KR20150110130A - 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법 및 유압시스템 - Google Patents

유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법 및 유압시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법 및 유압시스템에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법 및 그 유압시스템은, 유압시스템에서 스윙 모터에 유량 보충이 필요한 상황일 때에 메이크업 라인에 작동유 유량을 여유 있게 확보할 수 있다. 이로써 스윙 모터에 유량이 보충되어야 하는 시점에 안정적으로 작동유 유량을 제공하여 스윙 모터의 내부에서 공동현상(cavitation)의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 공동현상이 발생될 때의 귀에 거슬리는 비정상적인 소음 발생을 방지할 수 있다.

Description

유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법 및 유압시스템{control method for Swing motor of Hydraulic system}
본 발명은 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법 및 유압시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스윙 모터가 선회 작동 후 정지될 때에 스윙 모터에 작동유를 공급하여 스윙 모터의 내부에서 공동현상(cavitation)의 발생을 방지할 수 있도록 하는 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법 및 유압시스템에 관한 것이다.
일반적으로 건설기계는 하부체에 대하여 상부체가 선회되도록 스윙 모터가 구비된다. 스윙 모터는 조이스틱의 조작에 의해 작동유를 제공받아 선회된다. 조이스틱을 조작하지 않고 중립위치로 위치시키면 상부체의 선회는 중지된다. 이하에서 "스윙 모터"는 "모터"로 약칭하여 설명한다.
그러나 상부체의 선회를 정지하도록 조이스틱을 조작하더라도 상부체는 곧바로 선회 정지되지 않고 관성에 의해 좀 더 선회될 수 있다.
한편, 조이스틱을 더 이상 조작하지 않음으로써 모터에 대한 작동유의 제공은 중지된다. 그러나 앞서 설명한 바와 같이 상부체가 관성에 의해 계속 회전될 수 있다. 상부체가 계속 선회됨으로써 모터의 축이 회전되고, 이로써 모터의 인렛에서 작동유가 흡입되며 모터의 아웃렛에서 작동유가 배출된다.
종래에는 모터의 유압회로는 모터의 아웃렛에서 배출된 작동유가 모터의 인렛 쪽으로 제공될 수 있다. 그러나 모터의 내부에서 작동유의 누유가 발생될 수 있고, 이로써 스윙 모터의 인렛에는 작동유가 부족할 수 있다.
작동유의 부족으로 인하여 압력이 저하되고, 해당 유압라인에는 허용압력보다 낮은 압력이 형성될 수 있으며, 이와 같이 유압시스템 내부에서 압력이 허용압력보다 낮아질 때에는 공동현상(cavitation)이 발생한다.
또한, 모터의 유압회로에서 압력이 비정상적으로 낮아질 때에 귀에 거슬리는 소음이 발생될 수 있고, 이러한 소음은 작업자에게 스트레스를 줄 수 있다.
대한민국 공개 특허공보 제10-2010-0020568호(2010.02.23.) 대한민국 공개 특허공보 제10-2012-0120056호(2012.11.01.)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 스윙 모터를 제어하는 조이스틱이 더 이상 조작되지 않더라도 유압펌프에서 기본적으로 토출되는 작동유가 스윙 모터에 제공되도록 하여 스윙 모터의 내부에서 공동현상(cavitation)의 발생을 방지할 수 있도록 하는 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법은, 메인 펌프; 상기 메인 펌프에 연결된 유압라인 상에 배치되어 상기 작동유가 스윙 모터에 제공하도록 제어되는 컨트롤 밸브 유닛; 상기 유압라인 상에서 상기 컨트롤 밸브 유닛의 하류에 배치되는 바이패스 컷 밸브; 파일럿 작동유가 토출되는 보조 펌프; "On"일 때 상기 보조 펌프와 상기 바이패스 컷 밸브가 연결되어 상기 바이패스 컷 밸브가 폐쇄되도록 제어되는 바이패스 컨트롤 밸브; 상기 파일럿 작동유가 상기 컨트롤 밸브 유닛에 제공되도록 조작되는 조이스틱; 및 상기 바이패스 컨트롤 밸브를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 조이스틱의 조작에 의해 파일럿 라인에 제1압력(Ps)이 형성된 시점(t1) 후에 일정시간 지연시점(t2) 까지 상기 바이패스 컨트롤 밸브는 "On"이 유지된 후에 "Off"로 전환되고, 상기 파일럿 라인에 형성된 압력이 제2압력(Pe)에 도달되면(t3) 상기 바이패스 컨트롤 밸브는 제2시간지연(D2)후(t4)에 "off"에서 "on"으로 전환되어 "ON"이 유지되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법은, 메인 펌프; 상기 메인 펌프에 연결된 유압라인 상에 배치되어 상기 작동유가 스윙 모터에 제공하도록 제어되는 컨트롤 밸브 유닛; 상기 유압라인 상에서 상기 컨트롤 밸브 유닛의 하류에 배치되는 바이패스 컷 밸브; 파일럿 작동유가 토출되는 보조 펌프; "On"일 때 상기 보조 펌프와 상기 바이패스 컷 밸브가 연결되어 상기 바이패스 컷 밸브가 폐쇄되도록 제어되는 바이패스 컨트롤 밸브; 상기 파일럿 작동유가 상기 컨트롤 밸브 유닛에 제공되도록 조작되는 조이스틱; 및 상기 바이패스 컨트롤 밸브를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 조이스틱의 조작에 의해 파일럿 라인에 제1압력(Ps)이 형성되고(t1) 상기 메인 펌프의 사판 경전각도가 설정 각도(θs)에 도달된 시점(t11)부터 제1시간지연(D1) 시점(t2)까지 상기 바이패스 컨트롤 밸브는 "On"이 유지된 후에 "Off"으로 전환되고, 상기 파일럿 라인에 형성된 압력이 제2압력(Pe)에 도달된 시점(t3)부터 제2시간지연(D2)후(t4)에 상기 바이패스 컨트롤 밸브는 "Off"에서 "On"으로 전환되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법은, 메인 펌프; 상기 메인 펌프에 연결된 유압라인 상에 배치되어 상기 작동유가 스윙 모터에 제공하도록 제어되는 컨트롤 밸브 유닛; 상기 유압라인 상에서 상기 컨트롤 밸브 유닛의 하류에 배치되는 바이패스 컷 밸브; 파일럿 작동유가 토출되는 보조 펌프; "On"일 때 상기 보조 펌프와 상기 바이패스 컷 밸브가 연결되어 상기 바이패스 컷 밸브가 폐쇄되도록 제어되는 바이패스 컨트롤 밸브; 상기 파일럿 작동유가 상기 컨트롤 밸브 유닛에 제공되도록 조작되는 조이스틱; 및 상기 바이패스 컨트롤 밸브를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 조이스틱의 조작에 의해 파일럿 라인에 제1압력(Ps)이 형성된 시점(t1)후에 상기 파일럿 라인에 형성된 압력이 제2압력(Pe)에 도달될 때(t3)까지 상기 바이패스 컨트롤 밸브는 "On"이 유지된 후에 "Off"으로 전환되고, 시간지연(D)의 시간동안 "Off"가 유지된 후(t4)에 상기 바이패스 컨트롤 밸브는 "On"으로 전환되어 "On"이 유지되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법은, 메인 펌프; 상기 메인 펌프에 연결된 유압라인 상에 배치되어 상기 작동유가 스윙 모터에 제공하도록 제어되는 컨트롤 밸브 유닛; 상기 유압라인 상에서 상기 컨트롤 밸브 유닛의 하류에 배치되는 바이패스 컷 밸브; 파일럿 작동유가 토출되는 보조 펌프; "On"일 때 상기 보조 펌프와 상기 바이패스 컷 밸브가 연결되어 상기 바이패스 컷 밸브가 폐쇄되도록 제어되는 바이패스 컨트롤 밸브; 상기 파일럿 작동유가 상기 컨트롤 밸브 유닛에 제공되도록 조작되는 조이스틱; 및 상기 바이패스 컨트롤 밸브를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 조이스틱의 조작에 의해 파일럿 라인에 제1압력(Ps)이 형성되고(t1) 상기 메인 펌프의 사판 경전각도가 설정 각도(θs)보다 크고, 상기 파일럿 라인에 형성된 압력이 제2압력(Pe)에 도달될 때(t3)까지 상기 바이패스 컨트롤 밸브는 "On"이 유지된 후에 "Off"으로 전환되고, 이 전환시점(t3)부터 시간지연(D)의 시간동안 "Off"가 유지된 후(t4)에 상기 바이패스 컨트롤 밸브는 "On"으로 전환되어 "On"이 유지되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법은, 메인 펌프; 상기 메인 펌프에 연결된 유압라인 상에 배치되어 상기 작동유가 스윙 모터에 제공하도록 제어되는 컨트롤 밸브 유닛; 상기 유압라인 상에서 상기 컨트롤 밸브 유닛의 하류에 배치되는 바이패스 컷 밸브; 파일럿 작동유가 토출되는 보조 펌프; 전류 값 크기에 비례하여 압력이 제어되고, 전류가 인가되었을 때에 상기 보조 펌프와 상기 바이패스 컷 밸브가 연결되어 상기 바이패스 컷 밸브가 폐쇄되도록 제어되는 바이패스 컨트롤 밸브; 상기 파일럿 작동유가 상기 컨트롤 밸브 유닛에 제공되도록 조작되는 조이스틱; 및 상기 바이패스 컨트롤 밸브를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 조이스틱의 조작에 의해 파일럿 라인에 제1압력(Ps)이 형성된 후(t1)에 제1시간지연(D1)이 경과된 후에 상기 바이패스 컨트롤 밸브에 인가되는 전류 값 크기가 제1 전류 값에서 제2 전류 값으로 감소되고, 상기 파일럿 라인에 형성된 압력이 제2압력(Pe)에 도달되면(t3) 제2압력(Pe)에 도달된 시점(t3)부터 제2시간지연(D2)이 경과된(t4) 후에 전류 값 크기가 상기 제2 전류 값에서 상기 제1 전류 값으로 증가되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법은, 메인 펌프; 상기 메인 펌프에 연결된 유압라인 상에 배치되어 상기 작동유가 스윙 모터에 제공하도록 제어되는 컨트롤 밸브 유닛; 상기 유압라인 상에서 상기 컨트롤 밸브 유닛의 하류에 배치되는 바이패스 컷 밸브; 파일럿 작동유가 토출되는 보조 펌프; 전류 값 크기에 비례하여 압력이 제어되고, 전류가 인가되었을 때에 상기 보조 펌프와 상기 바이패스 컷 밸브가 연결되어 상기 바이패스 컷 밸브가 폐쇄되도록 제어되는 바이패스 컨트롤 밸브; 상기 파일럿 작동유가 상기 컨트롤 밸브 유닛에 제공되도록 조작되는 조이스틱; 및 상기 바이패스 컨트롤 밸브를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 조이스틱의 조작에 의해 파일럿 라인에 제1압력(Ps)이 형성되고(t1) 상기 메인 펌프의 사판 경전각도가 설정 각도(θs)에 도달된 시점(t11)부터 제1시간지연(D1)이 경과된 후에 상기 바이패스 컨트롤 밸브에 인가되는 전류 값 크기가 제1 전류 값에서 제2 전류 값으로 감소되고, 상기 파일럿 라인에 형성된 압력이 제2압력(Pe)에 도달되면(t3) 상기 제2압력(Pe)에 도달된 시점(t3)부터 제2시간지연(D2)이 경과된(t4) 후에 전류 값 크기가 상기 제2 전류 값에서 상기 제1 전류 값으로 증가되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법은, 메인 펌프; 상기 메인 펌프에 연결된 유압라인 상에 배치되어 상기 작동유가 스윙 모터에 제공하도록 제어되는 컨트롤 밸브 유닛; 상기 유압라인 상에서 상기 컨트롤 밸브 유닛의 하류에 배치되는 바이패스 컷 밸브; 파일럿 작동유가 토출되는 보조 펌프; 전류 값 크기에 비례하여 압력이 제어되고, 전류가 인가되었을 때에 상기 보조 펌프와 상기 바이패스 컷 밸브가 연결되어 상기 바이패스 컷 밸브가 폐쇄되도록 제어되는 바이패스 컨트롤 밸브; 상기 파일럿 작동유가 상기 컨트롤 밸브 유닛에 제공되도록 조작되는 조이스틱; 및 상기 바이패스 컨트롤 밸브를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 조이스틱의 조작에 의해 파일럿 라인에 제1압력(Ps)이 형성된(t1) 후에 상기 파일럿 라인에 형성된 압력이 제2압력(Pe)에 도달될 때(t3)까지 상기 바이패스 컨트롤 밸브에 인가되는 전류 값은 제1 전류 값이 유지된 후에 시간지연(D)의 시간동안 제2 전류 값으로 감소되고, 상기 제2 전류 값이 유지된(t4) 후에 제1 전류 값으로 증가되어 상기 제1 전류 값이 유지되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법은, 메인 펌프; 상기 메인 펌프에 연결된 유압라인 상에 배치되어 상기 작동유가 스윙 모터에 제공하도록 제어되는 컨트롤 밸브 유닛; 상기 유압라인 상에서 상기 컨트롤 밸브 유닛의 하류에 배치되는 바이패스 컷 밸브; 파일럿 작동유가 토출되는 보조 펌프; 전류 값 크기에 비례하여 압력이 제어되고, 전류가 인가되었을 때에 상기 보조 펌프와 상기 바이패스 컷 밸브가 연결되어 상기 바이패스 컷 밸브가 폐쇄되도록 제어되는 바이패스 컨트롤 밸브; 상기 파일럿 작동유가 상기 컨트롤 밸브 유닛에 제공되도록 조작되는 조이스틱; 및 상기 바이패스 컨트롤 밸브를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 조이스틱의 조작에 의해 파일럿 라인에 제1압력(Ps)이 형성되고(t1) 상기 메인 펌프의 사판 경전각도가 설정 각도(θs)보다 크고(t11), 상기 파일럿 라인에 형성된 압력이 제2압력(Pe)에 도달될 때(t3)까지 상기 바이패스 컨트롤 밸브에 인가되는 전류 값은 제1 전류 값이 유지된 후에 상기 시간지연(D)의 시간 동안 제2 전류 값으로 감소되고, 상기 제2 전류 값이 유지된 후에 제1 전류 값으로 증가되어 상기 제1 전류 값이 유지되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법은, 상기 바이패스 컨트롤 밸브가 "제1 전류 값"이 유지된 후에 "제2 전류 값"으로 전환될 때에 하강 기울기(S1)가 설정되고, 상기 바이패스 컨트롤 밸브(41)가 "제2 전류 값"에서 "제1 전류 값"으로 전환될 때에 상승 기울기(S2)가 설정되는 것일 수 있다.
또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 유압시스템은 상기 스윙 모터의 제어방법이 적용된 유압시스템일 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법 및 그 유압시스템은, 바이패스 유량이 없는 클로즈 센터(close center) 유압시스템에서 스윙 모터에 유량 보충이 필요한 상황일 때에 메이크업 라인에 작동유 유량을 여유 있게 확보할 수 있다. 이로써 스윙 모터에 유량이 보충되어야 하는 시점에 안정적으로 작동유 유량을 제공하여 스윙 모터의 내부에서 공동현상(cavitation)의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 공동현상이 발생될 때의 귀에 거슬리는 비정상적인 소음 발생을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스윙 모터의 유압시스템을 설명하기 위한 유압회로이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스윙 모터의 유압시스템의 제어방법을 설명하기 순서도 및 작동설명 도면이다.
도 4 및 도 5은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스윙 모터의 유압시스템의 제어방법을 설명하기 순서도 및 작동설명 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스윙 모터의 유압시스템을 설명하기 위한 유압회로이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스윙 모터의 유압시스템의 제어방법을 설명하기 순서도 및 작동설명 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스윙 모터의 유압시스템의 제어방법을 설명하기 순서도 및 작동설명 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 크기가 과장되게 도시될 수 있다.
한편, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
<제1 실시예>
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법 및 유압시스템에 대해서 설명한다.
첨부도면 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스윙 모터의 유압시스템을 설명하기 위한 유압회로이다. 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스윙 모터의 유압시스템의 제어방법을 설명하기 순서도 및 작동설명 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 스윙 모터의 유압시스템은, 메인 펌프와 컨트롤 밸브 유닛과 바이패스 컷 밸브와 보조펌프와 바이패스 컨트롤 밸브 및 제어부를 포함하여 구성된다.
메인 펌프는 조이스틱 조작으로 파일럿 압력이 증가되면 토출 유량이 증가된다. 메인 펌프는 제1, 2 메인 펌프(11, 12)로 복수로 제공될 수 있다.
제1, 2 메인 펌프(11, 12)에는 각각 제1, 2 사판 경전각도 검출 유닛(21, 22)이 구비된다. 제1, 2 사판 경전각도 검출 유닛(21, 22)은 제1, 2 메인 펌프(11, 12)의 펌프 사판각을 검출하여 제어부에 제공한다.
보조 펌프(13)는 파일럿 작동유가 토출된다. 파일럿 작동유는 조이스틱(70)에 제공되고, 조이스틱(70)을 조작함으로써 파일럿 압력이 형성되며, 그 파일럿 압력은 각 컨트롤 밸브 유닛에 제공된다.
컨트롤 밸브 유닛은 메인 펌프에 연결된 유압라인 상에 배치되어 작동유가 스윙 모터(60)에 제공하도록 제어된다. 컨트롤 밸브 유닛은 메인 컨트롤 밸브(30)의 내부에서 복수로 제공될 수 있고, 예를 들면, 제1, 2, 3, 4 컨트롤 밸브 유닛(31, 32, 34, 35)로 제공될 수 있다. 복수의 컨트롤 밸브 유닛 중에 어느 하나는 컨트롤 밸브 유닛은 스윙 모터(60)에 작동유를 제공하도록 제어한다. 첨부도면 도 1에서는 제3 컨트롤 제어밸브(34)에 의해 스윙 모터(60)의 작동이 제어되도록 나타내었다.
즉, 도 1에서 조이스틱(70)을 조작하면, 파일럿 작동유는 제3 컨트롤 밸브 유닛(34)의 스풀을 움직이게 하고, 스풀이 움직임으로써 작동유는 스윙 모터(60)에 제공된다. 한편, 스풀의 위치에 따라 스윙 모터(60)에 작동유가 제공되는 방향이 순방향 또는 역방향으로 전환될 수 있고, 이로써 스윙 모터(60)는 순방향 회전 작동 또는 역방향 회전 작동하는 것이다.
스윙 모터(60)는 양단에 제1, 2 포트(61, 62)가 형성된다. 스윙 모터(60)의 선회 방향에 따라 제1, 2 포트(61, 62) 중에 어느 하나의 포트 작동유를 흡입하는 인렛 포트가 되고, 다른 하나의 포트는 작동유를 배출하는 아웃렛 포트가 된다.
제1, 2 포트(61, 62)는 각각 제1, 2 유압라인(67, 68)으로 제3 컨트롤 밸브 유닛(34)에 연결된다.
또한, 스윙 모터(60)에는 메이크업 라인(69)이 연결되고, 메이크업 라인(69)은 제1, 2 메인 펌프(11, 12)에 각각 연결된 유압라인에 연결된다.
또한, 메이크업 라인(69)의 한쪽에는 바이패스 체크 밸브(50)와 연결된다. 바이패스 체크 밸브(50)는 메이크업 라인(69)에 작동유 유량이 과잉일 때에 개방되어 작동유가 배출되고, 메이크업 라인(69)에 부압이 형성될 때에 폐쇄된 상태가 유지된다.
또한, 제1 유압라인(67)과 메이크업 라인(69)에는 제1 체크 밸브(63)가 구비된다. 제1 체크 밸브(63)는 제1 포트(61)쪽에 부압이 형성될 때에 개방되어 메이크업 라인(69)으로부터 작동유를 보충 받도록 한다.
마찬가지로, 제2 유압라인(68)과 메이크업 라인(69)에는 제2 체크 밸브(64)가 구비된다. 제2 체크 밸브(64)는 제2 포트(61)쪽에 부압이 형성될 때에 개방되어 메이크업 라인(69)으로부터 작동유를 보충 받도록 한다.
또한, 제1 유압라인(67)과 메이크업 라인(69)에는 제1 릴리프 밸브(65)가 구비된다. 제1 릴리프 밸브(65)는 제1 유압라인(67)쪽에 이상 고압이 형성될 때에 개방되어 메이크업 라인(69)쪽으로 작동유가 배출되도록 한다.
마찬가지로, 제2 유압라인(67)과 메이크업 라인(69)에는 제1 릴리프 밸브(65)가 구비된다. 제1 릴리프 밸브(65)는 제1 유압라인(67)쪽에 이상 고압이 형성될 때에 개방되어 메이크업 라인(69)쪽으로 작동유가 배출되도록 한다.
조이스틱(70)에서 제3 컨트롤 밸브 유닛(34)으로 연결되는 파일럿 라인에는 제1, 2 조이스틱 압력 센서(71, 72)가 구비된다. 제1, 2 조이스틱 압력 센서(71, 72)는 조이스틱(70)의 조작여부를 알 수 있게 한다. 즉, 조이스틱(70)을 순방향 또는 역방향으로 조작하는 경우에 파일럿 라인에 파일럿 압력이 형성된다.
한편, 제1 메인 펌프(11)에 연결된 제1 유압라인에는 제1, 2 컨트롤 밸브 유닛(31, 32)이 배치될 수 있고, 제2 메인 펌프(12)에 연결된 제2 유압라인에는 제3, 4 컨트롤 밸브 유닛(34, 35)이 배치될 수 있다.
바이패스 컷 밸브는 메인 펌프로부터 작동유가 토출되는 유압라인 상에서 컨트롤 밸브 유닛(31, 32, 34, 35 참조)의 하류에 배치되고, 운전 중에는 폐쇄상태가 유지된다. 바이패스 컷 밸브는 복수로 제공될 수 있다. 좀 더 상세하게는 도 1을 참조하면, 제1 유압라인에 제1 바이패스 컷 밸브(33)가 배치될 수 있고, 제2 유압라인에 제2 바이패스 컷 밸브(36)가 배치될 수 있다.
즉, 제1 바이패스 컷 밸브(33)가 차단되면 제1 메인 펌프(11)에서부터 제1, 2 컨트롤 밸브 유닛(31, 32)이 연결되는 제1 유압라인에 압력이 형성된다. 또한, 제2 바이패스 컷 밸브(36)가 차단되면 제2 메인 펌프(12)에서부터 제3, 4 컨트롤 밸브 유닛(34, 35)이 연결되는 제2 유압라인에 압력이 형성된다.
바이패스 컨트롤 밸브는 솔레노이드 밸브(40 참조)일 수 있다. 바이패스 컨트롤 밸브는 폐쇄상태를 유지하고 있고, 전원이 인가되면 개방 상태로 전환된다. 건설기계를 일반적으로 운전하는 상황에서는 바이패스 컨트롤 밸브는 항상 개방된다.
이하 바이패스 컨트롤 밸브의 개방상태는 "On"이라 기재하고, 바이패스 컨트롤 밸브의 폐쇄상태는 "Off"이라 기재하여 설명한다.
따라서 일반적인 운전상태에서는 바이패스 컨트롤 밸브(40)가 "On"으로 제어되고, 이때 보조 펌프(13)와 바이패스 컷 밸브(33, 36 참조)가 연결된다. 즉, 바이패스 컨트롤 밸브(40)는 보조 펌프(13)로부터 토출되는 파일럿 작동유를 바이패스 컷 밸브(33, 36 참조)에 제공하고, 이로써 바이패스 컷 밸브(33, 36 참조)가 폐쇄된다.
제어부는 바이패스 컨트롤 밸브(40)의 개폐여부 또는 바이패스 컨트롤 밸브(41)의 압력을 제어할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 제어부는 어느 시점에 바이패스 컨트롤 밸브(40)를 개방할지, 폐쇄할지를 제어하여 스윙 모터(60)를 제어하는 것이다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법을 설명한다.
스윙 모터(60)의 작동이 개시되도록 조이스틱(70)을 조작하면 파일럿 라인에 압력이 형성된다(S11).
상술한 파일럿 라인에 형성된 압력이 제1압력(Ps)으로 형성되었는지가 판단된다(S12).
이후, 제1시간지연(D1)까지 바이패스 컨트롤 밸브(40)는 "On"이 유지된 후에 "Off"로 전환된다(S15, S16).
여기서, 바이패스 컨트롤 밸브(40)가 "On"을 유지함으로써, 제1, 2 바이패스 컷 밸브(33, 36)가 폐쇄되고, 제1, 2 유압라인에 압력이 형성된다. 그리고 조이스틱(70)이 조작된 상태이므로 제3 컨트롤 밸브 유닛(34)의 스풀이 움직여 제2 메인 펌프(12)에서 토출되는 작동유를 스윙 모터(60)에 제공한다. 즉, 스윙 모터(60)에서 작동유를 소모하게 되므로 제2메인 펌프(12)의 사판각도는 점차 커진다.
이후, 바이패스 컨트롤 밸브(40)는 "On"이 "Off"로 전환(S16)되면 제1메인 펌프(11)에서 작동유 토출유량이 증가되어 증가된 상태가 유지되고, 이때에도 제2 메인 펌프(12)에서 작동유 토출유량은 증가된 상태가 유지된다. 이로써 메이크업 라인(69)에는 충분한 유량이 공급되므로 최소 허용 압력보다는 높은 압력이 유지된다.
이후, 조이스틱(70)이 조작되어 스윙 모터(60)의 작동을 중지시키고자 하면, 조이스틱(70)의 파일럿 라인의 압력은 점차 감소된다(S17). 좀 더 상세하게는 파일럿 라인의 압력은 제1 압력(Ps)에서 제2 압력(Pe)으로 낮아진다. 제1압력(Ps)은 파일럿 라인에 형성된 압력이 보편적인 압력으로서 조이스틱(70)을 정상적으로 작동할 때에 형성되는 압력일 수 있다. 제2압력(Pe)는 제1압력(Ps)보다 작은 크기이지만 여전히 압력이 형성되어 있는 상태로 이해될 수 있다. 즉 제2압력(Pe)은 압력이 소멸되기 직전으로 매우 약한 압력일 수 있다.
파일럿 라인에 형성된 압력이 제2압력(Pe)에 도달되면(S18) 바이패스 컨트롤 밸브(40)는 제2시간지연(D2)의 시간동안 "Off"를 유지한 후에 "On"으로 전환된다(S19, S20).
한편 조이스틱(70)의 조작이 종료되는 것이므로 제2 메인 펌프(12)에서 토출되는 작동유 유량은 점차 감소한다.
그러나 바이패스 컨트롤 밸브(40)는 제2시간지연(D2) 동안에 "Off"가 유지됨으로써 제1, 2 메인 펌프(11, 12)에서 작동유를 계속 토출되도록 되는 것이다(S20).
이로써 제1, 2 메인 펌프(11, 12)에서 작동유 토출유량은 소량일지라도 계속 토출된다. 즉, 메이크업 라인(69)에는 적정한 압력이 형성되므로 최소 허용 압력보다는 높은 압력이 계속 유지된다.
특히, 스윙 모터(60)는 정지될 때에도 관성에 의해 스윙 모터 축이 계속 회전될 수 있는데, 이때 작동유를 흡입하는 쪽의 포트에서 부압이 형성될지라도 메이크업 라인(69)에는 충분한 압력과 작동유 유량확보 됨으로써 작동유를 여유롭게 보충 받을 수 있고, 이로써 스윙 모터(60)의 내부에 공동현상의 발생이 방지된다. 또한, 스윙 모터(60)에 안정적인 작동유를 계속 제공할 수 있음으로써 공동현상이 발생될 때에 생성되는 이상 소음의 발생을 방지할 수 있다.
한편, 파일럿 압력이 제1압력(Ps)에 도달되었는지를 판단(S12)한 다음에, 제2 메인 펌프(12)의 펌프 사판각을 입력 받을 수 있다(S13). 펌프 사판각이 설정 각도(θs)에 도달되었는지 판단하고(S14), 제2메인 펌프(12)의 사판 경전각도가 설정 각도(θs)에 도달된 시점(t11)부터 제1시간지연(D1)까지 바이패스 컨트롤 밸브(40)는 "On"이 유지된 후에 "Off"으로 전환시킬 수 있다(S15, S16).
상술한 바와 같이, 조이스틱(70)의 조작에 의한 파일럿 압력(>Ps)과 제2 메인 펌프(12)의 펌프 사판각(>θs)을 모두 사용하여 판단할 수 있다. 이와 같이, 펌프 사판각를 함께 활용하여 판단하면, 스윙 모터(60)의 선회 속도가 낮은 경우와 같이 메이크업(make-up)이 불필요한 조건에서는 작동유 유량을 바이패스 시키지 않을 수 있다. 즉 작동유의 과잉 소모를 방지함으로써 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
<제2 실시예>
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법 및 유압시스템에 대해서 설명한다. 첨부도면 도 4 및 도 5은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스윙 모터의 유압시스템의 제어방법을 설명하기 순서도 및 작동설명 도면이다. 본 발명의 제2실시예는 본 발명의 제1실시예의 하드웨어 구성은 동일하고, 제어방법에 있어서 차이가 있다. 따라서 제2실시예의 하드웨어 구성은 제1 실시예에 기재된 구성요소를 참조하여 설명한다.
스윙 모터(60)의 작동이 개시되도록 조이스틱(70)을 조작하면 파일럿 라인에 압력이 형성된다(S21). 이후, 상술한 파일럿 라인에 형성된 압력이 제1압력(Ps)으로 형성되었는지가 판단된다(S22). 한편, 바이패스 컨트롤 밸브(40)는 "On"상태가 계속 유지된다. 또한, 파일럿 라인의 압력이 제1압력(Ps) 이상으로 형성되면 제2 메인 펌프(12)의 펌프 사판각이 커지고, 이로써 메이크업 라인(69)에는 압력이 최소 허용압력보다 높고, 작동유 유량이 확보된 상태가 유지된다.
이후, 스윙 모터(60)의 작동이 종료되도록 조이스틱(70)을 조작하면 파일럿 라인에 압력이 변한다. 변화된 파일럿 라인의 압력 값을 입력 받는다(S25). 이후 상술한 파일럿 라인에 형성된 압력이 제2압력(Pe)으로 형성되었는지가 판단된다(S26). 여기서 파일럿 라인에 형성된 압력이 제2압력(Pe)으로 형성되었다는 의미는 스윙 모터(60)의 작동을 종료하도록 조이스틱(60)의 조작되었음을 인지하는 것이다.
이후, 바이패스 컨트롤 밸브(40)는 "On"이 "Off"로 전환(S27)된다. 바이패스 컨트롤 밸브(40)는 "On"이 "Off"로 전환된 시점(t3)부터 시간지연(D)의 시간동안 "Off"가 유지된다(S28). 이때 제1메인 펌프(11)에서 작동유 토출유량이 증가되어 증가된 상태가 유지되고, 이때에도 제2 메인 펌프(12)에서 작동유 토출유량은 비록 감소되지만 일정량 이상의 토출유량이 확보된 상태가 유지된다. 이로써 메이크업 라인(69)에는 충분한 압력이 형성되므로 최소 허용 압력보다는 높은 압력이 유지된다.
바이패스 컨트롤 밸브(40)는 시간지연(D) 동안에 "Off"가 유지됨으로써 제1, 2 바이패스 컷 밸브(33, 36)가 개방된다. 즉, 제1, 2메인 펌프(11, 12)는 유압시스템을 운전하는 동안에 최소의 유량을 토출하므로, 제1, 2 바이패스 컷 밸브(33, 36)을 통하여 제1, 2메인 펌프(11, 12)에서 토출되는 작동유 유량에 의해 메이크업 라인(69)에는 작동유가 일정한 압력을 유지하는 것이다.
즉, 스윙 모터(60)가 선회 정지될 때에 부압이 형성되어 작동유 보충이 필요한 상황이 발생하더라도 메이크업 라인(69)에는 작동유 유량에 여유가 있으므로 안정적으로 스윙 모터(60)에 작동유를 보충할 수 있게 된다.
이후, 시간지연(D)의 시간이 경과되면, 바이패스 컨트롤 밸브(40)는 "Off"에서 "On"으로 전환(S29)된다.
한편, 파일럿 압력이 제1압력(Ps)에 도달되었는지를 판단(S22)한 다음에, 제2 메인 펌프(12)의 펌프 사판각을 입력 받을 수 있다(S23). 펌프 사판각이 설정 각도(θs)에 도달되었는지 판단(S24)하고 나서 상술한 조이스틱(70)을 조작에 의해 파일럿 라인에 압력이 변할 때 그 변화된 파일럿 라인의 압력 값을 입력을 수 있다(S25).
상술한 바와 같이, 조이스틱(70)의 조작에 의한 파일럿 압력(>Ps)과 제2 메인 펌프(12)의 펌프 사판각(>θs)을 모두 사용하여 판단할 수 있다. 이와 같이, 펌프 사판각를 함께 활용하여 판단하면, 스윙 모터(60)의 선회 속도가 낮은 경우와 같이 메이크업(make-up)이 불필요한 조건에서는 작동유 유량을 바이패스 시키지 않을 수 있다. 즉 작동유의 과잉 소모를 방지함으로써 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
<제3 실시예>
이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법 및 유압시스템에 대해서 설명한다. 첨부도면 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스윙 모터의 유압시스템을 설명하기 위한 유압회로이다. 도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스윙 모터의 유압시스템의 제어방법을 설명하기 순서도 및 작동설명 도면이다.
본 발명의 제3실시예는 본 발명의 제1실시예에서 바이패스 컨트롤 밸브의 구성에 차이가 있다. 즉, 제1 실시예에 따른 바이패스 컨트롤 밸브(40)는 개폐제어가 On/Off 제어 되는 솔레노이드 밸브이지만, 제3 실시예에 따른 바이패스 컨트롤 밸브(41)는 전류 값에 비례하여 압력이 제어되는 전자비례감압밸브이다.
따라서 본 발명의 제3실시예는 제1실시예의 하드웨어를 참조하여 설명한다.
스윙 모터(60)의 작동이 개시되도록 조이스틱(70)을 조작하면 파일럿 라인에 압력이 형성된다(S31). 이후, 상술한 파일럿 라인에 형성된 압력이 제1압력(Ps)으로 형성되었는지가 판단된다(S32). 한편, 바이패스 컨트롤 밸브(41)는 "상대적 고압상태"가 계속 유지된다. 또한, 파일럿 라인의 압력이 제1압력(Ps) 이상으로 형성되면 제2 메인 펌프(12)의 펌프 사판각이 커지고, 이로써 메이크업 라인(69)에는 압력이 최소 허용압력보다 높고, 작동유 유량이 확보된 상태가 유지된다.
이후, 제1시간지연(D1)까지 바이패스 컨트롤 밸브(41)는 "상대적 고압상태"가 유지된 후에 "상대적 저압상태"로 전환된다(S35, S36).
상술한 상대적 고압상태는 바이패스 컷 밸브를 완전하게 닫았을 때의 압력일 수 있고, 상대적 저압상태는 바이패스 컷 밸브를 조금 열어 놓는 압력일 수 있다.
여기서, 바이패스 컨트롤 밸브(40)가 "저압상태"를 유지함으로써, 제1, 2 바이패스 컷 밸브(33, 36)가 조금 열리게 된다. 그리고 조이스틱(70)이 조작된 상태이므로 제3 컨트롤 밸브 유닛(34)의 스풀이 움직여 제2 메인 펌프(12)에서 토출되는 작동유를 스윙 모터(60)에 제공한다. 즉, 스윙 모터(60)에서 작동유를 소모하게 되므로 제2메인 펌프(12)의 사판각은 점차 커지고, 사판각이 커진 상태를 유지하게 된다.
이후, 조이스틱(70)이 조작되어 스윙 모터(60)의 작동을 중지시키고자 하면, 조이스틱(70)의 파일럿 라인의 압력은 점차 감소된다(S37). 좀 더 상세하게는 파일럿 라인의 압력은 제1 압력(Ps)에서 제2 압력(Pe)으로 낮아진다.
파일럿 라인에 형성된 압력이 제2압력(Pe)에 도달되면(S38) 바이패스 컨트롤 밸브(41)는 "저압태상태"에서 "고압상태"로 전환되어 제2시간지연(D2)의 후에 동안 "고압상태"가 유지되도록 제어된다(S39, S40).
한편 조이스틱(70)의 조작이 종료되는 것이므로 제2 메인 펌프(12)에서 토출되는 작동유 유량은 점차 감소한다.
그러나 바이패스 컨트롤 밸브(41)는 제2시간지연(D2)후까지 "저압상태"가 유지됨으로써 제1, 2 메인 펌프(11, 12)에서 작동유를 계속 토출되도록 되는 것이다(S40).
이로써 제1, 2 메인 펌프(11, 12)에서 작동유 토출유량은 소량일지라도 계속 토출된다. 즉, 메이크업 라인(69)에는 적정한 압력이 형성되므로 최소 허용 압력보다는 높은 압력이 계속 유지된다.
특히, 스윙 모터(60)는 정지될 때에도 관성에 의해 스윙 모터 축이 계속 회전될 수 있는데, 이때 작동유를 흡입하는 쪽의 포트에서 부압이 형성될지라도 메이크업 라인(69)에는 충분한 압력과 작동유 유량확보 됨으로써 작동유를 여유롭게 보충 받을 수 있고, 이로써 스윙 모터(60)의 내부에 공동현상의 발생이 방지된다. 또한, 스윙 모터(60)에 안정적인 작동유를 계속 제공할 수 있음으로써 공동현상이 발생될 때에 생성되는 이상 소음의 발생을 방지할 수 있다.
한편, 파일럿 압력이 제1압력(Ps)에 도달되었는지를 판단(S32)한 다음에, 제2 메인 펌프(12)의 펌프 사판각을 입력 받을 수 있다(S33). 펌프 사판각이 설정 각도(θs)에 도달되었는지 판단하고(S34), 제2메인 펌프(12)의 사판 경전각도가 설정 각도(θs)에 도달된 시점(t11)부터 제1시간지연(D1)까지 바이패스 컨트롤 밸브(41)는 "고압상태"가 유지된 후에 "저압상태"로 전환시킬 수 있다(S35, S36).
상술한 바와 같이, 조이스틱(70)의 조작에 의한 파일럿 압력(>Ps)과 제2 메인 펌프(12)의 펌프 사판각(>θs)을 모두 사용하여 판단할 수 있다. 이와 같이, 펌프 사판각를 함께 활용하여 판단하면, 스윙 모터(60)의 선회 속도가 낮은 경우와 같이 메이크업(make-up)이 불필요한 조건에서는 작동유 유량을 바이패스 시키지 않을 수 있다. 즉 작동유의 과잉 소모를 방지함으로써 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 바이패스 컨트롤 밸브(41)가 "고압상태"가 유지된 후에 "저압상태"로 전환될 때(S36)에 하강 기울기(S1)를 가질 수 있다. 또한, 바이패스 컨트롤 밸브(41)가 "저압상태"에서 "고압상태"로 전환될 때(S40)에 상승 기울기(S2)를 가질 수 있다.
즉, 하강 기울기(S1) 또는 상승 기울기(S2)를 설정함으로써 바이패스 컷 밸브(33, 36)의 개도량이 급격하게 변하는 것을 방지할 수 있고, 이로 인한 충격을 방지할 수 있다.
<제4 실시예>
이하, 도 9 및 도 10을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법 및 유압시스템에 대해서 설명한다. 첨부도면 도 9 및 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스윙 모터의 유압시스템의 제어방법을 설명하기 순서도 및 작동설명 도면이다.
본 발명의 제4실시예는 본 발명의 제3실시예에서 하드웨어 구성은 동일하고, 제어방법에 차이가 있다.
따라서 본 발명의 제4실시예는 제3실시예의 하드웨어를 참조하여 설명한다.
스윙 모터(60)의 작동이 개시되도록 조이스틱(70)을 조작하면 파일럿 라인에 압력이 형성된다(S41). 이후, 상술한 파일럿 라인에 형성된 압력이 제1압력(Ps)으로 형성되었는지가 판단된다(S42). 한편, 바이패스 컨트롤 밸브(41)는 "고압상태"가 계속 유지된다. 또한, 파일럿 라인의 압력이 제1압력(Ps) 이상으로 형성되면 제2 메인 펌프(12)의 펌프 사판각이 커지고, 이로써 메이크업 라인(69)에는 압력이 최소 허용압력보다 높고, 작동유 유량이 확보된 상태가 유지된다.
이후, 스윙 모터(60)의 작동이 종료되도록 조이스틱(70)을 조작하면 파일럿 라인에 압력이 변한다. 변화된 파일럿 라인의 압력 값을 입력 받는다(S45). 이후 상술한 파일럿 라인에 형성된 압력이 제2압력(Pe)으로 형성되었는지가 판단된다(S46). 여기서 파일럿 라인에 형성된 압력이 제2압력(Pe)으로 형성되었다는 의미는 스윙 모터(60)의 작동을 종료하도록 조이스틱(60)의 조작되었음을 인지하는 것이다.
이후, 바이패스 컨트롤 밸브(41)는 "고압상태"에서 "저압상태"로 전환(S47)된다. 바이패스 컨트롤 밸브(41)는 "고압상태"에서 "저압상태"로 전환된 시점(t3)부터 시간지연(D)의 시간 내에 "저압상태"가 되고 "저압상태"가 유지된다(S48). 이때 제1메인 펌프(11)에서 작동유 토출유량이 증가되어 증가된 상태가 유지되고, 이때에도 제2 메인 펌프(12)에서 작동유 토출유량은 비록 감소되지만 일정량 이상의 토출유량이 확보된 상태가 유지된다. 이로써 메이크업 라인(69)에는 충분한 압력이 형성되므로 최소 허용 압력보다는 높은 압력이 유지된다.
바이패스 컨트롤 밸브(41)는 시간지연(D) 동안에 "저압상태"가 유지됨으로써 제1, 2 바이패스 컷 밸브(33, 36)가 개방된다. 즉, 제1, 2메인 펌프(11, 12)는 유압시스템을 운전하는 동안에 최소의 유량을 토출하므로, 제1, 2 바이패스 컷 밸브(33, 36)을 통하여 제1, 2메인 펌프(11, 12)에서 토출되는 작동유 유량에 의해 메이크업 라인(69)에는 작동유가 일정한 압력을 유지하는 것이다.
즉, 스윙 모터(60)가 선회 정지될 때에 부압이 형성되어 작동유 보충이 필요한 상황이 발생하더라도 메이크업 라인(69)에는 작동유 유량에 여유가 있으므로 안정적으로 스윙 모터(60)에 작동유를 보충할 수 있게 된다.
이후, 시간지연(D)의 시간이 경과되면, 바이패스 컨트롤 밸브(41)는 "저압상태"에서 "고압상태"로 전환(S49)된다.
한편, 파일럿 압력이 제1압력(Ps)에 도달되었는지를 판단(S42)한 다음에, 제2 메인 펌프(12)의 펌프 사판각을 입력 받을 수 있다(S43). 펌프 사판각이 설정 각도(θs)에 도달되었는지 판단(S44)하고 나서 상술한 조이스틱(70)을 조작에 의해 파일럿 라인에 압력이 변할 때 그 변화된 파일럿 라인의 압력 값을 입력을 수 있다(S45).
상술한 바와 같이, 조이스틱(70)의 조작에 의한 파일럿 압력(>Ps)과 제2 메인 펌프(12)의 펌프 사판각(>θs)을 모두 사용하여 판단할 수 있다. 이와 같이, 펌프 사판각를 함께 활용하여 판단하면, 스윙 모터(60)의 선회 속도가 낮은 경우와 같이 메이크업(make-up)이 불필요한 조건에서는 작동유 유량을 바이패스 시키지 않을 수 있다. 즉 작동유의 과잉 소모를 방지함으로써 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 바이패스 컨트롤 밸브(41)가 "고압상태"가 유지된 후에 "저압상태"로 전환될 때(S36)에 하강 기울기(S1)를 가질 수 있다. 또한, 바이패스 컨트롤 밸브(41)가 "저압상태"에서 "고압상태"로 전환될 때(S40)에 상승 기울기(S2)를 가질 수 있다.
즉, 하강 기울기(S1) 또는 상승 기울기(S2)를 설정함으로써 바이패스 컷 밸브(33, 36) 의 개도량이 급격하게 변하는 것을 방지할 수 있고, 이로 인한 충격을 방지할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법 및 그 유압시스템은, 유압시스템에서 스윙 모터에 유량 보충이 필요한 상황일 때에 메이크업 라인에 작동유 유량을 여유 있게 확보할 수 있다. 이로써 스윙 모터에 유량이 보충되어야 하는 시점에 안정적으로 작동유 유량을 제공하여 스윙 모터의 내부에서 공동현상(cavitation)의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 공동현상이 발생될 때의 귀에 거슬리는 비정상적인 소음 발생을 방지할 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 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명에 따른 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법은, 스윙 모터가 선회 작동 후 정지될 때에 스윙 모터에 작동유를 공급하여 스윙 모터의 내부에서 공동현상(cavitation)의 발생을 방지하는 데에 이용될 수 있다.
11, 12: 제1, 2 메인 펌프
13: 보조 펌프
21, 22: 제1, 2 사판 경전각도 검출 유닛
30: 메인 컨트롤 밸브
31, 32, 34, 35: 제1, 2, 3, 4 컨트롤 밸브 유닛
33, 36: 제1, 2 바이패스 컷 밸브
40, 41: 바이패스 컨트롤 밸브
50: 바이패스 체크 밸브
60: 스윙 모터
61, 62: 제1, 2 포트
63, 64: 제1, 2 체크 밸브
65, 66: 제1, 2 릴리프 밸브
67, 68: 제1, 2 유압 라인
69: 메이크업 라인
70: 조이스틱
71, 72: 제1, 2 조이스틱 압력 센서

Claims (11)

  1. 메인 펌프;
    상기 메인 펌프에 연결된 유압라인 상에 배치되어 상기 작동유가 스윙 모터에 제공하도록 제어되는 컨트롤 밸브 유닛;
    상기 유압라인 상에서 상기 컨트롤 밸브 유닛의 하류에 배치되는 바이패스 컷 밸브;
    파일럿 작동유가 토출되는 보조 펌프;
    "On"일 때 상기 보조 펌프와 상기 바이패스 컷 밸브가 연결되어 상기 바이패스 컷 밸브가 폐쇄되도록 제어되는 바이패스 컨트롤 밸브;
    상기 파일럿 작동유가 상기 컨트롤 밸브 유닛에 제공되도록 조작되는 조이스틱; 및
    상기 바이패스 컨트롤 밸브를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 조이스틱의 조작에 의해 파일럿 라인에 제1압력(Ps)이 형성된 시점(t1) 후에 일정시간 지연시점(t2)까지 상기 바이패스 컨트롤 밸브는 "On"이 유지된 후에 "Off"로 전환되고, 상기 파일럿 라인에 형성된 압력이 제2압력(Pe)에 도달되면(t3) 상기 바이패스 컨트롤 밸브는 제2시간지연(D)후(t4)에 "Off"에서 "On"으로 전환되어 "On"이 유지되도록 제어되는 것
    을 특징으로 하는 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법.
  2. 메인 펌프;
    상기 메인 펌프에 연결된 유압라인 상에 배치되어 상기 작동유가 스윙 모터에 제공하도록 제어되는 컨트롤 밸브 유닛;
    상기 유압라인 상에서 상기 컨트롤 밸브 유닛의 하류에 배치되는 바이패스 컷 밸브;
    파일럿 작동유가 토출되는 보조 펌프;
    "On"일 때 상기 보조 펌프와 상기 바이패스 컷 밸브가 연결되어 상기 바이패스 컷 밸브가 폐쇄되도록 제어되는 바이패스 컨트롤 밸브;
    상기 파일럿 작동유가 상기 컨트롤 밸브 유닛에 제공되도록 조작되는 조이스틱; 및
    상기 바이패스 컨트롤 밸브를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 조이스틱의 조작에 의해 파일럿 라인에 제1압력(Ps)이 형성되고(t1) 상기 메인 펌프의 사판 경전각도가 설정 각도(θs)에 도달된 시점(t11)부터 제1시간지연(D1) 시점(t2)까지 상기 바이패스 컨트롤 밸브는 "On"이 유지된 후에 "Off"으로 전환되고, 상기 파일럿 라인에 형성된 압력이 제2압력(Pe)에 도달된 시점(t3)부터 제2시간지연(D2)후(t4)에 상기 바이패스 컨트롤 밸브는 "Off"에서 "On"으로 전환되도록 제어되는 것
    을 특징으로 하는 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법.
  3. 메인 펌프;
    상기 메인 펌프에 연결된 유압라인 상에 배치되어 상기 작동유가 스윙 모터에 제공하도록 제어되는 컨트롤 밸브 유닛;
    상기 유압라인 상에서 상기 컨트롤 밸브 유닛의 하류에 배치되는 바이패스 컷 밸브;
    파일럿 작동유가 토출되는 보조 펌프;
    "On"일 때 상기 보조 펌프와 상기 바이패스 컷 밸브가 연결되어 상기 바이패스 컷 밸브가 폐쇄되도록 제어되는 바이패스 컨트롤 밸브;
    상기 파일럿 작동유가 상기 컨트롤 밸브 유닛에 제공되도록 조작되는 조이스틱; 및
    상기 바이패스 컨트롤 밸브를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 조이스틱의 조작에 의해 파일럿 라인에 제1압력(Ps)이 형성된 시점(t1)후에 상기 파일럿 라인에 형성된 압력이 제2압력(Pe)에 도달될 때(t3)까지 상기 바이패스 컨트롤 밸브는 "On"이 유지된 후에 "Off"으로 전환되고, 시간지연(D)의 시간동안 "Off"가 유지된 후(t4)에 상기 바이패스 컨트롤 밸브는 "On"으로 전환되어 "On"이 유지되도록 제어되는 것
    을 특징으로 하는 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법.
  4. 메인 펌프;
    상기 메인 펌프에 연결된 유압라인 상에 배치되어 상기 작동유가 스윙 모터에 제공하도록 제어되는 컨트롤 밸브 유닛;
    상기 유압라인 상에서 상기 컨트롤 밸브 유닛의 하류에 배치되는 바이패스 컷 밸브;
    파일럿 작동유가 토출되는 보조 펌프;
    "On"일 때 상기 보조 펌프와 상기 바이패스 컷 밸브가 연결되어 상기 바이패스 컷 밸브가 폐쇄되도록 제어되는 바이패스 컨트롤 밸브;
    상기 파일럿 작동유가 상기 컨트롤 밸브 유닛에 제공되도록 조작되는 조이스틱; 및
    상기 바이패스 컨트롤 밸브를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 조이스틱의 조작에 의해 파일럿 라인에 제1압력(Ps)이 형성되고(t1) 상기 메인 펌프의 사판 경전각도가 설정 각도(θs)보다 크고, 상기 파일럿 라인에 형성된 압력이 제2압력(Pe)에 도달될 때(t3)까지 상기 바이패스 컨트롤 밸브는 "On"이 유지된 후에 "Off"으로 전환되고, 이 전환시점(t3)부터 시간지연(D)의 시간동안 "Off"가 유지된 후(t4)에 상기 바이패스 컨트롤 밸브는 "On"으로 전환되어 "On"이 유지되도록 제어되는 것
    을 특징으로 하는 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법.
  5. 메인 펌프;
    상기 메인 펌프에 연결된 유압라인 상에 배치되어 상기 작동유가 스윙 모터에 제공하도록 제어되는 컨트롤 밸브 유닛;
    상기 유압라인 상에서 상기 컨트롤 밸브 유닛의 하류에 배치되는 바이패스 컷 밸브;
    파일럿 작동유가 토출되는 보조 펌프;
    전류 값 크기에 비례하여 압력이 제어되고, 전류가 인가되었을 때에 상기 보조 펌프와 상기 바이패스 컷 밸브가 연결되어 상기 바이패스 컷 밸브가 폐쇄되도록 제어되는 바이패스 컨트롤 밸브;
    상기 파일럿 작동유가 상기 컨트롤 밸브 유닛에 제공되도록 조작되는 조이스틱; 및
    상기 바이패스 컨트롤 밸브를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 조이스틱의 조작에 의해 파일럿 라인에 제1압력(Ps)이 형성된 후(t1)에 제1시간지연(D1)후에 상기 바이패스 컨트롤 밸브에 인가되는 전류 값 크기가 제1 전류 값에서 제2 전류 값으로 감소되고, 상기 파일럿 라인에 형성된 압력이 제2압력(Pe)에 도달되면(t3) 제2압력(Pe)에 도달된 시점(t3)부터 제2시간지연(D2)이 경과된(t4) 후에 전류 값 크기가 상기 제2 전류 값에서 상기 제1 전류 값으로 증가되도록 제어되는 것
    을 특징으로 하는 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법.
  6. 메인 펌프;
    상기 메인 펌프에 연결된 유압라인 상에 배치되어 상기 작동유가 스윙 모터에 제공하도록 제어되는 컨트롤 밸브 유닛;
    상기 유압라인 상에서 상기 컨트롤 밸브 유닛의 하류에 배치되는 바이패스 컷 밸브;
    파일럿 작동유가 토출되는 보조 펌프;
    전류 값 크기에 비례하여 압력이 제어되고, 전류가 인가되었을 때에 상기 보조 펌프와 상기 바이패스 컷 밸브가 연결되어 상기 바이패스 컷 밸브가 폐쇄되도록 제어되는 바이패스 컨트롤 밸브;
    상기 파일럿 작동유가 상기 컨트롤 밸브 유닛에 제공되도록 조작되는 조이스틱; 및
    상기 바이패스 컨트롤 밸브를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 조이스틱의 조작에 의해 파일럿 라인에 제1압력(Ps)이 형성되고(t1) 상기 메인 펌프의 사판 경전각도가 설정 각도(θs)에 도달된 시점(t11)부터 제1시간지연(D1)후에 상기 바이패스 컨트롤 밸브에 인가되는 전류 값 크기가 제1 전류 값에서 제2 전류 값으로 감소되고, 상기 파일럿 라인에 형성된 압력이 제2압력(Pe)에 도달되면(t3) 상기 제2압력(Pe)에 도달된 시점(t3)부터 제2시간지연(D2)이 경과된(t4) 후에 전류 값 크기가 상기 제2 전류 값에서 상기 제1 전류 값으로 증가되도록 제어되는 것
    을 특징으로 하는 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법.
  7. 메인 펌프;
    상기 메인 펌프에 연결된 유압라인 상에 배치되어 상기 작동유가 스윙 모터에 제공하도록 제어되는 컨트롤 밸브 유닛;
    상기 유압라인 상에서 상기 컨트롤 밸브 유닛의 하류에 배치되는 바이패스 컷 밸브;
    파일럿 작동유가 토출되는 보조 펌프;
    전류 값 크기에 비례하여 압력이 제어되고, 전류가 인가되었을 때에 상기 보조 펌프와 상기 바이패스 컷 밸브가 연결되어 상기 바이패스 컷 밸브가 폐쇄되도록 제어되는 바이패스 컨트롤 밸브;
    상기 파일럿 작동유가 상기 컨트롤 밸브 유닛에 제공되도록 조작되는 조이스틱; 및
    상기 바이패스 컨트롤 밸브를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 조이스틱의 조작에 의해 파일럿 라인에 제1압력(Ps)이 형성된(t1) 후에 상기 파일럿 라인에 형성된 압력이 제2압력(Pe)에 도달될 때(t3)까지 상기 바이패스 컨트롤 밸브에 인가되는 전류 값은 제1 전류 값이 유지된 후에 시간지연(D)의 시간동안 제2 전류 값으로 감소되고, 상기 제2 전류 값이 유지된(t4) 후에 제1 전류 값으로 증가되어 상기 제1 전류 값이 유지되도록 제어되는 것
    을 특징으로 하는 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법.
  8. 메인 펌프;
    상기 메인 펌프에 연결된 유압라인 상에 배치되어 상기 작동유가 스윙 모터에 제공하도록 제어되는 컨트롤 밸브 유닛;
    상기 유압라인 상에서 상기 컨트롤 밸브 유닛의 하류에 배치되는 바이패스 컷 밸브;
    파일럿 작동유가 토출되는 보조 펌프;
    전류 값 크기에 비례하여 압력이 제어되고, 전류가 인가되었을 때에 상기 보조 펌프와 상기 바이패스 컷 밸브가 연결되어 상기 바이패스 컷 밸브가 폐쇄되도록 제어되는 바이패스 컨트롤 밸브;
    상기 파일럿 작동유가 상기 컨트롤 밸브 유닛에 제공되도록 조작되는 조이스틱; 및
    상기 바이패스 컨트롤 밸브를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 조이스틱의 조작에 의해 파일럿 라인에 제1압력(Ps)이 형성되고(t1) 상기 메인 펌프의 사판 경전각도가 설정 각도(θs)보다 크고(t11), 상기 파일럿 라인에 형성된 압력이 제2압력(Pe)에 도달될 때(t3)까지 상기 바이패스 컨트롤 밸브에 인가되는 전류 값은 제1 전류 값이 유지된 후에 상기 시간지연(D)의 시간 동안 제2 전류 값으로 감소되고 상기 제2 전류 값이 유지된(t4) 후에 제1 전류 값으로 증가되어 상기 제1 전류 값이 유지되도록 제어되는 것
    을 특징으로 하는 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바이패스 컨트롤 밸브가 "제1 전류 값"이 유지된 후에 "제2 전류 값"으로 전환될 때에 하강 기울기(S1)가 설정되고,
    상기 바이패스 컨트롤 밸브(41)가 "제2 전류 값"에서 "제1 전류 값"으로 전환될 때에 상승 기울기(S2)가 설정되는 것
    을 특징으로 하는 유압시스템에서 스윙 모터의 제어방법.
  10. 제9항에 기재된 스윙 모터의 제어방법이 적용된 유압시스템.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 스윙 모터의 제어방법이 적용된 유압시스템.
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