 허가하도록 구성될 수 있다.

일부 실시예에서, 유체 온도는 유압 차지 펌프 회로의 외부의 유압유의 온도일 수 있다.

본 발명의 일부 기술된 실시예는 동력기계의 유압 차지 펌프 회로를 위한 바이패스 흐름을 제어하는 방법을 제공한다. 제어 장치를 사용하여, 동력기계를 위한 하나 이상의 작동 변수가 결정될 수 있다. 동력기계의 시동 동안에, 차지 바이패스 밸브는 하나 이상의 작동 변수에 근거하여, 바이패스 라인을 통하여 유압 흐름을 유압 차지 펌프로부터 탱크까지 일시적으로 경로 지정하도록 제어되고, 동력기계의 유압 차지 펌프로부터 유체 구동 시스템까지의 유압 흐름을 감소할 수 있다.

일부 실시예에서, 작동 변수는 다음의 하나 이상을 포함할 수 있다: 동력기계의 엔진의 엔진 속도; 동력기계 내의 유압유의 유체 온도; 주위 온도; 현재 실행 주기와 이전 실행 주기 사이의 동력기계와 관련된 온도 프로파일; 동력기계의 구성요소의 온도; 엔진의 현재 크랭킹 작동의 지속시간; 현재 실행 주기와 이전 실행 주기 사이의 경과 시간; 또는 이전 실행 주기의 지속시간.

일부 실시예에서, 차지 바이패스 밸브는 속도 임계값보다 낮은 엔진 속도에 근거하여 바이패스 라인을 통한 유압 흐름을 일시적으로 경로 지정하도록 제어될 수 있다.

일부 실시예에서, 차지 바이패스 밸브는 다음의 하나 이상에 근거하여 바이패스 라인을 통한 유압 흐름을 일시적으로 경로 지정하도록 제어될 수 있다: 제1 시간 임계값보다 큰 현재와 이전 실행 주기 사이의 경과 시간; 제2 시간 임계값보다 낮은 이전 실행 주기의 지속시간; 또는 온도 임계값보다 낮은 주위 온도.

일부 실시예에서, 차지 바이패스 밸브는 현재와 이전 실행 주기 사이의 온도 프로파일과 현재와 이전 실행 주기 사이의 경과 시간에 근거하여 바이패스 라인을 통한 유압 흐름을 일시적으로 경로 지정하도록 제어될 수 있다.

일부 실시예에서, 차지 바이패스 밸브는 온도 임계값보다 낮은 유체 온도 및 다음의 하나 이상에 근거하여 바이패스 라인을 통한 유압 흐름을 일시적으로 경로 지정하도록 제어될 수 있다: 크랭킹 임계값보다 낮은 현재 크랭킹 작동의 지속시간; 또는 활성 작동자-생성 크랭크 신호.

본 발명의 요약 및 초록은 단순화된 형태의 개념을 설명하기 위하여 제공되고 이하 상세한 설명에서 더 개시된다. 본 발명의 요약은 특허청구범위에 기재된 핵심 기술 또는 필수 기술을 특정하려는 것은 아니고 본 발명에 청구된 주제의 범위를 결정하는데 보조로서 사용되는 것은 아니다.

본 발명은 유체 구동 시스템의 차지 회로를 위한 유압유의 흐름을 제어하는 시스템(및 대응 방법)을 제공한다. 본 발명에 의하면, 제어 가능한 바이패스 밸브가 유체 구동 시스템의 차지 회로에 포함되어 현재와 과거 작동 조건에 따라서, 유압 흐름을 탱크로 되돌아가게 선택적으로 전환할 수 있다.

본 발명의 바이패스 밸브는 낮은 주위 또는 시스템 온도, 낮은 엔진 속도, 이전 실행 주기 이후의 다량의 경과 시간 또는 이들 또는 다른 결정 입력의 다른 치환을 나타내는 작동 변수에 근거하여 유압 로드를 바이패스 하도록 활성화될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예가 유리하게 실시될 수 있는 대표적인 동력기계의 기능적 시스템을 도시한 블록도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 개시된 실시예가 실시될 수 있는 종류의 스키드 스티어 로더 형태의 대표적인 동력기계의 사시도이다.
도 4는 도 2-3에 도시된 로더와 같은 로더의 동력 시스템의 구성요소를 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일부 실시예에 따라서, 차지 바이패스 밸브를 포함하는 동력기계의 유압 차지 펌프 회로를 나타내는 개략도이다.
도 6은 도 5의 차지 바이패스 밸브를 포함하는 차지 바이패스 밸브의 작동을 제어하는 일반화된 공정을 나타낸다.
도 7-13은 시동 작동 동안에 차지 바이패스 밸브의 작동을 제어하는 도 6의 방법의 예시를 나타낸다.

본 발명에 개시된 개념은 예시적인 실시예를 참조하여 설명되고 도시된다. 그러나, 이들 개념은 도시한 실시예에서의 구성의 상세 및 구성요소의 배열에 대한 적용에 한정되지 않고 다양한 다른 방법으로 실시되거나 실행될 수 있다. 본 발명의 용어는 발명의 설명의 목적으로 사용되고 제한적인 것으로 간주해서는 안 된다. 본 발명에서 사용되는 "포함하는(including)", "포함하는(comprising)" 및 "갖는(having)"과 같은 단어 및 그 변형은 열거된 항목, 그 등가물뿐만 아니라 추가 항목을 포함하는 것을 의미한다. 또한, 용어 "임계값(threshold)"은 여기에 달리 특정하지 않는 한, 단일 수치(예, 완전값(exact value), 평균값, 기타), 다중 수치의 개별 수, 값의 총괄 범위 또는 값의 배타 범위를 포함하는 것을 의미한다.

위에 기재된 바와 같이, 동력기계(예, 스키드-스티어 로더)는 동력기계의 추진을 위한 유체 구동 시스템을 포함할 수 있다. 그러한 시스템을 위한 유체 구동 회로는 일반적으로 폐쇄 루프 회로이지만, 유체 펌프와 모터는 케이스 드레인(case drain)을 통해 유압 탱크로 되돌아가는 누출에 의하여, 내부에 새는 경향이 있다. 또한, 플러싱(flushing) 밸브가 폐쇄 루프의 유체 유출 경로를 제공하고 유압 냉각기를 통하여 유체를 냉각하기 위하여 제공될 수 있다. 이 누출과 플러싱 밸브의 유체 유출에 대항하기 위하여, 유압 차지 펌프는 유체 구동 루프를 다시 채우도록 구성된 유체 차지 회로를 통하여 유체를 저장조(즉, 탱크)로부터 펌프하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 유압 차지 펌프는 또한 팬모터, 차지 릴리프(relief) 밸브 또는 다른 장비와 같은 유압 로드에 유압 동력을 제공할 수 있다. 따라서, 유압 차지 펌프의 사용은 유체 구동 회로 내에 충분한 유체와 압력이 있고, 동력기계 또는 다른 기능을 위한 열 관리를 돕는 것을 보장할 수 있다.

유사하게, 짧은 기간일지라도 유압 차지 펌프의 불-작동은 동력기계의 유체 구동 회로(또는 다른 구성요소) 또는 다른 차선의 작동에 손상을 초래할 수 있다. 이 문제를 회피하기 위하여, 유압 차지 펌프는 일반적으로 엔진이 유압 차지 펌프를 처음 구동할 수 있는 순간부터, 동력기계가 작동하는 동안 계속하여 가동하도록 구성된다. 이러한 요구를 지향하기 위한 하나의 종래의 실행은 유압 차지 펌프를 엔진의 출력 축에 직접 또는 작동 가능하게(예, 벨트 드라이브 방식을 통해) 결합된 일정 변위(constant displacement) 유압 펌프로서 구성하는 것이다. 따라서, 유압 차지 펌프는 엔진이 또한 가동중일 때 언제든지 작동할 수 있다.

그러나 그러한 배열로, 일부 조건하의 유압 차지 펌프의 작동은 일반적으로 엔진과 동력기계의 시동 순서 동안에(즉, 엔진 또는 동력기계의 시동 동안), 엔진의 과또한 부하를 야기할 수 있고, 이는 성공적 시동 결과를 방해하거나 불리한 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 엔진이 상대적으로 긴 시간 동안 작동되지 않은 후에 추운 환경에서 엔진을 시동하면, 유압유가 저온(예, -10°이하)에 있게 되어 특히 사실일 수 있다. 추운 환경에서의 연장된 시간이 특히 두드러지지만, 다른 조건 또한 시동 동안에 유사하게 엔진의 유사한 과또한 부하를 야기할 수 있다.

따라서, 엔진의 작동 동안에 유압 차지 펌프의 연속 작동을 허가하고, 온도 또는 다른 작동 변수에 근거하여 유압 차지 펌프로부터의 엔진 부하를 선택적으로 감소할 수 있는 시스템을 제공하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일부 실시예는 이러한 요구 또는 다른 것을 지향하여 종래의 유체 구동 회로의 유압 차지 시스템에 개선을 제공할 수 있다. 예를 들어, 바이패스 라인이 유압 차지 펌프와 유압 차지 펌프의 로드(유압 구동 회로의 유압유의 공급을 포함) 사이의 유압 차지 펌프 회로로부터 갈라지도록 배열되어, 유압 차지 펌프 회로로부터 유압유 탱크까지의 유체 경로를 제공한다. 일부 실시예에서, 바이패스 밸브가 바이패스 라인의 흐름을 제어하도록 배열되고, 바이패스 라인을 통한 유압 차지 펌프로부터 탱크 또는 다른 적합한 저 압력 드레인(유압 차지 펌프 입구로의 복귀 포함)으로의 흐름의 경로를 지정하기 위하여 선택적으로 작동될 수 있고, 일시적으로 로드를 바이패스하여 엔진의 전체적인 로드를 감소한다. 특히 이러한 바이패스 밸브는 특정한 작동 조건이 충족할 때만 바이패스 라인을 통한 흐름을 허가하도록 구성될 수 있다.

일반적으로, 바이패스 밸브는 동력기계의 임의의 작동 변수에 근거하여 제어될 수 있다. 일부 실시예에서, 바이패스 밸브는 하나 이상의 내재(intrinsic) 작동 변수(예, 동력기계 자체의 온도, 상태, 신호 등)에 근거하여 제어될 수 있다. 일부 실시예에서, 바이패스 밸브는 하나 이상의 외인성(extrinsic) 작동 변수(예, 동력기계 외부의 주위 환경 조건 또는 다른 변수)에 근거하여 제어될 수 있다. 일부 실시예에서, 바이패스 밸브는 하나 이상의 외인성 작동 변수와 하나 이상의 내재 작동 변수의 결합에 근거하여 제어될 수 있다.

동력기계의 엔진의 시동 동안을 포함하여, 내재 또는 외인성 온도, 동력기계 또는 엔진의 작동(또는 비-작동) 간격 또는 엔진 속도의 하나 이상에 근거한 바이패스 흐름의 제어는 일부 경우에서 특히 유용할 수 있다. 예를 들어, 바이패스 밸브는 감지된 주위 온도(예, 온도 센서에 의하여 결정된)에 근거한 시동 하에 차지 회로의 로드를 일시적으로 바이패스 하도록 제어될 수 있고, 이는 동력기계의 유압유 온도를 위한 프록시(proxy) 역할을 할 수 있다. 보다 상세하게는, 주위 온도가 낮을수록, 유압유의 온도가 또한 낮을 가능성이 크다. 위에 기술한 바와 같이, 유압유 온도가 감소하면 유압유는 점점 점성이 된다. 이는 특히 유압 차지 펌프가 다른 유압 작업 구성요소(예, 팬모터)에 동력을 공급하기 위하여 사용된 때에 유압 차지 펌프 그리고 또한 엔진의 로딩을 증가시킨다. 따라서, 주위 온도가 상대적으로 낮으면 바이패스 밸브를 작동함으로써, 유압 차지 펌프의 유압 로딩은 상당히 감소할 수 있고, 이는 엔진 시동을 도울 수 있다.

다른 실시예로서, 바이패스 밸브는 감지된 엔진 속도(회전속도계에 의하여 결정된)에 근거하여 차지 회로의 일부를 일시적으로 바이패스 하도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 시동 순서 동안에 엔진 속도는 처음에 매우 낮고, 시동 사이클 동안의 엔진 속도 감지는 엔진이 성공적으로 시동 되었는지에 대해 일부 표시를 줄 수 있다. 따라서, 감지된 엔진 속도는 엔진이 성공적으로 시동되고, 유사하게 바이패스 밸브가 비-작동되어야 하는지를 표시할 수 있다.

다른 실시예로서, 바이패스 밸브는 현재 실행 주기와 이전 실행 주기 사이의 경과 시간에 근거하여 일시적으로 차지 회로의 일부를 바이패스 하도록 제어될 수 있다. 보다 상세하게는, 경과 시간은 이전 사이클의 "off" 표시와 현재 사이클의 "on" 표시 사이의 시간 간격(예, 동력기계의 "가동(run)" 스위치의 상태에 의해 또는 엔진의 작동과 비-작동 상태에 의해 표시)으로 정의될 수 있다. 특히 이전 및 현재 사용 사이의 경과 시간은 유압유의 온도(또는 다른 관련 온도)의 프록시 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 동력기계가 상대적으로 추운 환경에서 작동할 때, 실행 주기 사이의 상대적으로 긴 주기의 시간은 동력기계의 유압유가 상대적으로 차갑고 점성이 있음을 나타낼 수 있다. 따라서, 현재와 이전 실행 주기 사이의 상대적으로 긴 경과 시간 뒤에, 바이패스 밸브를 시동 순서 동안에 유압 차지 펌프의 작동으로부터 엔진 로딩을 일시적으로 감소하도록 제어하는 것이 유용하다.

일부 실시예에서, 이전 실행 주기의 지속시간이 또한 고려될 수 있다. 예를 들어, 이전 실행 주기의 짧은 지속시간은 엔진이 유압유 또는 다른 관련 시스템을 충분히 워밍업하도록 길게 충분히 가동되지 않았음을 나타낼 수 있다. 따라서, 바이패스 밸브는 이전 실행 주기와 현재 실행 주기 사이의 상대적으로 짧은 경과 시간의 표시에 근거하여 시동 순서 동안에 차지 회로의 일부를 바이패스 하도록 제어될 수 있다. 대조적으로, 이전 실행 주기가 상대적으로 긴 지속시간을 가지면, 관련 시스템은 오랫동안 따뜻함을 유지할 수 있다. 따라서 일부 경우에, 시동 순서 동안의 바이패스 흐름은 이전 및 현재 실행 주기 사이의 상대적으로 긴 경과 시간 뒤에 필요할 수 있다.

다른 실시예로서, 바이패스 밸브는 엔진의 현재 크랭킹 작동의 지속시간 또는 작동자-생성 크랭크 신호(예, "기동 엔진" 버튼 또는 스위치의 활성화)의 활성화에 근거하여 차지 회로의 일부를 바이패스 하도록 제어될 수 있다. 작동자가 크랭크 신호 또는 크랭킹 작동의 특정한(예, 연장된) 지속시간을 제공하고 있다는 표시로서, 양자 작동 조건은 엔진이 현재 시동되고 있다는 것을 나타낼 수 있다. 따라서 다른 입력 상태에 상관없이, 차지 회로의 일부를 바이패스하고 엔진 로딩을 감소하도록 이들 시간에서 바이패스 밸브를 제어하는 것이 유용하다. 구동 펌프와 같은 구성요소에 대한 손상은 단지 짧은 시간 주기 후에 발생할 수 있으므로, 크랭킹 순서 동안 경과한 시간의 양에 근거하여 바이패스 시간을 제한하는 것이 유리할지도 모른다. 예를 들어, 바이패스 시간은 단지 크랭킹 순서 또는 크랭킹 입력의 전체 경과 시간으로, 크랭킹 순서 또는 입력의 경과 시간에 관계없이 최고 전체 시간으로 또는 크랭킹 순서 또는 크랭킹 입력의 끝을 넘는 최고 전체 시간으로 제한될 수 있다.

또 다른 실시예로서, 바이패스 밸브는 유압유의 온도에 직접 관련하지 않는 것을 포함하는 다양한 온도 프로파일에 근거하여 차지 회로의 일부를 바이패스 하도록 시동 작동 동안 제어될 수 있다. 예를 들어, 온도 범위, 최고 또는 최소 온도 값 또는 특정한 시간 간격에 걸친 온도의 샘플링을 나타낼 수 있는 관련 온도 프로파일이, 엔진 냉각제, 대기 또는 동력기계의 하나 이상의 구성요소를 위하여 결정될 수 있다. 일부 경우에, 온도 프로파일에 근거한 바이패스 밸브의 제어는 단일 현재 온도의 측정보다 더 나은 바이패스 흐름 관리를 허가할 수 있다. 예를 들어, 주위 온도가 연장된 시간에서 최근에 상대적으로 차가웠으면, 현재 주위 온도가 상대적으로 따뜻할지라도 시동 작동 동안 차지 회로의 일부를 바이패스하는 것이 바랍직하다. 대조적으로, 주위 온도가 현재 상대적으로 차갑지만, 주위 온도가 연장된 시간에서 최근에 상대적으로 따뜻했으면, 바이패스 흐름은 필요하지 않을지도 모른다.

일부 실시예에서, 동력기계와 관련된 복수 작동 변수는 시동 작동 동안에 바이패스 밸브의 작동을 제어하는 결합으로 고려될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예는 온도, 엔진 속도 또는 작동 상태, 지속 시간 또는 이전 또는 현재 실행 주기와 관련된 간격 등의 다른 결합에 근거하여 바이패스 밸브를 제어할 수 있다.

일부 실시예에서, 위에 일반적으로 설명된 접근은 다른 작동 변수의 상호 관련된 영향을 관리할 수 있다. 예를 들어, 특정 임계값보다 낮은 주위 온도, 특정 임계값보다 낮은 엔진 속도 및 특정 임계값 이상의 이전 및 현재 실행 주기 사이의 경과 시간에 근거한 바이패스 밸브의 제어는, 주위 온도, 이전 실행 주기 동안의 엔진과 유압유의 가열, 현재 시동 작동 전의 엔진과 유압유의 냉각 및 현재 작동 속도에서의 엔진의 이용 가능한 토크와 동력의 상호 관련된 영향을 설명하는 제어를 제공할 수 있다. 이와 관련하여, 주위 온도가 상대적으로 낮을지라도, 실행 주기 사이의 경과 시간이 상대적으로 짧으면, 유압유는 충분히 낮은 점도를 유지하는충분한 열을 유지하고, 실질적 바이패스 흐름은 필요하지 않을지도 모른다. 대조적으로, 주위 온도가 상대적으로 낮고, 실행 주기 사이의 경과 시간이 상대적으로 길면, 유압유는 충분히 낮은 점도를 유지하는 충분한 열을 유지하지 않고 실질적 바이패스 흐름이 필요할 수 있다.

일부 실시예에서, 일시적 바이패스 흐름은 다른 고려사항에 근거하여 단지 동력기계의 시동의 하나 이상의 초기 단계 동안에만 미리 정해진 시간 양으로 유지될 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 바이패스 흐름은 단지 미리 결정된 시간 간격(예, 5초, 10초, 30초 또는 이들 임의의 종점 사이의 간격)으로 유지될 수 있다. 다른 실시예로서 일부 경우에서, 바이패스 흐름은 단지 다른 변수(예, 차가운 주위 또는 동력기계 온도 또는 실행 주기 사이의 긴 지속시간에 상당하는 긴 시간)에 근거하여 결정될 수 있는 시간 간격으로 유지될 수 있다. 일부 경우에, 바이패스 흐름은 단지 다른 조건이 부합될 때까지 유지될 수 있다. 예를 들어 위에 설명한 바와 같이, 바이패스 흐름은 단지 엔진 속도가 특정 임계값(예, 900 RPM)에 도달, 작동자로부터의 크랭킹 입력 중지 또는 다른 작동 변수가 충족(또는 불-충족)할 때까지 유지될 수 있다.

본 발명에 사용된 동력기계 또는 엔진의 "시동(startup)" 또는 "시동(starting)" 순서 또는 작동은 일반적으로 엔진 또는 동력기계를 정지 또는 비-동력 상태에서 완전한 작동 또는 동력 상태로 되게 하는데 사용되는 순서 또는 작동을 지칭한다. 일부 경우에서, 시동 동안의 작동 순서는 작동자가 엔진을 시동하는 크랭크 입력을 제공하고, 이어서 관련 시스템의 상태를 검증하는 일련의 전자 유압 체크 및 제어 신호에 의하여 결국, 동력기계에 완전한 동력을 제공하도록 실제로 엔진 터닝을 시동하는 크랭킹 작동을 포함한다. 예를 들어, 작동자가 시동 스위치 또는 버튼을 사용으로써 시동을 초기화하여 엔진 크랭킹을 시동하는 전기 신호를 제공할 수 있다. 이 신호는 관련 서브-시스템의 하나 이상의 유압 또는 전기 체크를 일으키고, 바람직하게는 그 뒤에 시동 모터 또는 다른 장치가 엔진을 크랭크하여 엔진 동력 작동을 시동할 수 있다. 그러나 다른 경우에서 다른 순서가 또한 가능하다.

일반적으로 이하 더 설명되는 바와 같이, 유압 차지 펌프로부터의 흐름을 위한 바이패스 밸브는 시동 동안에 임의의 다양한 시간 간격에 걸쳐 바이패스 흐름을 허가하도록 제어될 수 있다. 일부 경우에서, 바이패스 밸브가 크랭킹 신호가 수신된(예, 작동자 입력을 통해)후에, 그러나 엔진의 실제 크랭킹이 시작하기 전에 열리는 것이 특히 바람직하다. 예를 들어, 바이패스 작동을 위한 이 타이밍은 유압 차지 펌프가 엔진으로부터 회전 동력을 수신하고 상응하는 로드를 부과하기 전에 바이패스 흐름을 위한 경로가 열리는 것을 보장할 수 있다. 유사하게, 관련 작동 변수(예, 이하 설명)의 결정과 분석은 엔진이 처음으로 작동하기 시작하기 전에 종종 초기에 발생할 수 있다. 그러나 다른 경우에서, 다른 타이밍이 바이패스 흐름의 제어를 위하여, 또는 다양한 작동 변수의 결정과 분석을 위하여 사용될 수 있다.

이들 개념은 아래에 기술되는 바와 같이 다양한 동력기계에 실시될 수 있다. 실시예를 실현할 수 있는 대표적인 동력기계는 도 하나의 다이어그램 형태로 도시되고, 이러한 동력기계의 하나의 예가 도 2 및 도 3에 도시되고 실시예를 개시하기 전에 아래에 기술된다. 본 발명의 설명을 간결하게 하기 위하여 대표적인 동력기계로서 단지 하나의 동력기계가 도시되고 설명된다. 그러나 위에 언급한 바와 같이 하기 실시예는 도 2 및 도 3에 도시된 대표적인 동력기계와 다른 형태의 동력기계를 포함하는 다수의 동력기계 중 어느 것에도 실시될 수 있다.

본 발명의 목적상 동력기계는 프레임, 적어도 하나의 작업요소 및 작업을 실행하기 위하여 작업요소에 동력을 제공할 수 있는 동력원을 포함한다. 동력기계의 하나의 유형은 자체-추진(self-propelled) 작업 차량이다. 자체-추진 작업 차량은 동력기계의 한 종류이고, 프레임, 작업요소 및 작업요소에 동력을 공급할 수 있는 동력원을 포함한다. 적어도 하나의 작업요소는 동력기계를 동력하에 움직이는 원동(motive) 시스템이다.

도 1은 아래에 기술된 실시예가 유리하게 삽입될 수 있고 다수의 상이한 유형의 동력기계 중 임의의 것일 수 있는 동력기계(100)의 기본 시스템을 도시하는 블록 다이어그램을 나타낸다. 도 하나의 블록 다이어그램은 동력기계(100)의 다양한 시스템 그리고 다양한 구성요소와 시스템 사이의 관계를 확인한다. 전술한 바와 같이 가장 기본적인 수준에서, 본 발명의 목적상 동력기계는 프레임, 동력원 및 작업요소를 포함한다. 동력기계(100)는 프레임(110), 동력원(120) 및 작업요소(130)를 갖는다. 도 1에 도시된 동력기계(100)는 자체-추진 작업 차량이기 때문에, 이는 또한 동력기계를 지지표면 위로 움직이도록 제공되는, 그 자체가 작업요소인 견인요소(140)와 동력기계의 작업요소를 제어하는 운전 위치를 제공하는 운전자 스테이션(150)을 갖는다. 운전자에 의하여 제공되는 제어신호에 반응하여, 다양한 작업을 적어도 부분적으로 실행하기 위하여 제어 시스템(160)이 다른 시스템과 상호 작용하도록 제공된다.

특정 작업 차량은 전용 작업을 실행할 수 있는 작업요소를 갖는다. 예를 들어, 일부 작업 차량은 버킷(bucket)과 같은 도구가 핀 고정(pinning) 배열에 의하여 부착되는 리프트 암을 갖는다. 작업요소, 즉 리프트 암은 작업을 실행하기 위하여 도구가 위치하도록 조작될 수 있다. 일부 경우에서, 도구를 위치시키기 위하여, 버킷을 리프트 암에 대해 회전시키는 바와 같이 도구는 작업요소에 대해 상대적으로 위치할 수 있다. 이러한 작업 차량의 정상 작동하에 버킷이 부착되고 사용된다. 이러한 작업 차량은 원래의 버킷 대신에 도구/작업요소 결합의 분해 및 다른 도구의 재조립에 의하여 다른 도구를 수용할 수 있다. 다른 작업 차량은 널리 다양한 도구를 갖고 사용되도록 의도되고, 도 1에 도시한 도구 인터페이스(170)와 같은 도구 인터페이스를 갖는다. 가장 기본적으로, 도구 인터페이스(170)는 프레임(110) 또는 작업요소(130)와 도구 사이의 연결장치이고, 이는 도구를 프레임(110) 또는 작업요소(130)에 직접 부착하는 연결 포인트와 같이 단순하거나 또는 더 복잡할 수 있고 아래에 기술된다.

일부 동력기계에서, 도구 인터페이스(170)는 작업요소에 이동 가능하게 부착되는 물리적 조립체인 도구 캐리어를 포함할 수 있다. 도구 캐리어는 다수의 다른 도구를 작업요소에 수용하고 고정하기 위한 체결부(engagement features) 및 잠금부(locking features)를 갖는다. 이러한 도구 캐리어의 일 특성은, 도구가 일단 캐리어에 부착되면 캐리어는 도구에 고정되고(즉, 도구에 대해 이동 가능하지 않음), 도구 캐리어가 작업요소에 대해 이동하면, 도구는 도구 캐리어와 같이 이동한다. 여기서 사용된 용어, 도구 캐리어는 단순히 피벗 가능한 연결 포인트가 아니라, 다양한 도구에 수용되고 고정되도록 의도된 특별한 전용 장치이다. 도구 캐리어 자체는 리프트 암 또는 프레임(110)과 같은 작업요소(130)에 장착 가능하다. 도구 인터페이스(170)는 또한 도구의 하나 이상의 작업요소에 동력을 제공하기 위한 하나 이상의 동력원을 포함할 수 있다. 일부 동력기계는 도구 인터페이스를 갖는 복수의 작업요소를 가질 수 있고, 이들 각각은 반드시 필요하지 않지만 도구를 수용하는 하나의 도구 캐리어를 가질 수 있다. 일부 다른 동력기계는 복수의 도구 인터페이스를 갖는 하나의 작업요소를 가질 수 있고, 단일 작업요소는 복수의 도구를 동시에 수용할 수 있다. 이들 도구 인터페이스 각각은 반드시 필요하지 않지만 하나의 도구 캐리어를 갖는다.

프레임(110)은 그에 부착되거나 그 위에 위치하는 다양한 다른 구성요소를 지지할 수 있는 물리적 조립체를 포함한다. 프레임(110)은 여러 개의 개별 구성요소를 포함할 수 있다. 일부 동력기계는 단단한(강성) 프레임을 갖는다. 즉, 프레임의 어느 한 부분도 프레임의 다른 부분에 대해 이동 가능하지 않다. 다른 동력기계는 프레임의 다른 부분에 대해 움직일 수 있는 적어도 하나의 부분을 갖는다. 예를 들어, 굴착기는 하부 프레임부에 대해 회차지는 상부 프레임부를 가질 수 있다. 다른 작업 차량은 조향(steering) 기능을 달성하기 위하여 프레임의 일부분이 다른 부분에 대해 피벗하는 관절형(articulated) 프레임을 갖는다.

프레임(110)은 일부 예에서 도구 인터페이스(170)를 통해 부착된 도구가 사용할 동력을 제공하는 것뿐만 아니라, 하나 이상의 견인요소(140)를 포함하는 하나 이상의 작업요소(130)에 동력을 제공하도록 구성된 동력원(120)을 지지한다. 동력원(120)으로부터의 동력이 작업요소(130), 견인요소(140) 및 도구 인터페이스(170)의 어디에도 직접 제공될 수 있다. 대안적으로, 동력원(120)으로부터의 동력은 제어 시스템(160)에 제공될 수 있고, 이는 순차적으로 동력을 사용하여 작업 기능을 실행할 수 있는 구성요소에 동력을 선택적으로 제공한다. 동력기계용 동력원은 통상적으로 내연기관과 같은 엔진 및 엔진으로부터의 출력을 작업요소에 의하여 사용 가능한 동력 형태로 변환할 수 있는 기계 변속기 또는 유압 시스템과 같은 동력 변환 시스템을 포함한다. 일반적으로 전력원 또는 하이브리드 동력원으로 알려진 동력원과의 조합을 포함하는 다른 유형의 동력원이 동력기계에 통합될 수 있다.

도 1은 작업요소(130)로 지정된 단일 작업요소를 나타내지만, 다양한 동력기계는 임의 개수의 작업요소를 가질 수 있다. 작업요소는 통상 동력기계의 프레임에 부착되고, 작업을 실행하는 경우에 프레임에 대해 이동 가능하다. 또한, 견인요소(140)는, 그들의 작업 기능이 일반적으로 동력기계(100)를 지지표면 위로 이동시키는 점에서, 작업요소의 특별한 경우이다. 견인요소(140)는 작업요소(130)와 별개로 도시되어 나타나고, 그 이유는 많은 동력기계는 항상 그렇다고는 할 수 없지만 견인요소 이외의 추가적인 작업요소를 갖고 있기 때문이다. 동력기계는 임의 개수의 견인요소를 가질 수 있고, 이들 일부 또는 모두가 동력원(120)으로부터의 동력을 수용해서 동력기계(100)를 추진할 수 있다. 견인요소는, 예를 들어 트랙(track) 조립체, 차축에 부착된 바퀴(wheels) 등일 수 있다. 견인요소는 견인요소의 이동이 차축 주위의 회전으로 한정되도록(조향이 스키딩(skidding)에 의하여 달성됨) 프레임에 장착될 수 있고, 또는 대안적으로 견인요소가 프레임에 대하여 피벗함으로써 조향을 달성하도록 프레임에 피벗 가능하게 장착될 수 있다.

동력기계(100)는 운전자가 동력기계의 작동을 제어할 수 있는 운전 위치를 포함하는 운전자 스테이션(150)을 포함한다. 일부 동력기계에서 운전자 스테이션(150)은 밀폐된 또는 부분적으로 밀폐된 운전실에 의하여 정의된다. 본 발명의 실시예가 실현될 수 있는 일부 동력기계는 위에 기술된 형태의 운전실 또는 운전구역을 갖지 않을 수 있다. 예를 들어, 워크 비하인드 로더(walk behind loader)는 운전실 또는 운전구역을 갖지 않고 오히려 동력기계를 적합하게 작동하는 운전자 스테이션으로서 기능하는 운전 위치(operating position)를 가질 수 있다. 보다 광범위하게, 작업 차량 이외의 동력기계는 위에 언급된 운전 위치 및 운전구역과 반드시 유사하지 않은 운전 스테이션을 가질 수 있다. 또한, 동력기계(100)와 같은 일부 동력기계 및 기타는, 이들이 운전구역 또는 운전 위치를 갖는지에 상관없이, 동력기계상의 또는 동력기계에 인접한 운전 스테이션 대신에 또는 이에 더하여 원격으로(즉, 원격으로 위치한 운전자 스테이션으로부터) 작동될 수 있다. 동력기계의 운전자 제어 기능 중 적어도 일부가 동력기계에 연결된 도구와 연결된 운전 위치에서 작동할 수 있는 애플리케이션을 포함할 수 있다. 대안적으로 일부 동력기계의 경우, 동력기계 상의 운전자 제어 기능 중 적어도 일부를 제어할 수 있는 원격 제어장치가 제공될 수 있다(즉, 동력기계 및 동력기계에 결합되는 임의의 도구로부터 원격임).

도 2 및 도 3은 아래 기술되는 실시예가 유리하게 이용될 수 있는, 도 1에 도시된 동력기계의 하나의 특정의 예인 로더(200)를 도시한다. 로더(200)는 스키드-스티어 로더로서, 단단한 차축에 의하여 로더의 프레임에 장착되는 견인요소(이 경우 4 바퀴)를 갖는 로더이다. 여기서 "단단한 차축"은 스키드-스티어 로더(200)가 회전 또는 조향되어 로더의 선회(turn)를 달성할 수 있는 어떠한 견인요소를 갖지 않는다는 것을 말한다. 대신에, 스키드-스티어 로더는 로더의 각각의 측면의 하나 이상의 견인요소에 독립적으로 동력을 주는 구동 시스템을 갖고, 각각의 측면에 다른 견인신호를 제공함으로써 기계가 지지표면 위로 미끄러지는 경향이 있다. 이러한 가변(varying) 신호는 로더를 전방 방향으로 이동시키기 위하여 로더의 한 측면 상의 견인요소(들)에 동력을 제공하는 것과, 로더를 역방향으로 이동시키기 위하여 다른 측면 상의 견인요소(들)에 동력을 제공하는 것을 포함하고, 로더를 로더 자체의 궤적(footprint) 내에서 중심 반경 주위로 선회시킬 수 있다. "스키드 스티어(skid-steer)"라는 용어는, 위에서 설명한 바와 같이 견인요소로서 바퀴를 갖는 미끄러운 조향을 갖는 로더를 통상적으로 지칭한다. 그러나 많은 트랙 로더도 또한 미끄럼을 통해 선회를 실행하고, 바퀴가 없더라도 기술적으로 스키드-스티어 로더라는 점에 유의하여야 한다. 본 발명의 목적상 달리 언급되지 않는 한, 스키드 스티어라는 용어는 견인요소로서 바퀴를 갖는 로더로 범위를 한정해서는 안 된다.

로더(200)는 도 1에서 넓게 도시되고 위에 설명된 동력기계(100)의 하나의 특별한 예이다. 따라서, 이하 설명되는 로더(200)의 특징부는 도 1에 사용된 것과 유사한 도면번호를 사용한다. 예를 들어, 로더(200)는 동력기계(100)가 프레임(110)을 갖는 바와 같이 프레임(210)을 갖는 것으로 설명된다. 여기서 설명되는 스키드-스티어 로더(200)는, 트랙 조립체 및 트랙 조립체를 동력기계에 장착하는 장착 요소에 관해 후술되는 실시예가 실시될 수 있는 환경에 대한 참조를 제공하기 위한 것이다. 로더(200)는 여기에 개시된 실시예에서 필수적인 것은 아니고, 따라서 후술되는 실시예가 구현될 수 있는 로더(200)가 아닌 동력기계에 포함될 수도 있고 아닐 수도 있는 것으로 설명되는 특징의 설명에 특별히 제한되는 것으로 간주되어서는 안된다. 특별히 언급하지 않는 한, 후술되는 실시예는 다양한 동력기계에 실시될 수 있고 로더(200)는 그러한 동력기계 중 단지 하나이다. 예를 들어, 후술되는 본 발명의 일부 또는 전체가, 몇 가지 예를 들어, 다양한 다른 로더, 굴착기, 트렌처(trenchers) 및 도저(dozers) 등 많은 다른 종류의 작업 차량에서 구현될 수 있다.

로더(200)는 동력기계 상의 다양한 기능을 작동시키기 위한 동력을 생성하거나 또는 제공할 수 있는 동력 시스템(220)을 지지하는 프레임(210)을 포함한다. 동력 시스템(220)은 블록 다이어그램 형태로 표시되지만 프레임(210) 내에 위치한다.프레임(210)은 또한 다양한 작업을 실행하기 위하여 동력 시스템(220)에 의하여 동력을 받는 리프트 암 조립체(230) 형태의 작업요소를 지지한다. 로더(200)가 작업 차량인 경우, 프레임(210)은 또한 동력기계를 지지표면 위로 추진하고 동력 시스템(220)에 의하여 동력을 받는 견인 시스템(240)을 지지한다. 리프트 암 조립체(230)는 차례로, 다양한 작업을 실행하기 위하여 로더(200)에 다양한 도구를 수용 및 고정할 수 있는 도구 캐리어(272) 및 로더에 연결될 수 있는 도구에 동력을 선택적으로 제공하기 위하여 도구가 결합될 수 있는 동력 커플러(274)를 포함하는 도구 인터페이스(270)를 지지한다. 동력 커플러(274)는 유압원 또는 전력원 또는 모두를 제공할 수 있다. 로더(200)는 운전자가 다양한 제어장치(260)를 조작하여 동력기계가 비-구동 작업기능을 포함하는 다양한 작업 기능을 실행하게 할 수 있는 운전자 스테이션(255)을 정의하는 운전실(250)을 포함한다. 운전실(250)은 마운트(254)를 통하여 연장되는 축 중심으로 뒤로 피벗될 수 있고, 유지 및 보수가 필요하면, 동력 시스템 구성요소에의 접근을 제공한다.

운전자 스테이션(255)은 운전석(258) 및 다양한 기계 기능을 제어하기 위하여 운전자가 조작할 수 있는 제어 레버(260)를 포함하는 복수의 운전자 입력장치를 포함한다. 운전자 입력장치는 버튼, 스위치, 레버, 슬라이더(sliders), 페달 등을 포함할 수 있고, 손 작동 레버 또는 발 페달과 같은 독립형(stand-alone) 장치이거나 또는 핸드 그립(grips) 또는 디스플레이 패널에 통합될 수 있고, 프로그램 입력장치를 포함한다. 운전자 입력장치의 작동은 전기 신호, 유압 신호 및/또는 기계 신호 형태의 신호를 발생할 수 있다. 운전자 입력장치에 반응하여 발생한 신호는 동력기계의 다양한 기능을 제어하기 위하여 동력기계의 다양한 구성요소에 제공된다. 동력기계(100)의 운전자 입력장치에 의하여 제어되는 기능 중에는 견인요소(219), 리프트 암 조립체(230), 도구 캐리어(272)의 제어를 포함하고, 도구에 작동 가능하게 결합될 수 있는 임의의 도구에 신호를 제공한다.

로더는, 예를 들어 청각(audible) 및/또는 시각(visual) 표시와 같이, 운전자에 의하여 감지될 수 있는 형태로 동력기계의 작동에 관련된 정보의 표시를 주기 위하여 운전실(250)에 제공되는 디스플레이 장치를 포함하는 사람-기계 인터페이스를 포함할 수 있다. 청각 표시는 버저(buzzers), 벨 등 또는 언어(verbal) 통신의 형태로 나타날 수 있다. 시각 표시는 그래프, 라이트, 아이콘, 게이지(gauges), 알파벳 문자 등의 형태로 나타날 수 있다. 디스플레이는 경고등이나 게이지와 같은 전용 표시를 제공하거나, 다양한 크기와 기능의 모니터와 같이 프로그램 가능한 디스플레이 장치를 포함하여 프로그램 가능한 정보를 제공하기 위하여 동적일 수 있다. 디스플레이 장치는 진단 정보, 문제 해결 정보, 지시 정보 및 운전자가 동력기계 또는 동력기계와 연결된 도구를 보조하기 위한 다양한 유형의 정보를 제공할 수 있다. 운전자에게 사용될 수 있는 다른 정보 역시 제공할 수 있다. 워크 비하인드 로더와 같은 다른 동력기계는 운전실, 운전구역 또는 좌석을 갖지 않을 수 있다. 그러한 로더의 운전 위치는 일반적으로 운전자가 운전자 입력장치를 조작하기 위하여 가장 적합한 위치로 정의된다.

이하 기술되는 본 발명의 실시예를 포함하거나 상호 작용하는 다양한 동력기계는 다양한 작업요소를 지지하는 다양한 다른 프레임 구성요소를 가질 수 있다. 본 발명의 프레임(210)의 구성요소는 발명의 목적을 위하여 예시적으로 제공되고, 프레임(210)이 본 발명이 실시되는 동력기계의 프레임의 유일한 형태는 아니다.

로더(200)의 프레임(210)은 차대(undercarriage) 또는 프레임의 하부(211) 및 차대에 의하여 지지되는 메인 프레임 또는 프레임의 상부(212)를 포함한다. 일부 실시예에서, 로더(200)의 메인 프레임(212)은 차대와 메인 프레임의 용접 또는 조임장치(fasteners) 같은 것에 의하여 차대(211)에 부착된다. 또는 메인 프레임 및 차대는 일체형으로 형성될 수 있다. 메인 프레임(212)은, 메인 프레임의 후방을 향하여 양 측면에 위치하고, 리프트 암 조립체(230)를 지지하고 리프트 암 조립체(230)가 피벗 부착되는, 한 쌍의 직립부(214A; 214B)를 포함한다. 리프트 암 조립체(230)는 직립부(214A; 214B) 각각에 예시적으로 핀 고정된다. 직립부(214A; 214B) 상의 장착부와 리프트 암 조립체(230)와 장착 하드웨어(리프트 암 조립체를 메인 프레임(212)에 고정하기 위한 핀(pin)을 포함함)의 조합을 본 발명의 목적상 집합적으로 조인트(216A; 216B)(직립부(214)의 각각에 하나가 위치함)로 지칭한다. 조인트(216A; 216B)는 차축(218)을 따라 배열되고, 아래에 설명하는 바와 같이, 리프트 암 조립체가 프레임(210)에 대해 차축(218) 중심으로 피벗할 수 있도록 한다. 다른 동력기계는 프레임의 양쪽 측면 상에 직립부를 포함하지 않거나, 프레임의 후방을 향해 양쪽 측면 상의 직립부에 장착될 수 있는 리프트 암 조립체를 갖지 않을 수 있다. 예를 들어, 일부 동력기계는 동력기계의 단일 측면 또는 동력기계의 전방 또는 후방 단부에 장착된 단일 암을 가질 수 있다. 다른 기계는 복수의 리프트 암을 포함하는 복수의 작업요소를 가질 수 있고, 이들 각각은 그 자신 고유의 구조로 기계에 장착된다. 프레임(210)은 또한 로더(200)의 양 측면 상에 바퀴(219A-D)의 형태인 한 쌍의 견인요소를 또한 지지한다.

도 2 및 도 3에 도시된 리프트 암 조립체(230)는, 본 발명의 실시예를 실현할 수 있는 로더(200) 또는 다른 동력기계와 같은 동력기계에 장착될 수 있는 리프트 암 조립체의 많은 상이한 유형 중 하나의 예이다. 리프트 암 조립체(230)는 수직 리프트 암으로 알려진 것이고, 리프트 암 조립체(230)가 로더(200)의 제어하에 프레임(210)에 대하여 일반적으로 수직 경로를 형성하는 리프트 경로(path)(237)를 따라 이동 가능한 것(즉, 리프트 암 조립체는 상승 및 하강할 수 있음)을 의미한다. 다른 리프트 암 조립체는 다른 기하구조를 가질 수 있고, 로더의 프레임에 다양한 방법으로 결합되어 리프트 암 조립체(230)의 방사상(radial) 경로와 다른 리프트 경로를 제공할 수 있다. 예를 들어, 다른 로더에서의 일부 리프트 경로는 방사상 리프트 경로를 제공한다. 다른 리프트 암 조립체는 확장 가능한 또는 신축형(telescoping) 부분을 가질 수 있다. 다른 동력기계는 그들의 프레임에 부착된 복수의 리프트 암 조립체를 가질 수 있고, 각각의 리프트 암 조립체는 다른 것에 대해 독립적이다. 본 발명에 특별히 언급하지 않는 한, 상세한 설명에 개시한 본 발명의 개념은 특정한 동력기계에 결합되는 리프트 암 조립체의 형태나 수에 제한되지 않는다.

리프트 암 조립체(230)는 프레임(210)의 대향 측면 상에 배치되는 한 쌍의 리프트 암(234)을 갖는다. 도 2에 도시된 하강 위치에서의 경우, 리프트 암(234) 각각의 제1 단부는 조인트(216)에서 동력기계에 피벗 결합되고, 리프트 암 각각의 제2 단부(232B)는 프레임(210)의 전방을 향해 위치한다. 조인트(216)는 로더(200)의 후면을 향하여 위치하고 리프트 암은 프레임(210)의 측면을 따라 확장한다. 리프트 경로(237)는 리프트 암 조립체(23)가 최소 및 최고 높이 사이에서 이동함에 따라 리프트 암(234)의 제2 단부(232B)의 이동 경로에 의하여 정의된다.

리프트 암(234) 각각은 조인트(216) 중 하나에서 프레임(210)에 피벗 결합되는 각각의 리프트 암(234)의 제1 부분(234A) 및 제1 부분(234A)에의 연결부로부터 리프트 암 조립체(230)의 제2 단부(232B)로 확장되는 제2 부분(234B)을 갖는다. 리프트 암(234)은 제1 부분(234A)에 부착되는 교차부재(cross member)(236)에 각각 결합된다. 교차부재(236)는 리프트 암 조립체(230)에 증가된 구조 안정성을 제공한다. 동력 시스템(220)으로부터 가압 유체를 수용하도록 로더(200) 상에 구성된 유압 실린더인 한 쌍의 작동기(238)는, 로더(200)의 각 측면 상의 피벗 가능한 조인트(238A 및 238B)에서 각각 프레임(210)과 리프트 암(234) 모두에 피벗 결합된다. 작동기(238)는 개별적 그리고 집합적으로 리프트 실린더로서 종종 지칭된다. 작동기(238)의 작동(즉, 확장 및 수축)은 리프트 암 조립체(230)가 조인트(216) 주위로 피벗함으로써 화살표(237)로 표시된 고정 경로를 따라 상승 및 하강하도록 한다. 한 쌍의 제어 링크(217) 각각은 프레임(210)의 양 측면 상에서 프레임(210)과 하나의 리프트 암(232)에 피벗 장착된다. 제어 링크(217)는 리프트 암 조립체(230)의 고정 리프트 경로를 정의하는 것을 도와준다.

굴착기에서 가장 두드러지고 다른 로더에서도 가능한 일부 리프트 암은, 도 2에 도시된 리프트 암 조립체(230)의 경우와 같이 함께(즉, 소정 경로를 따라) 이동하는 대신에 다른 세그먼트에 대해 피벗하도록 제어 가능한 부분을 가질 수 있다. 일부 동력기계는, 굴착기 또는 일부 로더 및 다른 동력기계에 알려진 것처럼 단일 리프트 암을 갖는 리프트 암 조립체를 갖는다. 다른 동력기계는 복수의 리프트 암 조립체를 가질 수 있고, 각각은 다른 것들에 대해 독립적이다.

도구 인터페이스(270)는 리프트 암 조립체(230)의 제2 단부(232B)에 인접하여 제공된다. 도구 인터페이스(270)는 다양한 서로 다른 도구를 리프트 암(234)에 수용하고 고정할 수 있는 도구 캐리어(272)를 포함한다. 이러한 도구는 도구 캐리어(272)와 맞물리게 구성되는 상보(complementary) 기계 인터페이스를 갖는다. 도구 캐리어(272)는 아암(234)의 제2 단부(232B)에 피벗 가능하게 장착된다. 도구 캐리어 작동기(235)는 리프트 암 조립체(230)와 도구 캐리어(272)에 작동 가능하게 결합되고, 도구 캐리어(272)를 리프트 암 조립체에 대해 회차지도록 작동 가능하다. 도구 캐리어 작동기(235)는 예시적으로는 유압 실린더이고 종종 틸트 실린더로 알려져 있다.

복수의 다른 도구에 부착될 수 있는 도구 캐리어를 가짐으로써, 하나의 도구에서 다른 도구로의 변경이 비교적 쉽게 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도구 캐리어를 갖는 기계는 도구 캐리어와 리프트 암 조립체 사이에 작동기를 제공할 수 있고, 도구의 제거 또는 부착은 도구로부터 작동기의 제거 또는 부착, 또는 리프트 암 조립체로부터 도구의 제거 또는 부착을 필요로 하지 않는다. 도구 캐리어(272)는 도구를 리프트 암(또는 동력기계의 다른 부분)에 쉽게 부착하는, 도구 캐리어를 가질 필요 없는 리프트 암 조립체의 장착 구조를 제공한다.

일부 동력기계는 도구 또는 틸트 작동기를 갖는 리프트 암에 핀 고정(pinned)에 의하여 부착되고 도구 또는 도구 형태 구조에 직접 결합되는 도구 유사 장치를 가질 수 있다. 리프트 암에 회전 가능하게 핀 고정되는 이러한 도구의 보통의 예가 버킷이고, 용접 또는 조임장치에 의하여 버킷에 직접 고정되는 브라킷에 하나 이상의 틸트 실린더가 부착된다. 이러한 동력기계는 도구 캐리어를 갖지 않고, 오히려 리프트 암과 도구 사이의 직접 연결을 갖는다.

도구 인터페이스(270)는 또한 리프트 암 조립체(230)의 도구의 연결에 이용 가능한 도구 동력원(274)을 포함한다. 도구 동력원(274)은 도구가 제거 가능하게 결합될 수 있는 가압 유압유 포트를 포함한다. 가압 유압유 포트는 도구 상에서 하나 이상의 기능 또는 작동기에 동력을 제공하기 위하여 가압 유압유를 선택적으로 제공한다. 도구 동력원은 또한 도구 상에서 전기식 작동기 및/또는 전자식 제어기에 전력을 제공하기 위하여 전력원을 포함할 수 있다. 도구 동력원(274)은 또한, 도구의 제어기와 로더(200)의 전자식 장치 사이에서 통신을 가능하게 하기 위하여 로더(200) 상의 데이터 버스와 통신하는 전기 도관(conduits)을 예시적으로 포함한다.

도 2 및 도 3에서 프레임(210)은 동력 시스템(220)을 지지하고 둘러싸서, 동력 시스템(220)의 다양한 구성요소가 보이지 않는다.

도 4는 동력 시스템(220)의 다양한 구성요소의 다이어그램을 포함한다. 동력 시스템(220)은 다양한 기계 기능에서 사용하는 동력을 발생 및/또는 저장할 수 있는 하나 이상의 동력원(222)을 포함한다. 동력기계(200)에서, 동력 시스템(220)은 내연기관을 포함한다. 다른 동력기계는 주어진 동력기계 구성요소에 동력을 제공할 수 있는 전기 발생기, 재차지 배터리, 다양한 다른 동력원 또는 동력원들의 결합을 포함할 수 있다. 동력 시스템(220)은 또한 동력원(222)에 작동 가능하게 결합되는 동력 변환 시스템(224)을 포함한다. 동력 변환 시스템(224)은 차례로 동력기계의 기능을 실행하는 하나 이상의 작동기(226)에 결합된다. 다양한 동력기계의 동력 변환 시스템(224)은 기계 변속기, 유압 시스템 등을 포함하는 다양한 구성요소를 포함할 수 있다. 동력기계(200)의 동력 변환 시스템(224)은 구동 모터(226A, 226B)에 동력 신호를 제공하기 위하여 선택적으로 제어 가능한 한 쌍의 유체(hydrostatic) 구동 펌프(224A; 224B)를 포함한다. 구동 모터(226A; 226B)는 차례로 각각 차축에 작동 가능하게 결합되고, 구동 모터(226A)는 차축(228A; 228B)에 결합되고 구동 모터(226B)는 차축(228C; 228D)에 결합된다. 차축(228A-D)은 차례로 견인요소(219A-D)에 결합된다. 구동 펌프(224A; 224B)는 운전자 입력장치에 기계적, 유압 및/또는 전기적으로 결합되어 구동 펌프를 제어하는 작동 신호를 받는다.

동력기계(200)의 구동 펌프, 모터 및 차축의 배열은 이들 구성요소의 배열의 하나의 예이다. 위에 기술한 바와 같이, 동력기계(200)는 스키드-스티어 로더이고, 동력기계의 각 측면의 견인요소는 단일 유압 펌프, 동력기계(200)의 단일 구동 모터 또는 개별 구동모터의 어느 하나의 출력을 통하여 함께 제어된다. 유압 구동 펌프의 다양한 다른 구성 및 결합이 바람직하게 이용될 수 있다.

동력기계(200)의 동력 변환 시스템(224)은 또한 동력원(222)에 작동 가능하게 결합된 유압 도구 펌프(224C)를 포함한다. 유압 도구 펌프(224C)는 작업 작동기 회로(238C)에 작동 가능하게 결합된다. 작업 작동기 회로(238C)는 제어 로직뿐만 아니라 리프트 실린더(238) 및 틸트 실린더(235)를 포함하여 작동을 제어한다. 제어 로직은 운전자 입력에 반응하여 선택적으로 리프트 실린더 및/또는 틸트 실린더의 작동을 허가한다. 일부 기계에서, 작업 작동기 회로는 또한 부착 도구에 가압 유압유를 선택적으로 제공하는 제어 로직을 포함한다. 동력기계(200)의 제어 로직은 개방 센터, 직렬 배열의 3-스풀 밸브를 포함한다. 스풀은 부착된 도구에 리프트 실린더, 이어서 틸트 실린더 그리고 가압 유체에 우선권을 주도록 배열된다.

동력기계(100) 및 로더(200)의 위의 설명은 예시적인 목적으로 제공되었고, 이하의 실시예가 실현될 수 있는 예시적인 환경을 제공한다. 본 발명에 개시된 실시예는 도 하나의 블록 다이어그램에 나타낸 동력기계(100), 더 구체적으로는 트랙 로더(200)와 같은 로더에 의하여 일반적으로 기술된 동력기계에 실현될 수 있고, 특별히 달리 언급하지 않는 한 이하 설명하는 본 발명의 개념은 위에 특히 기술한 환경으로 한정되는 것은 아니다.

도 5는 동력기계의 유압 차지 펌프 회로(300) 내의 구성요소를 나타내는 개략도를 보여준다. 본 발명의 실시예로서, 유압 차지 펌프 회로(300)의 다음 설명은 로더(예, 로더(200))로 구성된 동력기계를 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 유압 차지 펌프 회로(300)와 관련된 방법은 다양한 다른 동력기계에 실현될 수 있다. 마찬가지로, 도 5의 개략도는 다른 실시와 관련하여 다양한 관점에서 단순화되거나 또는 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 단지 일반적인 개념을 설명하는 실시예로서 고려되어야 한다.

일반적으로, 유압 차지 펌프 회로(300)와 유체 구동 회로는 설명의 명료성을 위하여 도 4에 개략적으로 도시되고, 도 5에는 도시되지 않은 구동 시스템과 같은, 유체 구동 시스템의 일부를 형성한다. 비록 도 5에 상세히 도시되지 않았지만, 유압 차지 펌프 회로(300)는 하나 이상의 유체 구동 회로와 유압 통신하여, 유체 구동 회로가 구동 펌프 또는 모터로부터의 내부 누출(위에 설명)을 통하여 또는 플러싱 밸브를 통한 제어된 손실을 통하여 발생할 수 있는 흐름의 손실로부터 충분히 다시 채워지는 것을 보장한다.

다른 실시예에서, 유압 차지 펌프 회로는 다양한 다른 구성을 나타낼 수 있지만, 일반적으로 유압 차지 펌프와 차지 바이패스 밸브를 포함할 수 있고, 유압 차지 펌프는 유압 로드(예, 팬모터), 차지 릴리프 밸브 또는 하나 이상의 다른 유압 구성요소를 통하여 탱크로부터 유체 구동 회로로 유압유를 펌프 하도록 구성된다. 또한, 차지 바이패스 밸브는 일반적으로 유압 차지 펌프로부터 탱크로 돌아가는 흐름 경로를 선택적으로 지정하도록 구성되고, 따라서 유압 차지 펌프의 로드를 예를 들어, 팬모터 또는 다른 유압 구성요소로부터 바이패싱하고, 또한 유체 구동 회로에 대한 입구를 바이패싱한다. 유사하게 도시된 실시예에서, 유압 차지 펌프 회로(300)는 탱크(302), 유압 차지 펌프(304), 팬모터(306), 유체 구동 회로로 흐름을 차징(charging)하는 차지 압력을 설정하도록 구성되고, 일부 실시예에서 유체 구동 펌프 하우징(320) 내에 위치한 차지 릴리프 밸브(308)(예, 압력 릴리프 밸브), 차지 바이패스 밸브(310), 제어기(314) 및 하나 이상의 센서(316)를 포함한다.

일부 실시예에서, 제어기(314)는 동력기계(미도시)의 다양한 다른 시스템의 작동을 제어하도록 구성될 수 있는 것과 같은, 일반 목적의 제어기일 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기(314)는 유압 차지 펌프 회로(300)의 하나 이상의 양상을 독점적으로 제어하는 전용일 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기(314)는 완전히 전기적, 완전히 유압식 또는 전기-유압식, 또는 동력기계의 하나 이상의 구성요소의 작동을 제어하는 장치를 위한 다양한 알려진 형태를 취할 수 있다. 또한 도 5에 도시된 바와 같이, 제어기(314)는 센서(316)에 의해 제공된 신호 이외의 다양한 결정 입력(318)에 대응하는 신호를 수신하도록 구성된다. 예를 들어, 제어기(314)는 동력기계의 운전실(cab) 내의 제어에 종사하는 작동자를 통하여 제공될 수 있는 것과 같은, 작동자-제공 결정 입력(318)에 대응하는 신호를 수신할 수 있다. 또한 아래에 기술하는 바와 같이, 하나 이상의 센서(316)는 온도, 압력, 흐름, 전류 또는 다른 센서의 알려진 구성을 포함하는 다양한 형태를 취할 수 있고, 주위 환경과 함께 동력기계의 다양한 구성요소 또는 시스템과 통신하여 작동될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 유압 차지 펌프(304)는 탱크(302)와 유체 통신하고, 탱크(302)로부터 유체를 인출한다. 유압 차지 펌프(304)는 엔진(미도시)과 같은 동력원의 출력 축(output shaft)에 결합되고, 동력원의 회전이 유압 차지 펌프(304)를 구동하여 유압 흐름이 유압 차지 펌프 회로(300)로 제공되게 한다. 일반적으로, 유압 차지 펌프(304)는 출력 축의 회전이 유압 흐름 속도를 비례 결정하도록 일정 변위 펌프로 구현되고, 다른 구성 또한 가능하다.

유압 차지 펌프(304)로부터 하류에 위치한 것은 동력기계의 냉각을 제공하기 위하여 유압 차지 펌프(304)로부터의 유압 흐름에 의해 구동되는 유압 동력 팬모터(306)이다. 위에 기술된 바와 같이, 일부 실시예는 유압 차지 펌프에 의해 구동되도록 배열된 추가적 또는 대체 가능한 유압 작업소자를 포함할 수 있고, 유압 차지 펌프 회로(300)에 유압 로드를 제공한다.

차지 릴리프 밸브(308)는 팬모터(306)의 출력과 탱크(302) 사이에 위치되고, 당업계에 알려진 다른 압력 릴리프 밸브와 유사하게 형성되고 구조화된다. 일반적으로 위에 기술한 바와 같이, 차지 릴리프 밸브(308)는 유압 차지 펌프(304)로부터의 흐름이 관련된 유압 구동 회로에 제공되는 임계값 압력을 설정하기 위하여 이용될 수 있다. 위에 기술한 바와 같이, 차지 릴리프 밸브(308)는 유체 구동 펌프 조립체(320) 내에 통합되거나 달리 배열될 수 있다. 팬모터(306)와 차지 릴리프 밸브(308)는 집합적으로 유압 차지 펌프(304)의 로드를 표시한다. 다양한 실시예에서, 다른 구성요소는 유압 차지 펌프(304)의 로드의 일부일 수 있다.

바이패스 라인(312)은 유압 차지 펌프(304)와 팬모터(306) 사이의 접점으로부터 연장되고, 팬모터(306)(또는 다른 유압 작업요소)와 차지 릴리프 밸브(308)를 바이패스하는 탱크(302)까지의 흐름 경로를 제공한다. 차지 바이패스 밸브(310)는 바이패스 라인(312)을 따라 흐름을 제어하도록 배열되고, 유압 차지 펌프(304)로부터의 흐름이 그 로드를 바이패스하는 지를 제어한다. 도시된 실시예에서, 차지 바이패스 밸브(310)는 바이패스 라인(312)을 따라 배열되었지만 다른 구성 또한 가능하다.

일반적으로 바람직하기로는, 차지 바이패스 밸브는 유압으로 작동되는 밸브 또는 전기적으로 작동되는 밸브를 포함하는, 흐름 라인을 따라 흐름을 선택적으로 제어할 수 있는 임의의 수의 알려진 형태의 밸브로서 구성될 수 있다. 예를 들어 도시된 실시예에서, 차지 바이패스 밸브(310)는 전기적으로 제어된 2-위치 밸브로 구성된다. 밸브(310)의 제1, 디폴트 위치는 차지 바이패스 밸브(310)를 통하여 그리고 탱크(302) 내로의 유압유의 흐름을 차단하고, 그리고 제2 작동 위치는 차지 바이패스 밸브(310)를 통하여 탱크(302)로의 유압유의 흐름을 허가한다. 따라서, 제어기(314)로부터의 제어신호에 근거하여 차지 바이패스 밸브(310)는 유압 차지 펌프(304)로부터의 흐름이 팬모터(306)를 통하여 유압 구동 회로를 차지하기 위하여 향하는지 또는 바이패스 라인(312)을 따라 흐름이 직접적으로 탱크(302)로 되돌아가도록 향하는지를 제어할 수 있다. 일부 실시예에서, 유사하게 다른 배열이 유압 차지 펌프로부터의 흐름이 팬모터 또는 다른 유압 로드로 향하는지 또는 일시적으로 로드를 바이패스 하도록 향하는지를 유사하게 제어될 수 있다.

제어기는 차지 바이패스 밸브를 제어하는 임의의 수의 다른 입력과 입력 형태를 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어 위에 기술한 바와 같이, 제어기(314)는 센서(316)와 통신하고, 또한 다른 비-센서 결정 입력(318)을 수신하도록 구성된다. 일반적으로, 관련 센서는 동력기계에 내부에 또는 외부에 배치될 수 있고, 다양한 알려진 구성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 센서(316)는 주위 온도, 유압유의 온도 또는 다른 온도를 감지하도록 구성되는 온도 센서(예, 열전대(thermocouples), 서미스터(theristors) 등), 엔진 속도 센서, 작동자 입력(예, 엔진 크랭크 버튼 또는 작동자 점화 스위치에서) 관련된 전기 센서 등을 다양하게 포함할 수 있다. 센서 및 다른 결정 입력(318)으로부터의 데이터는 동력기계의 기존의 전기 시스템을 이용하거나, 신호 전달의 알려진 원칙에 따른 다양한 전용 시스템을 사용하여 제어기(314)에 발송될 수 있다.

또한 위에 기술한 바와 같이, 바이패스 밸브는 다양한 다른 입력 또는 감지된 작동 조건에 근거하여 차지 회로로부터 바이패스 흐름을 허가하도록 제어될 수 있다. 이하의 설명을 위하여, 바이패스 밸브의 2개의 다른 상태는 활성 상태(또는 바이패스 밸브가 활성화된)와 비-활성 상태(또는 바이패스 밸브가 비-활성화된)로 지칭된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 바이패스 밸브(310)는 밸브가 비-활성 상태에 있으면, 바이패스 밸브는 라인(312) 내의 흐름이 탱크(302)로 흐르는 것을 허가하지 않기 위하여 차단되도록 구성된다(즉, 편향된(biased)). 제어기(314)로부터의 활성 신호를 제공함으로써, 바이패스 밸브(310)의 편향이 극복되고 바이패스 밸브는 활성화된 상태에 있고, 라인(312)을 통하여 탱크(302)로의 흐름을 허가하고, 라인(312) 하류의 구성요소를 바이패싱한다. 또한 위에 기술한 바와 같이 다른 실시예에서, 다른 형태의 밸브가 사용될 수 있고, 종종 다른 활성 및 비-활성 상태가 초래될 수 있지만(이하의 설명에 관련한 상응하는 변형으로), 여전히 일반적으로 바이패스 흐름이 선택적으로 차단되거나 허가될 수 있다.

도 6은 제어기(314)를 사용하는 차지 바이패스 밸브(310) 또는 본 발명에 따른 다른 바이패스 시스템을 위하여 구현될 수 있는 바와 같이, 시동 작동 동안 차지 바이패스 밸브의 작동을 제어하는 일반화된 방법(400)을 나타낸다. 위에 기술한 바와 같이, 차지 바이패스 밸브(310)의 디폴트 상태는 활성화되지 않고, 이는 가압된 유압유가 라인(312)을 통하여 탱크(302)로 흐르는 것이 허가되지 않는다는 것을 의미한다. 유체 구동 회로의 성질 때문에, 유체 펌프에 대한 손상이 발생할 가능성을 최소로 하기 위하여 차지 바이패스 밸브(310)를 임의의 짧은 기간 특히 시동 작동 동안 활성화하는 것은 바람직하지 않다. 도 6은 방법(400)에서 바이패스 밸브(310)가 다른 조건(예, 모든 다른 조건)에서 활성화되면, 차지 바이패스 밸브가 활성화되지 않는 것을 나타낸다.

방법(400)은 도 6의 흐름도와 도 5의 유압 회로를 모두 참조하여 가장 잘 이해될 수 있다. 블록(402)에서, 방법(400)은 시동 입력이 작동자로부터 수신되었는지 결정한다. 일부 실시예에서, 이 결정은 제어기(314)에 제공된 시동 입력 신호(결정 입력(318)의 하나)를 분석하여 이루어진다. 시동 입력 신호는 많은 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 시동 입력 신호는 단순한 전압 입력, 동력기계의 내에 있는 분리 제어기로부터의 직렬 통신 입력 또는 심지어 원격 장치로부터의 신호일 수 있다. 또한, 시동 입력은 제어기가 특정한 시간 동안 또는 제어기가 엔진이 시동 또는 시동하지 않는지를 결정할 때까지 지속되는 시동 순서에 진입할 수 있는 순간적 입력일 수 있다.

본 발명의 설명을 위하여, 블록(402)의 질문은 시동 순서가 가능하게 될 때마다 충족된다. 즉, 이러한 경우의 시동 순서의 가능화는, 심지어 제어기가 순간적 시동 입력에 응답하여 연장된 시동 순서를 제어하는 경우에서도, 일반적으로 방법(400)에서 블록(402)의 수신된 시동 입력에 상응하는 것으로 해석된다. 또한, 시동 입력이 계속하여 제공되고 있는 일부 경우에서, 기계의 제어기가 기계가 성공적으로 시동 되었는지를 결정할 수 있으면, 블록(402)의 질문은 시동 입력이 효과적으로 남아 있을지라도(예, 엔진이 완전히 작동된 후에 작동자가 시동 스위치를 누르기를 계속할지라도) 충족하지 않을 것이다. 이것은 작동자가 동력기계의 시동을 시도하거나, 이미 가동된 후에 동력기계의 시동을 계속 시도하는 경우에 바이패스 작동의 실행을 방지하는 것을 도울 수 있다

제어기(314)가 작동자가 기계의 시동을 시도하고 있지 않다고 결정하면, 방법은 제어 시스템이 바이패스 흐름을 허가하지 않도록 작동하는 블록(404)으로 이동한다. 예를 들어 블록(404)에서, 제어기(314)는 바이패스 밸브(310)를 비-활성화 할 수 있고(예, 활성화 중지, 활동적 비-활성화, 또는 바이패스 밸브(310)의 비-활성화 계속), 따라서 바이패스 흐름이 중단되고(또는 불허가 계속) 그리고 방법은 종료한다.

제어기(314)가 작동자가 기계의 시동을 시도하고 있다고 결정하면, 방법은 특정 작동 조건이 충족하는지를 결정하는 블록(406)으로 이동한다. 위에 기술한 바와 같이 다양한 실시예에서, 다른 작동 조건이 분석된다. 작동 조건이 충족되지 않으면, 방법은 블록(404)으로 이동하고, 위에 기술된 바와 같이 여기서 제어 시스템이 바이패스 흐름을 허가하지 않도록 작동한다. 예를 들어, 제어기(314)가 바이패스 밸브(310)를 비-활성화할 수 있고 방법은 종료한다. 그러나 작동 조건이 충족되면, 방법은 제어 시스템이 바이패스 흐름을 허가하도록 작동하는 블록(408)으로 이동한다. 예를 들어, 제어기(314)로부터의 신호를 통하여 바이패스 밸브(310)가 활성화될 수 있고, 이로 인해 바이패스 흐름을 허가(또는 허가 계속)한다. 도 6에 있는 흐름도(400)는 제어기가 시동 입력이 수신되었는지 그리고 작동 조건이 아직 충족되는지를 계속 평가하는 것을 나타내기 위하여 방법이 블록(408)으로부터 블록(402)으로 되돌아가는 것을 나타낸다. 어느 것도 진실이 아닌 경우에, 방법은 블록(404)로 이동하고 바이패스 밸브를 비-활성화할 것이다. 다양한 실시예에서, 여기에 설명된 작동 조건의 다른 조합에 근거하여, 특정 실행의 제어기(414)가 본 발명의 방법을 다양한 방식으로 달성할 수 있다.

도 7-13은 방법(400)의 블록(406)에서 고려된 작동 조건이 충족하는지를 결정하기 위한 방법의 다양한 실시예를 보여준다. 이들 방법의 각각은 방법(400)의 블록(406)의 실시예, 또는 바이패스 흐름의 제어를 위한 다른 방법의 일부로 실현될 수 있다. 또한, 비록 다양한 도면의 어느 하나의 방법 내의 특정 작동이 특정한 순서로 도시되었지만, 임의의 주어진 작동 세트(예, 결정 분석)가 일반적으로 병행하여 반대로 또는 다른 순서로 실행될 수 있고, 그리고 위 또는 아래에 기술한 임의의 조합으로 실행할 수 있다.

도 7에서, 방법(500)은 유압 오일 온도, 측정한(또는 결정된) 엔진 속도 및 시동 입력의 수신 이후 경과한 시간량의 고려를 포함한다. 블록(502)에서, 제어기(314)는 유압 오일 온도(HOT)가 임계값 온도보다 낮은지 여부를 결정한다. 유압 오일의 온도가 임계값 온도보다 낮다고 결정되지 않으면, 방법은 블록(508)으로 이동하고, 여기서 작동 조건이 충족되지 않은 것으로 간주한다. 임계값 온도는 임계값 이상으로 되도록 선택될 수 있고, 오일의 점도는 기계의 시동 성능을 실질적으로 억제하지 않는다. 일부 경우에서, 임계값 온도는 -10°C 일 수 있고, 다른 값이 또한 가능하다.

유압 오일 온도가 미리 정의된 임계값(또는 다른 순서에서)보다 낮으면, 방법은 블록(506)으로 이동하고, 여기서 제어기(314)는 시동 입력이 수신된 이후 경과한 시간이 관련(예, 미리-결정된) 임계값보다 큰지를 결정한다. 시간 임계값은 바이패스 흐름이 유체 구동 펌프와 같은 관련 구성요소에 대한 손상을 초래할 수 있는 충분히 긴 시간 동안 허가되지 않는 것을 보장하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 임계치 경과 시간이 5초, 10초, 30초 또는 5초, 10초, 30초의 임의의 2개 사이의 간격(이들 종점 포함)일 수 있다. 유사하게, 경과 시간이 임계값보다 크면 방법은 블록(508)으로 이동하고, 작동 조건이 충족되는지 결정하고 그리고 방법은 종료한다. 그러나, 경과 시간이 임계값보다 크지 않으면, 방법은 블록(510)으로 이동하고, 여기서 작동 조건이 충족되는 것으로 간주하고 방법은 종료한다. 위에 일반적으로 기술한 바와 같이, 일부 대안은 다른 순서로 또는 병행하여 블록(502; 506)에서 처리하는 것을 포함할 수 있고, 또는 블록(502; 506)의 단지 하나에서의 처리에 근거하여 작동 조건을 평가하는 접근법을 포함할 수 있다.

도 8에서, 방법(520)은 주위 온도, 엔진 속도와 이전(예, 가장 최근) 실행 주기와 현재 실행 주기 사이에 경과한 시간량의 고려를 포함한다. 일부 실시예에서, 주위 온도는 엔진의 흡입구(intake)에서 센서로 측정된다. 다른 실시예에서, 주위 온도는 다른 위치에서 측정된다. 블록(522)에서, 제어기(314)는 감지된 주위 온도가 임계값 온도보다 낮은지를 결정한다. 감지된 주위 온도가 임계값 온도보다 낮다고 결정되지 않으면, 블록(528)으로 이동하고, 여기서 작동 조건이 충족되지 않은 것으로 간주된다. 임계값 온도는 임계값 이상이 되도록 선택될 수 있고, 엔진은 바이패스 밸브의 활성화 없이 시작한다. 일부 경우에서, 임계값 온도는 -10°C 일 수 있지만 다른 값이 또한 가능하다. 유사하게, 일부 경우에 주위 온도와 관련한 동일한 임계값 온도와 다른 온도(예, 유압유의)를 사용하는 것이 바람직하지만, 다른 경우에 다른 구성요소 또는 시스템에서의 온도 측정에 관련한 임계값 온도는 변할 수 있다.

감지된 주위 온도가 관련(예, 미리-정의된) 임계값보다 낮으면, 방법은 블록 (524)로 이동하고, 여기서 제어기(314)는 엔진 속도가 관련(예, 미리-결정된) 임계값보다 낮은지 여부를 결정한다. 엔진 속도 임계값은 엔진이 성공적으로 시동된지를 나타내는 속도로 바람직하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 임계값 엔진 속도는 900 RPM 일 수 있고, 다른 값이 또한 가능하다. 엔진 속도가 임계값 이상이면, 엔진은 마찬가지로 성공적으로 작동되고 바이패스 밸브를 계속 활성화할 이유는 존재하지 않을지도 모른다. 따라서, 바이패스 밸브의 활성화를 위한 작동 조건은 충족되지 않고 방법은 작동 조건이 충족되지 않음을 나타내는 블록(528)으로 이동하고 이어서 방법은 종료된다.

엔진 속도가 임계값보다 낮다고 결정되면, 방법은 블록(526)으로 이동한다. 블록(526)에서, 제어기(314)는 이전 실행 주기 이후로 경과한 시간이 관련(예, 미리-결정된) 시간 임계값보다 큰지를 결정한다. 주위 온도 또는 그 가까이의 기계가 바이패스 밸브의 활성화 없이 시동하는 어려움을 갖을지라도, 시간 임계값은 마지막 실행 주기로부터의 잔류 열이 엔진의 신뢰성 있는 시동을 허가하는 시간의 양을 확인하도록 선택될 수 있다. 유사하게 일부 경우에서, 계속적 실행 주기에 관련 경과 시간 임계값은 1 시간, 2 시간 또는 그 사이의 임의의 시간일 수 있고, 다른 값이 또한 가능하다.

일부 경우에서, 시간 임계값은 미리 결정된 시간 또는 시간 간격일 수 있다. 일부 경우에서, 시간 임계값은 이전 실행 주기의 지속시간, 이전 실행 주기의 동력기계의 정지(shut-down) 온도, 현재 또는 이전 주위 온도 또는 관련 온도 프로파일을 포함하는 다른 요인에 근거하여 결정될 수 있다. 일부 경우에서, 경과 시간 임계값은 주위 또는 시스템 온도와 역 관계(예, 네거티브 선형 관계)에 근거하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 1 또는 2 시간의 경과 시간 임계값은, 현재 주위 온도, 현재 경과 시간 간격에 걸친 평균 주위 온도 또는 또 다른 요인에 근거하여, 그 시간에서의 선형 감소(예, 소정의 기울기)를 갖는, 베이스라인 임계값으로 결정될 수 있다.

도 8에 대하여 계속 설명하면, 경과 시간이 임계값보다 크지 않으면 방법은 블록(528)으로 이동하고, 여기서 작동 조건이 충족되지 않는 것으로 결정되고 방법은 종료한다. 그러나 경과 시간이 관련 임계값보다 크면, 방법은 블록(530)으로 이동하고, 여기서 작동 조건은 충족되는 것으로 간주되고 방법은 종료한다. 위에 일반적으로 기술한 바와 같이, 일부 대안은 블록(522; 524; 526)에서 다른 순서 또는 병행하는 처리를 포함할 수 있고, 또는 블록(522; 524; 526)의 단지 하나에서의 처리에 근거하여 작동 조건을 평가하는 접근법을 포함할 수 있다.

도 9에서, 방법(540)은 오로지 측정된 엔진 속도의 고려를 포함한다. 블록( 542)에서, 제어기(314)는 엔진 속도가 속도 임계값보다 낮은지를 결정한다. 속도 임계값은 바람직하게는 엔진이 성공적으로 시동되는 것을 나타내는 속도로 설정될 수 있다. 블록(542)에서 엔진 속도가 임계값 이상이라고 결정되면, 엔진은 성공적으로 시동되고, 따라서 바이패스 밸브를 계속 활성화할 이유는 존재하지 않는다. 방법은 블록(544)로 이동하고, 작동 조건이 충족되지 않음을 나타내고 방법은 종료한다. 엔진 속도가 속도 임계값보다 낮다고 결정되면, 방법은 블록(543)으로 이동하고, 여기서 작동 조건은 충족되는 것으로 간주되고 방법은 종료한다.

도 10에서, 방법(550)은 이전 실행 주기 이후의 시간의 길이와 이전 실행 주기 이후의 온도 프로파일의 고려를 포함한다. 블록(552)에서, 제어기(314)는 마지막 실행 주기 이후로 경과된 시간이 관련(예, 미리-결정된) 임계값보다 큰지를 결정한다. 시간 임계값은, 주위 온도에서의 기계가 바이패스 밸브의 활성화 없이 시작하는데 어려움을 갖을지라도, 마지막 실행 주기로부터의 잔열이 엔진이 신뢰성 있게 시동하도록 허가하는 시간 양을 확인하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 경과 시간 임계값은 1 시간, 2 시간 또는 그 사이의 임의의 시간일 수 있고, 다른 값이 또한 가능하다. 경과 시간이 임계값보다 작으면, 방법은 블록(556)으로 이동하고, 작동 조건이 충족되지 않음을 나타내고 방법은 종료한다.

경과 시간이 임계값보다 크면, 방법은 블록(554)으로 이동하고 온도 프로파일이 분석된다. 일부 실시예의 온도 프로파일은 마지막 실행 주기 이후로 복수의 온도를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 온도 프로파일에서 고려될 수 있는 일부 온도는 엔진 냉각제, 유압유, 주위 환경 또는 이들의 임의의 조합의 온도를 포함한다. 이러한 데이터는 제어기(314), 하나 이상의 센서(316) 또는 다른 어느 적합한 제어기 또는 시스템에 의해 임의의 적절한 방식으로 수집, 저장 및/또는 분석될 수 있다. 온도 분석의 결과가 온도 프로파일이 엔진을 시동시키는데 어려움을 초래할 것 같다고 나타내면, 방법은 블록(558)으로 이동하고 작동 조건이 충족되는 것으로 고려된다. 그러나, 온도 수단의 분석이 온도 프로파일이 엔진을 시동시키는데 어려움을 초래할 것 같지 않다고 나타내면, 방법은 블록(556)으로 이동하고, 작동 조건이 충족되지 않는다고 나타내고, 방법은 종료한다. 이와 관련하여, 예를 들어 동력기계 내의 임의의 유체 온도가 마지막 실행 주기 이후로 -10°C 아래로 떨어지거나 또는 -10°C 아래의 평균을 가지거나, 또는 주위 온도가 마지막 실행 주기 이후로 -10°C 아래로 떨어지거나 또는 -10°C 아래의 평균을 가지면, 작동 조건은 충족되는 것으로 결정될 수 있다.

도 10을 참고로 하여 일부 실시예에서, 블록(552)에서 제어기(314)가 다른 시간 임계값 또는 다른 경과 시간에 근거하여 작동 조건을 평가하는 유사한 방법이 실행될 수 있다. 예를 들어, 제어기(314)는 이전 실행 주기의 실행시간의 지속시간이, 시동 동안에 엔진의 과다 로딩을 피하기 위하여 유압유가 충분히 가열된 시간의 양에 대응하도록 선택될 수 있는 것과 같이, 특정 시간 임계값보다 낮은지를 결정할 수 있다. 일부 그와 같은 경우에, 방법(550)은 작동 조건이 오로지 이전 실행 주기의 지속시간을 근거로 하여 충족하는지를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 다른 경우에서, 방법(550)은 온도 프로파일 또는 현재(예, 주위) 온도가 특정 조건(예, 임계값 온도보다 낮은)을 충족하는지에 대한 고려를 더 포함할 수 있고(예, 블록(554)에서, 또는 이전 실행 주기 이후로 경과 시간이 다른 특정한 시간 임계값을 초과하는지에 대한 고려를 더 포함할 수 있다(예, 또한 블록(552)에서). 유사하게 위에 일반적으로 기술한 바와 같이, 일부 대안은 블록(552; 554)에서의 다른 순서 또는 병행한 처리를 포함할 수 있고, 또는 블록(552; 556)의 단지 하나에서의 처리에 근거하여 작동 조건을 평가하는 접근법을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 방법(550)과 다른 것을 위하여, 하나의 시간 또는 온도 임계값(또는 온도 프로파일 특성)이 다른 시간 또는 온도값에 근거하여 확인될 수 있다. 예를 들어, 이전 및 현재 실행 주기 사이의 경과 시간을 위한 시간 임계값은 이전 실행 주기의 지속시간, 현재 주위(또는 다른) 온도 또는 이전 및 현재 실행 주기 사이의 온도 프로파일에 근거하여 결정될 수 있다.

도 11에서, 방법(560)은 기계의 구성요소의 온도 및 엔진 속도의 고려를 포함한다. 다양한 실시예에서, 온도는 기계의 다수의 어 구성요소의 어디에서 측정될 수 있다(예, 센서(316)에 의하여). 예를 들어, 온도는 유체 펌프, 유압 펌프, 유압유 저장조, 오일 냉각기, 구동 모터, 밸브, 호스, 튜브라인 또는 다양한 다른 구성요소의 임의의 하나 이상에서 감지될 수 있다. 블록(562)에서, 제어기(314)는 감지된 구성요소 온도가 임계값 온도보다 낮은지를 결정한다. 감지된 구성요소 온도가 임계값 온도보다 낮다고 결정하지 않으면, 방법은 블록(566)으로 이동하고, 여기서 작동 조건이 충족되지 않는 것으로 간주한다. 위에 기술한 것과 유사하게, 임계값 온도는 임계값 이상이 되도록 선택될 수 있고, 엔진은 바이패스 밸브의 활성화 없이 시동한다. 예를 들어, -10°C의 임계값 온도가 일부 실시예를 위하여 바람직하다.

감지된 구성요소 온도가 임계값 온도보다 낮으면, 방법은 블록(564)으로 이동하고, 여기서 제어기(314)는 엔진 속도가 관련(예, 미리-결정된) 임계값보다 낮은지를 알아낸다. 또한 위에 기술한 바와 같이, 속도 임계값은 엔진이 성공적으로 시동되는 것을 나타내는 속도로 바람직하게 설정될 수 있다. 유사하게, 엔진 속도가 임계값 이상이면 엔진은 성공적으로 시동되고, 따라서 바이패스 밸브를 계속 활성화할 어떤 이유도 존재하지 않는다. 따라서, 바이패스 밸브를 활성화하는 작동 조건은 충족되지 않고 방법은 블록(566)으로 이동하고, 이어서 방법은 종료된다. 그러나, 엔진 속도가 속도 임계값 이상이라고 결정되면, 방법은 블록(566)으로 이동하고, 여기서 작동 조건은 충족되지 않은 것으로 결정되고, 방법은 종료한다. 엔진 속도가 속도 임계값보다 낮다고 결정되면, 방법은 블록(568)으로 이동하고, 여기서, 작동 조건은 충족되는 것으로 간주되고 방법은 종료한다. 위에 일반적으로 기술한 바와 같이, 일부 대안은 블록(562; 564)에서 다른 순서로 또는 병행하여 처리하는 것을 포함할 수 있고, 또는 블록(562; 564)의 단지 하나에서의 처리에 근거하여 작동 조건을 평가하는 접근법을 포함할 수 있다.

도 12에서, 방법(570)은 유압 오일 온도(예, 기계의 차지 회로의 외부)와 엔진 속도의 고려를 포함한다. 다양한 실시예에서, 오일 온도는 기계의 다수의 위치의 어디(예, 위에 목록화된 임의의 관련 구성요소)에서 측정될 수 있다. 블록(572)에서, 제어기(314)는 감지된 유압 오일 온도가 임계값 온도보다 낮은지를 결정한다. 감지된 유압 오일 온도가 임계값 온도보다 낮다고 결정되지 않으면, 방법은 블록(576)으로 이동하고, 여기서 작동 조건이 충족되지 않은 것으로 간주되고 방법은 종료한다. 위에 기술된 바와 유사하게, 임계값 온도는 임계값 이상이 되도록 선택될 수 있고, 엔진은 바이패스 밸브의 활성화 없이 시동된다. 예를 들어, 일부 경우에서 -10°C의 임계값이 바람직하다.

감지된 구성요소 온도가 온도 임계값보다 낮으면, 방법은 블록(574)으로 이동하고, 여기서 제어기(314)는 엔진 속도가 관련(예, 미리-결정된) 임계값보다 낮은지를 결정한다. 속도 임계값은 바람직하게는 성공적으로 시동되는 엔진을 나타내는 속도로 설정될 수 있다. 엔진 속도가 임계값 이상이면, 엔진은 성공적으로 시동되고, 바이패스 밸브를 계속 활성화할 어떠한 이유도 존재하지 않는다. 따라서, 방법은 작동 조건이 충족되지 않음을 나타내는 블록(576)으로 이동하고 방법은 종료한다. 그러나, 엔진 속도가 임계값보다 낮다고 결정되면, 방법은 블록(578)으로 이동하고, 여기서 작동 조건이 층족되는 것으로 간주되고 방법은 종료한다. 위에 일반적으로 기술한 바와 같이, 일부 대안은 블록(572; 574)에서 다른 순서로 또는 병행하여 처리하는 것을 포함할 수 있고, 또는 블록(572; 574)의 단지 하나에서의 처리에 근거하여 작동 조건을 평가하는 접근법을 포함할 수 있다.

도 13에서, 방법(580)은 기계의 구성요소(또는 유체)의 온도와 엔진을 시동하는 크랭킹 신호 또는 관련된 작동의 고려를 포함한다. 다양한 실시예에서, 온도는 기계의 다수의 구성요소의 어디 또는 임의의 유체 위치에서 측정될(예, 센서(316)에 의해) 수 있다. 블록(582)에서, 제어기(314)는 감지된 온도가 임계값 온도보다 낮은지를 결정한다. 감지된 구성요소 온도가 임계값 온도보다 낮다고 결정되지 않으면, 방법(580)은 블록(586)으로 이동하고, 여기서 작동 조건은 충족되지 않는 것으로 간주된다. 위에 기술한 것과 유사하게, 임계값 온도는 임계값 이상의 온도로 선택될 수 있고(예, -10°C 로서), 엔진은 바이패스 밸브의 활성화 없이 시동한다.

감지된 온도가 임계값 온도보다 낮으면, 방법은 블록(584)으로 이동하고, 여기서 제어기(314)는 엔진의 크랭킹 작동 상태를 결정한다. 다른 실시예에서, 크랭킹 작동 상태는 하나 이상의 다른 요인에 근거하여 결정될 수 있다. 일 실시예로서, 제어기(314)는 작동자-생성 크랭크 신호가 "시동 엔진" 버튼, 스위치 또는 다른 유사 작동자 인터페이스의 작동에 해당되는 전기적 또는 다른 신호의 검출에 근거하여 활성인지를 결정할 수 있다. 또 다른 실시예로서, 제어기(314)는 엔진의 현재 크랭킹 작동의 지속시간이 크랭킹 시간 임계값보다 낮은지를 결정할 수 있다. 일부 경우에서, 차지(및 냉각) 유압 흐름의 결핍으로부터, 팬모터의 비-작동으로부터, 또는 다른 관련 요인으로부터의 악영향이 바람직하게 회피될 수 있으면, 크랭킹 시간 임계값은 바이패스 흐름이 허가되는 최대 시간으로 결정될 수 있다. 예를 들어 일부 경우에서, 크랭킹 시간 임계값은 5초, 10초, 30초, 또는 이들 종점의 임의의 2개 사이의 값으로 설정될 수 있고, 다른 임계값 또한 가능하다.

제어기(314)가 크랭킹 작동이 위에 설명한 요인에 근거하여 충분히 진행되었다고(예, 충분히 길게 진행 또는 더 이상 활성이지 않다) 결정하면, 방법(580)은 블록(586)으로 이동할 수 있고, 여기서 작동 조건이 충족되지 않는 것으로 간주된다. 그러나, 제어기(314)가 크랭킹 작동이 충분히 진행되지 않았다고(예, 크랭크 신호가 여전히 활성이거나 또는 크랭킹 시간 임계값이 충족되지 않았다) 결정하면, 방법(580)은 블록(590)으로 이동하고, 여기서 작동 조건은 충족된 것으로 간주되고 방법(580)은 종료한다. 위에 일반적으로 기술한 바와 같이, 일부 대안은 블록( 582; 584)에서 다른 순서로 또는 병행하여 처리하는 것을 포함할 수 있거나, 또는 블록(582; 584)의 단지 하나에서의 처리에 근거하여 작동 조건을 평가하는 접근법을 포함할 수 있다.

비록 위의 예시 방법이 관련 작동 조건이 충족되는지를 결정하는 작동 변수의 특정 조합을 평가할지라도, 다른 조합도 가능하다. 예를 들어, 엔진 속도, 경과 시간, 구성요소 온도, 유체 온도, 주위 온도, 또는 온도 프로파일의 임의의 하나 이상은 바이패스 흐름이 허가되는지를 결정하기 위하여(예, 임계값 또는 위에 설명한 다른 접근법을 사용하여) 단독으로 또는 조합으로 고려될 수 있다. 유사하게, 임의의 특정 작동 변수를 위한 특정 임계값 또는 다른 조건이 미리 결정된 값으로서 또는 값의 미리 특정된 범위 또는 테이블로서 특정될 수 있고, 또는 하나 이상의 다른 작동 변수의 값에 근거하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 위에 기술한 바와 같이, 온도 임계값은 시간 간격 임계값과 그 역에 근거하여 결정할 수 있다.

다른 실시예로서, 일부 구성요소는 다른 것보다 더 또는 덜 빨리 냉각할 수 있다는 것을 인식함으로써, 임계값 온도 또는 시간 간격이 관련 구성요소의 위치 또는 성질에 근거하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 냉각은 소형 트랙 로더의 구동 모터를 포함하는 동력기계의 외부에 노출되거나 가까이 위치한 구성요소 및 튜브라인을 포함하는 상대적으로 낮은 질량 또는 상대적으로 높은 표면 영역을 가진 구성요소에서 더 빨리 발생할 수 있다. 유사하게, 임계값 온도는 이들 구성요소에서 다른 구성요소와 비교하여, 특히 실행 주기 사이의 짧은 시간 간격에 대하여 감소될 수 있다.

일부 실시예에서, 본 발명에 따른 방법의 컴퓨터 실행을 포함하는 본 발명은, 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어 또는 그들의 결합을 산출하여 프로세서 장치, 컴퓨터 또는 여기에 기술된 본 발명을 실행하는 다른 전자 제어 제어기와 같은 제어장치를 제어하는 표준 프로그래밍 또는 엔지니어링 기술을 사용하여 시스템, 방법, 장치 또는 제조물에 실행될 수 있다. 따라서 예를 들어 본 발명의 실시예는, 프로세서 장치가 명령의 판독에 근거하여 명령을 실행할 수 있도록, 비-일시적 컴퓨터 판독 미디어에 유형으로 구체화된 명령 세트로 실행될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예는 이하의 설명에 일치하는 자동화 장치, 다양한 컴퓨터 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 등을 포함하는 특별 또는 일반 목적의 컴퓨터와 같은 제어장치를 포함(이용)할 수 있다.

본 발명에 사용된 용어 "제조물"은 컴퓨터-판독 장치로부터 접근 가능한 컴퓨터 프로그램, 캐리어(예, 비-일시적 신호) 또는 미디어(예, 비-일시적 미디어)를 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터-판독 미디어는 자기 저장장치(예, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립 등), 광학 디스크(예, CD, DVD 등), 스마트 카드 및 플래시 메모리장치(예, 카드 디스크 등)를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 또한 캐리어 웨이브(carrier wave)는 전자 메일의 전송 및 수신 그리고 인터넷 또는 LAN과 같은 네트워크의 접속에 사용되는 것과 같은 컴퓨터-판독 전자 데이터를 운반하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 당업자는 본 발명의 특허청구범위의 범위 및 특징으로부터 벗어나지 않고 많은 변형이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다.

본 발명에 따른 방법 및 방법을 실행하는 시스템의 특정한 작동에 대하여 도면에 개략적으로 나타내었다. 본 발명에 다르게 명시 또는 제한하지 않는 한, 특정한 공간적인 순서의 특정한 작동의 도면의 표시는 특정한 공간적인 순서에 대응하는 특정 서열의 작동으로 실행되는 것을 반드시 요구하지는 않는다. 따라서, 도면에 표시된 또는 본 발명에 개시된 특정한 작동은 본 발명의 실시예에 도시된 또는 개시된 것과 다른 순서로 실행될 수 있다. 또한 일부 실시예에서, 특정 작동은 병행 처리장치 또는 큰 시스템의 일부로서 상호 작동하도록 구성된 분리 컴퓨팅장치를 포함하여 병행하여 실시될 수 있다.

본 발명에 대한 컴퓨터 실행에 있어서, 본 발명에 다르게 명시 또는 제한하지 않는 한, 용어 "구성요소", "시스템", "모듈" 등은 하드웨어, 소프트웨어 및 하드웨어와 소프웨어의 결합을 포함하는 컴퓨터-관련 시스템의 일부 또는 모두를 포함한다. 예를 들어, 구성요소는 프로세서 장치, 프로세서 장치에 의하여 실행되는(또는 실행 가능한) 공정, 대상(object), 실행 가능한, 실행 스레드(thread), 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터일 수 있지만 이에 한정되지 않는다. 컴퓨터에 가동되는 응용 프로그램 및 컴퓨터는 구성요소일 수 있다. 하나 이상의 구성요소(또는 시스템, 모듈 등)는 공정 또는 실행 스레드 내에 존재할 수 있고, 하나의 컴퓨터에 배치될 수 있고, 2개 이상의 컴퓨터 또는 다른 프로세서 장치에 분배될 수 있고, 또는 다른 구성요소(또는 시스템, 모듈 등) 내에 포함될 수 있다.

본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 기술분야의 당업자는 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 형태에서 또는 세부적으로 변경될 수 있음을 인지할 것이다.

Claims (15)

1. 엔진을 갖는 동력기계(200)에 사용하는 유체 구동 시스템의 제어 시스템으로서,
   상기 유체 구동 시스템은 유체 구동 펌프(224A; 224B)와 유압 차지 펌프 회로(300)를 포함하고,
   상기 유압 차지 펌프 회로(300)는 유압 로드, 유압 차지 펌프 회로(300)와 탱크(302)와 유체 통신하는 유압 차지 펌프(304), 유압 차지 펌프(304)와 유압 로드 사이의 접점으로부터 탱크(302)까지 연장하는 바이패스 라인(312) 및 바이패스 라인(312)을 통한 흐름을 제어하기 위하여 배열된 차지 바이패스 밸브(310)를 포함하고,
   상기 제어 시스템은, 동력기계(200)를 위한 하나 이상의 작동 변수를 결정하고; 그리고 엔진의 시동 동안에, 결정된 하나 이상의 작동 변수에 근거하여, 바이패스 라인(312)을 통하여 유압 차지 펌프(304)에서 탱크(302)까지의 흐름을 허가하도록 차지 바이패스 밸브(310)를 제어하여, 유압 로드와 유체 구동 펌프(224A; 224B)를 바이패스 하도록 구성되는 제어 장치(314)를 포함하는,
   엔진을 갖는 동력기계(200)에 사용하는 유체 구동 시스템의 제어 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 작동 변수는 유압 차지 펌프 회로(300) 또는 유체 구동 시스템의 하나 이상 내에 있는 유압유의 유체 온도; 및 엔진의 현재 크랭킹 작동의 지속시간을 포함하고; 그리고
   상기 제어 장치(314)는 온도 임계값보다 낮은 유체 온도와 그리고 크랭킹 시간 임계값보다 낮은 현재 크랭킹 작동의 지속시간; 또는 활성 작동자-생성 크랭크 신호의 하나 이상에 근거하여, 차지 바이패스 밸브(310)를 제어하여 바이패스 라인(312)을 통한 흐름을 허가하도록 구성되는 제어 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 작동 변수는 현재 실행 주기와 이전 실행 주기 사이의 동력기계(200)와 관련된 온도 프로파일; 및 현재 실행 주기와 이전 실행 주기 사이의 경과 시간을 포함하고; 그리고
   상기 제어 장치(314)는 온도 프로파일과 경과 시간에 근거하여 차지 바이패스 밸브(310)를 제어하여 바이패스 라인(312)을 통한 흐름을 허가하도록 구성되는 제어 시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 온도 프로파일은 유체 구동 시스템 또는 엔진의 하나 이상의 온도 데이터를 포함하는 제어 시스템.
5. 제3항에 있어서, 상기 온도 프로파일은 엔진 냉각제, 유압유 또는 주위 환경의 하나 이상을 위한 온도 데이터를 포함하는 제어 시스템.
6. 제1항 내지 제5항의 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 작동 변수는 엔진의 엔진 속도를 포함하고; 그리고
   상기 제어 장치(314)는 속도 임계값보다 낮은 엔진 속도에 근거하여 차지 바이패스 밸브(310)를 제어하여 바이패스 라인(312)을 통한 흐름을 허가하도록 구성되는 제어 시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 하나 이상의 작동 변수는 동력기계(200)의 구성요소의 온도를 더 포함하고; 그리고
   상기 제어 장치(314)는 온도 임계값보다 낮은 온도에 근거하여 차지 바이패스 밸브(310)를 제어하여 바이패스 라인(312)을 통한 흐름을 허가하도록 구성되는 제어 시스템.
8. 제6항에 있어서, 상기 하나 이상의 작동 변수는 동력기계(200)의 유압유의 유체 온도를 더 포함하고; 그리고
   상기 제어 장치(314)는 온도 임계값보다 낮은 유체 온도에 근거하여 차지 바이패스 밸브(310)를 제어하여 바이패스 라인(312)을 통한 흐름을 허가하도록 구성되는 제어 시스템.
9. 제8항에 있어서, 상기 유체 온도는 유압 차지 펌프 회로(300)의 외부의 유압유의 온도인 제어 시스템.
10. 제어 장치(314)를 사용하여, 동력기계를 위한 하나 이상의 작동 변수를 결정하는 단계; 그리고
    동력기계(200)의 시동 동안에, 하나 이상의 작동 변수에 근거하여, 차지 바이패스 밸브(310)를 제어하여 바이패스 라인(312)을 통하여 유압 흐름을 유압 차지 펌프(304)로부터 탱크(302)까지 일시적으로 경로 지정하고, 동력기계(200)의 유압 차지 펌프(304)로부터 유체 구동 시스템까지의 유압 흐름을 감소하는 단계를 포함하는,
    동력기계(200)의 유압 차지 펌프 회로(300)의 바이패스 흐름을 제어하는 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 작동 변수는 동력기계(200)의 엔진의 엔진 속도; 동력기계(200) 내의 유압유의 유체 온도; 주위 온도; 현재 실행 주기와 이전 실행 주기 사이의 동력기계(200)와 관련된 온도 프로파일; 동력기계(200)의 구성요소의 온도; 엔진의 현재 크랭킹 작동의 지속시간; 현재 실행 주기와 이전 실행 주기 사이의 경과 시간; 또는 이전 실행 주기의 지속시간의 하나 이상을 포함하는 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 차지 바이패스 밸브(310)를 속도 임계값보다 낮은 엔진 속도에 근거하여 바이패스 라인(312)을 통한 유압 흐름을 일시적으로 경로 지정하도록 제어하는 단계를 포함하는 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 차지 바이패스 밸브(310)를 제1 시간 임계값보다 큰 현재와 이전 실행 주기 사이의 경과 시간; 제2 시간 임계값보다 낮은 이전 실행 주기의 지속시간; 또는 온도 임계값보다 낮은 주위 온도의 하나 이상에 근거하여 바이패스 라인(312)을 통한 유압 흐름을 일시적으로 경로 지정하도록 제어하는 단계를 포함하는 포함하는 방법.
14. 제11항 내지 제13항의 한 항에 있어서, 상기 차지 바이패스 밸브(310)를 현재와 이전 실행 주기 사이의 온도 프로파일과 현재와 이전 실행 주기 사이의 경과 시간에 근거하여 바이패스 라인(312)을 통한 유압 흐름을 일시적으로 경로 지정하도록 제어하는 단계를 포함하는 방법.
15. 제11항 내지 제14항의 한 항에 있어서, 상기 차지 바이패스 밸브(310)를 온도 임계값보다 낮은 유체 온도와 크랭킹 임계값보다 낮은 현재 크랭킹 작동의 지속시간; 또는 활성 작동자-생성 크랭크 신호의 하나 이상에 근거하여, 바이패스 라인(312)을 통한 유압 흐름을 일시적으로 경로 지정하도록 제어하는 단계를 포함하는 방법.

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