KR20220091867A - 건설기계 - Google Patents

건설기계 Download PDF

Info

Publication number
KR20220091867A
KR20220091867A KR1020200183030A KR20200183030A KR20220091867A KR 20220091867 A KR20220091867 A KR 20220091867A KR 1020200183030 A KR1020200183030 A KR 1020200183030A KR 20200183030 A KR20200183030 A KR 20200183030A KR 20220091867 A KR20220091867 A KR 20220091867A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pressure
hydraulic oil
valve
hydraulic
detecting member
Prior art date
Application number
KR1020200183030A
Other languages
English (en)
Inventor
전형국
Original Assignee
현대두산인프라코어(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대두산인프라코어(주) filed Critical 현대두산인프라코어(주)
Priority to KR1020200183030A priority Critical patent/KR20220091867A/ko
Priority to PCT/KR2021/018936 priority patent/WO2022139296A1/ko
Priority to EP21911363.6A priority patent/EP4257757A1/en
Publication of KR20220091867A publication Critical patent/KR20220091867A/ko
Priority to US18/213,463 priority patent/US12110658B2/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221—Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/08—Superstructures; Supports for superstructures
    • E02F9/10—Supports for movable superstructures mounted on travelling or walking gears or on other superstructures
    • E02F9/12—Slewing or traversing gears
    • E02F9/121—Turntables, i.e. structure rotatable about 360°
    • E02F9/123—Drives or control devices specially adapted therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2217—Hydraulic or pneumatic drives with energy recovery arrangements, e.g. using accumulators, flywheels
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221—Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2232—Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps
    • E02F9/2235—Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps including an electronic controller
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2264—Arrangements or adaptations of elements for hydraulic drives
    • E02F9/2267—Valves or distributors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2282—Systems using center bypass type changeover valves
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2289—Closed circuit
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2296—Systems with a variable displacement pump
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/264—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F15B1/024—Installations or systems with accumulators used as a supplementary power source, e.g. to store energy in idle periods to balance pump load
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/14—Energy-recuperation means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/2053—Type of pump
    • F15B2211/20546—Type of pump variable capacity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/21—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge
    • F15B2211/212—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge the pressure sources being accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6309—Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a pressure source supply pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6313—Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a load pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6316—Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a pilot pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6336—Electronic controllers using input signals representing a state of the output member, e.g. position, speed or acceleration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7058—Rotary output members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/88—Control measures for saving energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예는 건설기계에 관한 것으로, 건설기계는 작동유를 공급받아 전달하는 메인 컨트롤 밸브와, 상기 메인 컨트롤 밸브로부터 전달받은 작동유에 의해 동작되는 선회 모터와, 상기 메인 컨트롤 밸브와 상기 선회 모터의 일측과 연결되는 제1 유압 라인과, 상기 제1 유압 라인 상에 배치되는 제1 밸브와, 상기 제1 밸브와 상기 메인 컨트롤 밸브 사이의 상기 제1 유압 라인을 통과하는 작동유의 압력을 검출하는 제1 압력 검출부재와, 상기 선회 모터와 상기 제1 밸브 사이의 상기 제1 유압 라인을 통과하는 작동유의 압력을 검출하는 제4 압력 검출부재, 그리고 상기 제1 압력 검출부재가 검출한 작동유의 압력과 상기 제4 압력 검출부재가 검출한 작동유의 압력을 기초로 작동유의 유량을 산출하여 상기 선회 모터의 회전량을 추정하는 제어부를 포함한다.

Description

건설기계{CONSTRUCTION MACHINE}
본 발명의 실시예는 건설기계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선회 모터의 회전 방향 및 이의 회전량을 별도의 센서 없이 추정할 수 있는 건설기계에 관한 것이다.
일반적으로 건설기계는 메인 펌프의 동작에 의해 작동유에 압력이 형성되고 이를 작업기에 보내 동력원으로 이용된다. 메인 펌프는 엔진의 회전에 의해 동작된다. 작업기는 붐, 암, 그리고 암의 구동을 위한 실린더, 건설기계의 선회체의 선회동작을 위한 선회 모터를 포함한다.
일반적으로 작동유를 공급받아 선회 모터는 선회체를 우방향 또는 좌방향으로 회전시킨다.
선회체의 회전방향을 검출하기 위해서는 별도의 선회 엔코더가 구비되며 이에 따라 선회체의 실제 회전방향을 검출한다.
또한, 선회체의 회전속도는 별도의 관성측정센서가 구비되어 이에 의해 선회체의 회전속도 즉 선회 모터의 회전속도를 검출하여 이의 속도 또는 가감속에 따른 유압 라인의 작동유의 회수 또는 회생시 활용한다.
그러나, 상술한 선회 엔코더나 관성측정센서 등은 건설기계의 작업환경에 따른 오염에 취약하며 내구성 등에 의한 문제점이 있다. 또한, 이러한 선회 엔코더나 관성측정센서의 교체에 따른 시간 및 비용이 발생되는 문제점도 있다. 그리고, 관성측정센서의 경우 고가임으로 건설기계의 제조시 이를 장착시 원가가 상승하는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 압력을 기초로 선회 모터의 회전 방향과 이의 회전량을 추정할 수 있는 건설기계를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 건설기계는 작동유를 공급받아 전달하는 메인 컨트롤 밸브와, 상기 메인 컨트롤 밸브로부터 전달받은 작동유에 의해 동작되는 선회 모터와, 상기 메인 컨트롤 밸브와 상기 선회 모터의 일측과 연결되는 제1 유압 라인과, 상기 제1 유압 라인 상에 배치되는 제1 밸브와, 상기 제1 밸브와 상기 메인 컨트롤 밸브 사이의 상기 제1 유압 라인을 통과하는 작동유의 압력을 검출하는 제1 압력 검출부재와, 상기 선회 모터와 상기 제1 밸브 사이의 상기 제1 유압 라인을 통과하는 작동유의 압력을 검출하는 제4 압력 검출부재, 그리고 상기 제1 압력 검출부재가 검출한 작동유의 압력과 상기 제4 압력 검출부재가 검출한 작동유의 압력을 기초로 작동유의 유량을 산출하여 상기 선회 모터의 회전량을 추정하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 선회 모터의 회전량을 추정시, 상기 제1 밸브의 스풀의 면적 및 상기 제1 압력 검출부재가 검출한 작동유의 압력과 상기 제4 압력 검출부재가 검출한 작동유의 압력차를 기초로 하여 작동유의 유량을 산출할 수 있다.
또한, 상술한 건설기계는 상기 메인 컨트롤 밸브와 상기 선회 모터의 타측과 연결되는 제2 유압 라인 및 상기 제2 유압 라인 상에 배치되어 상기 제2 유압 라인을 통과하는 작동유의 압력을 검출하는 제2 압력 검출부재를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 제어부는 상기 제1 압력 검출부재가 검출한 작동유의 압력이 기설정된 회전압력 보다 크고, 상기 제1 압력 검출부재가 검출한 작동유의 압력이 상기 제2 압력 검출부재가 검출한 작동유의 압력보다 큰 경우 상기 선회 모터가 일방향으로 회전한다고 판단할 수 있다.
또한, 상술한 건설기계는 상기 제2 압력 검출부재와 상기 선회 모터 사이의 상기 제2 유압 라인 상에 배치되는 제2 밸브 및 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브와 연결되며 상기 제1 유압 라인 또는 상기 제2 유압 라인을 통과하는 작동유를 우회시키는 제3 유압 라인을 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 건설기계는 상기 제2 밸브와 상기 선회 모터 사이의 상기 제2 유압 라인 상에 배치되어 상기 제2 밸브로 유입되는 작동유의 압력을 검출하여 상기 제어부에 전달하는 제3 압력 검출부재를 더 포함할 수 있다.
또는, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계는 작동유를 공급받아 전달하는 메인 컨트롤 밸브와, 상기 메인 컨트롤 밸브로부터 전달받은 작동유에 의해 동작되는 선회 모터와, 상기 메인 컨트롤 밸브와 상기 선회 모터의 일측과 연결되는 제1 유압 라인과, 상기 메인 컨트롤 밸브와 상기 선회 모터의 타측과 연결되는 제2 유압 라인과, 상기 제1 유압 라인 상에 배치되어 상기 제1 유압 라인을 통과하는 작동유의 압력을 검출하는 제1 압력 검출부재와, 상기 제1 압력 검출부재와 상기 선회 모터 사이의 상기 제1 유압 라인 상에 배치되며 상기 제1 유압 라인을 통과하는 작동유가 우회되도록 절환 가능한 제1 밸브와, 상기 제2 유압 라인 상에 배치되어 상기 제2 유압 라인을 통과하는 작동유의 압력을 검출하는 제2 압력 검출부재와, 상기 제2 압력 검출부재와 선회 모터 사이의 상기 제2 유압 라인 상에 배치되며, 상기 제1 유압 라인을 통과하는 작동유가 우회되도록 절환 가능한 제2 밸브와, 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브와 연결되며 상기 제1 유압 라인 또는 상기 제2 유압 라인을 통과하는 작동유를 우회시키는 제3 유압 라인과, 상기 제2 밸브와 상기 선회 모터 사이에 배치되어 상기 제2 밸브로 유입되는 작동유의 압력을 검출하는 제3 압력 검출부재와, 상기 제1 밸브와 상기 선회 모터 사이에 배치되어 상기 제1 밸브로 유입되는 작동유의 압력을 검출하는 제4 압력 검출부재, 그리고 상기 제1 압력 검출부재가 검출한 작동유의 압력과 상기 제2 압력 검출부재가 검출한 작동유의 압력 정보를 기초로 상기 선회 모터의 회전방향을 판단하고, 상기 선회 모터로부터 토출한 작동유가 상기 제1 밸브 또는 상기 제2 밸브로 유입되는 압력과 상기 제1 밸브 또는 상기 제2 밸브로부터 토출되는 작동유의 압력을 기초로 상기 선회 모터의 회전량을 추정하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 건설기계는 선회 모터로 유입되는 압력과 선회 모터로부터 토출되는 압력을 기초로 선회 모터의 회전방향과 회전량을 추정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계를 나타낸다.
도 2는 도 1의 제어부를 나타낸다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 선회 모터의 회전 동작을 나타낸다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물제 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)를 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는, 도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 메인 컨트롤 밸브(100)와 선회 모터(200)와 제1 유압 라인(310)과 제2 유압 라인(320)과 제1 압력 검출부재(410)와 제2 압력 검출부재(420) 그리고 제어부(900)를 포함한다.
메인 컨트롤 밸브(100)는 작동유를 공급받아 전달한다. 구체적으로, 메인 컨트롤 밸브(100)는 도시되지 않은 메인 펌프의 작동에 의해 유압이 형성된 작동유를 공급받는다. 이러한 유압이 형성된 작동유는 건설기계(101)의 동작을 위한 에너지를 생성한다.
선회 모터(200)는 메인 컨트롤 밸브(100)로부터 전달받은 작동유에 의해 동작된다. 구체적으로, 선회 모터(200)는 메인 컨트롤 밸브(100)에 의해 전달되는 작동유에 의해 일방향 또는 타방향으로 회전될 수 있다. 즉, 선회 모터(200)는 건설기계(101)의 주행체 상부에 위치한 선회체가 회전되도록 동력을 제공한다. 즉, 메인 컨트롤 밸브(100)는 선회 모터(200)를 제어하기 위한 선회 밸브일 수 있다.
제1 유압 라인(310)은 메인 컨트롤 밸브(100)와 선회 모터(200)의 일측과 연결된다. 또한, 제1 유압 라인(310)은 메인 컨트롤 밸브(100)와 선회 모터(200) 사이의 작동유의 이동을 안내한다. 즉, 제1 유압 라인(310)은 메인 컨트롤 밸브(100)를 통과한 작동유를 선회 모터(200)에 전달하거나, 선회 모터(200)를 통과한 작동유가 토출되는 것을 안내할 수 있다.
제2 유압 라인(320)은 메인 컨트롤 밸브(100)와 선회 모터(200)의 타측과 연결된다. 또한, 제2 유압 라인(320)은 메인 컨트롤 밸브(100)와 선회 모터(200) 사이의 작동유의 이동을 안내한다. 즉, 제 2유압 라인(320)은 메인 컨트롤 밸브(100)를 통과한 작동유를 선회 모터(200)에 전달하거나, 선회 모터(200)를 통과한 작동유가 토출되는 것을 안내할 수 있다.
제1 압력 검출부재(410)는 제1 유압 라인(310) 상에 배치되어 제1 유압 라인(310)을 통과하는 작동유의 압력을 검출한다. 구체적으로, 제1 압력 검출부재(410)는 제1 유압 라인(310)을 통해 선회 모터(200)로 공급되는 작동유의 압력을 검출하거나, 제1 유압 라인(310)을 통해 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유의 압력을 검출할 수 있다.
제2 압력 검출부재(420)는 제2 유압 라인(320) 상에 배치되어 제2 유압 라인(320)을 통과하는 작동유의 압력을 검출한다. 구체적으로, 제2 압력 검출부재(420)는 제2 유압 라인(320)을 통해 선회 모터(200)로 공급되는 작동유의 압력을 검출하거나, 제2 유압 라인(320)을 통해 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유의 압력을 검출할 수 있다.
제어부(900)는 선회 모터(200)의 회전방향을 판단한다. 또한, 제어부(900)는 제1 압력 검출부재(410)가 검출한 작동유의 압력과 제2 압력 검출부재(420)가 검출한 작동유의 압력을 전달받는다. 그리고, 제어부(900)는 제1 압력 검출부재(410)가 검출한 작동유의 압력과 제2 압력 검출부재(420)가 검출한 작동유의 압력 정보를 기초로 선회 모터(200)의 회전방향을 판단한다.
구체적으로, 제어부(900)에는 기설정된 회전압력이 저장되어 있다. 기설정된 회전압력은 선회 모터(200)의 일방향 또는 타방향으로 회전되도록 하는 메인 컨트롤 밸브(100)를 통과한 작동유의 압력일 수 있다.
제어부(900)는 제1 압력 검출부재(410)가 검출한 작동유의 압력이 기설정된 회전압력보다 큰지 판단한다. 일예로, 기설정된 회전압력은 30bar일 수 있다.
또한, 제어부(900)는 제1 압력 검출부재(410)가 검출한 작동유의 압력이 제2 압력 검출부재(420)가 검출한 작동유의 압력보다 큰지 판단한다.
그리고, 제어부(900)는 제1 압력 검출부재(410)가 검출한 작동유의 압력이 기설정된 회전압력 보다 크고, 제1 압력 검출부재(410)가 검출한 작동유의 압력이 제2 압력 검출부재(420)가 검출한 작동유의 압력보다 큰 경우 선회 모터(200)가 일방향으로 회전한다고 판단한다.
이때, 제1 유압 라인(310)을 통과하여 선회 모터(200)로 공급되는 작동유는 선회 모터(200)가 일방향으로 동작되도록 동력을 제공하고, 제2 유압 라인(320)을 통해 선회 모터(200)로부터 토출될 수 있다.
또는, 제어부(900)는 제2 압력 검출부재(420)가 검출한 작동유의 압력이 기설정된 회전압력 보다 크고, 제2 압력 검출부재(420)가 검출한 작동유의 압력이 제1 압력 검출부재(410)가 검출한 작동유의 압력보다 큰 경우 선회 모터(200)가 타방향으로 회전한다고 판단한다.
이때, 제2 유압 라인(320)을 통과하여 선회 모터(200)로 공급되는 작동유는 선회 모터(200)가 타방향으로 동작되도록 동력을 제공하고, 제1 유압 라인(310)을 통해 선회 모터(200)로부터 토출될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(900)는 제1 압력 검출부재(410)와 제2 압력 검출부재(420)가 각각 검출한 작동유의 압력 정보를 기초로 선회 모터(200)의 회전방향을 판단할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는 별도의 선회 모터(200)의 회전방향을 검출하는 센서 없이 효과적으로 실제 구동되는 선회 모터(200)의 회전방향을 판단할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는 제1 밸브(510)와 제2 밸브(520) 그리고 제3 유압 라인(600)을 더 포함할 수 있다.
제1 밸브(510)는 제1 유압 라인(310) 상에 배치될 수 있다. 또한, 제1 밸브(510)는 제1 압력 검출부재(410)와 선회 모터(200) 사이에 배치될 수 있다. 그리고, 제1 밸브(510)는 메인 컨트롤 밸브(100)와 선회 모터(200) 사이의 작동유의 이동을 안내하거나, 제1 유압 라인(310)을 통과하는 작동유가 우회되도록 제어할 수 있다.
또한, 제1 밸브(510)는 메인 컨트롤 밸브(100)를 통과한 작동유를 선회 모터(200) 방향으로 이동시키거나, 제1 밸브(510)는 선회 모터(200)를 통과한 작동유는 메인 컨트롤 밸브(100)로 통과 되도록 할 수 있다. 그리고, 제1 밸브(510)는 선회 모터(200)를 통과한 작동유가 제1 유압 라인(310)을 우회하도록 이동시킬 수 있다.
일예로, 제1 밸브(510)는 제어부(900)에 의해 선회 모터(200)의 회전량에 따라 선택적으로 절환될 수 있다.
제2 밸브(520)는 제2 유압 라인(320) 상에 배치될 수 있다. 또한, 제2 밸브(520)는 제2 압력 검출부재(420)와 선회 모터(200) 사이에 배치될 수 있다. 그리고, 제2 밸브(520)는 선회 모터(200)와 메인 컨트롤 밸브(100) 사이의 작동유의 이동을 안내하거나, 제2 유압 라인(320)을 통과하는 작동유가 우회되도록 제어할 수 있다.
구체적으로, 제2 밸브(520)는 메인 컨트롤 밸브(100)를 통과한 작동유를 선회 모터(200) 방향으로 이동시키거나, 제2 밸브(520)는 선회 모터(200)를 통과한 작동유는 메인 컨트롤 밸브(200)로 통과 되도록 할 수 있다. 그리고, 제2 밸브(520)는 선회 모터(200)를 통과한 작동유가 제2 유압 라인(320)을 우회하도록 이동시킬 수 있다.
일예로, 제2 밸브(520)는 제어부(900)에 의해 선회 모터(200)의 회전량에 따라 절환될 수 있다.
구체적으로, 제1 밸브(510)가 절환되지 않는 경우, 메인 컨트롤 밸브(100)를 통해 공급된 작동유는 선회 모터(200)로 공급될 수 있다. 즉, 메인 컨트롤 밸브(100)와 선회 모터(200) 사이의 작동유가 제1 유압 라인(310)을 통해 메인 컨트롤 밸브(100)와 선회 모터(200) 사이로 이동되도록 안내할 수 있다.
또는, 제2 밸브(520)가 절환되지 않는 경우, 메인 컨트롤 밸브(100)를 통해 공급된 선회 모터(200)로 공급될 수 있다. 즉, 메인 컨트롤 밸브(100)와 선회 모터(200) 사이의 작동유가 제2 유압 라인(320)을 통해 메인 컨트롤 밸브(100)와 선회 모터(200) 사이로 이동되도록 안내할 수 있다.
제3 유압 라인(600)은 제1 밸브(510)와 제2 밸브(520)와 연결되며, 제1 유압 라인(310) 또는 제2 유압 라인(320)을 통과하는 작동유를 제1 유압 라인(310) 또는 제2 유압 라인(320)을 우회하여 이동되도록 안내할 수 있다.
구체적으로, 제3 유압 라인(600)은 제1 우회 라인(610)좌 제2 우회 라인(620) 그리고 합류라인(630)을 포함할 수 있다.
제1 우회 라인(610)은 제1 밸브(510)를 통과한 작동유가 제1 밸브(510)와 메인 컨트롤 밸브(100) 사이의 제1 유압 라인(310)을 우회하도록 안내할 수 있다. 구체적으로, 제1 우회 라인(610)은 일측이 제1 밸브(510)와 연결될 수 있다. 즉, 제1 우회 라인(610)의 일측은 제1 우회 라인(610)과 제1 밸브(510) 상에 이격 배치될 수 있다.
제2 우회 라인(620)은 제2 밸브(520)를 통과한 작동유가 제2 밸브(520)와 메인 컨트롤 밸브(100) 사이의 제2 유압 라인(320)을 우회하도록 안내할 수 있다. 구체적으로, 제2 우회 라인(620)은 일측이 제2 밸브(520)와 연결될 수 있다. 즉, 제2 우회 라인(620)의 일측은 제2 우회 라인(620)과 제2 밸브(520) 상에 이격 배치될 수 있다.
합류라인(630)은 제1 우회 라인(610)을 통과한 작동유 또는 제2 우회 라인(620)을 통과한 작동유가 이동되도록 안내할 수 있다. 구체적으로, 합류라인(630)은 제1 우회 라인(610)의 타측과 제2 우회 라인(620)의 타측과 연결되어, 이를 따라 제1 유압 라인(310) 또는 제2 유압 라인(320)을 우회한 작동유가 이동되도록 안내할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는 제3 압력 검출부재(430)를 더 포함할 수 있다.
제3 압력 검출부재(430)는 제2 밸브(520)와 선회 모터(200) 사이의 제2 유압 라인(320) 상에 배치될 수 있다. 또한, 제3 압력 검출부재(430)는 제2 밸브(520)와 선회 모터(200) 사이의 제2 유압 라인(320)을 통과하는 작동유의 압력을 검출할 수 있다. 그리고, 제3 압력 검출부재(430)는 제2 밸브(520)로 유입되는 작동유의 압력을 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)의 제어부(900)는 제2 압력 검출부재(420)가 검출한 압력과 제3 압력 검출부재(430)가 검출한 작동유의 압력을 기초로 선회 모터(200)의 회전량을 추정할 수 있다.
제어부(900)는, 상기 선회 모터(200)가 일방향으로 회전한다고 판단한 경우, 제2 압력 검출부재(420)가 검출한 작동유의 압력과 제3 압력 검출부재(430)가 검출한 작동유의 압력을 전달받아 작동유의 유량을 산출할 수 있다.
구체적으로, 제어부(900)에는 압력정보를 기초로 작동유의 유량을 산출할 수 있는 수학식 1이 기저장되어 있다.
Figure pat00001
여기서, Q는 작동유의 유량을 나타내며, Cd는 유량계수이며, ΔP는 밸브 전후의 압력의 차를 나타내며, ρ는 작동유의 밀도를 나타내며, 그리고 A는 밸브의 스풀의 면적을 낸다. 구체적으로, A는 제1 밸브와 제2 밸브의 각각의 스풀의 면적일 수 있다. 즉, A는 제1 밸브와 제2 밸브의 스풀의 기설정된 면적일 수 있다.
Cd는 유량계수와, ρ는 작동유의 밀도, 그리고 A는 고정된 상수 값이다.
ΔP는, 상기 선회 모터(200)가 일방향으로 회전한다고 판단한 경우, 제3 압력 검출부재(430)가 검출한 작동유의 압력과 제2 압력 검출부재(420)가 검출한 작동유의 압력의 차일 수 있다.
즉, 유량(Q)는 제1 밸브(510) 또는 제2 밸브(520)의 스풀을 통과하는 작동유의 유량이다.
제어부(900)는 수학식 1을 기초로 제2 밸브(520)로 유입되는 작동유의 압력, 제2 밸브(520)와 메인 컨트롤 밸브(100) 사이의 제2 유압 라인(320) 상의 작동유의 압력을 검출하여 작동유의 유량을 산출한다. 이때, 제어부(900)는 이러한 산출된 유량을 기초로 선회 모터(200)의 회전량을 추정할 수 있다.
구체적으로, 제어부(900)는 선회 모터(200)의 용적은 고정된 값이므로 산출된 상기 유량을 기초로 선회 모터(200)의 선회 회전량을 추정할 수 있다.
그리고, 제어부(900)는 선회 모터(200)의 선회 회전량에 따라 제1 밸브(510)와 제2 밸브(520)를 선택적으로 절환시킬 수 있다.
제어부(900)는 제2 밸브(520)를 절환시켜, 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유가 제3 유압 라인(600)을 통해 제2 유압 라인(320)을 우회하여 이동되도록 안내할 수 있다.
또는, 제어부(900)는 제1 밸브(510)를 절환시켜, 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유가 제3 유압 라인(600)을 통해 제1 유압 라인(310)을 우회하여 이동되도록 안내할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는 선회 모터(200)의 선회 회전량인 속도를 별도의 센서 없이 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유의 유량을 기초로 선회 모터(200)의 선회 회전량을 추정할 수 있다.
그리고, 제어부(900)는 이러한 선회 모터(200)의 선회 회전량을 수학식 1을 기초로 작동유의 유량을 산출하여 제1 밸브(510) 또는 제2 밸브(520)를 절환 상태를 제어할 수 있다.
제어부(900)는, 선회 모터(200)가 일방향으로 회전한다고 판단한 경우, 제1 밸브(510)는 메인 컨트롤 밸브(100)를 통과한 작동유가 선회 모터(200) 방향으로 이동되도록 할 수 있다.
또는, 제어부(900)는 선회 모터(200)가 타방향으로 회전한다고 판단한 경우, 제2 밸브(520)는 메인 컨트롤 밸브(100)를 통과한 작동유가 선회 모터(200) 방향으로 이동되도록 하고, 제1 밸브(510)는 선회 모터(200)에서 배출된 작동유가 제1 유압 라인(310)을 우회하여 제1 우회 라인(610)을 통해 이동되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는 제4 압력 검출부재(440)를 더 포함할 수 있다.
제4 압력 검출부재(440)는 제1 밸브(510)와 선회 모터(200) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 제4 압력 검출부재(440)는 제1 유압 라인(310) 상에 배치되어 제1 밸브(510)로 유입되는 작동유의 압력을 검출하여 제어부(900)에 전달할 수 있다.
제어부(900)는, 상기 선회 모터(200)가 타방향으로 회전한다고 판단한 경우, 제4 압력 검출부재(440)가 검출한 작동유의 압력과 제1 압력 검출부재(410)가 검출한 작동유의 압력차로 상술한 수학식 1의 ΔP를 산출할 수 있다. 또한, 제어부(900)는, 상기 선회 모터(200)가 타방향으로 회전한다고 판단한 경우, 제4 압력 검출부재(440)가 검출한 작동유의 압력과 제1 압력 검출부재(410)가 검출한 작동유의 압력의 차를 기초로 상술한 수학식의 1을 기초로 작동유의 유량을 산출하여 선회 모터(200)의 회전량을 추정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는 제1 어큐뮬레이터(810)와 회생 모터(830) 그리고 제1 압력 제어 밸브(730)를 더 포함할 수 있다.
제1 어큐뮬레이터(810)는 제3 유압 라인(600)의 합류라인(630)와 연결될 수 있다. 또한, 제1 어큐뮬레이터(810)는 합류라인(630)를 통과한 작동유를 저장할 수 있다.
회생 모터(830)는 메인 펌프를 동작시키는 엔진의 토크를 보조할 수 있다. 구체적으로, 회생 모터(830)는 제1 어큐뮬레이터(810)에 저장된 작동유를 이용하여 엔진의 토크를 보조할 수 있다.
제1 압력 제어 밸브(730)는 합류라인(630) 상에 설치되어, 합류라인(630)의 개폐를 조절하여 제1 어큐뮬레이터(810)에 작동유가 저장되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는 제2 어큐뮬레이터(820)와 제2 압력 제어 밸브(720)를 더 포함할 수 있다.
제2 어큐뮬레이터(820)는 선회 모터(200)의 회전량에 따라 선회 모터(200)를 토출한 작동유를 저장하거나, 선회 모터(200)로 작동유를 공급할 수 있다.
제2 압력 제어 밸브(720)는 제2 어큐뮬레이터(820)로 공급되는 작동유의 유입을 개폐할 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)의 작동과정을 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 작업자가 건설기계(101)의 선회 동작이 필요하다고 판단한 경우, 조이스틱을 조작하여 건설기계(101)의 선회체가 회전되도록 한다. 이때, 조이스틱의 조작정보에 따라 메인 컨트롤 밸브(100)는 절환된다.
일예로, 도 3에 도시한 바와 같이, 조이스틱의 조작정보에 따라 선회 모터(200)가 일측방향(우회전)으로 회전되도록 메인 컨트롤 밸브(100)가 절환되는 경우에 대해 설명한다.
도시되지 않은 메인펌프로부터 압력이 형성된 작동유가 메인 컨트롤 밸브(100)의 절환영역을 통해 제1 유압 라인(310)으로 공급된다.
또한, 작동유는 제1 밸브(510)를 통과하여 선회 모터(200)로 공급된다. 선회 모터(200)의 회전에 이러한 작동유가 이용되고, 선회 모터(200)의 회전에 따라 선회체가 회전된다.
선회 모터(200)로부터 토출된 작동유는 제2 유압 라인(320)을 따라 이동된다.
그리고, 작동유는 제2 밸브(520)를 통과한 후, 다시 메인 컨트롤 밸브(100)로 유입된다. 이에 따라, 메인 컨트롤 밸브(100)를 다시 통과한 작동유는 도시되지 않은 탱크로 다시 토출될 수 있다.
이때, 제어부(900)는 제1 압력 검출부재(410)와 제2 압력 검출부재(420)와 제3 압력 검출부재(430) 그리고 제4 압력 검출부재(440)가 검출한 정보를 전달받는다.
제어부(900)는 제1 압력 검출부재(410)가 검출한 압력이 기설정된 회전압력인 30bar 이상인지 판별한다. 즉, 제1 압력 검출부재(410)는 선회 모터(200)로 공급되는 메인 컨트롤 밸브(100)에서 토출되는 작동유의 압력을 검출하여 제어부(900)에 전달한다.
또한, 제어부(900)는 제2 압력 검출부재(420)가 검출한 작동유의 압력과 제1 압력 검출부재(410)가 검출한 작동유의 압력을 비교한다. 즉, 제2 압력 검출부재(420)는 선회 모터(200)로부터 토출되어 다시 메인 컨트롤 밸브(100)로 유입되는 작동유의 압력을 검출하여 제어부(900)에 전달한다.
구체적으로, 제어부(900)는 제1 압력 검출부재(410)가 검출한 압력이 30bar 이상이고, 제1 압력 검출부재(410)가 검출한 메인 컨트롤 밸브(100)로부터 선회 모터(200)로 공급되는 작동유의 압력이 제2 압력 검출부재(420)가 검출한 선회 모터(200)로부터 토출되어 메인 컨트롤 밸브(100)로 유입되는 작동유의 압력보다 큰 경우 선회 모터(200)가 일방향으로 회전한다고 판단한다.
메인 컨트롤 밸브(100)로부터 선회 모터(200)로 유입되는 작동유가 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유의 압력보다 높음으로, 제어부(900)는 제1 압력 검출부재(410)가 검출한 작동유의 압력이 제2 압력 검출부재(420)보다 높고 제1 압력 검출부재가 검출한 압력이 30bar 이상인 경우 선회 모터(200)의 일방향으로 회전한다고 판단한다.
즉, 제어부(900)는 제1 압력 검출부재(410)가 검출한 메인 컨트롤 밸브(100)로부터 선회 모터(200)로 공급되는 작동유의 압력이 제2 압력 검출부재(420)가 검출한 선회 모터(200)로부터 토출되어 메인 컨트롤 밸브(100)로 유입되는 작동유의 압력을 기초로 실제 선회 모터(200)의 회전방향을 판단할 수 있다.
그리고, 제어부(900)는 선회 모터(200)로부터 토출되는 제2 유압 라인(320)을 통과하는 작동유의 압력중 제2 밸브(520)로 유입되는 작동유의 압력과 제2 밸브(520)를 통과하는 작동유의 압력을 기초로 선회 모터(200)의 회전량을 추정할 수 있다.
선회 모터(200)가 일방향으로 회전되는 경우, 제3 압력 검출부재(430)는 선회 모터(200)로부터 토출되어 제2 밸브(520)로 유입되는 작동유의 압력을 검출하여 제어부(900)에 전달한다. 또한, 선회 모터(200)가 일방향으로 회전되는 경우, 제2 압력 검출부재(420)는 선회 모터(200)로부터 토출되어 제2 밸브(520)로부터 토출되는 작동유의 압력을 검출하여 제어부(900)에 전달한다.
그리고, 제어부(900)는 상기 수학식 1을 이용하여 제2 밸브(520)를 통과하는 작동유의 유량(Q)을 산출할 수 있다. 이때, ΔP는, 상기 선회 모터(200)가 일방향으로 회전한다고 판단한 경우, 제3 압력 검출부재(430)가 검출한 작동유의 압력과 제2 압력 검출부재(420)가 검출한 작동유의 압력의 차이다.
즉, 제어부(900)는 선회 모터(200)의 가속 및 감속을 이러한 제2 밸브(520)를 통과하는 작동유의 유량으로부터 추정할 수 있다.
제어부(900)는 밸브를 통과하는 작동유의 유량에 따른 선회 모터(200)의 가감속 정보가 기설정되어 있다.
일예로, 제어부(900)에는 밸브(510,520)를 통과하는 작동유의 유량에 따른 선회 모터(200)의 가감속 데이터가 실험을 통해 기저장되어 있다. 따라서, 제어부(900)는 제2 밸브(520)를 통과하는 작동유의 산출된 유량을 기초로 기설정된 선회 모터(200)의 가감속 데이터를 비교하여 현재 선회 모터(200)의 가감속을 추정할 수 있다.
또는, 제어부(900)에 저장된 선회 모터(200)의 가감속 데이터는 건설기계(101)의 스팩으로 기설정된 값일 수 있다.
제어부(900)는, 선회 모터(200)의 회전량이 선회 모터(200)의 선회 감속으로 판단한 경우, 제2 밸브(520)를 개방시킨다.
이때, 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유는 제2 밸브(520)로 입력된 후, 제2 우회 라인(620)을 통해 합류라인(630)으로 이동될 수 있다. 즉, 제2 밸브(520)로 입력된 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유는 제2 밸브(520)와 메인 컨트롤 밸브(100) 사이의 제2 유압 라인(320)을 우회하여 제2 우회 라인(620)을 통해 이동될 수 있다.
그리고, 제어부(900)는 제1 압력 제어 밸브(730)와 제2 압력 제어 밸브(720)가 개방되어 제1 어큐뮬레이터(810)와 제2 어큐뮬레이터(820)에 저장될 수 있다. 이러한 제1 어큐뮬레이터(810)에 저장된 작동유는 회생 모터(830)에 의해 엔진의 토크를 보조할 수 있다.
또한, 제2 어큐뮬레이터(820)에는 선회 모터(200)의 가속시 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유가 저장될 수 있다. 구체적으로, 제2 어큐뮬레이터(820) 터에는 최고 압력이 제1 어큐뮬레이터(810) 보다 상대적으로 낮게 설정될 수 있다. 또한, 선회 모터(200)에서 배출된 작동유의 압력이 제1 어큐뮬레이터(810)에 사전 충전된 작동유의 압력보다 낮은 경우에, 선회 모터(200)에서 배출된 작동유가 제2 어큐뮬레이터(820)에 저장되도록 설정될 수 있다. 그리고, 제1 어큐뮬레이터(810)에 사전 충전된 작동유의 압력은 선회 모터(200)의 가속시 선회 모터(200)에서 배출되는 작동유의 압력보다 높게 설정되므로, 선회 모터(200)의 가속시 선회 모터(200)에서 배출된 작동유는 제2 어큐뮬레이터(820)에 저장될 수 있다.
일예로, 도 4에 도시한 바와 같이, 조이스틱의 조작정보에 따라 선회 모터(200)가 타측방향(좌회전)으로 회전되도록 메인 컨트롤 밸브(100)가 절환되는 경우에 대해 설명한다.
도시되지 않은 메인펌프로부터 압력이 형성된 작동유가 메인 컨트롤 밸브(100)의 절환영역을 통해 제2 유압 라인(320)으로 공급된다.
또한, 작동유는 제2 밸브(520)를 통과하여 선회 모터(200)로 공급된다. 선회 모터(200)의 회전에 이러한 작동유가 이용되고, 선회 모터(200)의 회전에 따라 선회체가 회전된다.
선회 모터(200)로부터 토출된 작동유는 제1 유압 라인(310)을 따라 이동된다.
그리고, 작동유는 제1 밸브(510)를 통과한 후, 다시 메인 컨트롤 밸브(100)로 유입된다. 이에 따라, 메인 컨트롤 밸브(100)를 다시 통과한 작동유는 도시되지 않은 탱크로 다시 토출될 수 있다.
이때, 제어부(900)는 제1 압력 검출부재(410)와 제2 압력 검출부재(420)와 제3 압력 검출부재(430) 그리고 제4 압력 검출부재(440)가 검출한 정보를 전달받는다.
제어부(900)는 제2 압력 검출부재(420)가 검출한 압력이 기설정된 회전압력인 30bar 이상인지 판별한다. 즉, 제2 압력 검출부재(420)는 선회 모터(200)로 공급되는 메인 컨트롤 밸브(100)에서 토출되는 작동유의 압력을 검출하여 제어부(900)에 전달한다.
또한, 제어부(900)는 제1 압력 검출부재(410)가 검출한 작동유의 압력과 제2 압력 검출부재(420)가 검출한 작동유의 압력을 비교한다. 즉, 제1 압력 검출부재(410)는 선회 모터(200)로부터 토출되어 다시 메인 컨트롤 밸브(100)로 유입되는 작동유의 압력을 검출하여 제어부(900)에 전달한다.
구체적으로, 제어부(900)는 제2 압력 검출부재(420)가 검출한 압력이 30bar 이상이고, 제2 압력 검출부재(420)가 검출한 메인 컨트롤 밸브(100)로부터 선회 모터(200)로 공급되는 작동유의 압력이 제1 압력 검출부재(410)가 검출한 선회 모터(200)로부터 토출되어 메인 컨트롤 밸브(100)로 유입되는 작동유의 압력보다 큰 경우 선회 모터(200)가 타방향으로 회전한다고 판단한다.
메인 컨트롤 밸브(100)로부터 선회 모터(200)로 유입되는 작동유가 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유의 압력보다 높음으로, 제어부(900)는 제2 압력 검출부재(420)가 검출한 작동유의 압력이 제1 압력 검출부재(410)보다 높고 제2 압력 검출부재가 검출한 압력이 30bar 이상인 경우 선회 모터(200)의 타방향으로 회전한다고 판단한다.
그리고, 제어부(900)는 선회 모터(200)로부터 토출되는 제1 유압 라인(310)을 통과하는 작동유의 압력중 제1 밸브(510)로 유입되는 작동유의 압력과 제1 밸브(510)를 통과하는 작동유의 압력을 기초로 선회 모터(200)의 회전량을 추정할 수 있다.
선회 모터(200)가 타방향으로 회전되는 경우, 제2 압력 검출부재(420)는 선회 모터(200)로부터 토출되어 제1 밸브(510)로 유입되는 작동유의 압력을 검출하여 제어부(900)에 전달한다. 또한, 선회 모터(200)가 타방향으로 회전되는 경우, 제1 압력 검출부재(410)는 선회 모터(200)로부터 토출되어 제1 밸브(510)로부터 토출되는 작동유의 압력을 검출하여 제어부(900)에 전달한다.
그리고, 제어부(900)는 상기 수학식-1을 이용하여 제1 밸브(510)를 통과하는 작동유의 유량(Q)을 산출할 수 있다. 이때, ΔP는, 상기 선회 모터(200)가 타방향으로 회전한다고 판단한 경우, 제4 압력 검출부재(440)가 검출한 작동유의 압력과 제1 압력 검출부재(410)가 검출한 작동유의 압력의 차이다.
즉, 제어부(900)는 선회 모터(200)의 가속 및 감속을 이러한 제1 밸브(510)를 통과하는 작동유의 유량으로부터 추정할 수 있다.
제어부(900)는, 선회 모터(200)의 회전량이 선회 모터(200)의 선회 감속으로 판단한 경우, 제1 밸브(510)를 개방시킨다.
이때, 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유는 제1 밸브(510)로 입력된 후, 제1 우회 라인(610)을 통해 합류라인(630)으로 이동될 수 있다. 즉, 제1 밸브(510)로 입력된 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유는 제1 밸브(510)와 메인 컨트롤 밸브(100) 사이의 제1 유압 라인(310)을 우회하여 제1 우회 라인(610)을 통해 이동될 수 있다. 즉, 제1 밸브(510)는 제어부(900)에 의해 제어되며 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유가 제1 우회 라인(610)을 통해 이동되도록 할 수 있다.
그리고, 제어부(900)는 제1 압력 제어 밸브(730)와 제2 압력 제어 밸브(720)가 개방되어 제1 어큐뮬레이터(810)와 제2 어큐뮬레이터(820)에 저장될 수 있다. 이러한 제1 어큐뮬레이터(810)에 저장된 작동유는 회생 모터(830)에 의해 엔진의 토크를 보조할 수 있다.
또한, 제2 어큐뮬레이터(820)에 저장된 작동유는 선회 모터(200)의 급감속시 선회 모터(200)의 작동유의 유입방향으로 공급되어 선회 모터(200)의 급감속시 선회 모터(200)의 유입측에 작동유의 유량이 충분히 공급되지 못하여 발생하는 캐비테이션 발생을 저감시킬 수 있다.
즉, 건설기계(101)는 선회 모터(200)의 선회 감속에 따라 선회 모터(200)의 회전량이 줄어드는 경우 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유를 제1 어큐뮬레이터(810) 또는 제2 어큐뮬레이터(820)에 저장하여 에너지를 회수할 수 있다. 그리고, 건설기계(101)는 이러한 회수한 에너지를 필요에 따라 활용할 수 있다.
또한, 제2 어큐뮬레이터(820)에는 선회 모터(200)의 가속시 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유가 저장될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는 선회 모터(200)의 회전 방향 및 이의 회전량을 검출하기 위해 별도의 센서를 구비하지 않아도 선회 모터(200)로부터 유입 및 토출되는 압력을 기초로 판별할 수 있다. 이에 따라, 건설기계(101)의 유지보수로 인한 비용 및 건설기계(101)의 제작 비용이 저감될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 메인 컨트롤 밸브 101: 건설기계
200: 선회 모터 310: 제1 유압 라인
320: 제2 유압 라인 410: 제1 압력 검출부재
420: 제2 압력 검출부재 430: 제3 압력 검출부재
440: 제4 압력 검출부재 510: 제1 밸브
520: 제2 밸브 600: 제3 유압 라인
900: 제어부 A: 제1 밸브 또는 제2 밸브의 스풀 면적

Claims (6)

  1. 작동유를 공급받아 전달하는 메인 컨트롤 밸브;
    상기 메인 컨트롤 밸브로부터 전달받은 작동유에 의해 동작되는 선회 모터;
    상기 메인 컨트롤 밸브와 상기 선회 모터의 일측과 연결되는 제1 유압 라인;
    상기 제1 유압 라인 상에 배치되는 제1 밸브;
    상기 제1 밸브와 상기 메인 컨트롤 밸브 사이의 상기 제1 유압 라인을 통과하는 작동유의 압력을 검출하는 제1 압력 검출부재;
    상기 선회 모터와 상기 제1 밸브 사이의 상기 제1 유압 라인을 통과하는 작동유의 압력을 검출하는 제4 압력 검출부재; 및
    상기 제1 압력 검출부재가 검출한 작동유의 압력과 상기 제4 압력 검출부재가 검출한 작동유의 압력을 기초로 작동유의 유량을 산출하여 상기 선회 모터의 회전량을 추정하는 제어부;
    를 포함하는 건설기계.
  2. 제1항에서,
    상기 제어부는,
    상기 선회 모터의 회전량을 추정시, 상기 제1 밸브의 스풀의 면적 및 상기 제1 압력 검출부재가 검출한 작동유의 압력과 상기 제4 압력 검출부재가 검출한 작동유의 압력차를 기초로 하여 작동유의 유량을 산출하는 것을 특징으로 하는 건설기계.
  3. 제1항에서,
    상기 메인 컨트롤 밸브와 상기 선회 모터의 타측과 연결되는 제2 유압 라인; 및
    상기 제2 유압 라인 상에 배치되어, 상기 제2 유압 라인을 통과하는 작동유의 압력을 검출하는 제2 압력 검출부재를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 압력 검출부재가 검출한 작동유의 압력이 기설정된 회전압력 보다 크고, 상기 제1 압력 검출부재가 검출한 작동유의 압력이 상기 제2 압력 검출부재가 검출한 작동유의 압력보다 큰 경우 상기 선회 모터가 일방향으로 회전한다고 판단하는 것을 특징으로 하는 건설기계.
  4. 제3항에서,
    상기 제2 압력 검출부재와 선회 모터 사이의 상기 제2 유압 라인(320) 상에 배치되는 제2 밸브; 및
    상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브와 연결되며, 상기 제1 유압 라인 또는 상기 제2 유압 라인을 통과하는 작동유를 우회시키는 제3 유압 라인;
    을 더 포함하는 건설기계.
  5. 제4항에서,
    상기 제2 밸브와 상기 선회 모터 사이의 상기 제2 유압 라인 상에 배치되어 상기 제2 밸브로 유입되는 작동유의 압력을 검출하여 상기 제어부에 전달하는 제3 압력 검출부재를 더 포함하는 건설기계.
  6. 작동유를 공급받아 전달하는 메인 컨트롤 밸브;
    상기 메인 컨트롤 밸브로부터 전달받은 작동유에 의해 동작되는 선회 모터;
    상기 메인 컨트롤 밸브와 상기 선회 모터의 일측과 연결되는 제1 유압 라인;
    상기 메인 컨트롤 밸브와 상기 선회 모터의 타측과 연결되는 제2 유압 라인;
    상기 제1 유압 라인 상에 배치되어, 상기 제1 유압 라인을 통과하는 작동유의 압력을 검출하는 제1 압력 검출부재;
    상기 제1 압력 검출부재와 상기 선회 모터 사이의 상기 제1 유압 라인 상에 배치되며, 상기 제1 유압 라인을 통과하는 작동유가 우회되도록 절환 가능한 제1 밸브;
    상기 제2 유압 라인 상에 배치되어, 상기 제2 유압 라인을 통과하는 작동유의 압력을 검출하는 제2 압력 검출부재;
    상기 제2 압력 검출부재와 상기 선회 모터 사이의 상기 제2 유압 라인 상에 배치되며, 상기 제1 유압 라인을 통과하는 작동유가 우회되도록 절환 가능한 제2 밸브;
    상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브와 연결되며, 상기 제1 유압 라인 또는 상기 제2 유압 라인을 통과하는 작동유를 우회시키는 제3 유압 라인;
    상기 제2 밸브와 상기 선회 모터 사이에 배치되어 상기 제2 밸브로 유입되는 작동유의 압력을 검출하는 제3 압력 검출부재;
    상기 제1 밸브와 상기 선회 모터 사이에 배치되어 상기 제1 밸브로 유입되는 작동유의 압력을 검출하는 제4 압력 검출부재; 및
    상기 제1 압력 검출부재가 검출한 작동유의 압력과 상기 제2 압력 검출부재가 검출한 작동유의 압력 정보를 기초로 상기 선회 모터의 회전방향을 판단하고, 상기 선회 모터로부터 토출한 작동유가 상기 제1 밸브 또는 상기 제2 밸브로 유입되는 압력과 상기 제1 밸브 또는 상기 제2 밸브로부터 토출되는 작동유의 압력을 기초로 상기 선회 모터의 회전량을 추정하는 제어부
    를 포함하는 건설기계.

KR1020200183030A 2020-12-24 2020-12-24 건설기계 KR20220091867A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200183030A KR20220091867A (ko) 2020-12-24 2020-12-24 건설기계
PCT/KR2021/018936 WO2022139296A1 (ko) 2020-12-24 2021-12-14 건설기계
EP21911363.6A EP4257757A1 (en) 2020-12-24 2021-12-14 Construction machinery
US18/213,463 US12110658B2 (en) 2020-12-24 2023-06-23 Construction machinery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200183030A KR20220091867A (ko) 2020-12-24 2020-12-24 건설기계

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220091867A true KR20220091867A (ko) 2022-07-01

Family

ID=82159547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200183030A KR20220091867A (ko) 2020-12-24 2020-12-24 건설기계

Country Status (4)

Country Link
US (1) US12110658B2 (ko)
EP (1) EP4257757A1 (ko)
KR (1) KR20220091867A (ko)
WO (1) WO2022139296A1 (ko)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120040684A (ko) * 2009-05-29 2012-04-27 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 유압 시스템 및 그러한 유압 시스템을 포함하는 작동 기계
US9388828B2 (en) * 2012-08-31 2016-07-12 Caterpillar Inc. Hydraulic control system having swing motor energy recovery
CN104769193B (zh) 2012-11-09 2017-12-19 住友重机械工业株式会社 挖土机
JP6469844B2 (ja) * 2015-03-27 2019-02-13 住友重機械工業株式会社 ショベルおよびショベルの駆動方法
JP6693842B2 (ja) * 2016-09-08 2020-05-13 住友重機械建機クレーン株式会社 クレーン
WO2018190615A1 (ko) * 2017-04-10 2018-10-18 두산인프라코어 주식회사 건설 기계의 유압 시스템
US20230228061A1 (en) * 2017-04-18 2023-07-20 Doosan Infracore Co., Ltd. Construction machine

Also Published As

Publication number Publication date
US12110658B2 (en) 2024-10-08
US20230332378A1 (en) 2023-10-19
EP4257757A1 (en) 2023-10-11
WO2022139296A1 (ko) 2022-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101572288B1 (ko) 하이브리드 건설기계의 제어장치
US8881519B2 (en) Slewing type working machine
JP6244459B2 (ja) 作業機械
KR101832080B1 (ko) 하이브리드 건설 기계의 제어 시스템
WO2015122213A1 (ja) 建設機械の油圧駆動装置
KR101645115B1 (ko) 하이브리드 건설 기계의 제어 시스템
JP5078748B2 (ja) ハイブリッド建設機械の制御装置
KR102410841B1 (ko) 건설기계
JP2015137753A (ja) ハイブリッド建設機械の制御システム
KR101061194B1 (ko) 굴삭기의 유압 선회시스템
JP5617774B2 (ja) 作業機械
JP2019052697A (ja) 建設機械の駆動装置
CN111344459B (zh) 工程机械的驱动系统
KR20220091867A (ko) 건설기계
JP2018071311A (ja) エネルギ回生システム
JP4114609B2 (ja) 建設機械
WO2014132495A1 (ja) 建設機械及びコントローラ
JP2015178863A (ja) ハイブリッド建設機械の制御システム
CN111936751B (zh) 建筑机械的油压驱动系统
KR102455936B1 (ko) 건설기계
JP6013015B2 (ja) 建設機械の油圧制御装置及びその制御方法
JP2019120262A (ja) 作業機械
KR102405661B1 (ko) 건설기계
KR20210126239A (ko) 건설 기계

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination