KR20190016211A - 휠 로더의 디텐트 모드 제어 방법 및 이를 수행하기 위한 장치 - Google Patents

휠 로더의 디텐트 모드 제어 방법 및 이를 수행하기 위한 장치 Download PDF

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KR20190016211A
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황거선
정태섭
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두산인프라코어 주식회사
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Abstract

휠 로더의 디텐트 모드 제어 방법에 따르면, 휠 로더(wheel loader)의 디텐트(detent) 모드 중 상기 휠 로더의 붐의 각도를 감지할 수 있다. 상기 붐의 감지된 각도를 근거로 상기 붐이 감압 작동 시점에 위치하는지를 확인할 수 있다. 상기 감압 작동 시점에서부터 상기 디텐트 모드 중 상기 붐의 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도까지 상기 휠 로더의 유압 펌프로부터 붐 실린더로 전달되는 유압을 감압시킬 수 있다. 상기 붐의 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도에서 상기 휠 로더의 메인 컨트롤 밸브를 폐쇄시킬 수 있다. 따라서, 붐이 최대 상승 위치까지 상승하는 속도 또는 최대 하강 위치까지 하강하는 속도가 감소되어, 작업자에게 전달되는 충격이 완화될 수 있다. 결과적으로, 휠 로더가 운반하던 중량물이 낙하하거나 휠 로더가 전복되는 사고도 방지될 수 있다.

Description

휠 로더의 디텐트 모드 제어 방법 및 이를 수행하기 위한 장치{METHOD OF CONTROLLING A DETENT MODE OF A WHEEL LOADER AND APPARATUS FOR PERFORMING THE SAME}
본 발명은 휠 로더의 디텐트 모드 제어 방법 및 이를 수행하기 위한 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 휠 로더의 디텐트 모드에서 충격을 완화시키는 방법 및 이러한 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 휠 로더는 토사를 운반하여 트럭에 적재하는 작업을 수행할 수 있다. 따라서, 휠 로더의 붐은 트럭으로 토사를 적재하는 최고 위치, 및 적재 이후 이동을 위한 최저 위치로 반복적으로 이동될 수 있다. 이러한 작업의 능률을 향상시키기 위해서, 휠 로더는 조이스틱을 일시적으로 조작된 상태로 고정시키는 디텐트 모드를 가질 수 있다.
관련 기술들에 따르면, 디텐트 모드 중 붐이 최고 상승 위치 또는 최저 하강 위치에 도달하면, 메인 컨트롤 밸브가 폐쇄될 수 있다. 그러므로, 메인 컨트롤 밸브로부터 붐 실린더로 공급되던 유압이 갑작스럽게 차단될 수 있다. 이로 인하여, 작업자는 큰 충격을 감지하게 되고, 심지어 토사와 같은 중량물이 낙하되거나 휠 로더가 전복될 수도 있다.
본 발명은 디텐트 모드 중 충격을 저감시킬 수 있는 휠 로더의 디텐트 모드 제어 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기된 방법을 수행하기 위한 장치도 제공한다.
본 발명의 일 견지에 따른 휠 로더의 디텐트 모드 제어 방법에 따르면, 휠 로더(wheel loader)의 디텐트(detent) 모드 중 상기 휠 로더의 붐의 각도를 감지할 수 있다. 상기 붐의 감지된 각도를 근거로 상기 붐이 감압 작동 시점에 위치하는지를 확인할 수 있다. 상기 감압 작동 시점에서부터 상기 디텐트 모드 중 상기 붐의 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도까지 상기 휠 로더의 유압 펌프로부터 붐 실린더로 전달되는 유압을 감압시킬 수 있다. 상기 붐의 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도에서 상기 휠 로더의 메인 컨트롤 밸브를 폐쇄시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 감압 작동 시점은 상기 최고 상승 각도 또는 상기 최저 하강 각도로부터 4ㅀ내지 6ㅀ이전 시점일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 유압을 감압시키는 것은 상기 메인 컨트롤 밸브로부터 상기 붐 실린더로 공급되는 상기 유압을 부분적으로 바이패스시키는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 유압을 감압시키는 것은 상기 메인 컨트롤 밸브의 스풀을 이동시키는 파일럿 압력을 제어하는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 방법은 상기 붐이 상기 최고 상승 각도 또는 상기 최저 하강 각도에 도달하면, 상기 유압의 감압 동작을 정지시키는 것을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 메인 컨트롤 밸브를 폐쇄시키는 것은 상기 휠 로더의 조이스틱 전자석으로 전류의 공급을 차단시키는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 견지에 따른 휠 로더의 디텐트 모드 제어 장치는 앵글 센서, 제어부 및 감압 유닛을 포함할 수 있다. 상기 앵글 센서는 휠 로더(wheel loader)의 디텐트(detent) 모드 중 상기 휠 로더의 붐의 각도를 감지할 수 있다. 상기 제어부는 상기 붐의 감지된 각도를 근거로 상기 붐이 감압 작동 시점에 위치하는지를 확인할 수 있다. 상기 제어부는 상기 디텐트 모드 중 상기 붐의 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도에서 상기 휠 로더의 메인 컨트롤 밸브를 폐쇄시킬 수 있다. 상기 감압 유닛은 상기 감압 작동 시점에서부터 상기 붐의 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도까지 상기 휠 로더의 유압 펌프로부터 붐 실린더로 전달되는 유압을 감압시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 감압 작동 시점은 상기 최고 상승 각도 또는 상기 최저 하강 각도로부터 4ㅀ내지 6ㅀ이전 시점일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 감압 유닛은 상기 메인 컨트롤 밸브와 상기 붐 실린더 사이에 연결되어, 상기 메인 컨트롤 밸브로부터 상기 붐 실린더로 공급되는 상기 유압을 부분적으로 바이패스시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 감압 유닛은 상기 메인 컨트롤 밸브와 상기 붐 실린더 사이에 연결된 개폐 밸브, 및 상기 개폐 밸브의 동작을 제어하기 위한 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 감압 유닛은 상기 개폐 밸브에 연결되어 상기 개폐 밸브를 통해 바이패스된 상기 유압을 저장하는 축압기를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 감압 유닛은 상기 감압 밸브로 바이패스되는 상기 유압을 제한하기 위한 릴리프 밸브를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 감압 유닛은 상기 메인 컨트롤 밸브의 스풀을 이동시키는 파일럿 압력을 제어할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 감압 유닛은 상기 휠 로더의 조이스틱과 상기 메인 컨트롤 밸브 사이에 연결된 솔레노이드 밸브, 상기 솔레노이드 밸브에 상기 파일럿 압력의 제한치를 설정하기 위한 감압 밸브, 및 상기 붐의 상승 동작과 하강 동작을 동시에 제어하기 위해 상기 파일럿 압력의 역류를 방지하기 위한 체크 밸브를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는 상기 붐이 상기 최고 상승 각도 또는 상기 최저 하강 각도에 도달하면, 상기 감압 유닛의 동작을 정지시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는 상기 휠 로더의 조이스틱 전자석으로 전류의 공급을 차단시켜서 상기 메인 컨트롤 밸브를 폐쇄시킬 수 있다.
상기된 본 발명에 따르면, 디텐트 모드 중 붐이 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도에 도달하기 전인 감압 작동 시점에서 메인 컨트롤 밸브로부터 붐 실린더로 공급되는 유압을 바이패스시키거나 또는 조이스틱으로부터 메인 컨트롤 밸브로 전달되는 파일럿 압력을 제어하여, 붐 실린더로 공급되는 유압을 감압시킬 수 있다. 따라서, 붐이 최대 상승 위치까지 상승하는 속도 또는 최대 하강 위치까지 하강하는 속도가 감소되어, 작업자에게 전달되는 충격이 완화될 수 있다. 결과적으로, 휠 로더가 운반하던 중량물이 낙하하거나 휠 로더가 전복되는 사고도 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휠 로더의 측면 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 로더의 디텐트 모드 제어 장치를 나타낸 유압 회로도들로서, 도 2는 제어 장치의 감압 유닛이 작동하지 않은 상태이고, 도 3은 제어 장치의 감압 유닛이 작동된 상태이다.
도 4는 도 3에 도시된 장치를 이용해서 휠 로더의 디텐트 모드를 제어하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 휠 로더의 디텐트 모드 제어 장치를 나타낸 유압 회로도들로서, 도 5는 제어 장치의 감압 유닛이 작동하지 않은 상태이고, 도 6은 제어 장치의 감압 유닛이 작동된 상태이다.
도 7은 도 6에 도시된 장치를 이용해서 휠 로더의 디텐트 모드를 제어하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휠 로더의 측면 구조를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 휠 로더는 붐(B), 암(A) 및 버켓(T) 등을 포함할 수 있다. 암(A)은 붐(B)의 전단에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 버켓(T)은 암(A)의 전단에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 붐(B)은 붐 실린더에 의해 상하로 회전될 수 있다. 암(A)은 암 실린더에 의해 상하로 회전될 수 있다. 붐 실린더와 암 실린더는 한 쌍으로 이루어질 수 있다. 다른 실시예로서, 붐 실린더와 암 실린더는 하나일 수도 있다.
이러한 휠 로더는 중량물을 운반하여 트럭에 적재할 수 있다. 구체적으로, 휠 로더는 중량물을 트럭에 근접한 위치까지 운반할 수 있다. 휠 로더는 붐(B)을 상승시킨 후, 버켓(T)을 풀 덤프하여 중량물을 트럭에 적재할 수 있다. 이후, 휠 로더는 버켓(T)을 리턴 투 디그 위치로 위치시킨 상태에서 붐(B)을 하강시킬 수 있다. 휠 로더는 중량물이 위치한 장소로 이동한 다음, 상기된 동작을 반복할 수 있다.
상기된 반복 동작은 디텐트 모드에 의해 자동적으로 수행될 수 있다. 디텐트 모드에서, 조이스틱이 조작된 상태로 일시적으로 고정될 수 있다. 따라서, 디텐트 모드가 작동 중인 상태에서, 붐(B)의 최고 상승 각도에서 붐(B)은 위로 더 이상 상승하지 않고 최고 상승 각도에서 정지될 수 있다. 또한, 붐(B)의 최저 하강 각도에서 붐(B)은 아래로 더 이상 하강하지 않고 최저 하강 각도에서 정지될 수 있다. 이러한 디텐트 모드 제어는 붐(B)의 각도를 측정하는 앵글 센서(110)에 의해 이루어질 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 로더의 디텐트 모드 제어 장치를 나타낸 유압 회로도들로서, 도 2는 제어 장치의 감압 유닛이 작동하지 않은 상태이고, 도 3은 제어 장치의 감압 유닛이 작동된 상태이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예의 디텐트 모드 제어 장치는 앵글 센서(110), 제 1 및 제 2 조이스틱(120, 122)들, 메인 컨트롤 밸브(MCV)(140), 제 1 및 제 2 붐 실린더(150, 152)들, 제어부(180) 및 감압 유닛(160)을 포함할 수 있다.
앵글 센서(110)는 붐(B)에 부착될 수 있다. 앵글 센서(110)가 감지한 붐(B)의 회전 각도들은 제어부(180)로 전송될 수 있다. 제어부(180)는 휠 로더의 전자 제어 유닛을 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 조이스틱(120, 122)들에 제 1 및 제 2 전자석(130, 132)들이 부착될 수 있다. 제 1 및 제 2 전자석(130, 132)들에 전류가 공급되는 것에 의해서, 제 1 및 제 2 조이스틱(120, 122)들이 조작된 상태로 유지되어, 디텐트 모드 동작이 이루어질 수 있다. 제어부(180)가 제 1 및 제 2 전자석(130, 132)들로 전류의 공급을 제어할 수 있다.
제 1 및 제 2 조이스틱(120, 122)들은 MCV(140)로 파일럿 압력을 공급할 수 있다. 파일럿 압력은 MCV(140)의 스풀을 이동시켜서, MCV(140)의 통로들을 선택적으로 개폐할 수 있다.
MCV(140)는 유압 펌프(P)와 제 1 및 제 2 붐 실린더(150, 152)들 사이에 배치될 수 있다. 유압 펌프(P)로부터 발생된 유압은 MCV(140)를 통해서 제 1 및 제 2 붐 실린더(150, 152)들에 선택적으로 공급될 수 있다. 즉, 유압은 MCV(140)의 스풀 위치에 따라 MCV(140)의 통로들을 통해서 제 1 및 제 2 붐 실린더(150, 152)들로 선택적으로 공급될 수 있다.
예를 들어서, 디텐트 모드에서 붐(B)이 상승하거나 하강하는 동작 중에는, 제 1 및 제 2 조이스틱(120, 122)들로부터 파일럿 압력이 MCV(140)의 스풀로 전달되어, MCV(140)의 통로들이 개방될 수 있다. 따라서, 유압은 MCV(140)의 개방된 통로들을 통해서 제 1 및 제 2 붐 실린더(150, 152)들로 공급되어, 붐(B)이 상승하거나 하강될 수 있다.
붐(B)이 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도에 도달하면, 제어부(180)는 제 1 및 제 2 전자석(120, 122)들로 전류의 공급을 차단시킬 수 있다. 여기서, 붐(B)의 최고 상승 각도와 최저 하강 각도는 휠 로더의 작업 환경에 따라 결정될 수 있다. 즉, 붐(B)의 최고 상승 각도와 최저 하강 각도는 작업자의 판단에 의해서 설정될 수 있다. 전류 공급의 차단에 의해서 파일럿 압력이 MCV(140)의 스풀로 전달되지 않게 되어, MCV(140)의 통로들이 폐쇄될 수 있다. 이에 따라, 제 1 및 제 2 붐 실린더(150, 152)로 공급되던 유압이 갑작스럽게 중단되어, 붐(B)은 최고 상승 각도에서 더 이상 위로 상승하거나 최저 하강 각도에서 더 이상 아래로 하강하지 않게 될 수 있다. 그러나, 유압의 갑작스런 중단은 작업자에게 큰 충격으로 작용될 수 있다. 또한, 이러한 충격은 휠 로더에 전체적으로 전달되어, 중량물이 버켓(T)으로부터 추락하거나 심지어 휠 로더가 전복될 수도 있다.
이를 방지하기 위해서, 감압 유닛(160)이 붐(B)의 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도 이전인 감압 작동 시점에서부터 제 1 및 제 2 붐 실린더(150, 152)들로 공급되는 유압을 점진적으로 감압시킬 수 있다. 감압 작동 시점은 붐(B)의 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도로부터 4ㅀ내지 6ㅀ이전 시점, 바람직하게는 5ㅀ이전 시점일 수 있다. 감압 유닛(160)은 감압 작동 시점부터 붐(B)의 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도까지 제 1 및 제 2 붐 실린더(150, 152)들로 공급되는 유압을 점진적으로 감압시킬 수 있다. 붐(B)이 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도에 도달하면, 제어부(180)는 감압 유닛(160)의 동작을 정지시킬 수 있다.
본 실시예에서, 감압 유닛(160)은 MCV(140)로부터 제 1 및 제 2 붐 실린더(150, 152)들로 공급되는 유압을 부분적으로 바이패스시킬 수 있다. 감압 유닛(160)은 개폐 밸브(162), 솔레노이드 밸브(164), 릴리프 밸브(166) 및 축압기(168)를 포함할 수 있다.
개폐 밸브(162)는 MCV(140)와 제 1 및 제 2 붐 실린더(150, 152)들 사이에 연결될 수 있다. 따라서, MCV(140)로부터 제 1 및 제 2 붐 실린더(150, 152)들로 공급되던 유압의 일부는 개폐 밸브(162)로 바이패스될 수 있다. 그러므로, MCV(140)로부터 제 1 및 제 2 붐 실린더(150, 152)들로 공급되던 유압이 점진적으로 낮아질 수 있다. 결과적으로, 붐(B)의 상승 속도 또는 하강 속도가 느려질 수 있다. 개폐 밸브(162)로 바이패스된 유압은 축압기(168)에 저장될 수 있다.
솔레노이드 밸브(164)는 개폐 밸브(162)의 개폐 동작을 제어할 수 있다. 솔레노이드 밸브(164)는 제어부(180)의 제어 신호에 의해서 개폐 밸브(162)를 개방시키거나 폐쇄시킬 수 있다.
릴리프 밸브(166)는 개폐 밸브(162)로 바이패스되는 유압을 제한할 수 있다. 개폐 밸브(162)로 바이패스된 유압이 릴리프 밸브(166)에 설정된 압력 이상이 되면, 바이패스된 유압은 릴리프 밸브(166)를 통해서 축압기(168)에 저장될 수 있다. 따라서, 릴리프 밸브(166)에 설정된 압력에 의해서 붐(B)의 감속 속도가 제어될 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 장치를 이용해서 휠 로더의 디텐트 모드를 제어하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 단계 ST300에서, 제어부(180)가 휠 로더가 디텐트 모드인지를 확인할 수 있다. 디텐트 모드에서, 제어부(180)는 제 1 및 제 2 전자석(130, 132)들로 전류를 공급하여, 제 1 및 제 2 조이스틱(120, 122)들을 조작된 상태로 일시적으로 고정시킬 수 있다.
단계 ST302에서, 앵글 센서(110)가 붐(B)의 각도를 측정할 수 있다. 앵글 센서(110)에 의해 측정된 붐(B)의 각도는 제어부(180)로 입력될 수 있다.
단계 ST304에서, 제어부(180)는 붐(B)이 감압 작동 시점에 도달하였는지 여부를 판단할 수 있다. 감압 작동 시점은 붐(B)의 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도로부터 4ㅀ내지 6ㅀ이전 시점, 바람직하게는 5ㅀ이전 시점일 수 있다. 즉, 제어부(180)는 앵글 센서(110)로부터 전송된 붐(B)의 각도가 상승하던 붐(B)이 최고 상승 각도에 도달하기 4ㅀ내지 6ㅀ이전 시점, 또는 하강하던 붐(B)이 최저 하강 각도에 도달하기 4ㅀ내지 6ㅀ이전 시점에 도달하였는지 여부를 판단할 수 있다.
붐(B)이 감압 작동 시점에 아직 도달하지 않았다면, 단계 ST304에서와 같이, 앵글 센서(110)는 붐(B)의 각도를 다시 측정하고, 측정된 붐(B)의 각도는 제어부(180)로 전송될 수 있다.
반면에, 붐(B)이 감압 작동 시점에 도달하였다면, 단계 ST306에서 감압 유닛(160)이 작동될 수 있다. 구체적으로, 제어부(180)는 솔레노이드 밸브(164)로 제어 신호를 전송하여, 개폐 밸브(162)를 개방시킬 수 있다. 따라서, MCV(140)로부터 제 1 및 제 2 붐 실린더(150, 152)로 공급되던 유압의 일부가 개방된 개폐 밸브(162)를 통해서 축압기(168)로 바이패스될 수 있다. 결과적으로, 제 1 및 제 2 붐 실린더(150, 152)들로 공급되던 유압은 감소될 수 있다.
단계 ST308에서, 제어부(180)는 붐(B)이 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도에 도달하였는지 여부를 판단할 수 있다. 붐(B)이 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도에 아직 도달하지 않았다면, 단계 ST306에서와 같이, 유압은 개폐 밸브(162)를 통해서 계속 바이패스될 수 있다.
반면에, 붐(B)이 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도에 도달하면, 단계 ST310에서, 제어부(180)는 제 1 및 제 2 전자석(130, 132)들로의 전류 공급을 차단시킬 수 있다. 전류 공급의 차단에 의해서 MCV(140)의 통로들은 차단되어, 유압은 MCV(140)로부터 제 1 및 제 2 붐 실린더(150, 152)들로 더 이상 공급되지 않게 될 수 있다. 결과적으로, 붐(B)은 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도에서 정지될 수 있다.
단계 ST312에서, 제어부(180)는 솔레노이드 밸브(164)로 제어 신호를 전송하여, 개폐 밸브(162)를 폐쇄시킬 수 있다. 개폐 밸브(162)의 폐쇄에 의해서 유압은 개폐 밸브(162)로 바이패스되지 않을 수 있다. 제 1 및 제 2 전자석(130, 132)들로의 전류 공급 차단과 개폐 밸브(162)의 폐쇄는 동시에 이루어질 수도 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 휠 로더의 디텐트 모드 제어 장치를 나타낸 유압 회로도들로서, 도 5는 제어 장치의 감압 유닛이 작동하지 않은 상태이고, 도 6은 제어 장치의 감압 유닛이 작동된 상태이다.
본 실시예에 따른 제어 장치는 감압 유닛을 제외하고는 도 3에 도시된 제어 장치의 구성요소들과 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함할 수 있다. 따라서, 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예의 감압 유닛(170)은 제 1 및 제 2 조이스틱(120, 122)들로부터 MCV(140)로 전달되는 파일럿 압력을 제어하여, 붐(B)의 상승 속도 또는 하강 속도를 감소시킬 수 있다. 감압 유닛(170)은 솔레노이드 밸브(172), 감압 밸브(174) 및 체크 밸브(176)를 포함할 수 있다.
솔레노이드 밸브(172)는 제 1 및 제 2 조이스틱(120, 122)들과 MCV(140) 사이에 연결될 수 있다. 솔레노이드 밸브(172)는 제어부(180)의 제어 신호에 의해서 개폐될 수 있다. 파일럿 압력(172)의 일부는 개방된 솔레노이드 밸브(172)로 바이패스될 수 있다. 따라서, MCV(140)의 스풀을 이동시키는 파일럿 압력이 감소되어, MCV(140)의 통로는 부분적으로 개방될 수 있다. 결과적으로, 부분적으로 개방된 MCV(140)의 통로들을 통한 유압도 낮아지게 되므로, 제 1 및 제 2 붐 실린더(150, 152)들로 공급되는 유압이 감압될 수 있다. 이에 의해서, 붐(B)의 상승 속도 또는 하강 속도가 감소될 수 있다.
감압 밸브(174)는 솔레노이드 밸브(172)에 연결될 수 있다. 감압 밸브(174)에 설정된 압력이 파일럿 압력의 제한값이 될 수 있다. 즉, 파일럿 압력이 감압 밸브(174)에 설정된 압력 이상이 되면, 파일럿 압력은 감압 밸브(174)을 통과할 수 있다. 따라서, 감압 밸브(174)에 설정된 압력이 붐(B)의 상승 속도 또는 하강 속도를 결정할 수 있다.
체크 밸브(176)는 제 1 및 제 2 조이스틱(120, 122)들로부터 MCV(140)로 연결된 파일럿 라인에서 솔레노이드 밸브(172)로 분기된 분기점에 배치될 수 있다. 체크 밸브(176)는 제 1 조이스틱(120)으로부터 솔레노이드 밸브(172)로 제공되는 파일럿 압력이 제 2 조이스틱(122)으로 역류하거나 또는 제 2 조이스틱(122)으로부터 솔레노이드 밸브(172)로 제공되는 파일럿 압력이 제 1 조이스틱(120)으로 역류하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 체크 밸브(176)에 의해서 붐(B)의 상승과 하강 시의 속도드을 동시에 제어할 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 장치를 이용해서 휠 로더의 디텐트 모드를 제어하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 단계 ST400에서, 제어부(180)가 휠 로더가 디텐트 모드인지를 확인할 수 있다. 디텐트 모드에서, 제어부(180)는 제 1 및 제 2 전자석(130, 132)들로 전류를 공급하여, 제 1 및 제 2 조이스틱(120, 122)들을 조작된 상태로 일시적으로 고정시킬 수 있다.
단계 ST402에서, 앵글 센서(110)가 붐(B)의 각도를 측정할 수 있다. 앵글 센서(110)에 의해 측정된 붐(B)의 각도는 제어부(180)로 입력될 수 있다.
단계 ST404에서, 제어부(180)는 붐(B)이 감압 작동 시점에 도달하였는지 여부를 판단할 수 있다. 감압 작동 시점은 붐(B)의 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도로부터 4ㅀ내지 6ㅀ이전 시점, 바람직하게는 5ㅀ이전 시점일 수 있다. 즉, 제어부(180)는 앵글 센서(110)로부터 전송된 붐(B)의 각도가 상승하던 붐(B)이 최고 상승 각도에 도달하기 4ㅀ내지 6ㅀ이전 시점, 또는 하강하던 붐(B)이 최저 하강 각도에 도달하기 4ㅀ내지 6ㅀ이전 시점에 도달하였는지 여부를 판단할 수 있다.
붐(B)이 감압 작동 시점에 아직 도달하지 않았다면, 단계 ST404에서와 같이, 앵글 센서(110)는 붐(B)의 각도를 다시 측정하고, 측정된 붐(B)의 각도는 제어부(180)로 전송될 수 있다.
반면에, 붐(B)이 감압 작동 시점에 도달하였다면, 단계 ST406에서 감압 유닛(170)이 작동될 수 있다. 구체적으로, 제어부(180)는 솔레노이드 밸브(172)로 제어 신호를 전송하여, 솔레노이드 밸브(172)를 개방시킬 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 조이스틱(120, 122)들로부터 MCV(140)로 공급되던 파일럿 압력의 일부가 개방된 솔레노이드 밸브(172)로 바이패스될 수 있다. 따라서, MCV(140)의 스풀을 이동시키는 파일럿 압력이 감소되어, MCV(140)의 통로는 완전히 개방되지 않고 부분적으로 개방될 수 있다. 결과적으로, 부분적으로 개방된 MCV(140)의 통로들을 통한 유압도 낮아지게 되므로, 제 1 및 제 2 붐 실린더(150, 152)들로 공급되는 유압이 감압될 수 있다. 이에 의해서, 붐(B)의 상승 속도 또는 하강 속도가 감소될 수 있다.
솔레노이드 밸브(172)로 바이패스되는 파일럭 압력의 정도는 감압 밸브(174)에 설정된 압력으로 조정할 수 있다. 또한, 체크 밸브(176)가 제 1 조이스틱(120)으로부터 솔레노이드 밸브(172)로 제공되는 파일럿 압력이 제 2 조이스틱(122)으로 역류하거나 또는 제 2 조이스틱(122)으로부터 솔레노이드 밸브(172)로 제공되는 파일럿 압력이 제 1 조이스틱(120)으로 역류하는 것을 방지하게 되므로, 붐(B)이 상승하는 동작과 하강하는 동작 중에 하나의 감압 유닛(170)만을 이용해서 파일럿 압력을 제어할 수 있다.
단계 ST408에서, 제어부(180)는 붐(B)이 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도에 도달하였는지 여부를 판단할 수 있다. 붐(B)이 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도에 아직 도달하지 않았다면, 단계 ST406에서와 같이, 파일럿 압력은 솔레노이드 밸브(172)를 통해서 계속 바이패스될 수 있다.
반면에, 붐(B)이 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도에 도달하면, 단계 ST410에서, 제어부(180)는 제 1 및 제 2 전자석(130, 132)들로의 전류 공급을 차단시킬 수 있다. 파일럿 압력이 MCV(140)로 공급되지 않게 되므로, MCV(140)의 통로들은 차단되어, 유압도 MCV(140)로부터 제 1 및 제 2 붐 실린더(150, 152)들로 더 이상 공급되지 않게 될 수 있다. 결과적으로, 붐(B)은 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도에서 정지될 수 있다.
단계 ST412에서, 제어부(180)는 솔레노이드 밸브(172)로 제어 신호를 전송하여, 솔레노이드 밸브(172)를 폐쇄시킬 수 있다. 솔레노이드 밸브(172)의 폐쇄에 의해서 파일럿 압력은 솔레노이드 밸브(172)로 바이패스되지 않을 수 있다. 제 1 및 제 2 전자석(130, 132)들로의 전류 공급 차단과 솔레노이드 밸브(172)의 폐쇄는 동시에 이루어질 수도 있다.
상술한 바와 같이 본 실시예들에 따르면, 디텐트 모드 중 붐이 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도에 도달하기 전인 감압 작동 시점에서 메인 컨트롤 밸브로부터 붐 실린더로 공급되는 유압을 바이패스시키거나 또는 조이스틱으로부터 메인 컨트롤 밸브로 전달되는 파일럿 압력을 제어하여, 붐 실린더로 공급되는 유압을 감압시킬 수 있다. 따라서, 붐이 최대 상승 위치까지 상승하는 속도 또는 최대 하강 위치까지 하강하는 속도가 감소되어, 작업자에게 전달되는 충격이 완화될 수 있다. 결과적으로, 휠 로더가 운반하던 중량물이 낙하하거나 휠 로더가 전복되는 사고도 방지될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 ; 앵글 센서 120, 122 ; 제 1 및 제 2 조이스틱
130, 132 ; 제 1 및 제 2 전자석 140 ; MCV
150, 152 ; 제 1 및 제 2 붐 실린더 160 ; 감압 유닛
162 ; 개폐 밸브 164 ; 솔레노이드 밸브
166 ; 릴리프 밸브 170 ; 감압 유닛
172 ; 솔레노이드 밸브 174 ; 감압 밸브
176 ; 체크 밸브 180 ; 제어부

Claims (16)

  1. 휠 로더(wheel loader)의 디텐트(detent) 모드 중 상기 휠 로더의 붐의 각도를 감지하고;
    상기 붐의 감지된 각도를 근거로 상기 붐이 감압 작동 시점에 위치하는지를 확인하고;
    상기 감압 작동 시점에서부터 상기 디텐트 모드 중 상기 붐의 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도까지 상기 휠 로더의 유압 펌프로부터 붐 실린더로 전달되는 유압을 감압시키고; 그리고
    상기 붐의 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도에서 상기 휠 로더의 메인 컨트롤 밸브를 폐쇄시키는 것을 포함하는 휠 로더의 디텐트 모드 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 감압 작동 시점은 상기 최고 상승 각도 또는 상기 최저 하강 각도로부터 4ㅀ내지 6ㅀ이전 시점인 휠 로더의 디텐트 모드 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 유압을 감압시키는 것은 상기 메인 컨트롤 밸브로부터 상기 붐 실린더로 공급되는 상기 유압을 부분적으로 바이패스시키는 것을 포함하는 휠 로더의 디텐트 모드 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 유압을 감압시키는 것은 상기 메인 컨트롤 밸브의 스풀을 이동시키는 파일럿 압력을 제어하는 것을 포함하는 휠 로더의 디텐트 모드 제어 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 붐이 상기 최고 상승 각도 또는 상기 최저 하강 각도에 도달하면, 상기 유압의 감압 동작을 정지시키는 것을 더 포함하는 휠 로더의 디텐트 모드 제어 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 메인 컨트롤 밸브를 폐쇄시키는 것은 상기 휠 로더의 조이스틱 전자석으로 전류의 공급을 차단시키는 것을 포함하는 휠 로더의 디텐트 모드 제어 방법.
  7. 휠 로더(wheel loader)의 디텐트(detent) 모드 중 상기 휠 로더의 붐의 각도를 감지하는 앵글 센서;
    상기 붐의 감지된 각도를 근거로 상기 붐이 감압 작동 시점에 위치하는지를 확인하고, 상기 디텐트 모드 중 상기 붐의 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도에서 상기 휠 로더의 메인 컨트롤 밸브를 폐쇄시키는 제어부; 및
    상기 감압 작동 시점에서부터 상기 붐의 최고 상승 각도 또는 최저 하강 각도까지 상기 휠 로더의 유압 펌프로부터 붐 실린더로 전달되는 유압을 감압시키는 감압 유닛을 포함하는 휠 로더의 디텐트 모드 제어 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 감압 작동 시점은 상기 최고 상승 각도 또는 상기 최저 하강 각도로부터 4ㅀ내지 6ㅀ이전 시점인 휠 로더의 디텐트 모드 제어 장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 감압 유닛은 상기 메인 컨트롤 밸브와 상기 붐 실린더 사이에 연결되어, 상기 메인 컨트롤 밸브로부터 상기 붐 실린더로 공급되는 상기 유압을 부분적으로 바이패스시키는 휠 로더의 디텐트 모드 제어 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 감압 유닛은
    상기 메인 컨트롤 밸브와 상기 붐 실린더 사이에 연결된 개폐 밸브; 및
    상기 개폐 밸브의 동작을 제어하기 위한 솔레노이드 밸브를 포함하는 휠 로더의 디텐트 모드 제어 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 감압 유닛은 상기 개폐 밸브에 연결되어 상기 개폐 밸브를 통해 바이패스된 상기 유압을 저장하는 축압기를 더 포함하는 휠 로더의 디텐트 모드 제어 장치.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 감압 유닛은 상기 개폐 밸브로 바이패스되는 상기 유압을 제한하기 위한 릴리프 밸브를 더 포함하는 휠 로더의 디텐트 모드 제어 장치.
  13. 제 7 항에 있어서, 상기 감압 유닛은 상기 메인 컨트롤 밸브의 스풀을 이동시키는 파일럿 압력을 제어하는 휠 로더의 디텐트 모드 제어 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 감압 유닛은
    상기 휠 로더의 조이스틱과 상기 메인 컨트롤 밸브 사이에 연결된 솔레노이드 밸브;
    상기 솔레노이드 밸브에 상기 파일럿 압력의 제한치를 설정하기 위한 감압 밸브; 및
    상기 붐의 상승 동작과 하강 동작을 동시에 제어하기 위해 상기 파일럿 압력의 역류를 방지하기 위한 체크 밸브를 포함하는 휠 로더의 디텐트 모드 제어 장치.
  15. 제 7 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 붐이 상기 최고 상승 각도 또는 상기 최저 하강 각도에 도달하면, 상기 감압 유닛의 동작을 정지시키는 휠 로더의 디텐트 모드 제어 장치.
  16. 제 7 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 휠 로더의 조이스틱 전자석으로 전류의 공급을 차단시켜서 상기 메인 컨트롤 밸브를 폐쇄시키는 휠 로더의 디텐트 모드 제어 장치.
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