KR20200048050A

KR20200048050A - 건설기계의 주행 제어 시스템 및 건설기계의 주행 제어 방법

Info

Publication number: KR20200048050A
Application number: KR1020180129685A
Authority: KR
Inventors: 김기용; 김창묵; 서영민; 정태섭
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2018-10-29
Filing date: 2018-10-29
Publication date: 2020-05-08
Also published as: EP3647500A1; US10865544B2; CN111102255B; KR102564414B1; US20200131735A1; EP3647500B1; CN111102255A

Abstract

건설기계의 주행 제어 시스템은 건설기계의 주행 제어 시스템은 제1 및 제2 유압 펌프들, 제1 주행 모터, 제2 주행 모터, 상기 제1 유압 펌프 또는 상기 제2 유압 펌프로부터 토출된 작동유에 의해 동작 가능한 적어도 하나의 액추에이터, 주행 직진 밸브, 상기 제1 및 제2 주행 모터들에 공급되는 작동유의 유량을 각각 제어하기 위한 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들, 입력된 제어 신호에 따라 파일럿 신호압을 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀들에 각각 공급하는 제1 및 제2 스풀 변위 조정 밸브들, 및 작업자의 주행 조작 신호에 따라 상기 제1 및 제2 스풀 변위 조정 밸브들에 상기 제어 신호들을 각각 출력하고 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 주행 동작 중 상기 액추에이터의 조작 신호를 수신할 때 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀들의 변위량을 상기 액추에이터의 조작 신호에 따라 제한하도록 조정하는 제어부를 포함한다.

Description

건설기계의 주행 제어 시스템 및 건설기계의 주행 제어 방법{TRAVEL CONTORL SYSTEM FOR CONSTRUCTION MACHINERY AND TRAVEL CONTROL METHOD FOR CONSTRUCTION MACHINERY}

본 발명은 건설기계의 주행 제어 시스템 및 건설기계의 주행 제어 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전자비례감압밸브를 이용한 전자 유압식 메인컨트롤밸브를 갖는 건설기계의 주행 제어 시스템 및 이를 이용한 건설기계의 주행 제어 방법에 관한 것이다.

최근 건설기계에 있어서, 전자비례감압밸브(Electronic Proportional Pressure Reducing Valve, EPPRV)를 통해 전자 제어하는 전자 유압식 메인컨트롤밸브가 사용될 수 있다. 또한, 건설기계는 주행에 이용되는 좌측 주행 모터 및 우측 주행 모터를 포함할 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 건설기계는 주행 모드와 작업 모드를 선택할 수 있다. 상기 주행 모드가 선택되면 직진 주행 성능이 향상되고, 상기 작업 모드가 선택되면 상기 주행 성능보다는 상기 작업 성능이 우선된다. 이 때, 상기 주행 모드와 상기 작업 모드는 주행 직진 밸브에 의해 전환될 수 있다.

그러나, 상기 주행 직진 밸브의 절환 시 충격이 발생되고, 상기 주행 모드를 우선적으로 설계할 경우, 붐업 동작과 같은 작업 동작이 느리거나 동작 성능이 저하되고, 상기 작업 모드를 우선적으로 설계할 경우, 주행 동작 시 압손이 발생하여 연비가 저하되는 문제점이 있다.

본 발명의 일 과제는 주행 직진 밸브의 절환 시 충격을 감소시키고 연비를 개선하고 작업 효율성을 향상시킬 수 있는 건설기계의 주행 제어 시스템을 제공하는 데 있다.

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

상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 주행 제어 시스템은 제1 및 제2 유압 펌프들, 상기 제1 유압 펌프로부터 토출된 작동유에 의해 동작 가능한 제1 주행 모터, 상기 제1 유압 펌프 또는 상기 제2 유압 펌프로부터 토출된 작동유에 의해 동작 가능한 제2 주행 모터, 상기 제1 유압 펌프 또는 상기 제2 유압 펌프로부터 토출된 작동유에 의해 동작 가능한 적어도 하나의 액추에이터, 제1 위치에서 상기 제1 유압 펌프로부터 토출된 작동유가 상기 제1 주행 모터에 공급되도록 하고 상기 제2 유압 펌프로부터 토출된 작동유가 상기 제2 주행 모터에 상기 작동유가 공급되도록 하고 제2 위치에서 상기 제1 유압 펌프로부터 토출된 작동유가 상기 제1 및 제2 주행 모터들에 공급되도록 하고 상기 제2 유압 펌프로부터 토출된 작동유가 상기 액추에이터에 공급되도록 하는 주행 직진 밸브, 내부에 구비된 스풀의 변위량에 따라 상기 제1 및 제2 주행 모터들에 공급되는 작동유의 유량을 각각 제어하기 위한 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들, 입력된 제어 신호에 따라 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀들의 변위량을 각각 제어하기 위한 파일럿 신호압을 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀들에 각각 공급하는 제1 및 제2 스풀 변위 조정 밸브들, 및 작업자의 주행 조작 신호에 따라 상기 제1 및 제2 스풀 변위 조정 밸브들에 상기 제어 신호들을 각각 출력하고 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 주행 동작 중 상기 액추에이터의 조작 신호를 수신할 때 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀들의 변위량을 상기 액추에이터의 조작 신호에 따라 제한하도록 조정하는 제어부를 포함한다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는 상기 액추에이터의 조작 신호의 변화량에 따라 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀 변위량의 변화 기울기를 변화시킬 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 액추에이터의 조작 신호의 변화량 기울기가 클수록 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀 변위량의 감소 기울기가 커질 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 단독 주행 동작 시에 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀 변위량은 제1 최대 스풀 변위량을 갖고, 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 주행 동작 중 상기 액추에이터의 조작 신호를 수신할 때 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀 변위량은 상기 제1 최대 스풀 변위량보다 작은 제2 최대 스풀 변위량을 가질 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 및 제2 스풀 변위 조정 밸브들은 전자비례 감압밸브(Electronic Proportional Pressure Reducing Valve, EPPRV)를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 및 제2 주행 모터들에 대하여 입력된 주행 조작 신호 및 상기 액추에이터에 대하여 입력된 조작 신호로부터 상기 제1 및 제2 주행 모터들로 공급되는 작동유 유량을 산출하는 산출부, 상기 산출된 작동유 유량에 따라 상기 제1 및 제2 주행 모터들에 대하여 입력된 페달 변위량을 2차 페달 변위량으로 변환하는 페달 변위량 변환부, 및 상기 2차 페달 변위량에 따라 상기 파일럿 신호압의 세기를 제어하기 위한 상기 제어 신호를 출력하는 출력부를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 액추에이터는 붐 실린더, 암 실린더 및 버켓 실린더 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

상기 본 발명의 다른 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 주행 제어 방법에 있어서, 제1 유압 펌프로부터 토출된 작동유에 의해 동작 가능한 제1 주행 모터, 상기 제1 유압 펌프 또는 상기 제2 유압 펌프로부터 토출된 작동유에 의해 동작 가능한 제2 주행 모터, 상기 제1 유압 펌프 또는 상기 제2 유압 펌프로부터 토출된 작동유에 의해 동작 가능한 적어도 하나의 액추에이터, 및 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 동작을 각각 제어하기 위한 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들을 포함하는 유압 시스템을 제공한다. 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 주행 조작 신호를 수신할 때 상기 제1 유압 펌프로부터 토출된 작동유가 상기 제1 주행 모터에 공급되도록 하고 상기 제2 유압 펌프로부터 토출된 작동유가 상기 제2 주행 모터에 공급되도록 하여 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 주행 동작을 수행한다. 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 주행 동작 중 상기 액추에이터의 조작 신호를 수신할 때 상기 제1 유압 펌프로부터 토출된 작동유가 상기 제1 및 제2 주행 모터들에 공급되도록 하고 상기 제2 유압 펌프로부터 토출된 작동유가 상기 액추에이터에 공급되도록 한다. 상기 액추에이터의 조작 신호에 따라 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀들의 변위량을 조정한다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀 변위량을 조정하는 것은 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀들의 변위량을 상기 액추에이터의 조작 신호에 따라 제한하도록 조정하는 것을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀 변위량을 조정하는 것은, 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 주행 동작 시 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀 변위량이 제1 최대 스풀 변위량을 갖도록 조정하고, 그리고 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 주행 동작 중 상기 액추에이터의 조작 신호가 수신될 때 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀 변위량이 상기 제1 최대 스풀 변위량보다 작은 제2 최대 스풀 변위량을 갖도록 조정하는 것을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀 변위량을 조정하는 것은, 상기 제1 및 제2 주행 모터들에 대하여 입력된 주행 조작 신호 및 상기 액추에이터에 대하여 입력된 조작 신호로부터 상기 제1 및 제2 주행 모터들로 공급되는 작동유 유량을 산출하고, 상기 산출된 작동유 유량에 따라 상기 제1 및 제2 주행 모터들에 대하여 입력된 페달 변위량을 2차 페달 변위량으로 변환하고, 그리고 상기 2차 페달 변위량에 따라 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀들의 변위량을 조정하는 것을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 2차 페달 변위량에 따라 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀들의 변위량을 조정하는 것은 전자비례 감압밸브(EPPRV)를 이용하여 파일럿 신호압을 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀들에 공급하는 것을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 건설기계의 주행 제어 시스템은, 주행 동작 중 프런트 작업 동작을 수행할 때, 프런트 작업 장치의 액추에이터의 부하에 따라 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀의 변위량 및 변화량을 제어함으로써 주행 직진 밸브의 절환 충격을 감소시키고 연비를 개선시킬 수 있다.

따라서, 제1 및 제2 유압 펌프들의 동작 시 부족한 작동유를 보충하거나 과도한 작동유를 바이패스시키기 위한 오리피스의 면적 선도를 작업 장치의 작동 압력이 낮은 동작을 기준으로 최대로 설계함으로써 주행 직진 밸브의 절환 시 충격을 감소시키고 압손을 감소하여 연비를 개선시키고, 작동 압력이 높은 동작(예를 들면, 붐업 동작)에서는 주행 스풀의 변위량을 제한함으로써 반응 속도를 빠르게 할 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 1 및 도 2는 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 유압 시스템을 나타내는 유압 회로도들이다.
도 3은 도 1의 건설기계의 유압 시스템을 제어하기 위한 주행 제어 시스템의 일부를 나타내는 도면이다.
도 4은 도 3의 주행 제어 시스템의 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 1 및 도 2에서 주행 페달 조작량에 따른 주행 스풀 변위량을 나타내는 그래프들이다.
도 6 및 도 7은 예시적인 실시예들에 따른 주행 동작 중 붐업 조작 신호가 입력될 때 주행 모터 제어 밸브의 스풀 변위량 제어를 나타내는 그래프들이다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 주행 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.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

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.

도 1 및 도 2는 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 유압 시스템을 나타내는 유압 회로도들이다. 도 3은 도 1의 건설기계의 유압 시스템을 제어하기 위한 주행 제어 시스템의 일부를 나타내는 도면이다. 도 4은 도 3의 주행 제어 시스템의 제어부를 나타내는 블록도이다. 도 5는 도 1 및 도 2에서 주행 페달 조작량에 따른 주행 스풀 변위량을 나타내는 그래프들이다. 도 6 및 도 7은 예시적인 실시예들에 따른 주행 동작 중 붐업 조작 신호가 입력될 때 주행 모터 제어 밸브의 스풀 변위량 제어를 나타내는 그래프들이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 건설기계의 주행 제어 시스템은 제1 유압 펌프(100), 제2 유압 펌프(102), 제1 유압 펌프(100)로부터 토출된 작동유에 의해 동작 가능한 제1 주행 모터(10), 제1 유압 펌프(100) 또는 제2 유압 펌프(102)로부터 토출된 작동유에 의해 동작 가능한 제2 주행 모터(12), 상기 제1 유압 펌프 또는 상기 제2 유압 펌프로부터 토출된 작동유에 의해 동작 가능한 적어도 하나의 액추에이터(20), 제1 및 제2 유압 펌프들(100, 102) 그리고 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)과 액추에이터(20) 사이에 배치되어 제1 및 제2 유압 펌프들(100, 102)로부터 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)과 액추에이터(20)로 공급되는 작동유의 흐름 방향을 제어하기 위한 주행 직진 밸브(300), 내부에 구비된 스풀의 변위량에 따라 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)에 공급되는 작동유의 유량을 각각 제어하기 위한 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312), 입력된 제어 신호에 비례하여 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312)의 스풀들의 변위량을 제어하기 위한 파일럿 신호압을 상기 스풀들 각각에 공급하는 제1 스풀 변위 조정 밸브 및 제2 스풀 변위 조정 밸브들(420), 및 작업자의 조작 신호에 따라 상기 제1 및 제2 스풀 변위 조정 밸브들에 상기 제어 신호들을 각각 출력하여 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)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 주행 제어 시스템이 굴삭기를 제어하기 위한 것으로 한정되는 것은 아님을 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. 예를 들면, 상기 굴삭기는 크롤러 타입의 굴삭기일 수 있다. 상기 하부 주행체는 우측 트랙 및 좌측 트랙을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)은 상기 우측 트랙 및 상기 좌측 트랙을 각각 회전시킬 수 있다.

또한, 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 여러가지 작업을 수행할 수 있다.

예를 들면, 상기 건설기계의 주행 제어 시스템은 제1 액추에이터 그룹을 제어하기 위한 제1 제어 밸브 그룹(320) 및 제2 액추에이터 그룹을 제어하기 위한 제2 제어 밸브 그룹(322)을 포함할 수 있다. 상기 제1 액추에이터 그룹은 암2속 실린더, 붐1속 실린더(20) 및 버킷 실린더를 포함할 수 있다. 상기 제2 액추에이터 그룹은 암1속 실린더, 붐2속 실린더 및 스윙 모터를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 제1 및 제2 유압 펌프들(100, 102)은 동력전달장치를 통하여 엔진(도시되지 않음)에 연결될 수 있다. 상기 엔진으로부터의 동력은 제1 및 제2 유압 펌프들(100, 102)에 전달될 수 있다. 제1 및 제2 유압 펌프들(100, 102)로부터 토출된 작동유는 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312)을 거쳐 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)에 각각 공급되고 작업 장치 제어 밸브들(330)을 거쳐 액추에이터(20)에 공급될 수 있다.

구체적으로, 제1 병렬 라인(210) 및 제2 병렬 라인(220)은 제1 유압 펌프(100)에 연결된 제1 메인 유압 라인(200)으로부터 분기될 수 있다. 제3 병렬 라인(222)은 제2 유압 펌프(102)에 연결된 제2 메인 유압 라인(202)으로부터 분기될 수 있다.

제1 주행 모터 제어 밸브(310)는 제1 병렬 라인(210)을 통해 제1 유압 펌프(100)에 연결될 수 있다. 제2 주행 모터 제어 밸브(312)는 제1 공급 라인(212)을 통해 주행 직진 밸브(300)를 거쳐 제1 유압 펌프(100) 또는 제2 유압 펌프(102)에 연결될 수 있다. 제1 제어 밸브 그룹(320)는 제2 공급 라인(230)을 통해 주행 직진 밸브(300)에 연결되고, 제2 제어 밸브 그룹(322)은 제3 공급 라인(222)을 통해 제2 유압 펌프(102)에 연결될 수 있다.

주행 직진 밸브(300)는 입력된 제어 신호, 예를 들면, 인가되는 전류에 의해 스풀의 위치가 결정될 수 있다. 주행 직진 밸브(300)의 스풀이 이동함에 따라 제1 및 제2 유압 펌프들(100, 102)로부터 토출된 작동유의 흐름 방향이 변화될 수 있다. 예를 들면, 주행 직진 밸브(300)는 2위치 4포트 밸브일 수 있다. 제1 포트(A)는 제2 유압 펌프(102)와 연결되고, 제2 포트(B)는 제2 주행 모터 제어 밸브(312)와 연결되고, 제4 포트(D)는 제1 유압 펌프(100)와 연결되고, 제3 포트(C)는 제1 제어 밸브 그룹(320)과 연결될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 주행 직진 밸브(300)가 상기 제1 위치에 있을 때, 제1 포트(A)에서 제2 포트(B)로의 제1 유로 및 제4 포트(D)에서 제3 포트(C)로의 제2 유로가 형성될 수 있다. 따라서, 제1 유압 펌프(100)로부터 토출된 작동유는 제1 주행 모터(10) 및 상기 제1 액추에이터 그룹에 공급되고, 제2 유압 펌프(102)로부터 토출된 작동유는 제2 주행 모터(12) 및 상기 제2 액추에이터 그룹에 공급될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 주행 직진 밸브(300)가 상기 제2 위치에 있을 때, 제1 포트(A)에서 제3 포트(C)로의 제3 유로 및 제4 포트(D)에서 제2 포트(B)로의 제4 유로가 형성될 수 있다. 따라서, 제1 유압 펌프(102)로부터 토출된 작동유는 제1 주행 모터(10) 및 제2 주행 모터(12)에 공급되고, 제2 유압 펌프(102)로부터 토출된 작동유는 상기 제1 액추에이터 그룹 및 상기 제2 액추에이터 그룹에 공급될 수 있다.

제1 주행 모터 제어 밸브(310)는 제1 병렬 라인(210)을 통해 제1 유압 펌프(100)에 연결될 수 있다. 제2 주행 모터 제어 밸브(312)는 공급 라인(212)을 통해 주행 직진 밸브(300)를 거쳐 제1 유압 펌프(100) 또는 제2 유압 펌프(102)에 연결될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 제2 주행 모터 제어 밸브(312) 및 제2 제어 밸브 그룹(322) 사이의 보충 라인(232)에는 오리피스(250)가 설치되고, 이와 유사하게 제1 주행 모터 제어 밸브(310) 및 제1 제어 밸브 그룹(320) 사이에는 오리피스(도시되지 않음)가 설치되어 제1 및 제2 유압 펌프들(100, 102)의 동작 시 부족한 유량을 보충하거나 과도한 유량을 바이패스 시킬 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 예시적인 실시예들에 있어서, 파일럿 펌프(400)는 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.

파일럿 펌프(400)로부터 토출된 제어유는 제2 스풀 변위 조정 밸브(420)를 거쳐 제2 주행 모터 제어 밸브(312)의 스풀에 공급될 수 있다. 파일럿 펌프(400)로부터 토출된 제어유는 제어 유로(410)를 통해 제2 스풀 변위 조정 밸브(420)로 공급될 수 있다. 제2 스풀 변위 조정 밸브(420)는 입력된 제어 신호에 비례하여 제2 주행 모터 제어 밸브(312)의 스풀의 변위량을 제어하기 위한 파일럿 신호압을 제2 주행 모터 제어 밸브(312)의 스풀에 공급할 수 있다.

예를 들면, 한 쌍의 제2 스풀 변위 조정 밸브들(420)이 제2 주행 모터 제어 밸브(312)의 스풀의 양측에 각각 구비될 수 있다. 제2 스풀 변위 조정 밸브(420)로부터 출력된 제1 파일럿 신호압은 제2 주행 모터 제어 밸브(312) 내의 스풀의 양측에 선택적으로 공급됨으로써, 제2 주행 모터 제어 밸브(312)가 절환될 수 있다. 제2 스풀 변위 조정 밸브(420)는 입력된 제어 신호에 비례하는 크기를 갖는 파일럿 신호를 공급할 수 있다. 제2 주행 모터 제어 밸브(312) 내의 스풀의 이동은 상기 파일럿 신호압에 의해 제어될 수 있다. 즉, 상기 파일럿 신호압의 공급 방향에 따라 상기 스풀의 이동 방향이 결정되며, 상기 파일럿 신호압의 세기에 따라 상기 스풀의 변위량이 결정될 수 있다.

도면에 도시되지는 않았지만, 제2 스풀 변위 조정 밸브(420)와 유사하게, 파일럿 펌프(400)로부터 토출된 제어유는 상기 제1 스풀 변위 조정 밸브를 거쳐 제1 주행 모터 제어 밸브(310)의 스풀에 공급될 수 있다. 파일럿 펌프(400)로부터 토출된 제어유는 제어 유로(410)를 통해 상기 제1 제어 스풀 변위 조정 밸브로 공급될 수 있다. 상기 제1 스풀 변위 조정 밸브는 입력된 제어 신호에 비례하여 제1 주행 모터 제어 밸브(310)의 스풀의 변위량을 제어하기 위한 파일럿 신호압을 제1 주행 모터 제어 밸브(310)의 스풀에 각각 공급할 수 있다.

또한, 한 쌍의 상기 제1 스풀 변위 조정 밸브들이 제1 주행 모터 제어 밸브(310)의 스풀의 양측에 각각 구비될 수 있다. 상기 제1 스풀 변위 조정 밸브로부터 출력된 파일럿 신호압은 제1 주행모터 제어 밸브(310) 내의 스풀의 양측에 선택적으로 공급됨으로써, 제1 주행 모터 제어 밸브(310)가 절환될 수 있다. 상기 제1 스풀 변위 조정 밸브는 입력된 제어 신호에 비례하는 크기를 갖는 파일럿 신호를 공급할 수 있다. 제1 주행 모터 제어 밸브(310) 내의 스풀의 이동은 파일럿 신호압에 의해 제어될 수 있다. 즉, 상기 파일럿 신호압의 공급 방향에 따라 상기 스풀의 이동 방향이 결정되며, 상기 파일럿 신호압의 세기에 따라 상기 스풀의 변위량이 결정될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설기계의 주행 제어 시스템은 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312)을 갖는 조립체로서의 메인컨트롤밸브(Main Control Valve, MCV)를 포함할 수 있다. 상기 메인컨트롤밸브는 입력되는 전기적 신호에 따라 제어 밸브 내의 스풀에 가해지는 파일럿 작동유를 제어하는 전자비례감암밸브(EPPRV)를 포함하는 전자유압식 메인컨트롤밸브일 수 있다. 상기 제1 및 제2 스풀 변위 조정 밸브들은 전자비례감암밸브(EPPRV)를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 제어부(500)는 조작부로부터 작업자의 조작량에 비례하는 조작 신호를 수신하고, 상기 조작 신호에 대응하도록 상기 제1 및 제2 스풀 변위 조정 밸브들로 상기 제어 신호로서 압력지령 신호를 각각 출력할 수 있다. 상기 전자비례감압밸브들은 상기 압력지령 신호에 비례하는 2차 압력을 대응하는 상기 스풀들에 각각 출력함으로써, 전기적 제어 신호로 상기 스풀들을 제어할 수 있다.

상기 조작부는 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)을 조작하기 위한 주행 페달(600) 및 작업 장치를 조작하기 위한 조이스틱(610)을 포함할 수 있다. 이와 다르게, 상기 조작부는 상기 제1 및 제2 주행 모터들을 조작하기 위한 주행 레버 및 작업 장치를 조작하기 위한 작업 조작 조이스틱을 포함할 수 있다.

작업자가 주행 페달(600) 및 조이스틱(610)를 조작하면, 상기 조작에 대응하는 조작 신호(즉, 주행 모터 조작 신호 및 작업 장치 조작 신호)가 발생될 수 있다. 주행 페달(600) 및 조이스틱(610)는 주행 페달 조작량 및 작업 장치 조작량(또는 각도)을 측정하는 센서를 포함할 수 있다. 주행 페달(600) 및 조이스틱(610)은 상기 측정된 조작량에 대응하는 전압 신호 또는 전류 신호와 같은 신호를 출력할 수 있다. 제어부(500)는 상기 조작 신호를 수신하여 상기 조작 신호에 대응하도록 상기 메인컨트롤밸브를 제어함으로써 상기 제1 및 제2 주행 모터들 및 상기 액추에이터들을 작동시킬 수 있다.

제어부(500)는 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)에 대한 주행 모터 조작 신호를 수신하고 주행 직진 밸브(300)를 상기 제1 위치로 절환하도록 상기 제어 신호를 주행 직진 밸브(300)에 출력할 수 있다.

제어부(500)는 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)에 대한 주행 페달 조작량을 수신하고 상기 수신된 주행 페달 조작량에 대응하는 제어 신호, 예를 들면, 전류를 생성하여 상기 제1 및 제2 스풀 변위 조정 밸브들로 인가할 수 있다. 상기 제1 및 제2 스풀 변위 조정 밸브들은 상기 인가된 전류의 세기에 비례하는 파일럿 신호압을 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312)의 스풀들에 각각 공급함으로써 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312)의 스풀들을 상기 인가된 파일럿 신호압의 세기에 따라 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)에 대한 상기 수신된 주행 페달 조작량은 기 설정된 전환 비율로 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312)의 스풀 변위량으로 전환될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 제어부(500)는 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)의 주행 동작 중 상기 액추에이터의 조작 신호(작업 장치 조작 신호)를 수신할 때 주행 직진 밸브(300)를 상기 제2 위치로 절환하도록 상기 제어 신호를 주행 직진 밸브(300)에 출력할 수 있다.

제어부(500)는 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)의 주행 동작 중 상기 액추에이터의 조작 신호(작업 장치 조작 신호)를 수신할 때 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312)의 스풀들의 변위량을 상기 액추에이터의 조작 신호에 따라 제한하도록 제어할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제어부(500)는 데이터 수신부(510), 산출부(520), 스풀 변위량 변환부(530) 및 출력부(540)를 포함할 수 있다.

데이터 수신부(510)는 상기 조작부로부터 작업자의 조작 신호를 수신할 수 있다. 데이터 수신부(510)는 주행 페달(600)로부터 작업자의 주행 조작 신호로서 주행 페달 조작량을 수신할 수 있다. 데이터 수신부(510)는 조이스틱(610)으로부터 붐, 암, 버켓 및 스윙에 대한 작업 장치 조작 신호로서 조이스틱 조작량을 수신할 수 있다. 예를 들면, 데이터 수신부(510)는 붐 실린더(20)에 대한 조작 신호로서 붐 조이스틱 조작량을 수신할 수 있다. 또한, 데이터 수신부(510)는 유압 시스템에서의 각 상태값들, 예를 들면, 제1 및 제2 유압 펌프들(100, 102)의 압력 또는 상기 제1 및 제2 액추에이터들의 압력을 수신할 수 있다. 예를 들면, 데이터 수신부(510)는 압력 센서로부터 제1 및 제2 유압 펌프들(100, 102)로부터 토출되는 작동유의 토출 압력을 수신할 수 있다.

산출부(520)는 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)에 대하여 입력된 주행 페달 조작량 및 상기 액추에이터에 대하여 입력된 조이스틱 조작량으로부터 굴삭기가 단독 주행 상태 또는 주행과 작업이 병행되는 복합 상태인 지 여부를 판단하고 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)로 공급되는 작동유 유량을 산출할 수 있다.

이와 다르게, 산출부(520)는 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)에 대하여 입력된 주행 페달 조작량 및 상기 액추에이터의 압력으로부터 굴삭기가 단독 주행 상태 또는 주행과 작업이 병행되는 복합 상태인 지 여부를 판단할 수 있다.

예를 들면, 산출부(520)는 굴삭기가 단독 주행 상태인 경우(주행 조작 신호만을 수신할 때) 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)로 공급되는 작동유 유량을 최대 유량값으로 설정하고 굴삭기가 복합 상태인 경우(제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)의 주행 동작 중 상기 액추에이터의 조작 신호를 수신할 때) 입력된 조이스틱 조작량에 기초하여 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)로 공급되는 작동유 유량값을 각각 산출할 수 있다.

페달 변위량 변환부(530)는 상기 산출된 작동유 유량에 따라 제1 및 제2 주행 모터들(10,12)에 대하여 입력된 페달 변위량을 2차 페달 변위량으로 변환할 수 있다. 페달 변위량 변환부(530)는 상기 복합 상태인 경우, 변위량 제한맵을 이용하여 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)에 대하여 입력된 페달 변위량으로부터 2차 페달 변위량으로 변환할 수 있다. 상기 입력된 페달 변위량은 상기 변위량 제한맵에 저장된 작동유 유량에 따른 기 설정된 비율로 상기 2차 페달 변위량으로 변환될 수 있다.

출력부(540)는 상기 조정된(제한된) 2차 페달 변위량에 비례하여 상기 파일럿 신호압의 세기를 제어하기 위한 상기 제어 신호를 출력할 수 있다. 출력부(540)는 상기 조정된 2차 페달 변위량에 비례하는 전류를 생성하여 제2 스풀 변위 조정 밸브(420)로 인가할 수 있다. 제2 스풀 변위 조정 밸브(420)는 상기 인가된 전류의 세기에 비례하는 파일럿 신호압을 제2 주행 모터 제어 밸브(312)의 스풀에 공급함으로써 제2 주행 모터 제어 밸브(312)의 스풀을 상기 인가된 파일럿 신호압의 세기에 따라 이동시킬 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 입력된 주행 페달 변위량은 변위량 제한맵에 저장된 기 설정된 비율로 2차 페달 변위량으로 변환되고, 상기 변환된 2차 페달 변위량에 따라 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(10, 12)의 스풀 변위량이 결정될 수 있다. 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)의 단독 주행 동작을 수행할 때(A), 입력된 주행 페달 변위량(0~100%)은 주행 스풀 변위량(0~100%)으로 맵핑될 수 있다. 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)의 주행 동작 중 붐업 동작을 수행할 때(B), 입력된 주행 페달 변위량(0~100%)은 제한된 주행 스풀 변위량(0~P%)으로 맵핑될 수 있다. 상기 입력된 주행 페달 변위량에 대한 상기 주행 스풀 변위량의 감소율은 상기 산출된 작동유 유량(입력된 작업 장치의 조작 신호)의 크기에 비례할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)로 공급되는 작동유 유량이 감소할수록, 상기 주행 스풀 변위량은 더 작아지도록 변환될 수 있다.

따라서, 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)의 단독 주행 동작 시에 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312)의 스풀 변위량은 제1 최대 스풀 변위량(100%)을 갖고, 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)의 주행 동작 중 상기 액추에이터의 조작 신호(붐업 조작 신호)를 수신할 때 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312)의 스풀 변위량은 상기 제1 최대 스풀 변위량보다 작은 제2 최대 스풀 변위량(P%)을 가질 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 제어부(500)는 상기 액추에이터의 조작 신호의 변화량 기울기에 따라 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312)의 스풀 변위량의 변화 기울기를 변화시킬 수 있다. 제어부(500)는 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312)의 스풀 변위량의 감소 기울기가 상기 액추에이터의 조작 신호의 변화량 기울기에 비례하도록 제어할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 주행 단독 동작 중 붐업 급 조작 신호가 수신되면, 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312)의 스풀 변위량은 상대적으로 빠르게 감소될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 주행 단독 동작 중 붐업 미러링 조작 신호가 수신되면, 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312)의 스풀 변위량은 상대적으로 느리게 감소될 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 건설기계의 주행 제어 시스템은, 주행 동작 중 프런트 작업 동작을 수행할 때, 프런트 작업 장치의 액추에이터의 부하에 따라 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312)의 스풀의 변위량 및 변화량을 제어함으로써 주행 직진 밸브(300)의 절환 충격을 감소시키고 연비를 개선시킬 수 있다.

따라서, 오리피스(250)의 면적 선도를 작업 장치의 작동 압력이 낮은 동작을 기준으로 최대로 설계함으로써 주행 직진 밸브(300)의 절환시 충격을 감소시키고 압손을 감소하여 연비를 개선시키고, 작동 압력이 높은 동작(예를 들면, 붐업 동작)에서는 주행 스풀의 변위량을 제한함으로써 반응 속도를 빠르게 할 수 있다.

상기 건설기계의 주행 제어 시스템은 단독 주행 동작 중 붐업 동작이 수행되는 경우에 대하여 설명하였지만, 이에 제한되는 것은 아니며, 암이나 버켓 동작과 같은 경우에도 이와 실질적으로 동일하게 적용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

이하에서는, 도 1 및 도 2의 주행 제어 시스템을 이용하여 건설기계를 제어하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 8은 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 주행 제어 방법을 나타내는 순서도이다.

도 1 내지 도 5 및 도 8을 참조하면, 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)에 대한 작업자의 주행 페달 조작 신호 및 작업 장치(20)에 대한 작업자의 조이스틱 조작 신호를 수신할 수 있다(S100).

예시적인 실시예들에 있어서, 주행 페달(600)을 통하여 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)에 대한 주행 모터 조작 신호로서 주행 페달 조작량을 수신할 수 있다. 조이스틱(610)을 통하여 작업 장치에 대한 조작 신호로서 조이스틱 조작량을 수신할 수 있다.

이어서, 주행 동작 중 작업 장치에 대한 조작 신호를 수신하였는 지 여부를 판단하고(S110), 주행 모터 조작 신호만을 수신한 경우 상기 페달 조작량에 따른 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312)의 스풀 변위량을 산출하고(S120), 주행 동작 중 작업 장치 조작 신호를 수신한 경우, 상기 페달 조작량 및 상기 조이스틱 조작량에 따른 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312)의 스풀 변위량을 산출할 수 있다(S122).

이후, 상기 산출된 스풀 변위량에 대응하는 전류 지령값을 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312)에 공급할 수 있다(S130).

예시적인 실시예들에 있어서, 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)의 주행 조작 신호를 수신할 때, 주행 직진 밸브(300)를 제1 위치로 절환하여 제1 유압 펌프(100)로부터 토출된 작동유가 제1 주행 모터(10)에 공급되도록 하고 제2 유압 펌프(102)로부터 토출된 작동유가 제2 주행 모터(12)에 공급되도록 하여 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)의 주행 동작을 수행할 수 있다.

제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)의 주행 동작 중 액추에이터, 예를 들면, 붐 실린더(20)의 조작 신호를 수신할 때, 주행 직진 밸브(300)를 제2 위치로 절환하여 제1 유압 펌프(100)로부터 토출된 작동유가 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)에 공급되도록 하고 제2 유압 펌프(102)로부터 토출된 작동유가 상기 액추에이터에 공급되도록 할 수 있다.

이어서, 상기 액추에이터의 조작 신호에 따라 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(10, 12)의 스풀들의 변위량을 조정할 수 있다. 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(10, 12)의 스풀들의 변위량은 상기 액추에이터의 조작 신호에 따라 제한되도록 조정할 수 있다.

예를 들면, 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)의 주행 동작 시 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312)의 스풀 변위량이 제1 최대 스풀 변위량을 갖도록 조정할 수 있다. 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)의 주행 동작 중 상기 액추에이터의 조작 신호가 수신될 때 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312)의 스풀 변위량이 상기 제1 최대 스풀 변위량보다 작은 제2 최대 스풀 변위량을 갖도록 조정할 수 있다.

구체적으로, 제어부(500)의 산출부(520)는 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)에 대하여 입력된 주행 조작 신호 및 상기 액추에이터에 대하여 입력된 조이스틱 조작량으로부터 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)로 공급되는 작동유 유량을 산출할 수 있다.

제어부(500)의 페달 변위량 변환부(530)는 상기 산출된 작동유 유량에 따라 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)에 대하여 입력된 페달 변위량을 2차 페달 변위량으로 변환할 수 있다. 페달 변위량 변환부(530)는 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)의 주행 동작 중 상기 액추에이터의 조작 신호가 수신될 때, 변위량 제한맵을 이용하여 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)에 대하여 입력된 페달 변위량으로부터 2차 페달 변위량으로 변환할 수 있다. 상기 입력된 페달 변위량은 상기 변위량 제한맵에 저장된 작동유 유량에 따른 기 설정된 비율로 상기 2차 페달 변위량으로 변환될 수 있다.

제어부(500)의 출력부(540)는 상기 변환된 2차 페달 변위량에 비례하여 상기 파일럿 신호압의 세기를 제어하기 위한 상기 제어 신호를 출력할 수 있다. 출력부(540)는 상기 변환된 2차 페달 변위량에 비례하는 전류를 생성하여 제1 및 제2 스풀 변위 조정 밸브들로 인가할 수 있다. 상기 제1 및 제2 스풀 변위 조정 밸브들은 상기 인가된 전류의 세기에 비례하는 파일럿 신호압을 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312)의 스풀들에 공급함으로써 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312)의 스풀들을 상기 인가된 파일럿 신호압의 세기에 따라 이동시킬 수 있다.

제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)의 단독 주행 동작을 수행할 때, 입력된 주행 페달 변위량(0~100%)은 주행 스풀 변위량(0~100%)으로 맵핑될 수 있다. 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)의 주행 동작 중 붐업 동작을 수행할 때, 입력된 주행 페달 변위량(0~100%)은 제한된 주행 스풀 변위량으로(0~P%)으로 맵핑될 수 있다. 상기 입력된 주행 페달 변위량에 대한 상기 주행 스풀 변위량의 감소율은 상기 산출된 작동유 유량(입력된 작업 장치의 조작 신호)의 크기에 비례할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 주행 모터들(10, 12)로 공급되는 작동유 유량이 감소할수록, 상기 주행 스풀 변위량은 더 작아지도록 변환될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 액추에이터의 조작 신호의 변화량 기울기에 따라 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312)의 스풀 변위량의 변화 기울기를 변화시킬 수 있다. 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312)의 스풀 변위량의 감소 기울기가 상기 액추에이터의 조작 신호의 변화량 기울기에 비례하도록 제어할 수 있다.

예를 들면, 주행 단독 동작 중 붐업 급 조작 신호가 수신되면, 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312)의 스풀 변위량은 상대적으로 빠르게 감소될 수 있다. 주행 단독 동작 중 붐업 미러링 조작 신호가 수신되면, 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들(310, 312)의 스풀 변위량은 상대적으로 느리게 감소될 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 주행 모터 12: 제2 주행 모터
20: 붐 실린더 100: 제1 유압 펌프
102: 제2 유압 펌프 200: 제1 메인 유압 라인
202: 제2 메인 유압 라인 210: 제1 병렬 라인
212: 제1 공급 라인 220: 제2 병렬 라인
222: 제3 공급 라인 230: 제3 공급 라인
232: 보충 라인 250: 오리피스
300: 주행 직진 밸브 310: 제1 주행 모터 제어 밸브
312: 제2 주행 모터 제어 밸브 320: 제1 제어 밸브 그룹
322: 제2 제어 밸브 그룹 330: 붐 실린더 제어 밸브
400: 파일럿 펌프 410: 제어 유로
420: 제2 스풀 변위 조정 밸브 500: 제어부
510: 데이터 수신부 520: 산출부
530: 페달 변위량 변환부 540: 출력부
600: 주행 페달 610: 조이스틱

Claims

제1 및 제2 유압 펌프들;
상기 제1 유압 펌프로부터 토출된 작동유에 의해 동작 가능한 제1 주행 모터;
상기 제1 유압 펌프 또는 상기 제2 유압 펌프로부터 토출된 작동유에 의해 동작 가능한 제2 주행 모터;
상기 제1 유압 펌프 또는 상기 제2 유압 펌프로부터 토출된 작동유에 의해 동작 가능한 적어도 하나의 액추에이터;
제1 위치에서 상기 제1 유압 펌프로부터 토출된 작동유가 상기 제1 주행 모터에 공급되도록 하고 상기 제2 유압 펌프로부터 토출된 작동유가 상기 제2 주행 모터에 상기 작동유가 공급되도록 하고, 제2 위치에서 상기 제1 유압 펌프로부터 토출된 작동유가 상기 제1 및 제2 주행 모터들에 공급되도록 하고 상기 제2 유압 펌프로부터 토출된 작동유가 상기 액추에이터에 공급되도록 하는 주행 직진 밸브;
내부에 구비된 스풀의 변위량에 따라 상기 제1 및 제2 주행 모터들에 공급되는 작동유의 유량을 각각 제어하기 위한 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들;
입력된 제어 신호에 따라 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀들의 변위량을 각각 제어하기 위한 파일럿 신호압을 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀들에 각각 공급하는 제1 및 제2 스풀 변위 조정 밸브들; 및
작업자의 주행 조작 신호에 따라 상기 제1 및 제2 스풀 변위 조정 밸브들에 상기 제어 신호들을 각각 출력하고, 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 주행 동작 중 상기 액추에이터의 조작 신호를 수신할 때 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀들의 변위량을 상기 액추에이터의 조작 신호에 따라 제한하도록 조정하는 제어부를 포함하는 건설기계의 주행 제어 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 액추에이터의 조작 신호의 변화량에 따라 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀 변위량의 변화 기울기를 변화시키는 건설기계의 주행 제어 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 액추에이터의 조작 신호의 변화량 기울기가 클수록 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀 변위량의 감소 기울기가 커지는 건설기계의 주행 제어 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 단독 주행 동작 시에 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀 변위량은 제1 최대 스풀 변위량을 갖고, 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 주행 동작 중 상기 액추에이터의 조작 신호를 수신할 때 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀 변위량은 상기 제1 최대 스풀 변위량보다 작은 제2 최대 스풀 변위량을 갖는 건설기계의 주행 제어 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 스풀 변위 조정 밸브들은 전자비례 감압밸브(Electronic Proportional Pressure Reducing Valve, EPPRV)를 포함하는 건설기계의 주행 제어 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는
상기 제1 및 제2 주행 모터들에 대하여 입력된 주행 조작 신호 및 상기 액추에이터에 대하여 입력된 조작 신호로부터 상기 제1 및 제2 주행 모터들로 공급되는 작동유 유량을 산출하는 산출부;
상기 산출된 작동유 유량에 따라 상기 제1 및 제2 주행 모터들에 대하여 입력된 페달 변위량을 2차 페달 변위량으로 변환하는 페달 변위량 변환부; 및
상기 2차 페달 변위량에 따라 상기 파일럿 신호압의 세기를 제어하기 위한 상기 제어 신호를 출력하는 출력부를 포함하는 건설기계의 주행 제어 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 액추에이터는 붐 실린더, 암 실린더 및 버켓 실린더 중 적어도 어느 하나를 포함하는 건설기계의 주행 제어 시스템.
제1 유압 펌프로부터 토출된 작동유에 의해 동작 가능한 제1 주행 모터, 상기 제1 유압 펌프 또는 상기 제2 유압 펌프로부터 토출된 작동유에 의해 동작 가능한 제2 주행 모터, 상기 제1 유압 펌프 또는 상기 제2 유압 펌프로부터 토출된 작동유에 의해 동작 가능한 적어도 하나의 액추에이터, 및 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 동작을 각각 제어하기 위한 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들을 포함하는 유압 시스템을 제공하고;
상기 제1 및 제2 주행 모터들의 주행 조작 신호를 수신할 때 상기 제1 유압 펌프로부터 토출된 작동유가 상기 제1 주행 모터에 공급되도록 하고 상기 제2 유압 펌프로부터 토출된 작동유가 상기 제2 주행 모터에 공급되도록 하여 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 주행 동작을 수행하고;
상기 제1 및 제2 주행 모터들의 주행 동작 중 상기 액추에이터의 조작 신호를 수신할 때 상기 제1 유압 펌프로부터 토출된 작동유가 상기 제1 및 제2 주행 모터들에 공급되도록 하고 상기 제2 유압 펌프로부터 토출된 작동유가 상기 액추에이터에 공급되도록 하고; 그리고
상기 액추에이터의 조작 신호에 따라 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀들의 변위량을 조정하는 것을 포함하는 건설기계의 주행 제어 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀 변위량을 조정하는 것은 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀들의 변위량을 상기 액추에이터의 조작 신호에 따라 제한하도록 조정하는 것을 포함하는 건설기계의 주행 제어 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀 변위량을 조정하는 것은,
상기 제1 및 제2 주행 모터들의 주행 동작 시 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀 변위량이 제1 최대 스풀 변위량을 갖도록 조정하고; 그리고
상기 제1 및 제2 주행 모터들의 주행 동작 중 상기 액추에이터의 조작 신호가 수신될 때 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀 변위량이 상기 제1 최대 스풀 변위량보다 작은 제2 최대 스풀 변위량을 갖도록 조정하는 것을 포함하는 건설기계의 주행 제어 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀 변위량을 조정하는 것은,
상기 제1 및 제2 주행 모터들에 대하여 입력된 주행 조작 신호 및 상기 액추에이터에 대하여 입력된 조작 신호로부터 상기 제1 및 제2 주행 모터들로 공급되는 작동유 유량을 산출하고;
상기 산출된 작동유 유량에 따라 상기 제1 및 제2 주행 모터들에 대하여 입력된 페달 변위량을 2차 페달 변위량으로 변환하고; 그리고
상기 2차 페달 변위량에 따라 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀들의 변위량을 조정하는 것을 포함하는 건설기계의 주행 제어 방법.
제 11 항에 있어서, 상기 2차 페달 변위량에 따라 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀들의 변위량을 조정하는 것은 전자비례 감압밸브(EPPRV)를 이용하여 파일럿 신호압을 상기 제1 및 제2 주행 모터 제어 밸브들의 스풀들에 공급하는 것을 포함하는 건설기계의 주행 제어 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 액추에이터는 붐 실린더, 암 실린더 및 버켓 실린더 중 적어도 어느 하나를 포함하는 건설기계의 주행 제어 방법.