KR970006843B1 - 중장비의 주행속도 제어장치 - Google Patents

중장비의 주행속도 제어장치 Download PDF

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Abstract

내용없음.

Description

중장비의 주행속도 제어장치
제1도는 종래의 중장비의 주행속도 제어장치를 도시한 개략도.
제2도는 본 발명에 의한 중장비의 주행속도 제어장치를 도시한 개략도.
제3도는 제2도에 도시된 제어부의 상세도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
4 : 엔진 6, 7 : 주행용 모터
8, 9 : 주행용 방향제어밸브 15 : 압력 검출부
16 : 주행 조작부 17 : 제어부
18 : 스위칭부 19 : 전자제어밸브
20, 21 : 가변용량형 펌프 23∼25 : 압력스위치
26 : 스위치군 27∼29 : 저항
30∼32 : 릴레이스위치 33 : 릴레이스위치군
Vcc : 정전압
본 발명은 중장비의 주행속도 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 중장비, 특히 굴삭기의 주행시에 있어서 주행페달의 조작상태에 따라 유압펌프에서 토출되는 유량을 가변 조절함으로써, 주행속도를 운전자의 의지대로 조작할 수 있도록 한 중장비의 주행속도 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 주행기능을 갖는 중장비 즉, 굴삭기의 유압회로계통을 보면, 상부선회체를 선호시키기 위한 선회모터를 구동시키는 선회용 방향제어밸브와, 굴삭기의 전부장치인 붐과 암 및 버킷을 작동시키는 각각의 붐과 암 및 버킷용 방향제어밸브와, 좌우측 주행모터를 구동시키는 한쌍의 주행용 방향제어밸브를 구비한다.
제1도를 참조하여 종래의 굴삭기의 주행장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.
제1도를 보면, 굴삭기의 주행을 제어하는 주행 조작부(1)에 연결되어 운전자에 의해 가해진 주행 조작부(1)의 압력을 검출하여 후술하는 좌우측 유압펌프(2, 3)를 구동하는 엔진(4)과, 엔진(4)으로부터 발생된 구동력을 인가받아 회전되어 탱크(5)속에 저장된 오일을 펌핑하는 좌우측 유압펌프(2, 3)와, 좌우측 유압펌프(2, 3)로부터 공급된 동작유의 방향을 제어하여 좌우측 주행용 모터(6, 7)의 회전방향을 제어하는 좌우측 주행용 방향제어밸브(8, 9)가 구성되어 있다.
또한, 운전자의 조작에 따라 좌우측 주행용 모터(6, 7)의 회전방향을 결정하기 위하여 좌우측 주행용 방향제어밸브(8, 9)내의 유로를 제어하는 각각의 주행용 방향제어밸브(8, 9)의 스풀(spool)에 신호압을 공급하도록 탱크(5)속에 저장된 오일을 펌핑하는 파일럿펌프(10)가 구비되어 있다.
여기서, 미설명부호인 11, 12, 13, 14는 굴삭기의 선회동작과 굴삭기에 장착된 붐, 암 및 버킷의 동작을 제어하기 위하여 동작유의 공급방향을 제어하는 각각 선회, 붐, 암, 버킷용 방향제어밸브이다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 종래의 굴삭기의 주행장치를 보면 다음과 같다.
운전자의 주행페달(도시되지 않았음)을 밟으면 주행 조작부(1)에 가해진 압력은 엔진(4)에 전달되어 엔진(4)을 구동시킨다. 이때, 엔진(4)은 운전자에 의하여 페달(도시되지 않았음)에 가해진 압력에 비례하여 구동력이 결정된다. 엔진(4)이 구동되면 이 구동력은 좌우측 유압펌프(2, 3)에 공급되어 토출량이 고정된 좌우측 유압펌프(2, 3)를 구동시키고, 각각의 유압펌프(2, 3)가 구동됨에 따라 고정된 토출량에 해당하는 동작유가 탱크(5)로부터 펌핑되어 좌우측 주행용 방향제어밸브(8, 9)에 각각 공급된다.
이때, 주행 조작부(1)로부터 인가된 좌우측 레버의 전후진 방향제어 신호에 의해 좌우측 주행용 방향제어밸브(8, 9)에 내장된 스풀의 이동 방향이 결정되고, 이와 동시에 파일럿펌프(10)가 구동되어 탱크(5)내의 동작유를 펌핑하여 주행 조작부(1)를 통하여 좌우측 주행용 방향제어밸브(8, 9)내의 스풀에 공급하며, 신호압을 인가받은 스풀은 결정된 이동방향으로 이동하여 좌우측 주행용 방향제어밸브(8, 9)내의 유로를 제어 및 결정한다.
스풀의 이동으로 인하여 좌우측 주행용 방향제어밸브(8, 9)의 유로가 결정되면, 좌우측 유압펌프(2, 3)에 의해 펌핑된 동작유가 좌우측 주행용 방향제어밸브(8, 9)내의 유로를 통하여 좌우측 주행모터(6, 7)에 공급되어 좌우측 주행모터(6, 7)를 소정방향으로 회전시키고, 좌우측 주행모터(6, 7)가 회전됨에 따라 굴삭기는 소정방향으로 진행하게 된다.
그런데, 전술한 바와 같은 종래의 굴삭기 주행장치는, 좌우측 유압펌프(2, 3)의 토출량이 고정되어 있어 운전자가 주행페달을 밟는 정도에 대응하여 굴삭기의 주행속도를 제어할 수 없다는 문제점이 있었다.
또한, 굴삭기의 주행속도를 운전자의 의지대로 제어할 수 없으므로, 서행 또는 정지시에는 불필요한 에너지가 낭비되고, 언덕길주행 또는 차선이 단선인 도로에서는 충분한 속도로 주행할 수 없어 다른 차량의 주행을 방해하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 중장비의 주행속도를 운전자의 의지대로 제어할 수 있도록 함으로써, 에너지절약 및 운전자의 의지에 대응하는 주행성능을 얻을 수 있도록 한 중장비의 주행속도 제어장치를 제어함에 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 운전자의 조작에 따라 주행조건을 제어하는 주행조작부와, 주행모터와, 상기 주행 조작부의 제어신호에 따라 주행모터의 회전방향을 제어하는 방향제어밸브와, 상기 주행모터 및 방향제어밸브에 동작유를 공급시키기 위한 구동원을 제공하는 엔진을 구비하는 중장비의 주행속도 제어장치에 있어서; 운전자에 의해 가해진 주행페달의 압력을 복수개의 단계로 구분하여 검출하는 입력 검출수단; 상기 압력 검출수단에 의해 검출된 소정압력에 대응하는 소정전류값을 출력하는 제어수단; 상기 제어수단으로부터 출력된 소정전류값에 대응하여 제어신호를 출력하는 전자비례밸브; 및 상기 전자비례밸브로부터 출력된 제어신호에 따라 토출용량이 가변되어 가변된 토출용량에 따라 동작유를 펌핑하여 상기 방향제어밸브에 공급함으로써, 중장비의 주행성능을 가변할 수 있도록 한 가변용량형 펌핑수단을 구비하는 중장비의 주행속도 제어장치에 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제어수단은 상기 압력 검출수단에 의해 검출된 압력에 대응하여 스위칭되는 압력스위칭수단과, 상기 압력스위칭수단에 의해 스위칭되어 상기 압력 검출수단에 의해 검출된 압력값에 대응하는 전류값을 출력하는 스위칭수단으로 구성하는 것이 바람직하고, 상기 압력스위칭수단은 상기 압력검출기에 의해 분할된 각 단계의 압력에 각각 대응하여 스위칭되도록 복수개의 압력스위치로 구성하는 것이 바람직하며, 스위칭수단은 상기 압력스위칭수단에 의해 분할 검출된 각각의 압력에 대응하여 스위칭되는 복수개의 릴레이스위치를 구비하고 상기 각각의 릴레이스위치에는 소정전압원과 각각 그 값이 서로 상이한 저항을 구비하여 상기 압력스위칭수단에 의해 선택된 각각의 압력에 대응하는 소정전류값을 출력하도록 하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 의한 중장비의 주행속도 제어장치의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제2도는 본 발명에 의한 중장비의 주행속도 제어장치를 도시한 개략도이다. 제2도에 있어서 제2도와 동일한 참조부호는 동일 부품을 표시하므로 이들에 대한 설명은 생략하고, 본 발명의 필수 구성요소만을 설명한다.
제2도를 보면, 운전자에 의해 밟혀진 주행페달의 압력을 검출하는 압력 검출부(15)와, 굴삭기의 주행을 제어함과 동시에 압력 검출부(15)에 의해 검출된 압력값을 출력하는 주행 조작부(16)와, 주행 조작부(16)로부터 입력된 압력값을 이용하여 압력값에 대응되는 전류값을 검출 및 출력하는 제어부(17)와, 굴삭기의 주행상태와 작업상태를 전환하여 선택된 상태에 따라 정전압원(도시되지 않았음)으로부터 인가된 정전압(Vcc)을 스위칭함과 동시에 굴삭기의 주행상태시에 제어부(17)로부터 인가된 제어신호를 스위칭하는 스위칭부(18)와, 스위칭부(18)로 부터 인가된 정전압(Vcc)을 인가받아 구동되고 제어부(17)로부터 인가된 전류신호에 따라 제어되는 전자비례밸브(19)와, 전자비례밸브(19)로 부터 제어신호를 인가받아 탱크(5)내에 저장된 동작유의 토출량을 가변시켜 출력하는 좌우측 가변용량형 펌프(20, 21)를 추가 구성하였다.
여기서, 미설명부호 22는 스위칭부(18)에 의해 굴삭기가 작업상태로 전환되었을 때 선회, 붐, 암, 및 버킷용 방향제어밸브(11∼14)에 인가되는 토출유량을 제어하기 위하여 복수개의 저항으로 구성된 저항박스이다.
한편, 제3도를 참조하여 제2도에 도시된 제어부(17)의 상세구성을 보면, 주행 조작부(16)로부터 인가된 소정 압력값에 대응하여 스위칭되도록 복수개의 압력스위치(23∼25)로 구성된 스위치군(26)과, 스위치군(26)내에 구성된 복수개의 압력스위치(23∼25)에 의해 동작이 제어되어 일체형으로 구성된 저항(27∼29)의 저항값에 의해 센싱된 각각 상이한 전이값을 스위칭부(18)에 출력하도록 복수개의 릴레이스위치(30∼32)를 구비한 릴레이스위치군(33)으로 구성되어 있다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 동작을 보면 다음과 같다.
운전자가 주행페달을 소정압력으로 밟으면, 이 압력은 압력 검출부(15)에 의해 검출되어 주행 조작부(16)에 인가된다. 주행 조작부(16)는 압력 검출부(15)로부터 인가된 압력값을 제어부(17)에 출력한다. 제어부(17)는 주행 조작부(16)로부터 압력값을 인가받고, 이 압력에 의해 스위치군(26)내의 복수개의 압력스위치 중 어느 하나가 동작되어 해당 릴레이스위치를 동작시키게 되면 해당 릴레이스위치와 연결된 저항값과 도시되지 않은 정전압으로부터의 소정전압에 의해 전류값이 결정되며, 이 전류가 스위칭부(18)에 공급된다.
스위칭부(18)는 운전자에 의해 조작되어 굴삭기를 직업상태와 주행상태로 스위칭하게 된다. 이때, 운전자가 주행상태로 전환하게 되면, 앞서 언급한 전류는 스위칭부(18)내의 ⓐ단자와 ⓑ단자를 통하여 전자비례밸브(19)에 공급되고, 정전압(Vcc)은 ⓒ단자와 ⓓ단자를 통하여 전자비례밸브(19)의 구동전압을 공급하게 된다.
전자비례밸브(19)는 스위칭부(18)를 통하여 인가된 정전압(Vcc)에 의해 구동되어 제어부(17)로부터 인가된 전류값에 따라 좌우측 가변용량형 펌프(20, 21)의 토출용량을 제어하고, 전술한 바와 같이 운전자에 의해 주행조작부(16)에 가해진 압력은 엔진(4)에 전달되어 엔진(4)을 구동시킨다. 이때, 엔진(4)은 전술한 바와 같이 주행조작부(16)내의 페달(도시되지 않았음)에 가해진 압력에 비례하여 구동력이 결정된다. 엔진(4)이 구동되면 이 구동력은 좌우측 가변용량형 펌프(20, 21)에 공급되어 토출량이 전자비례밸브(19)에 의해 결정된 좌우측 가변용량형 펌프(20, 21)를 구동시키고, 각각의 유압펌프(20, 21)가 구동됨에 따라 가변된 토출량에 해당하는 동작유가 탱크(5)로부터 펌핑되어 좌우측 주행용 방향제어밸브(8, 9)에 각각 공급된다.
이때, 주행 조작부(16)로부터 인가된 좌우측 레버의 전후진 방향제어 신호에 의해 좌우측 주행용 방향제어밸브(8, 9)에 내장된 스풀의 이동방향이 결정되고, 이와 동시에 파일럿펌프(10)가 구동되어 탱크(5)내의 동작유를 펌핑하여 주행 조작부(16)를 통하여 좌우측 주행용 방향제어밸브(8, 9)내의 스풀에 공급하며, 동작유을 인가받은 스풀은 결정된 이동방향으로 이동하여 좌우측 주행용 방향제어밸브(8, 9)내의 유로를 제어 및 결정한다.
스풀의 이동으로 인하여 좌우측 주행용 방향제어밸브(8, 9)의 유로가 결정되면, 좌우측 가변용량형 펌프(20, 21)에 의해 펌핑된 동작유가 좌우측 주행용 방향제어밸브(8, 9)내의 유로를 통하여 좌우측 주행모터(6, 7)에 공급되어 좌우측 주행모터(6, 7)를 소정방향으로 회전시키고, 좌우측 주행모터(6, 7)가 회전됨에 따라 굴삭기는 소정방향으로 진행하게 된다.
전술한 바와 같은 동작에 대하여 일례를 들어 보다 상세히 설명한다.
운전자에 의해 밟혀지는 주행페달(도시되지 않았음)의 압력을 3단계로 구분하고, 운전자가 제2단계에 해당하는 압력으로 주행페달을 밟았다고 가정하면, 압력 검출부(15)에 의해 검출된 제2단계의 압력은 주행 조작부(16)를 통하여 제어부(17)로 인가된다. 제어부(17)로 인가된 제2단계의 압력은 제어부(17)내에 구성된 스위치군(26) 중 제2압력스위치(24)를 턴-온시킨다. 제2압력스위치(24)가 턴-온됨에 따라 릴레이스위치군(33)내의 제2릴레이스위치(31)가 턴-온되어 도시되지 않은 정전압원으로부터의 소정전압과 저항(28)에 의해 검출된 제2상태의 전류가 스위칭부(18)내의 ⓐ단자와 ⓑ단자를 통하여 전자비례밸브(19)에 공급된다. 전자비례밸브(19)는 정전압원(도시되지 않았음)으로부터 정전압(Vcc)을 인가받아 구동되어 제어부(17)와 스위칭부(18)를 통하여 인가된 제2상태의 전류에 해당하는 값으로 좌우측 가변용량형 펌프(20, 21)의 토출유량을 제어한다.
토출유량이 제어된 좌우측 가변용량형 펌프(20, 21)는 엔진(4)으로부터 인가된 구동력에 따라 회전되어 탱크(5)내에 저장된 동작유를 가변된 용량으로 펌핑하여 좌우측 주행용 방향제어밸브(8, 9)에 공급하고, 전술한 바와 같이 주행 조작부(16)로부터 인가된 제어신호에 따라 스풀이 구동되어 좌우측 주행용 방향제어밸브(8, 9)의 유로를 결정하여 좌우측 주행용 모터(6, 7)의 회전방향을 결정하게 된다. 따라서, 굴삭기는 소정방향으로 이동하게 된다.
한편, 본 발명은 전술한 바와 같이 운전자에 의해 가해진 압력을 3단계로 분류한 경우에 대하여 한정 설명하였으나, 보다 정밀한 주행성능을 얻기 위하여 압력을 N단계로 분류하여 좌우측 가변용량형 펌프(20, 21)의 토출용량을 제어하도록 하는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 중장비의 주행속도 제어장치에 의하면, 운전자에 의해 가해진 주행페달의 압력을 N단계로 구분하고, 각각의 단계에 비하여 가변용량의 펌프의 토출용량의 가변시킴으로써, 서행, 정지, 언덕길주행, 평탄도로주행 등과 같은 여러가지 주행조건에 대하여 운전자의 의지에 부합되는 주행성능을 얻을 수 있는 이점이 있다.
또한, 주행상태에 따라 주행성능을 가변할 수 있으므로, 서행, 정지시에 불필요한 에너지낭비를 줄일 수 있고, 언덕길 주행, 평탄도로 주행시 다른 차량의 주행을 방해하는 경우를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

  1. 운전자의 조작에 따라 주행조건을 제어하는 주행 조작부와, 주행 모터와, 상기 주행 조작부의 제어신호에 따라 주행모터의 회전방향을 제어하는 방향제어밸브와, 상기 주행모터 및 방향제어밸브에 동작유를 공급시키기 위한 구동원을 제공하는 엔진을 구비하는 중장비의 주행속도 제어장치에 있어서; 운전자에 의해 가해진 주행페달의 압력을 복수개의 단계로 구분하여 검출하는 압력 검출수단; 상기 압력 검출수단에 의해 검출된 소정압력에 대응하는 소정전류 값을 출력하는 제어수단; 상기 제어수단으로부터 출력된 소정전류값에 대응하여 제어신호를 출력하는 전자비례밸브; 및 상기 전자비례밸브로부터 출력된 제어신호에 따라 토출용량이 가변되어 가변된 토출용량에 따라 동작유를 펌핑하여 상기 방향제어밸브에 공급함으로써, 중장비의 주행성능을 가변할 수 있도록 한 가변용량형 펌핑수단을 구비하는 중장비의 주행속도 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 압력 검출수단에 의해 검출된 압력에 대응하여 스위칭되는 압력스위칭수단; 및 상기 압력스위칭수단에 의해 스위칭되어 상기 압력 검출수단에 의해 검출된 압력값에 대응하는 전류값을 출력하는 스위칭수단으로 구성되는 중장비의 주행속도 제어장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 압력스위칭수단은, 상기 압력검출기에 의해 분할된 각 단계의 압력에 각각 대응하여 스위칭되도록 복수개의 압력스위치로 구성되는 중장비의 주행속도 제어장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 스위칭수단은, 상기 압력스위칭수단에 의해 분할 검출된각각의 압력에 대응하여 스위칭되는 복수개의 릴레이스위치를 구비하고, 상기 각각의 릴레이스위치에는 소정전압원과 각각 그 값이 서로 상이한 저항을 구비하여 상기 압력스위칭수단에 의해 선택된 각각의 압력에 대응하는 소정전류값을 출력하도록 한 중장비의 주행속도 제어장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100954504B1 (ko) * 2004-12-16 2010-04-22 현대중공업 주식회사 크롤라 굴삭기의 주행속도제어장치

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KR100954504B1 (ko) * 2004-12-16 2010-04-22 현대중공업 주식회사 크롤라 굴삭기의 주행속도제어장치

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