KR102318872B1

KR102318872B1 - 제진 제어 회로

Info

Publication number: KR102318872B1
Application number: KR1020197032621A
Authority: KR
Inventors: 마코토 이토; 슌이치 사카모토; 이치 사카모토; 타카히로 오카자키
Original assignee: 카와사키 주코교 카부시키 카이샤
Priority date: 2017-04-27
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2021-10-29
Anticipated expiration: 2038-04-27
Also published as: CN110462141B; JP6858629B2; EP3617411B1; KR20190133246A; US10975550B2; WO2018199301A1; EP3617411A1; EP3617411A4; US20200263392A1; JP2018185015A; CN110462141A

Abstract

제진 제어 오프 상태에서는, 신호 압력 공급 제어 밸브가 제1 신호 압력의 공급을 중단하고, 압력 조절 밸브가 급배 포트를 펌프 포트에 연결하는 제1 위치에 위치하여 개폐 제어 밸브에 개폐 신호 압력이 공급되지 않도록 개폐 밸브가 폐쇄된다. 제진 제어 오프 상태에서 제진 제어 온 상태로 전환되면, 신호 압력 공급 제어 밸브가 제1 신호 압력의 공급을 허용하고, 압력 조절 밸브가 급배 포트를 탱크 포트에 연결하는 제2 위치에 위치하여 축압기의 압력이 저하되어 간다. 제진 제어 온 상태에서, 축압기의 압력이 압력 챔버의 압력과 같아지면, 압력 조절 밸브가 급배 포트를 차단하는 제3 위치에 위치하는 동시에 개폐 제어 밸브에 개폐 신호 압력이 공급되어 개폐 밸브가 개방된다.

Description

제진 제어 회로

본 발명은, 예를 들어 휠 로더와 같은 작업 차량에 탑재되는 제진 제어 회로에 관한 것이다.

작업 차량의 주행 중에, 작업 장치가 진동하면 차체와 운전석에도 흔들림이 발생한다. 따라서, 작업 차량 중에는 주행 중에 작업 장치를 동작시키는 액츄에이터의 압력 챔버를 축압기와 연통시키는 주행 진동 억제 장치를 탑재한 것이 있다(예를 들어, 특허문헌 참조). 이러한 연통에 의해 압력 챔버의 압력 맥동을 축압기에서 흡수 가능하므로 작업 장치 나아가 차체의 흔들림이 억제되어 승차감이 개선된다.

이러한 주행 진동 억제 장치는 액츄에이터의 부하 압력 및 축압기 압력이 압력 센서에서 검출되고, 컨트롤러가 검출된 두 압력에 기초하여 축압기와 압력 챔버의 연통 여부를 제어하는 라이드 컨트롤 밸브(ride control valve)를 제어한다. 컨트롤러는 축압기 압력이 부하 압력보다 고압이면 라이드 컨트롤 밸브의 제어를 통해 축압기 압력을 부하 압력까지 감압한 후, 축압기를 압력 챔버와 연통시킨다.

일본등록특허공보 제4456078호

그러나, 상기 주행 진동 억제 장치는 복수의 압력 센서를 필요로 하고 또한 압력 센서에서 검출된 압력을 참조하여 실행되는 제어 루틴의 구축 및 구현을 필요로 한다. 따라서, 하드웨어와 소프트웨어 양 측면에서 주행 진동 억제 장치의 구성을 복잡하게 한다.

본 발명은 구성을 간소화할 수 있는 작업 차량의 제진 제어 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 예에 따른 제진 제어 회로는 압력 챔버에 대한 압유(壓油)의 공급 및 배출에 대응하여 차체에 설치된 작업 장치를 동작시키는 액츄에이터를 구비한 작업 기계에 탑재되고, 주행시에 제진 제어 오프(off) 상태와 제진 제어 온(on) 상태의 전환이 가능한 제진 제어 회로로서, 축압기와, 상기 축압기와 급배 라인을 통해 연결된 급배 포트, 펌프 포트, 탱크 포트, 상기 축압기의 압력이 제1 신호 압력으로서 유도되는 제1 신호 챔버 및 상기 압력 챔버의 압력이 제2 신호 압력으로서 유도되는 제2 신호 챔버를 구비하는 압력 조절 밸브와, 상기 제1 신호 챔버로의 상기 제1 신호 압력의 공급 여부를 제어하는 신호 압력 공급 제어 밸브와, 상기 급배 라인으로부터 분기하여 상기 압력 챔버와 연결된 분기 라인 상에 설치된 개폐 밸브와, 개폐 신호 압력의 공급 유무에 대응하여 상기 개폐 밸브의 개폐 상태를 제어하는 개폐 제어 밸브를 포함하고, 상기 제진 제어 오프 상태에서는, 상기 신호 압력 공급 제어 밸브가 상기 제1 신호 압력의 공급을 중단하고, 상기 압력 조절 밸브가 상기 급배 포트를 상기 펌프 포트에 연결하는 제1 위치에 위치하여 상기 축압기로 축압이 이루어지고, 상기 개폐 제어 밸브에 상기 개폐 신호 압력이 공급되지 않도록 상기 개폐 밸브가 폐쇄되고, 상기 제진 제어 오프 상태에서 상기 제진 제어 온 상태로 전환되면, 상기 신호 압력 공급 제어 밸브가 상기 제1 신호 압력의 공급을 허용하고, 상기 압력 조절 밸브가 상기 급배 포트를 상기 탱크 포트에 연결하는 제2 위치에 위치하여 상기 축압기의 상기 압력이 저하되어 가고, 상기 제진 제어 온 상태에서, 상기 축압기의 상기 압력이 상기 압력 챔버의 상기 압력과 같아지면, 상기 압력 조절 밸브가 상기 급배 포트를 차단하는 제3 위치에 위치하는 동시에 상기 개폐 제어 밸브에 상기 개폐 신호 압력이 공급되어 상기 개폐 밸브가 개방된다.

상기 구성에 따르면, 제진 제어 오프 상태에서는 개폐 밸브가 폐쇄되기 때문에, 축압기가 압력 챔버와 차단된다. 축압기는 펌프 포트와 연통되고, 축압기의 압력이 증가해 간다. 주행이 시작되어 제진 제어 오프 상태에서 제진 제어 온 상태로 전환하면 먼저 축압기의 압력이 압력 조절 밸브의 제1 신호 챔버에 유도된다. 제1 신호 압력의 유도 직후에는 축압기의 압력(제1 신호 압력)은 압력 챔버의 압력(제2 신호 압력)보다 높은 경우가 있다. 축압기는 탱크 포트와 연통되고, 축압기의 압력이 저하되어 간다. 축압기의 압력(제1 신호 압력)이 압력 챔버의 압력(제2 신호 압력)과 같아질 때까지 감소하면 축압기 및 압력 챔버와 연결되는 급배 포트가 차단됨으로써, 개폐 밸브가 개방되어 축압기가 압력 챔버와 연통된다. 이에 따라서, 압력 챔버의 맥동을 축압기에서 흡수할 수 있고, 작업 장치 나아가 차체를 제진할 수 있다.

개폐 밸브는 제진 제어 온 상태로 전환되어도 축압기의 압력이 압력 챔버의 압력과 같아질 때까지 폐쇄되어 있다. 따라서 축압기의 압력이 압력 챔버의 압력보다 높은 상황에서 축압기가 압력 챔버와 연통되는 것을 방지할 수 있어, 제진 제어 온 상태로 전환된 직후에 차체에 충격이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 축압기의 압력이 압력 챔버의 압력과 같아질 때까지 저하되면 개폐 신호 압력이 개폐 제어 밸브에 공급되어 개폐 제어 밸브가 개폐 밸브를 개방시킨다. 따라서, 충격이 발생하지 않는 상태(축압기의 압력과 압력 챔버의 압력 사이에 차이가 없는 상태)가 되면 즉시 작업 장치 및 차체를 제진 가능하게 된다.

상기 개폐 제어 밸브와 연결되는 급배 포트, 상기 축압기의 압력이 제1 신호 압력으로서 유도되는 제1 신호 챔버 및 상기 압력 챔버의 압력이 제2 신호 압력으로서 유도되는 제2 신호 챔버를 구비하는 개폐 신호 압력 공급 밸브를 구비하고, 상기 제진 제어 오프 상태에서, 상기 개폐 신호 압력 공급 밸브가 상기 급배 포트를 드레인에 연결하는 밸브 위치에 위치하고, 상기 제진 제어 온 상태에서 상기 제1 신호 압력이 상기 제2 신호 압력 이하가 되면 상기 개폐 신호 압력 공급 밸브가 상기 개폐 신호 압력을 상기 급배 포트에 공급하는 밸브 위치에 위치하여도 좋다.

상기 구성에 의하면, 제진 제어 온 상태로 전환된 후에 축압기의 압력이 압력 챔버의 압력과 같아지면 축압기를 압력 챔버와 연통시키는 것을 유압의 작용으로 신속하고도 자동으로 실현할 수 있다.

상기 압력 조절 밸브가 상기 개폐 제어 밸브와 연결되는 개폐 급배 포트를 구비하는 통합 밸브로 구성되고, 상기 제진 제어 오프 상태에서는 상기 통합 밸브가 상기 제1 위치에 위치하여 상기 개폐 급배 포트가 드레인에 연결되고, 상기 제진 제어 오프 상태에서 상기 제진 제어 온 상태로 전환되면, 상기 통합 밸브가 상기 제2 위치에 위치하여 상기 개폐 급배 포트가 드레인에 연결되고, 상기 제진 제어 온 상태에서 상기 축압기의 상기 압력이 상기 압력 챔버의 상기 압력과 같아지면, 상기 통합 밸브가 상기 제3 위치에 위치하여 상기 개폐 신호 압력이 상기 개폐 급배 포트에 공급되어도 좋다.

상기 구성에 의하면, 개폐 신호 압력을 유압의 작용으로 자동으로 공급하는 기능을 압력 조절 밸브가 겸비할 수 있고, 신호 압력을 공급하는 라인이 단순화되기 때문에 제진 제어 회로의 구성이 컴팩트해진다.

본 발명에 따르면, 구성을 간소화할 수 있는 작업 차량의 제진 제어 회로를 제공할 수 있다.

도 1은 제진 제어 회로가 탑재되는 작업 차량의 일례로서 도시하는 휠 로더의 측면도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 제진 제어 회로를 도시하는 구성도이다.
도 3은 제진 제어 회로의 작용을 도시하는 타임 차트이다.
도 4는 제2 실시예에 따른 제진 제어 회로를 도시하는 구성도이다.

이하에서, 도면을 참조하여 실시예에 대해 설명한다. 전체 도면을 통해 동일한 또는 대응하는 요소에는 동일한 부호를 부여하고 중복된 설명을 생략한다. 이하의 설명에서 방향은 작업 차량의 운전자가 보는 방향을 기준으로 한다.

도 1에 도시된 작업 차량(1)은 바퀴 주행식의 산업용 차량의 하나인 휠 로더이다. 그러나 본 발명은 굴삭기 로더, 지게차, 트럭 크레인 등의 다른 작업 차량에도 적용 가능하다. 작업 차량(1)은 차체(2), 작업 장치(3) 및 액츄에이터(4)를 구비한다.

차체(2)는 서로 수평 방향으로 요동 가능하게 연결된 전방측 차체(5) 및 후방측 차체(6)로 구성되어 있다. 좌우의 앞바퀴(7)가 전방측 차체(5)에 설치되고, 좌우의 뒷바퀴(8)가 후방측 차체(6)에 설치되어 있다. 좌우 한 쌍의 스티어링 실린더(9)가 전방측 차체(5)과 후방측 차체(6) 사이에 설치되고, 스티어링 실린더(9)의 신축에 따라 작업 차량(1)의 진행 방향이 변경된다. 운전실(10) 및 엔진룸(11)이 후방측 차체(6)에 설치되어 있다. 운전실(10)에 탑승한 운전자는 도시하지 않은 조작기를 조작함으로써 작업 장치(3)의 작동 및 주행(전후진, 가감속, 방향 전환 등)의 작업을 행할 수 있다.

작업 장치(3)는 차체(2)에 작동 가능하게 설치되어 있다. 예를 들어, 작업 장치(3)는 전방측 차체(5)에 수직 방향으로 요동 가능하게 연결된 붐(12) 및 붐(12)의 선단에 수직 방향으로 요동 가능하게 연결된 버킷(13)을 포함한다. 액츄에이터(4)는 압유의 공급 및 배출(급배; 給排)에 대응하여 작업 장치(3)를 동작시킨다. 예를 들어, 액츄에이터(4)는 붐(12)을 동작시키는 좌우 한 쌍의 붐 실린더(14) 및 버킷(13)을 동작시키는 좌우 한 쌍의 버킷 실린더(15)를 포함한다.

[제1 실시예]

도 2는 도 1에 도시된 작업 차량(1)에 탑재되는 유압 시스템(20)의 구성도이다. 유압 시스템(20)은 펌프(21) 및 제어 밸브(22)를 구비한다. 제어 밸브(22)는 상술한 조작기(미도시)의 조작에 따라 작동 액츄에이터(4)에 대한 작동 액체의 공급 및 배출을 제어한다. 여기에서는 액츄에이터(4)로서 붐 실린더(14)를 예시하지만, 액츄에이터(4)는 다른 유압 실린더여도 좋고, 유압 모터여도 좋다. 일례로서, 붐 실린더(14)는 헤드측 액체 챔버(4a) 및 로드측 액체 챔버(4b)의 2개의 압력 챔버를 구비하는 복동형 로드 실린더이다.

제어 밸브(22)는 펌프 포트(22a). 탱크 포트(22b) 및 한 쌍의 메인 급배 포트(22c, 22d)를 구비한다. 펌프 포트(22a)는 공급 라인(23)을 통해 펌프(21)와 연결된다. 탱크 포트(22b)는 배출 라인(24)을 통해 탱크에 연결된다. 메인 급배 포트(22c)는 헤드 급배 라인(25)을 통해 헤드측 액체 챔버(4a)와 연결되어 있다. 메인 급배 포트(22d)는 로드 급배 라인(26)을 통해 로드측 액체 챔버(4b)와 연결되어 있다.

이러한 유압 시스템(20)에는 제1 실시예에 따른 제진 제어 회로(30)(또는 제진 제어 시스템)가 설치되어 있다. 제진 제어 회로(30)는 축압기(31), 압력 조절 밸브(32), 신호 압력 공급 제어 밸브(33) 및 개폐 밸브(34, 35), 개폐 제어 밸브(36, 37), 모드 전환 밸브(38), 개폐 신호 압력 공급 밸브(39) 및 체크 밸브(60)를 구비한다. 모드 전환 밸브(38)는 솔레노이드 밸브이고, 컨트롤러(40)에 의해 제어된다.

컨트롤러(40)는 프로세서, 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 및 I/O 인터페이스 등을 구비한다. 컨트롤러(40)는 수신부, 저장부 및 출력부를 구비한다. 수신부 및 출력부는 I/O 인터페이스를 통해 실현된다. 저장부는 휘발성 메모리 및 비휘발성 메모리에 의해 실현된다. 모드 전환 밸브(38)의 여자((勵磁) 및 소자(消磁)의 전환은 컨트롤러(40)의 프로세서가 비휘발성 메모리에 저장된 프로그램에 따라 휘발성 메모리를 사용하여 연산 처리함으로써 실현된다.

압력 조절 밸브(32)는 펌프 포트(32a), 탱크 포트(32b), 급배 포트(32c), 제1 신호 챔버(32p1) 및 제2 신호 챔버(32p2)를 구비한다. 압력 조절 밸브(32)는 제1 신호 챔버(32p1)로 유도되는 제1 신호 압력(PL1)과 제2 신호 챔버(32p2)로 유도되는 제2 신호 압력(PL2)의 차압에 따라 작동하는 스풀식 방향 전환 밸브이다. 펌프 포트(32a)는 공급 라인(23)에서 분기된 분기 공급 라인(41)과 연결되고, 체크 밸브(60)가 분기 공급 라인(41) 상에 개재되어 있다. 탱크 포트(32b)는 배출 라인(42)을 통해 탱크에 연결된다. 급배 포트(32c)는 급배 라인(43)을 통해 축압기(31)와 연결되어 있다.

분기 라인(44)이 급배 라인(43)으로부터 분기하고, 상술한 헤드 급배 라인(25)과 합류한다. 분기 라인(44)은 헤드 급배 라인(25)을 통해 헤드측 액체 챔버(4a)와 연결되어 있다. 제1 개폐 밸브(34)는 분기 라인(44) 상에 설치된다. 제2 개폐 밸브(35)는 상술한 로드 급배 라인(26)에서 분기하여 탱크(59)에 연결되는 분기 배출 라인(45) 상에 설치되어 있다.

일례로서, 제1 개폐 밸브(34)와 제2 개폐 밸브(35) 모두 포핏(poppet)이고, 포핏 상측 액체 챔버에의 압유 공급 유무에 따라 개방 또는 폐쇄된다. 제1 개폐 밸브(34)는 그 포핏 상측 액체 챔버에 압류가 공급됨으로써 폐쇄된다. 제2 개폐 밸브(35)도 그 포핏 상측 액체 챔버에 압류가 공급됨으로써 폐쇄된다. 그러나, 압유가 공급되어도 포핏 상류측의 압력이 포핏 상측 액체 챔버의 압력보다 높은 경우가 있고, 이 경우에는 제2 개폐 밸브(35)는 개방된다. 이에 따라서, 실린더 로드 측의 공동 현상을 방지할 수 있다. 제1 개폐 밸브(34)의 포핏 하측 액체 챔버는 분기 라인(44) 상에 개재되어 있다. 제2 개폐 밸브(35)의 포핏 하측 액체 챔버는 분기 배출 라인(45)에 개재되어 있다.

개폐 제어 밸브(36, 37)는 개폐 신호 압력(PL3)의 공급 유무에 대응하여 개폐 밸브(34, 35)의 개폐 상태를 제어한다. 제1 개폐 제어 밸브(36)는 제1 개폐 밸브(34)와 대응하고, 제2 개폐 제어 밸브(37)는 제2 개폐 밸브(35)와 대응한다.

일례로서, 제1 개폐 제어 밸브(36)와 제2 개폐 제어 밸브(37) 모두 파일럿식·스프링 옵셋식의 2 위치·3 포트 방향 전환 밸브이다. 제1 개폐 제어 밸브(36)는 입구 포트(36a), 드레인 포트(36b), 급배 포트(36c) 및 신호 챔버(36p)를 구비한다. 입구 포트(36a)는 제1 개폐 밸브(34)를 폐쇄시키는 데 필요한 압유가 흐르는 밸브 폐쇄 압유 라인(46)과 연결되어 있다. 회로도가 도시하는 바와 같이, 입구 포트(36a)에는 밸브 폐쇄 압유 라인(46)을 통해 축압기(31)의 압력과 헤드측 액체 챔버(4a)의 압력 중 높은 쪽의 압력의 작동 액체가 공급된다. 급배 포트(36c)는 압유 급배 라인(47)을 통해 제1 개폐 밸브(34)의 포핏 상측 액체 챔버와 연결되어 있다.

제2 개폐 제어 밸브(37)도 입구 포트(37a), 드레인 포트(37b), 급배 포트(37c) 및 신호 챔버(37p)를 구비한다. 입구 포트(37a)는 제2 개폐 밸브(35)를 폐쇄시키는 데 필요한 압유가 흐르는 밸브 폐쇄 압유 라인(48)과 연결되어 있다. 밸브 폐쇄 압유 라인(48)은 분기 배출 라인(45) 중 제2 개폐 밸브(35)보다 상류 측에서 분기하여 입구 포트(37a)에 연결되어 있다. 급배 포트(37c)는 압유 급배 라인(49)을 통해 제2 개폐 밸브(35)의 포핏 상측 액체 챔버와 연결되어 있다.

드레인 포트(36b, 37b)는 드레인과 연결되어 있다. 신호 챔버(36p, 37p)는 개폐 신호 압력(PL3)을 공급하는 신호 압력 공급 라인(50)과 연결되어 있다. 신호 압력 공급 라인(50)은 공통 라인(50a), 공통 라인(50a)에서 분기하여 신호 챔버(36p)에 연결되는 제1 분기 라인(50b), 공통 라인(50a)에서 분기하여 신호 챔버(37p)에 연결되는 제2 분기 라인(50c)으로 구성되어 있다.

모드 전환 밸브(38)는 입구 포트(38a), 드레인 포트(38b), 한 쌍의 급배 포트(38c, 38d)를 구비한다. 일례로서, 모드 전환 밸브(38)는 전자식·오프셋 스프링식의 2위치·4 포트 방향 전환 밸브이다. 신호 압력 공급 제어 밸브(33)는 입구 포트(33a), 드레인 포트(33b), 급배 포트(33c) 및 신호 챔버(33p)를 구비한다. 일례로서, 신호 압력 공급 제어 밸브(33)는 파일럿식·옵셋 스프링식의 2 위치·3 포트 방향 전환 밸브이다. 개폐 신호 압력 공급 밸브(39)는 입구 포트(39a), 드레인 포트(39b), 급배 포트(39c), 제1 신호 챔버(39p1) 및 제2 신호 챔버(39p2)를 구비한다. 개폐 신호 압력 공급 밸브(39)도, 압력 조절 밸브(32)과 마찬가지로 제1 신호 챔버(39p1)에 유도되는 제1 신호 압력(PL1)과 제2 신호 챔버(39p2)에 유도되는 제2 신호 압력(PL2)의 차압에 따라 작동하는 스풀식 방향 전환 밸브이다.

모드 전환 밸브(38)의 입구 포트(38a)는 분기 공급 라인(41)으로부터 분기된 신호 압력 라인(51)과 연결된다. 급배 포트(38c)는 신호 압력 급배 라인(52)을 통해 신호 압력 공급 제어 밸브(33)의 신호 챔버(33p)와 연결되어 있다. 급배 포트(38d)는 신호 압력 급배 라인(53)을 통해 개폐 신호 압력 공급 밸브(39)의 입구 포트(39a)에 연결되어 있다. 개폐 신호 압력 공급 밸브(39)의 급배 포트(39c)는 신호 압력 공급 라인(50)의 공통 라인(50a)과 연결되어 있다.

압력 조절 밸브(32)의 제1 신호 챔버(32p1)는 급배 라인(54)을 통해 신호 압력 공급 제어 밸브(33)의 급배 포트(33c)와 연결되어 있다. 신호 압력 공급 제어 밸브(33)의 입구 포트(33a)는 급배 라인(43)에서 분기된 제1 신호 압력 공급 라인(55)과 연결되어 있다. 개폐 신호 압력 공급 밸브(39)의 제1 신호 챔버(39p1)도, 급배 라인(43)에서 분기된 제1 신호 압력 공급 라인(56)과 연결되어 있다. 압력 조절 밸브(32)의 제2 신호 챔버(32p2)는 분기 라인(44)으로부터 분기된 제2 신호 압력 공급 라인(57)과 연결되어 있다. 개폐 신호 압력 공급 밸브(39)의 제2 신호 챔버(39p2)도 분기 라인(44)으로부터 분기된 제2 신호 압력 공급 라인(58)과 연결되어 있다. 제2 신호 압력 공급 라인(57, 58)은 분기 라인(44) 중 제1 개폐 밸브(34)보다 액츄에이터(4) 측에서 분기한다. 압력 조절 밸브(32)와 개폐 신호 압력 공급 밸브(39)에서도 축압기(31)의 압력이 제1 신호 압력(PL1)으로서 제1 신호 챔버(32p1, 39p1)로 유도된다. 그러나, 압력 조절 밸브(32)에서는 신호 압력 공급 제어 밸브(33)의 기능에 대응하여 제1 신호 압력(PL1)의 공급 여부가 제어된다. 압력 조절 밸브(32)와 개폐 신호 압력 공급 밸브(39)에서도 헤드측 액체 챔버(4a)의 압력이 제2 신호 압력(PL2)으로서 제2 신호 챔버(32p2, 39p2)로 유도된다.

이상과 같이 구성된 제진 제어 회로(30)의 동작 및 작용에 대하여 도 2의 회로도와 도 3의 타임 차트를 참조하여 설명한다.

컨트롤러(40)는 차량의 센서에 의해 감지되는 작업 차량(1)의 상태를 나타내는 정보에 기초하여 작업 차량(1)이 주행 중인지 여부를 판단한다. 일례로서, 컨트롤러(40)는 도시하지 않은 차속 센서에 의해 감지된 작업 차량(1) 차량 속도(차체 이동 속도)이 모드 전환 임계값(예를 들어, 5 ~ 10km/h) 이상인지 여부를 판정한다. 차량 속도가 모드 전환 임계값 이상이면, 컨트롤러(40)는 작업 차량(1)이 주행 중인 것으로 판단한다. 주행 중인지 여부의 판단에 다른 조건이 사용되어도 좋다. 여기서, 통상적으로 주행 중에는 운전자가 작업 장치(3)을 조작하지 않는다. 그 때, 제어 밸브(22)는 포트(22a ~ 22d)가 차단되는 밸브 위치에 위치한다(도 2의 오른쪽에서 두 번째 기능 참조).

컨트롤러(40)는 작업 차량(1)이 비주행 중인 것으로 판단하면 모드 전환 밸브(38)를 소자시킨다. 이에 따라서, 제진 제어 회로(30)는 제진 제어 오프 상태가 된다. 컨트롤러(40)는 작업 차량(1)이 주행 중인 것으로 판단하면 모드 전환 밸브(38)를 여자시킨다. 이에 따라서, 제진 제어 회로(30)는 제진 제어 온 상태가 된다. 이와 같이 제진 제어 회로(30)는 작업 차량의 주행시에 제진 제어 온 상태와 제진 제어 오프 상태의 전환이 가능하게 구성되어 있다.

제진 제어 오프 상태에서는 모드 전환 밸브(38)가, 입구 포트(38a)가 급배 포트(38c)와 연결되고 급배 포트(38d)가 드레인 포트(38b)와 연결되는 밸브 위치에 위치한다(도 2의 위쪽 기능을 참조). 따라서, 신호 압력(PL3)이 신호 압력 공급 제어 밸브(33)의 신호 챔버(33p)에 공급된다. 이에 따라서, 신호 압력 공급 제어 밸브(33)에서는 입구 포트(33a)가 차단되고, 급배 포트(33c)가 드레인 포트(33b)와 연결된다(도 2의 아래쪽 기능 참조). 그에 따라서, 압력 조절 밸브(32)에서 제2 신호 챔버(32p2)의 압력(헤드측 액체 챔버(4a)의 압력)이 제1 신호 챔버(32p1)의 압력(드레인 압력)을 이긴다. 압력 조절 밸브(32)는 펌프 포트(32a)가 급배 포트(32c)와 연결되는 제1 위치에 위치한다(도 2의 오른쪽 기능 참조). 그에 따라서, 축압기(31)의 압력이 급배 라인(43)을 흐르는 압유로 증가한다. 여기서, 후술하는 바와 같이, 제1 개폐 밸브(34)는 폐쇄되어 있고, 축압기(31)는 헤드측 액체 챔버(4a)로부터 차단되어 있다.

개폐 신호 압력 공급 밸브(39)에서는, 제1 신호 챔버(39p1)의 압력(축압기(31)의 압력)이 제2 신호 챔버(39p2)의 압력(헤드측 액체 챔버(4a)의 압력)을 이긴다. 개폐 신호 압력 공급 밸브(39)는 입구 포트(39a)가 차단되고, 급배 포트(39c)가 드레인 포트(39b)와 연결되는 제1 위치에 위치한다(도 2의 왼쪽 기능 참조). 따라서, 제1 개폐 제어 밸브(36)와 제2 개폐 제어 밸브(37)에서도, 신호 챔버(36p, 37p)가 드레인과 연결된다. 제1 개폐 제어 밸브(36)와 제2 개폐 제어 밸브(37)도 입구 포트(36a, 37a)가 급배 포트(36c, 37c)와 연결되는 폐쇄 위치에 위치한다(밸브(36)는 도 2의 왼쪽 기능 밸브(37)는 도 2의 오른쪽 기능 참조). 제1 개폐 밸브(34)와 제2 개폐 밸브(35)에서도 폐쇄를 위한 압유가 포핏 상측 액체 챔버로 유도된다. 따라서, 제1 개폐 밸브(34)와 제2 개폐 밸브(35)도 폐쇄 상태가 된다. 여기서, 만일 제2 신호 압력(PL2)이 제1 신호 압력(PL1) 이상이 되면, 개폐 신호 압력 공급 밸브(39)가 제1 위치 외에 위치하더라도, 입구 포트(39a)와 개폐 제어 밸브(36, 37)에 신호 압력(PL3)이 공급되지 않기 때문에, 개폐 밸브(34, 35)는 폐쇄 상태를 유지한다.

제진 제어 회로(30)가 제진 제어 오프 상태에서 제진 제어 온 상태로 전환되면(도 3의 시간(t1) 참조), 모드 전환 밸브(38)가 여자된다. 제진 제어 온 상태로 전환된 후에서도 실제로 제진 효과가 나타나는 것은, 헤드측 액체 챔버(4a)가 축압기(31)와 연통되는 것부터이다. 이하의 설명에서는, 제진 제어 온 상태로 전환한 후에서 헤드측 액체 챔버(4a) 및 축압기(31)가 연통하기 전의 상태를 「대기 상태」, 헤드측 액체 챔버(4a)가 축압기(31)와 연통된 상태를 「연통 상태」라고 한다.

제진 제어 오프 상태에서 제진 제어 온 상태(대기 상태)로 전환하면, 모드 전환 밸브(38)는 입구 포트(38a)가 급배 포트(38d)와 연결되고, 급배 포트(38c)가 드레인 포트(38b)와 연결되는 밸브 위치에 위치한다(도 2의 아래쪽 기능 참조). 신호 압력 공급 제어 밸브(33)의 신호 챔버(33p)는 드레인에 연결되고, 신호 압력 공급 제어 밸브(33)에서는 입구 포트(33a)가 급배 포트(33c)와 연결된다(도 2의 위쪽 기능 참조). 이에 따라서, 압력 조절 밸브(32)의 제1 신호 챔버(32p1)에는 축압기(31)의 압력이 제1 신호 압력(PL1)으로서 유도된다. 제진 제어 오프 상태 동안 축압기(31)의 압력은 높게 유지되고 있기 때문에, 제1 신호 압력(PL1)(축압기(31)의 압력)이 제2 신호 압력(PL2)(헤드측 액체 챔버(4a)의 압력)을 이긴다. 압력 조절 밸브(32)는 펌프 포트(32a)가 차단된 급배 포트(32c)가 탱크 포트(32b)와 연결되는 제2 위치에 위치한다(도 2의 왼쪽 기능 참조). 이에 따라서, 축압기(31)가 탱크와 연결되어, 축압기(31)의 압력이 저하되어 간다.

모드 전환 밸브(38)의 밸브 위치가 전환됨으로써, 개폐 신호 압력 공급 밸브(39)의 입구 포트(39a)에는 개폐 신호 압력(PL3)이 공급된다. 그러나, 제1 신호 압력(PL1)이 제2 신호 압력(PL2)보다 높기 때문에 개폐 신호 압력 공급 밸브(39)는 상술한 제1 위치에 위치한 상태이다(도 2의 왼쪽 기능 참조). 따라서, 개폐 신호 압력(PL3)이 신호 압력 공급 라인(50)에 공급되지 않고, 제1 개폐 밸브(34)는 제진 제어 오프 상태에서 계속해서 폐쇄 상태로 유지되고, 이로 인해 대기 상태가 실현된다. 모드 전환 밸브(38)의 밸브 위치가 전환되어도, 개폐 신호 압력(PL3)는 신호 챔버(37p)에 공급되지 않기 때문에, 제2 개폐 제어 밸브(37)는 폐쇄 위치에 유지된다.

축압기(31)의 압력이 헤드측 액체 챔버(4a)의 압력과 같아질 때까지 감소하면 대기 상태는 종료한다(도 3의 시각(t2) 참조).

압력 조절 밸브(32)와 개폐 신호 압력 공급 밸브(39)에서도, 제1 신호 압력(PL1)(축압기(31)의 압력)이 제2 신호 압력(PL2)(헤드측 액체 챔버(4a)의 압력)과 균형을 이룬다. 압력 조절 밸브(32)는 펌프 포트(32a) 및 급배 포트(32c)가 차단되는 제3 위치에 위치한다(도 2의 중앙의 기능 참조). 개폐 신호 압력 공급 밸브(39)는 입구 포트(39a)가 급배 포트(39c)와 연결되는 제2 위치에 위치한다(도 2의 중앙의 기능 참조). 이에 따라서, 개폐 신호 압력(PL3)이 제1 개폐 제어 밸브(36) 및 제2 개폐 제어 밸브(37)의 각각의 신호 챔버(36p, 37p)로 유도된다.

제1 개폐 제어 밸브(36)와 제2 개폐 제어 밸브(37)도 입구 포트(36a, 37a)가 차단되고, 급배 포트(36c, 37c)가 드레인 포트(36b, 37b)와 연결되는 개방 위치에 위치한다(밸브(36)은 도 2의 오른쪽 기능, 밸브(37)는 도 2의 왼쪽 기능 참조). 제1 개폐 밸브(34) 및 제2 개폐 밸브(35)의 각각의 포핏 상측 액체 챔버가 드레인에 연결되고, 제1 개폐 밸브(34)와 제2 개폐 밸브(35)도 개방 상태가 된다. 이에 따라서, 헤드측 액체 챔버(4a)가 축압기(31)와 연통되고, 대기 상태에서 연통 상태로 이행한다. 연통 상태에서는, 로드측 액체 챔버(4b)가 탱크와 연결된다.

연통 상태가 되면, 헤드측 액체 챔버(4a)의 압력 맥동이 축압기(31)에서 흡수된다. 이에 따라서, 주행 중에 노면 등에서 작업 차량(1)에 외력이 부여되어도 액츄에이터(4)가 원하지 않게 동작하는 것을 억제할 수 있다. 작업 장치(3)의 진동이 억제되므로, 나아가 차체(2) 및 이에 설치된 운전실(10)의 진동도 억제할 수 있다. 따라서, 주행 중의 승차감이 개선된다.

이상과 같이, 본 실시예에 따른 제진 제어 회로에서는 제진 제어 오프 상태에서 제진 제어 온 상태로 전환하여도 즉시 축압기(31)를 헤드측 액체 챔버(4a)와 연통시키지 않는다. 축압기(31)의 압력이 헤드측 액체 챔버(4a)의 압력과 같아질 때까지 축압기(31)를 헤드측 액체 챔버(4a)와 차단된 상태로 대기한다. 만일 압력 차이가 있는 상태에서 연통시키면 차체(2)에 충격이 발생할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 이러한 충격의 발생을 방지할 수 있기 때문에 승차감을 향상시킬 수 있다.

그리고, 축압기(31)의 압력이 헤드측 액체 챔버(4a)의 압력과 같아질 때까지 감소하면(즉, 연통시켜도 충격이 발생하지 않는 상태가 되면), 개폐 밸브(34, 35)가 신속하게 개방되어 대기 상태로부터 연통 상태로 이행된다. 따라서, 충격이 발생하지 않는 상태가 되면 신속하게 제진 제어 회로(30)가 실제로 제진 효과를 발휘할 수 있도록 되어 승차감을 향상시킬 수 있다.

대기 상태에서 연통 상태로의 이행에 전자적인 수단이 아니라 액압을 이용하고 있고, 제진 제어 회로(30)는 이를 위해 필요한 구성을 구비하고 있다. 압력 센서와 같은 장치를 이용하지 않고, 또한 압력 센서의 검출 결과를 참조하여 제어 루틴의 작성을 필요로 하지 않으며, 나아가 이러한 제어 루틴을 컨트롤러로 설치할 필요가 없이, 이러한 상태 변환이 실현된다. 따라서, 제진 제어 회로(30)의 구성을 하드웨어 측면과 소프트웨어 측면에서도 간소화할 수 있다.

[제2 실시예]

이하에서, 제2 실시예에 따른 제진 제어 회로(130)에 대해 상기 실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다. 제1 실시예에서는 압력 조절 밸브(32) 및 개폐 신호 압력 공급 밸브(39)가 서로 독립적인 스풀식 방향 전환 밸브로 구성되고, 두 밸브(32, 39) 모두 밸브 위치의 전환을 위해서, 축압기(31)의 압력인 제1 신호 압력(PL1)과 헤드측 액체 챔버(4a)의 압력인 제2 신호 압력(PL2)을 유도하였다. 본 실시예에 따른 제진 제어 회로(130)는 제1 실시예와 마찬가지로 작업 차량에 탑재되는 액압 시스템(120)에 설치되는 한편, 압력 조절 밸브(32)의 기능 및 개폐 신호 압력 공급 밸브(39)의 기능을 겸비한 통합 밸브(160)를 구비한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 통합 밸브(160)는 단일의 스풀을 가지는 파일롯식 방향 전환 밸브이다. 통합 밸브(160)는 제1 신호 챔버(160p1) 및 제2 신호 챔버(160p2)를 구비한다. 제1 신호 챔버(160p1)는 급배 라인(156)을 통해 신호 압력 공급 제어 밸브(33)의 급배 포트(33c)와 연결되어 있다. 제2 신호 챔버(160p2)는 분기 라인(44)으로부터 분기하는 제2 신호 압력 공급 라인(157)과 연결되어 있다.

통합 밸브(160)는 펌프 포트(132a), 탱크 포트(132b), 급배 포트(132c), 입구 포트(139a), 드레인 포트(139b) 및 급배 포트(139c)를 구비한다. 포트(132a ~ 132c)는 제1 실시예에 따른 압력 조절 밸브(32)의 포트(32a ~ 32c)에 대응하고, 포트(139a ~ 139c)는 제1 실시예에 따른 개폐 신호 압력 공급 밸브(39)의 포트(39a ~ 39c)에 대응한다.

제진 제어 오프 상태에서는 제2 신호 압력(PL2)(헤드측 액체 챔버(4a)의 압력)이 제1 신호 압력(PL1)(드레인 압력)을 이기고, 통합 밸브(160)는 펌프 포트(132a)가 급배 포트(132c)와 연결되고, 급배 포트(139c)가 입구 포트(139a)와 연결되는 제1 위치에 위치한다(도 4의 오른쪽 기능 참조). 이에 따라서, 축압기(31)에서 축압이 이루어진다. 급배 포트(139c)는 통합 밸브(160)의 입구 포트(139a) 및 모드 전환 밸브(38)를 통해 드레인과 연결된다. 개폐 신호 압력(PL3)은 개폐 제어 밸브(36, 37)에 공급되지 않고, 개폐 밸브(34, 35)는 폐쇄 상태가 된다.

제진 제어 오프 상태에서 제진 제어 온 상태(대기 상태)로 전환하면, 통합 밸브(160)의 제1 신호 챔버(160p1)에 축압기(31)의 압력이 제1 신호 압력(PL1)으로서 유도된다. 제1 신호 압력(PL1)(축압기의 압력)은 제2 신호 압력(PL2)(헤드측 액체 챔버(4a)의 압력)을 이기고, 통합 밸브(160)는 급배 포트(132c)가 탱크 포트(132b)와 연결되고 급배 포트(139c)가 드레인 포트(139b)와 연결되는 제2 위치에 위치한다(도 4의 왼쪽 기능 참조). 축압기(31)의 압력이 저하하는 한편, 개폐 밸브(34, 35)은 폐쇄 상태로 유지된다. 이로 인해 대기 상태가 실현된다.

축압기(31)의 압력이 헤드측 액체 챔버(4a)의 압력과 같아질 때까지 감소하면 대기 상태가 종료하고 연통 상태가 된다. 즉, 제1 신호 압력(PL1)(축압기(31)의 압력)이 제2 신호 압력(PL2)(헤드측 액체 챔버(4a)의 압력)과 균형을 이루고, 통합 밸브(160)는 급배 포트(132c) 및 펌프 포트(132a)가 차단되고, 입구 포트(139a)가 급배 포트(139c)와 연결되는 제3 위치에 위치한다(도 4의 중앙 기능 참조). 개폐 신호 압력(PL3)이 개폐 제어 밸브(36, 37)에 공급되고, 개폐 밸브(34, 35)가 개방 상태가 된다. 이에 따라서, 축압기(31)가 헤드측 액체 챔버(4a)와 연통되는 동시에 로드측 액체 챔버(4b)가 탱크와 연결된다.

본 실시예에서도 제1 실시예와 동일한 작용이 얻어진다. 그리고, 본 실시예에 따르면, 압력 조절 밸브(32)의 기능 및 개폐 신호 압력 공급 밸브(39)의 기능이 통합 밸브(160)에 집약되어 있다. 이에 따라서, 제1 신호 압력(PL1) 및 제2 신호 압력(PL2)을 공급하는 라인이 단순화되고, 또한 밸브 수가 줄어 제진 제어 회로(130)의 구성이 콤팩트해진다.

지금까지 실시예에 대해 설명했지만, 상기 구성은 본 발명의 범위 내에서 적절하게 변경, 삭제 또는 추가될 수 있다.

예를 들어, 신호 압력 공급 제어 밸브(33)는 솔레노이드 밸브라도 좋다. 그 때, 신호 압력 공급 제어 밸브(33)의 신호 챔버(33p)의 생략과 함께 모드 전환 밸브(38)의 포트를 신호 압력 공급 제어 밸브(33)와 연결하는 라인을 생략하고, 모드 전환 밸브(38)를 개폐 신호 압력 공급 밸브(39)에 대한 신호 압력 급배 전용 밸브로 하여도 좋다.

1: 작업 차량 2: 차체
3: 작업 장치 4: 액츄에이터
4a: 헤드측 액체 챔버(압력 챔버) 4b: 로드측 액체 챔버(압력 챔버)
30, 130: 제진 제어 회로 31: 축압기
32: 압력 조절 밸브 32a: 펌프 포트
32b: 탱크 포트 32c: 급배 포트
32p1: 제1 신호 챔버 32p2: 제2 신호 챔버
33: 신호 압력 공급 제어 밸브 34, 35: 개폐 밸브
36, 37: 개폐 제어 밸브 43: 급배 라인
44: 분기 라인 160: 통합 밸브
PL1: 제1 신호 압력 PL2: 제 2 신호 압력
PL3: 개폐 신호 압력

Claims

압력 챔버에 대한 압유의 급배에 대응하여 차체에 설치된 작업 장치를 동작시키는 액츄에이터를 구비한 작업 기계에 탑재되고, 주행시에 제진 제어 오프 상태와 제진 제어 온 상태의 전환이 가능한 제진 제어 회로로서,
축압기와,
상기 축압기와 급배 라인을 통해 연결된 급배 포트, 펌프 포트, 탱크 포트, 상기 축압기의 압력이 제1 신호 압력으로서 유도되는 제1 신호 챔버 및 상기 압력 챔버의 압력이 제2 신호 압력으로서 유도되는 제2 신호 챔버를 구비하는 압력 조절 밸브와,
상기 제1 신호 챔버로의 상기 제1 신호 압력의 공급 여부를 제어하는 신호 압력 공급 제어 밸브와,
상기 급배 라인으로부터 분기하여 상기 압력 챔버와 연결된 분기 라인 상에 설치된 개폐 밸브와,
개폐 신호 압력의 공급 유무에 대응하여 상기 개폐 밸브의 개폐 상태를 제어하는 개폐 제어 밸브를 포함하고,
상기 제진 제어 오프 상태에서는, 상기 신호 압력 공급 제어 밸브가 상기 제1 신호 압력의 공급을 중단하고, 상기 압력 조절 밸브가 상기 급배 포트를 상기 펌프 포트에 연결하는 제1 위치에 위치하여 상기 축압기로 축압이 이루어지고, 상기 개폐 제어 밸브에 상기 개폐 신호 압력이 공급되지 않도록 상기 개폐 밸브가 폐쇄되고,
상기 제진 제어 오프 상태에서 상기 제진 제어 온 상태로 전환되면, 상기 신호 압력 공급 제어 밸브가 상기 제1 신호 압력의 공급을 허용하고, 상기 압력 조절 밸브가 상기 급배 포트를 상기 탱크 포트에 연결하는 제2 위치에 위치하여 상기 축압기의 상기 압력이 저하되어 가고,
상기 제진 제어 온 상태에서, 상기 축압기의 상기 압력이 상기 압력 챔버의 상기 압력과 같아지면, 상기 압력 조절 밸브가 상기 급배 포트를 차단하는 제3 위치에 위치하는 동시에 상기 개폐 제어 밸브에 상기 개폐 신호 압력이 공급되어 상기 개폐 밸브가 개방되고,
상기 개폐 제어 밸브와 연결되는 공급 밸브 급배 포트, 상기 축압기의 압력이 제1 신호 압력으로서 유도되는 공급 밸브 제1 신호 챔버 및 상기 압력 챔버의 압력이 제2 신호 압력으로서 유도되는 공급 밸브 제2 신호 챔버를 구비하는 개폐 신호 압력 공급 밸브를 포함하고,
상기 제진 제어 오프 상태에서, 상기 개폐 신호 압력 공급 밸브가 상기 공급 밸브 급배 포트를 드레인에 연결하는 밸브 위치에 위치하고,
상기 제진 제어 온 상태에서 상기 제1 신호 압력이 상기 제2 신호 압력 이하가 되면, 상기 개폐 신호 압력 공급 밸브가 상기 개폐 신호 압력을 상기 공급 밸브 급배 포트에 공급하는 밸브 위치에 위치하는 것을 특징으로 하는 제진 제어 회로.
압력 챔버에 대한 압유의 급배에 대응하여 차체에 설치된 작업 장치를 동작시키는 액츄에이터를 구비한 작업 기계에 탑재되고, 주행시에 제진 제어 오프 상태와 제진 제어 온 상태의 전환이 가능한 제진 제어 회로로서,
축압기와,
상기 축압기와 급배 라인을 통해 연결된 급배 포트, 펌프 포트, 탱크 포트, 상기 축압기의 압력이 제1 신호 압력으로서 유도되는 제1 신호 챔버 및 상기 압력 챔버의 압력이 제2 신호 압력으로서 유도되는 제2 신호 챔버를 구비하는 압력 조절 밸브와,
상기 제1 신호 챔버로의 상기 제1 신호 압력의 공급 여부를 제어하는 신호 압력 공급 제어 밸브와,
상기 급배 라인으로부터 분기하여 상기 압력 챔버와 연결된 분기 라인 상에 설치된 개폐 밸브와,
개폐 신호 압력의 공급 유무에 대응하여 상기 개폐 밸브의 개폐 상태를 제어하는 개폐 제어 밸브를 포함하고,
상기 제진 제어 오프 상태에서는, 상기 신호 압력 공급 제어 밸브가 상기 제1 신호 압력의 공급을 중단하고, 상기 압력 조절 밸브가 상기 급배 포트를 상기 펌프 포트에 연결하는 제1 위치에 위치하여 상기 축압기로 축압이 이루어지고, 상기 개폐 제어 밸브에 상기 개폐 신호 압력이 공급되지 않도록 상기 개폐 밸브가 폐쇄되고,
상기 제진 제어 오프 상태에서 상기 제진 제어 온 상태로 전환되면, 상기 신호 압력 공급 제어 밸브가 상기 제1 신호 압력의 공급을 허용하고, 상기 압력 조절 밸브가 상기 급배 포트를 상기 탱크 포트에 연결하는 제2 위치에 위치하여 상기 축압기의 상기 압력이 저하되어 가고,
상기 제진 제어 온 상태에서, 상기 축압기의 상기 압력이 상기 압력 챔버의 상기 압력과 같아지면, 상기 압력 조절 밸브가 상기 급배 포트를 차단하는 제3 위치에 위치하는 동시에 상기 개폐 제어 밸브에 상기 개폐 신호 압력이 공급되어 상기 개폐 밸브가 개방되고,
상기 압력 조절 밸브가 상기 개폐 제어 밸브와 연결되는 개폐 급배 포트를 구비하고,
상기 제진 제어 오프 상태에서는, 상기 압력 조절 밸브가 상기 제1 위치에 위치하여 상기 개폐 급배 포트가 드레인에 연결되고, 상기 제진 제어 오프 상태에서 상기 제진 제어 온 상태로 전환되면, 상기 압력 조절 밸브가 상기 제2 위치에 위치하여 상기 개폐 급배 포트가 드레인에 연결되고,
상기 제진 제어 온 상태에서 상기 축압기의 상기 압력이 상기 압력 챔버의 상기 압력과 같아지면, 상기 압력 조절 밸브가 상기 제3 위치에 위치하고, 상기 개폐 신호 압력이 상기 개폐 급배 포트에 공급되는 것을 특징으로 하는 제진 제어 회로.
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