KR20230000302A - 건설기계 및 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 배터리 및 유압 동력을 사용하는 건설기계에 관한 것으로서, 배터리 및 전기모터를 포함하는 전자 동력부; 상기 전자 동력부에 의해 구동되며, 작동유를 토출하는 유압펌프; 상기 유압 펌프가 토출한 작동유가 이동하는 유압 라인; 상기 유압 라인 상에 설치되어 작동유를 필요로 하는 주행 장치 또는 각종 작업 장치 중 하나 이상으로 상기 작동유의 공급을 제어하는 메인 컨트롤 밸브; 상기 메인 컨트롤 밸브 보다 하류의 상기 유압 라인 상에 설치되어 상기 유압 라인을 개폐하는 바이패스 컷 밸브; 및 상기 전자 동력부의 출력을 증가시키고 상기 바이패스 컷 밸브를 개방시키는 워밍업 모드 동작을 수행시키는 컨트롤러; 를 포함한다.

Description

건설기계 및 동작 방법{Construction Machinery And Operation Method thereof}
본 개시는 배터리 및 유압 동력을 사용하는 건설기계 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
건설기계는 크게 토목 공사나 건축 공사에 사용되는 모든 기계를 말한다. 일반적으로 이러한 건설기계는 보통 주행 및 작업 장치의 유압 구동 동력을 얻기 위해 디젤 엔진 등의 엔진을 탑재하고 있고, 이 엔진의 힘을 이용하여 유압 펌프를 구동하며, 유압 펌프를 통해 발생한 동력으로 주행을 하거나 작업 장치를 구동한다.
이와 같이 주지된 건설기계는 디젤 엔진과 같은 엔진을 탑재하고 있기만 화석연료인 경유는 갈수록 고갈되어 가고 있어 대체 에너지의 필요성이 심각하게 대두되고 있을 뿐만 아니라, 연료 값이 비싸고 중장비라는 특수성 때문에 특히 연료 소모량이 많아 운전 비용이 증대되는 단점이 있어 왔다.
이러한 단점을 보완하기 위해 배터리를 탑재한 건설기계에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 배터리를 탑재한 건설기계는 엔진 대신에 배터리에서 출력된 전기 에너지로 전기 모터를 구동하여 유압 펌프를 구동한다.
이러한 배터리 및 유압 동력을 사용하는 건설기계는 겨울철 등 섭씨 0 ℃ 이하의 저온 상태에서 출력이 저하되는 문제가 발생한다.
구체적으로 저온 상태에서는 에너지 공급원인 배터리의 출력이 저하된다. 또한, 작동유는 저온 상태에서 점도가 상승하고 유동성이 감소되어 유압 펌프를 통해 발생된 동력의 출력이 저하된다.
본 개시의 목적은 저온 상태에서 배터리 및 유압 동력을 사용하는 건설기계의 출력이 저하되는 것을 방지하기 위한 것이다.
전술한 과제를 해결하기 위한 수단으로, 본 발명은 다음과 같은 특징이 있는 실시예를 가진다.
실시예에 따른 건설기계는 배터리 및 전기모터를 포함하는 전자 동력부; 상기 전자 동력부에 의해 구동되며, 작동유를 토출하는 유압펌프; 상기 유압 펌프가 토출한 작동유가 이동하는 유압 라인; 상기 유압 라인 상에 설치되어 작동유를 필요로 하는 주행 장치 또는 각종 작업 장치 중 하나 이상으로 상기 작동유의 공급을 제어하는 메인 컨트롤 밸브; 상기 메인 컨트롤 밸브 보다 하류의 상기 유압 라인 상에 설치되어 상기 유압 라인을 개폐하는 바이패스 컷 밸브; 및 상기 전자 동력부의 출력을 증가시키고 상기 바이패스 컷 밸브를 개방시키는 워밍업 모드 동작을 수행시키는 컨트롤러; 를 포함한다.
상기 컨트롤러는 상기 배터리 온도가 제1 기준값보다 작은 경우, 상기 워밍업 모드 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 워밍업 모드 동작에서 상기 컨트롤러는 상기 배터리의 온도 조건에 따라 상기 배터리의 방전율을 변경하여 상기 배터리를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 컨트롤러는 상기 작동유 온도가 제2 기준값보다 작거나 같은 경우, 상기 워밍업 모드 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 컨트롤러는 상기 작동유 온도가 제2 기준값보다 작거나 같은 경우, 상기 워밍업 모드 동작시 가열 장치를 추가로 가동하는 것을 특징으로 한다.
상기 컨트롤러는 파일럿 컷 오프 레버의 파일럿 컷 오프 신호가 입력되면 상기 워밍업 모드 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 컨트롤러는 상기 파일럿 컷 오프 신호가 입력되지 않으면, 상기 건설기계가 알람을 발생하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
실시예에 따른 건설기계의 제어 방법은, 배터리 및 전기모터를 포함하는 전자 동력부; 상기 전자 동력부에 의해 구동되며, 작동유를 토출하는 유압펌프; 상기 유압 펌프가 토출한 작동유가 이동하는 유압 라인; 상기 유압 라인 상에 설치되어 작동유를 필요로 하는 주행 장치 또는 각종 작업 장치 중 하나 이상으로 상기 작동유의 공급을 제어하는 메인 컨트롤 밸브; 상기 메인 컨트롤 밸브 보다 하류의 상기 유압 라인 상에 설치되어 상기 유압 라인을 개폐하는 바이패스 컷 밸브; 및 상기 유압 펌프에 공급할 작동유를 저장하고, 상기 유압 펌프에서 토출되어 상기 유압 라인을 따라 이동한 작동유를 회수하는 오일 탱크; 를 포함하는 건설기계의 제어 방법에 있어서, 상기 전자 동력부의 출력을 증가시키고 상기 바이패스 컷 밸브를 개방하는 워밍업 모드로 동작하는 단계를 포함하는, 것을 특징으로 한다.
상기 워밍업 모드로 동작하는 단계는, 상기 배터리 온도가 제1 기준값보다 작은 경우, 상기 워밍업 모드로 동작하는 단계를 포함하는, 것을 특징으로 한다.
상기 워밍업 모드로 동작하는 단계는, 상기 배터리의 온도 조건에 따라 상기 배터리의 방전율을 변경되도록 상기 배터리를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 워밍업 모드로 동작하는 단계는, 상기 작동유 온도가 제2 기준값보다 작거나 같은 경우, 상기 워밍업 모드로 동작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 워밍업 모드로 동작하는 단계는, 상기 작동유 온도가 제2 기준값보다 작거나 같은 경우, 상기 워밍업 모드로 동작 시 가열장치를 추가로 가동하는 것을 포함한다.
상기 워밍업 모드로 동작하는 단계는, 파일럿 컷 오프 레버의 파일럿 컷 오프 신호가 입력되면 상기 워밍업 모드로 동작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 워밍업 모드로 동작하는 단계는, 상기 파일럿 컷 오프 신호가 입력되지 않으면, 알람을 발생하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 저온 상태에서 배터리 및 유압 동력을 사용하는 건설기계의 출력이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 건설기계의 구성도이다.
도 2는 실시예에 따른 전자 동력부의 블록도이다.
도 3은 컨트롤러의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 본 명세서에서, 어떤 구성 요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성 요소 "상에 있다.", "연결된다.", 또는 "결합된다."고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성 요소 상에 직접 연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성 요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. "및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
"아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
"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, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 건설기계를 설명한다. 본 발명의 실시예에서는, 건설기계로 굴삭기를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 유압 펌프가 토출하는 작동유를 가지고 동력을 전달하는 모든 건설기계에 적용될 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 건설기계는 유압 펌프(800), 전자 동력부(200), 유압 라인(610), 오일 탱크(850), 메인 컨트롤 밸브(main control valve, MCV)(500), 바이패스 컷 밸브(bypass cut valve)(400), 파일럿 컷 오프 레버(300), 및 컨트롤러(700)를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 건설기계는 각종 작업 장치와 주행 장치를 더 포함할 수 있다. 그리고 건설기계는 각종 작업 장치(170)와 주행 장치(160)를 작업자가 조작할 수 있도록 운전실 내에 설치된 조이스틱, 조작 레버, 및 패달(pedal) 등의 조작 장치를 포함할 수 있다. 그리고 파일럿 컷 오프 레버(300)는 조작 장치의 한 종류일 수 있다.
전자 동력부(200)는 배터리 및 전기모터를 포함하여 동력을 발생시킨다. 전자 동력부(200)는 유압 펌프(800)에 회전 동력을 공급한다.
유압 펌프(800)는 전자 동력부(200)가 발생시킨 동력으로 동작하며 작동유를 토출한다. 유압 펌프(800)에서 토출된 작동유는 유압 라인(610)을 통해 주행에 이용되는 주행 모터를 포함하는 주행 장치(160)와, 상부 선회체 스윙(swing)에 사용되는 스윙 모터(180), 그리고 각종 작업 장치(170)에 이용되는 붐 실린더, 암 실린더, 버킷 실린더, 및 옵션 실린더 등의 구동 장치들에 공급된다. 그리고 이러한 구동 장치들은 유압 펌프(800)로부터 공급되는 작동유에 의해 구동된다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 유압 펌프(800)는 사판각의 각도를 측정할 수 있는 각도 센서(미도시)를 내장할 수 있으며, 컨트롤러(700)가 발생시킨 전기 신호에 의하여 전자식으로 제어될 수 있다. 이때, 각도 센서가 측정한 정보는 컨트롤러(700)에 전달된다. 따라서 컨트롤러(700)는 각도 센서가 전달한 정보에 기초하여 유압 펌프(800)의 사판각을 강제로 조절할 수 있다. 즉, 유압 펌프(800)는 컨트롤러(700)가 발생시킨 전기 신호만으로 강제 구동될 수 있다.
유압 라인(610)은 유압 펌프(800)가 토출한 작동유를 이동시키며, 전술한 바와 같이, 유압 펌프(800)에서 토출된 작동유를 주행 장치(160), 스윙 모터(160), 붐 실린더, 암 실린더, 버킷 실린더, 및 옵션 실린더 등의 각종 작업 장치들(170)에 공급한다.
오일 탱크(850)는 유압 펌프(800)가 토출할 작동유를 공급한다. 그리고 오일 탱크(850)는 유압 펌프(800)에서 토출되어 유압 라인(610)을 따라 이동한 작동유를 회수한다.
가열 장치(860)는 오일 탱크(850)에 저장된 작동유를 가열하여 승온시킨다. 일례로, 가열 장치(860)는 오일 탱크(850)의 내부에 설치된 전기 열선일 수 있다.
메인 컨트롤 밸브(main control valve, MCV)(500)는 유압 라인(610) 상에 설치되어 유압을 필요로 하는 주행 장치(160), 스윙 모터(180), 또는 각종 작업 장치(170) 중 하나 이상으로 작동유의 공급을 제어한다. 즉, 메인 컨트롤 밸브(500)는 유압 펌프(800)가 토출한 작동유를 각종 작업 장치(170), 스윙 모터(180), 및 주행 장치(160)에 분배하고, 작동유의 공급을 제어한다.
구체적으로, 메인 컨트롤 밸브(500)는 복수 개의 제어 스풀들(510)을 포함한다. 그리고 각각의 제어 스풀들(510)은 주행 장치(160)와 스윙 모터(180) 그리고 붐 실린더, 암 실린더, 버킷 실린더, 및 옵션 실린더 등의 구동 장치들(170)에 대한 작동유의 공급을 제어한다.
또한, 메인 컨트롤 밸브(500)는 제어 스풀(510)의 양 단에 각각 연결되어 조작 장치의 파일럿 신호를 전달받아 제어 스풀(510)을 스트로크(stroke)시키는 스풀 캡(미도시)을 더 포함할 수 있다. 일례로, 스풀 캡에는 전자 비례 감압 밸브(electronic proportional pressure reducing valve, EPPRV)가 설치될 수 있으며, 전자 비례 감압 밸브의 개폐 정도에 따라 작동유의 압력으로 전달되는 파일럿 신호가 제어 스풀(510)에 가하는 압력이 달라지고, 제어 스풀(510)은 파일럿 신호가 가하는 압력에 의해 양 방향으로 움직이게 된다.
바이패스 컷 밸브(400)는 메인 컨트롤 밸브(500) 보다 하류의 유압 라인(610) 상에 설치되어 유압 라인(610)을 개폐 가능하게 설치된다.
바이패스 컷 밸브(400)가 닫힘 상태로 절환시 유압 펌프(800)에서 토출된 작동유가 유압 라인(610)을 따라 이동하여 오일 탱크(850)로 귀환되는 것을 차단한다. 구체적으로 실시예에 따른 건설기계는 전자식으로 제어될 수 있는 유압 펌프(800)를 포함하므로 바이패스 컷 밸브(400)가 닫힘 상태일 때 작동유가 귀환 되는 것을 차단하고 유로는 일정 압력 45bar 수준을 유지하며 작동유는 순환되지 않는다. 바이패스 컷 밸브(400)가 열림 상태로 절환시 유압 펌프(800)에서 토출된 작동유가 오일 탱크(850)로 귀환할 수 있게 된다.
즉, 바이패스 컷 밸브(400)가 닫힘 상태일 경우에는 유압 펌프(800)가 동작하더라도 유압 라인(610)을 따라 이동하는 작동유의 유량이 증가할 수 없게 된다.
파일럿 컷 오프 레버(300)는 건설기계의 운전석 내부에 설치되며, 서로 연결되는 레버 및 스탠드를 포함하는 것으로 전원을 인가 받아 건설기계의 작업 가능 여부를 제어한다. 예를 들면 파일럿 컷 오프 레버(300)는 제1 상태(온 상태)에 있는 경우 건설기계가 작업이 가능하지 않은 상태로 제어하고, 제2 상태(오프 상태)에 있는 경우 건설기계가 작업이 가능한 상태로 제어할 수 있다. 제1 상태는 레버가 지면과 수직인 상태일 수 있다. 제2 상태는 지면과 수평인 상태일 수 있다. 파일럿 컷 오프 레버(300)가 제1 상태에 있는 경우 파일럿 컷 오프 신호가 입력될 수 있고, 파일럿 컷 오프 레버(300)가 제2 상태에 있는 경우에는 파일럿 컷 오프 신호가 입력되지 않을 수 있다.
컨트롤러(700)는 전자 동력부(200)와 메인 컨트롤 밸브(500), 유압 펌프(800) 등 건설기계의 여러 구성들을 제어한다. 그리고 컨트롤러(700)는 전자 동력부 제어 장치(710) 및 차량 제어 장치(720) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에서, 컨트롤러(700)는 전자 동력부(200)의 구동 출력을 증가시키고 상기 바이패스 컷 밸브(400)를 개방시키는 워밍업 모드 동작을 수행시킬 수 있다.
도 2는 실시예에 따른 전자 동력부의 블록도이다.
실시예에 따른 전자 동력부(200)는 배터리(210), 인버터(230), 전기모터(250)를 포함한다.
배터리(210)는 충전을 통해 재사용이 가능한 2차 전지로 만들어 진다. 2차 전지의 종류로는 니켈수소전지. 리튬이온전지, 리튬폴리머전지 등이 있다. 2차 전지는 크게 양극, 음극, 전해질, 분리막으로 구성되고, 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 과정에서 방전이 일어난다. 이러한 2차 전지는 0 ℃ 이하 저온상태에서 배터리(210)의 화학 반응이 느려져서 배터리(210)의 출력 특성과 SOC가 저하된다.
예를 들면 리튬이온전지의 경우 양극과 음극 사이의 전해질을 통해 리튬 이온이 이동하는 전기적 흐름에 의해 전기가 발생하는데, 온도가 낮을 수록 리튬이온의 이동 속도가 떨어진다. 이렇게 되면 리튬이온전지의 내부저항이 증가해서 배터리(210)의 전압이 낮아진다. 또한 0 ℃ 이하의 저온상태에서는 액체 전해질이 얼 수 있다.
인버터(230)는 배터리(210)의 직류전압을 전기모터 구동에 필요한 3상 교류전압으로 변환하며, 전기모터(250)의 토크를 제어한다.
전기모터(250)는 유압펌프(800)와 연결되어 유압펌프(800)에 동력을 전달한다. 구체적으로 전기모터(250)는 인버터(230)로부터 교류전압을 인가받아 회전력을 일으킨다. 그리고 유압펌프(800)는 전기모터(250)로부터 회전력을 받아 작동유의 유압을 생성한다.
컨트롤러(700)는 센서(100)로부터 수신한 배터리(210)의 온도 또는 작동유의 온도에 기초하여 건설기계를 워밍업 모드로 동작시킬 수 있다. 컨트롤러(700)는 워밍업 모드 동작에서 전자 동력부(200)의 출력을 증가시키도록 전자 동력부(200)의 출력을 증가시킬 수 있다.
도 3은 컨트롤러의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
컨트롤러(700)는 배터리(210)의 온도, 작동유의 온도, 및 파일럿 컷 오프 레버의 파일럿 컷 오프 신호에 기초하여 건설기계를 워밍업 모드, 또는 노멀 모드로 운용할 수 있다. 워밍업 모드란 저온 상태에서 건설기계의 출력이 저하되는 것을 방지하기 위한 건설기계의 운전 모드이다. 컨트롤러(700)는 전자 동력부(200)의 출력을 증가시키고 바이패스 컷 밸브(400)가 개방되도록 제어할 수 있다.
먼저, 건설기계에 시동이 걸리면 컨트롤러(700)는 배터리(210)의 온도를 체크한다(S100). 컨트롤러(700)는 배터리(210)의 온도가 제1 기준값(Bth)보다 작은지 여부를 판단한다. 제1 기준값(Bth)는 섭씨 0도일 수 있다. 컨트롤러(700)는 배터리(210)의 온도가 제1 기준값(Bth)보다 작은 것으로 판단된 경우 전자 동력부(200)를 배터리(210) 출력제한 모드로 운용한다(S300). 컨트롤러(700)는 배터리(210)의 온도가 제1 기준값(Bth)보다 크거나 같은 것으로 판단된 경우, 작동유의 온도가 제2 기준값(Oth)보다 큰지 여부를 판단한다(S200).
컨트롤러(700)는 작동유의 온도를 체크할 수 있다. 컨트롤러(700)는 작동유의 온도가 제2 기준값(Oth)보다 큰지 여부를 판단한다. 제2 기준값(Oth)은 섭씨 40도일 수 있다. 작동유는 온도에 따라 점도가 달라지는데, 섭씨 40도 이하의 경우 작동유의 점도가 높아서 구동 장치의 응답성에 문제가 발생할 수 있다. 즉, 유압 펌프가 토출하는 작동유의 양이 같더라도 작동유 온도에 따른 점도 특성차이 때문에, 구동 장치의 응답성에 편차가 발생하고, 헌팅 문제를 유발할 수 있다. 컨트롤러(700)는 작동유의 온도가 제2 기준값(Oth)보다 작거나 같은 것으로 판단된 경우 전자 동력부(200)를 배터리 출력제한 모드로 운용한다(S200). 컨트롤러(700)는 배터리(210)의 온도가 제1 기준값(Bth)보다 크거나 같은 것으로 판단된 경우, 작동유의 온도가 제2 기준값(Oth)보다 큰지 여부를 판단한다(S200).
한편, 컨트롤러(700)는 작동유의 온도가 제2 기준값(Oth)보다 작거나 같은 것으로 판단된 경우 가열 장치(860)를 추가로 가동하여 워밍업 모드를 운용할 수 있다. 가열 장치(860)는 오일 탱크(850)의 내부에 설치된 전기 열선일 수 있으며, 컨트롤러는 가열 장치(860)를 가동하여 오일 탱크(850)에 저장된 작동유를 가열하여 승온시킬 수 있다.
배터리 출력제한 모드(S300)에서 컨트롤러(700)는 배터리(210)의 온도 및 작동유의 온도에 기반하여 배터리(210) 출력을 제한하여 전기모터(250)의 출력을 제어할 수 있다. 구체적으로 컨트롤러(700)는 제1 기준값(Bth)보다 낮은 상태의 배터리(210) 온도를 높이기 위해서 배터리(210)의 방전량을 높일 수 있다. 배터리(210)는 수십 mΩ의 내부 저항을 갖는데, 방전을 개시하면 줄의 법칙에 따라 방전율(C-rate)의 제곱에 비례하여 자체 발열이 일어난다. 따라서 배터리(210)의 온도를 높일 수 있다. 컨트롤러(700)는 배터리(210)의 온도 조건에 따라 배터리(210)의 출력을 변경할 수 있다. 예를 들면 컨트롤러(700)는 아래 [표 1]과 같이 배터리(210)의 온도 조건에 배터리(210)의 최대 방전율(Max. C-rate)을 가변할 수 있다. 배터리(210) 온도별 배터리(210) 출력량 상한치는 룩업(lookup) 테이블로 작성되어 배터리 관리 시스템(BMS) 내부 로직에 포함될 수 있다.
배터리 온도 (℃) 최대 방전율 (C)
-30 ~ -20 0.2
-20 ~ -5 0.3
-5 이상 0.4
컨트롤러(700)는 배터리(210)에 저장된 전하를 외부의 부하로 방전하여 배터리(210)를 방전시킬 수 있다. 컨트롤러(700)는 배터리(210)로부터 전기 에너지를 공급받는 전기모터(250)의 토크, 또는 전기모터(250)의 rpm을 높여서 배터리(210)의 방전량을 높일 수 있다. 또한, 전기모터(250)의 토크, 또는 전기모터(250)의 rpm이 높아지면 전기모터(250)로부터 회전력을 받는 유압펌프(800)가 생성하는 작동유의 유압은 커지게 된다. 작동유의 유압이 커지면 유압 라인 내에서 작동유의 순환이 빠르게 되고, 유압 라인 내의 마찰로 인해서 작동유의 온도가 온도가 상승하게 된다. 이때 컨트롤러(700)는 전자 동력부(200)의 출력을 증가시키고 바이패스 컷 밸브(400)를 개방시키도록 제어할 수 있다.
다음으로 컨트롤러(700)는 파일럿 컷 오프 레버(300)의 파일럿 컷 오프 신호가 입력되는지 여부를 판단한다(S400). 파일럿 컷 오프 레버(300)는 일반적으로 운전석 내부에 설치되며, 건설기계의 작업 가능 여부를 제어하는 것으로, 파일럿 컷 오프 레버(300)가 제1 상태(온 상태)인 경우에는 파일럿 컷 오프 신호가 입력되고, 파일럿 컷 오프 레버(300)가 제2 상태(오프 상태)인 경우에는 파일럿 컷 오프 신호가 입력되지 않을 수 있다. 파일럿 컷 오프 신호가 컨트롤러(700)로 입력되는 경우 파일럿 컷 오프 레버(300)는 제1 상태(온 상태)이므로 건설기계의 작업이 가능하지 않은 상태라고 할 수 있다. 파일럿 컷 오프 레버(300)가 제1 상태(온 상태)인 경우에는 유압 펌프(800)가 생성하는 유압이 높아지더라도, 건설기계의 주행 장치(160), 스윙 모터(160), 붐 실린더, 암 실린더, 버킷 실린더, 및 옵션 실린더 등의 각종 작업 장치들(170)이 동작하지 않으므로 안전이 담보된다.
컨트롤러(700)는 배터리 출력제한 모드(S300)에서 파일럿 컷 오프 신호(S400)가 확인되면 건설기계를 워밍업 모드로 운용한다.
컨트롤러(700)는 파일럿 컷 오프 신호가 입력되지 않는 경우 파일럿 컷 오프 레버(300)가 건설기계가 작업이 가능한 제2 상태(오프 상태)로 판단하여, 건설기계가 알람을 발생하도록 제어한다(S500). 예를 들면 컨트롤러(700)는 건설장비의 계기판을 통해서 운전자에게 파일럿 컷 오프 레버(300)를 제1 상태(온 상태)로 조작하라는 알람을 발생시킬 수 있다. 또한 컨트롤러(700)는 부저 경고음이나, 음성을 통해서 운전자에게 파일럿 컷 오프 레버(300)를 제1 상태(온 상태)로 조작하라는 알람을 발생시킬 수 있다.
컨트롤러(700)는 워밍업 모드에서 배터리(210)의 온도를 체크할 수 있다(S100). 컨트롤러(700)는 이후 동작에서 배터리(210)의 온도, 작동유의 온도, 및 파일럿 컷 오프 신호에 기초하여 건설기계를 노멀 모드로 전환하여 운용하거나, 또는 노멀 모드를 유지 수 있다.
이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 청구범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 센서
160: 주행 장치
170: 각종 작업 장치
180: 스윙 모터
200: 전자 동력부
210: 배터리
230: 인버터
250: 전기모터
300: 파일럿 컷 오프 레버
400: 바이패스 컷 밸브
500: 메인 컨트롤 밸브
510: 제어 스풀
610: 유압 라인
700: 컨트롤러
710: 전자 동력부 제어 장치
720: 차량 제어 장치
800: 유압 펌프
850: 오일 탱크
860: 가열 장치

Claims (14)

  1. 배터리 및 전기모터를 포함하는 전자 동력부;
    상기 전자 동력부에 의해 구동되며, 작동유를 토출하는 유압펌프;
    상기 유압 펌프가 토출한 작동유가 이동하는 유압 라인;
    상기 유압 라인 상에 설치되어 작동유를 필요로 하는 주행 장치 또는 각종 작업 장치 중 하나 이상으로 상기 작동유의 공급을 제어하는 메인 컨트롤 밸브;
    상기 메인 컨트롤 밸브 보다 하류의 상기 유압 라인 상에 설치되어 상기 유압 라인을 개폐하는 바이패스 컷 밸브; 및
    상기 전자 동력부의 출력을 증가시키고 상기 바이패스 컷 밸브를 개방하는 워밍업 모드 동작을 수행하는 컨트롤러; 를 포함하는 건설기계.
  2. 제1항에 있어서
    상기 컨트롤러는 상기 배터리 온도가 제1 기준값보다 작은 경우, 상기 워밍업 모드 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 건설기계.
  3. 제2항에 있어서
    상기 워밍업 모드 동작에서 상기 컨트롤러는 상기 배터리의 온도 조건에 따라 상기 배터리의 방전율을 변경하여 상기 배터리를 제어하는 것을 특징으로 하는 건설기계.
  4. 제1항에 있어서
    상기 컨트롤러는 상기 작동유 온도가 제2 기준값보다 작거나 같은 경우, 상기 워밍업 모드 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 건설기계.
  5. 제4항에 있어서
    상기 컨트롤러는 상기 작동유 온도가 제2 기준값보다 작거나 같은 경우, 상기 워밍업 모드 동작시 가열 장치를 추가로 가동하는 것을 특징으로 하는 건설기계.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 파일럿 컷 오프 레버의 파일럿 컷 오프 신호가 입력되면 상기 워밍업 모드 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 건설기계.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 파일럿 컷 오프 신호가 입력되지 않으면, 상기 건설기계가 알람을 발생하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 건설기계.
  8. 배터리 및 전기모터를 포함하는 전자 동력부; 상기 전자 동력부에 의해 구동되며, 작동유를 토출하는 유압펌프; 상기 유압 펌프가 토출한 작동유가 이동하는 유압 라인; 상기 유압 라인 상에 설치되어 작동유를 필요로 하는 주행 장치 또는 각종 작업 장치 중 하나 이상으로 상기 작동유의 공급을 제어하는 메인 컨트롤 밸브; 상기 메인 컨트롤 밸브 보다 하류의 상기 유압 라인 상에 설치되어 상기 유압 라인을 개폐하는 바이패스 컷 밸브; 및 상기 유압 펌프에 공급할 작동유를 저장하고, 상기 유압 펌프에서 토출되어 상기 유압 라인을 따라 이동한 작동유를 회수하는 오일 탱크를 포함하는 건설기계의 제어 방법에 있어서,
    상기 전자 동력부의 출력을 증가시키고 상기 바이패스 컷 밸브를 개방하는 워밍업 모드로 동작하는 단계를 포함하는, 건설기계의 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 워밍업 모드로 동작하는 단계는,
    상기 배터리 온도가 제1 기준값보다 작은 경우, 상기 워밍업 모드로 동작하는 단계를 포함하는, 건설기계의 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서
    상기 워밍업 모드로 동작하는 단계는,
    상기 배터리의 온도 조건에 따라 상기 배터리의 방전율을 변경되도록 상기 배터리를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 건설기계의 제어 방법.
  11. 제8항에 있어서
    상기 워밍업 모드로 동작하는 단계는,
    상기 작동유 온도가 제2 기준값보다 작거나 같은 경우, 상기 워밍업 모드로 동작하는 단계를 포함하는, 건설기계의 제어 방법.
  12. 제8항에 있어서
    상기 워밍업 모드로 동작하는 단계는,
    상기 작동유 온도가 제2 기준값보다 작거나 같은 경우, 상기 워밍업 모드로 동작 시 가열장치를 추가로 가동하는 것을 포함하는, 건설기계의 제어 방법.

  13. 제8항에 있어서
    상기 워밍업 모드로 동작하는 단계는,
    파일럿 컷 오프 레버의 파일럿 컷 오프 신호가 입력되면 상기 워밍업 모드로 동작하는 단계를 포함하는, 건설기계의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서
    상기 워밍업 모드로 동작하는 단계는,
    상기 파일럿 컷 오프 신호가 입력되지 않으면, 알람을 발생하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 건설기계의 제어 방법.
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