KR101023741B1 - 전동지게차의 유압펌프 구동모터 제어장치 - Google Patents

전동지게차의 유압펌프 구동모터 제어장치 Download PDF

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Abstract

전동지게차의 유압펌프 구동모터 제어장치가 개시된다. 제어장치는 리프트 실린더와 틸트 실린더와 어태치먼트에 작동유를 공급하는 유압펌프 및 각 실린더와 어태치먼트에 공급되는 작동유를 제어하는 스풀들과, 각 스풀을 조작하기 위한 조작레버들과, 유압펌프를 구동시키는 구동모터와, 각 실린더와 어태치먼트에 공급되는 작동유 압력이 설정압력 이상이면 작동유를 오일탱크로 드레인시키는 릴리프 밸브를 구비하며, 유압펌프로부터 토출되는 작동유의 토출압력을 감지하는 유압감지센서과; 각 조작레버들의 위치를 감지하는 조작레버 위치감지센서들과; 위치감지센서들로부터 신호가 입력되면, 구동모터의 출력을 증가시켜 유압펌프의 작동유 토출유량을 증대시키되, 유압감지센서로부터 입력된 유압펌프의 작동유 토출압력과 설정된 제 1설정압력을 비교 판단하여, 입력된 작동유 압력이 더 크면, 구동모터의 출력을 설정된 기준값 이하로 감소시켜주는 제어부를 구비한다. 이러한 본 발명에 의하면, 유압펌프로부터 토출된 작동유가 작업기를 구동시키지 않고 곧바로 오일탱크로 드레인되는 것을 방지함으로써 작동유의 손실을 저감시켜준다. 또한, 유압펌프의 토출 유량을 항상 일정하게 유지시켜 줌으로써 릴리프 밸브가 고장나더라도 유압시스템 내의 작동유 압력이 과도하게 상승되는 것을 방지한다.

Description

전동지게차의 유압펌프 구동모터 제어장치{ELECTRIC MOTOR CONTROL SYSTEM FOR DRIVING HYDRAULIC PUMP IN ELECTROMOTIVE FORKLIFT TRUCK}
도 1은 일반적인 지게차의 마스트조립체 및 어태치먼트를 작동시키기 위한 유압시스템의 구성을 나타내는 유압회로도,
도 2는 본 발명에 따른 전동지게차의 유압펌프 구동모터 제어장치의 구성을 나타내는 유압회로도,
도 3은 본 발명에 따른 전동지게차의 유압펌프 구동모터 제어장치의 다른 실시예를 나타내는 유압회로도,
도 4는 본 발명의 유압펌프 구동모터 제어장치의 동작을 설명하는 흐름도이다.
♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
10: 유압펌프 12: 구동모터
14: 릴리프 밸브 20: 메인라인
22: 드레인라인 30: 콘트롤밸브
32: 리프트스풀 32a: 리프트 실린더
34: 틸트스풀 34a: 틸트 실린더
36, 38: 옵션스풀 36a, 38a: 어태치먼트
39: 조작레버 100: 유압감지수단
110: 위치감지수단 120: 제어부
130: 제 1경고램프 140: 제 2경고램프
T: 오일탱크
본 발명은 전동지게차의 유압펌프 구동모터 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 작동유의 손실을 최소화시켜 동력손실을 저감시킬 수 있는 전동지게차의 유압펌프 구동모터 제어장치에 관한 것이다.
지게차는 하물(荷物)을 들어올리고, 내리거나 또는 이것을 제한된 공간 내에서 소망하는 위치로 운반하는데 사용하는 것으로, 동력원에 따라 엔진 지게차와 전동 지게차로 구별된다. 특히, 전동 지게차는 배터리로부터 공급되는 전기에 의해 작동되는 것으로, 배기가스가 없으며, 소음이 작으므로 실내의 작업에 주로 이용되고 있다.
한편, 전동지게차는 마스트조립체, 어태치먼트 등과 같은 작업기를 작동시키기 위한 유압시스템을 갖추고 있다. 유압시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 유압펌프(10)를 갖는다. 유압펌프(10)는 구동모터(12)에 의해 구동되며, 오일탱크(T)의 작동유를 흡입하여 고압으로 토출한다. 그리고 유압시스템은 메인라인(20)과 드레인라인(22)을 갖는다. 메인라인(20)은 유압펌프(10)와 연결되어 고압의 작동유를 압송한다. 드레인라인(22)은 메인라인(20)의 작동유를 오일탱크(T)로 드레인시킨다.
그리고 메인라인(20)과 드레인라인(22)의 사이에는 콘트롤밸브(30)가 설치된다. 콘트롤밸브(30)는 리프트스풀(32)과 틸트스풀(34)과 복수의 옵션스풀(36, 38)을 갖추고 있다. 리프트스풀(32)은 리프트 실린더(32a)를 작동시키기 위한 것으로, 그 위치에 따라 리프트 실린더(32a)에 공급되는 작동유를 제어한다. 그리고 틸트스풀(34)은 틸트 실린더(34a)를 작동시키기 위한 것으로, 그 위치에 따라 틸트 실린더(34a)에 공급되는 작동유를 제어한다. 그리고 옵션스풀(36, 38)은 각종 어태치먼트(36a, 38a)를 작동시키기 위한 것으로, 그 위치에 따라 각종 어태치먼트(36a, 38a)에 공급되는 작동유를 제어한다.
이러한 구성에 따르면, 리프트스풀(32), 틸트스풀(34), 옵션스풀(36, 38)을 조작레버(39)로서 조작하면, 상기 리프트 실린더(32a)와 틸트 실린더(34a)와 각종 어태치먼트(36a, 38a)들은 작동되는 것이다.
한편, 각 스풀의 조작레버(39)를 조작하면, 조작레버(39) 일측의 위치감지센서(40)들이 상기 조작레버(39)의 위치를 감지한다. 그리고 감지된 신호에 따라 제어부(42)는 구동모터(12)의 출력을 증대시켜 유압펌프(10)를 고속으로 회전시킨다. 따라서, 유압펌프(10)는 리프트 실린더(32a)와 틸트 실린더(34a)와 각종 어태치먼트(36a, 38a)를 작동시키고자 조작레버(39)의 위치를 조작하면, 그 위치에 대응하여 작동유의 토출유량을 증대시킨다.
그런데, 이러한 종래의 전동지게차는, 조작레버(39)를 조작하여 리프트 실린 더(32a)와 틸트 실린더(34a)와 각종 어태치먼트(36a, 38a)들(이하, "작업기"라 통칭함)을 작동시키는 과정에서, 유압펌프(10)로부터 토출된 작동유가 작업기를 작동하는데 전부 사용되지 않고 릴리프 밸브(14)들을 통해 일부가 오일탱크(T)로 드레인되는 단점이 있다. 이같은 단점은 작업기를 구동시키지 않고 오일탱크(T)로 곧바로 드레인되므로, 작동유 손실로 작용하며, 이에 따라 배터리의 전력을 조기에 소모시키는 동력손실의 원인이 된다.
또한, 종래의 종래의 전동지게차는, 유압시스템내의 작동유 압력을 일정하게 유지시키는 상기 릴리프 밸브(14)들이 고장날 경우, 유압시스템내의 작동유 압력이 상승되어 유압시스템의 각종 밸브 및 배관을 손상시키거나 파손시키는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 유압펌프를 구동시키는 구동모터를 적절히 제어하여 유압펌프로부터 토출되는 작동유 유량을 제어함으로써 토출된 작동유가 작업기를 구동시키지 않고 그대로 드레인되어 손실되는 것을 최소화시켜주는 전동지게차의 유압펌프 구동모터 제어장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 작동유의 손실을 최소화시킴으로써 배터리의 동력손실을 저감시키기 위한 전동지게차의 유압펌프 구동모터 제어장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 구동모터를 제어하여 유압펌프로부터 토출되는 작 동유의 유량을 제어함으로써 릴리프 밸브가 고장나더라도 유압시스템 내의 작동유 압력이 상승되는 것을 제한하고, 이에 따라 급격한 압력상승으로 인한 각종 밸브 및 배관의 손상 및 파손을 방지할 수 있는 전동지게차의 유압펌프 구동모터 제어장치를 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 리프트 실린더와 틸트 실린더와 어태치먼트에 작동유를 공급하는 유압펌프 및 상기 리프트 실린더와 틸트 실린더와 어태치먼트에 공급되는 작동유를 제어하는 리프트스풀과 틸트스풀과 옵션스풀들과, 상기 각 스풀을 조작하기 위한 조작레버들과, 상기 유압펌프를 구동시키는 구동모터와, 상기 리프트 실린더와 틸트 실린더와 어태치먼트에 공급되는 작동유 압력이 설정압력 이상이면 상기 작동유를 오일탱크로 드레인시키는 릴리프 밸브를 구비하는 전동지게차에 있어서, 상기 유압펌프로부터 토출되는 작동유의 토출압력을 감지하는 유압감지수단과, 상기 각 조작레버들의 위치를 감지하는 조작레버 위치감지수단들과, 상기 유압펌프로부터 토출되는 작동유의 압력이 과도하게 상승되는 것을 알려줄 수 있는 제 1경고램프와, 상기 유압펌프로부터 토출되는 작동유가 누유되는 것을 알려줄 수 있는 제 2경고램프 및, 상기 위치감지수단들로부터 신호가 입력되면, 상기 구동모터의 출력을 증가시켜 상기 유압펌프의 작동유 토출유량을 증대시키되, 상기 유압감지수단으로부터 입력된 상기 유압펌프의 작동유 토출압력과 설정된 제 1설정압력을 비교 판단하여, 입력된 작동유 압력이 더 크면, 상기 구동모터의 출력을 설정된 기준값 이하로 감소시켜주고; 상기 유압감지수단으로부터 입력된 상기 유압펌프의 작동유 토출압력과 상기 제 1설정압력 보다 크게 설정된 제 2설정압력을 비교 판단하여, 입력된 작동유 압력이 더 크면, 상기 제 1경고램프를 온시켜주며; 상기 유압감지수단으로부터 입력된 상기 유압펌프의 작동유 토출압력과 상기 제 1설정압력보다 작게 설정되는 제 3설정압력을 비교 판단하여, 입력된 작동유 압력이 상기 제 3설정압력 이하이면, 상기 제 2경고램프를 온시켜주는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동지게차의 유압펌프 구동모터 제어장치.
삭제
이하, 본 발명에 따른 전동지게차의 유압펌프 구동모터 제어장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 유압펌프 구동모터 제어장치는, 유압펌프 (10)로부터 토출되는 작동유의 토출압력을 감지하는 유압감지수단(100)을 구비한다.
유압감지수단(100)은 압력센서로 구성되며, 메인라인(20)상에 설치된다. 이러한 유압감지수단(100)은 유압펌프(10)로부터 토출되는 작동유 압력을 감지하고, 이에 대응하는 신호를 출력한다.
그리고 본 발명의 제어장치는, 리프트 실린더(32a)와 틸트 실린더(34a)와 각종 어태치먼트(36a, 38a) 등의 작업기를 작동시키기 위한 조작레버(39)들의 위치를 감지하는 조작레버 위치감지수단(110)들을 구비한다.
위치감지수단(110)들은 위치센서로 구성되며, 작업기(32a, 34a, 36a, 38a)를 작동시키기 위한 조작레버(39)들의 각 위치를 감지하고, 이에 대응하는 신호를 출력한다.
그리고 본 발명의 제어장치는, 제어부(120)를 구비한다. 제어부(120)는 마이크로 프로세서와 신호레벨 변환장치 등을 갖춘 것으로서, 위치감지수단(110)들로부터 신호가 입력되면, 구동모터(12)의 출력을 증가시켜 유압펌프(10)의 작동유 토출유량을 증대시킨다. 특히, 위치감지수단(110)들로부터 신호가 입력됨에 따라 구동모터(12)의 출력을 증대시키되, 유압감지수단(100)으로부터 입력된 유압펌프(10)의 작동유 토출압력과 미리 설정된 제 1설정압력값을 비교 판단하여, 입력된 작동유 압력이 더 클 경우에는, 상기 구동모터(12)의 출력을 설정된 기준값 이하로 감소시켜준다.
상세하게 살펴보면, 상기 제어부(120)는 위치감지수단(110)으로부터 조작레 버(39)의 위치신호가 입력되면, 조작레버(39)의 위치에 따라 구동모터(12)의 출력을 증가시켜 유압펌프(10)의 작동유 토출유량을 증대시킨다. 한편, 구동모터(12)의 출력을 제어하는 과정에서, 상기 제어부(120)는 유압감지수단(100)으로부터 입력된 유압펌프(10)의 작동유 토출압력과 미리 설정된 제 1설정압력값을 비교 판단하여, 입력된 작동유 압력이 더 클 경우에는, 현재 유압펌프(10)로부터 작동유가 과도하게 토출된다고 판단하여 상기 유압펌프(10)를 구동시키는 구동모터(12)의 출력을 설정된 기준값 이하로 감소시켜주며, 따라서 유압펌프(10)로부터 토출되는 작동유 유량을 줄여주는 것이다.
여기서, 제어부(120)에 내장된 제 1설정압력값은 콘트롤밸브(30)에 설치된 릴리프 밸브(14)의 설정압력값과 동일하거나 이보다 작도록 구성되어야 한다. 이는 제어부(120)의 제 1설정압력값이 릴리프 밸브(14)의 설정압력값보다 클 경우에는, 유압펌프(10)로부터 토출되는 작동유가 릴리프 밸브(14)를 통해 오일탱크(T)로 드레인되어 작동유 손실로 작용하기 때문이다.
이러한 제어부(120)에 의하면, 유압펌프(10)로부터 토출되는 작동유의 유량을 항상 설정 유량이하로 유지시켜 줌으로써 유압펌프(10)로부터 토출되는 작동유가 릴리프 밸브(14)를 통해 오일탱크(T)로 드레인되는 것을 제한하며, 이에 따라 작업기(32a, 34a, 36a, 38a)를 구동시키지 않고 곧바로 오일탱크(T)로 드레인되는 작동유의 손실을 최소화시켜준다.
또한, 유압펌프(10)로부터 토출되는 작동유의 유량을 항상 일정하게 유지시켜 줌으로써 유압시스템내의 작동유 압력을 항상 일정하게 유지시켜주며, 이에 따 라 상기 릴리프 밸브(14)가 고장나더라도 유압시스템 내의 작동유 압력이 과도하게 상승되는 것을 방지한다.
다음으로, 도 3에는 본 발명에 따른 유압펌프 구동모터 제어장치의 다른 실시예를 나타내는 도면이 도시되어 있다. 이에 따르면, 다른 실시예의 제어장치는 제어부(120)에 의해 제어되는 제 1경고램프(130)와 제 2경고램프(140)를 더 구비한다.
그리고 다른 실시예의 제어장치는, 상기 제어부(120)가 유압감지수단(100)으로부터 입력된 유압펌프(10)의 작동유 토출압력과 상기 제 1설정압력값보다 크게 설정되는 제 2설정압력값을 비교 판단하여, 입력된 작동유 압력이 더 클 경우, 유압시스템내의 배관이 막혀 작동유의 토출압력이 과도하게 상승된 것으로 판단하거나 또는 상기 유압감지수단(100)이 고장난 것으로 판단하여 상기 제 1경고램프 (130)를 온(on)시켜주는 구성을 갖는다.
또한, 다른 실시예의 제어장치는, 상기 제어부(120)가 유압감지수단(100)으로부터 입력된 유압펌프(10)의 작동유 토출압력과 상기 제 1설정압력값보다 작게 설정되는 제 3설정압력값을 비교 판단하여, 입력된 작동유 압력이 제 3설정압력값과 동일하거나 작을 경우, 유압시스템내의 배관이 파손되어 누유되는 것으로 판단하여 상기 제 2경고램프(140)를 온(on)시켜주는 구성을 갖는다. 여기서, 제 3설정압력값은, 예를 들면 제로(zero) 압력으로 설정된다.
이러한 구성을 갖는 다른 실시예의 제어장치에 의하면, 유압시스템내의 배관이 막히거나 유압감지수단(100)이 고장났거나 유압시스템내의 배관이 파손되어 누 유될 경우, 이를 신속하게 판단하고, 판단신호에 따라 제 1 및 제 2경고램프(130, 140)를 작동시킴으로써 운전자에게 유압시스템 배관의 이상유무 및 유압감지수단 (100)의 고장유무를 신속하게 알려준다. 특히, 배관의 이상유무 및 유압감지수단 (100)의 고장유무를 신속히 운전자에게 알려줌으로써 상기 운전자로 하여금 신속한 후속 조치를 취할 수 있게 한다. 여기서, 제 1 및 제 2경고램프(130, 140)는 운전석의 계기판에 설치되는 것이 바람직하다.
다음으로, 이러한 구성을 갖는 유압펌프 구동모터 제어장치의 동작을 도 4를 참고로하여 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 유압펌프(10)로부터 토출되는 작동유의 토출압력을 감지한다(S101). 그리고 감지된 신호에 따라 유압펌프(10)의 작동유 토출압력값이 제 1설정압력값 보다 큰가 또는 작은가를 판단한다(S103). 판단결과, 제 1설정압력값 보다 크면, 구동모터(12)의 출력을 설정된 기준값 이하로 감소시킨다(S105).
한편, 유압펌프(10)의 작동유 토출압력값이 제 1설정압력값 보다 크면, 다시 제 2설정압력값 보다 큰가를 판단한다(S107). 판단결과, 제 2설정압력값 보다 크면, 유압시스템내의 배관이 막혀 작동유의 토출압력이 상승된 것으로 판단하거나 또는 상기 유압감지수단(100)이 고장난 것으로 판단하여 제 1경고램프(130)를 온시킨다(S109).
그리고 유압펌프(10)의 작동유 토출압력값이 제 2설정압력값 보다 작은 크면, 다시 제 3설정압력값과 같은가를 판단한다(S111). 이때, 제 3설정압력값과 같거나 그 이하이면, 유압시스템내의 배관이 파손되어 누유되는 것으로 판단하여 제 2경고램프(140)를 온시킨다(S113).
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전동지게차의 유압펌프 구동모터 제어장치에 의하면, 유압펌프의 토출유량을 항상 설정 유량이하로 유지시켜 줌으로써 토출된 작동유가 릴리프 밸브를 통해 오일탱크로 드레인되는 것을 제한하며, 따라 작업기를 구동시키지 않고 곧바로 오일탱크로 드레인되는 작동유의 손실을 저감시켜준다.
또한, 유압펌프의 토출 유량을 항상 일정하게 유지시켜 줌으로써 유압시스템내의 작동유 압력을 항상 일정하게 유지시켜주며, 따라서 릴리프 밸브(14)가 고장나더라도 유압시스템 내의 작동유 압력이 과도하게 상승되는 것을 방지한다.
또한, 유압시스템내의 배관이 막히거나 유압감지수단이 고장났거나 유압시스템내의 배관이 파손되어 누유될 경우, 이를 운전자에게 신속하게 알려줌으로써 운전자로 하여금 신속한 후속 조치를 취할 수 있게 한다.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 리프트 실린더(32a)와 틸트 실린더(34a)와 어태치먼트(36a, 38a)에 작동유를 공급하는 유압펌프(10) 및 상기 각 실린더(32a, 34a)와 어태치먼트(36a, 38a)에 공급되는 작동유를 제어하는 리프트스풀(32)과 틸트스풀(34)과 옵션스풀(36, 38)들과, 상기 각 스풀(32, 34, 36, 38)을 조작하기 위한 조작레버(39)들과, 상기 유압펌프(10)를 구동시키는 구동모터(12)와, 상기 각 실린더(32a, 34a)와 어태치먼트 (36a, 38a)에 공급되는 작동유 압력이 설정압력 이상이면 상기 작동유를 오일탱크 (T)로 드레인시키는 릴리프 밸브(14)를 구비하는 전동지게차에 있어서,
    상기 유압펌프(10)로부터 토출되는 작동유의 토출압력을 감지하는 유압감지수단(100)과, 상기 각 조작레버(39)들의 위치를 감지하는 조작레버 위치감지수단(110)들과, 상기 유압펌프(10)로부터 토출되는 작동유의 압력이 과도하게 상승되는 것을 알려줄 수 있는 제 1경고램프(130)와, 상기 유압펌프(10)로부터 토출되는 작동유가 누유되는 것을 알려줄 수 있는 제 2경고램프(140) 및,
    상기 위치감지수단(110)들로부터 신호가 입력되면, 상기 구동모터(12)의 출력을 증가시켜 상기 유압펌프(10)의 작동유 토출유량을 증대시키되, 상기 유압감지수단(100)으로부터 입력된 상기 유압펌프(10)의 작동유 토출압력과 설정된 제 1설정압력을 비교 판단하여, 입력된 작동유 압력이 더 크면, 상기 구동모터(12)의 출력을 설정된 기준값 이하로 감소시켜주고;
    상기 유압감지수단(100)으로부터 입력된 상기 유압펌프(10)의 작동유 토출압력과 상기 제 1설정압력 보다 크게 설정된 제 2설정압력을 비교 판단하여, 입력된 작동유 압력이 더 크면, 상기 제 1경고램프(130)를 온시켜주며;
    상기 유압감지수단(100)으로부터 입력된 상기 유압펌프(10)의 작동유 토출압력과 상기 제 1설정압력보다 작게 설정되는 제 3설정압력을 비교 판단하여, 입력된 작동유 압력이 상기 제 3설정압력 이하이면, 상기 제 2경고램프(140)를 온시켜주는 제어부(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동지게차의 유압펌프 구동모터 제어장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부(120)의 제 3설정압력은 제로 압력으로 설정되는 것을 특징으로 하는 전동지게차의 유압펌프 구동모터 제어장치.
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