KR102142135B1

KR102142135B1 - 주행 직진성 향상을 위한 주행제어용 유압회로 및 이를 구비한 주행체

Info

Publication number: KR102142135B1
Application number: KR1020180165665A
Authority: KR
Inventors: 유승진; 이근호; 김영재; 강종민
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2020-08-06
Also published as: KR20200076518A

Abstract

본 발명은 주행체의 주행제어용 유압회로에 관한 것으로, 일 실시예에 따르면, 메인 공급유로로부터 공급되는 유체를 제1 내지 제3 주행모터의 각각에 공급하되 서로 병렬로 연결된 제1 내지 제3 공급유로; 상기 제1 내지 제3 주행모터의 각각으로부터 배출되는 유체를 메인 배출유로로 공급하되 서로 병렬로 연결된 제1 내지 제3 배출유로; 메인 공급유로 중 제1 공급유로의 분기점과 제2 공급유로의 분기점 사이에 배치된 제1 유로차단용 밸브, 및 제2 공급유로의 분기점의 하류측에 배치된 제2 유로차단용 밸브; 상기 제1 배출유로에 배치된 제1 유로전환용 밸브 및 이 유로전환용 밸브와 제2 공급유로를 연결하는 제1 연결유로; 및 상기 제2 배출유로에 배치된 제2 유로전환용 밸브 및 이 유로전환용 밸브와 제3 공급유로를 연결하는 제2 연결유로;를 포함하는 주행체의 주행제어용 유압회로를 개시한다.

Description

주행 직진성 향상을 위한 주행제어용 유압회로 및 이를 구비한 주행체 {Hydraulic circuit for driving control for improving straightness and a moving object having the hydraulic circuit}

본 발명은 주행체의 주행제어용 유압회로에 관한 것으로, 보다 자세하게는, 주행 직진성을 향상시킬 수 있는 주행제어용 유압회로 및 이를 구비한 주행체에 관한 것이다.

3개의 트랙 장치를 구비하여 직선 주행, 곡선 주행, 제자리 회전 등의 주행이 가능한 주행 차량이 공지되어 있다. 이러한 종래 주행체의 예시적 구성을 도1에 나타내었는데, 도1(a)는 주행체의 측면, 도1(b)는 상부를 각각 개략적으로 나타내며, 도면에서 좌측이 주행체의 전방이고 우측이 후방이다.

주행체는 본체(1)의 하부에 3개의 트랙장치(TFR, TFL, TRC)를 구비하고 있다. 각 트랙장치는 본체(1)를 관통하여 설치된 회전축(2), 회전축(2)의 하단에 장착된 트랙(3), 회전축(2)을 좌우 회전시키는 조향모터(5), 트랙(3)을 구동시키는 주행모터(도시 생략)를 포함한다. 조향모터(5)는 유압모터나 전기모터로 구현될 수 있으며 전기모터를 적용하는 경우 웜기어(6)에 의해 회전축(2)을 좌측 또는 우측으로 선회시킬 수 있고, 주행모터는 구동바퀴(4)를 구동하여 트랙(3)을 움직인다.

도2에 개략적으로 도시한 바와 같이 각 회전축(2)은 본체(1)의 임의의 중심점(C)을 중심으로 반경(R)의 원주상에 120도 등간격으로 위치하고 각 회전축(2)에 3개의 트랙장치, 즉 전방우측 트랙장치(TFR), 전방좌측 트랙장치(TFL), 및 후방중앙 트랙장치(TRC)가 장착된다. 또한 주행체의 3개의 트랙장치의 조향모터 및 주행모터를 각기 개별적으로 제어함으로써 도3(a) 내지 도3(d)에 도시한 것처럼 직선 주행, 곡선 주행, 제자리 회전, 및 정지 작업 등 다양한 움직임을 나타낼 수 있다.

한편 이러한 주행체는 화물적재 등으로 많은 부하가 걸린 상태나 험지에서도 강력한 주행력을 얻기 위해 유압으로 구동될 수 있으며, 조향모터와 주행모터 각각이 유압모터로서 구현되고 이들 모터를 제어하기 위해 주행제어용 유압회로가 주행체에 장착될 수 있다.

그런데 상술한 종래의 주행체의 경우 도3(a)와 같이 직선주행을 하도록 조향모터와 주행모터를 제어하더라도 주행체에 부하가 편심되어 실리거나 주행 노면이 기울어져 있거나 한쪽 트랙의 마찰력이 다른 트랙과 상이한 경우 등의 주행 환경에 의해 주행체가 직진하지 못하고 좌우로 벗어나는 문제가 발생하였다.

특허문헌1: 한국등록특허 제10-1822155호 (2018년 1월 26일 공고)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 다양한 주행 환경에서 주행체의 직진성을 향상시킬 수 있는 주행제어용 유압회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에서, 주행체의 직진성 향상을 위해 주행모터를 병렬모드와 직렬모드로 전환할 수 있는 주행제어용 유압회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 불균일한 부하조건에서도 유량이 고르게 분배되도록 병렬모드로 주행모터 속도제어 및 조향모터 위치제어 회로를 구성하고, 주행 직진성 향상을 위해 주행모터에 유량이 동일하게 공급되도록 직렬모드 전환이 가능한 유압회로를 개시한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 주행체의 주행제어용 유압회로로서, 메인 공급유로로부터 공급되는 유체를 제1 내지 제3 주행모터의 각각에 공급하되 서로 병렬로 연결된 제1 내지 제3 공급유로; 상기 제1 내지 제3 주행모터의 각각으로부터 배출되는 유체를 메인 배출유로로 공급하되 서로 병렬로 연결된 제1 내지 제3 배출유로; 메인 공급유로 중 제1 공급유로의 분기점과 제2 공급유로의 분기점 사이에 배치된 제1 유로차단용 밸브, 및 제2 공급유로의 분기점의 하류측에 배치된 제2 유로차단용 밸브; 상기 제1 배출유로에 배치된 제1 유로전환용 밸브 및 이 유로전환용 밸브와 제2 공급유로를 연결하는 제1 연결유로; 및 상기 제2 배출유로에 배치된 제2 유로전환용 밸브 및 이 유로전환용 밸브와 제3 공급유로를 연결하는 제2 연결유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행체의 주행제어용 유압회로를 개시한다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 주행체의 주행제어용 유압회로로서, 메인 공급유로로부터 공급되는 유체를 제1 내지 제4 주행모터의 각각에 공급하되 서로 병렬로 연결된 제1 내지 제4 공급유로; 상기 제1 내지 제4 주행모터의 각각으로부터 배출되는 유체를 메인 배출유로로 공급하되 서로 병렬로 연결된 제1 내지 제4 배출유로; 메인 공급유로 중 제1 공급유로의 분기점과 제2 공급유로의 분기점 사이에 배치된 제1 유로차단용 밸브, 제2 공급유로의 분기점과 제3 공급유로의 분기점 사이에 배치된 제2 유로차단용 밸브, 및 제3 공급유로의 분기점의 하류측에 배치된 제3 유로차단용 밸브; 상기 제1 배출유로에 배치된 제1 유로전환용 밸브 및 이 유로전환용 밸브와 제2 공급유로를 연결하는 제1 연결유로; 상기 제2 배출유로에 배치된 제2 유로전환용 밸브 및 이 유로전환용 밸브와 제3 공급유로를 연결하는 제2 연결유로; 및 상기 제3 배출유로에 배치된 제3 유로전환용 밸브 및 이 유로전환용 밸브와 제4 공급유로를 연결하는 제3 연결유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행체의 주행제어용 유압회로를 개시한다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 주행체로서, 상기 주행체의 하부에 각각 부착되어 각각 주행체를 움직이는 제1 내지 제3 트랙 장치; 상기 제1 내지 제3 트랙장치의 각 트랙을 각각 구동하는 제1 내지 3 주행모터; 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 주행제어용 유압회로; 및 제1 내지 제3 주행모터에 걸리는 부하량 및 주행 노면의 경사도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 주행제어용 유압회로의 각각의 밸브의 동작을 제어함으로써 상기 주행제어용 유압회로를 병렬모드와 직렬모드 중 하나의 주행모드로 동작하도록 구성된 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행체를 개시한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 주행제어용 유압회로를 병렬모드 및 직렬모드로 전환가능하도록 구성하고, 병렬모드에서는 부하감지유로와 유량제어밸브를 이용하여 불균일한 부하 조건에서도 복수개의 주행모터로 유량이 균일하게 분배되도록 하고 직렬모드에서는 주행모터에 유량이 동일하게 공급되도록 하여 다양한 주행 환경에서 주행체의 직진성을 향상시키는 효과가 가진다.

도1은 본 발명의 주행제어용 유압회로가 장착가능한 주행체의 예시적 구성을 나타내는 도면,
도2는 도1의 주행체의 트랙장치를 설명하는 도면,
도3은 도1의 주행체의 다양한 주행모드를 설명하는 도면,
도4는 일 실시예에 따른 주행제어 시스템을 설명하는 도면,
도5는 일 실시예에 따른 주행제어용 유압회로를 설명하는 도면,
도6은 일 실시예에 따른 주행제어용 유압회로의 병렬모드 동작을 설명하는 도면,
도7은 일 실시예에 따른 주행제어용 유압회로의 직렬모드 동작을 설명하는 도면,
도8은 일 실시예에 따른 제어부의 병렬모드/직렬모드 전환 동작을 설명하는 도면이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 구성요소들을 기술하기 위해서 사용된 경우, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

본 명세서에서 임의의 밸브가 '개방' 또는 '폐쇄'된다는 것은 이 밸브가 설치된 유로가 이 밸브에 의해 적어도 부분적으로 개방되어 유체가 유로를 흐르거나 또는 폐쇄되어 유체가 유로를 흐르지 못하게 됨을 의미한다. 즉 별다른 구별의 필요성이 없는 한 밸브의 개방/폐쇄와 이 밸브가 설치된 유로의 개방/폐쇄는 동일한 의미로 사용될 수 있다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

도4는 일 실시예에 따른 주행제어 시스템을 나타낸다. 도면을 참조하면, 주행제어 시스템은 주행체의 다수의 조향모터(60)와 다수의 주행모터(70)를 제어하기 위한 것으로, 일 실시예에서 제어부(10), 배터리(20), 인버터(30), 전동기(40), 펌프(50), 및 제어밸브 블록(100)을 포함할 수 있다.

조향모터(60)는 트랙(3)의 좌우 방향을 선회하기 위한 구동 장치이며 주행모터(70)는 트랙(3)을 전진 또는 후진시켜 주행체를 움직이기 위한 구동 장치이다. 조향모터(60)와 주행모터(70)는 각각 유압에 의해 작동하는 유압 모터 또는 유압에 의해 구동하는 임의의 액추에이터로 구현될 수 있다. 대안적 실시예에서, 좌우 방향 선회를 위한 조향모터(60)는 유압이 아닌 전기에 의해 작동하는 모터일 수도 있다.

도시한 실시예에서 조향모터(60)가 3개의 모터(61,62,63)로 구성되고 주행모터(70)도 3개의 모터(71,72,73)로 구성된 것으로 도시하였지만 이는 예시적인 것이며, 주행체가 구비한 트랙 장치(TFL, TFR, TRC)의 개수에 따라 달라질 수 있다.

본 발명의 주행제어 시스템에서 배터리(20)의 전원이 인버터(30)를 통해 교류 전원으로 변환되고, 이 교류 전원에 의해 동작하는 전동기(40)가 유압펌프(50)를 구동하여 제어밸브 블록(100)에 공급하는 유량을 제어한다. 제어밸브 블록(100)은 각각의 조향모터(61~63) 및 주행모터(71~73)에 유량을 공급하여 모터를 구동한다. 이 때 제어부(10)는 인버터(30)을 제어해서 유압펌프(50)의 유압 토출량을 제어할 수 있고 또한 제어밸브 블록(100)을 구성하는 다수의 밸브들(예컨대 방향전환밸브, 유량제어밸브, 유로차단밸브, 유로전환밸브 등)을 각각 제어하여 각 개별 모터(61~63,71~73)에 공급할 유량을 제어함으로써 주행체의 주행제어를 수행한다.

도5는 일 실시예에 따른 제어밸브 블록(100)의 주행제어용 유압회로를 나타낸다. 도시한 실시예는 조향모터와 주행모터가 각각 3개인 경우의 유압회로이며, 조향모터 및 주행모터의 개수는 구체적 실시 형태에 따라 달라질 수 있고 유압회로도 변경될 수 있음은 물론이다.

일 실시예에서 주행제어용 유압회로는 조향모터 제어블록(CB1) 및 주행모터 제어블록(CB2)을 포함한다. 대안적으로, 조향모터(61,62,63)가 유압이 아닌 전기적으로 구동되는 전기모터인 경우 조향모터 제어블록(CB1)이 생략될 수 있다.

조향모터 제어블록(CB1)과 주행모터 제어블록(CB2)는 각각 유압펌프(101)로부터 유체를 공급받고 탱크(102)로 유체를 배출한다. 유압펌프(101)는 도4의 펌프(50)에 대응될 수 있다.

일 실시예에서 주행제어용 유압회로는 감압블록(180)을 더 포함할 수 있다. 주행모터(71,72,73)의 경우 속도에 따라 1단 및 2단으로 주행할 수 있는데, 감압블록(180)은 유압펌프(101)에서 나오는 유압을 감압하여 1단/2단 변속용 파일럿 압력을 만들기 위해 필요할 수 있다.

조향모터 제어블록(CB1)은 유압펌프(101)로부터의 유량을 각 조향모터(61,62,63)에 동일하게 공급하도록 구성된다. 일 실시예에서 조향모터 제어블록(CB1)은 제1 내지 제3 공급유로(L21,L22,L23), 배출유로(L3), 제1 내지 제3 유량제어밸브(111,112,113), 및 제1 내지 제3 방향제어밸브(121,122,123)를 포함할 수 있다.

제1 내지 제3 공급유로(L21,L22,L23)의 각각은 유량펌프(101)에 연결된 메인 공급유로(L11)로부터 공급되는 유체를 제1 내지 제3 조향모터(61,62,63)에 각각 공급하도록 서로 병렬로 연결되어 있다. 즉 메인 공급유로(L11)와 제1 공급유로(L21) 사이의 제1 분기점 및 메인 공급유로(L11)와 제2 공급유로(L22) 사이의 제2 분기점이 메인 공급유로(L11)의 상류에서 하류로 가면서 순차적으로(직렬로) 배치되어 있다. 따라서 메인 공급유로(L11)를 통해 공급되는 유체의 일부가 제1 분기점에서 제1 공급유로(L21)로 분기되어 제1 조향모터(61)로 공급되고 제1 분기점에서 분기되지 않은 나머지 유체가 제2 분기점에서 분기되어 제2 조향모터(62)와 제3 조향모터(63)로 각각 공급된다. 제1 내지 제3 조향모터(61,62,63)의 각각으로부터 배출되는 유체는 배출유로(L3) 및 메인 배출유로(L51)를 통해 탱크(102)로 회수된다.

제1 방향제어밸브(121)는 제1 공급유로(L21)와 제1 조향모터(61) 사이에 배치되어 제1 조향모터의 유체 출입 방향을 전환하는 역할을 하며, 이에 따라 제1 조향모터(61)에 의해 구동되는 트랙(3)의 선회방향을 변경할 수 있다. 마찬가지로 제2 방향제어밸브(122)는 제2 공급유로(L22)와 제2 조향모터(62) 사이에 배치되어 제2 조향모터의 유체 출입 방향을 전환하며, 제3 방향제어밸브(123)는 제3 공급유로(L23)와 제3 조향모터(63) 사이에 배치되어 제3 조향모터의 유체 출입 방향을 전환하도록 구성된다.

제1 유랑제어밸브(111)는 제1 공급유로(L21)와 제1 방향제어밸브(121) 사이에 배치되어 제1 조향모터(61)로 공급되는 유체의 유량을 제어한다. 마찬가지로 제2 유량제어밸브(112)는 제2 공급유로(L22)와 제2 방향제어밸브(122) 사이에 배치되어 제2 조향모터(62)로 공급되는 유체의 유량을 제어하고, 제3 유랑제어밸브(113)는 제3 공급유로(L23)와 제3 방향제어밸브(123) 사이에 배치되어 제3 조향모터(63)로 공급되는 유체의 유량을 제어한다. 제1 내지 제3 유량제어밸브(111,112,113)의 각각은 부하감지유로(load sensing line)(L41,L42,L43)와 연결된다.

부하감지유로(L41,L42,L43)는 제1 내지 제3 조항모터(61,62,63)의 각각에 걸리는 부하를 감지하여 최대 부하를 기준으로 각 유량제어밸브(111,112,113)의 유량을 제한하도록 한다. 제1 내지 제3 조향모터(61,62,63)가 유압펌프(101)에 병렬로 연결되어 있는데, 예를 들어 제1 내지 제3 조향모터 중 제1 조향모터(61)에 걸리는 부하가 제2 및 제3 조향모터(62,63) 보다 작은 경우 제1 조향모터(61)측으로 유량이 다 빠져나가게 된다. 그러나 최대 부하에 따른 최대 압력을 기준으로 제1 내지 제3 유량제어밸브(111,112,113)의 최대 개방량을 제한해주면 유량이 어느 한쪽으로만 빠져나가는 것을 방지하고 균일하게 각 조향모터로 분배될 수 있도록 한다.

주행모터 제어블록(CB2)은 제1 내지 제3 주행모터(71,72,73)에 걸리는 부하량 및 주행 노면의 경사도 중 적어도 하나에 기초하여 유압펌프(101)로부터의 유량을 각 주행모터(71,72,73)에 병렬로 또는 직렬로 공급하도록 구성된다.

일 실시예에서 주행모터 제어블록(CB2)은 제1 내지 제3 공급유로(L71,L72,L73), 제1 내지 제3 배출유로(L81,L82,L83), 부하감지유로(L4), 제1 및 제2 연결유로(L91,L92), 제1 내지 제3 유랑제어밸브(131,132,133), 제1 내지 제3 방향제어밸브(141,142,143), 제1 및 제2 부하감지유로 차단용 밸브(151,152), 제1 및 제2 유로전환용 밸브(161,162), 및 제1 및 제2 유로차단용 밸브(171,172)를 포함할 수 있다.

제1 내지 제3 공급유로(L71,L72,L73)의 각각은 유량펌프(101)에 연결된 메인 공급유로(L12)로부터 공급되는 유체를 제1 내지 제3 주행모터(71,72,73)에 각각 공급하도록 서로 병렬로 연결되어 있다. 이 때 메인 공급유로(L12)와 제1 공급유로(L71) 사이의 제1 분기점(P1) 및 메인 공급유로(L12)와 제2 공급유로(L72) 사이의 제2 분기점(P2)은 메인 공급유로(L12)의 상류에서 하류로 가면서 순차적으로(직렬로) 배열되어 있다. 따라서 메인 공급유로(L12)를 통해 공급되는 유체의 일부가 제1 분기점(P1)에서 제1 공급유로(L71)로 분기되어 제1 주행모터(71)로 공급되고 제1 분기점(P1)에서 분기되지 않은 나머지 유체가 제2 분기점(P2)에서 분기되어 제2 주행모터(72)와 제3 주행모터(73)로 각각 공급된다.

제1 내지 제3 배출유로(L81,L82,L83)는 제1 내지 제3 주행모터(71,72,73)의 각각으로부터 유체를 배출하는 유로이며 메인 배출유로(L52)와 연결되어 유체를 탱크(102)로 복귀시킨다.

제1 방향제어밸브(141)는 제1 공급유로(L71)와 제1 주행모터(71) 사이에 배치되어 제1 주행모터의 유체 출입 방향을 전환하는 역할을 하며, 이에 따라 제1 주행모터(71)에 의해 구동되는 트랙(3)의 진행방향을 전진/후진으로 변경할 수 있다. 마찬가지로 제2 방향제어밸브(142)는 제2 공급유로(L72)와 제2 주행모터(72) 사이에 배치되어 제2 주행모터의 유체 출입 방향을 전환하며, 제3 방향제어밸브(143)는 제3 공급유로(L73)와 제3 주행모터(73) 사이에 배치되어 제3 주행모터의 유체 출입 방향을 전환하도록 구성된다.

제1 유랑제어밸브(131)는 제1 공급유로(L71)와 제1 방향제어밸브(141) 사이에 배치되어 제1 주행모터(71)로 공급되는 유체의 유량을 제어한다. 마찬가지로 제2 유량제어밸브(132)는 제2 공급유로(L72)와 제2 방향제어밸브(142) 사이에 배치되어 제2 주행모터(72)로 공급되는 유체의 유량을 제어하고, 제3 유랑제어밸브(133)는 제3 공급유로(L73)와 제3 방향제어밸브(143) 사이에 배치되어 제3 조향모터(73)로 공급되는 유체의 유량을 제어한다.

제1 내지 제3 유량제어밸브(131,132,133)는 각각 부하감지유로(L4)에 병렬로 연결된다. 이 때 제2 유량제어밸브(132)와 부하감지유로(L4) 사이의 유로에 제1 부하감지유로 차단용 밸브(151)가 설치되고, 제3 유량제어밸브(133)와 부하감지유로(L4) 사이의 유로에는 제2 부하감지유로 차단용 밸브(152)가 설치된다.

도6과 도7을 참조하여 후술하겠지만 병렬모드에서 제1 및 제2 부하감지유로 차단용 밸브(151,152)가 개방되고 제2 및 제3 유량제어밸브(132,133)의 각각은 본연의 유량제어 기능을 수행할 수 있고, 직렬모드에서는 제1 및 제2 부하감지유로 차단용 밸브(151,152)를 폐쇄하여 제2 및 제3 유량제어밸브(132,133)의 유량제어 기능을 중단하고 제1 유량제어밸브(131)만 유량제어 기능을 수행하도록 변환될 수 있다.

제1 유로전환용 밸브(161)는 제1 배출유로(L81)에 배치된다. 제1 유로전환용 밸브(161)는 두개의 출구포트를 가지며, 제1 출구포트는 메인 배출유로(L52)에 연결되고 제2 출구포트는 제1 유로전환용 밸브(161)와 제2 공급유로(L72)를 연결하는 제1 연결유로(L91)에 연결된다. 이에 따라 제1 유로전환용 밸브(161)는 제1 주행모터(71)에서 배출되는 유체가 메인 배출유로(L52)와 제2 공급유로(L72) 중 하나로 선택적으로 배출되도록 한다.

제2 유로전환용 밸브(162)는 제2 배출유로(L82)에 배치된다. 제2 유로전환용 밸브(162)는 두개의 출구포트를 가지며, 제1 출구포트는 메인 배출유로(L52)에 연결되고 제2 출구포트는 제2 유로전환용 밸브(162)와 제3 공급유로(L73)를 연결하는 제2 연결유로(L92)에 연결된다. 이에 따라 제2 유로전환용 밸브(162)는 제2 주행모터(72)에서 배출되는 유체가 메인 배출유로(L52)와 제3 공급유로(L73) 중 하나로 선택적으로 배출되도록 한다.

제1 및 제2 유로차단용 밸브(171,172)는 메인 공급유로(L12) 상에 배치되되, 제1 유로차단용 밸브(171)는 제1 공급유로(L71)의 분기점(P1)과 제2 공급유로(L72)의 분기점(P2) 사이에 배치되고, 제2 유로차단용 밸브(172)는 제2 공급유로의 분기점(P2)의 하류측에 배치된다. 이에 따라 예컨대 병렬 모드에서 제1 및 제2 유로차단용 밸브(171,172)가 개방되어 메인 공급유로(L12)의 유체가 제1 내지 제3 공급유로(L71,L72,L73)으로 분배되어 각 주행모터(71,72,73)로 공급될 수 있고, 직렬 모드에서 제1 및 제2 유로차단용 밸브(171,172)가 모두 폐쇄되어 메인 공급유로(L12)의 유체가 제1 주행모터(71)로만 공급되도록 전환될 수 있다.

한편, 상술한 주행모터 제어블록(CB2)의 모든 밸브, 즉 제1 내지 제3 유랑제어밸브(131,132,133), 제1 내지 제3 방향제어밸브(141,142,143), 제1 및 제2 부하감지유로 차단용 밸브(151,152), 제1 및 제2 유로전환용 밸브(161,162), 및 제1 및 제2 유로차단용 밸브(171,172)의 각각은 제어부(10)의 제어에 의해 유량변화, 유로 방향변경, 유로의 개방/폐쇄(차단), 유로전환 등의 각 동작이 제어될 수 있다.

일 실시예에서 제어부(10)는 제1 내지 제3 주행모터(71,72,73)에 걸리는 부하량 및 주행 노면의 경사도 중 적어도 하나에 기초하여 병렬모드와 직렬모드 중 하나의 주행모드로 동작하도록 제어블록(CB2)의 밸브들을 제어할 수 있다.

이하에서는 일 실시예에 따른 병렬모드 및 직렬모드 동작에 대해 도6과 도7을 각각 참조하여 설명하기로 한다.

도6은 일 실시예에 따른 주행제어용 유압회로의 병렬모드 동작을 나타낸다.

도면을 참조하면, 병렬모드에서 제1 및 제2 유로차단용 밸브(171,172)가 모두 개방된다. 제1 유로전환용 밸브(161)는 제1 배출유로(L81)와 메인 배출유로(L52)를 연결하고, 제2 유로전환용 밸브(162)는 제2 배출유로(L82)와 메인 배출유로(L52)를 연결한다. 제1 및 제2 부하감지유로 차단용 밸브(151,152)는 제1 및 제2 유량제어밸브(132,133)의 각각과 부하감지유로(L4) 사이의 유로를 차단하지 않도록 전환된다.

이에 따라, 도6에 굵은 선으로 나타낸 것처럼 메인 유로(L12)에서 공급되는 유체가 제1 내지 제3 공급유로(L71,L72,L73)로 각각 분배되어 제1 내지 제3 주행모터(71,72,73)로 균일하게 공급될 수 있고, 각 주행모터(71,72,73)에서 배출되는 유체는 각 배출유로(L81,L82,L83)를 통해 메인 배출유로(L52)로 배출된다. 이 때 예를 들어 각 주행모터(71,72,73)에 걸리는 부하가 상이하면 부하감지유로(L4)가 이를 감지하고 유량제어밸브(131,132,133)의 최대 개방량을 제한하도록 제어할 수 있다.

도7은 일 실시예에 따른 주행제어용 유압회로의 직렬모드 동작을 나타낸다.

도면을 참조하면, 직렬모드에서 제1 및 제2 유로차단용 밸브(171,172)가 모두 폐쇄되고, 제1 유로전환용 밸브(161)는 제1 배출유로(L81)와 제1 연결유로(L91)를 연결하고, 제2 유로전환용 밸브(162)는 제2 배출유로(L82)와 제2 연결유로(L92)를 연결하도록 전환된다. 제1 및 제2 부하감지유로 차단용 밸브(151,152)는 제1 및 제2 유량제어밸브(132,133)의 각각과 부하감지유로(L4) 사이의 유로를 차단하도록 전환된다.

이에 따라 메인 공급유로(L12)에서 제2 공급유로(L72)와 제3 공급유로(L73)로 공급되는 유로가 차단되고, 도7에 굵은 선으로 나타낸 것처럼 메인 유로(L12)에서 공급되는 유체는 모두 제1 공급유로(L71)를 통해 제1 주행모터(71)로 공급된다. 제1 주행모터(71)에서 배출되는 유체는 제1 연결유로(L91) 및 제2 공급유로(L72)를 통해 제2 주행모터(72)로 공급되고, 제2 주행모터에서 배출되는 유체는 제2 연결유로(L92) 및 제3 공급유로(L73)를 통해 제3 주행모터(73)로 공급된다.

이와 같이 직렬모드에서는 제1 내지 제3 주행모터(71,72,73)가 직렬로 연결된 것처럼 전환되어, 메인 공급유로(L12)의 유체가 제1 내지 제3 주행모터(71,72,73)를 순차적으로 통과하며 주행모터를 구동한다.

직렬모드에서는 제1 내지 제3 주행모터(71,72,73)에 부하가 서로 다르게 걸려도 동일한 유량이 똑같이 흐르기 때문에 주행체의 직진성을 보장할 수 있다. 또한 유압펌프(101) 유량이 분산되지 않고 모든 제1 내지 제3 주행모터를 순차적으로 통과하기 때문에 도6의 병렬모드 대비 주행체의 속도가 3배 이상 빨라질 수 있다.

그러나 유압펌프(101) 관점에서 볼 때 제1 내지 제3 주행모터의 부하가 모두 직렬로 걸리기 때문에 고부하에서는 주행체 속도가 오히려 느려질 수 있으므로 저부하에서 신속한 이동 또는 직진 이동시 직렬모드 주행이 바람직할 수 있다.

이와 관련하여 도8은 일 실시예에 따라 제어부(10)에 의해 병렬모드/직렬모드간 모드를 전환하는 예시적 방법을 나타낸다.

도면을 참조하면, 단계(S10)와 단계(S20)에서 각각 사용자의 속도 지령과 부하량을 검출한다. 속도 지령은 예컨대 주행체의 운전자(주행체를 원격으로 조종하는 경우 원격 조종자 포함)가 가속페달이나 레버 등을 조작하여 속도의 증감에 대한 명령을 제어부(10)에 전달하는 것을 포함한다.

부하량은 주행체가 적재한 화물의 무게나 주행노면의 경사도에 따라 판단될 수 있다. 부하량 검출을 위해, 예를 들어 부하량을 검출하는 센서 또는 부하감지유로(L4)에 의해 감지된 유압을 측정하는 센서 등을 이용하여 부하량을 감지할 수 있고, 또는 주행체의 적재부(운전석 및 화물 적재칸 등)의 무게를 측정하거나 주행노면의 경사도를 측정하는 센서가 설치된 경우 주행체의 적재 무게 및/또는 노면 경사도를 측정하여 주행체에 걸리는 부하량을 산출할 수 있다. 대안적으로, 이러한 각종 센서들 중 하나 이상의 센서를 조합하여 설치하고 이들의 측정값을 고려하여 전체 부하량을 산출할 수도 있다.

단계(S30)에서, 이 측정된 부하량이 기설정된 소정 부하량보다 큰 경우 제어부(10)는 유압회로를 병렬모드로 전환하여 주행체가 병렬모드에서 주행하도록 제어한다. 그 후 단계(S40)에서, 사용자 속도 지령에 따른 속도가 기설정된 소정 속도 이상인지 여부를 판단하고, 소정 속도보다 작으면 주행체가 병렬모드에서 주행하도록 한다(S60). 그러나 만일 부하량이 소정 부하량 이하이고 사용자 지령 속도가 소정 속도보다 큰 경우 제어부(10)는 주행모드를 직렬모드로 전환하여 주행체를 신속하게 이동시킬 수 있고, 특히 직진 이동의 경우 전체 주행모터(71,72,73)에 동일하게 유량이 걸리기 때문에 주행체의 진진성을 보장할 수 있다.

한편 도8에서는 부하량 검출 센서를 전제로 한 방법을 설명하였지만, 대안적 실시예에서 사용자 지령에 의해 병렬모드와 직렬모드간 전환을 수행할 수도 있다. 이 경우 예컨대 운전석 패널이나 원격조종 컨트롤러에 모드 전환 버튼과 같은 모드 전환 명령어 입력수단이 설치될 수 있고, 제어부(10)가 운전자나 원격 조종자로부터의 이러한 모드전환 명령을 수신하면 이에 따라 병렬모드/직렬모드간 모드 전환을 수행할 수 있다.

이상과 같이 도면을 참조하여 본 발명의 예시적 실시예를 설명하였으나 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 명세서의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 것이다. 예컨대 도4 내지 도7에서는 주행모터가 3개인 경우를 전제로 설명하였지만, 구체적 실시 형태에 따라 주행모터가 2개 또는 4개일 수도 있고 5개 이상일 수도 있다. 당업자는 이러한 경우 주행모터의 개수에 맞게 공급유로(L71,L72,L73), 배출유로(L81,L82,L83), 방향제어밸브(141,142,143), 및 유량제어밸브(131,132,133)가 각각 증감하게 되며 또한 공급유로와 배출유로가 증감됨에 따라 유로 전환이나 차단에 사용되는 밸브들, 즉 부하감지유로 차단용 밸브(151,152), 유로전환용 밸브(161,162), 및 유로차단용 밸브(171,172)도 각각 증감하게 됨을 이해할 것이다.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

101: 유압펌프
102: 탱크
111, 112, 113, 131, 132, 133: 유량제어밸브
121, 122, 123, 141, 142, 143: 방향제어밸브
151, 152: 부하감지유로 차단용 밸브
161, 162: 유로전환용 밸브
171, 172: 유로차단용 밸브
L21, L22, L23, L71, L72, L73: 공급유로
L3, L81, L82, L83: 배출유로

Claims

주행체의 주행제어용 유압회로로서,
메인 공급유로(L12)로부터 공급되는 유체를 제1 내지 제3 주행모터(71,72,73)의 각각에 공급하되 서로 병렬로 연결된 제1 내지 제3 공급유로(L71,L72,L73);
상기 제1 내지 제3 주행모터의 각각으로부터 배출되는 유체를 메인 배출유로(L52)로 공급하되 서로 병렬로 연결된 제1 내지 제3 배출유로(L81,L82,L83);
메인 공급유로 중 제1 공급유로의 분기점(P1)과 제2 공급유로의 분기점(P2) 사이에 배치된 제1 유로차단용 밸브(171);
메인 공급유로 중 제2 공급유로의 분기점(P2)의 하류측에 배치된 제2 유로차단용 밸브(172);
상기 제1 배출유로(L81)에 배치된 제1 유로전환용 밸브(161) 및 이 유로전환용 밸브와 제2 공급유로(L71)를 연결하는 제1 연결유로(L91); 및
상기 제2 배출유로(L82)에 배치된 제2 유로전환용 밸브(162) 및 이 유로전환용 밸브와 제3 공급유로(L73)를 연결하는 제2 연결유로(L92);를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행체의 주행제어용 유압회로.
제 1 항에 있어서,
상기 주행제어용 유압회로가, 제1 내지 제3 주행모터에 걸리는 부하량 및 주행 노면의 경사도 중 적어도 하나에 기초하여 병렬모드와 직렬모드 중 하나의 주행모드로 동작하도록 구성된 것을 특징으로 하는 주행체의 주행제어용 유압회로.
제 2 항에 있어서,
상기 부하량이 기설정된 소정 부하량 이하이고 상기 주행 노면의 경사도가 기설정된 소정 각도 이하인 경우 상기 주행제어용 유압회로가 직렬모드로 동작하도록 구성된 것을 특징으로 하는 주행체의 주행제어용 유압회로.
제 2 항에 있어서,
상기 병렬모드에서, 제1 및 제2 유로차단용 밸브(171,172)가 모두 개방되고, 제1 유로전환용 밸브(161)는 제1 배출유로(L81)와 메인 배출유로(L52)를 연결하고, 제2 유로전환용 밸브(162)는 제2 배출유로(L82)와 메인 배출유로(L52)를 연결하고,
상기 직렬모드에서, 제1 및 제2 유로차단용 밸브(171,172)가 모두 폐쇄되고, 제1 유로전환용 밸브(161)는 제1 배출유로(L81)와 제1 연결유로(L91)를 연결하고, 제2 유로전환용 밸브(162)는 제2 배출유로(L82)와 제2 연결유로(L92)를 연결하도록 구성된 것을 특징으로 하는 주행체의 주행제어용 유압회로.
제 2 항에 있어서,
제1 공급유로(L71)와 제1 주행모터(71) 사이에 배치되어 제1 주행모터(71)로 공급되는 유체의 유량을 제어하는 제1 유랑제어밸브(131);
제2 공급유로(L72)와 제2 주행모터(72) 사이에 배치되어 제2 주행모터(72)로 공급되는 유체의 유량을 제어하는 제2 유랑제어밸브(132);
제3 공급유로(L73)와 제3 주행모터(73) 사이에 배치되어 제3 주행모터(73)로 공급되는 유체의 유량을 제어하는 제3 유랑제어밸브(133); 및
제1 내지 제3 유량제어밸브와 각각 연결된 부하감지유로(L4);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주행체의 주행제어용 유압회로.
제 5 항에 있어서,
제2 유량제어밸브와 부하감지유로(L4) 사이의 유로에 배치된 제1 부하감지유로 차단용 밸브(151); 및
제3 유량제어밸브와 부하감지유로(L4) 사이의 유로에 배치된 제2 부하감지유로 차단용 밸브(152);를 더 포함하고,
상기 병렬모드에서 제1 및 제2 부하감지유로 차단용 밸브(151,152)가 개방되고, 상기 직렬모드에서 상기 제1 및 제2 부하감지유로 차단용 밸브(151,152)가 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 주행체의 주행제어용 유압회로.
제 1 항에 있어서,
제1 공급유로(L71)와 제1 주행모터(71) 사이에 배치되어 제1 주행모터의 유체 출입 방향을 전환하는 제1 방향제어밸브(141);
제2 공급유로(L72)와 제2 주행모터(72) 사이에 배치되어 제2 주행모터의 유체 출입 방향을 전환하는 제2 방향제어밸브(142); 및
제3 공급유로(L73)와 제3 주행모터(73) 사이에 배치되어 제3 주행모터의 유체 출입 방향을 전환하는 제3 방향제어밸브(143);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주행체의 주행제어용 유압회로.
주행체의 주행제어용 유압회로로서,
메인 공급유로(L12)로부터 공급되는 유체를 제1 내지 제4 주행모터의 각각에 공급하되 서로 병렬로 연결된 제1 내지 제4 공급유로;
상기 제1 내지 제4 주행모터의 각각으로부터 배출되는 유체를 메인 배출유로(L52)로 공급하되 서로 병렬로 연결된 제1 내지 제4 배출유로;
메인 공급유로 중 제1 공급유로의 분기점과 제2 공급유로의 분기점 사이에 배치된 제1 유로차단용 밸브, 제2 공급유로의 분기점과 제3 공급유로의 분기점 사이에 배치된 제2 유로차단용 밸브, 및 제3 공급유로의 분기점의 하류측에 배치된 제3 유로차단용 밸브;
상기 제1 배출유로에 배치된 제1 유로전환용 밸브 및 이 유로전환용 밸브와 제2 공급유로를 연결하는 제1 연결유로;
상기 제2 배출유로에 배치된 제2 유로전환용 밸브 및 이 유로전환용 밸브와 제3 공급유로를 연결하는 제2 연결유로; 및
상기 제3 배출유로에 배치된 제3 유로전환용 밸브 및 이 유로전환용 밸브와 제4 공급유로를 연결하는 제3 연결유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행체의 주행제어용 유압회로.
제 8 항에 있어서,
상기 주행제어용 유압회로가, 제1 내지 제4 주행모터에 걸리는 부하량 및 주행 노면의 경사도 중 적어도 하나에 기초하여 병렬모드와 직렬모드 중 하나의 주행모드로 동작하도록 구성된 것을 특징으로 하는 주행체의 주행제어용 유압회로.
제 8 항에 있어서,
상기 병렬모드에서, 제1 내지 제3 유로차단용 밸브가 모두 개방되고, 제1 유로전환용 밸브는 제1 배출유로와 메인 배출유로(L52)를 연결하고, 제2 유로전환용 밸브는 제2 배출유로와 메인 배출유로(L52)를 연결하고, 제3 유로전환용 밸브는 제3 배출유로와 메인 배출유로(L52)를 연결하고,
상기 직렬모드에서, 제1 내지 제3 유로차단용 밸브가 모두 폐쇄되고, 제1 유로전환용 밸브는 제1 배출유로와 제1 연결유로를 연결하고, 제2 유로전환용 밸브는 제2 배출유로와 제2 연결유로를 연결하고, 제3 유로전환용 밸브는 제3 배출유로와 제3 연결유로를 연결하도록 구성된 것을 특징으로 하는 주행체의 주행제어용 유압회로.
제 8 항에 있어서,
제1 공급유로와 제1 주행모터 사이에 배치되어 제1 주행모터로 공급되는 유체의 유량을 제어하는 제1 유랑제어밸브;
제2 공급유로와 제2 주행모터 사이에 배치되어 제2 주행모터로 공급되는 유체의 유량을 제어하는 제2 유랑제어밸브;
제3 공급유로와 제3 주행모터 사이에 배치되어 제3 주행모터로 공급되는 유체의 유량을 제어하는 제3 유랑제어밸브; 및
상기 제4 공급유로와 제4 주행모터 사이에 배치되어 제4 주행모터로 공급되는 유체의 유량을 제어하는 제4 유랑제어밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주행체의 주행제어용 유압회로.
주행체로서,
상기 주행체의 하부에 각각 부착되어 각각 주행체를 움직이는 제1 내지 제3 트랙 장치;
상기 제1 내지 제3 트랙장치의 각 트랙을 각각 구동하는 제1 내지 3 주행모터(71,72,73);
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 주행제어용 유압회로; 및
제1 내지 제3 주행모터에 걸리는 부하량 및 주행 노면의 경사도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 주행제어용 유압회로의 각각의 밸브의 동작을 제어함으로써 상기 주행제어용 유압회로를 병렬모드와 직렬모드 중 하나의 주행모드로 동작하도록 구성된 제어부(10);를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행체.