KR102099477B1 - 하이브리드 건설기계의 선회 브레이크 제어 장치 - Google Patents

하이브리드 건설기계의 선회 브레이크 제어 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102099477B1
KR102099477B1 KR1020130114341A KR20130114341A KR102099477B1 KR 102099477 B1 KR102099477 B1 KR 102099477B1 KR 1020130114341 A KR1020130114341 A KR 1020130114341A KR 20130114341 A KR20130114341 A KR 20130114341A KR 102099477 B1 KR102099477 B1 KR 102099477B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
turning
spool
brake
construction machine
hybrid construction
Prior art date
Application number
KR1020130114341A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150034363A (ko
Inventor
유승진
Original Assignee
두산인프라코어 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 두산인프라코어 주식회사 filed Critical 두산인프라코어 주식회사
Priority to KR1020130114341A priority Critical patent/KR102099477B1/ko
Publication of KR20150034363A publication Critical patent/KR20150034363A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102099477B1 publication Critical patent/KR102099477B1/ko

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/08—Superstructures; Supports for superstructures
    • E02F9/10—Supports for movable superstructures mounted on travelling or walking gears or on other superstructures
    • E02F9/12—Slewing or traversing gears
    • E02F9/121—Turntables, i.e. structure rotatable about 360°
    • E02F9/128—Braking systems
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/08—Superstructures; Supports for superstructures
    • E02F9/10—Supports for movable superstructures mounted on travelling or walking gears or on other superstructures
    • E02F9/12—Slewing or traversing gears
    • E02F9/121—Turntables, i.e. structure rotatable about 360°
    • E02F9/123—Drives or control devices specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/40—Special vehicles
    • B60Y2200/41—Construction vehicles, e.g. graders, excavators
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2058—Electric or electro-mechanical or mechanical control devices of vehicle sub-units
    • E02F9/2062—Control of propulsion units
    • E02F9/2075—Control of propulsion units of the hybrid type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

본 발명은 엔진식 건설기계에 구비된 유압식 선회 브레이크 제어 회로를 하이브리드 건설기계에서 재사용할 수 있도록, 형상 구조가 변경된 선회 브레이크를 이용하여 선회 스풀이 이동하더라도 바이패스 유로를 개방된 상태로 유지시킴으로써, 하이브리드 건설기계의 선회 브레이크를 해제하기 위한 별도의 솔레노이드 밸브 및 구동회로 등의 구성품을 제거하여 하이브리드 제어기의 소형화 설계가 가능한, 하이브리드 건설기계의 선회 브레이크 제어 장치에 관한 것이다.

Description

하이브리드 건설기계의 선회 브레이크 제어 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING SWING BRAKE FOR HYBRID CONSTRUCTION EQUIPMENT}
본 발명의 실시 예는 하이브리드 건설기계의 선회 브레이크 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진식 건설기계에 구비된 유압식 선회 브레이크 제어 회로를 하이브리드 건설기계에서 재사용할 수 있는, 하이브리드 건설기계의 선회 브레이크 제어 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 엔진식 건설기계에서의 유압식 선회부의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 엔진식 건설기계(100)는 엔진(110), 펌프(120), 제어 밸브(130) 및 유압식 선회부(140)를 포함한다. 여기서, 유압식 선회부(140)는 선회 유압모터(141), 선회 브레이크(142) 및 브레이크 체결부(143)를 포함한다.
펌프(120)는 엔진(110)과 직접 결합되어 작동유를 제어 밸브(130)로 공급한다. 즉, 엔진(110)의 회전력으로 펌프(120)가 회전되고, 펌프(120)로부터 토출된 작동유가 제어 밸브(130)로 공급된다.
제어 밸브(130)는 각종 작동기의 스풀인 붐 스풀(131), 암 스풀(132), 버켓 스풀(133) 및 선회 스풀(134)로 이루어진다. 제어 밸브(130)는 펌프(120)에서 공급된 유압을 조정함으로써, 작동기(예컨대, 붐 작동기, 버켓 작동기 및 암 작동기), 선회 유압모터(141) 및 주행 모터에 제공될 작동유를 제어할 수 있다. 즉, 제어 밸브(130)는 운전자의 레버 지령에 따라 작동기, 선회 유압모터(141) 및 주행 모터에 작동유를 공급하여 엔진식 건설기계(100)를 운전시키게 된다.
엔진식 건설기계(100)는 상부 선회체의 선회 및 버켓의 구동과 같은 작업을 모두 유압 장치를 통해 구현된다. 여기서, 선회 유압모터(141)는 선회용 유압 모터로서, 제어 밸브(130)의 선회 스풀(134)에서 제공된 작동유를 전달받아서 엔진식 건설기계(100)의 상부 선회체를 회전시킨다.
한편, 엔진식 건설기계(100)의 유압식 선회부(140)는 제어 밸브(130)의 스풀이 모두 중립 위치에 있는 경우 선회 브레이크(142)를 체결된 상태로 유지한다. 즉, 붐 스풀(131), 암 스풀(132), 버켓 스풀(133) 및 선회 스풀(134)이 모두 중립위치에 있는 경우에는 기어 펌프에서 토출된 유량이 오리피스를 통해 각 제어 밸브(130)의 유로를 거쳐 오일탱크로 드레인된다. 따라서 선회 브레이크(142)는 스프링력에 의해 체결된 상태로 유지된다.
반면, 엔진식 건설기계(100)는 붐, 암, 버켓 및 선회 조이스틱 중 어느 하나라도 운전자가 조작하면, 해당 스풀이 이동하면서 선회 브레이크(142)의 체결을 해제한다. 즉, 브레이크 체결부(143)는 선회 브레이크(142)를 제어 밸브(130)의 스풀 이동에 따라 선회 브레이크(142)를 자동으로 해제하도록 제어한다. 제어 밸브(130)의 스풀이 이동하면서 기어펌프의 드레인 유로가 차단이 되고, 고압의 기어펌프 압력이 선회 브레이크(142)를 해제하도록 제어된다.
도 2는 일반적인 하이브리드 건설기계의 구성도이다.
도 2에 도시된 것과 같이, 하이브리드 건설기계(200)는 엔진(210), 전동기(220), 펌프(230), 제어밸브(240), 붐/암/버켓/주행 작동기(250), 에너지 저장 장치(260) 및 선회 전동기(270)를 포함한다.
하이브리드 건설기계(200)는 엔진(210)의 동력에 의해 전동기(220)와 펌프(230)를 작동시킨다. 전동기(220)는 전기에너지를 생성하고, 펌프(230)는 유압에너지를 생성한다.
전동기(220)는 전기에너지를 생성하여 선회 전동기(270)를 작동시키고, 잉여의 전기에너지는 에너지 저장장치(260)에 저장된다. 또한, 선회 전동기(270)는 감속시 발전기로 작동되어 전기에너지를 생산할 수도 있다. 또한, 선회 전동기(270)는 에너지 저장장치(260)에 충전된 전기에너지에 의해 작동될 수도 있다.
펌프(230)는 작동유를 토출하고, 작동유는 각종 제어밸브(240)에 의해 작동기(250)에 제공된다. 즉, 펌프(230)는 엔진(210)과 직접 결합되어 작동유를 제어밸브(240)로 공급한다. 엔진(210)의 회전력으로 펌프(230)가 회전되고, 펌프(230)로부터 토출된 작동유가 제어밸브(240)로 공급된다.
작동기(250)는 붐 작동기, 암 작동기, 버켓 작동기, 주행 모터 및 옵션 장치 등이 포함된 작동기로 이루어진다.
한편, 하이브리드 건설 기계는 상부체를 선회하고자 할 때에 붐/암/버켓/주행 작동기(250)와 별개로 전류 값에 의해 선회 전동기(270)가 제어되고, 선회 전동기(270)의 작동에 의해 상부체가 선회한다.
선회 전동기(270)는 에너지 저장장치(260)로부터 전기에너지를 공급받아 구동되고, 에너지 저장장치(260)는 전동기(220)로부터 전력을 공급받는다. 선회 전동기(270)가 감속되는 상황에서는 에너지 저장장치(260)로 선회 장치의 운동에너지가 회생되며, 마찰 등에 의해 손실되는 전력은 전동기(220)로부터 공급이 되어 에너지 저장장치(260)의 전압이 적정한 수준으로 유지되도록 한다.
하이브리드 건설기계(200)는 도 1에 도시된 엔진식 건설기계(100)와는 다르게, 일반적인 유압식 동력 전달계로부터 분리되어 전동식으로 구동되는 선회계를 포함한다. 즉, 이러한 전동식 선회계를 구비한 하이브리드 건설기계(200)에서는 선회 구동이 유압식으로 구동되는 붐/암/버켓/주행과는 별개로 제어가 된다. 즉, 하이브리드 건설 기계는 상부체를 선회하고자 할 때에 작동기와는 별개로 전류 값에 의해 선회 전동기가 제어되고, 선회 전동기의 작동에 의해 상부체가 선회된다.
하이브리드 건설기계(200)는 선회 상부체를 선회 전동기(270)로 구동하기 때문에, 선회 스풀이 움직이지 않도록 고정되어 있다. 이 때문에 선회 단독 조작 시, 선회 브레이크를 해제시키기 위해서는 하이브리드 제어기에 탑재된 솔레노이드 밸브 구동회로를 동작시켜서 선회 브레이크에 고압의 기어펌프 유량이 공급하도록 제어한다.
도 3은 일반적인 하이브리드 건설기계에서의 전동식 선회부의 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 일반적인 하이브리드 건설기계(200)는 엔진(210), 전동기(220), 펌프(230), 제어 밸브(240), 선회 전동기(270) 및 전동식 선회부(280)를 포함한다. 여기서, 제어 밸브(240)는 붐 스풀(241), 암 스풀(242), 버켓 스풀(243) 및 선회 스풀(244)을 포함한다. 전동식 선회부(280)는 선회 브레이크(281), 브레이크 체결부(282) 및 솔레노이드 밸브 구동부(283)를 포함한다.
하이브리드 건설기계(200)는 종래의 엔진식 건설기계(100)의 선회 유압 모터(141)와 대응되는 선회 스풀(244)을 움직이지 않도록 고정한다. 즉, 선회 스풀(244)은 종래의 선회 조이스틱 입력 신호(좌, 우)를 입력받지 않고 드레인 유로와 연결되어 있다. 선회 스풀(244)이 고정되는 이유는 선회 상부체가 선회 전동기(270)로 구동되면서 선회 유압동력이 차단되기 때문이다. 선회 스풀(244)이 움직이게 되면, 바이패스 유로가 차단되면서 펌프에 고압이 걸리기 때문이다.
한편, 하이브리드 건설기계(200)의 전동식 선회부(280)는 운전자가 붐, 아, 버켓 또는 선회 조이스틱을 하나라도 조작하는 경우에 해당 스풀이 이동하면서 선회 브레이크(281)를 해제하도록 되어 있다.
따라서 하이브리드 건설기계(200)에는 선회 스풀(244)이 고정되었기 때문에, 선회 조작시 선회 브레이크(281)를 해제하기 위한 솔레노이드 밸브 구동부(283)가 포함된다. 솔레노이드 밸브 구동부(283)는 선회 전동기(270)가 구동되는 경우 선회 브레이크(281)를 해제시킬 수 있도록 솔레노이드 밸브 및 구동회로를 포함한다. 솔레노이드 밸브 구동부(283)는 전기 장치로 이루어지기 때문에 오동작이 발생할 확률이 높다. 이러한 전기 장치의 단순한 오동작에 의해 선회 브레이크(244)가 해제되지 않을 위험성이 있다. 이러한 솔레노이드 밸브 구동부(283)는 하이브리드 건설기계의 핵심 부품제어를 위한 하이브리드 제어기(HCU: Hybrid Control Unit)에 구현된다. 따라서 솔레노이드 밸브 구동부(283)의 추가 장착으로 인해 하이브리드 제어기의 소형화 설계에 장애가 될 수 있다. 또한, 하이브리드 제어기가 복잡해질 수 있고 고장 위험을 증대시킨다.
본 발명의 실시 예들은 엔진식 건설기계에 구비된 유압식 선회 브레이크 제어 회로를 하이브리드 건설기계에서 재사용할 수 있도록, 형상 구조가 변경된 선회 브레이크를 이용하여 선회 스풀이 이동하더라도 바이패스 유로를 개방된 상태로 유지시킴으로써, 하이브리드 건설기계의 선회 브레이크를 해제하기 위한 별도의 솔레노이드 밸브 및 구동회로 등의 구성품을 제거하여 하이브리드 제어기의 소형화 설계가 가능한, 하이브리드 건설기계의 선회 브레이크 제어 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시 예들은 하이브리드 건설기계에 장착된 솔레노이드 밸브 및 구동회로 등의 구성품을 제거하면서도 선회 브레이크를 제어함으로써, 구동회로 등의 복잡성 및 구동 회로의 오류로 인한 고장 위험을 줄일 수 있는, 하이브리드 건설기계의 선회 브레이크 제어 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 엔진, 발전기, 펌프 및 선회 전동기를 구비한 하이브리드 건설 기계에 있어서, 하이브리드 건설기계의 선회 상부체를 유압식으로 고정하는 선회 브레이크; 상기 펌프에서 토출되어 붐, 암 및 버켓으로 유입되는 유량을 조절하는 붐, 암 및 버켓 스풀과, 스풀이 이동하더라도 바이패스 유로를 개방된 상태로 유지시키는 선회 스풀로 이루어지는 제어 밸브; 및 상기 선회 브레이크와 상기 제어 밸브 사이에 연결되고, 상기 제어 밸브의 스풀 모두가 중립 위치에 있으면 상기 선회 브레이크를 체결하도록 구동시키고, 상기 제어 밸브 중 어느 하나의 스풀이 이동되면 상기 체결된 선회 브레이크를 해제하도록 구동시키는 선회 브레이크 제어부를 포함하는 하이브리드 건설 기계의 선회 브레이크 제어 장치가 제공될 수 있다.
상기 선회 스풀은, 스풀 이동에 따라 바이패스 유로를 개방된 상태로 유지시키면서 상기 선회 브레이크를 해제시켜 주는 스풀 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 선회 브레이크 제어부는, 붐, 암, 버켓 및 선회 스풀이 모두 중립위치에 있는 경우에 기어 펌프에서 토출된 유량을 오리피스를 통해 각 제어 밸브의 유로를 거쳐 오일 탱크로 드레인시켜 상기 선회 브레이크를 스프링에 의해 체결된 상태로 유지하고, 붐, 암, 버켓 또는 선회 조이스틱 중에서 하나 이상이 조작되면 해당 스풀을 이동시켜 기어 펌프의 드레인 유로를 차단시키고 기어 펌프 압력을 통해 상기 선회 브레이크를 해제하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예들은 엔진식 건설기계에 구비된 유압식 선회 브레이크 제어 회로를 하이브리드 건설기계에서 재사용할 수 있도록, 형상 구조가 변경된 선회 브레이크를 이용하여 선회 스풀이 이동하더라도 바이패스 유로를 개방된 상태로 유지시킴으로써, 하이브리드 건설기계의 선회 브레이크를 해제하기 위한 별도의 솔레노이드 밸브 및 구동회로 등의 구성품을 제거하여 소형화 설계가 가능한 효과가 있다. 즉, 본 발명의 실시 예들은 선회 상부체가 전동기로 구동되는 하이브리드 건설기계에 대해서도, 종래의 엔진식 건설기계와 동일한 방식으로 유압 구동식 선회브레이크를 적용해도 선회 브레이크를 해제할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들은 하이브리드 건설기계에 장착된 솔레노이드 밸브 및 구동회로 등의 구성품을 제거하면서도 선회 브레이크를 제어함으로써, 구동회로 등의 복잡성 및 구동 회로의 오류로 인한 고장 위험을 줄일 수 있는 효과가 있다.
더 나아가, 종래의 엔진식 건설기계를 개량한 하이브리드 건설기계에서 불용 상태의 선회 스풀을 재활용할 수 있다.
도 1은 종래의 엔진식 건설기계에서의 유압식 선회부의 구성도이다.
도 2는 일반적인 하이브리드 건설기계의 구성도이다.
도 3은 일반적인 하이브리드 건설기계에서의 전동식 선회부의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 건설기계의 선회 브레이크 제어 장치의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 선회 브레이크 제어 장치의 선회 스풀의 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 동일한 구성요소에 대해서는 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호로 표시하며, 공지된 구성에 대해서는 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 구체적인 설명은 생략하기로 함에 유의한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 건설기계의 선회 브레이크 제어 장치의 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 하이브리드 건설기계(400)는 엔진(410), 전동기(420), 펌프(430), 제어 밸브(440), 선회 전동기(450) 및 선회 브레이크 제어부(460)를 포함한다. 여기서, 제어 밸브(440)는 붐 스풀(441), 암 스풀(442), 버켓 스풀(443) 및 선회 스풀(444)을 포함한다.
펌프(430)는 엔진(410)과 직접 결합되어 작동유를 바이패스 유로(445)를 통해 제어 밸브(440)로 공급한다. 즉, 엔진(410)의 회전력으로 펌프(420)가 회전되고, 펌프(420)로부터 토출된 작동유가 제어 밸브(440)로 공급된다.
제어 밸브(440)는 펌프(430)에서 토출되어 붐, 암 및 버켓으로 유입되는 유량을 조절하는 붐 스풀(441), 암 스풀(442), 버켓 스풀(443)을 포함한다. 제어 밸브(440)는 펌프(420)에서 공급된 유압을 조정함으로써, 작동기(예컨대, 붐 작동기, 버켓 작동기 및 암 작동기), 주행 모터에 제공될 작동유를 제어할 수 있다. 즉, 제어 밸브(440)는 운전자의 레버 지령에 따라 작동기, 주행 모터에 작동유를 공급하여 하이브리드 건설기계(400)를 운전시키게 된다.
또한, 제어 밸브(440)는 선회 스풀(444)이 이동하더라도 바이패스 유로(445)를 개방된 상태로 유지시키는 선회 스풀(444)을 포함한다. 즉, 하이브리드 건설기계(400)는 위치에 관계없이 바이패스 유로(445)를 최대로 개방시켜주는 선회 스풀(444)을 포함한다.
이하, 이러한 선회 스풀(444)이 포함된 하이브리드 건설기계(400)의 선회 브레이크 제어 장치를 구체적으로 살펴보기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 선회 브레이크 제어 장치는 이러한 선회 스풀(444)이 포함된 제어 밸브(440), 선회 전동기(450) 및 선회 브레이크 제어부(460)로 이루어진다. 선회 브레이크 장치는 엔진(410), 전동기(420), 펌프(430) 및 선회 전동기(450)를 구비한 하이브리드 건설기계(400)에 적용된다. 여기서, 선회 브레이크 제어부(460)는 선회 브레이크(461) 및 선회 브레이크 체결부(462)를 포함한다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 선회 브레이크 제어 장치의 구성요소 각각에 대하여 살펴보기로 한다.
선회 브레이크(461)는 하이브리드 건설기계(400)의 선회 상부체를 유압식으로 고정하거나 유압식 고정을 해제한다.
제어 밸브(440)는 붐 스풀(441), 암 스풀(442) 및 버켓 스풀(443)과, 스풀이 이동하더라도 바이패스 유로를 개방된 상태로 유지시키는 선회 스풀(444)로 이루어진다.
선회 브레이크 제어부(460)는 선회 브레이크(461)와 제어 밸브(440) 사이에 연결되고, 제어 밸브(440)의 스풀 모두가 중립 위치에 있으면 선회 브레이크(461)를 체결하도록 구동시킨다. 하이브리드 건설기계(400)가 정지되거나 작업 종료시 선회 브레이크(461)를 체결하기 위함이다.
이후, 정지나 작업 종료 상태에서 운전자가 하이브리드 건설기계(400)를 구동시키는 정상 구동시 해당 스풀이 이동하게 된다. 이때, 제어 밸브(440) 중 어느 하나의 스풀이 이동되면 정지나 작업 종료 상태에서 체결된 선회 브레이크(461) 해제하도록 구동시킨다. 여기서, 선회 스풀(444)은 스풀 이동에 따라 바이패스 유로를 개방된 상태로 유지시키면서 선회 브레이크(461)를 해제시켜 주는 스풀 형상을 가진다.
즉, 선회 브레이크 제어부(460)는 붐 스풀(441), 암 스풀(442), 버켓 스풀(443) 및 선회 스풀(444)이 모두 중립위치에 있는 경우에 기어 펌프에서 토출된 유량을 오리피스를 통해 각 제어 밸브(440)의 유로를 거쳐 오일 탱크로 드레인시킨다. 이를 통해, 선회 브레이크(461)는 스프링에 의해 체결된 상태로 유지된다.
이후, 선회 브레이크 제어부(460)는 운전자가 붐, 암, 버켓 또는 선회 조이스틱 중에서 하나 이상을 조작하면 해당 스풀을 이동시켜 기어 펌프의 드레인 유로를 차단시킨다. 그리고 선회 브레이크 제어부(460)는 기어 펌프 압력을 통해 선회 브레이크(461)가 해제하도록 제어한다.
본 발명의 실시 예에 따른 선회 브레이크 제어 장치가 적용된 경우, 도 2에 도시된 엔진식 건설기계(200)와 선회 브레이크 제어 회로의 동작 방식이 동일해진다. 그러나 본 발명의 실시 예에 따른 선회 스풀(444)은 선회 스풀(134; 도1 참조)이 이동되지 않을 때만 바이패스 유로(135)를 개방시키는 연결 통로(134a)만 구비하던 종래와 다르게, 선회 스풀(444)이 중립 위치에 있을 때 바이패스 유로(445)를 연결시키는 연결 통로(444a)와, 선회 스풀(444)가 좌측 또는 우측으로 움직이더라도 바이패스 유로(445)를 연결시키는 연결 통로(444b, 444c)를 구비한다. 이에 따라, 본 실시예의 선회 스풀(444)은 선회 스풀이 이동하더라도, 바이패스 유로(445)를 항상 개방된 상태로 유지시킨다. 따라서 붐, 암, 버켓을 제어하기 위한 하이브리드 굴삭기(400)에서의 유압 시스템의 제어 방식에는 영향을 주지 않는다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 선회 브레이크 제어 장치가 적용된 경우, 일반적인 하이브리드 건설기계에서 선회 브레이크 해제를 위한 별도의 전기 장치(예컨대, 도 3의 솔레노이드 밸브 구동부(283) 등)이 없이도 선회 브레이크의 제어가 가능하다.
본 발명의 실시 예에 적용된 선회 스풀(444)은 선회 스풀 기호에 도시된 바와 같이, 스풀 위치에 관계없이 바이패스 유로가 항상 최대로 개방되도록 설계된 것이다. 선회 스풀(444) 적용되면, 운전자의 선회 조이스틱 조작에 따라 선회 스풀이 움직이게 되고, 선회 브레이크(461)가 자동으로 해제된다. 따라서, 도 3에 도시된 솔레노이드 밸브 및 구동회로가 포함된 솔레노이드 밸브 구동부(283)가 필요하지 않게 된다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 선회 브레이크 제어 장치의 선회 스풀의 예시도이다.
도 5에는 종래의 엔진식 건설기계(100)의 선회 스풀(134)과 본 발명에 따른 하이브리드 건설기계(400)의 선회 스풀(444) 각각에 대한 스풀 형상(501, 502)이 나타나 있다.
본 발명에 따른 하이브리드 건설기계(400)의 선회 스풀(444)을 종래의 엔진식 건설기계(100)의 선회 스풀(134)과 비교하면, 본 발명에 따른 선회 스풀(444)의 스풀 형상(502)이 영역(a)과 같이 변경되어 있다.
선회 브레이크 제어 장치의 선회 스풀(444)은 종래의 엔진식 건설기계(100)와 동일한 방식으로 선회 브레이크가 동작되면서, 종래의 선회 유압모터(141)의 유량을 제어하는 기능이 제거된 스풀 형상(502)으로 이루어져 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
본 발명은 엔진식 건설기계에 구비된 유압식 선회 브레이크 제어 회로를 하이브리드 건설기계에서 재사용할 수 있도록, 형상 구조가 변경된 선회 브레이크를 이용하여 선회 스풀이 이동하더라도 바이패스 유로를 개방된 상태로 유지시킴으로써, 하이브리드 건설기계의 선회 브레이크를 해제하기 위한 별도의 솔레노이드 밸브 및 구동회로 등의 구성품을 제거하여 하이브리드 제어기의 소형화 설계가 가능할 수 있다. 이러한 점에서 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용 가능성이 있는 발명이다.
400: 하이브리드 건설기계 410: 엔진
420: 전동기 430: 펌프
440: 제어 밸브 441: 붐 스풀
442: 암 스풀 443: 버켓 스풀
444: 선회 스풀 450: 선회 전동기
460: 선회 브레이크 제어부 461: 선회 브레이크
462: 선회 브레이크 체결부

Claims (3)

  1. 엔진, 발전기, 펌프 및 선회 전동기를 구비한 하이브리드 건설 기계에 있어서,
    하이브리드 건설기계의 선회 상부체를 유압식으로 고정하는 선회 브레이크;
    상기 펌프에서 토출되어 붐, 암 및 버켓으로 유입되는 유량을 조절하는 붐 스풀, 암 스풀, 버켓 스풀 및 선회 스풀을 포함하는 제어 밸브;
    상기 펌프에서 토출되는 작동유를 상기 선회 스풀을 경유하여 오일 탱크로 안내하는 바이패스 유로; 및
    상기 선회 브레이크와 상기 제어 밸브 사이에 연결되고, 상기 제어 밸브의 스풀 모두가 중립 위치에 있으면 상기 선회 브레이크를 체결하도록 구동시키고, 상기 제어 밸브 중 어느 하나의 스풀이 이동되면 상기 체결된 선회 브레이크를 해제하도록 구동시키는 선회 브레이크 제어부;
    를 포함하고,
    상기 선회 스풀은,
    상기 선회 스풀이 중립 상태일 때 상기 바이패스 유로를 개방시키는 제 1 연결통로와 상기 선회 스풀이 좌측으로 이동할 때 상기 바이패스 유로를 개방시키는 제 2 연결통로와 상기 선회 스풀이 우측으로 이동할 때 상기 바이패스 유로를 개방시키는 제 3 연결통로를 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 건설 기계의 선회 브레이크 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 선회 브레이크 제어부는,
    붐, 암, 버켓 및 선회 스풀이 모두 중립위치에 있는 경우에 기어 펌프에서 토출된 유량을 오리피스를 통해 각 제어 밸브의 유로를 거쳐 오일 탱크로 드레인시켜 상기 선회 브레이크를 스프링에 의해 체결된 상태로 유지하고, 붐, 암, 버켓 또는 선회 조이스틱 중에서 하나 이상이 조작되면 해당 스풀을 이동시켜 기어 펌프의 드레인 유로를 차단시키고 기어 펌프 압력을 통해 상기 선회 브레이크를 해제하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 건설 기계의 선회 브레이크 제어 장치.
  3. 삭제
KR1020130114341A 2013-09-26 2013-09-26 하이브리드 건설기계의 선회 브레이크 제어 장치 KR102099477B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130114341A KR102099477B1 (ko) 2013-09-26 2013-09-26 하이브리드 건설기계의 선회 브레이크 제어 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130114341A KR102099477B1 (ko) 2013-09-26 2013-09-26 하이브리드 건설기계의 선회 브레이크 제어 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150034363A KR20150034363A (ko) 2015-04-03
KR102099477B1 true KR102099477B1 (ko) 2020-04-09

Family

ID=53031189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130114341A KR102099477B1 (ko) 2013-09-26 2013-09-26 하이브리드 건설기계의 선회 브레이크 제어 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102099477B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2766895B2 (ja) 1989-08-01 1998-06-18 株式会社小松製作所 建設機械の旋回駐車ブレーキ装置
JP2012082607A (ja) * 2010-10-08 2012-04-26 Hitachi Constr Mach Co Ltd ハイブリッド式建設機械

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS634132A (ja) * 1986-06-24 1988-01-09 Hitachi Constr Mach Co Ltd 旋回用油圧モ−タのブレ−キ回路装置
JP3023541B2 (ja) * 1996-05-17 2000-03-21 住友建機株式会社 建設機械の旋回モータのブレーキ回路

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2766895B2 (ja) 1989-08-01 1998-06-18 株式会社小松製作所 建設機械の旋回駐車ブレーキ装置
JP2012082607A (ja) * 2010-10-08 2012-04-26 Hitachi Constr Mach Co Ltd ハイブリッド式建設機械

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150034363A (ko) 2015-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9057173B2 (en) Hybrid construction machine
US9803339B2 (en) Hydraulic control device and operating machine having the same
US9285023B2 (en) Hydraulic drive of operating machine
EP2514978B1 (en) A hydraulic circuit and working machine including the same
KR101889578B1 (ko) 건설 기계의 전동 구동 장치
KR101735117B1 (ko) 재생 에너지를 이용하는 유압회로
US20130209276A1 (en) Hydraulic control system
CA2916444C (en) Hydraulic pressure control device for construction machinery
KR101861856B1 (ko) 건설기계의 스윙 모터 유압제어장치
KR102099477B1 (ko) 하이브리드 건설기계의 선회 브레이크 제어 장치
JP2004232865A (ja) 自動変速機における液圧作動式クラッチの制御装置
KR101263955B1 (ko) 선회 브레이크 조작장치
JP2009243554A (ja) 作業機械
KR101889103B1 (ko) 건설기계의 캐빈의 도어 개폐장치
JP2014206022A (ja) 建設機械の旋回制動装置
KR101803584B1 (ko) 하이브리드 굴삭기의 붐 구동시스템 및 그 제어방법
JP6529028B2 (ja) 流体圧回路および作業機械
KR100800079B1 (ko) 건설중장비 안전장치
JPH11336134A (ja) 建設機械の旋回体ブレーキ装置
JP2011080540A (ja) ホイール式建設機械の油圧駆動装置
KR920004539Y1 (ko) 굴삭기의 선회브레이크(Swing Brake)자동 해제장치
KR19990026165U (ko) 건설중장비에서 사용되는 유압장치의 오동작 방지장치
CN112208343A (zh) 制动能量回收功能调节装置及制动能量回收功能调节方法
JPH04125304A (ja) 油圧装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
G170 Publication of correction