KR20190109549A

KR20190109549A - 건설기계의 제어 시스템 및 건설기계의 제어 방법

Info

Publication number: KR20190109549A
Application number: KR1020197026217A
Authority: KR
Inventors: 정우용; 조용락; 김창묵
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2017-03-06
Filing date: 2018-03-06
Publication date: 2019-09-25
Also published as: KR102246421B1; EP3587674A4; CN110382786A; US20200040917A1; WO2018164465A1; CN110382786B; US11047405B2; EP3587674A1

Abstract

건설기계의 제어 시스템은 유압 펌프, 상기 유압 펌프에 연결된 센터바이패스 라인에 설치되고 상기 유압 펌프로부터 토출된 작동유의 흐름 방향을 제어하여 액추에이터에 선택적으로 공급하기 적어도 하나의 제어 밸브, 상기 센터바이패스 라인 상에서 상기 제어 밸브 하류에 설치되며 상기 센터바이패스 라인을 통해 드레인 탱크로 배출되는 상기 작동유의 유량을 가변적으로 제어하기 위한 바이패스 제어 밸브, 및 작업자의 조작 신호에 따라 상기 유압 펌프 및 상기 바이패스 제어 밸브의 동작을 제어하고 펌프 피크 발생 시 상기 바이패스 제어 밸브를 개방시켜 펌프 피크를 감소시키는 제어부를 포함한다.

Description

건설기계의 제어 시스템 및 건설기계의 제어 방법

본 발명은 건설기계의 제어 시스템 및 건설기계의 제어 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 압력제어형 전자유압펌프를 갖는 건설기계의 제어 시스템 및 이를 이용한 건설기계의 제어 방법에 관한 것이다.

건설기계의 유압 시스템은 오픈 센터(Open center) 방식과 클로즈드 센터(Closed Center) 방식의 유압시스템으로 구분될 수 있다. 압력제어형 전자유압펌프를 사용하는 클로즈드 센터 방식의 굴삭기의 유압시스템에서 조이스틱 급정지 조작 시, 유압 펌프의 사판각이 감소하면 상기 유압 펌프로부터 토출되는 작동유에 의해 순각적으로 압력 피크가 발생할 수 있다. 이러한 압력 피크를 감소시키기 위하여 펌프 피크 감소 밸브(Pump Peak Reducing Valve, PPRV)가 사용될 수 있다. 그러나, 이를 위한 별도의 공간과 배관 구성이 요구되고 비용이 증가하는 문제점이 있다.

본 발명의 일 과제는 저비용으로 펌프 피크를 감소시킬 수 있는 건설기계의 제어 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 과제는 상술한 제어 시스템을 이용한 건설기계의 제어 방법을 제공하는 데 있다.

상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 시스템은 유압 펌프, 상기 유압 펌프에 연결된 센터바이패스 라인에 설치되고 상기 유압 펌프로부터 토출된 작동유의 흐름 방향을 제어하여 액추에이터에 선택적으로 공급하기 적어도 하나의 제어 밸브, 상기 센터바이패스 라인 상에서 상기 제어 밸브 하류에 설치되며 상기 센터바이패스 라인을 통해 드레인 탱크로 배출되는 상기 작동유의 유량을 가변적으로 제어하기 위한 바이패스 제어 밸브, 및 작업자의 조작 신호에 따라 상기 유압 펌프 및 상기 바이패스 제어 밸브의 동작을 제어하고 펌프 피크 발생 시 상기 바이패스 제어 밸브를 개방시켜 펌프 피크를 감소시키는 제어부를 포함한다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는, 조이스틱 조작 신호로부터 상기 액추에이터의 급정지 조작 여부를 판단하는 급정지 판단부, 상기 액추에이터의 급정지 조작 시 상기 바이패스 제어 밸브의 개구 면적을 결정하는 산출부, 및 상기 산출된 개구 면적에 따라 상기 바이패스 제어 밸브를 개방시키기 위한 제어 신호를 출력하기 위한 출력부를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 산출부는 예상되는 펌프 피크의 크기 및/또는 지속 시간을 고려하여 상기 바이패스 제어 밸브의 개방 시간 또는 폐쇄 기울기를 산출할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는 상기 액추에이터의 위치 신호 또는 상기 작동유 공급 라인의 압력 신호로부터 상기 펌프 피크가 발생될 경우라고 판단될 때, 상기 바이패스 제어 밸브를 개방시키도록 제어할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는 상기 급정지 조작이 아닌 경우에 상기 바이패스 제어 밸브를 폐쇄시키도록 제어할 수 있다.예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는 상기 급정지 조작 시점 이전에 상기 유압 펌프로부터 토출된 작동 유량이 기 설정값 이상인 경우, 예비적으로 상기 바이패스 제어 밸브를 기 설정된 최소 개구 면적만큼 개방시키도록 제어할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는, 건설기계의 시동 초기 또는 웜 업(warm up) 시 상기 바이패스 제어 밸브를 개방시키도록 제어할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는 상기 액추에이터의 급정지 조작 시에도 복합 동작인 경우 상기 바이패스 제어 밸브를 폐쇄시키도록 제어할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설기계의 제어 시스템은 상기 제어부로부터 입력된 제어 신호에 따라 상기 바이패스 제어 밸브의 개구 면적을 제어하기 위한 파일럿 신호압을 공급하는 전자비례제어 밸브를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설기계의 제어 시스템은 제2 유압 펌프, 상기 제2 유압 펌프에 연결된 제2 센터바이패스 라인에 설치되고 상기 제2 유압 펌프로부터 토출된 작동유의 흐름 방향을 제어하여 제2 액추에이터에 선택적으로 공급하기 위한 제2 제어 밸브, 상기 제2 센터바이패스 라인 상에서 상기 제2 제어 밸브 하류에 설치되며 상기 제2 센터바이패스 라인을 통해 드레인 탱크로 배출되는 상기 작동유의 유량을 가변적으로 제어하기 위한 제2 바이패스 제어 밸브, 및 상기 제어부로부터 입력된 제어 신호에 따라 상기 제2 바이패스 제어 밸브의 개구 면적을 제어하기 위한 파일럿 신호압을 공급하는 제2 전자비례제어 밸브를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설기계의 제어 시스템은 상기 제어부로부터 입력된 제어 신호에 따라 상기 유압펌프의 사판 각도를 제어하기 위한 펌프 레귤레이터를 더 포함할 수 있다.

상기 본 발명의 다른 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 방법에 있어서, 유압 펌프, 상기 유압 펌프에 연결된 센터바이패스 라인에 설치되며 액추에이터의 동작을 제어하기 위한 적어도 하나의 제어 밸브, 및 상기 센터바이패스 라인 상에서 상기 제어 밸브의 하류에 설치되며 상기 센터바이패스 라인을 통해 드레인 탱크로 배출되는 상기 작동유의 유량을 가변적으로 제어하기 위한 바이패스 제어 밸브를 포함하는 유압 시스템을 제공한다. 상기 액추에이터에 대한 작업자의 조작 신호, 상기 작동유의 공급 라인의 압력 신호 또는 상기 액추에이터의 위치 신호를 수신하여 펌프 피크 발생 여부를 판단한다. 상기 펌프 피크 발생 시 상기 바이패스 제어 밸브를 개방시켜 펌프 피크를 감소시킨다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 펌프 피크 발생 여부를 판단하는 것은 상기 액추에이터의 급정지 조작 시 예상되는 펌프 피크의 크기 및/또는 지속 시간을 고려하여 상기 바이패스 제어 밸브의 개구 면적을 결정하는 것을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설기계의 제어 방법은 상기 급정지 조작이 아닌 경우에 상기 바이패스 제어 밸브를 폐쇄시키는 것을 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설기계의 제어 방법은 상기 급정지 조작 시점 이전에 상기 유압 펌프로부터 토출된 작동 유량이 기 설정값 이상인 경우, 예비적으로 상기 바이패스 제어 밸브를 최소 개구 면적만큼 개방시키는 것을 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설기계의 제어 방법은 건설기계의 시동 초기 또는 웜 업(warm up) 시 상기 바이패스 제어 밸브를 개방시키는 것을 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설기계의 제어 방법은 상기 액추에이터의 급정지 조작 시에도 복합 동작인 경우 상기 바이패스 제어 밸브를 폐쇄시는 것을 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 액추에이터의 급정지 조작 시 상기 바이패스 제어 밸브를 개방시키는 것은 산출된 개구 면적에 따라 상기 바이패스 제어 밸브를 개방시키기 위한 파일럿 신호압을 전자비례제어 밸브를 통해 상기 바이패스 제어 밸브에 공급하는 것을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설기계의 제어 방법은 상기 액추에이터에 대한 작업자의 조작 신호에 따라 상기 유압 펌프의 사판 각도를 제어하는 것을 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 조이스틱 급정지 시에 센터바이패스 라인에 설치된 바이패스 제어 밸브를 개방시켜 유압 펌프로부터 토출된 작동유를 상기 센터바이패스 라인을 통해 드레인 탱크로 배출시킬 수 있다. 상기 조이스틱 급정지가 아닌 경우, 상기 바이패스 제어 밸브를 폐쇄시킬 수 있다.

이에 따라, 클로즈드 센터(closed center) 방식의 유압 시스템에서, 조이스틱 급정지 시에 상기 유압 펌프와 상기 제어 밸브 사이의 동특성 차이로 인한 압력 피크를 감소시킬 수 있다.

다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 시스템을 나타내는 유압 회로도이다.
도 2는 도 1의 건설기계의 제어 시스템의 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1에서 액추에이터의 단독 동작 시의 제어 시스템을 나타내는 유압 회로도이다.
도 4는 도 1에서 액추에이터의 급정지 동작 시의 제어 시스템을 나타내는 유압 회로도이다.
도 5는 도 4에서 액추에이터의 급정지 동작 시 바이패스 제어 밸브의 개방 면적 및 펌프 토출 유량을 나타내는 그래프들이다.
도 6은 비교예에 따른 건설기계의 제어 시스템을 나타내는 유압 회로도이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.

본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

본 발명에서, 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.

본 발명에서 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, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.

즉, 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.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 시스템을 나타내는 유압 회로도이다. 도 2는 도 1의 건설기계의 제어 시스템의 제어부를 나타내는 블록도이다. 도 3은 도 1에서 액추에이터의 단독 동작 시의 제어 시스템을 나타내는 유압 회로도이다. 도 4는 도 1에서 액추에이터의 급정지 동작 시의 제어 시스템을 나타내는 유압 회로도이다. 도 5는 도 4에서 액추에이터의 급정지 동작 시 바이패스 제어 밸브의 개방 면적 및 펌프 토출 유량을 나타내는 그래프들이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 건설기계의 제어 시스템은 제1 유압 펌프(100), 제1 유압 펌프(100)로부터 토출된 작동유의 흐름 방향을 제어하여 액추에이터들(10, 20)을 제어하기 위한 적어도 하나의 제어 밸브(300, 310), 제1 센터바이패스 라인(210) 상에서 상기 메인 컨트롤 밸브 하류에 설치되며 제1 센터바이패스 라인(210)을 통해 드레인 탱크(T)로 배출되는 상기 작동유의 유량을 가변적으로 제어하기 위한 제1 바이패스 제어 밸브(400), 및 펌프 피크 발생 여부에 따라 제1 유압 펌프(100), 제어 밸브(300, 310) 및 제1 바이패스 제어 밸브(400)의 동작을 제어하기 위한 제어부(500)를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설기계는 굴삭기, 휠 로더, 지게차 등을 포함할 수 있다. 이하에서는 상기 건설기계가 굴삭기인 경우에 대하여 설명하기로 한다. 다만, 이로 인하여 예시적인 실시예들에 따른 제어 시스템이 굴삭기를 제어하기 위한 것으로 한정되는 것은 아니며, 휠 로더, 지게차 등에도 이와 실질적으로 동일하게 적용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상기 건설기계는 하부 주행체, 상기 하부 주행체 상에 선회 가능하도록 탑재되는 상부 선회체, 및 상기 상부 선회체에 설치된 운전실과 프론트 작업 장치를 포함할 수 있다. 상기 프론트 작업 장치는 붐, 암 및 버켓을 포함할 수 있다. 상기 붐과 상기 상부 프레임 사이에는 상기 붐의 움직임을 제어하기 위한 붐 실린더가 설치될 수 있다. 상기 붐과 상기 암 사이에는 상기 암의 움직임을 제어하기 위한 암 실린더가 설치될 수 있다. 그리고, 상기 암과 상기 버켓 사이에는 상기 버켓의 움직임을 제어하기 위한 버켓 실린더가 설치될 수 있다. 상기 붐 실린더, 상기 암 실린더 및 상기 버켓 실린더가 신장 또는 수축함에 따라 상기 붐, 상기 암 및 상기 버켓은 다양한 움직임을 구현할 수 있고, 상기 프론트 작업장치는 여러 작업들을 수행할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 제1 유압 펌프(100)는 전동기(도시되지 않음)에 연결되거나 동력전달장치를 통하여 엔진(도시되지 않음)에 연결될 수 있다. 상기 엔진 또는 전동기로부터 공급되는 동력은 제1 유압 펌프(100)에 전달될 수 있다.

예를 들면, 제1 유압 펌프(100)는 압력제어형 전자 유압펌프를 포함할 수 있다. 제1 유압 펌프(100)의 토출 유량은 사판 각도에 의해 결정될 수 있다. 제1 유압 펌프(100)의 사판 각도는 제어부(500)로부터 입력된 펌프 제어 신호에 따라 조절될 수 있다.

구체적으로, 제1 유압 펌프(100)는 제1 펌프 레귤레이터(120)에 의해 사판 각도가 조절될 수 있다. 제1 펌프 레귤레이터(120)는 제1 전자비례제어 밸브(510)를 매개로 하여 파일럿 펌프(도시되지 않음)에 연결될 수 있다. 상기 파일럿 펌프는 상기 엔진의 출력축에 연결되며, 상기 출력축이 회전함에 따라 구동되어 제어유를 토출할 수 있다. 예를 들면, 상기 파일럿 펌프는 기어펌프일 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 작동유 및 상기 제어유는 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다.

상기 파일럿 펌프로부터 토출된 제어유는 제1 전자비례제어 밸브(510)를 거쳐 제1 펌프 레귤에이터(120)로 공급될 수 있다. 제1 전자비례제어 밸브(510)는 상기 입력된 펌프 제어 신호에 대응하는 파일럿 압력을 제1 펌프 레귤레이터(120)에 인가하여 제1 유압 펌프(100)의 사판 각도를 조절할 수 있다. 따라서, 상기 펌프 제어 신호의 전류 지령치에 따라 제1 유압 펌프(100)의 토출 압력이 결정될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 제1 유압 펌프(100)로부터 토출된 작동유는 제1 및 제2 제어 밸브들(300, 310)을 거쳐 제1 및 제2 액추에이터들(10, 20)에 각각 분배되어 공급될 수 있다.

구체적으로, 제1 및 제2 제어 밸브들(300, 310)은 제1 메인 유압 라인(200)을 통하여 제1 유압 펌프(100)에 연결될 수 있다. 제1 메인 유압 라인(200)은 제1 센터바이패스 라인(210) 및 병렬 공급 라인(220)으로 분기될 수 있다. 제1 센터바이패스 라인(210)에는 제1 및 제2 제어 밸브들(300, 310)이 직렬로 순차적으로 설치될 수 있다.

제1 메인 유압 라인(200)은 제1 센터바이패스 라인(210) 및 적어도 하나의 병렬 라인(230)으로 분기될 수 있고, 제2 제어 밸브(310)는 제1 센터바이패스 라인(210) 및 병렬 라인(230) 중 적어도 어느 하나에 연결될 수 있다. 제1 제어 밸브(300)가 절환되어 제1 센터바이패스 라인(210)이 폐쇄되더라도 제2 제어 밸브(310)는 병렬 라인(230)에 의해 제1 유압 펌프(100)에 연결되어 제1 유압 펌프(100)로부터 토출된 작동유를 공급받을 수 있다.

도면에 도시되지는 않았지만, 제1 센터바이패스 라인(210)에는 또 다른 액추에이터의 동작을 제어하기 위한 추가 제어 밸브(도시되지 않음)가 설치될 수 있고, 제1 유압 펌프(100)로부터 토출된 작동유는 상기 추가 제어 밸브를 통하여 또 다른 액추에이터로 공급될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 제1 액추에이터(10)는 상기 붐 실린더이고, 제2 액추에이터(20)는 상기 암 실린더일 수 있다. 이 경우에 있어서, 제1 제어 밸브(310)는 붐 제어 밸브이고, 제2 제어 밸브(320)는 암 제어 밸브일 수 있다.

제1 제어 밸브(300), 즉, 상기 붐 제어 밸브는 유압 라인들을 통해 제1 액추에이터(10), 즉, 상기 붐 실린더의 붐 헤드 챔버 및 붐 로드 챔버와 각각 연결될 수 있다. 따라서, 제1 제어 밸브(300)가 절환되어 유압 펌프(100)로부터 토출된 작동유를 상기 붐 헤드 챔버 및 상기 붐 로드 챔버에 선택적으로 공급할 수 있다. 붐 실린더(10)를 구동시키는 작동유는 리턴 유압라인(250)을 통해 드레인 탱크(T)로 귀환될 수 있다.

제2 제어 밸브(310), 즉, 상기 암 제어 밸브는 유압 라인들을 통해 제2 액추에이터, 즉, 암 실린더(20)의 암 헤드 챔버 및 암 로드 챔버와 각각 연결될 수 있다. 따라서, 제2 제어 밸브(310)가 절환되어 제1 유압 펌프(100)로부터 토출된 작동유를 상기 암 헤드 챔버 및 상기 버켓 로드 챔버에 선택적으로 공급할 수 있다. 암 실린더(20)를 구동시키는 작동유는 리턴 유압라인(270)을 통해 드레인 탱크(T)로 귀환될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설기계의 제어 시스템은 제1 및 제2 제어 밸브들(300, 310)을 갖는 조립체로서의 메인컨트롤밸브(Main Control Valve, MCV)를 포함할 수 있다. 상기 메인컨트롤밸브는 내부에 제1 센터바이패스 라인(210), 리턴 라인(250, 270) 및 병렬 라인들(230)이 형성될 수 있으며, 상술한 제어 밸브들(300, 310)이 제1 센터바이패스 라인(210)을 따라 순차적으로 설치된 하나의 패키지 구성품으로 형성될 수 있다. 상기 메인컨트롤밸브는 입력되는 전기적 신호에 따라 제어 밸브 내의 스풀에 가해지는 파일럿 작동유를 제어하는 전자비례감압 밸브(EPPRV)를 포함하는 전자유압식 메인컨트롤밸브일 수 있다. 이와 다르게, 상기 메인컨트롤밸브는 조작 신호에 비례하는 파일럿 압력에 의해 제어되는 유압식 컨트롤밸브를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 제1 바이패스 제어 밸브(400)는 제1 센터바이패스 라인(210) 상에서 제어 밸브(310) 하류에 설치되며, 제1 센터바이패스 라인(210)을 통해 드레인 탱크(T)로 배출되는 상기 작동유의 유량을 가변적으로 제어할 수 있다.

구체적으로, 제1 바이패스 제어 밸브(400)는 제2 전자비례제어 밸브(520)를 매개로 하여 상기 파일럿 펌프에 연결될 수 있다. 상기 파일럿 펌프로부터 토출된 제어유는 제2 전자비례제어 밸브(520)를 거쳐 제1 바이패스 제어 밸브(400)로 공급될 수 있다. 제2 전자비례제어 밸브(520)는 제어부(500)로부터 입력된 상기 바이패스 제어 신호에 대응하는 파일럿 압력을 제1 바이패스 제어 밸브(400)로 인가하여 제1 바이패스 제어 밸브(400)의 개구 면적을 조절할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 전자비례제어 밸브는 전자비례감압(Electronic proportional pressure reducing, EPPR) 밸브일 수 있다. 상기 제2 전자비례감압 밸브는 수신된 제어 신호의 세기, 예를 들면, 전류의 세기에 비례하는 파일럿 신호압을 발생시킬 수 있다.

상기 바이패스 제어 신호가 제2 전자비례제어 밸브(520)에 입력되지 않으면 제1 바이패스 제어 밸브(400)는 폐쇄될 수 있다. 이 경우에 있어서, 제1 및 제2 액추에이터들(10, 20)에 대한 조작 신호가 없는 경우, 유압 펌프(100)로부터 토출된 작동유는 제1 센터바이패스 라인(210)을 통해 드레인 탱크(T)로 복귀될 수 없다.

상기 바이패스 제어 신호가 제2 전자비례제어 밸브(520)에 입력되면, 제1 바이패스 제어 밸브(400)는 상기 입력된 바이패스 제어 신호의 크기에 대응하는 개구 면적만큼 개방될 수 있다. 이 경우에 있어서, 제1 및 제2 액추에이터들(10, 20)에 대한 조작 신호가 없는 경우, 제1 유압 펌프(100)로부터 토출된 작동유는 제1 센터바이패스 라인(210)을 통해 상기 개구 면적에 대응하는 토출 유랑만큼 드레인 탱크(T)로 복귀될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 시스템은 제1 메인 유압 라인(200) 상에서 제1 제어 밸브(300) 상류에 설치된 릴리프 밸브(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. 상기 릴리프 밸브는 제1 유압 펌프(100)로부터 토출된 작동유의 압력이 기 설정된 허용 압력 이하가 되도록 제한할 수 있다. 제1 메인 유압 라인(200)의 압력이 허용압력보다 높은 압력이 형성될 경우, 상기 릴리프 밸브가 개방되어 작동유가 설정된 압력 이하로 유지될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 시스템은 제3 및 제4 액추에이터들(12, 22)에 작동유를 공급하기 위한 제2 유압 펌프(102), 제2 유압 펌프(102)로부터 토출된 작동유의 흐름 방향을 제어하여 제3 및 제4 액추에이터들(12, 22)을 제어하기 위한 제3 및 제4 제어 밸브들(302, 304), 제2 센터바이패스 라인(212) 상에서 제3 및 제4 제어 밸브들(302, 304)의 하류에 설치되며 제2 센터바이패스 라인(313)을 통해 드레인 탱크(T)로 배출되는 상기 작동유의 유량을 가변적으로 제어하기 위한 제2 바이패스 제어 밸브(402), 및 작업자의 조작 신호에 따라 생성된 펌프 제어 신호에 비례하여 제2 유압 펌프(100)의 토출 압력을 제어하기 위한 제2 펌프 레귤레이터(122), 및 작업자의 조작 신호에 따라 생성된 바이패스 제어 신호에 비례하여 제2 바이패스 제어 밸브(402)의 스풀의 변위량을 제어하기 위한 제3 전자비례제어 밸브(522)를 더 포함할 수 있다.

제2 펌프 레귤레이터(122), 제2 바이패스 제어 밸브(402) 및 제3 전자비례제어 밸브(522)의 동작들은 제1 펌프 레귤레이터(120), 제1 바이패스 제어 밸브(400) 및 제2 전자비례제어 밸브(520)의 동작들과 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

제어부(500)는 조작부(600)로부터 작업자의 조작량에 비례하는 조작 신호를 수신하고, 상기 조작 신호에 대응하도록 제1 및 제2 전자비례제어 밸브들(510, 520)로 상기 제어 신호(펌프 제어 신호, 바이패스 제어 신호)를 각각 출력할 수 있다. 제1 및 제2 전자비례제어 밸브들(510, 520)은 상기 제어 신호에 비례하는 2차 압력을 각각 출력함으로써, 전기적 제어 신호로 제1 펌프 레귤레이터(120) 및 제1 바이패스 제어 밸브(400)을 제어할 수 있다.

또한, 상기 전자유압식 메인컨트롤밸브의 경우, 제어부(500)는 전자비례감압 밸브들로 제어 신호로서 압력지령 신호를 각각 출력할 수 있다. 상기 전자비례감압밸브들은 상기 압력지령 신호에 비례하는 2차 압력을 대응하는 상기 제어 밸브들의 스풀들에 각각 출력함으로써, 전기적 제어 신호로 상기 스풀들을 제어할 수 있다.

이와 다르게, 상기 유압식 메인컨트롤밸브의 경우, 조작부(600)로부터의 파일럿 압력이 상기 제1 및 제2 제어 밸브들의 스풀들로 각각 공급됨으로써, 상기 제1 및 제2 제어 밸브들을 제어할 수 있다.

예를 들면, 조작부(600)는 조이스틱, 페달 등을 포함할 수 있다. 작업자가 조작부(600)를 조작하면, 상기 조작에 대응하는 조작 신호가 발생될 수 있다. 제어부(600)는 상기 조작 신호를 수신하여 제1 유압 펌프(100) 및 제1 바이패스 제어 밸브(400)의 동작을 제어할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(500)는 조작부(600)의 조이스틱이 조작될 때 발생되는 조이스틱 조작 신호로부터 액추에이터의 급정지 조작 여부를 판단하는 급정지 판단부(502), 상기 액추에이터의 급정지 조작 시 제1 바이패스 제어 밸브(400)의 개구 면적을 결정하는 산출부(504) 및 상기 산출된 개구 면적에 따라 제1 바이패스 제어 밸브(400)를 개방시키기 위한 바이패스 제어 신호를 출력하기 위한 출력부(506)를 포함할 수 있다.

급정지 판단부(502)는 제1 및 제2 액추에이터들(10, 20)에 대한 조작 신호들, 예를 들면, 조이스틱 파일럿 압력, 조이스틱 변위량 등을 수신하고, 감소 기울기가 기 설정값 이상인 경우 급정지 조작이라고 판단할 수 있다.

또한, 급정지 판단부(502)는 제1 및 제2 액추에이터들(10, 20)의 복합 동작 중에 어느 하나의 액추에이터에 대한 조작 신호의 감소 기울기가 기 설정값 이하인 경우, 급정지 조작에 해당하지 않는다고 판단할 수 있다.

산출부(504)는 제1 센터바이패스 라인(200)이 폐쇄될 때 발생하는 펌프 피크를 예상하고, 상기 펌프 피크의 크기 및 지속 시간을 고려하여 제1 바이패스 제어 밸브(400)의 개구 면적, 개방 시간, 폐쇄 기울기 등을 산출할 수 있다. 예를 들면, 산출부(504)는 예상되는 펌프 피크의 크기에 따른 제1 바이패스 제어 밸브(400)의 개구 면적을 산출할 수 있다. 산출부(504)는 예상되는 펌프 피크의 지속 시간에 따른 제1 바이패스 제어 밸브(400)의 개방 시간을 산출할 수 있다. 산출부(504)는 제1 바이패스 제어 밸브(400)가 다시 폐쇄될 때 2차 펌프 피크의 발생 여부를 고려하여 제1 바이패스 제어 밸브(400)의 폐쇄 속도를 결정할 수 있다.

또한, 산출부(504)는 펌프 사판 각도 센서(110) 및 펌프 토출 압력 센서(130)로부터 유압 펌프(100)의 사판 각도, 토출 압력 등을 수신하고, 유압 펌프(100)로부터 토출된 작동 유량이 기 설정값 이상인 경우, 제1 바이패스 제어 밸브(400)의 최소 개구 면적을 산출할 수 있다.

출력부(506)는 상기 산출된 개구 면적에 따라 제1 바이패스 제어 밸브(400)를 개방시키기 위한 바이패스 제어 신호를 출력할 수 있다. 출력부(506)는 급정지 조작인 경우, 제1 바이패스 제어 밸브(400)의 개구 면적, 개방 시간 및 폐쇄 기울기에 대응하는 바이패스 제어 신호를 출력할 수 있다.

제2 전자비례제어 밸브(520)는 출력부(506)로부터 입력된 제어 신호에 따라 제1 바이패스 제어 밸브(400)의 개구 면적을 제어하기 위한 파일럿 신호압을 공급할 수 있다.

이에 따라, 상기 액추에이터가 급정지 조작인 경우, 제1 바이패스 제어 밸브(400)는 산출된 개구 면적만큼 개방된 후, 산출된 폐쇄 기울기로 폐쇄될 수 있다. 상기 액추에이터가 급정지 조작이 아닌 경우, 제1 바이패스 제어 밸브(400)는 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다.

또한, 상기 액추에이터의 급정지 조작 시점 이전에 제1 유압 펌프(100)로부터 토출된 작동 유량이 기 설정값 이상인 경우, 예비적으로 제1 바이패스 제어 밸브(400)가 기 설정된 최소 개구 면적만큼 개방될 수 있다. 이와 같이, 제1 바이패스 제어 밸브(400)가 예비적으로 최소 개구 면적만큼 개방된 경우, 상기 액추에이터의 급정지 조작 시에 더욱 빠르게 제1 바이패스 제어 밸브(400)를 개방시킬 수 있다. 이에 따라, 제1 바이패스 제어 밸브(400)의 응답성을 더욱 향상시킬 수 있다. 이 경우, 제1 유압 펌프(100)는 예비적으로 개방된 제1 바이패스 제어 밸브(400)를 고려하여 예측된 유량보다 더 많은 양의 작동유를 토출하도록 제어될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제2 액추에이터(20)에 대응되는 조작부(600)의 조이스틱이 조작되면, 제2 제어 밸브(310)는 절환되고 제1 유압 펌프(100)로부터 토출된 작동유가 제2 액추에이터(20)로 공급될 수 있다. 이 때, 제1 바이패스 제어 밸브(400)는 폐쇄된 상태로 또는 최소 개구 면적만큼 개방된 상태로 유지될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제2 액추에이터(20)의 급정지 조작 시에 제2 제어 밸브(310)는 중립 위치로 복귀하고, 제1 바이패스 제어 밸브(400)는 산출된 개구 면적만큼 개방될 수 있다. 또한, 펌프 제어 신호에 따라 제1 유압 펌프(100)의 사판 각도가 감소되어 작동유의 토출 유량이 감소될 수 있다.

도 5를 참조하면, 조이스틱 급정지 조작에 따른 제어 밸브의 스풀로 공급되는 파일럿 압력(A), 펌프 압력(B), 제1 바이패스 제어 밸브(400)의 개구 면적(C) 및 펌프 토출 유량(D)의 그래프들이 도시되어 있다.

작업자가 액추에이터를 구동하기 위하여 조이스틱을 조작하기 시작하면 파일럿 압력(A)은 증가한다. 이 후, 조이스틱 급정지 조작 시(t2)에 파일럿 압력(A)은 급하강하게 되고, 제어 밸브의 스풀이 중립 위치로 상대적으로 빠르게 절환된다. 제1 바이패스 제어 밸브(400)에 의해 제1 센터바이패스 라인(210)이 닫혀져 있는 상황이라면, 유압 펌프(100)로부터 토출된 작동유에 의해 형성되는 제1 센터바이패스 라인(210)의 압력, 즉, 펌프 압력(B)은 급상승하여 펌프 피크가 발생할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 제어부(500)는 조이스틱 급정지 조작 시점 이전(t0 ~ t2)에 예비적으로 제1 바이패스 제어 밸브(400)를 최소 개구 면적(A1)만큼 개방시킬 수 있다. 제어부(500)는 조이스틱 급정지 조작 시에 제1 바이패스 제어 밸브(400)를 기 설정된 시간동안(t2 ~ t3) 설정된 개구 면적(A2)만큼 개방시킨 후, 일정한 기울기로(t3 ~ t4) 폐쇄시킬 수 있다.

제1 유압 펌프(100)와 상기 제어 밸브 사이에는 물리적 동특성에 차이가 존재할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어 밸브의 스풀의 반응 시간이 제1 유압 펌프(100)의 사판 각도의 반응 시간보다 상대적으로 더 빠르므로, 급정지 조작 시에 상기 제어 밸브가 중립 위치로 이미 절환된 상태에서도 제1 유압 펌프(100)로부터 작동유가 토출되어 펌프 토출 압력이 빠르게 상승될 수 있다. 이 때, 제1 바이패스 제어 밸브(400)를 빠르게 개방하여 상기 토출된 작동유가 제1 바이패스 제어 밸브(400)를 통해 드레인 탱크(T)로 배출시킴으로써, 급정지 조작 시에 제1 메인 유압 라인(200)에서 발생할 수 있는 펌프 피크를 방지할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설기계의 제어 시스템은 제1 및 제2 메인 유압 라인들(200, 202)과 같은 작동유 공급 라인에 설치되어 압력을 검출하기 위한 센서들, 및 제1 내지 제4 액추에이터들(10, 12, 20, 22)의 위치, 각도, 압력 등을 검출하기 위한 센서들을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 센서는 상기 작동유 공급 라인의 압력 또는 상기 액추에이터들의 위치를 검출할 수 있다. 이 경우에 있어서, 제어부(500)는 상기 센서로부터 상기 작동유 공급 라인의 압력 신호 또는 상기 액추에이터의 위치 신호를 수신하고, 이로부터 외부 충격 또는 부하에 의한 펌프 피크 발생 여부를 판단할 수 있다.

예를 들면, 굴착 작업 중 버켓이 지반의 바위를 만나게 되면 버켓 실린더에 부하가 발생하여 펌프 피크를 발생시킬 수 있다. 이 때, 제어부(500)는 상기 작동유 공급 라인에서의 압력 상승 또는 상기 액추에이터의 급정지 여부에 따라 펌프 피크의 발생 여부를 결정할 수 있다. 즉, 상기 액추에이터가 외부 부하에 의해 급정지 되었다고 판단될 때, 제어부(500)는 펌프 피크가 발생되었다고 판단하고, 바이패스 제어 신호를 제2 전자비례제어 밸브(520)로 출력할 수 있다. 상기 바이패스 제어 신호가 제2 전자비례제어 밸브(520)에 입력되면, 제1 바이패스 제어 밸브(400)는 상기 입력된 바이패스 제어 신호의 크기에 대응하는 개구 면적만큼 개방됨으로써, 펌프 압력 피크를 방지할 수 있다.

도 6은 비교예에 따른 건설기계의 제어 시스템을 나타내는 유압 회로도이다.

도 6을 참조하면, 비교예에 따른 건설기계의 제어 시스템은 제1 및 제2 센터바이패스 유로들(210, 212)에 각각 설치된 제1 및 제2 바이패스 밸브들(450, 452) 및 제1 및 제2 바이패스 밸브들(450, 452)을 개폐시키기 위한 솔레노이드 밸브(550)를 포함할 수 있다. 또한, 비교예에 따른 건설기계의 제어 시스템은 제1 및 제2 메인 유압 라인들(200, 202)에 각각 설치되어 제1 및 제2 유압 펌프들(100, 102)로부터 토출된 펌프 유량을 배출시켜 펌프 피크를 방지하기 위한 제1 및 제2 펌프 피크 감소 밸브들(700, 702)을 포함할 수 있다.

비교예에 따른 건설기계의 제어 시스템에 있어서, 솔레노이드 밸브(550)는 엔진 시동 초기나 시동 후 웜 업(warm up) 시 온(ON)되어 제1 및 제2 센터바이패스 유로들(210, 212)을 개방시키고, 일반 작업 중에서는 솔레노이드 밸브(550)가 오프(OFF)되어 제1 및 제2 센터바이패스 유로들(210, 212)을 폐쇄시킬 수 있다.

이에 따라, 조이스틱 급정지 조작 시에는 제1 및 제2 센터바이패스 유로들(210, 212)이 닫혀져 있으므로, 제1 및 제2 유압 펌프들(100, 102)로부터 토출된 작동유의 압력은 급상승하게 된다. 이 후, 제1 및 제2 펌프 피크 감소 밸브들(700, 702)은 후행적으로 제1 및 제2 유압 펌프들(100, 102)로부터 토출된 작동유 유량을 배출시켜 상승된 펌프 압력을 감소시키게 된다. 이러한 제1 및 제2 센터바이패스 유로들(210, 212)은 하나의 솔레노이드 밸브(550)에 의해 개폐될 수 있다.

이에 반해, 예시적인 건설기계의 제어 시스템에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 및 제3 전자비례제어 밸브들(520, 522)에 의해 각각의 제1 및 제2 센터바이패스 유로들(210, 212)의 개구 면적들이 제어될 수 있다. 조이스틱 급정지 조작 시에, 상기 조이스틱의 조작 신호들을 통해 급정지 조작 여부를 판단하여 선행적으로 제1 및 제2 센터바이패스 유로들(210, 212)을 개방시킴으로써 펌프 피크를 제거할 수 있다. 따라서, 각각의 제1 및 제2 유압 펌프들(100, 102)에 대하여 센터바이패스 유로 제어를 독립적으로 수행함으로써 불필요한 유량손실을 방지할 수 있다. 또한, 제2 및 제3 전자비례제어 밸브들(520, 522)은, 비교예에서와 같이 시동 초기 또는 웜 업 시에 제1 및 제2 센터바이패스 유로들(210, 212)을 일시적으로 개방하는 기능들도 수행할 수 있다. 제1 및 제2 센터바이패스 유로들(210, 212)이 폐쇄된 상태에서 엔진이 시동될 때, 이에 연동하여 구동되는 유압 펌프들(100, 102)에 의해 제1 및 제2 센터바이패스 유로들(210, 212)의 압력이 상승하여 엔진 시동을 방해하는 부하로 작용하여 건설기계의 시동 성능을 저해할 수 있고, 압력 상승에 의해 충격이 발생할 수있다. 따라서, 예시적인 실시예들에 있어서 시동 초기 또는 웜 업 시에 제1 및 제2 바이패스 유로들(210, 212)을 일시적으로 개방시킬 수 있다. 다만, 솔레노이드 밸브를 사용하는 비교예와는 달리, 예시적인 실시예들에서는 전자비례제어 밸브를 사용하여 바이패스 유로들의 개방이 너무 급격하거나 필요 이상으로 크게 개방되는 것을 방지할 수 있다.

이하에서는, 도 1의 제어 시스템을 이용하여 건설기계를 제어하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 7은 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.

도 1, 도 2 및 도 7을 참조하면, 제1 및 제2 액추에이터들(10, 20)에 대한 작업자의 조작 신호 및 제1 유압 펌프(100)의 토출 압력 및 사판 각도를 수신하고(S100), 상기 조작 신호로부터 급정지 조작 판단할 수 있다(S110). 이어서, 급정지 조작 시에 제1 바이패스 제어 밸브(400)를 개방하고(S120), 급정지 조작이 아닌 경우, 제1 바이패스 제어 밸브(400)를 폐쇄시킬 수 있다(S130).

예시적인 실시예들에 있어서, 제1 및 제2 액추에이터들(10, 20)에 대한 조작 신호들, 예를 들면, 조이스틱 파일럿 압력, 조이스틱 변위량 등을 수신하고, 감소 기울기가 기 설정값보다 큰 경우 급정지 조작이라고 판단할 수 있다.

또한, 제1 및 제2 액추에이터들(10, 20)의 복합 동작 중에 어느 하나의 액추에이터에 대한 조작 신호의 감소 기울기가 기 설정값 이하인 경우, 급정지 조작에 해당하지 않는다고 판단할 수 있다.

이 때, 제1 바이패스 유로(200)가 폐쇄된 상태에서 급정지 조작 시 발생하는 펌프 피크를 예상하고, 상기 펌프 피크의 크기 및 지속 시간을 고려하여 제1 바이패스 제어 밸브(400)의 개구 면적, 개방 시간, 폐쇄 기울기 등을 산출할 수 있다. 예를 들면, 예상되는 펌프 피크의 크기에 따른 제1 바이패스 제어 밸브(400)의 개구 면적을 산출할 수 있다. 예상되는 펌프 피크의 지속 시간에 따른 제1 바이패스 제어 밸브(400)의 개방 시간을 산출할 수 있다. 제1 바이패스 제어 밸브(400)가 다시 폐쇄될 때 2차 펌프 피크의 발생 여부를 고려하여 제1 바이패스 제어 밸브(400)의 폐쇄 속도를 결정할 수 있다.

또한, 제1 유압 펌프(100)의 상기 사판 각도 및 상기 토출 압력을 이용하여 제1 유압 펌프(100)로부터 토출된 작동 유량이 기 설정값 이상인 경우, 제1 바이패스 제어 밸브(400)의 최소 개구 면적을 산출할 수 있다.

급정지 조작 시에 상기 산출된 개구 면적만큼 일정 시간동안 제1 바이패스 제어 밸브(400)를 개방시킨 후, 산출된 폐쇄 기울기로 폐쇄시킬 수 있다. 급정지 조작 시점 이전에 제1 유압 펌프(100)로부터 토출된 작동 유량이 기 설정값 이상인 경우, 예비적으로 제1 바이패스 제어 밸브(400)를 최소 개구 면적만큼 개방시킬 수 있다. 급정지 조작이 아닌 경우, 제1 바이패스 제어 밸브(400)를 폐쇄시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 조이스틱 급정지 시에 제1 센터바이패스 라인(210) 상의 메인컨트롤밸브의 하류에 설치된 제1 바이패스 제어 밸브(400)를 개방시켜 제1 유압 펌프(100)로부터 토출된 작동유를 제1 센터바이패스 라인(210)을 통해 드레인 탱크(T)로 배출시킬 수 있다. 상기 조이스틱 급정지가 아닌 경우, 제1 바이패스 제어 밸브(400)를 폐쇄시킬 수 있다.

이에 따라, 클로즈드 센터(closed center) 방식의 유압 시스템에서, 조이스틱 급정지 시에 상기 유압 펌프와 상기 제어 밸브 사이의 동특성 차이로 인해 압력 피크가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 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.

10: 제1 액추에이터 12: 제3 액추에이터
20: 제2 액추에이터 22: 제4 액추에이터
100: 제1 유압 펌프 102: 제2 유압 펌프
110, 112: 펌프 사판 각도 센서 120: 제1 펌프 레귤레이터
122: 제2 펌프 레귤레이터 130, 132: 펌프 토출 압력 센서
200: 제1 메인 유압 라인 202: 제2 메인 유압 라인
210: 제1 센터바이패스 라인 212: 제2 센터바이패스 라인
220: 병렬 공급 라인 300: 제1 제어 밸브
302: 제3 제어 밸브 310: 제2 제어 밸브
312: 제4 제어 밸브 400: 제1 바이패스 제어 밸브
402: 제2 바이패스 제어 밸브 500: 제어부
502: 급정지 판단부 504: 산출부
506: 출력부 510: 제1 전자비례제어 밸브
520: 제2 전자비례제어 밸브 522: 제3 전자비례제어 밸브
600: 조작부

Claims

유압 펌프;
상기 유압 펌프에 연결된 센터바이패스 라인에 설치되고, 상기 유압 펌프로부터 토출된 작동유의 흐름 방향을 제어하여 액추에이터에 선택적으로 공급하기 적어도 하나의 제어 밸브;
상기 센터바이패스 라인 상에서 상기 제어 밸브 하류에 설치되며, 상기 센터바이패스 라인을 통해 드레인 탱크로 배출되는 상기 작동유의 유량을 가변적으로 제어하기 위한 바이패스 제어 밸브; 및
작업자의 조작 신호에 따라 상기 유압 펌프 및 상기 바이패스 제어 밸브의 동작을 제어하고, 펌프 피크 발생 시 상기 바이패스 제어 밸브를 개방시켜 펌프 피크를 감소시키는 제어부를 포함하는 건설기계의 제어 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는
조이스틱 조작 신호로부터 상기 액추에이터의 급정지 조작 여부를 판단하는 급정지 판단부;
상기 액추에이터의 급정지 조작 시 상기 바이패스 제어 밸브의 개구 면적을 결정하는 산출부; 및
상기 산출된 개구 면적에 따라 상기 바이패스 제어 밸브를 개방시키기 위한 제어 신호를 출력하기 위한 출력부를 포함하는 건설기계의 제어 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 산출부는 예상되는 펌프 피크의 크기 및/또는 지속 시간을 고려하여 상기 바이패스 제어 밸브의 개방 시간 또는 폐쇄 기울기를 산출하는 건설기계의 제어 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 액추에이터의 위치 신호 또 는 작동유 공급 라인의 압력 신호로부터 상기 펌프 피크가 발생될 경우라고 판단될 때, 상기 바이패스 제어 밸브를 개방시키도록 제어하는 건설기계의 제어 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 급정지 조작이 아닌 경우에 상기 바이패스 제어 밸브를 폐쇄시키도록 제어하는 건설기계의 제어 시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 급정지 조작 시점 이전에 상기 유압 펌프로부터 토출된 작동 유량이 기 설정값 이상인 경우, 예비적으로 상기 바이패스 제어 밸브를 기 설정된 최소 개구 면적만큼 개방시키도록 제어하는 건설기계의 제어 시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 제어부는, 건설기계의 시동 초기 또는 웜 업(warm up) 시 상기 바이패스 제어 밸브를 개방시키도록 제어하는 건설기계의 제어 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 액추에이터의 급정지 조작 시에도 복합 동작인 경우 상기 바이패스 제어 밸브를 폐쇄시키도록 제어하는 건설기계의 제어 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부로부터 입력된 제어 신호에 따라 상기 바이패스 제어 밸브의 개구 면적을 제어하기 위한 파일럿 신호압을 공급하는 전자비례제어 밸브를 더 포함하는 건설기계의 제어 시스템.
제 9 항에 있어서,
제2 유압 펌프;
상기 제2 유압 펌프에 연결된 제2 센터바이패스 라인에 설치되고 상기 제2 유압 펌프로부터 토출된 작동유의 흐름 방향을 제어하여 제2 액추에이터에 선택적으로 공급하기 위한 제2 제어 밸브;
상기 제2 센터바이패스 라인 상에서 상기 제2 제어 밸브 하류에 설치되며, 상기 제2 센터바이패스 라인을 통해 드레인 탱크로 배출되는 상기 작동유의 유량을 가변적으로 제어하기 위한 제2 바이패스 제어 밸브; 및
상기 제어부로부터 입력된 제어 신호에 따라 상기 제2 바이패스 제어 밸브의 개구 면적을 제어하기 위한 파일럿 신호압을 공급하는 제2 전자비례제어 밸브를 더 포함하는 건설기계의 제어 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부로부터 입력된 제어 신호에 따라 상기 유압펌프의 사판 각도를 제어하기 위한 펌프 레귤레이터를 더 포함하는 건설기계의 제어 시스템.
유압 펌프, 상기 유압 펌프에 연결된 센터바이패스 라인에 설치되며 액추에이터의 동작을 제어하기 위한 적어도 하나의 제어 밸브, 및 상기 센터바이패스 라인 상에서 상기 제어 밸브의 하류에 설치되며 상기 센터바이패스 라인을 통해 드레인 탱크로 배출되는 상기 작동유의 유량을 가변적으로 제어하기 위한 바이패스 제어 밸브를 포함하는 유압 시스템을 제공하고;
상기 액추에이터에 대한 작업자의 조작 신호, 상기 작동유의 공급 라인의 압력 신호 또는 상기 액추에이터의 위치 신호를 수신하여 펌프 피크 발생 여부를 판단하고; 그리고
상기 펌프 피크 발생 시 상기 바이패스 제어 밸브를 개방시켜 펌프 피크를 감소시키는 것을 포함하는 건설기계의 제어 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 펌프 피크 발생 여부를 판단하는 것은 상기 액추에이터의 급정지 조작 시 예상되는 펌프 피크의 크기 및/또는 지속 시간을 고려하여 상기 바이패스 제어 밸브의 개구 면적을 결정하는 것을 포함하는 건설기계의 제어 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 급정지 조작이 아닌 경우에 상기 바이패스 제어 밸브를 폐쇄시키는 것을 더 포함하는 건설기계의 제어 방법.
제 14 항에 있어서,상기 급정지 조작 시점 이전에 상기 유압 펌프로부터 토출된 작동 유량이 기 설정값 이상인 경우, 예비적으로 상기 바이패스 제어 밸브를 최소 개구 면적만큼 개방시키는 것을 더 포함하는 건설기계의 제어 방법.
제 14 항에 있어서,
건설기계의 시동 초기 또는 웜 업(warm up) 시 상기 바이패스 제어 밸브를 개방시키는 것을 더 포함하는 건설기계의 제어 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 액추에이터의 급정지 조작 시에도 복합 동작인 경우 상기 바이패스 제어 밸브를 폐쇄시는 것을 더 포함하는 건설기계의 제어 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 액추에이터의 급정지 조작 시 상기 바이패스 제어 밸브를 개방시키는 것은
산출된 개구 면적에 따라 상기 바이패스 제어 밸브를 개방시키기 위한 파일럿 신호압을 전자비례제어 밸브를 통해 상기 바이패스 제어 밸브에 공급하는 것을 포함하는 건설기계의 제어 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 액추에이터에 대한 작업자의 조작 신호에 따라 상기 유압 펌프의 사판 각도를 제어하는 것을 더 포함하는 건설기계의 제어 방법.