WO2014069759A1 - 휠 굴삭기의 주행 유량 제어 방법 - Google Patents

휠 굴삭기의 주행 유량 제어 방법 Download PDF

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원진희
임준성
최문규
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현대중공업 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a traveling flow rate control method of a wheeled excavator, and more particularly, a traveling flow rate of a wheeled excavator to improve driving efficiency and lower engine speed by using the combined flow rates of two hydraulic pumps in a wheeled excavator. It relates to a control method.
  • an excavator is a method for minimizing engine fuel loss during operation standby, in which the hydraulic fluid is discharged through the main line from the variable displacement pump of the main pump using the rotational kinetic energy from the engine, while the main spool has a neutral position port.
  • the flow through the main line is returned to the tank through the bypass relief valve.
  • the pressure generated at the orifice is transferred to the pump regulator through the pump control line to control the swash plate angle. The discharge flow rate is reduced.
  • Korean Patent Publication No. 10-2003-0056347 in the excavator that can control the variable flow rate of the pump to control the fuel of the equipment by adjusting the pump swash angle and pump input horsepower to minimize the power loss during work waiting
  • the present invention relates to a method of controlling the minimum flow rate of an excavator pump that can reduce and improve durability.
  • the engine, a variable displacement pump, a main control valve, a central control computer, an electronic proportional pressure reducing valve, and a solenoid are used to minimize engine fuel loss when the excavator is waiting for work.
  • a shuttle valve is installed between the negative line and the pilot line of the pilot pump controlled by the solenoid valve, and the solenoid valve Operating and comparing the pressure on the shuttle valve Kane operating the swash plate angle of the profile to a minimum and by applying a signal to the electro proportional pressure reducing valve to control the pump input torque regulator operation in a central control computer receives a signal from the standby state is characterized by control of the pump input torque to a minimum.
  • power loss at idle can be minimized, thereby saving fuel and providing durability and environmentally friendly construction machinery.
  • One embodiment of the present invention is to reduce the engine speed by using the flow rate of the two hydraulic pumps in the wheeled excavator to improve the running fuel consumption, driving efficiency and driving noise reduction method of the wheeled excavator To provide.
  • the traveling flow rate control method of a wheel excavator includes: a driving flow rate control method of a wheel excavator that receives a pressure oil discharged from a hydraulic pump and performs pump confluence control to control a pump maximum flow rate of the wheel excavator; Performing a maximum flow rate control by controlling a proportional control valve controlling a maximum flow rate of the hydraulic pump after checking whether there is an abnormality of the confluence control, receiving a flow rate value of the flow rate pump controlled by the proportional control valve; If there is an error in the flow rate value input during the pump maximum flow rate control, checking the error, and
  • the checking of the error may include calculating a difference between the input flow rate and the current flow rate as an error value.
  • the compensating of the flow rate value may include calculating the flow rate value by weighting the identified error, and checking whether the calculated flow rate value is out of a preset range. .
  • the step of checking whether it is out of the preset range may include limiting the flow rate value to a lower limit value and an upper limit value of the calculated flow rate value so as not to deviate from the preset range.
  • Driving flow control method of the wheel excavator according to an embodiment of the present invention by using the combined flow of the pressure oil discharged from the two hydraulic pumps in the wheel excavator to use the combined flow rate, improving the running efficiency and lower the engine speed running fuel Lower consumption can improve driving fuel economy and also reduce driving noise.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a traveling flow rate control apparatus of a wheel excavator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a traveling flow rate control method of a wheel excavator according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a graph showing a relationship between a hydraulic pump pressure and a proportional control valve pressure by the traveling flow rate control method of the wheel excavator of FIG.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a traveling flow rate control apparatus of a wheel excavator according to an embodiment of the present invention.
  • a traveling flow rate control apparatus of a wheel excavator includes a hydraulic pump 110, a solenoid valve 120, a traveling straight spool 130, a traveling spool 140, a proportional control valve 150, and a controller 160. And a memory unit 170.
  • the hydraulic pump 110 is composed of a first hydraulic pump and a second hydraulic pump, the first and second hydraulic pump serves to discharge the pressure oil, the pressure oil formed by applying pressure by the drive of the engine solenoid valve ( 120).
  • the traveling flow rate control device of the wheel excavator the first hydraulic pump pressure sensor for sensing the pressure of the hydraulic oil input to the regulator of the first hydraulic pump and inputs the detected first pressure oil pressure value to the controller 160 (description) It is not shown in the drawings for the sake of convenience).
  • the driving flow control device of the wheel excavator the first pump negative pressure sensor for sensing the MCV negative pressure of the first hydraulic pump and inputs the detected first pump negative pressure value to the control unit 140 (description It is not shown in the drawings for the sake of convenience).
  • the traveling flow rate control device of the wheel excavator, the fourth hydraulic pump pressure sensor for sensing the pressure of the hydraulic oil input to the regulator of the second hydraulic pump and inputs the detected second pressure oil pressure value to the controller 160 (description It is not shown in the drawings for the sake of convenience).
  • the driving flow control device of the wheel excavator, the second pump negative pressure sensor for sensing the MCV negative pressure of the second hydraulic pump and inputs the detected second pump negative pressure value to the controller 160 (description It is not shown in the drawings for the sake of convenience).
  • the solenoid valve 120 joins the pressure oils discharged from the first and second hydraulic pumps to the driving straight spool 130 side.
  • the solenoid valve 120 receives the pressure oils discharged from the first hydraulic pump under the control of the controller 160.
  • the oil is discharged to the traveling straight spool 130 side or the pressure oil discharged from the second hydraulic pump is joined to the traveling straight spool 130 side.
  • the traveling straight spool 130 serves to receive pressure oil from the first and second hydraulic pumps.
  • the driving straight spool 130 receives the pressure oil discharged from the first and second hydraulic pumps and supplies the pressure oil to the driving spool 140.
  • the driving spool 140 receives the joined pressure oil discharged through the traveling straight spool 130 to drive the driving motor.
  • the proportional control valve 150 controls the maximum flow rates of the first and second hydraulic pumps under the control of the controller 160 to limit the maximum flow rates of the first and second hydraulic pumps.
  • the traveling flow rate control device of the wheel excavator the proportional control valve pressure sensor for detecting the pressure of the proportional control valve 150 and inputs the detected proportional control valve pressure value to the controller 160 (for convenience of description, the drawing Not shown).
  • the controller 160 has a pump confluence control function for controlling the operation of the solenoid valve 120, a pump maximum flow rate control function for limiting the engine speed by controlling the pump maximum flow rate through the control of the proportional control valve 150, Carry out travel system fault diagnosis function to ensure driving safety through fault diagnosis of hydraulic components and system.
  • control unit 160 through the pump confluence control function, so that the pressure value detected by the first hydraulic pump pressure sensor and the pressure value detected by the second hydraulic pump pressure sensor in the driving mode is the same as each other of the solenoid valve 120 Control the operation.
  • the controller 160 controls the proportional control valve 150 so as not to overrun by an excessive flow rate provided to the travel motor when the discharge pressure of the hydraulic pump decreases in the travel mode through the pump maximum flow rate control function. Control the maximum flow rate of the hydraulic pump through. For example, the controller 160 maintains the maximum allowable flow rate (eg, 165 (LPM)) discharge of the driving motor based on the combined flow rates of the first and second hydraulic pumps, and the maximum engine speed of driving. Limit to 1800 (rpm).
  • LPM maximum allowable flow rate
  • the controller 160 operates the solenoid valve 120 so as not to perform the pump confluence control function through the travel system failure diagnosis function. It is controlled so that it is operated by one pump (ie, the first hydraulic pump or the second hydraulic pump).
  • the control unit 160 in the case of hydraulic component failure diagnosis of the driving system failure diagnosis function, the first hydraulic pump pressure sensor, the second hydraulic pump pressure sensor, the first pump negative pressure sensor, the second pump negative pressure sensor, and proportion Diagnosing the presence of high voltage short circuits on the circuit of the control valve pressure sensor, diagnosing the presence of low voltage short circuits of less than 1.0 (V), diagnosing the presence of low voltage short circuits of less than 0.5 (V), and the first and second solenoids.
  • one pump that is, the first hydraulic pump or the second Hydraulic pump.
  • the controller 160 may include a first pressure oil pressure value detected by the first hydraulic pump pressure sensor and a second pressure oil pressure value detected by the second hydraulic pump pressure sensor in the driving mode. To obtain the pressure difference pressure value, and if the calculated pressure difference value exceeds the reference pressure difference (for example, 100 (bar)) preset in the memory unit 170 to determine that the system abnormality When the system abnormality is determined, the operation of the solenoid valve 120 is controlled to operate as one pump (that is, the first hydraulic pump or the second hydraulic pump).
  • the reference pressure difference for example, 100 (bar)
  • the controller 160 compares the first pump negative pressure value detected by the first pump negative pressure sensor and the second pump negative pressure value detected by the second pump negative pressure sensor in the driving mode, and compares the pump negative pressure difference value. If the obtained pump negative pressure value exceeds the reference pump negative pressure difference (for example, 10 (bar)) preset in the memory unit 170, the system fault is determined so that the solenoid at the time of system abnormality determination
  • the operation of the valve 120 is controlled to operate with one pump (ie, the first hydraulic pump or the second hydraulic pump).
  • the memory unit 170 stores programs and data necessary for the control operation of the controller 160.
  • the memory unit 170 sets and stores a reference pressure oil pressure difference and a reference pump negative pressure difference for determining a system abnormality.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a traveling flow rate control method of a wheel excavator according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the driving flow control method of the wheel excavator discharges the pressure oil formed by applying pressure by driving the first hydraulic pump engine to the driving straight spool 130 through the solenoid valve 120.
  • the first hydraulic pump pressure sensor detects the pressure of the hydraulic oil input to the regulator of the first hydraulic pump and inputs the detected first pressure oil pressure value to the controller 160, and also the first pump negative pressure sensor.
  • the MCV negative pressure of the first hydraulic pump is sensed, and the detected first pump negative pressure value is input to the controller 160.
  • the pressure oil formed by applying pressure by the driving of the second hydraulic pump engine is discharged to the traveling straight spool 130 via the solenoid valve 120.
  • the second hydraulic pump pressure sensor detects the pressure of the hydraulic oil input to the regulator of the second hydraulic pump to input the detected second pressure oil pressure value to the controller 160, and also the second pump negative pressure sensor The MCV negative pressure of the second hydraulic pump is sensed to input the detected second pump negative pressure value to the controller 160.
  • the controller 160 receives the first pressure oil pressure value detected by the first hydraulic pump pressure sensor in the driving mode, receives the second pressure oil pressure value detected by the second hydraulic pump pressure sensor, and receives the first hydraulic pump.
  • a pump confluence control function for controlling the operation of the solenoid valve 120 is performed such that the first pressure oil pressure value input from the pressure sensor and the second pressure oil pressure value input from the second hydraulic pump pressure sensor are the same (S201). .
  • the controller 160 checks whether the pump confluence control function of step S201 is properly performed through the driving system fault diagnosis function (S202). If the pump confluence control function is determined to be impossible, the controller 160 performs the pump confluence control function. The operation of the solenoid valve 120 is controlled so as not to be performed so as to be operated by one pump (that is, the first hydraulic pump or the second hydraulic pump) (S203).
  • the solenoid valve 120 is to join the pressure oil discharged from the first and second hydraulic pump to the driving straight spool 130 side.
  • the traveling straight spool 130 is supplied with pressure oil from the first and second hydraulic pumps. At this time, the traveling straight spool 130 contains the pressure oil discharged from the first hydraulic pump via the solenoid valve 120 and the pressure oil discharged from the second hydraulic pump via the solenoid valve 120 to the driving straight spool 130. It will be discharged.
  • the traveling spool 140 receives the joined pressure oil discharged through the traveling straight spool 130 to drive the traveling motor.
  • the control unit 160 controls the proportional control valve 150 so as not to overrun due to excessive flow rate provided to the travel motor when the discharge pressure of the first and second hydraulic pumps decreases in the travel mode.
  • the proportional control valve pressure sensor detects the pressure of the proportional control valve 150 and inputs the detected proportional control valve flow rate value to the controller 160 (S205).
  • the controller 160 checks whether there is an error in the flow rate value input from the proportional control valve pressure sensor when controlling the pump maximum flow rate (S206, S207), and at this time, the difference between the input flow rate value and the current flow rate value is an error value. Calculate
  • step S208 If the controller 160 confirms that there is no error in the above-described step S206 and step S207, the operation of the above-described step S201 is performed again. On the other hand, if the error is confirmed, the controller 160 weights the checked error to compensate for the flow value. Calculate the flow rate value to give (S208).
  • the current proportional control valve 150 may be calculated using a proportional operation, an integral operation, and a differential operation to the previous proportional control valve 150 as a calculation for compensation.
  • the proportional operation is multiplied by the error value of the proportional control valve 150
  • the integral operation is multiplied by the error value of the proportional control valve 150 and the sum of the error values of the previous proportional control valve 150
  • the differential operation is proportional
  • the error value of the control valve 150 is multiplied by the difference of the error value of the previous proportional control valve 150.
  • the flow rate is calculated by weighting the checked error, it is checked whether the calculated flow rate value is out of the preset range (S208). At this time, the flow rate value is limited to the lower and upper limits of the calculated flow rate value so as not to deviate from the preset range. Let's do it.
  • the flow rate value for compensation is less than 10, 10 is substituted for the flow rate value, and if the flow rate value for compensation is greater than 700, 700 is substituted for the flow rate value.
  • the controller 160 compensates the flow rate value by weighting the waxed error, and then performs the operation again from the above-described step S201.
  • FIG. 3 is a graph showing a relationship between a hydraulic pump pressure and a proportional control valve pressure by the traveling flow rate control method of the wheel excavator of FIG.
  • the horizontal axis represents the hydraulic pump pressure
  • the vertical axis represents the proportional control valve pressure
  • the result of the test is to drive the equipment according to the characteristics of the wheel excavator equipment.

Abstract

본 발명은 펌프 합류 제어의 이상 유무를 확인한 후에, 유압펌프의 최대 유량을 제어하는 비례제어 밸브를 제어하여 펌프 최대 유량 제어를 수행하는 단계, 비례제어 밸브에서 제어된 유량펌프의 유량값을 입력받는 단계, 펌프 최대 유량 제어 시에 입력받은 유량값에 오차가 있는 경우, 오차를 확인하는 단계 및 확인된 오차에 가중치를 주어 유량값을 보상하는 단계를 포함한다. 따라서, 엔진 회전수를 다운시켜 주행 연료 소모량을 낮출 수 있으며, 또한 주행 소음을 감소시킬 수 있다.

Description

휠 굴삭기의 주행 유량 제어 방법
본 발명은 휠 굴삭기의 주행 유량 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 휠 굴삭기에서 두 개의 유압펌프의 합류된 유량을 사용하여 주행효율 향상 및 엔진 회전수를 다운시키도록 한 휠 굴삭기의 주행 유량 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 굴삭기는 작업 대기 시에 엔진 연료 손실을 최소하기 위한 방법으로, 엔진으로부터 회전 운동 에너지를 이용하여 메인 펌프의 가변용량 펌프에서 작동유를 메인 라인을 통해 토출하는 한편, 메인 스풀이 중립위치 포트를 통하여 아무런 신호를 받지 않을 경우에 메인 라인을 통한 유량은 바이패스 릴리프 밸브를 통하여 탱크로 귀환하며, 이와 동시에 오리피스에서 형성된 압력이 펌프 제어 라인을 통하여 펌프 레귤레이터로 전달되어 펌프의 사판각을 제어하여 토출유량을 감소시키도록 하고 있다.
한편, 한국공개특허 제10-2003-0056347호는 펌프의 유량 가변제어가 가능한 굴삭기에 있어 작업 대기 시 동력 손실을 최소화하기 위하여 펌프 사판각 및 펌프 입력 마력의 조절 등의 펌프 제어를 함으로써 장비의 연료 절감 및 내구성 향상시킬 수 있는 굴삭기 펌프 최소 유량 조절 방법에 관한 것으로서, 굴삭기의 작업 대기 시 엔진 연료 손실을 최소화하기 위하여 엔진, 가변용량형 펌프, 메인 콘트롤 밸브, 중앙 제어 컴퓨터, 전자비례 감압 밸브 및 솔레노이드 밸브를 구성하여 펌프의 최소 유량을 조절함에 있어서, 네거티브 라인과 솔레노이드 밸브에 의해 제어되는 파이롯트 펌프의 파이롯트 라인 사이에 셔틀 밸브를 설치하고 작업 대기 상태의 신호를 받은 중앙 제어 컴퓨터의 신호로 솔레노이드 밸브를 작동하고 셔틀 밸브에서 압력을 비교 센싱하여 펌프의 사판각을 최소로 작동케 하고 작업대기 상태의 신호를 받은 중앙 제어 컴퓨터에서 펌프 레귤레이터 입력 토크를 조절하는 전자비례 감압 밸브에 신호를 가하여 펌프 입력 토크를 최소로 제어하는 것을 특징으로 한다. 개시된 기술에 따르면, 공회전 시의 동력 손실을 최소화시킬 수 있어 연료를 절감할 뿐만 아니라 내구성 향상과 환경친화적인 건설기계를 제공할 수 있는 효과가 있다.
그런데, 이러한 굴삭기는 하나의 유압펌프의 유량만을 주행 동력으로 활용함으로써, 주행 시에는 엔진 회전수(예를 들어, 2150(rpm))가 높아지며, 이에 주행 연료 소모량이 증가 및 주행소음이 커지는 단점이 있었다.
본 발명의 일 실시예는 휠 굴삭기에서 두 개의 유압펌프의 합류된 유량을 사용하여 엔진 회전수를 다운시켜 주행 연료 소모량 개선, 주행효율 향상 및 주행 소음을 저감하도록 한 휠 굴삭기의 주행 유량 제어 방법을 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 휠 굴삭기의 주행 유량 제어 방법은, 유압펌프로부터 토출되는 압유를 공급받아 펌프 합류 제어를 수행하여 휠 굴삭기의 펌프 최대 유량을 제어하는 휠 굴삭기의 주행 유량 제어 방법에 있어서, 상기 펌프 합류 제어의 이상 유무를 확인한 후에, 상기 유압펌프의 최대 유량을 제어하는 비례제어 밸브를 제어하여 펌프 최대 유량 제어를 수행하는 단계, 상기 비례제어 밸브에서 제어된 유량펌프의 유량값을 입력받는 단계, 상기 펌프 최대 유량 제어 시에 입력받은 유량값에 오차가 있는 경우, 오차를 확인하는 단계, 및
상기 확인된 오차에 가중치를 주어 상기 유량값을 보상하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 오차를 확인하는 단계는 상기 입력받은 유량값과 현재 흐르고 있는 유량값의 차를 오차값으로 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 유량값을 보상하는 단계는 상기 확인된 오차에 가중치를 주어 상기 유량값을 계산하는 단계, 및 상기 계산된 유량값이 기 설정된 범위를 벗어나는지 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기 설정된 범위를 벗어나는지 확인하는 단계는 기 설정된 범위에서 벗어나지 않도록 상기 계산된 유량값의 하한치 및 상한치로 상기 유량값을 제한시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 휠 굴삭기의 주행 유량 제어 방법은 휠 굴삭기에서 두 개의 유압펌프로부터 토출되는 압유를 합류시켜 합류된 유량을 사용하도록 함으로써, 주행효율 향상 및 엔진 회전수를 다운시켜 주행 연료 소모량을 낮추어 주행 연비를 개선할 수 있으며, 또한 주행 소음을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 굴삭기의 주행 유량 제어 장치를 설명하는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 굴삭기의 주행 유량 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 3은 도 1의 휠 굴삭기의 주행 유량 제어 방법에 의한 유압펌프 압력과 비례제어 밸브 압력의 관계를 나타낸 그래프이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 굴삭기의 주행 유량 제어 장치를 설명하는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 휠 굴삭기의 주행 유량 제어 장치는 유압펌프(110), 솔레노이드 밸브(120), 주행 직진 스풀(130), 주행 스풀(140), 비례제어 밸브(150), 제어부(160), 메모리부(170)를 포함한다.
유압펌프(110)는 제1 유압펌프 및 제2 유압펌프로 구성되어 있으며, 제1 및 제2 유압펌프는 압유를 토출하는 역할을 하는데, 엔진의 구동에 의해 압력을 가하여 형성된 압유를 솔레노이드 밸브(120)로 토출해 준다.
여기서, 휠 굴삭기의 주행 유량 제어 장치는, 제1 유압펌프의 레귤레이터로 입력되는 압유의 압력을 감지하여 해당 감지된 제1 압유 압력 값을 제어부(160)에 입력하는 제1 유압펌프 압력 센서(설명의 편의상으로 도면에는 도시하지 않음) 를 더 포함한다. 또한, 휠 굴삭기의 주행 유량 제어 장치는, 제1 유압펌프의 MCV 네거티브(Negative) 압력을 감지하여 해당 감지된 제1 펌프 네거티브 압력 값을 제어부(140)에 입력하는 제1 펌프 네거티브 압력 센서(설명의 편의상으로 도면에는 도시하지 않음)를 더 포함한다.
그리고, 휠 굴삭기의 주행 유량 제어 장치는, 제2 유압펌프의 레귤레이터로 입력되는 압유의 압력을 감지하여 해당 감지된 제2 압유 압력 값을 제어부(160)에 입력하는 제4 유압펌프 압력 센서(설명의 편의상으로 도면에는 도시하지 않음) 를 더 포함한다. 또한, 휠 굴삭기의 주행 유량 제어 장치는, 제2 유압펌프의 MCV 네거티브(Negative) 압력을 감지하여 해당 감지된 제2 펌프 네거티브 압력 값을 제어부(160)에 입력하는 제2 펌프 네거티브 압력 센서(설명의 편의상으로 도면에는 도시하지 않음)를 더 포함한다.
솔레노이드 밸브(120)는 제1 및 제2 유압펌프로부터 토출되는 압유를 주행 직진 스풀(130) 측으로 서로 합류시켜 주는 역할을 하는데, 제어부(160)의 제어에 따라 제1 유압펌프로부터 토출되는 압유를 주행 직진 스풀(130) 측으로 합류시키거나, 제2 유압펌프로부터 토출되는 압유를 주행 직진 스풀(130) 측으로 합류시켜 준다.
주행 직진 스풀(130)은 제1 및 제2 유압펌프로부터 압유를 공급받는 역할을 하는데, 제1 및 제2 유압펌프로부터 토출되는 압유가 함유되어 공급받아 주행 스풀(140)로 토출해 준다.
주행 스풀(140)은 주행 직진 스풀(130)을 통해 토출되는 합류된 압유를 공급받아 주행 모터를 구동시켜 준다.
비례제어 밸브(150)는 제어부(160)의 제어에 따라 제1 및 제2 유압펌프의 최대 유량을 제어하여 제1 및 제2 유압펌프의 최대 유량을 제한한다.
여기서, 휠 굴삭기의 주행 유량 제어 장치는, 비례제어 밸브(150)의 압력을 감지하여 해당 감지된 비례제어 밸브 압력 값을 제어부(160)에 입력하기 위한 비례제어 밸브 압력 센서(설명의 편의상으로 도면에는 도시하지 않음)를 더 포함한다.
제어부(160)는 솔레노이드 밸브(120)의 동작을 제어하는 펌프 합류 제어 기능과, 비례제어 밸브(150)의 제어를 통한 펌프 최대 유량을 제어하여 엔진 회전수를 제한하는 펌프 최대 유량 제어 기능과, 유압 부품 및 시스템의 고장 진단을 통한 주행 안전성을 확보하는 주행 시스템 고장 진단 기능을 수행한다.
이때, 제어부(160)는 펌프 합류 제어 기능을 통해서, 주행 모드에서 제1 유압펌프 압력 센서에서 감지된 압력 값과 제2 유압펌프 압력 센서에서 감지된 압력 값이 서로 동일하도록 솔레노이드 밸브(120)의 동작을 제어한다.
그리고 제어부(160)는 펌프 최대 유량 제어 기능을 통해서, 주행 모드에서 유압펌프의 토출 압력 저하 시에 주행 모터에 제공되는 유량 과다로 오버런(Over-run)되지 않도록 비례제어 밸브(150)의 제어를 통한 유압펌프의 최대 유량을 제어한다. 예를 들어, 제어부(160)는 제1 및 제2 유압펌프의 합류된 유량을 기준으로 주행모터의 최대 허용 유량(예를 들어, 165(LPM)) 토출을 유지하도록 하며, 주행 최대 엔진 회전수를 1800(rpm)으로 제한하도록 한다.
그리고 제어부(160)는 주행 시스템 고장 진단 기능을 통해서, 주행 모드에서 펌프 합류 제어 기능 또는 펌프 최대 유량 제어 기능이 불가능하다고 판단되었을 때에, 펌프 합류 제어 기능을 수행하지 않도록 솔레노이드 밸브(120)의 동작을 제어하여 하나의 펌프(즉, 제1 유압펌프 또는 제2 유압펌프)로 운용되도록 한다.
이때, 제어부(160)는 주행 시스템 고장 진단 기능 중 유압 부품 이상 진단의 경우, 제1 유압펌프 압력 센서, 제2 유압펌프 압력 센서, 제1 펌프 네거티브 압력 센서, 제2 펌프 네거티브 압력 센서, 그리고 비례제어 밸브 압력 센서의 회로 상에 고전압 단락의 유무를 진단하거나, 1.0(V) 미만의 저전압 단락의 유무를 진단하거나, 0.5(V) 미만의 저전압 단락의 유무를 진단하며, 제1 및 제2 솔레노이드 밸브의 회로 상에 단선(Open) 또는 단락(Short)의 유무를 진단하도록 함으로써, 유압 부품 이상 진단 시에 솔레노이드 밸브(120)의 동작을 제어하여 하나의 펌프(즉, 제1 유압펌프 또는 제2 유압펌프)로 운용되도록 한다.
그리고 제어부(160)는 주행 시스템 고장 진단 기능 중 시스템 이상 진단의 경우, 주행 모드에서 제1 유압펌프 압력 센서가 감지한 제1 압유 압력 값과 제2 유압펌프 압력 센서가 감지한 제2 압유 압력 값을 비교하여 압유 압력 차이 값을 구하며, 해당 구한 압유 압력 차이 값이 메모리부(170)에 기 설정된 기준 압유 압력 차(예를 들어, 100(bar))를 초과할 경우에 시스템 이상으로 판단하도록 함으로써, 시스템 이상 판단 시에 솔레노이드 밸브(120)의 동작을 제어하여 하나의 펌프(즉, 제1 유압펌프 또는 제2 유압펌프)로 운용되도록 한다.
또한, 제어부(160)는 주행 모드에서 제1 펌프 네거티브 압력 센서가 감지한 제1 펌프 네거티브 압력 값과 제2 펌프 네거티브 압력 센서가 감지한 제2 펌프 네거티브 압력 값을 비교하여 펌프 네거티브 압력 차이 값을 구하며, 해당 구한 펌프 네거티브 압력 값이 메모리부(170)에 기 설정된 기준 펌프 네거티브 압력 차(예를 들어, 10(bar))를 초과할 경우에 시스템 이상으로 판단하도록 함으로써, 시스템 이상 판단 시에 솔레노이드 밸브(120)의 동작을 제어하여 하나의 펌프(즉, 제1 유압펌프 또는 제2 유압펌프)로 운용되도록 한다.
메모리부(170)는 제어부(160)의 제어 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장하는데, 특히 시스템 이상을 판단하기 위한 기준 압유 압력 차 및 기준 펌프 네거티브 압력 차를 설정하여 저장해 둔다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 굴삭기의 주행 유량 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 휠 굴삭기의 주행 유량 제어 방법은 제1 유압펌프 엔진의 구동에 의해 압력을 가하여 형성된 압유를 솔레노이드 밸브(120)를 거쳐 주행 직진 스풀(130)로 토출해 주게 된다.
이때, 제1 유압펌프 압력 센서는 제1 유압펌프의 레귤레이터로 입력되는 압유의 압력을 감지하여 해당 감지된 제1 압유 압력 값을 제어부(160)에 입력하게 되며, 또한 제1 펌프 네거티브 압력 센서도 제1 유압펌프의 MCV 네거티브 압력을 감지하여 해당 감지된 제1 펌프 네거티브 압력 값을 제어부(160)에 입력하게 된다.
그리고 제2 유압펌프 엔진의 구동에 의해 압력을 가하여 형성된 압유를 솔레노이드 밸브(120)를 거쳐 주행 직진 스풀(130)로 토출해 주게 된다.
이때, 제2 유압펌프 압력 센서는 제2 유압펌프의 레귤레이터로 입력되는 압유의 압력을 감지하여 해당 감지된 제2 압유 압력 값을 제어부(160)에 입력하게 되며, 또한 제2 펌프 네거티브 압력 센서도 제2 유압펌프의 MCV 네거티브 압력을 감지하여 해당 감지된 제2 펌프 네거티브 압력 값을 제어부(160)에 입력하게 된다.
이에, 제어부(160)는 주행 모드에서 제1 유압펌프 압력 센서에서 감지된 제1 압유 압력 값을 입력받고, 제2 유압펌프 압력 센서에서 감지된 제2 압유 압력 값을 입력받아, 제1 유압펌프 압력 센서로부터 입력되는 제1 압유 압력 값과 제2 유압펌프 압력 센서로부터 입력되는 제2 압유 압력 값이 서로 동일하도록 솔레노이드 밸브(120)의 동작을 제어하는 펌프 합류 제어 기능을 수행하도록 한다(S201).
그리고 제어부(160)는 주행 시스템 고장 진단 기능을 통해서 상술한 단계 S201의 펌프 합류 제어 기능이 제대로 수행되는지를 확인하는데(S202), 만약에 펌프 합류 제어 기능이 불가능하다고 판단되었을 때에는 펌프 합류 제어 기능을 수행하지 않도록 솔레노이드 밸브(120)의 동작을 제어하여 하나의 펌프(즉, 제1 유압펌프 또는 제2 유압펌프)로 운용되도록 한다(S203).
반면에, 상술한 단계 S202에서 펌프 합류 제어 기능이 제대로 수행되는 경우, 솔레노이드 밸브(120)는 제1 및 제2 유압펌프로부터 토출되는 압유를 주행 직진 스풀(130) 측으로 서로 합류시켜 주게 된다.
이에 따라, 주행 직진 스풀(130)은 제1 및 제2 유압펌프로부터 압유를 공급받게 된다. 이때, 주행 직진 스풀(130)은 제1 유압펌프로부터 솔레노이드 밸브(120)를 거쳐 토출되는 압유와 제2 유압펌프로부터 솔레노이드 밸브(120)를 거쳐 토출되는 압유를 함유시켜 주행 직진 스풀(130)로 토출해 주게 된다.
그러면, 주행 스풀(140)은 주행 직진 스풀(130)을 통해 토출되는 합류된 압유를 공급받아 주행 모터를 구동시켜 주게 된다. 이때, 제어부(160)는 주행 모드에서 제1 및 제2 유압펌프의 토출 압력 저하 시에 주행 모터에 제공되는 유량 과다로 오버런(Over-run)되지 않도록 하기 위해서, 비례제어 밸브(150)의 제어를 통한 제1 및 제2 유압펌프의 최대 유량을 제어하는 펌프 최대 유량 제어 기능을 수행하도록 한다(S204).
이때, 비례제어 밸브 압력 센서는 비례제어 밸브(150)의 압력을 감지하여 해당 감지된 비례제어 밸브 유량값을 제어부(160)에 입력한다(S205).
제어부(160)는 펌프 최대 유량 제어 시에 비례제어 밸브 압력 센서에서 입력받은 유량값에 오차가 있는지 확인하는데(S206, S207), 이때, 입력받은 유량값과 현재 흐르고 있는 유량값의 차를 오차값으로 계산한다.
제어부(160)에서 상술한 단계 S206 및 단계 S207에서 오차가 없다고 확인되면, 상술한 단계 S201의 동작부터 다시 수행하도록 하며, 반면에 오차가 있다고 확인되면, 유량값을 보상하기 위해 확인된 오차에 가중치를 주어 유량값을 계산한다(S208).
일 실시예로, 보상해주기 위한 계산으로 현재 비례제어 밸브(150)는 이전 비례제어 밸브(150)에 비례연산, 적분연산, 및 미분연산을 이용하여 계산될 수 있다. 이때, 비례연산은 비례제어 밸브(150)의 오차값을 곱해주고, 적분연산은 비례제어 밸브(150)의 오차값에 이전 비례제어 밸브(150)의 오차값의 합를 곱해주며, 미분연산은 비례제어 밸브(150)의 오차값에 이전 비례제어 밸브(150)의 오차값의 차를 곱해준다.
확인된 오차에 가중치를 주어 유량값을 계산할 때 계산된 유량값이 기 설정된 범위를 벗어나는지 확인하는데(S208), 이때 기 설정된 범위에서 벗어나지 않도록 계산된 유량값의 하한지 및 상한치로 유량값을 제한시킨다.
일 실시예로, 보상해주기 위한 유량 값이 10보다 작은 경우, 해당 유량값에 10을 대입해 주고, 보상해주기 위한 유량 값이 700보다 큰 경우, 해당 유량값에 700을 대입해 준다.
제어부(160)는 왁인된 오차에 가중치를 주어 유량값을 보상한 후, 상술한 단계 S201의 동작부터 다시 수행하도록 한다.
도 3은 도 1의 휠 굴삭기의 주행 유량 제어 방법에 의한 유압펌프 압력과 비례제어 밸브 압력의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 3을 참조하면, 가로축은 유압펌프 압력을 나타내며, 세로축은 비례제어 밸브 압력을 나타낸다.
휠 굴삭기마다 엔진이 반응하는 속도가 달라서 휠 굴삭기 장비의 특성에 따라 장비를 구동 하여 시험에 의해서 얻은 결과로, 해당 엔진이 반응하는 속도를 알 수 있다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

  1. 유압펌프로부터 토출되는 압유를 공급받아 펌프 합류 제어를 수행하여 휠 굴삭기의 펌프 최대 유량을 제어하는 휠 굴삭기의 주행 유량 제어 방법에 있어서,
    상기 펌프 합류 제어의 이상 유무를 확인한 후에, 상기 유압펌프의 최대 유량을 제어하는 비례제어 밸브를 제어하여 펌프 최대 유량 제어를 수행하는 단계;
    상기 비례제어 밸브에서 제어된 유량펌프의 유량값을 입력받는 단계;
    상기 펌프 최대 유량 제어 시에 입력받은 유량값에 오차가 있는 경우, 오차를 확인하는 단계; 및
    상기 확인된 오차에 가중치를 주어 상기 유량값을 보상하는 단계;
    를 포함하는 휠 굴삭기의 주행 유량 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 오차를 확인하는 단계는
    상기 입력받은 유량값과 현재 흐르고 있는 유량값의 차를 오차값으로 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 굴삭기의 주행 유량 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유량값을 보상하는 단계는
    상기 확인된 오차에 가중치를 주어 상기 유량값을 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 유량값이 기 설정된 범위를 벗어나는지 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 굴삭기의 주행 유량 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 기 설정된 범위를 벗어나는지 확인하는 단계는
    기 설정된 범위에서 벗어나지 않도록 상기 계산된 유량값의 하한치 및 상한치로 살기 유량값을 제한시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 굴삭기의 주행 유량 제어 방법.
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