KR100680929B1 - 건설 기계의 원동기 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원동기(10)에 의해 구동되는 유압 펌프(11)와, 이 유압 펌프(11)로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 주행용 유압 모터(5)와, 조작 부재(22a)의 조작에 따라 유압 펌프(11)로부터 유압 모터(5)로의 압유의 흐름을 제어하는 제어 밸브(12)를 가지는 건설 기계의 원동기 제어 장치에 있어서, 조작 부재(22a)의 감속 조작을 검출하는 감속 검출 수단(31)과, 압유 모터(5)의 회전수 Nm을 검출하는 회전수 검출 수단(35)과, 감속 검출 수단(31)에 의해 감속 조작이 검출되면, 회전수 검출 수단(35)의 검출 결과에 따라 원동기(10)의 회전수를 제어하고, 감속 조작 이외가 검출되면, 조작 부재(22a)의 조작에 따라 원동기(40)의 회전수를 제어하는 원동기 회전수 제어 수단(30, 43)을 구비한다.

원동기, 유압 펌프, 주행용 유압 모터, 조작 부재, 압유 모터.

Description

건설 기계의 원동기 제어 장치 {PRIME MOVER CONTROLLER OF CONSTRUCTION MACHINE}

본 발명은 원동기 회전수의 슬로다운 제어를 행하는 건설 기계의 원동기 제어 장치에 관한 것이다.

종래, 이 종류의 제어 장치로서 일본국 특허 제2634330호 공보에 개시된 것이 알려져 있다.

이 공보에 기재된 장치에서는, 주행 시에 주행 페달에서 발을 떼어 놓았을 때 바로 엔진 회전수를 아이들 회전수까지 낮추지 않고 시간 경과와 함께 서서히 낮추도록 하고 있다. 즉 엔진 회전수를 슬로다운 제어하고, 이에 따라 캐비테이션(cavitation)의 발생을 방지한다.

그러나, 주행 페달에서 발을 떼어 놓았을 때 엔진 회전수를 슬로다운하는 것으로는, 긴 내리막길을 주행하는 경우 등과 같이 캐비테이션이 보다 발생하기 쉬운 상황하에서, 캐비테이션의 발생을 확실하게 방지할 수 없는 우려가 있다.

본 발명의 목적은 긴 내리막길 주행의 경우라도 캐비테이션의 발생을 확실하게 방지할 수 있는 건설 기계의 원동기 제어 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은 원동기에 의해 구동되는 유압 펌프와, 이 유압 펌프로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 주행용 유압 모터와, 조작 부재의 조작에 따라 상기 유압 펌프로부터 유압 모터로의 압유의 흐름을 제어하는 제어 밸브를 가지는 건설 기계에 적용된다. 그리고, 그 원동기 제어 장치는 조작 부재의 감속 조작을 검출하는 감속 검출 수단과, 유압 모터의 회전수를 검출하는 회전수 검출 수단과, 감속 검출 수단에 의해 감속 조작이 검출되면, 상기 회전수 검출 수단의 검출 결과에 따라 상기 원동기의 회전수를 슬로다운 제어하고, 감속 조작 이외가 검출되면, 조작 부재의 조작에 따라 원동기의 회전수를 제어하는 원동기 회전수 제어 수단을 구비한다.

이에 따라, 긴 내리막길 주행의 경우라도 충분한 메이크업압(壓)의 확보가 가능하게 되어, 충분한 메이크업 유량이 공급되어 캐비테이션의 발생을 방지할 수 있다.

이 경우, 모터 회전수가 소정값보다 크면 상기 원동기의 회전수를 일정하게 유지하고, 소정값 이하일 때 원동기의 회전수를 서서히 저감하는 것이 바람직하다.

감속 조작 시에 소정 시간 또는 소정량만큼 원동기 회전수를 서서히 저감하고, 그 후 모터 회전수가 소정값보다 크게 되면 원동기의 회전수를 일정하게 유지하고, 소정값 이하로 되면 원동기의 회전수를 서서히 저감할 수도 있다.

본 발명은 휠식 유압 셔블에 적용하는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명이 적용되는 휠식 유압 셔블의 외관을 나타낸 도면이다.

도 2는 도 1의 휠식 유압 셔블의 주행용 유압 회로도이다.

도 3은 도 1의 휠식 유압 쇼펠의 작업용 유압 회로도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 관한 원동기 제어 장치의 블록도이다.

도 5는 도 4의 제어 회로의 상세를 나타낸 도면이다.

도 6은 도 4에 나타낸 제1 실시예에 관한 지연 제어부의 제어 순서를 나타낸 플로 차트이다.

도 7은 도 4에 나타낸 서보 제어부의 제어 순서를 나타낸 플로 차트이다.

도 8은 제1 실시예에 관한 원동기 제어 장치의 동작을 설명하는 도면이다.

도 9는 제2 실시예에 관한 지연 제어부의 제어 순서를 나타낸 플로 차트이다.

도 10은 제2 실시예에 관한 원동기 제어 장치의 동작을 설명하는 도면이다.

제1 실시예

도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 의한 원동기 제어 장치를 휠식 유압 셔블에 적용한 제1 실시예에 대하여 설명한다.

휠식 유압 셔블은 도 1에 나타낸 바와 같이 주행체(1)와, 주행체(1)의 상부에 선회 가능하게 탑재된 선회체(2)를 가진다. 선회체(2)에는 운전실(3)과 붐(4a), 암(4b), 버킷(4c)으로 이루어지는 작업용 프런트 어태치먼트(4)가 설치되어 있다. 붐(4a)은 붐 실린더(4d)의 구동에 의해 기복(起伏)하고, 암(4b)은 암 실린더(4e)의 구동에 의해 기복하고, 버킷(4c)은 버킷 실린더(4f)의 구동에 의해 클라 우드 또는 덤프한다. 주행체(1)에는 유압 구동에 의한 주행 모터(5)가 설치되고, 주행 모터(5)의 회전은 프로펠러 샤프트, 액슬을 통해 바퀴(6)(타이어)에 전달된다.

도 2는 도 1에 나타낸 휠식 유압 셔블의 주행용 유압 회로도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 엔진(원동기)(40)에 의해 구동되는 가변 용량형 메인 펌프(11)로부터의 토출유는 컨트롤 밸브(12)에 의해 그 방향 및 유량이 제어되고, 카운터 밸런스 밸브(13)를 내장한 브레이크 밸브(14)를 통해 주행 모터(5)에 공급된다. 메인 펌프(11)의 경전량(傾轉量)은 펌프 레귤레이터(11a)에 의해 조정된다.

파일럿 회로는 파일럿 펌프(21)와, 주행 페달(22a)의 조작에 따른 파일럿 2차 압력을 발생하는 파일럿 밸브(22)와, 이 파일럿 밸브(22)에 후속하여, 파일럿 밸브(22)로의 복귀 오일을 지연하는 슬로 리턴 밸브(23)와, 도시하지 않은 전후진 변환 스위치의 조작에 의해 전진(F 위치), 후진(R 위치), 중립(N 위치)로 변환되는 전후진 변환 밸브(24)를 구비한다. 슬로 리턴 밸브(23)와 전후진 변환 밸브(24) 사이에는 압력 센서(31)가 접속되며, 이 압력 센서(31)에 의해 주행 페달(22a)의 조작량에 따른 압력 Pt가 검출된다.

스위치 조작에 의해 전후진 변환 밸브(23)를 F 위치 또는 R 위치로 변환하여, 주행 페달(22a)을 조작하면, 컨트롤 밸브(25)에는 파일럿 펌프(2l)로부터의 파일럿압이 작용한다. 이에 따라 컨트롤 밸브(12)가 변환되어, 메인 펌프(11)로부터의 압유가 컨트롤 밸브(12)를 통해 주행 모터(5)에 작용하고, 페달 조작량에 따른 속도로 주행 모터(5)가 회전하여 차량이 주행한다.

차량 주행 중에 액셀 페달(22a)을 떼어 놓으면, 파일럿 밸브(22)가 파일럿 펌프(21)로부터의 압유를 차단하여, 그 출구 포트가 탱크와 연통(連通)된다. 그 결과, 컨트롤 밸브(12)의 파일럿 포트에 작용하고 있던 압유가 전후진 변환 밸브(24), 슬로 리턴 밸브(23), 파일럿 밸브(22)를 통해 탱크로 복귀한다. 이 때, 슬로 리턴 밸브(23)의 스로틀링에 의해 복귀 오일이 스로틀링되기 때문에, 컨트롤 밸브(12)는 서서히 중립 위치로 변환된다. 컨트롤 밸브(12)가 중립 위치로 변환되면, 메인 펌프(11)로부터의 토출유는 탱크로 복귀하고, 주행 모터(5)로의 구동 압유의 공급이 차단되어, 카운터 밸런스 밸브(13)도 도시한 중립 위치로 변환된다.

이 경우, 차체는 관성력에 의해 주행을 계속하고, 주행 모터(5)는 모터 작용으로부터 펌프 작용으로 바뀌어, 예를 들면 전진 주행에서는, 도면 중 B 포트 측이 흡입, A 포트 측이 토출(후진 주행에서는 그 반대)로 된다. 주행 모터(5)로부터의 압유는 카운터 밸런스 밸브(13)의 스로틀링(중립 스로틀링)에 의해 스로틀링되기 때문에, 카운터 밸런스 밸브(13)와 주행 모터(5) 사이의 압력이 상승하여 주행 모터(5)에 브레이크압으로서 작용한다. 이에 따라, 주행 모터(5)는 브레이크 토크를 발생하여 차체를 제동시킨다. 펌프 작용 중에 흡입 유량이 부족하면, 주행 모터(5)에는 메이크업 포트(15)로부터 유량이 보충된다. 브레이크압은 릴리프 밸브(16, 17)에 의해 그 최고 압력이 규제된다.

내리막길에 주행 페달(22a)을 떼어 논 경우에는, 전술한 감속 시와 동일하게, 유압 브레이크가 발생하여, 차량을 제동시키면서 관성 주행으로 언덕을 내려간다. 이 경우, 평지 주행 시에 주행 페달(22a)을 떼어 놓은 경우와 비교하여 차체 의 관성이 크기 때문에, 캐비테이션의 방지를 위해서는 메이크업 포트(15)로부터 충분한 양의 오일 보충이 필요하게 된다. 그래서, 본 발명에서는 후술하는 바와 같이 감속 시의 엔진(40) 회전을 제어하여, 메이크업압이 부족해서 메이크업 유량이 부족한 것을 방지한다.

작업용 유압 회로의 일례로서, 붐 실린더의 유압 회로를 도 3에 나타낸다. 이 유압 회로는 메인 펌프(26)와, 메인 펌프(26)로부터의 압유에 의해 신축(伸縮)되는 붐 실린더(4d)와, 메인 펌프(26)로부터 붐 실린더(4d)로의 압유의 흐름을 제어하는 컨트롤 밸브(27)와, 파일럿 펌프(21)와, 조작 레버(28a)에 의해 구동되는 파일럿 밸브(28)를 가진다. 그리고, 도시는 생략하지만 다른 작업용 액츄에이터유압 회로도 동일하다.

조작 레버(28a)를 조작하면 그 조작량에 따라 파일럿 밸브(28)가 구동되고, 컨트롤 밸브(27)에는 파일럿 펌프(21)로부터의 파일럿압(壓)이 작용한다. 이에 따라 메인 펌프(26)로부터의 압유가 컨트롤 밸브(27)를 통해 붐 실린더(4d)로 인도되고, 붐 실린더(4d)의 신축에 의해 붐(4a)이 승강된다. 그리고, 메인 펌프(26)를 생략하고 도 2에 도시된 메인 펌프(24)로부터의 압유에 의해 실린더(4d)를 구동해도 된다.

도 4는 엔진(40)의 회전수를 제어하는 제어 회로의 블록도이다. 엔진(40)의 거버너 레버(41)는 링크 기구(42)를 통해 펄스 모터(43)에 접속되고, 펄스 모터(43)의 회전에 의해 엔진 회전수가 변경된다. 즉 펄스 모터(43)의 정전(正轉)으로 엔진 회전수가 상승하고, 역전(逆轉)으로 저하된다. 거버너 레버(41)에는 링크 기구(42)를 통해 포텐시오미터(44)가 접속되고, 포텐시오미터(44)에 의해 엔진(40)의 회전수에 따른 거버너 레버 각도를 검출하고, 엔진 제어 회전수 Nθ로서 제어 회로(30)에 입력된다.

제어 회로(30)에는 주행 페달(22a)의 조작량에 따른 파일럿 압력 Pt를 검출하는 압력 센서(31)와, 브레이크 스위치(32)와, 전후진 변환 밸브(23)의 변환 위치를 검출하는 위치 센서(33)와, 도시하지 않은 회전수 지령용 조작 부재(예를 들면, 연료 레버)의 조작량 X를 검출하는 검출기(34)와, 주행 모터(5)의 회전수를 검출하는 회전수 센서(35)가 각각 접속되어 있다.

브레이크 스위치(32)는 주행, 작업 및 주차 위치로 변환되어 작업/주행 신호를 출력한다. 주행 위치로 변환되면 주차 브레이크를 해제하고, 브레이크 페달에 의해 서비스 브레이크의 작동을 허용한다. 작업 위치로 변환되면 주차 브레이크와 서비스 브레이크를 작동한다. 주차 위치로 변환되면 주차 브레이크를 작동한다. 주행 위치로 변환되면 브레이크 스위치(32)는 오프 신호를 출력하고, 작업 및 주차 위치로 변환되면 온 신호를 출력한다.

회전수 제어 회로(30)는 이하와 같은 연산을 실행하여, 펄스 모터(43)에 제어 신호를 출력한다.

도 5는 회전수 제어 회로(30)의 상세를 설명하는 개념도이다. 회전수 연산부(51, 52)에는, 각각 도시한 바와 같이 압력 센서(3l)에 의한 검출값 Pt와 목표 회전수 Nt, Nd의 관계가 미리 기억되고, 이 특성으로부터 주행 페달(22a)의 조작량에 따른 목표 회전수 Nt, Nd를 각각 연산한다. 그리고, 회전수 연산부(51)의 특성은 주행에 적합한 특성이며, 목표 회전수 연산부(52)의 특성은 작업용 어태치먼트 (4)를 사용하여 작업을 행하는 경우에 적합한 특성이다. 이들 특성에 의하면, 페달 조작량의 증가에 따라 목표 회전수 Nt, Nd가 아이들 회전수 Ni로부터 직선적으로 증가하고 있다. 목표 회전수 Nt의 증가 경사는 목표 회전수 Nd의 증가 경사보다 심하고, 목표 회전수 Nt의 최대값 Ntmax는 목표 회전수 Nd의 최대값 Ndmax보다 크다.

회전수 연산부(53)에는, 도시한 바와 같이 검출기(34)에 의한 검출값 X와 목표 회전수(설정 회전수) Nx의 관계가 미리 기억되고, 이 특성으로부터 연료 레버의 조작량 X에 따른 목표 회전수 Nx를 연산한다. 그리고, 목표 회전수 Nx의 최대값 Nxmax는 회전수 연산부(52)의 최대값 Ndmax와 동일하게 설정되어 있다.

선택부(54)는 브레이크 스위치(32)와 위치 센서(33)와 압력 센서(31)로부터의 신호에 따라 회전수 연산부(51, 52)의 목표 회전수 Nt, Nd 중 어느 한쪽을 선택한다. 이 경우, 브레이크 스위치(32)가 주행 위치로 변환되고 (오프 신호 출력), 또한 전후진 변환 밸브(23)가 중립 위치 이외에 있고, 또한 주행 페달(22a)의 조작에 의한 파일럿압Pt가 소정값(예를 들면, 0)보다 클 때, 즉 주행 시에는 목표 회전수 Nt를 선택하고, 그 이외의 조건, 즉 비주행 시에는 목표 회전수 Nd를 선택한다. 최대값 선택부(55)는 선택부(54)에서 선택된 목표 회전수 Nt 또는 Nd와, 회전수 연산부(53)에서 연산된 목표 회전수 Nx 중, 큰 쪽의 값을 Nmax로서 선택한다.

지연 제어부(56)는 이 선택된 회전수 Nmax와, 브레이크 스위치(32), 위치 센서(33), 압력 센서(34), 회전수 센서(35)로부터의 신호에 따라 도 6에 나타낸 순서에 따라 회전수 지령값 Nin을 연산한다.

서보 제어부(47)는 지연 제어부(56)에서 선택된 회전수 지령값 Nin과 포텐시오미터(44)에 의해 검출된 거버너 레버(41)의 변위량에 상당하는 제어 회전수 Nθ를 비교한다. 그리고, 도 7에 나타낸 순서에 따라 양자가 일치하도록 펄스 모터(43)를 제어한다.

지연 제어부(56)의 처리에 대하여 설명한다. 도 6에서, 먼저 스텝 S1에서 최대값 선택부(55) 및 각 센서(31, 33, 35) 및 스위치(32)로부터의 신호를 판독한다. 이어서, 스텝 S2에서 주행 플래그의 값을 판정한다. 주행 플래그는 후술하는 처리(스텝 S10, 스텝 S11, 스텝 S12)에 의해 주행 시 1에 세트되고, 비주행 시 0에 세트된다. 스텝 S2에서 주행 플래그=1(주행 중)로 판정되면 스텝 S3으로 진행하여, 감속 플래그의 값을 판정한다. 감속 플래그는 후술하는 처리(스텝 S4, 스텝 S5, 스텝 S13)에 의해 감속 시 1에 세트되고, 비감속 시 0에 세트된다.

감속 플래그=0(비감속 중)으로 판정되면 스텝 S4로 진행하여, 압력 센서(31)로부터의 신호에 의해 감속 조작 개시 여부를 판정한다. 이 경우, 예를 들면 주행 페달(22a)의 페달량이 줄어들어, 압력 검출값 Pt가 소정값 Pt1 이하로 되면, 감속 조작 개시로 판정된다. 스텝 S4가 긍정되면 스텝 S5로 진행하고, 부정되면 스텝 S13으로 진행한다. 스텝 S5에서는 감속 플래그=1을 세트하고, 스텝 S13에서는 감속 플래그=0을 세트한다.

스텝 S7에서는, 회전수 센서(35)에 의해 검출된 모터 회전수 Nm이 미리 설정된 소정값 Nm1 이하인가 여부를 판정한다. 이것은 엔진 회전수의 슬로다운을 허용하는가 여부를 판정하기 위한 처리이며, 소정값 Nm1은 강판(降坂) 주행 시의 메이 크업압의 크기를 고려하여 설정된다. 즉, 슬로다운에 의한 메이크업압의 저하가 클수록 소정값 Nm1을 큰 값으로 설정한다. 스텝 S7이 긍정되면 스텝 S8로 진행하여, 회전수 지령값 Nin을 주행 페달(22a)의 조작량(압력 검출값 Pt)에 따른 목표 회전수 Nt에 달할 때까지 소정 비율로 서서히 감소시킨다. 즉, 회전수 지령값 Nin을 슬로다운한다. 그리고, 시간 경과에 따라 회전수 지령값 Nin의 감소 비율을 변경한다. 또는, 회전수의 크기에 따라 회전수 지령값 Nin의 감소 비율을 변경하도록 해도 된다. 스텝 S7이 부정되면 스텝 S9로 진행하여, 회전수 지령값 Nin에 전회값 Ninb를 대입한다.

스텝 S2에서 주행 플래그=0(비주행 중)으로 판정되면 스텝 S10으로 진행하여, 주행 개시 여부를 판정한다. 브레이크 스위치(32)가 주행 위치로 변환되고(오프 신호 출력), 또한 전후진 변환 밸브(24)가 중립 위치 이외에 있고, 또한 파일럿압 Pt가 소정값보다 클 때, 주행 개시로 판정되어 스텝 S11로 진행하고, 그 이외에서는 스텝 S12로 진행한다. 스텝 S11에서는 주행 플래그=1을 세트하고, 스텝 S12에서는 주행 플래그=0을 세트한다. 이어서, 전술한 바와 같이 스텝 S13에서 감속 플래그=0을 세트하고, 스텝 S14로 진행한다. 스텝 S14에서는 회전수 지령값 Nin에 최대값 선택부(55)에서 선택된 회전수 Nmax를 대입한다.

한편, 스텝 S3에서 감속 플래그=1(감속 중)로 판정되면 스텝 S6으로 진행하여, 감속 조작 해제 유무를 판정한다. 이 경우, 예를 들면 주행 페달(22a)의 페달 조작에 의해 압력 검출값 Pt가 소정값 Pt1보다 커지면, 감속 조작 해제로 판정된다. 스텝 S6이 긍정되면 스텝 S13으로 진행하고, 부정되면 스텝 S15로 진행한다. 스텝 S15에서는 스텝 S7 이후의 감속 제어를 종료하는가 여부를 판정한다. 이 판정은 전회의 처리로 구한 회전수 지령값 Nin과 주행 페달(22a)의 조작에 의해 지령된 목표 회전수 Nt(압력 검출값 Pt에 따른 목표 회전수 Nt)의 대소 비교에 의해 실행한다. Nin≤Nt인 때, 감속 제어를 종료로 판정하여 스텝 S16으로 진행하고, 그 이외에서는 스텝 S7로 진행한다. 즉, 회전수 지령값 Nin이 주행 페달(22a)에 의해 지령되는 목표 회전수 Nt와 동일하게 된 시점(오퍼레이터가 지령하는 회전수로 된 시점)에서 감속 제어 종료로 판정한다. 스텝 S16에서는 스텝 S10과 동일하게 하여 주행 여부를 판정하고, 긍정되면 스텝 S13으로 진행하고, 부정되면 스텝 S17로 진행한다. 스텝 S17에서는 주행 플래그=0을 세트하고, 스텝 S13으로 진행한다.

다음에, 서보 제어부의 처리에 대하여 설명한다. 도 7에서, 먼저 스텝 S21에서 지연 제어부(56)에서 설정된 회전수 지령값 Nin과 포텐시오미터(44)에 의해 검출된 제어 회전수 Nθ를 각각 판독한다. 이어서, 스텝 S22에서 Nθ―Nin의 결과를 회전수 차 A로 하여 메모리에 저장하고, 스텝 S23에서, 미리 정한 기준 회전수 차 K를 사용하여, ｜A｜≥K인가 여부를 판정한다. 긍정되면 스텝 S24로 진행하여, 회전수 차 A＞0인가 여부를 판정하고, A＞0이면 제어 회전수 Nθ가 회전수 지령값 Nin보다 큰, 즉 제어 회전수가 목표 회전수보다 높기 때문에, 엔진 회전수를 낮추기 위해 스텝 S25에서 모터 역전을 지령하는 신호를 펄스 모터(43)에 출력한다. 이에 따라 펄스 모터(43)가 역전하여 엔진 회전수가 저하된다.

한편, A≤0이면 제어 회전수 Nθ가 회전수 지령값 Nin보다 작은, 즉 제어 회전수가 목표 회전수보다 낮기 때문에, 엔진 회전수를 높이기 위해 스텝 S26에서 모 터 정전을 지령하는 신호를 출력한다. 이에 따라, 펄스 모터(43)가 정전되어, 엔진 회전수가 상승한다. 스텝 S23이 부정되면 스텝 S27로 진행되어 모터 정지 신호를 출력하고, 이에 따라 엔진 회전수가 일정값으로 유지된다. 스텝 S25∼S27를 실행하면 시작으로 복귀한다.

다음에, 제1 실시예에 관한 원동기 제어 장치의 특징적인 동작에 대하여 설명한다.

주행 시에는 브레이크 스위치(32)를 주행 위치로 조작하고, 전후진 변환 스위치를 전진 위치 또는 후진 위치로 조작한다. 이 상태에서, 연료 레버를 아이들 위치로 조작하고, 주행 페달(22a)을 밟으면, 페달 조작량에 따라 컨트롤 밸브(25)가 변환되고, 메인 펌프(24)로부터의 압유에 의해 주행 모터(5)가 회전한다.

이 때 지연 제어부(56)에서는, 주행 플래그=1, 감속 플래그=0이 세트되고, 선택부(54)에서 선택된 목표 회전수 Nt가 회전수 지령값 Nin으로서 세트된다(스텝 S14). 이에 따라 서보 제어부(57)에 의한 펄스 모터(43)로의 신호 출력에 의해, 엔진 회전수가 목표 회전수 Nt로 제어된다. 이 경우, 엔진 회전수는 회전수 연산부(51)의 특성에 따라, 주행 페달(22a)의 조작량에 따라 변경된다. 따라서, 양호한 가속성을 얻을 수 있는 동시에, 연비의 향상, 및 소음의 저감을 달성할 수 있다.

강판 주행 시에 시점 t1에서 주행 페달(22a)을 떼어 놓으면, 컨트롤 밸브(12)가 중립 위치로 변환된다. 이에 따라, 차체의 관성력에 저항하여 주행 모터(5)에 유압 브레이크 힘이 작용하지만, 차체의 관성력이 크기 때문에 모터 회전수 Nm(차 속도)의 감소 비율은 작고, 모터 회전수 Nm은 예를 들면 도 8에 나타낸 바와 같이 소정값 Nm1보다 크다. 이 때, 주행 파일럿압 Pt는 소정값 Pt1 이하로 되어, 지연 제어부(56)에서는 주행 플래그=1, 감속 플래그=1이 세트되고, 회전수 지령값 Nin은 감속 조작 개시 시의 제어 회전수로 유지된다(스텝 S9). 이에 따라 도 8에 나타낸 바와 같이 엔진 회전수는 일정하게 유지되어, 펌프 토출유의 감소가 억제된다. 그 결과, 주행 모터(5)에는 메이크업 포트(15)로부터 충분한 오일이 흡입되어, 캐비테이션을 방지할 수 있다.

시점 t2에서 강판 주행이 종료되고 모터 회전수 Nm이 시점 t3에서 소정값 Nm1 이하로 감소되면, 회전수 지령값 Nin이 서서히 감소된다(스텝 S8). 이에 따라 도 8에 나타낸 바와 같이 엔진 회전수가 슬로다운된다. 이 경우에는, 모터 회전수가 낮으므로 강판 주행 시만큼 메이크업압을 높게 할 필요는 없고, 엔진 회전수의 슬로다운에 의해 충분히 캐비테이션을 방지할 수 있다. 엔진 회전수의 슬로다운은 회전수 지령값 Nin이 목표 회전수 Nt 이하로 될 때까지 계속된다. 회전수 지령값 Nin이 목표 회전수 Nt까지 저하되면 엔진 회전수는 주행 페달(22a)의 조작량에 따른 값 Nmax로 된다(스텝 S15→스텝 S13).

한편, 차량 감속 시에 주행 페달(22a)을 조작하여, 주행 파일럿압 Pt가 소정값 Pt1보다 커지면, 감속 조작이 해제되어, 감속 플래그=0이 세트된다(스텝 S6→스텝 S13). 이에 따라 엔진 회전수의 슬로다운은 중지되고, 엔진 회전수는 주행 페달(22a)의 조작량에 따른 값 Nmax로 즉석에서 복귀한다(스텝 S14).

작업 시에는 브레이크 스위치(32)를 작업 위치로 조작하고, 전후진 변환 스 위치를 중립 위치로 조작한다. 이 상태에서 조작 레버( 28a)를 조작하면, 그 조작량에 따라 컨트롤 밸브(27)가 변환되어, 붐 실린더(4d)가 구동된다.

이 때, 제어 회로(30)에서의 연산에 의해 최대값 선택부(55)에서는, 목표 회전수 Nd와 연료 레버에 의한 목표 회전수 Nx의 큰 쪽 값이 선택된다. 따라서, 연료 레버에 의해 목표 회전수 Nx를 작업에 적합한 값으로 세트해 두면, 작업 시에 원하지 않게 엔진 회전수가 높아지지 않아 조작성, 연비가 향상된다. 이 경우, 회전수 연산부(53)의 특성 경사는 작기 때문에, 목표 회전수 Nx의 설정도 용이하다.

제1 실시예에 의하면, 감속 조작의 개시 시에 주행 모터(5)의 회전에 따라 엔진 회전수를 슬로다운하도록 했으므로, 캐비테이션 방지에 효과적이다. 즉, 모터 회전수 Nm이 소정값 Nm1보다 클 때는 메이크업압이 불충분하게 되므로 엔진 회전수를 일정하게 유지하고, 소정값 Nm1 이하일 때는 메이크업압이 충분하므로 슬로다운하도록 했다. 그 결과, 강판 주행 시라도 충분한 메이크업압이 확보되어 충분한 메이크업 유량이 공급되어, 캐비테이션을 확실하게 방지할 수 있다. 감속 조작 이외에서는, 주행 페달(22a)의 조작량에 따라 엔진 회전수가 증감되므로, 양호한 가속성을 얻을 수 있다. 엔진 회전수의 슬로다운 중에 주행 페달(22a)이 조작되면, 슬로다운 상태를 즉석에서 해제하도록 했으므로, 슬로다운 중이라도 양호한 가속성을 얻을 수 있다.

그리고, 본 실시예는 강판 주행 이외에 차체의 관성력에 의해 메이크업압이 부족한 경우에 이용해도 동일하게 효과적이다.

제2 실시예

도 9, 도 10을 참조하여 본 발명에 의한 원동기 제어 장치의 제2 실시예에 대하여 설명한다. 이하에서는 제1 실시예와의 상위점을 주로 설명한다.

제2 실시예가 제1 실시예와 상이한 것은 지연 제어부(56)에서의 처리이다. 즉, 제1 실시예에서는, 감속 조작 시에 모터 회전수 Nm이 소정값 Nm1 이하인 경우에 엔진 회전수를 슬로다운시키도록 했다. 이것에 대하여 제2 실시예에서는, 감속 조작 시에 엔진 회전수를 슬로다운시키고, 그 후 모터 회전수 Nm이 소정값 Nm1보다 클 때는 슬로다운을 금지한다.

도 9는 제2 실시예에 관한 원동기 제어 장치의 지연 제어부(56)에서의 처리 순서를 나타낸 플로 차트이다. 그리고, 도 6과 동일한 개소에는 동일한 부호를 붙이고, 이하에서는 상위점을 주로 설명한다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 스텝 S4에서 감속 조작 개시로 판정되면 스텝 S5에서 감속 플래그=1을 세트하고, 스텝 S21에서 타이머를 스타트한다. 이어서, 스텝 S22에서 타이머가 소정 시간 T1을 계시(計時)했는가 여부를 판정하여, 긍정되면 스텝 S7로 진행하고, 부정되면 스텝 S7을 패스하여 스텝 S8로 진행한다.

이와 같은 제2 실시예의 동작을 도 10에 의해 설명한다. 시점 t11에서 감속 조작이 개시되고, 그 후 소정 시간 T1이 경과할 때까지는 회전수 지령값 Nin이 서서히 감소된다(스텝 S22→스텝 S8). 이에 따라 엔진 회전수는 시점 t11∼t12 사이에서 도시한 바와 같이 슬로다운한다. 엔진 회전수가 슬로다운되면, 이에 수반하여 메이크업압이 감소되어, 차량에 작용하는 브레이크 힘이 커진다. 그 결과, 모터 회전수 Nm이 도시한 바와 같이 서서히 감소된다. 그리고, 소정 시간 T1은 적어 도 캐비테이션의 발생을 방지하는 값으로 설정된다.

소정 시간 T1 경과 후의 시점 t12에서, 모터 회전수 Nm이 소정값 Nm1보다 클 때는 도 10의 실선으로 나타낸 바와 같이 엔진 회전수의 슬로다운은 중지되어, 엔진 회전수는 현재의 값으로 유지된다(스텝 S9). 그리고, 시점 t13에서 강판 주행이 종료되고, 시점 t14에서 모터 회전수 Nm이 소정값 Nm1 이하로 되면 슬로다운을 개시한다(스텝 S8). 한편, 소정 시간 T1 경과 후의 시점 t12, 모터 회전수 Nm이 소정값 Nm1 이하일 때는 도 10의 점선으로 나타낸 바와 같이 엔진 회전수의 슬로다운이 그대로 속행된다.

제2 실시예에 의하면, 감속 조작 시에 모터 회전수에 관계없이 엔진 회전수를 소정 시간 T1만큼 슬로다운하도록 했으므로, 캐비테이션을 방지하면서, 엔진 회전수를 가급적 저감할 수 있어, 연비가 향상된다. 감속 조작의 개시 시와 모터 회전수가 소정값 Nm1 이하로 저하되었을 때, 동일한 처리(스텝 S8)에 의해 슬로다운을 실행하도록 했다. 이에 따라, 감속 조작 개시 시의 슬로다운의 특성(시점 t11∼t12의 특성)과 모터 회전수 Nm이 소정값 Nm1 이하일 때의 슬로다운의 특성(시점 t12 이후 또는 t14 이후)은 동일하게 된다. 그 결과, 소정 시간 T1 경과 후 엔진 회전수 Nm이 소정값 Nm1 이하일 때, 도 10의 점선으로 나타낸 바와 같이 엔진 회전수를 원활하게 슬로다운할 수 있다.

그리고, 제2 실시예에서는, 감속 조작의 개시 시에 소정 시간 T1만큼 엔진 회전수를 슬로다운하도록 했지만, 엔진 회전수가 소정량만큼 저하되도록 엔진 회전수를 슬로다운하도록 해도 된다. 즉, 스텝 S21, 스텝 S22 대신에 엔진 회전수가 소정량 감소했는가 여부를 판정하여, 긍정되면 스텝 S7로 진행하고, 부정되면 스텝 S8에서 슬로다운을 행하도록 하면 된다. 또, 감속 조작 개시 시의 슬로다운 특성(시점 t11∼t12의 특성)과 모터 회전수 Nm이 소정값 Nm1 이하일 때의 슬로다운 특성(시점 t12 이후 또는 t14 이후)을 서로 상이한 것으로 해도 된다.

그리고, 이상에서는 주행 페달(22a)의 조작량을 압력 센서(31)로 검출했지만, 예를 들면 포텐시오미터를 주행 페달(22a)에 직접 장착하여 그 조작량을 검출하도록 해도 된다. 또, 주행 상태를 검출하는 수단으로서, 압력 센서(31)에 의한 압력 검출에 더하여, 주행 페달(22a)이 밟혀지고 있는 시간, 즉 압력 센서(31)에 의한 압력 검출 시간을 측정하는 타이머를 설치하여, 주행 페달(22a)이 조작되고 있는 시간이 소정 시간 이상일 때 주행 상태로 판단하도록 해도 된다. 이에 따르면, 주행에 의한 작업 위치 결정 조작과 같은 주행, 정지를 빈번하게 반복하는 조작일 때, 본 제어가 동작하지 않아 양호한 조작성을 얻을 수 있다.

감속 조작 개시를 주행 페달(22a)의 비조작 시에 검출해도 되고, 또 페달 조작량이 소정량 이상 감소했을 때 감속 조작을 검출해도 된다. 또, 감속 조작은 전회의 조작압[압력 센서(31)]과 금회의 조작압 비교에 의해 행할 수 있어, 전회 조작압보다 금회 조작압이 작아졌을 때 감속으로 판단할 수도 있다.

회전수 센서(35)에 의해 주행 모터(5)의 회전수를 검출했지만, 차속 센서에 의해 주행 모터(5)의 회전수를 간접적으로 검출해도 된다. 감속 조작 시 주행 모터(5)의 회전수에 따라 엔진 회전수를 변경해도 된다. 즉 주행 모터(5)의 회전수가 높을수록 엔진 회전수가 커지도록 해도 된다.

이상에서는, 건설 기계로서 휠식 유압 셔블을 예로 들어 설명했지만, 휠식 이외의 건설 기계에도 본 발명을 적용할 수 있다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 원동기에 의해 구동되는 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 토출되는 압유(壓油)에 의해 구동되는 주행용 유압 모터와, 조작 부재의 조작에 따라 상기 유압 펌프로부터 상기 유압 모터로의 압유의 흐름을 제어하는 제어 밸브를 가지는 건설 기계의 원동기 제어 장치에 있어서,

   상기 조작 부재의 감속 조작을 검출하는 감속 검출 수단과,

   상기 유압 모터의 회전수를 검출하는 회전수 검출 수단과,

   상기 감속 검출 수단에 의해 감속 조작이 검출되면, 상기 회전수 검출 수단의 검출 결과에 따라 상기 원동기의 회전수를 슬로다운 제어하고, 감속 조작 이외의 것이 검출되면, 상기 조작 부재의 조작에 따라 상기 원동기의 회전수를 제어하는 원동기 회전수 제어 수단

   을 구비하고,

   상기 원동기 회전수 제어 수단에 의한 슬로다운 제어에 있어서는, 상기 감속 검출 수단에 의해 감속 조작이 검출될 때, 상기 회전수 검출 수단에 의해 검출된 모터 회전수가 소정값보다 크면 상기 원동기의 회전수를 일정하게 유지하고, 검출된 모터 회전수가 상기 소정값 이하일 때는 상기 원동기의 회전수를 서서히 저감하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 원동기 제어 장치.
3. 원동기에 의해 구동되는 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 토출되는 압유(壓油)에 의해 구동되는 주행용 유압 모터와, 조작 부재의 조작에 따라 상기 유압 펌프로부터 상기 유압 모터로의 압유의 흐름을 제어하는 제어 밸브를 가지는 건설 기계의 원동기 제어 장치에 있어서,

   상기 조작 부재의 감속 조작을 검출하는 감속 검출 수단과,

   상기 유압 모터의 회전수를 검출하는 회전수 검출 수단과,

   상기 감속 검출 수단에 의해 감속 조작이 검출되면, 상기 회전수 검출 수단의 검출 결과에 따라 상기 원동기의 회전수를 슬로다운 제어하고, 감속 조작 이외의 것이 검출되면, 상기 조작 부재의 조작에 따라 상기 원동기의 회전수를 제어하는 원동기 회전수 제어 수단

   을 구비하고,

   상기 원동기 회전수 제어 수단에 의한 슬로다운 제어에 있어서는, 상기 감속 검출 수단에 의해 감속 조작이 검출되면, 상기 원동기의 회전수를 소정 시간동안 서서히 저감하고, 그 소정 시간 후에 상기 회전수 검출 수단에 의해 검출된 모터 회전수가 소정값보다 크면 상기 원동기의 회전수를 일정하게 유지하고, 검출된 모터 회전수가 상기 소정값 이하일 때는 상기 원동기의 회전수를 서서히 저감하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 원동기 제어 장치.
4. 원동기에 의해 구동되는 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 토출되는 압유(壓油)에 의해 구동되는 주행용 유압 모터와, 조작 부재의 조작에 따라 상기 유압 펌프로부터 상기 유압 모터로의 압유의 흐름을 제어하는 제어 밸브를 가지는 건설 기계의 원동기 제어 장치에 있어서,

   상기 조작 부재의 감속 조작을 검출하는 감속 검출 수단과,

   상기 유압 모터의 회전수를 검출하는 회전수 검출 수단과,

   상기 감속 검출 수단에 의해 감속 조작이 검출되면, 상기 회전수 검출 수단의 검출 결과에 따라 상기 원동기의 회전수를 슬로다운 제어하고, 감속 조작 이외의 것이 검출되면, 상기 조작 부재의 조작에 따라 상기 원동기의 회전수를 제어하는 원동기 회전수 제어 수단

   을 구비하고,

   상기 원동기 회전수 제어 수단에 의한 슬로다운 제어에 있어서는, 상기 감속 검출 수단에 의해 감속 조작이 검출되면, 상기 원동기의 회전수를 소정량만큼 서서히 저감하고, 원동기 회전수가 소정량 내려갔을 때 상기 회전수 검출 수단에 의해 검출된 모터 회전수가 소정값보다 크면 상기 원동기의 회전수를 일정하게 유지하고, 검출된 모터 회전수가 상기 소정값 이하일 때는 상기 원동기의 회전수를 서서히 저감하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 원동기 제어 장치.
5. 원동기에 의해 구동되는 유압 펌프와,

   상기 유압 펌프로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 주행용 유압 모터와,

   조작 부재의 조작에 따라 상기 유압 펌프로부터 상기 유압 모터로의 압유의 흐름을 제어하는 제어 밸브와,

   제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 원동기 제어 장치를 가지는 휠식 유압 셔블.

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