KR20010089756A - 유압 승강기의 제어방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유압 오일의 흐름을 측정 수단에 의하여 제어하는 제 1 제어밸브유닛(5) 또는 제 2 제어밸브유닛(15)중 적어도 어느 하나와 연관되어 작동하는 펌프(10)에 의해 리프팅 플런저(lifting plunger)(2)와 리프팅 실린더(3)로 이루어진 유압 드라이브 메커니즘(2, 3)에 유압 오일이 유입되고 또는 상기 유압 드라이브 메커니즘(2, 3)으로부터 유출됨으로 인해 유압 승강기가 제어되는 방법과, 상기 방법을 수행하도록 고안된 제어장치(20)에 의해 제어되고 조정되는 승강기의 작동에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 승강기 차(1)가 작동하지 않을 때에는 승강기 차(1)의 하중이 실린더 라인(4)내의 압력 P_Z을 감지하는 하중압력센서(18)에 의해 결정된다.

승강기 차(1)가 상승할 때에는, 실린더 라인(4)내의 압력 P_Z은 승강기 차(1)의 운동이 매우 정확하게 제어될 수 있는 방법으로 일정하게 제 2 제어밸브유닛(15)의 제어를 변화시킴으로서 제어하는 것이 바람직하다.

승강기 차(1)가 하강할 때에는, 실린더 라인(4)내의 압력의 하강은 승강기 차(1)의 하강운동이 역시 매우 정확한 방법으로 제어될 수 있는 방법으로 제 1 제어밸브유닛(5)의 변화에 의해 조정된다. 본 발명은 또한 상기 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다, 본 발명은 주거 빌딩이나 상업용 빌딩에 설치되어 있는 유압 승강기에 적용될 수 있다.

Description

유압 승강기의 제어방법 및 장치{Method and Device for Controlling a Hydraulic Elevator}

유압 승강기는 주거용 빌딩이나 산업용 빌딩에서 유용하게 사용되고 있다. 유압용 승강기는 사람이나 화물을 수직으로 이동시키는데 사용된다.

미국 특허 제5,522,479호에는 유압 승강기를 위한 제어 유닛이 설명되어 있는데, 상기 제어 유닛은 두개의 압력 센서를 구비하고 있다. 그 중 하나는 펌프와 마주보고 있는 역류방지밸브의 일면에 위치하고 또 다른 하나는 유압 드라이브 실린더를 마주보고 있는 역류방지밸브의 일면에 장착된다. 상기 두개의 압력 센서로부터의 신호는 펌프를 구동시키는 전기 모터의 속도를 결정하는 제어기(controller)로 입력된다. 승강하는 승강기의 속도는 제어기에 의하여 단위 시간당 공급되는 유압 오일의 양에 의해 조절된다.

미국 특허 제5,040,639호에는 승강기의 밸브 유닛에 대하여 설명되어 있는데, 상기의 압력 센서에 의해 승강기의 유압 드라이브로 향하는 라인 내의 압력이 측정된다. 또한 상기 센서에 의해 출발 페이즈(starting phase) 시작 전에 압력의 보정이 가능하다. 또한 메인 밸브는 승강기가 상승운동의 출발 페이즈에 있을 때 유압 오일의 흐름에 관한 정보를 얻기 위해 필요한 리프팅 센서에 할당된다.

PCT 공개공보 WO-A-98/34868호에는 유압 승강기를 제어하기 위한 방법과 장치가 설명되어 있는데 승강기의 속도는 유량계에 의해 측정된다. 이 경우, 상기 유량계의 시그널에 의해 작동 상황에 따라 펌프를 구동시키는 전기 모터의 회전 속도가 조종되거나 밸브의 개방 위치가 변화한다. 따라서, 승강기의 운행 중 제어 변수의 변환이 발생한다. 결과적으로, 제어와 조정 파라미터(parameter)의 세밀한 조절은 가능한 한 승강기 차가 흔들리지 않고 작동하기 위한 선행 조건이고 이것은 상당한 경비를 필요로 한다.

더구나, 유량계는 단지 승강기가 구동 중에 있을 때만 승강기의 움직임에 연관된 신호를 공급한다. 결과적으로, 편안한 운행에 필수적인 실제 출발시의 동작은 조절되지 못한다.

본 발명은 청구항 제 1항의 전문에 언급된 유압 승강기의 제어 방법과 청구한 제 11항 전문에 따른 유압 승강기의 제어 장치에 관한 것이다.

도 1은 유압 승강기와 이를 제어하기 위한 장치를 도시하고 있다.

도 2는 승강기가 상승할 때와 관련된 그래프를 도시하고 있다.

도 3은 승강기가 하강할 때와 관련된 그래프를 도시하고 있다.

본 발명의 목적은 승강기의 전체 동작과정에서, 즉 정지 상태에서 최고 속도의 상태까지 그리고 다시 정지 상태까지 유압 오일의 흐르는 양을 결정하는 추가의 장치를 구비하여 정확하게 유압 오일을 분배하므로써 신뢰성 있게 승강기가 조절될 수 있도록 하고, 그와 동시에 조절에 소요되는 경비는 최소화 할 수 있는 방법과장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 의하면 상기 목적은 청구항 제 1항의 전제부에 기술된 일반적인 방법에 의해 그리고 청구항 제 9항의 전제부에 기술된 장치에 의해 이루어 질 수 있다. 종속항에 의해 보다 효과적인 발전이 이루어질 수 있다.

다음에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 더욱 상세히 설명한다.

도면에서 부재번호 1은 유압 승강기의 승강기 차를 나타낸다. 상기 승강기 차(1)는 리프팅 피스톤(2)에 의해 구동된다. 상기 리프팅 피스톤(2)은 리프팅 실린더(3)와 함께 공지의 유압 드라이브를 형성한다. 실린더 라인(4)은 상기 유압 드라이브에 연결되고 유압 오일이 상기 실린더 라인(4)을 통해 이송된다. 실린더 라인(4)의 다른 쪽 단부에는 비례 밸브(proportional valve)와 역류방지밸브(nonreturn valve)의 기능 중 적어도 하나의 기능을 하는 제 1 제어밸브유닛(5)이 연결되는데, 제 1 제어밸브유닛(5)이 어떻게 작동하느냐에 따라 비례밸브와 같은 기능을 하거나 또는 역류방지밸브와 같은 기능을 하게 된다. 여기서, 비례 밸브 기능은 메인 밸브와 파일롯 제어 밸브에 의한 공지된 방법으로 이루어지는데, 상기 파일롯 제어 밸브는 예를 들어 비례 자석(proportional magnet)과 같은 전기 드라이브에 의해 작동한다. 폐쇄된 역류방지밸브는 각각의 위치에서 승강기 차(1)를 멈추게 한다.

제 1 제어밸브유닛(5)은 압력 맥동 댐퍼(pressure pulsation damper)(9)가 연결되어 있는 펌프 라인(8)을 경유해 펌프(10)에 연결되는데 이것을 통해 유압 오일은 탱크(11)를 빠져나와 유압 드라이브로 이송된다. 상기 펌프(10)는 전원 공급부(13)와 연결되어 있는 전기 모터(12)에 의해 구동된다. 압력 P_P는 펌프 라인(8)내에 작용하는 압력이다.

제 1 제어밸브유닛(5)과 탱크(11)사이에는 유압 오일을 운반하는 다른 라인이 있는데, 제 2 제어밸브유닛(15)이 여기에 배치된다. 본 발명에 의하면, 상기 제 2 제어밸브유닛(15)은 압력 P_P가 특정 극한값을 넘으면 유압 오일이 펌프(10)로부터 탱크(11)로 저항 없이 흐르도록 한다. 결과적으로 상기 압력 P_P는 상기 특정 극한값을 넘을 수 없다. 상기 극한값은 전기 신호에 의해 다양하게 변할 수 있어서 상기 제 2 제어밸브유닛(15)은 통상의 비례 밸브와 유사한 방법으로 압력 조절하는 기능을 할 수 있다. 상기와 같은 기능을 수행하기 위해서는 비례 밸브의 경우와 같이, 전기적으로 작동되는 비례 자석에 의해 구동되는 파일럿 제어 밸브와 메인 밸브와 같은 공지된 방법으로 의존할 수도 있다.

본 발명에 의하면, 실린더 라인(4)은 제 1 제어밸브유닛(5)에 접속하는 하중압력센서(18)를 거쳐 제 1 제어밸브유닛(5)에 배열되는 것이 바람직한데, 상기 하중압력센서(18)는 제 1 측정 라인(19)을 통해 제어장치(20)에 연결된다. 유압 승강기를 작동시키는 상기 제어장치(20)는 실린더 라인(4)에 작용하는 압력 P_Z을 감지 할 수 있다. 상기 압력 P_Z은 승강기 차(1)가 정지 상태에 있을 때 승강기에 작용하는 하중을 나타낸다. 상기 압력 P_Z에 의해 어떻게 승강기의 동작을 조절하고 동작 상태를 결정하는지는 후술한다. 또한 제어장치(20)는 다수개의 제어 및 조정 유닛을 구비한다.

실린더 라인(4)은 제 1 제어밸브유닛(5)에 접속하는 온도센서(21)를 거쳐 제 1 제어밸브유닛(5)에 배열되는 것이 바람직한데, 상기 온도센서(21)는 제 2 측정 라인(22)을 통해 제어장치(20)에 연결된다. 유압 오일은 온도에 따라 현저하게 변화하는 점도를 가지고 있기 때문에 유압 오일의 온도가 제어와 조정 작동의 변수로서 고려되었을 때 유압 승강기의 제어와 조정이 현저하게 향상될 수 있다. 이것에 관해서는 상세히 후술할 것이다.

별도의 압력 센서, 구체적으로는 펌프압력센서(23)가 구비되는데 상기 펌프압력센서(23)는 펌프 라인(8)내의 압력 P_P를 감지하는 기능을 하고 제 1 제어밸브유닛(5)에 연결되는 펌프 라인(8)에 직접 연결된다. 상기 펌프압력센서(23)는 측정값을 또 다른 측정 라인(24)을 통해 제어장치(20)로 보낸다.

제 1 제어 라인(25)은 제어장치(20)로부터 제 1 제어밸브유닛(5)으로 연결된다. 따라서, 상기 제 1 제어밸브유닛(5)은 제어장치(20)에 의해 전기적으로 조정된다. 또한 제 2 제어 라인(26)은 제 2 제어밸브유닛(15)으로 연결된다. 상기 제 2 제어밸브유닛(15) 역시 제어장치(20)로부터 제어된다. 제 3 제어 라인(27) 역시 제어장치(20)로부터 나와 전원 공급부(13)로 연결되어 모터(12)의 전원을 온/오프시킨다. 결과적으로, 모터(12)의 회전 속도와 펌프(10)의 운반량은 제어장치(20)의 영향을 받는다.

제어장치(20)에 의해 작동하는 제어밸브유닛(5, 15)에 의해 제어밸브유닛(5, 15)이 동작 시간동안 어떻게 작동을 하는지가 결정된다. 제어밸브유닛(5, 15)이 제어장치(20)에 의해 작동되지 않을 때, 상기 두개의 제어밸브유닛(5, 15)은 기본적으로 서로 다르게 가압성 역류방지밸브의 기능을 한다. 제어밸브유닛(5, 15)이 제어장치(20)의 제어 시그널에 의해 작동될 때 그들은 비례 밸브의 역할을 한다.

상기 두개의 제어밸브유닛(5, 15)은 도 1에서 그것의 둘레를 점선으로 도시한 바와 같이 밸브 블록(28)내에 결합되어 있다. 이것의 장점은 유압 승강기의 빌딩 현장에서의 조립에 있어서 경비가 감소된다는 점이다.

본 발명의 요지를 더욱 상세히 설명하기 전에, 기본적 기능을 우선적으로 설명한다. 승강기 차(1)가 정지 상태에 있을 때에는 기술한 바와 같이 제 1 제어 라인(25)을 통해 제어장치(20)로부터 어떠한 제어 시그널도 받지 않기 때문에 제 1 제어밸브유닛(5)이 폐쇄된다. 이 경우 제 1 제어밸브유닛(5)은 역류방지밸브의 역할을 한다. 제 2 제어밸브유닛(15) 역시 폐쇄되지만 항상 그러한 것은 아니다. 승강기 차(1)가 정지해 있다고 하더라도 펌프(10)는 작동하여 유압 오일을 이송한다.그러나, 이송된 유압 오일은 제 2 제어밸브유닛(15)을 통해 탱크(11)로 역류하게 된다. 하지만, 승강기 차(1)가 정지 상태에 있을 때 상기 두개의 제어밸브유닛(5, 15)은 제어장치(20)로부터 어떠한 제어 시그널을 받지 않으며 따라서 두 가지 경우 모두 역류방지밸브의 기능만이 가능하다.

압력 P_Z가 압력 P_P보다 높을 경우, 전기적으로 작동하지 않는 제 1 제어밸브유닛(5)은 승강기 차(1)에 의해 발생되는 압력 P_Z의 작용으로 자동적으로 폐쇄된다. 이 상태에서는 이미 언급되었지만 하중압력센서(18)가 승강기 차(1)에 의해 발생하는 하중을 표시하게 된다. 이 경우 본 발명에 의하면, 승강기 차(1)의 유효 하중(effective load)이 결정되고 이 정보는 제어장치(20)로 전달된다. 상기 제어장치(20)는 승강기 차(1)가 비어 있는지 아니면 하중이 걸려 있는지를 감지할 수 있고 하중의 크기 역시 알 수가 있다.

승강기 차(1)가 상승할 때 전원 공급부(13)는 제어장치(20)에 의해 제어 라인(27)을 통하여 작동하게 되고 전기 모터(12)는 회전하게 되어 결과적으로 펌프(10)가 작동하기 시작하고 유압 오일이 이송된다. 따라서, 펌프 라인(8)내의 압력 P_P는 증가하게 된다. 상기 압력 P_P가 제 2 제어밸브유닛(15)의 역류방지밸브의 가압과 관련 있는 압력값을 초과하면, 제 2 제어밸브유닛(15)의 역류방지밸브가 개방되어 초기에는 압력 P_P가 상기 압력값을 초과할 수 없다. 대부분의 경우에 해당하지만 만약 상기 압력값이 실린더 라인(4) 내의 압력 P_Z보다 낮다면 제 1 제어밸브유닛(5)은 폐쇄된 상태로 있게 되고 어떠한 유압 오일도 실린더 라인(4)으로 흐르지 않게 된다. 결과적으로, 펌프(10)에 의해 이송되는 유압 오일의 전체 양은 제 2 제어밸브유닛(15)을 지나 탱크(11)로 다시 이송되기 때문에, 펌프의 스위치를 켜는 것은 승강기에 어떠한 움직임도 주지 못한다. 본 발명에 의해 상기 승강기 차(1)를 움직이게 하기 위해서는 상기 제어장치(20)가 제 2 제어 라인(26)을 통해 제 2 제어밸브유닛(15)의 비례 밸브 기능을 조종하므로써 더 큰 유압 저항이 제 2 제어밸브유닛(15)에 작용하도록 하면 된다.

상기와 같이 하면 제 1 제어밸브유닛(5)을 통해 실린더 라인(4)으로 필요로 하는 양의 유압 오일이 흘러 들어갈 수 있을 정도까지 압력 P_P를 증가시킬 수 있다. 이 경우, 펌프(10)에 의해 이송된 유압 오일의 일부분은 제 2 제어밸브유닛(15)을 통해 탱크(11)로 되돌아간다. 제 2 제어밸브유닛(15)을 통해 탱크(11)로 되돌아가지 않고 펌프(11)에 의해 이송되는 유압 오일은 압력차에 의해 역류방지 밸브의 역할을 하는 제 1 제어밸브유닛(5)을 통해 실린더 라인(4)으로 흘러 들어가고 승강기 차(1)는 상승하게 된다. 따라서, 펌프(10)의 회전 속도의 조절 없이도 리프팅 실린더(3)로 유입되는 유압 오일을 연속적으로 조정하는 것이 가능하다. 상기 펌프(10)는 예상되는 최대의 외부압력하에서 공칭 회전 속도로 승강기 차(1)의 최대 속도를 내는데 적합한 유압 오일의 양을 공급할 수 있도록 설계되는 것이 필요한데 통상의 기본 요소와 다른 요소들도 고려해야 한다.

또한 제 1 제어밸브유닛(5)을 통해 흐르는 통류(throughflow)는 압력차에 의해 결정된다. 예를 들어, 온도가 일정하게 주어지면 다음의 수학식1에 의하여 결정된다.

여기서, A_v는 밸브 면(valve surface)이고, C_f는 스프링 강성율과 동일하며, k_q는 실험으로 결정된 계수이며, Δp_v는 제 1 제어밸브유닛(5)내의 압력차이다. 밸브 면(A_v)이 알려져 있다면, 통류와 승강기 차의 속도는 예측할 수 있고 따라서 승강기 차(1)의 속도의 조절성을 현저하게 향상시킬 수 있다. 상기와 같은 계산이 제어장치(20)에서 계속적으로 수행되면 승강기 차(1)의 움직임에 대한 다른 데이터 역시 상기와 같은 방법으로 얻을 수 있다. 또한 이것은 통류 측정 밸브의 연속 적분에도 적용할 수 있다. 승강기 차(1)가 일정 거리동안 움직이는 동안의 시간동안 그리고 이 때 발생하는 데이터를 가지고 행하여진 상기에 기술된 계산에 의해 얻어진 값과 상기 계산에 기초한 데이터를 비교하므로써 승강기 차(1)의 속도의 정확도는 현저하게 향상될 수 있다.

상기에 언급된 압력차 Δp_v값은 적절한 보정 계수를 사용함으로써, 압력 P_Z의 현재의 측정값과 승강기 차(1)가 움직이기 전의 압력 P_Z0값의 차이로 대체할 수 있다. 만약 펌프압력센서(23)가 존재하면 승강기 차(1)의 움직임의 시작은 압력 P_Z와압력 P_P의 차로 정확하게 계산될 수 있다. 따라서, 상기 통류의 양은 초반에 언급한 미국 특허 제5,040,639호보다 훨씬 정확하게 결정될 수 있고 승강기 차(1)가 움직임을 시작할 때에도, 즉 다시 말해 승강기 차가 매우 느린 속도를 가질 때에도 그 값을 측정할 수 있다. 적어도 출발 작동 동안 압력차 P_V= P_Z-P_Z0를 고려하여 예측된 통류의 양은 충분히 정확하여 승강기 차(1)의 출발 작동은 펌프압력센서(23)가 없는 상태에서도 실제 유량계 없이 신뢰성 있게 조절 가능하다.

하중압력센서(18)에 의해 측정되는 압력 P_Z은 제 1 제어밸브유닛(5)의 역류방지밸브가 개방됨으로 인해 증가한다. 따라서, 하중압력센서(18)에 의해 감지되는 상기 압력은 승강기 차(1)의 움직임이 시작되기 전일지라도 제 1 제어밸브유닛(5)의 역류방지밸브의 개방을 지시하는데, 이것은 압력의 상승이 초기에는 압축에너지로 사용되고 정지시의 마찰을 극복하기 위해 사용되기 때문이다. 그 후 본 발명에 의하면, 승강기 차(1)의 출발 상태는 상기 압력 상승에 의하여 독자적으로 조절하는 것이 가능하다. 하중압력센서(18)에 의해 측정되는 압력 P_Z에 의해 크고 작은 범위로 제 2 제어밸브유닛(15)의 비례 밸브는 제어장치(20)에 의해 가동된다. 왜냐하면, 상기에 언급한 바와 같이, 제 2 제어밸브유닛(15)은 제 1 제어밸브유닛(5)과 유사하게 제어 시그널이 없을 때는 역류방지밸브와 같은 역할을 하고 제어 라인(26)을 통해 제어장치(20)에 의해 가동될 때는 비례 밸브의 역할을 하기 때문이다. 상기의 경우 제어 시그널의 양은 비례 밸브의 개방 각도를 결정한다.

따라서 본 발명에 의하면, 승강기 차(1)가 상승할 때 속도의 조종은 하중압력센서(18)의 시그널에 의한 제 2 제어밸브유닛(15)의 비례 밸브의 개방 각도의 변화에 의해 수행된다. 본 발명에 의하면 전체 상승운동이나 하강운동은 하중압력센서(18)와 하중압력을 위한 목표값 발생기(desired-value generator)에 의해 조정될 수 있다. 따라서, 압력의 목표값과 하중압력센서(18)에 의해 결정되는 값의 비교에 의한 시간변수, 및/또는 거리변수에 의해 상기 조정이 가능하다.

하강운동시, 일반적으로 펌프(10)는 스위치가 꺼진 상태로 되어 있다. 이 경우, 실린더 라인(4)을 통해 리프팅 실린더(3)로부터 나와 탱크(11)로 유입되는 유압 오일의 조정은 제 1 제어밸브유닛(5)의 비례 밸브에 의해 독자적으로 수행된다. 유압 오일은 리턴 라인(14)을 통해 제 1 제어밸브유닛(5)의 펌프 측면 연결부로부터 흐른다. 상기 유압 오일은 동시에 제 2 제어밸브유닛(15)을 통과하여 지나가게 된다.

본 발명에 의하면, 승강기 차(1)의 운동을 시작하기 위해서 하중압력센서(18)로부터의 신호만이 사용된다. 이것은 압력 P_Z의 시간 프로파일(profile)의 평가에 의해 수행된다. 승강기 차(1)가 정지상태에 있을 때, 하중압력센서(18)는 앞서 언급된 바와 같이 현재의 하중을 감지한다.

하강 중에 제 1 제어밸브유닛(5)은 비례 밸브의 기능을 이용해 하중 시그널, 압력 P_Z에 따른 특성 커브에 따라 개방된다. 펌프 라인(8)내의 압력 P_P에 의해 제 1 제어밸브유닛(5)의 역류방지밸브가 개방되자마자 하중압력센서(18)에 의해 측정되는 압력 P_Z의 값은 떨어진다. 이것은 승강기 차(1)가 움직일 수 있다는 것을 의미하며 이에 상응하는 제어 절차가 제어장치(20)에 의해 시작될 수 있다. 실제 승강기 차(1)의 움직임은 압력하강이 일정 값을 초과하자마자 발생하고 움직임의 양은 마찰손실과 유압 오일의 압축율에 의해 결정된다. 압력하강의 크기와 정도는 승강기 차(1)에 작용하는 가속도에 영향을 준다. 승강기 차(1)의 가속도를 적분하므로써 속도가 결정되고 다시 한번 적분하므로써 이동거리가 결정된다. 상기의 방법으로 정해진 데이터는 안전을 위해서 검증 체크가 필요한데, 예를 들면 승강기 차(1)의 정지 및 초기 서행을 위하여 승강기 제어에 연계해 제공되는 위치 지시기와 같은 다른 데이터와도 비교해야 한다.

승강기 차(1)에 작용하는 하중은 승강기 차(1)가 정지상태일 때 결정되므로, 언제 상기 압력이 펌프(10)의 가동과 제 2 제어밸브유닛(15)의 작동에 의해 초과되어 제 1 제어밸브유닛(5)이 개방되는지 예측할 수 있다. 따라서, 펌프 라인(8)내의 압력 P_P의 상승이 제 2 제어밸브유닛(15)의 가동시의 변화에 의해 단계적으로 또는 연속해서 감소한다. 따라서, 승강기 출발 동작을 민감하게 제어하려는 본 발명의 목적을 달성할 수 있다. 또한, 본 발명의 범위 안에서는 제어장치(20)가 자동 조정되도록 하는 것도 가능하다. 제어장치(20)는 사전 프로그램된 값인 실험값을 포함하고 있으며, 이 실험값은 작동 기간 동안 자동적으로 사용된다.

펌프압력센서(23)가 존재한다는 것은 이미 언급되었다. 펌프(10)에 의해 펌프 라인(8)에 발생하고 제 2 제어밸브유닛(15)에 의해 영향을 받는 압력 P_P는 펌프압력센서(23)에 의해 결정되어, 펌프 라인(8)에 있는 압력은 측정될 수 있고 따라서 압력 상승의 감소가 단계적으로 또는 연속적으로 변화하는 것을 조절할 수 있다. 따라서, 제어장치(20)는 압력상승을 위해 예상 가능한 데이터를 유지할 필요가 없다. 추가의 데이터를 생성할 수 있기 때문에 압력 P_P를 효과적으로 조절할 수 있다. 또한 동시에 제어장치(20)의 자동 적용이 더욱 쉽고 더욱 효과적으로 수행될 수 있다.

하중압력센서(18)에 의해 결정되는 압력 P_Z과 펌프압력센서(23)에 의해 결정되는 압력 P_P의 차이는 제어장치(20)내에 형성이 될 수 있는데, 상기의 압력차는 실린더 라인(4)내의 유압 오일의 흐름을 결정하는데 사용될 수 있다. 결과적으로 통류 측정이 가능해져 선행기술에서 사용하는 유량계가 불필요하게 되며 따라서 경비를 줄일 수 있다. 언급된 바와 같이 검증체크 역시 가능하다.

유압 오일의 흐름을 결정하는 기능을 더하기 위하여 펌프압력센서(23)는 실린더 라인(4)에 작용하는 압력 P_Z과 펌프 라인(4)에 작용하는 압력 P_P사이의 차이에 해당하는 미분 압력 P_D를 결정하는 미분압력센서의 역할을 하는 것이 보다 바람직하다. 결과적으로 보다 높은 정확도를 이룰 수 있다.

유압 오일의 특성값, 특히 점도는 온도에 따라 변하기 때문에 온도센서(21)의 측정값을 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 제어장치(20)가 온도센서(21)의 측정값을 고려할 수 있다면 압력차를 고려한 유압 오일의 통류의 계산이 보다 정확해지기 때문에 제어 정확도가 향상될 수 있다.

도 2는 승강기 차(1)의 상승을 위한 이상적인 그래프를 도시하고 있다. P_Z그래프라 명명되는 가장 위의 그래프는 도 1에 도시된 승강기 차(1)의 두 가지 다른 상태에 대한 압력 P_Z의 목표값의 프로파일을 도시하고 있는데, 구체적으로는 빈 승강기 차(1)를 위한 커브 라인 P_ZSollL과 하중이 작용하는 승강기 차(1)의 커브 라인 P_ZSollB이 도시되어 있다. 위로 상승을 시작하기 전에 도 1에 도시되어 있는 하중압력센서(18)에 의해 각각의 하중이 결정된다. 비어 있는 승강기 차(1)에 관한 압력값 P_ZOL과 하중이 걸린 승강기 차(1)에 관한 압력값 P_ZOB에 상응하는 값은 P_Z축에 표시되어 있다.

a, v 그래프로 표시되는 두 번째 그래프는 승강기 차(1)가 상승할 때의 속도와 가속도를 보여주고 있다. 커브 a는 가속도를 나타내고 커브 v는 속도를 나타낸다.

dP_Z/dt그래프로 표시되는 세 번째 그래프는 압력 P_Z의 목표값의 시간분포에 따른 커브 프로파일을 도시하고 있는데 다시 말해 승강기 차가 상승할 때 각각의 시간에 해당하는 압력 P_Z의 목표값의 변화를 도시하고 있다. 실선에 의해 도시된 커브는 특정 하중의 예이다. 또 다른 하중의 예는 점선으로 도시되어 있다.

H 그래프라 표시되는 가장 아래에 도시된 네 번째 그래프에는 도 1에 도시된 제 2 제어밸브유닛(15)의 밸브 스핀들의 스트로크가 도시되어 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 상승중일 때의 동작의 제어는 제 2 제어밸브유닛(15)의 작동에 의해 발생한다.

시간축 t는 상기 네개의 그래프에 공통으로 사용된다. 상기 시간축은 각각의 시간 포인트 t_u0부터 t_u9까지 나타내고 있는데 상기 시간 포인트는 제어 및 조정의 프레임워크(framework)의 특성 시간 포인트를 나타내고 있다. 각각의 서브그래프(subgraph)에는 상기 시간 포인트가 점선으로 연장되어 도시되어 있다.

다음에서는 상기 그래프를 참조하여 승강기 차(1)의 상승운동을 설명한다. 상승을 위한 출발 명령은 시간 포인트 t_u0에서 발생한다. 이 시간 포인트에서는 도 1에 도시되어 있는 제어장치(20)가 하중압력센서(18)의 현재값을 결정한다. 두개의 값이 P_Z그래프에 명시되어 있다. 그 첫째는 승강기 차(1)는 비어 있는 상태이고 압력 P_Z의 현재값은 P_ZOL이다. 두 번째의 경우, 승강기 차(1)에는 하중이 가해진 상태이고 압력 P_Z의 현재값은 P_ZOB이다. 출발 명령으로 인해 도 1에 도시되어 있는 펌프(10)가 작동하기 시작한다. 펌프(10)가 가동되고 유압 오일을 운반하기 시작한다. 결과적으로, 펌프(10)에 의해 이송되는 유압 오일이 역류방지밸브의 역할을 하는 제 2 제어밸브유닛(15)을 통해 탱크(11)로 흘러 들어가기 때문에 처음에는 단지 낮은 압력만이 형성된다. 형성된 낮은 압력은 역류방지밸브의 스프링력과 연관이 있다. 이 상태는 시간 포인트 t_u1에서 종결된다. 제 2 제어밸브유닛(15)은 가동되지 않기 때문에 펌프 라인(8) 내부의 압력이 증가하므로써 제 2 제어밸브유닛(15)이 완전히 개방되는 것을 H그래프에서 알 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면 이 압력은 펌프압력센서(23)가 존재해야지만 측정 가능하다.

시간 포인트 t_u0부터 t_u1의 구간 동안 제어장치(20)는 펌프 라인(8) 내부의 압력이 다음 단계, 즉 시간 포인트 t_u1부터 t_u2구간에서 얼마나 증가하게 되는가를 계산한다. 그래서, 승강기 차(1)는 시간 포인트 t_u2에서 움직이기 시작할 수 있다. 승강기 차(1)가 비어 있을 때는 저압의 압력이 필요하고, 승강기 차(1)에 하중이 걸려 있을 때는 더 높은 압력이 필요하다. 본 발명에 의하면, 압력은 다른 비율로 증가하게 되는데 이로 인해 승강기 차(1)의 움직임은 항상 같은 시간 후에 시작한다. 앞서 기술한 바와 같이, 승강기 차(1)의 하중에 관한 정보는 제어장치(20)에 전달된다. 상기 제어장치(20)는 압력 P_ZOL을 갖는 빈 승강기 차(1)의 하중을 일정한 값으로 인식한다. 제어장치(20)는 상기 값과 측정된 초기값 P_Z0, 예를 들면, 하중이 걸려 있는 승강기 차(1)의 경우 압력값 P_ZOB으로부터 빈 승강기 차(1)의 하중에 비례하는 현재 하중을 나타내는 하중 비 P_ZOB/P_ZOL를 계산한다. 상기 하중 비 P_ZOB/P_ZOL로 부터, 얼마나 펌프 압력이 증가되어야만 시간 포인트 t_u2에서 펌프 라인(8) 내의 압력이 승강기 차(1)를 움직이기에 충분한 압력이 되는지를 계산한다. 여기서 알 수 있는 것은 하중에 상관없이 출발 명령으로부터 승강기 차(1)의 움직임이 시작되는 사이의 시간이 항상 같다는 것이다.

펌프 라인(8) 내부의 압력 상승은 제 2 제어밸브유닛(15)에 작용하는 제어장치(20)에 의해서 특히 제 2 제어밸브유닛(15)이 닫혀진 방향으로 작동하므로써 이루어진다. 결과적으로, 유압 오일이 탱크(11)로 되돌아오는 것은 점점 어려워지고 결국 목표하는 압력으로 증가하게 된다. 어떻게 이 압력의 상승이 발생하는지는 P_Z그래프에서 하중이 있는 승강기 차(1)의 경우 점선인 P_PB에 의해, 빈 승강기 차(1)인 경우 P_PL에 의해 도시되어 있다. 본 발명의 일반적 범주 내에서는 하중압력센서(18)가 존재할 때만 압력의 상승이 제어된다. 하지만, 만약 추가적인 펌프압력센서(23)가 존재한다면 이 압력의 상승은 조정될 수 있고 커브 P_PB와 P_PL에 의해 압력의 목표치로의 상승이 이루어 졌다는 면에서 제어 편차(control deviation)가 펌프압력센서(23)에 의해 측정된 실제 압력 P_P에 의해 결정되고 제 2 제어밸브유닛(15)은 상기의 제어 편차에 의해 작동된다.

또한, P_Z그래프에는 두개의 하중상황(빈 승상기 차와 하중이 있는 승강기 차)을 위해 수평선이 도시되어 있다. 가장 밑의 수평선은 압력 P_ZOL을 나타내고 있다. 또 미분 압력 ΔP_dyn보다 높은 다른 수평선이 도시되어 있다. 미분 압력 ΔP_dyn은 정지상태로부터 움직임이 시작될 때 유압저항을 극복하기 위해 필요한 값으로 구성된다. 상기 저항은 도 1에 도시되어 있는 제 1 제어밸브유닛(5)의 역류방지밸브의 스프링력과 리프팅 실린더(3)내의 실린더 마찰로 구성된다. 또한 미분 압력 ΔP_dyn은 유압 오일의 압축성을 고려한 요소를 포함하고 있다. 더 나아가, 미분 압력 ΔP_dyn은 실제로 작용하는 압력에 의해 결정되어 실제 하중에 의해 값을 보정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 보정은 앞서 언급된 하중비를 곱함으로써 이루어질 수도 있다..

H 그래프는 t_u0부터 t_u1사이의 시간동안 제 2 제어밸브유닛(15)의 작동이 이루어지지 않음을 보여주고 있다. 하지만, 제 2 제어밸브유닛(15)은 t_u1부터 t_u2의 시간동안 폐쇄되는 방향으로 작동한다. 상기 H 그래프는 두개의 커브를 보여주고 있는데, 비어 있는 승강기 차(1)의 경우의 작동을 보여주는 커브 H_L과, 부하가 걸린 승강기 차(1)의 경우의 작동을 보여주는 커브 H_B가 있다. 시간 포인트 t_u2에서 펌프 압력은 승강기 차(1)의 하중과 움직임에 대한 저항을 극복할 수 있을 정도만 주어진다.

두개의 커브 H_L과 H_B는 도면의 간략화를 위해 직선으로 도시되어 있다. 하지만, 압력상승이 초기에 급격하게 발생하고 후속하여 더 천천히 발생하는 것이 바람직하다. 시간 포인트 t_u2의 바로 전에 압력 상승은 천천히 이루어져 제 1 제어밸브유닛(5)의 역류방지밸브가 급격하게 개방되지 않는다.

이미 언급한 바와 같이, 시간 포인트 t_u2에서 펌프 압력은 승강기 차(1)의 하중과 움직임의 저항을 극복할 수 있을 정도만 작용한다. 후속하는 시간 간격인 시간 포인트 t_u2부터 t_u3까지는 가속도가 0부터 특정값까지 증가하게 된다. 이러한 가속도의 선형 증가를 이루기 위하여, dP_Z/dt그래프에서 알 수 있듯이 실린더 압력 P_Z의 상승은 대체로 일정해야 한다. 그 후 부하가 걸려 있는 승강기 차(1)의 경우는 선형으로 증가하는 목표값 P_ZSollB에 따라, 비어 있는 승강기 차(1)는 P_ZSollL의 값에 따라 제 2 제어밸브유닛(15)이 가동되며 이에 의한 변화에 의해 조정이 이루어진다. 가속도는 시간 포인트 t_u2부터 시간 포인트 t_u3의 구간에서 제로부터 최종값까지 증가하고 따라서 속도는 자동적으로 포물선 형상으로 증가하기 때문에 부드러운 출발이 자동적으로 이루어진다. 최대 가속도는 시간 포인트 t_u3에서 발생한다.

실린더 압력 P_Z의 목표값은 시간 포인트 t_u2이전에 이루어질 필요는 없다. 따라서, P_Z그래프에 도시된 두개의 목표값 커브 P_ZSollL과 P_ZSollB는 시간 포인트 t_u2에서 시작된다.

후속하는 시간 구간인 시간 포인트 t_u3부터 시간 포인트 t_u4사이의 구간 동안은, 상기 가속도가 유지되어서 이 기간동안 속도는 선형 증가하게 된다.

가속도와 실린더 압력 P_Z사이에는 다음의 수학식 2와 같은 관계가 있기 때문에, 등가속도 a인 경우 압력 P_Z은 더 이상 증가하지 않는다.

상기의 수학식 2에서 M_Z은 승강기 차(1)와 함께 리프팅 피스톤(2)의 유효질량을 나타내고, A_Z은 리프팅 피스톤(2)의 면적을 나타낸다. 그러나, P_Z그래프로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 의하면 이 시간 구간에도 승강기 차(1)를 상승시키기 위하여 부하가 걸려 있을 때는 목표값 P_ZSollB까지, 빈 경우에는 목표값 P_ZSollL까지 유압 오일이 공급된다. 압력 손실이 증가하는 이유는 실린더 라인(4)을 통해 도 1에 도시되어 있는 제 1 제어밸브유닛(5)에 의해 유압 오일의 통류 속도가 증가하기 때문이다. 상기 압력의 손실은 목표값의 상승을 통해 상쇄된다. dP_Z/dt 그래프에서 약간의 압력 상승이 부수적으로 나타나는 것이 그 증거이다. 유사한 측정이 시간 구간 t_u1부터 t_u2사이에도 필요하지만 상기 측정이 커브 프로파일로부터 직접적인 증거가 되지는 않는다. 대응보정이 승강기 차(1)의 움직임의 모든 페이즈에서 고려되어야 한다.

a, v 그래프에 분명하게 도시되어 있듯이 가속도 a는 시간 포인트 t_u4부터 t_u5구간에서 다시 제로로 감소한다. 그 이유는 제어장치(20)에 의해 목표값 커브 P_ZSollB와 P_ZSollL을 따라 압력 P_Z이 다소 감소되기 때문이다. 이것을 이루기 위해, 제 2 제어밸브유닛(15)의 작동이 변화하여 매우 천천히 폐쇄되는 방향으로 작동한다. 압력 변화의 반전은 dP_Z/dt그래프에서 알 수 있다. 속도의 포물선 변화, 즉 완만한 다른 속도로의 전이는 가속도의 선형 감소에 의해 자동적으로 발생한다.

a, v 그래프에서 시간 포인트 t_u5부터 시간 포인트 t_u6사이의 구간에서는 승강기 차(1)의 속도는 일정하다. 다시 말해 가속도가 제로이다. 따라서 유압 저항은 더 이상 변하지 않고 그 결과로 목표값 P_ZSollL또는 P_ZSollB는 일정해지는데, 이것은 dP_Z/dt그래프로부터 명확하게 알 수 있다. 따라서, 이 구간에서는 일정한 목표값을 가지고 제 2 제어밸브유닛(15)의 조정이 수행될 수 있고 그리하여 제 2 제어밸브유닛(15)의 밸브 스핀들의 스트로크는 제어 편차가 발생할 때만 변화한다.

시간 포인트 t_u5부터 시간 포인트 t_u6사이의 구간에서는 제 2 제어밸브유닛(15)의 작동이 조정의 기초하에 수행되는 것이 아니고 직접 제어된다. 따라서, 어떠한 제어 편차도 무시된다. 결과적으로 속도는 재조정된다. 속도의 조정에 있어서 스윙(swings)이 신뢰성 있게 방지되기 때문에 승강기가 충격 없이 부드럽게 운행된다. 제 2 제어밸브유닛(15)은 일정한 목표값을 가지고 가동된다.

a, v 그래프에 의하면 시간 포인트 t_u6부터는 승강기 차(1)에 제동이 걸리기 시작한다. 제동 작동은 시간 포인트 t_u6에서 선형 감속으로 시작되어, 가속도 a는 0부터 -a 값에 도달한다. 감속에 있어서 이러한 선형 증가는 시간 포인트 t_u7에서 종결된다. 시간 포인트 t_u2부터 t_u3까지, 그리고 t_u4부터 t_u5사이의 구간에서 가속도의 변화에 대해 이미 언급하였듯이 이러한 가속도의 변화는 속도가 포물선의 프로파일을 갖도록 한다. 따라서 제동 작동은 매우 부드럽게 시작된다. P_Z그래프와dP_Z/dt 그래프에서 명확하게 알 수 있듯이 이러한 효과는 목표값 P_ZSollL과 P_ZSollB가 감소됨으로 인해 발생한다. 제 2 제어밸브유닛(15)은 이렇게 변화하는 목표값에 따라 개방된 방향으로 가동된다.

시간 포인트 t_u7부터 제동 감속도는 변화하지 않는다. 이 구간에서 속도는 선형적으로 감소한다. 이것은 a, v그래프에서 알 수 있다. 통류의 속도가 감소되기 때문에 흐름저항은 감소한다. 결과적으로, 압력 P_Z의 목표값, 정확히는 P_ZSollL또는 P_ZSollB의 목표값은 시간 포인트 t_u7부터 시간 포인트 t_u8사이의 구간에서 흐름저항 내에서의 변화를 상쇄하기 위하여 다소 감소하게 된다.

제동 감속도는 시간 포인트 t_u8부터 시간포인트 t_u9사이의 구간에서 선형적으로 제로까지 감소한다. 압력 P_Z, 즉 P_ZSollL또는 P_ZSollB의 목표값은 dP_Z/dt그래프에 도시된 바와 같이 낮은 속도로 더욱 감소한다. 자동적으로 속도는 포물선의 프로파일을 가진다. 다시 말해 승강기 차(1)는 부드럽게 제동하게 된다.

가속도 a , 속도 v 그리고 시간 포인트 t_u2부터 시간 포인트 t_u9까지의 기간구분은 승강기 차(1)가 움직이기 시작하는 출발점부터 목적지에 정확히 도착할 수 있도록 정해진다. 그럼에도 불구하고 마그네틱 또는 터치 컨텍(touch contacts)과 같은 종래의 샤프트 스위칭 수단이 승강기 차(1)를 제어하는데 사용될 수도 있다.

도 2에 의하면, 어떻게 감속의 시작이 시간 포인트 t_u6에서가 아니라 t'_u6에서만 샤프트 스위칭 수단의 제어 하에 시작되었는지를 알 수 있다. 감속도의 선형증가의 끝은 시간 포인트 t_u7에서 시간 포인트 t'_u7로 이동된다. 따라서, 상기의 예에서 샤프트 스위칭 수단의 반응은 기다려진다. 따라서 제동은 a, v 그래프에서 알 수 있듯이 다소 늦게 발생한다. 도면의 간결함을 위해 P_Z그래프와 dP_Z/dt 그래프에는 상기의 작동에 상응하는 내용이 도시되어 있지 않다.

상응하는 샤프트 스위칭 수단의 반응이 제어장치(20)가 인식할 수 있는 사전 계산된 시간 포인트 t_ux, 예를 들어 t_u6과 동일하다면, 미리 결정된 파라미터는 옳은 것이다. 반대로, 그 반응이 동일하지 않다면 미리 결정된 파라미터를 보정할 필요가 있다. 이렇게 하므로써, 파라미터를 자동적으로 적용하는 것이 가능하다. 승강기 시스템이 작동 중일 때 원하는 목적지에 도착하기 전에 짧은 시간동안 일명 크리핑 트레블(creeping travel)이라 불리는 상태를 작동시키는 것조차 필요하지 않다.

제어장치(20)가 자기적응식으로 설계되었다면, 승강기 시스템을 계획하고 기능을 부여하는 프레임워크에서 파라미터를 수정하는 일이 매우 간단해질 것이다.

H 그래프에서 분명하게 알 수 있듯이, 시간 포인트 t_u9이후에는 펌프(10)가 꺼지고 펌프 라인(8)내의 압력이 다시 감소하여 제 2 제어밸브유닛(15)은 자동적으로 폐쇄 위치로 돌아간다. 이것은 P_Z그래프에 도시되어 있듯이 시간 포인트 t_u9이후 커브 P_PB와 P_PL에 따른 펌프 라인(8) 내의 압력의 감소에 의한 결과이다.

도 3은 승강기 차(1)의 하강운동에 관한 이상적인 상태의 그래프이다. 도 2의 서브 그래프와 특성 및 양식이 일치하는 네 개의 서브 그래프가 있다. 하지만, 하강운동 때는 펌프(10)가 작동하지 않아 펌프 압력은 필요가 없기 때문에 P_Z그래프에서 펌프 압력에 대한 값은 도시되어 있지 않다. 하강운동이 시작하기 전에, 각각의 하중이 도 1에 도시되어 있는 하중압력센서(18)에 의해 결정된다. 운동방향이 반대이기 때문에, 도 2와 비교하였을 때 a, v 그래프에서는 커브가 수평선을 중심으로 반대로 도시되어 있다. 이 사실로부터 도 2와 도 3의 a, v 그래프에서 가속도와 속도의 벡터를 알 수가 있다. dP_Z/dt 그래프는 압력 P_Z의 목표값의 시간 미분에 대한 커브 형상을 보여주고 있다.

가장 밑에 있는 네 번째 그래프는 H 그래프로 명명되는데 도 2와는 달리 도 1에 도시되어 있는 제 2 제어밸브유닛(15)의 밸브 스핀들 스트로크가 도시되어 있지 않다. 대신에 이미 언급된 바와 같이 제 1 제어밸브유닛(5)의 밸브 스핀들 스트로크가 하강 운동을 제어한다.

시간축 t는 네 개의 그래프 모두에 공통으로 사용된다. 각각의 시간 포인트 t_d0부터 t_d9은 상기 시간축에 표시되어 있고 제어와 조정의 프레임워크에서 특성 있는 시간 포인트를 나타내고 있다. 각각의 서브 그래프에 상기 시간은 점선으로 연장되어 표시되어 있다.

다음에서는 상기 그래프를 참조하여 승강기 차(1)의 하강운동을 설명한다. 하강운동을 위한 명령은 시간 포인트 t_d0에서 일어난다. 도 1에 도시된 제어장치(20)는 상기 시간 포인트에서 하중압력센서(18)의 현재값을 결정한다.

하강운동을 하는 동안, 도 1에 도시되어 있는 펌프(10)는 작동하지 않는다. 하강운동시에는 승강기 차(1)의 자체무게에 의해 구동이 되므로 펌프(10)가 작동될 필요가 없다. 제 1 제어밸브유닛(5)의 비례 밸브 역시 닫혀져 있다.

시간 포인트 t_d0부터 시간 포인트 t_d1까지의 구간에서, 제어장치(20)는 하강운동을 하는 동안 제 1 제어밸브유닛(5)의 비례 밸브를 가동시키기 위하여 요구되는 하중비(P_ZOB/P_ZOL)를 계산하거나 또는 이에 상응하는 유효하중을 위한 또 다른 참고 변수를 계산한다. 이와 같은 방법으로 가속도 a 와 속도 v 의 목표값이 얻어진다. 이것은 승강기 차(1)가 비어 있을 때는 승강기 차(1)에 하중이 걸려 있을 때보다 비교적 작은 제동기능을 제 1 제어밸브유닛(5)을 통하여 발휘한다는 것을 고려하는 것이다.

시간 포인트 t_d1부터 시간 포인트 t_d2사이의 구간에서는 제 1 제어밸브유닛(5)이 작동하여 상승운동에 관련하여 언급하였던 미분 압력 ΔP_dyn이 보상된다. 이것은 시간 포인트 t_d2에서 승강기 차(1)가 운동을 시작할 수 있는 사전 조건을 형성한다.

실린더 라인(4)내의 압력 하강이 이루어지고, 제어장치(20)는 제 1 제어밸브유닛(5)이 개방방향으로 작동하도록 신호를 보낸다. 결과적으로, 유압 오일은 제 1 제어밸브유닛(5)을 통해 리프팅 실린더(3)로부터 탱크(11)의 방향으로 흐를 수 있다. 상기의 경우 제 2 제어밸브유닛(15)의 비례 밸브는 작동하지 않고 닫혀짐으로서 제 2 제어밸브유닛(15)의 역류방지밸브만이 작동하게 된다. 유압 오일은 상기 역류방지밸브를 통해 탱크(11)로 흘러 들어간다. 상기의 경우 미분 압력 ΔP_dyn의 값은 제 1 제어밸브유닛(5)의 역류방지밸브의 스프링력에 관한 내용은 포함하지 않는다. 그러나, 제 2 제어밸브유닛(15)의 역류방지밸브의 스프링력에 관한 내용은 포함된다. 두개의 제어밸브유닛(5, 15)은 동일한 메이크업(makeup)을 가지고 있으며 역류방지밸브 스프링의 스프링 계수는 동일하다. 미분 압력 ΔP_dyn의 값은 상승운동을 할 때와 하강운동을 할 때 모두 동일하며 유효 하중을 보정할 때와 동일한 방법으로 보정된다.

제 1 제어밸브유닛(5)의 비례 밸브가 개방될 때, 펌프(10)에는 일정한 누수 손실이 있기 때문에 유압 오일의 일부분은 펌프 라인(8)과 정지 펌프(10)를 통하여 탱크(11)로 흘러들어 갈 수 있다.

다음 시간 구간인 시간 포인트 t_d2부터 t_d3까지의 구간에는 가속도가 0부터 특정값까지 증가한다. 이와 같이 가속도가 선형 증가하기 위해서는 dP_Z/dt그래프에서 알 수 있듯이 실린더 압력 P_Z의 하강이 일정해야 한다. 그 후 하중이 걸려있는 승강기 차(1)의 경우 선형적으로 감소하는 목표값 P_ZSollB에 따라, 그리고 비어 있는 승강기 차(1)의 경우 목표값 P_ZSollL에 따라 제 1 제어밸브유닛(5)의 작동 변화에 의해 조정이 이루어진다. 가속도는 시간 포인트 t_d2부터 시간 포인트 t_d3의 사이에서 0부터 최종값까지 증가하고 이에 따라 속도는 포물선 형상으로 증가하기 때문에 부드러운 출발이 자동적으로 이루어진다. 최대 가속도는 시간 포인트 t_d3에서 발생한다. 후속하는 시간 구간인 시간 포인트 t_d3부터 시간 포인트 t_d4의 구간에서는 가속도가 일정하게 유지되어 이 구간에서는 속도가 선형적으로 증가하게 된다.

압력 손실은 상승하는 통류의 속도 때문에 변화한다. 압력의 손실은 상승하는 통류의 속도에 의해 증가하기 때문에 실린더 압력 P_Z의 목표값은 이 구간에서 다소 감소해야만 한다. 상승운동에 관해 설명할 때 이미 언급한 바 있지만, 승강기 차(1)의 모든 움직임의 상황에서 대응 보정이 고려되어야 한다.

a, v 그래프로부터 알 수 있듯이, 가속도 a는 시간 포인트 t_d4부터 t_d5구간에서 다시 제로로 감소한다. 이것은 목표값 커브 P_ZSollB와 P_ZSollL을 따라 제어장치(20)에 의해 압력 P_Z이 다소 증가함으로써 이루어진다. 이것을 이루기 위해 제 1 제어밸브유닛(5)의 작동이 변화하여 개방 방향으로 매우 천천히 가동된다. 압력 변화의 반전은 dP_Z/dt 그래프에서 알 수 있다. 속도가 포물선 형상으로 변화한다는 것은 다시 말해 속도가 완만하게 변화한다는 의미이고, 가속도의 선형 감소에 의해 자동적으로 발생한다.

a, v 그래프에서 시간 포인트 t_d5부터 시간 포인트 t_d6구간에서는 가속도가 0이 되어 승강기 차(1)의 속도는 일정해진다. 따라서 dP_Z/dt그래프에서 알 수 있듯이 저항은 더 이상 변화하지 않고 그 결과로 목표값 P_ZSollL또는 P_ZSollB의 값은 일정해 진다. 따라서 상기 구역에서, 일정한 목표값을 가지고 제 1 제어밸브유닛(5)의 조정이 이루어지고, 제 1 제어밸브유닛(5)의 밸브 스핀들의 스트로크는 단지 제어 편차가 발생할 때만 변화하게 된다.

시간 포인트 t_d5부터 t_d6까지의 구간에서는 제 1 제어밸브유닛(5)의 작동이 조정에 의해 실행되는 것보다 직접 제어되는 것이 바람직하다. 따라서, 어떠한 제어 편차도 무시된다. 결과적으로 속도는 재조정되지 않는다. 따라서, 속도 조정 상의 스윙을 신뢰성 있게 피할 수 있기 때문에 승강기 차는 더욱 부드럽게 운행될 수 있다. 제 1 제어밸브유닛(5)은 일정한 목표값에 상응하여 작동된다.

a, v 그래프에 의하면 시간 포인트 t_d6부터 승강기 차(1)에는 제동이 걸리게 시작한다. 시간 포인트 t_d6에서 제동 작동은 제동 감속도가 선형적으로 증가하면서 시작되어 가속도 a는 0부터 최종값 -a까지 증가한다. 제동 감속도의 선형 증가는 시간 포인트 t_d7에서 종결된다. 시간 포인트 t_d2부터 t_d3구간 그리고 시간 포인트 t_d4부터 t_d5구간에서의 가속도의 변화에 연관하여 언급되었듯이, 상기 가속도의 변화에 의해 속도의 포물선 형상의 변화가 이루어지고 제동 작동은 부드럽게 시작된다. 상기 효과는 P_Z그래프와 dP_Z/dt 그래프에서 알 수 있듯이 증가하는 목표값 P_ZSollL과 P_ZSollB에 의해 이루어진다. 제 1 제어밸브유닛(5)은 상기 목표값의 변화에 따라 폐쇄되는 방향으로 가동된다.

시간 포인트 t_d7부터는 제동 감속도가 더 이상 변화하지 않는다. 이 경우 속도는 선형적으로 감소한다. 이 사실은 a, v그래프에 의해 알 수 있다. 여기서 다시 흐름 저항은 변화하는데 이 경우 감소되는 통류의 속도에 의해 흐름 저항은 감소하게 된다. 결과적으로, 압력 P_Z, 구체적으로 P_ZSollL또는 P_ZSollL의 목표값은 시간 포인트 t_d7부터 t_d8구간에서 흐름 저항의 변화를 보상하기 위하여 다소 증가하게 된다.

시간 포인트 t_d8부터 t_d9구간에서 제동 감속도는 선형적으로 0을 향해 감소하게 된다. 압력 P_Z, 구체적으로 P_ZSollL또는 P_ZSollB의 값은 dP_Z/dt 그래프에서 알 수 있듯이 보다 빠른 속도로 증가하게 된다. 여기서 포물선 형상의 속도의 감속이 일어나 자동적으로 부드러운 제동이 이루어진다.

시간 포인트 t_d2부터 t_d9까지의 각각의 시간 구간, 가속도 a, 그리고 속도 v는 승강기 차(1)의 출발점부터 도착점까지 정확하게 도달할 수 있도록 정해진다. 하지만 승강기 차(1)를 제어함에 있어 종래의 마그네틱이나 터치 콘텍과 같은 샤프트 스위칭 수단을 사용하는 것도 바람직하다.

도 3에 의하면, 어떻게 감속의 시작이 시간 포인트 t_d6에서가 아니라 t'_d6에서만 샤프트 스위칭 수단의 제어 하에 시작되었는지를 알 수 있다. 감속도의 선형 증가의 끝은 시간 포인트 t_d7에서 시간 포인트 t'_d7로 이동된다. 따라서, 상기의 예에서 샤프트 스위칭 수단의 반응은 기다려진다. 따라서 제동은 a, v 그래프에서 알 수 있듯이 다소 늦게 발생한다. 도면의 간결함을 위해 P_Z그래프와 dP_Z/dt 그래프에는 상기의 작동에 상응하는 것이 도시되어 있지 않다.

만약 상응하는 샤프트 스위칭 수단의 반응이 제어장치(20)가 인식할 수 있는 연관된 시간 포인트 t_dx즉, 예를 들어 t_d6과 동일하다면, 사전 결정된 파라미터들은 옳은 것이다. 반대로 만약 반응이 일치하지 않는다면 미리 결정된 파라미터의 보정이 필요하다. 그렇게 하므로써, 자동적으로 차례로 파라미터를 수정하는 것이 가능하다. 따라서, 하강 시에는 목표한 위치에 도달하기 전 일명 크리핑 트레블의 상황으로 전환할 필요가 없다. 만약 제어장치(20)가 자기조절기능이 있다면, 하강 시에 조절이 일어난다.

목표이동커브(Desired travelling curve)를 결정하기 위하여 압력 P_Z의 시간 프로파일은 가속도와 속도의 목표값에 의해 결정되고 제어장치(20)의 목표값/시간열의 형태로 목표이동커브에 저장된다. 압력 P_Z의 각각의 현재의 실제값은 하중압력센서(18)의 도움에 의해 결정되고 목표값과 비교된다. 제어 명령은 종래의 조정 기술의 수단에 의해 실제값과 목표값의 차이에 의해 발생한다. 제어 명령은 하강시 제 2 제어밸브유닛(15)과 제 1 제어밸브유닛(5)에 작용한다.

따라서, 본 발명에 의하면, 승강기가 정지 상태에 있을 때에 실린더 라인(4)내의 압력 P_Z을 감지하기 위한 하중압력센서(18)에 의해 승강기 차(1)에 작용하는 하중이 결정되고, 승강기가 상승운동을 할 때에는 승강기 차(1)에 작용하는 하중에 의하며 실린더 라인(4)내의 압력의 시간 프로파일을 나타내는 목표이동커브가 실린더 라인(4)내의 압력의 연속적인 변화와 비교되어 발생하는 제어 편차로부터 생성되는 제어 명령이 제 2 제어밸브유닛(15)을 작동하여 그 작동 변화에 의해 상기 승강기 차(1)가 조정되고, 승강기 차(1)가 하강운동을 할 때에는 승강기 차(1)에 작용하는 하중에 의하며 실린더 라인(4)내의 압력의 시간 프로파일을 나타내는 목표이동커브가 실린더 라인(4)내의 압력의 연속적인 변화와 비교되어 발생하는 제어 편차로부터 생성하는 제어 명령이 제 1 제어밸브유닛(5)을 작동하여 그 작동 변화에 의해 상기 승강기 차(1)가 조정되도록 하는 장비가 구비된다.

결과적으로, 승강기 차(1)의 운동을 신뢰성 있게 조정하기 위해서는 하중압력센서(18)가 승강기 차(1)의 전체 상승운동이나 전체 하강운동을 위해 필요하다.

본 발명의 요지 내에서 다양한 다른 실시예가 가능하다. 예를 들어, 하중압력센서(18)는 제 1 제어밸브유닛(5)에 바로 위치할 수도 있고 파일럿 제어 챔버내에 위치할 수도 있다.

만약 감소하는 속도를 가진 목표이동커브내에서 상승운동과 하강운동시 조정이 발생하지 않는다면 상승운동시에는 제 2 제어밸브유닛(15)이, 하강운동시에는 제 1 제어밸브유닛(5)이 시간에 따라 변화하는 목표값을 가지고 바로 작동되는 것도 바람직하다. 이 경우, 적용 프레임워크(adaptation framework) 내에서 목표값의 적용과 시간내의 그것의 변화가 카 샤프트(car shaft) 내에 위치하는 스위칭 요소들에 의해 가능하다.

필요하면, 본 발명과 관련지어 만약 특정 환경에 의해 도착지점에 바로 도달하지 못하면 크리핑 트레블이 승강기 차의 정지에 앞서 작동될 수 있다. 이 경우, 크리핑 트레블의 시작과 끝은 카 샤프트 내에 위치하는 스위칭 요소에 의해 공지된 방법으로 결정된다.

본 발명에 따른 유압 승강기의 제어 장치와 방법에 의하면, 유압 승강기 작동시 기존의 방법보다 보다 부드럽고 원활하게 승강기를 작동시킬 수 있어 승객에게는 편안함을 줄 수 있고 화물운송의 경우 보다 안전하게 운반할 수 있는 장점이 있다.

Claims (12)

1. 승강기 차(1)는 리프팅 피스톤(2)과 리프팅 실린더(3)를 구비하는 유압 드라이브에 의해 구동되고,

   유압 오일이 실린더 라인(4)을 통해 유압 드라이브(2, 3)로 유입되고, 적어도 하나의 제어밸브유닛(5, 15), 보다 상세하게는 제 1 제어밸브유닛(5)과 제 2 제어밸브유닛(15)과 펌프(10)에 의해 유압 드라이브(2, 3)로부터 유출되고,

   유압 오일의 흐름은 측정 수단에 의해 체크되고,

   하중압력센서(18)에 의해 실린더 라인(4)내의 압력이 감지되며,

   승강기의 기능은 제어장치(20)에 의해 제어되고 조정되는 유압 승강기의 제어 방법으로서;

   승강기 차(1)가 정지해 있을 때는 승강기 차(1)의 하중은 실린더 라인(4)내의 압력 P_Z을 감지하는 하중압력센서(18)에 의해 결정되고,

   승강기 차(1)의 상승운동은 제 2 제어밸브유닛(15)의 작동 변화에 의해 조정되는데, 승강기 차(1)에 작용하는 하중에 의하여 좌우되고 실린더 라인(4)내의 압력의 시간 프로파일을 나타내는 목표이동커브는, 실린더 라인(4)내의 압력의 연속적인 변화와 비교되며, 제 2 제어밸브유닛(15)의 제어 명령은 제어 편차에 의해 생성되며,

   승강기 차(1)의 하강운동은 제 1 제어밸브유닛(5)의 작동의 변화에 의해 조정되는데, 승강기 차(1)에 걸리는 하중에 좌우되고 실린더 라인(4)내의 압력의 시간 프로파일을 나타내는 목표이동커브는 실린더 라인(4)내의 압력의 연속적인 변화와 비교되며, 제 1 제어밸브유닛(15)의 제어 명령은 제어 편차에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 유압 승강기의 제어 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   목표이동커브의 지역에서 일정한 속도로 상승 또는 하강시 조정은 발생하지 않고 대신에 상승시에는 제 2 제어밸브유닛(15)이, 하강시에는 제 1 제어밸브유닛(5)이 일정한 목표값을 갖고 직접적으로 작동하는 것을 특징으로 하는 유압 승강기의 제어 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   목표이동커브의 지역에서 감소하는 속도로 상승 또는 하강시 조정은 발생하지 않고 대신에 상승시에는 제 2 제어밸브유닛(15)이, 하강시에는 제 1 제어밸브유닛(5)이 시간에 따라 변하는 목표값을 갖고 직접적으로 작동하는 것을 특징으로 하는 유압 승강기의 제어 방법.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   압력 P_Z의 시간에 따른 변화는 제어장치(20)에 의해 평가되고, 승강기 차(1)에 작용하는 가속도는 시간에 따른 상기의 압력 P_Z의 변화의 크기와 정도에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 유압 승강기의 제어 방법.
5. 제 4항에 있어서,

   승강기 차(1)의 속도는 가속도의 적분에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 유압 승강기의 제어 방법.
6. 제 5항에 있어서,

   승강기 차(1)가 이동하는 거리는 속도의 적분에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 유압 승강기의 제어 방법.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

   펌프(10)에 의해 펌프 라인(8)내에 발생하고 제 2 제어밸브유닛(15)에 의해 영향을 받는 압력 P_Z은 펌프압력센서(23)에 의해 결정되어 펌프 라인(8)내의 압력이 측정될 수 있고 따라서 압력의 단계적인 또는 연속적인 상승도 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 유압 승강기의 제어 방법.
8. 제 7항에 있어서,

   하중압력센서(18)에 의해 결정되는 압력 P_Z과 펌프압력센서(23)에 의해 결정되는 압력 P_P의 차이는 제어장치(20)내에 형성되며 상기 차이는 실린더 라인(4)내의 유압 오일의 흐름을 결정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 유압 승강기의 제어 방법.
9. 제 7항에 있어서,

   펌프압력센서(23)는 실린더 라인(4)에 작용하는 압력 P_Z과 펌프 라인(8)에 작용하는 압력 P_P사이의 차이에 대응하는 미분 압력 P_D를 결정하는 미분압력센서인 것을 특징으로 하는 유압 승강기의 제어 방법.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,

    유압 오일의 온도는 제 1 제어밸브유닛(5)에 위치하는 온도센서(21)에 의해 결정이 되고, 상기 유압 오일의 온도는 승강기를 제어함에 있어 제어장치(20)에 의해 고려되는 것을 특징으로 하는 승강기 제어를 위한 방법.
11. 승강기 차(1)는 리프팅 실린더(3)와 리프팅 피스톤(2)을 구비하는 유압 드라이브에 의해 구동되며,

    유압 오일은 탱크(11)로부터 적어도 하나의 제어밸브유닛(5, 15)으로 펌프 라인(8)을 통해 이송되고, 하중압력센서(18)에 의해 내부의 압력이 측정되는 실린더 라인(4)을 통해 상기 유압 오일은 제어밸브유닛(5, 15)으로부터 유압 드라이브로 이송되며,

    유압 오일의 양은 적어도 하나의 제어밸브유닛(5, 15)에 의해 제어되며 측정 수단에 의해 체크되고,

    펌프(10)와 하나 이상의 제어밸브유닛(5, 15)은 제어장치(20)에 의해 제어되는 유압 승강기의 제어 장치로서;

    제 1 제어밸브유닛(5) 및/또는 제 2 제어밸브유닛(15)은 제어장치(20)에 의해 작동되고,

    제어장치(20)는 목표값 생성기 내에 상승 또는 하강 운동을 위한 목표이동커브를 가지고 있으며, 각 목표이동커브는 실린더 라인(4)내의 압력 P_Z의 시간 프로파일을 나타내고 있으며,

    승강기 차(1)가 상승운동 및 하강운동을 하는 동안, 제어장치(20)는 각각의 압력 P_Z의 실제값을 목표값과 비교하고, 상승운동 중에는 제 2 제어밸브유닛(15)이, 하강운동 중에는 제 1 제어밸브유닛(5)이 제어 편차에 따라 작동하며,

    제어장치(20)는 승강기 차(1)가 아래로 이동할 때는 펌프(10)를 작동시키지 않는 것을 특징으로 하는 유압 승강기의 제어 장치.
12. 제 11항에 있어서,

    펌프 라인(8)내의 압력 P_P를 감지하는 측정 수단으로 펌프압력센서(23)가 구비되고,

    하중압력센서(18)로부터의 신호는 제어장치(20)에 의해 판독이 되며,

    제어장치(20)는 제 2 제어밸브유닛(15)의 가동과 함께 제어장치(20)에 의해 조정될 수 있는 압력 P_P에 의해 하중압력센서(18)의 신호로부터 추가적인 데이터를 발생할 수 있는 것을 특징으로 하는 유압 승강기의 제어 장치.