KR102169325B1 - 유압 펌프의 앵글 센서 이상 판단 방법 - Google Patents

Abstract

유압 펌프의 앵글 센서 보정 방법에 따르면, 유압 펌프의 조작부의 조작량에 따라 상기 유압 펌프의 요구 압력을 산출한다. 상기 요구 압력과 상기 유압 펌프로부터 토출된 압유의 실제 압력을 비교한다. 상기 실제 압력과 상기 요구 압력 사이의 차이가 기 설정된 허용 범위를 벗어나며, 상기 유압 펌프의 사판각 앵글 센서가 비정상인 것으로 판단한다. 따라서, 작업자는 앵글 센서의 고장 판단에 따라 앵글 센서를 보정하거나 수리 또는 교체할 수가 있게 되어, 앵글 센서의 비정상으로 인해서 유압 펌프의 유량 손실을 방지할 수 있다.

Description

유압 펌프의 앵글 센서 이상 판단 방법{METHOD OF DIAGNOSING FAIL OF AN ANGLE SENSOR OF A HYDRAULIC PUMP}

본 발명은 유압 펌프의 앵글 센서 이상 판단 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 유압 펌프의 사판 각도를 측정하는 앵글 센서의 이상을 판단하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 유압 펌프로부터 토출되는 유량은 사판 각도에 따라 결정된다. 따라서, 유압 펌프의 유압도 사판 각도의 의해 결정된다. 사판 각도는 앵글 센서에의해 측정된다.

관련 기술들에 따르면, 앵글 센서가 비정상인 경우, 비정상의 앵글 센서가 측정한 사판 각도는 정확하지가 않다. 이로 인하여, 유압 펌프가 입력된 요구 압력에 따라 원하는 유량을 토출하고 있음에도 불구하고, 비정상의 앵글 센서에 의해 측정된 사판 각도로 인하여 토출량이 적다고 인식된다. 따라서, 요구 압력이 상승하게 되어, 원하는 유량 이상의 많은 유량이 유압 펌프로부터 토출된다. 결과적으로, 유량 손실이 유발되는 문제가 있다.

본 발명은 유량 손실을 방지하기 위한 유압 펌프의 앵글 센서 이상 판단 방법을 제공한다.

본 발명의 일 견지에 따른 유압 펌프의 앵글 센서 이상 판단 방법에 따르면, 유압 펌프의 조작부의 조작량에 따라 상기 유압 펌프의 요구 압력을 산출한다. 상기 요구 압력과 상기 유압 펌프로부터 토출된 압유의 실제 압력을 비교한다. 상기 실제 압력과 상기 요구 압력 사이의 차이가 기 설정된 허용 범위를 벗어나면, 상기 유압 펌프의 사판각 앵글 센서가 비정상인 것으로 판단한다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 허용 범위는 허용 압력을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 이상 판단 방법은 상기 실제 압력에서 상기 앵글 센서가 측정한 상기 유압 펌프의 실제 사판 각도를 상기 요구 압력에서 상기 유압 펌프의 설정 사판 각도와 비교하는 단계, 및 상기 실제 사판 각도와 설정 사판 각도의 차이가 미리 정해진 허용범위를 초과하는 경우 상기 유압 펌프의 앵글 센서가 비정상인 것으로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 이상 판단 방법은 상기 실제 사판 각도와 상기 설정 사판 각도 사이의 차이가 상기 허용 범위 이내인 경우, 상기 앵글 센서를 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 보정 단계는 상기 앵글 센서의 최대 전압을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 이상 판단 방법은 상기 실제 사판 각도와 상기 설정 사판 각도의 차이가 상기 허용 범위를 초과하면, 상기 앵글 센서의 점검 메시지를 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기된 본 발명에 따르면, 유압 펌프에 입력된 요구 압력을 유압 펌프의 실제 압력과 비교하여, 앵글 센서의 정상 여부를 판단한다. 따라서, 작업자는 앵글 센서를 보정하거나 수리 또는 교체할 수가 있게 되어, 앵글 센서의 비정상으로 인해서 유압 펌프의 유량 손실을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 굴삭기의 유압 펌프를 제어하기 위한 유압 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유압 펌프의 앵글 센서 보정 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 3은 도 2의 장치를 이용해서 유압 펌프의 앵글 센서의 이상을 판단하고 보정하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 굴삭기의 유압 펌프를 제어하기 위한 유압 회로도이다.

도 1을 참조하면, 유압 펌프(P)로부터 토출된 오일은 붐 밸브(BV)를 경유해서 붐 실린더(BC)로 전달된다. 붐 실린더(BC)의 동작에 의해서 붐이 작동된다. 또한, 유압 펌프(P)로부터 토출된 오일은 버켓 밸브(AV)를 경유해서 버켓 실린더로 전달된다. 버켓 실린더의 동작에 의해서 버켓이 작동된다. 다른 실시예로서, 버켓 이외에 브레이커와 같은 다른 어태치먼트가 굴삭기에 적용될 수도 있다. 본 실시예에서, 유압 펌프(P)는 압력 제어형 펌프를 포함할 수 있다.

작업자는 조이스틱과 같은 조작부를 이용해서 유압 펌프(P)로 요구 압력을 입력한다. 이에 따라, 유압 펌프(P)의 사판 각도가 조정되어, 유압 펌프(P)로부터 토출되는 유량이 제어된다. 앵글 센서(AS)는 유압 펌프(P)의 내부에 배치되어, 유압 펌프(P)의 사판 각도를 측정한다. 압력 센서(PS)는 유압 펌프(P)로부터 토출된 유압을 측정한다.

앵글 센서(AS)가 정상인 경우, 유압 펌프(P)로부터 토출된 오일의 실제 압력은 유압 펌프(P)에 입력된 요구 압력과 일치된다. 반면에, 앵글 센서(AS)가 비정상인 경우, 앵글 센서(AS)는 사판 각도를 정확하게 측정하지 못한다. 이로 인하여, 유압 펌프(P)가 입력된 요구 압력에 따라 원하는 유량을 토출하고 있음에도 불구하고, 비정상의 앵글 센서(AS)에 의해 측정된 부정확한 사판 각도로 인하여 유압 펌프(P)로부터의 오일 토출량이 적다고 인식될 수 있다. 따라서, 작업자는 조이스틱을 이용해서 유압 펌프(P)로 더 높은 요구 압력을 입력하게 된다. 결과적으로, 원하는 유량 이상의 많은 유량이 유압 펌프(P)로부터 토출되어, 유량 손실이 유발될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유압 펌프의 앵글 센서 보정 장치를 나타낸 블럭도이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 유압 펌프의 앵글 센서 보정 장치(100)는 비교부(110) 및 보정부(120)를 포함한다.

비교부(110)에는 작업자가 조이스틱을 이용해서 유압 펌프(P)에 입력된 최대 요구 압력이 전송된다. 또한, 비교부(110)에는 유압 펌프(P)에 입력된 최대 요구 압력에 따라 유압 펌프(P)로부터 토출된 오일의 실제 압력도 전송된다. 비교부(110)는 최대 요구 압력과 실제 압력을 비교한다. 비교부(110)는 실제 압력과 요구 압력 사이의 차이가 허용 범위를 벗어나면 앵글 센서(AS)를 비정상으로 판단한다. 본 실시예에서, 허용 범위는 실제 압력이 요구 압력보다 허용 시간 동안 허용 압력 이상 계속적으로 낮은 것을 포함할 수 있다. 예를 들어서, 허용 시간은 3초 이상일 수 있고, 허용 압력은 5 bar 이상일 수 있다. 따라서, 실제 압력이 요구 압력보다 3초 이상 동안 5 bar 이상 계속적으로 낮으면, 비교부(110)는 앵글 센서(AS)가 측정한 사판 각도가 실제 사판 각도보다 작다고 판단한다. 즉, 비교부(110)는 앵글 센서(AS)를 비정상으로 판단한다. 한편, 허용 범위는 유압 펌프(P)의 용량과 종류에 따라 변경될 수 있다.

또한, 앵글 센서(AS)가 비정상인 것으로 판단된 경우, 비교부(110)는 실제 압력에서 앵글 센서(AS)가 측정한 유압 펌프(P)의 실제 사판 각도를 요구 압력에서 유압 펌프(P)의 설정 사판 각도와 비교한다. 여기서, 설정 사판 각도는 조이스틱을 이용해서 유압 펌프(P)에 입력된 요구 압력에 따라 설정된 사판 각도이다. 따라서, 앵글 센서(AS)가 정상이면, 실제 사판 각도와 설정 사판 각도는 동일할 것이다. 반면에, 앵글 센서(AS)가 비정상이면, 실제 사판 각도는 설정 사판 각도와 상이할 것이다.

비교부(110)는 설정 사판 각도에 대한 실제 사판 각도의 차이 비율이 허용 비율 이내인지 여부를 판단한다. 본 실시예에서, 허용 비율은 대략 3%일 수 있다. 그러나, 허용 비율은 유압 펌프(P)의 용량과 종류에 따라 변경될 수 있다.

차이 비율이 허용 비율 이하이면, 즉 실제 사판 각도와 설정 사판 각도 사이의 오차가 작은 경우이면, 앵글 센서(AS)가 작은 고장을 갖고 있다는 것을 의미한다. 따라서, 보정부(120)는 앵글 센서(AS)의 최대 전압을 보정하여, 실제 사판 각도와 설정 사판 각도 사이의 오차를 제거한다.

반면에, 차이 비율이 허용 비율을 초과하면, 즉 실제 사판 각도와 설정 사판 각도 사이의 오차가 큰 경우이면, 앵글 센서(AS)가 큰 고장을 갖고 있다는 것을 의미한다. 이러한 앵글 센서(AS)를 그대로 사용할 수는 없으므로, 보정부(120)는 앵글 센서(AS)를 점검하라는 점검 메시지를 표시한다. 점검 메시지에 따라, 작업자는 앵글 센서(AS)를 수리하거나 또는 새 것으로 교체한다.

한편, 본 실시예에서는, 유압 펌프(P)가 굴삭기용인 것으로 예시하였으나, 유압 펌프(P)는 지게차와 같은 다른 건설 기계용으로 사용될 수도 있다.

도 3은 도 2의 장치를 이용해서 유압 펌프의 앵글 센서의 이상을 판단하고 보정하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 단계 ST200에서, 조이스틱을 이용해서 유압 펌프(P)에 최대 요구 압력을 입력한다. 비교부(110)는 최대 요구 압력을 유압 펌프(P)로부터 토출된 오일의 실제 압력과 비교한다.

단계 ST202에서, 비교부(110)는 실제 압력과 요구 압력 사이의 차이가 허용 범위 이상인지 여부를 판단한다. 본 실시예에서, 허용 범위는 실제 압력이 요구 압력보다 허용 시간 동안 허용 압력 이상 계속적으로 낮은 것을 포함할 수 있다. 예를 들어서, 허용 시간은 3초 이상일 수 있고, 허용 압력은 5 bar 이상일 수 있다.

실제 압력과 요구 압력 사이의 차이가 허용 범위 내에 포함된다면, 앵글 센서(AS)는 정상으로 판정된다. 반면에, 실제 압력과 요구 압력 사이의 차이가 허용 범위를 벗어나면, 앵글 센서(AS)는 비정상으로 판정된다.

단계 ST204에서, 비교부(110)는 실제 압력에서 앵글 센서(AS)가 측정한 유압 펌프(P)의 실제 사판 각도를 요구 압력에서 유압 펌프(P)의 설정 사판 각도와 비교한다. 여기서, 설정 사판 각도는 조이스틱을 이용해서 유압 펌프(P)에 입력된 요구 압력에 따라 사판이 경사지도록 미리 설정된 각도이다. 따라서, 앵글 센서(AS)가 정상이면, 실제 사판 각도와 설정 사판 각도는 동일할 것이다. 반면에, 앵글 센서(AS)가 비정상이면, 실제 사판 각도는 설정 사판 각도와 상이할 것이다.

단계 ST206에서, 비교부(110)는 설정 사판 각도에 대한 실제 사판 각도의 차이 비율이 허용 비율 이내인지 여부를 판단한다. 본 실시예에서, 허용 비율은 대략 3%일 수 있다.

차이 비율이 허용 비율 이하이면, 즉 실제 사판 각도와 설정 사판 각도 사이의 오차가 작은 경우이면, 앵글 센서(AS)가 작은 고장을 갖고 있다는 것을 의미한다. 따라서, 단계 ST208에서, 보정부(120)는 앵글 센서(AS)의 최대 전압을 보정하여, 실제 사판 각도와 설정 사판 각도 사이의 오차를 제거한다.

반면에, 차이 비율이 허용 비율을 초과하면, 즉 실제 사판 각도와 설정 사판 각도 사이의 오차가 큰 경우이면, 앵글 센서(AS)가 큰 고장을 갖고 있다는 것을 의미한다. 이러한 앵글 센서(AS)를 그대로 사용할 수는 없으므로, 단계 ST210에서, 보정부(120)는 앵글 센서(AS)를 점검하라는 점검 메시지를 표시한다. 점검 메시지에 따라, 작업자는 앵글 센서(AS)를 수리하거나 또는 새 것으로 교체한다.

상술한 바와 같이 본 실시예들에 따르면, 유압 펌프에 입력된 요구 압력을 유압 펌프의 실제 압력과 비교하여, 앵글 센서의 정상 여부를 판단한다. 따라서, 작업자는 앵글 센서를 보정하거나 수리 또는 교체할 수가 있게 되어, 앵글 센서의 비정상으로 인해서 유압 펌프의 유량 손실을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110 ; 비교부 120 ; 보정부
P ; 유압 펌프 AS ; 앵글 센서

Claims (6)

1. 압력 제어형 유압 펌프; 및 상기 압력 제어형 유압 펌프의 사판각 각도를 측정하는 앵글 센서를 포함하는 유압 시스템에 있어서,
   유압 펌프의 조작부의 조작량에 따라 상기 압력 제어형 유압 펌프의 요구 압력을 산출하는 단계;
   상기 요구 압력과 상기 압력 제어형 유압 펌프로부터 토출된 압유의 실제 압력을 비교하는 단계; 및
   상기 실제 압력과 상기 요구 압력 사이의 차이가 기 설정된 허용 범위를 벗어나면, 상기 유압 펌프의 앵글 센서가 비정상인 것으로 판단하는 단계를 포함하는 유압 펌프의 앵글 센서 이상 판단 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 허용 범위는 허용 압력을 포함하는 유압 펌프의 앵글 센서 이상 판단 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 압력 제어형 유압 펌프의 요구 압력을 산출하는 단계 이후에,
   상기 실제 압력에서 상기 앵글 센서가 측정한 상기 유압 펌프의 실제 사판 각도를 상기 요구 압력에서 상기 유압 펌프의 설정 사판 각도와 비교하는 단계; 및
   상기 실제 사판 각도와 설정 사판 각도의 차이가 미리 정해진 허용범위를 초과하는 경우 상기 유압 펌프의 앵글 센서가 비정상인 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는 유압 펌프의 앵글 센서 이상 판단 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 실제 사판 각도와 상기 설정 사판 각도 사이의 차이가 상기 허용 범위 이내인 경우, 상기 앵글 센서를 보정하는 단계를 더 포함하는 유압 펌프의 앵글 센서 이상 판단 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 보정 단계는 상기 앵글 센서의 최대 전압을 보정하는 단계를 더 포함하는 유압 펌프의 앵글 센서 이상 판단 방법.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 실제 사판 각도와 상기 설정 사판 각도의 차이가 상기 허용 범위를 초과하면, 상기 앵글 센서의 점검 메시지를 표시하는 단계를 더 포함하는 유압 펌프의 앵글 센서 이상 판단 방법.

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