KR20150049352A - 굴삭기의 주행제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 굴삭기의 주행제어장치에 관한 것으로, 굴삭기의 주행제어장치는 굴삭기의 주행모터와 연결되어 복수의 액츄에이터에 압유를 공급하는 제1 펌프 및 제2 펌프와, 복수의 액츄에이터에 압유를 공급하는 제3 펌프와, 상기 제1 펌프 및 상기 제2 펌프의 최상류측 유로에 설치되며 상기 주행모터로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 제1 주행 제어스풀 및 제2 주행 제어스풀과, 주행 모드 및 작업 모드를 선택하는 모드선택 스위치, 그리고 상기 모드선택 스위치에 의하여 주행 모드가 선택될 경우에 상기 제3 펌프의 압유를 상기 제1 주행 제어스풀 및 상기 제2 주행 제어스풀의 상류측으로 합류시키는 주행합류 전환밸브를 포함한다.

Description

굴삭기의 주행제어장치 {TRAVEL CONTROL APPARATUS OF EXCAVATOR}
본 발명의 실시예는 굴삭기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 굴삭기의 주행제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 굴삭기와 같은 건설장비는 엔진과 엔진의 동력을 이용하여 유압을 발생시키는 유압펌프와 유압펌프에서 발생되는 유압을 유압밸브에 의해 제어하는 제어부와 유압에 의해 일을 하는 액츄에이터를 포함한다.
특히 건설장비는 유량과 유압을 제어함에 따라 붐(Boom), 암(Arm), 버켓(bucket) 등을 작동시키면서 특정한 일을 하게 되며, 이때 각각의 액츄에이터에 가해지는 유량과 유압을 제어하여야 한다.
굴삭기는 적어도 2개 이상의 메인펌프를 구비하여 이들 메인펌프의 압유를 프론트작업이나 주행에 적절히 분배하여 사용한다.
종래 세개의 펌프로 구성된 굴삭기의 경우, 주행시에는 주행 스위치를 누르고 진행하며 제1 펌프, 제2 펌프의 유량을 합류시켜 주행 모터에 압유를 공급하여 주행 모터를 작동시킨다.
한편, 제3 펌프는 평상시에는 붐, 암, 버켓 등의 프론트 작업을 위해 구동된다. 구체적으로, 굴삭기의 주행시 프론트 작업은 고정은 고정된다. 이에 따라, 제3 펌프의 유압은 탱크로 회수된다.
이때, 굴삭기의 주행속도를 주행 타켓과 속도를 맞추기 위하여 탱크로 회수된 유량만큼 엔진의 속도를 강제로 상승시킨다.
그러나, 엔진의 속도를 강제로 증가시키게 되면 속도 증가를 위해 공급되는 유량이 증가하기 때문에 굴삭기 전제의 주행 연비가 낮아지는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 굴삭기가 주행할 때 사용되지 않는 펌프의 유량을 주행스풀로 합류시켜 사용할 수 있는 굴삭기의 주행제어장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 굴삭기의 주행제어장치는 굴삭기의 주행모터와 연결되어 복수의 액츄에이터에 압유를 공급하는 제1 펌프 및 제2 펌프와, 복수의 액츄에이터에 압유를 공급하는 제3 펌프와, 상기 제1 펌프 및 상기 제2 펌프의 최상류측 유로에 설치되며 상기 주행모터로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 제1 주행 제어스풀 및 제2 주행 제어스풀과, 주행 모드 및 작업 모드를 선택하는 모드선택 스위치, 그리고 상기 모드선택 스위치에 의하여 주행 모드가 선택될 경우에 상기 제3 펌프의 압유를 상기 제1 주행 제어스풀 및 상기 제2 주행제어 스풀의 상류측으로 합류시키는 주행합류 전환밸브를 포함한다.
상기 주행합류 전환밸브는 상기 제3 펌프으로부터 최상류측 유로에 설치될 수 있다.
또한, 상기 주행합류전환밸브는 상기 모드선택 스위치가 주행모드로 선택될 경우에 상기 제3 펌프의 압유 전부를 상기 제1 주행 제어스풀 및 상기 제2 주행 제어스풀의 상류측으로 합류시키는 제1 스풀을 포함할 수 있다.
더불어, 상기 주행합류전환밸브는 상기 모드선택 스위치가 작업 모드로 선택될 경우에 상기 제3 펌프의 압유를 상기 제1 주행 제어스풀 및 상기 제2 주행 제어스풀의 하류측으로 공급하여 상기 제1 주행 제어스풀 및 상기 제2 주행 제어스풀을 제외한 상기 제1 펌프와 상기 제2 펌프와 연결된 상기 복수의 액츄에이터로 공급되는 제2 스풀을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 굴삭기가 주행할 경우 탱크로 빠져나가는 펌프의 유량을 주행제어스풀로 합류시켜 사용함으로써 주행 타켓과의 속도를 맞추기 위하여 굴삭기의 엔진 속도를 강제로 상승시킬 필요가 없게되므로 굴삭기의 연비를 효과적으로 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기의 주행제어장치의 회로도이다.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기의 주행제어장치의 작동 상태를 나타낸 회로도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 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 실시예들에 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 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기의 주행제어장치(101)를 설명한다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기의 주행제어장치(101)는 제1 펌프(P1), 제2 펌프(P2), 제3 펌프(P3), 제1 주행 제어스풀(10), 제2 주행 제어스풀(20), 모드선택 스위치(51), 그리고 주행합류 전환밸브(40)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기의 주행제어장치(101)는 주행을 위하여 두 개의 메인 펌프인 제1 펌프(P1)와 제2 펌프(P2)를 구비한다. 제1 펌프(P1)와 제2 펌프(P2)에는 굴삭기의 주행모터(M)가 연결된다.
주행모터(M)는 선회모터일 수 있으며, 주행모터(M)의 종류는 본 발명을 실시하는 통상의 기술자에 의해 달라질 수 있다.
제1 펌프(P1)와 제2 펌프(P2)는 복수의 액츄에이터에 압유를 공급한다.
제1 펌프(P1)와 제2 펌프(P2)로 공급된 압유를 복수의 액츄에이터에 적절히 분배하여 사용한다.
여기서, 제3 펌프(P3)도 복수의 액츄에이터에 압유를 공급한다.
구체적으로, 제3 펌프(P3)는 프론트 작업을 위한 압유를 제공한다. 프론트 작업이란 굴삭기의 붐 업/다운(Boom up/down), 암 크라우드(Arm crowd), 스윙(Swing) 등과 같은 일련의 작업들을 말한다. 즉, 프론트 작업장치용 제어스풀(30)(31)(32)는 제3 펌프(P3)의 압유를 제공받아 프론트 작업을 수행한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제3 펌프(P3)는 기어 펌프일 수 있다. 기어 펌프는 같은 모양을 가진 기어의 맞물림에 의하여 압유를 낮은 곳에서 높은 곳으로 퍼올린다. 또한, 제3 펌프(P3)에 의해 퍼올려진 압유가 역류되지 않도록 한다.
제1 주행 제어스풀(10)과 제2 주행 제어스풀(20)은 제1 펌프(P1)와 제2 펌프(P2)의 유로에 설치된다.
구체적으로, 제1 주행 제어스풀(10)과 제2 주행 제어스풀(20)은 제1 펌프(P1)와 제2 펌프(P2)의 최상류측 유로에 설치되어 주행모터(M)로 공급되는 압유의 흐름을 제어한다.
제1 주행 제어스풀(10)과 제2 주행 제어스풀(20) 각각은 굴삭기의 주행방향을 결정할 수 있다. 일례로, 제1 주행 제어스풀(10)이 굴삭기의 우주행을 위한 제어스풀이 되면 제2 주행 제어스풀(20)은 굴삭기의 좌주행을 위한 제어스풀이 된다. 또는 제1 주행 제어스풀(10)과 제2 주행 제어스풀(20)에서 토출되는 유량이 합쳐져 주행모터(M)에 공급되는 구조일 수 있다. 이는, 본 발명을 실시하는 통상의 기술자에 따라 달라질 수 있다.
주행합류 전환밸브(40)는 제1 주행 제어스풀(10)과 제2 주행 제어스풀(20)에 주행 신호(FNR)을 제공한다. 주행합류 전환밸브(40)는 제1 스풀(41)과 제2 스풀(42)로 형성된다.
구체적으로, 굴삭기가 주행 모드 일 경우에는 주행 합류 전환밸브(40)는 외부에서 입력된 전기적 신호에 의해 제1 스풀(41)쪽으로 절환되고, 굴삭기가 작업 모드 일 경우에는 전기적 신호에 의해 주행합류 전환밸브(40)가 제2 스풀(42)쪽으로 절환된다.
이때, 외부에서 입력된 신호에 의해 주행합류 전환밸브(40)가 절환되고, 주행합류 전환밸브(40)의 절환에 의해 제3 펌프(P3)의 압유는 제1 주행 제어스풀(10) 및 제2 주행 제어스풀(20)의 상류측으로 합류된다. 여기서, 제3 펌프(P3)의 압유의 합류는 굴삭기가 주행 모드 일 경우에 가능하다.
상기와 같은 동작을 위하여 주행합류 전환밸브(40)를 구동하기 위하여 주행절환밸브(50), 모드선택 스위치(51), 그리고 파일럿 펌프(52)를 포함할 수 있다.
주행절환밸브(50)는 통상의 기술자에게 공지된 다양한 종류의 밸브가 사용될 수 있으나, 본 발명의 일실시예에 따른 주행절환밸브(50)는 인가된 전원에 의해 작동되는 솔레노이드 밸브 등과 같은 전자밸브로 형성된다.
모드선택 스위치(51)는 일반적인 전자스위치의 형태일 수 있다. 구체적으로, 모드선택 스위치(51)는 굴삭기의 주행 모드 또는 작업 모드를 선택하는 스위치이다.
파일럿 펌프(52)는 모드선택 스위치(51)에 의해 주행절환밸브(50)의 유로가 변경되면 변경된 유로로 파일럿 펌프(52)의 압유를 공급되고, 공급된 압유에 의해 주행합류 절환밸브(40)는 절환된다.
제3 펌프(P3)의 압유를 제1 주행 제어스풀(10)의 상류측에 합류되어 공급되도록 제3 펌프(P3)와 제1 주행 제어스풀(10)을 연결하는 제1 합류유로(L1)를 더 포함할 수 있다.
또한, 제3 펌프(P3)의 압유가 제1 주행 제어스풀(10) 뿐만 아니라 제2 주행 제어스풀(20)에도 합류되어 공급될 수 있도록 제3 펌프(P3)와 제2 주행 제어스풀(20)을 연결하는 제2 합류유로(L2)를 더 포함할 수 있다.
즉, 제3 펌프(P3)의 압유를 제1 주행 제어스풀(10) 또는 제2 주행 제어스풀(20)의 어느 하나에 공급되도록 제1 합류유로(L1) 또는 제2 합류유로(L2) 중 한가지의 합류유로만을 선택하여 형성하거나, 제1 주행 제어스풀(10) 및 제2 주행 제어스풀(20) 모두에 공급될 수 있도록 제1 합류유로(L1) 및 제2 합류유로(L2) 모두를 형성할 수 있다. 이는, 본 발명을 실시하는 통상의 기술자에 따라 달라질 수 있으며, 이에 한정된 것은 아니다.
이때, 제1 합류유로(L1) 상에는 체크 밸브(60)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 제1 합류유로(L2)상에 체크 밸브(60)가 형성되어 제1 합류유로(L1)를 통하여 제3 펌프(P3)의 압유가 제1 주행 제어스풀(10)로 공급될 때 제3 펌프(P3)의 압유가 제3 펌프(P3)로 역류(리턴)되는 것을 방지한다.
한편, 제3 펌프(P3)의 압유를 제2 주행 제어스풀(20)에 공급하기 위한 제2 합류유로(L2)가 형성되면, 제2 합류유로(L2) 상에도 체크 밸브(60)가 형성될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기의 주행제어장치(101)의 동작과정을 상세히 설명한다.
일례로, 굴삭기가 주행을 할 경우에 제1 펌프(P1)와 제2 펌프(P2)의 압유는 제1 주행 제어스풀(10)과 제2 주행 제어스풀(20)에 공급된다. 제1 주행 제어스풀(10)과 제2 주행 제어스풀(20)로 공급된 압유에 의하여 굴삭기는 주행동작을 하게 된다.
여기서, 제3 펌프(P3)는 굴삭기의 프론트 작업을 위해 프론트 작업장치스풀(30)(31)(32)에 압유를 공급하는 펌프이지만, 굴삭기는 주행 중에 프론트 작업은 하지 않기 때문에 제3 펌프(P3)의 압유는 탱크(T)로 빠져나간다.
이때, 외부에서 전원이 인가되어 주행신호가 입력되면, 모드 선택 스위치(51)에 의해 주행절환밸브(50)가 절환된다. 주행절환밸브(50)가 절환되면 센터 바이패스 라인(C/L)의 압력에 의하여 중립 상태로 유지하던 주행 합류 전환밸브(40)가 제1 스풀(41)로 절환된다.
주행합류 전환밸브(40)가 절환되어 제1 스풀(41)로 절환되면 제1 합류 유로(L1)와 제2 합류 유로(L2)를 통하여 제3 펌프(P3)의 압유가 제1 주행 제어스풀(10)과 제2 주행 제어스풀(20)의 상류측으로 전부 합류된다.
한편, 모드선택 스위치(51)에 의하여 굴삭기가 작업 모드로 선택될 경우에는 주행은 중지되고 굴삭기는 프론트 작업을 하게 된다. 센터바이 패스 라인(C/L)의 압력에 의하여 중립을 유지하던 주행합류 전환밸브(40)가 제2 스풀(42)로 유로가 변경된다. 이에 따라, 제3 펌프(P3)의 압유는 복수의 액츄에이터, 즉 프론트 작업장치용 제어스풀(30)(31)(32)에 공급된다.
다시 말해, 제3 펌프(P3)의 압유를 제1 주행 제어스풀(10) 및 제2 주행 제어스풀(2)의 하류측으로 공급하여 제1 주행 제어스풀(10) 및 제2 주행 제어스풀(20)을 제외하고 제1 펌프(P1)와 제2 펌프(P2)에 연결된 복수의 액츄에이터로 공급된다.
이와 같은 구성 및 동작으로 인하여, 굴삭기가 주행 모드로 선택될 경우 탱크(T)로 빠져나가는 제3 펌프(P3)의 압유를 제1 주행 제어스풀(10)과 제2 주행 제어스풀(20)로 합류시켜 사용한다. 이에 따라, 주행 타켓과의 속도를 맞추기 위하여 굴삭기의 엔진 속도를 강제로 상승시킬 필요가 없게 되므로 굴삭기의 연비를 효과적으로 향상시킬 수 있다.
일례로, 굴삭기의 주행시에 장비제어장치의 펌프 정보에서 습득한 제3 펌프(P3)의 토출 유량에 비례하여 엔진 속도(RPM)을 감소시키는 제어를 굴삭기의 엔진제어장치에서 시행할 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.
10: 제1 주행 제어스풀 20: 제2 주행 제어스풀
30, 31, 32: 프론트 작업장치용 제어스풀
40: 주행합류 전환밸브 41: 제1 스풀
42: 제2 스풀 50: 주행절환밸브
51: 모드선택 스위치 52: 파일럿 펌프
60: 체크밸브 L1: 제1 합류유로
L2: 제2 합류유로 M: 주행모터
P1: 제1 펌프 P2: 제2 펌프
P3: 제3 펌프
101: 굴삭기의 주행제어장치

Claims (4)

  1. 굴삭기의 주행모터(M)와 연결되어 복수의 액츄에이터에 압유를 공급하는 제1 펌프(P1) 및 제2 펌프(P2);
    복수의 액츄에이터에 압유를 공급하는 제3 펌프(P3);
    상기 제1 펌프(P1) 및 상기 제2 펌프(P2)의 최상류측 유로에 설치되며 상기 주행모터(M)로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 제1 주행 제어스풀(10) 및 제2 주행 제어스풀(20);
    주행 모드 및 작업 모드를 선택하는 모드선택 스위치(51); 및
    상기 모드선택 스위치(51)에 의하여 주행 모드가 선택될 경우에 상기 제3 펌프(P3)의 압유를 상기 제1 주행 제어스풀(10) 및 상기 제2 주행 제어스풀(20)의 상류측으로 합류시키는 주행합류 전환밸브(40)
    를 포함하는 굴삭기의 주행제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주행합류 전환밸브(40)는 상기 제3 펌프(P3)으로부터 최상류측 유로에 설치된 것을 특징으로 하는 굴삭기의 주행제어장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 주행합류 전환밸브(40)는 상기 모드선택 스위치(51)가 주행모드로 선택될 경우에 상기 제3 펌프(P3)의 압유 전부를 상기 제1 주행 제어스풀(10) 및 상기 제2 주행 제어스풀(20)의 상류측으로 합류시키는 제1 스풀(41)을 포함하는 굴삭기의 주행제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 주행합류 전환밸브(40)는 상기 모드선택 스위치(51)가 작업 모드로 선택될 경우에 상기 제3 펌프(P3)의 압유를 상기 제1 주행 제어스풀(10) 및 상기 제2 주행 제어스풀(20)의 하류측으로 공급하여 상기 제1 주행 제어스풀(10) 및 상기 제2 주행 제어스풀(20)을 제외한 상기 제1 펌프(P1)와 상기 제2 펌프(P2)와 연결된 상기 복수의 액츄에이터로 공급되는 제2 스풀(42)을 포함하는 굴삭기의 주행제어장치.
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