KR20220013055A - 농업용 작업차량의 유압엑추에이터 제어장치 - Google Patents

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KR20220013055A
KR20220013055A KR1020200092050A KR20200092050A KR20220013055A KR 20220013055 A KR20220013055 A KR 20220013055A KR 1020200092050 A KR1020200092050 A KR 1020200092050A KR 20200092050 A KR20200092050 A KR 20200092050A KR 20220013055 A KR20220013055 A KR 20220013055A
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김택성
엄태호
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엘에스엠트론 주식회사
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Abstract

본 발명은 유체를 공급하는 유압펌프; 제1엑추에이터포트와 제2엑추에이터포트를 가지며, 상기 유압펌프에 의해 양방향으로 구동되는 유압엑추에이터; 상기 유압펌프에서 유입된 유체를 상기 제1엑추에이터포트 또는 상기 제2엑추에이터포트로 공급하는 스위칭밸브; 및 상기 제1엑추에이터포트에서 유출된 유체를 상기 제2엑추에이터포트로 공급하는 리턴밸브를 포함하는 농업용 작업차량의 유압엑추에이터 제어장치에 관한 것이다.

Description

농업용 작업차량의 유압엑추에이터 제어장치{The Hydraulic Actuator Control Unit for Agricultural Vehicle}
본 발명은 땅을 이용하여 인간 생활에 필요한 작물을 재배하는데 이용되는 농업용 작업차량에 관한 것으로, 더 상세하게는 농업용 작업차량의 유압엑추에이터 제어장치에 관한 것이다.
농업용 작업차량은 땅을 이용하여 인간 생활에 필요한 작물을 재배하는데 이용되는 것이다. 예를 들어, 콤바인(Combine), 트랙터(Tractor), 이앙기 등이 농업용 작업차량에 해당한다. 콤바인은 벼, 보리, 밀, 콩 등의 작물을 예취하여 탈곡하는 작업을 수행하는 것이다. 트랙터는 견인력을 이용하여 작물을 재배하는데 필요한 작업을 수행하는 것이다. 이앙기는 못자리나 육묘 상자에서 기른 모를 논으로 옮겨 심는 작업을 수행하는 것이다.
농업용 작업차량의 변속장치는 유압시스템을 사용하여 클러치 및 엑추에이터를 작동한다. 또한, 농업용 작업차량의 유압시스템은 클러치와 기어, 베어링 등 변속장치 부속품에 윤활유를 공급한다.
농업용 작업차량에서 엑추에이터를 사용하여 주변속 및 부변속을 제어하는 경우, 유체의 힘과 속도는 엑추에이터를 제어하는 가장 중요한 요인이 된다. 엑추에이터의 경우, 피스톤과 로드로 인해, 압력이 작용하는 면적이 피스톤의 좌우에서 달라진다. 이는 엑추에이터 제어에 영향을 주어 복잡한 문제를 발생한다. 따라서, 제어하는 힘의 크기의 차이를 보상하여 엑추에이터 구동의 안정적 제어를 확보할 필요가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 엑추에이터 구동 힘의 차이를 보상하여 안정적으로 제어할 수 있는 농업용 작업차량의 유압엑추에이터 제어장치를 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 다음과 같은 구성을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 농업용 작업차량의 유압엑추에이터 제어장치는 유체를 공급하는 유압펌프; 제1엑추에이터포트와 제2엑추에이터포트를 가지며, 상기 유압펌프에 의해 양방향으로 구동되는 유압엑추에이터; 상기 유압펌프에서 유입된 유체를 상기 제1엑추에이터포트 또는 상기 제2엑추에이터포트로 공급하는 스위칭밸브; 및 상기 제1엑추에이터포트에서 유출된 유체를 상기 제2엑추에이터포트로 공급하는 리턴밸브를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.
본 발명은 유압엑추에이터의 피스톤 좌우에서 적용되는 힘의 차이를 보상할수 있도록 구현된다. 따라서, 본 발명은 엑추에이터 제어에 대한 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 농업용 작업차량의 유압엑추에이터 제어장치에 대한개략적인 유압 회로도
이하에서는 본 발명에 따른 농업용 작업차량의 유압 엑추에이터 제어장치에 대한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 농업용 작업차량의 유압엑추에이터 제어장치(10)는 엑추에이터를 신속하게 구동하기 위해서 유압펌프(100), 유압엑추에이터(200), 스위칭밸브(300) 및 리턴밸브(400)를 포함한다.
상기 유압펌프(100)는 유체를 공급한다. 상기 유압엑추에이터(200)는 유압펌프(100)에 의해 양 방향으로 구동될 수 있다. 상기 스위칭밸브(300)는 상기 유압펌프(100)에서 공급된 유체를 상기 유압엑추에이터(200)에 공급하여 상기 유압엑추에이터(200)를 일 방향 또는 타 방향으로 구동한다. 즉, 상기 스위칭밸브(300)는 유체 공급 방향을 통해 상기 유압엑추에이터(200)의 구동 방향을 선택적으로 결정할 수 있다. 상기 리턴밸브(400)는 상기 유압엑추에이터(200)에서 유출되는 유체를 다시 상기 유압엑추에이터(200)로 공급한다. 이에 의해, 상기 유압엑추에이터(200)를 신속하게 구동할 수 있다. 즉, 상기 유압엑추에이터(200)의 피스톤(240) 좌우에 적용되는 압력의 차이를 보상하여 상기 유압엑추에이터(200) 구동 속도를 신속하고 안정적으로 제어할 수 있다.
상기 유압엑추에이터(200)는 제1엑추에이터포트(210)와 제2엑추에이터포트(230)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 유압엑추에이터(200)는 로드(220)와 피스톤(240)을 포함할 수 있다. 상기 제1엑추에이터포트(210)와 상기 제2엑추에이터포트(230)는 상기 피스톤(240)을 사이에 두고 서로 이격되게 배치될 수도 있다. 따라서, 유체가 상기 제1엑추에이터포트(210)에서 유출되고, 상기 제2엑추에이터포트(230)로 유입되면, 상기 피스톤(240)은 상기 로드(220)의 길이 방향을 따라 상기 제1엑추에이터포트(210)를 향하여 이동될 수 있다. 유체가 상기 제2엑추에이터포트(230)에서 유출되고, 상기 제1엑추에이터포트(210)로 유입되면, 상기 피스톤(240)은 상기 제2엑추에이터포트(230)를 향하여 이동될 수 있다.
상기 스위칭밸브(300)는 상기 제1엑추에이터포트(210) 및 상기 제2엑추에이터포트(230) 중 어느 하나로 상기 유압펌프(100)에서 유입된 유체를 선택적으로 공급할 수 있다.
상기 리턴밸브(400)는 상기 제1엑추에이터포트(210)에서 유출된 유체를 상기 제2엑추에이터포트(230)로 공급할 수 있다.
본 발명에 따른 농업용 작업차량의 유압엑추에이터 제어장치(10)는 제1유압라인(500), 제2유압라인(600), 제3유압라인(700), 제4유압라인(800) 및 탱크(900)를 더 포함할 수 있다.
상기 제1유압라인(500)은 상기 제1엑추에이터포트(210)와 상기 리턴밸브(400)를 연결하는 것이다. 상기 제2유압라인(600)은 상기 리턴밸브(400)와 상기 스위칭밸브(300)를 연결하는 것이다. 상기 제3유압라인(700)은 상기 제2엑추에이터포트(230)와 상기 스위칭밸브(300)를 연결하는 것이다. 상기 제4유압라인(800)은 상기 리턴밸브(400)와 상기 제3유압라인(700)을 연결하는 것이다. 상기 탱크(900)는 상기 스위칭밸브(300)에 연결되는 것이다. 상기 탱크(900)는 유체를 회수하여 저장할 수 있다.
상기 리턴밸브(400)는 제1리턴밸브포트(410), 제2리턴밸브포트(430), 및 제3리턴밸브포트(450)를 포함할 수 있다.
상기 제1리턴밸브포트(410)는 상기 제1유압라인(500)에 연결될 수 있다. 상기 제2리턴밸브포트(430)는 상기 제2유압라인(600)에 연결될 수 있다. 상기 제3리턴밸브포트(450)는 상기 제4유압라인(800)에 연결될 수 있다. 예컨대, 상기 리턴밸브(400)는 3포트 2위치 방향제어밸브로 구현될 수 있다.
상기 리턴밸브(400)의 제1위치(A1)의 경우, 상기 제1리턴밸브포트(410)와 상기 제2리턴밸브포트(430)를 연결하는 유로가 형성될 수 있다. 이때, 상기 제3리턴밸브포트(450)는 차단될 수 있다. 따라서, 상기 유압펌프(100)에서 공급된 유체는 상기 제1유압라인(500)으로 공급될 수 있다.
상기 리턴밸브(400)의 제2위치(A2)의 경우, 상기 제1리턴밸브포트(410)와 상기 제3리턴밸브포트(450)를 연결하는 유로가 형성될 수 있다. 이때, 상기 제2리턴밸브포트(430)는 차단될 수 있다. 따라서, 상기 제1엑추에이터포트(210)에서 유출된 유체가 상기 제3유압라인(700)을 거쳐 상기 제2엑추에이터포트(230)로 유입될 수 있다. 이에 의해, 상기 엑추에이터(200)가 신속하게 구동될 수 있다.
상기 스위칭밸브(300)는 제1스위칭밸브포트(310), 제2스위칭밸브포트(330), 제3스위칭밸브포트(350) 및 제4스위칭밸브포트(370)를 포함할 수 있다.
상기 제1스위칭밸브포트(310)는 상기 제2유압라인(600)에 연결될 수 있다. 상기 제2스위칭밸브포트(330)는 상기 제3유압라인(700)에 연결될 수 있다. 상기 제3스위칭밸브포트(350)는 상기 유압펌프(100)에 연결될 수 있다. 상기 제4스위칭밸브포트(370)는 상기 탱크(900)에 연결될 수 있다. 예컨대, 상기 스위칭밸브(300)는 4포트 3위치 방향제어밸브로 구현될 수 있다.
상기 스위칭밸브(300)의 제1위치(B1)의 경우, 상기 제1스위칭밸브포트(310)와 상기 제3스위칭밸브포트(350)를 연결하는 제1유로가 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2스위칭밸브포트(330)와 상기 제4스위칭밸브포트(370)를 연결하는 제2유로가 형성될 수 있다. 따라서, 상기 유압펌프(100)에서 공급된 유체는 상기 스위칭밸브(300)를 통해 상기 제2유압라인(600)으로 공급될 수 있다. 또한, 상기 제3유압라인(700)의 유체가 상기 스위칭밸브(300)를 통해 상기 탱크(900)로 회수될 수 있다.
상기 스위칭밸브(300)의 제2위치(B2)의 경우, 상기 제1스위칭밸브포트(310)와 상기 제2스위칭밸브포트(330)가 모두 차단될 수 있다. 따라서, 상기 스위칭밸브(300)를 통해 유체가 공급되거나, 회수되지 않는다.
상기 스위칭밸브(300)의 제3위치(B3)의 경우, 상기 제1스위칭밸브포트(310)와 상기 제4스위칭밸브포트(370)를 연결하는 제3유로가 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2스위칭밸브포트(330)와 상기 제3스위칭밸브포트(350)를 연결하는 제4유로가 형성될 수 있다. 따라서, 상기 유압펌프(100)에서 공급된 유체는 상기 스위칭밸브(300)를 통해 상기 제3유압라인(700)으로 공급될 수 있다. 또한, 상기 제2유압라인(600)의 유체는 상기 스위칭밸브(300)를 통해 상기 탱크(900)로 회수될 수 있다.
상기 스위칭밸브(300)가 제1위치(B1)인 경우, 상기 리턴밸브(400)가 제1위치(A1)에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 유압펌프(100)에서 공급된 유체는 상기 스위칭밸브(300)을 통해 상기 제2유압라인(600)으로 공급되고, 상기 리턴밸브(400)를 통해 상기 제1유압라인(500)으로 공급될 수 있다. 따라서, 상기 제1엑추에이터포트(210)로 유체가 공급되고, 상기 제2엑추에이터포트(230)에서 유체가 배출될 수 있다.
상기 스위칭밸브(300)가 제3위치(B3)인 경우, 상기 리턴밸브(400)가 제2위치(A2)에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 유압펌프(100)에서 공급된 유체는 상기 스위칭밸브(300)을 통해 상기 제3유압라인(700)으로 공급될 수 있다. 따라서, 상기 제2엑추에이터포트(230)로 유체가 공급되고, 상기 제1엑추에이터포트(210)에서 유체가 배출될 수 있다. 또한, 상기 제1엑추에이터포트(210)에서 배출된 유체는 상기 리턴밸브(400)를 통해 상기 제2엑추에이터포트(230)로 재공급될 수 있다. 따라서, 상기 스위칭밸브(300)가 제1위치(B1)이면서 상기 리턴밸브(400)가 제1위치(A1)인 경우에 비해 상기 스위칭밸브(300)가 제3위치(B3)이면서 상기 리턴밸브(400)가 제3위치(A3)인 경우에 상기 엑추에이터(200)가 더 빠르게 구동될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 농업용 작업차량의 유압엑추에이터 제어장치(10)는 비례제어밸브(1000)를 더 포함할 수 있다.
상기 비례제어밸브(1000)는 상기 유압펌프(100)와 상기 스위칭밸브(300)에 연결될 수 있다. 상기 비례제어밸브(1000)는 밸브의 개도율을 조절하여 상기 유압펌프(100)로부터 상기 스위칭밸브(300)로 공급되는 유압을 조절할 수 있다. 또한, 상기 유압펌프(100)의 출구 측에는 필터(1100)가 배치될 수 있다. 상기 필터(1100)는 이물질을 필터링하여 제어장치를 보호할 수 있다.
한편, 상기 유압엑추에이터(200), 상기 스위칭밸브(300), 상기 리턴밸브(400), 상기 제1유압라인(500), 상기 제2유압라인(600), 상기 제3유압라인(700), 상기 제4유압라인(800), 상기 탱크(900) 및 상기 비례제어밸브(1000)의 구성은 복수로 배치될 수도 있다. 즉, 하나의 유압펌프(100)에 복수의 제어장치가 병렬로 연결되어 각각의 유압엑추에이터(200)를 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10 : 농업용 작업차량의 유압엑추에이터 제어장치
100 : 유압펌프
200 : 유압엑추에이터
300 : 스위칭밸브
400 : 리턴밸브
500 : 제1유압라인
600 : 제2유압라인
700 : 제3유압라인
800 : 제4유압라인
900 : 탱크
1000 : 비례제어밸브

Claims (5)

  1. 유체를 공급하는 유압펌프;
    제1엑추에이터포트와 제2엑추에이터포트를 가지며, 상기 유압펌프에 의해 양방향으로 구동되는 유압엑추에이터;
    상기 유압펌프에서 유입된 유체를 상기 제1엑추에이터포트 또는 상기 제2엑추에이터포트로 공급하는 스위칭밸브; 및
    상기 제1엑추에이터포트에서 유출된 유체를 상기 제2엑추에이터포트로 공급하는 리턴밸브를 포함하는 농업용 작업차량의 유압엑추에이터 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1엑추에이터포트와 상기 리턴밸브를 연결하는 제1유압라인;
    상기 리턴밸브와 상기 스위칭밸브를 연결하는 제2유압라인;
    상기 제2엑추에이터포트와 상기 스위칭밸브를 연결하는 제3유압라인;
    상기 리턴밸브와 상기 제3유압라인을 연결하는 제4유압라인; 및
    상기 스위칭밸브에 연결되며, 유체를 회수하는 탱크를 더 포함하는 농업용 작업차량의 유압엑추에이터 제어장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 리턴밸브는 상기 제1유압라인에 연결된 제1리턴밸브포트, 상기 제2유압라인에 연결된 제2리턴밸브포트, 및 상기 제4유압라인에 연결된 제3리턴밸브포트를 가지는 3포트 2위치 방향제어밸브로서,
    상기 리턴밸브의 제1위치의 경우, 상기 제1리턴밸브포트와 상기 제2리턴밸브포트를 연결하는 유로를 형성하고,
    상기 리턴밸브의 제2위치의 경우, 상기 제1리턴밸브포트와 상기 제3리턴밸브포트를 연결하는 유로를 형성하는 농업용 작업차량의 유압엑추에이터 제어장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 스위칭밸브는 상기 제2유압라인에 연결된 제1스위칭밸브포트, 상기 제3유압라인에 연결된 제2스위칭밸브포트, 상기 유압펌프에 연결된 제3스위칭밸브포트, 및 상기 탱크에 연결된 제4스위칭밸브포트를 가지는 4포트 3위치 방향제어밸브로서,
    상기 스위칭밸브의 제1위치의 경우, 상기 제1스위칭밸브포트와 상기 제3스위칭밸브포트를 연결하는 제1유로가 형성되며, 또한 상기 제2스위칭밸브포트와 상기 제4스위칭밸브포트를 연결하는 제2유로가 형성되고,
    상기 스위칭밸브의 제2위치의 경우, 상기 제1스위칭밸브포트 및 상기 제2스위칭밸브포트가 모두 차단되며,
    상기 스위칭밸브의 제3위치의 경우, 상기 제1스위칭밸브포트와 상기 제4스위칭밸브포트를 연결하는 제3유로가 형성되며, 또한 상기 제2스위칭밸브포트와 상기 제3스위칭밸브포트를 연결하는 제4유로가 형성되는 농업용 작업차량의 유압엑추에이터 제어장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유압펌프와 상기 스위칭밸브에 연결된 비례제어밸브를 더 포함하는 농업용 작업차량의 유압엑추에이터 제어장치.
KR1020200092050A 2020-07-24 2020-07-24 농업용 작업차량의 유압엑추에이터 제어장치 KR20220013055A (ko)

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