KR20140003852A

KR20140003852A - 굴삭기용 전자제어펌프 레귤레이터 제어장치

Info

Publication number: KR20140003852A
Application number: KR1020120070979A
Authority: KR
Inventors: 조준연; 문병춘
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2014-01-10

Abstract

본 발명은 사판의 경전각을 조절하는 서보피스톤과 연결되고, 스풀과 슬리브를 포함하며, 상기 스풀과 슬리브를 이용하여 상기 서보피스톤의 회동을 조절하는 사판제어밸브와, 상기 사판제어밸브의 일측에 결합하고, 상기 스풀과 슬리브가 회동하도록 가압력을 제공하는 피스톤기구와, 상기 피스톤기구의 상기 사판제어밸브 결합측의 타측과 결합하고, 상기 피스톤기구에서 사용되는 압유의 통로가 되는 압유관과, 상기 압유관의 상기 피스톤기구 결합측의 타측과 연결되고, 상기 압유관 내의 압유의 압력을 조절하는 EPPR밸브를 포함하는 레귤레이터; 상기 압유관과 연결되어 마련되고, 상기 압유관 내의 압유의 압력을 측정하는 압력감지수단; 및 상기 압력감지수단 및 EPPR밸브와 연결되고, 상기 압력감지수단으로부터 측정되는 압력과 설정된 목표압력을 비교하여 오차가 발생할 경우 이를 교정하는 압력제어부; 를 포함하는 굴삭기용 전자제어펌프 레귤레이터 제어장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, EPPR밸브의 입력신호에 따른 압유의 압력과 압유관의 압력 간 오차를 제거하고 각 압력을 서로 일치시키는 제어가 가능하다. 따라서, EPPR밸브의 압력제어성능 향상되고, 이를 통해 전자제어펌프장치의 성능이 향상되는 효과가 있다.

Description

굴삭기용 전자제어펌프 레귤레이터 제어장치{Electric control pump regulator control device for excavator}

본 발명은 굴삭기용 전자제어펌프 레귤레이터 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제어기능을 향상시킨 굴삭기용 전자제어펌프 레귤레이터 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 굴삭기 기타 건설기계의 유압장치에 사용되는 전자제어펌프장치(2)는 도 1에 도시된 바와 같다.

즉, 유압장치의 작동에 사용되는 작동유를 공급하는 유압펌프(4), 상기 유압펌프의 유량을 조절하는 사판(4), 상기 사판(4)의 경전각을 조절하는 서보피스톤(7)을 포함한다.

또한, 상기 유압펌프(4)의 유량 및 유압을 안정적으로 유지하기 위한 레귤레이터(1)가 구비된다.

이때, 상기 레귤레이터(1)는 스풀(11)과 슬리브(12)를 이용하여 상기 서보피스톤(7)의 회동을 조절하는 사판제어밸브(8), 상기 스풀(11)과 슬리브(12)가 회동하도록 가압력을 제공하는 피스톤기구(9), 상기 피스톤 기구(9)를 작동시키는데 사용되는 압유의 압력을 조절하는 EPPR밸브(전자비례감압밸브, 10)를 포함하여 구성된다.

상기 EPPR밸브(10)는 이에 인가되는 전류값을 입력신호로 하여 상기 피스톤기구(9)에 공급되는 압유의 압력이 전류값의 크기에 따라 비례하거나 반비례하여 가압 또는 감압되게 하는 방식으로 압유의 압력을 조절한다.

상기 EPPR밸브(10)와 상기 피스톤기구(9) 사이에 압유관(20)이 연결되어 있고, 압유는 상기 압유관(20)을 통해 상기 EPPR밸브(10)로부터 가압력을 전달받아 상기 피스톤기구(9)를 가압한다.

그러나, 상기 EPPR밸브 내부는 다수의 스풀과 슬리브로 구성되어 있고, 이로 인해 기계적 공차, 마찰 등이 존재한다.

이러한 기계적 공차, 마찰 등으로 인해 상기 EPPR밸브(10)의 입력신호에 따른 압유의 압력과 상기 압유관(20)의 압력 간 오차가 발생하고, 이러한 오차는 상기 피스톤기구(9)의 제어불량을 야기하고, 이는 상기 유압펌프(4)의 제어불량을 야기하고, 결국 상기 전자제어펌프장치(2) 전체의 성능저하를 야기하는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, EPPR밸브의 압력제어성능 향상을 통해 전자제어펌프장치의 성능이 향상되는 굴삭기용 전자제어펌프 레귤레이터 제어장치를 제공한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 문제점을 해결하기 본 발명은, 사판의 경전각을 조절하는 서보피스톤과 연결되고, 스풀과 슬리브를 포함하며, 상기 스풀과 슬리브를 이용하여 상기 서보피스톤의 회동을 조절하는 사판제어밸브와, 상기 사판제어밸브의 일측에 결합하고, 상기 스풀과 슬리브가 회동하도록 가압력을 제공하는 피스톤기구와, 상기 피스톤기구의 상기 사판제어밸브 결합측의 타측과 결합하고, 상기 피스톤기구에서 사용되는 압유의 통로가 되는 압유관과, 상기 압유관의 상기 피스톤기구 결합측의 타측과 연결되고, 상기 압유관 내의 압유의 압력을 조절하는 EPPR밸브를 포함하는 레귤레이터; 상기 압유관과 연결되어 마련되고, 상기 압유관 내의 압유의 압력을 측정하는 압력감지수단; 및 상기 압력감지수단 및 EPPR밸브와 연결되고, 상기 압력감지수단으로부터 측정되는 압력과 설정된 목표압력을 비교하여 오차가 발생할 경우 이를 교정하는 압력제어부; 를 포함하는 굴삭기용 전자제어펌프 레귤레이터 제어장치를 제공한다.

또한, 상기 압력감지수단은, 상기 압유관에 삽입되는 프로브와, 상기 프로브에서 측정된 상기 압유관의 압력을 전기적 신호로 변환하여 상기 압력제어부에 전달하는 신호변환기로 구성될 수도 있다.

또한, 상기 압력제어부는, 상기 압력감지수단으로부터 측정되는 압력을 입력받고, 그 압력과 설정된 목표압력을 비교하여 오차값을 계산하는 메인제어유닛과, 상기 메인제어유닛으로부터 오차값을 전달받아 상기 EPPR밸브가 그 오차값만큼 압유를 가압 또는 감압하도록 지령하는 EPPR밸브 드라이버를 포함할 수도 있다.

또한, 상기 메인제어유닛은, 상기 압력감지수단으로부터 측정되는 압력이 설정된 목표압력에 수렴하도록, 계속적으로 상기 EPPR밸브가 압유를 가압 또는 감압하도록 지령하는 피드백 제어 기능을 구비할 수도 있다.

본 발명에 따르면, EPPR밸브의 입력신호에 따른 압유의 압력과 압유관의 압력 간 오차를 제거하고 각 압력을 서로 일치시키는 제어가 가능하다. 따라서, EPPR밸브의 압력제어성능 향상되고, 이를 통해 전자제어펌프장치의 성능이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 굴삭기용 유압장치에 사용되는 전자제어펌프장치를 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기용 전자제어펌프 레귤레이터 제어장치를 나타낸 부분적인 개략도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기용 전자제어펌프 레귤레이터 제어장치를 나타낸 구성도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다. 그리고 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위내에서 다른 실시예를 용이하게 실시할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 범위 내에 속함은 물론이다.

본 발명의 레귤레이터는 도 1을 이용하여 설명하면, 도시된 바와 같이 사판제어밸브(8), 피스톤기구(9), 압유관(200 및 EPPR밸브(10)를 포함한다.

상기 사판제어밸브(8)는, 사판(5)의 경전각을 조절하는 서보피스톤(7)과 연결되고, 스풀(11)과 슬리브(12)를 포함하며, 상기 스풀(11)과 슬리브(12)를 이용하여 상기 서보피스톤(7)의 회동을 조절하는 역할을 한다.

상기 피스톤기구(9)는 압유의 압력에 의해 작동하고, 상기 사판제어밸브(8)의 일측에 결합하며, 상기 스풀(11)과 슬리브(12)가 회동하도록 가압력을 제공하는 역할을 한다.

상기 압유관(20)은 상기 피스톤기구(9)의 상기 사판제어밸브(8) 결합측의 타측과 결합하고, 상기 피스톤기구(9)에서 사용되는 압유의 통로가 된다.

상기 EPPR밸브(10)는 압유공급관(15)로부터 압유를 공급받으며, 상기 압유관(20)의 상기 피스톤기구(9) 결합측의 타측과 연결되고, 상기 압유관(20) 내의 압유의 압력을 조절하는 역할을 한다.

이때, 상기 EPPR밸브(10)는 이에 인가되는 전류값을 입력신호로 하여 상기 피스톤기구(9)에 공급되는 압유의 압력이 전류값의 크기에 따라 비례하거나 반비례하여 가압 또는 감압되는 방식으로 압유의 압력을 조절한다.

본 발명의 압력감지수단(30) 및 압력제어부(40)는 도 2에 도시된 바와 같다.

상기 압력감지수단(30)은 상기 압유관(20)과 연결되어 마련되고, 상기 압유관(20) 내의 압유의 압력을 측정한다.

이때, 상기 압력감지수단(30)의 일 실시예로써 상기 압유관(20)에 프로브(31)가 삽입되고, 상기 프로브(31)에서 측정된 상기 압유관(20)의 압력을 전기적 신호로 변환하여 상기 압력제어부(40)에 전달하는 신호변환기(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 압력감지수단(30)은 압유의 압력을 측정하여 상기 압력제어부(40)로 압력 정보를 전달할 수 있는 것이라면 어느 것이든 사용가능함은 물론이다.

상기 압력제어부(40)는 상기 압력감지수단(30)으로부터 측정되는 압력을 입력받고, 그 압력과 상기 EPPR밸브(10)에 의해 원래 압유가 가지도록 미리 설정된 목표압력을 비교하고, 비교결과 오차가 발생할 경우 이를 교정하는 역할을 한다.

상기 압력제어부(40)는 도 3에 도시된 바와 같이, 메인제어유닛(41) 및 EPPR밸브 드라이버(42)를 포함한다.

이때, 상기 메인제어유닛(41), 상기 EPPR밸브 드라이버(42) 및 상기 EPPR밸브(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 전기적으로 연결되어 필요한 신호가 전달된다.

상기 메인제어유닛(41)은 상기 압력감지수단(30)으로부터 측정되는 압력을 입력받고, 그 압력과 설정된 목표압력을 비교하여 오차값을 계산하고, 그 오차값을 상기 EPPR밸브 드라이브(42)로 전달하는 역할을 한다.

상기 EPPR밸브 드라이버(42)는 상기 메인제어유닛(41)으로부터 오차값을 전달받아 상기 EPPR밸브(10)가 그 오차값 만큼 압유를 가압 또는 감압하도록 지령한다.

상기 EPPR밸브(10)는 상기 메인제어유닛(41)으로부터 전달받은 지령값에 따라 압유를 가압 또는 감압한다.

또한, 상기 메인제어유닛(41)은 상기 압력감지수단(30)으로부터 측정되는 압력이 설정된 목표압력에 수렴하도록, 계속적으로 상기 EPPR밸브(10)가 압유를 가압 또는 감압하도록 지령한다.

따라서, 본 발명은 상기 압력감지수단에서 압유의 압력 측정, 측정된 압력과 미리 설정된 목표압력 간 오차값의 계산, 그 오차값을 상기 EPPR밸브 드라이버(42) 및 EPPR밸브(10)를 통해 교정하는 과정이 연속적 반복적으로 이루어지는 피드백제어 메커니즘을 가진다.

그리고, 이러한 피드백제어 메커니즘은 상기 메인제어유닛에 의해 구현되는 것이다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

1: 레귤레이터
10: EPPR밸브
20: 압유관
30: 압력감지수단
31: 프로브
40: 압력제어부
41: 메인제어유닛
42: EPPR밸브 드라이버

Claims

사판의 경전각을 조절하는 서보피스톤과 연결되고, 스풀과 슬리브를 포함하며, 상기 스풀과 슬리브를 이용하여 상기 서보피스톤의 회동을 조절하는 사판제어밸브와,
상기 사판제어밸브의 일측에 결합하고, 상기 스풀과 슬리브가 회동하도록 가압력을 제공하는 피스톤기구와,
상기 피스톤기구의 상기 사판제어밸브 결합측의 타측과 결합하고, 상기 피스톤기구에서 사용되는 압유의 통로가 되는 압유관과,
상기 압유관의 상기 피스톤기구 결합측의 타측과 연결되고, 상기 압유관 내의 압유의 압력을 조절하는 EPPR밸브를 포함하는 레귤레이터;
상기 압유관과 연결되어 마련되고, 상기 압유관 내의 압유의 압력을 측정하는 압력감지수단; 및
상기 압력감지수단 및 EPPR밸브와 연결되고, 상기 압력감지수단으로부터 측정되는 압력과 설정된 목표압력을 비교하여 오차가 발생할 경우 이를 교정하는 압력제어부; 를 포함하는 굴삭기용 전자제어펌프 레귤레이터 제어장치.
제1항에 있어서,
상기 압력감지수단은,
상기 압유관에 삽입되는 프로브와, 상기 프로브에서 측정된 상기 압유관의 압력을 전기적 신호로 변환하여 상기 압력제어부에 전달하는 신호변환기로 구성되는 것을 특징으로 하는 굴삭기용 전자제어펌프 레귤레이터 제어장치.
제1항에 있어서,
상기 압력제어부는,
상기 압력감지수단으로부터 측정되는 압력을 입력받고, 그 압력과 설정된 목표압력을 비교하여 오차값을 계산하는 메인제어유닛과,
상기 메인제어유닛으로부터 오차값을 전달받아 상기 EPPR밸브가 그 오차값만큼 압유를 가압 또는 감압하도록 지령하는 EPPR밸브 드라이버를 포함하는 굴삭기용 전자제어펌프 레귤레이터 제어장치.
제3항에 있어서,
상기 메인제어유닛은,
상기 압력감지수단으로부터 측정되는 압력이 설정된 목표압력에 수렴하도록, 계속적으로 상기 EPPR밸브가 압유를 가압 또는 감압하도록 지령하는 피드백 제어 기능을 구비하는 것을 특징으로 하는 굴삭기용 전자제어펌프 레귤레이터 제어장치.