KR102410841B1 - 건설기계 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 건설기계에 관한 것으로, 상기 메인 펌프로부터 작동유를 공급받아 동작되는 선회 모터와, 상기 메인 펌프에 의한 작동유의 흐름을 제어하여 상기 선회 모터에 공급하고 상기 선회 모터로부터 토출되는 작동유의 흐름을 제어하는 선회 밸브와, 상기 선회 모터와 상기 선회 밸브 사이에 설치되어 양단의 작동유의 압력에 따라 작동유의 흐름을 제어하는 작동유 제어 밸브부와, 상기 선회 모터의 감속시 상기 작동유 제어 밸브부를 통과한 작동유를 저장하는 제1 어큐뮬레이터, 그리고 상기 작동유 제어 밸브부와 상기 제1 어큐뮬레이터 사이에 설치되는 회생 제어 밸브를 포함한다.

Description

건설기계
본 발명의 실시예는 건설기계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선회체의 관성 에너지를 저장하여 활용할 수 있는 건설기계에 관한 것입니다.
일반적으로 건설기계는 주행체와 주행체에 의해 지지되며 회전 가능한 선회체를 포함한다. 주행체는 건설기계의 이동을 위한 것으로 무한궤도 또는 휠을 포함할 수 있다. 또한, 선회체는 주행체 상부에 설치되고 이에 운전자가 착석하여 건설기계를 조작할 수 있는 캐빈이 설치된다. 그리고 운전자는 선회체를 회전시켜 선회체에 설치된 버킷과 같은 작업툴을 조작하여 건설기계를 활용하여 채굴과 같은 작업을 수행한다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 건설기계의 선회 감속 구간 동안 조작부의 압력은 O으로 제어되지 않고 일정 수준의 압력을 유지하도록 제어된다. 구체적으로, 도 2는 조작부(310)의 선회 조작부의 압력, 선회 속도, 선회 모터(200)의 유입측의 압력B, 선회 모터(200)의 토출측의 압력A, 선회 밸브(300)의 면적변화를 나타낸다.
선회체의 감속시, 작업자는 조작부(310)(joystick)를 조작하여 선회 밸브(300)가 중립에 두지 않고 계속 해서 제어를 실시한다(화살표 A). 이때, 조작부(310)의 압력은 0이 아니라 일정 수준으로 제어된다. 그리고 선회 모터(200)에서 토출된 유량은 선회모터의 릴리프 압력에 도달하면 선회 릴리프 밸브(110)와 체크밸브가 개방되어 다시 선회 모터(200)의 흡입측으로 공급된다. 즉, 선회 모터(200)의 드레인 유량만큼 탱크로부터 보충된다. 또한, 메인 펌프(100)로부터 공급되어 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유가 선회 밸브(300)를 통과한 후 탱크로 배출된다.
또한, 선회 감속 구간에서, 건설기계의 굴삭 위치 선정을 위해 조작부(310)를 제어하는 경우, 선회 속도가 충분히 감속된 경우 선회 모터(200)에서 배출되는 작동유의 유량은 적어진 상태이기 때문에 선회 밸브(300)의 스풀 밸브유로가 충분히 작지 않는 경우 선회 감속시 선회 모터(200)의 압력이 선회 릴리프 밸브(110) 압력 보다 낮은 경우(화살표 C)가 발생된다.
본 발명의 실시예는 선회체를 감속 또는 가속 시킬 때 발생하는 선회 모터로부터 토출되는 작동유를 저장하여 이의 작동유가 갖는 에너지를 활용할 수 있는 건설기계를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 건설기계는 메인 펌프와, 상기 메인 펌프로부터 작동유를 공급받아 동작되는 선회 모터와, 상기 메인 펌프에 의한 작동유의 흐름을 제어하여 상기 선회 모터에 공급하고 상기 선회 모터로부터 토출되는 작동유의 흐름을 제어하는 선회 밸브와, 상기 선회 모터와 상기 선회 밸브 사이에 설치되어 양단의 작동유의 압력에 따라 작동유의 흐름을 제어하는 작동유 제어 밸브부와, 상기 선회 모터의 감속시 상기 작동유 제어 밸브부를 통과한 작동유를 저장하는 제1 어큐뮬레이터와, 상기 작동유 제어 밸브부와 상기 제1 어큐뮬레이터 사이에 설치되는 회생 제어 밸브, 그리고 상기 선회 모터의 가속 또는 감속을 판단하여 상기 작동유 제어 밸브부와 상기 회생 제어 밸브를 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상술한 건설기계는 상기 선회 모터와 상기 선회 밸브 사이에 설치되어 상기 선회 모터로 유입되는 작동유의 압력을 검출하는 제1 압력 검출부재 그리고 상기 선회 모터로부터 토출된 작동유의 압력을 검출하는 제2 압력 검출부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 건설기계는 작업자에 의해 조작되며 상기 선회 모터의 회전 방향과 회전 속도를 조절하는 조작부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 조작부의 조작방향과 상기 제1 압력 검출부재가 검출한 압력과 상기 제2 압력 검출부재가 검출한 압력을 기초로 상기 선회 모터의 가속 또는 감속을 판단할 수 있다.
또한, 상술한 건설기계는 상기 제2 압력 검출부재와 상기 선회 밸브 사이에 설치되고 작동유가 통과하는 제1 오리피스와, 상기 제1 오리피스를 통과한 작동유의 압력을 검출하는 제3 압력 검출부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 제2 압력 검출부재와 상기 제3 압력 검출부재가 검출한 작동유의 압력과 기설정된 상기 제1 오리피스의 면적을 기초로 하여 상기 선회 모터의 유량을 연산할 수 있다.
또한, 상술한 건설기계는 상기 제1 어큐뮬레이터에 저장된 작동유의 압력을 검출하는 저장 압력 검출부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 작동유 제어 밸브부는 상기 선회 모터로부터 토출된 작동유의 압력과 상기 선회 모터로 공급되는 작동유의 압력에 따라 선택적으로 절환되는 작동유 절환 밸브부재, 그리고 상기 선회 모터로부터 토출되어 상기 작동유 절환 밸브부재를 통과하는 작동유의 압력에 따라 작동유가 상기 제1 어큐뮬레이터 또는 상기 선회 밸브로 선택적으로 공급하는 제1 작동유 개폐 밸브부재를 포함할 수 있다. 또한, 상술한 건설기계는 상기 작동유 절환 밸브부재를 통과한 작동유가 상기 제1 어큐뮬레이터로 이동되도록 안내하는 회생 제어 밸브를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 연산된 선회 모터의 유량과 기설정된 상기 선회 밸브의 면적을 기초로 상기 선회 모터 출구 압력을 연산하여, 상기 연산된 선회 모터 출구 압력과 상기 제1 어큐뮬레이터의 압력의 차를 기초로 상기 회생 제어 밸브를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 연산된 선회 모터 출구 압력이 상기 제1 어큐뮬에이터의 압력보다 높은 경우, 상기 제1 작동유 개폐 밸브부재를 닫고, 상기 연산된 선회 모터 출구 압력과 상기 제1 어큐뮬레이터의 작동유의 압력 차이만큼의 압력손실이 발생할 수 있도록 회생 제어 밸브를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 연산된 선회 모터 출구 압력이 상기 제1 어큐뮬레이터의 압력보다 작은 경우, 상기 선회 모터로부터 토출된 작동유가 상기 선회 밸브로 이동되도록 상기 제1 작동유 개폐 밸브부재 또는 제2 작동유 개폐 밸브부재를 제어할 수 있다.
또한, 상술한 건설기계는 상기 선회 모터의 가속시 작동유 제어 밸브부를 통과한 작동유를 저장 가능한 제2 어큐뮬레이터를 더 포함할 수 있다.
또는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 건설기계는 메인 펌프와, 상기 메인 펌프로부터 작동유를 공급받아 동작되는 선회 모터와, 상기 메인 펌프에 의한 작동유의 흐름을 제어하여 상기 선회 모터에 공급하는 상기 선회 모터로부터 토출되는 작동유의 흐름을 제어하는 선회 밸브와, 상기 선회 모터와 상기 선회 밸브사이에 설치되어 양단의 작동유의 압력에 따라 작동유의 흐름을 제어하는 작동유 제어 밸브부와, 상기 선회 모터과 상기 작동유 제어 밸브부 사이에 설치되는 유량 검출부재와, 상기 선회 모터의 감속시 상기 작동유 제어 밸브부를 통과한 작동유를 저장하는 제1 어큐뮬레이터와, 상기 작동유 제어 밸브부와 상기 제1 어큐뮬레이터 사이에 설치되는 회생 제어 밸브, 그리고 상기 유량 검출부재가 검출한 작동유의 유량과 상기 선회 밸브의 면적을 기초로 상기 선회 모터 출구 압력(Pe)을 연산하여 상기 연산된 선회 모터 출구 압력(Pe)과 상기 제1 어큐뮬레이터의 압력의 차를 기초로 상기 회생 제어 밸브를 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 건설기계는 선회체의 감속 또는 가속 시 선회 모터로부터 토출되는 작동유를 저장하여 작동유가 갖는 에너지를 효과적으로 활용할 수 있다.
도 1은 종래의 건설기계를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 작동상태를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 선회 모터의 동작 상태를 판단하는 표를 나타낸다.
도 5는 도 3의 선회체의 가속시를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선회체의 감속시를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시계에 따른 건설기계를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)를 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 메인 펌프(100)와 선회 모터(200)와 선회 밸브(300)와 작동유 제어 밸브부(500)와 제1 어큐뮬레이터(610) 그리고 제어부(950)를 포함한다.
메인 펌프(100)는 탱크로부터 오일을 제공받아 이에 압력을 부가하여 장치들을 구동시킬 수 있도록 압력이 형성된 작동유를 생성한다. 즉, 메인 펌프(100)는 탱크로부터 제공된 오일이 장치를 구동시킬 수 있는 에너지를 가질 수 있도록 한다.
선회 모터(200)는 메인 펌프(100)로부터 작동유를 공급받아 동작된다. 구체적으로, 선회 모터(200)는 건설기계(101)의 주행체 상부에 설치된 선회체가 선회 운동을 할 수 있도록 한다.
선회 밸브(300)는 메인 펌프(100)에 의한 작동유의 흐름을 제어하여 선회 모터(200)에 공급한다. 구체적으로, 선회 밸브(300)는 메인 펌프(100)와 선회 모터(200) 사이에 설치되어, 메인 펌프(100)로부터 공급된 작동유가 선회 모터(200)로 공급되도록 하고, 선회 모터(200)를 통과한 작동유가 탱크로 토출되도록 한다.
작동유 제어 밸브부(500)는 선회 모터(200)에서 토출되는 작동유의 압력에 따라 작동유의 흐름을 제어한다. 구체적으로, 작동유 제어 밸브부(500)는 선회 모터(200)로 유입되는 작동유 및 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유의 압력에 따라 절환될 수 있다.
즉, 작동유 제어 밸브부(500)는 선회 모터(200)로 유입되는 작동유의 압력과 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유의 압력에 따라 절환되어, 선회 모터(200)에서 토출되는 작동유의 흐름을 제어한다. 또는, 작동유 제어 밸브부(500)는 선회 모터(200)에서 토출되는 작동유가 선회 밸브(300)를 통해 탱크로 배출될 수 있도록 작동유의 흐름을 제어할 수 있다.
제1 어큐뮬레이터(610)는 선회 모터(200)의 감속시 작동유 제어 밸브부(500)를 통과한 작동유를 저장 가능하다. 즉, 작동유 제어 밸브부(500)는 선회 모터(200)를 통과한 작동유가 제1 어큐뮬레이터(610)로 공급되도록 할 수 있다.
회생 제어 밸브(900)는 작동유 제어 밸브부(500)와 제1 어큐뮬레이터(610) 사이에 설치된다. 구체적으로, 회생 제어 밸브(900)는 제1 어큐뮬레이터(610) 전방에 설치될 수 있다. 또한, 회생 제어 밸브(900)는 선회 모터(200) 감속시 작동유 절환 밸브부재(530)를 통과한 작동유가 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장가능 하도록 안내할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는 선회 모터(200)의 감속시 제1 어큐뮬레이터(610)에 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유를 저장할 수 있다.
제어부(950)는 선회 모터(200)의 가속 또는 감속을 판단하여 작동유 제어 밸브부(500)와 회생 제어 밸브(900)를 제어한다. 구체적으로, 제어부(950)는 현재 작업자가 선택한 선회 모터(200)의 회전 방향 정보 및 현재의 선회 모터(200)로 유입되는 압력과 선회 모터(200)로부터 토출되는 압력을 비교하여 선회 모터(200)의 감속 상태 또는 선회 모터(200)의 가속 상태를 판별할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는 제2 어큐뮬레이터(620)를 더 포함할 수 있다.
제2 어큐뮬레이터(620)는 선회 모터(200)의 감속시 선회 모터(200)로 저장된 작동유를 공급 가능하다. 구체적으로, 제2 어큐뮬레이터(620)는 선회 모터(200)의 감속시 선회 모터(200를 통과한 작동유가 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장되는 동안 선회 모터(200)의 유입측으로 제2 어큐뮬레이터(620)에 저장된 작동유를 공급하여, 선회 모터(200) 유입측의 캐비테이션(cavitation)을 방지한다. 즉, 선회 모터(200)의 감속시 선회 모터(200)에서 토출된 작동유가 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장되기 때문에 선회 모터(200)가 회전하는 동안 선회 모터(200)의 유입측으로 작동유가 공급되지 않고 이로 인해 선회 모터(200)의 유입측에 cavitation이 발생할 수 있다.
따라서, 제2 어큐뮬레이터(620)는, 선회 모터(200)의 감속시 선회 모터(200를 통과한 작동유가 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장되는 경우 선회 모터(200)의 가속시 선회 모터(200)의 토출되어 저장된 작동유를 선회 모터(200)의 유입측으로 공급할 수 있어 선회 모터(200)의 유입측에서 캐비테이션 발생을 방지할 수 있다.
즉, 선회 모터(200)의 감속시 선회 모터(200)를 통과한 작동유가 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장되는 경우 선회 모터(200)의 가속시 제2 어큐뮬레이터(620)에 저장된 작동유를 선회 모터(200)로 공급할 수 있어, 이때 선회 모터(200)의 유입측으로 공급되는 유량 부족으로 발생되는 캐비테이션을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 건설기계(101)의 제2 어큐뮬레이터(620)는 선회 모터(200)의 가속시 선회 모터(200)를 통과한 작동유를 저장할 수 있다. 구체적으로, 제2 어큐뮬레이터(620)는 선회 모터(200)의 가속시 작동유 제어 밸브부(500)를 통과한 작동유를 저장 가능하다. 즉, 작동유 제어 밸브부(500)는, 선회 모터(200)의 가속 시, 선회 모터(200)를 통과한 작동유가 제2 어큐뮬레이터(620)로 공급되도록 할 수 있다.
따라서, 건설기계(101)는 선회 모터(200)의 감속 또는 가속시 이의 작동유를 제1 어큐뮬레이터(610) 또는 제2 어큐뮬레이터(620)에 저장하여 이를 활용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는 제1 압력 검출부재(412)와 제2 압력 검출부재(411)를 더 포함할 수 있다. 또한, 제1 압력 검출부재(412)와 제2 압력 검출부재(411)는 선회 모터(200)로 유입되는 작동유의 압력과 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유의 압력을 검출할 수 있다. 구체적으로, 제1 압력 검출부재(412)와 제2 압력 검출부재(411)은 선회 모터(200)와 작동유 제어 밸브부(500) 사이에 설치될 수 있다.
예를 들어 도 3과 같이 선회 모터(200)가 선회하는 경우, 제1 압력 검출부재(412)는 선회 모터(200)로 유입되는 작동유의 압력을 검출할 수 있다. 구체적으로, 제1 압력 검출부재(412)는 선회 모터(200)의 전방의 유압라인 상에 배치되어, 선회 모터(200)로 유입되는 작동유의 압력을 검출할 수 있다.
제2 압력 검출부재(411)는 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유의 압력을 검출할 수 있다. 구체적으로, 제2 압력 검출부재(411)는 선회 모터(200)의 후방의 유압라인 상에 배치되어, 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유의 압력을 검출할 수 있다.
상술한 선회 모터(200)의 전방 또는 후방은 선회 모터(200)로 공급되는 작동유의 흐름을 기준으로 정의한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는 조작부(310)를 더 포함할 수 있다.
조작부(310)는 작업자에 의해 조작되며, 선회 모터(200)의 회전 방향과 회전 속도를 제어할 수 있다. 구체적으로, 작업자는 조작부(310)(joystick) 방향을 선택적으로 조작하여, 선회 모터(200)의 회전 방향을 결정할 수 있다. 또한, 작업자는 조작부(310)의 조작량을 선택적으로 조작하여, 선회 모터(200)의 가속 또는 감속 속도를 제어할 수 있다.
제어부(950)는 작업자에 의해 조작되는 조작부(310)의 정보를 전달받을 수 있다. 또한, 제어부(950)는 조작부(310)의 정보와 제1 압력 검출부재(412)가 검출한 압력 그리고 제2 압력 검출부재(411)가 검출한 압력을 기초로 선회 모터(200)의 가속 또는 감속을 판단할 수 있다. 구체적으로, 제어부(950)는 조작부(310)의 정보로부터 현재 작업자가 선택한 선회 모터(200)의 회전 방향 정보 및 현재의 선회 모터(200)로 유입되는 압력과 선회 모터(200)로부터 토출되는 압력을 비교하여 선회 모터(200)의 감속 상태 또는 선회 모터(200)의 가속 상태를 판별할 수 있다.
일예로, 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 압력 검출부재(412)가 선회 모터(200)의 우측에 배치되고, 제2 압력 검출부재(411)가 선회 모터(200)의 좌측에 배치될 수 있다. 이때, 제어부(950)는, 작업자가 조작한 조작부(310)에 의해 선회 모터(200)의 회전방향이 우측으로 선택된 경우, 제1 압력 검출부재(412)가 검출한 압력(R2)이 제2 압력 검출부재(411)가 검출한 압력(L2)보다 높으면 선회 모터(200)를 가속 상태로 판단할 수 있다.
또한, 제어부(950)는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 작업자가 조작한 조작부(310)의 압력 신호에 의해 선회 모터(200)의 회전방향이 우측으로 선택된 경우, 제2 압력 검출부재(411)가 검출한 압력(L2)이 제1 압력부재(412)가 검출한 압력(R2)보다 높으면 선회 모터(200)를 감속 상태로 판단할 수 있다.
도 3 및 도 4는 선회 모터(200) 회전 방향과, 작업자에 의해 입력된 조작부(310)의 신호, 선회 모터(200)로 유입 또는 토출되는 압력의 차이를 나타낸다. 즉, 제어부(950)는 작업자에 의해 선택된 조작부(310)의 정보에 따라 제1 압력 검출부재(421)가 검출한 압력(R2)과 제2 압력 검출부재(411)가 검출한 압력(R1)의 크기를 비교하여 선회 모터(200)의 가속 또는 감속 상태를 판별할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는 제1 오리피스(431)와 제3 압력 검출부재(421)를 더 포함할 수 있다.
제1 오리피스(431)에는 제1 압력 검출부재(412)에 의해 압력이 검출된 작동유가 통과할 수 있다. 구체적으로, 제1 오리피스(431)는 선회 모터(200) 후방의 유압라인 상에 설치될 수 있다. 즉, 제2 압력 검출부재(411)는 선회 모터(200)로부터 토출되어 제1 오리피스(431)로 유입되는 작동유의 압력을 검출할 수 있다.
제3 압력 검출부재(421)는 제1 오리피스(431)를 통과한 작동유의 압력을 검출할 수 있다. 즉, 제3 압력 검출부재(421)는 선회 모터(200)로부터 토출되고, 제1 오리피스(431)를 통과한 작동유의 압력을 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)의 제어부(950)는 선회 모터(200)의 유량을 연산할 수 있다. 구체적으로, 제어부(950)는 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유의 유량(Q)을 연산할 수 있다.
제어부(950)는 제2 압력 검출부재(411)가 검출한 제1 오리피스(431)를 통과하기 이전의 선회 모터(200)로부터 토출된 압력 정보와 제3 압력 검출부재(421)가 검출한 제1 오리피스(431)를 통과한 후의 작동유의 압력 정보 그리고 기설정된 제1 오리피스(431)의 면적을 기초로 하여 선회 모터(200)로부터 토출된 선회 모터의 유량(Q)을 연산할 수 있다. 구체적으로, 제어부(950)는, 선회 감속 시, 하기의 수학식-1을 기초로 선회 모터(200)로부터 토출된 선회 모터의 유량(Q)를 연산할 수 있다.
Figure 112019105935018-pct00001
이때, Cd는 유출계수로 기설정된 상수이다.
Aori는 선회 모터로부터 토출된 작동유가 통과하는 오리피스의 기설정된 단면적이다.
Δpori는 오리피스를 통과하기 이전의 압력과 오리피스를 통과한 이후의 압력차를 나타낸다.
ρ는 작동유의 밀도로 기설정된 상수이다.
따라서, 제어부(950)는 별도의 속도 센서 없이, 연산된 선회 모터의 유량(Q)으로부터 현재 선회체의 선회 속도를 추정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는 저장 압력 검출부재(660)를 더 포함할 수 있다.
저장 압력 검출부재(660)는 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장된 작동유의 압력을 검출할 수 있다. 구체적으로, 저장 압력 검출부재(660)는 제1 어큐뮬레이터(610)로 저장되는 작동유의 압력을 검출할 수 있다. 이러한 저장 압력 검출부재(660)가 검출한 압력 정보는 제어부(950)에 전달될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)의 작동유 제어 밸브부(500)는 작동유 절환 밸브부재(530)와 제1 작동유 개폐 밸브부재(510)를 포함할 수 있다.
작동유 절환 밸브부재(530)는 선회 모터(200)로부터 토출된 압력에 따라 선택적으로 절환될 수 있다. 구체적으로, 작동유 절환 밸브부재(530)의 일측은 선회 모터(200)로 유입되는 유압라인과 연결되고, 작동유 절환 밸브부재(530)의 타측은 선회 모터(200)로부터 토출되는 유압라인과 연결될 수 있다. 따라서, 작동유 절환 밸브부재(530)는 선회 모터(200)로 유입되는 작동유의 압력과 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유의 압력에 따라 선택적으로 절환될 수 있다.
제1 작동유 개폐 밸브부재(510)는 작동유 절환 밸브부재(530)와 선회 밸브(300) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 제1 작동유 개폐 밸브부재(510)는 선회 모터(200)로부터 토출되어 작동유 절환 밸브부재(530)로 전달된 작동유가 제1 어큐뮬레이터(610) 또는 선회 밸브(300)로 이동되도록 안내할 수 있다.
구체적으로, 선회 모터(200) 감속시, 제1 작동유 개폐 밸브부재(510)는 제어부(950)에 의해 동작되어, 선회 모터(200)에서 토출된 작동유가 작동유 절환 밸브부재(530)를 통과하여 제1 어큐뮬레이터(610)로 공급되도록 선회 밸브(300)를 통해 탱크로 토출되도록 안내할 수 있다.
구체적으로, 선회 모터(200) 감속 시, 제어부(950)에 의해 제1 작동유 개폐 밸브부재(510)가 개방되면 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유가 선회 밸브(300)를 통해 탱크로 배출될 수 있다. 또는, 제어부(950)에 의해 제1 작동유 개폐 밸브부재(510)가 폐쇄되면 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유가 작동유 절환 밸브부재(530)를 통과한 후 제1 어큐뮬레이터(610)로 공급되도록 안내될 수 있다.
또는, 선회 모터(200) 가속시, 제1 작동유 개폐 밸브부재(510)가 폐쇄되면 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유가 작동유 절환 밸브부재(530)를 통해 제2 어큐뮬레이터(620)로 이동되어 제2 어큐뮬레이터(620)에 저장될 수 있다.
회생 제어 밸브(900)는 작동유 절환 밸브부재(530)를 통과한 작동유가 제1 어큐뮬레이터(610)로 안내되도록 할 수 있다. 구체적으로, 회생 제어 밸브(900)는 작동유 절환 밸브부재(530)와 제1 어큐뮬레이터(610) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 회생 제어 밸브(900)는 작동유 절환 밸브부재(530)를 통과하여 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장되는 작동유의 압력에 따라 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장될 수 있도록 제어될 수 있다. 즉, 회생 제어 밸브(900)는 제어부(950)에 의해 제어될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)의 제어부(950)는 회생 제어 밸브(900)를 제어한다.
제어부(950)는 연산된 선회 모터의 유량(Q)과 선회 밸브(300)의 면적을 기초로 선회 모터 출구 압력(Pe)을 연산한다. 구체적으로, 선회 회생 시스템이 없는 경우, 선회 밸브(300)에는 스풀 타입의 밸브를 사용하며, 선회 감속 시 선회 속도를 제어하기 위해 선회 모터(200)에서 탱크로 흘러가는 스풀 밸브유로(311)를 메인 펌프(100)에서 선회 모터(200)로 작동유를 공급하는 유로 보다 작게 설계한다. 이러한 스풀 밸브유로(311)의 면적은 사용자가 선회 모터(200)의 회전 방향과 이의 회전 속도 등을 선택할 수 있는 조작부(310)의 조작량 정도에 따라 가변된다. 따라서, 현재의 조작부(310)의 조작량에 따라 선회 모터(200)로부터 탱크로 흘러가는 유량이 통과하는 스풀 밸브유로(311)의 면적이 제어부(950)에 기설정되어 있다.
즉, 제어부(950)는 연산된 선회 모터의 유량(Q)과 기설정된 스풀 밸브유로(311)의 면적을 기초로 현재 조작부(310)의 조작에 따라 현재 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유가 선회 밸브(300)를 통과하여 탱크에 토출될 때의 선회 모터 출구 압력(Pe)을 연산한다.
구체적으로, 제어부(950)는 하기의 수학식-2를 통해 선회 모터 출구 압력(Pe)을 연산할 수 있다.
Figure 112019105935018-pct00002
이때, ρ는 작동유의 밀도로 기설정된 상수이다.
Cd는 유출계수로 기설정된 상수이다.
Q는 상술한 수학식-1에 의해 연산된 선회 모터로부터 토출된 선회 모터의 유량이다.
Act는 기설정된 현재의 스풀 밸브유로의 면적이다.
또한, 제어부(950)는 연산된 선회 모터 출구 압력(Pe)으로부터 저장 압력 검출부재(660)가 검출한 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장된 작동유의 압력을 뺀 값을 산출한다. 즉, 제어부(950)는 선회 모터 출구 압력(Pe)과 제1 어큐뮬레이터(610)의 압력의 차를 연산한다. 구체적으로, 제어부(950)는 하기의 수학식-3을 기초로 회생 제어 밸브(900)의 압력을 산출할 수 있다.
Figure 112019105935018-pct00003
이때, Pe는 상술한 수학식-2로부터 연산된 선회 모터 출구 압력이다.
P1accu는 제1 어큐뮬레이터의 압력이다.
즉, 제어부(950)는 회생 제어 밸브(900)의 압력과 제1 어큐뮬레이터(610)의 압력이 선회 모터 출구 압력(Pe)이 되도록 회생 제어 밸브(900)를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)의 제어부(950)는 선회 모터 출구 압력(Pe)이 제1 어큐뮬레이터(610)의 압력보다 작은 경우 작동유 절환 밸브부재(530)를 통과한 작동유가 선회 밸브(300)로 이동되도록 제1 작동유 개폐 밸브부재(510)를 제어할 수 있다.
제어부(950)는 선회 모터 출구 압력(Pe)이 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장된 작동유의 압력보다 작은 경우, 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유가 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장될 수 없다고 판단한다. 이때, 제어부(950)는 제1 작동유 개폐 밸브부재(510)를 개방시켜 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유가 제1 어큐뮬레이터(610)가 아닌 선회 밸브(300)를 통해 탱크로 토출되도록 안내할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는 회생 모터(800)와 어큐뮬레이터 밸브(650)를 더 포함할 수 있다.
회생 모터(800)는 메인 펌프(100)가 구동될 수 있도록 동력을 전달할 수 있습니다. 또한, 회생 모터(800)는 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장된 작동유를 이용하여 구동될 수 있다. 즉, 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장된 작동유가 갖는 에너지를 활용하여 회생 모터(800)의 구동시 이를 활용할 수 있다.
어큐뮬레이터 밸브(650)는 회생 모터(800)와 제1 어큐뮬레이터(610) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 어큐뮬레이터 밸브(650)는 제1 어큐뮬레이터(610)에 작동유가 저장되기 위해 제1 어큐뮬레이터(610)로 이동되는 경우 개방된다. 그리고 어큐뮬레이터 밸브(650)는 회생 모터(800)에 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장된 작동유를 공급시 개방될 수 있다. 또는, 어큐뮬레이터 밸브(650)는 제1 어큐뮬레이터(610)가 작동유가 저장되지 않는 경우 폐쇄되어 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장된 작동유가 이로부터 배출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)의 작동유 전환 밸브부재(530)는 선회 모터(200)의 급 감속시 제2 어큐뮬레이터(620)에 저장된 작동유를 선회 모터(200)로 공급할 수 있다.
구체적으로, 선회 모터(200)의 선회 감속 시 회생을 실시할 경우, 선회 모터(200)에서 토출된 유량은 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장될 수 있다. 이때, 선회 모터(200)의 회전시 선회 모터(200)의 유입측으로 작동유의 공급이 되지 않아 이로 인해 선회 모터(200)의 유입측에 캐비테이션이 발생할 수 있다. 하지만, 선회 모터(200)의 가속시 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유를 저장 가능한 제2 어큐뮬레이더(620)에 저장된 작동유를 선회 모터(200)의 유입측으로 공급할 수 있다. 따라서, 선회 모터(200)의 감속시, 제2 어큐뮬레이터(620)에 저장된 작동유를 선회 모터(200)로 공급하고 선회 모터(200)로부터 토출된 유량은 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)의 작동유 제어 밸브부(500)는 제2 작동유 개폐 밸브부재(520)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 제2 작동유 개폐 밸브부재(520)는 작동유 절환 밸브부재(530)와 선회 밸브(300) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 제2 작동유 개폐 밸브부재(520)는 제1 작동유 개폐 밸브부재(510)와 이격 배치될 수 있다. 제2 작동유 개폐 밸브부재(520)는 제1 작동유 개폐 밸브부재(510)의 기능과 동일하나, 선회 모터(200)의 회전 방향에 따라 제어될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는, 도 3 및 도 5에 도시한 바와 같이, 제4 압력 검출부재(422)와 제2 오리피스(432)를 더 포함할 수 있다.
제4 압력 검출부재(422)는 작동유 절환 밸브부재(530)와 선회 모터(200) 사이에 배치 수 있다. 구체적으로, 제4 압력 검출부재(422)는 제1 압력 검출부재(412)와 작동유 절환 밸브부재(530) 사이에 배치될 수 있다.
제2 오리피스(432)는 제1 압력 검출부재(412)와 제2 압력 검출부재(411) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 제어부(950)에는 제2 오리피스(432)의 면적이 기설정 되어있다.
일예로, 선회 모터(200)의 회전 방향이 우측인 경우, 도 5에 도시한 바와 같이, 제어부(950)는 제2 압력 검출부재(411)와 제3 압력 검출부재(421)가 검출한 작동유의 압력과 기설정된 제1 오리피스(431)의 면적을 기초로 선회 모터의 유량을 연산할 수 있다.
또는, 선회 모터(200)의 회전 방향이 우측인 경우, 도 5에 도시한 바와 같이, 제어부(950)는 제1 압력 검출부재(412)와 제4 압력 검출부재(422)가 검출한 작동유의 압력(R1)과 기설정된 제2 오리피스(432)의 면적을 기초로 선회 모터의 유량을 연산할 수 있다.
즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 오리피스와 이를 중심으로 양단에 복수의 압력 검출부재가 설치된 것은 선회체의 이동 방향에 따라 작동유가 선회 모터(200)를 중심으로 서로 다른 방향으로 공급됨으로, 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유의 압력을 검출하고 이의 유량을 연산하기 위해 설치될 수 있다.
다시 말해, 도 3을 기초로, 제어부(950)가 조작부(310)로부터 선회체가 좌측으로 회전하도록 정보를 입력받은 경우, 도 3의 선회 모터(200)의 좌측에 배치된 압력 검출부재(411)가 선회 모터(200)로 유입되는 작동유의 압력을 검출하고 도 2의 선회 모터(200)의 우측에 배치된 압력 검출부재(412)가 선회 모터(20)로부터 토출되는 작동유의 압력을 검출할 수 있다. 이때, 선회 모터(200)로 유입되는 작동유의 압력을 검출하는 제1 압력 검출부재는 도 3의 부호 411이고, 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유의 압력을 검출하는 제2 압력 검출부재는 도 3의 부호 412일 수 있다.
또는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 건설기계(102)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 메인 펌프(100)와, 선회 모터(200)와, 선회 밸브(300)와 작동유 제어 밸브부(500)와, 유량 검출부재(400)와, 제1 어큐뮬레이터(610)와 회생 제어 밸브(900) 그리고 제어부(950)를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 건설기계(102)의 유량 검출부재(400)를 제외한 세부적인 구성은 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)의 구성과 동일할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 건설기계(102)의 유량 검출부재(400)는 선회 모터(200)와 작동유 제어 밸브부(500) 사이에 설치된다. 또한, 유량 검출부재(400)는 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유의 유량을 검출할 수 있다.
또한, 유량 검출부재(400)는 선회 모터(200)와 작동유 제어 밸브부(500) 사이에 선회 모터(200)를 중심으로 서로 이격 되어 복수로 설치될 수 있다. 따라서, 유량 검출부재(400)는 선회 모터(200)의 회전 방향과 무관하게 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유의 유량을 검출할 수 있다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 건설기계(102)의 제어부(950)는 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유의 유량을 유량 검출부재(400)가 검출한 정보로부터 제공받을 수 있다. 그리고 본 발명의 다른 실시예에 따른 건설기계(102)의 제어부(950)는 상술한 건설기계(101)의 제어부(950)와 동일하게 선회 모터 출구 압력(Pe)과 회생 제어 밸브(900)의 제어 압력을 산출할 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 6을 기초로, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)의 동작과정을 설명한다.
도 5는 건설기계(101)의 선회 모터(200)의 가속을 나타낸다.
선회체의 우측방향으로 선회되며 가속을 원하는 경우, 작업자에 의해 조작된 조작부(310)에 의해 선회 밸브(300)는 우측으로 이동되어 절환된다.
가속 시 선회체가 부하로 작동하기 때문에 메인 펌프(100)에서 선회 모터(200)로 공급되는 유압라인에는 고압이 형성되고, 선회 모터(200)를 통과해 이로부터 배출되는 유압라인에는 저압이 형성된다.
선회 모터(200)가 가속되는 경우, 선회 모터(200)로 공급되는 작동유의 압력이 선회 모터(200)로부터 토출되는 압력보다 높다. 따라서, 작동유 절환 밸브부재(530)는 좌측으로 이동되어 절환된다.
그리고 메인 펌프(100)로부터 공급된 작동유는 선회 모터(200)로 공급되고 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유는 작동유 절환 밸브부재(530)로 전달될 수 있다.
제어부(950)는 조작부(310)의 정보와, 현재 선회 모터(200)의 가속 상태를 선회 모터(200)로 공급되는 작동유의 압력을 제1 압력 검출부재(412)로부터 검출하고, 선회 모터(200)로부터 검출되는 작동유의 압력을 제2 압력 검출부재(411)로부터 검출한다. 따라서, 제어부(950)는 제1 압력 검출부재(412)가 검출한 압력이 제2 압력 검출부재(411)가 검출한 압력보다 큰 경우, 선회 모터(200)가 가속된다고 판단한다.
이때, 제1 작동유 개폐 밸브부재(510)는 제어부(950)에 의해 폐쇄된다. 즉, 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유는 작동유 절환 밸브부재(530)를 통해 제2 어큐뮬레이터(620)에 저장된다. 또한, 폐쇄된 제1 작동유 개폐 밸브부재(510)에 의해 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유는 선회 밸브(300)를 통해 탱크로 토출되는 것이 차단된다.
그리고, 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유는 작동유 절환 밸브부재(530)의 토출유로 전달된다. 그리고 작동유 절환 밸브부재(530)의 토출유로를 통과한 작동유는 제2 어큐뮬레이터(620)로 공급된다. 즉, 제2 어큐뮬레이터(620)에 선회 모터(200)로부터 토출된 저압의 작동유가 저장된다. 구체적으로, 건설기계(101)는 제2 어큐뮬레이터(620)로 공급되는 작동유의 압력이 기설정 이상이 되면 탱크로 배출되도록 하는 저압 릴리프 밸브(680)를 더 포함할 수 있다.
그리고, 선회 가속 시 제어부(950)는 회생 제어 밸브(900)를 최고 압력으로 제어하여, 작동유 절환 밸브부재(530)를 통과한 저압의 작동유가 제1 어큐뮬레이터로 이동할 수 없도록 한다. 일예로, 회생 제어 밸브(900)의 제어 압력은 선회 릴리프 밸브(110)의 개방압력 보다 높은 압력일 수 있다.
따라서, 건설기계(101)는 선회 모터(200)의 가속시, 선회 모터(200)로 유입되는 작동유의 압력보다 상대적으로 낮은 압력을 갖는 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유를 제2 어큐뮬레이터(620)에 저장할 수 있다.
도 6은 건설기계(101)의 선회 모터(200)의 감속을 나타낸다.
선회체의 선회 가속 후 우측방향으로 선회되며 감속을 원하는 경우, 작업자에 의해 조작된 조작부(310) 조작량은 감소하게 되며 선회 밸브(300)는 우측으로 이동되어 절환된 상태를 유지하나, 그 이동량이 선회 가속시 보다 작아지게 된다. 이로 인해, 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유가 탱크로 이동되기 위해 통과하는 선회 밸브(300)의 스풀 밸브유로(311)가 감소하게 된다. 그러나, 선회 감속 시, 선회체는 관성에 의해 계속 회전하려고 하고 이에 의해 선회 모터(200)는 계속 회전되며 작동유를 배출하게 된다. 따라서, 감소된 스풀 밸브유로(311)의 면적으로 인해 선회 모터(200) 토출측의 압력이 상승하게 된다.
상승된 작동유의 압력은 작동유 절환 밸브부재(530)에 전달된다. 작동유 절환 밸브부재(530)의 일측과 작동유 절환 밸브부재(530)의 타측 사이의 압력차에 의해 작동유 절환 밸브부재(530)는 절환된다.
선회 모터(200)가 감속되는 경우, 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유의 압력이 선회 모터(200)로 공급되는 작동유의 압력보다 높다. 따라서, 작동유 절환 밸브부재(530)는 우측으로 이동되어 절환된다. 이때, 제2 어큐뮬레이터(620)에 저장된 작동유도 절환된 작동유 절환 밸브부재(530)를 통해 선회 모터(200)로 공급된다. 구체적으로, 작동유 절환 밸브부재(530)에 의해 선회 모터(200)의 가속시 저장된 작동유를 선회 모터(200)의 감속시 제2 어큐뮬레이터(620)에 저장된 작동유를 선회 모터(200)에 공급하여 활용할 수 있다. 제어부(950)는 현재 선회 모터(200)의 감속 상태를 선회 모터(200)로 공급되는 작동유의 압력을 제1 압력 검출부재(412)로부터 검출하고, 선회 모터(200)로부터 검출되는 작동유의 압력을 제2 압력 검출부재(411)로부터 검출한다. 따라서, 제어부(950)는 제2 압력 검출부재(411)가 검출한 압력이 제2 압력 검출부재(411)가 검출한 압력보다 큰 경우, 선회 모터(200)가 감속된다고 판단한다.
제어부(950)는 제2 압력 검출부재(411)에서 검출한 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유 압력과 제3 압력 검출부재(421)에서 검출한 제1 오리피스(431)를 통과한 작동유의 압력 그리고 기설정된 제1 오리피스(431)의 면적을 기초로 하여 현재 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유의 유량인 선회 모터 유량(Q)을 연산한다.
또한, 제어부(950)는 연산된 선회 밸브(300)에 설치된 현재의 조작부(310)의 조작량으로부터 가변되는 기설정된 스풀 밸브유로(311)의 면적과 연산된 선회 모터 유량(Q)을 기초로 선회 모터(200)부터의 토출유량이 스풀 밸브유로(311)를 거쳐 탱크로 배출될 경우의 선회 모터 출구 압력(Pe)을 연산한다.
그리고 제어부(950)는 회생 제어 밸브(900)를 제어한다. 구체적으로, 제어부(950)는 모터 출구 압력(Pe)과 저장 압력 검출부재(660)가 검출한 제1 어큐뮬레이터(610)의 작동유의 압력 차이만큼의 압력손실이 발생할 수 있도록 회생 제어 밸브(900)를 제어한다.
상술한 바와 같이, 제어부(950)는 선회 회생 시스템이 없는 경우의 선회 감속 시 선회 모터(200) 토출측 압력인 모터 출구 압력(Pe)을 예측하여, 이를 선회 회생 시스템에서의 제어 목표 압력으로 사용할 수 있다. 즉, 이러한 제어 목표 압력은 회생 제어 밸브(900)의 제어를 위해 활용되며, 제어부(950)는 건설기계(101)의 선회 회생 시스템에 의한 선회 감속 감각성을 선회 회생 시스템이 없는 경우와 유사하게 유지시킬 수 있다.
또한, 선회 감속 시 제어부(950)는, 예측된 모터 출구 압력(Pe)이 제1 어큐뮬레이터(610)의 압력보다 높은 경우, 제1 작동유 개폐 밸브부재(510)를 폐쇄시켜 작동유 절환 밸브부재(530)를 통과한 작동유가 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장되도록 할 수 있다. 이때, 어큐뮬레이터 밸브(650)는 개방될 수 있다.
이러한 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장된 고압의 작동유는, 선회 가속 시나 기타 부하가 큰 작업을 하는 경우, 회생 모터(800)에 공급되어 메인 펌프(100)의 동작시 구동력을 보조할 수 있다.
즉, 선회 감속시, 제어부(950)는 선회 모터(200)의 흡입측으로 메인 펌프(100)에서 제공되는 작동유의 유량을 우선 제공 하고, 부족한 부분의 작동유는 제2 어큐뮬레이터(620)로부터 제공받도록 할 수 있다.
또는, 제어부(950)는 모터 출구 압력(Pe)이 제1 어큐뮬레이터(610)의 압력보다 작은 경우, 제1 작동유 개폐 밸브부재(510)를 개방시켜 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유가 선회 밸브(300)를 통해 탱크로 토출 되도록 안내할 수 있다. 이때, 회생 제어 밸브(900)는 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다.
이와 같은 구성에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는 선회체의 감속시 선회 모터(200)를 통과한 작동유의 압력에 따라 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장하여 회생 모터(800)의 동작시 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장된 작동유를 활용할 수 있다.
또한, 건설기계(101)는 선회체의 가속시 선회 모터(200)를 통과한 작동유를 제2 어큐뮬레이터(620)에 저장하고, 이를 선회체의 감속시 선회 모터(200)에 공급할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계는 선회체의 감속 또는 가속 시 선회 모터로부터 토출되는 작동유를 저장하여 작동유가 갖는 에너지를 효과적으로 활용할 수 있다.
100: 메인 펌프 101, 102: 건설기계
200: 선회 모터 300: 선회 밸브
411: 제2 압력 검출부재 412: 제1 압력 검출부재
421: 제3 압력 검출부재 431: 제1 오리피스
500: 작동유 제어 밸브부 510: 제1 작동유 개폐 밸브부재
520: 제2 작동유 개폐 밸브부재
530: 작동유 절환 밸브부재 610: 제1 어큐뮬레이터
620: 제2 어큐뮬레이터 660: 저장 압력 검출부재
900: 회생 제어 밸브 950: 제어부
400: 유량 검출부재

Claims (12)

  1. 메인 펌프;
    상기 메인 펌프로부터 작동유를 공급받아 동작되는 선회 모터;
    상기 메인 펌프에 의한 작동유의 흐름을 제어하여 상기 선회 모터에 공급하고, 상기 선회 모터로부터 토출되는 작동유의 흐름을 제어하는 선회 밸브;
    상기 선회 모터와 상기 선회 밸브 사이에 설치되어 양단의 작동유의 압력에 따라 작동유의 흐름을 제어하는 작동유 제어 밸브부;
    상기 선회 모터의 감속시 상기 작동유 제어 밸브부를 통과한 작동유를 저장하는 제1 어큐뮬레이터;
    상기 작동유 제어 밸브부와 상기 제1 어큐뮬레이터 사이에 설치되는 회생 제어 밸브;
    작업자에 의해 조작되며, 상기 선회 모터의 회전 방향과 회전 속도를 조절하는 조작부;
    상기 선회 모터로부터 토출된 압력을 검출하는 제2 압력 검출부재;
    제2 압력 검출부재와 상기 선회 밸브 사이에 설치되고 작동유가 통과하는 제1 오리피스;
    상기 제1 오리피스와 상기 선회 밸브 사이에 설치되는 제3 압력 검출부재; 및
    상기 조작부로부터 전달받은 조작부 신호와 상기 조작부 신호와 상이한 상기 선회 모터의 회전 방향을 갖는 역레버와, 상기 선회 모터의 가속, 그리고 상기 선회 모터의 감속 중 어느 하나를 기초로 상기 작동유 제어 밸브부와 상기 회생 제어 밸브를 제어하며, 상기 제2 압력 검출부재와 상기 제3 압력 검출부재가 검출한 작동유의 압력과 기설정된 상기 제1 오리피스의 면적을 기초로 하여 상기 선회 모터의 유량을 연산하고, 상기 연산된 선회 모터의 유량과 기설정된 상기 선회 밸브의 면적을 기초로 상기 선회 모터 출구 압력을 연산하여, 상기 연산된 선회 모터 출구 압력과 상기 제1 어큐뮬레이터의 압력의 차를 기초로 상기 회생 제어 밸브를 제어하는 제어부
    를 포함하는 건설기계.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 어큐뮬레이터에 저장된 작동유에 의해 구동 가능한 회생 모터를 더 포함하는 건설기계.
  3. 제2항에서,
    상기 회생 모터와 상기 제1 어큐뮬레이터 사이에 배치되어, 상기 제1 어큐뮬레이터로 저장될 작동유의 공급에 따라 개폐되는 어큐뮬레이터 밸브를 더 포함하는 건설기계.
  4. 제3항에서,
    상기 어큐뮬레이터 밸브의 개방에 의한 상기 제1 어큐뮬레이터에 저장된 작동유의 압력을 검출하여 상기 제어부에 전달하는 저장 압력 검출부재를 더 포함하는 건설기계.
  5. 제1항에서,
    상기 작동유 제어 밸브부는,
    상기 선회 모터로부터 토출된 작동유의 압력과 상기 선회 모터로 공급되는 작동유의 압력에 따라 선택적으로 절환되는 작동유 절환 밸브부재;
    상기 선회 모터로부터 토출되어 상기 작동유 절환 밸브부재로 전달된 작동유가 상기 제1 어큐뮬레이터 또는 상기 선회 밸브로 이동되도록 안내 가능한 제1 작동유 개폐 밸브부재; 및
    상기 제1 작동유 개폐 밸브부재와 상기 선회 모터를 중심으로 이격배치되며, 상기 작동유 절환 밸브부재와 상기 선회 밸브 사이에 배치된 제2 작동유 개폐 밸브부재
    를 포함하는 건설기계.
  6. 제1항에서,
    상기 선회 모터와 상기 선회 밸브 사이에 설치되어 상기 선회 모터로 유입되는 작동유의 압력을 검출하는 제1 압력 검출부재를 더 포함하는 건설기계.
  7. 제5항에서
    상기 제어부는
    상기 연산된 선회 모터 출구 압력이 상기 제1 어큐뮬레이터의 압력보다 높은 경우, 상기 제1 작동유 개폐 밸브부재를 닫고, 상기 연산된 선회 모터 출구 압력과 상기 제1 어큐뮬레이터의 작동유의 압력 차이만큼의 압력손실이 발생할 수 있도록 상기 회생 제어 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 건설기계.
  8. 제5항에서,
    상기 제어부는,
    상기 연산된 선회 모터 출구 압력이 상기 제1 어큐뮬레이터의 압력보다 작은 경우, 상기 선회 모터로부터 토출된 작동유가 상기 선회 밸브로 이동되도록 상기 제1 작동유 개폐 밸브부재 또는 상기 제2 작동유 개폐 밸브부재를 제어하는 것을 특징으로 하는 건설기계.
  9. 제1항에서,
    상기 선회 모터의 가속시 작동유 제어 밸브부를 통과한 작동유를 저장 가능한 제2 어큐뮬레이터를 더 포함하는 건설기계.
  10. 제1항에서,
    상기 선회 모터와 상기 작동유 제어 밸브부 사이에 설치되는 유량 검출부재를 더 포함하는 건설기계.
  11. 삭제
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