KR20230174752A - 엔진 속도 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

동력기계(200)는 동력기계(200)의 목표 작동 속도를 결정하고, 목표 작동 속도에 기초하여 엔진(222)을 제어하도록 구성된 엔진 제어 모듈(290)을 포함한다. 구동 제어기(322)는 유압 구동 펌프(224A, 224B) 또는 다른 작동요소의 작동을 제어하여 엔진 속도를 목표 작동 속도보다 낮은 목표 안정화 속도로 향하여 감소하도록 구성된다.

Description

엔진 속도 제어 시스템 및 방법

본 출원은 2021.04.23 출원한 미국 가특허 출원번호 63/178,596호 "엔진 속도 제어 시스템 및 방법"에 기초하여 우선권을 주장한다.

본 발명은 동력기계에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 동력기계의 엔진 속도를 제어하는 시스템 및 방법을 제공한다.

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.

일반적으로 동력기계는 엔진 제어 장치("ECU")라고도 하는 엔진 제어기를 포함할 수 있다. 엔진 제어기는 동력기계의 목표 작동 속도(즉, 목표 RPM)에 도달하고 유지하기 위하여 엔진의 작동 조건을 제어하는 데 사용될 수 있다. 엔진 제어기는 일반적으로 엔진 토크를 조정하여 엔진 드룹(droop) 상태에서 자동으로 복구를 시도하여 목표 작동 속도로 돌아가고 유지할 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 동력기계의 엔진 속도를 제어하는 시스템 및 방법을 제공한다.

본 발명의 실시예는 엔진에 대한 부하를 수정함으로써 엔진 제어기에 의하여 설정된 목표 작동 속도 이하로 동력기계의 엔진 속도를 감소시키기 위하여 제어기를 사용할 수 있다. 다른 이점 중에서 이것은 구동 시스템에 최적의 동력이 제공되는 데 도움이 될 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 동력기계의 엔진 작동을 관리하는 방법이 제공된다. 방법은 하나 이상의 컴퓨팅 장치로 엔진의 목표 안정화 속도를 결정하는 단계를 포함할 수 있고, 목표 안정화 속도는 엔진의 목표 작동 속도보다 느리고, 엔진 제어기는 목표 작동 속도에 기초하여 엔진의 작동을 제어하도록 구성된다. 방법은 하나 이상의 컴퓨팅 장치에서 동력기계의 작업요소의 작동을 위한 입력 명령을 수신하는 단계 및 하나 이상의 컴퓨팅 장치로 목표 작동 속도 및 입력 명령에 기초하여 작업요소의 작동을 제어하여 엔진이 목표 작동 속도 이하로 작동하게 하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 작업요소의 작동을 제어하는 단계는 목표 안정화 속도에 기초하여, 작업요소의 제어를 위한 출력 신호를 수신된 입력 명령에 대응하는 디폴트 출력 신호 이하로 감소하는 단계를 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 작업요소의 작동을 제어하는 단계는 작업요소에 대한 변위 제한 또는 작업요소에 대한 토크 제한 중 하나 이상에 기초하여 수신된 입력 명령에 관한 출력 신호를 스케일링하는 단계를 포함한다.

일부 실시예에서, 작업요소의 작동을 제어하는 단계는 엔진의 최소 안정화 속도에 기초하여 출력 신호를 스케일링하는 단계를 포함한다.

일부 실시예에서, 작업요소는 엔진에 의하여 동력이 공급되는 구동 펌프일 수 있다.

일부 실시예에서, 엔진은 추가 작업요소에 동력을 공급하도록 더 구성될 수 있고, 엔진이 목표 작동 속도 이하로 작동하도록 구동 펌프의 작동을 제어하는 것은 목표 작동 속도에서의 엔진 작동과 비교하여 엔진으로부터 추가 작업요소로의 동력 전달을 감소할 수 있다.

일부 실시예에서, 엔진 제어기는 엔진 토크를 증가시켜 목표 작동 속도를 향하여 엔진 속도를 증가시키도록 구성되고, 작업요소의 작동을 제어하는 것은 엔진 제어기가 목표 작동 속도를 변경하지 않고 엔진이 목표 작동 속도 이하로 작동하게 할 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 동력기계가 제공된다. 동력기계는 메인 프레임, 회전 출력을 제공하도록 구성된 동력원, 메인 프레임에 의하여 지지되고 동력원에 의하여 동력이 공급되는 유압 구동 시스템의 유압 구동 펌프로 구성된 제1 작업요소, 메인 프레임에 의하여 지지되고 동력원에 의하여 동력이 공급되는 제2 작업요소 및 제어 시스템을 포함할 수 있다. 제어 시스템은 동력원의 회전 출력의 목표 작동 속도에 기초하여 동력원의 작동을 제어하도록 구성된 동력원 제어 모듈 및 유압 구동 시스템의 작동을 위한 운전자 입력과 목표 작동 속도보다 낮은 동력원의 회전 출력을 위한 목표 안정화 속도에 기초하여 유압 구동 펌프의 작동을 제어하도록 구성된 구동 제어 모듈을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 동력원은 내연기관으로 구성된다.

일부 실시예에서, 동력원은 전기 모터로 구성된다.

일부 실시예에서, 구동 제어 모듈은 제2 작업요소의 작동 동안에, 동력원으로부터 유압 구동 펌프로의 최대 동력 전달에 대응하는 목표 안정화 속도를 결정하도록 구성될 수 있다.

일부 실시예에서, 제2 작업요소는 도구 펌프일 수 있다.

일부 실시예에서, 목표 안정화 속도에 기초하여 유압 구동 펌프의 작동을 제어하는 것은, 목표 안정화 속도에 대응하는 목표 드룹을 결정하는 것을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 동력원의 회전 출력을 위한 목표 안정화 속도에 기초하여 유압 구동 펌프의 작동을 제어하는 것은, 회전 출력의 실제 속도와 목표 안정화 속도 사이의 속도 오차 또는 회전 출력의 실제 속도 변화와 목표 속도 변화 사이의 가속도 오차 중의 하나 이상을 결정하는 것을 포함한다.

일부 실시예에서, 구동 제어 모듈은 목표 안정화 속도보다 더 적은 최소 안정화 속도를 결정하고, 유압 구동 펌프의 작동을 제어하여 유압 구동 펌프의 명령받은 부하로 인하여 동력원의 회전 출력 속도가 최소 안정화 속도 이하로 안정화되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 동력기계의 제어 시스템이 제공된다. 동력기계는 엔진, 엔진에 의하여 동력이 공급되는 제1 유압 작업요소 및 엔진에 의하여 동력이 공급되는 제2 유압 작업요소를 포함할 수 있다. 제어 시스템은 제1 유압 작업요소의 작동을 위한 명령을 수신하도록 구성된 입력 장치, 현재 엔진 속도를 결정하도록 구성된 엔진 속도 센서 및 하나 이상의 전자 제어 장치를 포함할 수 있다. 하나 이상의 전자 제어 장치는 제1 유압 작업요소의 작동을 위한 운전자 명령을 수신하고, 현재 엔진 속도의 표시를 수신하고, 제2 유압 작업요소의 현재 부하 및 현재 스로틀(throttle) 설정에 기초하여 엔진의 목표 안정화 속도를 결정하고 그리고 제1 유압 작업요소의 작동을 제어하도록 구성될 수 있고, 목표 안정화 속도는 엔진의 목표 작동 엔진 속도보다 느리다. 엔진의 부하가 현재 엔진 속도를 목표 작동 엔진 속도 이하로 떨어뜨리면, 제1 유압 작업요소의 작동 제어는 목표 안정화 속도에 기초하여 제1 유압 작업요소에 대한 운전자 명령을 조정하는 것을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 제1 유압 작업요소에 대한 운전자 명령을 조정하는 것은 현재 엔진 속도와 목표 안정화 속도 사이의 차이를 나타내는 엔진 속도 오차, 또는 현재 엔진 가속도와 목표 엔진 가속도 사이의 엔진 가속도 오차 중의 하나 이상에 기초할 수 있다.

일부 실시예에서, 제1 유압 작업요소는 유압 구동 펌프일 수 있고, 목표 안정화 속도에 기초하여 제1 유압 작업요소를 제어하는 것은 목표 안정화 속도에 기초하여 제1 유압 작업요소에 대한 변위 제한 또는 토크 제한의 하나 이상을 설정하는 것을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 목표 안정화 속도는 엔진에 의하여 최대 토크가 제공되는 엔진 속도에 대응하는 최소 안정화 속도보다 더 크다.

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 발명에 따른 시스템 및 방법은 작업그룹 요소의 고-부하 작동 또는 다른 비-견인 토크 요구 동안에 견인요소(예, 정수압 구동 펌프)로의 동력 전달을 개선하는 것을 포함하여, 동력기계에 대해 개선된 동력 관리를 제공할 수 있다. 이에 따라 일부 실시예는 구동 시스템에 전달되는 동력을 최대화하는 데 도움이 될 수 있고, 동시에 엔진의 총 수요가 엔진 변위를 초과할 때 작업요소의 서비스 가능한 기능을 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예가 유리하게 실시될 수 있는 대표적인 동력기계의 기능적 시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 개시된 실시예가 실시될 수 있는 종류의 스키드 스티어 로더 형태의 대표적인 동력기계의 제1 사시도이다.
도 3은 도 2의 동력기계의 제2 사시도이다.
도 4는 도 2-3에 도시된 로더와 같은 로더의 동력 시스템의 구성요소를 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일부 실시예에 따른 엔진 및 동력 변환 시스템의 제어를 위한 제어 시스템의 구성요소를 도시하는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일부 실시예에 따른 엔진 및 작업요소의 제어를 위한 방법의 흐름도이다.
도 7은 동력기계의 엔진의 동력 및 토크 곡선의 예를 나타내는 그래프를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예에 따른 엔진 및 작업 요소를 제어하는 방법의 예를 나타내는 흐름도이다.

본 발명에 개시된 개념은 실시예를 참조하여 설명되고 도시된다. 그러나, 이들 개념은 도시한 실시예의 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.

종래 설계에서 동력기계는 엔진 제어기가 장착될 수 있다. 엔진 제어기는 일반적으로 목표 작동 속도(예, 주어진 스로틀 설정에서 엔진의 최대 동력 성능을 갖는 속도)를 유지하고, 엔진이 드룹 상태에 직면할 경우 목표 작동 속도로 복구를 시도하도록 구성된다. 드룹 상태(또는 엔진 "드룹")는 엔진 부하로 인한 엔진 속도의 감소(예, 엔진 제어기에 의하여 설정된 목표 작동 속도 이하)로 정의할 수 있다. 알려진 엔진 제어기는 엔진에 의하여 제공된 토크를 증가 또는 감소시킴으로써 목표 작동 속도에 도달하고 유지하기 위하여 드룹 상태로부터 회복을 시도할 수 있다. 엔진 제어기는 드룹 상태에서 회복하기 위한 노력으로 무엇보다도 연료 흐름, 점화 타이밍, 밸브 타이밍, 스로틀 바디 위치 및 매니폴드 압력을 조정할 수 있다.

엔진 드룹을 초래할 수 있는 부하 증가는 일반적으로 견인요소(예, 동력 구동 작동을 위한 정수압 펌프), 작업그룹 요소(예, 리프트 실린더, 버킷 또는 다른 도구용 틸트 실린더, 잔디 깎기 구성요소 등을 위한 펌프) 및 부속품 요소(예, 엔진 팬, 에어컨디셔닝 시스템 등)를 포함한 작업요소로부터의 토크 또는 동력 요구로 인해 발생한다. 위에 일반적으로 언급한 바와 같이, 작업요소의 누적 요구로 인하여 엔진이 처지면(심지어 멈춤(stall), 엔진 제어기는 일반적으로 엔진의 최대 토크 변위에 따라 토크 출력을 증가시켜 엔진을 목표 작동 속도로 복구하려고 한다. 추가 토크를 이용할 수 있는 경우, 엔진 제어기는 엔진 속도를 목표 작동 속도로 회복하도록 할 수 있다. 그러나 작업요소로부터의 요구가 엔진 변위를 초과하는 경우, 엔진 제어기는 엔진을 드룹 상태에서 복구하지 못할 수 있다. 이는 작업그룹이 완전히 투입되고(예, 굴착, 정지 작업 또는 다른 작업을 위하여 릴리프 압력에서 작동중), 운전자가 바퀴에 동력을 공급하는 경우를 포함하여, 동력기계 작동 중에 자주 발생할 수 있다.

숙련된 운전자는 때때로 엔진 드룹을 감지하거나 예상하고, 작업요소 요구를 적극적으로 감소하여(예, 구동 제어 레버의 후진) 엔진 복구를 도울 수 있다. 그러나 이 제어는 어렵고 정확하지 않다. 따라서 운전자는 다양한 작동 동안에 부-최적 동력 조건을 경험하는 것이 일반적이다. 일부 동력기계에서는 마력 관리 시스템이 운전자 입력을 조정하여 엔진 멈춤을 방지할 수 있다. 그러나 종래의 접근 방식은 엔진이 복수의 잠재적인 엔진 속도 평형점에 의하여 드룹 동안에 예측할 수 없는 안정화 작동을 나타낼 수 있다. 이로 인해 엔진의 전체 동력 요구가 낮은 경우에도 제한된 구동 속도로 작동하는 것을 포함하여 부-최적 성능이 나타날 수 있다.

본 발명에 따른 시스템 및 방법은 작업그룹 요소의 고-부하 작동 또는 다른 비-견인 토크 요구 동안에 견인요소(예, 정수압 구동 펌프)로의 동력 전달을 개선하는 것을 포함하여, 동력기계에 대해 개선된 동력 관리를 제공할 수 있다. 이에 따라 일부 실시예는 구동 시스템에 전달되는 동력을 최대화하는 데 도움이 될 수 있고, 동시에 엔진의 총 수요가 엔진 변위를 초과할 때 작업요소의 서비스 가능한 기능을 유지할 수 있다.

일부 실시예는 하나 이상의 작업요소 부하 제어를 통한 엔진 속도의 간접 제어를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 예를 들어 구동 펌프의 변위는 펌프에 의하여 엔진의 부하를 변경하고, 그에 따라 최적의 동력 전달을 제공할 수 있는 목표 안정화 속도로 엔진을 관리하도록 제어될 수 있다. 일부 상태에서, 작업요소에 최적의 동력을 전달하기 위한 목표 안정화 속도는 엔진 제어기의 목표 작동 속도와 다를 수 있다(예, 후자는 주어진 스로틀 위치에서 엔진의 최대 동력 출력에 해당). 예를 들어 작업그룹 요소 또는 기타 비-견인 부하에 대한 최대 부하 조건에서, 구동 그룹에 최대 동력 전달을 위한 목표 안정화 속도는 엔진 제어기에 의하여 설정된 목표 작동 속도보다 상당히 낮을 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 본 발명에 따른 제어 시스템 및 방법은 엔진 속도를 조정하려는 엔진 제어기의 노력과 반대로 작동할 수 있다.

일반적으로 본 발명에 따른 제어 시스템에서, 전자 제어기는 결정된 목표 안정화 속도에 기초하여 작업요소의 작동을 명령하는 운전자 입력을 수정하도록 구성되어 작업요소로부터의 동력 요구를 증가할 수 있다. 일부 실시예에서 제어기는 현재 작동 조건(예, 현재 스로틀 설정, 엔진 속도, 작업그룹 부하, 구동그룹 펌프 변위 등)을 모니터하여 최적의 동력 전달이 달성될 수 있는(예, 견인요소에 최대 동력 전달) 목표 안정화 속도 및 그에 따라 작업요소를 제어할 수 있다. 예를 들어, 엔진이 드룹 상태에 있고 운전자가 작업요소(예, 견인요소)의 작동을 명령하면, 제어기는 엔진 속도가 작업요소로의 동력 전달을 최적화하는(예, 엔진에 의한 최대 전체 동력 전달은 아님) 목표 안정화 속도에 접근하도록 하기 위하여 운전자 명령을 수정할 수 있다. 예를 들어, 구동 펌프 변위 또는 토크에 대한 제한은 목표 안정화 속도에서 엔진의 작동에 대응할 수 있는 관련 펌프에 대해 특정될 수 있고, 토크에 대한 운전자 명령은 그에 따라 조정될 수 있다. 따라서 운전자의 명령에 따른 견인요소에서의 최대 토크 요구에 의하여, 엔진은 특정 작업요소(예, 구동 펌프)에 동력을 전달하기 위한 최적의 상태로 끌어당겨질 수 있다.

위에서 언급한 바와 같이, 목표 안정화 속도는 일반적으로 엔진의 목표 작동 속도와 다를 수 있다(일반적으로 더 낮음). 따라서 또한 위에서 언급한 바와 같이, 엔진 속도를 목표 안정화 속도로 끌어당기기 위한 작업요소의 제어는 알려진 엔진 제어기의 제어 전략과 반대로 작용할 수 있다(일반적으로 위에서 논의된 바와 같이). 그러나 이와 관련하여 작업요소의 요구가 엔진 변위를 초과하는 한, 엔진 제어기는 목표 작동 속도로 복구하기 위하여 토크를 증가시킬 수 없고, 목표 안정화 속도(또는 접근하는)에서 개선된 성능이 달성될 수 있다. 또한 엔진 드룹 동안에, 엔진 제어기는 일반적으로 목표 작동 속도로 복구하기 위하여 가능한 한 토크를 계속 증가시킬 것이다. 따라서 목표 안정화 속도를 향한 제어를 통하여, 엔진 제어기는 더 많은 토크가 이용 가능하게 되는 경우, 엔진 출력을 더 빠르게 증가시키도록 효과적으로 준비될 수 있다.

일부 실시예에서, 목표 안정화 속도(예, 위에서 일반적으로 논의)에 기초한 작업요소의 제어는 엔진 제어기와 별개인 하나 이상의 제어기에 의하여 실현될 수 있다. 예를 들어, 일부 동력기계는 엔진 제어, 구동 제어, 운전자 입력 및 허브 작동을 위하여, 제어기 사이 및 제어기와 다른 구성 요소(예, 속도, 위치, 또는 압력 센서) 사이에 적합한 통신 채널(예, 버스(buses)을 갖는 전용 제어기를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 제어기는 공통 제어장치 내의 모듈(예, 단일 제어기에 대한 다른 소프트웨어 또는 하드웨어 모듈)로서 결합될 수 있다. 이와 관련하여, "전용"이라는 용어는 특정 기능 세트에 대한 제어기가 다른 제어기와 별개의 장치임을 나타내기 위하여 사용된다. 예를 들어, 일부 구성에서 전용 엔진 제어기는 전용 허브 제어기(즉, 메인 제어기)와 통신할 수 있고, 이는 차례로 전용 구동 제어기 등과 통신할 수 있다. 여기에서 "전용" 제어기로 명시적으로 분류되지 않은 제어기는 전용 제어기로 구성되거나 더 큰 제어 장치에 통합되는 것으로 간주될 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 어셈블리인 도구 캐리어를 포함할 수 있다. 도구 캐리어는 다수의 다른 도구를 작업요소에 수용하고 고정하기 위한 연결부(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 어셈블리를 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 회전하는 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 통하여 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 회전 출력(예, 크랭크샤프트, 플라이휠 등)을 갖는 내연기관과 같은 엔진 및 엔진으로부터의 회전 출력을 작업요소에 의하여 사용 가능한 동력 형태로 변환할 수 있는 기계 변속기 또는 유압 시스템과 같은 동력 변환 시스템을 포함한다. 일반적으로 동력원 또는 하이브리드 동력원으로 알려진 동력원과의 조합을 포함하는 다른 유형의 동력원이 동력기계에 통합될 수 있다. 본 발명에서 논의된 기술과 관련하여, 동력기계의 동력원은 회전 출력을 갖는 전기 모터 및 그 회전에 동력을 공급하기 위하여 전기 모터에 결합된 배터리(또는 다른 전기 에너지 저장 또는 전력 전달 시스템)를 추가로 또는 대안적으로 포함할 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) 어셈블리, 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 통하여 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 어셈블리 및 트랙 어셈블리를 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 실현될 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 실현될 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 어셈블리(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 어셈블리(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 다양한 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 어셈블리(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, 명령 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 개념을 포함하거나 상호 작용하는 다양한 동력기계는 다양한 작업요소를 지지하는 다양한 다른 프레임 구성요소를 가질 수 있다. 본 발명의 프레임(210)의 구성요소는 발명의 목적을 위하여 도시적으로 제공되고, 프레임(210)이 본 발명의 개념이 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 어셈블리(230)를 지지하고 리프트 암 어셈블리(230)가 피벗 부착되는, 한 쌍의 직립부(214A; 214B)를 포함한다. 리프트 암 어셈블리(230)는 직립부(214A; 214B) 각각에 도시적으로 핀 고정된다. 직립부(214A; 214B) 상의 장착부와 리프트 암 어셈블리(230)와 장착 하드웨어(리프트 암 어셈블리를 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 어셈블리가 프레임(210)에 대해 차축(218) 중심으로 피벗할 수 있도록 한다. 다른 동력기계는 프레임의 양쪽 측면 상에 직립부를 포함하지 않거나, 프레임의 후방을 향하여 양쪽 측면 상의 직립부에 장착될 수 있는 리프트 암 어셈블리를 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 어셈블리(230)는, 본 발명의 실시예를 실현할 수 있는 로더(200) 또는 다른 동력기계와 같은 동력기계에 장착될 수 있는 리프트 암 어셈블리의 많은 상이한 유형 중 하나의 예이다. 리프트 암 어셈블리(230)는 수직 리프트 암으로 알려진 것이고, 리프트 암 어셈블리(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 어셈블리는 상승 및 하강할 수 있음)을 의미한다. 다른 리프트 암 어셈블리는 다른 기하구조를 가질 수 있고, 로더의 프레임에 다양한 방법으로 결합되어 리프트 암 어셈블리(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 어셈블리는 확장 가능한 또는 신축형(telescoping) 부분을 가질 수 있다. 다른 동력기계는 그들의 프레임에 부착된 복수의 리프트 암 어셈블리를 가질 수 있고, 각각의 리프트 암 어셈블리는 다른 것에 대해 독립적이다. 본 발명에 특별히 언급하지 않는 한, 상세한 설명에 개시한 본 발명의 개념은 특정한 동력기계에 결합되는 리프트 암 어셈블리의 형태나 수에 제한되지 않는다.

리프트 암 어셈블리(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 향하여 위치한다. 조인트(216)는 로더(200)의 후면을 향하여 위치하고 리프트 암은 프레임(210)의 측면을 따라 확장한다. 리프트 경로(237)는 리프트 암 어셈블리(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 어셈블리(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 어셈블리(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 어셈블리(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 어셈블리(230)의 고정 리프트 경로를 정의하는 것을 도와준다.

굴착기에서 가장 두드러지고 다른 로더에서도 가능한 일부 리프트 암은, 도 2에 도시된 리프트 암 어셈블리(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 어셈블리를 갖는다. 다른 동력기계는 복수의 리프트 암 어셈블리를 가질 수 있고, 각각은 다른 것들에 대해 독립적이다.

도구 인터페이스(270)는 리프트 암 어셈블리(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 연결되게 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 어셈블리(230)와 도구 캐리어(272)에 작동 가능하게 결합되고, 도구 캐리어(272)를 리프트 암 어셈블리에 대해 회차지도록 작동 가능하다. 도구 캐리어 작동기(235)는 도시적으로는 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 어셈블리 사이에 작동기를 제공할 수 있고, 도구의 제거 또는 부착은 도구로부터 작동기의 제거 또는 부착, 또는 리프트 암 어셈블리로부터 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 어셈블리의 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 어셈블리(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 동력을 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 도시적으로 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 전기 발생기, 재충전 배터리, 다양한 다른 동력원 또는 주어진 동력기계 구성요소에 동력을 제공할 수 있는 동력원들의 결합을 포함할 수 있고, 배터리-동력(또는 다른) 전지 모터를 포함한다. 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 도시적인 목적으로 제공되었고, 이하 설명된 본 발명의 개념이 실현될 수 있는 도시적인 환경을 제공한다. 본 발명에 개시된 실시예는 도 1의 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 본 발명의 일 양태에 따른 동력기계의 제어 시스템(300) 및 다른 관련 구성요소의 도면을 포함한다. 위에서 일반적으로 논의되고 아래에서 더 자세히 설명되는 바와 같이, 제어 시스템(300)은 동력기계의 엔진이 엔진 제어기에 의하여 설정된 목표 작동 속도 이하인 목표 안정화 속도로 접근하도록 구성되어, 종래 시스템과 비교하여 작업요소에 대해 향상된 동력 전달을 제공할 수 있다. 제어 시스템(300)이 로더(200)의 특정 구성요소와 관련하여 도시되어 있지만(예, 도 2 및 3 참조), 본 발명에 따른 제어 시스템(300) 및 다른 유사 시스템은 파워 트레인, 작업요소 또는 다른 시스템을 위한 다양한 구성을 갖는 다른 동력기계와 함께 유리하게 사용될 수 있다. 또한, 특정 제어기가 도 5에 전용 제어기로서 도시되어 있지만, 다른 실시예는 공통 제어 장치의 통합 모듈로 구성된 하나 이상의 제어기를 포함하는 다른 구성을 포함할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제어 시스템(300)은 일반적으로 제어기(310)(예, 범용 또는 특수 목적 컴퓨터 장치)를 포함한다. 일부 실시예에서, 제어기(310)는 동력기계의 범용 제어 시스템의 하드웨어 또는 소프트웨어 모듈, 또는 하나 이상의 전용 제어 장치의 조립체를 포함하는 제어 시스템(160)(도 1 참조)과 같은 더 큰 제어 시스템에 통합될 수 있다.

아래에서 더 논의되는 것을 포함하는 다른 연결과 함께, 제어기(310)는 버스 연결을 통하여 동력원(222)의 엔진 제어기(290)와 전자 통신하고 다른 구성이 가능할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 엔진 제어기(290)는 제어기(310)의 일부를 형성할 수 있다(또는 그 반대로).

이 경우에 엔진 제어기(290)는 내연기관인 동력원(222)을 제어하여 동력원/엔진(222)이 목표 작동 속도로 작동(또는 작동 시도)하도록 구성된다. 그러나 또한 위에서 언급한 바와 같이, 동력원(222)은 또한 동력원의 회전 출력을 제어하는 모터 제어기로 제어 가능한 배터리 동력 공급 전기 모터로서 구성될 수 있다. 이러한 구성에서, 본 발명에 기술된 제어 방법은 도 6 및 도 8에 도시된 작동에 대한 것을 포함하여, 본 발명에 기술된 것과 동일하거나 유사한 방식으로 수행될 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 목표 작동 속도는 엔진 제어기(290)와 통신하는 엔진 스로틀(316)의 위치에 의하여 결정될 수 있다. 일반적으로, 엔진 스로틀(316)은 운전자제어 손 또는 발 장치이지만, 스로틀로서 다른 구성도 가능하다. 엔진 스로틀(316)의 상이한 위치는 예를 들어 다른 대응하는 목표 작동 속도에 사전 매핑될 수 있고, 엔진 제어기(290)는 이어서 엔진(222)이 엔진 스로틀(316)의 위치를 기초로 관련 목표 작동 속도에 도달하고 유지하도록 작동할 수 있다. 예를 들어 일부 동력기계의 경우, 100% 스로틀 입력은 최대 목표 작동 속도(예, 2600 RPM)에 해당할 수 있다. 또한 위에서 논의된 바와 같이, 엔진 제어기(290)는 일반적으로, 필요에 따라 토크 증가 또는 감소를 포함하여, 엔진 속도를 제어하기 위하여 엔진(222)에 대한 토크를 증가 또는 감소시키도록 작동하여 목표 작동 속도를 시도하고 달성할 수 있다.

엔진 제어기(290)는 또한 현재 엔진 속도(예, 엔진 속도 센서(292)에 의하여 측정된 실제 엔진 속도)를 탐지하도록 구성된 엔진 속도 센서(292)와 통신한다. 엔진 제어기(290)는 동력원(222)이 목표 작동 속도에 도달했는지 또는 목표 작동 속도와 엔진 속도 센서(292)에 의하여 감지된 현재 엔진 속도 사이의 임의의 오차를 수정하기 위하여 엔진의 작동 변수에 대해 조정이 필요한지를 탐지하기 위하여 엔진 속도 센서(292)를 이용할 수 있다. 일부 경우에 엔진 속도 센서는 엔진 RPM을 직접 측정하여 엔진 속도를 결정할 수 있다. 일부 경우에 엔진 속도 센서는 다른 알려진 방식으로 작동하여 정확 또는 대략적인 엔진 속도를 유도할 수 있다.

도시된 예에서 위에서 일반적으로 언급된 바와 같이, 제어기(310)는 입력 장치로부터의(예, 도 2에 도시된 바와 같이 운전자 제어 장치(260)로부터) 전자 입력에 기초하여 하나 이상의 작업요소에 대한 명령을 수정함으로써, 엔진 제어기(290)와 독립적으로 동력원(222)의 엔진 속도의 간접 전자 제어를 실현할 수 있는 컴퓨팅 장치로서 구성된다. 따라서, 제어기(310)는 프로세서 장치(312)(예, 범용 또는 특수 목적 전자 프로세서) 및 프로세서 장치(312)에 의한 실행을 위한 실행 가능한 지시를 저장할 수 있는 메모리(314)뿐만 아니라 다양한 전자 입력 및 출력 인터페이스를 포함한다. 따라서, 제어기(310)는 일반적으로 하나 이상의 작업요소에 전자 출력 신호(즉, 명령)를 제공하는 것을 포함하여, 다양한 다른 구성요소로부터 전자 신호를 수신하고, 전자 신호를 다양한 다른 구성요소에 제공하도록 구성된다.

제어기(310)는 또한 하나 이상의 운전자 제어 장치(260) 및 하나 이상의 작업요소와 통신한다. 도시된 예에서, 하나 이상의 작업요소는 동력 변환 시스템(224)의 일부로서 구성된다(도 4 참조). 특히, 이 실시예의 도시된 작업요소는 견인요소에 동력을 공급하도록 구성된 하나 이상의 유압 구동 펌프(예, 정수압 구동 펌프(224A, 224B))로 구성된 제1 작업요소 및 도구 기능(예, 틸트 작동기, 리프트 작동기 등)을 위한 작동기에 동력을 공급하는 도구 펌프(224C)로 구성된 제2 작업요소를 포함한다. 제어기(310)는 작업요소의 작동을 위한 입력 명령을 수신하고, 그 명령에 기초하여 작업요소의 작동을 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 운전자는 운전자 제어 장치(260) 중 하나로 포함된 구동 제어 레버에 입력 명령을 제공할 수 있다. 제어기(310)는 이러한 입력 명령을 수신하고 대응하는 제어 신호(예, 변위 명령)를 구동 펌프(224A, 224B)에 제공할 수 있고, 이는 차례로 견인요소에 동력을 공급하여 동력기계(200)에 이동을 제공할 수 있다. 예를 들어, 가변위 구동 펌프의 경우, 제어기(310)는 스풀 밸브의 이동을 명령하여 특정 펌프 변위를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 운전자는 운전자 제어 장치(260)의 일부로서 포함된 도구 제어 레버에 입력 명령을 제공할 수 있고, 제어기(310)는 이러한 입력 명령을 수신하고 대응하는 제어 신호를 도구 펌프(224C)에 제공할 수 있고, 이는 차례로(예, 도 4에 도시된 바와 같이 작업 작동기 회로(238C)를 통하여) 하나 이상의 도구의 이동에 동력을 공급할 수 있다.

엔진 부속품(예, 엔진 팬, 에어컨디션 시스템 등)과 같은 다른 작업요소 중에서 동력 변환 시스템(224)은 엔진(222)에 작동 가능하게 연결되어 동력원(222)에 의하여 생성된 동력(또는 토크)을 소비한다. 유사하게 위에서 일반적으로 논의된 바와 같이, 특정 운전자 입력은 이러한 입력에 기초하여 작업요소의 작동을 통하여 엔진(222)에 대한 특정 동력 또는 토크 요구에 대응할 수 있다. 예를 들어, 구동 펌프(224A, 224B)는 유압 가변위 펌프일 수 있고, 운전자 명령에 의하여 지시되는 변위의 크기는 구동 펌프(224A, 224B)에 의한 동력 소비의 크기에 대응할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 도구 펌프(224C)는 유압 고정 변위 펌프일 수 있고, 관련된 압력 릴리프 설정의 크기는 동력 소비의 크기에 대응할 수 있다.

일부 실시예에서, 제어기(310)는 복수의 제어기로서 구성될 수 있다. 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이, 제어기(310)는 허브 제어기(320) 및 구동 제어기(322)를 포함할 수 있다. 도시된 구성에서, 허브 제어기(320)는 프로세서(312) 및 메모리(314)를 포함하고, 운전자 제어 장치(260), 엔진 제어기(290) 및 엔진 스로틀(316)로부터 입력을 수신할 수 있고, 일반적으로 다양한 다른 동력기계 시스템 및 기능(예, HVAC, 텔레매틱스, 조명 및 다른 시스템)의 조정을 위한 중앙 제어기 로서의 역할을 할 수 있다. 구동 제어기(322)는 프로세서(324) 및 메모리(326)를 포함하고, 허브 제어기(320)와 통신하여 작동 데이터를 송수신할 수 있고, 허브 제어기(320)로부터 구동 제어기(322)로 경로 지정되는 신호에 기초하여 동력 변환 시스템(224)에 명령을 제공하도록 구성될 수 있다(예, 엔진 속도, 스로틀 설정, 운전자 제어 장치(260)로부터의 입력 명령 등에 대응할 수 있음).

또한 위에서 일반적으로 논의된 바와 같이, 다양한 다른 제어기 구성이 가능하다. 따라서 아래 논의에서 특정 제어기가 전용 제어기로 지정되지 않는 한, 임의의 주어진 제어기는 전용 또는 통합 제어기로 실현될 수 있다. 유사하게 반대로 명시되지 않는 한, 특정 제어기에 의한 특정 작업의 실현에 대한 논의는 본질적으로 다른 제어기에 의한 특정 작업의 일부 또는 모두의 실현에 대한 논의를 포함한다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 엔진에 요구되는 동력 또는 토크가 엔진 제어기(290)에 의하여 설정된 목표 작동 속도에서 엔진이 공급할 수 있는 것보다 더 많은 상황에서, 제어기(310)는 다른 작업요소(예, 작업그룹 또는 부속품 요소)의 서비스 가능한 기능을 유지하면서, 일부 작업요소(예, 견인요소)에 전달되는 동력을 최대화하도록 기능하는 제어 전략(400)(도 6 참조)을 실행하도록 구성된다. 동력 변환 시스템(224)의 작동 동안, 동력 변환 시스템(224)에 의하여 소비되는 동력은 때때로 동력원(222)의 대응 부하로 인해 드룹 상태를 유발할 수 있다. 이에 대응하여, 엔진 제어기(290)는 엔진 토크를 증가시킴으로써 드룹 상태로부터 회복을 시도하는, 즉 관련 목표 작동 속도를 유지하도록 기능한다. 그러나 일부 경우에는 작업요소로부터의 누적 동력 요구량이 목표 작동 속도에서 엔진이 공급할 수 있는 최대 동력 출력보다 클 수 있다. 이 경우에 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 제어기(310)는 엔진이 목표 작동 속도보다 목표 안정화 속도를 향하여 설정되도록 작동할 수 있고, 목표 안정화 속도는 목표 작동 속도 이하의 드룹의 미리 결정된 목표량에 대응한다. 따라서 일부 경우에는 동력기계는 과-변위 엔진(위에서 논의됨)의 예측할 수 없는 평형 작용 또는 종래 제어 시스템 고유의 다른 유해한 효과를 피하고, 하나 이상의 특정 작업요소(예, 구동 펌프)에 최적의(예, 최대) 동력 전달을 제공하도록 할 수 있다.

보다 구체적으로 일부 경우에, 제어기(310)는 목표 작동 속도보다 낮고, 동력기계의 현재 작동 조건(예, 작업그룹의 부하, 엔진 속도, 스로틀 위치 등)의 특정 동력-전달 프로파일에 대응하는 목표 안정화 속도를 결정하는(402) 것을 시작할 수 있다. 그 다음, 제어기(310)는 동력기계(200)의 하나 이상의 작업요소의 작동을 위하여 운전자 제어장치(260)로부터 입력 명령을 수신할(404) 수 있다. 입력 명령을 수신하면(404), 제어기(310)는 작업요소의 작동을 제어하기 위하여 작업요소(예, 구동 펌프(224A, 224B))에 명령을 출력할(406) 수 있다. 그러나 수신(404) 입력 명령(예, 운전자에 의한 최대 견인력 요구에 대한 최대 구동 펌프 변위)에 직접적으로 대응하는 출력(406) 명령을 단순히 제공하기보다는, 제어기(310)는 먼저 결정된(402) 목표 안정화 속도에 기초하여 입력 명령을 조정할(408) 수 있다.

예를 들어 아래에서 추가로 논의되는 바와 같이, 특정 스로틀 위치 및 현재 비-구동 부하(예, 작업그룹 및 부속품 요소로부터)에서 견인요소로의 최대 동력 전달은 목표 작동 속도(즉, 특정 목표 안정화 속도) 이하의 특정 엔진 속도에 대응할 수 있다. 또한, 특정 엔진 속도는 차례로 현재 스로틀 설정 및 엔진의 비-견인 부하에서 구동 펌프의 특정 변위 또는 토크 설정에 대응할 수 있다. 따라서, 제어기(310)는 운전자-초기 명령을 구동 펌프에 스케일 할 수 있고, 운전자에 의한 최대 동력 명령은 구동 펌프에서의 특정 변위 또는 토크 설정에 대응하고, 운전자에 의한 다른 동력 명령은 유사하게 디폴트 값(즉, 조정되지 않은) 아래로 스케일 될 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어 운전자가 변위 또는 과-변위 엔진에서 최대 구동력을 명령하면, 최대 가용 동력이 관련 견인요소에 전달되도록 관련 견인요소가 제어될 수 있고, 유사하게 엔진은 목표 작동 속도보다 목표 안정화 속도로 끌어당겨진다(다시, 일반적으로 엔진 제어기(290)에 의한 속도 회복 노력에 반대).

일부 실시예에서, 특정 작동 조건(예, 특정 스로틀 설정 및 작업그룹 부하)에 대한 목표 안정화 속도는 동력기계의 알려진 작동 조건에 기초하여 결정(예, 미리 결정)될 수 있다. 이와 관련하여 도 7을 참조하면, 엔진(222)에 대한 예시적인 동력 및 토크 곡선이 가변 엔진 속도에서 작업요소로부터의 예시적인 동력 수요 및 동력 가용성과 함께 도시되어 있다. 특히, 도 7의 곡선은 최대 스로틀에서 엔진(222)의 작동을 위한 토크 및 동력, 최대 릴리프에서 고정 변위 비-구동 부하의 작동으로부터의(예, 도구 펌프 및 엔진 팬으로부터) 동력 요구량 및 견인요소에 대한 대응하는 가용 동력을 도시한다. 그러나 다른 작동 조건(예, 다른 스로틀 설정, 다른 비-구동 부하 등)에 대해 유사한 곡선을 구성할 수 있다.

일반적으로, 엔진 제어기(290)(도 5 참조)는 최대 동력이 생성되는 지점에서 목표 작동 속도를 설정할 수 있다. 도 7의 실시예에서, 엔진 제어기(290)(도 5 참조)에 의하여 설정된 목표 작동 속도는 2600 RPM이고, 이는 최대 스로틀에서 엔진으로부터의 최대 출력에 대응할 수 있지만 반드시 최대 엔진 토크에 대응할 필요는 없다. 엔진 제어기(290)는 일반적으로 2600 RPM의 목표 작동 속도를 유지하려고 노력할 수 있지만, 작업요소로부터의 누적 동력 요구량이 목표 작동 속도에서의 엔진의 변위를 초과하면, 엔진은 드룹 상태에 들어갈 수 있다. 예를 들어, 도구 펌프(224C)가 최대 토크(예, 최대 릴리프 압력)에서 작동하고, 구동 펌프(224A, 224B)가 최대 변위에서 작동하는 동안, 동력 요구량은 엔진 변위를 초과할 수 있고 엔진 속도는 감소하기 시작할 수 있다.

또한 위에서 논의된 바와 같이, 이러한 엔진 드룹은 통상적으로 동력기계 작동에 바람직하지 않은 것으로 고려되지만, 본 발명의 실시예는 엔진 드룹의 목표량 을 제공하여 개선된 동력 전달을 제공하도록 작동할 수 있다. 계속해서 도 7을 참조하면, 예를 들어, 라인(420, 422)은 각각 엔진(222)에 의하여 생성된 동력 및 토크를 도시하고, 라인(424)은 도구 펌프(224C)(및 일부 경우에 다른 비-구동 부하)에 의하여 소비되는 동력을 도시하고, 라인(426)은 구동 펌프(224A, 224B)에 이용 가능한 동력을 도시한다. 즉, 라인(426)은 도구 펌프(224C)(및 엔진 부속품 부하와 같은 엔진 상의 임의의 다른 부하)에 의하여 소비되는 동력보다 적은 동력원(222)에 의하여 생성된 동력을 나타낸다. 이 실시예에서는 약 1800 RPM에서 엔진이 제공하는 총 동력 출력에서 명확한 변곡점이 있다. 특히, 동력원(222)으로부터의 동력 출력의 증가율은 1800 RPM 이상으로 감소한다. 대조적으로, 도구 펌프(224C)로부터의 동력 요구량은 엔진 속도에 따라 선형으로 계속 증가한다(예, 릴리프 압력에서 일정-변위 작동으로 인하여). 결과적으로, 더 높은 RPM(예, 대략 2600 RPM)에서 엔진(222)에 의하여 더 많은 동력이 생성되지만, 견인 작동에 동력을 공급하기 위하여 구동 펌프(224A, 224B)에 더 적은 동력이 이용 가능하다.

엔진 속도가 떨어지기 시작하면, 엔진 제어기(290)(도 5 참조)의 작동은 일반적으로 엔진을 목표 작동 속도(예, 2600 RPM)로 복귀시키려고 시도할 것이다. 위에서 일반적으로 언급한 바와 같이, 종래의 접근 방식에서는 엔진이 목표 작동 속도로 복귀하도록 하는 가용 토크의 부족으로 인하여 다양한 값에서 엔진 속도의 설정이 예측할 수 없고 그에 상응하는 해로운 영향이 발생할 수 있다. 그러나 또한 위에서 일반적으로 논의된 바와 같이, 제어기(310)(도 5 참조)는 엔진 속도를 목표 안정화 속도(예, 1800 RPM)로 끌어당기기 위하여 견인요소에 대한 입력 명령을 조정하도록 구성될 수 있다. 목표 안정화 속도에 기초하는 운전자 명령의 이러한 조정은 엔진 속도가 바람직한 안정화 지점으로 이동하고, 견인요소에 최적(예, 최대) 동력이 제공되도록 도움이 될 수 있다.

특히 도 7에 도시된 바와 같이, 제어기(310)는 목표 안정화 속도를 대략 800 RPM의 목표 드룹에 대응하여 대략 1800 RPM으로 결정할 수 있다. 또한, 관련 견인요소 및 엔진의 알려진 특성(예, 미리 결정된 성능 곡선으로 표시)에 기초하여, 제어기(310)는 목표 작동 속도(또는 목표 드룹)에서 사용 가능한 엔진 출력에 대응하는 견인요소에 대한 변위(또는 토크) 한계를 결정할 수 있다. 따라서, 도 6의 제어 전략(400)에 따라, 제어기(310)는 견인요소에 대한 최대 토크 명령이 결정된 변위(또는 토크) 한계에 대응하고, 유사하게 견인요소에 대한 엔진으로부터의 최대 가용 동력에 대응하도록 운전자 입력 명령을 조정할 수 있다. 바람직하게는, 제어기(310)는 이어서 변화하는 작동 조건(예, 작업그룹 부하 변경)에 대해 유사하게 기능을 계속하여, 관련 작업요소에 대한 조정되지 않은 동력 요구량이 엔진 변위를 초과하는 한, 엔진 제어기(290)가 목표 작동 속도(예, 2600 RPM)로 회복되는 것을 방지할 수 있다.

도시된 실시예에서, 목표 안정화 속도는 일정-변위 도구 펌프(224C)의 작동 동안에 구동 펌프(224A, 224B)에서 최대 가용 동력 및 최대 전체 토크를 초래하는 엔진 속도에 실질적으로 대응한다. 이와 관련하여 목표 안정화 속도는 때때로 주어진 스로틀 위치 및 비-구동 부하에 대해 구동 펌프(224A, 224B)에서 최대 전체 토크 또는 최대 동력 출력을 제공하는 엔진 속도의 10% 이내(예, 5% 이내 또는 1% 이내)일 수 있다. 그러나 목표 안정화 속도에 대한 다른 제한도 가능하다.

최대 스로틀에서 작업그룹 요소의 최대 릴리프 작동(도 7 참조)이 일반적인 작동 조건(예, 정지 작업, 굴착 작업 등)일 수 있지만, 다양한 다른 작동 조건도 가능하다. 또한, 목표 안정화 속도에 대한 최적값은 서로 다른 동력기계 사이뿐만 아니라 서로 다른 작동 조건 사이에서도 변할 수 있다. 따라서, 일부 경우에 제어기(310)가 현재 작동 조건에 최적일 수 있는 특정 목표 안정화 속도를 선택할 수 있도록, 다양한 작동 조건(또는 동력기계 구성)에 대한 목표 안정화 속도를 미리 결정하는 것이 유용할 수 있다. 일부 실시예에서, 특정 작동 조건에 대한 목표 안정화 속도는 현재 작업그룹 토크 부하, 현재 스로틀 위치 및 엔진 및 관련 작업요소의 일반적인 성능 특성을 포함하는 다양한 요인에 기초하여 결정될 수 있다. 다른 관련 작업요소의 예로는 충전 펌프 토크 부하 및 보조 토크 부하가 있다.

일부 경우에, 미리 결정된 목표 안정화 속도는 참조표(예, 메모리(314)의 어레이 값(도 5 참조))에 저장될 수 있고, 이는 특정 작동 조건(예, 특정 스로틀 설정 및 비-구동 토크 부하)에 대한 관련 목표 안정화 속도를 결정하기 위하여 제어기(310)에 의하여 참조될 수 있다. 일부 실시예는 스로틀 설정(예, 최대 스로틀 및 낮은 비사용(idle)), 작업그룹 부하(예, 전체 부하 및 제로 부하) 또는 다른 작동 조건에 대한 제한된 수의 미리 결정된 목표 안정화 속도를 포함될 수 있고, 목표 안정화 속도는 수치 보간(interpolation)을 통하여 다른 작동 조건(예, 다른 작업그룹 부하)에 대하여 결정될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 일부 예에서 제어기(310)는 또한 엔진 속도의 과도한 감소로 인한 엔진 멈춤을 방지하도록 작동할 수 있다. 예를 들어, 엔진 속도가 특정 속도(예, 최대 토크 지점 또는 그 이하의 엔진 속도) 아래로 떨어지면, 엔진(222)이 회복되지 않고 그에 따라 멈출 수 있다. 이를 피하기 위하여, 임의의 특정 작동 조건에 대해, 제어기(310)는 때때로 목표 안정화 속도와 다른 최소 안정화 속도(예, 최대 엔진 드룹에 대응)를 결정할 수 있고, 또한 작업요소(예, 구동 펌프(224A, 224B)의 작동을 제어(410) 하여 엔진(222)의 속도가 최소 안정화 속도 이하로 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 견인요소에 대한 운전자 명령은 최소 안정화 속도를 기초로 더 조정되고, 최대 구동 토크에 대한 운전자의 명령은 엔진 멈춤을 일으키지 않는 변위(또는 토크) 제한 하에서만 실현될 수 있다. 다시 말해서, 최대 드룹이 설정될 수 있고, 제어기(310)는 운전자 입력의 조정에 기초하여 작업요소(410)를 제어하여 동력원(222)이 최대 드룹을 초과하지 않도록 할 수 있다. 일부 경우에 따라, 목표 안정화 속도와 유사하게 최소 안정화 속도도 미리 결정되고 메모리에 저장된 참조표를 참조하여 작동 중에 식별될 수 있다.

일반적으로 목표 안정화 속도는 최소 안정화 속도보다 크고, 목표 안정화 속도를 기초로 하는 작업요소의 조정된 제어는 엔진 멈춤의 위험이 없다. 또한, 일부 경우에는 특정 작동 조건하에서 엔진의 최대 토크 지점에 해당할 수 있다. 유사하게 일부 경우에, 목표 안정화 속도는 최대 엔진 토크 또는 견인요소에 대한 최대 동력 전달에 해당하는 속도를 제공하는 속도와 항상 동일하지 않을 수 있다. 다시 말해서, 목표 안정화 속도는 때때로 엔진이 멈춤 상태로 끌어당기는 것을 피하기 위하여, 최대 동력 전달을 제공하는 매우 높은 속도일 수 있다. 따라서 또한 위에서 논의된 바와 같이, 목표 안정화 속도는 일반적으로 반드시 견인요소에 최대 동력 전달을 제공하는 속도이기보다는, 견인요소에 최적의 동력 전달을 제공할 수 있는 속도로 더 고려될 수 있다. 참고로 도 7에 도시된 바와 같이, 더 높은 엔진 속도에서 예시 라인(426)의 음(negative)의 기울기에 의하여, 엔진 속도를 목표 작동 속도로부터 멀리 당기는 제어기(310)의 작동은 목표 안정화 속도가 견인요소에 최대 동력 전달을 위한 속도보다 더 높더라도, 견인요소에 대한 가용 동력을 증가시키는 역할을 한다.

이제 도 8을 참조하면, 엔진 제어기(290)에 의한 엔진 속도의 제어와 별개로, 작업요소(예, 구동 펌프(224A, 224B))의 제어에 의하여 엔진 속도를 제어하기 위하여, 허브 제어기(320) 및 구동 제어기(322)에 의하여 단독으로 또는 다른 제어기와 결합하여 일반적으로 실행될 수 있는 예시적인 알고리즘(500)이 제공된다. 특히 알고리즘(500)은 위에서 논의된 바와 같이, 목표 안정화 속도에 대응하는 목표 엔진 드룹의 계산에 의하여 작동하고, 이어서 목표 엔진 드룹 및 다른 입력에 기초하여 운전자 제어를 조정할 수 있다. 그러나 다른 실시예에서, 목표 드룹을 명시적으로 계산하지 않고(또는 그 반대), 타겟 안정화 속도에 직접 기초하여 유사한 제어가 실현될 수 있다. 또한 위의 다른 실시예와 같이, 예시적인 알고리즘(500)이 견인요소의 제어를 통하여 엔진 속도를 제어하는 것에 대하여 제시되지만, 일부 실시예는 유사한 방식으로 예를 들어 가변위 도구 펌프 또는 팬 속도 감소를 통한 충전 펌프의 동력 소비 감소와 같은 임의의 동력 소비 기능을 제어함으로써 유사한 방식으로 다른 작업요소를 제어할 수 있다.

도시된 실시예에서, 알고리즘(500)은 예를 들어 작업요소로부터의 현재 토크 부하, 현재 스로틀 설정 등에 의하여 표시된 바와 같은, 현재 작동 조건에 기초하여 목표 엔진 드룹을 결정하는(502) 것에 의하여 시작할 수 있다. 일부 실시예에서, 허브 제어기는 우선 목표 안정화 속도를 식별함으로써 적절한 목표 엔진 드룹을 결정할 수 있다(502). 예를 들어, 위에서 상세하게 논의되고 일반적으로 도 8에 도시된 바와 같이, 목표 안정화 속도(및 목표 엔진 드룹)는 현재 엔진 스로틀 위치 및 현재 작업그룹 토크 부하 및 기타 요인에 기초하여 결정될 수 있다. 동력기계의 현재 작동 조건에 대한 목표 엔진 드룹은 목표 안정화 속도와 목표 작동 속도 사이의 차이로 식별될 수 있다 - 즉, 목표 작동 속도에서 목표 안정화 속도로 이동하는데 필요한 엔진 속도의 감소 표시.

일부 경우에서, 목표 엔진 드룹을 결정하는(502) 것을 알리기 위하여, 토크 부하(예, 도구 펌프(224C)로부터의)는 압력을 감지하고(예, 도구 펌프(224C)로부터의 출력에서), 그 압력을 토크 부하와 서로 관련시킴으로써 산정될 수 있다. 일부 경우에, 토크 부하는 운전자 제어장치의 위치(예, 운전자 레버 위치 또는 스풀 위치 등)를 탐지하거나 또는 스풀 밸브로부터 위치 신호를 수신하고 그리고 관련 위치를 토크 부하와 서로 관련시킴으로써 산정될 수 있다. 일부 경우에, 특정 작동 조건에 대한 목표 작동 속도는 엔진 제어기(또는 다른 소스)로부터 허브 제어기에서 수신될 수 있고, 또는 동력기계 또는 엔진의 알려진 특성에 기초하여 엔진 스로틀의 위치 또는 다른 입력으로부터 획득될 수 있다.

목표 엔진 드룹이 결정되면(502), 알고리즘은 실제 값과 목표 값 사이의 관련 오차를 계산하도록 진행할 수 있다(504). 예를 들어, 허브 제어기는 현재 엔진 속도와 목표 안정화 속도 사이의 차이를 나타내는 엔진 속도 오차를 결정할 수 있다(예, 현재 엔진 드룹과 타겟 엔진 드룹 사이의 차이로 표현). 따라서, 엔진 속도 오차는 일반적으로 엔진 속도가 목표 안정화 속도에 또는 그 부근에 있는지를 나타낼 수 있다. 마찬가지로, 예를 들어 엔진 속도 오차의 크기는 작업요소의 제어에 의하여, 목표 안정화 속도를 향하여 엔진 속도를 끌어당길 필요가 있을 수 있는 정도를 나타낼 수 있다.

일부 경우에, 알고리즘(500)의 실현의 일부로서, 제어기는 또한 엔진 가속도의 오차(즉, 시간 경과에 따른 엔진 속도의 변화)를 계산(504)할 수 있다. 일부 경우에, 미리 결정된 제어 전략은 특정 속도 오차에 대한 선호 엔진 가속도를 나타낼 수 있고, 계산된(504) 가속도 오차는 목표 안정화 속도를 추구하기 위하여 작업요소의 제어가 사용되어야 하는 비율을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 엔진이 드룹 상태에 있지만 현재 속도가 목표 안정화 속도보다 훨씬 더 큰 경우에, 더 큰 엔진 가속도 값이 유리하므로, 엔진 속도는 목표 안정화 속도를 향하여 상대적으로 빠르게 끌어 당겨질 수 있다. 대조적으로, 속도 오차가 적어짐에 따라, 즉 현재 엔진 속도가 목표 안정화 속도에 근접함에 따라, 목표 안정화 속도를 지난(예, 그 이하) 엔진 속도의 초과를 최소화하기 위하여 더 작은 크기의 엔진 가속도 값이 유용할 수 있다. 이와 관련하여 예를 들어, 목표 엔진 가속도 값은 특정 동력기계 또는 작동 조건에 대해 목표 안정화 속도에 대한 특정의 전체 및 제동(damping) 동작을 규정하도록 조정될 수 있다.

가속도 오차의 고려는 다른 방식으로 제어를 개선할 수 있다. 예를 들어 낮은 부하에서, 약간의 부하 증가만으로도 때때로 엔진 드룹이 발생할 수 있다. 가속도 오차를 기초로 제어하는 것은 이러한 유형의 일시적인 드룹 상태가 무시되거나 또는 최소한 덜 적극적인 제어 응답으로 해결할 수 있다. 유사하게, 실제 높은 값의 엔진 가속도는 때때로 엔진 속도 오차가 무시할 수 있거나 심지어 음수일지라도 드룹 상태가 긴급함을 나타낼 수 있다. 바람직하게는, 작업요소에 대한 제어는 이어서 사전에 실현(또는 준비)될 수 있다.

일반적으로 목표 드룹 및 관련 변수(예, 속도 및 가속도 오차)는 다른 관련 제어 변수와 마찬가지로 동력기계의 작동 중에 연속적으로 결정할 수 있다. 그러나 또한 위에서 일반적으로 논의된 바와 같이, 엔진 속도를 제어하는 운전자 명령의 조정은 일반적으로 엔진이 과부하된 경우에만 실현될 수 있다. 따라서 예를 들어, 일부 결정된(502) 타겟 드룹 값은 운전자 명령의 조정을 적극적으로 알리지 않을 수 있다. 또한, 결정된(502) 목표 드룹 값은 일반적으로 관련 운전자 명령이 없는 경우 엔진 속도를 제어하는 데 사용되지 않는다.

또한 일부 경우에, 목표 드룹은 최대 드룹 값을 기초로 수정할 수 있다. 예를 들어, 엔진 멈춤이 특정 스로틀 설정(또는 다른 작동 조건)에 대한 특정 속도 이하에서 예상되는 경우, 위에서 설명된 바와 같이 초기에 결정된(502) 목표 엔진 드룹은 추가로 수정되어(예, 크기 감소) 목표 엔진 드룹에 기초한 작업요소의 제어가 엔진 속도를 멈춤으로 끌어당기지 않는다. 이와 관련하여, 최대 엔진 드룹에 기초한 제어는 위에 논의한 바와 같이 최소 안정화 속도에 기초한 제어와 사실상 동일할 수 있다.

다시 도 8에 도시된 바와 같이, 알고리즘(500)은 계산된 오차(504)에 기초하여 엔진 가속도 및 속도 제어 변수를 결정하는(506) 것을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 관련 작업요소(예, 구동 펌프(224A, 224B))에 대한 관련 토크 또는 변위 한계에 대응할 수 있는 속도 및 가속도 오차에 대한 적절한 이득이 제공될 수 있다. 일부 경우에 위에서 일반적으로 논의된 바와 같이, 특정(예, 견인) 작업요소에 최적의 동력 전달을 제공할 수 있는 목표 안정화 속도(예, 목표 엔진 가속도)로 엔진 속도를 끌어당기기 위하여, 특정 동력기계 또는 작동 조건에 대해 토크 및 변위 제한이 결정될 수 있다.

운전자 명령(예, 도시된 바와 같은 구동 명령)을 수신하면, 알고리즘(500)은 구동 명령 및 결정된(506) 제어 변수에 기초하여 관련 작업요소(예, 도시된 바와 같은 견인요소)를 제어하는(510) 것을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 구동 제어기는 특정 명령된 구동 펌프 변위에 대응하는 운전자 구동 명령을 수신할 수 있다(예, 명령된 스풀 위치를 통하여). 이어서 구동 제어기는 허브 제어기(320)에 의하여 수신된 토크/변위 제한에 기초하여 구동 명령을 수정하고(예, 선형으로 스케일) 수정된 명령을 관련 작업요소에 제공할 수 있다. 따라서 예를 들어, 운전자가 구동 펌프의 최대 변위를 명령하면, 구동 펌프는 실제로 제어되어(510) 더 낮은 변위에서 작동하여, 엔진을 목표 안정화 속도(또는 목표 드룹)로 끌어당길 수 있는 부하를 제공할 수 있다.

일반적으로 도 8에 도시된 바와 같이, 알고리즘(500)의 하나 이상의 작동은 동력기계의 작동 동안에, 예를 들어 연속적으로 반복될 수 있다. 유사하게 일부 경우에, 알고리즘(500)의 하나의 사이클의 특정 작동은 알고리즘(500)의 후속 사이클의 작동에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 엔진 가속도 및 속도에 대한 제어 변수를 결정하는(506) 것의 일부로서, 알고리즘(500)은 특정 목표 엔진 가속도를 결정하는(506) 것을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 이 목표 엔진 가속도는 이어서 가속도 오차 계산(504)을 알릴 수 있고, 차례로 업데이트된 제어 변수의 후속 결정(506)을 알릴 수 있다(예, 가속도 오차가 크면, 목표 안정화 속도를 향하여 엔진 속도를 보다 적극적으로 끌어당기기 위하여).

일부 실시예에서, 본 발명에 따른 방법의 컴퓨터 실행을 포함하는 본 발명은, 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어 또는 그들의 결합을 산출하여 프로세서 장치 또는 컴퓨터(예, 메모리에 작동 가능하게 결합된 프로세서 장치)를 제어하여 여기에 기술된 본 발명을 실행하는 표준 프로그래밍 또는 엔지니어링 기술을 사용하여 시스템, 방법, 장치 또는 제조물에 실행될 수 있다. 따라서 예를 들어 일부 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 장치를 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.

일부 실시예에 따른 방법의 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, 제어기 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 (20)

1. 하나 이상의 컴퓨팅 장치로 엔진(222)의 목표 안정화 속도를 결정하는 단계;
   하나 이상의 컴퓨팅 장치에서 동력기계(200)의 작업요소(130)의 작동을 위한 입력 명령을 수신하는 단계; 및
   하나 이상의 컴퓨팅 장치로 목표 안정화 속도 및 입력 명령에 기초하여 작업요소(130)의 작동을 제어하여 엔진(222)이 목표 작동 속도 이하로 작동하게 하는 단계를 포함하고;
   상기 목표 안정화 속도는 엔진(222)의 목표 작동 속도보다 느리고, 엔진 제어기(290)는 목표 작동 속도에 기초하여 엔진(222)의 작동을 제어하도록 구성되는, 동력기계(200)의 엔진(220) 작동을 관리하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 작업요소(130)의 작동을 제어하는 단계는 목표 안정화 속도에 기초하여, 작업요소(130)의 제어를 위한 출력 신호를 수신된 입력 명령에 대응하는 디폴트 출력 신호 이하로 감소하는 단계를 포함하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 작업요소(130)의 작동을 제어하는 단계는 작업요소(130)에 대한 변위 제한 또는 작업요소(130)에 대한 토크 제한 중 하나 이상에 기초하여 수신된 입력 명령에 관한 출력 신호를 스케일링하는 단계를 포함하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 작업요소(130)의 작동을 제어하는 단계는 엔진(222)의 최소 안정화 속도에 기초하여 출력 신호를 스케일링하는 단계를 포함하는 방법.
5. 제2항에 있어서, 상기 작업요소(130)는 엔진(222)에 의하여 동력이 공급되는 구동 펌프(224A)인 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 엔진(222)은 추가 작업요소(130)에 동력을 공급하도록 더 구성되고, 그리고 엔진(222)이 목표 작동 속도 이하로 작동하도록 구동 펌프(224A)의 작동을 제어하는 것은 목표 작동 속도에서의 엔진(222) 작동과 비교하여 엔진(222)으로부터 추가 작업요소로(130)의 동력 전달을 감소하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 엔진 제어기(290)는 엔진 토크를 증가시켜 목표 작동 속도를 향하여 엔진 속도를 증가시키도록 구성되고, 그리고 작업요소(130)의 작동을 제어하는 것은 엔진 제어기(290)가 목표 작동 속도를 변경하지 않고 엔진(222)이 목표 작동 속도 이하로 작동하게 하는 방법.
8. 메인 프레임(110);
   회전 출력을 제공하도록 구성된 동력원(222);
   메인 프레임(110)에 의하여 지지되고 동력원(222)에 의하여 동력이 공급되는 유압 구동 시스템의 유압 구동 펌프(224A)로 구성된 제1 작업요소;
   메인 프레임(111)에 의하여 지지되고 동력원(222)에 의하여 동력이 공급되는 제2 작업요소(130); 및
   동력원(222)의 회전 출력의 목표 작동 속도에 기초하여 동력원(222)의 작동을 제어하도록 구성된 동력원 제어 모듈(290); 및 유압 구동 시스템의 작동을 위한 운전자 입력과 목표 작동 속도보다 낮은 동력원(222)의 회전 출력을 위한 목표 안정화 속도에 기초하여 유압 구동 펌프(224A)의 작동을 제어하도록 구성된 구동 제어 모듈(322)을 포함하는 제어 시스템(300)을 포함하는 동력기계(200).
9. 제8항에 있어서, 상기 동력원(222)은 내연기관으로 구성되는 동력기계.
10. 제8항에 있어서, 상기 동력원(222)은 전기 모터로 구성되는 동력기계.
11. 제8항에 있어서, 상기 구동 제어 모듈(322)은 제2 작업요소(130)의 작동 동안에, 동력원(222)으로부터 유압 구동 펌프(224A)로의 최대 동력 전달에 대응하는 목표 안정화 속도를 결정하도록 구성되는 동력기계.
12. 제11항에 있어서, 상기 제2 작업요소(130)는 도구 펌프(224C)인 동력기계.
13. 제12항에 있어서, 상기 도구 펌프(224C)는 고정 변위인 동력기계.
14. 제8항에 있어서, 상기 목표 안정화 속도에 기초하여 유압 구동 펌프(224A)의 작동을 제어하는 것은 목표 안정화 속도에 대응하는 목표 드룹을 결정하는 것을 포함하는 동력기계.
15. 제8항에 있어서, 상기 동력원(222)의 회전 출력을 위한 목표 안정화 속도에 기초하여 유압 구동 펌프(224A)의 작동을 제어하는 것은, 회전 출력의 실제 속도와 목표 안정화 속도 사이의 속도 오차 또는 회전 출력의 실제 속도 변화와 목표 속도 변화 사이의 가속도 오차 중의 하나 이상을 결정하는 것을 포함하는 동력기계.
16. 제8항에 있어서, 상기 구동 제어 모듈(322)은 목표 안정화 속도보다 더 적은 최소 안정화 속도를 결정하고, 유압 구동 펌프(224A)의 작동을 제어하여 유압 구동 펌프(224A)의 명령받은 부하로 인하여 동력원의 회전 출력 속도가 최소 안정화 속도 이하로 안정화되는 것을 방지하도록 더 구성되는 동력기계.
17. 제1 유압 작업요소(224A)의 작동을 위한 명령을 수신하도록 구성된 입력 장치(260);
    현재 엔진 속도를 결정하도록 구성된 엔진 속도 센서(292); 및
    제1 유압 작업요소(224A)의 작동을 위한 운전자 명령을 수신하고; 현재 엔진 속도의 표시를 수신하고; 제2 유압 작업요소(224C)의 현재 부하 및 현재 스로틀 설정에 기초하여 엔진(222)의 목표 안정화 속도를 결정하고; 그리고 제1 유압 작업요소(224A)의 작동을 제어하도록 구성되는 하나 이상의 전자 제어 장치를 포함하는 동력기계(200)의 제어 시스템(300)으로서;
    상기 목표 안정화 속도는 엔진의 목표 작동 엔진 속도보다 느리고; 엔진(222)의 부하가 현재 엔진 속도를 목표 작동 엔진 속도 이하로 떨어뜨리면, 제1 유압 작업요소(224A)의 작동 제어는 목표 안정화 속도에 기초하여 제1 유압 작업요소(224A)에 대한 운전자 명령을 조정하는 것을 포함하고; 그리고 동력기계(200)는 엔진(200), 엔진(200)에 의하여 동력이 공급되는 제1 유압 작업요소(224A) 및 엔진(222)에 의하여 동력이 공급되는 제2 유압 작업요소(224C)를 포함하는, 동력기계(200)의 제어 시스템(300).
18. 제17항에 있어서, 상기 제1 유압 작업요소(224A)에 대한 운전자 명령을 조정하는 것은, 현재 엔진 속도와 목표 안정화 속도 사이의 차이를 나타내는 엔진 속도 오차 또는 현재 엔진 가속도와 목표 엔진 가속도 사이의 엔진 가속도 오차 중의 하나 이상에 기초하는 동력기계의 제어 시스템.
19. 제18항에 있어서, 상기 제1 유압 작업요소(224A)는 유압 구동 펌프이고, 목표 안정화 속도에 기초하여 제1 유압 작업요소(224A)를 제어하는 것은 목표 안정화 속도에 기초하여 제1 유압 작업요소(224A)에 대한 변위 제한 또는 토크 제한의 하나 이상을 설정하는 것을 포함하는 동력기계의 제어 시스템.
20. 제19항에 있어서, 상기 목표 안정화 속도는 엔진(222)에 의하여 최대 토크가 제공되는 엔진 속도에 대응하는 최소 안정화 속도보다 더 큰 동력기계의 제어 시스템.