KR20120072735A - 건설기계의 유압 회로 및 그 구동 방법 - Google Patents

건설기계의 유압 회로 및 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 굴삭기와 같은 건설기계에 관한 것으로서, 특히 작동유에 의해 회전 구동되는 주행모터를 구비한 건설기계의 유압 회로에 관한 것으로, 유압펌프로부터 토출되는 작동유를 이용하여 회전 구동되는 한 쌍의 주행모터를 포함하고, 각 주행모터의 전단에 배치된 한 쌍의 유량감지센서와 주행모터로 공급되는 작동유의 유량을 제어하는 유량제어밸브와 이들과 결합되어 좌우 한 쌍의 주행모터로 공급되는 작동유의 유량을 비교한 후 비교 결과에 따라 선택적으로 유량제어밸브를 제어함으로써 좌우 유량값을 소정의 상대오차 범위 이내로 조절하는 일련의 피드백 절차를 수행할 수 있는 제어부를 포함하는 유압 회로, 및 이 유압 회로를 구동하는 방법을 개시하며, 이를 통하여 주행 직진 신호시 좌우 한 쌍의 주행모터가 실질적으로 동일한 유량에 의해 회전 구동됨으로써, 건설기계가 직진으로 주행하고, 이에 건설기계의 사행이 자동으로 방지될 수 있다.

Description

건설기계의 유압 회로 및 그 구동 방법{Hydraulic circuit for construction machinery and driving method for the same}
본 발명은 굴삭기와 같은 건설기계에 관한 것으로서, 특히 작동유에 의해 회전 구동되는 주행모터를 구비한 건설기계의 유압 회로에 관한 것이다.
굴삭기와 같은 건설기계는 작동유에 의해 회전 구동되는 주행모터를 구동함으로써 주행이 이루어지며, 통상 좌측 주행모터와 우측 주행모터로 이루어지는 좌우 한 쌍의 주행모터가 구비된 후 이들 한 쌍의 주행모터로 공급되는 작동유의 유량에 따라 주행 방향이 결정된다. 예컨대, 좌우 한 쌍의 주행모터로 공급되는 작동유의 유량이 동일한 경우, 굴삭기는 직진으로 주행하게 된다.
도 1은 종래의 건설기계의 유압 회로의 일 예를 도시한 유압 회로도이며, 도 1은 굴삭기와 같은 건설기계에서 주행에 관련된 부분을 중심으로 간략히 도시된 유압 회로도이다.
도 1에 따르면, 유압 회로(10)는 유압펌프(20)와, 유압펌프(20)로부터 토출되는 작동유를 한 쌍의 좌/우측 주행모터(40a, 40b)로 각각 공급하는 한 쌍의 좌/우측 주행제어밸브(30a, 30b)를 포함한다. 예컨대, 좌측 주행제어밸브(30a)는 유압펌프(20)로부터 토출되는 작동유를 소정 유량과 소정 방향으로 좌측 주행모터(40a)에 대해 공급하고, 우측 주행제어밸브(30b)는 유압펌프(20)로부터 토출되는 작동유를 소정 유량과 소정 방향으로 우측 주행모터(40b)에 대해 공급할 수 있다.
주행 직진 신호가 이들 좌/우측 주행제어밸브(30a, 30b)에 전달된다면, 좌/우측 주행제어밸브(30a, 30b)는 각각 동일한 유량의 작동유를 대응하는 좌/우측 주행모터(40a, 40b)로 공급하며, 이에 건설기계는 직진 주행하게 된다. 즉, 동일한 유량으로 공급되는 작동유에 의해 좌/우측 주행모터(40a, 40b)가 동일한 회전 속도로 구동되며, 이에 건설기계는 좌우 어느 한쪽으로 기울어지는 사행현상을 나타냄 없이 바르게 직진 주행하게 된다.
따라서, 건설기계가 주행 직진 신호에 의해 직진하기 위해서는 좌/우측 주행모터(40a, 40b)로 공급되는 작동유의 유량이 동일하게 제어되어야 함이 중요하다.
그러나, 각 주행제어밸브(30a, 30b)를 구성하는 요소인 주행 스풀의 가공오차, 조립오차, 또는 각 유로의 가공오차 등으로 인해, 주행 직진 신호에도 불구하고 좌/우 한 쌍의 주행모터(40a, 40b)로 공급되는 작동유의 유량에 차이가 생길 수 있으며, 이는 결국 건설기계가 어느 한쪽으로 기울어지는 사행현상으로 나타날 수 있다.
이와 같은 사행현상은 건설기계의 주행 제어를 어렵게 할 뿐만 아니라 좁은 길이나 경사지 등에서 큰 사고를 일으키는 요인이 될 수 있다.
본 발명의 목적은 주행 직진 신호시 좌/우 한 쌍의 주행모터로 공급되는 작동유의 유량을 실질적으로 동일하게 제어할 수 있는 유압 회로를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 주행 직진시 건설기계의 사행을 방지할 수 있는 건설기계의 유압 회로 및 그 구동 방법을 제공하기 위한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 유압펌프와; 유압펌프로부터 토출되는 작동유의 유동을 제어하는 좌/우측 주행제어밸브와; 좌/우측 주행제어밸브에 각각 한 쌍의 유압라인을 통해 연결되어 구동되는 좌/우측 주행모터와; 각 쌍의 유압라인이 유체 연통하도록 그 사이에 배치되어 대응하는 주행모터로 공급되는 작동유의 유량을 조절하는 좌/우측 유량제어밸브와; 좌/우측 주행모터 각각의 전단에 형성되어, 좌/우측 주행모터로 공급되는 작동유의 실시간 유량을 각각 검출하는 좌/우측 유량감지센서; 및 좌/우측 유량감지센서에서 검출된 값을 수신한 후, 그 값을 비교한 결과에 따라 선택적으로 좌/우측 유량제어밸브 중 적어도 한 밸브를 제어함으로써 좌/우측 주행모터가 소정의 오차 범위 내에서 실질적으로 동일한 유량에 의해 구동될 수 있도록 기능하는 제어부;를 포함하여, 건설기계의 주행 직진시 사행을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 건설기계용 유압 회로를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 전술한 실시예의 유압 회로를 구동하는 방법으로서, a) 좌/우측 주행제어밸브가 주행 직진 신호에 따라 작동유를 좌/우측 주행모터로 공급하는 단계와; b) 좌/우측 유량감지센서에서 검출된 실시간 유량값을 제어부에서 비교하는 단계와; c) 비교 결과가 소정의 오차 범위를 벗어난다면, 비교 결과가 소정의 오차 범위 이내가 되도록 제어부에서 좌/우측 유량제어밸브 중 적어도 한 밸브를 제어하여 제어 대상 유량제어밸브를 통한 작동유의 공급 유량을 조절하는 단계; 및 d) 작동유의 공급 유량의 조절이 실질적으로 불가능한 경우, 사행 경고를 발생시키는 단계;를 포함하는, 건설기계의 주행 직진시 사행을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 유압 회로 구동 방법을 제공한다.
또한 본 발명에 있어서, 소정의 오차 범위는 3% 이하인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, d) 단계는 작업 rpm을 제한하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 주행 직진 신호시 좌/우 한 쌍의 주행모터로 공급되는 작동유의 유량을 실질적으로 동일하게 제어할 수 있는 유압 회로를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 주행 직진시 건설기계의 사행을 방지할 수 있는 건설기계의 유압 회로 및 그 구동 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 건설기계의 유압 회로의 일 예를 도시한 유압 회로도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 회로를 도시한 유압 회로도; 및
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 도 2의 유압 회로를 구동하는 방법을 도시한 순서도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 회로를 도시한 유압 회로도이며, 이는 굴삭기와 같은 건설기계에서 특히 주행에 관련된 부분 중 일부만을 도시한 것이다. 주행에 관련되지 않는 기타 작업기(예컨대, 붐, 암, 버켓 등)와 관련된 회로는 도 2에서 생략되어 있다.
도 2에 따르면, 건설기계의 유압 회로(100)는 유압펌프(120)와, 유압펌프(120)로부터 토출되는 작동유를 한 쌍의 좌/우측 주행모터(140a, 140b)로 각각 공급하는 한 쌍의 좌/우측 주행제어밸브(130a, 130b)를 포함한다. 예컨대, 좌측 주행제어밸브(130a)는 유압펌프(120)로부터 토출되는 작동유를 소정 유량과 소정 방향으로 좌측 주행모터(140a)에 대해 공급하고, 우측 주행제어밸브(130b)는 유압펌프(120)로부터 토출되는 작동유를 소정 유량과 소정 방향으로 우측 주행모터(140b)에 대해 공급할 수 있다.
이들 주행제어밸브(130a, 130b)는 건설기계의 조종석에 배치되어 있는 주행조작 수단(예컨대, 주행페달, 주행레버 등)의 구동에 의해 야기되는 주행 신호를 받아 각 주행모터(140a, 140b)로 공급되는 작동유의 유량 및 방향을 제어할 수 있으며, 예컨대 주행 직진 신호가 전달될 때 이들 주행제어밸브(130a, 130b)는 각각 동일한 유량의 작동유가 동일한 방향(직진 방향)으로 대응하는 주행모터(140a, 140b)로 공급될 수 있도록 주행스풀이 구동된다.
주행 직진 신호가 이들 좌/우측 주행제어밸브(130a, 130b)에 전달된다면, 좌/우측 주행제어밸브(130a, 130b)는 각각 동일한 유량의 작동유를 대응하는 좌/우측 주행모터(140a, 140b)로 공급하며, 이에 건설기계는 직진 주행하게 된다. 즉, 동일한 유량으로 공급되는 작동유에 의해 좌/우측 주행모터(140a, 140b)가 동일한 회전 속도로 구동되며, 이에 건설기계는 좌우 어느 한쪽으로 기울어지는 사행현상을 나타냄 없이 바르게 직진 주행하게 된다.
또한, 이들 좌/우측 주행모터(140a, 140b)는 각각 한 쌍의 유압라인(142a, 144a)(142b, 144b)을 통해 좌/우측 주행제어밸브(130a, 130b)와 연결되어 있으며, 이들 각 쌍의 유압라인(142a, 144a)(142b, 144b)에는 이들 유압라인(142a, 144a)(142b, 144b)이 서로 유체 연통하도록 배치되어 대응하는 주행모터(140a, 140b)로 공급되는 작동유의 유량을 조절하는 좌/우측 한 쌍의 유량제어밸브(150a, 150b)를 더 포함한다.
예를 들어, 좌측 유량제어밸브(150a)는 대응하는 한 쌍의 유압라인(142a, 144a)을 서로 유체 연통하도록 연결한 후 가변적으로 밸브 내 유로를 개방함으로써 대응하는 좌측 주행모터(140a)로 공급되는 작동유의 유량을 조절할 수 있다. 예컨대, 좌측 유량제어밸브(150a)가 개방되는 만큼 대응하는 좌측 주행모터(140a)로 공급되는 작동유의 유량은 그에 비례하여 줄어들게 된다. 즉, 좌측 유량제어밸브(150a) 내 유로가 개방될 때 좌측 주행모터(140a)로 공급되는 작동유 중 일부가 그 개방된 유로를 통해 좌측 주행모터(140a)를 거치지 않고 우회함으로써 좌측 주행모터(140a)는 우회한 양만큼 줄어든 유량에 의해 회전 구동하게 된다.
유사하게, 우측 유량제어밸브(150b)는 대응하는 한 쌍의 유압라인(142b, 144b)을 서로 유체 연통하도록 연결한 후 가변적으로 밸브 내 유로를 개방함으로써 대응하는 우측 주행모터(140b)로 공급되는 작동유의 유량을 조절할 수 있다.
또한, 좌/우측 주행모터(140a, 140b)의 전단에 형성되어 해당 주행모터(140a, 140b)로 공급되는 작동유의 실시간 유량을 검출하는 좌/우측 한 쌍의 유량감지센서(146a, 146b)가 유압라인 상에 형성되어 있다.
이들 좌/우측 유량감지센서(146a, 146b)는 좌/우측 주행모터(140a, 140b)의 전단에, 예컨대 유압라인(142a, 142b) 또는 유압라인(144a, 144b) 중 임의의 라인 상에 선택적으로 형성될 수 있으며, 대응하는 주행모터(140a, 140b)로 공급되는 작동유의 실제 유량을 실시간으로 검출할 수 있다. 참고로, 도 2에서 이들 좌/우측 유량감지센서(146a, 146b)는 유압라인(144a, 144b) 상에 형성된 모습이 도시되어 있으나, 앞서 설명한 바와 마찬가지로 다른 쪽의 유압라인(142a, 142b) 상에 형성될 수 있음은 자명하다.
마지막으로, 좌/우측 유량감지센서(146a, 146b)에서 검출된 값을 수신하고, 그 값을 비교한 결과에 따라 선택적으로 좌/우측 유량제어밸브(150a, 150b) 중 적어도 하나의 밸브(150a, 150b)를 제어함으로써 좌/우측 주행모터(140a, 140b)가 소정의 오차 범위 내에서 실질적으로 동일한 유량의 작동유로 구동될 수 있도록 하는 제어부(160)를 더 포함한다.
이때, 허용될 수 있는 소정의 오차 범위는 약 3% 이내인 것이 바람직하다. 즉, 좌/우측 유량감지센서(146a, 146b)를 통해 검출되는 좌/우측 주행모터(140a, 140b)로 공급되는 작동유의 유량을 비교할 때 상대적으로 큰 유량과 상대적으로 작은 유량 사이의 상대오차(백분율 단위)가 3%와 같거나 작을 때, 건설기계는 사행현상을 나타내지 않고 직진으로 주행하는 것으로 추정될 수 있다.
예컨대, 양측 유량값 사이의 상대오차는 다음과 같이 표현될 수 있다.
상대오차 = (큰 유량값 - 작은 유량값) / (큰 유량값) * 100.
이 제어부(160)는 도 2에서 간략하게 블록으로 도시되고 있으나, 상세하게는 좌/우측 유량감지센서(146a, 146b)로부터 검출된 유량값을 수신하는 수신부와, 수신한 유량값을 서로 비교하여 상대오차(백분율)를 계산하고, 이 상대오차가 소정의 범위 내에 속하는지 여부를 판단하는 연산부와, 이 비교 결과에 따라 선택적으로 좌/우측 유량제어밸브(150a, 150b) 중 어느 하나의 유로를 개방하도록 제어하는 신호를 출력하는 제어 송신부를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 임의의 유량제어밸브(150a, 150b)가 개방될 때 대응하는 주행모터(140a, 140b)로 공급되는 작동유의 유량이 해당 유량제어밸브 내 유로의 개방도에 따라 줄어들기 때문에, 검출된 유량값이 상대적으로 큰 쪽의 유량제어밸브를 제어하여 그 유로를 개방하는 것이 바람직하다. 예컨대, 좌측 유량감지센서(146a)에서 얻은 유량값이 우측 유량감지센서(146b)에서 얻은 유량값보다 크고, 그 상대오차가 3%를 초과할 때, 제어부(160)는 검출된 유량값이 큰 좌측 유량제어밸브(150a)를 제어하여 좌측 주행모터(150a)로 공급되는 작동유의 유량을 줄임으로써, 상대오차가 3% 이하가 되도록 조절할 수 있다.
또한, 제어부(160)는 사행 경고등(도면에 도시되지 않음)과 같이, 조종석 내에 배치되는 경고등에 연결되고, 유량제어밸브(150a, 150b)를 통한 작동유의 유량 조절이 실질적으로 불가능하다고 판단될 때 사행 경고등을 점등하도록 구성됨으로써 건설기계의 운전자에게 건설기계가 사행 중임을 통지할 수도 있다.
이때, 유량제어밸브를 통한 유량 조절이 실질적으로 불가능하다는 것은, 일정한 기준(예컨대, 시간 또는 횟수) 내에서 주행모터로 공급되는 작동유의 유량을 유량제어밸브를 통해 제어할 수 없는 경우를 의미하며, 예컨대 좌우 한 쌍의 주행모터로 공급되는 작동유의 유량이 일정한 시간 또는 일정한 회수의 실시간 피드백을 통해 상대오차 3% 이내의 범위로 조절될 수 없는 경우가 될 수 있다.
또한, 사행 경고등을 점등함과 동시에, 양측 유량제어밸브(150a, 150b)를 모두 개방하도록 제어하여 각 주행모터(140a, 140b)로 공급되는 작동유의 유량을 모두 줄임으로써 각 주행모터(140a, 140b)의 작업 rpm을 일정 한도 이내로 제한할 수도 있다.
이처럼, 본 발명에 따른 유압 회로(100)는 작동유를 토출하는 펌프(120)와, 펌프(120)로부터 토출되는 작동유를 좌/우측 주행모터(140a, 140b)로 공급하는 좌/우측 주행제어밸브(130a, 130b), 주행모터와 주행제어밸브를 연결하는 각 쌍의 유압라인 사이에 배치되어 각 주행모터로 공급되는 작동유의 유량을 제어하는 좌/우측 유량제어밸브(150a, 150b), 각 쌍의 유압라인 상에 배치되어 각 주행모터로 공급되는 작동유의 유량을 실시간 검출하는 좌/우측 유량감지센서(146a, 146b) 및 이들 유량감지센서(146a, 146b)로부터 피드백된 신호를 받아 비교한 후 비교 결과에 따라 선택적으로 어느 하나의 유량제어밸브(150a, 150b)를 제어하여 제어 후 비교 결과가 소정 범위 내에 속하도록 조절하는 제어부(160)를 포함한다.
다음으로, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 전술한 유압 회로(100)를 구동하는 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 3에 따르면, 본 발명에 따른 방법은 건설기계의 주행조작 수단(예컨대, 주행페달, 주행레버 등)으로부터 주행 직진 신호가 좌/우측 주행제어밸브(130a, 130b)로 전달됨으로써 시작된다(단계 S110). 주행 직진 신호를 받은 좌/우측 주행제어밸브(130a, 130b)는 대응하는 좌측 유압라인(142a, 144a)과 우측 유압라인(142b, 144b)을 통해 대응하는 좌/우측 주행모터(140a, 140b)로 작동유를 공급한다(단계 S120). 이때 공급되는 작동유는 좌우 동일한 유량으로 제어된다.
다음으로, 좌/우측 주행모터(140a, 140b)의 전단에 배치된 좌/우측 유량감지센서(146a, 146b)에 의해 각 주행모터(140a, 140b)로 공급되는 작동유의 실제 유량이 검출되고(단계 S130), 검출된 좌우 한 쌍의 유량값이 제어부(160)로 전달되어 비교된다(단계 S140).
제어부(160)에서 이들 유량값을 비교하여 상대오차(백분율 값)가 소정의 범위, 예컨대 약 3% 이내인지 여부를 판단하고(단계 S150), 상대오차가 소정의 범위 이내로 판단되면, 흐름은 건설기계가 정상적인 직진 주행 상태라고 판정(단계 S180)한 후, 좌/우측 유량감지센서(146a, 146b)에 의한 실제 유량 검출 단계(단계 S130)로 반환된다.
이와 달리, 상대오차가 소정의 범위를 벗어난다면, 예컨대 3%보다 크다면, 제어부(160)는 좌/우 유량값 중 큰 값을 갖는 쪽의 유량제어밸브를 제어하여 대응하는 유압라인 사이의 유로를 개방하도록 제어한다. 유량제어밸브, 즉 유압라인 사이의 유로가 개방되면, 개방 정도에 대응하여 해당 주행모터로 공급되는 작동유의 유량이 줄어들도록 조절된다(단계 S160).
예컨대, 좌측 주행모터(140a) 전단의 좌측 유량감지센서(146a)에서 검출된 값이 우측 주행모터(140b) 전단의 우측 유량검출센터(146b)에서 검출된 값보다 크고, 그 상대오차가 3%를 초과한다면, 제어부(160)는 큰 유량값이 검출된 좌측 주행모터(140a)로 공급되는 작동유의 유량을 작게 조절하도록 좌측 유량제어밸브(130a)를 제어하게 된다.
이상과 같이, 주행모터로 공급되는 작동유의 실제 유량 검출(단계 S130), 검출된 유량값 비교(단계 S140), 상대오차 판단(단계 S150), 및 해당 유량제어밸브 제어(유로 개방)(단계 S160)으로 이루어지는 일련의 피드백 절차가 반복적으로 수행되고, 이를 통해 좌/우 한 쌍의 주행모터는 실질적으로 동일한 유량으로, 예컨대 상대오차가 3% 이하가 되는 범위 내 유량으로 회전 구동되고, 이에 건설기계는 직진으로 주행을 할 수 있다. 즉 건설기계가 사행하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 위와 같은 일련의 피드백 과정을 수행함에도 불구하고, 유량제어밸브를 통한 실질적인 제어가 불가능할 수 있다. 예컨대, 일정한 시간 내에 또는 일정한 피드백 횟수 내에 유량값을 비교한 결과 상대오차가 소정의 범위 내로 조정되지 않는다면, 이는 유량감지센서, 유량제어밸브 및 제어부의 조합을 이용한 자동 제어만으로, 정상적인 주행 직진 상태로 조절될 수 없음을 의미한다.
따라서, 위와 같이 일정한 시간 또는 횟수의 피드백 절차를 수행함에도 불구하고, 상대오차가 소정의 범위 내로 조절되지 않는지 여부를 판단하고(단계 S170), 상대오차가 소정의 범위 내로 조절된다면 절차는 역시 유량을 검출하는 단계(단계 S130)로 반환시킨다.
이와 달리, 일정한 시간 또는 횟수의 절차가 수행됨에도 불구하고, 유량제어밸브의 제어를 통해 상대오차가 소정의 범위 내로 조절되지 않는다면, 이는 본 발명에 따른 자동 제어가 불가한 것으로 판정되어, 이후 절차는 사행 경고를 발령하는 단계(단계 S190) 및 작업 rpm을 제한하는 단계(단계 S200)로 진행된다.
사행 경고를 발령하는 단계(단계 S190)는, 앞서 설명한 바와 같이, 조종석 내에 형성된 사행 경고등(도시되지 않음)을 점등하는 것에 의해 수행될 수 있으며, 작업 rpm을 제한하는 단계(단계 S200)는 제어부(160)가 양측 유량제어밸브(150a, 150b)를 모두 개방하도록 제어하여 각 주행모터(140a, 140b)로 공급되는 작동유의 유량을 모두 줄임으로써 각 주행모터(140a, 140b)의 작업 rpm을 일정 한도 이내로 제한함으로써 수행될 수 있다.
이상에서 기술한 바와 같이, 본 발명에 따른 건설기계의 유압 회로는 각 주행모터로 연결되는 유압라인 상에 형성되어 공급되는 유량을 제어하는 한 쌍의 유량제어밸브와, 각 주행모터로 공급되는 작동유의 실제 유량을 실시간 검출하는 한 쌍의 유량감지센서, 및 이들 유량감지센서의 검출 결과를 이용하여 선택적으로 임의의 유량제어밸브를 제어하여 작동유의 공급 유량을 조절하도록 기능하는 제어부를 포함하며, 이들 유량감지센서, 유량제어밸브 및 제어부의 조합을 이용한 일련의 피드백 절차를 사용하여 좌/우측 주행모터가 상대오차가 소정의 범위 내에 속하는 실질적으로 동일한 유량을 공급받아 실질적으로 동일한 회전 속도로 구동되는 것을 특징으로 한다.
또한, 이러한 유압 회로를 구동하는 방법을 특징으로 한다.
이러한 유압 회로와 방법을 사용함에 따라, 각 구성요소의 가공오차, 조립오차 등으로 인해 발생할 수 있는 작동유의 공급 불균형을 해소하고, 이에 주행 직진 신호에 따라 건설기계를 바르게 직진으로 주행시킬 수 있다. 즉, 상술한 일련의 피드백 절차를 이용하여 건설기계의 사행을 자동으로 방지할 수 있다.
100: 유압 회로
120: 펌프
130: 주행제어밸브
140: 주행모터
142, 144: 유압라인
146: 유량감지센서
150: 유량제어밸브
160: 제어부

Claims (5)

  1. 유압펌프(120)와;
    상기 유압펌프(120)로부터 토출되는 작동유의 유동을 제어하는 좌/우측 주행제어밸브(130a, 130b)와;
    상기 좌/우측 주행제어밸브(130a, 130b)에 각각 한 쌍의 유압라인(142a, 144a)(142b, 144b)을 통해 연결되어 구동되는 좌/우측 주행모터(140a, 140b);
    상기 각 쌍의 유압라인이 유체 연통하도록 그 사이에 배치되어 대응하는 주행모터로 공급되는 작동유의 유량을 조절하는 좌/우측 유량제어밸브(150a, 150b);
    상기 각 좌/우측 주행모터(140a, 140b)의 전단에 형성되어, 상기 좌/우측 주행모터로 공급되는 작동유의 실시간 유량을 각각 검출하는 좌/우측 유량감지센서(146a, 146b); 및
    상기 좌/우측 유량감지센서(146a, 146b)에서 검출된 값을 수신한 후, 그 값을 비교한 결과에 따라 선택적으로 상기 좌/우측 유량제어밸브(150a, 150b) 중 적어도 한 밸브를 제어함으로써 상기 좌/우측 주행모터(140a, 140b)가 소정의 오차 범위 내에서 실질적으로 동일한 유량에 의해 구동될 수 있도록 기능하는 제어부(160);를 포함하여,
    건설기계의 주행 직진시 사행을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 건설기계용 유압 회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 소정의 오차 범위는 3% 이하인 것을 특징으로 하는 건설기계용 유압 회로.
  3. 제 1 항에 따른 건설기계의 유압 회로를 구동하는 방법으로서,
    a) 상기 좌/우측 주행제어밸브(130a, 130b)가 주행 직진 신호에 따라 작동유를 상기 좌/우측 주행모터(140a, 140b)로 공급하는 단계;
    b) 상기 좌/우측 유량감지센서(146a, 146b)에서 검출된 실시간 유량값을 상기 제어부(160)에서 비교하는 단계;
    c) 비교 결과 상대오차가 소정의 오차 범위를 벗어난다면, 상기 상대오차가 소정의 오차 범위 이내가 되도록 상기 제어부(160)에서 상기 좌/우측 유량제어밸브(150a, 150b) 중 적어도 한 밸브를 제어하여 상기 제어 대상 유량제어밸브를 통한 작동유의 공급 유량을 조절하는 단계; 및
    d) 상기 작동유의 공급 유량의 조절이 실질적으로 불가능한 경우, 사행 경고를 발생시키는 단계;
    를 포함함으로써, 건설기계의 주행 직진시 사행을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 유압 회로 구동 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 소정의 오차 범위는 3% 이하인 것을 특징으로 하는 유압 회로 구동 방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 d) 단계는 작업 rpm을 제한하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 회로 구동 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9103098B2 (en) * 2012-08-07 2015-08-11 Caterpillar Inc. Auto crab operation for motor grader
CN108755829A (zh) * 2018-05-24 2018-11-06 柳州柳工挖掘机有限公司 履带式挖掘机转向自动变速控制系统及控制方法
CN113529844B (zh) * 2021-07-08 2022-11-11 柳州柳工挖掘机有限公司 负流量挖掘机直行控制系统和方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2601882B2 (ja) * 1988-09-12 1997-04-16 日立建機株式会社 装軌式建設車輌の油圧駆動装置
JP3419610B2 (ja) * 1995-11-07 2003-06-23 日立建機株式会社 油圧駆動走行装置
JP4212225B2 (ja) * 2000-07-28 2009-01-21 株式会社小松製作所 建設機械における走行油圧回路
JP2003222103A (ja) * 2002-01-30 2003-08-08 Komatsu Ltd 建設機械のアクチュエータ駆動用油圧回路
JP5032102B2 (ja) * 2006-11-30 2012-09-26 古河ユニック株式会社 車両搭載用クレーンの圧油供給量制御装置
CN201158787Y (zh) * 2008-02-28 2008-12-03 昆明中铁大型养路机械集团有限公司 一种同步走行控制装置
JP2010106716A (ja) * 2008-10-29 2010-05-13 Komatsu Ltd Ｐｍフィルタ装置の保温・冷却制御装置
CN101749294B (zh) * 2008-12-02 2013-07-17 中南大学 一种实现负载均衡的液压同步驱动控制系统

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