KR102257003B1 - 건설기계의 어태치먼트 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기와 같은 건설기계에서 사용자가 조작수단인 썸휠을 이용하여 어태치먼트의 사용 목적에 맞게 전자 비례 감압(EPPR) 밸브를 제어함으로써 다양한 환경 및 조건에서 다양한 어태치먼트를 적절하게 동작시켜 작업자의 만족도를 높일 수 있는 건설기계의 어태치먼트 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따르는 건설기계의 어태치먼트 제어장치는, 둘 이상의 작업용 어태치먼트를 교체하여 장착하는 건설기계의 어태치먼트 제어장치에 있어서, 변위신호를 발생시키는 조작부; 상기 어태치먼트의 종류별 및 상기 어태치먼트의 종류별로 대응되는 작업의 종류별로 각각 상기 변위신호에 따른 비례전류값을 매칭하여 저장하는 메모리; 상기 발생된 변위신호와 매칭된 비례전류값을 상기 메모리를 통해 확인하고, 상기 변위신호를 매칭된 비례전류값으로 변환하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 변환된 비례전류값에 따라 상기 어태치먼트를 구동시키는 구동부;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 어태치먼트의 종류별 및 상기 어태치먼트의 종류별로 대응되는 작업의 종류별로 각각 상기 변위신호에 따른 비례전류값을 매칭하여 상기 메모리에 저장한다.

Description

건설기계의 어태치먼트 제어장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING OPERATING ATTACHMENTS OF CONSTRUCTION EQUIPMENT}

본 발명은 건설기계의 어태치먼트 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 굴삭기와 같은 건설기계에서 사용자가 조작수단인 썸휠을 이용하여 어태치먼트의 사용 목적에 맞게 전자 비례 감압(EPPR) 밸브를 제어함으로써 다양한 환경 및 조건에서 다양한 어태치먼트를 적절하게 동작시켜 작업자의 만족도를 높일 수 있는 건설기계의 어태치먼트 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 건설기계에는 붐(boom), 암(arm) 및 버킷(bucket)이 구비되고, 버킷 대신에 어태치먼트(attachment)로 교체 장착하여 사용될 수도 있다. 어태치먼트가 장착되는 경우에는 해당 어태치먼트를 제어하기 위한 어태치먼트 제어밸브와 어태치먼트 제어밸브를 제어하기 위한 조작 스위치가 구비되어야 한다.

한편, 굴삭기는 토목, 건축, 건설 현장에서 땅을 파는 굴삭작업, 토사를 운반하는 적재작업, 건물을 해체하는 파쇄 작업, 지면을 정리하는 정지작업 등의 작업을 행하는 건설기계로서 장비의 이동 역할을 하는 주행체, 주행체에 탑재되어 360도 회전하는 상부 선회체, 상부 선회체에 회동 가능하게 연결되는 붐과 암 및 암의 단부에 부착되는 버켓이나 브레이커 등과 같은 어태치먼트 등으로 이루어진 전부 장치로 구성되며, 상기 작업들은 수행 시 많은 힘을 낼 수 있어야 하기 때문에 유압이 주로 사용되고 있다.

그러나, 종래의 굴삭기들은 최초 제작시 어태치먼트에 공급되는 유량이 설정되고 설정된 유량으로만 구동되어 작업 환경이나 어태치먼트의 종류에 따라 유량을 가변시킬 수 없어 작업자의 작업 효율이 저하되며, 이에 따라 다수의 작업자의 요구 조건을 만족시키는 데 어려움이 있다는 문제점이 있다.

이와 같이, 다양한 작업자의 요구 조건을 만족시키기 위해서는 굴삭기에 장착되는 다양한 어태치먼트의 종류 및 작업의 종류에 맞게 유량을 가변할 수 있는 제어장치 및 방법이 절실한 상황이다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 굴삭기와 같은 건설기계에서 사용자가 조작수단인 썸휠을 이용하여 어태치먼트의 사용 목적에 맞게 전자 비례 감압(EPPR) 밸브를 제어함으로써 다양한 환경 및 조건에서 다양한 어태치먼트를 적절하게 동작시켜 작업자의 만족도를 높일 수 있는 건설기계의 어태치먼트 제어장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 둘 이상의 작업용 어태치먼트를 교체하여 장착하는 건설기계의 어태치먼트 제어장치는 변위신호를 발생시키는 조작부와, 상기 어태치먼트의 종류, 상기 어태치먼트의 종류별로 선택 가능한 복수의 작업의 종류, 및 상기 어태치먼트의 종류와 상기 작업의 종류의 조합에 따른 비례전류값을 입력하는 입력부와, 상기 어태치먼트의 종류와 상기 작업의 종류의 조합별로 각각 상기 변위신호에 따른 비례전류값을 매칭하여 저장하는 메모리와, 상기 발생된 변위신호와 매칭된 비례전류값을 상기 메모리를 통해 확인하고 상기 변위신호를 매칭된 비례전류값으로 변환하는 제어부, 그리고 상기 제어부로부터 변환된 비례전류값에 따라 상기 어태치먼트를 선택된 상기 작업으로 구동시키는 구동부를 포함한다. 그리고 상기 제어부는 상기 어태치먼트의 종류별 및 상기 어태치먼트의 종류별로 선택 가능한 복수의 상기 작업의 종류별로 각각 상기 변위신호에 따른 비례전류값을 매칭하여 상기 메모리에 저장한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 둘 이상의 작업용 어태치먼트를 교체하여 장착하는 건설기계의 어태치먼트 제어방법은 조작부의 조작을 통해 변위신호를 발생시키는 단계와, 입력부로부터 상기 어태치먼트의 종류, 상기 어태치먼트의 종류별로 선택 가능한 복수의 작업의 종류, 및 상기 어태치먼트의 종류와 상기 작업의 종류의 조합에 따른 비례전류값을 입력받는 단계와, 상기 어태치먼트의 종류와 상기 작업의 종류의 조합별로 각각 상기 변위신호에 따른 비례전류값이 제어부에 의해 매칭되어 메모리에 저장되어 유지되는 단계와, 상기 제어부에 의해 상기 발생된 변위신호와 매칭된 비례전류값을 상기 메모리를 통해 확인하고 상기 발생된 변위신호를 매칭된 비례전류값으로 변환하는 단계, 그리고 상기 변환된 비례전류값에 따라 구동부에 의해 상기 어태치먼트를 구동시키는 단계를 포함한다. 그리고 상기 제어부에 의해 상기 어태치먼트의 종류별 및 상기 어태치먼트의 종류별로 선택 가능한 복수의 상기 작업의 종류별로 각각 상기 변위신호에 따른 비례전류값을 매칭하여 상기 메모리에 저장된다.

상기한 바와 같은 본 발명의 건설기계의 어태치먼트 제어장치 및 방법에 따르면, 작업자가 직접 썸휠을 이용하여 건설기계에 장착되는 다양한 어태치먼트별, 작업 종류별에 따라 유량을 가변할 수 있다. 즉, 작업자가 직접 사용 목적에 맞게 유량을 가변시켜 어태치먼트를 조작할 수 있다는 효과가 있다. 이에 따라, 작업자의 장비 사용에 따른 만족도를 향상시킬 수 있다.

또한, 작업자의 다양한 작업 환경 및 조건에 대응하여 신속하게 다양한 어태치먼트를 동작시킬 수 있다. 이에 따라, 작업자의 작업 효율을 향상 시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 어태치먼트 제어장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 썸휠에 대한 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 썸휠에 대한 개략적인 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 썸휠의 변위신호에 따른 출력 곡선이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 썸휠의 변위신호에 매칭된 비례전류값의 성능곡선이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 어태치먼트 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

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.

이하에서 사용되는 용어인 '어태치먼트'는 일반적으로 굴삭기의 붐(boom)이나 암(arm)과 같은 건설기계의 장치(equipment)에 부착되는 버켓(bucket), 브레이커(breaker), 드릴(drill), 그랩(Grab), 크러셔(Crusher), 그래플(Grapple) 등과 같은 모듈을 지칭한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 어태치먼트 제어장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 건설기계의 어태치먼트 제어장치(100)는 조작부(110), 제어부(120), 메모리(130) 및 구동부(140)를 포함한다.

조작부(110)는 조작을 통해 변위신호를 발생시키는 것으로, 좀 더 상세하게는 건설기계의 동작을 지시하는 조이스틱 레버에 부착되는 썸휠(Thumb Wheel) 형태이며, 썸휠을 밀거나 당기는 조작을 통해 회전 각도인 변위신호를 발생시킬 수 있다. 예컨대, 작업자가 조작부(110)인 썸휠을 조작하면 썸휠의 조작량에 대응하는 썸휠 각도가 형성되고, 형성된 썸휠 각도에 비례하여 변위신호인 썸휠 전압을 생성할 수 있다. 조작부(110)인 썸휠의 형태에 대해서는 첨부된 도 2 및 도3에서 설명하고, 상기 썸휠 각도에 비례하는 썸휠 전압에 대해서는 도 5에서 설명하기로 한다.

도 1에 도시되지 않았으나, 본 발명에 따른 건설기계의 어태치먼트 제어장치(100)는 입력부를 더 포함할 수 있다. 작업자는 직접 썸휠의 조작에 따른 어태치먼트를 구동시키기 위해 구동부(140)에 제공되는 유량을 변경하거나, 설정하기 위해 입력부(미도시)를 통해 썸휠의 변위신호의 범위와 상기 썸휠의 변위신호의 범위에 대응되는 비례전류값을 입력하거나, 작업자에 의해 기설정된 썸휠의 변위신호의 범위에 포함되는 썸휠의 변위신호의 값을 입력하거나, 또는 작업의 종류 및 상기 작업의 종류에 따른 비례전류값을 입력할 수 있다. 이때, 작업자에 의해 입력부(미도시)를 통해 입력된 정보는 후술하는 메모리(130)에 모두 저장된다.

제어부(120)는 어태치먼트의 작업 종류에 대하여 조작부(110)를 통해 발생된 변위신호와 매칭된 비례전류값을 메모리(130)를 통해 확인하고, 변위신호인 썸휠 전압을 메모리(130)를 통해 확인된 비례전류값으로 변환한다. 이후, 제어부(120)는 변환한 비례전류값을 구동부(140)에 전달하여 구동부(140)가 비례전류값에 대응되는 유량을 이용하여 어태치먼트를 구동하도록 제어한다.

한편, 작업자로부터 입력부(미도시)를 통해 썸휠의 변위신호의 범위와 상기 썸휠의 변위신호의 범위에 대응되는 비례전류값을 입력받으면, 제어부(120)는 썸휠의 변위신호의 범위와 상기 비례전류값을 매칭시켜 메모리(130)에 저장한다.

이후, 작업자로부터 입력부(미도시)를 통해 썸휠의 변위신호의 범위와 상기 썸휠의 변위신호의 범위에 대응되는 비례전류값을 입력받으면, 제어부(120)는 썸휠의 변위신호의 범위와 매칭된 비례전류값을 메모리(130)를 통해 확인하고, 확인된 비례전류값에 따라 구동부(140)를 구동시킨다.

한편, 작업자로부터 입력부(미도시)를 통해 건설기계에 장착된 작업용 어태치먼트별로 대응되는 하나의 작업의 종류를 선택받고, 선택된 작업의 종류에 따른 비례전류값을 입력받으면, 제어부(120)는 작업자로부터 입력부(미도시)를 통해 선택된 작업의 종류 및 상기 작업의 종류별로 입력된 비례전류값을 건설기계에 장착된 어태치먼트의 종류와 매칭시켜 메모리(130)에 저장한다.

이후, 작업자로부터 입력부(미도시)를 통해 어태치먼트의 종류 또는 작업의 종류가 입력되면, 제어부(120)는 해당 어태치먼트의 종류 또는 작업의 종류와 매칭되는 비례전류값을 메모리(130)를 통해 확인하고, 확인된 비례전류값을 구동부(140)에 전달하여 구동부(140)가 비례전류값에 대응하는 파일롯 압력을 생성하고, 생성된 파일롯 압력을 이용하여 해당 어태치먼트를 작업의 종류에 따라 구동하도록 제어한다.

메모리(130)는 표 1에 나타낸 바와 같이 어태치먼트별로 대응되는 작업의 종류와 상기 작업의 종류에 매칭된 썸휠의 변위신호에 따른 비례전류값을 테이블의 형식으로 저장하며, 추가적으로 작업자로부터 입력부(미도시)를 통해 입력된 정보를 저장한다. 예컨대, 작업자로부터 입력부(미도시)를 통해 입력된 정보는 썸휠의 변위신호의 범위와 상기 썸휠의 변위신호의 범위에 대응되는 비례전류값, 상기 작업자에 의해 기설정된 썸휠의 변위신호의 범위에 포함되는 썸휠의 변위신호의 값, 작업의 종류 및 상기 작업의 종류에 따른 비례전류값이다.

표 1에서는 메모리(130)에 저장된 어태치먼트별로 대응되는 작업의 종류와 상기 작업의 종류에 매칭된 썸휠의 변위신호에 따른 비례전류값에 대한 예를 테이블 형식으로 나타내었다.

어태치먼트 종류	작업의 종류	썸휠의 변위신호(각도)	비례전류값
버켓	회전	-34.6	650mA
버켓	파지	34.6	650mA
브레이커	파지	-8	214mA
브레이커	회전	8	214mA

표 1에 예시한 바와 같이, 어태치먼트의 종류별로 대응되는 작업의 종류와 상기 작업의 종류에 매칭된 썸휠의 변위신호에 따른 비례전류값이 매칭되어 저장됨으로써, 작업자의 다양한 작업 환경 및 조건에 대응하여 신속하게 다양한 어태치먼트를 동작시킬 수 있다. 또한, 표 1에 도시된 작업의 종류 및 작업의 종류에 따른 비례전류값은 어태치먼트 사용 목적에 따라 작업자에 의해 변경될 수 있다. 즉, 작업자가 직접 건설기계에 장착되는 다양한 어태치먼트별, 작업 종류별에 따라 어태치먼트를 동작시키는 유량에 대응되는 비례전류값을 설정할 수 있어 작업자의 장비 사용에 따른 만족도를 향상시킬 수 있다.

참고로, 표 1에서 썸휠의 변위신호에 대응하는 값인 -34.6도는 썸휠을 중립상태(0도)에서 왼쪽으로 34.6의 각도만큼 회전되도록 작업자가 조작했다는 의미이고, 34.6도는 썸휠을 중립상태(0도)에서 오른쪽으로 34.6도의 각도만큼 회전하도록 작업자가 조작했다는 의미이다.

표 2에서는 메모리(130)에 저장된 썸휠의 변위신호의 범위와 상기 썸휠의 변위신호의 범위에 대응되는 비례전류값에 대한 예를 테이블 형식으로 나타내었다.

썸휠의 변위신호		비례전류값
썸휠 왼쪽 회전 각도	썸휠 오른쪽 회전각도
-8	8	0
-34.6	34.6	700

표 2에 예시한 바와 같이, 썸휠의 변위신호의 범위(왼쪽 회전각도~ 오른쪽 회전각도)와 상기 썸휠의 변위신호의 범위에 대응되는 비례전류값이 매칭되어 저장됨으로써 작업자가 썸휠을 이용하여 어태치먼트의 작동 속도를 간편하게 제어할 수 있다. 여기서, 비례전류값이 크면 어태치먼트에 공급되는 설정유량이 많게 셋팅되어 어태치먼트가 빠르게 작동하고, 비례전류값이 작으면 어태치먼트에 공급되는 설정유량이 적게 셋팅되어 어태치먼트가 느리게 작동한다. 즉, 유량이 많으면 비례적으로 속도가 빠르게 되기 때문에(유량=단면적*유속), 작업자는 썸휠의 조작을 통해서 어태치먼트의 속도를 제어할 수 있다. 그러나, 상술한 바의 경우는 본 발명의 일 실시예에서 정비례 전자 비례 감압(EPPR) 밸브를 사용하는 경우에 어태치먼트의 작동 속도에 관한 것이고, 역비례 전자 비례 감압(EPPR) 밸브를 사용하는 경우에는 반대로 비례전류값이 작으면 어태치먼트의 속도가 빠르게 작동된다.

또한, 작업자가 입력부(미도시)를 통해 썸휠의 변위신호의 범위에 포함되는 썸휠의 변위신호의 값을 입력하면, 제어부(120)는 표 2에 도시된 바와 같은 테이블을 통해 상기 썸휠의 변위신호의 값이 포함되는 썸휠의 변위신호의 범위에 대응하는 비례전류값을 확인하고, 확인된 비례전류값에 따라 구동부(140)를 구동시킨다.

구동부(140)는 전자 비례 감압(EPPR) 밸브와 메인 컨트롤 밸브(MCV)를 포함한다. 여기서, 전자 비례 감압(EPPR) 밸브는 작업자의 어태치먼트 사용 목적에 따라 정비례 전자 비례 감압(EPPR) 밸브 또는 역비례 전자 비례 감압(EPPR) 밸브를 포함할 수 있다.

전자 비례 감압(EPPR) 밸브는 제어부(120)로부터 비례전류값을 입력받아 비례전류값에 대응하는 파일롯 압력을 생성하고, 메인 컨트롤 밸브(MCV)는 전자 비례 감압(EPPR) 밸브에 의해 생성된 파일롯 압력에 대응되게 움직여 메인펌프에서 제공되는 유량이 흐를 수 있는 유로를 형성한다. 좀 더 상세하게, 전자 비례 감압(EPPR) 밸브는 제어부(120)로부터 수신한 신호에 대응하는 파일롯 압력을 생성하고, 이때, 생성된 파일롯 압력은 메인 컨트롤 밸브(MCV)의 스풀을 움직여 메인펌프에서 제공하는 유량이 흐를 수 있는 유로를 형성하며, 형성된 유로를 통해 어태치먼트를 구동시킬 수 있다. 즉, 전자 비례 감압(EPPR) 밸브에 입력되는 비례전류값에 따라 어태치먼트에 제공되는 유량이 제어될 수 있다.

예컨대, 정비례 전자 비례 감압(EPPR) 밸브의 경우에는 입력되는 비례전류값에 비례하여 어태치먼트에 제공되는 유량이 달라지며 이에 따라 어태치먼트의 작동 속도도 달라진다. 즉, 정비례 전자 비례 감압(EPPR) 밸브의 경우에는 입력되는 비례전류값이 크면 어태치먼트에 공급되는 설정유량이 많아 어태치먼트가 빠르게 작동하고, 비례전류값이 작으면 어태치먼트에 공급되는 설정유량이 적어 어태치먼트가 느리게 작동한다. 반대로, 역비례 전자 비례 감압(EPPR) 밸브를 사용하는 경우에는 입력되는 비례전류값이 크면 어태치먼트의 속도가 느리게 작동하며, 비례전류값이 작으면 어태치먼트가 빠르게 작동한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 썸휠에 대한 개략적인 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 썸휠은 건설기계의 동작을 지시하는 조이스틱 레버에 왼쪽 썸휠 또는 오른쪽 썸휠이 부착될 수 있으며, 작업자는 도 2와 같이 도시된 회전 가능한 썸휠의 조작을 통해서 어태치먼트별로 대응되는 작업의 종류 및 상기 작업의 종류에 따른 비례전류값의 범위를 검색하여 설정할 수 있다. 이렇게 작업자가 직접 썸휠의 조작에 따른 작업의 종류 및 상기 작업의 종류에 따른 비례전류값의 범위를 설정함으로써 작업자의 사용 목적에 맞는 최적의 컨트롤 셋팅을 구현할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 썸휠에 대한 개략적인 정면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 썸휠은 조작되지 않은 회전 각도가 O도인 중립 상태로, 썸휠은 중립 상태인 O도를 기준으로 왼쪽으로 20도, 오른쪽으로 20도로 총 40도의 회전 각도로 움직일 수 있으며, 이때 회전 각도는 고정된 값이 아니라 작업자의 설계에 따라 변경이 가능하다. 여기서 작업자에 의한 썸휠의 조작에 따라 발생된 회전 각도는 이에 대응되는 변위 신호를 발생시키며, 이때 발생된 변위 신호 감지하기 위해 썸휠에 변위 신호를 감지하는 센서가 장착될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 썸휠의 변위신호에 따른 출력 곡선이다.

도 4에서, X축은 썸휠의 회전 각도이며, Y축은 썸휠의 변위신호인 회전 각도에 따라 발생되는 썸휠 전압이다. 도 4를 참조하면, 썸휠의 회전 각도에 따라 선형적으로 썸휠 전압이 생성된다. 예컨대, 썸휠이 조작되지 않은 중립 상태의 경우에는 center로 회전 각도가 0도인 지점이고, 회전 각도가 0도 미만인 음의 값을 가지는 경우에는 썸휠의 전압이 작아지고, 회전 각도가 0도를 초과인 양의 값을 가지는 경우에는 썸휠의 전압이 커진다. 후술하는 도 5에서 설명하겠으나, 어태치먼트를 구동시키기 위해 제공되는 비례전류값은 썸휠 전압의 값의 크기에 비례하는 것이 아니라, 정비례 전자 비례 감압(EPPR) 밸브를 사용하는 경우에는 회전 각도의 음의 값 또는 양의 값에 상관없이 썸휠의 중립상태에서 썸휠의 회전 각도가 클수록 비례전류값도 크다. 만약, 역비례 전자 비례 감압(EPPR) 밸브를 사용하는 경우에는 회전 각도의 음의 값 또는 양의 값에 상관없이 썸휠의 중립상태에서 썸휠의 회전 각도가 클수록 비례전류값은 작다. 참고로, 회전 각도의 음의 값 또는 양의 값은 썸휠의 중립상태에서 왼쪽으로 썸휠을 조작하였는지 또는 오른쪽으로 썸휠을 조작하였는지를 나타내는 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 썸휠의 변위신호에 매칭된 비례전류값의 성능곡선이다. 도 5는 정비례 전자 비례 감압(EPPR) 밸브를 사용하는 경우에 따른 썸휠의 변위신호에 매칭된 비례전류값의 성능곡선이다.

도 5는 앞서 설명한 도 4와 같은 출력 곡선이나, 도 5에서는 썸휠의 변위신호인 회전 각도에 매칭되는 비례전류값이 표시되었다. 도 5를 참조하면, 썸휠의 변위신호가 -34.6도인 경우에 썸휠 전압은 1.2V±0.1이고 이때, 650mA의 비례전류값을 생성할 수 있다. 한편, 도 5를 참조하면, 썸휠의 변위신호가 +34.6도인 경우에 썸휠 전압은 3.8V±0.1이고 이때에도 650mA의 비례전류값을 생성할 수 있다. 이렇듯, 어태치먼트를 구동시키기 위해 제공되는 비례전류값은 썸휠 전압의 값의 크기에 비례하는 것이 아니라, 정비례 전자 비례 감압(EPPR) 밸브를 사용하는 경우에는 회전 각도의 음의 값 또는 양의 값에 상관없이 썸휠의 중립상태에서 썸휠의 회전 각도가 클수록 비례전류값도 커진다. 여기서, 비례전류값이 크면 어태치먼트에 공급되는 유량이 많이 생성되어 어태치먼트가 빠르게 작동하고, 비례전류값이 작으면 어태치먼트에 공급되는 유량이 적게 생성되어 어태치먼트가 느리게 작동한다.

반면, 역비례 전자 비례 감압(EPPR) 밸브를 사용하는 경우에는 회전 각도의 음의 값 또는 양의 값에 상관없이 썸휠의 중립상태에서 썸휠의 회전 각도가 클수록 비례전류값은 작다. 따라서, 정비례 전자 비례 감압(EPPR) 밸브를 사용하는 경우와 반대로 비례전류값이 크면 어태치먼트가 느리게 작동하고, 비례전류값이 작으면 어태치먼트가 빠르게 작동한다. 즉, 작업자는 상술한 바와 같은 전자 비례 감압(EPPR) 밸브의 특성을 고려하여 썸휠을 조작하며, 썸휠의 조작을 통해 어태치먼트의 속도를 제어할 수 있다.

참고로, 도 5에 색칠된 어두운 구간은 작업자의 안전을 위해 작업자가 썸휠을 조작하여도 어태치먼트의 구동의 반응이 없는 구간인 썸휠의 Deadzone으로, 썸휠의 Deadzone이 길면 길수록 제어시작시점은 늦춰지게 되어 어태치먼트의 반응성이 느리고, 썸휠의 Deadzone이 짧으면 제어시작시점이 빨라지게 되어 어태치먼트의 반응성이 빨라진다. 즉, 작업자는 썸휠의 Deadzone 구간을 설정함으로써 어태치먼트의 제어시작시점을 설계적으로 셋팅할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 어태치먼트 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 건설기계의 어태치먼트 제어장치는 메모리에 작업의 종류별로 썸휠의 변위신호에 따른 비례전류값을 저장하고 유지한다(S600). 이후, 작업자가 썸휠을 조작하면, 건설기계의 어태치먼트 제어장치는 작업자의 썸휠 조작에 따른 변위신호를 발생시킨다(S610). 이후, 작업자에 의해 입력부를 통해 입력된 정보가 있는지의 유무를 확인한다(S620). 이때 입력된 정보는 작업자가 설정하고자 하는 작업의 종류 및 상기 작업의 종류에 대응하는 비례전류값이 될 수 있다.

S620 단계의 확인 결과, S620 단계에서 작업자에 의해 입력부에 입력된 정보가 없으면, 건설기계의 어태치먼트 제어장치는 작업의 종류에 대하여 발생된 변위신호와 매칭된 비례전류값을 메모리를 통해 확인하고(S630), 상기 변위신호를 확인된 비례전류값으로 변환한다(S640). 그리고, 건설기계의 어태치먼트 제어장치는 S640 단계에서 확인된 비례전류값에 따른 파일롯 압력을 생성하고, 생성된 파일롯 압력에 대응하는 유량을 어태치먼트에 제공하여 어태치먼트를 구동시킨다(S650).

만약, S620 단계의 확인 결과, S620 단계에서 입력된 정보가 있으면 건설기계의 어태치먼트 제어장치는 입력부를 통해 입력된 정보인 작업의 종류 및 비례전류값을 확인한다(S660). S620 단계에서 입력된 정보가 있다는 것은 작업자가 설정하고자 하는 정보가 입력부를 통해 입력되었음을 의미한다.

그리고, 건설기계의 어태치먼트 제어장치는 S660 단계에서 확인된 비례전류값에 따른 파일롯 압력을 생성하고(S670), S670 단계에서 생성된 파일롯 압력을 이용하여 작업의 종류에 맞게 어태치먼트를 구동시킨다(S680).

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.

100 : 어태치먼트 제어장치
110 : 조작부 120 : 제어부
130 : 메모리 140 : 구동부

Claims (7)

1. 둘 이상의 작업용 어태치먼트를 교체하여 장착하는 건설기계의 어태치먼트 제어장치에 있어서,
   변위신호를 발생시키는 조작부;
   상기 어태치먼트의 종류, 상기 어태치먼트의 종류별로 선택 가능한 복수의 작업의 종류, 및 상기 어태치먼트의 종류와 상기 작업의 종류의 조합에 따른 비례전류값을 입력하는 입력부;
   상기 어태치먼트의 종류와 상기 작업의 종류의 조합별로 각각 상기 변위신호에 따른 비례전류값을 매칭하여 저장하는 메모리;
   상기 발생된 변위신호와 매칭된 비례전류값을 상기 메모리를 통해 확인하고, 상기 변위신호를 매칭된 비례전류값으로 변환하는 제어부; 및
   상기 제어부로부터 변환된 비례전류값에 따라 상기 어태치먼트를 선택된 상기 작업으로 구동시키는 구동부
   를 포함하며,
   상기 제어부는 상기 어태치먼트의 종류별 및 상기 어태치먼트의 종류별로 선택 가능한 복수의 상기 작업의 종류별로 각각 상기 변위신호에 따른 비례전류값을 매칭하여 상기 메모리에 저장하는 건설기계의 어태치먼트 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 구동부는,
   상기 제어부로부터 상기 비례전류값을 입력받아 상기 비례전류값에 대응하는 파일롯 압력을 생성하는 전자 비례 감압(EPPR) 밸브; 및
   상기 전자 비례 감압(EPPR) 밸브에 의해 생성된 파일롯 압력에 대응되게 움직여 메인펌프에서 제공되는 유량이 흐를 수 있는 유로를 형성하여 상기 어태치먼트에 상기 비례전류값에 대응되는 유량을 공급하는 메인 컨트롤 밸브(MCV);
   를 포함하는 건설기계의 어태치먼트 제어장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 입력부는 상기 조작부의 변위신호의 범위와 상기 조작부의 변위신호의 범위에 대응되는 비례전류값을 입력하고,
   상기 제어부는 상기 입력된 변위신호의 범위와 비례전류값을 매칭시켜 상기 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 어태치먼트 제어장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 메모리에서 어태치먼트에 대응하는 작업의 종류가 적어도 2개 이상 저장된 것을 특징으로 하는 건설기계의 어태치먼트 제어장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 조작부는 건설기계의 동작을 지시하는 조이스틱 레버에 부착되는 썸휠 형태인 것을 특징으로 하는 건설기계의 어태치먼트 제어장치.
6. 둘 이상의 작업용 어태치먼트를 교체하여 장착하는 건설기계의 어태치먼트 제어방법에 있어서,
   조작부의 조작을 통해 변위신호를 발생시키는 단계;
   입력부로부터 상기 어태치먼트의 종류, 상기 어태치먼트의 종류별로 선택 가능한 복수의 작업의 종류, 및 상기 어태치먼트의 종류와 상기 작업의 종류의 조합에 따른 비례전류값을 입력받는 단계;
   상기 어태치먼트의 종류와 상기 작업의 종류의 조합별로 각각 상기 변위신호에 따른 비례전류값이 제어부에 의해 매칭되어 메모리에 저장되어 유지되는 단계;
   상기 제어부에 의해 상기 발생된 변위신호와 매칭된 비례전류값을 상기 메모리를 통해 확인하고, 상기 발생된 변위신호를 매칭된 비례전류값으로 변환하는 단계; 및
   상기 변환된 비례전류값에 따라 구동부에 의해 상기 어태치먼트를 구동시키는 단계
   를 포함하며,
   상기 제어부에 의해 상기 어태치먼트의 종류별 및 상기 어태치먼트의 종류별로 선택 가능한 복수의 상기 작업의 종류별로 각각 상기 변위신호에 따른 비례전류값을 매칭하여 상기 메모리에 저장되는 건설기계의 어태치먼트 제어방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 비례전류값에 따라 파일롯 압력을 생성하고, 생성된 파일롯 압력을 이용하여 상기 작업의 종류에 따라 상기 어태치먼트를 구동시키는 단계;를 더 포함하는 건설기계의 어태치먼트 제어방법.

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