KR20060078303A

KR20060078303A - 굴삭기의 주행제어장치

Info

Publication number: KR20060078303A
Application number: KR1020040117899A
Authority: KR
Inventors: 김형호
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2004-12-31
Filing date: 2004-12-31
Publication date: 2006-07-05
Also published as: EP1676964A3; EP1676964B1; DE602005024659D1; CN1796667A; US7290390B2; EP1676964A2; KR101155718B1; US20060156716A1; CN100567664C

Abstract

본 발명은 크롤러 굴삭기의 주행제어장치에 관한 것으로, 적어도 하나 이상의 메인유압펌프와, 보조펌프와, 상기 메인유압펌프에서 주행모터로 공급되는 압유를 제어하는 주행제어스풀과, 상기 보조펌프의 압유를 제어하여 상기 주행제어스풀에 제어신호를 제공하는 주행레버와, 상기 주행모터에 연결되어 변속신호라인을 통하여 제공받는 보조펌프의 압유에 의해 상기 주행모터의 속도를 변속시키는 변속기구를 포함하고, 상기 주행레버로부터 출력되는 주행제어신호를 감지하여 변속신호를 출력하는 변속감지수단과, 상기 변속감지수단에서 제공하는 변속감지신호에 의해 상기 변속신호라인을 개폐하는 개폐밸브을 더 구비하여 이루어진다. 본 발명의 장치는 주행레버를 미세하게 작동시키면 상기 주행레버의 출력 신호를 감지하는 변속감지수단이 변속신호라인에 설치된 개폐밸브를 차단시켜 1단 주행의 상태로 절환 되고, 다시 주행레버를 정상적으로 빠르게 작동시키면 상기 변속감지수단이 개폐밸브를 개방시켜 2단 주행상태로 자동 절환되어지게 하여 크롤러 굴삭기를 어느 변속위치에 관계없이 저속으로 출발할 있게 한다.

크롤러 굴삭기의 주행제어장치, 크롤러 굴삭기의 속도 제어장치,

Description

굴삭기의 주행제어장치{An apparatus for controlling the starting speed of an excavator}

도 1은 종래 굴삭기의 주행제어장치에 대한 개략적인 유압회로도,

도 2는 본 발명에 따른 굴삭기의 주행제어장치의 제1실시예에 대한 개략적인 유압회로도,

도 3은 본 발명에 따른 굴삭기의 주행제어장치의 제2실시예에 대한 개략적인 유압회로도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호설명

1,2 : 메인유압펌프 4 : 보조펌프

6 : 엔진 8 : 메인콘트롤밸브블록

12, 14 : 좌/우측 주행모터 13,15: 변속기구

16,18 : 좌/우측 주행제어스풀 20, 22 : 좌/우측 주행레버

24 : 변속신호라인 26 : 온/오프 제어밸브

28 : 개폐밸브 32 : 변속감지수단

본 발명은 굴삭기의 주행속도 제어장치에 관한 것으로, 특히 상대적으로 저속으로 주행하는 저속주행모드와 상대적으로 고속주행하는 고속주행모드를 구비한 굴삭기에서 출발시 초기주행속도를 제어하는 주행제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 크롤러 굴삭기와 같은 중장비에서는 메인유압펌프(101,102)가 엔진(103)에 의해 구동되면서 압유를 토출하고, 메인유압펌프(102,102)에서 좌/우측 주행모터(105,106)에 공급되는 압유를 메인콘트롤밸브블록(110)의 좌/우 주행제어스풀(111,112)을 통하여 제어함으로써 좌/우측 주행모터(105,106)를 구동시켜 주행하게 되어 있고, 주행레버(120)는 보조펌프(104)의 압유를 제어하여 상기 좌/우 주행제어스풀(111,112)에 상기 주행제어용 파이롯압력(X1,X2)(Y1,Y2)를 작용시킴으로써 좌/우 주행제어스풀(111,112)을 절환작동시킨다.

그리고 주행모터(105,106)에는 주행속도를 상대적으로 저속인 "1단" 또는 상대적으로 고속인 "2단"으로 변속시키는 변속기구(107,108)가 연결되고, 이 변속기구(107,108)는 변속신호라인(117)을 통하여 보조펌프(104)에 연결되어 보조펌프(104)로부터 변속신호라인(117)을 통하여 변속신호를 전달받으면 주행모터(105,106)를 1속에서 상대적으로 고속인 2속상태로 증속시키게 된다. 또 상기 변속신호라인(117)은 운전실에 구비된 선택스위치(115)의 온/오프 작동에 의해 개폐되는 변속제어밸브(116)에 개방 또는 차단되게 된다.

한편, 중장비에 따라서는 주행속도가 단순히 1단과 2단으로만 나누어지는 것 이 아니라, 주행 1단 고정과 주행 2단 고정 및 주행 2단 자동의 3가지의 주행모드로 구분된다. 주행 1단 고정에서는 항상 1단의 속도로 출발 및 정지하게 되어 있고, 주행 2단 고정에서는 항상 2단의 속도로 출발 및 정지하게 되어 있으며, 주행 2단 자동에서는 2단으로 작동하다가 차량이 부하를 받으면 1단으로 자동 변속하여 큰 힘을 출력할 수 있게 하고, 다시 부하가 떨어지면 2단으로 복귀하게 되어 있다.

그런데, 이러한 주행속도 제어시스템의 가장 큰 단점은 2단 고정 혹은 2단 자동모드에서 서서히 주행하고 싶어도 항상 2단으로 출발하기 때문에 속도가 빨라 제어하기가 어려운 경우가 있다.

통상 작업 중에 긴 거리를 이동하여야 하는 경우에는 주행레버를 급조작하지만, 주행 중에 도자 블레이드를 사용하여 작업을 한다거나 미세제어가 필요한 경우에는 주행레버를 서서히 조작하게 된다.

따라서, 중장비를 천천히 출발하거나 출발하면서 작업을 하여야 하는데, 운전실의 주행 스위치가 2단 고정이나 2단 자동모드에 있는 것을 인식하지 못하고 중장비를 출발시키면 빠른 2단의 속도로 출발하기 때문에 운전자가 순간적으로 위험을 느낄 수가 있을 뿐만 아니라 그 순간 속도를 제어할 방법이 없기 때문에 문제가 발생할 수가 있다.

특히, 크롤러 굴삭기와 같이 주행수단이 궤도로 이루어진 경우에는 궤도의 무게 등으로 인하여 더 큰 문제가 발생할 수가 있는 것이다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 굴삭기의 주행제어장치가 가진 단 점을 해결하여, 주행모드를 고속상태로 선택한 상태에서 출발하여도 주행조작레버를 조작하는 변위량에 따라 출발속도를 조절할 수 있도록 된 굴삭기의 주행제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 적어도 하나 이상의 메인유압펌프 및 보조펌프와, 상기 메인유압펌프에서 주행모터로 공급되는 압유를 제어하는 주행제어스풀과, 상기 보조펌프의 압유를 이용하여 상기 주행제어스풀에 제어신호를 제공하는 주행레버와, 상기 주행모터의 속도를 변속시키는 변속기구와, 상기 보조펌프에서 공급되는 압유를 상기 변속기구로 공급하는 변속신호라인과, 상기 변속신호라인상에 설치되어 상기 변속기구로 제공되는 변속신호를 단속하는 변속제어밸브를 포함한 굴삭기의 주행제어장치에 있어서, 상기 주행레버로부터 출력되는 주행제어신호를 감지하는 주행신호 감지수단과, 상기 변속신호라인상에 설치되며 상기 주행신호감지수단에서 제공되는 주행신호압이 미리 설정된 압력이하일 경우 상기 변속기구를 저속상태로 유지하도록 상기 변속신호라인을 개폐하는 개폐밸브를 더 구비한 구성으로 된다.

그리고 상기 주행신호감지수단은 주행레버의 조작시 상기 주행레버에서 출력되는 주행제어신호로부터 주행신호를 검출하는 셔틀밸브로 이루어지고, 개폐밸브는 스풀의 일측에 구비된 스프링에 의해 탄력지지되며, 상기 스프링은 상기 주행제어스풀의 스프링보다 큰 스프링상수를 가진다.

상기 변속제어밸브와 개폐밸브사이의 변속신호라인상에는 스위치의 작동에 의해 절환되어 상기 개폐밸브를 우회하는 우회변속신호라인과 연결되는 선택밸브가 더 구비된다.

또한 본 발명은 상기 주행신호감지수단이 전기식으로 구성되는 주행레버의 조작시 상기 주행레버에서 출력되는 전류값을 검출하는 전류값 검출수단으로 이루어지고, 상기 개폐밸브가 상기 전류값 검출수단에서 제공하는 전기신호에 의해 동작되는 솔레노이드밸브인 것도 포함한다.

따라서 본 발명에 따른 크롤러 굴삭기는 1속 뿐만아니라 2속상태로 정지된 상태에서 출발하더라도 저속으로 출발하게 조절되어지게 한다.

이하 본 발명에 따른 굴삭기 주행제어장치의 실시예를 첨부한 예시 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 주행제어장치의 제1실시예를 도시한 개략적인 유압회로도로서, 상기 도 2에 도시한 본 발명의 굴삭기 주행제어장치는 2개의 메인유압펌프(1,2) 및 1개의 보조펌프(4)를 구비하고, 이들 펌프(1,2,4)는 하나의 엔진(6)에 의해 함께 구동된다.

상기 메인유압펌프(1,2)에서 토출되는 압유는 메인콘트롤밸브블록(8)에 구비된 다수개의 스풀(주행제어스풀(16,18)만 도시하고 나머지 제어스풀들은 도시생략함)에서 제어되어 복수개의 작업기의 액츄에이터(도 2에는 주행모터(12,14)만을 도시함)로 각각 공급되고, 상기 좌/우측 주행제어스풀(16,18)은 좌/우측 주행레버 (20,22)가 보조펌프(4)의 압유를 제어하여 출력하는 각각의 주행제어신호(X1,X2)(Y1,Y2)에 의해 절환되면서 좌/우측 주행모터(12,14)로 공급되는 메인유압펌프(1,2)의 압유의 흐름을 제어한다. 상기 주행제어스풀(16,18)는 양측 수압부에 스프링(16a,16b,18a,18b)이 탄력적으로 설치되어 일측 수압부에 작용하는 주행제어신호(X1,X2)(Y1,Y2)의 압력에 대항하도록 되어 있다.

따라서 굴삭기가 정지한 상태에서 주행레버(20)를 서서히 조작하면 이 주행레버(20)는 주행제어신호(X1,X2)(Y1,Y2)를 발생시켜 상기 주행제어스풀(16,18)의 일측 수압부에 작용시킨다. 주행제어신호(X1,X2)(Y1,Y2)가 상기 주행제어스풀(16,18)을 지지하는 스프링(16a,16b,18a,18b)의 힘보다 크게 될 때까지는 주행제어스풀(16,18)은 절환되지 않다가 상기 주행레버(20)의 조작변위량을 증가시켜 주행레버(20)의 주행제어신호(X1,X2)(Y1,Y2)가 상기 주행제어스풀(16a,18a)의 스프링(16a,16b)의 힘보다 큰 시점부터 주행제어스풀(16,18)는 절환되어 유로를 개방함으로써 메인유압펌프(1,2)의 압유를 주행모터(12,14)로 공급함으로써 주행을 시작하게 된다. 그리고 주행시작후 주행레버(20,22)의 조작변위량을 더욱 증대시켜 주행제어신호(X1,X2)(Y1,Y2)의 세기가 점차 증가하게 되면 주행제어스풀(16,18)의 개구면적도 점차 증가하여 주행모터(12,14)로 공급되는 메인유압펌프(1,2)의 토출유량을 증가시켜 주행속도를 증가하게 된다.

한편, 주행모터(12,14)에는 보조펌프(4)에서 변속신호라인(24)을 통하여 제공되는 변속신호압력에 의해 주행모터(12,14)의 속도를 증가시켜 주행속도를 상대 적으로 저속인 "1단" 에서 상대적으로 고속인 "2단"으로 변속시키는 변속기구(13,15)가 연결되고, 상기 변속신호라인(24)은 통상 운전실에 구비된 변속신호 선택수단(도시안함)에서 제공되는 변속신호에 의해 절환작동하는 변속제어밸브(26)에 의해 개폐된다.

따라서 변속제어밸브(26)에 변속신호를 인가하여 변속제어밸브(26)를 개방위치로 절환시키면 변속기구(13,15)에는 변속신호라인(24)을 통하여 변속신호압력이 작용하여 주행모터(12,14)가 2단주행의 상태로 된다. 반대로 변속제어밸브(26)에 가하지는 변속신호를 제거하면 변속제어밸브(26)은 변속신호라인(24)을 차단하게 되고, 이에 따라 변속기구(13,15)에는 변속신호가 제공되지 않으므로 행모터(12,14)는 1단주행으로 고정되게 된다.

한편, 상기 주행레버(20,22)에서 제공하는 주행제어신호(X1,X2)(Y1,Y2)를 감지하는 주행신호감지수단(32)이 구비되고, 상기 변속제어밸브(26)와 변속기구(13,15)사이의 변속신호라인(24)상에는 상기 주행신호감지수단(32)에서 검출한 주행제어신호(X1,X2)(Y1,Y2)의 세기에 따라 변속기구(14,15)에 작용하는 변속신호압력을 단속하는 개폐밸브(28)가 구비된다. 그리고 상기 개폐밸브(28)는 스풀(28a)의 일측에 상기 주행제어스풀(16,18)의 스프링(16a,16b,18a,18b)보다 큰 스프링상수를 가진 스프링(28b)이 설치된다.

본 실시예에서 상기 주행신호감지수단(32)은 상기 주행레버(20,22)에서 출력되는 주행제어신호(X1,X2)(Y1,Y2)로부터 주행신호를 검출하는 셔틀밸브로 이루어진 다.

그리고 상기 변속제어밸브(26)와 개폐밸브(28) 사이의 변속신호라인(24)상에는 상기 개폐밸브(28)를 우회하는 우회변속라인(24a) 또는 개폐밸브(28)의 입구단을 선택적으로 연결하는 선택밸브(29)가 구비되며, 상기 선택밸브(29)는 선택스위치(27)의 온-오프작동에 의해 변속신호라인(24)을 우회변속신호라인(29a)에 연결하거나 개폐밸브(28)의 입구단에 선택적으로 연결하게 된다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.

1) 굴삭기가 1단상태로 정지된 상태에서 굴삭기를 주행시키는 경우

이 경우는 변속제어밸브(26)에 변속신호(2단주행신호)가 인가되지 않으므로 변속기구(13,15)에 변속신호압력이 작용하지 않게 되어 주행모터(12,14)는 1단상태에 놓여있게 된다. 이 상태에서 주행레버(20,22)를 조작하여 주행시작하면 주행모터(12,14)는 1속으로 출발하게 되므로 차체에 충격이 발생하지 않는다.

2) 한편, 굴삭기가 2단상태로 정지된 상태에서 굴삭기를 출발시키는 경우

이 경우 변속제어밸브(26)에 변속신호가 인가되어 변속신호라인(24)은 개방되지만, 선택스위치(27)를 오프시켜 두면 상기 선택밸브(29)가 변속신호라인(24)를 우회변속라인(24a)과는 차단하는 한편 개폐밸브(28)의 입구단에 연결하게 된다. 따라서 이 경우에 변속기구(13,15)에는 변속신호압력이 곧바로 작용하지 않고 주행신호감지수단(32)에서 제공하는 주행신호가 일정한 압력을 초과하는 경우에만 변속신호압력이 작용하게 되므로 2단정지 상태에서 출발하여도 충격없이 서서히 출발하게 되는 것이다.

즉, 주행제어스풀(16,18)측 스프링(16a,16b,18a,18b)의 스프링상수가 개폐밸브(28)를 지지하는 스프링(28a)의 스프링상수가 보다 작기 때문에 주행레버(20,22)의 주행제어신호(X1,X2)(Y1,Y2)는 개폐밸브(28)를 개방시키기 앞서 먼저 주행제어스풀(16,18)을 절환시켜 주행모터(13,14)에 메인유압펌프(1,2)의 압유를 공급함으로써 저속 출발을 하게 되어 이 경우에도 역시 충격없이 서서히 출발하게 된다.

그러다가 주행레버(20,22)의 조작변위량을 증가시켜 주행신호의 세기가 상기 개폐밸브(28)의 스프링(18b)의 힘보다 크게 되면 상기 개폐밸브(28)는 변속신호라인(24)을 개방하여 변속기구(13,15)에 2속변속신호를 제공하게 되고, 이와 동시에 주행제어밸브(16,18)에 작용하는 주행제어신호(X1,X2)(Y1,Y2)도 증가하여 주행모터(12,14)에 공급되는 메인유압펌프(1,2)의 유량도 증가함으로써 주행속도가 2속으로 증속하게 된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예는 주행레버(20,22)가 전기식 조이스틱으로 구성되어 주행레버(20,22)의 조작변위에 따라 전류의 세기를 가변출력하고, 상기 솔레노이드 개폐밸브(28)는 주행레버(20,22)에서 출력되는 전류에 의해 변속신호라인(24)을 개폐시킴으로써 변속기구(13,15)에 작용하는 변속신호압력을 제어하게 되어 있다.

그리고 주행신호감지수단(32)은 전기식으로 구성되는 주행레버(20,22)의 조 작시 상기 주행레버(20,22)에서 출력되는 전류값을 검출하는 전류값 검출수단으로 구성되고, 상기 개폐밸브(28)는 상기 전류값 검출수단에서 제공하는 전기신호에 의해 동작되는 솔레노이드밸브로 구성된다. 그 외 구성은 앞서 설명한 도 2의 실시예와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.

이와 같이 상기 주행신호감지수단(32)과 개폐밸브(28)를 전기시스템으로 구성시킨 경우에도 주행레버(20,22)를 천천히 미세하게 움직이면 상기 개폐밸브(28)가 개방되지 않아 변속신호라인(24)을 통해 보조펌프(4)의 압유가 주행모터(12,14)에 전달되지 않기 때문에, 굴삭기가 2단 변속의 빠른 속도로 급작스럽게 출발하거나 제어할 수 없는 상태로 곤란한 상태가 발생하지 않게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 장치는 보조펌프(4)의 토출압유를 주행펌프(12,14)에 전달하는 변속신호라인(24)에 개폐밸브(28)가 설치되고, 상기 개폐밸브(28)가 주행레버(20,22)의 주행제어신호로부터 주행신호를 검출하는 주행신호감지수단(32)에서 제공하는 주행신호가 일정한 세기 이하에서는 변속기구에 변속신호압력을 제공하지 않음으로써 주행레버를 2단으로 변속시킨 상태에서 굴삭기를 출발시켜도 1단의 변속상태로 절환되어 충격없이 크롤러 굴삭기를 출발할 수 있는 것이다.

Claims

적어도 하나 이상의 메인유압펌프(1,2) 및 보조펌프(4)와, 상기 메인유압펌프(1,2)에서 주행모터(12,14)로 공급되는 압유를 제어하는 주행제어스풀(16,18)과, 상기 보조펌프(4)의 압유를 이용하여 상기 주행제어스풀(16,18)에 제어신호를 제공하는 주행레버(20,22)와, 상기 주행모터(12,14)의 속도를 변속시키는 변속기구(13,15)와, 상기 보조펌프(4)에서 공급되는 압유를 상기 변속기구(13,15)로 공급하는 변속신호라인(24)과, 상기 변속신호라인(24)상에 설치되어 상기 변속기구(13,15)로 제공되는 변속신호를 단속하는 변속제어밸브(26)를 포함한 굴삭기의 주행제어장치에 있어서,

상기 주행레버(20,22)로부터 출력되는 주행제어신호를 감지하는 주행신호 감지수단(32)과,

상기 변속신호라인(24)상에 설치되며 상기 주행신호감지수단(32)에서 제공되는 주행신호압이 미리 설정된 압력이하일 경우 상기 변속기구(13,15)를 저속상태로 유지하도록 상기 변속신호라인(24)을 개폐하는 개폐밸브(28)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 굴삭기의 주행제어장치.
제1항에 있어서, 상기 주행신호감지수단(32)은 주행레버(20,22)의 조작시 상기 주행레버(20,22)에서 출력되는 주행제어신호압력을 감지하는 셔틀밸브로 이루어진 것을 특징으로 하는 굴삭기의 주행제어장치.
제1항에 있어서, 상기 주행신호감지수단(32)은 전기식으로 구성되는 주행레버(20,22)의 조작시 상기 주행레버(20,22)에서 출력되는 전류값을 검출하는 전류값 검출수단이고, 상기 개폐밸브(28)는 상기 전류값 검출수단에서 제공하는 전기신호에 의해 동작되는 솔레노이드밸브인 것을 특징으로 하는 굴삭기의 주행제어장치.
제1항에 있어서, 상기 개폐밸브(28)는 스풀(28a)의 일측에 구비된 스프링(28b)에 의해 탄력지지되며, 상기 스프링(28b)은 상기 주행제어스풀(16,18)의 스프링(16a,16b,18a,18b)보다 스프링상수가 큰 것을 특징으로 하는 굴삭기의 주행제어장치.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 변속제어밸브(26)와 개폐밸브(28)사이의 변속신호라인(24)상에는 스위치(27)의 작동에 의해 절환되어 상기 개폐밸브(28)를 우회하는 우회변속신호라인(24a)과 연결되는 선택밸브(29)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 굴삭기의 주행제어장치.