KR20220027539A - 건설 기계 및 이의 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오토 아이들 동작에 따른 엔진 재구동시에도 지연 없이 작업기 및 선회체를 빠르게 동작시킬 수 있는 건설 기계 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 구동부; 상기 구동부 및 파일럿 라인으로 작동유를 공급하기 위한 메인 펌프; 상기 메인 펌프를 구동하기 위한 엔진; 상기 구동부로 공급되는 작동유의 유로를 제어하는 제어 밸브; 상기 파일럿 라인을 통해 상기 제어 밸브로 파일럿 압력을 제공하는 파일럿 펌프; 상기 파일럿 펌프를 구동하기 위한 전기 모터; 및 오토 아이들(auto idle) 동작의 진입 조건이 만족될 때, 상기 엔진을 정지시킴과 아울러 상기 전기 모터를 미리 설정된 회전수로 구동하는 제어부를 포함한다.

Description

건설 기계 및 이의 구동 방법{Construction machine and method of driving the same}

본 발명은 건설 기계에 관한 것으로, 특히 오토 아이들 동작에 따른 엔진(700) 재구동시에도 지연 없이 작업기 및 선회체를 빠르게 동작시킬 수 있는 건설 기계 및 이의 구동 방법에 대한 것이다.

오토 아이들은 굴삭기 및 산업장비에서 사용자가 작업을 하지 않을 때 자동으로 엔진의 회전 속도를 미리 설정한 회전 속도로 감속하여 불필요한 에너지의 낭비를 방지하는 유용한 기능이다.

이러한 오토 아이들 관련 내용은, 예를 들어 대한민국 공개특허 10-2012-0069868에 나타나 있다.

한편, 종래의 건설 기계의 오토 아이들 동작에 따른 엔진 정지시 파일럿 펌프 또한 정지되므로 파일럿 라인에 압력이 형성되지 않는다. 이에 따라, 오토 아이들 동작 해제 후 작업기 및/또는 선회체를 구동하기 위해 조작부(990)를 조작하여도, 그 파일럿 압력이 형성될 때까지 그 작업기 및/또는 선회체가 기동할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 오토 아이들 동작에 따른 엔진 재구동시에도 지연 없이 작업기 및 선회체를 빠르게 동작시킬 수 있는 건설 기계 및 이의 구동 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 건설 기계는, 구동부; 상기 구동부 및 파일럿 라인으로 작동유를 공급하기 위한 메인 펌프; 상기 메인 펌프를 구동하기 위한 엔진; 상기 구동부로 공급되는 작동유의 유로를 제어하는 제어 밸브; 상기 파일럿 라인을 통해 상기 제어 밸브로 파일럿 압력을 제공하는 파일럿 펌프; 상기 파일럿 펌프를 구동하기 위한 전기 모터; 및 오토 아이들(auto idle) 동작의 진입 조건이 만족될 때, 상기 엔진을 정지시킴과 아울러 상기 전기 모터를 미리 설정된 회전수로 구동하는 제어부를 포함한다.

상기 오토 아이들 동작의 해제 조건이 만족될 때, 상기 제어부는 상기 엔진 및 상기 전기 모터를 모두 구동한다.

상기 오토 아이들 동작의 진입 조건이 만족될 때 동작하는 전기 모터의 회전수는 상기 오토 아이들 동작의 해제 조건이 만족될 때 동작하는 전기 모터의 회전수보다 높다.

상기 오토 아이들 동작의 진입 조건이 만족될 때, 상기 전기 모터는 배터리로부터 전원을 공급받으며; 그리고, 상기 오토 아이들 동작의 해제 조건이 만족될 때, 상기 전기 모터는 상기 배터리로부터 전원을 공급받은 후 알터네이터로부터 전원을 공급받는다.

상기 구동부는, 상기 건설 기계의 주행체 상의 선회체를 구동하기 위한 선회 구동부; 상기 선회체에 연결된 붐을 구동하기 위한 붐 구동부; 상기 붐에 연결된 암을 구동하기 위한 암 구동부; 및 상기 암에 연결된 버켓을 구동하기 위한 암 구동부 중 적어도 하나를 포함한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 건설 기계의 구동 방법은, 구동부; 상기 구동부 및 파일럿 라인으로 작동유를 공급하기 위한 메인 펌프; 상기 메인 펌프를 구동하기 위한 엔진; 상기 구동부로 공급되는 작동유의 유로를 제어하는 제어 밸브; 상기 파일럿 라인을 통해 상기 제어 밸브로 파일럿 압력을 제공하는 파일럿 펌프; 상기 파일럿 펌프를 구동하기 위한 전기 모터를 포함하며, 오토 아이들 동작의 진입 조건이 만족되는지의 여부를 판단하는 단계; 및 상기 오토 아이들 동작의 진입 조건이 만족될 때, 상기 엔진을 정지시킴과 아울러 상기 전기 모터를 구동하는 단계를 포함한다.

상기 오토 아이들 동작의 해제 조건이 만족될 때, 상기 엔진 및 상기 전기 모터를 모두 구동하는 단계를 더 포함한다.

상기 오토 아이들 동작의 진입 조건이 만족될 때 동작하는 전기 모터의 회전수는 상기 오토 아이들 동작의 해제 조건이 만족될 때 동작하는 전기 모터의 회전수보다 높다.

상기 오토 아이들 동작의 진입 조건이 만족될 때, 배터리로부터의 전원을 상기 전기 모터로 공급하는 단계; 및 상기 오토 아이들 동작의 해제 조건이 만족될 때, 상기 배터리로부터의 전원을 상기 전기 모터로 공급한 후 알터네이터로부터의 전원 상기 전기 모터로 공급하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 건설 기계 및 이의 아이들 제어 방법에 따르면, 오토 아이들 동작에 따른 엔진 재구동시에도 지연 없이 작업기 및 선회체를 빠르게 동작시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 건설 기계를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 건설 기계의 유압 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 건설 기계의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어있는 경우 뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 그에 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조로 본 발명에 따른 건설 기계 및 이의 구동 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 건설 기계를 나타낸 도면이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 건설 기계는, 도 1에 도시된 바와 같이, 선회체(520), 주행체(510), 차량 연결부(530), 작업기(100, 200, 300), 붐 구동부(150), 암 구동부(250), 버켓 구동부(350), 선회체 핀(810), 제 1 붐 핀(121), 제 2 붐 핀(122), 제 1 암 핀(221), 제 2 암 핀(222), 버켓 링크(400), 제 1 조인트 핀(P11), 제 2 조인트 핀(P22), 제 3 조인트 핀(P33), 버켓 핀(44) 및 제어부(900)(600)를 포함할 수 있다. 작업기(100, 200, 300)는 붐(100), 암(200) 및 버켓(300)을 포함할 수 있으며, 버켓(300)은 복수의 버켓 팁(340)들을 포함할 수 있다.

차량 연결부(530)는 주행체(510)와 선회체(520)를 연결한다. 선회체(520)는 차량 연결부(530)에 회전 가능하게 연결된다. 예를 들어, 선회체(520)는 차량 연결부(530)를 중심으로 360도 회전할 수 있다.

붐(100)의 제 1 조인트(101)는 선회체(520)에 회전 가능하게 연결된다. 붐(100)의 제 2 조인트(102)는 암(200)의 제 1 조인트(201)에 회전 가능하게 연결된다. 붐(100)의 제 1 조인트(101)는 붐(100)의 일측 단부에 배치될 수 있으며, 붐(100)의 제 2 조인트(102)는 붐(100)의 타측 단부에 배치될 수 있다. 선회체(520)와 붐(100)의 제 1 조인트(101)는 제 1 조인트 핀(P11)에 의해 힌지 방식으로 연결될 수 있으며, 붐(100)의 제 2 조인트(102)와 암(200)의 제 1 조인트(201)는 제 2 조인트 핀(P22)에 의해 힌지 방식으로 연결될 수 있다.

암(200)의 제 1 조인트(201)는 붐(100)의 제 2 조인트(102)에 회전 가능하게 연결된다. 암(200)의 제 2 조인트(202)는 버켓(300)의 조인트(301)에 연결된다. 암(200)의 제 1 조인트(201)는 암(200)의 일측 단부에 배치되며, 암(200)의 제 2 조인트(202)는 암(200)의 타측 단부에 배치될 수 있다. 암(200)의 제 2 조인트(202)와 버켓(300)의 조인트(301)는 제 3 조인트 핀(P33)에 의해 힌지 방식으로 연결될 수 있다.

버켓(300)의 조인트(301)는 암(200)의 제 2 조인트(202)에 회전 가능하게 연결된다. 버켓(300)의 조인트(301)는 버켓(300)의 일측 단부에 배치될 수 있다. 한편, 버켓(300)의 타측 단부에는 복수의 버켓 팁(340)들이 배치될 수 있다.

붐 구동부(150)는 붐(100)을 승강시킨다. 붐 구동부(150)의 일측 단부는 선회체(520)의 선회체 핀(810)을 통해 그 선회체(520)에 회전 가능하게 연결된다. 붐 구동부(150)의 타측 단부는 붐(100)의 제 1 붐 핀(121)을 통해 그 붐(100)에 회전 가능하게 연결된다. 암 구동부(250)의 일측 단부는 붐(100)의 연결부(110)에 연결된다. 이때, 암 구동부(250)의 일측 단부는 제 2 붐 핀(122)을 통해 붐(100)의 연결부(110)에 연결된다. 암 구동부(250)의 일측 단부는 붐(100)의 연결부(110)에 회전 가능하게 연결된다.

암 구동부(250)는 암(200)을 오므리거나 펼친다. 암 구동부(250)의 타측 단부는 암(200)의 제 1 연결부(211)에 연결된다. 이때, 암 구동부(250)의 타측 단부는 제 1 암 핀(221)을 통해 암(200)의 제 1 연결부(211)에 연결된다. 암 구동부(250)의 타측 단부는 암(200)의 제 1 연결부(211)에 회전 가능하게 연결된다. 버켓 구동부(350)의 일측 단부는 암(200)의 제 2 연결부(212)에 연결된다. 이때, 버켓 구동부(350)의 일측 단부는 제 2 암 핀(222)을 통해 암(200)의 제 2 연결부(212)에 연결된다. 버켓 구동부(350)의 일측 단부는 암(200)의 제 2 연결부(212)에 회전 가능하게 연결된다.

버켓 구동부(350)은 버켓(300)을 구동한다. 버켓 구동부(350)의 타측 단부는 버켓 링크(400)에 연결된다. 이때, 버켓 구동부(350)의 타측 단부는 버켓 핀(44)을 통해 버켓 링크(400) 및 버켓(300)의 연결부(410)에 연결된다. 버켓 구동부(350)의 타측 단부는 그 버켓 링크(400) 및 그 버켓(300)의 연결부(410) 회전 가능하게 연결된다. 버켓 링크(400)의 일측 단부는 암(200)의 제 3 조인트(203)에 회전 가능하게 연결되며, 그 버켓 링크(400)의 타측 단부는 버켓 구동부(350)의 타측 단부 및 버켓(300)의 연결부(410)에 회전 가능하게 연결된다.

주행체(510)는 제 1 주행부(551) 및 제 2 주행부(552)를 포함할 수 있다. 제 1 주행부(551)과 제 2 주행부(552)는 서로 마주보게 배치된다. 여기서, 제 1 주행부(551) 및 제 2 주행부(552)는 각각 휠(wheel) 타입 및 크롤러(crawler) 타입 중 어느 하나의 타입으로 이루어질 수 있다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 건설 기계의 유압 시스템을 나타낸 도면이다.

본 발명의 건설 기계의 유압 시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이, 조작부(990), 제어부(900), 메인 펌프(800), 엔진(700), 전기 모터(500), 파일럿 펌프(600), 제 1 내지 제 4 전자 비례 감압 밸브(170. 270, 370, 470; electronic proportional pressure reducing valve, EPPRV), 제 1 내지 제 4 제어 밸브(130, 230, 330, 430), 붐 구동부(150), 암 구동부(250), 버켓 구동부(350) 및 선회 구동부(450)를 포함할 수 있다.

조작부(990)는 붐(100), 암(200), 버켓(300), 선회체(520)를 조작하기 위한 조이스틱들을 포함할 수 있다. 또한 조작부(990)는 주행체(510)의 주행을 제어하기 위한 가속 페달 및 브레이크 페달을 더 포함할 수 있다. 조작부(990)는 사용자(또는 운전자)에 의해 조작되며, 조작부(990)의 조작 신호에 따라 제어부(900)는 전류 신호를 생성하여 적어도 하나의 전자 비례 감압 밸브에 전달한다.

도 2에 도시된 조작부(990)는, 붐(100), 암(200), 버켓(300) 및 선회체(520) 중 적어도 하나를 조작하기 위한 조이스틱을 나타낸다.

제 1 전자 비례 감압 밸브(170)는 파일럿 라인(650)과 제 1 제어 밸브(130) 사이에 연결되며, 제 2 전자 비례 감압 밸브(270)는 파일럿 라인(650)과 제 2 제어 밸브(230) 사이에 연결되며, 제 3 전자 비례 감압 밸브(370)는 파일럿 라인(650)과 제 3 제어 밸브(330) 사이에 연결되며, 제 4 전자 비례 감압 밸브(470)는 파일럿 라인(650)과 제 4 제어 밸브(430) 사이에 연결된다.

붐 구동부(150)는 제 1 제어 밸브(130)에 연결되며, 암 구동부(250)는 제 2 제어 밸브(230)에 연결되며, 버켓 구동부(350)는 제 3 제어 밸브(330)에 연결되며, 그리고 선회 구동부(450)는 제 4 제어 밸브(430)에 연결된다.

엔진(700)은 메인 펌프(800)를 구동시킨다. 엔진(700)은 시동 신호에 의해 구동될 수 있다. 예를 들어, 건설 기계에 시동이 입력되면, 제어부(900)는 그 시동에 응답하여 배터리(10) 또는 알터네이터(20; alternator)로부터의 전원이 엔진(700)에 공급되도록 함으로써 그 엔진(700)이 구동될 수 있도록 제어할 수 있다.

메인 펌프(800)는 엔진(700)에 의해 구동되어 작동유를 토출한다. 메인 펌프(800)는 유압 펌프이다. 메인 펌프(800)로부터 토출된 작동유에 의해 붐 구동부(150), 암 구동부(250), 버켓 구동부(350) 및 선회 구동부(450)가 구동될 수 있다. 메인 펌프(800)는 사판식 가변 용량형의 펌프일 수 있다. 예를 들어, 메인 펌프(800)는 사판을 포함할 수 있는 바, 이 사판의 각도를 조절하여 토출 유량을 조절할 수 있다. 한편, 메인 펌프(800)는 주행체(510)를 구동하기 위한 주행 구동부에 연결된 고압 라인으로 작동유를 더 공급할 수도 있다.

전기 모터(500)는 파일럿 펌프(600)를 구동시킨다. 전기 모터(500)는 시동 신호에 의해 구동될 수 있다. 예를 들어, 건설 기계에 시동이 입력되면, 제어부(900)는 그 시동에 응답하여 배터리(10) 또는 알터네이터(20)로부터의 전원이 전기 모터(500)에 공급되도록 함으로써 그 전기 모터(500)가 구동될 수 있도록 제어할 수 있다.

파일럿 펌프(600)는 전기 모터(500)에 의해 구동되어 작동유를 토출한다. 파일럿 펌프(600)는 유압 펌프이다. 파일럿 펌프(600)는 파일럿 압력을 생성하는데 사용된다. 예를 들어, 파일럿 펌프(600)로부터 토출된 작동유의 압력은 제 1 내지 제 4 전자 비례 감압 밸브(170, 270, 370, 470)에 의해 제 1 내지 제 4 제어 밸브(130, 230, 330, 430)에 전달할 파일럿 압력으로 가공될 수 있다.

드레인 라인(850)은 제 1 내지 제 4 제어 밸브(130, 230, 330, 430)에 연결된다. 제 1 내지 제 4 제어 밸브(130, 230, 330, 430)의 스풀이 절환됨에 따라 제 1 내지 제 4 제어 밸브(130, 230, 330, 430)에 전달된 작동유는 드레인 라인(850)을 통해 드레인될 수 있다.

오일 탱크(888)는 드레인 라인(850)과 연결되며, 드레인 라인(850)을 통해 드레인된 작동유를 저장할 수 있다. 또한, 메인 펌프(800)는 오일 탱크(888)에 저장된 작동유를 공급받아 토출할 수 있다.

제어부(900)는 조작부(990)로부터의 조작 신호에 따라 제 1 내지 제 4 전자 비례 감압 밸브(170, 270, 370, 470)를 제어한다. 이를 위해, 제어부(900)는 그 조작 신호에 대응되는 크기의 전류 신호를 생성하고, 이 생성된 전류 신호를 제 1 내지 제 4 전자 비례 감압 밸브(170, 270, 370, 470)로 공급한다. 제 1 내지 제 4 전자 비례 감압 밸브(170, 270, 370, 470)는 제어부(900)로부터의 전류 신호에 따라 파일럿 압력을 생성한다. 다시 말하여, 제 1 내지 제 4 전자 비례 감압 밸브(170, 270, 370, 470)는 제어부(900)로부터의 전류 신호에 대응되는 크기의 파일럿 압력을 생성한다.

이와 같이, 제어부(900)의 제어에 따라 제 1 내지 제 4 전자 비례 감압 밸브(170, 270, 370, 470)로부터 생성된 파일럿 압력은 제 1 내지 제 4 제어 밸브(130, 230, 330, 430)에 전달된다. 제 1 내지 제 4 제어 밸브(130, 230, 330, 430)에 전달된 파일럿 압력에 따라 그 제 1 내지 제 4 제어 밸브(130, 230, 330, 430)의 스풀이 절환된다. 이 제 1 내지 제 4 제어 밸브(130, 230, 330, 430)의 스풀이 절환됨에 따라 메인 펌프(800)와 각 구동부(예를 들어, 붐 구동부(150), 암 구동부(250), 버켓 구동부(350) 및 선회 구동부(450))를 연결하는 유로가 형성될 수 있다. 메인 펌프(800)로부터 토출된 작동유는 그 유로를 통해 각 구동부(150, 250, 350, 450)에 공급될 수 있으며, 그 각 구동부(150, 250, 350, 450)에 공급된 작동유의 압력에 의해 각 구동부(150, 250, 350, 450)가 구동됨으로써 그 구동부(150, 250, 350, 450)에 연결된 작업기(예를 들어, 붐(100), 암(200) 및 버켓(300)) 및 선회체(520)가 구동될 수 있다.

한편, 제어부(900)는, 연비를 향상시키기 위해, 오토 아이들(auto idle) 동작의 진입 조건이 만족될 엔진(700)을 정지시킨다. 단, 엔진(700) 재구동시에 작업기(100, 200, 300) 및 선회체(520)가 즉시 동작 가능하도록, 제어부(900)는 전술된 바와 같이 오토 아이들 동작의 진입 조건이 만족될 때 전기 모터(500)를 구동 상태로 유지함으로써 각 구동부(150, 250, 350, 450)를 구동시키기 위한 파일럿 압력을 유지시킬 수 있다. 이를 도 2 및 도 3을 참조로 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 건설 기계의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

먼저, 건설 기계에 시동이 입력된다(S1).

건설 기계가 시동됨에 따라, 엔진(700) 및 전기 모터(500)가 구동되고, 그 엔진(700)에 연결된 메인 펌프(800) 및 그 전기 모터(500)에 연결된 파일럿 펌프(600)가 구동된다. 이에 따라, 메인 펌프(800) 및 파일럿 펌프(600)로부터 작동유가 토출된다. 여기서, 건설 기계의 시동 시, 엔진(700) 및 전기 모터(500)는 미리 설정된 회전수로 구동될 수 있다(S3). 예를 들어, 엔진(700)은 1800rpm으로 구동될 수 있으며, 전기 모터(500)는 저속으로 구동될 수 있다. 한편, 엔진(700)의 회전수는 시동 이후 사용자에 의해 수동으로 변경될 수도 있다(S2). 예를 들어, 시동 후, 사용자가 엔진(700) 회전수 제어 다이얼을 조작함으로써 엔진(700)의 회전수를 제어할 수 있다.

한편, 전술된 시동 시 엔진(700) 및 전기 모터(500)는 모두 배터리(10)로부터 전원을 공급받아 구동된다. 이때, 엔진(700)의 구동에 의해 전술된 메인 펌프(800) 뿐만 아니라 알터네이터(20)도 함께 구동된다. 시동 이후 전기 모터(500)는 저속으로 동작하며, 이때 이 전기 모터(500)는 배터리(10) 대신 알터네이터(20)로부터 전원을 공급받아 구동될 수 있다. 즉, 전기 모터(500)의 최초 구동시에는 이를 구동 하기 위한 기동 전류가 크므로, 시동 시점에서의 최초 전기 모터(500)의 구동에 필요한 전원은 상대적으로 용량이 큰 배터리(10)로부터 제공되며, 이후 엔진(700)에 의해 동작하는 알터네이터(20)로부터 발생된 전원이 그 전기 모터(500)의 전원으로서 사용된다.

전술된 시동 후, 메인 펌프(800)로부터 토출된 작동유는 드레인 라인(850) 및 파일럿 라인(650)으로 공급된다. 이때, 메인 펌프(800)로부터의 작동유는 드레인 라인(850)으로부터 분기된 보조 라인(870)을 통해 파일럿 라인(650)으로 공급될 수 있다. 보조 라인(870)은 드레인 라인(850)과 파일럿 라인(650)을 연결한다.

파일럿 펌프(600)로부터 토출된 작동유는 파일럿 라인(650)으로 공급된다. 이에 따라, 건설 기계의 시동 시에는, 파일럿 라인(650)으로 파일럿 펌프(600)로부터의 작동유와 메인 펌프(800)로부터의 작동유가 함께 공급된다.

이에 따라, 파일럿 라인(650)에 파일럿 압력이 발생되며, 이 파일럿 압력은 조작부(990)의 조작 신호에 따라 제어될 수 있다. 다시 말하여, 그 조작 신호의 크기에 따라 제 1 내지 제 4 전자 비례 감압 밸브(170, 270, 370, 470)가 제어되는 바, 이 제 1 내지 제 4 전자 비례 감압 밸브(170, 270, 370, 470)의 제어에 의해 그 파일럿 라인(650)의 작동유의 압력이 적절한 크기로 가공될 수 있다. 예를 들어, 조작부(990)가 붐을 구동하기 위한 붐 조이스틱이고, 시동 후에 이 붐 조이스틱이 붐 상승 방향으로 조작되면, 그 붐 조이스틱의 조작에 의해 발생된 붐 상승 조작 신호가 제 1 전자 비례 감압 밸브(170)에 공급된다. 그러면, 그 붐 상승 조작 신호의 크기에 대응되도록, 제 1 전자 비례 감압 밸브(170)는 파일럿 라인(650)의 작동유에 대한 파일럿 압력을 가공 또는 조절한다. 그러면, 그 파일럿 라인(650)의 가공(또는 조절)된 파일럿 압력에 의해 제 1 제어 밸브(130)의 스풀이 절환되고, 이에 따라 메인 펌프(800)로부터의 작동유가 붐 구동부(150)로 전달되도록 그 작동유의 유로가 변경된다. 그러면, 그 공급된 작동유의 압력에 의해 붐 구동부(150)의 로드가 신장되고, 이에 따라 그 붐 구동부(150)의 로드에 연결된 붐(100)이 상승한다.

위와 같이 건설 기계의 시동 이후, 제어부(600)는 오토 아이들 동작의 진입 조건에 대한 만족 여부를 판단할 수 있다(S4). 그 건설 기계의 오토 아이들 동작의 진입 조건이 만족될 때, 제어부(900)는 엔진(700)을 정지시킴과 아울러 전기 모터(500)를 미리 설정된 회전수로 구동시킨다(S5). 여기서, 건설 기계의 외기온도, 냉각수 온도, 촉매 온도, 브레이크 부압, 차속(즉, 차량 속도), 브레이크 스위치, 기어 등이 미리 설정된 특정 조건을 만족할 때, 전술된 오토 아이들 동작의 진입 조건이 만족될 수 있다.

전술된 바와 같이 오토 아이들 동작의 진입 조건이 만족될 때, 전기 모터(500)는 고속으로 구동될 수 있다. 예를 들어, 오토 아이들 동작의 진입 조건이 만족될 때 동작하는 전기 모터(500)의 회전수(고속 동작이 회전수)는 전술된 시동 시에 동작하는 전기 모터(500)의 회전수(저속 동작의 회전수)보다 더 높을 수 있다.

또한, 전술된 바와 같이 오토 아이들 동작의 진입 조건이 만족될 때, 전기 모터(500)는 배터리로부터 전원을 공급받아 구동된다.

오토 아이들 동작의 진입 조건이 만족될 때, 엔진(700)이 정지하므로 메인 펌프(800)가 동작하지 않는다. 그러나, 이 오토 아이들 동작의 진입 조건이 만족될 때, 전기 모터(500)는 구동되므로 그 전기 모터(500)에 연결된 파일럿 펌프(600)는 구동된다. 따라서, 이 오토 아이들 동작의 진입 조건이 만족될 때, 파일럿 라인(650)에는 파일럿 펌프(600)로부터의 작동유에 따른 파일럿 압력이 형성된다. 다시 말하여, 이 오토 아이들 동작의 진입 조건이 만족될 때, 메인 펌프(800)로부터의 작동유는 그 파일럿 라인(650)에 공급되지 않으므로, 메인 펌프(800)로부터의 작동유는 그 파일럿 압력의 형성에 기여하지 않는다.

이와 같이, 오토 아이들 동작의 진입 조건이 만족될 때, 엔진(700)이 정지하므로 건설 기계의 연료 소비가 줄어들어 연비가 향상될 수 있으며, 게다가 전기 모터(500)가 고속으로 구동되어 파일럿 라인(650)에 파일럿 압력이 형성될 수 있으므로 구동부가 즉시 구동 가능한 상태로 유지될 수 있다. 따라서, 오토 아이들 동작의 해제 조건이 만족될 때, 작업기 및/또는 선회체의 빠른 기동이 가능하다.

이후, 제어부(600)는 오토 아이들 동작의 해제 조건에 대한 만족 여부를 판단할 수 있다(S6, S7, S8). 오토 아이들 동작의 해제 조건이 만족될 때, 엔진(700)이 재시동될 수 있다. 다시 말하여, 오토 아이들 동작의 해제 조건이 만족될 때, 엔진(700) 및 전기 모터(500)가 미리 설정된 회전수로 구동될 수 있다. 여기서, 건설 기계의 조작부(990)가 조작되거나, 또는 파일럿 컷 오프 스위치가 비활성화된 상태일 때 전술된 오토 아이들 동작의 해제 조건이 만족될 수 있다. 구체적인 예로서, 조이스틱이 조작되거나, 또는 페달(가속 페달 또는 브레이크 페달)이 조작되거나, 또는 파일럿 컷 오프 스위치가 오프 상태일 때 전술된 오토 아이들 동작의 해제 조건이 만족될 수 있다.

파일럿 컷 오프 스위치가 오프(off; 즉, 비활성화)되면, 조작부(990)로부터의 조작 신호에 따라 제어부(900)가 전자 비례 감압 밸브를 제어할 수 있다. 반면, 파일럿 컷 오프 스위치가 온(On; 즉, 활성화)되면, 조작부(990)로부터의 조작 신호가 제어부(900)에 전달되지 않는다. 따라서, 파일럿 컷 오프 스위치가 온되면, 건설 기계의 실질적인 구동이 되지 않는다.

오토 아이들 동작의 해제 조건이 만족될 때 동작하는 전기 모터(500)의 회전수는 오토 아이들 동작의 진입 조건이 만족될 때 동작하는 전기 모터(500)의 회전수보다 낮을 수 있다.

또한, 전술된 바와 같이 오토 아이들 동작의 해제 조건이 만족될 때 엔진(700)이 재구동되며, 이 엔진(700)의 재구동에 의해 알터네이터가 재구동된다. 이때, 전기 모터(500)는 최초 배터리(10)로부터의 전원에 의해 구동된 후, 알터네이터(20)로부터의 전원에 의해 저속으로 구동된다. 즉, 전기 모터(500)의 최초 구동시에는 이를 구동 하기 위한 기동 전류가 크므로, 최초 전기 모터(500)의 구동에 필요한 전원은 상대적으로 용량이 큰 배터리(10)로부터 제공되며, 이후 엔진(700)에 의해 동작하는 알터네이터(20)로부터 발생된 전원이 그 전기 모터(500)의 전원으로서 사용된다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 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.

500: 전기 모터 600: 파일럿 펌프
990: 조작부 870: 보조 라인
650: 파일럿 라인 900: 제어부
130-430: 제 1 내지 제 4 제어 밸브 150: 붐 구동부
250: 암 구동부 350: 버켓 구동부
450: 선회 구동부 700: 엔진
888: 오일 탱크 800: 메인 펌프
850: 드레인 라인
170-470: 제 1 내지 제 4 전자 비례 감압 밸브

Claims (8)

1. 구동부;
   상기 구동부 및 파일럿 라인으로 작동유를 공급하기 위한 메인 펌프;
   상기 메인 펌프를 구동하기 위한 엔진;
   상기 구동부로 공급되는 작동유의 유로를 제어하는 제어 밸브;
   상기 파일럿 라인을 통해 상기 제어 밸브로 파일럿 압력을 제공하는 파일럿 펌프;
   상기 파일럿 펌프를 구동하기 위한 전기 모터; 및
   오토 아이들(auto idle) 동작의 진입 조건이 만족될 때, 상기 엔진을 정지시킴과 아울러 상기 전기 모터를 미리 설정된 회전수로 구동하는 제어부를 포함하는 건설 기계.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 오토 아이들 동작의 해제 조건이 만족될 때, 상기 제어부는 상기 엔진 및 상기 전기 모터를 모두 구동하는 건설 기계.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 오토 아이들 동작의 진입 조건이 만족될 때 동작하는 전기 모터의 회전수는 상기 오토 아이들 동작의 해제 조건이 만족될 때 동작하는 전기 모터의 회전수보다 높은 건설 기계.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 오토 아이들 동작의 진입 조건이 만족될 때, 상기 전기 모터로 전원을 공급하는 배터리; 및
   상기 오토 아이들 동작의 해제 조건이 만족될 때, 상기 전기 모터로 전원을 공급하는 알터네이터를 더 포함하며,
   상기 오토 아이들 동작의 해제 조건이 만족될 때, 상기 전기 모터는 상기 배터리로부터 전원을 공급받은 후 상기 알터네이터로부터 전원을 공급받는 건설 기계.
5. 오토 아이들 동작의 진입 조건이 만족되는지의 여부를 판단하는 단계; 및
   상기 오토 아이들 동작의 진입 조건이 만족될 때, 엔진을 정지시킴과 아울러 파일럿 펌프에 연결된 전기 모터를 구동하는 단계를 포함하는 건설 기계의 구동 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 오토 아이들 동작의 해제 조건이 만족될 때, 상기 엔진 및 상기 전기 모터를 모두 구동하는 단계를 더 포함하는 건설 기계의 구동 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 오토 아이들 동작의 진입 조건이 만족될 때 동작하는 전기 모터의 회전수는 상기 오토 아이들 동작의 해제 조건이 만족될 때 동작하는 전기 모터의 회전수보다 높은 건설 기계의 구동 방법.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 오토 아이들 동작의 진입 조건이 만족될 때, 배터리로부터의 전원을 상기 전기 모터로 공급하는 단계; 및
   상기 오토 아이들 동작의 해제 조건이 만족될 때, 상기 배터리로부터의 전원을 상기 전기 모터로 공급한 후 알터네이터로부터의 전원을 상기 전기 모터로 공급하는 단계를 더 포함하는 공급받는 건설 기계의 구동 방법.
   
   
   
   
   
   
   
   

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