KR102461679B1

KR102461679B1 - 건설기계의 제어 시스템

Info

Publication number: KR102461679B1
Application number: KR1020150078312A
Authority: KR
Inventors: 김기용; 최대균
Original assignee: 현대두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2015-06-03
Filing date: 2015-06-03
Publication date: 2022-11-01
Anticipated expiration: 2035-06-03
Also published as: KR20160142500A

Abstract

건설기계의 제어 시스템은 건설기계의 파일럿 펌프와 메인 컨트롤 밸브를 연결하는 파일럿 라인에 설치되며 운전자의 안전레버 조작에 따라 파일럿 라인을 선택적으로 개폐시키기 위한 제1 제어밸브, 제1 제어밸브와 메인 컨트롤 밸브 사이의 파일럿 라인에 설치되며 조이스틱 또는 주행페달로부터 입력된 조작신호에 따라 메인 컨트롤 밸브로 공급되는 파일럿 압력을 제어하기 위한 적어도 하나의 전자비례 감압밸브, 및 제1 제어밸브와 전자비례 감압밸브 사이의 파일럿 라인에 설치되며 조이스틱 및 주행페달로부터 입력된 조작신호에 따라 전자비례 감압밸브로 파일럿 작동유를 선택적으로 공급하기 위한 제2 제어밸브를 포함한다.

Description

건설기계의 제어 시스템{CONTROL SYSTEM FOR CONSTRUCTION MACHINERY}

본 발명은 건설기계의 제어 시스템에 관한 것이다. 더욱 자세하게는, 전자비례 감압밸브를 이용하여 메인 컨트롤 밸브로 공급되는 파일럿 압력을 제어하는 건설기계의 제어 시스템에 관한 것이다.

건설기계, 예를 들면, 굴삭기는 하부 주행체, 하부 주행체 상에 선회 가능하게 연결된 상부 선회체, 상부 선회체에 연결된 붐, 붐에 연결된 암 및 암에 선택적으로 연결되는 어태치먼트를 포함할 수 있다. 어태치먼트는 버킷, 브레이커, 크러셔 등을 포함할 수 있다. 따라서, 작업 용도에 따라 버킷, 브레이커 또는 크러셔를 암에 설치할 수 있다. 굴삭기의 상부 선회체, 붐, 암 및 어태치먼트는 유압 펌프에서 발생된 작동유의 압력에 의해 작동될 수 있다. 작동유는 메인 컨트롤 밸브(Main Control Valve, MCV)에 의해서 제어될 수 있다.

메인 컨트롤 밸브는 복수개의 스풀들을 포함할 수 있다. 스풀들은 각각 상부 선회체, 붐, 암, 및 어태치먼트로 작동유가 공급되는 유압 라인들 내에 이동 가능하게 배치될 수 있다. 또한, 스풀들은 각각 전자비례 감압밸브((Electro Proportional Pressure Reduce Valve, EPPRV)에 의해 제어될 수 있다. 전자비례 감압밸브들은 스풀들을 이동시키기 위한 파일럿 작동유가 공급되는 파일럿 라인들을 가질 수 있다. 전자비례 감압밸브들은 굴삭기의 조작신호에 따라 파일럿 라인들을 선택적으로 개폐할 수 있다.

한편, 전자비례 감압밸브가 고장 나면, 메인 컨트롤 밸브의 스풀들은 운전자의 조작과 다르게 동작할 수 있다. 따라서, 운전자가 조이스틱을 중립 상태로 조작하더라도 이와 연결된 스풀을 중립 상태로 이동시킬 수 없어 안전사고가 발생할 위험이 있다.

본 발명의 과제는 전자비례 감압밸브에 이상이 발생한 경우에도 비정상 전자비례 감압밸브와 연계된 스풀을 중립상태로 이동시킬 수 있는 건설기계의 제어 시스템을 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 시스템은, 건설기계의 파일럿 펌프와 메인 컨트롤 밸브를 연결하는 파일럿 라인에 설치되며 운전자의 안전레버 조작에 따라 상기 파일럿 라인을 선택적으로 개폐시키기 위한 제1 제어밸브, 상기 제1 제어밸브와 상기 메인 컨트롤 밸브 사이의 상기 파일럿 라인에 설치되며 조이스틱 또는 주행페달로부터 입력된 조작신호에 따라 상기 메인 컨트롤 밸브로 공급되는 파일럿 압력을 제어하기 위한 적어도 하나의 전자비례 감압밸브, 및 상기 제1 제어밸브와 상기 전자비례 감압밸브 사이의 상기 파일럿 라인에 설치되며 상기 조이스틱 및 상기 주행페달로부터 입력된 조작신호에 따라 상기 전자비례 감압밸브로 파일럿 작동유를 선택적으로 공급하기 위한 제2 제어밸브를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설기계의 제어 시스템은 상기 조작신호를 입력받아 상기 제2 제어밸브를 제어하기 위한 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 조이스틱 및 상기 주행페달 중에서 적어도 하나로부터 조작신호가 입력되면 상기 제2 제어밸브를 작동시켜 상기 파일럿 라인을 개방시킬 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 조작신호가 입력되면 기 설정된 시간 동안 상기 제2 제어밸브의 작동을 유지시킬 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 기 설정된 시간은 상기 조작신호의 종류에 따라 다르게 설정될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 기 설정된 시간은 상기 조작신호의 세기에 따라 다르게 설정될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 파일럿 펌프로부터 토출된 파일럿 작동유는 상기 제1 제어밸브 및 상기 제2 제어밸브가 모두 작동한 경우에 상기 전자비례 감압밸브로 공급될 수 있다.

예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 시스템은 조이스틱 및 주행페달 중에서 적어도 하나로부터 조작신호가 입력된 경우에만 전자비례 감압밸브로 파일럿 작동유가 공급되도록 제어할 수 있다.

이에 따라, 전자비례 감압밸브가 고장난 경우에도, 운전자가 조이스틱을 중립 상태로 조작함으로써 고장난 전자비례 감압밸브와 연계된 스풀을 중립상태로 이동시킬 수 있고, 안전사고의 위험을 방지할 수 있다.

다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

도 1 은 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 시스템을 나타낸 유압 회로도이다.
도 2는 도 1의 제어 시스템의 동작을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 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.

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 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는" 과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

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 설시된 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 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1 은 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 시스템을 나타내는 유압 회로도이다.

도 1을 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 시스템은 메인 컨트롤 밸브(300)를 제어하기 위한 파일럿 작동유를 공급하는 파일럿 펌프(P2), 파일럿 펌프(P2)와 메인 컨트롤 밸브(300)를 연결하는 파일럿 라인(L2)에 설치되며 상기 건설기계의 조작신호에 따라 파일럿 라인(L2)을 개폐시키는 제1 제어밸브(100) 및 제2 제어밸브(110), 및 파일럿 라인(L2)에 설치되어 상기 건설기계의 조작신호에 따라 메인 컨트롤 밸브(300)로 공급되는 파일럿 압력을 제어하기 위한 적어도 하나의 전자비례 감압밸브를 포함할 수 있다. 도 1에는 두 개의 전자비례 감압밸브들(120, 122)을 포함하는 건설기계의 제어 시스템이 도시되어 있지만, 전자비례 감압밸브의 개수는 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 다양한 개수의 전자비례 감압밸브들을 포함할 수 있다.

예를 들면, 상기 건설기계는 굴삭기일 수 있다. 상기 굴삭기는 하부 주행체, 상기 하부 주행체 상에 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체, 상기 상부 선회체에 연결된 붐, 상기 붐에 연결된 암 및 상기 암에 선택적으로 연결되는 어태치먼트를 포함할 수 있다. 상기 어태치먼트는 버킷, 브레이커, 및 크러셔를 포함할 수 있다. 작업 목적에 따라 상기 버킷, 상기 브레이커 또는 상기 크러셔가 상기 암에 선택적으로 설치될 수 있다.

상기 굴삭기의 상기 상부 선회체, 상기 붐, 상기 암, 및 상기 어태치먼트는 메인 펌프(P1)에서 공급된 작동유에 의해 작동될 수 있다. 메인 펌프(P1)는 드레인 탱크(T)로부터 작동유를 흡입하여 유압 라인(L1)을 통해 작동유를 토출할 수 있다. 상기 토출된 작동유는 메인 컨트롤 밸브(300)로 공급될 수 있다. 메인 컨트롤 밸브(300)는 선회 제어스풀(도시되지 않음), 붐 제어스풀(310), 암 제어스풀(도시되지 않음) 및 어태치먼트 제어스풀(도시되지 않음) 등을 포함할 수 있다. 상기 제어스풀들은 이와 연결된 액츄에이터들로의 작동유 공급을 제어하여 상기 액츄에이터들의 움직임을 제어할 수 있다.

예를 들면, 상기 붐 제어스풀은 상기 붐의 동작을 제어할 수 있다. 메인 펌프(P1)에서 토출된 작동유는 유압 라인(L1)을 통해 메인 컨트롤 밸브(300)의 붐 제어스풀(310)로 공급될 수 있다. 이 때, 파일럿 펌프(P2)로부터 토출된 파일럿 작동유는 붐 제어스풀(310)에 작용하여 붐 제어스풀(310)을 이동시킬 수 있고, 작동유는 붐 제어스풀(310)을 거쳐 붐 실린더(400)의 상승측 챔버(410) 또는 하강측 챔버(420)로 선택적으로 공급될 수 있다. 이에 따라, 붐 실린더(400)는 전진 또는 후진할 수 있고, 붐 실린더(400)에 연결된 상기 붐은 상승하거나 또는 하강할 수 있다.

이와 다르게, 상기 건설기계는 휠 로더 또는 지게차 등일 수도 있다.

파일럿 펌프(P2)는 드레인 탱크(T)로부터 작동유를 흡입하여 파일럿 라인(L2)으로 파일럿 작동유를 토출할 수 있다. 예를 들면, 상기 파일럿 펌프는 기어펌프일 수 있다. 파일럿 작동유는 파일럿 라인(L2)을 거쳐 메인 컨트롤 밸브(300)로 공급될 수 있다.

제1 제어밸브(100)는 파일럿 라인(L2)에 설치되며, 안전레버(200)로부터 조작신호를 입력받아 파일럿 라인(L2)을 선택적으로 개폐시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 제어밸브는 솔레노이드 밸브일 수 있다.

안전레버(200)는 상기 건설기계의 캐빈(도시되지 않음) 내부에 설치될 수 있다. 예를 들면, 상기 안전레버는 제1 위치 및 제2 위치를 포함할 수 있다. 안전레버(200)가 상기 제1 위치에 위치하면 제1 제어밸브(100)로 조작신호가 입력되지 않을 수 있고, 안전레버(200)가 상기 제2 위치에 위치하면 제1 제어밸브(100)로 조작신호가 입력될 수 있다.

안전레버(200)로부터 제1 제어밸브(100)로 조작신호가 입력되면, 제1 제어밸브(100)는 파일럿 라인(L2)을 개방시킬 수 있다. 이에 따라, 파일럿 펌프(P2)로부터 토출된 파일럿 작동유는 메인 컨트롤 밸브(300)로 공급될 수 있다. 반대로, 안전레버(200)로부터 조작신호가 입력되지 않으면, 제1 제어밸브(100)는 중립 상태로 유지되고, 파일럿 라인(L2)을 차단하여 메인 컨트롤 밸브(300)로 파일럿 작동유가 공급되지 않도록 할 수 있다.

따라서, 제1 제어밸브(100)는 조이스틱 또는 주행페달 등의 조작여부에 관계없이 오직 안전레버(200)에 의해 제어될 수 있다. 제1 제어밸브(100)는 운전자의 안전레버(200) 조작에 따라 파일럿 라인(L2)을 선택적으로 개폐시킬 수 있고, 메인 컨트롤 밸브(300)로의 파일럿 작동유 공급 여부를 제어할 수 있다.

제2 제어밸브(110)는 제1 제어밸브(100)와 메인 컨트롤 밸브(300) 사이의 파일럿 라인(L2)에 설치되며, 상기 건설기계의 조작신호를 입력받아 파일럿 라인(L2)을 선택적으로 개폐시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 제어밸브는 솔레노이드 밸브일 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설기계의 제어 시스템은 상기 건설기계의 조작신호를 입력받아 제2 제어밸브(110)를 제어하기 위한 컨트롤러(130)를 더 포함할 수 있다. 컨트롤러(130)는 운전자의 조작신호를 입력받아 제2 제어밸브(110)로 제어신호를 출력할 수 있다. 제2 제어밸브(110)는 컨트롤러(130)로부터 입력된 상기 제어신호에 따라 파일럿 라인(L2)을 개폐시킬 수 있다.

예를 들면, 상기 컨트롤러는 상기 건설기계의 메인 처리 장치에 설치되며, 조이스틱 및 주행페달로부터 조작신호를 입력 받아 상기 제2 제어밸브를 제어할 수 있다. 상기 조이스틱은 상기 건설기계의 상기 캐빈 내부에 설치되며, 상기 상부 선회체의 선회 동작 및 상기 붐 등의 움직임을 제어할 수 있다. 상기 주행페달은 상기 건설기계의 상기 캐빈 내부에 설치되며, 상기 건설기계의 주행 속도를 제어할 수 있다.

운전자가 상기 조이스틱 및 상기 주행페달 중에서 적어도 하나를 조작하면, 상기 조작신호는 컨트롤러(130)로 입력될 수 있다. 상기 조작신호가 입력되면 컨트롤러(130)는 제2 제어밸브(110)로 제어신호를 출력할 수 있다. 제2 제어밸브(110)로 제어신호가 입력되면, 제2 제어밸브(110)는 파일럿 라인(L2)을 개방시킬 수 있다. 이에 따라, 파일럿 펌프(P2)로부터 토출된 파일럿 작동유는 제1 및 제2 제어밸브들(100, 110)을 순차적으로 거쳐 제1 및 제2 전자비례 감압밸브들(120, 122)로 공급될 수 있다.

이 경우에 있어서, 컨트롤러(130)는 상기 조이스틱 또는 상기 주행페달의 조작 여부에 따라서 제2 제어밸브(110)로의 제어신호 출력 여부를 결정할 수 있다. 즉, 운전자가 상기 조이스틱 및 상기 주행페달 중에서 적어도 하나를 조작하기만 하면 컨트롤러(130)는 제2 제어밸브(110)로 제어신호를 출력할 수 있고, 이 때, 상기 조이스틱 또는 상기 주행페달의 조작 정도는 컨트롤러(130)의 제어신호 출력 여부에 영향을 미치지 않을 수 있다.

반대로, 운전자가 상기 조이스틱 및 상기 주행페달 중에서 어느 것도 조작하지 않으면, 컨트롤러(130)는 제2 제어밸브(110)로 제어신호를 출력하지 않을 수 있다. 제2 제어밸브(110)로 제어신호가 입력되지 않으면 제2 제어밸브(110)는 중립 상태로 유지되고, 파일럿 라인(L2)을 차단하여 제1 및 제2 전자비례 감압밸브들(120, 122)로 파일럿 작동유가 공급되지 않도록 할 수 있다.

따라서, 제2 제어밸브(110)는 상기 조이스틱 및 상기 주행페달의 조작 여부에 따라 파일럿 라인(L2)을 선택적으로 개폐시킬 수 있고, 전자비례 감압밸브들(120, 122)로의 파일럿 작동유 공급 여부를 제어할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 컨트롤러(130)는 상기 조이스틱 및 상기 주행페달 중에서 적어도 하나로부터 조작신호가 입력되면 기 설정된 시간 동안 제2 제어밸브(110)로 작동신호를 출력할 수 있다. 이에 따라, 제2 제어밸브(110)는 상기 기 설정된 시간 동안 파일럿 라인(L2)을 개방시킬 수 있다. 제2 제어밸브(110)는 상기 기 설정된 시간 이후에 중립 상태로 이동하여 파일럿 라인(L2)을 차단할 수 있다.

제2 제어밸브(110)는 상기 조이스틱 및 상기 주행페달의 조작 여부에 따라 작동 여부가 결정되기 때문에, 경우에 따라서는 제2 제어밸브(110)의 작동 여부가 너무 빈번하게 변경될 수 있다. 이에 따라, 제2 제어밸브(110)가 파손되거나 오작동을 일으킬 수 있다.

이 경우에 있어서, 컨트롤러(130)는 상기 조이스틱 또는 상기 주행페달로부터 조작신호가 입력되면 기 설정된 시간 동안은 계속해서 제2 제어밸브(110)의 작동을 유지시킬 수 있다. 따라서, 상기 조이스틱 및 상기 주행페달의 조작에 따라 제2 제어밸브(110)가 너무 빈번하게 반응하는 것을 방지할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 기 설정된 시간은 상기 조이스틱 또는 상기 주행페달로부터 입력된 조작신호의 종류 및 세기에 따라 다르게 설정될 수 있다.

예를 들면, 운전자가 상기 조이스틱을 조작하여 상기 붐을 상승시키는 조작신호를 입력한 경우에는, 상기 컨트롤러는 제1 시간 동안 상기 제2 제어밸브의 작동을 유지시킬 수 있다. 이와 다르게, 운전자가 상기 조이스틱을 조작하여 상기 상부 선회체를 선회시키는 조작신호를 입력한 경우에는, 상기 컨트롤러는 상기 제1 시간과 다른 제2 시간 동안 상기 제2 제어밸브의 작동을 유지시킬 수 있다.

또한, 운전자가 상기 조이스틱의 레버(도시되지 않음)를 많이 움직인 경우에는, 상기 조작신호의 세기가 커질 수 있고 상기 컨트롤러는 제3 시간 동안 상기 제2 제어밸브의 작동을 유지시킬 수 있다. 이와 다르게, 운전자가 상기 조이스틱의 상기 레버를 조금만 움직인 경우에는, 상기 조작신호의 세기가 작아질 수 있고 상기 컨트롤러는 상기 제3 시간과 다른 제4 시간동안 상기 제2 제어밸브의 작동을 유지시킬 수 있다.

제1 제어밸브(100)는 상기 건설기계의 조작 여부, 예를 들면 상기 조이스틱 또는 상기 주행페달의 조작 여부와 관계없이 오로지 안전레버(200)의 조작 여부에 의해서 제어될 수 있다. 이와 다르게, 제2 제어밸브(110)는 안전레버(200)의 조작 여부와 관계없이 오로지 상기 조이스틱 및 상기 주행페달의 조작 여부에 의해서 제어될 수 있다.

파일럿 펌프(P2)로부터 토출된 파일럿 작동유는 제1 및 제2 제어밸브들(100, 110)이 모두 작동하여 파일럿 라인(L2)을 개방시킨 경우에만 제1 및 제2 전자비례 감압밸브들(120, 122)로 공급될 수 있다. 제1 및 제2 제어밸브들(100, 110) 중에서 어느 하나라도 작동하지 않은 경우에는 제1 및 제2 전자비례 감압밸브들(120, 122)로 파일럿 작동유가 공급되지 않을 수 있다.

제1 및 제2 전자비례 감압밸브들(120, 122)은 제2 제어밸브(110)와 메인 컨트롤 밸브(300) 사이의 파일럿 라인(L2)에 설치되며, 상기 건설기계의 조작신호를 입력받아 메인 컨트롤 밸브(300)로 공급되는 파일럿 압력을 제어할 수 있다. 제1 전자비례 감압밸브(120)와 제2 전자비례 감압밸브(122)는 서로 병렬로 연결될 수 있다.

예를 들면, 제1 전자비례 감압밸브(120)는 메인 컨트롤 밸브(300)의 붐 제어스풀(310)을 좌측으로 절환시키기 위한 파일럿 압력을 제어할 수 있고, 제2 전자비례 감압밸브(122)는 붐 제어스풀(310)을 우측으로 절환시키기 위한 파일럿 압력을 제어할 수 있다. 붐 제어스풀(310)이 좌측으로 절환되면 붐 실린더(400)의 상승측 챔버(410)로 메인 펌프(P1)에서 토출된 작동유가 공급되어 상기 붐이 상승할 수 있다. 반대로, 붐 제어스풀(310)이 우측으로 절환되면 붐 실린더(400)의 하강측 챔버(420)로 메인 펌프(P1)에서 토출된 작동유가 공급되어 상기 붐이 하강할 수 있다.

상기 전자비례 감압밸브들은 상기 조이스틱 또는 상기 주행페달의 조작 정도에 따라 메인 컨트롤 밸브(300)로 공급되는 상기 파일럿 압력을 조절할 수 있다.

예를 들면, 상기 제1 전자비례 감압밸브는 상기 조이스틱으로부터 붐 상승 조작신호를 입력 받고, 상기 제2 전자비례 감압밸브는 상기 조이스틱으로부터 붐 하강 조작신호를 입력받을 수 있다. 제1 및 제2 전자비례 감압밸브들(120, 122)은 상기 조작신호의 세기에 비례하여 상기 메인 컨트롤 밸브의 상기 붐 제어스풀로 공급되는 파일럿 압력을 제어할 수 있다. 이 경우에 있어서, 붐 제어스풀(310)은 상기 파일럿 압력의 세기에 따라 이동 정도가 달라질 수 있다. 붐 제어스풀(310)의 이동 정도에 따라 붐 실린더(400)로 공급되는 작동유의 양이 달라질 수 있고, 이에 따라 상기 붐의 상승 또는 하강 정도가 달라질 수 있다.

도 2는 도 1의 제어 시스템의 동작을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 먼저, 안전레버(200) 해제 여부를 확인한다(S100). 안전레버(200)가 해제되면, 제1 제어밸브(100)가 작동하여 파일럿 라인(L2)이 개방될 수 있다(S110).

이어서, 건설기계의 조작 여부를 확인한다(S120).

운전자는 안전레버(200)를 조작하여 제1 제어밸브(100)를 작동시킬 수 있다. 이 때, 운전자가 조이스틱 및 주행페달을 조작하지 않으면 제2 제어밸브(110)는 작동하지 않을 수 있다. 이에 따라, 파일럿 펌프(P2)로부터 토출된 파일럿 작동유는 제1 및 제2 전자비례 감압밸브들(120, 122)로 공급되지 않을 수 있다.

운전자가 상기 조이스틱 및 상기 주행페달 중에서 적어도 하나를 조작하면 제2 제어밸브(110)를 작동시킬 수 있다(S130). 예를 들면, 상기 조이스틱 및 상기 주행페달에 대한 조작신호는 컨트롤러(130)로 입력될 수 있고, 컨트롤러(130)는 제2 제어밸브(110)로 작동신호를 인가할 수 있다. 제1 및 제2 제어밸브들(100, 110)이 모두 작동하면 파일럿 라인(L2)은 개방될 수 있고, 파일럿 펌프(P2)로부터 토출된 파일럿 작동유는 제1 및 제2 전자비례 감압밸브들(120, 122)로 공급될 수 있다.

제1 및 제2 전자비례 감압밸브들(120, 122)은 파일럿 펌프(P2)로부터 파일럿 작동유를 공급받고, 상기 조이스틱 또는 상기 주행페달로부터 입력된 조작신호의 세기에 따라 메인 컨트롤 밸브(300)로 공급되는 파일럿 압력의 세기를 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 전자비례 감압밸브는 상기 조이스틱의 붐 상승 조작 정도에 따라 상기 메인 컨트롤 밸브의 붐 제어스풀로 공급되는 파일럿 압력을 조절할 수 있다. 상기 파일럿 압력은 붐 제어스풀(310)을 이동시킬 수 있고, 메인 펌프(P1)로부터 토출된 작동유는 붐 실린더(400)의 상승측 챔버(410)로 공급되어 상기 붐을 상승시킬 수 있다.

한편, 전자비례 감압밸브들(120, 122)은 상기 건설기계의 사용에 따라 고장 날 수 있다. 고장난 전자비례 감압밸브들(120, 122)은 상기 조이스틱의 조작 정도와 다르게 잘못된 파일럿 압력을 붐 제어스풀(310)로 공급할 수 있다. 따라서, 붐 제어스풀(310)에 의해 제어되는 붐 실린더(400) 및 상기 붐은 운전자의 의도와 다르게 움직일 수 있다.

따라서, 운전자가 상기 조이스틱을 중립 상태로 조작하면 컨트롤러(130)는 제2 제어밸브(110)로 제어신호를 출력하지 않을 수 있고, 제2 제어밸브(110)는 파일럿 라인(L2)을 차단할 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 전자비례 감압밸브들(120, 122)에는 더 이상 파일럿 작동유가 공급되지 않을 수 있고, 붐 제어스풀(310)은 중립 상태로 복귀하여 상기 붐을 정지시킬 수 있다.

이 경우에 있어서, 건설기계의 조작 여부를 확인하고(S140), 조작신호가 중단된 경우에도 곧바로 제2 제어밸브(110)를 중립 상태로 복귀시키지 않고, 기 설정된 시간 이후에 제2 제어밸브(110)를 중립 상태로 복귀시킬 수 있다(S150).

예를 들면, 컨트롤러(130)는 상기 조이스틱 또는 상기 주행페달로부터 조작신호가 입력되면 기 설정된 시간 동안은 계속해서 제2 제어밸브(110)의 작동을 유지시킬 수 있다. 제2 제어밸브(110)는 최후의 조작신호가 입력된 이후로부터 상기 기 설정된 시간 이후에 중립 상태로 복귀할 수 있다. 따라서, 상기 조이스틱 및 상기 주행페달의 조작에 따라 제2 제어밸브(110)가 너무 빈번하게 반응하는 것을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 시스템은 조이스틱 및 주행페달로부터 입력된 조작신호에 따라 전자비례 감압밸브들(120, 122)로의 파일럿 작동유 공급을 제어할 수 있다. 즉, 상기 조이스틱 및 상기 주행페달 중에서 적어도 하나로부터 조작신호가 입력된 경우에만 전자비례 감압밸브들(120, 122)로 파일럿 작동유가 공급되도록 제어할 수 있다.

이에 따라, 전자비례 감압밸브가 고장난 경우에도, 운전자가 상기 조이스틱을 중립 상태로 조작함으로써 고장난 전자비례 감압밸브와 연계된 스풀을 중립상태로 이동시킬 수 있고, 안전사고의 위험을 방지할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 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.

100: 제1 제어밸브 110: 제2 제어밸브
120: 제1 전자비례 감압밸브 122: 제2 전자비례 감압밸브
130: 컨트롤러 200: 안전레버
300: 메인 컨트롤 밸브 310: 붐 제어스풀
400: 붐 실린더 410: 상승측 챔버
420: 하강측 챔버 T: 드레인 탱크
P1: 메인 펌프 P2: 파일럿 펌프
L1: 유압 라인 L2: 파일럿 라인

Claims

건설기계의 파일럿 펌프와 메인 컨트롤 밸브를 연결하는 파일럿 라인;
상기 파일럿 라인에 설치되며, 조이스틱 또는 주행페달로부터 입력된 조작신호에 따라 상기 메인 컨트롤 밸브로 공급되는 파일럿 압력을 제어하기 위한 적어도 하나의 전자비례 감압밸브;
상기 파일럿 펌프와 상기 전자비례 감압밸브 사이의 상기 파일럿 라인에 설치되며, 운전자의 안전레버 조작에 따라 상기 파일럿 라인을 선택적으로 개폐시키기 위한 제1 제어밸브;
상기 제1 제어밸브와 상기 전자비례 감압밸브 사이의 상기 파일럿 라인에 설치되며 상기 조이스틱 및 상기 주행페달로부터 입력된 조작신호에 따라 상기 전자비례 감압밸브로 파일럿 작동유를 선택적으로 공급하기 위한 제2 제어밸브; 및
상기 조작신호를 입력받아 상기 제2 제어밸브를 제어하기 위한 컨트롤러를 포함하고,
상기 컨트롤러는 상기 조이스틱 및 상기 주행페달 중에서 적어도 하나로부터 상기 조작신호가 입력되면 상기 제2 제어밸브를 작동시켜 상기 파일럿 라인을 개방시키고,
상기 안전레버가 조작된 경우에, 상기 조이스틱 및 상기 주행페달로부터 입력된 상기 조작신호에 따라 상기 제2 제어밸브를 제어하여 상기 파일럿 펌프로부터 토출된 파일럿 작동유를 상기 전자비례 감압밸브로 공급하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 제어 시스템.
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제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 조작신호가 입력되면 기 설정된 시간 동안 상기 제2 제어밸브의 작동을 유지시키는 것을 특징으로 하는 건설기계의 제어 시스템.
제 4 항에 있어서, 상기 기 설정된 시간은 상기 조작신호의 종류에 따라 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 제어 시스템.
제 4 항에 있어서, 상기 기 설정된 시간은 상기 조작신호의 세기에 따라 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 제어 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 파일럿 펌프로부터 토출된 파일럿 작동유는 상기 제2 제어밸브가 작동한 경우에 상기 전자비례 감압밸브로 공급되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 제어 시스템.
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