KR101923017B1 - 엔진 안티 스톨 제어용 유압 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진 안티 스톨 제어용 유압 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 엔진 안티 스톨 제어용 유압 시스템은, 엔진의 동력에 의해 작동유를 토출하는 유압펌프(10); 상기 유압펌프(10)에서 작동유 토출라인에 배치되어 유압시스템에서 허용되는 압력이 설정된 압력보다 높을 경우 개방되어 작동유의 일부를 배출하는 메인 릴리프 밸브(40); 상기 유압펌프(10)로부터 상기 작동유를 제공받아 소망하는 작업기에 해당 조작기의 조작에 비례하여 상기 작동유를 제공하는 비례제어 밸브(30); 상기 비례제어 밸브(30)의 상류에서 분류된 유압라인에 배치되어 상기 조작기의 조작 신호가 발생할 때에 상기 비례제어 밸브(30)보다 제1 시간차이를 가지고 개방되고 제2 시간차이를 가지고 폐쇄되는 서브 비례제어 밸브(50); 및 상기 서브 비례제어 밸브(50)의 하류에 배치되고 상기 서브 비례제어 밸브(50)가 개방되었을 때에 유압시스템에 서지압력이 발생하면 개방되어 상기 작동유의 일부를 배출하는 서브 릴리프 밸브(60);를 포함한다.

Description

엔진 안티 스톨 제어용 유압 시스템{Hydraulic system for engine anti-stall control}

본 발명은 엔진 안티 스톨 제어용 유압 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부하 작업을 수행할 때에 순간적으로 작용되는 과부하에 의해 엔진이 정지되는 것을 방지할 수 있도록 하는 엔진 안티 스톨 제어용 유압 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 지게차는 엔진의 동력으로 유압 시스템을 작동시키고, 유압 시스템에 의해 부하를 승강/이동시키는 작업을 수행한다.

좀 더 상세하게는, 지게차는 무거운 물건(또는 작업물)을 들어 올리거나 내리는 작업과 물건을 원하는 위치로 운반하는 작업을 행하는데 사용되는 것으로, 산업전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다. 지게차의 경우를 간략히 살펴보면, 지게차의 차체는 전방구동륜과 후방조향륜에 의해 지지되며 전방에는 마스트 조립체가 설치된다. 이 마스트 조립체는 그 하단이 상기 전방구동륜을 지지하는 구동축을 기준으로 회전가능하게 설치되는 것으로, 수직으로 설치된 마스트레일이 구비되며 이 마스트레일에는 상기 마스트레일을 따라 상하로 이동되고, 동시에 좌우로 이동되는 포크캐리지가 장착된다.

종래의 지게차의 유압 시스템을 첨부도면 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 1은 종래의 지게차의 유압 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 첨부도면 도 2는 종래의 지게차 유압 시스템을 작동할 때에 발생하는 압력추이를 나타낸 그래프 도면이다.

종래의 유압 시스템은 유압펌프(10)와 메인 컨트롤 밸브(MCV)와 작업을 수행하는 액추에이터와 소망하는 작업기를 제어하도록 하는 조작부를 포함한다. 또한, 유압 라인에 설정된 압력보다 높은 압력이 발생하는 경우에 과 압력은 메인 릴리프 밸브(40)를 통하여 작동유를 트레인 탱크로 배출시킴으로서 허용압력을 유지한다.

메인 컨드롤 밸브(MCV)에는 소망하는 작업기에 작동유를 제공하도록 하는 제어 밸브(20)가 구비된다. 지게차는 포크를 승강시키도록 하는 리프트 액추에이터가 구비되는데, 제어 밸브(20)는 리프트 액추에이터에 작동유를 제공하도록 하는 제어하는 밸브일 수 있다.

또한, 제어 밸브(20)의 하류에는 비례제어 밸브(30)가 구비되고, 비례제어 밸브(30)는 작업자가 조이스틱을 움직이는 변위에 비례하여 개도량을 조절하여 유량을 제어하는 밸브일 수 있다.

한편, 지게차가 허용 하중을 넘어서는 부하를 들어 올리는 경우가 있는데, 이때 리프트 액추에이터는 유압회로에 압력이 증가되어 위험할 수 있다. 압력이 증가되는 것을 방지하기 위하여 상술한 메인 릴리프 밸브(40)에 최대 허용 압력을 설정하는 것이다. 즉, 유압 시스템에 허용 압력보다 높은 압력이 형성되는 경우에는 과도한 압력을 드레인 탱크로 배출시켜 최대 압력을 제한하게 된다.

그러나 상술한 바와 같은 종래의 지게차 유압시스템은 다음과 같은 문제점이 지적된다.

지게차가 최대로 허용할 수 있는 부하를 들어올리기 위해 조작부(Lift Lever/Knob 등)를 작동하는 경우에 유압펌프에서 공급되는 유량이 작업기(리프트 액추에이터)로 공급되면서 도 2에 나타낸 바와 같이, 순간적으로 메인 릴리프 밸브(40)에서 설정된 압력보다 큰 서지(Surge) 압력이 형성되어 엔진에서 허용할 수 있는 토크보다 서지 압력이 크게 작용하는 경우 엔진 시동이 꺼지는 문제가 있다.

즉, 유압에 의해 발생되는 토크는 펌프의 토출 유량과 압력의 곱(Q x P)으로 계산되므로 순간적으로 발생되는 서지 압력이 높으면 높을수록 엔진에 가해지는 토크가 커지므로 이러한 외부 작동 조건에 따라 엔진 시동이 꺼지게 된다.

대한민국 공개 특허공보 제10-2012-0059696호(2012.06.11.)

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 부하를 들어 올리는 작업을 수행할 때에 엔진에 순간적으로 작용되는 과부하를 제어하여 시동이 꺼지는 문제를 해소하고, 작업기의 작동시 안정성과 제어성을 향상시킬 수 있도록 하는 엔진 안티 스톨 제어용 유압 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 엔진 안티 스톨 제어용 유압 시스템은, 엔진의 동력에 의해 작동유를 토출하는 유압펌프(10); 상기 유압펌프(10)에서 작동유 토출라인에 배치되어 유압시스템에서 허용되는 압력이 설정된 압력보다 높을 경우 개방되어 작동유의 일부를 배출하는 메인 릴리프 밸브(40); 상기 유압펌프(10)로부터 상기 작동유를 제공받아 소망하는 작업기에 해당 조작기의 조작에 비례하여 상기 작동유를 제공하는 비례제어 밸브(30); 상기 비례제어 밸브(30)의 상류에서 분류된 유압라인에 배치되어 상기 조작기의 조작 신호가 발생할 때에 상기 비례제어 밸브(30)보다 제1 시간차이를 가지고 개방되고 제2 시간차이를 가지고 폐쇄되는 서브 비례제어 밸브(50); 및 상기 서브 비례제어 밸브(50)의 하류에 배치되고 상기 서브 비례제어 밸브(50)가 개방되었을 때에 유압시스템에 서지압력이 발생하면 개방되어 상기 작동유의 일부를 배출하는 서브 릴리프 밸브(60); 를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 엔진 안티 스톨 제어용 유압 시스템은, 상기 제1, 제2 시간차이가 0.3초 내지 0.7초인 것일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 엔진 안티 스톨 제어용 유압 시스템은, 상기 서브 릴리프 밸브(60)에 설정된 압력이 상기 메인 릴리프 밸브(40)에 설정된 압력보다 낮은 것일 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 엔진 안티 스톨 제어용 유압 시스템은 부하 작업을 수행하는 동안에 순간적으로 작용되는 과부하로 인하여 엔진이 정지되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 엔진 안티 스톨 제어 유압시스템은 작업기를 작동할 때에 안정성과 제어성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 지게차의 유압 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래의 지게차 유압 시스템을 작동할 때에 발생하는 압력추이를 나타낸 그래프 도면이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 안티 스톨 제어용 유압 시스템을 설명하기 위한 도면으로서, 유압시스템에 일반적인 상황에서 설정된 압력보다 높은 압력이 형성되었을 때에 작동유가 드레인 되는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 안티 스톨 제어용 유압 시스템을 설명하기 위한 도면으로서, 유압시스템에 비정상적인 과부하가 발생한 돌발적인 상황에서 작동유가 드레인 되는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 안티 스톨 제어용 유압 시스템을 작동할 때에 발생하는 압력추이를 나타낸 그래프 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하고, 종래의 기술과 동일한 구성요소에 대하여 동일한 부호를 부여하고 중복된 설명은 생략한다.

한편, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 안티 스톨 제어용 유압 시스템에 대해서 설명한다.

첨부도면 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 안티 스톨 제어용 유압 시스템을 설명하기 위한 도면으로서, 유압시스템에 일반적인 상황에서 설정된 압력보다 높은 압력이 형성되었을 때에 작동유가 드레인 되는 예를 설명하기 위한 도면이다. 첨부도면 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 안티 스톨 제어용 유압 시스템을 설명하기 위한 도면으로서, 유압시스템에 비정상적인 과부하가 발생한 돌발적인 상황에서 작동유가 드레인 되는 예를 설명하기 위한 도면이다. 첨부도면 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 안티 스톨 제어용 유압 시스템을 작동할 때에 발생하는 압력추이를 나타낸 그래프 도면이다.

도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 안티 스톨 제어용 유압 시스템은 비례제어 밸브(30)의 상류에서 분류된 유압라인 서브 비례제어 밸브(50)가 구비된다. 또한, 서브 비례제어 밸브(50)의 하류에는 서브 릴리프 밸브(60)가 구비되고, 서브 릴리프 밸브(60)의 하류는 드레인 탱크로 연결된다.

서브 릴리브 밸브(60)에 설정된 압력은 메인 릴리프 밸브(40)에 설정된 압력보다 낮게 설정된다.

서브 비례제어 밸브(50)는 비례제어 밸브(30)와 제1 시간차이를 가지고 작동한다. 예컨대, 부하를 들어올리기 위해 조작부(Lift Lever/Knob 등)를 작동하면, 제어기에서 조작부의 조작 신호를 감지하여 레버를 작동하는 초기에 서브 비례제어 밸브(50)를 먼저 개방한다.

서브 비례제어 밸브(50)가 개방되었을 때에 비정상적인 고압력이 발생하는 경우에는 서브 릴리프 밸브(60)에 설정된 압력이 메인 릴리프 밸브(40)에 설정된 압력보다 상대적으로 낮으므로 메인 릴리프 밸브(40)보다 서브 릴리프 밸브(60)가 먼저 개방되어 작동유의 일부를 드레인 탱크로 배출하도록 함으로서 비정상적인 높은 서지 압력을 낮출 수 있게 된다.

이후, 도 4에 나타낸 바와 같이, 조작부의 조작 동작이 계속 이어지면서 제2 시간차이를 가지고 서브 비례제어 밸브(50)가 닫히고, 이로써 비례제어 밸브(30)쪽으로 유로가 형성되어 액추에이터(실린더)쪽으로 정상적으로 작동유를 공급하게 된다.

상술한 제1, 제2 시간차이는 0.3초 내지 0.7초의 범위일 수 있다. 시간차이가 0.3초 이상이면 비정상적인 고압의 압력이 서브 릴리프 밸브(60)에 전달될 수 있고, 0.7초 이내이면 각종 액추에이터를 구동함에 있어서 액추에이터의 구동에 지연을 방지할 수 있게 된다.

한편, 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 안티 스톨 제어용 유압 시스템이 작동될 때에 압력추이를 살펴보면, 부하를 들어올리기 위해 조작부(Lift Lever/Knob 등)를 조작하는 초기에는 서브 비례제어 밸브(50)가 개방되고 초기 고압의 압력은 서브 릴리프 밸브(60)에 의해 설정된 압력에 의해 1차로 안정화되고, 이후, 조작부를 조작하는 이어지는 동작에 의해 메인 릴리프 밸브(40)에서 설정된 압력에 의해 2차로 안정화 되는 것이다.

즉, 종래에는 초기의 비정상적인 고압의 서지 압력이 한꺼번에 최고점으로 치솟아 엔진이 정지되는 문제점이 있던 것인 반면에, 본 발명에 따른 일실시예에서는 2차례에 걸쳐서 서지압력을 분산시킴으로써 엔진의 허용 출력 내에서 유압시스템의 압력이 제어됨으로 유압시스템을 안정화할 수 있다. 나아가 엔진이 정지되는 문제를 해소할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 안티 스톨 제어용 유압 시스템은 비정상적인 서지 압력을 다단으로 낮춤으로써 엔진에 허용 출력 내에서 유압 시스템 내에 압력을 형성할 수 있고, 이로써 엔진이 꺼지는 문제를 해소할 수 있으며 작업기를 작동할 때에 안정성을 확보할 수 있고, 작동유의 압력을 안정적으로 유지함으로써 제어성을 향상시킬 수 있게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따른 엔진 안티 스톨 제어용 유압 시스템은 부하 작업을 수행할 때에 순간적인 과부하 작용으로 인하여 엔진이 정지되는 것을 방지하는 데에 이용될 수 있다.

10: 유압 펌프
20: 제어 밸브
30: 비례제어 밸브
40: 메인 릴리프 밸브
50: 서브 비례제어 밸브
60: 서브 릴리프 밸브

Claims (3)

1. 엔진의 동력에 의해 작동유를 토출하는 유압펌프(10);
   상기 유압펌프(10)에서 작동유 토출라인에 배치되어 유압시스템에서 허용되는 압력이 설정된 압력보다 높을 경우 개방되어 작동유의 일부를 배출하는 메인 릴리프 밸브(40);
   상기 유압펌프(10)로부터 상기 작동유를 제공받아 소망하는 작업기에 해당 조작기의 조작에 비례하여 상기 작동유를 제공하는 비례제어 밸브(30);
   상기 비례제어 밸브(30)의 상류에서 분류된 유압라인에 배치되어 상기 조작기의 조작 신호가 발생할 때에 상기 비례제어 밸브(30)보다 제1 시간차이를 가지고 개방되고 제2 시간차이를 가지고 폐쇄되는 서브 비례제어 밸브(50); 및
   상기 서브 비례제어 밸브(50)의 하류에 배치되고 상기 서브 비례제어 밸브(50)가 개방되었을 때에 유압시스템에 서지압력이 발생하면 개방되어 상기 작동유의 일부를 배출하는 서브 릴리프 밸브(60);
   를 포함하는 엔진 안티 스톨 제어용 유압 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1, 제2 시간차이가 0.3초 내지 0.7초인 것을 특징으로 하는 엔진 안티 스톨 제어용 유압 시스템.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 서브 릴리프 밸브(60)에 설정된 압력이 상기 메인 릴리프 밸브(40)에 설정된 압력보다 낮은 것을 특징으로 하는 엔진 안티 스톨 제어용 유압 시스템.
   

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