KR102014548B1 - 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법 - Google Patents

하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법에 관한 것으로, 선회 전동기(60)의 제어 전류값(Is)와 전동기 상수(Km)을 곱하여 선회 전동기 토크(T)를 구하는 토크 연산 단계(s10); 상기 선회전동기 토크(T)에 선회 전동기(60)의 회전속도(W)를 곱하여 선회 전동기 출력(Ps)을 연산하는 출력 연산단계(s20); 상기 선회 전동기 출력(Ps)을 유압 펌프(30)의 토출 압력(Pp)으로 나누어 등가의 펌프 유량(Qep)을 구하는 등가 펌프 유량 연산 단계(s30); 상기 선회 전동기(60)의 회전속도(W)의 크기에 엔진식 굴삭기의 선회 유압모터 용적(Ds)을 곱하여 등가 선회 유량(Qes)을 구하는 등가 선회 유량 연산단계(s40); 상기 선회전동기 출력(Ps)의 부호가 양수이면 상기 등가 선회 유량(Qes)과 등가 펌프 유량(Qep) 중에 큰 값을 결정유량(Qr)으로 설정하고, 상기 선회전동기 출력(Ps)의 부호가 음수인 경우에는 '0'을 결정유량(Qr)으로 설정하는 결정유량 설정단계(s50); 펌프마력제어 선도에 상기 결정유량(Qr)을 대입하여 결정 압력(Pf)을 구하는 결정압력 연산단계(s60); 및 전류-압력 선도에 상기 결정압력(Pf)을 대입하여 결정 제어전류 값(Ie)을 구하는 결정 전류값 도출단계(s70);를 포함하고, 상기 결정 전류 값(Ie)에 의하여 유압펌프(30)의 전자비례제어밸브가 제어된다.

Description

하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법{Control method for hydraulic pump of hybrid construction machinery}
본 발명은 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유압에너지에 의해 작동되는 유압 작업기와 전기에너지에 의해 작동되는 선회 전동기를 탑재한 하이브리드 건설기계에 있어서, 선회 전동기의 작동상태에 따라 하이브리드 건설기계의 유압펌프를 제어하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 하이브리드 건설기계는 엔진의 동력에 의해 발전기와 유압펌프를 작동시킨다. 발전기는 전기에너지를 생성하고, 펌프는 유압에너지를 생성한다.
발전기는 전기에너지를 생성하여 선회 전동기를 작동시키고, 잉여의 전기에너지는 전기에너지 저장장치에 저장된다. 또한, 선회 전동기는 감속시 발전기로 작동되어 전기에너지를 생산할 수도 있다. 또한, 선회 전동기는 전기에너지 저장장치에 충전된 전기에너지에 의해 작동될 수도 있다.
펌프는 작동유를 토출하고, 작동유는 각종 밸브 제어에 의해 유압 작업기에 제공된다. 유압 작업기는 붐 액추에이터, 암 액추에이터, 버킷 액추에이터, 주행 모터 및 옵션 장치 등이 있다.
즉, 하이브리드 건설기계는 상부체를 선회하고자 할 때에 유압 작업기와 별개로 전류 값에 의해 선회 전동기가 제어되고, 선회 전동기의 작동에 의해 상부체가 선회된다.
한편, 하이브리드 건설기계는 상부체 선회가 작동하는 경우에도 유압 작업기에 부하가 작용됨에 따라 부하에 충족되도록 엔진의 출력이 높아질 수 있다. 예를 들면, 엔진이 정격엔진회전수에 도달할 정도로 높은 동력을 출력할 수 있다.
이로써 상부체 선회와 유압 작업기의 작동을 동시에 수행하는 복합적인 작동을 수행할 때에, 엔진과 전기에너지 저장장치에서 출력되는 총 동력은 매우 클 수 있고, 특히 하이브리드 건설기계에서 생성되는 총 동력은 엔진식 건설기계에서 생성되는 총 동력에 비교하여 더 클 수 있다.
이로써 엔진식 건설기계에 익숙한 작업자라면, 하이브리드 건설기계를 운전할 때에 감성적으로 이질감을 느낄 수 있다. 특히, 조이스틱 레버를 조작하는 변위 정도에 따라 각종 액추에이터가 작동되는데, 이질감으로 인하여 적정한 레버 조작이 어려울 수 있고, 이로써 상부체 선회 작동이 작업자의 의도와 다르게 상대적으로 너무 빠르게 작동될 수도 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 하이브리드 건설기계의 조작감성과 엔진식 건설기계의 조작감성이 유사하게 구현하도록 하는 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법을 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 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법은, 선회 전동기(60)의 제어 전류값(Is)과 전동기 상수(Km)을 곱하여 선회 전동기 토크(T)를 구하는 토크 연산 단계(s10); 상기 선회전동기 토크(T)에 선회 전동기(60)의 회전속도(W)를 곱하여 선회 전동기 출력(Ps)을 연산하는 출력 연산단계(s20); 상기 선회 전동기 출력(Ps)을 유압 펌프(30)의 토출 압력(Pp)로 나누어 등가의 펌프 유량(Qep)을 구하는 등가 펌프 유량 연산 단계(s30); 상기 선회 전동기(60)의 회전속도(W)의 크기에 엔진식 굴삭기의 선회 유압모터 용적(Ds)을 곱하여 등가 선회 유량(Qes)을 구하는 등가 선회 유량 연산단계(s40); 상기 선회전동기 출력(Ps)의 부호가 양수이면 상기 등가 선회 유량(Qes)과 등가 펌프 유량(Qep) 중에 큰 값을 결정유량(Qr)으로 설정하고, 상기 선회전동기 출력(Ps)의 부호가 음수인 경우에는 '0'을 결정유량(Qr)으로 설정하는 결정유량 설정단계(s50); 펌프마력제어 선도에 상기 결정유량(Qr)을 대입하여 결정 압력(Pf)을 구하는 결정압력 연산단계(s60); 및 전류-압력 선도에 상기 결정압력(Pf)을 대입하여 결정 제어전류 값(Ie)을 구하는 결정 전류값 도출단계(s70); 를 포함하고, 상기 결정 전류 값(Ie)에 의하여 유압펌프(30)의 전자비례제어밸브(EPPR V/V)가 제어된다.
또한, 본 발명에 따른 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법의 상기 펌프마력제어 선도는, 유압시스템에 대한 마력제어 또는 등마력제어가 수행되어 가변 되는 것일 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법은 선회 전동기를 제어하는 전류 값을 유압제어신호로 환산하고, 유압제어신호를 다시 전류 값으로 환산하여 유압펌프를 제어한다. 즉, 선회 전동기의 특성을 반영하여 유압펌프를 제어할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법에 의하면 하이브리드 건설기계의 조작 감성이 엔진식 건설기계의 조작 감성과 유사하게 구현될 수 있다.
나아가 엔진식 건설기계에 익숙한 작업자도 별다른 이질감 없이 하이브리드 건설기계를 안정적으로 운전할 수 있는 것이다.
도 1은 하이브리드 건설기계의 동력 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법에서 최종적으로 결정된 결정유량을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법에서 최종적으로 결정된 결정유량을 최종적으로 결정되는 압력으로 환산하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법에서 최종적으로 결정되는 압력을 유압펌프를 제어하도록 하는 전류값으로 환산하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 크기가 과장되게 도시될 수 있다.
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.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
먼저, 도 1을 참조하여 하이브리드 건설기계의 동력 흐름을 설명한다. 첨부도면 도 1은 하이브리드 건설기계의 동력 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 하이브리드 건설기계는 엔진(10)과 발전기(20)와 유압펌프(30)가 탑재된다.
유압펌프(30)는 압력이 형성된 작동유를 토출한다. 작동유는 제어밸브(40)를 경유하여 각종 유압식 액추에이터(50)에 제공된다.
유압식 액추에이터(50)는 유압에 의해 작동되는 것으로, 예를 들면, 붐 액추에이터, 암 액추에이터, 버킷 액추에이터, 주행 모터 및 옵션 장치 등이 있을 수 있다.
발전기(20)는 전기에너지를 생성한다. 전기에너지는 선회 전동기(60)를 작동시키고, 잉여의 전기에너지는 전기에너지 저장장치(70)에 저장된다. 한편, 전기에너지 저장장치(70)에 저장된 전기에너지에 의해 선회 전동기(60)가 작동될 수 있다. 또한, 상부체가 감속하여 정지하려고 할 때에 상부체의 관성에너지는 선회 전동기(60)에 의해 전기 에너지로 변환되고, 이때 생성된 전기에너지는 상술한 전기에너지 저장장치(70)에 저장될 수 있다.
즉, 유압 액추에이터(50)는 유압제어에 의해 작동되지만, 선회 전동기(60)는 전기에너지에 의해 작동되므로 별개의 제어가 이루어지는 것이다.
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법에 대해서 설명한다.
첨부도면 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법에서 최종적으로 결정된 결정유량을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법에서 최종적으로 결정된 결정유량을 최종적으로 결정되는 압력으로 환산하는 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법에서 최종적으로 결정되는 압력을 유압펌프를 제어하도록 하는 전류값으로 환산하는 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서 사용되는 용어에서, "결정"이라는 접두어는 유압펌프의 제어가 조정될 값을 의미로 이해될 수 있다.
이하, 선회 전동기(60)의 작용으로부터 유압펌프(30)가 제어되기까지의 과정을 단계별로 설명한다.
토크 연산 단계(s10): 토크 연산 단계(s10)는 선회 전동기(60)에서 구현되는 토크를 구하는 단계이다. 선회 전동기(60)의 토크는 선회 전동기(60)를 제어하도록 하는 제어 전류값(Is)을 입력 받고, 제어 전류값(Is)과 전동기 상수(Km)의 곱셈으로 구해진다. 이렇게 구해진 토크를 선회 전동기 토크(T)라 한다.
출력 연산 단계(s20): 출력 연산 단계(s20)는 선회 전동기(60)에서 구현되는 출력을 구하는 단계이다. 선회 전동기(60)의 출력은 선회 전동기 속도(W)를 입력 받고, 선회 전동기 속도(W)와 선회 전동기 토크(T)의 곱셈으로 구해진다. 이렇게 구해진 출력을 선회 전동기 출력(Ps)이라 한다.
등가 펌프 유량 연산 단계(s30): 등가 펌프 유량 연산 단계(s30)는 선회 전동기 출력(Ps)을 유압펌프(30)의 출력으로 변환하고 이를 유량으로 환산하는 단계이다. 등가 펌프 유량(Qep)은 유압펌프(30)의 토출 압력인 펌프 토출 압력(Pp)을 입력 받고, 선회 전동기 출력(Ps)을 펌프 토출 압력(Pp)으로 나누어 구해진다. 이렇게 구해진 유량을 등가 펌프 유량(Qep)이라 한다.
등가 선회 유량 연산 단계(s40): 등가 선회 유량 연산 단계(s40)는 선회 전동기(60)의 속도를 종래 엔진식 건설기계에 탑재된 선회 유압모터의 유량으로 환산하는 단계이다. 등가 선회 유량(Qes)은 선회 전동기 속도(W)를 입력 받고, 선회 전동기 속도(W)와 선회 유압모터 용적(Ds)의 곱셈으로 구해진다. 이렇게 구해진 유량을 등가 선회 유량(Qes)이라 한다.
결정 유량 설정 단계(s50): 결정 유량 설정 단계(s50)는 상기 선회 전동기 출력(Ps)의 부호에 따라 상기 등가 선회 유량(Qes)과 등가 펌프 유량(Qep) 중 큰 값, 또는 '0'을 결정유량(Qr)으로 설정하는 단계이다. 이에 부연 설명하면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 선회 전동기 출력값(Ps)을 '0'과 비교하여(s51) 음수인 경우에는 결정유량(Qr)을 '0'으로 설정한다(s52). 반면, 양수인 경우에는 등가 펌프 유량(Qep)과 등가 선회 유량(Qes)의 크기를 비교하여(s53), 등가 펌프 유량(Qep)이 등가 선회 유량(Qes)보다 크면 결정유량(Qr)을 등가 펌프 유량(Qep)으로 설정하고(s55), 반대로 등가 선회 유량(Qes)이 등가 펌프 유량(Qep)보다 크면, 등가 선회 유량(Qes)을 결정 유량(Qr)으로 설정 한다(s54).
결정압력 연산단계(s60): 결정압력 연산단계(s60)는 결정유량(Qr)에 근거하여 결정압력(Pf)을 구하는 단계이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 유압펌프(30)의 마력제어 선도상에서, 펌프 토출 압력(Pp)에 대응하는 현재 펌프 토출 유량(Qp1)을 현재 마력제어 선도(L1)상에서 구하고, 현재 펌프 토출 유량(Qp1)에서 결정유량(Qr)을 차감하면, 목표 펌프 토출 유량(Qp2) 및 목표 마력제어 선도(L2)가 구해진다.
마력제어는 토출압력 평균치에 따라 펌프의 경전각을 가변시켜 엔진에 과도한 토크가 작용되는 것을 방지하는 제어이다. 부연 설명하면, 유량이 증가되면 압력을 감소시키고, 압력이 증가되면 유량을 감소시켜 마력을 일정하게 유지시키는 제어이다.
등마력제어는 엔진에 정격이상의 과도한 토크가 작용되는 것을 방지하는 제어이다. 부연 설명하면, 엔진에서 구현되는 총 동력 중에 어느 정도 수준의 동력을 이용하느냐에 따라 엔진에 작용되는 부하를 증가 또는 경감 시킬 수 있다. 도 3에서 현재 마력제어선도(L1)는 목표 마력제어선도(L2)에 비교하여 엔진에 더 많은 부하가 작용되지만, 그 만큼 더 큰 토크를 발생시킬 수 있는 것이다. 즉, 고부하 작업을 수행할수록 목표 마력제어선도(L2)보다는 현재 마력제어선도(L1) 쪽의 선도를 이용하고, 반대로, 경부하 작업을 수행할수록 현재 마력제어선도(L1)보다는 목표 마력제어선도(L2) 쪽의 선도를 이용하게 된다.
결정압력(Pf)은 도 4에 나타낸 바와 같이, 압력-유량 선도에서 결정유량(Qr)을 대입하여 구해진다.
결정 전류값 도출단계(s70): 결정 전류값 도출단계(s70)는 결정압력(Pf)을 근거로 결정 제어전류값(Ie)을 생성하는 단계이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 전류-압력 선도에서 압력 값이 대입되면 전류값이 결정되는 것이다. 즉, 결정압력(Pf)이 전류-압력 선도에 대입되면 그에 해당하는 결정 제어전류 값(Ie)이 생성되는 것이다.
상술한 바와 같이 최종적으로 구해진 결정 제어전류 값(Ie)은 전자비례제어밸브(EPPR V/V: Electronic Proportional Pressure Reducing Valve)에 제공된다. 상술한 전자비례제어 밸브는 유압펌프(30)의 경전각을 제어한다.
한편, 도 7 및 도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법을 각각 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법에 의하면, 결정압력 연산단계(s60)에서 상기 등가 펌프 유량 연산 단계(s30)에서 구해진 등가 펌프 유량(Qep)을 펌프마력제어 선도에 대입하여 결정 압력(Pf)을 구함으로써 상기 등가 선회 유량 단계(s40) 및 결정유량 설정단계(s50)를 생략할 수 있다.
그리고, 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법에 의하면, 등가 선회 유량 단계(s40)에서 구해진 등가 선회 유량(Qes)을 펌프마력제어 선도에 대입하여 결정 압력(Pf)을 구함으로써 상기 토크 연산 단계(s10), 상기 출력 연산단계(s20) 및 상기 등가 펌프 유량 연산 단계(s30)를 생략할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법에 의하면, 선회 복합 동작을 수행할 때에, 작업기의 총 출력을 종래의 엔진식 건설기계와 유사하도록 제어하고, 조작감성을 유사하게 구현할 수 있다.
이 때문에, 엔진식 건설기계에 익숙한 작업자도 별다른 이질감 없이 하이브리드 건설기계를 안정적으로 운전할 수 있는 것이다.
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 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법은, 엔진의 동력에 의해 유압펌프와 발전기를 작동시키고, 유압펌프에 의해 유압에너지를 생성하여 유압 작업기를 작동시키고, 발전기에 의해 전기에너지를 생성하여 선회 전동기를 작동시킴에 있어서, 선회 전동기의 특성을 반영하여 유압펌프를 제어하는 데에 이용될 수 있다.
10: 엔진 20: 발전기
30: 유압펌프 40: 제어밸브
50: 유압식 액추에이터 60: 선회 전동기
70: 전기에너지 저장장치
W: 선회 전동기 속도
Is: 선회 전동기 제어 전류
T: 선회 전동기 토크 Ps: 선회 전동기 출력
Qep: 등가 펌프 유량 Qes: 등가 선회 유량
Qr: 결정 유량 Pf: 결정압력
Ie: EPPR 밸브 제어 전류
L1: 현재 마력제어 선도 L2: 목표 마력제어 선도
Qp1: 현재 펌프 토출 유량 Qp2: 목표 펌프 토출 유량
Pp: 펌프 토출 압력

Claims (4)

  1. 선회 전동기(60)의 제어 전류값(Is)과 전동기 상수(Km)을 곱하여 선회 전동기 토크(T)를 구하는 토크 연산 단계(s10);
    상기 선회전동기 토크(T)에 선회 전동기(60)의 회전속도(W)를 곱하여 선회 전동기 출력(Ps)을 연산하는 출력 연산단계(s20);
    상기 선회 전동기 출력(Ps)을 유압 펌프(30)의 토출 압력(Pp)로 나누어 등가의 펌프 유량(Qep)을 구하는 등가 펌프 유량 연산 단계(s30);
    상기 선회 전동기(60)의 회전속도(W)의 크기에 엔진식 굴삭기의 선회 유압모터 용적(Ds)을 곱하여 등가 선회 유량(Qes)을 구하는 등가 선회 유량 연산단계(s40);
    상기 선회전동기 출력(Ps)의 부호가 양수이면 상기 등가 선회 유량(Qes)과 등가 펌프 유량(Qep) 중에 큰 값을 결정유량(Qr)으로 설정하고, 상기 선회전동기 출력(Ps)의 부호가 음수인 경우에는 '0'을 결정유량(Qr)으로 설정하는 결정유량 설정단계(s50);
    펌프마력제어 선도에 상기 결정유량(Qr)을 대입하여 결정 압력(Pf)을 구하는 결정압력 연산단계(s60); 및
    전류-압력 선도에 상기 결정압력(Pf)을 대입하여 결정 제어전류 값(Ie)을 구하는 결정 전류값 도출단계(s70); 를 포함하고,
    상기 결정 전류 값(Ie)에 의하여 유압펌프(30)의 전자비례제어밸브(EPPR V/V)가 제어되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법.
  2. 선회 전동기(60)의 제어 전류값(Is)과 전동기 상수(Km)에 따라 선회 전동기 토크(T)를 구하는 토크 연산 단계(s10);
    상기 선회 전동기 토크(T)와 선회 전동기(60)의 회전속도(W)에 따라 선회 전동기 출력(Ps)을 구하는 출력 연산단계(s20);
    상기 선회 전동기 출력(Ps)을 유압펌프(30)의 출력으로 환산하여 등가 펌프 유량(Qep)을 구하는 등가 펌프 유량 연산 단계(s30);
    펌프마력제어 선도에 상기 등가 펌프 유량을 대입하여 결정 압력(Pf)을 구하는 결정압력 연산단계(s60); 및
    전류-압력 선도에 상기 결정압력(Pf)을 대입하여 결정 제어전류 값(Ie)을 구하는 결정 전류값 도출단계(s70); 를 포함하고,
    상기 결정 전류 값(Ie)에 의하여 상기 유압펌프(30)의 전자비례제어밸브(EPPR V/V)가 제어되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법.
  3. 선회 전동기(60)의 회전속도(W)의 크기에 엔진식 굴삭기의 선회 유압모터 용적(Ds)을 곱하여 등가 선회 유량(Qes)을 구하는 등가 선회 유량 연산단계(s40);
    상기 등가 선회 유량과 펌프마력제어 선도에 따라 결정 압력(Pf)을 구하는 결정압력 연산단계(s60); 및
    전류-압력 선도에 상기 결정압력(Pf)을 대입하여 결정 제어전류 값(Ie)을 구하는 결정 전류값 도출단계(s70); 를 포함하고,
    상기 결정 전류 값(Ie)에 의하여 유압펌프(30)의 전자비례제어밸브(EPPR V/V)가 제어되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법.
  4. 제 1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결정압력 연산단계(s60)는,
    유압시스템에 대한 마력제어 또는 등마력제어 선도를 따라 수행되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 건설기계의 유압펌프 제어방법.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010189864A (ja) 2009-02-16 2010-09-02 Sumitomo Heavy Ind Ltd ハイブリッド型建設機械

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101155785B1 (ko) * 2004-12-31 2012-06-12 두산인프라코어 주식회사 굴삭기의 하이브리드 유압제어시스템
KR101535299B1 (ko) * 2008-12-04 2015-07-08 두산인프라코어 주식회사 하이브리드 건설기계의 동력제어장치
JP5197479B2 (ja) * 2009-05-08 2013-05-15 カヤバ工業株式会社 ハイブリッド建設機械
JP5175870B2 (ja) * 2010-01-13 2013-04-03 川崎重工業株式会社 作業機械の駆動制御装置
JP5342473B2 (ja) * 2010-02-25 2013-11-13 ナブテスコ株式会社 ハイブリッド建機の制御装置
JP5323753B2 (ja) * 2010-03-26 2013-10-23 カヤバ工業株式会社 建設機械の制御装置
JP5548113B2 (ja) * 2010-12-17 2014-07-16 川崎重工業株式会社 作業機械の駆動制御方法
KR101833063B1 (ko) * 2011-01-24 2018-02-27 두산인프라코어 주식회사 건설기계

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010189864A (ja) 2009-02-16 2010-09-02 Sumitomo Heavy Ind Ltd ハイブリッド型建設機械

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