KR20180026886A - 건설장비에서의 유압펌프 유량 제어 시스템 - Google Patents

건설장비에서의 유압펌프 유량 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건설장비에서의 유압펌프 유량 제어 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 입력된 파일럿 제어 압력에 의해서 가변용량형 유압펌프의 사판각을 제어하여 가변용량형 유압펌프에서 메인 컨트롤 밸브에 인가되는 유량을 제어하는 유압식 펌프 레귤레이터를 구비하는 건설장비에서의 유압펌프 유량 제어 시스템으로서, 조종 레버의 조작 신호에 따라 가변용량형 유압펌프의 유량을 제어하기 위한 제어부와; 상기 제어부로부터 인가되는 유량 제어신호에 따라 사판 제어 유압을 조절하는 제1 전자비례제어밸브와; 상기 제1 전자비례제어밸브로부터 인가되는 유압과 메인 컨트롤 밸브로부터 네거티브 라인을 통해 인가되는 유압 중에서 큰 유압을 유압식 펌프 레귤레이터에 전달하는 셔틀밸브와; 상기 메인 컨트롤 밸브로부터 셔틀밸브에 연결된 네거티브 라인에 설치되어, 상기 제어부로부터 인가되는 제어신호에 따라 메인 컨트롤 밸브로부터 셔틀밸브에 인가되는 유압을 절환하는 제2 전자비례제어밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설장비에서의 유압펌프 유량 제어 시스템을 제시한다.
본 발명에 의하면, 기존 네거티브 제어방식의 유압펌프 유량 제어 시스템에 전자비례제어밸브를 적용하여 유압펌프의 토출 유량을 제어함으로써, 유압에 의해 작업장치를 구동하여 작업을 수행하는 경우에 메인 컨트롤 밸브로부터 네거티브 라인을 통해 출력되는 유압을 사용하지 않고 조종 레버의 조작에 따라 유압펌프의 토출 유량을 제어하여서, 유압펌프의 토출 유량 제어에 따른 유압 손실을 방지하여 연비를 향상시킴과 아울러 복수의 유압펌프를 작업장치의 부하에 따라 독립적으로 제어하여서 부하별 최적 유량을 제어할 수 있다. 이처럼, 본 발명은 기존 유압식 유량제어 펌프 시스템의 장점을 그대로 이용하면서 전자제어 방식을 적용하여 연비를 향상시킴으로써 장비의 성능을 개선할 수 있으며, 유압펌프를 독립적으로 제어하여서 제어의 자유도를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 가변용량형 유압펌프의 유량 제어를 위한 사판 제어 유압을 조절하는 전자비례제어밸브에 고장이 발생하는 경우에도 기존 유압식으로 유압펌프의 유량을 제어할 수 있게 함으로써 고장에 강인한 시스템을 구현할 수 있다.

Description

건설장비에서의 유압펌프 유량 제어 시스템{Hydraulic Pump Flow control system in Construction Equipment}
본 발명은 유압펌프에 의해 생성된 유압에 의해 작업장치를 구동하여 작업을 수행하는 건설장비에서의 유압펌프 유량 제어 시스템에 관한 것으로, 기존 네거티브 제어방식의 유압펌프 유량 제어 시스템에 전자비례제어밸브를 적용하여 유압펌프의 토출 유량을 제어함으로써, 유압에 의해 작업장치를 구동하여 작업을 수행하는 경우에 메인 컨트롤 밸브(main control valve)로부터 네거티브 라인을 통해 출력되는 유압을 사용하지 않고 조종 레버의 조작에 따라 유압펌프의 토출 유량을 제어하여서, 유압펌프의 토출 유량 제어에 따른 유압 손실을 방지하여 연비를 향상시킴과 아울러 복수의 유압펌프를 작업장치의 부하에 따라 독립적으로 제어하고 유압펌프를 미세 조작 가능케 하여서 건설장비의 조작성능을 향상시키도록 하는 건설장비에서의 유압펌프 유량 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 굴삭기, 휠 로더 등의 건설장비는 메인 컨트롤 밸브를 통과하는 바이패스 유량의 변화에 따른 네거티브 압의 증감에 따라 유압펌프의 레귤레이터를 제어하여 유압펌프의 토출 유량을 조절하는 네거티브 제어방식의 유압펌프 유량 제어 시스템이 적용되고 있다.
도 1은 종래 굴삭기, 휠 로더 등의 건설장비에 적용된 네거티브 제어방식의 유압펌프 유량 제어 시스템이다.
종래의 네거티브 제어방식의 유압펌프 유량 제어 시스템은 엔진(10)에 의해 구동되어 유압을 발생하는 가변용량형 유압펌프(11)와, 작업장치 및 모터 등으로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 메인 컨트롤 밸브(12)와, 메인 컨트롤 밸브(12)로부터 네거티브 라인(16)을 통해 인가되는 유압에 따라 사판(17)의 경사각을 제어하여 가변용량형 유압펌프(11)의 토출 유량을 제어하기 위한 유압식 펌프 레귤레이터(13)로 구성되어 있다.
운전자가 작업을 위해 리모트 컨트롤 밸브(15)를 조작하면 2차 압력이 메인 컨트롤 밸브(12)의 제어스풀로 전달되고, 스풀절환에 의해 네거티브 라인(16)을 통해 바이패스되는 압유가 줄어 네거티브 제어 압력은 낮아지게 되며, 이 압력은 펌프 레귤레이터(13)로 전달되어 가변용량형 유압펌프(11)의 토출 유량을 증가시켜 준다.
이와 같은 종래의 네거티브 제어방식의 유압펌프 유량 제어시스템은 메인 컨트롤 밸브(12)의 바이패스 유량만으로 펌프 유량을 제어하기 때문에 간단한 회로구조로 유압시스템의 제어가 가능하다.
그러나, 종래의 네거티브 제어방식의 유압펌프 유량 제어 시스템은 펌프 레귤레이터(13)에 의해 가변용량형 유압펌프(11)의 토출 유량을 제어하는 경우 메인 컨트롤 밸브(12)로부터 네거티브 라인(16)을 통해 인가되는 유압에 의해 가변용량형 유압펌프(11)의 유량을 제어함에 기인하여, 작업시 작업장치에 공급할 유압을 유압펌프(11)의 유량 제어에 사용하게 되어 유압 손실을 유발하므로 엔진(10)의 연비를 저하시키고, 복수의 유압펌프(11)를 작업장치의 부하에 따라 독립적으로 제어할 수 없으며, 유압펌프(11)의 유량 제어를 미세하게 할 수 없어서 건설장비의 조작성능을 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 기존 네거티브 제어방식의 유압펌프 유량 제어 시스템에 전자비례제어밸브를 적용하여 유압펌프의 토출 유량을 제어함으로써, 유압에 의해 작업장치를 구동하여 작업을 수행하는 경우에 메인 컨트롤 밸브로부터 네거티브 라인을 통해 출력되는 유압을 사용하지 않고 조종 레버의 조작에 따라 유압펌프의 토출 유량을 제어하여서, 유압펌프의 토출 유량 제어에 따른 유압 손실을 방지하여 연비를 향상시킴과 아울러 복수의 유압펌프를 작업장치의 부하에 따라 독립적으로 제어하고 유압펌프를 미세 조작 가능케 하여서 건설장비의 조작성능을 향상시키도록 하는 건설장비에서의 유압펌프 유량 제어 시스템을 제공함에 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 입력된 파일럿 제어 압력에 의해서 가변용량형 유압펌프의 사판각을 제어하여 가변용량형 유압펌프에서 메인 컨트롤 밸브에 인가되는 유량을 제어하는 유압식 펌프 레귤레이터를 구비하는 건설장비에서의 유압펌프 유량 제어 시스템으로서, 조종 레버의 조작 신호에 따라 가변용량형 유압펌프의 유량을 제어하기 위한 제어부와; 상기 제어부로부터 인가되는 유량 제어신호에 따라 사판 제어 유압을 조절하는 제1 전자비례제어밸브와; 상기 제1 전자비례제어밸브로부터 인가되는 유압과 메인 컨트롤 밸브로부터 네거티브 라인을 통해 인가되는 유압 중에서 큰 유압을 유압식 펌프 레귤레이터에 전달하는 셔틀밸브와; 상기 메인 컨트롤 밸브로부터 셔틀밸브에 연결된 네거티브 라인에 설치되어, 상기 제어부로부터 인가되는 제어신호에 따라 메인 컨트롤 밸브로부터 셔틀밸브에 인가되는 유압을 절환하는 제2 전자비례제어밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설장비에서의 유압펌프 유량 제어 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 건설장비에서의 유압펌프 유량 제어 시스템에 의하면, 상기 조종 레버의 조작시에 그 조작량에 따라 생성되는 압력을 검출하여 해당 압력 검출신호를 조종 레버 조작신호로서 제어부에 인가하는 압력센서를 더 포함한다.
그리고, 본 발명에 따른 건설장비에서의 유압펌프 유량 제어 시스템에 의하면, 상기 제어부는 메인 컨트롤 밸브를 통해 작업장치 구동용 유압실린더에 유압을 공급해서 작업을 수행하는 경우에 제2 전자비례제어밸브에 의해 메인 컨트롤 밸브로부터의 유압이 네거티브 라인을 통해 셔틀밸브에 인가되지 않게 한다.
또한, 본 발명에 따른 건설장비에서의 유압펌프 유량 제어 시스템에 의하면, 상기 제어부는 메인 컨트롤 밸브를 통한 작업장치 구동용 유압실린더로의 유압 공급을 중지하여 작업을 중단한 경우에 제2 전자비례제어밸브에 의해 메인 컨트롤 밸브로부터의 압유를 드레인 탱크에 유출한다.
아울러, 본 발명에 따른 건설장비에서의 유압펌프 유량 제어 시스템에 의하면, 상기 제어부는 제1 전자비례제어밸브에 고장이 발생한 상태에서 메인 컨트롤 밸브를 통해 작업장치 구동용 유압실린더에 유압을 공급해서 작업을 수행하는 경우, 제2 전자비례제어밸브에 의해 메인 컨트롤 밸브로부터의 유압을 네거티브 라인을 통해 셔틀밸브에 인가하여서, 셔틀밸브로 하여금 메인 컨트롤 밸브로부터의 유압을 유압식 펌프 레귤레이터에 인가케 한다.
본 발명에 의하면, 기존 네거티브 제어방식의 유압펌프 유량 제어 시스템에 전자비례제어밸브를 적용하여 유압펌프의 토출 유량을 제어함으로써, 유압에 의해 작업장치를 구동하여 작업을 수행하는 경우에 메인 컨트롤 밸브로부터 네거티브 라인을 통해 출력되는 유압을 사용하지 않고 조종 레버의 조작에 따라 유압펌프의 토출 유량을 제어하여서, 유압펌프의 토출 유량 제어에 따른 유압 손실을 방지하여 연비를 향상시킴과 아울러 복수의 유압펌프를 작업장치의 부하에 따라 독립적으로 제어하여서 부하별 최적 유량을 제어할 수 있다. 이처럼, 본 발명은 기존 유압식 유량제어 펌프 시스템의 장점을 그대로 이용하면서 전자제어 방식을 적용하여 연비를 향상시킴으로써 장비의 성능을 개선할 수 있으며, 유압펌프를 독립적으로 제어하여서 제어의 자유도를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 가변용량형 유압펌프의 유량 제어를 위한 사판 제어 유압을 조절하는 전자비례제어밸브에 고장이 발생하는 경우에도 기존 유압식으로 유압펌프의 유량을 제어할 수 있게 함으로써 고장에 강인한 시스템을 구현할 수 있다.
도 1은 종래 건설장비에서의 유압펌프 유량 제어 시스템을 도시한 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 건설장비에서의 유압펌프 유량 제어 시스템을 예시한 도이다.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 하나의 실시예로서 설명하는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
본 발명은 기존 네거티브 제어방식의 유압펌프 유량 제어 시스템에 전자비례제어밸브를 적용하여 유압펌프의 토출 유량을 제어함으로써, 유압에 의해 작업장치를 구동하여 작업을 수행하는 경우에 메인 컨트롤 밸브로부터 네거티브 라인을 통해 출력되는 유압을 사용하지 않고 조종 레버의 조작에 따라 유압펌프의 토출 유량을 제어하여서, 유압펌프의 토출 유량 제어에 따른 유압 손실을 방지하여 연비를 향상시킴과 아울러 복수의 유압펌프를 작업장치의 부하에 따라 독립적으로 제어하고 유압펌프를 미세 조작 가능케 하여서 건설장비의 조작성능을 향상시키도록 구현된다.
이와 같이 구현하기 위한 본 발명에 따른 건설장비에서의 유압펌프 유량 제어 시스템은 도 2에 예시된 바와 같이 이루어진다. 조종 레버(120)는 운전자의 수동 조작에 의해 작업장치의 구동을 제어하기 위한 것이다. 압력센서(PS)는 운전자의 수동 조작에 의한 조종 레버(120)의 조작시에 그 조작량에 따라 생성되는 압력을 검출하여 해당 압력 검출신호를 조종 레버 조작신호로서 제어부(130)에 인가한다. 제어부(130)는 조종 레버(120)로부터의 조종 레버 조작신호에 의거하여 조종 레버(120)의 조작량을 파악하여 그에 대응되는 유량제어를 위한 제어신호를 전자비례제어밸브(150)에 출력한다.
전자비례제어밸브(150)는 파일롯신호압(PP)을 입력받는데, 제어부(130)로부터 인가되는 유량 제어신호에 따라 출력 유압을 조절하여 셔틀밸브(170)에 인가한다. 셔틀밸브(170)는 전자비례제어밸브(150)로부터 인가되는 유압과 메인 컨트롤 밸브(112)로부터 네거티브 라인(116)을 통해 인가되는 유압 중에서 큰 유압을 유압식 펌프 레귤레이터(140)에 전달한다.
유압식 펌프 레귤레이터(140)는 셔틀밸브(170)로부터 인가되는 유압(Pi1, Pi2)에 따라 사판 구동용 서보 피스톤(145)에 작동 유압을 인가하여 서보피스톤(145)에 의해 사판(117)의 경사각을 조절하여서 가변용량형 유압펌프(111)의 토출 유량을 제어하되, 소속된 가변용량형 유압펌프(111)로부터 메인 컨트롤 밸브(112)에 인가되는 작업장치 유압(P1, P2)과 메인 컨트롤 밸브(112)로부터 인가되는 궤환유압(Pf)에 의거하여 작업장치 부하를 반영하여서 가변용량형 유압펌프(111)의 토출 유량을 제어한다.
유압식 펌프 레귤레이터(140)는 스풀(41), 메인 피스톤(42) 및 보조 피스톤(43)을 포함한다. 스풀(41)은 가변용량형 유압펌프(111)로부터 토출되는 유압(P2)에 의해 구동되는 메인 피스톤(42)이나 셔틀밸브(170)로부터 인가되는 유압(Pi1, Pi2)에 구동되는 보조 피스톤(43)에 의해 전환되고, 스풀(41)의 전환으로 제어되는 연결부재(45)를 통해 가변용량형 유압펌프(111)의 사판(117)과 연결되는 서보 피스톤(145)을 제어한다. 서보 피스톤(145)은 사판(117)의 각도를 조절하여 가변용량형 유압펌프(111)에서 토출되는 압유의 유량을 제어한다.
메인 컨트롤 밸브(112)는 가변용량형 유압펌프(111)로부터 인가되는 유압의 흐름을 제어하여서 붐(Boom), 암(Arm) 버킷(Bucket) 등의 작업장치를 구동하기 위한 작업장치 구동용 유압실린더(200)에 유압을 출력함으로써 작업장치를 구동시킨다. 가변용량형 유압펌프(111)는 붐, 암, 버킷 등과 같은 복수의 작업장치를 구동하기 위한 복수의 작업장치 구동용 유압실린더(200)에 작동 유압을 공급한다. 도 2에는 도시하지 않았지만 엔진(110)에 의해 가변용량형 유압펌프(111)와 함께 구동하여 파일럿신호압을 공급하기 위한 보조펌프를 구비한다. 그리고, 도 2의 도면에는 메인 컨트롤 밸브(112)를 하나로 도시하였으나, 메인 컨트롤 밸브(112)는 복수의 메인 컨트롤 밸브를 포함할 수 있으며, 각각의 메인 컨트롤 밸브는 자체에 소속된 가변용량형 유압펌프(111)로부터 유압을 공급받아서 자체에 소속된 작업장치 구동용 유압실린더(200)에 대한 유압 공급을 제어할 수 있다.
전자비례제어밸브(160)는 메인 컨트롤 밸브(112)로부터 셔틀밸브(170)에 연결된 네거티브 라인(116)에 설치되어, 메인 컨트롤 밸브(112)로부터 네거티브 라인(116)을 통해 셔틀밸브(170)에 인가되는 유압을 절환한다. 전자비례밸브(160)는 제어부(130)로부터 인가되는 제어신호에 따라 메인 컨트롤 밸브(112)로부터 셔틀밸브(170)에 인가되는 유압을 절환 한다.
전자비례제어밸브(160)는 메인 컨트롤 밸브(112)를 통해 작업장치 구동용 유압실린더(200)에 유압을 공급하여서 작업장치를 구동하여 작업을 수행하는 경우에, 제어부(130)로부터의 제어신호에 따라 메인 컨트롤 밸브(112)로부터의 유압이 네거티브 라인(116)을 통해 셔틀밸브(170)에 인가되지 않게 함으로써, 셔틀밸브(170)로 하여금 전자비례제어밸브(150)로부터의 유압을 가변용량형 유압펌프(111)의 토출 유량 제어를 위한 용도로 유압식 펌프 레귤레이터(140)에 인가케 하여서, 메인 컨트롤 밸브(120)로부터의 유압이 가변용량형 유압펌프(111)의 토출 유량 제어를 위한 용도로 유압식 펌프 레귤레이터(140)에 인가되지 않게 하여 작업장치에 의한 작업시에 가변용량형 유압펌프(111)의 유압 손실을 방지케 한다.
또한, 전자비례제어밸브(160)는 작업장치에 의한 작업을 중지하는 경우에, 제어부(130)로부터의 제어신호에 따라 메인 컨트롤 밸브(112)로부터의 압유를 드레인 탱크에 유출시켜서 작업 정지시 메인 컨트롤 밸브(112)의 중립 유압을 배출하여 준다.
제어부(130)는 조종 레버(120)의 조작에 따라 가변용량형 유압펌프(111)의 토출 유량을 제어하기 위한 제반 제어 처리를 수행한다. 제어부(130)는 조종 레버(120)의 조작에 의해 작업장치를 구동하여 작업 수행하는 경우에, 유량제어를 위한 제어신호를 전자비례제어밸브(150)에 출력하여서 전자비례제어밸브(150)에 의해 셔틀밸브(170)를 경유하여 유압식 펌프 레귤레이터(140)에 유압을 인가함으로써 유압식 펌프 레귤레이터(140)로 하여금 해당 유압에 의해 서보 피스톤(145)을 제어하여서 서보 피스톤(145)에 의해 사판(117)의 각도를 제어하여 가변용량형 유압펌프(111)의 토출 유량을 제어케 한다.
이처럼 제어부(130)가 전자비례제어밸브(150)에 의해 셔틀밸브(170)를 경유하여 유압식 펌프 레귤레이터(140)에 유압을 인가하여서 유압식 펌프 레귤레이터(140)에 의해 서보 피스톤(145)을 제어하여 서보 피스톤(145)에 의해 사판(117)의 각도를 제어함으로써 가변용량형 유압펌프(111)의 토출 유량을 제어하여 작업장치 구동용 유압실린더(200)에 유압을 공급하여서 작업장치에 의해 작업을 수행하는 경우에, 전자비례제어밸브(160)에 제어신호를 출력하여 전자비례제어밸브(160)에 의해 메인 컨트롤 밸브(112)로부터의 유압이 네거티브 라인(116)을 통해 셔틀밸브(170)에 인가되지 않게 함으로써 메인 컨트롤 밸브(120)로부터 유압식 펌프 레귤레이터(140)에 유압펌프 유량 제어를 위한 유압이 출력되지 않게 하여 작업장치에 의한 작업시에 가변용량형 유압펌프(111)의 유압 손실을 방지하여서 엔진(110)의 연비를 향상시킨다.
또한, 제어부(130)는 조종 레버(120)의 조작에 의해 작업장치의 구동을 중단하여 작업 중단하는 경우에, 전자비례제어밸브(160)에 제어신호를 인가하여 전자비례제어밸브(160)에 의해 메인 컨트롤 밸브(112)로부터의 압유를 드레인 탱크에 유출시켜서 작업 정지시 메인 컨트롤 밸브(112)의 중립 유압을 배출시킨다.
아울러, 제어부(130)는 전자비례제어밸브(150)에 고장이 발생한 상태에서 작업장치에 의해 작업을 수행하는 경우, 전자비례제어밸브(160)에 제어신호를 인가하여 전자비례제어밸브(160)에 의해 메인 컨트롤 밸브(112)로부터의 유압을 네거티브 라인(116)을 통해 셔틀밸브(170)에 인가함으로써, 셔틀밸브(170)로 하여금 메인 컨트롤 밸브(112)로부터 네거티브 라인(116)을 통해 인가되는 유압을 유압식 펌프 레귤레이터(140)에 인가케 하여서, 유압식 펌프 레귤레이터(140)가 해당 유압에 의해 서보 피스톤(145)의 구동을 제어하여서 사판(117)의 각도를 제어하여 가변용량형 유압펌프(111)의 토출 유량을 제어케 한다. 이에, 전자비례제어밸브(150)의 고장 발생시에도 유압식 펌프 레귤레이터(140)가 메인 컨트롤 밸브(112)로부터 네거티브 라인(116)을 통해 인가되는 유압을 이용하여 가변용량형 유압펌프(111)의 토출 유량을 제어케 할 수 있으므로, 전자비례제어밸브(150)의 고장 발생시에도 가변용량형 유압펌프(111)의 비상 가동이 가능하다.
상술한 바와 같은 기능을 구비하는 본 발명에 따른 유압펌프 유량 제어 시스템은 다음과 같이 작용하여 가변용량형 유압펌프(111)의 토출 유량을 제어한다.
운전자가 작업장치를 구동하여 작업하기 위하여 조종 레버(120)를 조작하는 경우, 제어부(130)는 전자비례제어밸브(160)에 제어신호를 인가하여 전자비례제어밸브(160)에 의해 메인 컨트롤 밸브(112)로부터의 유압이 셔틀밸브(170)에 인가되지 않게 함과 아울러, 조종 레버(120)의 조작에 따라 압력센서(PS)로부터 인가되는 압력 검출신호에 의거하여 조종 레버(120)의 조작량을 파악하여 그에 대응되는 유량제어를 위한 제어신호를 전자비례제어밸브(150)에 출력한다.
이에, 전자비례제어밸브(150)는 제어부(130)로부터 인가되는 제어신호에 따라 출력 유압을 조절하여 셔틀밸브(170)에 인가하고, 셔틀밸브(170)는 전자비례제어밸브(150)로부터 인가되는 유압과 메인 컨트롤 밸브(112)로부터 네거티브 라인(116)을 통해 인가되는 유압 중에서 큰 유압을 유압식 펌프 레귤레이터(140)에 전달하는데, 이때 메인 컨트롤 밸브(112)로부터 네거티브 라인(116)을 통해 셔틀밸브(170)에 유압이 인가되지 않으므로 셔틀밸브(170)는 전자비례제어밸브(150)로부터의 유압(Pi1, Pi2)을 유압식 펌프 레귤레이터(140)에 인가한다.
이에 따라, 유압식 펌프 레귤레이터(140)는 셔틀밸브(170)로부터 인가되는 유압(Pi1, Pi2)에 따라 사판 구동용 서보 피스톤(145)을 제어하여 서보 피스톤(145)에 의해 사판(117)의 경사각을 제어하여서 가변용량형 유압펌프(111)의 토출 유량을 제어하되, 소속된 가변용량형 유압펌프(111)로부터 메인 컨트롤 밸브(112)에 인가되는 작업장치 유압(P1, P2)과 메인 컨트롤 밸브(112)로부터 인가되는 궤환유압(Pf)에 의거하여 작업장치의 부하를 반영하여서 가변용량형 유압펌프(111)의 토출 유량을 제어한다.
이와 같이 가변용량형 유압펌프(111)에 의해 생성된 유압을 메인 컨트롤 밸브(112)를 통해 작업장치 구동용 유압실린더(200)에 인가하여 작업장치를 구동하여서 작업을 수행하는 중에, 운전자가 조종 레버(120)를 조작하여 작업장치에 의한 작업을 중지하는 경우에, 제어부(130)는 전자비례제어밸브(160)에 제어신호를 인가하여 전자비례제어밸브(160)에 의해 메인 컨트롤 밸브(112)로부터의 압유를 드레인 탱크에 유출시켜서 작업 정지시 메인 컨트롤 밸브(112)의 중립 유압을 배출시킨다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 유압에 의해 작업장치를 구동하여 작업 수행하는 경우에 전자비례제어밸브(160)에 의해 메인 컨트롤 밸브(112)로부터의 유압이 네거티브 라인(116)의 배관을 통해 셔틀밸브(170)에 인가되지 않게 차단한 상태에서, 제어부(130)가 조종 레버(120)의 작동에 따라 전자비례제어밸브(150)를 제어하여서 전자비례제어밸브(150)에 의해 조정된 유압을 셔틀밸브(170)를 통해 유압식 펌프 레귤레이터(140)에 인가하여서 가변용량형 유압펌프(111)의 토출 유량을 제어함으로써, 유압식 펌프 레귤레이터(140)가 메인 컨트롤 밸브(112)로부터의 유압을 사용하지 않고 조종 레버(120)의 조작에 따라 전자비례제어밸브(150)로부터 인가되는 유압을 사용하여 가변용량형 유압펌프(111)의 토출 유량을 제어하므로, 작업장치에 의한 작업시에 가변용량형 유압펌프(111)의 토출 유량 제어에 따른 유압 손실을 방지하여 연비를 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 발명은 각각의 유압식 펌프 레귤레이터(140)가 조종 레버(120)의 작동에 대응하여 전자비례제어밸브(150)로부터 인가되는 유압에 의거하여 가변용량형 유압펌프(111)의 유량을 제어하되 작업장치 측의 부하를 각각 반영하여 가변용량형 유압펌프(111)의 유량을 개별로 제어하므로, 복수의 유압펌프(111)를 독립적으로 제어할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 제어부(130)가 조종 레버(120)의 작동에 따라 전자비례제어밸브(150)를 통해 유압식 펌프 레귤레이터(140)에 유량 제어를 위한 유압을 인가하여서 유압식 펌프 레귤레이터(140)에 의해 가변용량형 유압펌프(111)의 유량을 제어할 때 전자비례제어밸브(150)에 고장이 발생하면 전자비례제어밸브(160)에 의해 메인 컨트롤 밸브(112)로부터의 유압을 네거티브 라인(116)에 인가하여서 기존 유압식으로 가변용량형 유압펌프(111)를 구동할 수 있으므로 고장에 강인한 시스템을 구현할 수 있다.
본 발명은 상술한 설명에 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서 본 발명을 여러 가지 형태로 변경하여 실시할 수 있을 것이며 그러한 변경 실시는 본 발명의 기술적 범위에 해당 된다고 할 것이다.
본 발명은 유압실린더에 의해 작업장치를 구동하여서 각종 작업을 수행하는 굴삭기, 휠 로더 등의 건설장비에 매우 유용하게 적용할 수 있을 것이다. 본 발명에 의하면, 기존 네거티브 제어방식의 유압펌프 유량 제어 시스템에 전자비례제어밸브를 적용하여 유압펌프의 토출 유량을 제어함으로써, 유압에 의해 작업장치를 구동하여 작업을 수행하는 경우에 메인 컨트롤 밸브로부터 네거티브 라인을 통해 출력되는 유압을 사용하지 않고 조종 레버의 조작에 따라 유압펌프의 토출 유량을 제어하여서, 유압펌프의 토출 유량 제어에 따른 유압 손실을 방지하여 연비를 향상시킴과 아울러 복수의 유압펌프를 작업장치의 부하에 따라 독립적으로 제어하고 유압펌프를 미세 조작 가능케 하여서 건설장비의 조작성능을 향상시키게 된다.
110; 엔진 111; 가변용량형 유압펌프
112; 메인 컨트롤 밸브 116; 네거티브 라인
120; 조종 레버 130; 제어부
140; 유압식 펌프 레귤레이터 145; 서보 피스톤
150, 160; 전자비례제어밸브 170; 셔틀밸브
200; 작업장치 구동용 유압실린더

Claims (5)

  1. 입력된 파일럿 제어 압력에 의해서 가변용량형 유압펌프의 사판각을 제어하여 가변용량형 유압펌프에서 메인 컨트롤 밸브에 인가되는 유량을 제어하는 유압식 펌프 레귤레이터를 구비하는 건설장비에서의 유압펌프 유량 제어 시스템으로서,
    조종 레버의 조작 신호에 따라 가변용량형 유압펌프의 유량을 제어하기 위한 제어부와;
    상기 제어부로부터 인가되는 유량 제어신호에 따라 사판 제어 유압을 조절하는 제1 전자비례제어밸브와;
    상기 제1 전자비례제어밸브로부터 인가되는 유압과 메인 컨트롤 밸브로부터 네거티브 라인을 통해 인가되는 유압 중에서 큰 유압을 유압식 펌프 레귤레이터에 전달하는 셔틀밸브와;
    상기 메인 컨트롤 밸브로부터 셔틀밸브에 연결된 네거티브 라인에 설치되어, 상기 제어부로부터 인가되는 제어신호에 따라 메인 컨트롤 밸브로부터 셔틀밸브에 인가되는 유압을 절환하는 제2 전자비례제어밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설장비에서의 유압펌프 유량 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조종 레버의 조작시에 그 조작량에 따라 생성되는 압력을 검출하여 해당 압력 검출신호를 조종 레버 조작신호로서 제어부에 인가하는 압력센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설장비에서의 유압펌프 유량 제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 메인 컨트롤 밸브를 통해 작업장치 구동용 유압실린더에 유압을 공급해서 작업을 수행하는 경우에 제2 전자비례제어밸브에 의해 메인 컨트롤 밸브로부터의 유압이 네거티브 라인을 통해 셔틀밸브에 인가되지 않게 하는 것을 특징으로 하는 건설장비에서의 유압펌프 유량 제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 메인 컨트롤 밸브를 통한 작업장치 구동용 유압실린더로의 유압 공급을 중지하여 작업을 중단한 경우에 제2 전자비례제어밸브에 의해 메인 컨트롤 밸브로부터의 압유를 드레인 탱크에 유출하는 것을 특징으로 하는 건설장비에서의 유압펌프 유량 제어 시스템.
  5. 제1항, 제3항 및 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는 제1 전자비례제어밸브에 고장이 발생한 상태에서 메인 컨트롤 밸브를 통해 작업장치 구동용 유압실린더에 유압을 공급해서 작업을 수행하는 경우, 제2 전자비례제어밸브에 의해 메인 컨트롤 밸브로부터의 유압을 네거티브 라인을 통해 셔틀밸브에 인가하여서, 셔틀밸브로 하여금 메인 컨트롤 밸브로부터의 유압을 유압식 펌프 레귤레이터에 인가케 하는 것을 특징으로 하는 건설장비에서의 유압펌프 유량 제어 시스템.
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