KR0174397B1 - 로우더의 엔진/펌프 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 로우더의 엔진/펌프 제어장치에 관한 것으로, 특히 로우더의 작업상태에 따라 유압펌프 사용마력을 가변제어함으로써 작업능률을 향상시킬 수 있는 제어장치에 관한 것이다. 본 발명의 제어장치는, 주행륜을 구동시키는 주행계와 버킷, 붐 등의 작업장치를 구동시키는 작업장치계에 구동마력을 공급하는 엔진, 이 엔진에 의해 구동되는 적어도 하나 이상의 유압펌프, 이 유압펌프의 토출유에 의해 작동되는 버킷실린더 및 부움실린더, 상기 유압펌프로 부터 상기 버킷실린더 및 부움실린더에 공급되는 토출유의 유량 및 방향을 제어하는 버킷제어밸브 및 부움체어밸브, 운전자의 조작량에 비례하여 상기 버킷 제어밸브 및 부움제어밸브를 제어하는 버킷조작수단 및 부움조작수단, 및 상기 버킷 또는 상기 부움의 작동압에 따라 상기 유압펌프의 토출유를 유압탱크로 언로딩시키는 언로딩밸브를 포함하는 로우더의 엔진/펌프 제어장치에 있어서, 작업상태에 따라 상기 언로딩밸브를 선택적으로 개폐작동시키기 위한 수단을 구비하여 구성된다.

Description

로우더의 엔진/펌프 제어장치
제1도는 종래의 로우더의 엔진/펌프 제어 시스템 구성도.
제2도는 본 발명의 일실시예에 의한 로우더의 엔진/펌프 제어 시스템 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 엔진 2, 3 : 유압펌프
4 : 파일럿펌프 6 : 언로딩밸브
7 : 버킷제어밸브 8 : 부움제어밸브
9 : 버킷실린더 10 : 부움실린더
21 : 부움각도센서 22 : 버킷위치센서
23 : 압력스위치 24 : 가속페달 조작량 검출센서
25 : 브레이크페달 조작유무 검출센서 26 : 전자비례밸브
27 : 제어기
본 발명은 로우더(Loader)의 엔진/펌프 제어장치에 관한 것으로 특히 로우더의 작업상태에 따라 유압펌프 사용마력을 가변제어함으로써 작업능률을 향상시킬 수 있는 제어장치에 관한 것이다.
대표적 건설기계중 하나인 로우더는, 일반적인 토사 등의 적재물을 버킷에 퍼올려 이를 근처의 덤프트럭에 적재하는 작업을 수행한다. 제1도는 종래의 로우더의 엔진/펌프 제어시스템을 나타내는 구성도인데, 단일의 엔진(1)에 의해 복수개의 유압펌프(2, 3, 및 4)로 이루어진 작업장치계와, 도시하지 않은 트랜스미션과 주행륜(16)으로 이루어진 주행장치계가 구동되도록 구성되어 있다. 다시 말해, 엔진(1)동력 중 일부는 유압펌프(2, 3 및 4)를 구동시켜 부움과 버킷등의 작업장치를 작동시키는데 소요되고, 나머지 일부는 토오크컨버터(14)를 통해 트랜스미션을 거쳐 주행륜(16)을 작동시키는데 소요된다.
도면부호 9와 10은 각각 작업장치인 버킷과 부움을 작동시키기 위한 엑츄에이터인 버킷실린더와 부움실린더를 나타내고, 도면부호 7, 8은 각각 유압펌프(2, 3)와 엑츄에이터(9, 10)사이에 설치되어 유압펌프(2, 3)로 부터의 유량 및 방향을 제어함으로써 엑츄에이터(9, 10)의 기동, 정기 및 방향전환을 수행하는 버킷제어밸브와 부움제어밸브를 나타낸다. 유압펌프(4)는 유압시스템에 대한 신호압을 전달하기 위한 파일럿펌프이고, 운전자의 조작지령에 따라 이 파일럿펌프(4)의 신호압을 전술한 버킷실린더(9) 및 부움실린더(10)에 안배 공급하여 이들을 제어하는 버킷조작레버(11) 및 부움조작레버(12)가 구비된다.
미설명 도면부호 5, 5'는 유압시스템 압력을 소정의 작동압력으로 유지시키기 위한 릴리이프밸브이고, 13은 유압유 저장탱크이며, 15는 전후 주행륜(16)사이의 동력전달을 위한 프로펠러샤프트이다.
이와 같이 구성된 로우더의 엔진/펌프 시스템에서, 적재물을 퍼올려서 덤프트럭 등에 적재하는 로우더의 작업 수행 중, 적재물을 파고들어가는 작업을 할 경우에는 버킷실린더(9)나 부움실린더(10)로의 필요유량은 적어지고 로우더를 앞으로 파고들어갈 수 있도록 하는 견인력이 매우 필요하게 된다. 또한 적재물을 떠서 이동 후 덤프트럭 등에 적재작업을 할 경우에는 견인력보다는 부움, 버킷등 작업장치로의 필요유량이 증대하게 된다.
이러한 작업특성을 고려하여, 종래의 시스템에서는, 유압펌프(3)의 토출유로에 언로딩밸브(6)를 설치하여, 파고들어가는 작업을 할 경우에는 부움 또는 버킷을 작동압력이 높아지므로 이 압력에 의해 언로딩밸브(6)를 개방시킴으로써, 유압펌프(3) 토출유량을 언로딩시키고, 주행계가 남는 만큼의 동력(엔진마력)을 더 얻게 하여 주행 견인력을 높이게 하고 있다.
그러나, 이 경우 만일 적재물의 중량이 무거울 경우는, 부움 또는 버킷의 압력이 높아지게 되어 파고들어가는 작업이 아니고 적재물을 들어서 적재하는 작업임에도 불구하고 유량을 줄이게 되어 작업장치의 작동속도가 늦어져 작업능률 향상에 역행하는 문제점이 있었다.
또한, 적재물을 들어올려 적재하는 작업시, 주행 견인력을 적게 요구되고 부움상승속도는 크게 요구되지만, 부움측으로 공급되는 유량을 토출하는 유압펌프(2, 3)의 최대 토출량은 보통 작업시의 주행 견인력을 고려하여 설정되어 있으므로 적재작업시 최대토출량을 더 높일 수 있음에도 불구하고 그대로 사용하게 되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 로우더의 작업상태에 따른 최적의 엔진마력배분을 얻을 수 있고, 그에 따라 실제 작업시의 작업능률이 대폭 향상될 수 있는 로우더의 엔진/펌프 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것에 있다.
전술한 본 발명의 목적은, 주행륜을 구동시키는 주행계와 버킷, 붐등의 작업장치를 구동시키는 작업장치계에 구동마력을 공급하는 엔진, 이 엔진에 의해 구동되는 적어도 하나 이상의 유압펌프, 이 유압펌프의 토출유에 의해 작동되는 버킷실린더 및 부움실린더, 살기 유압펌프로부터 상기 버킷실린더 및 부움실린더에 공급되는 토출유의 유량 및 방향을 제어하는 버킷제어밸브 및 부움제어밸브, 운전자의 조작량에 비례하여 상기 버킷제어밸브 및 부움제어밸브를 제어하는 버킷조작수단 및 부움조작수단, 및 상기 버킷 또는 상기 부움의 작동압에 따라 상기 유압펌프의 토출유를 유압탱크로 언로딩시키는 언로딩밸브를 포함하는 로우더의 엔진/펌프 제어장치에 있어서, 작업상태에 따라 상기 언로딩밸브를 선택적으로 개폐작동시키기 위한 수단을 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 로우더의 엔진/펌프 제어장치를 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 의하면 상기 수단이, 상기 부움의 작동변위를 검출하는 제1센서와, 상기 버킷의 작동범위를 검출하는 제2센서와, 상기 부움조작레버의 부움상승 측으로의 조작을 검출하는 제3센서와, 상기 주행계를 작동시키기 위한 가속페달의 조작량을 검출하기 위한 제4센서와, 상기 부움의 작동을 정지시키기 위한 브레이크페달의 조작유무를 검출하기 위한 제5센서와, 소정의 전기적 신호에 따라 상기 언로딩밸브의 개폐를 조작하기 위한 유압력을 공급하는 전자비례밸브와, 상기 센서들의 검출신호에 의거하여 상기 전자비례밸브에 상기 전지적 신호를 출력하는 제어기를 구비하여 구성된다.
이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
제2도는 본 발명의 일실시예에 의한 로우더의 엔진/펌프 제어시스템을 도시하고 있다.
본 실시예의 제어시스템에서, 엔진(1)과, 이 엔진(1)에 의해 구동되는 주행륜(16)을 포함한 주행계 및 버킷과 부움을 포함한 작업장치계의 로우더의 기본적 구성은 종래의 기술과 다를 바 없으므로, 자세한 중복설명은 부움, 동일부분에 대해서는 제1도에서와 동일한 부호를 부여한다.
본 실시예에서는, 버킷과 부움의 작동압에 따라 유압펌프(2 또는 3)의 토출유를 유압탱크(13)로 언로딩시키는 언로딩밸브(6)를 로우더의 작업상태에 따라 선택적으로 개폐작동시키기 위한 수단을 구비하고 있다.
이 수단은, 부움실린더(10)측에 설치되어 부움의 작동변위를 검출하는 부움각도센서(21: 제1센서)와, 버킷실린더(9)측에 설치되어 버킷의 작동변위를 검출하는 버킷위치센서(22 : 제2센서)와, 부움조작레버(12)의 부움상승 측으로의 조작을 검출하는 압력스위치(23: 제3센서)와, 주행계를 작동시키기 위한 가속페달의 조작량을 검출하기 위한 가속페달 조작량 검출센서(24: 제4센서)와, 주행계의 작동을 정지시키기 위한 브레이크페달의 조작유무를 검출하기 위한 브레이크페달 조작유무 검출센서(25: 제5센서)와, 소정의 전기적 신호에 따라 전술한 언로딩밸브(6)의 개폐를 조작하기 위한 유압력을 공급하는 전자비례밸브(26)와, 전술한 센서들(21, 22, 23, 24, 25)의 검출신호에 의거하여 전술한 전자비례밸브(26)에 전기적 부움 출력하는 제어기(27)를 구비하고 있다.
전술한 언로딩밸브(6)는 유압펌프(3)의 토출유로와 탱크(13)사이에 설치되어 밸브스프링(6a)에 의해 이 토출유로와 탱크(13)사이를 차단하는 상태로 초기설정되어 있으며, 버킷이나 부움의 작동압력이 전술한 밸브스프링 대향측에 작용하게 되면 토출유로와 탱크(13)사이를 개방하게 된다. 한편, 전술한 전자비례밸브(26)는 파일럿펌프(4)와 전술한 언로딩밸브(6)의 밸브스프링측 사이에 설치되어 밸브스프링(26a)에 의해 파일럿펌프(4)의 신호압력을 언로딩밸브(6)의 밸브스프링측에 전달하는 상태로 초기설정되어 있으며, 제어기(27)로 부터의 증압지령(전기적 신호)이 전자비례밸브(26)의 밸브스프링(26a) 대향측에 인가되면 파일럿펌프(4)로부터 언로딩밸브(6)로의 신호압공급이 차단되고, 잔존오일은 유로(28)를 통해 탱크(13)로 귀환된다. 다시말해, 전자비례밸브(26)에 증압지령이 인가될 때에는, 언로딩밸브(6)는 항상 유로를 차단하는 상태, 즉 유압펌프(3)의 전토출유량이 버킷이나 부움측으로 공급되는 상태를 유지하고, 전자비례밸브(26)에 감압지령(전기적 신호)이 인가될 때에는, 언로딩밸브(6)는 유로를 개방하는 상태, 즉 유압펌프(3) 토출유량 중 일부를 탱크(13)로 귀환시키는 상태로 전환되는 것이다.
이하, 본 실시예에 의한 엔진/펌프 제어장치의 작동을 설명한다.
먼저, 부움각도센서(21), 버킷위치센서(22), 압력스위치(23), 가속페달 조작량 검출센서(24), 브레이크페달 조작유무 검출센서(25)등으로부터 검출된 신호를 읽어들이고, 읽어들인 검출신호에 의거하여 현재 수행중인 작업상태를 판별한다. 예를 들면, 부움각도센서(21), 버킷위치센서(22)로부터 읽어들인 검출신호가, 적재물을 파고들어가고 있는 상태로 판별되고, 동시에 가속페달 조작량 검출센서(24)로부터 읽어들인 검출신호에 의거해볼 때, 가속페달이 소정의 설정치 이상으로 조작되고 있으며, 브레이크페달 조작유무 검출센서(25)로부터 읽어들인 검출신호에 의거해볼 때, 브레이크페달이 조작되고 있지 않는 상태로 판별되면, 현재 작업상태는 작업장치 구동력보다는 견인력을 우선적으로 필요로 하는 작업상태, 즉 로우더가 적재물을 파고들어가는 상태임을 판단할 수 있다. 한편, 압력스위치(23)로부터 읽어들인 검출신호가, 현재 부움이 부움상승조작상태임을 나타내고, 가속페달 조작량 검출센서(24) 및 브레이크페달 조작유무 검출센서(25)등으로부터 검출된 신호가 소정의 설정치 이상으로 판단되면, 현재 작업상태는 부움, 버킷 등의 작업장치 구동력을 필요로 하는 작업상태, 즉 로우더가 적재물을 들어올려 덤프트럭등에 적재하는 작업상태로 판단할 수 있다.
이렇게 해서 판단한 결과 견인력을 필요로하는 작업으로 판단된 경우, 전술한 전자비례밸브(26)에 감압지령을 인가하게 된다. 이 경우, 유압펌프(3)의 토출유량 중 일부가 언로딩밸브(6)를 통해 탱크(13)로 리턴되며, 그 남는 만큼의 엔진마력이 주행계로 공급될 수 있으므로, 장비는 충분한 견인력을 확보할 수 있다.
한편, 견인력을 필요로 하지 않는 작업으로 판단됨과 동시에 부움이 상승되고 있는 상태로 판단되는 경우에는, 부움 전자비례밸브(27)에 증압지령을 인가한다. 이 경우, 유압펌프(3)의 전토출유량은 부움측에 공급됨으로써, 충분한 작업장치의 작동속도를 확보할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 작업상태에 따라 유압펌프 사용마력을 가변제어함으로써, 항상 최적의 엔진마력배분을 얻을 수 있다. 즉, 견인력을 필요로하는 작업상태일 경우, 유압펌프 사용마력을 제한함과 동시에 주행계 공급마력이 증가되도록 할 수 있고, 견인력을 필요로 하지 않고 부움상승속도확보를 필요로 하는 작업상태일 경우, 유압펌프 전토출유량이 작업장치측에 공급되도록 함으로써 충분한 작업장치 작동속도를 확보할 수 있으므로, 작업능률이 현저히 향상된다.

Claims (2)

  1. 주행륜을 구동시키는 주행계와 버킷, 붐 등의 작업장치를 구동시키는 작업장치계에 구동마력을 공급하는 엔진, 이 엔진에 의해 구동되는 적어도 하나 이상의 유압펌프, 이 유압펌프의 토출유에 의해 작동되는 버킷실린더 및 부움실린더, 상기 유압펌프로 부터 상기 버킷실린더 및 부움실린더에 공급되는 토출유의 유량 및 방향을 제어하는 버킷제어밸브 및 부움부움, 운전자의 조작량에 비례하여 상기 버킷 제어밸브 및 부움제어밸브를 제어하는 버킷조작수단 및 부움조작수단, 및 상기 버킷 또는 상기 부움의 작동압에 따라 상기 유압펌프의 토출유를 유압탱크로 언로딩시키는 언로딩밸브를 포함하는 로우더의 엔진/펌프 제어장치에 있어서, 작업상태에 따라 상기 언로딩밸브를 선택적으로 개폐작동시키기 위한 수단을 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 로우더의 엔진/펌프 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수단이, 상기 부움의 작동변위를 검출하는 제1센서와, 상기 버킷의 작동변위를 검출하는 제2센서와, 상기 부움조작레버의 부움상승 측으로의 조작을 검출하는 제3센서와, 상기 주행계를 작동시키기 위한 가속페달의 조작량을 검출하기 위한 제4센서와, 상기 주행계의 작동을 정지시키기 위한 브레이크페달의 조작유무를 검출하기 위한 제5센서와, 소정의 전기적 신호에 따라 상기 언로딩밸브의 개폐를 조작하기 위한 유압력을 공급하는 전자비례밸브와, 상기 센서들의 검출신호에 의거하여 상기 전자비례밸브에 상기 전기적 신호를 출력하는 제어기를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 로우더의 엔진/펌프 제어장치.
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