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WO2011162429A1 - 건설기계의 유압펌프 제어시스템 - Google Patents

건설기계의 유압펌프 제어시스템 Download PDF

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Publication number
WO2011162429A1
WO2011162429A1 PCT/KR2010/004097 KR2010004097W WO2011162429A1 WO 2011162429 A1 WO2011162429 A1 WO 2011162429A1 KR 2010004097 W KR2010004097 W KR 2010004097W WO 2011162429 A1 WO2011162429 A1 WO 2011162429A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hydraulic pump
flow rate
value
pressure
calculated
Prior art date
Application number
PCT/KR2010/004097
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
신흥주
정해균
이상희
Original Assignee
볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 filed Critical 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비
Priority to PCT/KR2010/004097 priority Critical patent/WO2011162429A1/ko
Priority to JP2013516482A priority patent/JP5689531B2/ja
Priority to CN201080066909.7A priority patent/CN102893035B/zh
Priority to US13/700,969 priority patent/US9194382B2/en
Priority to EP10853712.7A priority patent/EP2587074B1/en
Priority to KR1020127025427A priority patent/KR101728380B1/ko
Publication of WO2011162429A1 publication Critical patent/WO2011162429A1/ko

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    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/85—Control during special operating conditions
    • F15B2211/851—Control during special operating conditions during starting

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic pump control system provided in a construction machine such as an excavator. Particularly, when the acceleration of the upper frame is rotated or accelerated by the driving motor for driving, the inertia is accelerated by the rotation.
  • the present invention relates to a hydraulic pump control system of a construction machine that can supply as much hydraulic oil as necessary from a variable displacement hydraulic pump (hereinafter referred to as a "hydraulic pump”) to a hydraulic motor.
  • the hydraulic construction machine of the variable displacement hydraulic pump according to the operation amount (meaning the pilot signal pressure supplied to the spool in proportion to the operation amount of the operating lever to switch the spool to control the oil flow) for energy saving.
  • the operation amount meaning the pilot signal pressure supplied to the spool in proportion to the operation amount of the operating lever to switch the spool to control the oil flow
  • the flow rate means the flow rate.
  • fixed-capacity hydraulic motors are mostly used, and the flow rate that can flow into the hydraulic motor is limited to the product of the rotational speed and the volume of the hydraulic motor.
  • Embodiments of the present invention relate to a hydraulic pump control system for a construction machine that can increase the efficiency by reducing the flow rate initially supplied to the hydraulic motor when rotating the inertial body by the hydraulic motor.
  • Embodiments of the present invention relate to a hydraulic pump control system of a construction machine, in which a flow rate supply amount is reduced to reduce an impact even when a driver sharply manipulates an inertial body.
  • Embodiments of the present invention relate to a hydraulic pump control system of a construction machine so that the driver does not feel the initial acceleration feeling falls without limiting the flow rate increase below a certain set value.
  • Hydraulic pump control system of a construction machine according to an embodiment of the present invention
  • a variable displacement hydraulic pump a hydraulic actuator connected to the hydraulic pump, a control valve for controlling the hydraulic oil supplied to the actuator at the time of switching by a signal pressure proportional to the operating amount of the operating lever, and a detection sensor for detecting the operating amount of the operating lever And a control unit for controlling the discharge flow rate of the hydraulic pump in accordance with the detection signal from the detection sensor,
  • the flow rate supplied to the hydraulic motor can be reduced by limiting the rate of increase of the discharge flow rate of the hydraulic pump over time.
  • Hydraulic pump control system of a construction machine according to another embodiment of the present invention
  • a variable displacement hydraulic pump a hydraulic actuator connected to the hydraulic pump, a control valve for controlling hydraulic oil supplied to the actuator at the time of switching by a signal pressure proportional to the operating amount of the operating lever, and a detection sensor for detecting the operating amount of the operating lever And a detection sensor for detecting the discharge pressure of the hydraulic pump, and a control unit for controlling the discharge flow rate of the hydraulic pump in accordance with the detection signal from the detection sensor.
  • Step 4 When the pressure value detected in the third step is larger than the pressure limit value, the subtracting value of the pressure value detected from the required flow rate according to the manipulated value and the difference value multiplied by a constant is set to the discharge flow rate of the hydraulic pump. Step 4,
  • the detected pressure of the hydraulic pump may be fed back to the discharge flow rate of the hydraulic pump to reduce the flow rate supplied to the hydraulic motor.
  • the torque is calculated using the detected pressure and the volume of the hydraulic pump,
  • the volume of the hydraulic pump can be reduced so that the calculated torque value is limited over time.
  • a specific pressure value is set.
  • the difference value between the actual detected pressure value and the specific pressure value is multiplied by a certain constant.
  • Hydraulic pump control system of a construction machine according to an embodiment of the present invention configured as described above has the following advantages.
  • the flow rate supply amount is reduced to reduce the impact can increase the operating feeling.
  • the dead zone without limiting the rate of increase in flow rate can be set to operate the initial acceleration force as the driver intends.
  • 1 is a graph showing that when the inertial body of a construction machine is rotated and accelerated by a hydraulic motor, a part of the flow rate initially supplied from the hydraulic pump to the hydraulic motor is lost;
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a hydraulic circuit applied to a hydraulic pump control system of a construction machine according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a flow chart showing a hydraulic pump control system of a construction machine according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a graph showing a relationship between the actual discharge flow rate and the hydraulic pump discharge demand when limiting the flow rate increase rate of the hydraulic pump in the hydraulic pump control system of the construction machine according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a flow chart showing a hydraulic pump control system of a construction machine according to another embodiment of the present invention.
  • Hydraulic pump control system of a construction machine according to an embodiment of the present invention shown in Figure 2 to 4,
  • a variable displacement hydraulic pump (hereinafter referred to as "hydraulic pump") 2 and a pilot pump 3 connected to the engine 1 and a hydraulic actuator connected to the hydraulic pump 2 (for example, a hydraulic motor 4 ), And a control valve 6 (spool shown in the figure) for controlling the hydraulic oil supplied to the actuator at the time of switching by pilot signal pressure proportional to the operation amount of the operation lever 5, and
  • a detection sensor (7) for detecting an operation amount of the lever (5)
  • a control unit (9) for controlling the discharge flow rate of the hydraulic pump (2) in accordance with a detection signal from the detection sensor (7)
  • the torque is calculated using the detected pressure and the volume of the hydraulic pump (2).
  • the volume of the hydraulic pump may be reduced so that the calculated torque value is limited in size over time.
  • a specific pressure value is set, and when the actual pressure value detected by the detection sensor 8 is larger than the specific pressure value, the actual detected pressure value and the specific pressure value
  • the volume of the hydraulic pump 2 can be reduced by feeding back the flow rate control signal by multiplying the difference value by a certain constant.
  • a specific torque value is set, and when the calculated torque value is larger than the specific torque value, the flow rate is obtained by multiplying the difference value between the calculated torque value and the specific torque value by a specific constant.
  • the volume of the hydraulic pump 2 can be reduced by feeding back the control signal.
  • the hydraulic pump 2 By calculating the horsepower using the actual pressure value detected by the above-described detection sensor 8 and the discharge flow rate of the hydraulic pump 2, the hydraulic pump 2 so that the calculated horsepower value is limited to increase over time Can reduce the discharge flow rate.
  • reference numeral 10 denotes a proportional control valve for converting the signal pressure supplied from the operating lever 5 to be proportional to the control signal from the control unit 9 in order to control the discharge flow rate of the hydraulic pump 2.
  • the operation amount of the operation lever 5 is detected by the above-described detection sensor 7 (see S100).
  • the discharge flow rate Q1 required for the hydraulic pump 2 is calculated in accordance with the operation amount of the operation lever 5 described above. That is, the required flow rate relative to the operation amount of the operation lever 5 calculates the discharge flow rate Q1 by a relational expression or a table (not shown).
  • the dead zone value means that the discharge flow rate of the hydraulic pump 2 is set so as not to limit the flow rate increase rate below the set value.
  • the flow rate increase rate is calculated as the calculated required flow rate Q1.
  • the discharge flow rate of the hydraulic pump 2 is set to a flow rate increase rate limit value smaller than the flow rate Q1 required for the hydraulic pump 2 according to the operation amount.
  • the discharge flow rate value of the hydraulic pump 2 set in the sixth step (S600) or the seventh step (S700) is stored.
  • Hydraulic pump control system of a construction machine according to another embodiment of the present invention shown in Figures 2 and 5, the hydraulic pump 2 and the pilot pump (3) connected to the engine (1), hydraulic pump (1)
  • the discharge flow rate of the hydraulic pump 2 is controlled according to the spool, the detection sensor 7 which detects the operation amount of the operation lever 5, and the detection signal from the detection sensor 7 in the figure.
  • the construction machine having a control unit 9 to
  • the operation amount of the operation lever 5 is detected by the above-described detection sensor 7, and the discharge pressure of the hydraulic pump 2 is detected by the detection sensor 8 (see S1000).
  • the discharge flow rate Q1 required for the hydraulic pump 2 is calculated in accordance with the operation amount of the operation lever 5 described above. That is, the required flow rate relative to the operation amount of the operation lever 5 calculates the discharge flow rate Q1 by a relational expression or a table (not shown).
  • step S5000 the torque value multiplied by the volume can be used as the actual pressure value.
  • the above-mentioned pressure limit value means a pressure value set so as not to interfere with the sensory functionality of the equipment while reducing the flow loss to the hydraulic motor (4) port relief valve.
  • the hydraulic pump control system of the construction machine when the inertial body driven by the hydraulic motor 4 is accelerated to the rotation of the hydraulic pump (2) detected by the detection sensor
  • the discharge pressure may be fed back to the discharge flow rate of the hydraulic pump 2 to reduce the flow rate supplied to the hydraulic motor 4.
  • the flow rate supply amount can be reduced to increase the operational feeling.
  • the dead zone without limiting the rate of increase of the flow rate can be set to operate the initial acceleration force as the driver intends.

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Abstract

굴삭기 등의 건설기계에 구비되는 유압펌프 제어시스템을 개시한다. 본 발명에 따른 건설기계의 유압펌프 제어시스템에 있어서, 하부주행체에 대해 상부프레임을 선회 가속시키거나, 주행모터 등의 관성체를 선회시키기 위하여 유압펌프로부터 초기에 유압모터로 필요한 만큼의 작동유를 공급하여 유량 손실을 줄일 수 있도록 한 건설기계의 유압펌프 제어시스템을 제공한다.

Description

건설기계의 유압펌프 제어시스템
본 발명은 굴삭기 등의 건설기계에 구비되는 유압펌프 제어시스템에 관한 것으로, 특히 하부주행체에 대해 상부프레임을 선회 가속시키거나, 주행을 위해 주행모터를 선회 가속시킬 경우, 관성체가 선회 가속하는 동안 가변용량형 유압펌프(이하 "유압펌프" 라고 함)로부터 초기에 유압모터로 필요한 만큼의 작동유를 공급할 수 있도록 한 건설기계의 유압펌프 제어시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 유압식 건설기계는 에너지 절감을 위해 조작량(작동유 흐름을 제어하는 스풀을 절환시키기 위하여 조작레버의 조작량에 비례하여 스풀에 공급되는 파일럿 신호압을 의미함.)에 따라 가변용량형 유압펌프의 유량을 제어한다. 또한 고정용량형 유압모터가 대부분 사용되며, 유압모터로 유입될 수 있는 유량은 회전수와 유압모터의 용적의 곱으로 제한된다.
이러한 유압시스템에서, 도 1에 도시된 그래프에서와 같이 운전자가 관성체를 선회시키기 위해 조작레버를 급격하게 조작을 하게되는 경우, 초기에 생성된 유압펌프의 토출 유량을 유압모터의 회전수가 충분하지 않아 모두 감당하지 못하는 경우가 발생된다(유압모터로 실제 유입되는 유량이 점선으로 도시됨).
이때 선회 가속구간에서 유압모터로 유입되는 압력이 증가하면서 상당량의 유량이 포트 릴리프밸브, 또는 메인 릴리프밸브 등을 통하여 빠져 나간다. 이경우 생성된 에너지가 모두 일로 전환되지 않고 유량 일부가 릴리프밸브를 통해 유압탱크로 귀환되므로 유량 손실(빗금친 부위 만큼의 유량이 손실됨)이 발생하게 된다.
본 발명의 실시예는, 유압모터에 의해 관성체를 선회 가속시킬 경우, 유압모터로 초기에 공급되는 유량을 줄여 효율을 증대시킬 수 있도록 한 건설기계의 유압펌프 제어시스템과 관련된다.
본 발명의 실시예는, 운전자가 관성체를 선회시키기 위해 급격하게 조작하는 경우에도 유량 공급량이 감소되어 충격을 줄일 수 있도록 한 건설기계의 유압펌프 제어시스템과 관련된다.
본 발명의 실시예는, 일정한 설정값 이하에서는 유량 증가율 제한을 두지않아 운전자가 초기 가속감이 떨어지는 것을 느끼지 못하도록 건설기계의 유압펌프 제어시스템과 관련된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 유압펌프 제어시스템은,
가변용량형 유압펌프와, 유압펌프에 연결되는 유압 액츄에이터와, 조작레버의 조작량에 비례하는 신호압에 의해 절환시 액츄에이터에 공급되는 작동유를 제어하는 컨트롤밸브와, 조작레버의 조작량을 검출하는 검출센서와, 검출센서로부터의 검출신호에 따라 유압펌프의 토출 유량을 제어하는 제어부를 구비하는 건설기계에 있어서,
검출센서에 의해 조작레버의 조작량을 검출하는 제1단계와,
조작레버의 조작량에 따라 유압펌프에 요구되는 유량을 연산하는 제2단계와,
연산된 유량과 미리 설정된 불감대 값의 크기를 비교 판단하는 제3단계와,
연산된 유량이 불감대 값을 초과할 경우, 연산된 요구 유량으로서 유량 증가율을 연산하는 제4단계와,
연산된 유량 증가율과 미리 설정된 유량 증가율 제한값의 크기를 비교 판단하는 제5단계와,
연산된 유량 증가율이 유량 증가율 제한값을 초과할 경우, 조작량에 따라 유압펌프에 요구되는 유량보다 적은 유량 증가율 제한값으로 유압펌프의 토출유량을 설정하는 제6단계와,
제3단계에서 연산된 유량이 불감대 값 보다 작을 경우, 유압펌프의 토출유량을 조작량에 따른 요구 유량으로 설정하는 제7단계를 포함하여,
유압모터에 의해 구동되는 선회체를 선회 가속시킬 경우, 시간 경과에 따라 유압펌프의 토출유량 증가율을 제한하여 유압모터로 공급되는 유량을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 건설기계의 유압펌프 제어시스템은,
가변용량형 유압펌프와, 유압펌프에 연결되는 유압 액츄에이터와, 조작레버의 조작량에 비례하는 신호압에 의해 절환시 액츄에이터에 공급되는 작동유를 제어하는 컨트롤밸브와, 조작레버의 조작량을 검출하는 검출센서와, 유압펌프의 토출 압력을 검출하는 검출센서와, 검출센서로부터의 검출신호에 따라 유압펌프의 토출 유량을 제어하는 제어부를 구비하는 건설기계에 있어서,
검출센서들에 의해 조작레버의 조작량과, 유압펌프의 토출 압력을 각각 검출하는 제1단계와,
조작레버의 조작량에 따라 유압펌프에 요구되는 유량을 연산하는 제2단계와,
압력센서에 의해 검출된 실제 압력값과 미리 설정된 압력 제한값의 크기를 비교 판단하는 제3단계와,
제3단계에 의해 검출된 압력값이 압력 제한값보다 클 경우, 조작량에 따른 요구 유량으로부터 검출된 압력값과 압력 제한값의 차이값에 상수를 곱한값을 감산한 것을 유압펌프의 토출유량으로 설정하는 제4단계와,
제3단계에 의해 검출된 압력값이 압력 제한값보다 작을 경우, 유압펌프의 토출유량을 조작량에 따른 요구 유량으로 설정하는 제5단계를 포함하여,
유압모터에 의해 구동되는 관성체를 선회 가속시킬 경우, 유압펌프의 검출된 압력을 유압펌프의 토출유량에 피이드백하여 유압모터로 공급되는 유량을 감소시킬 수 있다.
더욱 바람직한 실시예에 의하면, 전술한 가변용량형 유압펌프의 토출유로에 설치되어 유압펌프의 토출 압력을 검출하는 검출센서를 포함하여, 검출된 압력과 유압펌프의 용적을 이용하여 토크를 연산하며, 연산된 토크 값이 시간의 경과에 따라 증가량이 제한되도록 유압펌프의 용적을 줄일 수 있다.
유압펌프의 토출유량을 제어할 경우 특정 압력값을 설정하여, 검출센서에 의해 검출된 실제 압력값이 특정 압력값보다 클 경우, 실제 검출된 압력값과 특정 압력값의 차이값에 특정 상수를 곱하여 유량 제어신호에 피이드백하여 유압펌프의 용적을 줄일 수 있다.
유압펌프의 토출유량을 제어할 경우 특정 토크 값을 설정하여, 연산된 토크 값이 특정 토크 값보다 클 경우, 연산된 토크 값과 특정 토크 값의 차이값에 특정 상수를 곱하여 유량 제어신호에 피이드백하여 유압펌프의 용적을 줄일 수 있다.
전술한 검출센서에 의해 검출된 실제 압력값과 유압펌프의 토출유량을 이용하여 마력을 연산하여, 연산된 마력값이 시간의 경과에 따라 증가량이 제한되도록 유압펌프의 토출유량을 줄일 수 있다.
유압펌프의 토출유량을 제어할 경우 특정 마력 값을 설정하여, 연산된 마력 값이 특정 마력 값보다 클 경우, 연산된 마력 값과 특정 마력 값의 차이값에 특정 상수를 곱하여 유량 제어신호에 피이드백하여 유압펌프의 토출유량을 줄일 수 있다.
전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 의한 건설기계의 유압펌프 제어시스템은 아래와 같은 이점을 갖는다.
유압모터에 의해 관성체를 선회 가속시킬 경우 유압펌프로부터 초기에 유압모터로 공급되는 작동유 손실을 줄임에 따라 효율 증대로 인해 연비를 향상시킬 수 있다.
또한, 운전자가 관성체를 선회시키기 위해 급격하게 조작하는 경우에도 유량 공급량이 감소되어 충격을 줄임에 따라 조작감을 높일 수 있다.
또한, 일정한 설정값 이하에서는 유량 증가율 제한을 두지않는 불감대 영역을 설정하여 운전자 의도대로 초기의 가속력을 조작할 수 있다.
도 1은 건설기계의 관성체를 유압모터에 의해 선회 가속시킬 경우, 유압펌프로부터 초기에 유압모터로 공급되는 유량 일부가 손실됨을 나타내는 그래프,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 건설기계의 유압펌프 제어시스템에 적용되는 유압회로의 개략도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 유압펌프 제어시스템을 나타내는 흐름도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 유압펌프 제어시스템에서, 유압펌프의 유량 증가율을 제한시킬 경우 유압펌프 토출요구량 대비 실제 토출유량의 관계를 나타내는 그래프,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 건설기계의 유압펌프 제어시스템을 나타내는 흐름도 이다.
〈도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명〉
1; 엔진
2; 가변용량형 유압펌프
3; 파일럿 펌프
4; 유압모터
5; 조작레버
6; 컨트롤밸브
7,8; 검출센서
9; 제어부
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하되 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 유압펌프 제어시스템은,
엔진(1)에 연결되는 가변용량형 유압펌프(이하 "유압펌프" 라고 함)(2) 및 파일럿 펌프(3)와, 유압펌프(2)에 연결되는 유압 액츄에이터(일 예로서 유압모터(4)를 말함)와, 조작레버(5)의 조작량에 비례하는 파일럿 신호압에 의해 절환시 액츄에이터에 공급되는 작동유를 제어하는 컨트롤밸브(6)(도면에는 스풀(spool)이 도시됨)와, 조작레버(5)의 조작량을 검출하는 검출센서(7)와, 검출센서(7)로부터의 검출신호에 따라 유압펌프(2)의 토출 유량을 제어하는 제어부(9)를 구비하는 건설기계에 있어서,
전술한 검출센서(7)에 의해 조작레버(5)의 조작량을 검출하는 제1단계(S100)와,
조작레버(5)의 조작량에 따라 유압펌프(2)에 요구되는 유량(Q1)을 연산하는 제2단계(S200)와,
연산된 유량과 미리 설정된 불감대 값의 크기를 비교 판단하는 제3단계(S300)와,
연산된 유량이 불감대 값을 초과할 경우, 연산된 요구 유량으로서 유량 증가율을 연산하는 제4단계(S400)와,
연산된 유량 증가율과 미리 설정된 유량 증가율 제한값의 크기를 비교 판단하는 제5단계(S500)와,
연산된 유량 증가율이 유량 증가율 제한값을 초과할 경우, 조작량에 따라 유압펌프(2)에 요구되는 유량(Q1)보다 적은 유량 증가율 제한값으로 유압펌프(2)의 토출유량을 설정하는 제6단계(S600)와,
제3단계(S300)에서 연산된 유량이 불감대 값 보다 작을 경우, 유압펌프(2)의 토출유량을 조작량에 따른 요구 유량(Q1)으로 설정하는 제7단계(S700)를 포함하여,
유압모터(4)에 의해 구동되는 관성체(미도시됨)를 선회 가속시킬 경우, 시간 경과에 따라 유압펌프(2)의 토출유량 증가율을 제한하여 유압모터(4)로 공급되는 유량을 감소시킬 수 있다.
전술한 유압펌프(2)의 토출유로에 설치되어 유압펌프(2)의 토출 압력을 검출하는 검출센서(8)를 포함하여, 검출된 압력과 유압펌프(2)의 용적을 이용하여 토크를 연산하며, 연산된 토크 값이 시간의 경과에 따라 증가량이 제한되도록 유압펌프의 용적을 줄일 수 있다.
전술한 유압펌프(2)의 토출유량을 제어할 경우 특정 압력값을 설정하여, 검출센서(8)에 의해 검출된 실제 압력값이 특정 압력값보다 클 경우, 실제 검출된 압력값과 특정 압력값의 차이값에 특정 상수를 곱하여 유량 제어신호에 피이드백하여 유압펌프(2)의 용적을 줄일 수 있다.
전술한 유압펌프(2)의 토출유량을 제어할 경우 특정 토크 값을 설정하여, 연산된 토크 값이 특정 토크 값보다 클 경우, 연산된 토크 값과 특정 토크 값의 차이값에 특정 상수를 곱하여 유량 제어신호에 피이드백하여 유압펌프(2)의 용적을 줄일 수 있다.
전술한 검출센서(8)에 의해 검출된 실제 압력값과 유압펌프(2)의 토출유량을 이용하여 마력을 연산하여, 연산된 마력값이 시간의 경과에 따라 증가량이 제한되도록 유압펌프(2)의 토출유량을 줄일 수 있다.
전술한 유압펌프(2)의 토출유량을 제어할 경우 특정 마력 값을 설정하여, 연산된 마력 값이 특정 마력 값보다 클 경우, 연산된 마력 값과 특정 마력 값의 차이값에 특정 상수를 곱하여 유량 제어신호에 피이드백하여 유압펌프(2)의 토출유량을 줄일 수 있다.
도면중 미 설명부호 10은 유압펌프(2)의 토출 유량을 제어하기 위하여 조작레버(5)로부터 공급되는 신호압력을 제어부(9)로부터의 제어신호에 비례하도록 변환시키는 비례제어밸브이다.
이하에서, 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 유압펌프 제어시스템의 사용예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3에서와 같이, 전술한 검출센서(7)에 의해 조작레버(5)의 조작량을 검출한다(S100 참조).
S200에서와 같이, 전술한 조작레버(5)의 조작량에 따라 유압펌프(2)에 요구되는 토출유량(Q1)을 연산한다. 즉 조작레버(5)의 조작량 대비 요구유량은 관계식 또는 표(미도시됨)에 의해 토출유량(Q1)을 연산한다.
S300에서와 같이, 연산된 유량(Q1)과 미리 설정된 불감대 값의 크기를 비교 판단하여, 유량이 불감대 값 이상일 경우 다음 단계(S400)로 진행하고, 유량이 불감대 값 이하일 경우 S700으로 진행한다. 이때 불감대 값은 유압펌프(2)의 토출유량이 설정값 이하에서는 유량 증가율 제한을 두지않기 위해 설정된 것을 의미한다.
S400에서와 같이, 연산된 유량이 불감대 값을 초과할 경우, 연산된 요구 유량(Q1)으로서 유량 증가율을 연산한다.
S500에서와 같이, 연산된 유량 증가율과 미리 설정된 유량 증가율 제한값(유압모터(4)의 용적을 감안하여 설정된 제한값을 말함)의 크기를 비교 판단하여, 유량 증가율이 유량 증가율 제한값을 초과할 경우 다음 단계(S600)로 진행하고, 유량 증가율이 유량 증가율 제한값 이하일 경우 S700으로 진행한다.
S600에서와 같이, 연산된 유량 증가율이 유량 증가율 제한값을 초과할 경우, 조작량에 따라 유압펌프(2)에 요구되는 유량(Q1)보다 적은 유량 증가율 제한값으로 유압펌프(2)의 토출유량을 설정한다.
S700에서와 같이, 제3단계(S300)에서 연산된 유량이 불감대 값 보다 작을 경우, 또는 제5단계(S500)에서 유량 증가율이 유량 증가율 제한값보다 작을 경우에, 유압펌프(2)의 토출유량을 조작량에 따른 요구 유량(Q1)으로 설정한다.
S800에서와 같이, 제6단계(S600) 또는 제7단계(S700)에서 설정된 유압펌프(2)의 토출유량 값을 저장한다.
도 4에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 유압펌프 제어시스템에 의하면, 유압모터(4)의 구동으로 인해 관성체를 선회 가속시킬 경우, 운전자에 의한 조작레버(5)의 조작량을 검출센서(7)에 의해 검출하여 유압펌프(2)에 요구되는 유량(Q1)을 연산한다.
이때 연산된 토출 유량(Q1)이 특정값(불감대 값을 말함) 이하일 경우 유압펌프(2)로부터 조작량에 따른 요구 유량(Q1)(점선으로 도시됨)을 토출한다. 반면에 연산된 토출 유량(Q1)이 특정값을 초과할 경우에는 유량 증가율에 제한을 두게 되므로 유압펌프(2)의 실제 토출 유량(실선으로 도시됨)을 감소시킬 수 있다.
이로 인해, 유압펌프(2)의 토출 유량 증가율이 제한될 경우에 도 4에 빗금친 부위만큼 유압모터(4)로 공급되는 유량을 줄일 수 있다.
도 2 및 도 5에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 의한 건설기계의 유압펌프 제어시스템은, 엔진(1)에 연결되는 유압펌프(2) 및 파일럿 펌프(3)와, 유압펌프(1)에 연결되는 유압 액츄에이터(일 예로서 유압모터(4)를 말함)와, 조작레버(5)의 조작량에 비례하는 파일럿 신호압에 의해 절환시 액츄에이터에 공급되는 작동유를 제어하는 컨트롤밸브(6)(도면에는 스풀(spool)이 도시됨)와, 조작레버(5)의 조작량을 검출하는 검출센서(7)와, 검출센서(7)로부터의 검출신호에 따라 유압펌프(2)의 토출 유량을 제어하는 제어부(9)를 구비하는 건설기계에 있어서,
검출센서(7,8)들에 의해 조작레버(5)의 조작량과, 유압펌프(2)의 토출 압력을 각각 검출하는 제1단계(S1000)와,
조작레버(5)의 조작량에 따라 유압펌프(2)에 요구되는 유량(Q1)을 연산하는 제2단계와,
압력센서(8)에 의해 검출된 실제 압력값과 미리 설정된 압력 제한값의 크기를 비교 판단하는 제3단계(S3000)와,
제3단계(S3000)에 의해 검출된 압력값이 압력 제한값보다 클 경우, 조작량에 따른 요구 유량(Q1)으로부터 검출된 압력값과 압력 제한값의 차이값에 상수(게인)를 곱한값을 감산한 것을 유압펌프(2)의 토출유량으로 설정하는 제4단계(S4000)와,
제3단계(S3000)에 의해 검출된 압력값이 압력 제한값보다 작을 경우, 유압펌프(2)의 토출유량을 조작량에 따른 요구 유량(Q1)으로 설정하는 제5단계(S5000)를 포함하여,
유압모터(4)에 의해 구동되는 관성체를 선회 가속시킬 경우, 유압펌프(2)의 검출된 압력을 유압펌프(2)의 토출유량에 피이드백하여 유압모터(4)로 공급되는 유량을 감소시킬 수 있다.
이하에서, 본 발명의 다른 실시예에 의한 건설기계의 유압펌프 제어시스템의 사용예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 5에서와 같이, 전술한 검출센서(7)에 의해 조작레버(5)의 조작량을 검출하고, 검출센서(8)에 의해 유압펌프(2)의 토출압력을 검출한다(S1000 참조).
S2000에서와 같이, 전술한 조작레버(5)의 조작량에 따라 유압펌프(2)에 요구되는 토출유량(Q1)을 연산한다. 즉 조작레버(5)의 조작량 대비 요구유량은 관계식 또는 표(미도시됨)에 의해 토출유량(Q1)을 연산한다.
S3000에서와 같이, 전술한 압력센서(8)에 의해 검출된 실제 압력값과 미리 설정된 압력 제한값의 크기를 비교 판단하여, 실제 압력값이 설정된 압력 제한값을 초과할 경우 다음 단계(S4000)로 진행하고, 실제 압력값이 설정된 압력 제한값보다 작을 경우 S5000단계로 진행한다. 이때 실제 압력값으로서 압력에 용적을 곱한 토크값이 사용될 수 있다. 전술한 압력 제한값은 유압모터(4)쪽 포트릴리프밸브로의 유량 손실을 줄이면서 장비의 관능에는 간섭하지 않도록 설정된 압력값을 의미한다.
S4000에서와 같이, 제1단계(S1000)에서 검출센서(8)에 의해 검출된 압력값이 압력 제한값보다 클 경우, 조작량에 따른 요구 유량(Q1)으로부터 검출된 압력값과 압력 제한값의 차이값에 상수(게인)를 곱한값을 감산한 것((요구유량(Q1)-((검출된 압력값-압력 제한값)×게인))을 유압펌프(2)의 토출유량으로서 설정한다.
S5000에서와 같이, 제3단계(S3000)에 의해 검출된 압력값이 압력 제한값보다 작을 경우, 유압펌프(2)의 토출유량을 조작량에 따른 요구 유량(Q1)으로 설정한다.
전술한 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 의한 건설기계의 유압펌프 제어시스템은, 유압모터(4)에 의해 구동되는 관성체를 선회 가속시킬 경우, 검출센서에 의해 검출된 유압펌프(2)의 토출 압력을 유압펌프(2)의 토출유량에 피이드백하여 유압모터(4)로 공급되는 유량을 감소시킬 수 있다.
유압모터에 의해 관성체를 선회 가속시킬 경우 시간 경과에 따른 유압펌프의 토출유량 증가량에 제한을 두어 유량 손실을 방지함에 따라 연비를 향상시킬 수 있다.
또한, 운전자가 관성체를 선회시키도록 급격하게 조작하는 경우에도 유량 공급량이 감소되어 조작감을 높일 수 있다. 일정한 설정값 이하에서는 유량 증가율 제한을 두지않는 불감대 영역을 설정하여 운전자 의도대로 초기의 가속력을 조작할 수 있다.

Claims (7)

  1. 가변용량형 유압펌프와, 유압펌프에 연결되는 유압 액츄에이터와, 조작레버의 조작량에 비례하는 신호압에 의해 절환시 액츄에이터에 공급되는 작동유를 제어하는 컨트롤밸브와, 조작레버의 조작량을 검출하는 검출센서와, 검출센서로부터의 검출신호에 따라 유압펌프의 토출유량을 제어하는 제어부를 구비하는 건설기계에 있어서:
    상기 검출센서에 의해 상기 조작레버의 조작량을 검출하는 제1단계와,
    상기 조작레버의 조작량에 따라 유압펌프에 요구되는 유량을 연산하는 제2단계와,
    연산된 유량과 미리 설정된 불감대 값의 크기를 비교 판단하는 제3단계와,
    연산된 유량이 불감대 값을 초과할 경우, 연산된 요구 유량으로서 유량 증가율을 연산하는 제4단계와,
    연산된 유량 증가율과 미리 설정된 유량 증가율 제한값의 크기를 비교 판단하는 제5단계와,
    연산된 유량 증가율이 유량 증가율 제한값을 초과할 경우, 조작량에 따라 유압펌프에 요구되는 유량보다 적은 유량 증가율 제한값으로 유압펌프의 토출유량을 설정하는 제6단계와,
    상기 제3단계에서 연산된 유량이 불감대 값 보다 작을 경우, 유압펌프의 토출유량을 조작량에 따른 요구 유량으로 설정하는 제7단계를 포함하여,
    유압모터에 의해 구동되는 관성체를 선회 가속시킬 경우, 시간 경과에 따라 유압펌프의 토출유량 증가율을 제한하여 상기 유압모터로 공급되는 유량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압펌프 제어시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가변용량형 유압펌프의 토출유로에 설치되어 유압펌프의 토출 압력을 검출하는 검출센서를 포함하여, 검출된 압력과 유압펌프의 용적을 이용하여 토크를 연산하며, 연산된 토크 값이 시간의 경과에 따라 증가량이 제한되도록 유압펌프의 용적을 줄이는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압펌프 제어시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가변용량형 유압펌프의 토출유량을 제어할 경우 특정 압력값을 설정하여, 상기 검출센서에 의해 검출된 실제 압력값이 특정 압력값보다 클 경우, 실제 검출된 압력값과 특정 압력값의 차이값에 특정 상수를 곱하여 유량 제어신호에 피이드백하여 유압펌프의 용적을 줄이는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압펌프 제어시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 가변용량형 유압펌프의 토출유량을 제어할 경우 특정 토크 값을 설정하여, 연산된 토크 값이 특정 토크 값보다 클 경우, 연산된 토크 값과 특정 토크 값의 차이값에 특정 상수를 곱하여 유량 제어신호에 피이드백하여 유압펌프의 용적을 줄이는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압펌프 제어시스템.
  5. 제2항에 있어서, 상기 검출센서에 의해 검출된 실제 압력값과 유압펌프의 토출유량을 이용하여 마력을 연산하여, 연산된 마력값이 시간의 경과에 따라 증가량이 제한되도록 유압펌프의 토출유량을 줄이는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압펌프 제어시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 가변용량형 유압펌프의 토출유량을 제어할 경우 특정 마력 값을 설정하여, 연산된 마력 값이 특정 마력 값보다 클 경우, 연산된 마력 값과 특정 마력 값의 차이값에 특정 상수를 곱하여 유량 제어신호에 피이드백하여 유압펌프의 토출유량을 줄이는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압펌프 제어시스템.
  7. 가변용량형 유압펌프와, 유압펌프에 연결되는 유압 액츄에이터와, 조작레버의 조작량에 비례하는 신호압에 의해 절환시 액츄에이터에 공급되는 작동유를 제어하는 컨트롤밸브와, 조작레버의 조작량을 검출하는 검출센서와, 유압펌프의 토출 압력을 검출하는 검출센서와, 검출센서로부터의 검출신호에 따라 유압펌프의 토출 유량을 제어하는 제어부를 구비하는 건설기계에 있어서:
    상기 검출센서들에 의해 조작레버의 조작량과, 유압펌프의 토출 압력을 각각 검출하는 제1단계와,
    상기 조작레버의 조작량에 따라 유압펌프에 요구되는 유량을 연산하는 제2단계와,
    상기 압력센서에 의해 검출된 실제 압력값과 미리 설정된 압력 제한값의 크기를 비교 판단하는 제3단계와,
    상기 제3단계에 의해 검출된 압력값이 압력 제한값보다 클 경우, 조작량에 따른 요구 유량으로부터 검출된 압력값과 압력 제한값의 차이값에 상수를 곱한값을 감산한 것을 유압펌프의 토출유량으로 설정하는 제4단계와,
    상기 제3단계에 의해 검출된 압력값이 압력 제한값보다 작을 경우, 유압펌프의 토출유량을 조작량에 따른 요구 유량으로 설정하는 제5단계를 포함하여,
    유압모터에 의해 구동되는 관성체를 선회 가속시킬 경우, 유압펌프의 검출된 압력을 유압펌프의 토출유량에 피이드백하여 상기 유압모터로 공급되는 유량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압펌프 제어시스템.
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