KR20110079615A

KR20110079615A - 작업기계의 브레이크 시스템 및 작업기계의 브레이크 시스템을 작동시키기 위한 방법

Info

Publication number: KR20110079615A
Application number: KR20117005359A
Authority: KR
Inventors: 알프레드 리히터; 프레드릭 라스트레
Original assignee: 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2011-07-07
Also published as: KR20140101878A; CN102149583A; CN102149583B; US20110300992A1; JP2012501898A; US9017220B2; EP2334525B1; JP5390615B2; RU2011113407A; EP3686072B1; EP2334525A4; BRPI0823071A2; KR101505588B1; EP3686072A1; WO2010027302A1; EP2334525A1; RU2496667C2

Abstract

본 발명은 작업기계(100)의 적어도 하나의 지면 접지 요소(102L, 102R, 104L, 104R) 상에 직접적으로 또는 간접적으로 작용하는 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크(106L, 106R, 108L, 108R)와, 상기 작업기계의 작동을 위해 충분한 작동 위치 및 해제 위치 사이에서 이동 가능한 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)을 포함하는 작업기계를 위한 브레이크 시스템(10)을 작동시키기 위한 방법에 관한 것이다.
상기 브레이크 시스템(10)의 작동 상태에 있어서, 상기 악셀레이터 액츄에이터(22)가 해제될 때, 상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)가 충분히 작동 위치로 이동된다.

Description

작업기계의 브레이크 시스템 및 작업기계의 브레이크 시스템을 작동시키기 위한 방법{METHOD FOR OPERATING A BRAKE SYSTEM OF A WORK MACHINE AND BRAKE SYSTEM FOR A WORK MACHINE}

본 발명은 작업기계의 브레이크 시스템 작동을 위한 방법 및 독립항에 관한 전제부에 따르는 작업기계용 브레이크 시스템에 관한 것이다.

예컨대 굴삭기나 휠 로더는 작업기계 또한 소위 건설기계 또는 건설 차량용으로 설계되며, 트럭이나 승합차량이 운행하기 어려운 험난한 오프-로드 환경에 사용되며, 그러한 환경에서 운행되는 경우에는 험난한 조건에 노출될 때에 손상을 받을 수 있다.

휠 로더와 같은 작업기계는 땅파기를 위한 작업을 위해 작업기계가 정지시 작동되는 디깅 브레이크(digging brake)와 같은 오퍼레이팅 브레이크 뿐만 아니라 파킹 브레이크를 사용하고 있다. 파킹 브레이크는 작업이 없는 상황에서 차량이 정지시에 사용된다. 종래에 있어서 작업기계는 오퍼레이팅 브레이크를 작동시키기 위해서 오퍼레이팅 브레이크 패달이 충분히 작동 위치로 가압되어야 한다. 오퍼레이팅 브레이크는 해제 작동하기 위해서 오퍼레이팅 브레이크 패달이 결합 위치로부터 충분히 해제되어야 한다. 오퍼레이팅 브레이크 패달의 해제를 위해서는 패달이 패달 해제 이전에 높은 힘으로 작동 위치보다 더 가압되어야 한다.

유럽특허공고 EP0989039 B1에는 브레이크 장치와 휠 드라이브를 구비한 굴삭기가 공개되어 있는 바, 이 브레이크 장치는 각각의 휠 상에 파킹 브레이크 및 오퍼레이팅 브레이크를 포함하여 구성된다. 오퍼레이팅 브레이크는 컨트롤 유닛에 의해 제어되는 밸브가 포함된 유압시스템을 사용하는 자동 브레이크 시스템에 의해 작동된다.

상기 밸브는 자동 브레이크 시스템이 작동할 때 브레이크 패달의 작동에 대하여 독립적으로 브레이크들을 작동시킨다. 예를 들면, 작업기계의 속도가 제로이며 가속 패달이 가압되지 않을 경우에, 상기 오퍼레이팅 브레이크가 작동될 수 있다. 상기 자동 브레이크 시스템은 액츄에이터를 사용하여 턴-온 또는 턴-오프시킬 수 있다. 소정의 입력들, 예컨대 브레이크 또는 가속 패달의 위치가 운전자의 의도를 나타내는데 취해진다. 출력들은 오퍼레이팅 브레이크와 파킹 브레이크 및 피봇 액슬의 블록킹 장치의 동시 조작을 위해 제공된다. 유압시스템의 유압펌프가 작동할 경우에만 브레이크 시스템이 작동된다.

본 발명은 오퍼레이팅 브레이크의 안전하면서 편리한 작동을 허용하는 작업기계, 특히 휠 로더용 브레이크 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 브레이크 시스템의 작동을 위한 방법을 제공하는데 있다.

전술한 본 발명의 목적들은 독립항의 특징에 의해 달성된다. 다른 청구항 및 발명의 상세한 설명은 본 발명의 실시예의 장점을 공개한다.

본 발명의 제1 특징은, 작업기계의 적어도 하나의 지면 접지 요소 상에 직접적으로 또는 간접적으로 작용하는 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크와, 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터 및 상기 작업기계의 작동을 위한 악셀레이터 액츄에이터를 포함하는 작업기계의 브레이크 시스템 작동을 위한 방법을 제공하는데 있다. 상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터는 충분한 작동 위치 및 해제 위치 사이에서 이동 가능하다. 상기 브레이크 시스템의 작동 상태에 있어서, 상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터는 상기 악셀레이터 액츄에이터가 해제될 때 자동으로 충분히 작동 위치로 이동된다. 바람직하게는, 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크가 차량의 전자제어유닛에 의해 제어되는 유압회로의 유압에 의해 작동 및 해제될 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터가 적어도 하나의 유압실린더에 기구적으로 연결되며, 운전자의 액션에 의해 움직임 대신에 유압 실린더의 피스톤에 의해 자동으로 움직인다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 작업기계의 적어도 하나의 지면 접지 요소 상에 직접적으로 또는 간접적으로 작용하는 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크와, 상기 작업기계의 작동을 위해 충분한 작동 위치 및 해제 위치 사이에서 이동 가능한 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터를 포함하는 작업기계를 위한 브레이크 시스템을 제공한다. 브레이크 시스템의 작동 상태에 있어서, 악셀레이터 액츄에이터가 해제될 때, 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터는 자동으로 충분히 작동 위치로 이동된다.

오퍼레이팅 브레이크가 자동으로 작동시, 상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터가 자동 오퍼레이팅 브레이크 모드에서 소정의 액츄에이터로써 작동할 뿐 아니라 그 작동 위치에 자동으로 이동되는 지시계로써 작동하며, 이는 상기 시스템이 해당 모드에서 자동으로 오퍼레이팅 브레이크를 구동할 수 있기 때문이다. 바람직한 실시예에 따르면, 상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터 또는 운전자는 작동 위치 및 해제 위치로의 작동에 의해 오퍼레이팅 브레이크를 작동시킬 수 있다.

악셀레이터 액츄에이터가 작동할 때, 자동 오퍼레이팅 브레이크 모드는 운전자와의 상호작용 없이도, 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터를 자동으로 해제시키고 또한 악셀레이터 액츄에이터를 해제시에는 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터를 자동으로 충분히 작동 위치로 이동시킬 수 있기 때문에 운전자에게 편리함을 제공하는 장점이 있다. 예를 들면, 운전자는 작업모드, 고객모드, 파킹 모드, 주행모드 등과같은 다양한 모드들 사이에 선택을 할 수 있다. 작업모드 및 고객모드는 자동 오퍼레이팅 브레이크 모드를 포함하는 것이 바람직하다. 예컨대 작업모드나 고객모드 등과 같은 각각의 모드를 선택할 때, 자동 오퍼레이팅 브레이크 모드는 푸시버튼을 포함하는 스위치 및 그와 같은 액츄에이터에 의해 구동될 수 있다. 전술한 자동 오퍼레이팅 브레이크 모드는 특히 경사 기역에서 상당히 견고하게 지면 접지 요소를 블럭시켜야하는 디깅(digging) 작업을 수행하기 위해 선택될 수 있다. 지면 접지 요소들은 휠이나 캐터필러 트랙이 될 수 있다. 바람직하게는, 자동 오퍼레이팅 브레이크 모드에 있어서 오퍼레이팅 브레이크는, 악셀레이터 액츄에이터가 해제되고 작업기계가 여전히 스탠딩 상태로 서 있어야 하는 즉시 작동될 수 있다.

작업기계를 사용시 운전자에게 제공하는 편리함 이외에도, 오퍼레이팅 브레이크의 상태는 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터의 기학학적 위치 또는 포지션을 용이하게 가시화할 수 있다. 운전자는 브레이크가 작동하는지 여부에 관하여 항상 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터의 실제 위치를 알 수 있다.

상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터는 패달이나 레버 및 슬라이딩 요소 등으로 구성될 수 있다. 마찬가지로, 상기 악셀레이터 액츄에이터 역시 패달이나 레버 및 슬라이딩 요소 등으로 구성될 수 있다.오퍼레이팅 브레이크 및 자동 오퍼레이팅 브레이크 모드가 작동 및 활성화될 때, 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터가 자동으로 충분히 작동 위치로 이동함에 의하여, 운전자는 오퍼레이팅 브레이크의 상태를 가시적으로 볼 수 있는 장점이 있다. 그에 따라서, 운전자는 자동 오퍼레이팅 브레이크 모드 없이 또는 선택적으로 자동 오퍼레이팅 브레이크 모드를 통하여 작업기계를 사용할 수 있다. 두 경우에 있어서, 오퍼레이팅 브레이크가 작동시 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터는 동일한 위치로 될 수 있다. 예컨대, 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터가 패달일 경우에는, 오퍼레이팅 브레이크가 작동시 항상 패달이 가압 위치에 있을 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 작업기계가 미리 설정된 속도 임계치 이하의 속도로 움직이는지 여부에 따라서 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터가 브레이크 시스템의 작동 상태에서 자동으로 작동 상태로 이동될 수 있다. 바람직하게는, 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터가 액츄에이터 장치의 움직임에 의하여 자동으로 작동 위치로 이동될 수 있다. 이 경우, 차량은 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터가 이미 작동을 허용시 소정의 여유 속도, 예컨대 1~5km/h를 구비할 수 있으며, 그에 따라서 작업기계가 오퍼레이팅 브레이크 작동에 의해 보다 빠르게 정지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 액츄에이터 장치, 바람직하게는 밸브 장치가 적어도 하나의 제1 작동 상태 및 제2 작동 상태를 구비한다. 제1 작동 상태는 악셀레이터 액츄에이터가 작동하는 악셀레이터 액츄에이터의 작동 위치에 상응한다. 제2 작동 상태는 악셀레이터 액츄에이터가 해제되는 악셀레이터 액츄에이터의 해제 위치에 상응한다. 상기 액츄에이터 장치의 제2 작동 상태에 있어서, 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크가 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크를 작동하는 소정의 높은 유압에 의해 연결될 수 있으며, 그 결과 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크가 액츄에이터 장치(30), 바람직하게는 밸브 장치에 의하여 전술한 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크를 작동 하는 유압으로 연결되는 경우에 작업기계에 관한 적어도 하나의 지면 접지 요소가 블럭된다. 악셀레이터 액츄에이터의 실제 작동 상태에 따라서, 오퍼레이팅 브레이크는 운전자에 의한 악셀레이터 액츄에이터의 작동 및 해제를 제외하고는 운전자의 액션에 상관없이 자동으로 작동 및 해제된다. 바람직하게는 운전자와의 상호작용없이, 상기 장치가 제2 작동 상태로 될 때, 상기 액츄에이터 장치는 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터를 충분히 작동 위치로 이동시킬 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 액츄에이터 장치, 바람직하게는 밸브 장치가 제1 작동 상태에 있을 때, 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터를 해제 위치로 이동시키는 소정의 요소를 포함한다. 상기 요소는, 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크가 적어도 하나의 지면 접지 요소로부터 해제될 때에 오퍼레이팅 브레이크를 해제 위치로 밀어내는 익스텐션 스프링으로 구성할 수 있다.

상기 액츄에이터 장치, 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크를 작동하는 높은 유압 이하의 낮은 유압으로 상기 액츄에이터 장치, 바람직하게는 밸브 장치가 제1 작동 상태에서 연결될 수 있다. 휠 굴삭기와 같은 작업기계에 있어서, 전술한 낮은 유압은 아주 작은 bar를 넘지 않는 범위로 형성될 수 있다. 악셀레이터 패달과 같은 악셀레이터 액츄에이터가 해제될 때, 예컨대 액츄에이터 장치, 바람직하게는 밸브 장치가 제2 작동 상태로 될 때에는 악셀레이터 액츄에이터에서의 유압이 2bar 혹은 그 이하로 형성될 수 있다. 이 경우에 있어서, 오퍼레이팅 브레이크는 높은 유압을 받고, 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터는 자동으로 충분한 작동 위치로 이동된다. 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크가 작동하는 유압(작동 압력)은 수십 bar 또는 그 이상으로 형성될 수 있다. 상기 액츄에이터 장치, 바람직하게는 밸브 장치에 관한 제1 작동 상태에 있어서, 악셀레이터 액츄에이터는 작동 위치에 있고, 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터는 해제 위치에 있고, 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크가 해제 위치 및 낮은 유압으로 연결되는 것이 바람직하다. 상기 액츄에이터 장치, 바람직하게는 밸브 장치에 관한 제2 작동 상태에 있어서는, 악셀레이터 액츄에이터가 해제 위치에 있고, 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터는 작동 위치에 있고, 오퍼레이팅 브레이크가 작동 위치 및 높은 유압으로 연결될 수도 있다.

오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터가 기구적으로 또는 전자기구적으로 또는 유압적으로 충분히 작동 위치로 잠금될 수 있으며, 전술한 잠금 상태는 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터를 충분히 작동 위치로 잠글 수 있는 래치에 의해 달성될 수 있다. 이 경우에도, 운전자는 자동 오퍼레이팅 브레이크 모드 없이 작업기계를 사용할 수 있으며, 이는 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터를 견고하게 고정하기 위한 잠금 장치를 사용함으로써 가능하다.

바람직하게는, 본 발명은 상기 작업기계에 관한 하나 또는 그 이상의 모드를 선택하기 위한 소정의 액츄에이터를 더 포함하며, 전술한 적어도 하나의 모드는 브레이크 시스템에 관한 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크를 작동시키는 자동 오퍼레이팅 브레이크 모드를 포함한다.

바람직하게는, 본 발명은 자동 오퍼레이팅 브레이크 모드의 상태 및/또는 선택된 모드를 나타내는 디스플레이를 더 포함한다. 또한, 상기 자동 오퍼레이팅 브레이크 모드의 상태 또는 오류 여부에 관한 정보가 디스플레이 상에 가시화될 수도 있다.

본 발명에 따른 브레이크 시스템은, 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터의 작동 또는 해제를 위해 운전자의 간섭이 필요없는 자동 브레이크 시스템을 제공함에 의해서, 브레이크 시스템과 직접적인 상호작용을 수행할 필요를 저감 함으로써 운전자를 위한 편리한 조정 성능을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 자동 디깅 브레이크 모드 및/또는 자동 디깅 브레이크는 단지 유압시스템이 정확하게 작동하고 브레이크 압력도 충분히 가용할 수 있는 경우에 작동하는 것이 좋다.

또한, 운전자가 작업 기계의 조종에 집중할 수 있게 함으로써, 작업 기계의 작동이 보다 덜 힘들고 안전성 또한 증가한다.

도 1a는 작동 위치에서의 오퍼레이팅 브레이크를 구비한 실시예에 따른 오퍼레이팅 브레이크용 유압 회로이며, 도 1b는 는 비작동 위치에서의 오퍼레이팅 브레이키느용 유압회로이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 메인 전자적 기능에 관한 플로우 챠트이다.

본 발명의 실시예에 관한 도면에 있어서, 동일 또는 유사한 요소는 동일한 인용부호를 참조한다. 또한, 도면 사항은 단지 개략적인 표현에 한정된 것이며, 본 발명의 특정 파라메타를 묘사하기 위한 것이 아니다. 그러므로 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 고려되어서는 않될 것이다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 작업기계(100)용 브레이크 시스템의 실시예를 도시한 것이며, 상기 작업기계는 비작동 위치(도 1a)와 작동 위치(도 1b)에서의 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)를 구비한 오퍼레이팅 브레이크를 포함한다. 유압뢰로(12)는 종래에 잘 알려진 브레이크 시스템에 대한 유압회로로써의 방법을 간단하게 도시한 것이다. 단지 본 발명에 따른 유압 회로(12)의 주요 요소들이 도면에 도시된 것이다.

본 실시예에 따르면, (두 개의 전자 제어 유닛(120)과 기어박스(110) 및 휠 브레이크를 구비한 휠에 의해 더욱 간략하게 도시된) 작업기계(100)는 두 개의 액슬에 쌍으로 장착되는 지면 접지 요소(102L, 102R, 104L, 104R)로써 4개의 휠을 포함하며, 각각의 지면 접지 요소(102L, 102R, 104L, 104R)는 각각의 지면 접지 요소(102L, 102R, 104L, 104R)에 직접적으로 또는 간접적으로 작용하는 하나의 오퍼레이팅 브레이크(106L, 106R, 108L, 108R)이 구성된다.

브레이크 시스템(10)은 일반적으로 3포트 3 포지션을 구비한 밸브용으로 사용되는 3/3 방식 밸브 장치와 같은 유압밸브(40F, 40R)를 구비한 유압회로(12)를 포함하여 구성되며, 상기 유압밸브(40F)는 제1 액슬 상에서 지면 접지 요소(102L, 102R)에 작용하는 오퍼레이팅 브레이크(106L, 106R)에 대한 것이며, 상기 유압밸브(40R)는 제2 액슬 상에서 지면 접지 요소(104L, 104R)에 작용하는 오퍼레이팅 브레이크(108L, 108R)에 대한 것이다.

상기 두 개의 밸브장치(40F와 40R)들은 연결 구성된다(2 개의 밸브(40F, 40R) 사이의 선연결로 도시됨). 상기 밸브(40R, 40F)들은 각각의 포트(B1 및 B2)에 유압으로 각각 연결 구성되며, 상기 B2 포트에 대한 밸브의 유압 연결은 단지 상기 밸브(40R)에 대하여 도시된 것이며, 상기 밸브(40F)에 대한 것은 상기 B2 포트로부터 상기 2개의 밸브(40R, 40F) 사이의 연결 라인 측으로의 점선에 의해 표시되어 있다. 상기 밸브(40R, 40F)를 위하여 일반적인 리턴 스프링이 밸브(40R)에 제공된다. 상기 밸브(40R, 40F)들은 유압 제어 라인(34)으로부터의 압력에 의해 구동될 수 있다. 그에 따라서, 스풀의 비작동시에 스풀이 균형 상태에 있게 되고, 밸브(40R)는 스풀을 통하여 탱크(56)로 드레인되도록 한다.

스풀의 작동시에는, 소정의 힘이 출력되는 압력에 비례하여 브레이크 액츄에이터(20)에 대항하도록 작용하여, 적절한 감각을 제공한다. 운전자가 더 큰 스트로크로 밀면 밀수록 운전자는 더 큰 힘으로 밀어야 할 것이다.

상기 유압밸브(40F)는 B1 포트를 통하여 제1 액슬 상에서 지면 접지 요소(102L, 102R)의 오퍼레이팅 브레이크(106L, 106R)에 작동유를 공급한다. 상기 유압밸브(40R)은 B2 포트를 통하여 제2 액슬 상에서 지면 접지 요소(104L, 104R)의 오퍼레이팅 브레이크(108L, 108R)에 작동유를 공급한다.

액츄에이터 장치(30)는, 바람직하게는, 유압회로(12)의 유압밸브(40F, 40R)의 작동 상태를 전기적으로 제어하는 전자 작동 솔레노이드 밸브(3포트 및 3 포지션을 구비하는 3/2 밸브)와 같은 밸브 장치로 구성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 액츄에이터 장치(30)는 제어 신호 연결장치(36)를 통하여 전자적인 차량 제어 신호 유닛(VECU, 120)에 의해 제어된다. 상기 VECU(120)는 컨트롤 록아웃(lockout) 레버(122)와 오퍼레이팅 브레이크 모드를 자동으로 온 또는 오프 스위치시키는 셀렉션 스위치(124), 악셀레이터 패달과 같은 악셀레이터 액츄에이터(22)에 연결되는 악셀레이터 액츄에이터 센서(126) 및 모드 선텍 스위치(28)로부터의 입력들을 수신하며, 상기 작업기계(100)의 작동 모드는, B1포트에서 유압회로(12)에 연결되는 브레이크 압력 센서(44)로부터의 브레이크 압력 신호에 관한 입력(130) 뿐 아니라 작업기계(100)의 기어박스(110)에 연결되는 스피드 센서(미도시됨)로부터의 스피드 센서 신호에 관한 입력(132) 하에, 파킹 모드나 작업 모드 또는 고객 모드와 같은 여러 가지 모드 중 하나로 셋팅될 수 있다.

상기 컨트롤 록아웃 레버(122)는 운전자가 작업기계(100)에 있을 때 통상적으로 운전자에 의해 작동될 수 있는 작업기계(100)의 콘솔에 장착될 수 있는 레버이다.

운전자가 작업기계(100)를 나올 때에는, 컨트롤 록아웃 레버(122)가 해제 상태로 될 수 있으며, 유압시스템은 강제로 스위치-오프 상태로 될 수 있다. 상기 자동 오퍼레이팅 브레이크 모드는 i) 상기 모드 선택 스위치(128)가 자동 오퍼레이팅 브레이크 모드를 모함하는 디깅 모드의 예와 같은 하나 또는 그 이상의 모드로 스위치되는지, 그리고 ii) 상기 셀렉션 스위치(124)가 자동 오퍼레이팅 브레이크 모드로 셋팅되는지 여부에 따라 셋팅된다.

상기 액츄에이터 밸브(30) 자신이 스스로 상기 VECU(120)에 의해서 라인(36)을 통하여 전자적으로 제어되는 동안에, 상기 액츄에이터 밸브(30)는 유압 제어 라인(34)를 통하여 상기 밸브(40F, 40R)의 작동을 제어한다. 전방 및 후방의 지면 접지 요소(102L, 102R 및 104L, 104R)의 브레이크(106L, 106R 및 108L, 108R)을 위한 양측 회로에서의 압력을 감지하기 위하여, 단지 하나의 압력 센서(44)가 요구된다.

브레이크 패달의 실예로써, 상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터는 유압 회로(12)에 관하여 적어도 하나의 3/3 밸브장치(40F, 40R)에 연결된다. 바람직하게는 상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)가 상기 밸브(40F 및/또는 40R)의 실린더에 연결될 수 있다. 유압 작동유에 의해 가압될 때, 상기 각각의 밸브(40F, 40R)에 대한 각각의 실린더는 그 요구되는 포지션으로 상기 밸브(40F, 40R)의 움직임을 발생시킨다. 패달의 경우에 있어서, 상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)는 상기 밸브(40F, 40R)에 관한 적어도 하나의 실린더에 작동가능하게 연결된 스풀을 제공하며, 상기 스풀은 상기 브레이크 패달(오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20))이 작동 위치로 가압될 때 최대 스트로크 상태가 된다. 바람직하게는, 상기 스풀이 상기 밸브(40F, 40L)에 관한 적어도 하나의 실린더에 기구적으로 연결될 수 있으며, 상기 실린더와 함께 자동으로 이동된다.

유압펌프(50)는 탱크 압력 보다 높은 압력, 예컨대 오퍼레이팅 압력 이하이거나 혹은 2 바의 낮은 탱크 압력에서 유압 탱크(56)로부터 유압 작동유를 펌핑한다. 전술한 높은 압력은 실제 작업기계에 의존하여 65바 또는 그 이상으로 될 수도 있다. 일반적으로, 상기 높은 압력은 브레이크의 작동을 위한 유압 브레이크 시스템(12)의 정상적인 작동 압력이다.

도 1a에 도시된 바와 같이 유압밸브(40F, 40R)의 비작동 상태에 있어서, 상기 밸브(40F, 40R)들은 유압 탱크(56)에 유압으로 연결되어 있으며, 유압 라인은 낮은 탱크 압력 하에 구성된다. 상기 밸브(40F, 40)들과 액츄에이터 장치(30) 사이에서 (라인 58을 통하여) 유압 제어라인(34)과 B1 및 B2 포트들은 상기 유압탱크(56)에 연결된다. 상기 액츄에이터 장치(20)는 솔레노이드 밸브로 실시되는 것이 바람직하며, 전기적으로 신호 연결 라인(36)에 연결되며, 브레이크 압력 센서(44)에 의해 제공되는 브레이크 압력과 악셀레이터 액츄에이터 센서(128) 및 모드 선택 스위치(128)에 관한 적어도 하나의 신호에 의존하는 상기 VECU(120)에 의해 제어된다. 도 1a에 도시된 바와 같이 상기 액츄에이터 장치(30)에 관한 그러한 작동 상태는 액츄에이터 장치(30)에 관한 제1 작동 상태이다. 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)은 해제 위치에 있으며, 상기 오퍼레이팅 브레이크(106L, 106R, 108L, 108R) 역시 각각의 해제 위치에 있게된다. 상기 악셀레이터 액츄에이터(22)는 차량을 움직임이 가능하도록 작용한다.

또한, 경우에 따라 유용하다면, 상기 액츄에이터 장치(30)가 브레이크 시스템으로써 유압 펌프(50)에 의해 공급되는 대신에 다른 유압 시스템에 연결 가능하다.

유압밸브(40F)는 제1 액슬 상에서 지면 접지 요소(102L, 102R)의 오퍼레이팅 브레이크(106L, 106R) 측으로 B1 포트를 통하여 유압 작동유를 공급한다. 유압밸브(40R)은 제2 액슬 상에서 지면 접지 요소(104L, 104R)의 오퍼레이팅 브레이크(108L, 108R) 측으로 B2 포트를 통하여 유압 작동유를 공급한다. 비작동 상태에서의 유압 시스템(12)이 탱크 압력을 받을 때, 상기 오퍼레이팅 브레이크(106L, 106R, 108L, 108R)들은 각각의 해제 위치로 되며, 상기 지면 접지 요소(102L, 102R, 104L, 104R)들은 차단되지 않은 상태로 된다. 상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)는 해제 위치로 된다.

도 1b에 도시된 솔레노이드 밸브(액츄에이터 장치(30))에 관한 작동 상태에 있어서, 상기 솔레노이드 밸브(액츄에이터 30))은 유압펌프(50)의 높은 펌프 압력으로 B1 및 B2 포트를 연결하며, 그에 따라서 유압밸브(40R, 40F)들을 이동시킨다. 그러한 압력을 받는 유압 작동유는 상기 오퍼레이팅 브레이크(106L, 106R, 108L, 108R)로 하여금 각각의 지면 접지요소(102L, 102R, 104L, 104R)에 작용하도록 하며, 작업기계(100)는 블록(block) 상태가 된다.

상기 액츄에이터 장치(30)의 그러한 작동 상태는 액츄에이터 장치(30)에 관한 제2 작동 상태에 상응하는 것이며, 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)는 작동 위치가 되고, 자동 브레이크 시스템이 작동 상태일 경우 오퍼레이팅 브레이크(106L, 106R, 108L, 108R)들 역시 작동 위치가 된다. 상기 액츄에이터 장치(30)과 밸브(40F, 40R)들 사이에서 (라인 32를 통하여) 유압 제어 라인(34)은 유압 펌프(50)에 의해 공급되는 유압에 연결된다.

동시에, 상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)는 자동으로 충분한 작동 위치로 이동하며, 이는 상기 밸브(40F, 40R)에 관한 적어도 하나의 실린더 측에 오퍼레이팅 액츄에이터(20)가 기구적으로 연결되기 때문이다. 상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)가 충분한 작동 위치에 있게될 때 소정의 수축가능한 래치가 선택적으로 상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)에 부착되어 그 위치에 있게될 것으로 추정되는 동안 상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)를 그 충분한 작동 위치로 고정한다.

상기 VECU(120)에는 소정의 작업장치 ECU(IECU 140)이 연결된다. 바람직하게는 상기 IECU(140)에 디스플레이가 결합될 수 있다. 상기 디스플레이는 상기 오퍼레이팅 브레이크의 상태 및 선택된 모드에 관하여 운전자에게 정보를 제공한다.

상기 밸브(40F, 40R)의 작동상태에 관한 그러한 부분들이 도 1b에 도시된 것이며, 상기 밸브들의 다른 부분들은 미도시되었다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자제어 기능에 관한 플로우 챠트이다. 자동 오퍼레이팅 브레이크 모드(본 실시예에서는 전자 디깅 브레이크 모드 방식에 의함)를 포함하는 모드는 소정의 디깅 모드이며, 오퍼레이팅 브레이크는 작업기계는 정지하고 지면 접지 요소들은 견고하게 블럭 상태가 될 때 작동할 수 있는 디깅 브레이크이다. 상기 액츄에이터 장치(30)는 예로써, 상기 솔레노이드를 통하여 흘러가는 전류에 의헤 제어될 수 있는 솔레노이드 밸브가 될 수 있다.

상기 메인 전자적 기능에 관한 루틴(routine)은 작업기계가 스위치 온될 때 단계 200에서 시작한다. 단계 202에서는, 작동 모드가 온 상태에 있는지 여부를 체크하는데, 2가지 유용한 모드인 W(작업 모드) 및 C(고객 모드) 모드가 자동 오퍼레이팅 브레이크 모드를 제공한다.

상기 단계 202에서의 체크에 대한 응답이 No(도2에 "n"으로 표기됨)에 해당하는 경우, 전자 디깅 브레이크 지시 Br_In이 제로로 셋팅되며, 전자 디깅 브레이크 지시 Br_In이 제로가 되는 정보는 단계 226에서 작업장치 전자 제어 유닛(IECU, 140)에 전송되며, 상기 액츄에이터 장치(30, 도1a에 도시됨)의 전자 디깅 브레이크 솔레노이드 신호는 단계 228에서 오프로 셋팅된다. 다음 단계 236에서 상기 루틴은 종료된다.

만약, 상기 단계 202에서의 체크에 대한 응답이 Yes(도2에 "Y"으로 표기됨)에 해당하는 경우, 단계 206에서 상기 전자 디깅 브레이크 스위치가 ON(작동으로 활성화 됨)으로 되는지, 예를 들면 자동 디깅 모드가 ON으로 작동되는지가 확인(체크)된다. 만약, 응답이 No(도2에 "n"으로 표기됨)가 되는 경우에는, 단계208에서 상기 스위치의 전기적 신호가 떨어지는지를 확인, 예를 들면 자동 디깅 브레이크 모드가 바로 스위치 오프 상태가 되는지를 체크한다. 만약, 단계 208에서 Yes(도 2에 "y"로 표기됨)로 확인되면, 상기 IECU(140)은 단계 210에서 자동 디깅 모드의 상태에 관한 데이타를 수신하며, 상기 IECU의 디스플레이에서 소정의 팝업이 상기 자동 디깅 브레이크 모드를 벗어났으며, 그에 따라서 자동 디깅 브레이크가 비작동 상태가 됨을 나타낸다. 이어지는 단계 212에서는, 악셀레이터 액츄에이터(도 1a 및 도 1b에 도시된 부호 22)의 압력 p가 소정의 압력 임계치 이하, 예컨대 2 bar 이하인지 여부를 확인한다. 만약, Yes(도 2에 "y"로 표기)라는 응답이 될 경우, 단계214에서 상기 루틴이 정지된다. 만약 No(도 2에 "n"으로 표기)라는 응답이 될 경우, 단계 226에서 전자 디깅 브레이크 표시 Br_In이 제로로 전송되는 정보를 IECU(140)에 보내며, 단계 228에서 상기 장치(30)의 전자 디깅 브레이크 솔레노이드 신호가 OFF 신호로 전송된다. 상기 루틴은 다음 단계 236에서 종료된다.

만약 상기 전자 디깅 브레이크 스위치에 관한 전기적 신호가 떨어지지 않는 것(단계 208에서 "n"를 의미)으로 나타날 경우에는, 단계 212에서 상기 악셀레이터 액츄에이터(22)의 압력 p이 소정의 낮은 압력 임계치, 예컨대 2 bar 이하가 되는지 여부를 확인한다. 만약, 응답이 Yes일 경우, 상기 루틴은 단계214에서 종료된다. 만약 그 응답이 No일 경우에는, 단계 226에서 전자 디깅 브레이크 표시 Br_In이 제로로 전송되는 정보를 IECU(140)에 보내며, 단계 228에서 상기 장치(30)의 전자 디깅 브레이크 솔레노이드 신호가 OFF 신호로 전송된다. 이 루틴은 다음 단계 236에서 종료된다.

단계 202와 단계 206 사이의 단계 204는 옵션으로써 "자동 디깅 브레이크"가 작업기계(100)에 장착되어 있는지 여부를 확인한다. 만약, 그 옵션이 장착되지 않은 경우(단계 204에서 "n"를 의미)에는 상기 루틴은 단계 226까지 계속된다. 만약 그 옵션이 장착되어 있는 경우(단계 204에서 "y"를 의미)에는 상기 루틴은 단계 206까지 계속된다.

만약, 단계 206에서 전자 디깅 브레이크 스위치가 작동상태로 활성화될 경우(단계 206에서 "y"로 표기됨)디깅 브레이크 지시 Br_In은 1로 전송되며, 디깅 브레이크 지시 Br_In이 전송된 정보는 단계 220에서 IECU(140)로 보내진다. 상기 디깅 브레이크 스위치가 작동 또는 비작동 상태 이후에, 상기 IECU(140)에 결합된 디스플레이상에서 팝업 스크린이 몇초 동안 제공될 수 있다. 예컨대, 전자 디깅 브레이크 스위치가 작동되고 그 전자 디깅 스위치의 전기적 신호가 상승하는 것으로 탐지됨에 따라서 이제 작업기계가 전자 디깅 모드로 작동된다는 정보를 운전자에게 알려주기 위하여, 단계 218에서 IECU(140)가 "자동 디깅 브레이크 모드로 진입"과 같은 정보를 나타내도록 디스플레이에서 팝업 스크린을 작동 또는 활성화시킬 수 있다.

단계 220과 이어지는 단계 222에 있어서, 악셀레이터 액츄에이터(22)의 압력 p이 소정의 낮은 임계치, 예컨대 2 bar 아래로 떨어지는지 여부를 체크한다. 만약 "No"라고 응답될 경우, 단계 224에서 상기 IECU(140)가 상기 디깅 브레이크 지시 Br_In의 색상을 색상을 변화, 예컨대 녹색으로 변화시키며, 단계 228에서 상기 디깅 브레이크 솔레노이드 신호가 OFF된다. 바람직하게는, 상기 지시의 색상이 상기 오퍼레이팅 브레이크는 적용되지 않으나 디깅 모드가 선택된 것을 나타낸다. 이는, 경우에 따라서 일어날 수 있는데, 예를 들면, 작업기계가 주행중이고 오퍼레이팅 브레이크는 자동적으로 해제될 때, 작업기계가 여전히 작업 작동 모드(또는 고객 모드)이며 그 모드에서 작업 위치 A로부터 멀지 않은 작업 위치 B로 이동해야 함으로서, 그 결과 운전자가 작업 위치 A로부터 B로 주행하는 과정에서 디깅 모드를 유지하도록 선택할 수 있다. 물론 운전자에게 그러한 정보를 전달 하기 위한 다른 적절한 수단 및 다른 색상이 적용될 수 있다.

만약 악셀레이터 액츄에이터(22)의 압력 p이 소정의 임계치(도2에서 단계 222의 "y"로 표기됨) 아래로 떨어지면, 단계 230에서 기어박스(110의 스피드 신호 V_TM이 작업기계가 여전히 서 있는 것을 나타내거나 그 주행 속도가 미리 결정된 임계치(예컨대, 5km/h) 아래로 떨어지는지 여부를 나타낸다. 만약, No (도 2에 "n"으로 포기됨)라는 응답이 얻어질 경우, 상기 루틴은 단계 236에서 종료된다. 반면에 Yes(도 2에 "y"로 포기됨)라는 응답이 얻어질 경우에는 단계 232에서 디깅 브레이크 솔레노이드가 스위치-온되며, IECU(140, 도 1a 및 도 1b)는 상기 전자 디깅 브레이크 지시 Br_In의 색상을 색상을 변화, 예컨대 노란색으로 변화시키며, 운전자에게 자동 오퍼레이팅 브레이크 모드가 작동 상태라는 신호를 발생한다. 이 루틴은 단계 236에서 종료된다. 물론 전술한 바 있듯이, 운전자에게 그러한 정보를 전달 하기 위한 다른 적절한 수단 및 다른 색상이 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 자동 디깅 브레이크 모드 및/또는 상기 자동 디깅 브레이크는 단지 유압시스템이 정확하게 작동하고 브레이크 압력도 충분히 가용할 수 있는 경우에 작동하는 것이 좋다. 본 발명에 따른 브레이크 시스템은, 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터의 작동 또는 해제를 위해 운전자의 간섭이 필요없는 자동 브레이크 시스템을 제공함에 의해서, 브레이크 시스템과 직접적인 상호작용을 수행할 필요를 저감함으로써 운전자를 위한 편리한 조정 성능을 제공할 수 있다. 또한, 운전자가 작업 기계의 조종에 집중할 수 있게 함으로써, 작업 기계의 작동이 보다 덜 힘들고 안전성 또한 증가한다.

10: 브레이크 시스템
20: 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터
22: 악셀레이터 액츄에이터
30: 액츄에이터 장치
40F, 40R: 밸브장치
50: 유압펌프
56: 유압 탱크
100: 작업기계
120: VECU
122: 록아웃(lockout) 레버
124: 셀렉션 스위치
128: 모드 선택 스위치

Claims

작업기계(100)의 적어도 하나의 지면 접지 요소(102L, 102R, 104L, 104R) 상에 직접적으로 또는 간접적으로 작용하는 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크(106L, 106R, 108L, 108R)와, 상기 작업기계의 작동을 위해 충분한 작동 위치 및 해제 위치 사이에서 이동 가능한 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)을 포함하는 작업기계의 브레이크 시스템 작동을 위한 방법에 있어서,
상기 브레이크 시스템의 작동 상태에서 상기 악셀레이터 액츄에이터(22)가 해제될 때, 적어도 하나의 상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)가 자동으로 충분히 작동 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 작업기계(100)가 미리 설정된 속도 임계치 이하의 속도로 움직이는지 여부에 따라서, 상기 브레이크 시스템의 작동 상태에서 적어도 하나의 상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)가 자동으로 충분히 작동 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1 또는 2에 있어서,
적어도 하나의 제1 작동 상태 및 제2 작동 상태를 갖는 액츄에이터 장치(30), 바람직하게는 밸브 장치를 포함하되,
상기 제1 작동 상태는 상기 악셀레이터 액츄에이터(22)와 결합되는 작동위치에 상응하며, 상기 제2 작동 상태는 상기 악셀레이터 액츄에이터(22)가 결합되지 않은 해제상태에 상응하고,
상기 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크(106L, 106R, 108L, 108R)가 상기 액츄에이터 장치(30), 바람직하게는 밸브 장치에 의하여 적어 하나의 상기 오퍼레이팅 브레이크(106L, 106R, 108L, 108R)를 작동시키는 유압에 연결하여, 상기 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크(106L, 106R, 108L, 108R)가 상기 액츄에이터 장치(30), 바람직하게는 밸브 장치에 의하여 적어 하나의 상기 오퍼레이팅 브레이크(106L, 106R, 108L, 108R)를 작동시키는 유압에 연결되는 경우에 상기 작업기계(100)의 적어도 하나의 지면 접지 요소(102L, 102R, 104L, 104R)를 블럭시키는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 액츄에이터 장치(30), 바람직하게는 밸브 장치가 제2 작동 상태에 있을 경우에 상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)가 충분히 작동 위치로 되고,
상기 액츄에이터 장치(30)가 제1 작동 상태에 있을 경우에는 상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)가 충분히 해제 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 3 또는 4에 있어서,
상기 제1 작동 상태에서, 상기 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크(106L, 106R, 108L, 108R)가 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크(106L, 106R, 108L, 108R)를 작동하는 유압 이하로 유압에 연결되는 상기 액츄에이터 장치(30), 바람직하게는 밸브 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)가 기구적으로 또는 전자기구적으로 또는 유압적으로 충분한 작동 위치로 잠금되며, 상기 잠금 상태가 상기 충분한 작동 위치에서 상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)를 잠금시키는 래치에 의해 이뤄지는 것을 특징으로 하는 방법.
작업기계(100)의 적어도 하나의 지면 접지 요소(102L, 102R, 104L, 104R) 상에 직접적으로 또는 간접적으로 작용하는 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크(106L, 106R, 108L, 108R)와, 상기 작업기계의 작동을 위해 충분한 작동 위치 및 해제 위치 사이에서 이동 가능한 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)을 포함하는 작업기계를 위한 브레이크 시스템에 있어서,
상기 브레이크 시스템의 작동 상태에서 상기 악셀레이터 액츄에이터(22)가 해제될 때, 상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)의 자동 움직임이 충분히 작동 위치로 이뤄지는 액츄에이터 장치(30), 바람직하게는 밸브 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
청구항 7에 있어서,
상기 작업기계(100)가 미리 설정된 속도 임계치 이하의 속도로 움직이거나 또는 움직이지 않을 경우에, 상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)의 자동 움직임이 충분히 작동 위치로 형성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
청구항 7 또는 8에 있어서,
상기 액츄에이터 장치(30), 바람직하게는 적어도 하나의 제1 작동 상태 및 제2 작동 상태를 구비하되,
상기 제1 작동 상태는 상기 악셀레이터 액츄에이터(22)의 작동위치에 상응하며, 상기 제2 작동 상태는 상기 악셀레이터 액츄에이터(22)의 해제 위치에 상응하는 것을 특징으로 하는 시스템.
청구항 7 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)가 상기 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크(106L, 106R, 108L, 108R)에, 기구적으로 또는 전자기구적으로 또는 유압적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 시스템.
청구항 7 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액츄에이터 밸브(30), 바람직하게는 밸브 장치가 제2 작동 상태에서 상기 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크(106L, 106R, 108L, 108R)를 작동시키는 유압에 연결하며, 상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)가 충분히 작동 위치에 있을 때에 작업기계(100)의 적어도 하나의 지면 접지 요소(102L, 102R, 104L, 104R)를 블럭시키는 것을 특징으로 하는 시스템.
청구항 7 내지 11 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액츄에이터 장치(30), 바람직하게는 밸브 장치가 제1 작동 상태에 있을 경우에 상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)를 충분히 해제 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 시스템.
청구항 7 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액츄에이터 장치(30), 바람직하게는 밸브 장치가 제1 작동 상태에서 상기 적어도 하나의 오퍼레이팅 브레이크(106L, 106R, 108L, 108R)를 작동시키는 유압 이하의 유압으로 연결하는 것을 특징으로 하는 시스템.
청구항 7 내지 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 오퍼레이팅 브레이크 액츄에이터(20)를 충분히 작동 위치로 잠급시키는 래치를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
청구항 7 내지 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 작업기계(100)에 관한 하나 또는 그 이상의 모드를 선택하기 위한 액츄에이터를 더 포함하며,
상기 모드 중 하나가 상기 브레이크 시스템(10)을 작동시키는 작동 모드를 형성하는 것을 특징으로 하는 시스템.
청구항 15에 있어서,
상기 선택된 모드를 나타내는 디스플레이를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
상기 청구항 1 내지 6 중 적어도 하나에 따르는 방법에 사용하거나 또는 그 방법을 수행하도록 적응되는 컴퓨터 프로그램.
상기 청구항 1 내지 6 중 하나에 따르는 방법에 사용하기 위한 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 매체 상에 저장되는 컴퓨터 프로그램.