KR20230069277A - 건설기계의 fnr 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

건설기계의 fnr 제어장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230069277A
KR20230069277A KR1020210154557A KR20210154557A KR20230069277A KR 20230069277 A KR20230069277 A KR 20230069277A KR 1020210154557 A KR1020210154557 A KR 1020210154557A KR 20210154557 A KR20210154557 A KR 20210154557A KR 20230069277 A KR20230069277 A KR 20230069277A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fnr
state
construction machine
accelerator pedal
signal
Prior art date
Application number
KR1020210154557A
Other languages
English (en)
Inventor
박준홍
Original Assignee
에이치디현대인프라코어 주식회사
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 에이치디현대인프라코어 주식회사 filed Critical 에이치디현대인프라코어 주식회사
Priority to KR1020210154557A priority Critical patent/KR20230069277A/ko
Publication of KR20230069277A publication Critical patent/KR20230069277A/ko

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/2004Control mechanisms, e.g. control levers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K26/00Arrangements or mounting of propulsion unit control devices in vehicles
    • B60K26/02Arrangements or mounting of propulsion unit control devices in vehicles of initiating means or elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/21Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
    • B60K35/22Display screens
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18Propelling the vehicle
    • B60W30/18009Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/18036Reversing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • B60W40/105Speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/14Means for informing the driver, warning the driver or prompting a driver intervention
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/2025Particular purposes of control systems not otherwise provided for
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05GCONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/14Means for informing the driver, warning the driver or prompting a driver intervention
    • B60W2050/146Display means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10Longitudinal speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/10Accelerator pedal position
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/40Special vehicles
    • B60Y2200/41Construction vehicles, e.g. graders, excavators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 FNR 제어장치는, 엔진의 구동력을 휠로 전달하는 건설기계의 FNR 제어장치에 있어서, 상기 엔진에 의해 구동되어 제1 방향 또는 제2 방향 중 어느 한 방향으로 작동 유압을 토출하는 주행 펌프; 상기 주행펌프의 토출 방향을 제어하는 방향 전환 밸브; 상기 주행펌프의 토출 방향에 따라 회전 방향이 결정되는 주행모터; 상기 건설기계의 주행 방향을 전진방향, 후진방향 및 중립 중 어느 하나로 선택되는 FNR 조작 신호를 출력하는 FNR 조작 레버; 및 상기 건설기계의 주행 속도, 상기 건설기계의 액셀 페달의 조작량 및 상기 FNR 조작 신호를 이용하여 상기 방향 전환 밸브를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

건설기계의 FNR 제어장치 및 그 방법{FNR control device and method for construction machinery}
본 발명은, 건설기계의 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 상세하게는 건설기계의 FNR 전환 시 발생되는 충격을 최소화하고, 정밀한 주행 제어가 가능한 건설기계의 FNR 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.
휠 타입 건설기계의 방향전환은 FNR 조작 레버의 조작에 의해 이루어진다. 작업자는 FNR 조작 레버의 조작은 통해 전진(forward), 후진(reverse) 및 중립(neutral) 중 어느 하나의 FNR 상태를 선택할 수 있다.
그런데 현재 주행방향과 상이한 FNR 조작 신호가 입력된 경우, 입력된 신호에 따라 FNR 상태를 변경하면, 주행 펌프 및 주행 모터의 급작스러운 방향 전환에 따라 구동계통에 충격이 발생할 수 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 건설기계의 FNR 전환 시 발생되는 충격을 최소화하고, 정밀한 주행 제어가 가능한 건설기계의 FNR 제어장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 FNR 제어장치는, 엔진의 구동력을 휠로 전달하는 건설기계의 FNR 제어장치에 있어서, 상기 엔진에 의해 구동되어 제1 방향 또는 제2 방향 중 어느 한 방향으로 작동 유압을 토출하는 주행 펌프; 상기 주행펌프의 토출 방향을 제어하는 방향 전환 밸브; 상기 주행펌프의 토출 방향에 따라 회전 방향이 결정되는 주행모터; 상기 건설기계의 주행 방향을 전진방향, 후진방향 및 중립 중 어느 하나로 선택되는 FNR 조작 신호를 출력하는 FNR 조작 레버; 및 상기 건설기계의 주행 속도, 상기 건설기계의 액셀 페달의 조작량 및 상기 FNR 조작 신호를 이용하여 상기 방향 전환 밸브를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 건설기계의 현재의 FNR 상태를 판단하고, 상기 현재의 FNR 상태와 상기 FNR 조작 신호가 상이한 경우, 상기 건설기계의 주행속도 및 상기 건설기계의 액셀 페달의 조작량을 감지하여 상기 현재의 FNR 상태를 상기 FNR 조작 신호에 따라 변경하고, 변경된 FNR 상태에 따라 상기 방향 전환 밸브를 제어할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 건설기계의 주행 속도가 기 설정된 속도 보다 작고, 상기 액셀 페달의 조작량이 기 설정된 조작량보다 작은 경우, 상기 현재의 FNR 상태를 상기 FNR 조작 신호에 따라 변경할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 현재의 FNR 상태가 상기 FNR 조작 신호에 따라 변경되면, 상기 액셀 페달의 조작량 발생 여부를 감지하여 상기 방향 전환 밸브를 제어하기 위한 신호를 출력할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 액셀 페달의 조작량을 대응되는 전류값으로 변환하고, 변환된 상기 전류값을 통해 상기 액셀 페달의 조작량 발생 여부를 감지할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는 상기 변경된 FNR 상태가 중립(neutral) 상태이고 상기 액셀 페달의 조작량이 발생되지 않은 경우, 상기 방향 전환 밸브를 중립으로 제어할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는 상기 변경된 FNR 상태가 전진(forward) 상태이고 상기 액셀 페달의 조작량이 발생되는 경우, 상기 방향 전환 밸브를 전진 방향으로 절환할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는 상기 변경된 FNR 상태가 후진(reverse) 상태이고 상기 액셀 페달의 조작량이 발생되는 경우, 상기 방향 전환 밸브를 후진 방향으로 절환할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는 상기 액셀 페달의 조작량이 발생되지 않는 경우, 상기 방향 전환 밸브를 각각 중립으로 제어할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는 상기 변경된 FNR 상태를 표시하는 디스플레이를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 주행펌프의 일측에 구비되어 파일럿 유압을 공급하는 보조펌프를 포함하고, 상기 파일럿 유압은 상기 방향전환밸브 및 상기 주행모터로 공급될 수 있다.바람직하게는, 상기 보조펌프와 상기 방향 전환 솔밸브 사이의 메인 파일롯 유로에 배치되어, 상기 제어부에 의해 개도량이 제어되는 전자비례감압밸브를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 FNR 제어방법은, 엔진의 구동력을 휠로 전달하는 건설기계의 FNR 제어방법에 있어서, 작업자의 조작에 의해 FNR 조작 신호가 입력되면 상기 건설계의 현재의 FNR 상태를 감지하는 동작; 입력되는 상기 FNR 신호가 감지되는 상기 현재의 FNR 상태와 상이한 경우, 상기 건설기계의 주행속도 및 상기 건설기계의 액셀 페달의 조작량을 감지하여, 상기 현재의 FNR 상태를 상기 FNR 조작 신호에 따라 변경하는 동작; 및 상기 현재의 FNR 상태가 상기 FNR 조작 신호에 따라 변경되면, 상기 액셀 페달의 조작량 발생 여부를 감지하여, 상기 방향 전환 밸브를 제어하기 위한 신호를 출력하는 동작을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 현재의 FNR 상태를 상기 FNR 조작 신호에 따라 변경하는 동작은, 상기 건설기계의 주행속도가 기 설정된 속도보다 작고, 상기 액셀 페달의 조작량이 기 설정된 조작량보다 작은 경우에 수행될 수 있다.
바람직하게는, 상기 현재의 FNR 상태가 상기 FNR 조작 신호에 따라 변경되는 경우, 변경된 FNR 상태를 디스플레이에 표시하는 동작을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 방향 전환 밸브를 제어하기 위한 신호를 출력하는 동작은, 상기 변경된 FNR 상태가 중립(neutral) 상태이고 상기 액셀 페달의 조작량이 발생되지 않은 경우 전진 절환 신호 및 후진 절환 신호를 모두 오프(off)로 출력하고, 상기 변경된 FNR 상태가 전진(forward) 상태이고 상기 액셀 페달의 조작량이 발생되는 경우 상기 전진 절환 신호를 온(on)으로 출력하고, 상기 변경된 FNR 상태가 후진(reverse) 상태이고 상기 액셀 페달의 조작량이 발생되는 경우 상기 후진 절환 신호를 온(on)으로 출력할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 FNR 제어장치에 따르면, 현재의 FNR 상태와 상이한 FNR 조작 신호가 입력되는 경우, 현재 주행속도를 확인하여 FNR 전환 충격이 최소화되도록 할 수 있고, 액셀 페달의 조작량을 통해 작업자의 FNR 전환의도를 확인하여 정밀한 주행제어가 가능하다.
또한, 본 발명에서는 FNR 전환 충격이 최소화될 수 있는 상태에서 디스플레이를 통해 변경된 FNR 상태를 작업자에 알려줌으로써, 작업자의 FNR 전환 의도를 재차 확인하여 주행제어 정밀도를 더욱 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 FNR 제어장치의 유압 회로도.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 FNR 제어장치의 구성요소들 사이의 관계를 도시하는 블록도.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 FNR 제어방법을 나타내는 순서도.
이하에서는 설명의 편의를 위해 본 발명의 일부 실시 예를 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결' 또는 '결합'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 '연결' 또는 '결합'될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 본 발명의 일부 실시 예를 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결' 또는 '결합'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 '연결' 또는 '결합'될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는 본 발명의 유압 시스템이 적용되는 건설기계의 일예로 휠 타입 굴삭기를 들어 설명하나, 주행과 작업이 동시에 수행되는 도저, 로더, 지게차등 건설현장에서 사용되는 다양한 건설기계들을 모두 포함하는 개념임은 자명하다.
본 발명은 휠굴삭기와 같은 건설기계에 적용되는 폐회로 유압식 동력 전달 장치(Closed Loop Hydro Static Transmission)에 있어서, 작업기의 구동 시 필요에 따라 엔진의 고 RPM이 사용되는 경우에도, 액셀 페달(105)의 조작량에 따라 주행펌프의 경전각을 제어함으로써 주행펌프의 용적을 적절히 제어하기 위한 것이다.
이하 본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 주행펌프 제어장치를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 FNR 제어장치의 유압 회로도이고, 도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 FNR 제어장치의 구성요소들 사이의 관계를 도시하는 블록도이다.
본 발명에서 제안하는 건설기계는, 가변식 사판을 이용한 주행펌프(110)와 주행펌프(110)로부터 토출되는 작동유를 이용해 회전되는 고정식 사판을 이용한 주행모터(170)를 포함하여, 엔진(1)에 의해 발생되는 동력을 휠까지 전달하도록 구성될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 FNR 제어장치는, 주행펌프(110), 방향전환밸브(140), 주행모터(170), FNR 조작레버(101), 및 제어부(190)를 포함할 수 있다.
주행펌프(110)는 엔진(1)에 의해 구동 되어 작동 유압이 토출되도록 구비될 수 있다. 주행펌프(110)는 경전 방향이 제1 방향(예컨대, 정방향 또는 (+)의 방향) 또는 제2 방향(예컨대, 역방향 또는 (-)의 방향)으로 가변될 수 있는, 가변식 사판을 이용한 양경전 방식의 유압펌프를 포함할 수 있다.
이하에서 제1 방향은 주행모터(170)의 회전 방향이 전진 방향이 되도록 하는 주행펌프(110)의 작동 유압의 토출 방향 및/또는 후술하는 주행펌프(110)의 방향전환밸브(140)가 절환되는 방향을 의미할 수 있다. 또한, 제2 방향은 주행모터(170)의 회전 방향이 후진 방향이 되도록 하는 주행펌프(110)의 작동 유압의 토출 방향 및/또는 주행펌프(110)의 방향전환밸브(140)가 절환되는 방향을 의미할 수 있다. 이하에서 제1 방향은 전진 방향과 혼용될 수 있고, 제2 방향은 후진 방향과 혼용될 수 있다.
주행펌프(110)는 방향전환밸브(140)에 의해 사판의 경전방향이 제1 방향 또는 제2 방향으로 변경될 수 있다. 방향전환밸브(140)가 작업자의 FNR 조작 레버(101)의 조작에 따른 방향 전환 신호에 따라 제1 방향 또는 제2 방향으로 절환되면, 파일롯 유압이 방향전환 피스톤(145)에 공급됨으로써 주행펌프(110)의 사판의 경전방향이 변경될 수 있다. 이하에서 FNR 조작 레버(101)의 조작에 따른 '방향 전환 신호'는 'FNR 전환 신호'와 혼용될 수 있다.
일 실시예에서, 전진 신호에 따라 방향전환밸브(140)가 제1 방향으로 절환되면, 파일롯 유압이 방향전환 피스톤(145)에 공급되어 피스톤의 이동에 따라 사판의 경전방향이 제1 방향으로 변경될 수 있다. 주행펌프(110)로부터 제1 방향으로 토출되는 작동 유압은 제1 작동 유체 공급 유로(151)를 통해 주행모터(170)로 공급되어 주행모터(170)의 회전방향은 전진방향이 될 수 있다.
일 실시예에서 후진 신호에 따라 방향전환밸브(140)가 제2 방향으로 절환되면, 파일롯 유압이 방향전환 피스톤(145)에 공급되고 피스톤의 이동에 따라 사판의 경전방향이 제2 방향으로 변경될 수 있다. 주행펌프(110)로부터 제2 방향으로 토출되는 작동 유압은 제2 작동 유체 공급 유로(152)를 통해 주행모터(170)로 공급되어 주행모터(170)의 회전방향은 후진방향이 될 수 있다.
주행펌프(110)는 엔진(1)에 의해 구동되는데, 엔진(1)의 회전속도가 높아질수록 사판의 경전각이 커짐으로써 주행펌프(110)의 용적이 증가하고, 반대로 주행모터(170)의 사판의 경전각은 작아져서 주행모터(170)의 용적은 감소하여 회전속도가 빨라지게 된다.
보조펌프(120)는 주행펌프(110)의 일측에 구비되고, 엔진(1)에 의해 구동되어 파일롯 유압을 형성하도록 구비될 수 있다. 보조펌프(120)에서 형성되는 파일롯 유압은 메인 파일롯 유로(131)를 통해 방향전환밸브(140)로 공급될 수 있다. 방향전환 신호에 의해 방향전환밸브(140)가 제1 방향 또는 제2 방향으로 절환되면, 파일롯 유압이 방향전환 피스톤(145)에 공급되어 피스톤을 이동시킬 수 있다.
한편, 일반적으로 보조펌프(120)에서 공급되는 파일롯 유압은 엔진의 회전수(RPM)에 따라 달라지기 때문에, 액셀 페달(105)의 조작과는 무관하게 엔진 RPM이 높은 경우에는 파일롯 유압도 높아지게 되고 반대로 엔진 RPM이 낮은 경우에는 파일롯 유압도 낮아지게 된다.
일반적으로 휠 타입 건설기계에서 주행 펌프와 별도로 작업기에 동력을 전달하기 위한 작업기 펌프가 구비되고, 고부하 작업의 경우 작업기 펌프의 출력을 높이기 위해 엔진의 고 RPM이 요구되지만, 이렇게 엔진의 고 RPM 이 사용되면 주행 펌프의 경우는 주행 파일롯 압력이 높아져서 용적이 증가하게 되어 저속 주행을 하기가 어렵게 된다.
이에 따라 본 발명에서는 보조펌프(120)에서 공급되는 주행 파일롯 압력을 작업자의 액셀 페달(105)의 조작량에 따라 제어할 수 있는 비례제어감압밸브가 보조펌프(120)와 방향전환밸브(140) 사이의 메인 파일롯 유로(131)에 구비될 수 있다. 비례제어감압밸브를 이용한 파일롯 유압의 제어방법에 대한 자세한 설명은 후술한다.
방향전환밸브(140)는 제어부(190)의 절환 신호에 의해 제어됨으로써 방향전환 피스톤(145)으로 파일롯 유압을 공급할 수 있다. 방향전환밸브(140)는 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있고, 전진(forward) 절환 신호가 온(on)됨에 따라 전원이 인가되어 제1 방향(전진 방향)으로 절환됨으로써, 방향전환 피스톤(145)을 대응되는 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한 방향전환밸브(140)는 후진(reverse) 절환 신호가 온(on)됨에 따라 전원이 인가되어 제2 방향(후진 방향)으로 절환됨으로써 방향전환 피스톤(145)을 대응되는 방향으로 이동시킬 수 있다. 전진 절환 신호 및 후진 절환 신호가 모두 오프(off)되면 경우 솔레노이드 밸브는 전원인가가 해제되어 중립(neutral) 상태가 되며 이경우 파일롯 유압이 방향전환 피스톤(145)으로 공급되지 않는다.
메인 파일롯 유로(131)는 보조펌프(120)와 방향전환밸브(140) 사이에 형성되는 유로로써, 보조펌프(120)에서 형성되는 파일롯 유압을 방향전환밸브(140)로 공급할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면 메인 파일롯 유로(131)의 일측에서 제1 파일롯 유로(135)가 분기되어 형성될 수 있다. 따라서, 보조펌프(120)에서 공급되는 파일롯 유압은 방향전환밸브(140)로 공급될 뿐만 아니라, 주행모터(170)의 용적 제어를 위해 주행모터(170) 측으로 공급될 수도 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니고, 방향전환밸브(140)의 후단으로부터 형성되는 제2, 제3 파일롯 유로(미도시)를 통해 주행모터(170) 측으로 공급될 수도 있다.
주행모터(170)는 건설기계의 하부체에서 기어박스(미도시)에 연결되어 휠(미도시)로 구동력을 전달하도록 구비될 수 있다. 주행모터(170)는 주행펌프(110)에서 작동 유압이 토출되는 방향에 따라 회전방향이 결정될 수 있다. 일 실시예에서 방향전환밸브(140)가 제1 방향으로 절환되어 주행펌프(110)의 토출 방향이 제1 방향으로 변경되면, 작동 유압이 제1 작동 유체 공급 유로(151)를 통해 주행모터(170)로 공급되어 주행모터(170)의 회전방향은 전진 방향(FWD)이 될 수 있다. 또한, 방향전환밸브(140)가 제2 방향으로 절환되어 주행펌프(110)의 토출 방향이 제2 방향으로 변경되면, 작동 유압이 제2 작동 유체 공급 유로(152)를 통해 주행모터(170)로 공급되어 주행모터(170)의 회전방향은 후진 방향(REV)이 될 수 있다.
주행모터(170)는 주행모터(170) 밸브 및 용적제어 피스톤(185)을 포함할 수 있다. 주행모터(170) 밸브는 제1 파일럿 유로(135)와 연결되어 보조펌프(120)에서 형성되는 파일럿 유압이 공급될 수 있다. 주행모터(170) 밸브에 파일럿 유압이 인가되면, 주행펌프(110)로부터 공급되는 작동 유압이 용적제어 피스톤(185)의 대경실로 유입되어 사판의 경전 각도가 작아져서 주행모터(170)의 용적이 감소하게 된다.
전자비례감압밸브(이하 EPPR밸브)는 보조펌프(120)와 방향 전환 솔밸브 사이의 메인 파일롯 유로(131)에 배치될 수 있다. EPPR 밸브는 작업자의 액셀 페달(105)의 조작량(%)에 따라 제어부(190)에 의해 변환되어 출력되는 제어 전류에 의해 제어될 수 있다. EPPR 밸브는 액셀 페달(105)의 조작량이 최소(예컨대 0%)인 경우 방향 전환 솔밸브로 공급되는 파일롯 유압이 최소가 되도록 감압 제어될 수 있다. 이와 반대로 EPPR 밸브는 액셀 페달(105)의 조작량이 최대(예컨대 100%)인 경우 방향 전환 솔밸브로 공급되는 파일롯 유압이 최대가 되도록 감압 제어될 수 있다.
건설기계의 엔진이 고속회전하는 경우에는 보조펌프(120)에서 공급되는 파일롯 유압이 엔진 회전수에 따라 높은 압력으로 형성되는데, 본 발명에서는 방향전환 솔밸브의 전단의 메인 파일롯 유로(131)에 액셀 페달(105)의 조작량에 따라 개도량이 제어되는 EPPR 밸브를 배치함으로써 엔진의 고 RPM이 사용되는 경우라도 저속 주행이 가능할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 제어부(190)는 상술한 EPPR 밸브 및 방향전환밸브(140)를 제어할 수 있다. 이하에서 본 발명에서 제안하는 제어부(190)의 EPPR 밸브 및 방향전환밸브(140)를 위한 구체적인 제어방법에 대해 자세하게 설명한다.
먼저 본 발명에서 제어부(190)는 솔밸브에 인가된 절환 신호 또는 솔밸브의 절환 상태를 통해 건설기계의 FNR 상태를, 중립(neutral), 전진(forward) 및 후진(reverse) 중 하나로 판단할 수 있다. 제어부(190)는 건설기계의 시동 키가 온(on)되면 현재의 FNR 상태를 중립 상태로 판단할 수 있다. 제어부(190)는 후진 절환 신호가 오프(off)되고 전진 절환 신호가 온(on)되어 솔밸브가 전진 방향으로 절환된 경우, 현재의 FNR 상태를 전진 상태로 판단할 수 있다. 제어부(190)는 전진 절환 신호가 오프(off)되고 후진 절환 신호가 온(on)되어 솔밸브가 후진 방향으로 절환된 경우, 건설기계의 FNR 상태를 후진 상태로 판단할 수 있다. 또는 제어부(190)는 전진 절환 신호 및 후진 절환 신호가 모두 오프(off)된 경우 건설기계의 현재의 FNR 상태를 중립 상태로 판단할 수 있다.
제어부(190)는 다양한 센서를 통해 감지된 액셀 페달(105) 조작량을 입력받을 수 있다. 액셀 페달(105) 조작량은 작업자가 페달을 조작하지 않은 최초 상태(0%)로부터 조작에 따라 최대로 가압된 상태(100%) 사이에서, 최초 상태 대비 가압된 비율(%)로 입력될 수 있다.
제어부(190)는 가속 페달의 조작량에 따라 상기 전자비례감압밸브를 제어할 수 있다. 상기 가속 페달의 조작량이 작을수록 상기 파일럿 유압이 감압되는 방향으로 상기 전자비례감압밸브를 제어할 수 있다.
일실시예에서 제어부(190)는 크루즈 모드의 작동여부를 감지하고, 크루즈 모드가 온(ON)인 경우 상기 파일럿 유압이 최대가 되도록 상기 전자비례감압밸브를 고정되게 제어할 수 있다. 또한 본 발명에서는 작업자의 조작에 의해 FNR 조작 신호를 발생시키는 FNR 조작 레버(101)를 더 포함할 수 있고, 제어부(190)는 건설기계의 현재의 FNR 상태와 상기 FNR 조작 신호가 상이한 경우 상기 파일럿 유압이 최소가 되도록 상기 전자비례감압밸브를 제어할 수 있다.
일 실시예에서 전자비례감압밸브를 통해 상기 파일럿 유압을 제어함에 있어서, 제어부(190)는 상기 가속 페달의 조작량이 작을수록 감압되는 방향으로 결정되는 상기 파일럿 유압의 제1 값, 크루즈 모드의 작동 여부에 따라 결정되는 상기 파일럿 유압의 제2 값 또는 현재 주행 상태와 조작레버에 의한 신호가 상이한 경우에 결정되는 상기 파일럿 유압의 제3 값 중에서 상기 파일럿 유압이 가장 작게 되는 값을 갖도록 상기 전자비례감압밸브를 제어할 수도 있다.
예시적인 실시예에서 제어부(190)는 제어부(190)는 액셀 페달(105)의 조작량(%)이 입력되면 이를 전자비례감압밸브를 제어하기 위한 제어 전류로 변환하여 출력할 수 있다. 제어부(190)는 출력되는 제어 전류를 이용하여 후술하는 전자비례감압밸브의 개도량을 제어할 수 있다.
이때, 제어부(190)는 기본적으로 아래의 [표 1]과 같이 저장부(195)에 미리 저장된 테이블에 따라 액셀 페달(105)의 조작량을 제어 전류로 변환할 수 있다. 일 실시예에서 아래의 [표 1]의 제어 전류는 액셀 페달(105)의 조작량(%)이 최소(0%)인 경우 최대값(1500mA)을 갖고, 조작량이 최대(100%)인 경우 최소값(200mA)을 갖도록 엑셀 페달의 조작량에 역비례하도록 설정되었으나 이에 제한되는 것은 아니고, 반대로 액셀 페달(105)의 조작량에 정비례하도록 설정될 수도 있다. [표 1]과 같이 제어 전류가 조작량에 역비례하도록 설정되는 경우, 제어 전류의 최대값(1500mA)은 전후진 솔밸브로 공급되는 파일롯 유압을 최소 압력으로 제어하기 위한 전류값이고, 제어 전류의 최소값(200mA)은 전후진 솔밸브로 공급되는 파일롯 유압을 최대 압력으로 제어하기 위한 전류값일 수 있다.
Accelerator Pedal % Pump EPPR Valve Current (mA)
0 1500
10 1423
20 1300
30 1197
40 1097
50 998
60 920
70 842
80 761
90 674
100 200
다만, 다음의 경우에는 제어부(190)는 위 [표 1]에 해당하는 전류값과 아래의 고정값 중 높은 값으로 제어 전류를 출력할 수 있다.
제어부(190)는 앞차와의 거리에 따라 주행속도를 자동으로 제어하는 크루즈(cruise) 모드가 온(on)된 경우에는, 제어 전류를 최소값(200mA)으로 고정 출력하여, 주행펌프(110)의 출력이 최대로 유지될 수 있도록 할수 있다.
또한 제어부(190)는 건설기계의 현재의 FNR 상태와 작업자의 FNR 조작 레버(101)의 조작에 의해 입력된 FNR 조작 신호가 서로 상이한 경우 제어 전류를 최대값(1500mA)으로 고정 출력함으로써 주행속도를 최소로 감속할 수 있다. 예를 들어, 제어부(190)는 건설기계의 현재의 FNR 상태가 전진(forward)으로 판단되었는데 조작 레버에 의해 입력된 FNR 조작 신호가 전진 신호가 아닌 경우 제어 전류를 최대값(1500mA)으로 고정 출력할 수 있다. 제어부(190)는 건설기계의 현재의 FNR 상태가 후진(reverse)으로 판단되었는데 조작 레버에 의해 입력된 FNR 조작 신호가 후진이 아닌 경우에도 제어 전류를 최대값(1500mA)으로 고정 출력할 수 있다. 또한 제어부(190)는 건설기계의 현재의 FNR 상태가 중립(neutral)으로 판단되거나 또는 조작 레버에 의해 입력된 FNR 조작 신호가 중립인 경우에도 제어 전류를 최대값(1500mA)으로 고정 출력할 수 있다.
또한 제어부(190)는 제어 전류를 변경된 값으로 출력하는 경우에, 전류값이 상승되는 경우에는 일정한 기울기를 갖도록 출력할 수 있다. 예를 들어 제어부(190)는 전류값이 상승할 때에는 500mA/sec의 기울기를 갖도록 제어 전류를 출력할 수 있다. 제어부(190)는 [표 1]에 명시되지 않은 부분에 대해서는 선형 보간법을 이용하여 제어 전류를 판단할 수 있다.
일반적으로 휠 타입 건설기계에서, 주행과 작업을 동시에 수행하는 경우 고부하 작업을 위해 대유량이 필요한 경우 높은 엔진 속도가 필요한데, 엔진속도가 높아지면 주행펌프(110)의 용적이 증가되어 저속주행이 어렵게 된다. 이에 대해, 본 발명에서는 휠 타입 건설기계에서 주행과 작업을 동시에 수행하는 경우 작업기의 동작을 위해 대유량이 필요하여 엔진의 고속회전시에도 건설기계의 주행속도는 저속으로 유지할 수 있다.
또한 휠 타입 건설기계에서, 작업을 위해 엔진속도제어 다이얼과 같은 조작기를 통해 엔진속도를 높게 유지한 상태에서 FNR 조작 레버(101)를 전진 또는 후진 조작하여 방향 전환 솔밸브가 절환되는 경우, 높은 주행 파일롯 압력으로 인해 주행 펌프의 경전각이 급격히 증대되어 건설기계가 급출발하게 될 수 있다. 이에 대해 본원 발명에서는 엔진속도가 높게 유지된 상태라도 방향 전환 솔밸브에는 EPPR 밸브에 의해 앨셀 페달의 조작량에 따라 감압 제어된 파일롯 유압이 제공되기 때문에 건설기계가 건설기계가 급출발되는 위험성을 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 주행펌프(110) 제어장치에서는, 보조펌프(120)와 방향전환밸브(140) 사이의 메인 파일롯 유로(131)에 EPPR 밸브를 배치하여, 액셀 페달(105)의 조작량에 따라 주행 파일롯 유압을 감압 제어함으로써 엔진이 고속회전 시에도 주행 펌프의 용적을 적절히 제어할 수 있게 된다.
다음으로는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 FNR 제어장치에서, 방향전환밸브(140)를 제어하는 제어부(190)의 기능을 구체적으로 설명한다.
제어부(190)는 작업자의 FNR 레버 조작에 따라 방향전환 밸브를 제어할 수 있다. 제어부(190)는 작업자의 FNR 레버 조작에 따라 방향전환 밸브에 인가되는 전진(forward) 절환 신호 또는 후진(reverse) 절환 신호를 온/오프(on/off) 제어함으로써, 방향전환 밸브를 전진 방향 또는 후진 방향으로 절환되도록 제어할 수 있다. 또는 제어부(190)는 전진(forward) 절환 신호 또는 후진(reverse) 절환 신호를 모두 오프(off)로 제어함으로써 방향전환 밸브를 중립(neutral) 상태로 제어할 수 있다.
여기서는 방향 전환에 따른 주행 펌프 및 주행모터(170)등 주행 계통에 발생되는 충격이 최소화되고, 정밀한 주행제어가 가능하도록, 제어부(190)가 방향전환 밸브를 제어하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다.
본 발명에서 제어부(190)는 건설기계의 현재의 FNR 상태와 상이한 FNR 조작 신호가 작업자의 조작에 의해 입력되는 경우, 입력되는 FNR 조작 신호에 따라 바로 방향전환 밸브를 제어하는 것이 아니라, 다음의 두가지 과정을 통해 주행 계통에 발생되는 충격을 최소화하고 정밀한 주행제어를 꾀할 수 있다.
먼저 제1 판단 과정에서 제어부(190)는 건설기계의 현재의 FNR 상태를 감지하여 감지된 현재의 FNR 상태와 작업자에 의해 입력된 FNR 조작 신호가 상이한 경우, 현재 주행 속도 및 현재의 액셀 페달(105)의 조작량을 감지하여 감지된 값에 따라 건설 기계의 FNR 상태를 변경할 수 있다.
제어부(190)는 건설기계의 현재의 FNR 상태를 감지하여 감지된 현재의 FNR 상태와 작업자에 의해 입력된 FNR 조작 신호가 상이한 경우, 현재 주행 속도 및 현재의 액셀 페달(105)의 조작량이 기 설정된 값 보다 작은 경우 또는 작거나 같은 경우에, 건설기계의 FNR 상태를 입력된 FNR 조작 신호에 따라 변경할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제어부(190)는 현재의 FNR 상태(변경전)가 중립(neutral) 상태가 아닌 상태에서 작업자의 조작에 의해 FNR 조작 신호가 중립(neutral) 신호가 입력되면, 건설기계의 현재 속도가 20km/h 미만이고 액셀 페달(105)의 조작량이 30% 미만인 경우에 한해, 건설기계의 FNR 상태(변경후)를 중립(neutral) 상태로 변경할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제어부(190)는 현재의 FNR 상태(변경전)가 전진(forward) 상태가 아닌 상태에서 작업자의 조작에 의해 FNR 조작 신호가 전진(forward) 신호가 입력되면, 건설기계의 현재 속도가 20km/h 미만이고 액셀 페달(105)의 조작량이 30% 미만인 경우에 한해, 건설기계의 FNR 상태(변경후)를 전진(forward) 상태로 변경할 수 있다.
또한 예시적인 실시예에서, 제어부(190)는 현재의 FNR 상태(변경전)가 후진(reverse) 상태가 아닌 상태에서 작업자의 조작에 의해 FNR 조작 신호가 후진(reverse) 신호가 입력되면, 건설기계의 현재 속도가 20km/h 미만이고 액셀 페달(105)의 조작량이 30% 미만인 경우에 한해, 건설기계의 FNR 상태(변경후)를 후진(reverse) 상태로 변경할 수 있다.
제1 판단 과정에서 액셀 페달(105)의 조작량은 별도의 센서를 통해 감지될 수도 있고, [표 1]에서 설명하는 변환된 제어 전류값을 통해 감지될 수도 있다.
즉, 제어부(190)는 제1 판단 과정에서 현재 FNR 상태와 다른 FNR 조작 신호가 입력되더라도, 현재의 건설기계가 일정 속도보다 낮은 경우인지 판단함으로써 FNR 전환 시 발생되는 충격을 최소화하고, 액셀 페달(105)의 조작량이 일정량 보다 낮은 경우인지의 판단을 통해 작업자의 FNR 전환 의도를 재차 판단함으로써 정밀한 주행 제어가 가능하도록 할 수 있다.
한편 제어부(190)는 상술한 제1 판단 과정을 통해 변경된 건설기계의 FNR 상태에 따라 방향 전환 밸브를 제어하되, 제2 판단 과정에서 다시 한번 작업자의 FNR 전환 의도를 확인한 후 비로소 방향 전환 밸브를 절환 제어할 수 있다.
먼저 상술한 바와 같이 제1 판단 과정을 거쳐 건설기계의 FNR 상태가 변경되면, 제2 판단 과정을 통해 제어부(190)는 변경된 FNR 상태를 작업자에 알려줄 수 있다. 예컨대, 제어부(190)는 디스플레이를 통해 작업자에 FNR 상태를 전진, 후진, 중립 중 어느 하나의 상태로 시각적으로 표시해줄 수 있으며, 스피커를 통해 각각의 상태를 청각적으로 표시해줄 수도 있다.
그리고 변경된 현재의 FNR 상태가 작업자에 알려진 이후, 제어부(190)는 액셀 페달(105)의 조작량을 다시 한번 감지하여 작업자가 액셀 페달(105)을 조작한 경우, 변경된 FNR 상태에 따라(즉, 조작 레버의 FNR 조작 신호에 따라) 방향 전환 밸브를 절환하기 위한 신호를 출력할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면 제2 판단과정에서 제어부(190)는, 제1 판단 과정에서 변경된 FNR 상태가 중립(neutral) 상태이면 디스플레이에 중립 상태임을 표시하고, [표 1]에서 액셀 페달(105)의 조작량에 따른 제어 전류를 감지하고, 출력되는 제어 전류가 1500mA이면 방향 전환 밸브의 제어를 위한 전진(forward) 절환 신호 및 후진(reverse) 절환 신호를 모두 오프(off)로 출력함으로써 방향 전환 밸브를 해제하여 중립 상태로 제어할 수 있다.
예시적인 실시예에서 제어부(190)는, 변경된 FNR 상태가 전진(forward) 상태이면 디스플레이에 전진 상태임을 표시하고, 방향 전환 밸브의 제어를 위한 후진(reverse) 절환 신호를 오프(off)로 출력할 수 있다. 또한 제어부(190)는 [표 1]에 따라 변환되는 제어 전류가 1500mA이면 방향 전환 밸브의 제어를 위한 전진(forward) 절환 신호를 온(on)으로 출력함으로써, 방향 전환 밸브를 전진 상태로 절환할 수 있다.
또한 예시적인 실시예에서 제어부(190)는, 변경된 FNR 상태가 후진(reverse) 상태이면 디스플레이에 후진 상태임을 표시하고, 방향 전환 밸브의 제어를 위한 전진(forward) 절환 신호를 오프(off)로 출력할 수 있다. 또한 제어부(190)는 [표 1]에 따라 변환되는 제어 전류가 1500mA이면 방향 전환 밸브의 제어를 위한 후진(reverse) 절환 신호를 온(on)으로 출력함으로써, 방향 전환 밸브를 후진 상태로 절환할 수 있다.
즉, 본 발명에서는 건설기계의 현재의 FNR 상태와 상이한 FNR 조작 신호가 입력되는 경우, 상술한 제1 판단 과정 및 제2 판단 과정을 거쳐서 방향 전환 밸브를 제어함으로써, FNR 전환 시 발생되는 충격을 최소화하고 작업자의 FNR 전환 의도를 충분히 고려함으로써 정밀한 주행 제어가 가능할 수 있다.
다음은, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 FNR 제어방법을 구체적으로 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 FNR 제어방법은, 작업자의 조작에 의해 FNR 조작 신호가 입력되면 상기 건설계의 현재의 FNR 상태를 감지하는 동작(310); 입력되는 상기 FNR 신호가 감지되는 상기 현재의 FNR 상태와 상이한 경우, 상기 건설기계의 주행속도 및 상기 건설기계의 액셀 페달의 조작량을 감지하여, 상기 현재의 FNR 상태를 상기 FNR 조작 신호에 따라 변경하는 동작(320); 및 상기 현재의 FNR 상태가 상기 FNR 조작 신호에 따라 변경되면, 상기 액셀 페달의 조작량 발생 여부를 감지하여, 상기 방향 전환 밸브를 제어하기 위한 신호를 출력하는 동작(330)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 현재의 FNR 상태를 상기 FNR 조작 신호에 따라 변경하는 동작(320)은, 건설기계의 주행속도가 기 설정된 속도보다 작고, 상기 액셀 페달의 조작량이 기 설정된 조작량보다 작은 경우에 수행될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상술한 (320) 동작에 따라 현재의 FNR 상태가 상기 FNR 조작 신호에 따라 변경되는 경우, 변경된 FNR 상태가 디스플레이에 표시될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상술한 방향 전환 밸브를 제어하기 위한 신호를 출력하는 동작(330)은, 다음과 같이 구성될 수 있다. 먼저 상기 변경된 FNR 상태가 중립(neutral) 상태이고 상기 액셀 페달의 조작량이 발생되지 않은 경우 전진 절환 신호 및 후진 절환 신호를 모두 오프(off)로 출력함으로써 방향전환밸브(140)를 중립으로 제어할 수 있다. 상기 변경된 FNR 상태가 전진(forward) 상태이고 상기 액셀 페달의 조작량이 발생되는 경우, 후진 절환 신호를 오프(off)로 출력함과 동시에 상기 전진 절환 신호를 온(on)으로 출력하여 방향전환밸브(140)를 전진 방향으로 절환 시킬 수 있다. 또한 변경된 FNR 상태가 후진(reverse) 상태이고 상기 액셀 페달의 조작량이 발생되는 경우 전진 절환 신호를 오프(off)로 출력함과 동시에 상기 후진 절환 신호를 온(on)으로 출력함으로써 방향전환밸브(140)를 후진 방향으로 절환 시킬 수 있다. 도록 구성될 수 있다.
또한, 상술한 방향 전환 밸브를 제어하기 위한 신호를 출력하는 동작(330)에서, 상기 변경된 FNR 상태가 전진(forward) 상태이고 상기 액셀 페달의 조작량이 발생되지 않는 경우에는 전,후진 절환 신호를 모두 오프(off)로 출력하여 방향전환밸브(140)를 중립으로 제어할 수 있다. 또한, 상기 변경된 FNR 상태가 후진(forward) 상태이고 상기 액셀 페달의 조작량이 발생되지 않는 경우에도 전,후진 절환 신호를 모두 오프(off)로 출력하여 방향전환밸브(140)를 중립으로 제어할 수 있다
즉, 본 발명에서는 상술한 FNR 제어방법을 통해, 현재의 FNR 상태와 상이한 FNR 조작 신호가 입력되는 경우, 현재 주행속도를 확인하여 FNR 전환 충격이 최소화되도록 할 수 있고, 액셀 페달의 조작량을 통해 작업자의 FNR 전환의도를 확인하여 정밀한 주행제어가 가능하다.
또한, 본 발명에서는 FNR 전환 충격이 최소화될 수 있는 상태에서 디스플레이를 통해 변경된 FNR 상태를 작업자에 알려줌으로써, 작업자의 FNR 전환 의도를 재차 확인하여 주행제어 정밀도를 더욱 높일 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 '포함하다', '구성하다' 또는 '가지다' 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 엔진
101: FNR 조작 레버
105: 액셀 페달
110: 주행펌프
120: 보조펌프
131: 메인 파일럿 유로
135: 제1 파일럿 유로
140: 방향전환밸브
145: 방향전환 피스톤
151: 제1 작동 유체 공급 유로
152: 제2 작동 유체 공급 유로
160: 비례제어감압밸브
170: 주행모터
180: 주행모터 밸브
185: 용적제어 피스톤
190: 제어부
195: 저장부

Claims (16)

  1. 엔진의 구동력을 휠로 전달하는 건설기계의 FNR 제어장치에 있어서,
    상기 엔진에 의해 구동되어 제1 방향 또는 제2 방향 중 어느 한 방향으로 작동 유압을 토출하는 주행 펌프;
    상기 주행펌프의 토출 방향을 제어하는 방향 전환 밸브;
    상기 주행펌프의 토출 방향에 따라 회전 방향이 결정되는 주행모터;
    상기 건설기계의 주행 방향을 전진방향, 후진방향 및 중립 중 어느 하나로 선택되는 FNR 조작 신호를 출력하는 FNR 조작 레버; 및
    상기 건설기계의 주행 속도, 상기 건설기계의 액셀 페달의 조작량 및 상기 FNR 조작 신호를 이용하여 상기 방향 전환 밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 건설기계의 FNR 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 건설기계의 현재의 FNR 상태를 판단하고, 상기 현재의 FNR 상태와 상기 FNR 조작 신호가 상이한 경우, 상기 건설기계의 주행속도 및 상기 건설기계의 액셀 페달의 조작량을 감지하여 상기 현재의 FNR 상태를 상기 FNR 조작 신호에 따라 변경하고, 변경된 FNR 상태에 따라 상기 방향 전환 밸브를 제어하는 건설기계의 FNR 제어장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 건설기계의 주행 속도가 기 설정된 속도 보다 작고, 상기 액셀 페달의 조작량이 기 설정된 조작량보다 작은 경우, 상기 현재의 FNR 상태를 상기 FNR 조작 신호에 따라 변경하는 건설기계의 FNR 제어장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 현재의 FNR 상태가 상기 FNR 조작 신호에 따라 변경되면, 상기 액셀 페달의 조작량 발생 여부를 감지하여 상기 방향 전환 밸브를 제어하기 위한 신호를 출력하는 건설기계의 FNR 제어장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 액셀 페달의 조작량을 대응되는 전류값으로 변환하고, 변환된 상기 전류값을 통해 상기 액셀 페달의 조작량 발생 여부를 감지하는 건설기계의 FNR 제어장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 변경된 FNR 상태가 중립(neutral) 상태이고 상기 액셀 페달의 조작량이 발생되지 않은 경우, 상기 방향 전환 밸브를 중립으로 제어하는 건설기계의 FNR 제어장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 변경된 FNR 상태가 전진(forward) 상태이고 상기 액셀 페달의 조작량이 발생되는 경우, 상기 방향 전환 밸브를 전진 방향으로 절환하는 건설기계의 FNR 제어장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 변경된 FNR 상태가 후진(reverse) 상태이고 상기 액셀 페달의 조작량이 발생되는 경우, 상기 방향 전환 밸브를 후진 방향으로 절환하는 건설기계의 FNR 제어장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 액셀 페달의 조작량이 발생되지 않는 경우, 상기 방향 전환 밸브를 각각 중립으로 제어하는 건설기계의 FNR 제어장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 변경된 FNR 상태를 표시하는 디스플레이를 포함하는 건설기계의 FNR 제어장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 주행펌프의 일측에 구비되어 파일럿 유압을 공급하는 보조펌프를 포함하고,
    상기 파일럿 유압은 상기 방향전환밸브 및 상기 주행모터로 공급되는 건설기계의 FNR 제어장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 보조펌프와 상기 방향 전환 밸브 사이의 메인 파일롯 유로에 배치되어, 상기 제어부에 의해 개도량이 제어되는 전자비례감압밸브를 포함하는 건설기계의 FNR 제어장치.
  13. 엔진의 구동력을 휠로 전달하는 건설기계의 FNR 제어방법에 있어서,
    작업자의 조작에 의해 FNR 조작 신호가 입력되면 상기 건설계의 현재의 FNR 상태를 감지하는 동작;
    입력되는 상기 FNR 신호가 감지되는 상기 현재의 FNR 상태와 상이한 경우, 상기 건설기계의 주행속도 및 상기 건설기계의 액셀 페달의 조작량을 감지하여, 상기 현재의 FNR 상태를 상기 FNR 조작 신호에 따라 변경하는 동작; 및
    상기 현재의 FNR 상태가 상기 FNR 조작 신호에 따라 변경되면, 상기 액셀 페달의 조작량 발생 여부를 감지하여, 상기 방향 전환 밸브를 제어하기 위한 신호를 출력하는 동작을 포함하는 건설기계의 FNR 제어방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 현재의 FNR 상태를 상기 FNR 조작 신호에 따라 변경하는 동작은,
    상기 건설기계의 주행속도가 기 설정된 속도보다 작고, 상기 액셀 페달의 조작량이 기 설정된 조작량보다 작은 경우에 수행되는 건설기계의 FNR 제어방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 현재의 FNR 상태가 상기 FNR 조작 신호에 따라 변경되는 경우, 변경된 FNR 상태를 디스플레이에 표시하는 동작을 포함하는 건설기계의 FNR 제어방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 방향 전환 밸브를 제어하기 위한 신호를 출력하는 동작은,
    상기 변경된 FNR 상태가 중립(neutral) 상태이고 상기 액셀 페달의 조작량이 발생되지 않은 경우 전진 절환 신호 및 후진 절환 신호를 모두 오프(off)로 출력하고,
    상기 변경된 FNR 상태가 전진(forward) 상태이고 상기 액셀 페달의 조작량이 발생되는 경우 상기 전진 절환 신호를 온(on)으로 출력하고,
    상기 변경된 FNR 상태가 후진(reverse) 상태이고 상기 액셀 페달의 조작량이 발생되는 경우 상기 후진 절환 신호를 온(on)으로 출력하는 건설기계의 FNR 제어방법.

KR1020210154557A 2021-11-11 2021-11-11 건설기계의 fnr 제어장치 및 그 방법 KR20230069277A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210154557A KR20230069277A (ko) 2021-11-11 2021-11-11 건설기계의 fnr 제어장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210154557A KR20230069277A (ko) 2021-11-11 2021-11-11 건설기계의 fnr 제어장치 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230069277A true KR20230069277A (ko) 2023-05-19

Family

ID=86546970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210154557A KR20230069277A (ko) 2021-11-11 2021-11-11 건설기계의 fnr 제어장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230069277A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101908547B1 (ko) 유압구동 작업기계를 작동시키는 시스템 및 구동제어 방법
JP5072926B2 (ja) 作業車両
US8777808B2 (en) Working vehicle control apparatus
CN100389254C (zh) 作业车辆的控制装置
EP0735298B1 (en) Traveling control system for hydraulically driven vehicle
US9328757B2 (en) Hydraulic system for work machine
JP5092060B1 (ja) 作業車両及び作業車両の制御方法
WO2011027760A1 (ja) 作業車両
JP5113946B1 (ja) 作業車両及び作業車両の制御方法
CN110214242B (zh) 作业车辆、及作业车辆的控制方法
EP3505688B1 (en) System for controlling construction machinery and method for controlling construction machinery
JP5092061B1 (ja) 作業車両及び作業車両の制御方法
JPH05248529A (ja) 静水駆動牽引モータの速度較正装置及び方法
CN110914577B (zh) 作业车辆及作业车辆的控制方法
US11125327B2 (en) Work vehicle and control method for work vehicle
JP2010025179A (ja) 走行作業機械の油圧駆動システム
KR20140017510A (ko) 건설기계용 주행 제어시스템
US20210131070A1 (en) Work vehicle and control method for work vehicle
KR20230069277A (ko) 건설기계의 fnr 제어장치 및 그 방법
KR20230019646A (ko) 건설기계의 주행펌프 제어장치
US7685900B2 (en) Vehicle mounted with continuous stepless transmission
CN113874266B (zh) 作业车辆以及作业车辆的控制方法
KR20180118637A (ko) 작업 차량
EP4098812A1 (en) Power transmission system for construction machinery
JPH07139509A (ja) 油圧作業機の油圧駆動装置