KR20210021081A - 건설기계 - Google Patents

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KR20210021081A
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boom
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히데카즈 모리키
아키라 가나자와
다카아키 치바
신야 이무라
야스타카 츠루가
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히다치 겡키 가부시키 가이샤
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    • F15B2211/761—Control of a negative load, i.e. of a load generating hydraulic energy

Abstract

유압 펌프로부터 복수의 유압 액추에이터로의 분류를 부하 조건에 상관 없이 고 정밀도로 제어 가능한 건설기계를 제공한다. 컨트롤러(100)는, 공급 압력과 제 2 미터인 압력과의 압력차에 따라 제 2 미터아웃 밸브(65a)(65b)의 목표 개구 면적을 연산하거나, 또는, 상기 공급 압력과 상기 제 1 미터인 압력과의 압력차에 따라 제 1 미터아웃 밸브(55a)(55b)의 목표 개구 면적을 연산하는 미터아웃 밸브 제어부(140)를 가진다.

Description

건설기계
본 발명은 유압 셔블 등의 건설기계에 관한 것이다.
건설기계(예를 들면, 유압 셔블)에 있어서는, 유압 액추에이터의 일방의 유실(油室)에 유압 펌프로부터 토출된 압유를 유입(미터인)시키고, 유압 액추에이터의 타방의 유실로부터 탱크에 압유를 배출(미터아웃)하는 것에 의해, 유압 액추에이터가 동작한다. 유압 액추에이터의 일방의 유실에 유입하는 압유의 유량(미터인 유량)은 예를 들면 미터인 밸브에 의해 조절되고, 유압 액추에이터의 타방의 유실로부터 탱크에 배출되는 압유의 유량(미터아웃 유량)은 예를 들면 미터아웃 밸브에 의해 조절된다. 이러한 밸브의 밸브체는, 오퍼레이터의 레버 조작이나 컨트롤러로 연산된 유압 액추에이터의 목표 속도에 따라 이동한다. 일반적으로 밸브를 통과하는 유량은, 밸브의 개구 면적(밸브체의 이동량)과 밸브의 전후 차압에 의해 정해진다. 이들 중, 밸브의 전후 차압은, 유압 액추에이터에 작용하는 부하의 크기에 따라 변화한다. 그 때문에, 오퍼레이터는 레버 조작에 의해, 컨트롤러는 미터인 밸브의 제어 신호에 의해, 밸브의 개구 면적을 조절하여, 유압 액추에이터에 급배되는 압유의 유량, 즉 유압 액추에이터의 동작 속도를 제어한다.
또한, 1대의 유압 펌프로부터 복수의 유압 액추에이터로 압유를 공급하는 경우도, 각 미터인 밸브의 개구 면적과 전후 차압에 의해 각 유압 액추에이터의 미터인 유량이 정해진다. 복수의 유압 액추에이터에 각각 작용하는 부하의 크기가 상이한 경우, 부하가 작은 유압 액추에이터로 압유가 흐르기 쉬워지기 때문에, 복수의 유압 액추에이터에 압유를 동시에 공급(분류(分流))하기 위해서는, 각 미터인 밸브의 전후 차압에 따라 각 미터인 밸브의 개구 면적을 조절할 필요가 있다.
예를 들면, 특허문헌 1은, 제어 밸브의 스트로크를 검출하는 스트로크 센서(밸브 위치 센서)를 마련함과 함께, 제어 밸브의 전후의 압력을 검출하는 압력 센서를 마련하고, 이들 센서로부터의 신호 및 메인 컨트롤러로부터의 신호에 의거하여 밸브 컨트롤러가 제어 밸브의 개도를 전기적으로 제어하도록 하고 있다.
일본공개특허 특개평6-117408호 공보
그러나, 특허문헌 1에 기재된 건설기계의 유압 회로에서는, 복수의 유압 액추에이터의 부하 조건에 따라서는, 각 유압 액추에이터의 동작 속도를 정확하게 제어할 수 없을 우려가 있다. 왜냐하면, 제어 밸브에 작용하는 유체력(流體力), 밸브 위치 센서의 오차, 압력 센서의 오차에 대한 고려가 이루어져 있지 않기 때문이다.
예를 들면, 복수의 유압 액추에이터에 각각 작용하는 부하가 크게 상이한 경우, 부하가 낮은 쪽의 유압 액추에이터에 대응하는 미터인 밸브의 전후 차압(유압 펌프의 토출 압력과 유압 액추에이터의 부하 압력과의 압력차)이 커진다. 일반적으로, 미터인 밸브의 전후 차압이 커질수록, 원하는 미터인 유량을 얻기 위하여 필요한 개구 면적이 작아지고, 그에 따라 유속(단위 개구 면적당의 유량)이 커진다. 그 결과, 밸브체에 작용하는 유체력이 커지고, 미터인 밸브의 개구 면적에 오차가 생기기 쉬워진다. 또한, 미터인 밸브의 개구 면적의 변화량에 대한 미터인 유량의 변화량이 커지기 때문에, 미터인 밸브의 개구 면적의 오차에 대하여 유량 오차가 확대된다. 즉, 미터인 밸브의 전후 차압이 커질수록, 유체력, 밸브 위치 센서의 오차에 기인하는 유량 오차가 커진다.
한편, 복수의 유압 액추에이터에 각각 작용하는 부하가 극히 비슷한 경우, 각 유압 액추에이터의 미터인 압력이 공급 압력과 대략 동일해지기 때문에, 미터인 밸브의 전후 차압에 대하여 압력 센서의 오차가 상대적으로 커져, 미터인 밸브의 전후 차압의 계측값으로부터 원하는 목표 개구 면적을 산출하는 것이 곤란해진다. 즉, 미터인 밸브의 전후 차압이 작아질수록, 압력 센서의 오차에 기인하는 유량 오차가 커진다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 유압 펌프로부터 복수의 유압 액추에이터로의 분류를 부하 조건에 상관 없이 고 정밀도로 제어 가능한 건설기계를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 탱크와, 유압 펌프와, 2개의 급배 포트를 가지는 제 1 유압 액추에이터 및 제 2 유압 액추에이터와, 상기 제 1 유압 액추에이터의 일방의 급배 포트와 상기 유압 펌프를 접속하는 유로에 마련된 제 1 미터인 밸브와, 상기 제 2 유압 액추에이터의 일방의 급배 포트와 상기 유압 펌프를 연통하는 유로에 마련된 제 2 미터인 밸브와, 상기 제 1 유압 액추에이터의 타방의 급배 포트와 상기 탱크를 연통하는 유로에 마련된 제 1 미터아웃 밸브와, 상기 제 2 유압 액추에이터의 타방의 급배 포트와 상기 탱크를 연통하는 유로에 마련된 제 2 미터아웃 밸브와, 상기 제 1 유압 액추에이터의 일방의 급배 포트의 압력인 제 1 미터인 압력을 검출하는 제 1 압력 센서와, 상기 제 2 유압 액추에이터의 일방의 급배 포트의 압력인 제 2 미터인 압력을 검출하는 제 2 압력 센서와, 상기 유압 펌프의 토출 압력인 공급 압력을 검출하는 제 3 압력 센서와, 상기 공급 압력과 상기 제 1 미터인 압력과의 압력차에 따라 상기 제 1 미터인 밸브의 목표 개구 면적을 연산하고, 상기 공급 압력과 상기 제 2 미터인 압력과의 압력차에 따라 상기 제 2 미터인 밸브의 목표 개구 면적을 연산하는 미터인 밸브 제어부를 가지는 컨트롤러를 구비한 건설기계에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 공급 압력과 상기 제 2 미터인 압력과의 압력차에 따라 상기 제 2 미터아웃 밸브의 목표 개구 면적을 연산하거나, 또는, 상기 공급 압력과 상기 제 1 미터인 압력과의 압력차에 따라 상기 제 1 미터아웃 밸브의 목표 개구 면적을 연산하는 미터아웃 밸브 제어부를 가지는 것으로 한다.
이상과 같이 구성한 본 발명에 의하면, 공급 압력과 제 2 미터인 압력과의 압력차에 따라 제 2 미터아웃 밸브를 제어하거나, 또는, 공급 압력과 제 1 미터인 압력과의 압력차에 따라 제 1 미터아웃 밸브를 제어하는 것에 의해, 제 1 유압 액추에이터 및 제 2 유압 액추에이터 중 어느 것인가 저부하측에 압유를 공급하는 제 1 미터인 밸브 또는 제 2 미터인 밸브의 전후 차압이 저하한다. 이에 의해, 제 1 및 제 2 액추에이터의 부하 조건에 상관 없이, 제 1 미터인 밸브 및 제 2 미터인 밸브의 개구 면적이 확대되고, 또한 개구 면적의 변화량에 대한 미터인 유량의 변화량이 작아지기 때문에, 제 1 미터인 밸브 또는 제 2 미터인 밸브의 밸브체에 작용하는 유체력, 제 1 미터인 밸브 또는 제 2 미터인 밸브의 개구 면적의 오차에 기인하는 미터인 유량 오차가 저감된다.
본 발명에 의하면, 건설기계에 있어서, 유압 펌프로부터 복수의 유압 액추에이터로의 분류를 부하 조건에 상관 없이 고 정밀도로 제어하는 것이 가능해진다.
도 1은, 본 발명의 제 1 실시예에 관련된 유압 셔블의 외관을 모식적으로 나타내는 도이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 유압 셔블에 탑재되는 유압 액추에이터 제어 시스템의 개략 구성도이다.
도 3은, 도 2에 나타내는 컨트롤러의 기능 블록도이다.
도 4는, 도 3에 나타내는 미터아웃 밸브 제어부의 기능 블록이다.
도 5는, 전후 차압 저감 개구 연산부의 연산에서 이용하는 전후 차압 저감 개구맵의 일례를 나타내는 도이다.
도 6은, 도 4에 나타내는 목표 개구 선택부의 연산 처리를 나타내는 플로우 차트이다.
도 7은, 본 발명의 제 2 실시예에 있어서의 미터아웃 밸브 제어부의 기능 블록이다.
도 8은, 도 7에 나타내는 압력차 보지(保持) 개구 연산부의 연산에서 이용하는 압력차 보지 개구맵의 일례를 나타내는 도이다.
도 9는, 도 7에 나타내는 목표 개구 선택부의 연산 처리를 나타내는 플로우 차트이다.
도 10은, 본 발명의 제 3 실시예에 있어서의 컨트롤러의 기능 블록도이다.
도 11은, 도 10에 나타내는 미터아웃 밸브 제어부의 기능 블록이다.
도 12는, 도 11에 나타내는 목표 개구 선택부의 연산 처리를 나타내는 플로우 차트이다.
도 13은, 미터인 밸브의 전후 차압과 미터인 유량의 관계를 나타내는 도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 관련된 건설기계로서 유압 셔블을 예로 들어, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 각 도면 중, 동등한 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 중복된 설명은 적절히 생략한다.
(실시예 1)
본 발명의 제 1 실시예를 도 1∼도 6을 참조하면서 설명한다.
도 1은, 본 실시예에 관련된 유압 셔블의 외관을 모식적으로 나타내는 도이다.
도 1에 있어서, 유압 셔블(600)은, 수직 방향으로 각각 회동(回動)하는 복수의 피구동 부재(붐(11), 아암(12), 버킷(작업구)(8))를 연결하여 구성된 다관절형의 프론트 장치(프론트 작업기)(15)와, 차체를 구성하는 상부 선회체(10) 및 하부 주행체(9)를 구비하고, 상부 선회체(10)는 하부 주행체(9)에 대하여 선회 가능하게 마련되어 있다.
프론트 장치(15)의 붐(11)의 기단(基端)은 상부 선회체(10)의 전부(前部)에 수직 방향으로 회동 가능하게 지지되어 있고, 아암(12)의 일단은 붐(11)의 선단에 수직 방향으로 회동 가능하게 지지되어 있으며, 아암(12)의 타단에는 버킷 링크(8a)를 개재하여 버킷(8)이 수직 방향으로 회동 가능하게 지지되어 있다.
붐(11), 아암(12), 버킷(8), 상부 선회체(10), 및 하부 주행체(9)는, 유압 액추에이터인 붐 실린더(5), 아암 실린더(6), 버킷 실린더(7), 선회 유압 모터(4), 및 좌우의 주행 유압 모터(3b)(좌측만 도시)에 의해 각각 구동된다.
오퍼레이터가 탑승하는 운전실(16)에는, 프론트 장치(15)의 유압 액추에이터(5∼7), 및 상부 선회체(10)의 선회 유압 모터(4)를 조작하기 위한 조작 신호를 출력하는 우조작 레버 장치(1c) 및 좌조작 레버 장치(1d)와, 하부 주행체(9)의 좌우의 주행 유압 모터(3b)를 조작하기 위한 조작 신호를 출력하는 주행용 우조작 레버 장치(1a) 및 주행용 좌조작 레버 장치(1b)가 마련되어 있다.
좌우의 조작 레버 장치(1c, 1d)는, 각각, 조작 신호로서 전기 신호를 출력하는 전기식의 조작 레버 장치이고, 오퍼레이터에 의해 전후 좌우로 경도(傾倒) 조작되는 조작 레버와, 이 조작 레버의 경도 방향 및 경도량(레버 조작량)에 따른 전기 신호를 생성하는 전기 신호 생성부를 가진다. 조작 레버 장치(1c, 1d)로부터 출력된 전기 신호는, 전기 배선을 개재하여 컨트롤러(100)(도 2에 나타냄)에 입력된다. 본 실시예에서는, 우조작 레버 장치(1c)의 조작 레버의 전후 방향의 조작이 붐 실린더(5)의 조작에 대응하고, 동(同) 동작 레버의 좌우 방향의 조작이 버킷 실린더(7)의 조작에 대응하고 있다. 한편, 좌조작 레버 장치(1c)의 조작 레버의 전후 방향의 조작이 선회 유압 모터(4)의 조작에 대응하고, 동 조작 레버의 좌우 방향의 조작이 아암 실린더(6)의 조작에 대응하고 있다.
붐 실린더(5), 아암 실린더(6), 버킷 실린더(7), 선회 유압 모터(4), 및 좌우의 주행 유압 모터(3b)의 동작 제어는, 엔진이나 전동 모터 등의 원동기(본 실시예에서는, 엔진(14))에 의해 구동되는 유압 펌프 장치(2)로부터 유압 액추에이터(3b, 4∼7)에 공급되는 작동유의 방향 및 유량을 컨트롤 밸브(20)로 제어하는 것에 의해 행한다.
컨트롤 밸브(20)는, 컨트롤러(100)(도 2에 나타냄)로부터 출력되는 제어 신호에 의해 구동된다. 주행용 우조작 레버 장치(1a) 및 주행용 좌조작 레버 장치(1b)의 조작에 의거하여 컨트롤러(100)로부터 제어 신호가 컨트롤 밸브(20)에 출력되는 것에 의해, 하부 주행체(9)의 좌우의 주행 유압 모터(3b)의 동작이 제어된다. 또한, 조작 레버 장치(1c, 1d)로부터의 조작 신호에 의거하여 컨트롤러(100)로부터 제어 신호가 컨트롤 밸브(20)에 출력되는 것에 의해, 유압 액추에이터(3b, 4∼7)의 동작이 제어된다. 붐(11)은 붐 실린더(5)의 신축에 의해 상부 선회체(10)에 대하여 상하 방향으로 회동하며, 아암(12)은 아암 실린더(6)의 신축에 의해 붐(11)에 대하여 상하 및 전후 방향으로 회동하고, 버킷(8)은 버킷 실린더(7)의 신축에 의해 아암(12)에 대하여 상하 및 전후 방향으로 회동한다.
도 2는, 유압 셔블(600)에 탑재되는 유압 액추에이터 제어 시스템의 개략 구성도이다.
도 2에 있어서, 유압 액추에이터 제어 시스템은, 유압 셔블(600)의 동작을 제어하는 컨트롤러(100)와, 붐 실린더(5) 및 아암 실린더(6)를 구동하는 컨트롤 밸브(20)로 구성된다. 또한, 설명을 간략화하기 위하여, 도 2에서는, 컨트롤 밸브(20)의 블리드오프 섹션(20a), 붐 섹션(20b), 아암 섹션(20c)만을 나타내고, 그 밖의 섹션은 생략하고 있다.
유압 펌프 장치(2)는, 유압 펌프(2a)와 레귤레이터(2b)로 구성된다. 레귤레이터(2b)는, 컨트롤러(100)에 의해 구동되고, 유압 펌프(2a)의 토출 유량을 조정한다. 유압 펌프(2a)의 토출 포트는, 공급 유로(21)를 개재하여 컨트롤 밸브(20)에 접속되어 있다.
컨트롤 밸브(20)의 블리드오프 섹션(20a), 붐 섹션(20b), 및 아암 섹션(20c)에는, 공급 유로(21)를 개재하여 유압 펌프(2a)로부터 압유가 공급된다. 블리드오프 섹션(20a)에 있어서, 공급 유로(21)는 분기 유로(22)로 분기하고 있고, 분기 유로(22)는 블리드오프 밸브(25)를 개재하여 탱크(29)에 접속되어 있다. 블리드오프 밸브(25)는, 컨트롤러(100)에 의해 구동되고, 공급 유로(21)와 탱크(29)를 연통하는 것에 의해, 유압 펌프(2a)로부터의 압유를 블리드오프시킨다.
붐 섹션(20b)에 있어서, 공급 유로(21)는 붐 미터인 밸브(53a(53b))를 개재하여 액추에이터 유로(54a(54b))에 접속되어 있다. 액추에이터 유로(54a(54b))는, 붐 실린더(5)의 보텀측 유실(5a)(로드측 유실(5b))에 접속되어 있다. 또한, 액추에이터 유로(54a(54b))는, 붐 미터아웃 밸브(55a(55b))를 개재하여 탱크(29)에 접속되어 있다. 컨트롤러(100)는, 붐 미터인 밸브(53a(53b))를 구동하여 개방하는 것에 의해, 유압 펌프(2a)로부터의 압유를 붐 실린더(5)의 보텀측 유실(5a)(로드측 유실(5b))에 공급할 수 있다. 또한, 컨트롤러(100)는, 붐 미터아웃 밸브(55a(55b))를 구동하여 개방하는 것에 의해, 붐 실린더(5)의 보텀측 유실(5a)(로드측 유실(5b))의 압유를 탱크(29)로 배출할 수 있다. 또한, 아암 섹션(20c)은, 붐 섹션(20b)과 마찬가지의 구성이기 때문에, 설명을 생략한다.
컨트롤러(100)에는, 우조작 레버 장치(1c), 좌조작 레버 장치(1d)로부터의 붐 조작 신호, 아암 조작 신호와, 공급 유로(21)에 설치된 공급 압력 센서(28)로부터의 공급 압력 신호와, 액추에이터 유로(54a)에 설치된 붐 압력 센서(58a)로부터의 붐 압력 신호와, 액추에이터 유로(64a)에 설치된 아암 압력 센서(68a)로부터의 아암 압력 신호와, 붐 미터인 밸브(53a)에 설치된 붐 미터인 밸브 위치 센서(59a)로부터의 붐 미터인 밸브 위치 신호와, 아암 미터인 밸브(63a)에 설치된 아암 미터인 밸브 위치 센서(69a)로부터의 아암 미터인 밸브 위치 신호가 입력되어 있고, 이들의 입력에 의거하여 레귤레이터(2b)와, 블리드오프 밸브(25)와, 붐 미터인 밸브(53a, 53b)와, 붐 미터아웃 밸브(55a, 55b)와, 아암 미터인 밸브(63a, 63b)와, 아암 미터아웃 밸브(65a, 65b)를 구동한다.
여기서, 본 실시예에서는, 설명을 간략화하기 위하여, 액추에이터 유로(54a, 64a)에만 압력 센서(58a, 68a)를 마련하는 구성으로 했지만, 액추에이터 유로(54b, 64b)에도 압력 센서를 마련해도 된다. 또한, 밸브 위치 센서는, 블리드오프 밸브(25), 붐 미터인 밸브(53a, 53b), 붐 미터아웃 밸브(55a, 55b), 아암 미터인 밸브(63a, 63b), 아암 미터아웃 밸브(65a, 65b) 모두에 마련해도 된다.
도 3은, 컨트롤러(100)의 기능 블록도이다. 또한, 도 3에서는, 설명을 간략화하기 위하여, 유압 펌프(2a)로부터 붐 실린더(5), 아암 실린더(6)의 보텀측 유실(5a, 6a)에 압유를 공급하는 기능에 관계되는 부분만을 나타내고, 그 밖의 기능에 관계되는 부분은 생략하고 있다.
도 3에 있어서, 컨트롤러(100)는, 목표 유량 연산부(110)와, 펌프 제어부(120)와, 미터인 밸브 제어부(130)와, 미터아웃 밸브 제어부(140)와, 밸브 위치 제어부(150)와, 변환부(161∼165)를 가진다.
변환부(161∼165)는, 각 센서로부터의 신호를 물리값으로 변환하여 출력한다. 예를 들면, 변환부(161, 162, 163)는, 전압값인 붐 압력 신호, 아암 압력 신호, 공급 압력 신호로부터, 압력 변환용 맵을 이용하여, 압력값인 붐 미터인 압력, 아암 미터인 압력, 공급 압력을 연산하여 출력하고, 변환부(164, 165)는, 듀티비인 붐 미터인 밸브 위치 신호, 아암 미터인 밸브 위치 신호로부터, 스트로크 변환용 맵을 이용하여, 스트로크값인 붐 미터인 밸브 위치, 아암 미터인 밸브 위치를 연산하여 출력한다.
목표 유량 연산부(110)는, 우조작 레버 장치(1c), 좌조작 레버 장치(1d)로부터의 붐 조작 신호, 아암 조작 신호에 의거하여, 붐 목표 유량, 아암 목표 유량을 연산하고, 펌프 제어부(120), 미터인 밸브 제어부(130), 미터아웃 밸브 제어부(140)에 송신한다. 예를 들면, 우조작 레버 장치(1c)가 차체의 후방으로 경도될수록 붐 목표 유량을 정(正)의 쪽으로 크게 하고, 우조작 레버 장치(1c)가 차체의 전방으로 경도될수록 붐 목표 유량을 부(負)의 쪽으로 크게 하며, 좌조작 레버 장치(1d)가 차체의 우방으로 경도될수록 아암 목표 유량을 정의 쪽으로 크게 하고, 좌조작 레버 장치(1d)가 차체의 좌방으로 경도될수록 아암 목표 유량을 부의 쪽으로 크게 한다.
펌프 제어부(120)는, 붐 목표 유량, 아암 목표 유량에 의거하여, 레귤레이터 제어 신호와, 블리드오프 밸브 제어 신호를 연산하고, 각각, 레귤레이터(2b)와, 블리드오프 밸브(25)에 출력한다. 예를 들면, 붐 목표 유량의 절대값과 아암 목표 유량의 절대값의 합계값을 유압 펌프(2a)로부터 공급하도록 레귤레이터 제어 신호를 연산하고, 레귤레이터 제어 신호에 따라 블리드오프 밸브(25)를 닫도록 블리드오프 밸브 제어 신호를 연산한다.
미터인 밸브 제어부(130)는, 붐 목표 유량, 아암 목표 유량, 붐 미터인 압력, 아암 미터인 압력, 공급 압력에 의거하여, 붐 미터인 밸브 목표 개구 면적, 아암 미터인 밸브 목표 개구 면적을 연산하고, 밸브 위치 제어부(150)로 출력한다. 이러한 연산은, 예를 들면 특허문헌 1에 기재되어 있는 연산 방법과 동일하다.
미터아웃 밸브 제어부(140)는, 붐 목표 유량, 아암 목표 유량, 붐 미터인 압력, 아암 미터인 압력, 공급 압력에 의거하여, 붐 미터아웃 밸브 목표 개구 면적, 아암 미터아웃 밸브 목표 개구 면적을 연산하고, 밸브 위치 제어부(150)로 출력한다. 미터아웃 밸브 제어부(140)에서 행해지는 연산의 상세는 후술한다.
밸브 위치 제어부(150)는, 붐 미터인 밸브 목표 개구 면적, 아암 미터인 밸브 목표 개구 면적, 붐 미터아웃 밸브 목표 개구 면적, 아암 미터아웃 밸브 목표 개구 면적, 붐 미터인 밸브 위치, 아암 미터인 밸브 위치에 의거하여, 붐 미터인 밸브 제어 신호, 아암 미터인 밸브 제어 신호, 붐 미터아웃 밸브 제어 신호, 아암 미터아웃 밸브 제어 신호를 연산하고, 각각 붐 미터인 밸브(53a), 아암 미터인 밸브(63a), 붐 미터아웃 밸브(55b), 아암 미터아웃 밸브(65b)로 출력한다. 예를 들면, 밸브의 개구 면적 특성을 나타내는 맵을 이용하여, 목표 개구 면적에 따른 밸브 위치가 되도록 제어 신호를 연산한다. 또한, 목표 개구 면적에 따른 밸브 위치와 밸브 위치 센서(59a, 69a)에서 취득한 밸브 위치와의 편차에 따라, 공지의 피드백 제어에 의해 제어 신호를 보정해도 된다.
도 4는, 미터아웃 밸브 제어부(140)의 기능 블록도이다. 또한, 도 4에 있어서는, 붐 미터아웃 밸브 목표 개구 면적의 연산에 관계되는 부분만을 나타내고, 아암 미터아웃 밸브 목표 개구 면적의 연산에 관계되는 부분은 생략하고 있다. 또한, 아암 미터아웃 밸브 목표 개구 면적의 연산은, 이하에 설명하는 붐 미터아웃 밸브 목표 개구 면적의 연산과 마찬가지로 행해진다.
도 4에 있어서, 미터아웃 밸브 제어부(140)는, 기준 배출 개구 연산부(141)와, 일주(逸走) 방지 개구 연산부(142)와, 전후 차압 저감 개구 연산부(143)와, 목표 개구 선택부(144)와, 감산부(145)를 가진다.
감산부(145)는, 공급 압력으로부터 붐 미터인 압력을 빼서, 미터인 밸브(53a(53b))의 전후 차압을 연산하고, 전후 차압 저감 개구 연산부(143)로 출력한다.
기준 배출 개구 연산부(141)는, 붐 목표 유량에 의거하여, 기준 배출 개구 면적을 연산하고, 목표 개구 선택부(144)로 출력한다. 예를 들면, 붐 목표 유량이 클수록, 기준 배출 개구 면적도 커지도록 연산한다. 붐으로부터 배출되는 미터아웃 유량에 의해 생기는 압력 손실을 억제하는 것을 목적으로, 붐 목표 유량에 따라 붐 미터아웃 밸브의 개구 면적이 커지도록 기준 배출 개구 면적을 연산하는 것이 바람직하다.
일주 방지 개구 연산부(142)는, 붐 미터인 압력에 의거하여, 일주 방지 개구 면적을 연산하고, 목표 개구 선택부(144)로 출력한다. 예를 들면, 일정값(예를 들면 5MPa)으로부터 붐 미터인 압력을 뺀 값이 클수록, 일주 방지 개구 면적이 작아지도록 연산한다. 일반적으로, 유압 액추에이터가 일주(자중(自重) 낙하나 외력에 의해 구동되는 등)한 경우에는, 미터인 압력이 대략 0이 된다. 그 때문에, 본 실시예에 있어서는, 붐(11)의 일주를 방지하는 것을 목적으로, 붐 미터인 압력이 0보다 충분히 큰 값으로 유지되도록 붐 미터인 압력에 따라 일주 방지 개구 면적을 연산하는 것이 바람직하다.
전후 차압 저감 개구 연산부(143)는, 미터인 전후 차압에 의거하여, 전후 차압 저감 개구 면적을 연산하고, 목표 개구 선택부(144)로 출력한다. 예를 들면, 도 5에 나타내는 전후 차압 저감 개구맵을 이용하여, 전후 차압 저감 개구 면적을 연산한다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 미터인 전후 차압이 클수록(예를 들면 10MPa 이상이면), 붐의 미터아웃 개구 면적을 작게 하고, 미터아웃 압력을 크게 한다. 미터아웃 압력은 붐(11)에 브레이크로서 작용하기 때문에, 미터아웃 압력을 크게 하면 붐(11)의 외관상의 부하가 증가하고, 미터인 전후 차압이 저감한다. 미터인 전후 차압을 저감하는 것에 의해, 붐 목표 유량을 얻기 위한 붐 미터인 밸브(53a(53b))의 개구 면적이 커져, 밸브체에 작용하는 유체력을 저감할 수 있다. 또한, 도 13에 나타내는 바와 같이, 미터인 개구 면적의 변화량에 대한 미터인 유량의 변화량을 작게 할 수 있다. 이에 의해, 미터인 밸브(53a(53b))의 밸브체에 작용하는 유체력, 밸브 위치 센서(59a)의 오차에 기인하는 미터인 유량 오차를 저감할 수 있다.
목표 개구 선택부(144)는, 기준 배출 개구 면적, 일주 방지 개구 면적, 전후 차압 저감 개구 면적으로부터 1개를 선택하고, 붐 미터아웃 목표 개구 면적으로서 밸브 위치 제어부(150)로 출력한다.
도 6은, 목표 개구 선택부(144)의 연산 처리를 나타내는 플로우 차트이다.
단계 S1401에서 미터인 압력이 문턱값(PL)(예를 들면 5MPa) 이상이면 단계 S1402로 진행되고, 그렇지 않으면 단계 S1420으로 진행된다.
단계 S1420에서는, 일주 방지 개구 면적을 붐 미터아웃 목표 개구 면적으로서 선택하고, 밸브 위치 제어부(150)로 출력한다.
단계 S1402에서 미터인 전후 차압이 문턱값(PH)(예를 들면 10MPa) 이하이면 단계 S1410으로 진행되고, 그렇지 않으면 단계 S1430으로 진행된다. 여기서, 붐 실린더(5)만을 구동하는 경우, 붐 미터인 밸브(53a(53b))를 전개(全開)로 하고, 붐 실린더(5)로의 공급 유량을 유압 펌프(2a)의 토출 유량으로 조정한다. 그 때문에, 붐 실린더(5)의 부하 압력과 유압 펌프(2a)의 토출 압력이 대략 동일해져, 붐 미터인 밸브(53a(53b))의 전후 차압이 문턱값(PH) 이상이 될 일은 없다. 붐 미터인 밸브(53a(53b))의 전후 차압이 문턱값(PH) 이상이 되는 것은, 붐 실린더(5)와 아암 실린더(6)를 동시에 구동할 때에, 아암 미터인 압력의 상승에 수반하여 유압 펌프(2a)의 토출 압력이 붐 미터인 압력보다 높아졌을 때이다.
단계 S1430에서는, 전후 차압 저감 개구 면적을 붐 미터아웃 목표 개구 면적으로서 선택하고, 밸브 위치 제어부(150)로 출력한다.
단계 S1410에서는, 기준 배출 개구 면적을 붐 미터아웃 목표 개구 면적으로서 선택하고, 밸브 위치 제어부(150)로 출력한다.
이상과 같이, 붐 미터인 압력이 작은 경우에는, 일주 방지 개구 면적이 붐 미터아웃 목표 개구 면적으로서 선택되기 때문에, 붐(11)의 일주를 방지할 수 있다. 또한, 붐 미터인 압력이 큰 경우라도, 미터인 압력차가 큰 경우에는, 전후 차압 저감 개구 면적이 붐 미터아웃 목표 개구 면적으로서 선택되기 때문에, 붐 미터인 밸브(53a(53b))의 밸브체에 작용하는 유체력, 밸브 위치 센서(59a)의 오차에 기인하는 미터인 유량 오차를 저감할 수 있다. 또한, 붐 미터인 압력이 높고, 또한 미터인 전후 차압이 작은 경우에는, 기준 배출 개구 면적이 붐 미터아웃 목표 개구 면적으로서 선택되기 때문에, 미터아웃 유량에 의해 생기는 압력 손실을 억제할 수 있다.
본 실시예에 관련된 유압 셔블(건설기계)(600)은, 탱크(29)와, 유압 펌프(2a)와, 2개의 급배 포트를 가지는 붐 실린더(제 1 유압 액추에이터)(5) 및 아암 실린더(제 2 유압 액추에이터)(6)와, 붐 실린더(제 1 유압 액추에이터)(5)와 유압 펌프(2a)를 접속하는 유로(54a, 54b)에 마련된 제 1 미터인 밸브(53a, 53b)와, 아암 실린더(제 2 유압 액추에이터)(6)와 유압 펌프(2a)를 연통하는 유로(64a, 64b)에 마련된 제 2 미터인 밸브(63a, 63b)와, 붐 실린더(제 1 유압 액추에이터)(5)와 탱크(29)를 연통하는 유로에 마련된 붐 미터아웃 밸브(제 1 미터아웃 밸브)(55a, 55b)와, 아암 실린더(제 2 유압 액추에이터)와 탱크(29)를 연통하는 유로에 마련된 아암 미터아웃 밸브(제 2 미터아웃 밸브)(65a, 65b)와, 붐 실린더(제 1 유압 액추에이터)의 부하 압력인 붐 미터인 압력(제 1 미터인 압력)을 검출하는 붐 압력 센서(제 1 압력 센서)(58a)와, 아암 실린더(제 2 유압 액추에이터)(6)의 부하 압력인 아암 미터인 압력(제 2 미터인 압력)을 검출하는 아암 압력 센서(제 2 압력 센서)(68a)와, 유압 펌프(2a)의 토출 압력인 공급 압력을 검출하는 공급 압력 센서(제 3 압력 센서)(28)와, 상기 공급 압력과 붐 미터인 압력(제 1 미터인 압력)과의 압력차에 따라 붐 미터인 밸브(제 1 미터인 밸브)(53a(53b))의 목표 개구 면적을 연산하고, 상기 공급 압력과 아암 미터인 압력(제 2 미터인 압력)과의 압력차에 따라 아암 미터인 밸브(제 2 미터인 밸브)(63a(63b))의 목표 개구 면적을 연산하는 미터인 밸브 제어부(130)를 가지는 컨트롤러(100)를 구비하고, 컨트롤러(100)는, 상기 공급 압력과 아암 미터인 압력(제 2 미터인 압력)과의 압력차에 따라 아암 미터아웃 밸브(제 2 미터아웃 밸브)(63a(63b))의 목표 개구 면적을 연산하거나, 또는, 상기 공급 압력과 붐 미터인 압력(제 1 미터인 압력)과의 압력차에 따라 붐 미터아웃 밸브(제 1 미터아웃 밸브)(55a(55b))의 목표 개구 면적을 연산하는 미터아웃 밸브 제어부(140)를 가진다.
또한, 본 실시예에 있어서의 미터아웃 밸브 제어부(140)는, 유압 펌프(2a)의 공급 압력과 붐 미터인 압력(제 1 미터인 압력)과의 압력차가 커질수록 붐 미터아웃 밸브(제 1 미터아웃 밸브)(55a(55b))의 목표 개구 면적을 작게 하거나, 또는, 상기 공급 압력과 아암 미터인 압력(제 2 미터인 압력)과의 압력차 커질수록 아암 미터아웃 밸브(제 2 미터아웃 밸브)(65a(65b))의 목표 개구 면적을 작게 한다.
또한, 본 실시예에 관련된 유압 셔블(건설기계)(600)은, 상부 선회체(차체)(10)와, 상부 선회체(10)에 회동 가능하게 장착된 붐(11)과, 붐(11)에 회동 가능하게 장착된 아암(12)과, 아암(12)의 선단부에 회동 가능하게 장착된 버킷(8)을 구비하고, 붐(11)을 구동하는 붐 실린더(제 1 유압 액추에이터)(5)와, 아암(12)을 구동하는 아암 실린더(제 2 유압 액추에이터)(6)와, 버킷(8)을 구동하는 버킷 실린더(제 2 유압 액추에이터)를 구비하고 있다.
이상과 같이 구성한 본 실시예에 의하면, 공급 압력과 아암 미터인 압력과의 압력차에 따라 아암 미터아웃 밸브(65a(65b))를 제어하거나, 또는, 공급 압력과 붐 미터인 압력과의 압력차에 따라 붐 미터아웃 밸브(55a(55b))를 제어하는 것에 의해, 붐 실린더(5) 및 아암 실린더(6) 중 어느 것인가 저부하측으로 압유를 공급하는 붐 미터인 밸브(55a(55b)) 또는 아암 미터인 밸브(63a(63b))의 전후 차압이 저하한다. 이에 의해, 붐 실린더(5) 및 아암 실린더(6)의 부하 조건에 상관 없이, 붐 미터인 밸브(55a(55b)) 및 아암 미터인 밸브(63a(63b))의 개구 면적이 확대되고, 또한 개구 면적의 변화량에 대한 미터인 유량의 변화량이 작아지기 때문에, 붐 미터인 밸브(55a(55b)) 또는 아암 미터인 밸브(63a(63b))의 밸브체에 작용하는 유체력, 붐 미터인 밸브(53a(53b)) 또는 아암 미터인 밸브(63a(63b))의 개구 면적의 오차에 기인하는 미터인 유량 오차가 저감된다.
또한, 본 실시예에서는, 유압 셔블(600)에 컨트롤러(100)를 탑재한 구성을 설명했지만, 예를 들면 컨트롤러(100)를 유압 셔블(600)로부터 분리하여 배치하고, 유압 셔블(600)의 원격 조작을 가능하게 해도 된다.
(실시예 2)
본 발명의 제 2 실시예를 도 7∼도 9를 참조하면서 설명한다.
본 실시예는, 미터인 전후 차압을 검출하는 압력 센서(28, 58a, 68a)의 오차에 기인하는 미터인 유량 오차를 저감하는 것이다.
도 7은, 본 실시예에 있어서의 미터아웃 밸브 제어부(140)의 기능 블록도이다. 이하, 제 1 실시예(도 4에 나타냄)와의 상이점을 중심으로 설명한다.
도 7에 있어서, 미터아웃 밸브 제어부(140)는, 기준 배출 개구 연산부(141)와, 일주 방지 개구 연산부(142)와, 전후 차압 저감 개구 연산부(143)와, 감산부(145)를 가지고, 추가로 목표 개구 선택부(244)와, 압력차 보지 개구 연산부(246)와, 감산부(247)를 가진다.
감산부(247)는, 붐 미터인 압력으로부터 아암 미터인 압력을 뺀 압력차(이하, 붐 아암 미터인 압력차)를 연산하고, 압력차 보지 개구 연산부(246)로 출력한다.
압력차 보지 개구 연산부(246)는, 붐 아암 미터인 압력차에 의거하여, 압력차 보지 개구 면적을 연산하고, 목표 개구 선택부(244)로 출력한다. 예를 들면, 도 8에 나타내는 압력차 보지 개구맵을 이용하여, 압력차 보지 개구 면적을 연산한다. 붐 아암 미터인 압력차가 작을수록(예를 들면 2MPa 이하이면), 붐 미터아웃 밸브의 개구 면적을 작게 하고, 붐 실린더(5)의 미터아웃 압력을 크게 한다. 일반적으로, 프론트 작업기(15)를 빈 채로 흔들 때는 아암 실린더(6)보다 붐 실린더(5)의 미터인 압력이 크지만, 굴삭 시에 굴삭 반력이 붐(11)에 작용하면 아암 실린더(6)보다 붐 실린더(5)의 미터인 압력이 작아진다. 붐 실린더(5)의 미터아웃 압력이 아암 실린더(6)의 미터아웃 압력보다 높을 때는, 압력 손실을 억제하기 위하여, 블리드오프 밸브(25)를 닫은 상태에서, 붐 실린더(5)의 미터인 밸브(53a(53b))를 전개로 하고, 아암 실린더(6)의 미터인 밸브(63a(63b))의 개구 면적을 조정하는 것에 의해, 붐 실린더(5)에 공급되는 유량을 제어한다. 이 때, 붐 실린더(5)의 미터인 압력은 유압 펌프(2a)의 공급 압력과 대략 동일하여, 붐 실린더(5)의 미터인 전후 차압은 대략 제로가 된다. 굴삭 시에 굴삭 반력이 붐(11)에 작용하면, 붐 실린더(5)의 미터인 압력이 저하하여, 아암 실린더(6)의 미터인 압력에 가까워진다. 이 때, 제 1 실시예에서는, 아암 실린더(6)의 미터인 전후 차압이 작아짐으로써, 상대적으로 압력 센서(28, 58a, 68a)의 오차를 무시할 수 있어, 아암 실린더(6)측의 미터인 밸브(63a(63b))에서 붐 실린더(5)에 공급되는 유량을 정밀도 좋게 제어하는 것이 곤란해진다. 본 실시예에서는, 붐 미터인 압력과 아암 미터인 압력과의 압력차(붐 아암 미터인 압력차)에 의거하여, 압력차 보지 개구 면적을 연산하는 것에 의해, 굴삭 시에 있어서도 아암 실린더(6)보다 붐 실린더(5)의 미터인 압력을 높게 유지하여, 미터인 전후 차압을 검출하는 압력 센서(28, 58a, 68a)의 오차에 기인하는 미터인 유량 오차를 저감하는 것을 가능하게 하고 있다.
목표 개구 선택부(244)는, 기준 배출 개구 면적, 일주 방지 개구 면적, 전후 차압 저감 개구 면적, 압력차 보지 개구 면적으로부터 1개를 선택하고, 붐 미터아웃 목표 개구 면적으로서 밸브 위치 제어부(150)로 출력한다.
도 9는, 목표 개구 선택부(244)의 연산 처리를 나타내는 플로우 차트이다. 이하, 제 1 실시예(도 6에 나타냄)와의 상이점을 설명한다.
단계 S1402에서 미터인 전후 차압이 문턱값(PH)(예를 들면 10MPa) 이하이면, 단계 S2403에서 붐 아암 미터인 압력차가 문턱값(PL2)(예를 들면 2MPa) 이상이면 단계 S1410으로 진행되고, 그렇지 않으면 단계 S2460으로 진행된다.
단계 S2460에서는, 압력차 보지 개구 면적을 붐 미터아웃 목표 개구 면적으로서 선택하고, 밸브 위치 제어부(150)로 출력한다.
본 실시예에 있어서의 미터아웃 밸브 제어부(140)는, 붐 미터인 압력(제 1 미터인 압력)이 아암 미터인 압력(제 2 미터인 압력)보다 높고, 또한 붐 미터인 압력(제 1 미터인 압력)과 아암 미터인 압력(제 2 미터인 압력)과의 압력차가 문턱값(제 1 소정의 압력차)보다 작은 경우에, 붐 미터아웃 밸브(제 1 미터아웃 밸브)(55a(55b))의 목표 개구 면적을 작게 하거나, 또는, 아암 미터인 압력(제 2 미터인 압력)이 붐 미터인 압력(제 1 미터인 압력)보다 높고, 아암 미터인 압력(제 2 미터인 압력)과 붐 미터인 압력(제 1 미터인 압력)과의 압력차가 문턱값(제 2 소정의 압력차)보다 작은 경우에, 상기 제 2 미터아웃 밸브의 목표 개구 면적을 작게 한다.
이상과 같이 구성한 본 실시예에 의하면, 제 1 실시예와 마찬가지의 효과에 더하여, 이하의 효과가 얻어진다.
붐 미터인 압력이 아암 미터인 압력보다 높고, 또한 그 압력차가 작은 경우에는, 압력차 보지 개구 면적이 붐 미터아웃 밸브(55a(55b))의 목표 개구 면적으로서 선택되기 때문에, 굴삭 시에 있어서도 아암 실린더(6)보다 붐 실린더(5)의 미터인 압력을 크게 유지할 수 있어, 미터인 전후 차압을 검출하는 압력 센서(28, 58a, 68a)의 오차에 기인하는 미터인 유량 오차를 저감할 수 있다.
(실시예 3)
본 발명의 제 3 실시예를 도 10∼도 12를 참조하면서 설명한다.
본 실시예는, 미터인 전후 차압을 검출하지 않고 전후 차압 저감 개구 면적을 연산하는 것이다.
도 10은, 본 실시예에 있어서의 컨트롤러(100)의 기능 블록도이다. 이하, 제 1 실시예(도 3에 나타냄)와의 상이점을 중심으로 설명한다.
도 10에 있어서, 컨트롤러(100)는, 목표 유량 연산부(110)와, 펌프 제어부(120)와, 미터인 밸브 제어부(130)와, 미터아웃 밸브 제어부(340)와, 밸브 위치 제어부(150)와, 변환부(161∼165)를 가진다. 본 실시예에 있어서의 미터아웃 밸브 제어부(340)는, 변환부(163)로부터 공급 압력을 입력하지 않고, 미터인 밸브 제어부(130)로부터 붐 미터인 밸브 목표 개구 면적, 아암 미터인 밸브 목표 개구 면적을 입력하는 점에서 제 1 실시예의 미터아웃 밸브 제어부(140)(도 3에 나타냄)와 상이하다.
도 11은, 미터아웃 밸브 제어부(340)의 기능 블록이다. 이하, 제 1 실시예(도 4에 나타냄)와의 상이점을 중심으로 설명한다.
도 11에 있어서, 미터아웃 밸브 제어부(140)는, 기준 배출 개구 연산부(141)와, 일주 방지 개구 연산부(142)와, 유체력 저감 개구 연산부(343)를 가진다.
유체력 저감 개구 연산부(343)는, 붐 미터인 목표 개구 면적에 의거하여, 유체력 저감 개구 면적을 연산하고, 목표 개구 선택부(144)로 출력한다. 유체력 저감 개구 연산부(343)는, 예를 들면, 붐 미터인 목표 개구 면적이 소정값(예를 들면 5㎟) 이상이 될 때까지, 점차 유체력 저감 개구 면적을 작게 한다. 붐의 미터아웃 개구 면적을 작게 하여 미터아웃 압력을 증가시킴으로써, 붐 미터인 목표 개구 면적을 크게 하여, 제 1 실시예와 마찬가지로 유체력을 억제할 수 있다. 또한, 도 13에 나타내는 바와 같이, 개구 면적의 변화량에 대한 미터인 유량의 변화량을 작게 할 수 있다. 이에 의해, 미터인 밸브(53a(53b))의 밸브체에게 작용하는 유체력, 밸브 위치 센서(59a)의 오차에 기인하는 미터인 유량 오차를 저감할 수 있다.
도 12는, 목표 개구 선택부(344)의 연산 처리를 나타내는 플로우 차트이다. 이하, 제 1 실시예(도 6에 나타냄)와의 상이점을 설명한다.
단계 S3402에서 붐 미터인 밸브 목표 개구 면적이 문턱값(AL)(예를 들면 5㎟) 이상이면 단계 S1410으로 진행되고, 그렇지 않으면 단계 S3430으로 진행된다.
단계 S3430에서는, 유체력 저감 개구 면적을 붐 미터아웃 목표 개구 면적으로서 선택하고, 밸브 위치 제어부(150)로 출력한다.
본 실시예에 있어서의 미터아웃 밸브 제어부(140)는, 붐 미터인 밸브(제 1 미터인 밸브)(53a(53b))의 목표 개구 면적이 문턱값(제 1 소정의 개구 면적)(AL)보다 작은 경우에, 붐 미터아웃 밸브(제 1 미터아웃 밸브)(55a(55b))의 목표 개구 면적을 작게 하거나, 또는, 아암 미터인 밸브(제 2 미터인 밸브)(63a(63b))의 목표 개구 면적이 문턱값(제 2 소정의 개구 면적)보다 작은 경우에, 아암 미터아웃 밸브(제 2 미터아웃 밸브)(65a(65b))의 목표 개구 면적을 작게 한다.
이상과 같이 구성한 본 실시예에 의하면, 붐 미터인 밸브 목표 개구 면적이 작은 경우(아암 미터인 압력이 붐 미터인 압력보다 높고, 또한 그 압력차가 큰 경우)에는, 유체력 저감 개구 면적이 붐 미터아웃 목표 개구 면적으로서 선택되거나, 또는, 아암 미터인 밸브 목표 개구 면적이 작은 경우(붐 미터인 압력이 아암 미터인 압력보다 높고, 또한 그 압력차가 큰 경우)에는, 유체력 저감 개구 면적이 아암 미터아웃 목표 개구 면적으로서 선택되기 때문에, 제 1 실시예와 마찬가지로, 미터인 밸브(53a, 53b, 63a, 63b)의 밸브체에 작용하는 유체력, 미터인 밸브(53a, 53b, 63a, 63b)의 개구 면적의 오차에 기인하는 미터인 유량 오차를 저감할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 미터인 목표 개구 면적을 이용하여 전후 차압 저감 개구 면적을 연산하는 예를 기재하여 설명했지만, 밸브 위치 센서(59a, 69a)의 신호에 의거하여 전후 차압 저감 개구 면적을 연산해도 된다.
이상, 본 발명의 실시형태에 관하여 상술했지만, 본 발명은, 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 다양한 변형례가 포함된다. 예를 들면, 상기한 실시형태는, 프론트 장치의 선단에 작업구로서 버킷을 구비하는 유압 셔블에 본 발명을 적용한 것이지만, 본 발명의 적용 대상은 이에 한정되지 않고, 버킷 이외의 작업구를 구비하는 유압 셔블이나 유압 셔블 이외의 건설기계에도 적용 가능하다. 또한, 상기한 실시형태는, 본 발명을 알기 쉽게 설명하기 위하여 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다.
1a : 주행용 우조작 레버 장치
1b : 주행용 좌조작 레버 장치
1c : 우조작 레버 장치
1d : 좌조작 레버 장치
2 : 유압 펌프 장치
2a : 유압 펌프
2b : 레귤레이터
3b : 주행 유압 모터
3b : 유압 액추에이터
4 : 선회 유압 모터(유압 액추에이터)
5 : 붐 실린더(유압 액추에이터)
5a : 보텀측 유실
5b : 로드측 유실
6 : 아암 실린더(유압 액추에이터)
7 : 버킷 실린더(유압 액추에이터)
8 : 버킷(작업구)
8a : 버킷 링크
9 : 하부 주행체
10 : 상부 선회체(차체)
11 : 붐
12 : 아암
14 : 엔진(원동기)
15 : 프론트 장치
16 : 운전실
20 : 컨트롤 밸브
20a : 블리드오프 섹션
20b : 붐 섹션
20c : 아암 섹션
21 : 공급 유로
22 : 분기 유로
25 : 블리드오프 밸브
28 : 공급 압력 센서
29 : 탱크
53a, 53b : 붐 미터인 밸브(제 1 미터인 밸브)
54a, 54b : 액추에이터 유로
55a, 55b : 붐 미터아웃 밸브(제 1 미터아웃 밸브)
58a : 붐 압력 센서(제 1 압력 센서)
59a : 붐 미터인 밸브 위치 센서
63a, 63b : 아암 미터인 밸브(제 2 미터인 밸브)
64a, 64b : 액추에이터 유로
65a, 65b : 아암 미터아웃 밸브(제 2 미터아웃 밸브)
68a : 아암 압력 센서(제 2 압력 센서)
69a : 아암 미터인 밸브 위치 센서
100 : 컨트롤러
110 : 목표 유량 연산부
120 : 펌프 제어부
130 : 미터인 밸브 제어부
140 : 미터아웃 밸브 제어부
141 : 기준 배출 개구 연산부
142 : 일주 방지 개구 연산부
143 : 전후 차압 저감 개구 연산부
144 : 목표 개구 선택부
145 : 감산부
150 : 밸브 위치 제어부
161∼165 : 변환부
244 : 목표 개구 선택부
246 : 압력차 보지 개구 연산부
247 : 감산부
343 : 유체력 저감 개구 연산부
344 : 목표 개구 선택부
600 : 유압 셔블(건설기계)

Claims (5)

  1. 탱크와,
    유압 펌프와,
    2개의 급배 포트를 가지는 제 1 유압 액추에이터 및 제 2 유압 액추에이터와,
    상기 제 1 유압 액추에이터와 상기 유압 펌프를 접속하는 유로에 마련된 제 1 미터인 밸브와,
    상기 제 2 유압 액추에이터와 상기 유압 펌프를 연통하는 유로에 마련된 제 2 미터인 밸브와,
    상기 제 1 유압 액추에이터와 상기 탱크를 연통하는 유로에 마련된 제 1 미터아웃 밸브와,
    상기 제 2 유압 액추에이터와 상기 탱크를 연통하는 유로에 마련된 제 2 미터아웃 밸브와,
    상기 제 1 유압 액추에이터의 부하 압력인 제 1 미터인 압력을 검출하는 제 1 압력 센서와,
    상기 제 2 유압 액추에이터의 부하 압력인 제 2 미터인 압력을 검출하는 제 2 압력 센서와,
    상기 유압 펌프의 토출 압력인 공급 압력을 검출하는 제 3 압력 센서와,
    상기 공급 압력과 상기 제 1 미터인 압력과의 압력차에 따라 상기 제 1 미터인 밸브의 목표 개구 면적을 연산하고, 상기 공급 압력과 상기 제 2 미터인 압력과의 압력차에 따라 상기 제 2 미터인 밸브의 목표 개구 면적을 연산하는 미터인 밸브 제어부를 가지는 컨트롤러를 구비한 건설기계에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 공급 압력과 상기 제 2 미터인 압력과의 압력차에 따라 상기 제 2 미터아웃 밸브의 목표 개구 면적을 연산하거나, 또는, 상기 공급 압력과 상기 제 1 미터인 압력과의 압력차에 따라 상기 제 1 미터아웃 밸브의 목표 개구 면적을 연산하는 미터아웃 밸브 제어부를 가지는 것을 특징으로 하는 건설기계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 미터아웃 밸브 제어부는, 상기 공급 압력과 상기 제 1 미터인 압력과의 압력차가 커질수록 상기 제 1 미터아웃 밸브의 목표 개구 면적을 작게 하거나, 또는, 상기 공급 압력과 상기 제 2 미터인 압력과의 압력차가 커질수록 상기 제 2 미터아웃 밸브의 목표 개구 면적을 작게 하는 것을 특징으로 하는 건설기계.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 미터아웃 밸브 제어부는, 상기 제 1 미터인 압력이 상기 제 2 미터인 압력보다 높고, 또한 상기 제 1 미터인 압력과 상기 제 2 미터인 압력과의 압력차가 제 1 소정의 압력차보다 작은 경우에, 상기 제 1 미터아웃 밸브의 목표 개구 면적을 작게 하거나, 또는, 상기 제 2 미터인 압력이 상기 제 1 미터인 압력보다 높고, 상기 제 2 미터인 압력과 상기 제 1 미터인 압력과의 압력차가 제 2 소정의 압력차보다 작은 경우에, 상기 제 2 미터아웃 밸브의 목표 개구 면적을 작게 하는 것을 특징으로 하는 건설기계.
  4. 제 1 항에 있어서,
    차체와,
    상기 차체에 회동 가능하게 장착된 붐과,
    상기 붐에 회동 가능하게 장착된 아암과,
    상기 아암의 선단부에 회동 가능하게 장착된 버킷을 구비하고,
    상기 제 1 유압 액추에이터는, 상기 붐을 구동하는 붐 실린더이며,
    상기 제 2 유압 액추에이터는, 상기 아암을 구동하는 아암 실린더, 또는 상기 버킷을 구동하는 버킷 실린더인 것을 특징으로 하는 건설기계.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 미터아웃 밸브 제어부는, 상기 제 1 미터인 밸브의 목표 개구 면적이 제 1 소정의 개구 면적보다 작은 경우에, 상기 제 1 미터아웃 밸브의 목표 개구 면적을 작게 하거나, 또는, 상기 제 2 미터인 밸브의 목표 개구 면적이 제 2 소정의 개구 면적보다 작은 경우에, 상기 제 2 미터아웃 밸브의 목표 개구 면적을 작게 하는 것을 특징으로 하는 건설기계.
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