KR101762952B1 - Hydrualic system for construction machinery - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은 조작부(20)의 조작량에 비례하여 펌프(10)의 토출 유량이 증가하는 포지티브 제어방식에 적용되는 것으로서, 상기 펌프(10)의 토출 압력을 감지하기 위한 펌프 압력센서(11); 상기 펌프(10)의 토출 유량을 조절하는 사판각 조절유닛(30); 및 상기 펌프 압력센서(11)로부터 감지된 펌프 토출압력(PP)이 클수록 상기 펌프(10)의 유량이 상승하기 시작하는 상기 조작부(20)의 조작량이 커지도록 상기 사판각 조절유닛(30)을 제어하는 제어부(40)를 포함한다.The hydraulic system of the construction machine according to the present invention is applied to a positive control system in which the discharge flow rate of the pump 10 is increased in proportion to the operation amount of the operation unit 20, A pressure sensor 11; A swash plate angle adjusting unit (30) for adjusting a discharge flow rate of the pump (10); And the swash plate angle adjusting unit (30) so that the operating amount of the operating part (20), in which the flow rate of the pump (10) starts to increase as the pump discharge pressure (P P ) sensed from the pump pressure sensor (11) And a control unit (40) for controlling the control unit.

Description

건설기계의 유압시스템{HYDRUALIC SYSTEM FOR CONSTRUCTION MACHINERY}HYDRUALIC SYSTEM FOR CONSTRUCTION MACHINERY

본 발명은 굴삭기 등과 같은 건설기계에 관한 것으로서, 특히 조작부의 조작에 의해 발생하는 파일럿 신호압을 기초로 유압펌프의 토출유량을 제어하는 이른바 포지티브 제어방식의 건설기계의 유압시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a construction machine such as an excavator and more particularly to a hydraulic system of a so-called positive control type construction machine in which a discharge flow rate of a hydraulic pump is controlled based on a pilot signal pressure generated by an operation of an operation portion.

건설기계의 작업기는 유압펌프로부터 토출되는 작동유에 의해 구동되며, 유압펌프의 토출 유량은 작업기의 구동 정도에 따라 제어된다. 이러한 유압펌프의 유량제어에는 크게 네가티브 제어방식(negative control, 네가콘(Negacon) 시스템이라고도 함)과 포지티브 제어방식((positive control, 포지콘(Posicon) 시스템이라고도 함)이 있다.The working machine of the construction machine is driven by the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, and the discharge flow rate of the hydraulic pump is controlled in accordance with the driving degree of the working machine. The flow control of these hydraulic pumps is largely classified into a negative control (also referred to as a Negacon system) and a positive control (also referred to as a Posicon system).

네가티브 제어방식은 작업기에 공급되지 못하고 메인 컨트롤 밸브를 통과하는 센터바이패스 유로의 압력에 따라 유압펌프의 유량을 제어하는 방식이다. 따라서, 작업기가 구동되지 않는 경우, 센터바이패스 유로의 작동유 유량이 커지게 되어 유압펌프의 토출 유량이 작아지게 된다. 이러한 네가티브 제어방식은 작업기에 고부하가 작용하는 경우 작업기와 센터바이패스 유로에 유량이 양분되기 때문에, 도 1에 도시된 바와 같이, 조작부의 조작량 중 작업기가 구동되는 시점이 지연되고 조작부의 조작량에 대한 작업기의 구동 속도 또한 늦어지는 특성을 가지고 있다. 네가티브 제어방식의 전술한 특성은 작업자가 작업기에 작용하는 부하를 감지하는 중요한 수단이 되고 있을 뿐만 아니라 갑작스럽게 부하가 증가하더라도 압력쇼크가 발생하지 않도록 하여 부드러운 조작성을 확보할 수 있게 한다.The negative control method is a method of controlling the flow rate of the hydraulic pump in accordance with the pressure of the center bypass flow passing through the main control valve without being supplied to the working machine. Therefore, when the working machine is not driven, the operating oil flow rate of the center bypass flow passage becomes large, and the discharge flow rate of the hydraulic pump becomes small. In the negative control system, when a high load is applied to the working machine, the flow rate is divided into the working machine and the center bypass flow channel. Therefore, as shown in FIG. 1, the operating time of the working machine is delayed, And the driving speed of the working machine is also slowed down. The above-mentioned characteristic of the negative control method not only becomes an important means for detecting the load acting on the work machine by the operator, but also ensures smooth operability by preventing the pressure shock from occurring even if the load suddenly increases.

반면, 포지티브 제어방식은 조작부의 조작에 의해 발생하는 파일럿 신호압에 의해 유압펌프의 토출 유량이 제어된다. 즉, 조작부의 조작량이 커져서 파일럿 신호압이 커지면 유압펌프의 토출 유량이 증가하게 된다. 이러한 포지티브 제어방식 역시 센터바이패스 유로를 구비하고 있어서 작업기에 고부하가 작용될 경우, 조작부의 조작량에 대한 작업기의 구동 시점이 지연되는 현상이 발생하나 작업자가 작업기의 부하를 감지하기에는 부족한다. On the other hand, in the positive control system, the discharge flow rate of the hydraulic pump is controlled by the pilot signal pressure generated by the operation of the operating unit. That is, when the operation amount of the operating portion becomes large and the pilot signal pressure increases, the discharge flow rate of the hydraulic pump increases. Such a positive control method also has a center bypass flow path, and when a high load is applied to the working machine, a driving time point of the working machine is delayed with respect to an operation amount of the operating portion, but the worker is insufficient to detect the load of the working machine.

포지티브 제어방식에서 부하감이 부족한 이유는, 네가티브 제어방식의 경우 센터바이패스 유로의 압력에 의해 유압펌프의 토출 유량이 제어되기 때문에 작업기에 고부하가 걸리는 경우 센터바이패스 유로 압력의 증가에 의해 펌프 토출 유량이 줄어들어 작업기 구동시점의 지연 정도가 큰 반면, 포지티브 제어방식은 센터바이패스 유로 압력이 아닌 조작부의 파일럿 신호압에 의해 토출 유량이 조절되기 때문에 고부하가 발생하더라도 펌프의 토출 유량이 줄어들지 않기 때문이다. The reason why the load is insufficient in the positive control method is that in the case of the negative control method, since the discharge flow rate of the hydraulic pump is controlled by the pressure of the center bypass flow path, when a high load is applied to the working machine, In the positive control system, the discharge flow rate is regulated not by the center bypass flow pressure but by the pilot signal pressure of the operation part, so that the discharge flow rate of the pump is not reduced even when a high load is generated .

또한, 도 2a 및 도 2b를 참조하면 무부하시 조작부의 조작량에 대한 펌프의 토출 유량과 고부하시 조작부의 조작량에 대한 펌프의 토출 유량의 특성은 동일하다. 따라서, 고부하시 작업기의 구동시점을 지연시키기 위해서는 도 2b의 빗금친 부분과 같이 센터바이패스 유로를 통해 손실되는 유량이 증가시켜야 하나, 이는 에너지 손실을 증가시키게 된다.2A and 2B, the discharge flow rate of the pump with respect to the operation amount of the non-load operation portion is the same as the discharge flow rate of the pump with respect to the operation amount of the operation portion at the time of high load. Therefore, in order to delay the driving time point of the working machine in the case of a high load, the flow rate lost through the center bypass flow path like the hatched portion in FIG. 2B must be increased but this increases the energy loss.

본 발명은 전술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 포지티브 제어방식에서 부하 조작감을 향상시키면서도 센터바이패스 유로를 통해 손실되는 유량을 최소화할 수 있는 건설기계 유압시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a construction machine hydraulic system capable of minimizing a flow loss through a center bypass flow while improving a load operating feeling in a positive control system .

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은 조작부(20)의 조작량에 비례하여 펌프(10)의 토출 유량이 증가하는 포지티브 제어방식에 적용되는 것으로서, 상기 펌프(10)의 토출 압력을 감지하기 위한 펌프 압력센서(11); 상기 펌프(10)의 토출 유량을 조절하는 사판각 조절유닛(30); 및 상기 펌프 압력센서(11)로부터 감지된 펌프 토출압력(PP)이 클수록 상기 펌프(10)의 유량이 상승하기 시작하는 상기 조작부(20)의 조작량이 커지도록 상기 사판각 조절유닛(30)을 제어하는 제어부(40)를 포함한다.The hydraulic system of the construction machine according to the present invention for achieving the above object is applied to a positive control method in which the discharge flow rate of the pump 10 increases in proportion to the operation amount of the operation unit 20, A pump pressure sensor 11 for detecting a discharge pressure of the pump; A swash plate angle adjusting unit (30) for adjusting a discharge flow rate of the pump (10); And the swash plate angle adjusting unit (30) so that the operating amount of the operating part (20), in which the flow rate of the pump (10) starts to increase as the pump discharge pressure (P P ) sensed from the pump pressure sensor (11) And a control unit (40) for controlling the control unit.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제어부(40)는 상기 조작부(20)의 조작량이 최대이면, 상기 펌프 압력센서(11)로부터 감지된 펌프 토출압력(PP)에 관계없이 상기 펌프(10)의 토출 유량이 최대가 되도록 상기 사판각 조절유닛(30)을 제어한다.The control unit 40 controls the pump 10 such that the operation amount of the operation unit 20 is maximized regardless of the pump discharge pressure P P sensed by the pump pressure sensor 11. In this case, ) Is maximized by controlling the swash plate angle adjusting unit (30).

또한, 상기 제어부(40)는 상기 펌프 압력센서(11)로부터 감지된 펌프 토출압력(PP)이 클수록 상기 조작부(20)의 조작량에 대한 상기 펌프(10)의 토출 유량이 작아지도록 상기 사판각 조절유닛(30)을 제어한다.The control unit 40 controls the swash plate angle so that the discharge flow rate of the pump 10 with respect to the operation amount of the operation unit 20 becomes smaller as the pump discharge pressure P P sensed by the pump pressure sensor 11 increases, And controls the regulating unit 30.

한편, 상기 유압시스템은 상기 조작부(20)의 파일럿 신호압(Pa)을 감지하기 위한 파일럿 압력센서(21)를 더 포함할 수 있으며, 상기 사판각 조절유닛(30)은 인가되는 신호압(Pb)에 따라 상기 펌프(10)의 사판각을 조절하는 레귤레이터(31); 상기 조작부(20)의 파일럿 신호압을 상기 레귤레이터(31)에 인가하기 위한 파일럿 신호라인(32); 및 상기 파일럿 신호라인(32)에 설치되고, 상기 제어부(40)로부터 전송되는 제어신호에 따라 상기 조작부(20)로부터 상기 레귤레이터(31)로 전달되는 파일럿 신호압을 조절하는 전자비례감압밸브(33)를 포함하며, 상기 제어부(40)는 상기 파일럿 압력센서(21)로부터 파일럿 신호압(Pa)과 상기 펌프 압력센서(11)로부터 전달되는 펌프 토출압력(PP)을 기초로 상기 전자비례감압밸브(33)를 제어한다.The hydraulic pressure system may further include a pilot pressure sensor 21 for sensing a pilot signal pressure Pa of the operation unit 20 and the swash plate angle control unit 30 may control the signal pressure A regulator (31) for regulating the swash plate angle of the pump (10) according to P b ; A pilot signal line (32) for applying a pilot signal pressure of the operating unit (20) to the regulator (31); And an electron proportional pressure reducing valve 33 (not shown) provided in the pilot signal line 32 for controlling a pilot signal pressure transmitted from the operating unit 20 to the regulator 31 in accordance with a control signal transmitted from the control unit 40. [ And the control unit 40 controls the pump proportional to the pilot signal pressure P a and the pump discharge pressure P P transmitted from the pump pressure sensor 11 from the pilot pressure sensor 21, Thereby controlling the pressure reducing valve 33.

이상의 과제 해결 수단에 의하면, 펌프 토출 압력이 클수록 펌프의 유량이 상승하기 시작하는 조작부의 조작량이 커지도록 함으로써, 작업기에 작용하는 부하감을 향상시킬 수 있고, 센터바이패스 유로를 통해 손실되는 유량을 최소화할 수 있게 된다. According to the above-mentioned problem solving means, it is possible to improve the feeling of load acting on the working machine by making the amount of operation of the operating portion that the flow rate of the pump starts to increase as the pump discharge pressure becomes larger, and the flow rate lost through the center bypass flow path is minimized .

또한, 조작부의 조작량이 최대일 경우에는 펌프 토출 압력과 관계없이 조작부의 조작량에 따른 펌프 최대 유량을 토출할 수 있도록 하여 작업 속도를 향상시킬 수 있다.In addition, when the operation amount of the operation portion is the maximum, the maximum pump flow amount corresponding to the operation amount of the operation portion can be discharged regardless of the pump discharge pressure, thereby improving the operation speed.

도 1은 네거티브 제어방식의 건설기계에서 조작부 조작량에 따른 작업기 구동속도를 부하에 따라 도시한 그래프,
도 2a는 종래 포지티브 제어방식의 건설기계에서 무부하시 조작부 조작량에 따른 펌프 토출 유량과 작업기 공급유량을 개략적으로 나타낸 그래프,
도 2b는 종래 포지티브 제어방식의 건설기계에서 고부하시 조작부 조작량에 따른 펌프 토출 유량과 작업기 공급유량을 개략적으로 나타낸 그래프,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템을 개략적으로 나타낸 도면,
도 4a는 도 3에 도시된 전자비례감압밸브 전단의 파일럿 신호압의 크기에 따른 전자비례감압밸브에 인가되는 전류의 크기를 개략적으로 나타낸 것으로서 펌프 토출 압력이 최소인 경우와 최대인 경우를 나타낸 그래프,
도 4b는 도 3에 도시된 전자비례감압밸브 전단 압력과 후단 압력의 관계를 나타낸 것으로서 펌프 토출 압력이 최소인 경우와 최대인 경우를 나타낸 그래프,
도 4c는 도 3에 도시된 전자비례감압밸브 전단의 압력과 펌프 토출 유량을 개략적으로 나타낸 것으로서, 펌프 토출 압력이 최소인 경우와 최대인 경우를 나타낸 그래프,
도 5a는 도 3에 도시된 유압시스템에서 무부하시 조작부의 조작량에 대한 펌프 토출 유량 및 작업기 공급 유량을 개략적으로 나타낸 그래프,
도 5b는 도 3에 도시된 유압시스템에서 고부하시 조작부의 조작량에 대한 펌프 토출 유량 및 작업기 공급 유량을 개략적으로 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing a driving speed of a working machine in accordance with a load in a negative control type construction machine,
FIG. 2A is a graph schematically showing a pump discharge flow rate and a working machine supply flow rate according to an operation amount of an operation portion when no load is applied in a conventional positive control type construction machine,
FIG. 2B is a graph schematically showing a pump discharge flow rate and a working machine supply flow rate according to an operation amount of an operation unit when a heavy load is applied to a conventional positive control type construction machine,
3 is a schematic view of a hydraulic system of a construction machine according to an embodiment of the present invention,
FIG. 4A schematically shows the magnitude of the current applied to the electron proportional pressure reducing valve according to the magnitude of the pilot signal pressure in the former stage of the proportional pressure reducing valve shown in FIG. 3, and is a graph showing the case where the pump discharge pressure is minimum ,
FIG. 4B is a graph showing the relationship between the front-end pressure and the rear-end pressure of the proportional pressure reducing valve shown in FIG. 3,
FIG. 4c is a graph schematically showing the pressure at the front end of the proportional pressure reducing valve shown in FIG. 3 and the pump discharge flow rate, and is a graph showing the case where the pump discharge pressure is minimum and the case where the pump discharge pressure is maximum;
5A is a graph schematically showing a pump discharge flow rate and a working machine supply flow rate with respect to an operation amount of a non-load operating unit in the hydraulic system shown in FIG. 3,
FIG. 5B is a graph schematically showing the pump discharge flow rate and the working machine supply flow rate with respect to the operation amount of the operation unit at the time of high load in the hydraulic system shown in FIG.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a hydraulic system of a construction machine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템은 조작부(20)의 조작량에 비례하여 펌프(10)의 토출 유량이 증가하는 포지티브 제어방식의 건설기계 유압시스템으로서, 상기 펌프(10)의 토출 압력을 감지하기 위한 펌프 압력센서(11)와, 상기 조작부(20)의 파일럿 신호압을 감지하기 위한 파일럿 압력센서(21)와, 상기 펌프(10)의 토출 유량을 조절하는 사판각 조절유닛(30)과, 상기 사판각 조절유닛(30)을 제어하기 위한 제어부(40)를 포함한다. 3, a hydraulic system of a construction machine according to an embodiment of the present invention is a construction machine hydraulic system of a positive control system in which a discharge flow rate of a pump 10 is increased in proportion to an operation amount of an operation unit 20, A pump pressure sensor 11 for detecting a discharge pressure of the pump 10; a pilot pressure sensor 21 for sensing a pilot signal pressure of the operation unit 20; And a control unit (40) for controlling the swash plate angle adjusting unit (30).

상기 펌프 압력센서(11)는 펌프(10)의 토출 압력(Pp)을 감지하기 위한 것으로서, 펌프(10)의 토출 압력은 작업기에 가해지는 부하와 동일하다. 따라서, 상기 펌프 압력센서(11)에 의해 감지된 압력에 대응되게 조작부(20)의 조작감을 제어함으로써, 포지티브 제어방식의 건설기계의 부하감을 향상시킬 수 있게 된다. 상기 펌프 압력센서(11)에 의해 감지된 펌프(10)의 토출 압력(Pp)은 제어부(40)로 전송된다.The pump pressure sensor 11 senses the discharge pressure P p of the pump 10 and the discharge pressure of the pump 10 is the same as the load applied to the working machine. Therefore, by controlling the operation feeling of the operating portion 20 in correspondence with the pressure sensed by the pump pressure sensor 11, it is possible to improve the sense of load of the construction machine of the positive control system. The discharge pressure P p of the pump 10 sensed by the pump pressure sensor 11 is transmitted to the control unit 40.

상기 파일럿 압력센서(21)는 조작부(20)의 파일럿 신호압을 감지하기 위한 것으로서, 셔틀밸브블록(22)을 통해 복수의 조작부(20)의 파일럿 신호압 중 최대 파일럿 신호압을 감지하게 된다. 파일럿 압력센서(21)에 의해 감지된 파일럿 신호압에 대한 정보는 제어부(40)로 전송된다. 본 실시예에서는 파일럿 압력센서(21)를 통해 감지된 파일럿 신호압의 크기로부터 조작부(20)의 조작량을 검출하는 것을 예시하고 있으나, 본 실시예와 달리 상기 조작부(20)의 조작량은 전기적인 신호로 변환되어 상기 제어부(40)에 전송될 수도 있다.The pilot pressure sensor 21 senses the pilot signal pressure of the operation unit 20 and senses the maximum pilot signal pressure among the pilot signal pressures of the plurality of operation units 20 through the shuttle valve block 22. Information on the pilot signal pressure sensed by the pilot pressure sensor 21 is transmitted to the control unit 40. [ The operation amount of the operation unit 20 is detected from the pilot signal pressure detected by the pilot pressure sensor 21. However, unlike the present embodiment, the operation amount of the operation unit 20 is not limited to the electric signal And may be transmitted to the controller 40.

상기 사판각 조절유닛(30)은 제어부(40)로부터 출력되는 제어신호에 따라 펌프(10)의 사판각을 조절하여 펌프(10)의 토출유량을 조절하기 위한 것으로서, 레귤레이터(31)와, 파일럿 신호라인(32)과, 전자비례감압밸브(33)를 포함한다. 본 실시예에서는 상기 사판각 조절유닛(30)에 파일럿 신호압을 전달하여 펌프(10)의 사판각을 조절하는 것을 예시하였으나, 본 실시예와 달리 상기 제어부(40)의 전기적 신호만으로 펌프(10)의 사판각을 조절할 수도 있다.The swash plate angle adjusting unit 30 adjusts the swash plate angle of the pump 10 according to the control signal output from the controller 40 to adjust the discharge flow rate of the pump 10 and includes a regulator 31, A signal line 32, and an electronic proportional pressure reducing valve 33. The swash plate angle of the pump 10 is controlled by transmitting the pilot signal pressure to the swash plate angle adjusting unit 30 in the present embodiment. However, unlike the present embodiment, only the electric signal of the controller 40 ) Can be adjusted.

상기 레귤레이터(31)는 입력되는 파일럿 신호압, 보다 구체적으로 전자비례감압밸브(33) 후단의 압력(Pb)에 따라 상기 펌프(10)의 사판각을 조절하기 위한 것이다.The regulator 31 is for adjusting the swash plate angle of the pump 10 according to an input pilot signal pressure, more specifically, a pressure P b at a rear end of the proportional pressure reducing valve 33.

상기 파일럿 신호라인(32)은 상기 조작부(20)에 의해 발생하는 파일럿 신호압을 상기 레귤레이터(31)에 전달하기 위한 것으로서, 일단은 상기 셔틀밸브블록(22)의 출구단에 연결되고 타단은 상기 레귤레이터(31)에 연결된다. The pilot signal line 32 is for transmitting the pilot signal pressure generated by the operation unit 20 to the regulator 31. The pilot signal line 32 is connected at one end to the outlet end of the shuttle valve block 22, And is connected to the regulator 31.

상기 전자비례감압밸브(33)는 상기 파일럿 신호라인(32)에 설치되어 상기 파일럿 신호라인(32)의 개도량을 조절하기 위한 것이다. 이러한 전자비례감압밸브(33)는 제어부(40)로부터 전송되는 제어신호에 따라 변환되게 된다. 본 실시예에서는 제어신호를 전류(I)로 표시하였다. The electron proportional pressure reducing valve 33 is provided in the pilot signal line 32 to adjust the opening amount of the pilot signal line 32. The electronic proportional pressure reducing valve 33 is converted according to a control signal transmitted from the control unit 40. In this embodiment, the control signal is represented by the current (I).

상기 전자비례감압밸브(33)는 도 3과 같은 상태가 초기 상태로서 신호인가부(33a)에 인가되는 전류(I)가 0인 상태이다. 이와 같은 상태에서는 상기 펌프(10)의 토출 유량을 가변시키기 위한 제어변수는 조작부(20)의 파일럿 신호압이 된다. 즉, 일반적인 포지티브 제어방식의 건설기계와 동일하게 펌프 토출 유량이 제어되게 된다.The electromagnetic proportional pressure reducing valve 33 is in the initial state as shown in FIG. 3, and the current I applied to the signal applying unit 33a is zero. In this state, the control variable for varying the discharge flow rate of the pump 10 becomes the pilot signal pressure of the operation unit 20. [ That is, the pump discharge flow rate is controlled in the same manner as in a general positive control type construction machine.

반면, 상기 전자비례감압밸브(33)의 신호인가부(33a)에 0 이상의 전류(I)가 인가되면 상기 전자비례감압밸브(33)는 파일럿 신호라인(32)의 개도량을 줄이게 되고, 이에 의해 전자비례감압밸브(33)이 후단 압력(Pb)이 전단 압력(Pa)보다 작아지게 된다. 즉, 조작부(20)에 의해 발생한 파일럿 신호압이 감압된 상태로 레귤레이터(31)에 전달되고, 이에 의해 펌프(10)의 토출 유량이 감소하게 된다.On the other hand, if a current (I) of 0 or more is applied to the signal applying unit 33a of the electron proportional pressure reducing valve 33, the electron proportional pressure reducing valve 33 reduces the opening amount of the pilot signal line 32, by becomes smaller than the electro proportional pressure reducing valve 33, the rear end pressure (P b) is the front end pressure (P a). That is, the pilot signal pressure generated by the operating unit 20 is transmitted to the regulator 31 in a reduced pressure state, whereby the discharge flow rate of the pump 10 is reduced.

상기 제어부(40)는 상기 펌프 압력센서(11)로부터 전달되는 펌프 토출 압력(Pp)과 상기 파일럿 압력센서(21)에 의해 감지된 파일럿 압력(Pa)을 기초로 상기 전자비례감압밸브(33)에 인가되는 전류(I)를 산출하여, 결국 펌프(10)의 토출 유량을 제어하게 된다. 상기 제어부(40)에 대한 상세한 기능은 제어방법을 설명하면서 상세히 설명한다.The control unit 40 controls the electron proportional pressure reducing valve (P) based on the pump discharge pressure P p delivered from the pump pressure sensor 11 and the pilot pressure P a sensed by the pilot pressure sensor 21 33, and finally controls the discharge flow rate of the pump 10. The detailed function of the control unit 40 will be described in detail while explaining the control method.

이하, 전술한 바와 같은 구성을 가지는 건설기계의 유압시스템의 작용 효과에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation and effect of the hydraulic system of the construction machine having the above-described configuration will be described in detail.

우선, 제어부(40)에 펌프 압력센서(11)와 파일럿 압력센서(21)로부터 각각의 압력에 대한 정보가 전송되면, 제어부(40)는 전자비례감압밸브(33)에 인가할 전류(I)의 크기를 산출하게 된다. 인가 전류의 크기는 다음의 [수학식 1]과 같이 산출될 수 있다.First, when information on respective pressures is transmitted from the pump pressure sensor 11 and the pilot pressure sensor 21 to the control unit 40, the control unit 40 compares the current I to be applied to the electron proportional pressure reducing valve 33, . The magnitude of the applied current can be calculated by the following equation (1).

Figure 112011005991303-pat00001
Figure 112011005991303-pat00001

여기서, 위 기호는 다음과 같다.Here, the above symbols are as follows.

I : 전자비례감압밸브(33)에 인가되는 전류I: current applied to the electron proportional pressure reducing valve 33

Pp : 현재 펌프 토출 압력P p : Current pump discharge pressure

Pp 0 : 무부하시 펌프 토출 압력P p 0 : pump discharge pressure at no load

Pp max : 최대 펌프 토출 압력P p max : Maximum pump discharge pressure

Pa : 전자비례감압밸브 전단 압력(조작부의 파일럿 신호압)P a : Electronic proportional pressure reducing valve front pressure (Pilot signal pressure on control panel)

Pa 0 : 전자비례감압밸브 전단 최소 압력(조작부 미조작시 파일럿 신호압)P a 0 : Minimum pressure at the front end of the proportional pressure reducing valve (Pilot signal pressure when the control part is not operated)

Pa max : 전자비례감압밸브 전단 최대 압력(조작부의 최대 파일럿 신호압)P a max : Electronic proportional pressure reducing valve front maximum pressure (maximum pilot signal pressure on the control panel)

Δ : 전자비례감압밸브 전단의 최대 감압력Δ: Maximum depressurization at the front of the proportional pressure reducing valve

α : 전자비례감압밸브 비례상수
α: proportional constant of electronic proportional pressure reducing valve

한편, 상기 전자비례감압밸브 비례상수(α)와 전자비례감압밸브 전단 압력(Pa) 및 전자비례감압밸브 후단 압력(Pb)은 인가 전류의 크기(I)와 다음의 수학식 2와 같은 관계를 갖는다.
On the other hand, the electro proportional pressure reducing valve a proportional constant (α) and the electro proportional pressure reducing valve shearing pressure (P a) and the electro proportional pressure reducing valve rear end pressure (P b) is applied to the size (I) of the electric current and shown in the following equation (2) Relationship.

Figure 112011005991303-pat00002
Figure 112011005991303-pat00002

여기서, 상기 Pb는 전자비례감압밸브 후단 압력으로서, 레귤레이터(31)에 인가되는 압력을 의미한다.
Here, P b is the pressure at the rear end of the electron proportional pressure reducing valve, which means the pressure applied to the regulator 31.

전술한 바와 같은 수학식 1과 2로부터, 도 4a에 실선으로 표시된 바와 같이, 펌프(10)의 토출 압력이 최소(Pp 0)인 경우 즉 무부하 상태인 경우, 인가 전류(I)의 크기는 0 상태가 된다. 따라서, 도 4b에 실선으로 표시된 바와 같이, 전자비례감압밸브(33)가 완전히 개방되 초기상태가 되어, 전자비례감압밸브(33)의 전단 압력(Pa)과 후단 압력(Pb)이 동일하게 된다. 따라서, 도 4c에 실선으로 표시된 바와 같이, 포지티브 제어방식과 동일하게 펌프 유량이 제어된다.From the equations (1) and (2) as described above, when the discharge pressure of the pump 10 is minimum (P p 0 ), that is, in a no-load state, the magnitude of the applied current 0 " state. Therefore, as, electro proportional pressure reducing valve 33 is fully gaebangdoe is the initial state, the electro proportional pressure reducing this same shear pressure (P a) and the rear end of the pressure (P b) of the valve 33 as indicated by the solid line in Figure 4b do. Therefore, as indicated by the solid line in Fig. 4C, the pump flow rate is controlled in the same manner as in the positive control method.

반면, 수학식 1과 2에 의해 펌프(10)의 토출 압력이 최대(Pp max)인 경우, 인가 전류(I)의 크기와 전자비례감압밸브(33) 전단 압력(Pa)의 크기는 도 4a와 같은 관계를 가진다. 도 4a에 점선으로 표시된 바와 같이, 전자비례감압밸브(33) 전단 압력(Pa)이 최소인 경우 즉, 조작부(20)를 조작하지 않은 경우 전자비례감압밸브(33)에 인가되는 전류는 최대(Δ/α)가 되어 전자비례감압밸브(33)에 의한 감압양이 최대가 된다. 따라서, 도 4b에 점선으로 표시된 도시된 바와 같이, 조작부(20)의 조작량(Pa에 비례)이 초기 Δ까지 증압되기 전에는 전자비례감압밸브(33) 후단의 압력(Pb)이 최저인 상태가 된다. 따라서, 도 4c에 점선으로 표시된 바와 같이, 펌프 유량이 상승하기 시작하는 조작부(20)의 파일럿 신호압(Pa)의 크기가 무부하일 때보다 지연되게 된다. 결국, 이에 의해 작업자는 부하감을 더욱 명확하게 느낄 수 있게 된다. On the other hand, when the discharge pressure of the pump 10 is the maximum (P p max ) according to Equations 1 and 2, the magnitude of the applied current I and the magnitude of the front end pressure P a of the electron proportional pressure reducing valve 33 4A. As indicated by a broken line in Figure 4a, the current applied to the electro proportional pressure reducing valve 33, the front end pressure (P a) in this case at least the words, electro proportional pressure reducing valve 33 if it is not operating the operation portion 20 has a maximum (DELTA / α) and the amount of depressurization by the electron proportional pressure reducing valve 33 becomes maximum. Therefore, as shown by the dotted line in Fig. 4B, before the operation amount (proportional to P a ) of the operating portion 20 is increased to the initial Δ, the pressure P b at the rear end of the proportional pressure reducing valve 33 is lowest . Accordingly, the size, as in Figure 4c indicated by a dashed line, the pilot signal pressure (P a) of the operation unit 20 that the pump flow rate begins to rise to be delayed than in the no-load. As a result, the operator can feel the load feeling more clearly.

도 4a 내지 도 4c에서는 펌프 토출 압력이 최대인 경우와 최소인 경우를 예시하였으나, 펌프 토출 압력이 최대와 최소 사이인 경우 실선과 점선의 사이에 표시된다. 즉, 펌프 토출 압력이 가변됨에 따라 도 4a 내지 도 4c의 점선과 실선 사이에서 선도가 가변된다.4A to 4C illustrate the case where the pump discharge pressure is the maximum and the case where the pump discharge pressure is the minimum, but it is indicated between the solid line and the dotted line when the pump discharge pressure is between the maximum and minimum. That is, as the pump discharge pressure is varied, the line is varied between the dotted line and the solid line in Figs. 4A to 4C.

본 실시예에서는 수학식 1과 수학식 2에 의해 전자비례감압밸브(33)를 제어하는 것을 예시하였으나, 부하에 따라 펌프 토출 유량을 줄여 부하감을 향상시킬 수 있는 한 다양한 알고리즘에 의해 전자비례감압밸브(33)를 제어할 수 있다.In the present embodiment, the electronic proportional pressure reducing valve 33 is controlled by Equations (1) and (2). However, according to various algorithms that can improve the load sensation by reducing the pump discharge flow rate depending on the load, (33) can be controlled.

한편, 도 5a를 참조하면, 무부하시에 펌프 토출 유량과 작업기 공급유량은 종래 포지티브 제어방식과 동일하다. 그러나 도 5b에 도시된 바와 같이, 고부하시에 펌프 토출 유량이 상승하기 시작되는 조작부(20)의 조작량이 지연되게 된다. 따라서, 작업기에 공급되지 못하고 센터바이패스 유로를 통해 손실되는 유량을 최소화할 수 있게 된다.Referring to FIG. 5A, the pump discharge flow rate and the working machine supply flow rate at the time of no-load are the same as those of the conventional positive control method. However, as shown in Fig. 5B, the manipulated variable of the manipulation part 20, which starts to increase in pump discharge flow rate at the time of high load, is delayed. Therefore, it is possible to minimize the flow rate that can not be supplied to the working machine and is lost through the center bypass flow path.

10; 펌프 11; 펌프 압력센서
20; 조작부 21; 파일럿 압력센서
30; 사판각 조절유닛 31; 레귤레이터
32; 파일럿 신호라인 33; 전자비례감압밸브
40; 제어부10; Pump 11; Pump pressure sensor
20; An operating unit 21; Pilot pressure sensor
30; Swash plate angle control unit 31; regulator
32; Pilot signal line 33; Electronic proportional pressure reducing valve
40; The control unit

Claims (4)

조작부(20)의 조작량에 비례하여 펌프(10)의 토출 유량이 증가하는 포지티브 제어방식의 건설기계 유압시스템에 있어서,
상기 펌프(10)의 토출 압력을 감지하기 위한 펌프 압력센서(11);
상기 펌프(10)의 토출 유량을 조절하는 사판각 조절유닛(30);
상기 조작부(20)의 파일럿 신호압(Pa)을 감지하기 위한 파일럿 압력센서(21); 및
상기 펌프 압력센서(11)로부터 감지된 펌프 토출압력(PP)이 클수록 상기 펌프(10)의 유량이 상승하기 시작하는 상기 조작부(20)의 조작량이 커지도록 상기 사판각 조절유닛(30)을 제어하는 제어부(40)
를 포함하며,
상기 사판각 조절유닛(30)은,
인가되는 신호압(Pb)에 따라 상기 펌프(10)의 사판각을 조절하는 레귤레이터(31);
상기 조작부(20)의 파일럿 신호압을 상기 레귤레이터(31)에 인가하기 위한 파일럿 신호라인(32); 및
상기 파일럿 신호라인(32)에 설치되고, 상기 제어부(40)로부터 전송되는 제어신호에 따라 상기 조작부(20)로부터 상기 레귤레이터(31)로 전달되는 파일럿 신호압을 조절하는 전자비례감압밸브(33)
를 포함하고,
상기 파일럿 압력센서(21)는 상기 조작부(20)와 상기 전자비례감압밸브(33) 사이의 상기 파일럿 신호라인(32)에 설치되고,
상기 제어부(40)는 상기 펌프 압력센서(11)로부터 전달되는 펌프 토출압력(PP)과 상기 파일럿 압력센서(21)에 의해 감지된 파일럿 신호압(Pa)을 기초로 상기 전자비례감압밸브(33)에 인가되는 전류(I)를 산출하여, 상기 펌프(10)의 토출 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압시스템.In a construction machine hydraulic system of a positive control system in which the discharge flow rate of the pump (10) increases in proportion to the operation amount of the operating portion (20)
A pump pressure sensor 11 for sensing the discharge pressure of the pump 10;
A swash plate angle adjusting unit (30) for adjusting a discharge flow rate of the pump (10);
A pilot pressure sensor 21 for sensing a pilot signal pressure Pa of the operating unit 20; And
The swash plate angle control unit 30 is controlled such that the manipulated variable of the manipulation unit 20 in which the flow rate of the pump 10 starts to increase as the pump discharge pressure P P sensed by the pump pressure sensor 11 increases, The control unit 40,
/ RTI >
The swash plate angle control unit (30)
A regulator 31 for adjusting a swash plate angle of the pump 10 according to an applied signal pressure P b ;
A pilot signal line (32) for applying a pilot signal pressure of the operating unit (20) to the regulator (31); And
An electron proportional pressure reducing valve 33 installed in the pilot signal line 32 for adjusting the pilot signal pressure transmitted from the control unit 20 to the regulator 31 in accordance with a control signal transmitted from the control unit 40,
Lt; / RTI >
The pilot pressure sensor 21 is installed in the pilot signal line 32 between the operating portion 20 and the electron proportional pressure reducing valve 33,
The control unit 40 controls the pump proportional pressure reducing valve 41 based on the pump discharge pressure P P transmitted from the pump pressure sensor 11 and the pilot signal pressure P a sensed by the pilot pressure sensor 21, (I) applied to the pump (33) to control the discharge flow rate of the pump (10). 제1항에 있어서, 상기 제어부(40)는,
상기 조작부(20)의 조작량이 최대이면, 상기 펌프 압력센서(11)로부터 감지된 펌프 토출압력(PP)에 관계없이 상기 펌프(10)의 토출 유량이 최대가 되도록 상기 사판각 조절유닛(30)을 제어하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압시스템.The apparatus of claim 1, wherein the controller (40)
The swash plate angle control unit 30 controls the flow rate of the pump 10 so that the discharge flow rate of the pump 10 is maximized regardless of the pump discharge pressure P P sensed by the pump pressure sensor 11, Of the hydraulic system of the construction machine. 제1항에 있어서, 상기 제어부(40)는,
상기 펌프 압력센서(11)로부터 감지된 펌프 토출압력(PP)이 클수록 상기 조작부(20)의 조작량에 대한 상기 펌프(10)의 토출 유량이 작아지도록 상기 사판각 조절유닛(30)을 제어하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압시스템.The apparatus of claim 1, wherein the controller (40)
The swash plate angle control unit 30 is controlled so that the discharge flow rate of the pump 10 relative to the operation amount of the operation unit 20 becomes smaller as the pump discharge pressure P P sensed by the pump pressure sensor 11 increases The hydraulic system of the construction machine. 삭제delete
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