KR960012407B1 - Flow control method of hydraulic machine - Google Patents

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KR960012407B1 KR1019940001727A KR19940001727A KR960012407B1 KR 960012407 B1 KR960012407 B1 KR 960012407B1 KR 1019940001727 A KR1019940001727 A KR 1019940001727A KR 19940001727 A KR19940001727 A KR 19940001727A KR 960012407 B1 KR960012407 B1 KR 960012407B1
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김문철
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삼성중공업 주식회사
김무
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/04Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed

Abstract

The flow control method, comprising a variable delivery hydraulic pump driven by an engine and a plurality of hydraulic actuators connected to the pump, delays the output of the pump rather than the output of the hydraulic actuators to reduce the hydraulic shock caused when starting the actuators by sensing speed variations of the actuators, controlling flow rates of the actuators and the pump, limiting the maximum flow rate of the pump by using the load pressure of the pump and the rotary velocity of the engine. The flow control method improves an energy efficiency of the hydraulic system, and an operability of the actuators.

Description

유압장비의 유량제어 방법Flow control method of hydraulic equipment

제1도는 본 발명을 실현하기 위한 유압 시스템의 구성을 간략하게 나타낸 블럭도.1 is a block diagram schematically showing the configuration of a hydraulic system for realizing the present invention.

제2도는 유압펌프의 토출량과 토출압력과의 관계를 나타낸 그래프.2 is a graph showing the relationship between the discharge amount of the hydraulic pump and the discharge pressure.

제3도는 본 발명을 설명하기 위한 흐름도.3 is a flow chart for explaining the present invention.

제4도는 우압펌프의 부하압에 따른 유압펌프의 토출유량과 조작레버의 조작량과의 관계를 나타낸 그래프.4 is a graph showing the relationship between the discharge flow rate of the hydraulic pump and the operation amount of the operation lever according to the load pressure of the right pressure pump.

본 발명은 원동기(Engine)에 의해 구동되는 가변용량형 유압펌프(variable delivery oil hydraulic pump)와 이 펌프에 연결된 복수의 유압작동기(actuator)들로 구성되는 유압장비에 있어서, 각 작동기의 속도변화를 감지하여 각 작동기의 유량 및 펌프의 토출유량(rate of flow)을 제어하고 펌프의 부하압력과 원동기의 회전 속도를 이용하여 펌프의 최대토출유량을 제한하는 방법으로서, 작동기의 출력보다 펌프의 출력을 적절히 지연시켜서 작동기의 기동시 유압쇼크를 줄여주는 유량제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hydraulic device comprising a variable delivery oil hydraulic pump driven by an engine and a plurality of hydraulic actuators connected to the pump. By controlling the flow rate of each actuator and the rate of flow of the pump and limiting the maximum discharge flow rate of the pump by using the load pressure of the pump and the rotational speed of the prime mover. The present invention relates to a flow control method that reduces the hydraulic shock when the actuator is started by appropriately delaying.

유압장비, 구체적으로 예를들면, 굴삭기가 행하는 작업은 경부하작업(예를들면, 평지나 경사지의 면 고르기 작업 등)에서부터 중부하작업(예를들면, 땅파기 작업 등)에 이르기까지 다양한 종류(모드)가 있음에도 불구하고, 작업 모드에 상관없이 각 모드의 작업이 수행될때마다 펌프로부터 동일한 유량이 토출되도록 하는 불합리한 점을 보상하기 위하여 종래에는 조작레버의 조작량에 비례하여 유압펌프의 토출량을 제어하는 네그티브 제어(negative control : 이하, negacon이라 약칭함)방식을 채택하여 조작레버가 최대로 작동되지 않는 경우에는 유압펌프의 토출유량을 줄여 줌으로써 에너지의 손실이 발생되지 않도록 하는 방법이 제안되어 활용되고 있다.Hydraulic equipment, specifically, for example, work performed by excavators can range from light load operations (e.g. leveling on flat or sloped) to heavy loads (e.g. digging). In spite of the operation mode, in order to compensate for the irrationality that the same flow rate is discharged from the pump each time the operation of each mode is performed regardless of the operation mode, the discharge amount of the hydraulic pump is controlled in proportion to the operation amount of the operation lever. By adopting a negative control method (hereinafter abbreviated as negacon), a method of reducing energy discharge by reducing the discharge flow rate of the hydraulic pump when the operating lever is not operated at maximum is proposed and utilized. have.

그러나, 위와 같은 네그티브 제어방식을 채택할 종래의 방법에 의하면, 저압영역에서는 유압펌프의 토출 유량을 효과적으로 제어할 수 있지만 고압영역에서는 유압펌프의 토출유량을 효과적으로 제어할 수 없는 결함이 있다.However, according to the conventional method of adopting the above negative control method, the discharge flow rate of the hydraulic pump can be effectively controlled in the low pressure region, but there is a defect that the discharge flow rate of the hydraulic pump cannot be effectively controlled in the high pressure region.

제2도는 유압펌프의 토출유량(Q)과 토출압력(P)과의 관계를 나타낸 negacon 선도이다.2 is a negacon diagram showing the relationship between the discharge flow rate Q and the discharge pressure P of the hydraulic pump.

제2도에서, 참조부호 J1으로 표시된 지점은 조작레버가 최대로 조작된 상태를 나타낸다.In FIG. 2, the point denoted by the reference numeral J1 indicates the state in which the operation lever is operated at the maximum.

또한, J2로 표시된 지점에서는 표준(Standard) 작업모드(이하, S모드로 약칭함) 뿐만 아니라 경(Light) 작업모드(이하, L모드라 약칭함)와 중(Heavy) 작업모드(이하, H모드로 약칭함)시 펌프의 토출유량은 q1으로 동일하다.In addition, at the point indicated by J2, the standard work mode (hereinafter abbreviated as S mode) as well as the light work mode (hereinafter abbreviated as L mode) and heavy work mode (hereinafter referred to as H mode). (Abbreviated to mode), the discharge flow rate of the pump is the same as q1.

한편, 고압영역에 속하는 소정의 압력 Ph에 대한 H, S, L모드에서의 펌프의 토출유량은 q1, q2, q3로 각각 나타내면, 이들 토출량은 압력 Ph 하에서 각 작업모드별로 펌프가 낼 수 있는 최대 토출량이 된다.On the other hand, when the discharge flow rates of the pumps in the H, S, and L modes for the predetermined pressure Ph belonging to the high pressure range are represented by q1, q2, and q3, respectively, these discharge amounts are the maximum that the pump can produce for each working mode under the pressure Ph. Discharge amount.

이때, 조작레버의 조작량을 살펴보며, 고압영역에서는 펌프의 토출량을 제어할 수 없다는 것을 알 수 있다.At this time, looking at the operation amount of the operation lever, it can be seen that the discharge amount of the pump can not be controlled in the high pressure region.

예를들어, H모드의 경우 조작레버는 절반정도만 조작된 상태이지만, 유압펌프의 최대 토출량이 q1으로 제한되어 있는 이유로 인하여, 조작레버를 최대로 조작한다 하더라도 토출량은 역시 q1으로 제한된다.For example, in the case of the H mode, only about half of the operating lever is operated, but for the reason that the maximum discharge amount of the hydraulic pump is limited to q1, even if the operating lever is operated at maximum, the discharge amount is also limited to q1.

따라서, 이 경우 조작레버의 조작량이 절반 이상을 넘는 경우에는 펌프로부터 항상 동일한 유량을 토출할 수 밖에 없다는 문제가 있다.Therefore, in this case, when the operation amount of the operation lever is more than half, there is a problem that the same flow rate is always discharged from the pump.

본 발명의 목적은 유압장비에 있어서 펌프의 토출유량을 외부 부하량에 적합하게 조절해 주어 유량의 손실을 막고 운전자의 조작요구에 대해 각 유압작동기의 독립된 조작성을 보장하여 장비의 조작성을 향상시키는 것이다.An object of the present invention is to improve the operability of the equipment by adjusting the discharge flow rate of the pump to the external load in the hydraulic equipment to prevent the loss of flow rate and ensure the independent operability of each hydraulic actuator to the operator's operation request.

이와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 원동기의 회전력에 의해 구동되는 적어도 하나 이상의 가변용량형 유압펌프와, 상기 원동기의 회전수를 검출하는 회전수검출수단과, 상기 펌프의 부하압력을 검출하는 원동기 부하압력검출수단과, 상기 펌프의 토출유량에 의해 작동되는 복수의 작동기와 상기 펌프로부터 상기 작동기들 각각으로 제공되는 작동유의 흐름방향 및 유량을 제어하기 위한 복수의 유량제어밸브와, 상기 작동기들 각각의 실제 작동속도를 검출하기 위한 작동기속도검출수단과, 운전자의 조작량을 전기신호로 변환하여 출력하는 장비조작수단과, 복수의 작업모드중 선택된 하나의 모드를 나타내는 소정의 선택모드신호를 출력하는 출력선택수단과, 상기 출력선택수단 및 상기 조작수단으로부터 제공되는 조작신호들에 응답하여 상기 펌프의 토출유량을 부하량에 따라서 조절하기 위한 제어수단을 적어도 포함하는 유압 시스템에서 본 발명에 따라 유량을 제어하는 방법은 상기 출력선택수단에 의해 선택된 어느 하나의 작업모드에 따른 모드값 M과, 상기 조작수단의 조작량(조작각도)에 상응하게 발생되는 조작량데이타 φ[i]와, 상기 작동기속도검출수단들로부터 제공되는 작동기들의 실제속도 v[i]와, 상기 펌프압력검출수단으로부터 제공되는 펌프의 부하압력 P[i] 및, 상기 회전수검출수단으로부터 제공되는 원동기회전수 N을 각각 읽어들이는 제1단계와; (여기서, v(i)는 i번째 작동기의 실제속도, φ[i]는 i번째 작동기에 대한 조작레버의 조작각도, P[j]는 j번째 펌프의 부하압력을 각각 나타냄.)In order to achieve the above object, the present invention provides at least one variable displacement hydraulic pump driven by the rotational force of the prime mover, a speed detecting means for detecting the number of revolutions of the prime mover, and a load pressure of the pump. A prime mover load pressure detecting means, a plurality of actuators operated by the discharge flow rate of the pump, a plurality of flow control valves for controlling the flow direction and the flow rate of the hydraulic oil provided to each of the actuators from the pump, and the actuators Actuator speed detecting means for detecting each actual operating speed, equipment operating means for converting the driver's operation amount into an electrical signal, and outputting a predetermined selection mode signal indicative of a selected one of a plurality of working modes. In response to the output selection means and operation signals provided from the output selection means and the operation means; In the hydraulic system including at least a control means for adjusting the discharge flow rate of the pump according to the load amount, the method for controlling the flow rate according to the present invention includes a mode value M according to any one operation mode selected by the output selection means; The manipulated variable data φ [i] generated corresponding to the manipulated variable (operating angle) of the operating means, the actual speed v [i] of the actuators provided from the actuator speed detecting means, and the pump provided from the pump pressure detecting means A first step of reading the load pressure P [i] and the prime mover revolution speed N provided from said revolution detection means; (Where v (i) is the actual speed of the i-th actuator, φ [i] is the operating angle of the control lever for the i-th actuator, and P [j] is the load pressure of the j-th pump).

상기 모드값(M)과 상기 원동기회전수(N)를 이용하여 펌프의 출력마력을 제한하고, 이렇게 제한된 출력 마력의 범위 내에서 상기 펌프부하압력 P(i)에 근거하여 유압펌프들 각각이 토출할 수 있는 최대토출가능유량 QMax[j]를 계산하는 제2단계와; (여기서, QMax[j]는 j번째 펌프의 최대토출가능유량을 나타냄.)The output horsepower of the pump is limited by using the mode value M and the prime mover speed N, and each of the hydraulic pumps is discharged based on the pump load pressure P (i) within the limited output horsepower. Calculating a maximum dischargeable flow rate QMax [j] that can be performed; (Where QMax [j] is the maximum dischargeable flow of the j th pump)

상기 조작수단에 대응되는 펌프의 최대토출가능유량과 그 펌프들의 유량제어를 위한 조작레버들로부터 각각 입력되는 입력조작량들을 연계시켜 조작수단의 입력요구유량 qa[i]를 계산하는 제3단계와; 상기 조작 수단에 의해 임의의 유압펌프가 단독으로 동작되는지 또는 여러개의 펌프들이 함께 동작되는지를 조사하여, 단독조작이라고 판명되면 조작수단의 입력요구유량 qa[i]이 펌프의 출력유량 QOUT[j]와 작동기의 출력유량 qOUT[j]가 되도록 하는 제4단계와; 단독조작이 아니라고 판명되면 상기 적어도 하나 이상의 펌프와 각각 연결된 작동기들 각각이 입력될 것을 요구하는 입력요구유량 qa[i][j]의 합 qTot[j]를 구하고(여기서, qa[i][j]는 j번째 펌프와 연결된 작동기들 중 i번째 작동기의 요구유량을 나타냄.) 펌프의 유량토출조건이 합류조건인지 또는 비합류조건인지에 따라서 작동기의 유량 및 펌프의 유량을 각각 재분배하는 제5단계와; 상기 제4 및 제5단계에서 얻어진 각 작동기의 출력요구유량 qOut[i]와 출력요구속도상구 K[i]를 이용하여 각 작동기의 출력요구속도 vOut[i]를 구하고, 상기 속도검출수단으로부터 각 작동기의 실제속도 v[i]를 읽어들인 후 상기 출력요구속도 vOut[i]와 실제속도 v[i] 사이의 오차 Av[i]를 구하고, 이 오차값 Av[i]를 토대로 각 작동기의 유량을 제어하기 위한 전압 VaOut[i]를 계산하여 전압신호들을 생성하는 제6단계와; 작동기들 각각의 실제속도 v[i]를 이용하여 각 펌프의 실제토출유량 Q[j]를 연산하고, 각 펌프의 출력요구유량 QOut[j]와 상기 실제토출유량 Q[j] 사이의 오차 △Q[j]를 연산하여(S23), 각 펌프의 토출량을 제어하기 위한 전압 VpOut[j]를 계산하여 전압신호들을 생성하는 제7단계와; 전압신호들 VaOut[i]와 VpOut[j]는 작동기들 각각의 유량을 제어하기 위한 상기 전자비례밸브들과 상기 펌프들과 각각 연결된 레귤레이터들을 제어하기 위한 전자비례밸브로 각각 출력되도록 하되, 작동기의 기동시 발생되는 유압쇼크를 줄이기 위해 작동기전압 VaOut[i]와 펌프전압 VpOut[j]는 소정의 시간 간격 Td를 두고 출력되게 하는 제8단계를 포함하는 것이 특징이다.A third step of calculating an input request flow rate qa [i] of the operation means by linking the maximum dischargeable flow rate of the pump corresponding to the operation means with input operation amounts respectively inputted from operation levers for controlling the flow rate of the pumps; Investigate whether any of the hydraulic pumps are operated alone or several pumps are operated together by the operating means, and if it is determined that the single operation is performed, the input demand flow rate qa [i] of the operating means is the output flow rate QOUT [j]. And a fourth step of making the output flow rate qOUT [j] of the actuator; If it is determined that the operation is not a single operation, the sum qTot [j] of the input demand flow rates qa [i] [j] requiring each of the actuators connected to the at least one or more pumps to be input is obtained (where qa [i] [j]. ] Indicates the required flow rate of the i th actuator among the actuators connected to the j th pump.) The fifth step of redistributing the flow rate of the actuator and the flow rate of the pump, respectively, depending on whether the flow rate discharge condition of the pump is a confluence condition or a non-confluence condition. Wow; Using the output demand flow rate qOut [i] of each actuator obtained in the fourth and fifth steps and the output demand velocity upstream K [i], the output demand velocity vOut [i] of each actuator is obtained, and After reading the actual speed v [i] of the actuator, the error Av [i] between the output required speed vOut [i] and the actual speed v [i] is obtained, and based on this error value Av [i], the flow rate of each actuator A sixth step of generating voltage signals by calculating a voltage VaOut [i] for controlling? The actual discharge flow rate Q [j] of each pump is calculated using the actual speed v [i] of each of the actuators, and the error Δ between the output demand flow rate QOut [j] and the actual discharge flow rate Q [j] of each pump. A seventh step of calculating Q [j] (S23) to calculate voltage VpOut [j] for controlling the discharge amount of each pump to generate voltage signals; The voltage signals VaOut [i] and VpOut [j] are respectively output to the electromagnetic proportional valves for controlling the flow rates of the actuators and the electromagnetic proportional valves for controlling the regulators connected to the pumps, respectively. In order to reduce the hydraulic shock generated during startup, the actuator voltage VaOut [i] and the pump voltage VpOut [j] may include an eighth step of outputting at a predetermined time interval Td.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제5단계는 상기 펌프유량토출조건이 상기 비합류조건이면 각펌프별 토출유량을 계산하기 위해 먼저 펌프를 각각의 최대토출가능유량 QMax[j]가 각 펌프와 연결된 작동기들이 요구하는 유량의 합 qTot[j]보다 큰지 여부를 조사하여 각 펌프의 최대토출가능유량 QMax[j]가 자신과 연결된 작동기들이 요구하는 유량의 합 qTot[j]보다 크지 않으면 각 펌프에 대한 요구유량의 합들(qTot[1], qTot[2], …qTot[j])을 상호 비교하여 가장 큰 요구유량의 합 qTotMax를 구하는 단계와; 상기 최대요구유량합 qTotMax를 기준으로 설정하여 각 펌프와 연결된 작동기들 각각의 입력요구유량 qa[i][j]를 수정한 후 수정된 작동기입력요구유량을 각 작동기의 출력요구 유량 qOut[i][j]로서 설정하여 작동기 유량을 재분배하고, 각 펌프에 연결된 작동기 각각의 입력요구유량 qa[i][j]의 합 qTot[j]를 각각 수정한 후 수정된 작동기들이 입력요구유량의 합 qTot[j]를 그 펌프의 출력유량 QOut[j]으로서 설정하는 단계와; 상기 각 펌프의 최대토출가능유량 QMax[j]가 그것과 연결된 작동기들이 요구하는 유량의 합 qTot[j]보다 크면 각 펌프에 연결된 작동기들의 요구유량합 qTot[j]를 각 펌프의 출력유량 QOUT[j]로 설정하고, 조작 수단들 각각의 입력요구유량 qa[i]를 작동기들 각각의 출력유량 qOut[j]로 설정하는 단계와; 상기 펌프토출유량조건이 상기 합류조건이면 시스템이 포함하는 모든 작동기들 각각의 요구유량을 합한 것(∑qa[i])을 모든 작동기들이 요구하는 총요구유량 qTot로서 설정하고, 총요구유량 qTot가 시스템이 포함하는 모든 펌프들 각각의 토출할 수 있는 펌프토출가능유량 QMax[j]를 합한 것(∑QMax[j]) 보다 작은 지의 여부를 조사하여, 작다고 판단되면 각 펌프에 연결된 작동기들 각각의 입력요구유량을 합한 요구유량(즉, 각 입력요구유량의 합) qTot[j]를 각 펌프의 토출유량 QOut[j]로 설정하고 조작수단들 각각의 입력요구유량 qa[i]를 각 조작수단에 대응되는 작동기의 출력유량 qOut[i]로 설정하는 단계와; 상기 총요구유량 qTot가 시스템이 포함되는 모든 펌프들 각각이 토출할 수 있는 펌프토출가능유량 QMax[j]를 합한 것 (∑QMax[j]) 보다 작지 않다고 판단되면 펌프들 각각의 최대 토출가능유량 QMax[j] 중에서 가장 큰 토출가능유량값 QMax를 찾고, 상기 유량(QMax)에 준하여 동일한 비율로 시스템이 포함하는 작동기들 각각의 입력요구유량 qa[i]를 수정한 후, 수정된 작동기들 각각의 입력요규유량 qa[i]를 각 작동기의 출력유량 qOut[i]로서 설정하며, 시스템이 포함하는 펌프들 각각의 최대토출가능유량 QMax[j]를 각 펌프의 출력유량 QOut[j]로서 설정하는 단계를 포함하는 것이 특징이다.According to a preferred embodiment of the present invention, in the fifth step, in order to calculate the discharge flow rate for each pump, if the pump flow rate discharge condition is the non-confluence condition, each pump may have a maximum dischargeable flow rate QMax [j] for each pump. Investigate whether or not the sum of the flow rates required by the actuators connected to the pump is greater than qTot [j], and if each pump's maximum dischargeable flow rate QMax [j] is not greater than the sum of the flows required by the actuators connected to it, qTot [j], Comparing the sums of the required flow rates (qTot [1], qTot [2], ... qTot [j]) with respect to each other to obtain the sum of the largest required flow rates qTotMax; By modifying the input demand flow rate qa [i] [j] of each of the actuators connected to each pump by setting the maximum demand flow rate qTotMax as a reference, the modified actuator input demand flow rate is outputted to each actuator output qout [i]. Set as [j] to redistribute the actuator flow rate, modify the sum qTot [j] of the input demand flow rates qa [i] [j] of each actuator connected to each pump, and modify the actuators to the sum of the input demand flow rates qTot setting [j] as the output flow rate QOut [j] of the pump; If the maximum dischargeable flow rate QMax [j] of each pump is greater than the sum qTot [j] of the flow rates required by the actuators connected thereto, the required flow rate qTot [j] of the actuators connected to each pump is converted to the output flow rate QOUT [ j] and setting the input demand flow rate qa [i] of each of the operation means to the output flow rate qOut [j] of each of the actuators; If the pump discharge flow rate condition is the confluence condition, the sum of the required flow rates of each actuator included in the system (∑qa [i]) is set as the total required flow rate qTot required by all the actuators, and the total required flow rate qTot is Investigate whether the pumpable flow rate QMax [j] of each of the pumps included in the system is smaller than the sum (∑QMax [j]). Set the required flow rate (that is, the sum of the input flow rates) qTot [j] to the discharge flow rate QOut [j] of each pump, and set the input flow rate qa [i] of each of the operation means to each operation means. Setting the output flow rate qOut [i] of the actuator corresponding to the; If it is determined that the total required flow rate qTot is not smaller than the sum of the pump ejectable flow rates QMax [j] that can be discharged by each of the pumps including the system (∑QMax [j]), the maximum ejectable flow rates of each of the pumps Find the largest dischargeable flow rate QMax among QMax [j], modify the input demand flow rate qa [i] of each of the actuators included in the system at the same rate based on the flow rate QMax, and then modify each of the modified actuators. Set the input required flow rate qa [i] as the output flow rate qOut [i] of each actuator, and set the maximum dischargeable flow rate QMax [j] of each pump included in the system as the output flow rate QOut [j] of each pump. Characterized in that it comprises a step.

이제부터 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 대해 상세히 설명하겠다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명이 적용되는 유압시스템의 구성을 나타낸 것으로, 도면에서, 참조번호 1로 나타낸 것은 연료분사수단으로부터 분사되는 연료량에 상응한 회전력을 얻는 원동기이고, 참조번호 2로 나타낸 것은 원동기(1)의 회전소수를 검출하는 원동기소도검출수단이다.1 shows the configuration of a hydraulic system to which the present invention is applied. In the drawing, reference numeral 1 denotes a prime mover obtaining a rotational force corresponding to the amount of fuel injected from the fuel injection means, and reference numeral 2 denotes a prime mover 1 The prime mover for detecting the number of revolutions of the?

제1도에서, 참조번호 3 및 3a는 원동기 (1)의 회전력에 의해 구동되는 가변용량형유압펌프를 각각 나타낸 것이고, 4는 원동기(1)의 회전력에 의해 구동되어 파일럿 압유를 공급하기 위한 보조펌프를 나타낸 것이며, 5 및 5a는 두 개의 가변용량형유압펌프(3, 3a) 각각이 가지고 있는 사판(swash plate)의 경전각(oblique angle)을 조절하여 펌프의 토출유량을 변화시키는 펌프레귤레이트를 각각 나타낸 것이고, 6은 유압모터를 나타낸 것이고 6a 내지 6c는 유압실린더를 각각 나타낸 것이다.In FIG. 1, reference numerals 3 and 3a respectively denote variable displacement hydraulic pumps driven by the rotational force of the prime mover 1, and 4 are driven by the rotational force of the prime mover 1 to assist in supplying pilot pressure oil. Pumps 5 and 5a are pump regulators that change the discharge flow rate of the pump by adjusting the oblique angle of the swash plate of each of the two variable displacement hydraulic pumps 3 and 3a. Are respectively represented, 6 represents a hydraulic motor and 6a to 6c represent hydraulic cylinders, respectively.

제1도에서, 참조번호 7과 7a∼7c로 나타낸 것은 펌프(3, 3a)로부터 작동기들인 유압모터(6) 및 유압실린더들(6a∼6c)로 전달되는 압유(壓油)의 흐름방향 및 흐름양을 조절하기 위한 유량제어밸브들이고, 참조번호 8은 입력되는 전기량에 상응하게 펌프레귤레이트들(5, 5a)을 구동시키는 레귤레이터구동용 전자비례밸브를 나타낸 것이며, 또한, 9 및 9a는 입력전기량에 비례하는 파일럿 압을 발생시켜 유량제어밸브들(7, 7a∼7c)을 조절하는 밸브구동용 전자비례밸브들을 나타낸 것이다.In FIG. 1, reference numerals 7 and 7a to 7c denote the flow direction of the hydraulic oil transferred from the pumps 3 and 3a to the hydraulic motors 6 and the hydraulic cylinders 6a to 6c, which are actuators, and Flow control valves for adjusting the flow amount, reference numeral 8 denotes a solenoid valve for regulator driving to drive the pump regulators 5 and 5a in accordance with the amount of electricity inputted, and 9 and 9a denote inputs. The solenoid valves for driving the valve which control the flow rate control valves 7, 7a to 7c by generating a pilot pressure proportional to the electric quantity are shown.

참조번호 10은 원동기(1)의 회전수를 검출하는 원동기회전수 검출수단을 나타낸 것이고, 11 및 11a는 펌프들(3, 3a) 각각의 부하압력을 검출하는 펌프부하압력검출수단들을 나타낸 것이고, 12 및 12a는 작동기들(6, 6a∼6c)들이 구동될 때 유량제어밸브들(7, 7a∼7c)을 통하여 탱크로 나가는 센터 바이패스(center bypass)유량을 막아주는 로직밸브들을 나타낸 것이며, 13과 13a∼13c는 작동기들(6, 6a∼6c) 각각의 속도(또는, 위치)를 검출하는 작동기속도(또는, 작동기위치) 검출수단을 각각 나타낸 것이다.Reference numeral 10 denotes a prime mover speed detecting means for detecting the revolution speed of the prime mover 1, 11 and 11a show pump load pressure detecting means for detecting the load pressure of each of the pumps 3 and 3a, 12 and 12a represent logic valves which prevent the center bypass flow to the tank through the flow control valves 7, 7a-7c when the actuators 6, 6a-6c are driven, 13 and 13a to 13c show actuator speed (or actuator position) detecting means for detecting the speed (or position) of each of the actuators 6 and 6a to 6c, respectively.

제1도에서, 참조번호 14로 나타낸 것은 상술한 전자식 구성요소들의 작동을 소정의 전기제어신호들에 의해 총체적으로 제어하는 제어회로이고, 15 및 15a는 조작레버를 각각 나타낸 것이며, 참조번호 16은 작업모드(L, S, H)를 각각에 따라서 원동기 및 유압펌프의 출력마력크기를 선택하기 위해 선택된 작업모드에 대응되는 소정의 모드신호를 발생하여 제어회로(14)로 제공하는 출력선택수단을 나타낸 것이다.In FIG. 1, reference numeral 14 denotes a control circuit which collectively controls the operation of the above-described electronic components by predetermined electrical control signals, and 15 and 15a denote operating levers, respectively. Output selection means for generating a predetermined mode signal corresponding to the selected working mode to select the output horsepower size of the prime mover and the hydraulic pump according to each of the working modes (L, S, H) and providing them to the control circuit (14). It is shown.

제어회로(14)는 통상적으로 고성능 마이크로 프로세서 또는 마이크로 컴퓨터 등에 의해 구성된다.The control circuit 14 is typically constituted by a high performance microprocessor or a microcomputer or the like.

이상과 같은 구성을 갖는 유압시스템에 적용되는 본 발명에 따른 유량제어방법에 대해 제3도의 흐름도를 참조하면서 다음에 상세히 설명한다.The flow control method according to the present invention applied to the hydraulic system having the above configuration will be described in detail below with reference to the flowchart of FIG.

먼저, 본 발명에 따른 제어기능을 직접적으로 수행하는 제어회로(14)는 출력선택수단(16)에 의해 선택된 작업모드 L, S, H 중 어느 하나의 모드에 따른 모드값 M과, 조작레버들(15, 15a)의 조작량(조작각도)에 상응하게 발생되는 조작량데이터 φ[i]와, 작동기속도검출수단들(13, 13a∼13c)로부터 제공되는 작동기들(6, 6a∼6c)의 실제속도 v[i]와, 펌프압력검출수단들(11, 11a)로부터 제공되는 펌프들(3, 3a)의 부하압력 P[j] 및, 원동기회전수검출수단(2)로부터 제공되는 원동기회전수 N를 각각 읽어들인다(S1).First, the control circuit 14 which directly performs the control function according to the present invention includes the mode value M according to any one of the operation modes L, S, and H selected by the output selecting means 16, and the operation levers. Actual amount of the manipulated variable data φ [i] generated corresponding to the manipulated variable (operating angle) of (15, 15a) and the actuators 6, 6a to 6c provided from the actuator speed detecting means 13, 13a to 13c. Speed v [i], load pressure P [j] of pumps 3, 3a provided from pump pressure detection means 11, 11a and prime mover speed provided from prime mover speed detection means 2; Each of N is read (S1).

여기서, v[i]는 i번째 작동기의 실제속도, φ[i]는 i번째 작동기에 대한 조작레버의 조작각도, P[j]는 j번째 펌프의 부하압력을 각각 나타낸다.Where v [i] is the actual speed of the i-th actuator,? [I] is the operating angle of the operating lever for the i-th actuator, and P [j] is the load pressure of the j-th pump, respectively.

이어, 제어회로(14)는 선택된 모드를 나타내는 모드값(M)과 원동기회전수(N)를 이용하여 펌프들(3, 3a)의 출력마력을 제한하고, 이렇게 제한된 출력마력의 범위 내에서 펌프부하압력 P[j]에 근거하여 유압펌프들 각각이 토출할 수 있는 최대토출가능유량 QMax[j]를 연산한다(S2).여기서, QMax[j]는 j번째 펌프의 최대토출가능유량을 나타낸다.Subsequently, the control circuit 14 limits the output horsepower of the pumps 3 and 3a by using the mode value M and the prime mover speed N representing the selected mode, and the pump within this limited output horsepower range. The maximum dischargeable flow rate QMax [j] that each of the hydraulic pumps can discharge is calculated based on the load pressure P [j] (S2), where QMax [j] represents the maximum dischargeable flow rate of the j-th pump. .

조작레버들 각각에 대응되는 펌프들 각각의 최대토출가능유량과 그 펌프들의 유량제어를 위한 조작레버들로부터 각각 입력되는 입력조작량들을 연계시켜 조작수단들 각각의 입력요구유량 qa[i]를 계산한다(S3).The input required flow rate qa [i] of each of the operating means is calculated by linking the maximum dischargeable flow rate of each of the pumps corresponding to each of the operating levers and the input operation amounts respectively inputted from the operating levers for controlling the flow rate of the pumps. (S3).

이를 제4도를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.This will be described in detail with reference to FIG. 4 as follows.

예를들어, 출력모드(즉, 작업모드)가 H모드이고 어느 한 펌프의 부하압력이 P1이라면 그 펌프의 최대토출가능유량은 시스템의 출력선도에 의거하여 q1으로 결정된다.For example, if the output mode (i.e. working mode) is H mode and the load pressure of one pump is P1, the maximum dischargeable flow rate of that pump is determined as q1 based on the output diagram of the system.

이렇게 얻어진 최대토출가능유량 q1을 근거로 하여 미리 저장된 정보에 따라 유량요구선도 c1이 결정된다.Based on the maximum dischargeable flow rate q1 thus obtained, the flow rate requirement line c1 is determined according to the previously stored information.

이때, 그 펌프의 작동과 관련된 조작레버의 조작량이 deg1이라고 하면 얻어진 요구유량선도 c1에 의거하여 입력요구유량 qr1을 얻게된다.At this time, if the operation amount of the operation lever related to the operation of the pump is deg1, the input demand flow rate qr1 is obtained based on the required flow rate diagram c1.

이상과 같은 연산을 수행하여 조작수단들 각각의 입력요구유량 qa[i]이 구해지면 레버의 조작이 임의의 유압펌프가 단독으로 동작되게 조작하는지, 또는 펌프들이 함께 동작되게 조작하는지를 조사하여(S4), 단독조작이라고 판명되면(S4에서 YES이면) 해당 조작레버의 입력요구유량 qa[i]이 펌프의 출력유량 QOUT[j]와 작동기의 출력유량 qOUT[i]가 되도록 하고 (S5), 이어서 작동기의 출력요구속도를 계산하기 위한 단계로 넘어간다.When the input demand flow rate qa [i] of each of the operating means is obtained by performing the above calculation, the operation of the lever is examined to determine whether the hydraulic pump operates alone or the pumps operate together (S4). ), If it is determined to be a single operation (if Y4 in S4), the input demand flow rate qa [i] of the operating lever becomes the output flow rate QOUT [j] of the pump and the output flow rate qOUT [i] of the actuator (S5). Proceed to the step to calculate the output demand speed of the actuator.

한편, 단독조작이 아니라고 판명되면(S4에서 NO이면) 먼저, 각각의 펌프와 연결된 작동기를 각각이 입력될 것을 요구하는 입력요구유량 qa[i][j]의 합 qTot[j]를 구한다(S6).On the other hand, if it is determined that the operation is not a single operation (NO in S4), first, a sum qTot [j] of the input demand flow rates qa [i] [j], which requires each of the actuators connected to each pump to be inputted, is obtained (S6). ).

여기서, qa[i][j]는 j번째 펌프와 연결된 작동기들 중 i번째 작동기의 요구유량을 나타낸다.Here, qa [i] [j] represents the required flow rate of the i th actuator among the actuators connected to the j th pump.

이어, 펌프의 유량토출조건(이 조건은 유량조절밸브의 내부 구조, 유압작동기의 특성 또는 작업모두 등에 따라서 결정됨)이 유압 펌프토출유량의 합류를 나타내는지 여부를 조사하여(S7), 비합류조건이면(S7에서 NO이면) 각 펌프 별토출유량을 계산하기 위해 먼저 펌프들 각각의 최대토출가능 유량 QMax[J]가 각 펌프와 연결된 작동기들이 요구하는 유량의 합 qTot[J] 보다 큰지 여부를 조사한다(S8).Then, it is examined whether or not the flow rate discharge condition of the pump (this condition is determined according to the internal structure of the flow control valve, the characteristics of the hydraulic actuator, or all the work) indicates the confluence of the hydraulic pump discharge flow rates (S7). To calculate the back flow (if NO in S7), first check whether the maximum dischargeable flow rate QMax [J] of each pump is greater than the sum qTot [J] of the flow rates required by the actuators connected to each pump. (S8).

이때, 각 펌프의 최대토출가능유량 QMax[j]가 자신과 연결된 작동기들이 요구하는 유량의 합 qTot[j]보다 크지 않으면(S8에서 NO이면) 각 펌프에 대한 요구유량의 합들(qTot[i], qTot[2], …qTot[j])을 상호 비교하여 가장 큰 요구 유량의 합 qTotMax를 구한다(S9).At this time, if the maximum dischargeable flow rate QMax [j] of each pump is not greater than the sum qTot [j] of the flow rates required by the actuators connected thereto, the sum of the required flow rates for each pump (qTot [i]). , qTot [2], ... qTot [j]) are compared with each other, and the sum qTotMax of the largest required flow rate is obtained (S9).

이어, 계산된 최대요구유량합 qTotMax를 기준으로 설정하여 각 펌프와 연결된 작동기들 각각의 입력요구유량 qa[i][j]를 다음과 같이 각각 수정한 후Subsequently, the input demand flow rate qa [i] [j] of each actuator connected to each pump is modified by setting the calculated maximum demand flow rate qTotMax as follows.

qa[i][j]*(qa[i][j]/qTotMax*QMax[j]qa [i] [j] * (qa [i] [j] / qTotMax * QMax [j]

이렇게 수행된 작동기입력요구유량을 각 작동기의 출력요구 유량 qOut[i][j]로서 설정한다(S10).또, 각 펌프에 연결된 작동기 각각의 입력요구유량 qa[i][j]의 합 qTot[j]를 다음과 같이 각각 수정한 후The actuator input demand flow rate thus performed is set as the output demand flow rate qOut [i] [j] of each actuator (S10). The sum qTot of the input demand flow rates qa [i] [j] of each actuator connected to each pump is set. After modifying [j] as follows,

qTot[j]*(qTot[j]/qTotMax)*QMax[j]qTot [j] * (qTot [j] / qTotMax) * QMax [j]

이렇게 수정된 작동기들의 입력요규유량의 합 qTot[j]를 그 펌프의 출력유량 QOut[j]으로서 설정한다(S11).The sum qTot [j] of the input required flow rates of the actuators thus modified is set as the output flow rate QOut [j] of the pump (S11).

상기의 단계 S8에서, 각 펌프의 최대토출가능유량 QMax[j]가 그것과 연결된 작동기들이 요구하는 유량의 합 qTot[j]보다 크면(S8에서 YES이면) 각 펌프에 연결된 작동기들의 요구유량합 qTout[j]를 각 펌프의 출력유량 QOUT[j]로 설정하고, 조작수단들 각각의 입력요구유량 qa[i]를 작동기들 각각의 출력유량 qOut[i]로 설정한다(S12).In step S8 above, if the maximum dischargeable flow rate QMax [j] of each pump is greater than the sum qTot [j] of the flow rates required by the actuators connected thereto (if YES in S8), the required flow rate qTout of the actuators connected to each pump [j] is set to the output flow rate QOUT [j] of each pump, and the input demand flow rate qa [i] of each of the operating means is set to the output flow rate qOut [i] of each of the actuators (S12).

단계 S7에서, 합류조건이면(YES이면) 시스템이 포함하는 모든 작동기들 각각의 요구유량을 합한 것(∑qa[i])을 모든 작동기들이 요구하는 총요구유량 qTot로서 설정한다(S13).In step S7, if the joining condition (YES), the sum of the required flow rates (? Qa [i]) of all the actuators included in the system is set as the total required flow rate qTot required by all the actuators (S13).

이어, 총요구유량 qTot가 시스템이 포함하는 모든 펌프들 각각이 토출할 수 있는 펌프토출가능유량 QMax[j]를 합한 것(∑QMax[j]) 보다 작은지의 여부를 조사하여(S14), 작다고 판단되면(S14에서 YES이면) 각 펌프에 연결된 작동기들 각각의 입력요구유량을 합한 요구유량(즉, 각 입력요구유량의 합) qTot[j]를 각 펌프의 토출유량 QOut[j]로 설정하고 조작수단들 각각의 입력요구유량 qa[j]를 각 조작수단에 대응되는 작동기의 출력유량 qOut(i)로 설정한다(S15).Subsequently, it is determined whether the total required flow rate qTot is smaller than the sum of the pump ejectable flow rates QMax [j] that can be discharged by each of the pumps included in the system (∑QMax [j]) (S14). If determined (YES in S14), set the required flow rate (that is, the sum of each input flow rate) of each actuator connected to each pump to qTot [j] as the discharge flow rate QOut [j]. The input request flow rate qa [j] of each of the operation means is set to the output flow rate qOut (i) of the actuator corresponding to each operation means (S15).

여기서, 예를들어, 두 개의 펌프를 포함하는 시스템의 경우 펌프들의 토출유량을 연산할 때 요구유량에 따라 두 펌프에 펌프토출유량을 반분하여 할당하거나(즉, 두 펌프가 동일한 유량을 토출하도록 하거나) 또는, 어느 하나의 펌프는 토출가능한 최대유량을 토출하도록 하고 모자라는 분량의 유량은 다른 하나의 펌프로부터 토출되도록 하는 방법을 사용할 수 있다.Here, for example, in the case of a system including two pumps, when calculating the discharge flow rate of the pumps, the pump discharge flow rate is allocated to both pumps in half according to the required flow rate (that is, the two pumps discharge the same flow rate, or Alternatively, one pump may discharge the maximum flow rate that can be discharged, and a flow rate of the insufficient amount may be discharged from the other pump.

단계 S14에서, 총요구유량 qTot가 시스템이 포함하는 모든 펌프들 각각이 토출할 수 있는 펌프토출가능유량 QMax[j]를 합한 것(∑QMax[j] 보다 작지 않다고 판단되면 (S14에서 NO이면)(즉, 펌프들이 요구 유량을 충족시키지 못할 때에는) 펌프들 각각의 최대토출가능유량 QMax[j] 중에서 가장 큰 토출가능유량 값 QMax를 갖고(S16), 이 유량(QMax)에 준하여 동일한 비율로 시스템이 포함하는 작동기들 각각의 입력요구유량 qa[i]를 다음과 같이 수정한 후,In step S14, if it is determined that the total required flow rate qTot is the sum of the pump ejectable flow rates QMax [j] that can be discharged by each of all pumps included in the system (if NO in S14), (Ie, when the pumps do not meet the required flow rate) and have the largest dischargeable flow rate value QMax among the maximum dischargeable flow rates QMax [j] of each of the pumps (S16) and the system at the same rate according to this flow rate QMax After modifying the input demand flow rate qa [i] of each of these actuators as follows:

qa[i]*(qa[i]/qTot)*QMaxqa [i] * (qa [i] / qTot) * QMax

이렇게 수정된 작동기들 각각의 입력요구유량 qa[i]를 각 작동기의 출력유량 qOut[i]로서 설정하며(S17), 시스템이 포함하는 펌프들 각각의 최대토출가능유량 QMax[j]를 각 펌프의 출력유량 QOut[j]로서 설정한다(S18).The input required flow rate qa [i] of each of these modified actuators is set as the output flow rate qOut [i] of each actuator (S17), and the maximum dischargeable flow rate QMax [j] of each of the pumps included in the system is set to each pump. Is set as the output flow rate QOut [j] (S18).

이어, 제어회로(14)는 각 작동기의 출력요구속도 vOut[i]를 다음의 식에 따라 구하고(S19),Subsequently, the control circuit 14 obtains the output required speed vOut [i] of each actuator according to the following equation (S19),

vOut[i]=qOut[i]*K[i]vOut [i] = qOut [i] * K [i]

(여기서, K[i]는 i번째 작동기의 출력요구속도 상수임.)Where K [i] is the output demand speed constant for the i th actuator.

각각의 속도검출수단(13, 13a∼13c)으로부터 각 작동기의 실제속도 v[i]를 읽어들인 후 상기 출력요구속도 vOUT[i]와 실제속도 v[i] 사이의 오차 △v[i]를 구하고(S20). 이 오차값 △v[i]를 토대로 각 작동기의 유량을 제어하기 위한 전압 VaOut[i]를 계산하여 전압신호들을 생성한다(S21).After reading the actual speed v [i] of each actuator from the respective speed detecting means 13, 13a to 13c, the error? V [i] between the output demand speed vOUT [i] and the actual speed v [i] is read. Obtained (S20). Based on the error value? V [i], voltage VaOut [i] for controlling the flow rate of each actuator is calculated to generate voltage signals (S21).

또한, 작동기들 각각의 실제속도 v[i]를 이용하여 각 펌프의 실제토출유량 Q[j]를 연산하고(S22), 각 펌프의 출력요구유량 QOut[j]와 상기 실제토출유량 Q[j] 사이의 오차 △Q[j]를 연산하여(S23), 각 펌프의 토출량을 제어하기 위한 전압 VpOut[j]를 계산하여 전압신호들을 생성한다(S24).Further, the actual discharge flow rate Q [j] of each pump is calculated using the actual speed v [i] of each of the actuators (S22), and the output demand flow rate QOut [j] and the actual discharge flow rate Q [j of each pump are calculated. ] Is calculated (S23), and the voltage VpOut [j] for controlling the discharge amount of each pump is calculated to generate voltage signals (S24).

이상에서 설명된 바와 같이 생성된 전압신호들 VaOut[i]와 VpOut(j)는 통상적으로 제어회로(14)의 내부에 구성되는 신호중폭수단(도시되지 않음)에 의해 전류신호들로 변환되어 증폭된 후 펌프들(3, 3a)로부터 작동기들로 공급되는 유량을 제어하기 위한 전자비례밸브들(9, 9a)과 상기 펌프들(3, 3a)가 각각 연결된 레귤레이트들(5, 5a)을 제어하기 위한 전자비례밸브(8)로 각각 제공되도록 하되, 작동기의 기동시 발생되는 유압쇼크를 줄이기 위해 작동기전압 VaOut[i]와 펌프전압 VpOut[j]는 소정의 시간 간격 Td를 두고 출력되도록 한다(S25∼S27).The voltage signals VaOut [i] and VpOut (j) generated as described above are typically converted into current signals by a signal weighting means (not shown) configured inside the control circuit 14 and amplified. And the solenoid proportional valves 9 and 9a for controlling the flow rate supplied from the pumps 3 and 3a to the actuators and the regulators 5 and 5a connected to the pumps 3 and 3a, respectively. Each of them is provided to the electromagnetic proportional valve 8 for controlling, but the actuator voltage VaOut [i] and the pump voltage VpOut [j] are output at a predetermined time interval Td in order to reduce the hydraulic shock generated when the actuator is started. (S25-S27).

따라서, 상기 작동기 유량제어용 전자비례밸브 9 및 9a는 입력된 전류신호들에 각각에 상응하게 유량제어밸브들 7, 7a∼7c로 파일럿압력을 각각 발생하여 유량제어밸브들 각각의 스풀을 움직이게 됨으로써 작동기들(6, 6a∼6c) 각각으로 공급되는 유량을 조절하게 되고, 상기 펌프레귤레이터 제어용 전자비례밸브(8)는 입력되는 전기신호를 각각에 상응하게 각 레귤레이터 5 및 5a의 사판을 소정의 각도로 경전시키는 것에 의해 펌프들 각각이 토출하는 유량을 제어하게 된다.Accordingly, the actuator proportional control valves 9 and 9a generate pilot pressures to the flow control valves 7, 7a and 7c, respectively, corresponding to the input current signals to move the spools of the flow control valves. The flow rate supplied to each of the fields 6, 6a to 6c is adjusted, and the solenoid valve 8 for controlling the pump regulator controls the swash plates of the regulators 5 and 5a at predetermined angles to correspond to the input electric signals. By rotating, the flow rate discharged from each of the pumps is controlled.

이때, 앞에서 설명된 바와 같이 적어도 하나 이상의 유압작동기가 구동되어 있는 쪽의 로직밸브 12 또는 12a(또는, 두 로직밸브 12 및 12a 모두)를 닫아 줌으로써 펌프들(3, 3a)로부터 토출되는 모든 작동유가 구동중에 있는 적어도 하나 이상의 작동기로 전달된다.At this time, as described above, all the hydraulic fluid discharged from the pumps 3 and 3a is closed by closing the logic valve 12 or 12a (or both logic valves 12 and 12a) on which the at least one hydraulic actuator is driven. It is delivered to at least one actuator in operation.

따라서, 각 작동기의 실제 작동속도를 통하여 얻어진 각 작동기로의 유량의 합이 펌프들로부터 실제로 토출되는 유량과 동일하게 된다.Thus, the sum of the flow rates to each actuator obtained through the actual operating speed of each actuator becomes equal to the flow rate actually discharged from the pumps.

또한, 각 작동기의 출력요구속도와 그것의 실제작동속도 간의 오차를 구하고 이를 통하여 출력전압을 보상해 줌으로써 펌프로부터 그것으로 출력되는 유량을 조절하여 원하는 작업이 이루어지게 한다.In addition, by calculating the error between the output required speed of each actuator and its actual operating speed, and by compensating the output voltage through it to adjust the flow rate outputted from the pump to achieve the desired work.

이상에서 굴삭기의 유압시스템을 통하여 상세히 설명된 본 발명에 따르면 유압장비의 유량을 제어함에 있어서 다음과 같은 장점들을 얻을 수 있게 된다.According to the present invention described in detail through the hydraulic system of the excavator in the above it can be obtained the following advantages in controlling the flow rate of the hydraulic equipment.

첫째, 유압펌프들의 토출유량을 부하에 따라서 적절히 조정하여 줌으로써 작업모드에 따른 장비의 효율적인 구동이 가능하게 되고 그 결과 에너지절감효과가 발생된다.First, by efficiently adjusting the discharge flow rate of the hydraulic pumps according to the load it is possible to efficiently drive the equipment according to the working mode, resulting in an energy saving effect.

둘째, 조작레버의 조작량에 따라서 각 작동기의 자동속도를 조절하여 줌으로써 조작성을 향상시키고 미세작업의 경우에도 조작성을 보장할 수 있다.Second, by adjusting the automatic speed of each actuator in accordance with the operation amount of the operation lever can improve the operability and ensure the operability even in the case of fine work.

셋째, 펌프의 토출가능유량과 조작레버의 조작량과의 관계를 동시에 고려하여 펌프의 토출량 및 유압작동기의 출력유량을 결정하여 줌으로써 설정된 작업모드에 가장 적합한 제어조건을 제공하게 된다.Third, the discharge amount of the pump and the output flow rate of the hydraulic actuator are determined in consideration of the relationship between the dischargeable flow rate of the pump and the operation amount of the operating lever at the same time to provide the most suitable control conditions for the set working mode.

넷째, 작동기의 구동시 로직밸브를 당겨 줌으로써 펌프의 토출유량을 전부 작동기로 보낼 수 있게 되어 펌프의 효율적인 이용이 가능하게 되고 연료의 손실을 줄일 수 있게 된다.Fourth, it is possible to send all the discharge flow rate of the pump to the actuator by pulling the logic valve when the actuator is driven to enable efficient use of the pump and to reduce the loss of fuel.

다섯째, 작동기의 기동시 펌프의 출력을 작동기의 출력에 비해 적절히 지연시켜 줌으로써 작동기의 기동시에 발생되는 쇼크를 줄여 조작성을 향상시킬 수 있게 된다.Fifth, by appropriately delaying the output of the pump at the start of the actuator compared to the output of the actuator, it is possible to reduce the shock generated at the start of the actuator to improve operability.

Claims (2)

원동기의 회전력에 의해 구동되는 적어도 하나 이상의 가변용량형 유압펌프와, 이 적어도 하나 이상의 제공되는 작동유에 의해 구동되는 복수의 작동기와, 펌프로부터 상기 작동기들 각각으로 제공되는 상기 작동유의 흐름방향 및 유량을 제어하기 위한 복수의 유량제어밸브와, 작동기속도검출수단과, 장비조작수단과, 펌프부하압력검출수단과, 복수의 작업모드중 선택된 하나의 모드를 나타내는 소정의 선택모드신호를 출력하는 출력선택수단과, 이 출력선택수단 및 상기 조작수단으로부터 제공되는 소정의 조작신호들에 응답하여 상기 적어도 하나 이상의 펌프의 토출유량을 부하량에 따라서 조절하기 위한 제어수단을 포함하는 유압 시스템에서 유량을 제어하는 방법에 있어서; 상기 출력선택수단으로부터의 모드값(M)과, 상기 조작수단으로부터의 조작량데이터(φ[i]와, 상기 작동기속도검출수단들로부터의 각 작동기의 실제속도(v[i])와, 상기 펌프부하압력검출수단으로부터의 펌프부하압력(P[j]) 및, 상기 회전수검출수단으로부터의 원동기회전수(N)를 각각 읽어들이는 제1 단계와; 상기 모드값(M)과 상기 원동기회전수(N)를 이용하여 펌프의 출력마력을 제한하고, 이렇게 제한된 출력마력의 범위 내에서 상기 펌프부하압력 P[j]에 근거하여 유압펌프들 각각이 토출할 수 있는 최대토출가능유량 QMax[j]를 계산하는 제2단계와; 상기 조작수단에 대응되는 펌프의 최대토출가능유량과 그 펌프들의 유량제어를 위한 조작레버들로부터 각각 입력되는 입력조작량들을 연계시켜 조작수단의 입력요구유량 qa[i]를 계산하는 제3단계와; 상기 조작수단에 의해 임의의 유압펌프가 단독으로 동작되는지 또는 여러개의 펌프들이 함께 동작되는지를 조사하여, 단독조작이라고 판명되면 조작수단의 입력요구유량 qa[i]이 펌프의 출력유량 QOUT[j]와 작동기의 출력유량 qOUT[i]가 되도록 하는 제4단계와; 단독조작이 아니라고 판명되면 상기 적어도 하나 이상의 펌프와 각각 연결된 작동기들 각각이 입력될 것을 요구하는 입력요구유량 qa[i][j]의 합 qTot[j]를 구하고 펌프의 유량토출조건이 합류조건인지 또는 비합류조건인지에 따라서 작동기의 유량 및 펌프의 유량을 각각 재분배하는 제5단계와; 상기 제4 및 제5단계에서 얻어진 각 작동기의 출력요구유량 qOut[i]와 출력요구속도상수 K[i]를 이용하여 각 작동기의 출력 요구속도 vOut[i]를 구하고, 상기 속도검출수단으로부터 각 작동기의 실제속도 v[i]를 읽어들인 후 상기 출력요구속도 vOut[i]와 실제속도 v[i] 사이의 오차 Av[i]를 구하고, 이 오차 값 △v[i]를 토대로 각 작동기의 유량을 제어하기 위한 전압 VaOut[i]를 계산하여 전압신호들을 생성하는 제6단계와; 작동기들 각각의 실제속도 v[i]를 이용하여 각 펌프의 실제토출유량 Q[j]를 연산하고, 각 펌프의 출력요구유량 QOut[j]와 상기 실제토출유량 Q[j] 사이의 오차 △Q[j]를 연산하여(S23), 각 펌프의 토출량을 제어하기 위한 전압 VpOut[j]를 계산하여 전압신호들을 생성하는 제7단계와; 전압신호들 VaOut[i]와 VpOut[j]는 작동기들 각각의 유량을 제어하기 위한 상기 전자비례밸브들과 상기 펌프들과 각각 연결된 레귤레이터들을 제어하기 위한 전자 비례밸브로 각각 출력되도록 하되, 작동기의 기동시 발생되는 유압쇼크를 줄이기 위해 작동기전압 VaOut[i]와 펌프전압 VpOut[j]는 소정의 시간 간격 Td를 두고 출력되게 하는 제8단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압장비의 유량제어방법.At least one variable displacement hydraulic pump driven by the rotational force of the prime mover, a plurality of actuators driven by the at least one provided hydraulic oil, and a flow direction and a flow rate of the hydraulic oil provided from the pump to each of the actuators Output selection means for outputting a plurality of flow control valves for controlling, actuator speed detection means, equipment operation means, pump load pressure detection means, and a predetermined selection mode signal indicative of a selected one of a plurality of working modes And control means for adjusting the discharge flow rate of the at least one pump according to the load in response to the output selection means and predetermined operation signals provided from the operation means. In; The mode value M from the output selecting means, the manipulated variable data? [I] from the operating means, the actual speed v [i] of each actuator from the actuator speed detecting means, and the pump A first step of reading the pump load pressure P [j] from the load pressure detecting means and the prime mover rotation speed N from the rotation speed detecting means, respectively, the mode value M and the prime mover rotation; The number N is used to limit the output horsepower of the pump, and the maximum dischargeable flow rate QMax [j that each of the hydraulic pumps can discharge based on the pump load pressure P [j] within this limited output horsepower range. A second step of calculating], the input request flow rate qa [i of the operation means by linking the maximum dischargeable flow rate of the pump corresponding to the operation means with the input operation amounts respectively inputted from the operation levers for controlling the flow rate of the pumps; Calculating a third step; Investigate whether any hydraulic pump is operated alone or several pumps are operated by means, and if it is determined to be a single operation, the input demand flow rate qa [i] of the operating means is the output flow rate QOUT [j] of the pump and the actuator. A fourth step of outputting the output flow rate qOUT [i], and if it is found to be not a single operation, the sum of the input demand flow rates qa [i] [j] that require each of the actuators respectively connected to the at least one pump to be input. a fifth step of obtaining qTot [j] and redistributing the flow rate of the actuator and the flow rate of the pump, respectively, depending on whether the flow rate discharge condition of the pump is a confluence condition or a non-confluence condition, and each of the actuators obtained in the fourth and fifth steps. Using the output demand flow rate qOut [i] and the output request speed constant K [i], the output demand speed vOut [i] of each actuator is obtained, and the actual speed v [i] of each actuator is read from the speed detection means. The error Av [i] between the output required speed vOut [i] and the actual speed v [i] is obtained, and the voltage VaOut [i] for controlling the flow rate of each actuator is calculated based on the error value Δv [i]. Generating a voltage signal by calculating the actual discharge flow rate Q [j] of each pump using the actual speed v [i] of each of the actuators, and outputting output flow rate QOut [j] of each pump; Calculating an error ΔQ [j] between the actual discharge flow rates Q [j] (S23), calculating a voltage VpOut [j] for controlling the discharge amount of each pump, and generating voltage signals; The voltage signals VaOut [i] and VpOut [j] are respectively output to the electromagnetic proportional valves for controlling the flow rates of the actuators and the electromagnetic proportional valves for controlling the regulators respectively connected to the pumps. And an eighth step of causing the actuator voltage VaOut [i] and the pump voltage VpOut [j] to be output at a predetermined time interval Td in order to reduce the hydraulic shock generated at the start-up. 제1항에 있어서, 상기 제5단계는 상기 펌프유량토출조건이 상기 비합류조건이면 각 펌프 별 토출유량을 계산하기 위해 먼저 펌프들 각각의 최대토출가능유량 QMax[j]가 각 펌프와 연결된 작동기들이 요구하는 유량의 합 qTot[j]보다 큰지 여부를 조사하여 각 펌프의 최대토출가능유량 QMax[j]가 자신과 연결된 작동기들이 요구하는 유량의 합 qTot[j] 보다 크지 않으면 각 펌프에 대한 요구유량의 합들(qTot[1], qTot[2], …qTopt[j])을 상호 비교하여 가장 큰 요구유량의 qTotMax를 구하는 단계와; 상기 최대요구유량합 qTotMax를 기준으로 설정하여 각 펌프와 연결된 작동기들 각각의 입력요구유량 qa[i][j]를 수정한 후 수정된 작동기입력요구유량을 각 작동기의 출력요구유량 qOut[i][j]로서 설정하여 작동기유량을 재분배하고, 각 펌프에 연결된 작동기 각각의 입력요구유량 qa[i][j]의 합 qTot[j]를 각각 수정한 후 수정된 작동기들의 입력요구유량의 합 qTot[j]를 그 펌프의 출력유량 QQut[j]으로서 설정하는 단계와; 상기 각 펌프의 최대토출가능유량 QMax[j]가 그것과 연결된 작동기들이 요구하는 유량의 합 qTot[j] 보다 크면 각 펌프에 연결된 작동기들의 요구유량합 qTot[j]를 각 펌프의 출력유량 QOUT[j]로 설정하고, 상기 조작수단들 각각의 입력요구유량 qa[i]를 작동기들 각각의 출력유량 qOut[i]로 설정하는 단계와; 상기 펌프토출유량조건이 상기 합류조건이면 시스템이 포함하는 모든 작동기들 각각의 요구유량을 합한 것(∑qa[i])을 모든 작동기들이 요구하는 총요구유Tot로서 설정하고, 상기 총요구유량 qTot가 시스템이 포함하는 모든 펌프들 각각이 토출할 수 있는 펌프토출가능유량 QMax[j]를 합한 것(∑QMax[j]) 보다 작은지의 여부를 조사하여, 작다고 판단되면 각 펌프에 연결된 작동기들 각각의 입력요구유량을 합한 요구유량 qTot[j]를 각 펌프의 토출유량 QOut[j]로 설정하고 조작수단들 각각의 입력요구유량 qa[i]를 각 조작수단에 대응되는 작동기의 출력유량 qOut[i]로 설정하는 단계와; 상기 총요구유량 qTot가 시스템이 포함하는 모든 펌프들 각각이 토출할 수 있는 펌프토출가능유량 QMax[j]를 합한 것(∑QMax[j]) 보다 작지 않다고 판단되면 펌프들 각각의 최대토출가능유량 QMax[j] 중에서 가장 큰 토출가능유량값 QMax를 찾고, 상기 유량(QMax)에 준하여 동일한 비율로 시스템이 포함하는 작동기들 각각의 입력요구유량 qa[i]를 수정한 후, 수정된 작동기들 각각의 입력요구유량 qa[i]를 각 작동기의 출력유량 qOut[i]로서 설정하며, 시스템이 포함하는 펌프들 각각의 최대토출가능유량 QMax[j]를 각 펌프의 출력유량 QOut[j]로서 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압장비의 유량제어방법.The actuator of claim 1, wherein the fifth step comprises: an actuator in which the maximum dischargeable flow rate QMax [j] of each of the pumps is first connected to each pump to calculate the discharge flow rate for each pump if the pump flow rate discharge condition is the non-confluence condition; Determine whether the pump's maximum dischargeable flow rate QMax [j] is greater than the sum of the flowrates required by the actuators connected to it, if the sum of the flow rates qTot [j] is greater than the required qTot [j]. Comparing the sums of flow rates qTot [1], qTot [2], ... qTopt [j] with each other to obtain qTotMax of the largest required flow rate; The input demand flow rate qa [i] [j] of each of the actuators connected to each pump is modified by setting the maximum demand flow rate qTotMax as a reference, and then the corrected actuator input demand flow rate is outputted to each actuator qOut [i]. Set as [j] to redistribute the actuator flow rate, modify the sum qTot [j] of the input demand flow rate qa [i] [j] of each actuator connected to each pump, and add the input flow rate of the modified actuators qTot setting [j] as the output flow rate QQut [j] of the pump; If the maximum dischargeable flow rate QMax [j] of each pump is greater than the sum qTot [j] of the flow rates required by the actuators connected thereto, the required flow rate qTot [j] of the actuators connected to each pump is converted to the output flow rate QOUT [ j], and setting an input demand flow rate qa [i] of each of the operation means to an output flow rate qOut [i] of each of the actuators; If the pump discharge flow rate condition is the confluence condition, the sum of the required flow rates of each of the actuators included in the system (∑qa [i]) is set as the total demand oil Tot required by all the actuators, and the total demand flow rate qTot. Checks whether each of the pumps included in the system is less than the sum of the pumpable discharge flow rates QMax [j] (∑QMax [j]), and if it is determined that each of the actuators Set the required flow rate qTot [j] to the discharge flow rate QOut [j] of each pump and set the input demand flow rate qa [i] of each of the operating means to the output flow rate qOut [corresponding to each operation means. i]; If it is determined that the total required flow rate qTot is not smaller than the sum of the pump dischargeable flow rates QMax [j] that each of the pumps included in the system can discharge (∑QMax [j]), the maximum dischargeable flow rates of each of the pumps Find the largest dischargeable flow rate QMax among QMax [j], modify the input demand flow rate qa [i] of each of the actuators included in the system at the same rate based on the flow rate QMax, and then modify each of the modified actuators. Set the input demand flow rate qa [i] as the output flow rate qOut [i] of each actuator, and set the maximum dischargeable flow rate QMax [j] of each pump included in the system as the output flow rate QOut [j] of each pump. Flow control method of the hydraulic equipment comprising the step of.
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