WO2014157902A1 - 건설기계의 유압시스템 및 제어방법 - Google Patents

건설기계의 유압시스템 및 제어방법 Download PDF

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조용락
장달식
정우용
안민하
서아름
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    • F15B2211/7135—Combinations of output members of different types, e.g. single-acting cylinders with rotary motors

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic system and a control method of a construction machine, and more particularly, in a construction machine provided with a plurality of actuators, each actuator is provided with a pump / motor, each actuator is to control the pump / motor Each pump / motor is driven by a hydraulic system and control method of a construction machine driven by a single engine.
  • the hydraulic system of construction machinery is to operate the engine to generate power, the main hydraulic pump driven by the engine to discharge the hydraulic oil, a plurality of actuators to perform the operation, the actuator of the desired work machine And a main control valve for distributing hydraulic oil required by the operation of the operation unit to the actuator.
  • the operation unit is provided with a required value (flow rate) in accordance with the operation displacement operated by the operator, and the flow rate of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump is controlled by the required value.
  • the operation portion includes, for example, a joystick and a pedal. As described above, controlling the flow rate of the working oil is referred to as flow rate control of the hydraulic system.
  • the pump torque T is calculated as the product of the pump volume and the pressure P formed in the hydraulic oil.
  • the above-described pump volume is the flow rate of the hydraulic oil discharged per rotation of the pump shaft.
  • the volume of the hydraulic pump can be varied by the inclination angle of the swash plate and the engine speed (rpm).
  • the inclination angle of the swash plate is controlled by the pump control unit of the hydraulic pump.
  • the flow rate increases, and as the engine speed rpm slows, the flow rate decreases.
  • the higher the engine speed (rpm) the higher the pressure of the hydraulic oil discharged from the main hydraulic pump, and the slower the engine speed (rpm), the lower the pressure of the hydraulic oil discharged from the main hydraulic pump.
  • the hydraulic pump is controlled by the pump control unit so that the flow rate is increased when the actuator is to be operated quickly without a load applied to the actuator.
  • the hydraulic pump is controlled so that the discharge flow rate is reduced by the pump control unit in order to match the limited torque of the engine.
  • the control for controlling the pump torque implemented in the hydraulic pump is referred to as horsepower control of the hydraulic system.
  • the conventional hydraulic system as described above is to distribute the hydraulic oil discharged from one or two main pumps to each actuator by the control of the main control valve. That is, the pressure of the hydraulic oil discharged from the main control valve has a problem of low energy efficiency since pressure loss may occur in the process of passing through the main control valve and various valves.
  • the present invention provides a hydraulic system of a construction machine provided with a dedicated pump / motor for each actuator, and in the hydraulic system, when operation of a plurality of actuators is required, within an available torque range of the engine.
  • Hydraulic system of construction machinery that controls each pump / motor to be operated by dividing the torque to be implemented in each pump / motor by a certain ratio to prevent engine stall phenomenon and to operate the hydraulic system stably. And a control method.
  • Another object of the present invention is to provide a hydraulic system of a construction machine, which is capable of maintaining a balance between operating speeds of each actuator when the hydraulic system of the construction machine is limited to torque.
  • the engine torque (w) is input to the engine torque map 210 generated by the engine torque (tau); First volume commands bcmd1, bcmd2, ..., bcmdn generated by inputting a request value of the operation unit 120 into the request-volume map 220;
  • the required torque treq generated by multiplying the pressures Dp1, Dp2, Across Dpn of the plurality of pumps / motors 40 and the volumes b1, b2, Across bn of the plurality of pumps / motors 40.
  • the plurality of pumps / motors 40 may be controlled by second volume commands bcmdj1, bcmdj2,... Bcmdjn.
  • the torque constant (a) of the hydraulic system of the construction machine according to the present invention when the engine torque (tau) is greater than the requested torque (treq) may be set to a value of 1 (100%).
  • the hydraulic system of a construction machine includes the required volumes of each pump / motor corresponding to the displacement amount of each joystick (bj1, bj2,... Bjn); Rotational speed w1, w2, ..., wn of each pump / motor; The ratio of the rotational speeds w1, w2,... Wn of the pumps / motors to the engine speed w is multiplied by the respective required volumes bj1, bj2,.
  • the total required volume bt obtained by adding the volumes bj1, bj2,...
  • Bjn A volume ratio constant (c) for the required flow rate generated by dividing the total required volume (bt) by the volume limit value (bl); A crystal constant d in which a smaller value is selected from the torque constant a and the volume ratio constant c; And second volume commands bcmdj1, bcmdj2, ... bcmdjn, which are generated by multiplying the first volume commands bcmd1, bcmd2, ..., bcmdn and the determination constant d.
  • the plurality of pumps / motors 40 may be controlled by the second volume commands bcmdj1, bcmdj2,..., Bcmdjn.
  • volume ratio constant c of the hydraulic system of the construction machine according to the present invention may be set to a value of 1 (100%) when the volume limit value bl is greater than the total required volume bt.
  • Hydraulic system of a construction machine for achieving the above technical problem, the engine for generating power; A plurality of pumps / double acting as a hydraulic motor acting to generate a rotational force to add a rotational force to the engine 10 when the hydraulic fluid inside the actuator flows by the kinetic energy or inertial energy of the actuator driven by the engine Motor 40; A power distribution unit 20 for distributing the power generated by the engine 10 to the plurality of pumps / motors 40; An actuator 70 hydraulically connected corresponding to each of the pumps / motors 40 and operated by the hydraulic oil discharged from the pumps / motors 40; An operation unit 120 for controlling the operation of the actuator 70; An accumulator (80) hydraulically connected to the plurality of pumps / motors (40) via a charging pump (30) and storing and discharging hydraulic oil supplied through the charging pump (30); And a controller 100 for controlling the hydraulic oil discharge flow rates of the plurality of pumps / motors 40 according to the manipulation of the manipulation unit 120.
  • the hydraulic system of the construction machine the plurality of pumps / motors (40) to detect the pressure of the hydraulic oil discharged from the pump / motor 40 to provide a pressure sensor (sp1) to the controller 110 , sp2, Across spn) and swash plate angle sensors sq1, sq2, Across sqn for detecting the swash plate angle of each pump / motor 40 and providing it to the control unit 110.
  • the controller 100 may generate a volume command signal for controlling the swash plate angle of the pump / motor 40 by combining the operation signal of the operation unit 120, the pressure sensor signal, and the swash plate angle sensor signal.
  • the hydraulic fluid between the pump / motor 40 and the accumulator 80, the pump / motor 40 or the actuator 70 in the accumulator 80 A check valve unit 50 which flows toward the accumulator 80 or flows to the accumulator 80 from the pump / motor 40 or the actuator 70; Relief for supplying a part of the hydraulic oil to the accumulator 80 when a pressure higher than the pressure set in the pump / motor 40 or the actuator 70 is formed between the pump / motor 40 and the charging pump 30.
  • Valve 60 when the pressure of the hydraulic oil charged to the accumulator 80 is higher than the set pressure between the charging pump 30 and the accumulator 80, the charging is opened to maintain the pressure in the hydraulic oil charging hydraulic circuit at the set pressure.
  • Relief valve 90 may be installed.
  • the hydraulic fluid between the pump / motor 40 and the accumulator 80, the pump / motor 40 or the actuator 70 in the accumulator 80 Or a check valve unit 50 to allow the hydraulic oil to flow toward the accumulator 80 from the pump / motor 40 or the actuator 70.
  • Hydraulic system of a construction machine for achieving the above technical problem, between the pump / motor 40 and the charging pump 30 is higher than the pressure set in the pump / motor 40 or the actuator 70 Relief valve 60 for supplying a portion of the working oil toward the accumulator 80 when the pressure is formed; may be installed.
  • the hydraulic system control method for a construction machine according to the present invention for achieving the above technical problem, a plurality of pumps / motors that combines the hydraulic pump action driven by the engine and the hydraulic motor action to add rotational force to the engine by the operating oil. 40, an actuator 70 hydraulically connected corresponding to each of the pumps / motors 40, and operated by the hydraulic oil discharged from the pumps / motors 40, and the operation of the actuators 70.
  • the operation unit 120 for controlling the Calculating a required torque value (tau) of the pump / motor 40 corresponding to the operation unit 120 according to the displacement; Generating a first volume command in which a volume of the pump / motor 40 is set according to the required torque value; And when the required torque value tau is smaller than the available torque t value of the engine, controlling the swash plate angle of the pump / motor 40 to a first volume command value corresponding to the required torque value tau.
  • the swash plate angle of the pump / motor 40 is set to be equal to or less than the engine available torque t value. And generating a second volume command value to be controlled.
  • the second volume command value for controlling the swash plate angle of each pump / motor 40 is distributed according to the ratio of the plurality of requested torque values within the range of available torque t values of the engine. It may be.
  • a drive torque (tau) value corresponding to the displacement amount of the operation unit 120 is generated, the request value is a request-volume map (
  • the first pump / volume command for setting the pump / motor volume is generated by the pump / motor volume diagram provided to the demand-volume map 220 and presented in the demand-volume map 220, the first volume command being a drive torque (tau).
  • the plurality of operation units 120 are operated simultaneously, and the sum of the required torque values generated according to displacements of the plurality of operation units 120.
  • the second volume command value may be limited according to the ratio of the required torque value tau within the range of the available torque t value of the engine.
  • the hydraulic system and control method of a construction machine according to the present invention made as described above relates to a method of limiting the volume of a pump / motor, and to a torque below a set torque without engine stall or engine speed drop. I can drive quietly.
  • the hydraulic system and control method of the construction machine according to the present invention when performing a complex operation is to be implemented similar to the actuator operating speed implemented in the conventionally known negative-cone type hydraulic system and posicon-type hydraulic system It is possible to stabilize the operability of the construction machine.
  • the hydraulic system and control method of the construction machine according to the present invention since the horsepower control is possible to implement a variety of workload modes (eg, heavy load mode, standard load mode, light load mode, etc.) that is common in construction machinery .
  • workload modes eg, heavy load mode, standard load mode, light load mode, etc.
  • 1 is a hydraulic circuit diagram for explaining a hydraulic system of a construction machine.
  • FIG. 2 is a view for explaining the pump / motor control according to the first embodiment of the present invention in the hydraulic system and control method of a construction machine.
  • FIG 3 is a view for explaining the pump / motor control according to the second embodiment of the present invention in the hydraulic system and control method of a construction machine.
  • FIG. 4 is a view for explaining the horsepower control of a conventional Posicon / Negacon type hydraulic system.
  • FIG. 5 is a view for explaining the horsepower control of the hydraulic system according to the first and second embodiments of the present invention.
  • control unit 120 operation unit
  • each pump / motor control unit each pump / motor control unit
  • bcmd1, bcmd2,... ... . bcmdn volumetric command for each pump / motor
  • Dp1, Dp2,... ... . Dpn Difference in inlet and outlet pressures of each pump / motor
  • the main pump discharges hydraulic oil from one or two hydraulic pumps, and the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump is configured to distribute hydraulic oil to each actuator in the main control valve MCV.
  • the hydraulic system provided with the main control valve has a problem of low energy efficiency due to pressure loss in the process of passing through the main control valve.
  • each actuator has an independent pump / motor, and the actuator is controlled by controlling the pump / motor.
  • Hydraulic system operates by receiving flow from each bidirectional type pump / motor to each actuator, and there is no separate metering valve (control valve), so there is no resistance when hydraulic fluid passes through various valves This substantially increases the energy efficiency of operating the actuator.
  • Hydraulic system described below means a hydraulic system to which an independent bidirectional pump / motor is assigned for each actuator, which will be explained with reference to FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram for explaining a hydraulic system of a construction machine.
  • the hydraulic system includes an engine 10 for generating power, a power distribution unit 20 for distributing power generated from the engine 10 to a plurality of pumps / motors 40, and each pump / It is configured to include an actuator 70 which is operated by the hydraulic oil discharged from the motor 40.
  • Pump / motor 40 is a hydraulic component that acts as both a hydraulic pump and a hydraulic motor. That is, the pump / motor 40 is used as a hydraulic pump when the actuator 70 is to be operated, and conversely, the pump / motor 40 is used when the hydraulic fluid is flowed by the kinetic energy or inertia energy of the actuator 70. Used as a hydraulic motor.
  • the pump / motor 40 When the pump / motor 40 is used as a hydraulic motor, it may help with the torque driven by the engine 10.
  • the power of the engine 10 rotates the shaft of each pump / motor 40 by the power distribution unit 20, and the pump / motor 40 generates potential energy / generated by the actuator 70.
  • the shaft of the pump / motor 40 adds rotational force in the direction of rotation by the engine power, thereby reducing the engine load.
  • one side of the plurality of pumps / motors 40 is provided with a charging pump 30, and the charging pump 30 discharges hydraulic oil to store energy in the accumulator 80.
  • the energy may be pressure energy applied to the working oil.
  • the first volume commands bcmd1, bcmd2,... Bcmdn are provided to the pump / motor control unit 100. More specifically, each control command (bcmd1, bcmd2, Across bcmdn) is provided to each pump / motor control unit (pc1, pc2, Across pcn), respectively, of the swash plate provided in the pump / motor 40 Control the swash plate angle.
  • each pump / motor 40 is provided with hydraulic oil pressure sensors sp1, sp2, Across spn and swash plate angle sensors sq1, sq2, Across sqn, respectively.
  • the hydraulic oil pressure sensors sp1, sp2,... Spn periodically detect the pressure of the hydraulic oil discharged from each pump / motor 40 and provide the pressure to the controller 110.
  • the controller 110 calculates the difference Dp1, Dp2,..., Dpn of the inlet / outlet pressure of each pump / motor 40 every minute, so that the controller 110 discharges the hydraulic oil discharged from each pump / motor 40.
  • the pressure can be known.
  • the swash plate angle sensors sq1, sq2,... Sqn periodically detect the swash plate angle of each pump / motor 40 and provide it to the controller 110.
  • the swash plate angle is used as information for calculating the volume of each pump / motor 40. That is, the control unit 110 can know the hydraulic oil discharge flow rate discharged from each pump / motor 40 by calculating the volume (b1, b2, ... ... bn) of each pump / motor 40 every moment.
  • the hydraulic oil hydraulic hydraulic circuit includes a charging pump 30, a check valve unit 50, a relief valve 60, an accumulator 80, and a charging relief valve ( 90).
  • the charging pump 30 discharges hydraulic oil by engine power.
  • the hydraulic oil discharged from the charging pump 30 is provided to the accumulator 80.
  • the check valve unit 50 causes the hydraulic oil to flow from the accumulator 80 toward the pump / motor 40 or the actuator 70, or conversely, the hydraulic oil flows from the pump / motor 40 or the actuator 70 to the accumulator 80. do.
  • the relief valve 60 is for limiting the maximum pressure of the pump / motor 40 or the actuator 70 and is opened when a pressure higher than the set pressure is formed to discharge a part of the hydraulic oil toward the accumulator 80. It works.
  • the accumulator 80 stores hydraulic oil, and as described above, pressure energy applied to the hydraulic oil is stored.
  • the charging relief valve 90 is opened to maintain the set pressure in the hydraulic oil charging hydraulic circuit when the pressure of the hydraulic oil being charged is higher than the set pressure.
  • Unexplained symbol sw is the engine speed sensor
  • unexplained symbol w is the engine speed rpm
  • unexplained symbols w1, w2,... ... . wn is the speed of each pump / motor.
  • Engine speed (rpm) is information used when calculating torque.
  • tau is the maximum torque that can be currently implemented in engine 10.
  • the drive torque of the hydraulic system must be controlled within the available torque of the engine 10.
  • the available torque of the engine 10 is exceeded, the engine speed (rpm) is drastically lowered, and even engine stall may occur. That is, it is necessary to control the drive torque of the hydraulic system within the available torque tau that can be implemented in the engine 10. This helps to optimize operation for fuel economy.
  • the available torque tau of the engine 10 is obtained from the engine characteristic diagram presented in the engine torque map 210. That is, it can be set to a maximum torque at a given engine speed w or any value less than the maximum torque.
  • the drive torque of the hydraulic system is calculated as in Equation 1.
  • ⁇ Integrated mechanical efficiency of the pump / motor and power distribution unit
  • Dp1, Dp2,... ... . Dpn Difference in inlet and outlet pressures of each pump / motor
  • operating the joystick When operating the operation unit 120, for example, operating the joystick generates a request value corresponding to the operated displacement amount.
  • the required value is provided to the request-volume map 220 and the pump / motor volume is set by the pump / motor volume plot relative to the required value presented in the request-volume map 220.
  • the value set for the pump / motor volume is the first pump / volume command.
  • the first volume command is used as the volume command bcmd j for controlling the pump / motor 40 without any limitation when the driving torque tau is smaller than the engine available torque t.
  • the required required torque treq is calculated via the volumes b1, b2, .... bn of each pump / motor and the pump / motor pressures Dp1, Dp2, ... Dpn (230).
  • the volumes b1, b2, .... bn of each pump / motor are values corresponding to the required values bj1, bj2, Across bjn.
  • Each pump / motor pressure Dp1, Dp2, Across Dpn is a value obtained by the value detected through each hydraulic oil pressure sensor sp1, sp2, Across spn.
  • the required torque treg is calculated by the following equation.
  • ⁇ Integrated mechanical efficiency of the pump / motor and power distribution unit
  • Dp1, Dp2,... ... . Dpn Difference in inlet and outlet pressures of each pump / motor
  • the selected torque constant a is set to 1 if the required torque treq is less than the engine available torque t (250).
  • the torque constant (a) is determined by the value 10/12 presented by the equation (3).
  • the torque constant a is 10/8 if the required torque treq is less than the engine available torque t, for example, if the required torque treq value is 8 and the engine available torque t is 10. Is greater than 1.
  • the selected torque constant (a) becomes 1 because a smaller number is selected from 1 and 10/8.
  • the selected torque constant a is multiplied by the pump / motor volume value specified in the demand-volume map 220, and the reduced pump / motor volume thus obtained becomes the second volume command bcmd j (260).
  • each actuator 70 when several actuators 70 are operated, the operating speed of each actuator 70 is reduced by the required torque ratio to the engine available torque t. While the operating speed of each actuator 70 determined by the required value is slowed down to low speed, the operating speed between each actuator 70 is maintained at the same ratio.
  • the operating speed of each actuator 70 is specifically set by a certain ratio. Slowed by the torque constant a, the relative operating speed ratio between each actuator 70 does not change.
  • FIG. 3 is a view for explaining the pump / motor control according to the second embodiment of the present invention in the hydraulic system and control method of the construction machine.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.
  • the hydraulic system is provided with a larger number, more specifically, three or more pumps / motors 40, compared to a conventionally known posicon control system or a negative system control system. , The total volume is very large.
  • the total volume of the hydraulic system can be larger than that of the conventionally known hydraulic system. This means that many actuators operate at relatively faster operating speeds.
  • the construction machine equipped with the hydraulic system according to the present invention may exhibit an operating state of a different aspect from the construction machine equipped with the conventionally known hydraulic system.
  • the hydraulic system of the construction machine according to the second embodiment of the present invention is intended to reflect the torque and volume limited values in the volume command (bcmd j).
  • the required total required volume calculation 310 is calculated by adding all of the required volume values bj1, bj2,... Bjn, respectively. More specifically, the total required volume is calculated as in Equation 4 using the volume command (310).
  • volume ratio constant (c) of the ratio of the total required flow rate to the volume limit value (bl) is calculated as in Equation 5 (320).
  • a crystal constant d which is a small value, is set among the volume ratio constant c and the torque constant a (330).
  • the torque constant a is the torque constant a described in the first embodiment. That is, a ratio value calculated when the required torque treq is greater than the engine available torque t from the engine available torque t to the required torque treg is selected, and the requested torque treq is the engine available torque t. If it is less than 1, the value is selected.
  • the second volume command for controlling the pump / motor 40 is finally multiplied by multiplying the determination volumes d and the required volumes of each pump / motor corresponding to each joystick angle (bj1, bj2, Across bjn).
  • bcmd j: bcmdj1, bcmdj2.... bcmdjn) are generated.
  • the finally generated volume command bcmd j is a value limited to torque and volume.
  • torque and volume limited volume command (bcmd j) lower torque can be used while having similar workability as the conventional hydraulic system. Furthermore, the use of low torque can improve fuel economy.
  • Figure 4 is a view for explaining the horsepower control of the conventional Posicon / Negacon type hydraulic system.
  • 5 is a view for explaining the horsepower control of the hydraulic system according to the first and second embodiments of the present invention.
  • Horsepower control of a conventionally known PFC-type hydraulic system or NFC-type hydraulic system requires the first hydraulic pump Pump1 by operating a joystick, as shown in FIG. There may be a case where a large horsepower, and a relatively small horsepower required of the second hydraulic pump (Pump2) is required. In this case, the total required horsepower may be greater than the engine available horsepower Pmax, and at this time, horsepower control (torque control) is performed.
  • the maximum allowable flow rate (volume, Qlimit) is determined by the average (1/2 (p1 + p2)) of the discharge pressures of the two pumps. do.
  • the flow rate to be discharged from the first hydraulic pump Pump1 is limited to the limit flow rate Qlimit.
  • the flow rate of the hydraulic oil to be discharged is changed as shown in FIG.
  • the pump horsepower of the first hydraulic pump Pump1 and the pump horsepower of the second hydraulic pump Pump2 are smaller than the engine available horsepower Pmax.
  • horsepower control of the hydraulic system is controlled such that the flow rate ratio between each hydraulic pump 40 is reduced at a constant rate.
  • the required horsepower of the first hydraulic pump Pump1 may be large and the required horsepower of the second hydraulic pump Pump2 may be relatively low by the operation of the joystick.
  • the total required horsepower may be greater than the engine available horsepower Pmax, and at this time, horsepower control (torque control) is performed.
  • the sum of the horsepower of each hydraulic pump 40 that is, the sum of the horsepower of the first hydraulic pump Pump1 and the horsepower of the second hydraulic pump Pump2 is equal to the engine available horsepower Pmax. Done.
  • the hydraulic system according to the present invention can use all the horsepower (torque) implemented in the engine is that the energy efficiency can be improved compared to the conventionally known hydraulic system.
  • the hydraulic system and control method of the construction machine according to the present invention when performing a complex operation can be implemented similar to the actuator operating speed implemented in the conventional hydraulic system of the negative-cone type hydraulic system forge-cone type The operability of the construction machine is stabilized.
  • the hydraulic system and control method of the construction machine according to the present invention since the horsepower control is possible to implement a variety of workload modes (eg, heavy load mode, standard load mode, light load mode, etc.) that is common in construction machinery .
  • workload modes eg, heavy load mode, standard load mode, light load mode, etc.
  • the hydraulic system and control method of the construction machine according to the present invention can be used to control the hydraulic system to be provided with a dedicated pump / motor for each actuator to operate the actuator by the control of the pump / motor.

Abstract

본 발명은 복수의 액추에이터가 구비되는 건설기계에 있어서, 각 액추에이터마다 펌프/모터가 구비되고, 각 액추에이터는 해당 펌프/모터의 제어에 의해 작동되며, 각 펌프/모터는 단일 엔진으로부터 동력을 제공받아 구동되는 건설기계의 유압시스템 및 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템 및 제어방법은, 펌프/모터의 용적을 제한하는 방법에 관한 것으로, 엔진 멈춤(stall)이나 엔진 회전수 저하(drop) 없이 설정된 토크 이하로 정숙하게 운전할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템 및 제어방법은, 토크로 제한되는 경우, 각 액추에이터의 토출 유량을 일정 비율로 줄임으로써, 각 액추에이터 작동속도간의 균형(balance)을 유지할 수 있다.

Description

건설기계의 유압시스템 및 제어방법
본 발명은 건설기계의 유압시스템 및 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 액추에이터가 구비되는 건설기계에 있어서, 각 액추에이터마다 펌프/모터가 구비되고, 각 액추에이터는 해당 펌프/모터의 제어에 의해 작동되며, 각 펌프/모터는 단일 엔진으로부터 동력을 제공받아 구동되는 건설기계의 유압시스템 및 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 건설기계의 유압시스템은 동력을 발생시키는 엔진과, 엔진의 동력을 전달받아 구동되어 작동유를 토출하는 메인 유압펌프와, 작업을 수행하는 복수의 액추에이터와, 소망하는 작업기의 액추에이터를 작동시키도록 조작되는 조작부와, 조작부의 조작에 의해 요구되는 작동유를 해당 액추에이터로 분배하는 메인컨트롤 밸브를 포함하여 구성된다.
조작부는 작업자가 조작하는 조작 변위에 따라 요구 값(유량)이 형성되고, 요구 값에 의해 유압펌프에서 토출되는 작동유의 유량이 제어된다. 조작부는 예를 들면 조이스틱, 페달 등이 있다. 상술한 바와 같이, 작동유의 유량을 제어하는 것을 유압시스템의 유량제어라 한다.
또한, 메인 유압펌프에서 작동유를 토출시키려면 펌프에 회전토크를 형성시켜야 한다. 이러한 토크는 펌프 토크라 한다. 펌프 토크(T)는 펌프용적과 작동유에 형성된 압력(P)의 곱으로 계산된다. 상술한 펌프용적은 펌프 샤프트 1회전당 토출되는 작동유의 유량이다.
유압 펌프의 용적은 사판의 경사각도와 엔진 회전수(rpm)에 의해 가변될 수 있다. 사판의 경사각도가 작을수록 용적이 작아지고, 사판의 경사각도가 커질수록 용적이 커진다. 사판의 경사각도는 해당 유압펌프의 펌프 제어부에 의해 제어된다. 또한, 엔진 회전수(rpm)가 빠를수록 유량이 증가되고, 엔진 회전수(rpm)가 느릴수록 유량이 감소된다. 같은 맥락으로, 엔진 회전수(rpm)가 빠를수록 메인유압펌프에서 토출되는 작동유의 압력이 증가되고, 엔진 회전수(rpm)가 느릴수록 메인유압펌프에서 토출되는 작동유의 압력이 낮아진다.
액추에이터에 작업부하가 작용되지 않은 상태에서 빠르게 작동시키고자 할 때에는 유량이 증가되도록 펌프 제어부에 의해 유압펌프가 제어된다. 반면에, 액추에이터에 큰 작업부하가 적용되는 상태에서는 엔진의 제한된 토크에 맞추기 위하여 펌프 제어부에 의해 토출유량이 감소되도록 유압 펌프가 제어된다. 이와 같이 유압 펌프에서 구현되는 펌프 토크를 제어하는 제어를 유압시스템의 마력제어라 한다.
상술한 바와 같은 종래에 알려진 유압시스템은 유압펌프가 1개 또는 2개의 메인펌프에서 토출되는 작동유를 메인컨트롤밸브의 제어에 의해 각각의 액추에이터에 분배하는 것이다. 즉, 메인 컨트롤 밸브에서 토출된 작동유의 압력은 메인컨트롤밸브와 각종 밸브를 경유하는 과정에서 압력손실이 발생할 수밖에 없어 에너지 효율이 낮은 문제점이 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 액추에이터마다 전용의 펌프/모터가 구비되는 건설기계의 유압시스템을 제공하고, 유압시스템에 있어서, 복수의 액추에이터의 작동이 요구될 때에, 엔진의 가용 토크 범위 내에서 각각의 펌프/모터에서 구현될 토크를 일정 비율로 나누어 각 펌프/모터가 작동되도록 제어하여 엔진의 멈춤현상(engine stall)현상을 방지하여 안정되게 유압시스템을 운용할 수 있도록 하는 건설기계의 유압시스템 및 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 다른 목적은, 건설기계의 유압시스템에서 토크로 제한되는 경우에 각 액추에이터 작동속도 간에 균형을 유지할 수 있도록 하는 건설기계의 유압시스템을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은, 엔진 회전수(w)가 엔진 토크 맵(210)에 입력되어 생성된 엔진 토크(tau); 조작부(120)의 요구 값이 요구-용적 맵(220)에 입력되어 생성된 제1 용적 지령(bcmd1, bcmd2,……. bcmdn); 복수의 펌프/모터(40)의 압력(Dp1, Dp2,……. Dpn)과 상기 복수의 펌프/모터(40)의 용적(b1, b2,……. bn)을 곱하여 생성된 요구 토크(treq); 상기 엔진 토크(tau)에서 상기 요구 토크(treg)를 나누어 생성된 토크 비율의 토크 상수(a); 상기 제1 용적 지령(bcmd1, bcmd2,……. bcmdn)과 상기 토크 상수(a)를 곱하여 생성된 제2 용적 지령(bcmdj1, bcmdj2,……. bcmdjn);을 포함하고, 최종적으로 생성된 상기 제2 용적 지령(bcmdj1, bcmdj2,……. bcmdjn)에 의해 상기 복수의 펌프/모터(40)가 제어되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템의 상기 토크 상수(a)는, 상기 엔진 토크(tau)가 상기 요구 토크(treq)보다 크면 1(100%)값이 설정되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은 각 조이스틱의 변위량에 상응하는 각 펌프/모터의 요구용적(bj1, bj2,……. bjn); 각 펌프/모터의 회전수(w1, w2,……. wn); 상기 엔진 회전수(w)에서 상기 각 펌프/모터의 회전수(w1, w2,……. wn)의 비율에 상기 각 요구용적(bj1, bj2,……. bjn)을 곱하고, 상기 각각의 요구용적(bj1, bj2,……. bjn)을 더하여 구해진 총 요구 용적(bt); 용적 제한 값(bl)에서 총 요구 용적(bt)을 나누어 생성된 요구 유량에 대한 용적비율 상수(c); 상기 토크 상수(a)와 상기 용적비율 상수(c) 중에 작은 값이 선택된 결정상수(d); 및 상기 제1 용적 지령(bcmd1, bcmd2,……. bcmdn)과 상기 결정 상수(d)를 곱하여 생성된 제2 용적 지령(bcmdj1, bcmdj2,……. bcmdjn);을 더 포함하고, 최종적으로 생성된 상기 제2 용적 지령(bcmdj1, bcmdj2,……. bcmdjn)에 의해 상기 복수의 펌프/모터(40)가 제어되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템의 상기 용적비율 상수(c)는, 상기 용적 제한값(bl)이 상기 총 요구 용적(bt)보다 크면 1(100%)값이 설정되는 것일 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은, 동력을 발생하는 엔진(10); 상기 엔진에 의해 구동되는 유압펌프 작용과 액추에이터의 운동에너지 또는 관성에너지에 의해 액추에이터 내부의 작동유가 유동될 때 상기 엔진(10)에 회전력을 더하도록 회전력을 발생시키는 유압모터 작용을 겸하는 복수의 펌프/모터(40); 상기 엔진(10)에서 발생한 동력을 상기 복수의 펌프/모터(40)에 분배하는 동력분배 유닛(20); 상기 각각의 펌프/모터(40)와 대응되게 유압적으로 연결되며 상기 펌프/모터(40)에서 토출되는 작동유에 의해 작동되는 액추에이터(70); 상기 액추에이터(70)의 작동을 조종하는 조작부(120); 상기 복수의 펌프/모터(40)에 차징 펌프(30: Charging Pump)를 매개로 유압적으로 연결되며 상기 차징 펌프(30)를 통해 공급되는 작동유를 저장 및 배출하는 어큐뮬레이터(80); 및 상기 조작부(120)의 조작에 따라 상기 복수의 펌프/모터(40)의 작동유 토출 유량을 제어하는 제어부(100);를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은, 상기 복수의 펌프/모터(40)에는 상기 펌프/모터(40)에서 토출되는 작동유의 압력을 검출하여 제어부(110)에 제공하는 압력센서(sp1, sp2,……. spn)와, 상기 각 펌프/모터(40)의 사판각도를 검출하여 제어부(110)에 제공하는 사판각 센서(sq1, sq2,……. sqn)를 더 포함하고, 상기 제어부(100)는 상기 조작부(120)의 조작 신호와 상기 압력센서 신호와 상기 사판각 센서 신호를 조합하여 상기 펌프/모터(40)의 사판각을 제어하는 용적지령 신호를 생성하는 것일 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은, 상기 펌프/모터(40)와 어큐뮬레이터(80) 사이에는 작동유가 어큐뮬레이터(80)에서 펌프/모터(40) 또는 액추에이터(70) 쪽으로 흐르게 하거나, 반대로 작동유가 펌프/모터(40) 또는 액추에이터(70)에서 어큐뮬레이터(80) 쪽으로 흐르게 하는 체크밸브 유닛(50); 상기 펌프/모터(40)와 차징펌프(30) 사이에는 상기 펌프/모터(40) 또는 액추에이터(70)에 설정된 압력보다 높은 압력이 형성될 때 작동유의 일부를 어큐뮬레이터(80)쪽으로 공급되도록 하는 릴리프 밸브(60); 및 상기 챠징펌프(30)와 어큐뮬레이터(80) 사이에는 상기 어큐뮬레이터(80)로 차징되는 작동유의 압력이 설정된 압력보다 높은 압력이 형성될 때는 작동유 차징 유압회로 내의 압력을 설정압력으로 유지하도록 개방되는 차징 릴리프 밸브(90);가 설치된 것일 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은, 상기 펌프/모터(40)와 어큐뮬레이터(80) 사이에는 작동유가 어큐뮬레이터(80)에서 펌프/모터(40) 또는 액추에이터(70) 쪽으로 흐르게 하거나, 반대로 작동유가 펌프/모터(40) 또는 액추에이터(70)에서 어큐뮬레이터(80) 쪽으로 흐르게 하는 체크밸브 유닛(50);가 설치된 것일 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은, 상기 펌프/모터(40)와 차징펌프(30) 사이에는 상기 펌프/모터(40) 또는 액추에이터(70)에 설정된 압력보다 높은 압력이 형성될 때 작동유의 일부를 어큐뮬레이터(80)쪽으로 공급되도록 하는 릴리프 밸브(60);가 설치된 것일 수 있다.
또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템 제어방법은, 엔진에 의해 구동되는 유압펌프 작용과 작동유에 의해 상기 엔진에 회전력을 더하는 유압모터 작용을 겸하는 복수의 펌프/모터(40)와, 상기 각각의 펌프/모터(40)와 대응되게 유압적으로 연결되며 상기 펌프/모터(40)에서 토출되는 작동유에 의해 작동되는 액추에이터(70)와, 상기 액추에이터(70)의 작동을 조종하는 조작부(120)를 가지고, 상기 조작부(120)의 조작에 따라 상기 복수의 펌프/모터(40)의 작동유 토출 유량을 제어하는 건설기계의 유압시스템 제어방법에 있어서, 조작부(120)의 변위에 따라 상기 조작부(120)에 대응되는 펌프/모터(40)의 요구토크(tau) 값을 산출하는 단계; 상기 요구토크(tau) 값에 따라 상기 펌프/모터(40)의 용적이 설정되는 제1용적지령 생성 단계; 및 상기 요구토크(tau) 값이 엔진의 가용토크(t) 값 보다 작은 경우에는 상기 요구토크(tau) 값에 상응하는 제1용적지령 값으로 상기 펌프/모터(40)의 사판각을 제어하는 제2용적지령 값을 생성하고, 상기 요구토크(tau) 값이 엔진의 가용토크(t) 값 보다 큰 경우에는 상기 엔진 가용토크(t) 값 이하에서 상기 펌프/모터(40)의 사판각을 제어하는 제2용적지령 값을 생성 단계;를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템 제어 방법은, 상기 조작부(120) 다수 개를 동시에 조작하고, 상기 각각의 요구토크(tau) 값의 합이 상기 엔진의 가용토크(t) 값을 초과할 경우, 상기 각각의 펌프/모터(40)의 사판각을 제어하는 제2용적지령 값은 상기 엔진의 가용토크(t) 값 범위 내에서 상기 복수의 요구토크(tau) 값의 비율에 따라 분배되는 것일 수 있다.
또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템 제어방법은, 조작부(120)의 변위량에 상응하는 구동토크(tau) 값이 생성되고, 상기 요구 값은 요구-용적 맵(220)에 제공되어 요구-용적 맵(220)에 제시된 요구 값 대비 펌프/모터 용적 선도에 의해 펌프/모터 용적 설정용 제1 펌프/용적 지령이 생성되며, 상기 제1 용적 지령은 구동토크(tau)가 엔진 가용토크(t)보다 작은 경우에는 펌프/모터(40)를 제어하는 용적 지령(bcmd j)으로 사용되고, 구동토크(tau)가 엔진 가용 토크(t) 보다 클 경우에는 엔진 가용토크(t) 범위 내에서 펌프/모터(40)를 제어하는 용적 지령(bcmd j)으로 사용되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템 제어 방법은, 상기 조작부(120) 다수 개를 동시에 조작하고, 상기 다수 개의 조작부(120)의 변위에 따라 생성된 각각의 요구토크(tau) 값의 합이 엔진의 가용토크(t) 값 보다 클 경우, 상기 제2용적지령 값은 엔진의 가용토크(t) 값의 범위 내에서 상기 요구토크(tau) 값의 비율에 따라 제한되는 것일 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템 및 제어방법은, 펌프/모터의 용적을 제한하는 방법에 관한 것으로, 엔진 멈춤(stall)이나 엔진 회전수 저하(drop) 없이 설정된 토크 이하로 정숙하게 운전할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템 및 제어방법은, 토크로 제한되는 경우, 각 액추에이터의 토출 유량을 일정 비율로 줄임으로써, 각 액추에이터 작동속도간의 균형(balance)을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템 및 제어방법은, 복합 동작을 수행하는 경우에 종래에 알려진 네가콘 타입의 유압시스템 및 포지콘 타입의 유압시스템에서 구현되는 액추에이터 작동속도와 유사하게 구현될 수 있어, 건설기계의 조작성이 안정된다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템 및 제어방법은, 마력제어가 가능하므로 건설기계에서 보편화된 다양한 작업부하 모드(예, 중부하 모드, 표준 부하 모드, 경부하 모드 등)를 구현할 수 있다.
도 1은 건설기계의 유압시스템을 설명하기 위한 유압회로 도면이다.
도 2는 건설기계의 유압시스템 및 제어방법에서 본 발명의 제1 실시예에 따른 펌프/모터 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 건설기계의 유압시스템 및 제어방법에서 본 발명의 제2 실시예에 따른 펌프/모터 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 종래의 포지콘/네가콘 타입 유압시스템의 마력제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1, 제2 실시예에 따른 유압시스템의 마력 제어를 설명하기 위한 도면이다.
[부호의 설명]
10: 엔진 20: 동력 분배 유닛
30: 차장 펌프(Charging Pump) 40: 펌프/모터
50: 체크밸브 유닛 60: 릴리프 밸브 유닛
70: 액추에이터 80: 어큐뮬레이터(Accumulator)
90: 차징 릴리프 밸브 100: 펌프/모터 제어부
110: 제어부 120: 조작부
pc1, pc2,……. pcn: 각 펌프/모터 제어부
sw: 엔진회전수 센서
sp1, sp2,……. spn: 작동유 압력센서
sq1, sq2,……. sqn: 사판각 센서
w: 엔진회전수(rpm)
w1, w2,……. wn: 각 펌프/모터의 회전수
b1, b2,……. bn: 각 펌프/모터의 용적
bj1, bj2,……. bjn: 각 요구값의 요구 용적
bcmd: 펌프/모터에 대한 제어지령
bcmd1, bcmd2,……. bcmdn: 각 펌프/모터에 대한 용적지령
bcmdj1, bcmdj2,……. bcmdjn: 각 펌프/모터에 대한 최종 용적지령
Dp1, Dp2,……. Dpn: 각 펌프/모터의 입출구 압력의 차이
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 크기가 과장되게 도시될 수 있다.
한편, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
건설기계의 유압시스템은 종래에 메인펌프가 1개 또는 2개의 유압펌프에서 작동유를 토출하고, 유압펌프에서 토출된 작동유는 메인 컨트롤 밸브(MCV)에서 각각의 액추에이터로 작동유를 분배되는 구성이다. 그러나 메인 컨트롤 밸브가 구비된 유압시스템은 메인컨트롤밸브를 경유하는 과정에서 압력손실이 발생하여 에너지 효율이 낮은 문제점이 있었다.
에너지 효율을 개선하기 위한 유압시스템으로서 각각의 액추에이터마다 독립된 펌프/모터를 구비하고, 펌프/모터를 제어함으로써 해당 액추에이터가 제어되도록 하는 유압시스템이 개발되고 있다.
유압시스템은 각각의 액추에이터에 각각의 양방향 형식의 펌프/모터로부터 유량을 공급받아 작동하고, 별도의 미터링 밸브(컨트롤 밸브)가 없으므로 작동유가 각종 밸브를 통과할 때에 저항이 없으므로 작동유의 압력손실 적고, 이로써 실질적으로 액추에이터를 작동시키도록 하는 에너지 효율이 높다.
이하에 기재되는 "유압시스템"은 각각의 액추에이터에 대해 독립된 양방향 펌프/모터가 할당된 유압시스템을 의미하고, 이는 첨부도면 도 1을 참조하여 설명한다. 첨부도면 도 1은 건설기계의 유압시스템을 설명하기 위한 유압회로 도면이다
도 1에 나타낸 바와 같이, 유압시스템은 동력을 발생하는 엔진(10)과, 엔진(10)에서 발생한 동력을 복수의 펌프/모터(40)에 분배하는 동력분배 유닛(20)과, 각 펌프/모터(40)에서 토출되는 작동유에 의해 작동되는 액추에이터(70)를 포함하여 구성된다.
펌프/모터(40)는 유압펌프 작용과 유압 모터의 작용을 겸하는 유압 구성요소이다. 즉, 펌프/모터(40)는 액추에이터(70)를 작동시키고자 할 때에 유압펌프로 이용되고, 반대로 펌프/모터(40)는 액추에이터(70)의 운동에너지 또는 관성에너지에 의해 작동유가 유동될 때에 유압모터로 이용된다.
펌프/모터(40)가 유압모터로 이용될 때에는 엔진(10)에 의해 구동되는 토크에 도움이 될 수 있다. 이에 부연설명하면, 엔진(10)의 동력은 동력분배 유닛(20)에 의해 각 펌프/모터(40)의 축을 회전시키는데, 펌프/모터(40)가 액추에이터(70)에 의해 생성되는 위치에너지/관성에너지에 의해 유압모터로 작동되면 펌프/모터(40)의 축은 엔진동력에 의해 회전하던 방향으로 회전력을 더하게 되므로 엔진부하가 저감되는 효과가 있다.
한편, 복수의 펌프/모터(40)의 한쪽에는 차징 펌프(30: Charging Pump)가 구비되고, 차징 펌프(30)는 작동유를 토출하여 어큐뮬레이터(80)에 에너지를 저장한다. 여기에서 에너지는 작동유에 작용되는 압력에너지 일 수 있다.
상술한 바와 같은 유압시스템은 조작부(120)를 조작하면, 조작부(120)의 조작에 의해 액추에이터(70)를 제어하도록 하는 펌프/모터(40)에 대한 제1 용적 지령(bcmd1, bcmd2,……. bcmdn)이 생성된다.
제1 용적 지령(bcmd1, bcmd2,……. bcmdn)은 펌프/모터 제어부(100)에 제공된다. 좀 더 상세하게는, 각 제어지령(bcmd1, bcmd2,……. bcmdn)은 각 펌프/모터 제어부(pc1, pc2,……. pcn)에 각각 제공되어 펌프/모터(40)에 구비된 사판의 사판각도를 제어한다.
한편, 각 펌프/모터(40)에는 각각 작동유 압력센서(sp1, sp2,……. spn)와 사판각 센서(sq1, sq2,……. sqn)가 구비된다.
작동유 압력센서(sp1, sp2,……. spn)는 각 펌프/모터(40)에서 토출되는 작동유의 압력을 주기적으로 검출하여 제어부(110)에 제공한다. 이로써 제어부(110)에서는 매순간마다 각 펌프/모터(40)의 입출구 압력의 차이(Dp1, Dp2,……. Dpn)을 계산함으로써, 제어부(110)는 각 펌프/모터(40)에서 토출되는 작동유 압력을 알 수 있다.
사판각 센서(sq1, sq2,……. sqn)는 각 펌프/모터(40)의 사판각도를 주기적으로 검출하여 제어부(110)에 제공한다. 사판각도는 각 펌프/모터(40)의 용적을 계산하는 정보로 이용된다. 즉, 제어부(110)는 매순간마다 각 펌프/모터(40)의 용적(b1, b2,……. bn)을 계산함으로써, 각 펌프/모터(40)에서 토출되는 작동유 토출 유량을 알 수 있다.
또한, 유압시스템에는 작동유 차징 유압회로(charging system)이 도입된다, 작동유 차징 유압회로는 차징펌프(30)와 체크밸브 유닛(50)과 릴리프 밸브(60)와 어큐뮬레이터(80)와 차징 릴리프 밸브(90)를 포함하여 구성된다.
차징 펌프(30)는 엔진 동력에 의해 작동유를 토출한다. 차징 펌프(30)에서 토출된 작동유는 어큐뮬레이터(80)에 제공된다.
체크밸브 유닛(50)은 어큐뮬레이터(80)에서 펌프/모터(40) 또는 액추에이터(70)쪽으로 작동유가 흐르게 하거나, 반대로 작동유가 펌프/모터(40) 또는 액추에이터(70)에서 어큐뮬레이터(80)로 흐르게 한다.
릴리프 밸브(60)는 펌프/모터(40) 또는 액추에이터(70)의 최대 아ㅣㅂ력을 제한하기 위한 것으로, 설정된 압력보다 높은 압력이 형성될 때에 개방되어 작동유의 일부를 어큐뮬레이터(80)쪽으로 배출하는 작용을 한다.
어큐뮬레이터(80)는 작동유를 저장하는 것으로, 앞서 설명한 바와 같이, 작동유에 작용되는 압력 에너지가 저장되는 것이다.
차징 릴리프 밸브(90)는 차징 되는 작동유의 압력이 설정된 압력보다 높은 압력이 형성될 때에 개방되어 작동유 차징 유압회로의 내에 설정된 압력을 유지하도록 하는 것이다.
미설명 부호 sw는 엔진회전수 센서이고, 미설명 부호 w는 엔진회전수(rpm)이며, 미설명 부호 w1, w2,……. wn는 각 펌프/모터의 회전수다. 엔진회전수(rpm)는 토크를 계산할 때에 이용되는 정보이다. 또한, tau는 엔진(10)에서 현재 구현할 수 있는 최대 토크이다.
이하, 도 2를 참조하여 건설기계의 유압시스템 및 제어방법에서 본 발명의 제1 실시예에 따른 펌프/모터 제어를 설명한다.
첨부도면 건설기계의 유압시스템 및 제어방법에서 본 발명의 제1 실시예에 따른 펌프/모터 제어를 설명하기 위한 도면이다.
유압시스템의 구동 토크는 엔진(10)의 가용 토크 내에서 제어 되어야 한다. 엔진(10)의 가용 토크를 넘어서는 경우에는 엔진 회전수(rpm)가 급격하게 낮아지고, 심지어 엔진 정지(engine stall)현상이 발생될 수 있다. 즉, 엔진(10)에서 구현할 수 있는 가용 토크(tau) 내에서 유압시스템의 구동 토크를 제어하는 것이 필요하다. 이는 연비를 위해 최적 운전에 도움이 된다.
엔진(10)의 가용 토크(tau)는 엔진 토크 맵(210)에서 제시되는 엔진 특성 선도로부터 구해진다. 즉, 주어진 엔진 회전수(w)에서의 최대 토크 또는 최대 토크 보다 작은 임의의 값으로 설정될 수 있다.
유압시스템의 구동 토크는 수학식 1과 같이 계산된다.
수학식 1
Figure PCTKR2014002480-appb-M000001
t: 엔진 가동 토크
η: 펌프/모터 및 동력분배 유닛의 통합적 기계 효율
w: 엔진회전수(rpm)
w1, w2,……. wn: 각 펌프/모터의 회전수
b1, b2,……. bn: 각 펌프/모터의 용적
Dp1, Dp2,……. Dpn: 각 펌프/모터의 입출구 압력의 차이
유압시스템의 구동 토크를 제어하는 방법은 도 4를 참조하여 설명한다.
조작부(120)를 조작하면, 예를 들어 조이스틱을 조작하면 조작된 변위량에 상응하는 요구 값이 생성된다. 요구 값은 요구-용적 맵(220)에 제공되고, 요구-용적 맵(220)에 제시된 요구 값 대비 펌프/모터 용적 선도에 의해 펌프/모터 용적이 설정된다. 펌프/모터 용적으로 설정된 값은 제1 펌프/용적 지령이다. 조이스틱의 조작 변위량이 증가되면 펌프/모터(40)의 용적이 증가되어 액추에이터(70)의 작동속도가 더 빨라는 것이다.
즉, 제1 용적 지령은 구동토크(tau)가 엔진 가용 토크(t)보다 작은 경우에는 아무런 제약 없이 그대로 펌프/모터(40)를 제어하도록 하는 용적 지령(bcmd j)으로 사용된다.
그러나 구동토크(tau)가 엔진 가용 토크(t)을 넘어서는 경우에는 더 작은 값으로 제한되어야 한다. 요구되는 요구 토크(treq)는 각 펌프/모터의 용적(b1, b2,……. bn)과 펌프/모터 압력(Dp1, Dp2, ……. Dpn)을 통해 계산된다(230).
각 펌프/모터의 용적(b1, b2,……. bn)은 요구 값(bj1, bj2,……. bjn)에 상응하는 값이다. 각 펌프/모터 압력(Dp1, Dp2, ……. Dpn)은 각 작동유 압력센서(sp1, sp2,……. spn)를 통해 검출된 값에 의해 구해지는 값이다.
요구 토크(treg)는 다음의 수학식 2에 의해 계산된다.
수학식 2
Figure PCTKR2014002480-appb-M000002
treq: 요구 토크
η: 펌프/모터 및 동력분배 유닛의 통합적 기계 효율
w: 엔진회전수(rpm)
w1, w2,……. wn: 각 펌프/모터의 회전수
bj1, bj2,……. bjn: 각 조이스틱 각도에 상응하는 펌프/모터의 용적
Dp1, Dp2,……. Dpn: 각 펌프/모터의 입출구 압력의 차이
유압시스템에서 현재 요구하는 요구 토크(treq)가 엔진 가용 토크(t)을 넘어서는 경우에는 다음의 수학식 3과 같이 엔진 가용토크(t)의 범위에서 구동될 토크 상수(a)을 계산한다(240).
수학식 3
Figure PCTKR2014002480-appb-M000003
t: 엔진 가용 토크
treq: 요구 토크
a: 선택된 토크값
즉, 선택된 토크 상수(a)은 요구 토크(treq)가 엔진 가용 토크(t)보다 작으면, 1로 정해진다(250).
예를 들어, 요구 토크(treq) 값이 12이고 엔진 가용 토크(t)는 10이라면, 10/12이므로 1보다 작은 수이다. 이때에 토크 상수(a)은 수학식 3에 의해 제시된 값 10/12로 정해진다.
반대로, 토크 상수(a)은 요구 토크(treq)가 엔진 가용 토크(t)보다 작으면, 예를 들어, 요구 토크(treq) 값이 8이고 엔진 가용 토크(t)는 10이라면, 10/8이므로 1보다 크다. 이때 선택되는 토크 상수(a)은 1과 10/8 중에 작은 수가 선택되므로 1이 된다.
선택된 토크 상수(a)을 요구-용적 맵(220)에서 지정된 펌프/모터 용적 값에 곱하고, 이렇게 구해진 감소된 펌프/모터 용적은 제2 용적 지령(bcmd j)가 된다(260).
이에 부연 설명하면, 여러 개의 액추에이터(70)가 작동하는 경우에, 각 액추에이터(70)의 작동속도는 엔진 가용토크(t) 대비 요구되는 요구토크(treq) 비율만큼 감소된다. 요구 값에 의해 결정되었던 각 액추에이터(70)의 작동속도는 저속으로 느려지지만, 각각의 액추에이터(70) 간의 작동속도는 같은 비율로 유지된다.
이로써, 여러 개의 액추에이터(70)를 동시에 작동시킬 때에 최종적으로 구동되는 토크의 합이 엔진 가용 토크(t)을 넘어가는 부하로 요구되면, 각 액추에이터(70)의 작동속도는 일정 비율만큼 구체적으로는 토크 상수(a)만큼 느려지고, 각 액추에이터(70) 간의 상대적인 작동속도 비율은 변화하지 않는다.
이하, 도 3을 참조하여 유압시스템 및 제어방법에서 본 발명의 제2 실시예에 따른 펌프/모터 제어를 설명한다.
첨부도면 도 3은 건설기계의 유압시스템 및 제어방법에서 본 발명의 제2 실시예에 따른 펌프/모터 제어를 설명하기 위한 도면이다. 본 발명에 따른 제2 실시예에서 제1 실시예와 동일한 구성요소에 대하여 동일한 부호를 부여하고, 중복된 설명은 생략한다.
유압시스템은 종래에 알려진 포지콘 제어방식 유압시스템 또는 네가콘 제어방식의 유압시스템에 비해서 많은 수, 좀 더 상세하게는 3개 이상의 펌프/모터(40)가 구비되므로 토출될 수 있는 작동유의 양 즉, 전체 용적이 매우 크다.
특히, 다수의 액추에이터를 동시에 움직이는 운전의 경우에, 유압시스템과 종래에 알려진 유압시스템이 같은 수준의 토크를 사용하더라도, 유압시스템의 전체 용적이 종래에 알려진 유압시스템의 것보다 클 수가 있다. 이는 다수의 액추에이터들이 상대적으로 더 빠른 작동속도로 작동된다는 것을 의미한다.
즉, 본 발명에 따른 유압시스템이 탑재된 건설기계는 종래에 알려진 유압시스템이 탑재된 건설기계와는 다른 양상의 작동상태가 나타날 수 있다.
그러나 종래의 건설기계에 익숙해져 있는 사용자에게는 작업기가 더 빠른 속도로 움직일 때에 당황할 수 있고, 작업성의 개선보다는 오히려 건설기계를 제어하기 어려워하는 문제점이 나타난다.
따라서 유압시스템의 전체 용적을 종래에 알려진 포지콘 타입의 유압시스템 또는 네가콘 타입의 유압시스템의 전체 용적을 넘어서지 않도록 제어하는 유압시스템 제어가 필요하다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템은 용적 지령(bcmd j)에 토크 및 용적으로 제한된 값을 반영하려는 것이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 요구되는 총 요구 용적 계산(310)은 각각 요구 용적 값(bj1, bj2,……. bjn)을 모두 더하여 계산된다(310). 좀 더 구체적으로 용적 지령을 사용하여 총 요구 용적을 수학식 4와 같이 계산한다(310).
수학식 4
Figure PCTKR2014002480-appb-M000004
bt: 총 요구 용적
w: 엔진회전수(rpm)
w1, w2,……. wn: 각 펌프/모터의 회전수
bj1, bj2,……. bjn: 각 조이스틱의 변위량에 상응하는 각 펌프/모터의 요구용적
이후, 용적 제한 값(bl) 대비 총 요구 유량의 비율의 용적비율 상수(c)는 수학식 5와 같이 계산한다(320).
수학식 5
Figure PCTKR2014002480-appb-M000005
c: 계산된 요구 유량에 대한 용적비율 상수
bt: 총 요구 용적
bl: 용적 제한 값
이후, 용적비율 상수(c)과 토크 상수(a)중에 작은 값인 결정상수(d)를 설정한다(330). 여기서 토크 상수(a)은 제1 실시예에서 설명된 토크 상수(a)이다. 즉 요구토크(treg)대비 엔진 가용 토크(t)에서 요구토크(treq)가 엔진 가용 토크(t)보다 큰 경우에 계산된 비율 값을 선택하고, 요구토크(treq)가 엔진 가용 토크(t)보다 작은 경우에 1을 선택하도록 하는 값이다.
이후, 결정 상수(d)와 각 조이스틱 각도에 상응하는 각 펌프/모터의 요구용적(bj1, bj2,……. bjn)을 곱하여 최종적으로 펌프/모터(40)를 제어하도록 하는 제2 용적 지령(bcmd j: bcmdj1, bcmdj2.……. bcmdjn)이 생성된다.
즉, 최종적으로 생성된 용적 지령(bcmd j)은 토크와 용적으로 제한된 값이다. 토크와 용적으로 제한된 용적 지령(bcmd j)에 의해 유압시스템이 운용되면 종래에 알려진 유압시스템과 유사한 작업성을 가지면서도 더 낮은 토크를 사용할 수 있다. 나아가 낮은 토크를 사용함으로써 연비를 개선할 수 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 종래에 알려진 유압시스템의 마력제어와 유압시스템의 마력제어를 설명한다.
첨부도면 도 4는 종래의 포지콘/네가콘 타입 유압시스템의 마력제어를 설명하기 위한 도면이다. 첨부도면 도 5는 본 발명의 제1, 2 실시예에 따른 유압시스템의 마력 제어를 설명하기 위한 도면이다.
종래에 알려진 포지콘(PFC)타입 유압시스템 또는 네가콘(NFC) 타입 유압시스템의 마력제어는, 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 조이스틱의 조작에 의하여 제1 유압펌프(Pump1)에 소요 마력이 많고, 상대적으로 제2 유압펌프(Pump2)의 소요 마력이 적게 요구되는 경우가 있을 수 있다. 이때에 요구 되는 마력의 총합이 엔진 가용 마력(Pmax)보다 클 수 있고, 이때에 마력 제어(토크 제어)가 이루어지게 된다.
종래에 알려진 포지콘 타입 유압시스템 또는 네가콘 타입 유압시스템의 마력 제어 방식은 두 펌프의 토출 압력의 평균(1/2(p1+p2))에 의하여 최대 허용되는 제한 유량(용적, Qlimit)이 결정된다.
제1 유압펌프(Pump1)는 제한 유량(Qlimit)을 넘어서므로 제1 유압펌프(Pump1)에서 토출될 유량은 제한 유량(Qlimit)으로 제한된다.
그러나 제2 유압펌프(Pump2)의 유량은 제한 유량(Qlimit)의 범위 내이므로 그대로 유지된다.
이로써, 마력제어에 의해 조절되면, 도 4의 (b)와 같이 토출될 작동유의 유량이 변화된다. 특히, 제1 유압펌프(Pump1)의 펌프 마력과 제2 유압펌프(Pump2)의 펌프 마력을 더하면 엔진 가용 마력(Pmax)보다 작게 된다.
즉, 엔진 가용 마력(Pmax)에 여유가 있음에도 엔진 가용 마력(Pmax)를 충분히 활용하지 못하는 경우가 발생된다. 이에 부연설명하면, 종래에 알려진 포지콘 타입 유압시스템 또는 네가콘 타입 유압시스템의 마력 제어는 유압펌프간의 유량 비율을 유지하지 못하고, 상술한 예에서처럼 최대 엔진 가용 마력에서 사용되지 않는 토크를 낭비하는 문제가 있다.
이에 반하여, 유압시스템의 마력 제어는 각 유압펌프(40)간에 유량 비율이 일정한 비율로 감소되게 제어된다.
즉, 도 5의 (a)에서처럼, 조이스틱의 조작에 의하여 제1 유압펌프(Pump1)에 소요 마력이 많고, 상대적으로 제2 유압펌프(Pump2)의 소요 마력이 적게 요구되는 경우가 있을 수 있다. 이때에 요구 되는 마력의 총합이 엔진 가용 마력(Pmax)보다 클 수 있고, 이때에 마력 제어(토크 제어)가 이루어지게 된다.
유압시스템의 마력 제어가 이루어지면 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 모든 유압펌프(40)에서 구현되는 마력이 동일한 비율로 감소된다.
특히, 마력제어가 이루어진 후에 각 유압펌프(40)의 마력, 즉 제1 유압펌프(Pump1)의 마력과 제2 유압펌프(Pump2)의 마력을 합한 마력의 총합은 엔진 가용 마력(Pmax)와 동일하게 된다.
따라서 본 발명에 따른 유압시스템은 엔진에서 구현되는 마력(토크)을 모두 이용할 수 있게 되는 것으로 에너지 효율이 종래에 알려진 유압시스템에 비교하여 향상될 수 있는 것이다.
상술한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템 및 제어방법은, 펌프/모터의 용적을 제한하여 펌프/모터를 제어함으로써 엔진 멈춤(stall)이나 엔진 회전수 저하(drop) 없이 설정된 토크 이하로 정숙하게 운전할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템 및 제어방법은, 토크로 제한되는 경우, 각 액추에이터의 토출 유량을 일정 비율로 줄임으로써, 각 액추에이터 작동속도간의 균형(balance)을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템 및 제어방법은, 복합 동작을 수행하는 경우에 종래에 알려진 네가콘 타입의 유압시스템 포지콘 타입의 유압시스템에서 구현되는 액추에이터 작동속도와 유사하게 구현될 수 있어, 건설기계의 조작성이 안정된다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템 및 제어방법은, 마력제어가 가능하므로 건설기계에서 보편화된 다양한 작업부하 모드(예, 중부하 모드, 표준 부하 모드, 경부하 모드 등)를 구현할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템 및 제어방법은 액추에이터마다 전용 펌프/모터가 구비되어 펌프/모터의 제어에 의해 액추에이터가 작동되도록 하는 유압시스템을 제어하는 데에 이용될 수 있다.

Claims (13)

  1. 엔진 회전수(w)가 엔진 토크 맵(210)에 입력되어 생성된 엔진 토크(tau);
    조작부(120)의 요구 값이 요구-용적 맵(220)에 입력되어 생성된 제1 용적 지령(bcmd1, bcmd2,……. bcmdn);
    복수의 펌프/모터(40)의 압력(Dp1, Dp2,……. Dpn)과 상기 복수의 펌프/모터(40)의 용적(b1, b2,……. bn)을 곱하여 생성된 요구 토크(treq);
    상기 엔진토크(tau)에서 상기 요구 토크(treq)를 나누어 생성된 토크 비율의 토크 상수(a);
    상기 제1 용적 지령(bcmd1, bcmd2,……. bcmdn)과 상기 토크 상수(a)를 곱하여 생성된 제2 용적 지령(bcmdj1, bcmdj2,……. bcmdjn);을 포함하고,
    최종적으로 생성된 상기 제2 용적 지령(bcmdj1, bcmdj2,……. bcmdjn)에 의해 상기 복수의 펌프/모터(40)가 제어되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 토크 상수(a)는, 상기 엔진 토크(tau)가 상기 요구 토크(treq)보다 크면 1(100%)값이 설정되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    각 조이스틱의 변위량에 상응하는 각 펌프/모터의 요구용적(bj1, bj2,……. bjn);
    각 펌프/모터의 회전수(w1, w2,……. wn);
    상기 엔진 회전수(w)에서 상기 각 펌프/모터의 회전수(w1, w2,……. wn)의 비율에 상기 각 요구용적(bj1, bj2,……. bjn)을 곱하고,
    상기 각각의 요구용적(bj1, bj2,……. bjn)을 더하여 구해진 총 요구 용적(bt);
    용적 제한 값(bl)에서 총 요구 용적(bt)을 나누어 생성된 요구 유량에 대한 용적비율 상수(c);
    상기 토크 상수(a)와 상기 용적비율 상수(c) 중에 작은 값이 선택된 결정상수(d); 및
    상기 제1 용적 지령(bcmd1, bcmd2,……. bcmdn)과 상기 결정 상수(d)를 곱하여 생성된 제2 용적 지령(bcmdj1, bcmdj2,……. bcmdjn);을 더 포함하고,
    최종적으로 생성된 상기 제2 용적 지령(bcmdj1, bcmdj2,……. bcmdjn)에 의해 상기 복수의 펌프/모터(40)가 제어되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 용적비율 상수(c)는, 상기 용적 제한값(bl)이 상기 총 요구 용적(bt)보다 크면 1(100%)값이 설정되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압시스템.
  5. 동력을 발생하는 엔진(10);
    상기 엔진에 의해 구동되는 유압펌프 작용과 액추에이터의 운동에너지 또는 관성에너지에 의해 액추에이터 내부의 작동유가 유동될 때 상기 엔진(10)에 회전력을 더하도록 회전력을 발생시키는 유압모터 작용을 겸하는 복수의 펌프/모터(40);
    상기 엔진(10)에서 발생한 동력을 상기 복수의 펌프/모터(40)에 분배하는 동력분배 유닛(20);
    상기 각각의 펌프/모터(40)와 대응되게 유압적으로 연결되며 상기 펌프/모터(40)에서 토출되는 작동유에 의해 작동되는 액추에이터(70);
    상기 액추에이터(70)의 작동을 조종하는 조작부(120);
    상기 복수의 펌프/모터(40)에 차징 펌프(30: Charging Pump)를 매개로 유압적으로 연결되며 상기 차징 펌프(30)를 통해 공급되는 작동유를 저장 및 배출하는 어큐뮬레이터(80); 및
    상기 조작부(120)의 조작에 따라 상기 복수의 펌프/모터(40)의 작동유 토출 유량을 제어하는 제어부(100);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 펌프/모터(40)에는 상기 펌프/모터(40)에서 토출되는 작동유의 압력을 검출하여 제어부(110)에 제공하는 압력센서(sp1, sp2,……. spn)와, 상기 각 펌프/모터(40)의 사판각도를 검출하여 제어부(110)에 제공하는 사판각 센서(sq1, sq2,……. sqn)를 더 포함하고,
    상기 제어부(100)는 상기 조작부(120)의 조작 신호와 상기 압력센서 신호와 상기 사판각 센서 신호를 조합하여 상기 펌프/모터(40)의 사판각을 제어하는 용적지령 신호를 생성하는 것
    을 특징으로하는 건설기계의 유압시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 펌프/모터(40)와 어큐뮬레이터(80) 사이에는 작동유가 어큐뮬레이터(80)에서 펌프/모터(40) 또는 액추에이터(70) 쪽으로 흐르게 하거나, 반대로 작동유가 펌프/모터(40) 또는 액추에이터(70)에서 어큐뮬레이터(80) 쪽으로 흐르게 하는 체크밸브 유닛(50);
    상기 펌프/모터(40)와 차징펌프(30) 사이에는 상기 펌프/모터(40) 또는 액추에이터(70)에 설정된 압력보다 높은 압력이 형성될 때 작동유의 일부를 어큐뮬레이터(80)쪽으로 공급되도록 하는 릴리프 밸브(60); 및
    상기 챠징펌프(30)와 어큐뮬레이터(80) 사이에는 상기 어큐뮬레이터(80)로 차징되는 작동유의 압력이 설정된 압력보다 높은 압력이 형성될 때는 작동유 차징 유압회로 내의 압력을 설정압력으로 유지하도록 개방되는 차징 릴리프 밸브(90);
    가 설치된 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 펌프/모터(40)와 어큐뮬레이터(80) 사이에는 작동유가 어큐뮬레이터(80)에서 펌프/모터(40) 또는 액추에이터(70) 쪽으로 흐르게 하거나, 반대로 작동유가 펌프/모터(40) 또는 액추에이터(70)에서 어큐뮬레이터(80) 쪽으로 흐르게 하는 체크밸브 유닛(50);
    가 설치된 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 펌프/모터(40)와 차징펌프(30) 사이에는 상기 펌프/모터(40) 또는 액추에이터(70)에 설정된 압력보다 높은 압력이 형성될 때 작동유의 일부를 어큐뮬레이터(80)쪽으로 공급되도록 하는 릴리프 밸브(60);
    가 설치된 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압시스템
  10. 엔진에 의해 구동되는 유압펌프 작용과 작동유에 의해 상기 엔진에 회전력을 더하는 유압모터 작용을 겸하는 복수의 펌프/모터(40)와, 상기 각각의 펌프/모터(40)와 대응되게 유압적으로 연결되며 상기 펌프/모터(40)에서 토출되는 작동유에 의해 작동되는 액추에이터(70)와, 상기 액추에이터(70)의 작동을 조종하는 조작부(120)를 가지고, 상기 조작부(120)의 조작에 따라 상기 복수의 펌프/모터(40)의 작동유 토출 유량을 제어하는 건설기계의 유압시스템 제어방법에 있어서,
    조작부(120)의 변위에 따라 상기 조작부(120)에 대응되는 펌프/모터(40)의 요구토크(tau) 값을 산출하는 단계;
    상기 요구토크(tau) 값에 따라 상기 펌프/모터(40)의 용적이 설정되는 제1용적지령 생성 단계; 및
    상기 요구토크(tau) 값이 엔진의 가용토크(t) 값 보다 작은 경우에는 상기 요구토크(tau) 값에 상응하는 제1용적지령 값으로 상기 펌프/모터(40)의 사판각을 제어하는 제2용적지령 값을 생성하고, 상기 요구토크(tau) 값이 엔진의 가용토크(t) 값 보다 큰 경우에는 상기 엔진 가용토크(t) 값 이하에서 상기 펌프/모터(40)의 사판각을 제어하는 제2용적지령 값을 생성 단계;
    를 포함하는 건설기계의 유압시스템 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 조작부(120) 다수 개를 동시에 조작하고, 상기 각각의 요구토크(tau) 값의 합이 상기 엔진의 가용토크(t) 값을 초과할 경우, 상기 각각의 펌프/모터(40)의 사판각을 제어하는 제2용적지령 값은 상기 엔진의 가용토크(t) 값 범위 내에서 상기 복수의 요구토크(tau) 값의 비율에 따라 분배되는 것
    을 특징으로 하는 건설기계의 유압시스템 제어 방법.
  12. 조작부(120)의 변위량에 상응하는 구동토크(tau) 값이 생성되고, 상기 요구 값은 요구-용적 맵(220)에 제공되어 요구-용적 맵(220)에 제시된 요구 값 대비 펌프/모터 용적 선도에 의해 펌프/모터 용적 설정용 제1 펌프/용적 지령이 생성되며, 상기 제1 용적 지령은 구동토크(tau)가 엔진 가용토크(t)보다 작은 경우에는 펌프/모터(40)를 제어하는 용적 지령(bcmd j)으로 사용되고, 구동토크(tau)가 엔진 가용 토크(t) 보다 클 경우에는 엔진 가용토크(t) 범위 내에서 펌프/모터(40)를 제어하는 용적 지령(bcmd j)으로 사용되는 것
    을 특징으로 하는 건설기계의 유압시스템 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 조작부(120) 다수 개를 동시에 조작하고, 상기 다수 개의 조작부(120)의 변위에 따라 생성된 각각의 요구토크(tau) 값의 합이 엔진의 가용토크(t) 값 보다 클 경우, 상기 제2용적지령 값은 엔진의 가용토크(t) 값의 범위 내에서 상기 요구토크(tau) 값의 비율에 따라 제한되는 것
    을 특징으로 하는 건설기계의 유압시스템 제어 방법.
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