KR101978476B1 - Boom cylinder control system for excavator - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피스톤운동을 통해 붐 업 또는 붐 다운 동작을 구현하기 위한 붐 실린더, 상기 붐 실린더에서 헤드의 일측에 위치한 로드챔버에 연동되도록 설치되어 상기 로드챔버로부터 작동유를 배출시키기 위한 로드 밸브, 상기 붐 실린더에서 헤드의 타측에 위치한 헤드챔버에 연동되도록 설치되어 상기 헤드챔버로부터 작동유를 배출시키기 위한 헤드 밸브, 상기 로드챔버에 설치되어 상기 로드챔버에 작용하는 로드압력을 측정하기 위한 로드 압력센서, 상기 헤드챔버에 설치되어 상기 헤드챔버에 작용하는 헤드압력을 측정하기 위한 헤드 압력센서, 및 상기 로드 압력센서와 상기 헤드 압력센서 각각으로부터 제공되는 로드압력과 헤드압력을 이용하여 굴삭기가 잭업상태인지 여부를 판단한 결과에 따라 상기 로드 밸브와 상기 헤드 밸브를 제어하여 붐 실린더의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 붐 실린더 제어시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a boom cylinder for performing a boom-up or a boom-down operation through a piston movement, a rod valve installed to be interlocked with a load chamber located at one side of the head in the boom cylinder and discharging hydraulic oil from the load chamber, A load pressure sensor installed in the load chamber for measuring a load pressure acting on the load chamber; a load pressure sensor installed in the load chamber to measure a load pressure acting on the load chamber; A head pressure sensor installed in the chamber for measuring a head pressure acting on the head chamber, and a controller for determining whether the excavator is in a jack-up state by using a load pressure and a head pressure provided from the rod pressure sensor and the head pressure sensor, And controls the rod valve and the head valve according to the result And controlling the operation of the boom cylinder. [0002] The present invention relates to a boom cylinder control system for an excavator.

Figure R1020140188754
Figure R1020140188754

Description

굴삭기의 붐 실린더 제어시스템{Boom cylinder control system for excavator}[0001] The present invention relates to a boom cylinder control system for an excavator,

본 발명은 굴삭기의 붐 실린더 제어시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 굴삭기의 잭업상태에서 플로팅모드 작동을 제어할 수 있는 굴삭기의 붐 실린더 제어시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a boom cylinder control system for an excavator, and more particularly to a boom cylinder control system for an excavator capable of controlling a floating mode operation in a jack-up state of an excavator.

일반적으로, 굴삭기는 건설 현장에서 토사의 적재, 운반, 하역 작업뿐만 아니라 버켓을 전후 방향으로 움직이며 지면을 고르게하는 평탄화 작업을 수행한다.In general, an excavator performs a planarization operation to move the bucket forward and backward as well as to load, carry and unload the soil, at the construction site and to even out the ground.

이와 같은 평탄화 작업을 하기 위해서는 작업자가 버켓이 지면에 가하는 하중이 일정하게 유지되도록 붐과 버켓의 움직임을 세밀하게 제어해야 한다.In order to perform such a flattening operation, the movement of the boom and the bucket must be finely controlled so that the load applied to the bucket by the operator is kept constant.

그러나, 평탄화 작업을 하는 경우에 붐의 제어가 정밀하지 못하면 버켓이 지면에 가하는 힘이 너무 커서 버켓이 지면을 파고드는 현상이 발생하고, 반대로 버켓이 지면에 가하는 힘이 너무 작으면 평탄화 작업이 제대로 이루어지지 않는다.However, if the control of the boom is not precise when the planarizing operation is performed, the force applied to the bucket by the bucket becomes too large to cause the bucket to pierce the ground. Conversely, if the force applied to the bucket by the bucket is too small, Is not achieved.

또한, 굴삭기는 버켓을 브레이커(Breaker)와 같은 옵션 작업기로 교환하여 사용하기도 하는데, 브레이커는 바위, 포장도로 등을 파쇄하기 위한 옵션 장치로서 파쇄 대상물에 일정한 힘을 일정 간격으로 작용하여야 한다.Excavators can also be used by replacing the bucket with an optional work machine such as a breaker. The breaker is an optional device for crushing rocks, pavements and the like.

그러나, 브레이커가 파쇄 대상물을 파쇄하는 순간에 작용과 반작용에 의하여 붐이 상부로 튀어 오르려는 현상이 발생하므로 작업자는 붐과 브레이커를 더욱 정밀하게 제어하여야 한다.However, at the moment when the breaker breaks the object to be crushed, a phenomenon that the boom tries to bounce up due to action and reaction occurs, so the operator has to control the boom and the breaker more precisely.

이와 같이, 굴삭기가 평탄화 작업 또는 브레이커 작업을 하는 경우에 작업자는 붐과 버켓 또는 붐과 브레이커를 정밀하게 작동하여야 함에도 불구하고 현실적으로 정밀한 제어가 어려워 작업자가 원하는 작업이 제대로 이루어지지 않는다.In this way, when the excavator performs the flattening operation or the breaker operation, the worker must precisely operate the boom, the bucket, the boom and the breaker, but it is difficult to precisely control the worker.

이러한 문제점을 해결하기 위해 굴삭기는 플로팅(floating) 기능을 가지는데, 이러한 플로팅 기능에 의해 작업자는 평탄화 작업 또는 브레이커 작업등을 수행하는 과정에서 의도하지 않은 작업장치의 작동을 미연에 방지할 수 있다.In order to solve such a problem, the excavator has a floating function. By this floating function, the operator can prevent the unintentional operation of the work device in the process of performing the planarization work or the breaker work.

플로팅 기능이란 유압펌프로부터의 작동유가 작업장치를 구동시키는 유압실린더에 공급이 일시적으로 차단된 상태에서 무부하 상태(유압실린더의 상승챔버와 하강챔버가 서로 연통된 상태)의 작업장치가 작업면 또는 노면의 굴곡정도에 따라 구동되는 것을 말한다.The floating function means that the working oil in the no-load state (the state in which the ascending chamber and the descending chamber of the hydraulic cylinder are in communication with each other) is supplied to the working surface or the road surface Is driven according to the degree of bending of the motor.

한편, 도 1은 잭업상태의 굴삭기를 나타낸 도면으로서, 도시된 바와 같이, 굴삭기(10)를 잭업상태로 하기 위해, 버킷(13)을 버킷 유압장치(13a)를 조작을 통해 지면에 맞닿게 한 뒤, 붐 유압장치(11a)를 작동시켜 붐(11)을 붐 업(boom up) 상태가 되도록 하여 굴삭기(10)가 지면으로부터 일부 띄워진 잭업상태를 만든다.On the other hand, FIG. 1 shows an excavator in a jack-up state. As shown in the figure, in order to put the excavator 10 in a jack-up state, the bucket 13 is brought into contact with the ground surface through manipulation of the bucket hydraulic device 13a The boom hydraulic device 11a is operated to make the boom 11 into a boom up state to make the excavator 10 partially floated from the ground.

한편, 붐 유압장치(11a)는 지면의 굴곡에 따라 자중에 의해서 작동될 수 있도록 하고, 암 유압장치(12a)를 통해서만 암(12) 동작을 실시하여 플로팅모드 상태로 굴삭기(10)의 작업이 이루어진다. On the other hand, the boom hydraulic device 11a can be operated by its own weight in accordance with the curvature of the ground, and the operation of the excavator 10 in the floating mode state by performing the operation of the arm 12 only through the arm hydraulic device 12a .

한편, 상기와 같이, 굴삭기의 하부를 점검하거나 수리하기 위해 굴삭기의 차체를 잭업하거나, 굴삭기의 전방에 도저가 장착된 상태에서 경사지를 오르면서 굴삭기 차체가 도저에 의해 지지되어 잭 업이 되는 경우 굴삭기의 플로팅모드가 작동하게 되면, 자중에 의해 급작스럽게 장비가 하강하게 되어 충격하여 안전사고가 발생할 수 있는 문제가 있다.Meanwhile, when the excavator body is jacked up by climbing the slope in a state where the dozer is mounted in front of the excavator, or when the excavator body is jacked up by the dozer to check or repair the lower part of the excavator, There is a problem in that a safety accident may occur due to a sudden drop of the equipment due to its own weight.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 굴삭기의 잭업상태 유무를 판단하고 잭업상태라고 판단될 경우 플로팅모드가 작동하지 않도록 제어할 수 있는 굴삭기의 붐 실린더 제어시스템을 제공하기 위한 것이다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a boom cylinder control system for an excavator, which can determine whether the excavator is in a jack- .

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 다음과 같은 구성을 포함할 수 있다. In order to achieve the above object, the present invention may include the following configuration.

본 발명에 따른 굴삭기의 붐 실린더 제어시스템은 피스톤운동을 통해 붐 업 또는 붐 다운 동작을 구현하기 위한 붐 실린더; 상기 붐 실린더에서 헤드의 일측에 위치한 로드챔버에 연동되도록 설치되고, 상기 로드챔버로부터 작동유를 배출시키기 위한 로드 밸브; 상기 붐 실린더에서 헤드의 타측에 위치한 헤드챔버에 연동되도록 설치되고, 상기 헤드챔버로부터 작동유를 배출시키기 위한 헤드 밸브; 상기 로드챔버에 설치되고, 상기 로드챔버에 작용하는 로드압력을 측정하기 위한 로드 압력센서; 상기 헤드챔버에 설치되고, 상기 헤드챔버에 작용하는 헤드압력을 측정하기 위한 헤드 압력센서; 및 상기 로드 압력센서와 상기 헤드 압력센서 각각으로부터 제공되는 로드압력과 헤드압력을 이용하여 굴삭기가 잭업상태인지 여부를 판단하는 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 잭업상태인지 여부에 따라 상기 로드 밸브와 상기 헤드 밸브를 제어하여 붐 실린더의 동작을 제어할 수 있다.A boom cylinder control system for an excavator according to the present invention comprises a boom cylinder for implementing a boom-up or a boom-down operation through a piston movement; A rod valve installed in the boom cylinder to interlock with a rod chamber disposed at one side of the head and discharging hydraulic oil from the rod chamber; A head valve installed to be interlocked with a head chamber located on the other side of the head in the boom cylinder and discharging hydraulic oil from the head chamber; A load pressure sensor installed in the load chamber for measuring a load pressure acting on the load chamber; A head pressure sensor installed in the head chamber for measuring a head pressure acting on the head chamber; And a controller for determining whether the excavator is in a jack-up state by using the load pressure and the head pressure provided from the load pressure sensor and the head pressure sensor, respectively. The control unit may control the operation of the boom cylinder by controlling the rod valve and the head valve depending on whether the boom cylinder is in the jack-up state.

상기와 같은 본 발명에 따른 굴삭기의 붐 실린더 제어시스템은 다음과 같은 효과가 있다.The boom cylinder control system of the excavator according to the present invention has the following effects.

본 발명은 로드 압력센서와 헤드 압력센서가 측정한 압력값을 이용하여 굴삭기가 잭업상태인지 여부를 판단하는 작업에 대한 정확성을 향상시킴으로써, 잭업상태에서 플로팅모드가 작동되지 않도록 하여 잭업상태에서 급작스럽게 굴삭기가 하강하면서 발생할 수 있는 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.The present invention improves the accuracy of an operation for determining whether or not an excavator is in a jack-up state by using a pressure value measured by a load pressure sensor and a head pressure sensor, thereby preventing a floating mode from being operated in a jack-up state, There is an effect that a safety accident that may occur when the excavator descends can be prevented in advance.

도 1은 잭업상태의 굴삭기를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 굴삭기의 붐 실린더 제어시스템의 구성을 계략적으로 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 제어부를 설명하기 위한 개략적인 구성도.
1 shows an excavator in a jack-up state.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a boom cylinder control system for an excavator.
3 is a schematic configuration diagram for explaining a control unit according to a modified embodiment of the present invention;

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and the inventor may properly define the concept of the term to describe its invention in the best possible way And should be construed in accordance with the principles and meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.

이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3 attached hereto.

도 1은 잭업상태의 굴삭기를 나타낸 도면, 도 2는 본 발명에 따른 굴삭기의 붐 실린더 제어시스템의 구성을 계략적으로 나타낸 구성도, 도 3은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 제어부를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.Fig. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a boom cylinder control system of an excavator according to the present invention. Fig. 3 is a view for explaining a control unit according to a modified embodiment of the present invention. Fig.

도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 굴삭기의 붐 실린더 제어시스템(100)은 크게, 붐 실린더(110), 로드 밸브(120), 헤드 밸브(130), 로드 압력센서(140), 헤드 압력센서(150), 제어부(160)를 포함하여 구성된다.The boom cylinder control system 100 of the excavator according to the present invention mainly includes a boom cylinder 110, a load valve 120, a head valve 130, a load pressure sensor 140, A sensor 150, and a controller 160.

도 1은 잭업상태의 굴삭기를 나타낸 도면으로서, 이하에서는 굴삭기(10)의 잭업상태를 참조하여 본 발명의 굴삭기의 붐 실린더 제어시스템(100)에 대하여 자세히 설명하도록 한다.FIG. 1 shows an excavator in a jack-up state. Hereinafter, the boom cylinder control system 100 of the excavator of the present invention will be described in detail with reference to a jack-up state of the excavator 10. FIG.

한편, 도 2는 본 발명에 따른 굴삭기의 붐 실린더 제어시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도로서, 도면을 참조하여 설명하면, 기본적으로 굴삭기(10)는 붐 다운(boom down) 또는 붐 업(boom up) 동작을 구현하기 위해, 붐 제어레버(162)에 대한 조작을 통해 제어부(160)에서 로드 밸브(120) 및 헤드 밸브(130)를 제어하여 붐 실린더(110)를 동작시키는 방법으로 구현된다.2 is a block diagram schematically showing the configuration of a boom cylinder control system of an excavator according to the present invention. Referring to the drawings, an excavator 10 basically comprises a boom down or boom the boom cylinder 110 is operated by controlling the load valve 120 and the head valve 130 in the control unit 160 through an operation on the boom control lever 162 .

여기서, 본 발명에 따른 굴삭기의 붐 실린더 제어시스템(100)은 플로팅 기능을 구현하기 위한 플로팅스위치(161)가 포함되어 작업자의 조작에 의해 선택적으로 플로팅모드가 작동하게 된다.Here, the boom cylinder control system 100 of the excavator according to the present invention includes a floating switch 161 for implementing the floating function, and the floating mode is selectively operated by the operation of the operator.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 굴삭기의 붐 실린더 제어시스템(100)에 있어서, 붐 실린더(110)에 대하여 설명하면 다음과 같다.Referring to FIGS. 1 to 3, the boom cylinder control system 100 of an excavator will be described as follows.

상기 붐 실린더(110)는 피스톤운동을 통해 굴삭기(10)의 붐(11)을 동작시키는 역할을 한다.The boom cylinder 110 serves to operate the boom 11 of the excavator 10 through piston motion.

즉, 상기 붐 실린더(110)는 붐 업(boom up) 또는 다운(boom down) 동작을 구현하기 위한 것이다.That is, the boom cylinder 110 is for implementing a boom up or a boom down operation.

상기 붐 실린더(110)는 내부에 로드(111)와 헤드(112)가 움직일 수 있는 공간이 마련된다. 상기 공간으로 유압을 발생시키는 작동유가 공급되어 충진되거나 배출되게 된다. 상기 붐 실린더(110)는 로드챔버(110a, 도 3에 도시됨) 및 헤드챔버(110b, 도 3에 도시됨)를 포함한다. 상기 로드챔버(110a)는 상기 붐 실린더(110)의 내부에서 상기 헤드(112)를 기준으로 상기 로드(111)가 위치한 부분이다. 상기 헤드챔버(110b)는 상기 붐 실린더(110)의 내부에서 상기 헤드(112)를 기준으로 상기 로드챔버(110a)의 반대편에 위치한다. 즉, 상기 로드챔버(110a)는 상기 붐 실린더(110)에서 상기 헤드(112)의 일측에 위치하고, 상기 헤드챔버(110b)는 상기 헤드(112)의 타측에 위치한다. 상기 로드(111)와 상기 헤드(112)가 이동함에 따라 상기 로드챔버(110a) 및 상기 헤드챔버(110b) 각각의 부피가 변경된다.The boom cylinder 110 has a space in which the rod 111 and the head 112 can move. The operating oil for generating the hydraulic pressure in the space is supplied and filled or discharged. The boom cylinder 110 includes a load chamber 110a (shown in Fig. 3) and a head chamber 110b (shown in Fig. 3). The rod chamber 110a is a portion of the boom cylinder 110 in which the rod 111 is located with respect to the head 112. The head chamber 110b is located on the opposite side of the load chamber 110a with respect to the head 112 inside the boom cylinder 110. [ That is, the load chamber 110a is located at one side of the head 112 in the boom cylinder 110, and the head chamber 110b is located at the other side of the head 112. As the rod 111 and the head 112 move, the volume of each of the load chamber 110a and the head chamber 110b is changed.

다음으로, 로드 밸브(120)는 상기 로드챔버(110a)로부터 작동유를 배출시키는 역할을 한다.Next, the rod valve 120 serves to discharge operating oil from the load chamber 110a.

상기 로드 밸브(120)는 상기 로드챔버(110a)에 작동유가 이송될 수 있는 작동유 관로와 연통되도록 설치되고, 작동유 공급을 차단시킬 수 있는 솔레노이드 방식으로 구성된다.The rod valve 120 is installed in the rod chamber 110a so as to communicate with the hydraulic oil pipeline through which the hydraulic oil can be transferred, and is constructed of a solenoid type that can cut off hydraulic oil supply.

이때, 상기 로드챔버(11a)로부터 작동유가 배출될 경우, 상기 로드챔버(110a)로부터 배출된 작동유는 로드 밸브(120)를 통해 로드 밸브(120)에 설치된 작동유탱크(T)로 저장되게 된다.In this case, when the hydraulic oil is discharged from the load chamber 11a, the hydraulic oil discharged from the load chamber 110a is stored in the hydraulic oil tank T installed in the rod valve 120 through the rod valve 120. [

또한, 붐 실린더(110)로 작동유를 공급하기 위해서 로드챔버(110a)로 작동유가 이송되는 관로가 형성되고, 해당 관로와 연통되도록 작동유를 저장하는 스풀(180)이 구비되어, 상기 펌프(170)가 작동하여 스풀(180)로 작동유가 공급된 후 붐 실린더(110)로 공급된다.The pump 170 is provided with a conduit through which the hydraulic fluid is delivered to the load chamber 110a to supply the hydraulic fluid to the boom cylinder 110 and a hydraulic fluid to be communicated with the conduit, And is supplied to the boom cylinder 110 after the operating fluid is supplied to the spool 180.

따라서, 붐 다운(boom down) 동작이 구현될 때는 작동유가 상기 로드챔버(110a)로 공급되고, 붐 업(boom up) 동작이 구현될 때는 작동유가 상기 로드챔버(110a)에서 작동유탱크(T)로 배출되게 된다.Accordingly, when the boom down operation is implemented, the working oil is supplied to the load chamber 110a, and when the boom up operation is implemented, the working oil is supplied from the load chamber 110a to the working oil tank T, Respectively.

다음으로, 헤드 밸브(130)는 헤드챔버(110b)로부터 작동유를 배출시키는 역할을 한다.Next, the head valve 130 serves to discharge the operating oil from the head chamber 110b.

상기 헤드 밸브(130)는 헤드챔버(110b)에 작동유가 이송될 수 있는 작동유 관로와 연통되도록 설치되고, 작동유 공급을 차단시킬 수 있는 솔레노이드 방식으로 구성된다.The head valve 130 is installed in the head chamber 110b so as to communicate with the hydraulic oil line through which the hydraulic oil can be transferred, and is configured in a solenoid type that can cut off hydraulic oil supply.

이때, 헤드챔버(110b)로부터 작동유가 배출될 경우에는, 상기 헤드챔버(110b)로부터 배출되는 작동유는 헤드 밸브(130)를 통해 헤드 밸브(130)에 설치된 작동유탱크(T)로 저장되게 된다.At this time, when the hydraulic oil is discharged from the head chamber 110b, the hydraulic oil discharged from the head chamber 110b is stored in the hydraulic oil tank T installed in the head valve 130 through the head valve 130. [

또한, 붐 실린더(110)로 작동유를 공급하기 위해서 헤드챔버(110b)으로 작동유가 이송되는 관로가 형성되고, 상기 펌프(170)가 작동하여 스풀(180)로 작동유가 공급된 후 붐 실린더(110)로 공급된다.A pipeline through which the hydraulic oil is delivered to the head chamber 110b is formed to supply the hydraulic oil to the boom cylinder 110. After the pump 170 is operated to supply the hydraulic oil to the spool 180, ).

따라서, 붐 다운(boom down) 동작이 구현될 때는 작동유가 상기 헤드챔버(110b)로 공급되고, 붐 업(boom up) 동작이 구현될 때는 작동유가 헤드챔버(110b)에서 작동유탱크(T)로 배출되게 된다.Accordingly, when the boom down operation is implemented, the operating oil is supplied to the head chamber 110b, and when the boom up operation is implemented, the operating oil flows from the head chamber 110b to the working oil tank T .

이렇게 펌프(170) 작동에 의해 작동유가 스풀(180)로 이송되고 스풀(180)을 거쳐 헤드챔버(110b) 또는 로드챔버(110a)로 공급되어 붐 다운(boom down) 또는 붐 업(boom up) 동작이 구현되게 되는 것이다.The operating fluid is delivered to the spool 180 by the operation of the pump 170 and supplied to the head chamber 110b or the load chamber 110a via the spool 180 to be boom down or boom up, Operation is implemented.

다음으로, 로드 압력센서(140)는 로드챔버(110a)에 작용하는 로드압력을 측정하기 위한 역할을 한다.Next, the rod pressure sensor 140 serves to measure the rod pressure acting on the rod chamber 110a.

상기 로드 압력센서(140)는 로드챔버(110a)에 설치되고, 후술하는 제어부(160)와 연동되어 로드챔버(110a) 내부 공간의 압력에 대한 로드압력을 측정하게 된다.The load pressure sensor 140 is installed in the load chamber 110a and interlocks with a control unit 160 to be described later to measure the load pressure with respect to the pressure in the internal space of the load chamber 110a.

이때, 상기 로드 압력센서(140)는 로드압력에 대한 측정이 완료되면, 제어부(160)로 로드압력을 전송한다.At this time, the load pressure sensor 140 transmits the load pressure to the controller 160 when the measurement of the load pressure is completed.

다음으로, 헤드 압력센서(150)는 헤드챔버(110b)에 작용하는 헤드압력을 측정하기 위한 역할을 한다.Next, the head pressure sensor 150 serves to measure the head pressure acting on the head chamber 110b.

상기 헤드 압력센서(150)는 헤드챔버(110b)에 설치되고, 제어부(160)와 연동되어 헤드챔버(110b) 내부 공간의 압력에 대한 헤드압력을 측정하게 된다.The head pressure sensor 150 is installed in the head chamber 110b and interlocks with the controller 160 to measure the head pressure against the pressure in the internal space of the head chamber 110b.

이때, 상기 헤드 압력센서(150)는 헤드압력에 대한 측정이 완료되면, 제어부(160)로 헤드압력을 전송한다.At this time, the head pressure sensor 150 transmits the head pressure to the controller 160 when the measurement of the head pressure is completed.

이때, 상기 로드 압력센서(140)가 측정한 로드압력 및 상기 헤드 압력센서(150)가 측정한 헤드압력이 제어부(160)로 전송되면, 제어부(160)는 로드압력과 헤드압력을 이용하여 굴삭기(10)가 현재 잭업상태인지 여부를 판단하게 된다.At this time, when the load pressure measured by the load pressure sensor 140 and the head pressure measured by the head pressure sensor 150 are transmitted to the controller 160, the controller 160 controls the load It is determined whether or not the terminal 10 is currently in the jack-up state.

예컨대, 헤드압력 보다 로드압력이 클 경우, 굴삭기(10)는 잭업상태인 것으로 판단될 수 있다.For example, when the load pressure is larger than the head pressure, the excavator 10 may be judged to be in the jack-up state.

한편, 굴삭기(10)가 잭업상태임을 판단하는 과정에 있어서, 굴삭기(10)의 잭업상태가 해제되는 시점에서도 잭업상태임을 판단하는 과정이 이루어질 수 있게 된다.Meanwhile, in the process of determining that the excavator 10 is in the jack-up state, it is possible to determine that the excavator 10 is in the jack-up state even when the excavator 10 is released from the jack-up state.

여기서, 헤드압력에 비해 로드압력이 크다는 것은 잭업상태로 인해 로드챔버(110a)에 작용하는 힘이 더 크다는 결과이므로, 잭업상태임을 정확하게 판단할 수 있는 정보가 되는 것이다.Here, the fact that the load pressure is larger than the head pressure is a result that the force acting on the load chamber 110a is larger due to the jack-up state, and therefore, it is information that can accurately determine the state of the jack-up.

따라서, 헤드압력과 로드압력의 차이를 통해 굴삭기(10)가 잭업상태인 것으로 판단되면, 굴삭기(10)는 붐 다운 동작이 실시되지 못하도록 제어부(160)를 통해 차단된다.Therefore, when it is determined that the excavator 10 is in the jack-up state due to the difference between the head pressure and the load pressure, the excavator 10 is cut off through the control unit 160 so that the boom-down operation is not performed.

즉, 굴삭기(10)는 잭업상태에 있으면 플로팅스위치(161)를 ON시킨 상태라 하더라도 플로팅모드가 실행되지 못하도록 제한될 수 있게 되는 것이다.That is, when the excavator 10 is in the jack-up state, the floating mode can not be executed even if the floating switch 161 is turned on.

다음으로, 제어부(160)는 로드 밸브(120)와 헤드 밸브(130)를 제어하는 역할을 한다.Next, the controller 160 controls the rod valve 120 and the head valve 130.

상기 제어부(160)는 로드 밸브(120)를 통해 로드챔버(110a)로부터 작동유가 배출되도록 하여 붐 업 동작을 구현한다. 상기 제어부(160)는 헤드 밸브(130)를 통해 헤드챔버(110b)로부터 작동유가 배출되도록 하여 붐 다운 동작을 구현한다.The controller 160 discharges the operating fluid from the load chamber 110a through the rod valve 120 to implement a boom up operation. The controller 160 discharges the hydraulic fluid from the head chamber 110b through the head valve 130 to implement a boom down operation.

또한, 상기 제어부(160)는 상기 로드 압력센서(140)와 헤드 압력센서(150) 각각으로부터 로드압력과 헤드압력을 전달받아 로드압력과 헤드압력을 이용하여 굴삭기가 잭업상태인지 여부를 판단한 결과에 따라 로드 밸브(120)와 헤드 밸브(130)를 제어하여 붐 실린더(110)의 동작을 제어하게 된다.The control unit 160 receives the load pressure and the head pressure from the load pressure sensor 140 and the head pressure sensor 150 and determines whether the excavator is in a jack-up state using the load pressure and the head pressure. The operation of the boom cylinder 110 is controlled by controlling the load valve 120 and the head valve 130. [

이때, 상기 제어부(160)는 굴삭기(10)가 잭업상태일 경우, 로드 밸브(120)와 헤드 밸브(130)를 통해 작동유가 배출되지 못하도록 로드 밸브(120)와 헤드 밸브(130)를 제어하게 된다. At this time, the controller 160 controls the load valve 120 and the head valve 130 so that the hydraulic oil can not be discharged through the rod valve 120 and the head valve 130 when the excavator 10 is in the jack-up state do.

따라서, 굴삭기(10)가 잭업상태로 판단되면, 제어부(160)는 붐 실린더(110)을 제한할 수 있게 되는 것이다.Therefore, when the excavator 10 is judged to be in the jack-up state, the control unit 160 can limit the boom cylinder 110.

이때, 굴삭기(10)를 플로팅모드로 전환하기 위해 플로팅스위치(161)를 조작하여 ON시킨 상태라 하더라도, 제어부(160)는 굴삭기(10)가 잭업상태인 것으로 판단될 경우 플로팅모드가 실행되지 못하도록 차단하게 된다.At this time, even if the floating switch 161 is operated to turn the excavator 10 to the floating mode, the control unit 160 may prevent the floating mode from being executed when the excavator 10 is judged to be in the jack-up state .

한편, 붐 다운 동작시 붐 실린더(110)로 작동유가 공급되지 못하도록 차단하기 위해 제어부(160)와 연동되도록 붐 다운 컷 밸브(190)가 더 설치되는 것이 바람직하다.It is preferable that the boom down cut valve 190 is installed to be interlocked with the control unit 160 in order to prevent the hydraulic fluid from being supplied to the boom cylinder 110 during the boom down operation.

즉, 상기 붐 다운 컷 밸브(190)를 통해 붐 다운 동작시 불필요한 작동유가 헤드챔버(110b)으로 공급되는 것을 차단할 수 있는 것이다.That is, the boom-down cut valve 190 can prevent the unnecessary hydraulic fluid from being supplied to the head chamber 110b during the boom-down operation.

이하에서는 도 1 내지 도 2를 참조하여 상기 설명한 굴삭기의 붐 실린더 제어시스템의 작용에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the boom cylinder control system of the excavator described above with reference to Figs. 1 and 2 will be described.

굴삭기(10)의 하부를 점검하거나 수리하기 위해 굴삭기(10)의 차체가 잭업된 상태일 경우, 작업자가 부주의로 플로팅스위치(161)를 ON시켜 플로팅모드를 작동시킨 상황에 대하여 설명하면 다음과 같다.A situation in which the worker inadvertently turns on the floating switch 161 to operate the floating mode when the body of the excavator 10 is in a jack-up state for checking or repairing the lower part of the excavator 10 will be described as follows .

먼저, 작업자에 의해 플로팅스위치(161)가 ON되면 이를 제어부(160)가 감지하여 붐 실린더(110)가 동작되지 않도록 하는데, 이때, 로드 압력센서(140)와 헤드 압력센서(150)의 압력을 측정한 후 데이터를 제어부(160)로 보낸다.First, when the floating switch 161 is turned on by the operator, the control unit 160 senses the float switch 161 to prevent the boom cylinder 110 from operating. At this time, the pressure of the load pressure sensor 140 and the head pressure sensor 150 And transmits the measured data to the control unit 160.

그러면 제어부(160)에서는 로드 압력센서(140)와 헤드 압력센서(150)의 압력값을 비교하여 기준값 이상이라고 판단되면 굴삭기(10)가 현재 잭업상태임을 인지한다.Then, the control unit 160 compares the pressure values of the load pressure sensor 140 and the head pressure sensor 150 and determines that the excavator 10 is in the current jack-up state when it is determined that the pressure value is greater than the reference value.

그 다음, 제어부(160)는 로드 밸브(120)와 헤드 밸브(130)의 작동유탱크(T)로 작동유가 배출되지 못하도록 차단시킨다.The control unit 160 then blocks the hydraulic oil from being discharged to the hydraulic oil tank T of the rod valve 120 and the head valve 130.

그러면 작업자의 부주의로 플로팅스위치(161) 또는 붐 제어레버(162)를 조작하더라도 제어부(160)의 통제하에 로드 밸브(120)와 헤드 밸브(130)는 차단된 상태로 유지되도록 한다.The load valve 120 and the head valve 130 are maintained in a blocked state under the control of the controller 160 even if the float switch 161 or the boom control lever 162 is operated by carelessness of the operator.

이로 인해, 굴삭기(10)의 잭업상태에서는 붐 실린더(110) 동작이 이루어지지 못하도록 차단할 수 있게 된다.Therefore, the boom cylinder 110 can be prevented from being operated in the jack-up state of the excavator 10.

또한, 굴삭기(10)가 잭업상태에서 잭업상태가 해제되는 시점의 경우에도 이를 잭업상태로 판단하여 플로팅모드로 전환되지 못하도록 차단한다.In addition, even when the excavator 10 is in the jack-up state and the jack-up state is released, it is determined that the excavator 10 is in the jack-up state and is prevented from being switched to the floating mode.

상기 설명한 바와 같이, 로드챔버(110a)와 헤드챔버(110b)에 로드 압력센서(140)와 헤드 압력센서(150)를 설치하고, 로드압력과 헤드압력을 측정 후 비교하여 로드압력이 헤드압력 보다 클 경우 굴삭기(10)가 잭업상태임을 판단할 수 있다.The rod pressure sensor 140 and the head pressure sensor 150 are provided in the load chamber 110a and the head chamber 110b and the load pressure and the head pressure are measured and compared. It can be determined that the excavator 10 is in the jack-up state.

이에 따라, 본 발명에 따른 굴삭기의 붐 실린더 제어시스템(100)은 굴삭기(10)가 잭업상태인 경우에는 붐 실린더(110)가 작동되지 못하도록 제어하여 플로팅모드가 작동되지 않도록 구현됨으로써, 잭업상태에서 급작스럽게 굴삭기(10)가 하강하면서 발생할 수 있는 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 특징이 있는 것이다.Accordingly, the boom cylinder control system 100 of the excavator according to the present invention is configured such that when the excavator 10 is in the jack-up state, the boom cylinder 110 is prevented from being operated and the floating mode is not operated, A safety accident that may occur when the excavator 10 suddenly descends can be prevented in advance.

도 3을 참고하여 상기 제어부(160)의 변형된 실시예에 관해 살펴보면, 다음과 같다.Referring to FIG. 3, a modified embodiment of the controller 160 will now be described.

상기 제어부(160)는 상기 로드압력으로부터 로드면(112a)에 작용하는 로드힘을 획득하고, 상기 헤드압력으로부터 헤드면(112b)에 작용하는 헤드힘을 획득한다. 상기 로드면(112a)은 상기 헤드(112)에서 상기 로드챔버(110a)를 향하는 면이다. 상기 헤드면(112b)은 상기 헤드(112)에서 상기 헤드챔버(110b)를 향하는 면이다. 상기 로드면(112a)에는 상기 로드(112)가 결합된다. 이에 따라, 상기 로드면(112a)에서 로드압력이 작용하는 유효면적인 로드면적은, 상기 헤드면(112b)에서 헤드압력이 작용하는 유효면적인 헤드면적에 비해 작은 면적으로 이루어진다. 상기 로드면적은 상기 로드면(112a)에서 상기 로드(112)가 결합된 면적을 제외한 면적에 해당하고, 상기 헤드면적은 상기 헤드면(112b)의 전체 면적에 해당하기 때문이다.The controller 160 acquires a load force acting on the load surface 112a from the load pressure and acquires a head force acting on the head surface 112b from the head pressure. The rod surface 112a is a surface from the head 112 toward the load chamber 110a. The head surface 112b is a surface from the head 112 toward the head chamber 110b. The rod 112 is coupled to the rod surface 112a. Accordingly, the load area, which is an effective area in which the load pressure acts on the rod surface 112a, is smaller than the head area, which is an effective area where the head pressure acts on the head surface 112b. This is because the load area corresponds to the area excluding the area where the rod 112 is coupled from the rod surface 112a and the head area corresponds to the entire area of the head surface 112b.

상기 제어부(160)는 상기 로드힘 및 상기 헤드힘을 획득하면, 상기 로드힘에서 상기 헤드힘을 감산(減算)한 차이값을 이용하여 잭업상태인지 여부를 판단한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 굴삭기의 붐 실린더 제어시스템(100)은 다음과 같은 작용효과를 도모할 수 있다.When the controller 160 acquires the load force and the head force, the control unit 160 determines whether the load force is in a jack-up state by using a difference value obtained by subtracting the head force from the load force. Accordingly, the boom cylinder control system 100 of the excavator according to the present invention can achieve the following operational effects.

우선, 상술한 바와 같이 상기 로드면(112a)과 상기 헤드면(112b)은 서로 다른 면적으로 구현된다. 이에 따라, 상기 로드챔버(110a) 및 상기 헤드챔버(110b)에 서로 동일한 압력이 작용하는 경우에도, 상기 로드면(112a) 및 상기 헤드면(112b)에는 서로 다른 크기의 힘이 작용하게 된다. 따라서, 상기 로드챔버(110a) 및 상기 헤드챔버(110b) 각각에 작용하는 압력값만을 이용하면, 잭업상태인지 여부를 판단하는 작업에 대한 정확성이 저하될 수 있다.First, as described above, the rod surface 112a and the head surface 112b are implemented with different areas. Accordingly, forces of different magnitudes are applied to the rod surface 112a and the head surface 112b even when the same pressure acts on the rod chamber 110a and the head chamber 110b. Therefore, if only the pressure values acting on the rod chamber 110a and the head chamber 110b are used, the accuracy of the operation for determining whether or not the robot is in the jack-up state may be degraded.

다음, 본 발명에 따른 굴삭기의 붐 실린더 제어시스템(100)은 상기 로드면적과 상기 헤드면적의 크기 차이가 반영된 로드힘 및 헤드힘 간의 차이값을 이용하도록 구현됨으로써, 잭업상태인지 여부를 판단하는 작업에 대한 정확성을 더 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 굴삭기의 붐 실린더 제어시스템(100)은 잭업상태에서 플로팅모드가 작동하는 것을 안정적으로 차단함으로써, 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.Next, the boom cylinder control system 100 of the excavator according to the present invention is implemented to use the difference value between the load force and the head force reflecting the difference in size between the load area and the head area, Can be further improved. Therefore, the boom cylinder control system 100 of the excavator according to the present invention can stably block the operation of the floating mode in the jack-up state, thereby preventing a safety accident from occurring.

상기 제어부(160)는 상기 차이값이 기설정된 기준힘값을 초과하면, 굴삭기가 잭업상태인 것으로 판단하여 붐 다움 동작이 실시되지 못하도록 제어한다. 상기 기준힘값은 붐 실린더(100)에 작용하는 외력에 안전률을 고려한 값으로, 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다. 상기 제어부(160)는 상기 차이값이 기설정된 기준힘값 이하이면, 굴삭기가 잭업상태가 아닌 것으로 판단한다. 이에 따라, 상기 굴삭기(10, 도 1에 도시됨)는 플로팅모드로 작동 가능한 상태로 된다.If the difference exceeds the predetermined reference force value, the controller 160 determines that the excavator is in the jack-up state and controls the excavator to prevent the boom operation from being performed. The reference force value is a value in consideration of an external force acting on the boom cylinder 100, and can be preset by the user. The controller 160 determines that the excavator is not in the jack-up state if the difference is less than the preset reference force value. As a result, the excavator 10 (shown in Fig. 1) becomes operable in the floating mode.

상기 제어부(160)는 다음과 같은 연산을 통해 로드힘으로부터 헤드힘을 감산한 차이값을 획득할 수 있다. The controller 160 may obtain a difference value obtained by subtracting the head force from the load force through the following operation.

우선, 상기 제어부(160)는 상기 로드면(112a)에서 상기 로드(112)가 결합된 면적을 제외한 로드면적에 상기 로드압력을 승산(乘算)하여 상기 로드힘을 획득한다. 상기 로드면적은 아래 수학식 1을 통한 연산으로 획득될 수 있다.First, the controller 160 multiplies the load area on the load surface 112a excluding the area where the load 112 is coupled to obtain the load force. The load area can be obtained by an operation using the following equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112014125926824-pat00001
Figure 112014125926824-pat00001

수학식 1에서 AR은 로드면(112a)에서 로드압력이 작용하는 로드면적, D는 헤드(112)의 직경, d는 로드(111)의 직경이다. 상기 로드압력은 상기 로드 압력센서(140)로부터 제공된다. 상기 로드면적은 미리 연산에 의해 획득되어 상기 제어부(160)에 저장될 수도 있다.In the equation (1), A R is the load area on the rod surface 112a where the load pressure acts, D is the diameter of the head 112, and d is the diameter of the rod 111. The load pressure is provided from the load pressure sensor 140. The load area may be obtained by calculation in advance and stored in the controller 160. [

다음, 상기 제어부(160)는 상기 헤드면(112b)에 대한 헤드면적에 상기 헤드압력을 승산하여 상기 헤드힘을 획득한다. 상기 헤드면적은 아래 수학식 2를 통한 연산으로 획득될 수 있다.Next, the controller 160 obtains the head force by multiplying the head area with respect to the head surface 112b by the head pressure. The head area can be obtained by an operation using the following equation (2).

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112014125926824-pat00002
Figure 112014125926824-pat00002

수학식 2에서 AH는 헤드면(112b)에서 헤드압력이 작용하는 헤드면적, D는 헤드(112)의 직경이다. 상기 헤드드압력은 상기 헤드 압력센서(150)로부터 제공된다. 상기 헤드면적은 미리 연산에 의해 획득되어 상기 제어부(160)에 저장될 수도 있다.In Equation (2), A H is the head area where the head pressure acts on the head surface 112b, and D is the diameter of the head 112. The headed pressure is provided from the head pressure sensor 150. [ The head area may be obtained by calculation in advance and stored in the controller 160.

다음, 상기 제어부(160)는 상기 로드면적에 상기 로드압력을 승산하여 획득한 로드힘 및 상기 헤드면적에 상기 헤드압력을 승산하여 획득한 헤드힘을 상기 기준힘값과 비교하여 상기 굴삭기(10)가 잭업상태인지 여부를 판단한다. 이는 아래 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.Next, the controller 160 compares the load force obtained by multiplying the load area by the load pressure and the head force obtained by multiplying the head pressure by the head pressure and the reference force value so that the excavator 10 It is determined whether or not it is in the jack-up state. This can be expressed as Equation 3 below.

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112014125926824-pat00003
Figure 112014125926824-pat00003

수학식 3에서 PRod는 로드압력, ARod는 로드면적, PHead는 헤드압력, AHead는 헤드면적, Fa는 기준힘값이다.In Equation 3, P Rod is the load pressure, A Rod is the load area, P Head is the head pressure, A Head is the head area, and F a is the reference force value.

상기 제어부(160)는 수학식 3에서 로드힘에서 헤드힘을 감산한 차이값이 기준힘값 초과이면, 상기 굴삭기(10)가 잭업상태인 것으로 판단한다. 상기 제어부(160)는 수학식 3에서 로드힘에서 헤드힘을 감산한 차이값이 기준힘값 이하이면, 상기 굴삭기(10)가 잭업상태가 아닌 것으로 판단한다.The control unit 160 determines that the excavator 10 is in the jack-up state if the difference obtained by subtracting the head force from the load force in Equation (3) is greater than the reference force value. The control unit 160 determines that the excavator 10 is not in the jack-up state if the difference obtained by subtracting the head force from the load force in Equation (3) is less than the reference force value.

본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 제어부(160)는 상기 로드압력을 이용하여 잭업상태인지 여부를 판단한 후에 상기 차이값을 이용하여 잭업상태인지 여부를 판단할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(160)는 상기 로드압력이 기설정된 기준압력값 이하이면 잭업상태가 아닌 것으로 판단하고, 상기 로드압력이 상기 기준압력값 초과이면 상기 차이값이 상기 기준힘값을 초과하는지 여부에 따라 잭업상태인지 여부를 판단한다. 상기 기준압력값은 잭업상태가 아닌 경우의 로드압력에 안전률을 고려한 값으로, 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다. 상기 기준압력값에 고려된 안전률은 기준힘값에 고려된 안전률에 비해 작은 비율이 적용될 수 있다.According to a modified embodiment of the present invention, the controller 160 may determine whether the vehicle is in a jack-up state by using the load pressure, and then determine whether the vehicle is in a jack-up state by using the difference value. In this case, the controller 160 determines that the load pressure is not in a jack-up state when the load pressure is less than a preset reference pressure value, and determines whether the difference value exceeds the reference force value if the load pressure exceeds the reference pressure value It is judged whether or not it is in the jack-up state. The reference pressure value is a value in consideration of the safety factor for the load pressure in the case of not being in the jack-up state, and can be set in advance by the user. The safety factor that is considered in the reference pressure value may be a smaller ratio than the safety factor that is considered in the reference force value.

따라서, 본 발명에 따른 굴삭기의 붐 실린더 제어시스템(100)은 로드압력으로부터 잭업상태가 아닌 것이 불명확할 경우에는 상기 차이값이 상기 기준힘값을 초과하는지 여부를 판단함으로써 잭업상태인지 여부를 판단하는 작업에 대한 정확성을 더 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 로드압력으로부터 잭업상태가 아닌 것이 명확할 경우에는 상기 차이값이 상기 기준힘값을 초과하는지 여부를 판단하지 않도록 구현됨으로써 플로팅모드의 작동이 지연되는 것을 방지할 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.Therefore, when the boom cylinder control system 100 of the excavator according to the present invention is unclear from the load pressure, it is judged whether or not the difference value exceeds the reference force value, It is possible to further improve the accuracy with respect to the load pressure and to prevent the operation of the floating mode from being delayed by being implemented not to judge whether the difference value exceeds the reference force value when it is clear from the load pressure that it is not in the jack- can do. Specifically, it is as follows.

우선, 잭업상태가 종료되는 감속 구간에서, 로드압력은 점차적으로 감소하게 된다. 이는 아래 수학식 4 내지 수학식 9로부터 알 수 있다. First, in the deceleration section in which the jack-up state ends, the load pressure gradually decreases. This can be seen from the following equations (4) to (9).

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112014125926824-pat00004
Figure 112014125926824-pat00004

수학식 4에서 Fdown은 로드힘, Fup은 헤드힘, Fexternal은 붐 실린더에 작용하는 외력이다. 로드힘에서 헤드힘과 외력을 감산한 값(ma)은 잭업상태가 종료되는 감속 구간에 해당하므로 음의 값을 나타낸다. In the equation (4), F down is a load force, F up is a head force, and F external is an external force acting on the boom cylinder. The value (ma) obtained by subtracting the head force and the external force from the load force corresponds to the deceleration section in which the jack-up state is ended, and thus represents a negative value.

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure 112014125926824-pat00005
Figure 112014125926824-pat00005

수학식 5는 수학식 4에서 로드힘과 헤드힘을 로드압력, 로드면적, 헤드압력, 및 헤드면적으로 변환하여 나타낸 것이다. 수학식 5에서 PR은 로드압력, AR은 로드면적, PH는 헤드압력, AH는 헤드면적이다.Equation (5) represents the load force and the head force in Equation (4) by converting the load pressure, the load area, the head pressure, and the head area. In the equation (5), P R is the load pressure, A R is the load area, P H is the head pressure, and A H is the head area.

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure 112014125926824-pat00006
Figure 112014125926824-pat00006

수학식 6은 수학식 5에서 헤드면적이 로드면적의 2배에 해당하는 것으로 가정하여 나타낸 것이다. Equation (6) assumes that the head area in Equation (5) corresponds to twice the load area.

[수학식 7]&Quot; (7) "

Figure 112014125926824-pat00007
Figure 112014125926824-pat00007

[수학식 8]&Quot; (8) "

Figure 112014125926824-pat00008
Figure 112014125926824-pat00008

[수학식 9]&Quot; (9) "

Figure 112014125926824-pat00009
Figure 112014125926824-pat00009

수학식 7 내지 수학식 9는 수학식 6을 기준으로 좌변에 로드압력만 남도록 정리하는 과정을 나타낸 것이다.Equations (7) to (9) show a process of arranging the load pressure only on the left side based on Equation (6).

결과적으로 수학식 9로부터, 로드압력은 잭업상태가 종료되는 감속 구간에서 점차적으로 감소하게 됨을 알 수 있다.As a result, it can be seen from Equation (9) that the load pressure gradually decreases in the deceleration section at which the jack-up state ends.

따라서, 상기 제어부(160)가 상기 로드압력만을 이용하여 잭업상태인지 여부를 판단하면, 잭업상태가 종료되는 감속 구간에서 잭업상태인지 여부를 판단하는 작업의 작업성이 저하된다. 잭업상태가 종료되는 감속 구간에서 로드압력이 감소되는 것을 고려하여 기준압력값을 낮게 설정하면, 상기 제어부(160)가 잭업상태가 아님에도 잭업상태로 판단하여 플로팅모드가 작동되지 않기 때문이다. 반대로 기준압력값을 높게 설정하면, 잭업상태가 종료되는 감속 구간에서 로드압력이 감소됨에 따라 상기 제어부(160)가 잭업상태가 아닌 것으로 판단하여 플로팅모드가 작동될 수 있기 때문이다.Therefore, if the control unit 160 determines whether or not the vehicle is in the jack-up state using only the load pressure, the workability of the operation of determining whether the vehicle is in the jack-up state in the deceleration section in which the jack- If the reference pressure value is set to a low value in consideration of a decrease in the load pressure in the deceleration section in which the jack-up state is ended, the controller 160 determines that the controller 160 is in the jack-up state and is not in the jack-up state. On the other hand, if the reference pressure value is set to be high, the controller 160 may determine that the controller 160 is not in the jack-up state as the load pressure is reduced in the deceleration section in which the jack-up state is terminated.

이를 해결하기 위해, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 제어부(160)는 로드압력으로부터 잭업상태가 아닌 것이 명확할 경우에는 상기 차이값이 상기 기준힘값을 초과하는지 여부를 판단하지 않도록 구현됨으로써 플로팅모드의 작동이 지연되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 제어부(160)는 로드압력으로부터 잭업상태가 아닌 것이 불명확할 경우에는 상기 차이값이 상기 기준힘값을 초과하는지 여부를 판단함으로써 잭업상태인지 여부를 판단하는 작업에 대한 정확성을 더 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 굴삭기의 붐 실린더 제어시스템(100)은 굴삭기(10, 도 1에 도시됨)에 대한 안전성과 실효성을 모두 확보하는데 기여할 수 있다. 이 경우, 기준압력값은 잭업상태가 종료되는 감속 구간에서 로드압력이 감소되는 것을 고려하여 낮은 값으로 설정될 수 있다. 이로 인해 로드압력만을 고려할 때 잭업상태가 아님에도 잭업상태로 판단되더라도, 상기 제어부(160)는 상기 차이값이 상기 기준힘값을 초과하는지 여부에 따라 잭업상태인지 여부를 이중으로 판단함으로써 잭업상태인지 여부를 정확하게 판단할 수 있다.In order to solve this problem, the control unit 160 according to the modified embodiment of the present invention is implemented not to judge whether the difference value exceeds the reference force value when it is clear from the load pressure that it is not in the jack-up state, Can be prevented from being delayed. In addition, when it is unclear from the load pressure that the load is not in the jack-up state, the control unit 160 according to the modified embodiment of the present invention judges whether the difference value exceeds the reference force value, Can be further improved. Therefore, the boom cylinder control system 100 of the excavator according to the present invention can contribute to securing both the safety and effectiveness of the excavator 10 (shown in Fig. 1). In this case, the reference pressure value can be set to a low value in consideration of the decrease in the load pressure in the deceleration section in which the jack-up state is ended. Accordingly, even if the load pressure is considered, even if it is judged that the load is not in the jack-up state but is judged to be in the jack-up state, the controller 160 double judges whether the difference value is in the jack- Can be determined accurately.

한편, 본 발명은 앞서 설명한 실시예로 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 것도 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것으로 보아야 한다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. .

10: 굴삭기 11: 붐
11a: 붐 유압장치 12: 암
12a: 암 유압장치 13: 버킷
13a: 버킷 유압장치 100: 굴삭기의 붐 실린더 제어시스템
110: 붐 실린더 110a: 로드챔버
110b: 헤드챔버 111: 로드
112: 헤드 112a: 로드면
112b: 헤드면 120: 로드 밸브
130: 헤드 밸브 140: 로드 압력밸브
150: 헤드 압력밸브 160: 제어부
161: 플로팅스위치 162: 붐 제어레버
170: 펌프 180: 스풀
190: 붐 다운 컷 밸브 T: 작동유탱크
10: Excavator 11: Boom
11a: boom hydraulic device 12: arm
12a: arm hydraulic device 13: bucket
13a: Bucket hydraulic device 100: Boom cylinder control system of excavator
110: boom cylinder 110a: rod chamber
110b: head chamber 111: rod
112: head 112a: rod surface
112b: head surface 120: rod valve
130: head valve 140: rod pressure valve
150: head pressure valve 160:
161: Floating switch 162: Boom control lever
170: Pump 180: Spool
190: boom down cut valve T: working oil tank

Claims (5)

피스톤운동을 통해 붐 업 또는 붐 다운 동작을 구현하기 위한 붐 실린더;
상기 붐 실린더에서 헤드의 일측에 위치한 로드챔버에 연동되도록 설치되고, 상기 로드챔버로부터 작동유를 배출시키기 위한 로드 밸브;
상기 붐 실린더에서 헤드의 타측에 위치한 헤드챔버에 연동되도록 설치되고, 상기 헤드챔버로부터 작동유를 배출시키기 위한 헤드 밸브;
상기 로드챔버에 설치되고, 상기 로드챔버에 작용하는 로드압력을 측정하기 위한 로드 압력센서;
상기 헤드챔버에 설치되고, 상기 헤드챔버에 작용하는 헤드압력을 측정하기 위한 헤드 압력센서; 및
상기 로드 압력센서와 상기 헤드 압력센서 각각으로부터 제공되는 로드압력과 헤드압력을 이용하여 굴삭기가 잭업상태인지 여부를 판단하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 잭업상태인지 여부에 따라 상기 로드 밸브와 상기 헤드 밸브를 제어하여 붐 실린더의 동작을 제어하되,
상기 헤드는 상기 로드챔버를 향하는 로드면, 및 상기 헤드챔버를 향하는 헤드면을 포함하고;
상기 제어부는 상기 로드압력으로부터 상기 로드면에 작용하는 로드힘을 획득하고, 상기 헤드압력으로부터 상기 헤드면에 작용하는 헤드힘을 획득하며, 상기 로드힘에서 상기 헤드힘을 감산(減算)한 차이값이 기설정된 기준힘값을 초과하면 굴삭기가 잭업상태인 것으로 판단하여 붐 다운 동작이 실시되지 못하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 붐 실린더 제어시스템.
A boom cylinder for implementing a boom-up or boom-down operation through piston motion;
A rod valve installed in the boom cylinder to interlock with a rod chamber disposed at one side of the head and discharging hydraulic oil from the rod chamber;
A head valve installed to be interlocked with a head chamber located on the other side of the head in the boom cylinder and discharging hydraulic oil from the head chamber;
A load pressure sensor installed in the load chamber for measuring a load pressure acting on the load chamber;
A head pressure sensor installed in the head chamber for measuring a head pressure acting on the head chamber; And
And a controller for determining whether the excavator is in a jack-up state by using a load pressure and a head pressure provided from the load pressure sensor and the head pressure sensor, respectively,
Wherein the control unit controls the operation of the boom cylinder by controlling the load valve and the head valve depending on whether the boom cylinder is in the jack-up state,
The head including a load face toward the load chamber and a head face toward the head chamber;
Wherein the control unit obtains a load force acting on the load surface from the load pressure, obtains a head force acting on the head surface from the head pressure, and subtracts the difference value from the load force And when it exceeds the predetermined reference force value, it is judged that the excavator is in the jack-up state and the boom-down operation is prevented from being performed.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 로드면에는 로드가 결합되며;
상기 제어부는 상기 로드면에서 상기 로드가 결합된 면적을 제외한 로드면적에 상기 로드압력을 승산(乘算)하여 로드힘을 획득하고, 상기 헤드면에 대한 헤드면적에 헤드압력을 승산하여 헤드힘을 획득하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 붐 실린더 제어시스템.
The method according to claim 1,
A rod is coupled to the rod surface;
Wherein the control unit multiplies the load area by the load area excluding the area where the load is coupled on the load surface to obtain a load force and multiplies the head area by the head area against the head area to multiply the head force The boom cylinder control system comprising:
제 1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 로드압력이 기설정된 기준압력값 이하이면 굴삭기가 잭업상태가 아닌 것으로 판단하고, 상기 로드압력이 상기 기준압력값 초과이면 상기 차이값이 상기 기준힘값을 초과하는지 여부에 따라 굴삭기가 잭업상태인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 붐 실린더 제어시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the controller determines that the excavator is not in a jack-up state when the load pressure is equal to or less than a preset reference pressure value, and if the load pressure exceeds the reference pressure value, State of the boom cylinder of the excavator.
제 1항에 있어서,
상기 제어부와 연동되도록 설치되고, 붐 다운 동작시 붐 실린더로 작동유가 공급되지 못하도록 차단하기 위해 붐 다운 컷 밸브가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 붐 실린더 제어시스템.
The method according to claim 1,
And a boom down cut valve is installed to be interlocked with the control unit to shut off hydraulic oil from being supplied to the boom cylinder during the boom down operation.
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