KR20190136808A - 건설기계용 지능형 현가장치 - Google Patents

건설기계용 지능형 현가장치 Download PDF

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KR20190136808A
KR20190136808A KR1020180062972A KR20180062972A KR20190136808A KR 20190136808 A KR20190136808 A KR 20190136808A KR 1020180062972 A KR1020180062972 A KR 1020180062972A KR 20180062972 A KR20180062972 A KR 20180062972A KR 20190136808 A KR20190136808 A KR 20190136808A
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이길수
유준오
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이원컴포텍 주식회사
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Abstract

개시된 발명은 운전실의 내부에 구비된 운전석 시트에 대한 서스펜션을 제공하는 건설기계용 지능형 현가장치에 있어서,
상기 운전석 시트 하부에 연결되는 어퍼 프레임과 상기 운전실의 바닥플레이트 상에 설치되는 로어 프레임;
상기 가동 링크의 일측에 고정된 미들 플레이트에 상단이 고정되고 상기 로어 프레임의 연결바에 하단이 회전 가능하게 부착되는 에어 스프링;
상기 에어 스프링에 미리 설정된 공압을 제공하는 에어 펌프;
상기 에어 스프링과 에어 펌프 사이에 연결된 관로 일측에 설치되며, 상기 에어 스프링에 공급되는 공압을 제어하는 컨트롤 밸브;
상기 운전석 시트 또는 어퍼 프레임 일측에 설치되며, 상기 운전석 시트 상에 가해지는 부하를 검출하는 적어도 하나의 센서;
일측은 상기 어퍼 프레임에 고정되고 타측은 상기 로어 프레임 사이에 설치되며, 상기 운전석 시트에 대한 진동을 감쇠하는 엠알 유체 댐퍼;
상기 어퍼 프레임 또는 상기 로어 프레임 일측에 고정 설치되며, 운전실 전후 방향 또는 운전실 좌우 방향에 대한 시트 포지션을 조절하는 적어도 하나의 리니어 액추에이터;
상기 센서와 상기 컨트롤 밸브 및 상기 엠알 유체 댐퍼에 전기적으로 연결되는 컨트롤러를 포함하며,
상기 컨트롤러는, 상기 센서에서 연속적으로 탐지되는 부하와 미리 설정된 기준부하를 비교하고, 미리 설정된 로직에 따라서 소정의 타임 인터벌 상에서 상기 에어 스프링에 요구되는 탄성력 또는 상기 엠알 유체 댐퍼에 요구되는 댐핑력을 단계적으로 제어하는 건설기계용 지능형 현가장치를 제공한다.

Description

건설기계용 지능형 현가장치{Intelligent Suspension Apparatus For Construction Machine}
본 발명은 건설기계용 지능형 현가장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건설기계의 주행이나 덤프 및 디깅 작업에 의존하여 공기 스프링과 엠알 유체 댐퍼가 독립적으로 서스펜션 기능을 수행할 수 있으며, 또한 작업장치 및 주행장치의 조작 및 작업 모드 선택시에 운전석 시트에 요구되는 서스펜션이 자동으로 조절될 수 있도록 개선된 건설기계용 지능형 현가장치에 관한 것이다.
휠로더나 굴삭기 등 건설기계는 운전석 시트를 통해 운전자에게 가해지는 진동 및 충격을 줄이기 위한 장치로 소정의 링크 부재들이 조합된 서스펜션 장치를 응용하고 있다.
도 1은 종래의 건설기계용 운전석 시트의 서스펜션을 설명하기 위한 도면으로서, 도 1a는 굴삭기의 측면도이며 도 1b는 굴삭기의 운전석 시트 서스편션 장치를 도시한 개략도이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 건설기계는 통상적으로 붐(7a)과 아암(7b) 및 버켓(7c)을 포함하는 작업장치(7)와, 상기 작업장치(7)의 움직임을 개별적으로 제어하기 위한 적어도 하나 이상의 작업장치용 조작 레버 및 주행패달의 조작에 의해 무한궤도 혹은 바퀴를 지면상에서 구동시키는 주행장치(8)를 포함한다.
그러한 건설기계는, 통상적으로 도로 상에서 주행은 물론 토사나 자갈의 적재나 하역에 필요한 덤프 작업 및 도랑파기나 굴삭과 같은 디깅 작업을 포함하는 다양한 작업환경에 적응해야 하는 특수 목적의 전용장비이며, 요구되는 운전석 또는 운전석 시트 서스펜션 성능도 더욱 고도화되는 실정이다.
도 1b를 참조하면, 종래의 서스펜션 장치는 운전석의 상하방향의 진동 및 충격을 저감시키기 위하여, X자형 링크(4)로 운전석의 시트프레임(2)과 그 하부의 베이스 프레임(3)에 힌지 결합시켜 X형 링크(4)가 가이드를 따라 수평이동하도록 하여 소정의 범위 내에서 상하방향으로 부하를 받는 운전석에 대한 서스펜션을 제공한다.
하지만, 종래의 서스펜션 장치는 구조적으로 제한된 서스펜션 성능만을 제공할 뿐, 작업현장에서 크게 발생하는 진동은 물론 다양한 작업 환경에 노출되는 운전석 시트의 서스펜션 요구도 다양한 양상으로 나타나고 있다.
운전석에 대한 서스펜션을 위하여 에어 실린더가 하나의 서스펜션 요소로서 보조적으로 적용되는 경우, 일시적인 쿠션 혹은 편리함을 주기도 하지만, 작업환경이 변화되는 경우에 운전석 서스펜션도 그에 상응하여 다양하게 발휘하지 못하고 고정된 양상으로 제공되는 단점이 있다.
더구나, 건설기계는 소정의 타임 인터벌 동안 주행을 한 이후에, 덤프이나 디깅 작업이 요구되는 작업조건이 빈번하게 발생하며, 이 경우 운전자에게 요구되는 서스펜션도 능동적으로 조절할 필요가 있다.
잘 알려진 선행기술의 하나로서 한국특허공개 제2014-0098279호에 시트부와 수납공간을 갖는 지지부 및 지지부의 높이 조절이 가능한 서스펜션부를 포함한 건설기계용 시트장치가 개시되어 있다. 이 문헌에 제시된 기술은 운전석 또는 시트의 하부에서 X형 링크의 가동이 제한되어 상대적으로 서스펜션 기능이 떨어지는 단점이 있다.
한편, 차량 분야에서 능동형 서스펜션으로서 공기 스프링 등을 조합한 기술이 제안되기도 하였으나, 작업조건 및 환경이 다양하면서 역동적으로 변화하고 특히 운전자의 전문적인 조작이 요구되는 건설기계의 특성을 고려시에 그 적용이 기술적으로 매우 어려운 실정이다.
- 한국특허공개 제2014-0098279호(2014.08.08일자 공개) - 한국특허공개 제1996-0017307호(1996.06.17일자 공개)
본 개시의 기술내용은 전술한 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 건설기계의 주행이나 덤프 및 디깅 작업에 의존하여 공기 스프링과 엠알 유체 댐퍼가 독립적으로 서스펜션 기능을 수행할 수 있으며, 또한 작업장치 및 주행장치의 조작 및 작업 모드 선택시에 운전석 시트에 요구되는 서스펜션이 자동으로 조절될 수 있는 건설기계용 지능형 현가장치를 제공하는데 목적이 있다.
개시된 기술내용의 일실시예에 따른 하나의 기술적 특징은,
운전실의 내부에 구비된 운전석 시트에 대한 서스펜션을 제공하는 건설기계용 지능형 현가장치에 있어서,
상기 운전석 시트 하부에 연결되는 어퍼 프레임과 상기 운전실의 바닥플레이트 상에 설치되는 로어 프레임;
가동 링크의 일측에 고정된 미들 플레이트에 상단이 고정되고 상기 로어 프레임의 연결바에 하단이 회전 가능하게 부착되는 에어 스프링;
상기 에어 스프링에 미리 설정된 공압을 제공하는 에어 펌프;
상기 에어 스프링과 에어 펌프 사이에 연결된 관로 일측에 설치되며, 상기 에어 스프링에 공급되는 공압을 제어하는 컨트롤 밸브;
상기 운전석 시트 또는 어퍼 프레임 일측에 설치되며, 상기 운전석 시트 상에 가해지는 부하를 검출하는 적어도 하나의 센서;
일측은 상기 어퍼 프레임에 고정되고 타측은 상기 로어 프레임 사이에 설치되며, 상기 운전석 시트에 대한 진동을 감쇠하는 엠알 유체 댐퍼;
상기 어퍼 프레임 또는 상기 로어 프레임 일측에 고정 설치되며, 운전실 전후 방향 또는 운전실 좌우 방향에 대한 시트 포지션을 조절하는 적어도 하나의 리니어 액추에이터;
상기 센서와 상기 컨트롤 밸브 및 상기 엠알 유체 댐퍼에 전기적으로 연결되는 컨트롤러를 포함하며,
상기 컨트롤러는, 상기 센서에서 연속적으로 탐지되는 부하와 미리 설정된 기준부하를 비교하고, 미리 설정된 로직에 따라서 소정의 타임 인터벌 상에서 상기 에어 스프링에 요구되는 탄성력 또는 상기 엠알 유체 댐퍼에 요구되는 댐핑력을 단계적으로 제어하는 건설기계용 지능형 현가장치를 제공한다.
개시된 기술내용의 일실시예에 따른 다른 기술적 특징은,
상기 건설기계의 운전실 일측에 설치되는 모드조작 수단을 더 구성하되,
상기 모드조작 수단은 주행모드와 덤프모드 및 디깅모드를 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 컨트롤 밸브와 상기 센서, 상기 엠알 유체 댐퍼 및 상기 모드조작 수단에 전기적으로 연결되어, 작업자가 상기 모드조작 수단을 조작시에 상기 미리 설정된 로직에 따라서 상기 주행모드나 덤프모드 또는 디깅모드에 요구되는 상기 에어 스프링의 탄성력 또는 상기 엠알 유체 댐퍼의 댐핑력을 제어하는 건설기계용 지능형 현가장치를 제공한다.
개시된 기술내용의 일실시예에 따른 또 다른 기술적 특징은,
상기 컨트롤러에 작업장치용 조작 레버 또는 주행패달의 조작에 상응하는 입력신호가 더 인가되며, 상기 컨트롤러는 상기 입력신호에 의존하여 상기 에어 스프링에 요구되는 압력 또는 상기 엠알 유체 댐퍼에 요구되는 전류를 제어하는 건설기계용 지능형 현가장치를 제공한다.
개시된 기술내용의 일실시예에 따른 또 다른 기술적 특징은,
상기 센서가 압력센서 또는 로드셀을 포함하여 구성되는 건설기계용 지능형 현가장치를 제공한다.
개시된 기술내용의 일실시예에 따른 또 다른 기술적 특징은,
상기 컨트롤 밸브는 솔레노이드 밸브를 포함하여 구성되는 건설기계용 지능형 현가장치를 제공한다.
개시된 기술내용의 일실시예에 따른 또 다른 기술적 특징은,
상기 에어 스프링 및 상기 엠알 유체 댐퍼가 독립적으로 제어되는 건설기계용 지능형 현가장치를 제공한다.
개시된 기술내용의 발명에 따르면,
첫째, 건설기계의 작업 상태에 따른 주행이나 덤프 및 디깅 작업 환경에 의존하여 공기 스프링과 엠알 유체 댐퍼가 자동으로 독립적으로 서스펜션 기능을 수행할 수 있는 장점이 있다.
또한, 작업장치 및 주행장치의 조작 및 작업 모드 선택하거나 작업장치의 조작시에에 운전석 시트에 요구되는 서스펜션이 단계별로 자동으로 조절될 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 건설기계용 운전석 시트의 서스펜션을 설명하기 위한 도면으로서, 도 1a는 굴삭기의 측면도이며 도 1b는 굴삭기의 운전석 시트 서스편션 장치를 도시한 개략도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 건설기계용 지능형 현가장치의 요부를 개략적으로 도시한 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공기 현가장치의 설치 상태를 도시한 요부 사시도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 건설기계용 지능형 현가장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 모드별 서스펜션 제어 흐름도,
도 6은 국제표준규격에 대한 시험평가로서 가진판과 운전석 시트 상부에 전달되는 진동량을 측정한 일정 파형(PSD)의 진동 전달율 시험 결과를 도시한 다이어그램
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
도 1은 종래의 건설기계용 운전석 시트의 서스펜션을 설명하기 위한 도면으로서, 도 1a는 굴삭기의 측면도이며 도 1b는 굴삭기의 운전석 시트 서스편션 장치를 도시한 개략도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 건설기계용 지능형 현가장치의 요부를 개략적으로 도시한 분해 사시도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공기 현가장치의 설치 상태를 도시한 요부 사시도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 건설기계용 지능형 현가장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 모드별 서스펜션 제어 흐름도, 도 6은 국제표준규격에 대한 시험평가로서 가진판과 운전석 시트 상부에 전달되는 진동량을 측정한 일정 파형 (PSD)의 진동 전달율 시험 결과를 도시한 다이어그램이다.
개시된 본 발명의 일실시예에 따른 건설기계용 지능형 현가장치는 휠로더나, 굴삭기, 파워쇼벨을 포함하는 건설기계의 운전실(cab 또는 operation room)에 구비된 운전석 혹은 운전석 시트에 대한 서스펜션(suspension)을 제어하는데 적용된다.
바람직하게는 운전자의 운전석 시트 포지션은 물론 건설기계의 작업 및 주행 상태를 자동으로 파악하여 운전석 시트에 대한 서스펜션(suspension)을 제어하는 건설기계용 지능형 현가장치로 적용될 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 일실시예에 따른 건설기계용 지능형 현가장치는, 운전석 시트(10) 하부에 연결되는 어퍼 프레임(11)과 운전실(6)의 바닥플레이트(7) 상에 설치되는 로어 프레임(12)과, 가동 링크(20)의 일측에 고정된 미들 플레이트(24)에 상단이 고정되고 상기 로어 프레임(12)의 연결바(22a)에 하단이 회전 가능하게 부착되는 에어 스프링(26)을 포함하여 구성된다.
상기 가동 링크(20)는 제1 지지바(21a)와 제2 지지바(21b)가 힌지(23)에 의해 연결되는 공지의 X형 링크를 포함하며, 상기 미들 플레이트(24)는 상기 가동 링크(20)의 제1 지지바(21a)의 내측면에 부착되거나 제2 지지바(21b)의 내측면에 부착될 수 있다.
상기 미들 플레이트(24)는 장착홀(25)을 포함하며, 상기 장착홀(25)을 통하여 상기 에어 스프링(26)의 상단부가 고정된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 건설기계용 지능형 현가장치는, 상기 에어 스프링(26)에 미리 설정된 공압을 제공하는 에어 펌프(30)과, 상기 에어 스프링(26)과 에어 펌프(30) 사이에 연결된 관로 일측에 설치되며 상기 에어 스프링(26)에 공급되는 공압을 제어하는 컨트롤 밸브(31)를 포함하여 구성된다.
상기 컨트롤 밸브(31)는 솔레노이드에 의해 전기적으로 밸브개구도가 제어되는 솔레노이드 밸브를 포함하여 구성된다.
상기 에어 스프링(26)은 상기 에어펌프(30)로부터 토출되는 공기압력에 의해 운전석 시트의 진동을 저감시키는 작용을 수행하는바, 상기 에어 스프링(26)은 운전석 시트의 진동을 저감하기 위하여 공기가 채워질 때 혹은 공압이 증가할 때 형성되는 변위에 상응하여 운전실 바닥플레이트(7)에 대한 수직 상방을 향하여 상기 어퍼 플레이트(11)를 상승시킬 수 있다.
상기 에어 스프링(26)의 상단이 받는 무게(m)와 요구되는 스프링 상수(k) 및 댐핑계수(c)이 조합된 미리 설정된 로직이 전술한 운전석 시트 진동을 저감하기 위하여 적용될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 건설기계용 지능형 현가장치는, 상기 운전석 시트(1) 또는 어퍼 프레임(11) 일측에 설치되며, 상기 운전석 시트(1) 상에 가해지는 부하를 검출하는 적어도 하나의 센서(27a 27b); 일측은 상기 어퍼 프레임(11)에 고정되고 타측은 상기 로어 프레임(12) 사이에 설치되며 상기 운전석 시트(1)에 대한 진동을 감쇠하는 엠알 유체 댐퍼(40); 상기 어퍼 프레임(11) 또는 상기 로어 프레임(12) 일측에 고정 설치되며, 운전실 전후 방향 또는 운전실 좌우 방향에 대한 시트 포지션을 조절하는 적어도 하나의 리니어 액추에이터(28);을 포함하여 구성된다.
상기 센서(27)는 운전석 시트(1) 상에 가해지는 부하, 예를 들면 상기 에어 스프링(26)의 상단이 받는 무게(m)를 검출하는 제1 센서(27a)와, 상기 에어 스프링(26)의 내부압력을 검출하는 제2 센서(27b)를 포함하며, 각각의 검출신호는 후술하는 컨트롤러(32)에 제공된다.
상기 센서(27a, 27b)는 상기 운전석 시트(1) 또는 어퍼 프레임(11) 및 에어 스프링(26)의 일측에 각각 설치되는 압력센서 또는 로드셀을 포함하여 구성되며, 압력검출 성능을 고려하여 그 설치위치를 다양하게 변형할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 건설기계용 지능형 현가장치는, 상기 센서(27a, 27b)와 상기 컨트롤 밸브(31) 및 상기 엠알 유체 댐퍼(40)에 전기적으로 연결되는 컨트롤러(32)를 포함하며,
상기 컨트롤러(32)는, 상기 센서(27a, 27b)에서 연속적으로 탐지되는 부하와 미리 설정된 기준부하를 비교하고, 미리 설정된 로직에 따라서 소정의 타임 인터벌 상에서 상기 에어 스프링(26)에 요구되는 탄성력 또는 상기 엠알 유체 댐퍼(40)에 요구되는 댐핑력을 단계적으로 제어한다.
상기 엠알 유체 댐퍼(40)는 엠알 유체(Magneto Rheological Fluid)로서 광물 오일 또는 실리콘 오일을 매체로 미크론 크기의 자화 입자를 분산시켜 제조된 공지의 유체이며, 자기장이 가해지면 자화 입자들이 수 밀리초(msec) 이내에 소정의 체인을 형성하여 준 고체 형태가 되어 점소성을 갖게 되고 입력 전류에 따라서 유체특성, 예를 들면 점성이 증가 혹은 감소하게 되는 엠알 유체 특성에 의존하여 진동을 감쇠시키도록 구동된다.
상기 부하는 센서를 통해서 검출되는 공기 압력이나 무게(m), 전류, 전압 등의 입력신호의 속성을 가질 수 있으며, 파일럿 작동식 조작레버의 출력 파일럿 신호압 또는 전기식 조작레버의 출력신호에 의존하는 입력신호의 속성을 가질 수 있으며, 상기 기준부하는 상기 부하의 정도에 따라 설정된 룩업테이블과 매치되도록 미리 설정될 수 있다.
한편, 일실시예에 따른 건설기계용 지능형 현가장치는, 상기 건설기계의 운전실(6) 일측에 설치되는 모드조작 수단(29)을 더 구성하되, 상기 모드조작 수단(33)은 주행모드와 덤프모드 및 디깅모드를 포함하고, 상기 컨트롤러(32)는,
상기 컨트롤 밸브(31)와 상기 센서(27a, 27b), 상기 엠알 유체 댐퍼(40) 및 상기 모드조작 수단(33)에 전기적으로 연결되어, 작업자가 상기 모드조작 수단(33)을 조작시에 상기 미리 설정된 로직에 따라서 상기 주행모드나 덤프모드 또는 디깅모드에 요구되는 댐핑력을 제어한다.
상기 주행모드는 주행하는 지면의 상태에 따라서 미리 설정된 단계로서 On-road, Off-road 및 Rugged-road 주행모드를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 컨트롤러(32)에 작업장치용 조작 레버 또는 상기 주행패달의 조작에 상응하는 입력신호가 더 인가될 수 있으며, 상기 컨트롤러(32)는 상기 입력신호에 의존하여 상기 에어 스프링(26)에 요구되는 압력 또는 상기 엠알 유체 댐퍼(40)에 요구되는 전류를 제어한다.
상기 작업장치용 조작 레버는 붐(7a)이나 아암(7b) 및 버켓(7c)을 제어하기 위해 리모트 컨트롤 밸브를 포함하는 파일럿 작동식 조작레버를 포함하며, 상기 파일럿 작동식 조작레버는 작업장치를 조작시에 조작량에 상응하는 파일럿 신호압을 출력하며, 파일럿 압력검출센서가 상기 파일럿 신호압을 검출하여 상기 컨트롤러(32)에 입력신호로 제공된다.
상기 작업장치용 조작레버가 전기식 조작레버로 구성되는 경우, 작업장치 조작시에 전기 신호가 상기 컨트롤러(32)에 입력신호로 제공될 수 있다.
개시된 발명의 일실시예에 따르면, 상기 에어 스프링(26) 및 상기 엠알 유체 댐퍼(40)가 상기 컨트롤러(32)에 의해 독립적으로 제어될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 건설기계의 운전석 시트는 덤프모드시에 상대적으로 주행모드에 비하여 적은 진동수 및 그에 상응하는 서스펜션이 요구되며, 이 경우 상기 컨트롤러(32)는 상기 에어 스프링(26)과 상기 엠알 유체 댐퍼(40) 중 어느 하나만을 독립적으로 제어한다.
예를 들면, 건설기계의 운영과정에 있어서, 운전자가 운전석 시트(1)에 착석할 경우, 센서(27a, 27b)에 의해 부하가 상기 컨트롤러(32)에 제공된다. 모드선택 수단(3)을 입력하거나 혹은 작업장치용 조작레버 또는 주행페달을 조작시 그에 상응한 부하가 상기 컨트롤러(32)에 제공된다.
상기 부하는 기준부하와 비교하여 미리 설정된 단계별 서스펜션 제어값으로 연산 및 할당되어 상기 에어 스프링(26)에 요구되는 공압 조절을 위해 컨트롤 밸브(31)의 개구도 및 상기 엠알 유체 댐퍼(40)에 요구되는 전류 또는 전압 조절을 위한 제어신호를 출력한다.
상기 컨트롤러(32)의 출력 제어신호는 각각 주행모드 서스펜션 신호와 덤프모드 서스펜션 신호 및 디깅모드 서스펜션 신호 중 적어도 하나의 신호 속성을 가지며, 솔레노이드 제어신호 또는 전기적 출력 신호를 포함한다.
바람직하게는, 상기 엠알 유체 댐퍼(40)는 상기 컨트롤러(32)에 의해 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 제어될 수 있으며, 상기 에어 스프링(26)에 비하여 상대적으로 응답시간이 빠르게 제어될 수 있어서 주행모드 또는 주행페달을 조작 후 미리 설정된 타임 인터벌을 경과한 후에 주행모드 서스펜션이 이뤄지도록 제어된다.
예를 들면, 주행페달이 10초 이상 지속적으로 조작하는 경우, 상기 컨트롤러(32)는 주행모드 서스펜션 신호, 예를 들면 진동 감소를 위해 엠알 유체의 점성이 증가하도록 전류 혹은 전압을 제어하여 상기 엠알 유체 댐퍼(40)의 구동을 조절한다.
본 발명에 따른 건설기계용 지능형 현가장치에 대해 국제표준규격에 대한 시험평가를 수행한 결과, 도 6에 도시된 바와 같이 운전석 시트 상부에 전달되는 진동 전달율이 크게 감소되는 것으로 나타났다.
한편, 경우에 따라서, 상기 컨트롤러(32)는 상기 에어 스프링(26)와 상기 엠알 유체 댐퍼(40)를 모두 제어할 수 있다. 예를 들면, 건설기계의 디깅작업을 위해 작업장치용 조작레버(예를 들면, 붐과 버켓의 복합조작)들이 조작될 경우, 상기 컨트롤러(32)는 상기 조작레버의 파일럿 신호압에 상응하여 디깅모드 작업상태로 판단하여 그에 상응하여 미리 설정된 디깅모드 서스펜션 신호를 상기 에어 스프링(26)과 상기 엠알 유체 댐퍼(40)에 각각 출력할 수 있다.
예를 들면, 디깅모드의 선택 혹은 붐과 아암 및 버켓을 포함하는 작업장치의 동시 조작시, 부하는 기준부하와 비교되어 디깅 서스펜션 신호가 증가 혹은 감소되도록 제어신호를 출력하며, 그 결과 상기 엠알 유체 댐퍼(40)가 진동 감소를 위해 엠알 유체의 점성이 증가 혹은 감소되도록 제어하는 작동원리는 전술한 바와 마찬가지이므로 자세한 설명은 생략한다.
한편, 상술한 기술내용은 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 운전석 시트
6 : 운전실
7 : 작업장치
7a: 붐
7b: 아암
7c: 버켓
11 : 어퍼 프레임
12 : 로어 프레임
20 : X 형 링크
26 : 에어 스프링
28 : 리니어 모터
32 : 컨트롤러
40 : 엠알 유체 댐퍼

Claims (6)

  1. 운전실의 내부에 구비된 운전석 시트에 대한 서스펜션을 제공하는 건설기계용 지능형 현가장치에 있어서,
    상기 운전석 시트 하부에 연결되는 어퍼 프레임과 상기 운전실의 바닥플레이트 상에 설치되는 로어 프레임;
    상기 가동 링크의 일측에 고정된 미들 플레이트에 상단이 고정되고 상기 로어 프레임의 연결바에 하단이 회전 가능하게 부착되는 에어 스프링;
    상기 에어 스프링에 미리 설정된 공압을 제공하는 에어 펌프;
    상기 에어 스프링과 에어 펌프 사이에 연결된 관로 일측에 설치되며, 상기 에어 스프링에 공급되는 공압을 제어하는 컨트롤 밸브;
    상기 운전석 시트 또는 어퍼 프레임 일측에 설치되며, 상기 운전석 시트 상에 가해지는 부하를 검출하는 적어도 하나의 센서;
    일측은 상기 어퍼 프레임에 고정되고 타측은 상기 로어 프레임 사이에 설치되며, 상기 운전석 시트에 대한 진동을 감쇠하는 엠알 유체 댐퍼;
    상기 어퍼 프레임 또는 상기 로어 프레임 일측에 고정 설치되며, 운전실 전후 방향 또는 운전실 좌우 방향에 대한 시트 포지션을 조절하는 적어도 하나의 리니어 액추에이터;
    상기 센서와 상기 컨트롤 밸브 및 상기 엠알 유체 댐퍼에 전기적으로 연결되는 컨트롤러를 포함하며,
    상기 컨트롤러는, 상기 센서에서 연속적으로 탐지되는 부하와 미리 설정된 기준부하를 비교하고, 미리 설정된 로직에 따라서 소정의 타임 인터벌 상에서 상기 에어 스프링에 요구되는 탄성력 또는 상기 엠알 유체 댐퍼에 요구되는 댐핑력을 단계적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 건설기계용 지능형 현가장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 건설기계의 운전실 일측에 설치되는 모드조작 수단을 더 구성하되,
    상기 모드조작 수단은 주행모드와 덤프모드 및 디깅모드를 포함하고,

    상기 컨트롤러는, 상기 컨트롤 밸브와 상기 센서, 상기 엠알 유체 댐퍼 및 상기 모드조작 수단에 전기적으로 연결되어, 작업자가 상기 모드조작 수단을 조작시에 상기 미리 설정된 로직에 따라서 상기 주행모드나 덤프모드 또는 디깅모드에 요구되는 상기 에어 스프링의 탄성력 또는 상기 엠알 유체 댐퍼의 댐핑력을 제어하는 것을 특징으로 하는 건설기계용 지능형 현가장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 컨트롤러에 작업장치용 조작 레버 또는 주행패달의 조작에 상응하는 입력신호가 더 인가되며,
    상기 컨트롤러는 상기 입력신호에 의존하여 상기 에어 스프링에 요구되는 압력 또는 상기 엠알 유체 댐퍼에 요구되는 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 건설기계용 지능형 현가장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 센서는 압력센서 또는 로드셀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건설기계용 지능형 현가장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 컨트롤 밸브는 솔레노이드 밸브를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건설기계용 지능형 현가장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 에어 스프링 및 상기 엠알 유체 댐퍼가 독립적으로 제어되는 것으로 특징으로 하는 건설기계용 지능형 현가장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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