KR101807883B1 - 전기 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

전기 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101807883B1
KR101807883B1 KR1020120145613A KR20120145613A KR101807883B1 KR 101807883 B1 KR101807883 B1 KR 101807883B1 KR 1020120145613 A KR1020120145613 A KR 1020120145613A KR 20120145613 A KR20120145613 A KR 20120145613A KR 101807883 B1 KR101807883 B1 KR 101807883B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hydraulic
control
joystick
electromagnetic
actuator
Prior art date
Application number
KR1020120145613A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140076982A (ko
Inventor
이종찬
최임국
Original Assignee
현대건설기계 주식회사
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 현대건설기계 주식회사 filed Critical 현대건설기계 주식회사
Priority to KR1020120145613A priority Critical patent/KR101807883B1/ko
Priority to US14/651,220 priority patent/US9739036B2/en
Priority to PCT/KR2013/010578 priority patent/WO2014092355A1/ko
Priority to EP13862042.2A priority patent/EP2933387B1/en
Priority to CN201380071365.7A priority patent/CN104956006B/zh
Publication of KR20140076982A publication Critical patent/KR20140076982A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101807883B1 publication Critical patent/KR101807883B1/ko

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/2004Control mechanisms, e.g. control levers
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2264Arrangements or adaptations of elements for hydraulic drives
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2264Arrangements or adaptations of elements for hydraulic drives
    • E02F9/2267Valves or distributors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/40Special vehicles
    • B60Y2200/41Construction vehicles, e.g. graders, excavators
    • B60Y2200/412Excavators

Abstract

본 발명은 전기 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기 조이스틱이 적용된 건설작업장치를 제어하는 자동 제어 시스템으로서, 유압탱크 내의 작동유를 토출하여 액추에이터에 작동유를 공급하는 유압펌프와, 유압펌프의 작동 유압으로 건설작업장치를 구동하는 액추에이터와, 유압펌프에서 액추에이터로 연결되는 피스톤측 입구유로 및 로드측 입구유로에 각각 설치되는 제1전자유압제어밸브와, 액추에이터에서 유압탱크로 연결되는 피스톤측 출구유로 및 로드측 출구유로에 각각 설치되는 제2전자유압제어밸브 및 전기 조이스틱의 조작에 의해 전기신호가 발생 되어 액추에이터에 연결된 제1전자유압제어밸브 및 제2전자유압제어밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 전기 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 건설장비 유압시스템을 전기 조이스틱의 입력 신호를 작업 장치의 속도신호로 변환하는 클로즈센터(Close center) 시스템으로 구현하여 외부 부하 조건에 무관하게 작업 장치의 속도를 제어함으로써, 작업자의 피로도를 최소화하여 작업능률을 향상시키고, 비 숙련자의 미숙한 작업장치 조작 능력을 향상시킬 수 있으며, 정형화된 작업을 패턴화하여 건설장비의 자동화를 구현하는 효과가 있다.
또한, 전기 조이스틱의 조작량에 따라 유량을 더욱 정밀하게 제어할 수 있어 엔진과 유압펌프의 가동시간을 최적의 상태로 줄일 수 있고, 이를 통해 유로 및 유량을 각각 독립적으로 제어할 수 있어, 건설중장비 유량제어의 자유도를 획기적으로 향상시키는 효과가 있다. 나아가 건설중장비 유량제어의 자유도 향상을 통해, 작업자의 작업 피로도를 최소화하고, 연비개선 및 작업자의 안전과 작업 효율이 향상되는 효과가 있다.

Description

전기 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 시스템 및 방법{Construction equipment auto control system and method of electricity joystick control base}
본 발명은 건설장비 자동 제어 시스템에 관한 것으로서, 특히 액추에이터 제어에 필요한 각각의 유로에 전자유압제어밸브를 설치하여 유로의 면적을 가변제어함과 동시에 조이스틱의 입력 신호를 건설작업장치의 속도 신호로 변환하여 자동으로 전자 유압 제어밸브를 제어할 수 있는 전기 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 건설장비는 건설현장 및 산업현장에서 굴착 또는 중량물을 이동하는 등의 다양한 용도로 활용되고 있으며, 주행방식에 따라 크게 휠 방식과 무한궤도 방식으로 구분된다.
여기서 건설장비라 함은 통상적으로 굴삭기, 휠로더, 지게차 및 백호 등을 일컬으며, 엔진과 그 엔진의 동력을 이용하여 유압을 발생시키는 유압펌프와, 유압펌프에서 발생하는 유압을 유압밸브를 사용하여 제어하는 제어부와, 제어된 유압으로 작동하는 액추에이터로 이루어진다.
특히, 상술한 건설장비는 유량과 유압을 제어함에 따라 각각의 액추에이터 등을 작동시키고, 예컨대 액추에이터는 붐(Boom), 아암(Arm) 및 버킷(Bucket) 등을 작동시키면서 소정의 작업을 하게 된다.
여기서, 유압과 유량을 제어하는 기술로서 중심개방형(Open center system) 방식의 유량 제어 시스템과 로드 감지(Load sensing) 유압 시스템이 알려져 있다.
상술한 전자의 중심개방형 방식의 유량 제어 시스템은 센터 바이-패스를 통과하여 탱크로 흘러가는 유량에 의해 오리피스 전단에 생성되는 압력이 유량제어부에 작용하여 펌프의 사판각을 제어하는 네거티브 유량 제어 방식과, 조이스틱의 파일럿 압력이 선택되어 유량제어부에 작용하여 펌프의 사판각을 제어하는 포지티브 유량 제어 방식이 있고, 상술한 두 가지의 제어 방식은 작업자가 미세 조작하는 부분에서 펌프의 토출 유량이 센터 바이-패스 유로와 액추에이터 유로로 분기하는 구성이다.
다른 한편으로 상술한 후자의 로드 감지 유압 시스템은 과도의 유량이 발생하지 않고, 압력 보상기(Pressure compensator)를 통해 액추에이터 부하에 무관한 유량 분배할 수 있는 것으로 알려져 있다.
상술한 바와 같은 종래의 유압과 유량을 제어하는 기술은 기계식에 의해 이루어지는 것으로 제어의 자유도에 한계와, 액추에이터의 작동에 대응하여 항상 과다하게 펌프와 엔진을 가동시켜야 하는 문제점이 있고, 이로써 연비가 떨어지는 단점이 있다.
한편, 일반적으로 건설장비는 상술한 바와 같이 다양한 작업조건에 사용됨에 따라, 작업조건에 맞는 엔진과 유압펌프의 출력을 세팅하기 위한 수단이 구비되어 있다.
즉, 각각의 작업환경에 따라 기 저장된 엔진의 목표 회전수와 유압펌프의 입력 토크에 따라 엔진의 회전수와 유압펌프의 입력 토크가 세팅된다.
따라서, 작업자의 작업속도나 부하 정도에 관계없이 엔진 스로틀레버가 항상 일정한 값을 유지하고 있기 때문에 불필요한 연료소비와 소음 및 진동이 발생한다.
상기의 문제를 해결하기 위해 무 부하시에 엔진 회전수를 낮은 회전수에 설정하고, 부하검출수단에 의해 엔진부하를 검출하여 엔진부하에 맞는 엔진 회전수를 출력하도록 제어하는 방법을 구성하였다.
이러한 종래 굴삭기는 Open Center 나 로드센싱 방식과 엔진 가변제어 수단 등을 사용하고 있는데, 이 경우 굴삭기의 작업장치를 자동제어하기 위해서는 작업장치의 연결부위에 각도센서를 부착하여, 작업자가 저장하도록 지시한 작업구간의 각 각도센서의 정보를 기억하여 이를 재생하도록 하는 방식이거나, 작업궤적을 기억하여 이를 구현 및 수정하는 방식을 사용한다.
그러나, 이러한 방식은 각 액추에이터나 각도센서의 정밀도 등 장비의 특성이나, 노면 상태, 부하 등의 작업환경에 영향을 받아 재현성이 저하되어 본래의 기능을 상실하기 쉽다.
(0001) 대한민국 등록특허공보 제10-1128639호(2012년 3월 26일 공고) (0002) 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0059180호(2009년 6월 11일 공개) (0003) 대한민국 등록특허공보 제10-0651695호(2006년 11월 30일 공고)
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 과제는, 건설장비 유압시스템을 전기 조이스틱과 전자비례제어밸브를 사용한 클로즈센터(Close center) 시스템을 구현하고, 전기조이스틱의 입력 신호를 작업 장치의 속도신호로 변환하여, 외부 부하 조건에 무관하게 작업 장치의 속도를 제어할 수 있는 전기 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 부수적인 과제는, 액추에이터에 연결된 각각의 유로에 전자유압제어밸브를 설치하여, 전자유압시스템을 독립유량제어방식으로 가변제어할 수 있는 전기 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 시스템을 갖추고 재현성이 우수한 자동제어 및 Teach & Play Back 기능을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 달성하기 위해 안출된 본 발명은, 전기 조이스틱이 적용된 건설작업장치를 제어하는 자동 제어 시스템으로서, 유압탱크 내의 작동유를 토출하여 하기 액추에이터에 작동유를 공급하는 유압펌프, 상기 유압펌프의 작동 유압으로 상기 건설작업장치를 구동하는 액추에이터, 상기 유압펌프에서 상기 액추에이터로 연결되는 피스톤측 입구유로 및 로드측 입구유로에 각각 설치되는 제1전자유압제어밸브, 상기 액추에이터에서 상기 유압탱크로 연결되는 피스톤측 출구유로 및 로드측 출구유로에 각각 설치되는 제2전자유압제어밸브 및 상기 전기 조이스틱의 조작에 의해 전기신호가 발생 되어 상기 액추에이터에 연결된 상기 제1전자유압제어밸브 및 제2전자유압제어밸브를 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는 상기 전기 조이스틱의 조작에 의해 스트로크(stroke)에 비례하는 코드화된 전기신호를 속도신호로 변환하여 상기 제1전자유압제어밸브 및 제2전자유압제어밸브의 개폐가 제어되어 상기 건설작업장치의 작업속도가 변경되는 것을 가능하게 하는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 전기 조이스틱의 조작량에 따라 상기 제1전자유압제어밸브 및 제2전자유압제어밸브에 의해 상기 유로의 면적이 가변제어되는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 전기 조이스틱의 조작에 따라 발생 되는 전기신호와 속도신호가 실시간으로 저장되는 저장부 및 상기 전기 조이스틱의 조작에 따라 발생 되는 전기신호와 속도신호가 실시간으로 모니터링 되는 모니터링부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
건설작업장치의 전기 조이스틱 레버에 전기신호가 입력되는 단계, 상기 전기 조이스틱 레버의 전기신호가 상기 건설작업장치의 속도 신호로 변환되는 단계, 상기 건설작업장치의 자동 굴삭 기능이 선택되는 단계, 상기 전기 조이스틱 레버의 조작 신호가 저장되는 단계, 상기 건설작업장치가 자동 굴삭 수행(TEACH & PLAY BACK)되는 단계, 기 저장된 상기 전기 조이스틱 레버신호에 따른 펌프, 전자유압밸브 제어신호가 생성되는 단계 및 상기 건설작업장치의 액츄에이터가 구동되는 단계를 포함한다.
상기 건설작업장치의 자동 굴삭 기능이 선택되지 않으면, 상기 전기 조이스틱의 레버신호에 따른 펌프 및 전자유압밸브의 제어신호가 생성되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 자동 굴삭 기능을 선택할 수 있도록 전기 조이스틱에 버튼 또는 스위치류나 별도로 소정의 조작버튼이나 스위치류가 더 구비되어 제어부로 자동 굴삭 수행 선택 신호가 입력되는 것을 특징으로 한다.
상기 건설작업장치의 자동 굴삭이 수행되지 않으면, 상기 건설작업장치의 자동 굴삭 기능이 선택되는 단계로 피드백되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 건설장비 유압시스템을 전기 조이스틱의 입력 신호를 작업 장치의 속도신호로 변환하는 클로즈센터(Close center) 시스템으로 구현하고, 외부 부하 조건에 무관하게 작업 장치의 속도를 제어함으로써, 작업자의 피로도를 최소화하여 작업능률을 향상시키고, 비 숙련자의 미숙한 작업장치 조작 능력을 향상시킬 수 있으며, 정형화된 작업을 패턴화하여 건설장비의 자동화를 구현하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 전기 조이스틱의 조작량에 따라 유량을 더욱 정밀하게 제어할 수 있어 엔진과 유압펌프의 가동시간을 최적의 상태로 줄일 수 있고, 이를 통해 유로 및 유량을 각각 독립적으로 제어할 수 있어, 건설중장비 유량제어의 자유도를 획기적으로 향상시키는 효과가 있다. 나아가 건설중장비 유량제어의 자유도 향상을 통해, 작업자의 작업 피로도를 최소화하고, 연비개선 및 작업자의 안전과 작업 효율이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 작업장치를 구동하는 작업자의 입력 신호를 저장하여 복수의 액추에이터 제어 시 기억된 구간의 신호에 상응하는 속도로 작동한다. 따라서, 별도의 측정장비 및 피드백 기능 없이 자동제어 동작의 구현이 가능하다.
또한, 본 발명은 기억된 구간의 신호에 상응하는 속도와 그 시작시점을 기억함으로써, 장비나 환경, 부하 조건이 변하여 작업 조건 저장시와 다른 조건에 노출되더라도 이를 기억된 작업 장치의 속도를 추정하여 자동제어 작업을 구현하므로, 외부조건과 상관없이 안정적인 작업 재생이 가능하다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 전기 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 시스템을 나타낸 전체적인 구성을 도시한 개념도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 전기 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 방법의 알고리즘을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
이하, 본 발명에 따른 전기 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 시스템 및 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 전기 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 시스템을 나타낸 전체적인 구성을 도시한 개념도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 전기 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 시스템은 전기 조이스틱(100), 유압탱크(200), 유압펌프(300), 액추에이터(400), 제1전자유량제어밸브(500, 500'), 제2전자유량제어밸브(600, 600') 및 제어부(700)를 포함하는 구성요소로 이루어지며, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 전기 조이스틱(100)은 건설작업장치의 조작도구로써, 작업자가 리프트(lift) 또는 틸트(tilt) 등의 작업을 위해 이를 조작하면, 스트로크에 비례하는 코드화된 전기신호가 출력된다.
상기 유압펌프(300)는 엔진에 의해 구동되어 유압펌프(300) 내에 작동유를 토출하는데, 복수의 액추에이터(400)로 작동유를 공급하며, 상기 유압펌프(300)의 토출유량은 제어부(700)에 의해 제어된다.
상기 액추에이터(400)는 각종의 건설작업장치를 구동시키기 위한 것으로, 피스톤측 입구유로(410) 및 로드측 입구유로(420)에 의해 유압펌프(300)와 연결되고, 피스톤측 출구유로(210) 및 로드측 출구유로(220)에 의해 유압탱크(200)와 연결되며, 이와 같은 액추에이터(400)는 복수 구비된다.
상기 제1전자유압제어밸브(500, 500')는 피스톤측 입구유로(410)와, 로드측 입구유로(420)에 각각 설치되며, 제2전자유압제어밸브(600, 600')는 피스톤측 출구유로(210)와, 로드측 출구유로(220)에 각각 설치된다.
상기 제1전자유압제어밸브(500, 500') 및 제2전자유압제어밸브(600, 600')는 각 액추에이터(400)에 연결된 유로마다 설치되어 있으며, 제어부(700)와 연결되어 전기 조이스틱(100)의 조작량에 따라 제어된다.
상기 제어부(700)는 전기 조이스틱(100)과 연결되어 전기 조이스틱(100)의 조작량 정보가 저장부(720)에 저장되고, 상기 저장부(720)에 기 저장된 조작량 정보에 따라 기 저장된 알고리즘에 의해 각각의 액추에이터(400)와 연결된 제1전자유압제어밸브(500), 제2전자유압제어밸브(600) 및 압력제어방식 유압펌프(300)를 제어하여, 상기 액추에이터(400)의 속도를 제어한다.
이때, 상기 제어부(700)는 컨트롤러(710), 저장부(720) 및 모니터링부(730)를 구비한다.
상기 컨트롤러(710)는 상기 전기 조이스틱(100)의 조작에 의해 스트로크(stroke)에 비례하는 코드화된 전기신호를 속도신호로 변환하여 상기 제1전자유압제어밸브(500, 500') 및 제2전자유압제어밸브(600, 600')의 개폐가 제어되어 상기 건설작업장치의 작업속도가 변경되는 것을 가능하게 한다.
그리고, 상기 저장부(720)는 상기 전기 조이스틱(100)의 조작에 따라 발생 되는 전기신호와 속도신호가 실시간으로 저장된다.
상기 모니터링부(730)는 상기 전기 조이스틱(100)의 조작에 따라 발생 되는 전기신호와 속도신호가 실시간으로 모니터링 된다.
즉, 상기와 같이 구성된 본 발명은 각각의 액추에이터(400)가 전자유압제어밸브에 의해 제어되는 독립유량제어로 이루어지고, 전기 조이스틱(100) 중립 시 유압펌프(300)에서 일정유량이 토출되지 않고, 바이패스 유로가 없는 클로즈 센터시스템(Close center system)을 구현하게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명은 작업자가 전기 조이스틱(100)을 조작하면, 동시 구동 액추에이터(400) 숫자 및 전기 조이스틱(100) 조작량 정보가 저장부(720)에 저장되고, 저장부(720)에 기 저장된 알고리즘에 따라 각 액추에이터(400)의 속도가 결정되며, 제어부(700)에 의해 제1전자유압제어밸브(500, 500'), 제2전자유압제어밸브(600, 600') 및 유압펌프(300)가 제어되어, 액추에이터(400)의 운동을 지배하는 가변 오리피스의 면적 및 가변 오리피스 전, 후단의 압력차가 제어됨으로써, 조작자의 의도에 따른 액추에이터(400)의 목표속도가 구현되게 된다.
따라서, 상기와 같은 특성을 활용해 오토 레벨링 및 굴삭 등의 특정 반복작업을 임의로 저장할 수 있고, 부하조건 변화에도 일정하게 건설작업장치의 속도를 제어할 수 있으며, 정형화된 작업을 패턴화하여 이를 재구현할 수 있기 때문에 건설작업장치의 자동화에 의한 Teach & Play Back System 을 구현할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 전기 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 방법의 알고리즘을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 전기 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 방법은, 먼저 작업자에 의해 건설작업장치의 전기 조이스틱 레버에 전기신호가 입력(단계S100)된다.
그 다음, 상기 작업자에 의해 조작된 상기 조이스틱 레버신호는 건설작업장치의 속도 신호로 변환(단계S200)된다.
그 다음, 상기 건설작업장치의 속도 신호로 변환된 상기 조이스틱의 레버신호에 의해 상기 건설작업장치의 자동 굴삭 기능이 선택(단계S300)된다.
이때, 상기 자동 굴삭 기능을 선택할 수 있도록 전기 조이스틱(100)에 버튼 또는 스위치류나 별도로 소정의 조작버튼(740)이나 스위치류가 더 구비되어 제어부(700)로 자동 굴삭 수행 선택 신호가 입력된다(도 2 참조).
상기 조작버튼(740)은 모니터링부로 입력할 수 있고, 별도의 콘솔에 장착된 스위치로 입력할 수 있으며, 전기 조이스틱에 장착된 스위치로 입력할 수 있다.
그 다음, 상기 건설작업장치의 자동 굴삭 기능이 선택되면, 상기 전기 조이스틱 레버의 조작 신호가 저장(단계S400)된다.
이때, 상기 건설작업장치의 자동 굴삭 기능이 선택되지 않으면, 상기 전기 조이스틱의 레버 신호에 따른 펌프, 전자유압밸브 제어신호가 생성(단계S600')되어 액츄에이터가 구동된다.
한편, 상기 전기 조이스틱 레버의 조작 신호가 저장되면, 상기 건설작업장치가 자동으로 굴삭이 수행(단계S500)된다.
그 다음, 상기 건설작업장치가 자동으로 굴삭이 수행되면, 기 저장된 상기 전기 조이스틱 레버신호에 따른 펌프, 전자유압밸브 제어신호가 생성(단계S600)된다.
마지막으로, 상기 전기 조이스틱 레버신호에 따른 펌프, 전자유압밸브 제어신호가 생성되면, 최종적으로 액츄에이터가 구동(단계S700)된다.
여기서, 상기 건설작업장치의 자동 굴삭이 수행되지 않으면, 상기 건설작업장치의 자동 굴삭 기능이 선택되는 단계로 피드백된다.
즉, 본 발명의 전기 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 방법은, 상기 전기 조이스틱의 조작량을 상기 건설작업장치의 속도로 변환하고, 이를 데이터로 저장하는 것을 선택하고, 저장된 상기 건설작업장치의 속도 신호를 선택 스위치에 따라 재생하여 상기 건설작업장치를 반복적으로 자동제어할 수 있는 TEACH & PLAY BACK 기능을 구현하는 것이다.
이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 아니하고 청구항에 기재된 범위 내에서 변형이나 변경 실시가 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이며, 그러한 변형이나 첨부된 특허청구범위에 속한다 할 것이다.
100: 전기 조이스틱 200: 유압탱크
300: 유압펌프 400: 액추에이터
500: 제1전자유량제어밸브 600: 제2전자유량제어밸브
700: 제어부 710: 컨트롤러
720: 저장부 730: 모니터링부
740: 조작버튼

Claims (8)

  1. 전기 조이스틱이 적용된 건설작업장치를 제어하는 자동 제어 시스템으로서,
    유압탱크(200) 내의 작동유를 토출하여 하기 액추에이터에 작동유를 공급하는 유압펌프(300);
    상기 유압펌프(300)의 작동 유압으로 상기 건설작업장치를 구동하는 액추에이터(400);
    상기 유압펌프(300)에서 상기 액추에이터(400)로 연결되는 피스톤측 입구유로(410) 및 로드측 입구유로(420)에 각각 설치되는 제1전자유압제어밸브(500, 500');
    상기 액추에이터(400)에서 상기 유압탱크(200)로 연결되는 피스톤측 출구유로(210) 및 로드측 출구유로(220)에 각각 설치되는 제2전자유압제어밸브(600, 600'); 및
    상기 전기 조이스틱(100)의 조작에 의해 전기신호가 발생 되어 상기 액추에이터(400)에 연결된 상기 제1전자유압제어밸브(500, 500') 및 제2전자유압제어밸브(600, 600')를 제어하는 제어부(700)를 포함하며,
    상기 유압펌프(300)에서 상기 액추에이터(400)를 우회하여 상기 유압탱크(200)로 연결되는 바이패스가 없는 클로즈 센터 방식이고,
    상기 제어부(700)는, 상기 조이스틱(100)의 조작에 의해 스트로크에 비례하는 상기 액추에이터(400)의 속도를 결정하고, 상기 속도를 이용하여 외부 부하 조건에 무관하게 상기 제1전자유압제어밸브(500, 500'), 상기 제2전자유압제어밸브(600, 600') 및 상기 유압펌프(300)를 제어하며,
    상기 제어부(700)는, 상기 조이스틱(100)의 중립 시 상기 유압펌프(300)에서 유량이 토출되지 않도록 상기 유압펌프(300)를 제어하는 전기 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부(700)는 상기 전기 조이스틱(100)의 조작에 의해 스트로크(stroke)에 비례하는 코드화된 전기신호를 속도신호로 변환하여 상기 제1전자유압제어밸브(500, 500') 및 제2전자유압제어밸브(600, 600')의 개폐가 제어되어 상기 건설작업장치의 작업속도가 변경되는 것을 가능하게 하는 컨트롤러(710)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전기 조이스틱(100)의 조작량에 따라 상기 제1전자유압제어밸브(500, 500') 및 제2전자유압제어밸브(600, 600')에 의해 상기 유로의 면적이 가변제어되는 것을 특징으로 하는 전기 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부(700)는 상기 전기 조이스틱의 조작에 따라 발생 되는 전기신호와 속도신호가 실시간으로 저장되는 저장부(720) 및 상기 전기 조이스틱(100)의 조작에 따라 발생 되는 전기신호와 속도신호가 실시간으로 모니터링 되는 모니터링부(730)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
KR1020120145613A 2012-12-13 2012-12-13 전기 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 시스템 및 방법 KR101807883B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120145613A KR101807883B1 (ko) 2012-12-13 2012-12-13 전기 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 시스템 및 방법
US14/651,220 US9739036B2 (en) 2012-12-13 2013-11-20 Automatic control system and method for joystick control-based construction equipment
PCT/KR2013/010578 WO2014092355A1 (ko) 2012-12-13 2013-11-20 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 시스템 및 방법
EP13862042.2A EP2933387B1 (en) 2012-12-13 2013-11-20 Automatic control system and method for joystick control-based construction equipment
CN201380071365.7A CN104956006B (zh) 2012-12-13 2013-11-20 用于基于操纵杆控制的建筑设备的自动控制系统和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120145613A KR101807883B1 (ko) 2012-12-13 2012-12-13 전기 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 시스템 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140076982A KR20140076982A (ko) 2014-06-23
KR101807883B1 true KR101807883B1 (ko) 2017-12-11

Family

ID=51129094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120145613A KR101807883B1 (ko) 2012-12-13 2012-12-13 전기 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 시스템 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101807883B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017061647A1 (ko) * 2015-10-07 2017-04-13 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 건설장비의 제어 시스템

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004270924A (ja) * 2002-09-25 2004-09-30 Husco Internatl Inc 速度に基づく制御システムの複数の油圧機能部間で流量を配分する方法
JP2005276222A (ja) 2004-03-25 2005-10-06 Husco Internatl Inc 適応抵抗推定器を有する電磁油圧バルブサーボ機構
JP2011149509A (ja) 2010-01-22 2011-08-04 Komatsu Ltd 建設機械の油圧回路及びその制御方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004270924A (ja) * 2002-09-25 2004-09-30 Husco Internatl Inc 速度に基づく制御システムの複数の油圧機能部間で流量を配分する方法
JP2005276222A (ja) 2004-03-25 2005-10-06 Husco Internatl Inc 適応抵抗推定器を有する電磁油圧バルブサーボ機構
JP2011149509A (ja) 2010-01-22 2011-08-04 Komatsu Ltd 建設機械の油圧回路及びその制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140076982A (ko) 2014-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2933387B1 (en) Automatic control system and method for joystick control-based construction equipment
JP5026055B2 (ja) 複数アクチュエータの圧力に基づく流れ制御システム
JP5060723B2 (ja) 設定可能な油圧制御システム
US7726125B2 (en) Hydraulic circuit for rapid bucket shake out
EP1553231B1 (en) Control device for hydraulic drive machine
US8374755B2 (en) Machine with task-dependent control
US7797934B2 (en) Anti-stall system utilizing implement pilot relief
US6725131B2 (en) System and method for controlling hydraulic flow
US8726647B2 (en) Hydraulic control system having cylinder stall strategy
KR101693129B1 (ko) 작업 기계
US9829014B2 (en) Hydraulic system including independent metering valve with flowsharing
KR102564414B1 (ko) 건설기계의 주행 제어 시스템 및 건설기계의 주행 제어 방법
KR20130137192A (ko) 건설기계의 붐-선회 복합구동 유압 제어시스템
US7729833B2 (en) Implement control system based on input position and velocity
KR20180029490A (ko) 건설기계의 제어 시스템 및 건설기계의 제어 방법
KR101807883B1 (ko) 전기 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 시스템 및 방법
JP3594680B2 (ja) 油圧機械の油圧再生装置
US10001147B2 (en) Independent metering valve priority in open center hydraulic system
KR101983328B1 (ko) 유압 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 시스템 및 방법
US10662621B2 (en) Control of variable gravity driven hydraulic loads
JP2023520994A (ja) 建設機械の油圧システムの電気制御
JPH11229444A (ja) 建設機械の油圧制御装置およびその油圧制御方法
JP3175992B2 (ja) 油圧駆動機械の制御装置
KR20030008572A (ko) 굴삭기의 자동 작업을 수행하기 위한 유압 제어 장치 및방법
JPH07197490A (ja) 建設機械の油圧制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
N231 Notification of change of applicant
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant