KR102169318B1 - Swing control apparatus and hydraulic system for construction machinery - Google Patents

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Abstract

선회 제어장치는 상부 선회체를 회동시키기 위한 선회 모터의 입출구 포트에서의 압력차를 검출하는 압력 센서, 선회 펌프의 사판 각도를 조절하는 레귤레이터의 입력값으로 제공되는 파일롯 압력을 제어하기 위한 압력 제어밸브, 및 상기 압력 센서로부터의 상기 검출 신호를 수신하고 상기 파일럿 압력이 상기 상부 회전체의 헌팅을 발생시키는 범위 이내에 있는 경우 상기 파일럿 압력을 변경하기 위한 제어 신호를 상기 압력 제어밸브로 출력하는 제어부를 포함할 수 있다.The swing control device is a pressure sensor that detects a pressure difference at the inlet and outlet ports of the swing motor for rotating the upper swing body, and a pressure control valve for controlling the pilot pressure provided as an input value of the regulator that adjusts the swash plate angle of the swing pump. And a control unit for receiving the detection signal from the pressure sensor and outputting a control signal for changing the pilot pressure to the pressure control valve when the pilot pressure is within a range that causes hunting of the upper rotating body. can do.

Description

선회 제어장치 및 이를 갖는 건설기계의 유압 시스템{SWING CONTROL APPARATUS AND HYDRAULIC SYSTEM FOR CONSTRUCTION MACHINERY}Slewing control device and hydraulic system of construction machine having same {SWING CONTROL APPARATUS AND HYDRAULIC SYSTEM FOR CONSTRUCTION MACHINERY}

본 발명은 선회 제어장치 및 이를 갖는 건설기계의 유압 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상부 선회체를 위한 선회 제어장치 및 이를 갖는 건설기계의 유압 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a swing control device and a hydraulic system of a construction machine having the same, and more particularly, to a swing control device for an upper swing body and a hydraulic system of a construction machine having the same.

일반적으로, 건설기계의 유압 시스템으로서 네가티브 유량제어(NFC: Negative Flow Control) 시스템이 알려져 있다. 상기 네가티브 유량제어 유압 시스템은 메인 펌프로 다수개의 액추에이터들을 구동함으로써 펌프의 압력 손실이 발생할 수 있다. 특히, 상기 액추에이터들의 복합 작동을 구현할 때 유압이 각 액추에이터에 분배되기 때문에 각각의 액추에이터의 작동속도가 느려지는 문제점이 있다.In general, a negative flow control (NFC) system is known as a hydraulic system for construction machinery. The negative flow control hydraulic system may cause a pressure loss of a pump by driving a plurality of actuators with a main pump. In particular, when implementing the complex operation of the actuators, there is a problem in that the operating speed of each actuator is slowed down because hydraulic pressure is distributed to each actuator.

상술한 바와 같은 네가티브 유량제어 유압 시스템의 문제점을 개선하기 위하여, 상부 선회체를 독립적으로 선회시키도록 하는 구성을 구비하는선회독립유압시스템이 개발되고 있다.In order to improve the problems of the negative flow control hydraulic system as described above, a swing independent hydraulic system having a configuration to independently swing an upper swing body has been developed.

상기 선회독립유압시스템은 개방형 루프(Open Loop) 형식과 폐쇄형 루프(Closed Loop) 형식이 있다. 개회로 선회독립유압시스템은 선회 상부체의 선회 작동을 구현하는 전용의 선회 모터와 전용의 메인 펌프가 구비될 수 있다. 폐회로 선회독립유압시스템은 선회 펌프와 선회 모터 사이에 별도의 제어 밸브가 존재하지 않고, 조이스틱을 조작할 때에 발생하는 파일럿 압력이 선회 펌프의 사판각을 직접 제어하도록 하는 입력값으로 사용될 수 있다.The swing independent hydraulic system has an open loop type and a closed loop type. The open-circuit turning independent hydraulic system may be provided with a dedicated turning motor and a dedicated main pump for implementing the turning operation of the turning upper body. In the closed-circuit swing independent hydraulic system, there is no separate control valve between the swing pump and the swing motor, and the pilot pressure generated when operating the joystick can be used as an input value to directly control the swash angle of the swing pump.

상기 폐회로 선회독립시스템은 선회 모터와 선회 펌프 사이에 제어 밸브 없이 고압 호스로 연결되기 때문에 압력 손실을 줄일 수 있으며, 상기 제어 밸브를 거치지 않기 때문에 미터 인, 미터 아웃 손실을 줄임으로써 연비를 향상시킬 수 있다.Since the closed-circuit independent swing system is connected by a high-pressure hose without a control valve between the swing motor and the swing pump, it is possible to reduce pressure loss, and since it does not pass through the control valve, it is possible to improve fuel economy by reducing meter-in and meter-out losses. have.

그러나, 상기 폐회로 선회독립시스템은 기본적으로 시스템이 가지는 특성으로 인해, 특정 주파수에서 미세 조작 헌팅이 발생할 수 있는 특성을 지니고 있다. 이는 기존의 네가티브 유량제어 시스템과는 다른 시스템 구조로 기인한 것으로서, 이러한 헌팅 현상은 고객들이 장비를 사용함에 있어 미세 조작이 어렵고, 제어 성능 또한 떨어질 수 있는 치명적인 단점으로 작용된다.However, the closed loop turning independent system basically has a characteristic that fine manipulation hunting can occur at a specific frequency due to the characteristic of the system. This is due to a system structure different from the existing negative flow control system, and this hunting phenomenon acts as a fatal disadvantage that it is difficult for customers to fine-tune the equipment when using the equipment, and control performance may also be degraded.

본 발명의 일 목적은 폐회로 선회독립시스템에서의 헌팅 현상을 방지할 수 있는 선회 제어장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a turning control device capable of preventing a hunting phenomenon in a closed loop turning independent system.

본 발명의 다른 목적은 상술한 선회 제어장치를 갖는 건설기계의 유압 시스템을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a hydraulic system for a construction machine having the above-described turning control device.

상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 선회 제어장치는 상부 선회체를 회동시키기 위한 선회 모터의 입출구 포트에서의 압력차를 검출하는 압력 센서, 선회 펌프의 사판 각도를 조절하는 레귤레이터의 입력값으로 제공되는 파일롯 압력을 제어하기 위한 압력 제어밸브, 및 상기 압력 센서로부터의 상기 검출 신호를 수신하고 상기 파일럿 압력이 상기 상부 회전체의 헌팅을 발생시키는 범위 이내에 있는 경우 상기 파일럿 압력을 변경하기 위한 제어 신호를 상기 압력 제어밸브로 출력하는 제어부를 포함할 수 있다.In order to achieve one object of the present invention, a swing control device according to exemplary embodiments of the present invention includes a pressure sensor for detecting a pressure difference at an inlet port of a swing motor for rotating an upper swing body, and a swing pump. A pressure control valve for controlling a pilot pressure provided as an input value of a regulator for adjusting the swash plate angle of, and within a range in which the detection signal from the pressure sensor is received and the pilot pressure causes hunting of the upper rotating body If present, a control unit for outputting a control signal for changing the pilot pressure to the pressure control valve may be included.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 압력 제어밸브는 상기 파일럿 라인의 상기 파일럿 압력을 감압시키는 드레인 밸브를 포함할 수 있다.In example embodiments, the pressure control valve may include a drain valve for reducing the pilot pressure of the pilot line.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 드레인 밸브는 상기 파일럿 압력을 발생시키는 조작부 및 상기 레귤레이터 사이의 상기 파일럿 라인에 연결될 수 있다.In example embodiments, the drain valve may be connected to the pilot line between the manipulator generating the pilot pressure and the regulator.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 드레인 밸브는 전자비례제어 밸브로 구성될 수 있다.In example embodiments, the drain valve may be configured as an electronic proportional control valve.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는, 상기 상부 회전체의 헌팅을 발생시킬 수 있는 파일럿 압력을 변경시키기 위한 제어 이득값을 출력하는 매칭부, 및 상기 검출 신호와 상기 제어 이득값을 연산하여 상기 제어 신호를 출력하는 출력부를 포함할 수 있다.In example embodiments, the control unit includes a matching unit that outputs a control gain value for changing a pilot pressure that may cause hunting of the upper rotating body, and calculates the detection signal and the control gain value. It may include an output unit for outputting the control signal.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 매칭부는 입력된 RPM의 특정 범위 및 상기 파일럿 압력의 특정 범위에 대응하는 제어기 이득값으로의 매칭을 수행할 수 있다.In example embodiments, the matching unit may perform matching with a specific range of the input RPM and a controller gain value corresponding to the specific range of the pilot pressure.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 파일럿 라인은 한 쌍의 제1 및 제2 파일럿 라인들을 포함할 수 있다.In example embodiments, the pilot line may include a pair of first and second pilot lines.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 선회 제어장치는 상기 제1 및 제2 파일럿 라인들 사이에 설치되어 상기 제1 및 제2 파일럿 라인들 중에서 더 높은 파일럿 압력의 라인을 선택하는 셔틀 밸브를 더 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the turning control device further includes a shuttle valve installed between the first and second pilot lines to select a line having a higher pilot pressure among the first and second pilot lines. can do.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 선회 펌프와 상기 선회 모터는 폐쇄형 루프 형태로 연결될 수 있다.In example embodiments, the swing pump and the swing motor may be connected in a closed loop form.

상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 건설기계의 유압 시스템은 상부 선회체를 회동시키기 위한 선회 모터, 상기 선회 모터와 폐쇄형 루프 형태로 연결되어 상기 선회 모터에 작동유를 공급하기 위한 선회 펌프, 상기 선회 펌프의 사판 각도를 조절하는 레귤레이터, 상기 선회 모터의 입출구 포트에서의 압력차를 검출하는 압력 센서, 상기 레귤레이터의 입력값으로 제공되는 파일럿 라인의 파일럿 압력을 제어하기 위한 압력 제어밸브, 및 상기 압력 센서로부터의 상기 검출 신호를 수신하고 상기 파일럿 압력이 상기 상부 회전체의 헌팅이 발생하는 범위 이내에 있는 경우 상기 파일럿 압력을 변경하기 위한 제어 신호를 상기 압력 제어밸브로 출력하는 제어부를 포함한다.The hydraulic system of a construction machine for achieving another object of the present invention described above includes a swing motor for rotating an upper swing body, a swing pump connected to the swing motor in a closed loop form to supply hydraulic oil to the swing motor, A regulator for adjusting the swash plate angle of the swing pump, a pressure sensor for detecting a pressure difference at the inlet and outlet ports of the swing motor, a pressure control valve for controlling a pilot pressure of a pilot line provided as an input value of the regulator, and the And a controller configured to output a control signal for changing the pilot pressure to the pressure control valve when the detection signal is received from the pressure sensor and the pilot pressure is within a range in which hunting of the upper rotating body occurs.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 압력 제어밸브는 상기 파일럿 라인의 상기 파일럿 압력을 감압시키는 드레인 밸브를 포함할 수 있다.In example embodiments, the pressure control valve may include a drain valve for reducing the pilot pressure of the pilot line.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 드레인 밸브는 전자비례제어 밸브로 구성되고, 상기 제어부는, 상기 상부 회전체의 헌팅이 발생하지 않도록 상기 파일럿 압력을 변경시키기 위한 제어 이득값을 출력시키는 매칭부 및 상기 검출 신호와 상기 제어 이득값을 연산하여 상기 제어 신호를 출력하는 출력부를 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the drain valve is composed of an electronic proportional control valve, and the control unit includes a matching unit that outputs a control gain value for changing the pilot pressure so that hunting of the upper rotating body does not occur, and It may include an output unit that calculates the detection signal and the control gain value and outputs the control signal.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 매칭부는 입력된 RPM의 특정 범위 및 상기 파일럿 압력의 특정 범위에 대응하는 제어기 이득값으로의 매칭을 수행할 수 있다.In example embodiments, the matching unit may perform matching with a specific range of the input RPM and a controller gain value corresponding to the specific range of the pilot pressure.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 유압 시스템은 붐 실린더, 암 실린더 및 버켓 실린더를 구동시키기 위한 메인 펌프를 더 포함할 수 있다.In example embodiments, the hydraulic system may further include a main pump for driving a boom cylinder, an arm cylinder, and a bucket cylinder.

예시적인 실시예들에 따르면, 선회 제어장치는 상부 선회체의 공진을 발생시키는 입력 주파수 영역대에 있는 파일럿 압력(Pi)을 정상적인 선회 운동을 위한 새로운 입력 주파수로 변경함으로써, 상기 상부 선회체의 헌팅 현상을 방지할 수 있다. 선회 모터의 입출구 포트 사이의 압력차를 검출 신호로 수신하고, 상기 검출 신호와 제어맵에 의해 매칭된 제어기 이득값을 연산하여 제어 신호를 출력할 수 있다. 상기 제어 신호에 따라 상기 파일럿 압력을 변경하고 새롭게 변경된 파일럿 압력이 레귤레이터의 입력값으로 사용되어 선회 펌프의 사판 각도를 조절하여, 헌팅 문제를 개선할 수 있다.According to exemplary embodiments, the turning control device changes the pilot pressure Pi in the input frequency range that generates resonance of the upper turning body to a new input frequency for normal turning motion, thereby hunting the upper turning body. It can prevent the phenomenon. The pressure difference between the inlet and outlet ports of the turning motor may be received as a detection signal, and a control signal may be output by calculating a controller gain value matched by the detection signal and the control map. The pilot pressure is changed according to the control signal and the newly changed pilot pressure is used as an input value of the regulator to adjust the swash plate angle of the swing pump, thereby improving the hunting problem.

다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and may be variously extended without departing from the spirit and scope of the present invention.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 유압 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 유압 시스템의 선회 제어장치를 나타내는 유압 회로도이다.
도 3a는 도 1의 상부 선회체의 모델링 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3b는 도 3a의 모델링 시스템의 입력을 나타내는 그래프이다.
도 3c는 3a의 모델링 시스템의 출력을 나타내는 그래프이다.
도 4는 도 2의 선회 제어장치의 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 선회 제어장치를 나타내는 유압 회로도이다.
1 is a block diagram showing a hydraulic system of a construction machine according to exemplary embodiments.
2 is a hydraulic circuit diagram showing a turning control device of the hydraulic system of FIG. 1.
3A is a diagram illustrating a modeling system of an upper swing body of FIG. 1.
3B is a graph showing an input of the modeling system of FIG. 3A.
3C is a graph showing the output of the modeling system of 3A.
4 is a block diagram showing a control unit of the turning control device of FIG. 2.
5 is a hydraulic circuit diagram showing a turning control device according to exemplary embodiments.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. With respect to the embodiments of the present invention disclosed in the text, specific structural or functional descriptions have been exemplified only for the purpose of describing the embodiments of the present invention, and the embodiments of the present invention may be implemented in various forms. It should not be construed as being limited to the embodiments described in.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Since the present invention can apply various changes and have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form of disclosure, it is to be understood as including all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. Terms such as first and second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. Should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle. Other expressions describing the relationship between components, such as "between" and "just between" or "adjacent to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of a set feature, number, step, action, component, part, or combination thereof, and one or more other features or numbers It is to be understood that the possibility of addition or presence of, steps, actions, components, parts, or combinations thereof is not preliminarily excluded.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. .

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same elements in the drawings, and duplicate descriptions for the same elements are omitted.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 유압 시스템을 나타내는 블록도이다. 도 2는 도 1의 유압 시스템의 선회 제어장치를 나타내는 유압 회로도이다. 도 3a는 도 1의 상부 선회체의 모델링 시스템을 나타내는 도면이고, 도 3b는 도 3a의 모델링 시스템의 입력을 나타내는 그래프이며, 도 3c는 3a의 모델링 시스템의 출력을 나타내는 그래프이다. 도 4는 도 2의 선회 제어장치의 제어부를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing a hydraulic system of a construction machine according to exemplary embodiments. 2 is a hydraulic circuit diagram showing a turning control device of the hydraulic system of FIG. 1. FIG. 3A is a diagram illustrating the modeling system of the upper swing body of FIG. 1, FIG. 3B is a graph showing an input of the modeling system of FIG. 3A, and FIG. 3C is a graph showing an output of the modeling system of 3A. 4 is a block diagram showing a control unit of the turning control device of FIG. 2.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 건설기계의 유압 시스템(10)은 상부 선회체(45)를 회동시키기 위한 선회 모터(40), 선회 모터(40)와 폐쇄형 루프로 연결되어 선회 모터(40)에 작동유를 공급하기 위한 선회 펌프(20), 선회 펌프(20)의 사판 각도를 조절하는 레귤레이터(30), 및 상부 선회체(45)의 진동을 억제하기 위하여 레귤레이터(30)의 입력값으로 제공되는 파일럿 압력을 제어하기 위한 선회 제어장치를 포함할 수 있다.1 to 4, the hydraulic system 10 of a construction machine is connected to a swing motor 40 for rotating the upper swing body 45, a swing motor 40 and a closed loop, and the swing motor 40 ), the slewing pump 20 for supplying hydraulic oil to the slewing pump 20, the regulator 30 for adjusting the swash plate angle of the slewing pump 20, and the input value of the regulator 30 to suppress vibration of the upper slewing body 45. It may include a swing control device for controlling the pilot pressure provided.

예시적인 실시예들에 있어서, 선회 펌프(20)는 동력전달장치(14)을 통하여 구동원으로서의 엔진(12)에 독립적으로 연결될 수 있다. 엔진(12)은 또한 동력전달장치(14)를 통하여 메인 펌프(16) 및 보조 펌프(18)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 엔진(12)으로부터의 동력은 메인 펌프(16), 보조 펌프(18) 및 선회 펌프(20)에 각각 전달될 수 있다.In exemplary embodiments, the swing pump 20 may be independently connected to the engine 12 as a drive source via the power transmission device 14. The engine 12 can also be connected to the main pump 16 and the auxiliary pump 18 via a power train 14. Accordingly, the power from the engine 12 can be transmitted to the main pump 16, the auxiliary pump 18, and the swing pump 20, respectively.

굴삭기와 같은 건설기계는 하부 주행체(도시되지 않음) 상에 탑재된 상부 선회체(45), 및 상부 선회체(45)에 설치된 운전실, 및 붐, 암 및 버켓을 구비하는 작업 장치를 수 있다. 도면에 도시되지는 않았지만, 메인 펌프(16)는 고압유압라인을 통하여 제어 밸브(MCV)에 연결되고, 상기 제어 밸브는 고압유압라인을 통하여 붐 실린더, 암 실린더, 버킷 실린더를 포함하는 다수개의 액추에이터들에 각각 연결될 수 있다. 따라서, 붐 실린더, 암 실린더 및 버켓 실린더와 같은 액추에이터들 각각은 메인 펌프(16)로부터 토출된 작동유의 유압에 의해 구동될 수 있다.Construction machinery such as an excavator may include an upper swing body 45 mounted on a lower traveling body (not shown), a cab installed on the upper swing body 45, and a working device having a boom, an arm, and a bucket. . Although not shown in the drawing, the main pump 16 is connected to a control valve (MCV) through a high pressure hydraulic line, and the control valve is a plurality of actuators including a boom cylinder, an arm cylinder, and a bucket cylinder through a high pressure hydraulic line. Each can be connected to the field. Accordingly, each of the actuators such as the boom cylinder, the arm cylinder and the bucket cylinder can be driven by the hydraulic pressure of the hydraulic oil discharged from the main pump 16.

예시적인 실시예에 있어서, 선회 펌프(20)는 별도의 제어밸브를 사이에 두지 않고 유압 라인을 통하여 선회 모터(40)에 직접 연결되고, 조작부로서의 조이스틱(50)을 조작할 때 발생하는 파일럿 압력이 선회 펌프(20)의 사판 각도를 직접 조절하는 입력값으로 사용됨으로써, 폐회로 선회독립유압시스템을 구현할 수 있다.In an exemplary embodiment, the slewing pump 20 is directly connected to the slewing motor 40 through a hydraulic line without interposing a separate control valve, and the pilot pressure generated when operating the joystick 50 as a control unit By being used as an input value for directly adjusting the swash plate angle of the slewing pump 20, a closed-circuit slewing independent hydraulic system can be implemented.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 선회 펌프(20)는 양방향으로 작동유를 토출할 수 있는 양방향 펌프일 수 있다. 선회 펌프(20)는 제1 유압 라인(42)에 의해 선회 모터(40)의 A포트에 연결되고 제2 유압 라인(44)에 의해 선회 모터(40)의 B포트에 연결될 수 있다. 선회 모터(40)는 선회 기구를 통해 상부 선회체(45)에 연결될 수 있다.1 and 2, the swing pump 20 may be a two-way pump capable of discharging hydraulic oil in both directions. The swing pump 20 may be connected to the A port of the swing motor 40 by the first hydraulic line 42 and to the B port of the swing motor 40 by the second hydraulic line 44. The swing motor 40 may be connected to the upper swing body 45 through a swing mechanism.

선회 펌프(20)로부터 토출되는 작동유가 제1 유압 라인(42)를 통해 선회 모터(40)의 A포트에 공급되고 선회 모터(40)를 구동한 후 저압이 되어 제2 유압 라인(44)을 통하여 탱크로 회수될 수 있다. 이에 따라, 선회 모터(40)가 구동됨으로써 상부 선회체(45)가 선회하게 된다. 예를 들면, 선회 모터(40)의 A포트에 유압이 공급되었을 때, 상부 선회체(45)는 우측방향으로 선회할 수 있다.The hydraulic oil discharged from the slewing pump 20 is supplied to the A port of the slewing motor 40 through the first hydraulic line 42, and after driving the slewing motor 40, the second hydraulic line 44 becomes low pressure. Can be recovered to the tank through. Accordingly, by driving the turning motor 40, the upper turning body 45 turns. For example, when hydraulic pressure is supplied to the A port of the turning motor 40, the upper turning body 45 can turn to the right.

선회 펌프(20)로부터 토출되는 작동유가 제2 유압 라인(44)을 통해 선회 모터(40)의 B포트에 공급되고 선회 모터(40)를 구동하여 저압이 되어 제1 유압 라인(42)을 통하여 탱크로 회수될 수 있다. 이에 따라, 선회 모터(40)가 구동됨으로써 상부 선회체(45)가 선회하게 된다. 예를 들면, 선회 모터(40)의 B포트에 유압이 공급되었을 때, 상부 선회체(45)는 좌측방향으로 선회할 수 있다.The hydraulic oil discharged from the slewing pump 20 is supplied to the B port of the slewing motor 40 through the second hydraulic line 44 and is driven to a low pressure by driving the slewing motor 40 through the first hydraulic line 42. Can be recovered to the tank. Accordingly, the turning motor 40 is driven so that the upper turning body 45 turns. For example, when hydraulic pressure is supplied to the B port of the turning motor 40, the upper turning body 45 can turn to the left.

작업자가 조이스틱(50)을 조작하면 조작 변위에 해당하는 파일럿 압력(Pi)이 형성되고, 이 파일럿 압력(Pi)이 선회 펌프(20)의 사판 각도를 조절하기 위한 입력값으로 사용될 수 있다.When the operator manipulates the joystick 50, a pilot pressure Pi corresponding to the operating displacement is formed, and the pilot pressure Pi may be used as an input value for adjusting the swash plate angle of the orbiting pump 20.

구체적으로, 파일럿 압력(Pi)은 조이스틱(50)에 연결된 파일럿 라인(51)을 통해 레귤레이터(30)의 입력값으로서 제공될 수 있다. 파일럿 라인(51)은 제1 파일럿 라인(52) 및 제2 파일럿 라인(54)을 포함할 수 있다. 조이스틱(50)의 출력단은 제1 파일럿 라인(52) 및 제2 파일럿 라인(54)에 연결될 수 있다. 조이스틱(50)을 일방향으로 조작하면 제1 및 제2 파일럿 라인들(52, 54) 중 어느 하나의 라인에 파일럿 압력(Pi)이 형성될 수 있다. 이와 다르게, 파일럿 압력(Pi)은 조이스틱(50)에 연결된 하나의 파일럿 라인을 통해 레귤레이터(30)에 제공될 수 있다.Specifically, the pilot pressure Pi may be provided as an input value of the regulator 30 through the pilot line 51 connected to the joystick 50. The pilot line 51 may include a first pilot line 52 and a second pilot line 54. The output terminal of the joystick 50 may be connected to the first pilot line 52 and the second pilot line 54. When the joystick 50 is operated in one direction, the pilot pressure Pi may be formed in one of the first and second pilot lines 52 and 54. Alternatively, the pilot pressure Pi may be provided to the regulator 30 through one pilot line connected to the joystick 50.

제1 파일럿 라인(52)은 제1 제어 밸브(56)에 연결되고, 제2 파일럿 라인(54)은 제2 제어 밸브(58)에 연결될 수 있다. 제1 제어 밸브(56)는 레귤레이터(30)의 제1 챔버(32)에 연결되고, 제2 제어 밸브(58)는 레귤레이터(30)의 제2 챔버(34)에 연결될 수 있다.The first pilot line 52 may be connected to the first control valve 56, and the second pilot line 54 may be connected to the second control valve 58. The first control valve 56 may be connected to the first chamber 32 of the regulator 30, and the second control valve 58 may be connected to the second chamber 34 of the regulator 30.

서브 펌프(22)는 선회 펌프(20)와 직접 연결될 수 있다. 이와 다르게, 서브 펌프(22)는 선회 펌프(20)와 별개로 엔진(12)과 연결될 수 있다. 서브 펌프(22)는 파일럿 작동유를 토출할 수 있다. 서프 펌프(22)는 제1 및 제2 제어 밸브들(56, 58)에 연결되어 파일럿 작동유를 각각에 공급할 수 있다. 따라서, 서브 펌프(22)로부터의 파일럿 작동유는 제1 및 제2 제어 밸브들(56, 58) 각각의 입력단에서 대기한다.The sub pump 22 may be directly connected to the swing pump 20. Alternatively, the sub pump 22 may be connected to the engine 12 separately from the orbiting pump 20. The sub pump 22 may discharge pilot hydraulic oil. The surf pump 22 may be connected to the first and second control valves 56 and 58 to supply pilot hydraulic oil to each. Accordingly, the pilot hydraulic oil from the sub-pump 22 waits at the input terminals of the first and second control valves 56 and 58, respectively.

작업자가 원하는 선회 방향 및 선회 속도에 따라 조이스틱(50)을 조작하면 제1 파일럿 라인(52) 및 제2 파일럿 라인(54) 중 어느 하나에 조작 변위에 해당하는 파일럿 압력(Pi)이 형성되고, 이 파일럿 압력(Pi)에 해당하는 파일럿 작동유가 제1 및 제2 제어 밸브들(56, 58) 중 대응하는 하나의 제어 밸브를 개방시킬 수 있다.When the operator manipulates the joystick 50 according to the desired turning direction and turning speed, a pilot pressure Pi corresponding to the operating displacement is formed in one of the first pilot line 52 and the second pilot line 54, The pilot hydraulic oil corresponding to the pilot pressure Pi may open a corresponding one of the first and second control valves 56 and 58.

제1 및 제2 제어 밸브들(56, 58) 중 하나가 개방되면, 파일럿 작동유는 레귤레이터(30)의 제1 및 제2 챔버들(32, 34) 중 대응하는 어느 하나의 챔버에 제공될 수 있다. 제1 및 제2 챔버들(32, 34) 중 어느 하나에 유입된 파일럿 작동유는 선회 펌프(20)의 사판을 조절하여 작동유의 토출 방향 및 유량을 제어할 수 있다.When one of the first and second control valves 56 and 58 is opened, the pilot hydraulic oil may be provided to any one of the first and second chambers 32 and 34 of the regulator 30. have. The pilot hydraulic oil introduced into one of the first and second chambers 32 and 34 may control the discharge direction and flow rate of the hydraulic oil by adjusting the swash plate of the swing pump 20.

도 3a에 도시된 바와 같이, 폐회로 선회독립시스템에서 상부 선회체(45)는 질량-스프링 시스템으로 모델링될 수 있다. 선회 모터(40)의 AB포트들에 각각 연결된 제1 및 제2 유압 라인들(42, 44)은 스프링으로 나타내고 상부 선회체(45)는 질량으로 나타낼 수 있다.As shown in FIG. 3A, in the closed-loop swing independent system, the upper swing body 45 may be modeled as a mass-spring system. The first and second hydraulic lines 42 and 44 connected to the AB ports of the swing motor 40 may be represented by a spring, and the upper swing body 45 may be represented by a mass.

예를 들면, 사용자가 상부 선회체(45)를 우측으로 선회하기 위하여 조이스틱(50)을 우측으로 조작하면, 선회 펌프(20)로부터 토출된 고압의 작동유가 제1 유압 라인(42)를 통해 선회 모터(40)의 A포트에 공급되어 상부 선회체(45)는 우측으로 회전하게 된다. 폐회로 선회독립시스템에서의 상부 선회체 시스템은 질량과 스프링으로 구성되므로, 특정 주파수, 예를 들면, 엔진(12)의 낮은 RPM, 특정 범위의 조이스틱 파일럿 압력(Pi)에서 불안정한 특성, 즉 헌팅 현상이 발생될 수 있다. 이러한 헌팅 현상에서는, 조이스틱 파일럿 압력(Pi)이 일정하게 유지하고 있을 때 선회 상부체(45)는 회전과 정지를 반복하게 된다.For example, when the user manipulates the joystick 50 to the right in order to turn the upper swing body 45 to the right, the high pressure hydraulic oil discharged from the swing pump 20 turns through the first hydraulic line 42 It is supplied to the A port of the motor 40 so that the upper swing body 45 rotates to the right. Since the upper swing body system in the closed loop swing independent system consists of a mass and a spring, an unstable characteristic, that is, a hunting phenomenon at a specific frequency, for example, a low RPM of the engine 12, a joystick pilot pressure (Pi) in a specific range. Can occur. In this hunting phenomenon, when the joystick pilot pressure Pi is kept constant, the turning upper body 45 rotates and stops repeatedly.

도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 같이 상부 선회체(45) 시스템에 계단 입력(step input)(f(t))이 가해질 때, 상부 선회체(45)는 감쇠 운동을 하는 출력(x1(t))을 나타낼 수 있다. 그러나, 입력값의 진동수가 상기 시스템이 가지는 고유 진동수와 일치할 경우 헌팅 현상이 발생하여 공진하는 출력(x2(t))을 나타낼 수 있다.3B and 3C, when a step input (f(t)) is applied to the upper swing body 45 system, the upper swing body 45 has an output (x1(t)) for attenuating motion. )). However, when the frequency of the input value matches the natural frequency of the system, a hunting phenomenon may occur and a resonant output (x2(t)) may be expressed.

예시적인 실시예들에 있어서, 건설기계의 유압 시스템(10)은 상부 선회체(45)의 진동과 같은 불안정한 선회 운동을 방지하기 위하여 레귤레이터(30)의 입력값으로 제공되는 파일럿 압력을 제어하기 위한 선회 제어장치를 포함할 수 있다. 상기 선회 제어장치는 상부 선회체 시스템을 안정한 상태로 하기 위하여 공진이 발생하는 입력 주파수의 영역대를 정상적인 선회 운동을 위한 새로운 입력 주파수로 변경함으로써, 시스템에서 댐퍼의 역할을 수행할 수 있다.In exemplary embodiments, the hydraulic system 10 of a construction machine is used to control a pilot pressure provided as an input value of the regulator 30 in order to prevent unstable swing motion such as vibration of the upper swing body 45. It may include a turning control device. The swing control device can act as a damper in the system by changing the range of the input frequency where resonance occurs to a new input frequency for normal swing motion in order to stabilize the upper swing body system.

상기 선회 제어장치는, 선회 모터(40)의 입출구 포트에서의 압력차를 검출하는 압력 센서(62, 64), 레귤레이터(30)의 입력값으로 제공되는 파일롯 압력을 제어하기 위한 압력 제어밸브, 및 압력 센서(62, 64)로부터의 상기 검출 신호를 수신하고 상기 파일럿 압력이 상부 회전체(45)의 헌팅을 발생시키는 범위 이내에 있는 경우 상기 파일럿 압력을 변경하기 위한 제어 신호를 상기 압력 제어밸브로 출력하는 제어부(60)를 포함할 수 있다.The swing control device includes pressure sensors 62 and 64 for detecting a pressure difference at the inlet and outlet ports of the swing motor 40, a pressure control valve for controlling a pilot pressure provided as an input value of the regulator 30, and When the detection signal from the pressure sensors 62 and 64 is received and the pilot pressure is within a range that causes hunting of the upper rotating body 45, a control signal for changing the pilot pressure is output to the pressure control valve. It may include a control unit 60.

상기 압력 센서는 제1 압력 센서(62) 및 제2 압력 센서(64)를 포함할 수 있다. 제1 압력 센서(62)는 제1 유압 라인(42)을 통해 선회 모터(40)의 A포트로 유출입하는 작동유의 압력(PA)을 측정하고, 제2 압력 센서(64)는 제2 유압 라인(44)을 통해 선회 모터(40)의 B포트로 유출입하는 작동유의 압력(PB)을 측정할 수 있다.The pressure sensor may include a first pressure sensor 62 and a second pressure sensor 64. The first pressure sensor 62 measures the pressure PA of hydraulic oil flowing into and out of the A port of the turning motor 40 through the first hydraulic line 42, and the second pressure sensor 64 is a second hydraulic line. The pressure (PB) of the hydraulic oil flowing into and out of the B port of the turning motor 40 can be measured through (44).

제어부(60)는 제1 및 제2 압력 센서들(62, 64)에 연결되어 선회 모터(40)의 입출구 포트 사이의 압력차를 검출 신호로 수신할 수 있다. 제어부(60)는 엔진(12)의 회전속도(RPM) 및 조이스틱 파일럿 압력(Pi)를 입력 신호로서 수신할 수 있다. 예를 들면, 제어부(60)는 유압제어시스템(EPOS)로부터 엔진(12)의 RPM, 조이스틱 파일럿 압력(Pi)에 관한 신호를 수신할 수 있다.The controller 60 may be connected to the first and second pressure sensors 62 and 64 to receive a pressure difference between the inlet and outlet ports of the turning motor 40 as a detection signal. The controller 60 may receive the rotation speed RPM of the engine 12 and the joystick pilot pressure Pi as input signals. For example, the control unit 60 may receive a signal regarding the RPM of the engine 12 and the joystick pilot pressure Pi from the hydraulic control system EPOS.

예시적인 실시예들에 있어서, 제어부(60)는 상부 회전체(45)의 헌팅을 발생시키는 입력 주파수 영역대를 변경시키기 위한 제어기 이득값을 출력하는 매칭부(61) 및 상기 검출 신호와 상기 제어기 이득값을 연산하여 제어 신호를 출력하는 연산부(63)를 포함할 수 있다. 상기 압력 제어밸브는 연산부(63)로부터의 상기 제어 신호를 수신하고 상기 제어 신호에 기초하여 상기 파일럿 압력을 변경할 수 있다.In exemplary embodiments, the control unit 60 includes a matching unit 61 outputting a controller gain value for changing an input frequency range that causes hunting of the upper rotating body 45, and the detection signal and the controller. It may include an operation unit 63 that calculates a gain value and outputs a control signal. The pressure control valve may receive the control signal from the operation unit 63 and change the pilot pressure based on the control signal.

상기 압력 제어밸브는 조이스틱(50)에 의해 형성된 파일럿 압력을 감압시키기 위한 드레인 밸브(70)를 포함할 수 있다. 드레인 밸브(70)는 전자비례제어밸브(EPPRV)로 구성될 수 있다. 드레인 밸브(70)는 상기 제어 신호로서 인가된 입력 전류에 따라 2차압을 형성할 수 있다.The pressure control valve may include a drain valve 70 for reducing the pilot pressure formed by the joystick 50. The drain valve 70 may be configured as an electronic proportional control valve (EPPRV). The drain valve 70 may form a secondary pressure according to the input current applied as the control signal.

매칭부(61)는 엔진(12)의 RPM 및 조이스틱 파일럿 압력(Pi)을 수신하고, 파일럿 압력 대비 이득 제어맵에 기초하여 수시된 파일럿 압력(Pi)값에 대응하는 제어기 이득값으로 매칭할 수 있다. 상부 선회체의 헌팅이 발생하는 영역대는 입력되는 엔진의 RPM 및 조이스틱 파일럿 압력(Pi)에 따라 결정될 수 있다. 조이스틱 파일럿 압력(Pi)이, 예를 들면, 약 6bar 이상이면 상부 선회체(45)가 회전을 시작할 수 있다. 상부 선회체(45)의 헌팅은 엔진(12)의 RPM이 850 내지 1266 사이의 범위 그리고 조이스틱 파일럿 압력(Pi)이 0 내지 25bar 사이의 범위에서 발생할 수 있다.The matching unit 61 receives the RPM of the engine 12 and the joystick pilot pressure Pi, and can match the controller gain value corresponding to the received pilot pressure Pi value based on the gain control map versus the pilot pressure. have. The zone in which hunting of the upper swing body occurs may be determined according to the input RPM of the engine and the joystick pilot pressure Pi. When the joystick pilot pressure Pi is, for example, about 6 bar or more, the upper swing body 45 may start to rotate. Hunting of the upper swing body 45 may occur in a range in which the RPM of the engine 12 is between 850 and 1266 and the joystick pilot pressure Pi is between 0 and 25 bar.

상기 파일럿 압력 대비 이득맵은, 입력된 RPM의 특정 범위 및 파일럿 압력(Pi)의 특정 범위에 대응하는 제어기 이득값으로의 매칭을 수행할 수 있다. 예를 들면, 엔진 RPM이 850 내지 1052 사이의 범위에 있을 때, 파일럿 압력이 0 내지 10bar 사이의 범위에서는 제어기 이득값이 A로, 파일럿 압력이 10 내지 15bar 사이의 범위에서는 제어기 이득값이 B로, 파일럿 압력이 15 내지 20bar 사이의 범위에서는 제어기 이득값이 C로, 파일럿 압력이 20bar 이상의 범위에서는 제어기 이득값이 0로 매핑될 수 있다.The pilot pressure vs. gain map may be matched with a controller gain value corresponding to a specific range of the input RPM and a specific range of the pilot pressure Pi. For example, when the engine RPM is in the range of 850 to 1052, the controller gain value is A in the range of 0 to 10 bar, and the controller gain value is B in the range of the pilot pressure 10 to 15 bar. , When the pilot pressure is between 15 and 20 bar, the controller gain value may be mapped to C, and when the pilot pressure is in the range of 20 bar or more, the controller gain may be mapped to 0.

연산부(63)는 압력 센서(62, 64)로부터의 압력차의 절대값(|PA-PB|)에 상기 제어기 이득값을 곱하여 특정 전압 신호(Vout)를 출력할 수 있다. 상기 출력 신호는 EPPRV 드라이버를 통해 전류 신호(mA)로 변환된 후 드레인 밸브(70)로 입력될 수 있다.The calculation unit 63 may output a specific voltage signal Vout by multiplying the absolute value of the pressure difference (|PA-PB|) from the pressure sensors 62 and 64 by the controller gain value. The output signal may be converted into a current signal (mA) through an EPPRV driver and then input to the drain valve 70.

도 2를 다시 참조하면, 제1 및 제2 파일럿 라인들(52, 54) 사이에 셔틀 밸브(55)가 연결될 수 있다. 셔틀 밸브(55)는 드레인 밸브(70)와 연결될 수 있다. 조이스틱(50)을 조작하면 제1 및 제2 파일럿 라인들(52, 54) 중 어느 하나의 라인에 파일럿 압력(Pi)이 형성될 수 있다. 파일럿 압력(Pi)이 형성된 파일럿 라인은 셔틀 밸브(55)를 경유하여 드레인 밸브(70)에 연결될 수 있다.Referring again to FIG. 2, the shuttle valve 55 may be connected between the first and second pilot lines 52 and 54. The shuttle valve 55 may be connected to the drain valve 70. When the joystick 50 is operated, a pilot pressure Pi may be formed in any one of the first and second pilot lines 52 and 54. The pilot line in which the pilot pressure Pi is formed may be connected to the drain valve 70 via the shuttle valve 55.

드레인 밸브(70)는 자신의 설정된 개방 압력보다 큰 파일럿 압력(Pi)이 입력될 때 개방될 수 있다. 드레인 밸브(70)의 개방 압력은 입력 전류에 따라 변경 및 설정될 수 있다. 따라서, 드레인 밸브(70)의 설정 압력은 제어부(60)에 의해 튜닝될 수 있다.The drain valve 70 may be opened when a pilot pressure Pi greater than its set opening pressure is input. The opening pressure of the drain valve 70 may be changed and set according to the input current. Accordingly, the set pressure of the drain valve 70 can be tuned by the control unit 60.

파일럿 압력(Pi)이 드레인 밸브(70)에 작용할 때 상기 파일럿 압력(Pi)이 드레인 밸브(70)의 설정 압력보다 크면 개방되어 상기 파일럿 압력(Pi)을 형성하는 파일럿 작동유가 배출될 수 있다. 이에 따라, 파일럿 압력(Pi)은 설정 압력과 동일한 크기를 갖도록 변경된 후, 제1 및 제2 파일럿 라인들(52, 54)을 통해 레귤레이터(30)의 입력값으로 제공될 수 있다.When the pilot pressure Pi acts on the drain valve 70, when the pilot pressure Pi is greater than the set pressure of the drain valve 70, the pilot hydraulic oil is opened and forms the pilot pressure Pi may be discharged. Accordingly, the pilot pressure Pi may be changed to have the same size as the set pressure, and then may be provided as an input value of the regulator 30 through the first and second pilot lines 52 and 54.

상술한 바와 같이, 상기 선회 제어장치는 상부 선회체(45)의 공진을 발생시키는 입력 주파수 영역대에 있는 파일럿 압력(Pi)을 정상적인 선회 운동을 위한 새로운 입력 주파수로 변경함으로써, 상부 선회체(45)의 헌팅 현상을 방지할 수 있다. 선회 모터(40)의 입출구 포트 사이의 압력차를 검출 신호로 수신하고, 상기 검출 신호와 상기 제어맵에 의해 매칭된 제어기 이득값을 연산하여 제어 신호를 출력할 수 있다. 상기 제어 신호에 따라 상기 파일럿 압력을 변경하고 새롭게 변경된 파일럿 압력이 레귤레이터(30)의 입력값으로 사용되어 선회 펌프(20)의 사판 각도를 조절하여, 헌팅 문제를 개선할 수 있다.As described above, the swing control device changes the pilot pressure Pi in the input frequency range for generating resonance of the upper swing body 45 to a new input frequency for the normal swing movement, so that the upper swing body 45 ) Can prevent hunting phenomenon. The pressure difference between the inlet and outlet ports of the turning motor 40 may be received as a detection signal, and a control signal may be output by calculating a controller gain value matched by the detection signal and the control map. The pilot pressure is changed according to the control signal and the newly changed pilot pressure is used as an input value of the regulator 30 to adjust the swash plate angle of the swing pump 20, thereby improving the hunting problem.

도 5는 예시적인 실시예들에 따른 선회 제어장치를 나타내는 유압 회로도이다. 상기 유압 시스템은 파일럿 라인의 구성 및 파일럿 압력 센서의 추가를 제외하고는 도 1 및 도 2를 참조로 설명한 유압 시스템과 실질적으로 동일하거나 유사하다. 이에 따라, 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다. 5 is a hydraulic circuit diagram showing a turning control device according to exemplary embodiments. The hydraulic system is substantially the same as or similar to the hydraulic system described with reference to FIGS. 1 and 2 except for the configuration of the pilot line and the addition of a pilot pressure sensor. Accordingly, the same components are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions of the same components are omitted.

도 5를 참조하면, 선회 펌프(20)는 제1 유압 라인(42)에 의해 선회 모터(40)의 A포트에 연결되고 제2 유압 라인(44)에 의해 선회 모터(40)의 B포트에 연결될 수 있다. 선회 모터(40)는 선회 기구를 통해 상부 선회체(45)에 연결될 수 있다. 선회 모터(40)로부터 토출되는 작동유는 제1 및 제2 유압 라인들(42, 44)을 통해 선회 모터(40)에 공급되어 선회 모터(40)를 순방향 또는 역방향으로 회전시킬 수 있다.5, the slewing pump 20 is connected to the A port of the slewing motor 40 by a first hydraulic line 42 and to the B port of the slewing motor 40 by the second hydraulic line 44. Can be connected. The swing motor 40 may be connected to the upper swing body 45 through a swing mechanism. The hydraulic oil discharged from the swing motor 40 may be supplied to the swing motor 40 through the first and second hydraulic lines 42 and 44 to rotate the swing motor 40 in a forward or reverse direction.

조이스틱(50)은 파일럿 작동유 라인을 통해 서브 펌프(22)에 연결되어 서브 펌프(22)로부터 파일럿 작동유를 제공받을 수 있다. 조이스틱(50)의 출력단은 제1 파일럿 라인(52) 및 제2 파일럿 라인(54)에 연결될 수 있다. 있다. 제1 파일럿 라인(52)은 레귤레이터(30)의 제1 챔버(32)에 연결되고, 제2 파일럿 라인(54)는 레귤레이터(30)의 제2 챔버(34)에 연결될 수 있다. 제1 및 제2 파일럿 라인들(52, 54) 사이에 셔틀 밸브(55)가 연결될 수 있다. 셔틀 밸브(55)는 드레인 밸브(70)와 연결될 수 있다.The joystick 50 may be connected to the sub pump 22 through a pilot hydraulic oil line to receive pilot hydraulic oil from the sub pump 22. The output terminal of the joystick 50 may be connected to the first pilot line 52 and the second pilot line 54. have. The first pilot line 52 may be connected to the first chamber 32 of the regulator 30, and the second pilot line 54 may be connected to the second chamber 34 of the regulator 30. The shuttle valve 55 may be connected between the first and second pilot lines 52 and 54. The shuttle valve 55 may be connected to the drain valve 70.

조이스틱(50)을 조작하면 제1 및 제2 파일럿 라인들(52, 54) 중 어느 하나의 라인에 파일럿 압력(Pi)이 형성될 수 있다. 파일럿 압력(Pi)이 형성된 라인은 셔틀 밸브(55)를 경유하여 드레인 밸브(70)에 연결될 수 있다. 파일럿 압력(Pi)은 드레인 밸브(70)의 설정 압력과 동일한 크기를 갖도록 변경된 후, 제1 및 제2 파일럿 라인들(52, 54)을 통해 레귤레이터(30)의 입력값으로 제공될 수 있다.When the joystick 50 is operated, a pilot pressure Pi may be formed in any one of the first and second pilot lines 52 and 54. The line in which the pilot pressure Pi is formed may be connected to the drain valve 70 via the shuttle valve 55. After the pilot pressure Pi is changed to have the same size as the set pressure of the drain valve 70, it may be provided as an input value of the regulator 30 through the first and second pilot lines 52 and 54.

예시적인 실시예들에 있어서, 제1 압력 센서(62)는 제1 유압 라인(42)을 통해 선회 모터(40)의 A포트로 유출입하는 작동유의 압력(PA)을 측정하고, 제2 압력 센서(64)는 제2 유압 라인(44)을 통해 선회 모터(40)의 B포트로 유출입하는 작동유의 압력(PB)을 측정할 수 있다.In example embodiments, the first pressure sensor 62 measures the pressure PA of the hydraulic oil flowing into and out of the A port of the turning motor 40 through the first hydraulic line 42, and the second pressure sensor Reference numeral 64 may measure the pressure PB of the hydraulic oil flowing into and out of the B port of the turning motor 40 through the second hydraulic line 44.

제1 파일럿 압력 센서(66)는 제1 파일럿 라인(52)에 설치되고, 제2 파일럿 압력 센서(68)는 제2 파일럿 라인(54)에 설치될 수 있다. 조이스틱(50)에 의해 형성된 파일럿 압력(Pi)은 상기 파일럿 압력 센서들에 의해 검출될 수 있다.The first pilot pressure sensor 66 may be installed on the first pilot line 52, and the second pilot pressure sensor 68 may be installed on the second pilot line 54. The pilot pressure Pi formed by the joystick 50 may be detected by the pilot pressure sensors.

제어부(60)는 제1 및 제2 압력 센서들(62, 64)에 연결되어 선회 모터(40)의 입출구 포트 사이의 압력차를 검출 신호로 수신할 수 있다. 제어부(60)는 제1 및 제2 파일럿 압력 센서들(66, 68)에 연결되어 조이스틱(50)에 의해 형성된 파일럿 압력(Pi)을 검출 신호로 수신할 수 있다. 제어부(60)는 엔진(12)의 회전속도(RPM)을 입력 신호로 수신할 수 있다. 예를 들면, 제어부(60)는 유압제어시스템(EPOS)로부터 엔진(12)의 RPM에 관한 신호를 수신할 수 있다.The controller 60 may be connected to the first and second pressure sensors 62 and 64 to receive a pressure difference between the inlet and outlet ports of the turning motor 40 as a detection signal. The controller 60 may be connected to the first and second pilot pressure sensors 66 and 68 to receive the pilot pressure Pi formed by the joystick 50 as a detection signal. The controller 60 may receive the rotational speed (RPM) of the engine 12 as an input signal. For example, the control unit 60 may receive a signal related to the RPM of the engine 12 from the hydraulic control system (EPOS).

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that you can.

10: 건설기계의 유압 시스템 12: 엔진
14: 동력전달장치 16: 메인 펌프
18: 보조 펌프 20: 선회 펌프
22: 서브 펌프 30: 레귤레이터
32: 제1 챔버 34: 제2 챔버
40: 선회 모터 42: 제1 유압 라인
44: 제2 유압 라인 45: 상부 선회체
50: 조이스틱 51: 파일럿 라인
52: 제1 파일럿 라인 54: 제2 파일럿 라인
55: 셔틀 밸브56: 제1 제어 밸브 58: 제2 제어 밸브
60: 제어부 61: 매칭부
62: 제1 압력 센서 63: 연산부
64: 제2 압력 센서 66: 제1 파일럿 압력 센서
68: 제2 파일럿 압력 센서 70: 드레인 밸브
10: hydraulic system of construction machinery 12: engine
14: power train 16: main pump
18: auxiliary pump 20: slewing pump
22: sub pump 30: regulator
32: first chamber 34: second chamber
40: swing motor 42: first hydraulic line
44: second hydraulic line 45: upper pivot
50: joystick 51: pilot line
52: first pilot line 54: second pilot line
55: shuttle valve 56: first control valve 58: second control valve
60: control unit 61: matching unit
62: first pressure sensor 63: calculation unit
64: second pressure sensor 66: first pilot pressure sensor
68: second pilot pressure sensor 70: drain valve

Claims (14)

상부 선회체를 회동시키기 위한 선회 모터의 입출구 포트에서의 압력차를 검출하는 압력 센서;
선회 펌프의 사판 각도를 조절하는 레귤레이터의 입력값으로 제공되는 파일럿 압력을 제어하기 위한 압력 제어밸브; 및
상기 압력 센서로부터의 상기 압력차로서의 검출 신호, 엔진 RPM 및 상기 파일럿 압력을 수신하고, 상기 파일럿 압력이 상기 상부 선회체의 헌팅을 발생시키는 범위 이내에 있는 경우 상기 파일럿 압력을 변경하기 위한 제어 신호를 상기 압력 제어밸브로 출력하는 제어부를 포함하고,
상기 선회 펌프와 상기 선회 모터는 폐쇄형 루프 형태로 연결되고,
상기 상부 선회체의 헌팅을 발생시키는 범위는 상기 엔진 RPM이 850 내지 1266 사이의 범위 그리고 상기 파일럿 압력이 0 내지 25bar 사이의 범위 이내에 있고,
상기 제어부는
상기 엔진 RPM의 특정 범위 및 상기 파일럿 압력의 특정 범위에 대응하는 제어기 이득값을 출력하는 매칭부; 및
상기 압력차에 상기 제어기 이득값을 곱한 값에 비례하는 상기 제어 신호를 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선회 제어장치.
A pressure sensor for detecting a pressure difference at the inlet and outlet ports of the turning motor for turning the upper turning body;
A pressure control valve for controlling a pilot pressure provided as an input value of a regulator for adjusting an angle of the swash plate of the swing pump; And
The detection signal as the pressure difference from the pressure sensor, engine RPM, and pilot pressure are received, and a control signal for changing the pilot pressure is transmitted when the pilot pressure is within a range that causes hunting of the upper swing body. Includes a control unit outputting to the pressure control valve,
The swing pump and the swing motor are connected in a closed loop type,
The range for generating hunting of the upper swing body is within the range of the engine RPM between 850 and 1266 and the pilot pressure between 0 and 25 bar,
The control unit
A matching unit for outputting a controller gain value corresponding to a specific range of the engine RPM and a specific range of the pilot pressure; And
And an output unit for outputting the control signal proportional to a value obtained by multiplying the pressure difference by the controller gain.
제 1 항에 있어서, 상기 압력 제어밸브는 파일럿 라인의 상기 파일럿 압력을 감압시키는 드레인 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 선회 제어장치.The swing control apparatus of claim 1, wherein the pressure control valve comprises a drain valve for reducing the pilot pressure of the pilot line. 제 2 항에 있어서, 상기 드레인 밸브는 상기 파일럿 압력을 발생시키는 조작부 및 상기 레귤레이터 사이의 상기 파일럿 라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 선회 제어장치.The swing control apparatus of claim 2, wherein the drain valve is connected to the pilot line between the regulator and the control unit generating the pilot pressure. 제 2 항에 있어서, 상기 드레인 밸브는 전자비례제어 밸브로 구성된 것을 특징으로 하는 건설 기계의 선회 제어장치.The swing control device of claim 2, wherein the drain valve is configured as an electronic proportional control valve. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 파일럿 라인은 한 쌍의 제1 및 제2 파일럿 라인들을 포함하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 선회 제어장치.The apparatus of claim 1, wherein the pilot line includes a pair of first and second pilot lines. 제 7 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 파일럿 라인들 사이에 설치되어 상기 제1 및 제2 파일럿 라인들 중에서 더 높은 파일럿 압력의 라인을 선택하는 셔틀 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 선회 제어장치.The construction machine according to claim 7, further comprising a shuttle valve installed between the first and second pilot lines to select a line having a higher pilot pressure among the first and second pilot lines. Turning control device. 삭제delete 상부 선회체를 회동시키기 위한 선회 모터;
상기 선회 모터와 폐쇄형 루프 형태로 연결되어 상기 선회 모터에 작동유를 공급하기 위한 선회 펌프;
상기 선회 펌프의 사판 각도를 조절하는 레귤레이터;
상기 선회 모터의 입출구 포트에서의 압력차를 검출하는 압력 센서;
상기 레귤레이터의 입력값으로 제공되는 파일럿 라인의 파일럿 압력을 제어하기 위한 압력 제어밸브; 및
상기 압력 센서로부터의 상기 압력차로서의 검출 신호, 엔진 RPM 및 상기 파일럿 압력을 수신하고, 상기 파일럿 압력이 상기 상부 선회체의 헌팅이 발생하는 범위 이내에 있는 경우 상기 파일럿 압력을 변경하기 위한 제어 신호를 상기 압력 제어밸브로 출력하는 제어부를 포함하고,
상기 상부 선회체의 헌팅을 발생시키는 범위는 상기 엔진 RPM이 850 내지 1266 사이의 범위 그리고 상기 파일럿 압력이 0 내지 25bar 사이의 범위 이내에 있고,
상기 제어부는
상기 엔진 RPM의 특정 범위 및 상기 파일럿 압력의 특정 범위에 대응하는 제어기 이득값을 출력하는 매칭부; 및
상기 압력차에 상기 제어기 이득값을 곱한 값에 비례하는 상기 제어 신호를 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압 시스템.
A swing motor for rotating the upper swing body;
A swing pump connected to the swing motor in a closed loop form to supply hydraulic oil to the swing motor;
A regulator adjusting the swash plate angle of the swing pump;
A pressure sensor detecting a pressure difference at the inlet and outlet ports of the turning motor;
A pressure control valve for controlling a pilot pressure of a pilot line provided as an input value of the regulator; And
The detection signal as the pressure difference from the pressure sensor, engine RPM, and pilot pressure are received, and a control signal for changing the pilot pressure is transmitted when the pilot pressure is within a range in which hunting of the upper swing body occurs. Includes a control unit outputting to the pressure control valve,
The range for generating hunting of the upper swing body is within the range of the engine RPM between 850 and 1266 and the pilot pressure between 0 and 25 bar,
The control unit
A matching unit for outputting a controller gain value corresponding to a specific range of the engine RPM and a specific range of the pilot pressure; And
And an output unit for outputting the control signal proportional to a value obtained by multiplying the pressure difference by the controller gain value.
제 10 항에 있어서, 상기 압력 제어밸브는 상기 파일럿 라인의 상기 파일럿 압력을 감압시키는 드레인 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 유압 시스템.11. The hydraulic system of claim 10, wherein the pressure control valve comprises a drain valve for reducing the pilot pressure of the pilot line. 제 11 항에 있어서, 상기 드레인 밸브는 전자비례제어 밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 유압 시스템.12. The hydraulic system of claim 11, wherein the drain valve is configured as an electronic proportional control valve. 삭제delete 제 10 항에 있어서, 붐 실린더, 암 실린더 및 버켓 실린더를 구동시키기 위한 메인 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 유압 시스템.The hydraulic system according to claim 10, further comprising a main pump for driving a boom cylinder, an arm cylinder and a bucket cylinder.
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