KR20050074569A - 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법 및 그장치 - Google Patents

자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법 및 그장치 Download PDF

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KR20050074569A
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Abstract

현재 속도 및 현재 압력을 입력으로서 소정의 처리를 행하여 제1 스위치 지령을 출력하는 승온 제어부(15)와, 제1 스위치 지령에 의하여 제어되어 팬 모터(7a)로의 공급 전원의 ON/OFF를 제어하는 스위치부(16)를 가지는 것에 의하여, 유압 펌프를 구동원으로 하는 유압 유닛이 최적의 상태로 동작할 수 있는 오일 온도에까지 신속하게 승온시킨다.

Description

자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법 및 그 장치{METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING TEMPERATURE RISE OF AUTONOMOUS INVERTER-DRIVEN HYDRAULIC UNIT}
본 발명은 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법 및 그 장치에 관한 것이며, 나아가 상세하게 말하면, 압력유를 동력원으로 하는 공작 기계 등의 유압 구동 장치에 있어서, 모터에 접속된 고정 용량 펌프를 제어하여 유압 및 유량을 제어 가능하게 하는 자율형 인버터 구동 유압 유닛에 관한 것이다.
종래의 유압 유닛은, 예를 들어, 도 1에 도시하는 바와 같이, 모터에 직결된 유압 펌프를 전원의 ON/OFF에 의하여 발정(發停, 시작과 정지)하는 구성을 채용하고 있다. 그리고 제어의 간단화를 위하여, 라디에이터(radiator) 팬을 발정과 연동시키도록 하고 있다.
또한 회전수를 올려 유량을 증가시키고, 릴리프 밸브(relief valve) 또는 유압 구동 장치로부터 오일을 탱크로 되돌려, 압력 손실에 의하여 오일 온도를 상승시키는 것도 생각할 수 있다.
전자의 구성을 채용한 경우에는, 전원이 ON이 되면, 무조건으로 라디에이터 팬이 기동하기 때문에, 오일 온도가 낮은 경우에 있어서, 오일 온도를 신속하게 상승시키고 싶은 경우에도, 소요 시간이 현저하게 길어지에 된다.
또한 후자의 구성을 채용하는 경우에 있어서, 유압 펌프가 가변 용량형의 경우에는, 부하 압력에 따라 유량이 자동적으로 변화하기 때문에, 별도 승온을 위한 유압 회로가 필요하게 되고, 또한 가변 용량 펌프의 특성상, 부하압이 오르면 유량이 감소하고, 승온 회로의 릴리프 밸브의 압력 설정값을 높일 수 없기 때문에, 여기에서의 압력 손실에 의한 오일 온도의 상승은 그다지 기대할 수 없으며, 그 결과, 라디에이터 팬과의 상승 효과로 오일 온도의 상승에 필요한 시간이 길어지게 된다. 또한 온도 센서 등의 구성 요소가 많아지게 되고, 비용의 상승을 초래하게 된다.
또한 후자의 구성을 채용하는 경우에 있어서, 유압 펌프가 고정 용량형의 경우에는, 회전자에 영구 자석을 장착하여 이루어지는 모터로 유압 펌프를 구동하려고 한다면, 속도 기전압이 전원 전압보다 커지면, 모터 전류를 흐르게 할 수 없게 되고, 고속으로 운전하는 것이 곤란해지기 때문에, 릴리프 밸브에서의 압력 손실에 의한 오일 온도의 상승은 그다지 기대할 수 없으며, 그 결과, 가변 용량 펌프와 마찬가지로, 라디에이터 팬과의 상승 효과로 오일 온도의 상승에 필요한 시간이 길어지게 된다.
도 1은 종래의 유압 유닛의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 승온 제어 방법의 일실시예가 적용되는 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 3은 승온 제어부의 구성을 상세하게 도시하는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 승온 제어 방법의 다른 실시예가 적용되는 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 구성을 도시하는 개략도이다.
본 발명은 상기의 문제점에 감안하여 행해진 것으로, 유압 펌프를 구동원으로 하는 유압 유닛이 최적의 상태로 동작할 수 있는 오일 온도에까지 신속하게 승온시킬 수 있는 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
청구항 1의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법은, 인버터에 의하여 제어되는 모터에 의하여 고정 용량 유압 펌프를 구동하고, 고정 용량 유압 펌프에 의하여 토출되는 오일의 순환 유로의 소정 위치에 방열 수단을 설치하여 이루어지는 자율형 인버터 구동 유압 유닛에 있어서,
순환 유로를 흐르는 오일의 온도를 검출하고,
검출된 오일 온도가 소정의 기준 온도 이하인지의 여부를 판정하며,
오일 온도가 소정의 기준 온도 이하라고 판정된 것에 응답하여, 방열 수단을 승온시키는 방법이다.
청구항 2의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법은, 상기 방열 수단으로서 라디에이터를 채용하고, 방열 수단의 승온을 라디에이터의 방열 효율을 저하시키기 위하여 라디에이터 팬을 제어하는 것에 의하여 행하는 방법이다.
청구항 3의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법은, 오일 온도의 검출을 압력 제어시의 모터의 회전수로부터 오일 온도를 추정하는 것에 의하여 행하는 방법이다.
청구항 4의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법은, 오일 온도의 검출을 유량 제어시의 압력으로부터 오일 온도를 추정하는 것에 의하여 행하는 방법이다. 여기서, 유량 제어는 회전수 제어에 의하여 달성하도록 하여도 무방하다.
청구항 5의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법은, 방열 효율을 저하시키기 위하여 행하여지는 라디에이터 팬의 제어로서, 라디에이터 팬의 회전수의 감소 또는 정지를 채용하는 방법이다.
청구항 6의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법은, 인버터에 의하여 제어되는 일체형의 모터에 의하여 고정 용량 유압 펌프를 구동하도록 구성한 자율형 인버터 구동 유압 유닛에 있어서,
순환 유로를 흐르는 오일의 온도를 검출하고,
검출된 오일 온도가 소정의 기준 온도 이하인지의 여부를 판정하며,
오일 온도가 소정의 기준 온도 이하라고 판정된 것에 응답하여, 모터의 발열을 증가시키기 위하여 전류 위상을 최적 전류 위상으로부터 어긋나게 하는 방법이다.
청구항 7의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법은, 모터로서 브러시레스 DC 모터를 채용하고, 전류 위상을 최적 전류 위상으로부터 어긋나게 하는 처리를 최고 회전수를 증가시키기 위하여 전류 위상을 속도 기전압보다 진행 위상측으로 어긋나게 하는 것에 의하여 행하는 방법이다.
청구항 8의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 장치는, 인버터에 의하여 제어되는 모터에 의하여 고정 용량 유압 펌프를 구동하고, 고정 용량 유압 펌프에 의하여 토출되는 오일의 순환 유로의 소정 위치에 방열 수단을 설치하여 이루어지는 자율형 인버터 구동 유압 유닛에 있어서,
순환 유로를 흐르는 오일의 온도를 검출하는 오일 온도 검출 수단과,
검출된 오일 온도가 소정의 기준 온도 이하인지의 여부를 판정하는 판정 수단과,
당해 판정 수단에 의하여 오일 온도가 소정의 기준 온도 이하라고 판정된 것에 응답하여, 방열 수단을 승온시키는 승온 수단을 포함하는 것이다.
청구항 9의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 장치는, 상기 방열 수단으로서 라디에이터를 채용하고, 상기 승온 수단으로서 라디에이터 팬을 제어하는 라디에이터 팬 제어 수단을 채용하며, 상기 판정 수단에 의하여 오일 온도가 소정의 기준 온도 이하라고 판정된 것에 응답하여, 라디에이터의 방열 효율을 저하시키기 위하여 라디에이터 팬을 제어하는 것이다.
청구항 10의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 장치는, 오일 온도 검출 수단으로서, 오일 온도의 검출을 압력 제어시의 모터의 회전수로부터 오일 온도를 추정하는 것에 의하여 행하는 것을 채용하는 것이다.
청구항 11의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 장치는, 오일 온도 검출 수단으로서, 오일 온도의 검출을 유량 제어시의 압력으로부터 오일 온도를 추정하는 것에 의하여 행하는 것을 채용하는 것이다. 여기서 유량 제어는 회전수 제어에 의하여 달성하도록 하여도 무방하다.
청구항 12의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 장치는, 라디에이터 팬 제어 수단으로서, 라디에이터 팬의 회전수의 감소 또는 정지에 의하여 방열 효율을 저하시키는 것을 채용하는 것이다.
청구항 13의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 장치는, 인버터에 의하여 제어되는 일체형의 모터에 의하여 고정 요량 유압 펌프를 구동하도록 구성한 자율형 인버터 구동유압 유닛에 있어서,
순환 유로를 흐르는 오일의 온도를 검출하는 오일 온도 검출 수단과,
검출된 오일 온도가 소정의 기준 온도 이하인지의 여부를 판정하는 판정 수단과,
당해 판정 수단에 의하여 오일 온도가 소정의 기준 온도 이하라고 판정된 것에 응답하여, 모터의 발열을 증가시기기 위하여, 전류 위상을 최적 전류 위상으로부터 어긋나게 하는 전류 위상 제어 수단을 포함하는 것이다.
청구항 14의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 장치는, 모터로서 브러시레스 DC 모터를 채용하고, 전류 위상 제어 수단으로서, 전류 위상을 최적 전류 위상으로부터 어긋나게 하는 처리를 최고 회전수를 증가시키기 위하여 전류 위상을 속도 기전압보다 진행 위상측으로 어긋나게 하는 것에 의하여 행하는 것을 채용하는 것이다.
청구항 1의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법이면, 인버터에 의하여 제어되는 모터에 의하여 고정 용량 유압 펌프를 구동하고, 고정 용량 유압 펌프에 의하여 토출되는 오일의 순환 유로의 소정 위치에 방열 수단을 설치하여 이루어지는 자율형 인버터 구동 유압 유닛에 있어서,
순환 유로를 흐르는 오일의 온도를 검출하고, 검출된 오일 온도가 소정의 기준 온도 이하인지의 여부를 판정하며, 오일 온도가 소정의 기준 온도 이하라고 판정된 것에 응답하여, 방열 수단을 승온시키는 것이기 때문에, 방열 수단을 승온시키는 것에 의하여, 오일 온도를 신속하게 승온시킬 수 있다.
청구항 2의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법이면, 상기 방열 수단으로서 라디에이터를 채용하고, 방열 수단의 승온을 라디에이터의 방열 효율을 저하시키기 위하여 라디에이터 팬을 제어하는 것에 의하여 행하는 것이기 때문에, 라디에이터 팬을 제어하는 간단한 제어를 행하는 것에 의하여, 청구항 1과 같은 작용을 달성할 수 있다.
청구항 3의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법이면, 오일 온도의 검출을 압력 제어시의 모터의 회전수로부터 오일 온도를 추정하는 것에 의하여 행하는 것이기 때문에, 오일 온도 센서를 설치하는 일 없이, 청구항 1 또는 청구항 2와 같은 작용을 달성할 수 있다.
청구항 4의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법이면, 오일 온도의 검출을 유량 제어시의 압력으로부터 오일 온도를 추정하는 것에 의하여 행하는 것이기 때문에, 오일 온도 센서를 설치하는 일 없이, 청구항 1 또는 청구항 2와 같은 작용을 달성할 수 있다.
청구항 5의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법이면, 방열 효율을 저하시키기 위하여 행하여지는 라디에이터 팬의 제어로서, 라디에이터 팬의 회전수의 감소 또는 정지를 채용하는 것이기 때문에, 청구항 2와 같은 작용을 달성할 수 있다.
청구항 6의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법이면, 인버터에 의하여 제어되는 일체형의 모터에 의하여 고정 용량 유압 펌프를 구동하도록 구성한 자율형 인버터 구동 유압 유닛에 있어서,
순환 유로를 흐르는 오일의 온도를 검출하고, 검출된 오일 온도가 소정의 기준 온도 이하인지의 여부를 판정하며, 오일 온도가 소정의 기준 온도 이하라고 판정된 것에 응답하여, 모터의 발열을 증가시키기 위하여 전류 위상을 최적 전류 위상으로부터 어긋나게 하는 것이기 때문에, 무효 전류를 증가시켜 모터 발열을 증가시키고, 나아가서는 오일 온도를 신속하게 승온시킬 수 있다.
청구항 7의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법이면, 모터로서 브러시레스 DC 모터를 채용하고, 전류 위상을 최적 전류 위상으로부터 어긋나게 하는 처리를 최고 회전수를 증가시키기 위하여 전류 위상을 속도 기전압보다 진행 위상측으로 어긋나게 하는 것에 의하여 행하는 것이기 때문에, 브러시레스 DC 모터를 고속 회전시켜 유속을 증가시키고, 오일 온도를 한층 신속하게 승온시킬 수 있다.
청구항 8의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 장치이면, 인버터에 의하여 제어되는 모터에 의하여 고정 용량 유압 펌프를 구동하고, 고정 용량 유압 펌프에 의하여 토출되는 오일의 순환 유로의 소정 위치에 방열 수단을 설치하여 이루어지는 자율형 인버터 구동 유압 유닛에 있어서, 오일 온도 검출 수단에 의하여 순환 유로를 흐르는 오일의 온도를 검출하고, 판정 수단에 의하여, 검출된 오일 온도가 소정의 기준 온도 이하인지의 여부를 판정하며, 판정 수단에 의하여 오일 온도가 소정의 기준 온도 이하라고 판정된 것에 응답하여, 승온 수단에 의하여, 방열 수단을 승온시킬 수 있다.
따라서, 방열 수단을 승온시키는 것에 의하여, 오일 온도를 신속하게 승온시킬 수 있다.
청구항 9의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 장치이면, 상기 방열 수단으로서 라디에이터를 채용하고, 상기 승온 수단으로서 라디에이터 팬을 제어하는 라디에이터 팬 제어 수단을 채용하며, 상기 판정 수단에 의하여 오일 온도가 소정의 기준 온도 이하라고 판정된 것에 응답하여, 라디에이터의 방열 효율을 저하시키기 위하여 라디에이터 팬을 제어하는 것이기 때문에, 라디에이터 팬을 제어하는 간단한 제어를 행하는 것에 의하여, 청구항 8과 같은 작용을 달성할 수 있다.
청구항 10의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 장치이면, 오일 온도 검출 수단으로서, 오일 온도의 검출을 압력 제어시의 모터의 회전수로부터 오일 온도를 추정하는 것에 의하여 행하는 것을 채용하는 것이기 때문에, 오일 온도 센서를 설치하는 일 없이, 청구항 8 또는 청구항 9와 같은 작용을 달성할 수 있다.
청구항 11의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 장치이면, 오일 온도 검출 수단으로서, 오일 온도의 검출을 유량 제어시의 압력으로부터 오일 온도를 추정하는 것에 의하여 행하는 것을 채용하는 것이기 때문에, 오일 온도 센서를 설치하는 일 없이, 청구항 8 또는 청구항 9와 같은 작용을 달성할 수 있다.
청구항 12의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 장치이면, 라디에이터 팬 제어 수단으로서, 라디에이터 팬의 회전수의 감소 또는 정지에 의하여 방열 효율을 저하시키는 것을 채용하는 것이기 때문에, 청구항 9와 같은 작용을 달성할 수 있다.
청구항 13의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 장치이면, 인버터에 의하여 제어되는 일체형의 모터에 의하여 고정 용량 유압 펌프를 구동하도록 구성한 자율형 인버터 구동 유압 유닛에 있어서,
오일 온도 검출 수단에 의하여, 순환 유로를 흐르는 오일의 온도를 검출하고, 판정 수단에 의하여, 검출된 오일 온도가 소정의 기준 온도 이하인지의 여부를 판정하며, 판정 수단에 의하여 오일 온도가 소정의 기준 온도 이하라고 판정된 것에 응답하여, 전류 위상 제어 수단에 의하여, 모터의 발열을 증가시키기 위하여, 전류 위상을 최적 전류 위상으로부터 어긋나게 할 수 있다.
따라서, 무효 전류를 증가시켜 모터 발열을 증가시키고, 나아가서는 오일 온도를 신속하게 승온시킬 수 있다.
청구항 14의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 장치이면, 모터로서 브러시레스 DC 모터를 채용하고, 전류 위상 제어 수단으로서, 전류 위상을 최적 전류 위상으로부터 어긋나게 하는 처리를 최고 회전수를 증가시키기 위하여 전류 위상을 속도 기전압보다 진행 위상측으로 어긋나게 하는 것에 의하여 행하는 것을 채용하는 것이기 때문에, 브러시레스 DC 모터를 고속 회전시켜 유속을 증가시키고, 오일 온도를 한층 신속하게 승온시킬 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법 및 그 장치의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 승온 제어 방법의 일실시예가 적용되는 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 구성을 도시하는 개략도이다.
이 자율형 인버터 구동 유압 유닛은 탱크(1)로부터 오일 필터(2)를 통하여 고정 용량 펌프(3)에 의하여 오일을 흡인하고, 토출구를 통하여 압력유를 토출하도록 하고 있다. 그리고 토출 압력이 소정 압력을 넘지 않도록 릴리프 밸브(4)를 설치하고 있는 것과 함께, 토출되는 압력유의 일부를 스로틀(5, throttle) 및 라디에이터(6)를 통하여 탱크(1)로 되돌리도록 하고 있다. 또한 라디에이터(6)에 있어서 오일의 냉각을 촉진하기 위한 라디에이터 팬(7)을 설치하고 있다. 덧붙여 7a는 라디에이터 팬(7)을 구동하는 팬 모터이다.
또한 토출 압력-토출 유량 특성 (P-Q 특성)에 기초하여 속도 지령을 출력하는 P-Q 제어부(8)와, 속도 지령 및 현재 속도를 입력으로 하여 속도 제어 연산을 행하여 전류 지령을 출력하는 속도 제어부(9)와, 공급 전원을 입력으로 하고, 또한 전류 지령에 기초하여 동작하는 인버터부(10)와, 인버터부(10)로부터의 교류 전압을 받아 동작하는 것과 함께, 고정 용량 펌프(3)를 구동하는 모터(11)와, 모터(11)와 접속되어 펄스 신호를 출력하는 펄스 제너레이터(12)와, 펄스 제너레이터(12)로부터 출력되는 펄스 신호를 입력으로 하여, 펄스 신호끼리의 간격을 측정하는 것에 의하여 모터(11)의 속도를 검출하는 속도 검출부(13)와, 토출되는 압력유의 압력을 검출하는 압력 센서와, 현재 속도 및 현재 압력을 입력으로 하여 소정의 처리를 행하여 제1 스위치 지령을 출력하는 승온 제어부(15)와, 제1 스위치 지령에 의하여 제어되어 팬 모터(7a)로의 공급 전원의 ON/OFF를 제어하는 스위치부(16)를 가지고 있다.
도 3은 승온 제어부(15)의 구성을 상세하게 도시하는 블록도이다.
이 승온 제어부(15)는 현재 속도를 입력으로 하여, 압력 일정 제어하에서의 오일 온도를 추정하는 제1 오일 온도 추정부(21)와, 현재 압력을 입력으로 하여, 유량 일정 제어하에서의 오일 온도를 추정하는 제2 오일 온도 추정부(22)와, 현재 압력을 입력으로 하여, P-Q 특성에 기초하여 압력 일정 제어 상태인지 유량 일정 제어 상태인지를 판정하고, 판정 결과에 대응하는 제2 스위치 지령을 출력하는 압력 제어 모드 판정부(23)와, 제2 스위치 지령에 의하여 동작되어 제1 오일 온도 추정부(21)로부터의 추정 오일 온도, 또는 제2 오일 온도 추정부(22)로부터의 추정 오일 온도를 선택하는 스위치부(24)와, 선택된 오일 온도를 입력으로 하여, 기준 온도와의 대소를 판정하고, 판정 결과에 따라 제1 스위치 지령을 출력하는 승온 제어 판정부(25)를 가지고 있다.
제1 오일 온도 추정부(21)에서의 작용은 다음과 같다.
유압을 일정한 압력으로 제어하는 경우, 부하의 유압 회로의 상태가 변하지 않으면, 고정 용량 펌프(3)의 회전수는 압력이 설정 압력이 되도록 제어된다. 또한 오일 온도가 저하하면 오일의 점도도 저하하고, 펌프 효율이 상승하기 때문에, 회전수가 줄어들게 된다. 따라서 일정 압력으로 회전한 상태에서의 회전수로부터 오일 온도를 추정하는 것이 가능하게 된다.
제2 오일 온도 추정부(22)에서의 작용은 다음과 같다.
유압을 일정한 유량으로 제어하는 경우, 부하의 유압 회로의 상태가 변하지 않으면, 고정 용량 펌프(3)의 회전수는 유량이 설정 유량이 되도록 제어된다. 또한 오일 온도가 저하하면 오일의 점도도 저하하고, 펌프 효율이 상승하기 때문에, 압력이 오르게 된다. 따라서 일정 유량으로 운전한 상태에서의 압력으로부터 오일 온도를 추정하는 것이 가능하게 된다.
상기 구성의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 작용은 다음과 같다.
P-Q 특성을 유지하는 P-Q 제어부(8)로부터 출력되는 속도 지령과 현재 속도와의 차에 기초하여 속도 제어부(9)에서 속도 제어를 행하여 전류 지령을 출력하고, 인버터부(10)를 제어한다. 그리고 인버터부(10)로부터 출력되는 교류 전압을 모터(11)에 공급하고, 모터(11)에 의하여 고정 용량 펌프(3)를 구동한다.
고정 용량 펌프(3)는 오일 필터(2)를 통하여 탱크(1)로부터 오일을 흡인하여 토출한다. 그리고 오일의 일부는 스로틀(5)과 라디에이터(6)의 직렬 회로를 흐른다.
승온 제어부(15)에는 현재 속도 및 현재 압력이 공급되고 있고, 압력 제어 모드 판정부(23)에 의하여, 압력 일정 제어 상태인지 유량 일정 제어 상태인지를 판정하고, 판정 결과에 대응하는 제2 스위치 지령을 출력하기 때문에, 스위치부(24)에 의하여, 제1 오일 온도 추정부(21)로부터의 추정 오일 온도, 또는 제2 오일 온도 추정부(22)로부터의 추정 오일 온도를 선택한다.
그리고 선택된 추정 오일 온도가 기준 온도보다도 높으면, 스위치부(16)를 ON으로 하는 것을 지시하는 제1 스위치 지령을 승온 제어 판정부(25)로부터 출력한다. 따라서 이 경우에는 라디에이터 팬(7)이 동작하여 라디에이터(6)로부터의 방열을 촉진한다.
반대로, 선택된 추정 오일 온도가 기준 온도보다도 낮으면, 스위치부(16)를 OFF로 하는 것을 지시하는 제1 스위치 지령을 승온 제어 판정부(25)로부터 출력한다. 따라서 이 경우에는 라디에이터 팬(7)이 정지하여 라디에이터(6)로부터의 방열을 억제한다. 그 결과, 오일의 승온을 신속하게 할 수 있다. 바꾸어 말하면, 소정 온도로의 승온 소요 시간을 단축할 수 있다.
다만 승온 소요 시간이 다소 길어져도 무방한 경우에는, 라디에이터 팬(7)을 정지시키는 대신에, 회전수를 낮게 하도록 하여도 무방하다.
도 4는 본 발명의 승온 제어 방법의 다른 실시예가 적용되는 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 구성을 도시하는 개략도이다.
이 자율형 인버터 구동 유압 유닛은 AC 전원을 입력으로 하여 직류 전압을 출력하는 컨버터(31)와, 직류 전압을 입력으로 하여 교류 전압을 출력하고, 브러시레스 DC 모터(33)에 공급하는 인버터부(32)와, 브러시레스 DC 모터(33)와 연결되고, 브러시레스 DC 모터(33)에 의하여 구동되는 고정 용량 펌프(34)를 가지고 있다. 덧붙여 브러시레스 DC 모터(33)는 고정 용량 펌프(34)와 일체화되어 있다.
그리고 설정 압력, 설정 유량, 및 설정 마력을 입력으로 하여 토출 압력 - 토출 유량 특성 (P-Q 특성)을 생성하고, 현재의 토출 압력 및 현재 속도를 입력으로 하여 회전수 지령을 출력하는 P-Q 제어부(35)와, 회전수 지령 및 현재 속도를 입력으로 하여 회전수 제어 연산을 행하여 전류 지령을 출력하는 회전수 제어부(36)와, 전류 지령 및 전류 위상 지령을 입력으로 하여 전류 제어 연산을 행하여 듀티 지령을 출력하는 전류 제어부(37)와, 전류 지령 마다의 회전수에 대한 전류 위상의 맵을 유지하고, 전류 지령 및 현재 속도를 입력으로 하여 해당하는 맵 전류 위상을 출력하는 위상 맵부(38)와, 전류 지령 및 현재 속도를 입력으로 하여 승온을 위하여 설정되어야 할 승온용 전류 위상 (맵 전류 위상으로부터 어느 정도 어긋난 전류 위상)을 출력하는 승온용 전류 위상 출력부(39)와, 맵 전류 위상 또는 승온용 전류 위상의 한 쪽을 선택하여 전류 위상 지령으로서 출력하는 제3 스위치부(40)와, 펌프(2)로부터의 토출 압력을 검출하는 압력 센서(41)와, 모터(33)와 연결된 펄스 제너레이터(42)와, 펄스 제너레이터(42)로부터의 펄스를 입력으로 하여, 펄스 간격에 기초하여 현재의 속도를 검출하는 속도 검출부(43)와, 현재 속도 및 현재 압력을 입력으로 하여 오일 온도을 추정하고, 추정 오일 온도와 소정의 기준 온도와의 대소를 판정하며, 판정 결과에 따라 스위치 지령을 생성하여 제3 스위치부(40)에 공급하는 승온 제어부(44)를 가지고 있다.
덧붙여, 승온 제어부(44)의 구성은 상기의 승온 제어부(15)와 마찬가지이다. 또한 승온용 전류 위상 출력부(39)는 전류 지령 및 현재 속도에 따라 미리 설정되어 있는 전류 위상을 출력하는 것이어도 무방하지만, 전류 지령 및 현재 속도에 기초하여 소정의 연산을 행하여 전류 위상을 산출하고, 출력하는 것이어도 무방하다.
상기 구성의 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 작용은 다음과 같다.
현재 압력 및 현재 속도에 따라 P-Q 제어부(35)로부터 회전수 지령을 출력하고, 회전수 지령 및 현재 속도에 기초하여 회전수 제어부(36)에 의하여 회전수 제어 연산을 행하여 전류 지령을 출력하고, 전류 지령 및 전류 위상 지령에 기초하여 전류 제어부(37)에 의하여 전류 제어 연산을 행하여 듀티 지령을 인버터부(32)에 공급하며, 인버터부(32)로부터의 출력에 의하여 브러시레스 DC 모터(33)를 구동하고, 고정 용량 펌프(34)를 구동하여 압력유를 토출할 수 있다.
이 경우에 있어서, 오일 온도가 기준 온도보다도 높으면, 맵 전류 위상을 전류 위상 지령으로 하기 위하여 제3 스위치부(40)를 동작시키기 때문에, 효율이 최적이 되도록 브러시레스 DC 모터(33)를 구동할 수 있고, 모터 발열을 대폭으로 억제할 수 있다.
반대로, 오일 온도가 기준 온도보다도 낮으면, 승온용 전류 위상을 전류 위상 지령으로 하기 위하여 제3 스위치부(40)를 동작시키기 때문에, 무효 전류가 증가하고, 이것에 의하여 모터 발열이 증가하기 때문에, 고정 용량 펌프(34)에 전달되어, 오일 온도를 신속하게 상승시킬 수 있다.
또한 모터 전류 위상을 속도 기전압에 대하여 진행 위상측으로 어긋나게 하는 것이 가능하고, 이 경우에는, 브러시레스 DC 모터의 회전자 자속을 모터 코일에서 발생하는 자속으로 약해지도록 제어하고 속도 기전압의 상승을 억제하여, 고속 회전을 달성할 수 있다. 그 결과, 유량이 증가하고, 일부의 오일을 릴리프 밸브 등을 통하여 탱크로 되돌려, 압력 손실에 의하여 오일 온도를 신속하게 상승시킬 수 있다.
물론, 이 실시예에 대하여, 라디에이터 팬의 제어를 부가하는 것이 가능하며, 이 경우에는, 오일 온도를 한층 신속하게 상승시킬 수 있다.
또한 상기의 실시예와 마찬가지의 처리를 컴퓨터 프로그램 등에 의하여 달성할 수 있다.

Claims (14)

  1. 인버터(10)에 의하여 제어되는 모터(11)에 의하여 고정 용량 유압 펌프(3)를 구동하고, 고정 용량 유압 펌프(3)에 의하여 토출되는 오일의 순환 유로의 소정 위치에 방열 수단(6)을 설치하여 이루어지는 자율형 인버터 구동 유압 유닛에 있어서,
    순환 유로를 흐르는 오일의 온도를 검출하고,
    검출된 오일 온도가 소정의 기준 온도 이하인지의 여부를 판정하며,
    오일 온도가 소정의 기준 온도 이하라고 판정한 것에 응답하여, 방열 수단을 승온시키는 것을 특징으로 하는 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방열 수단(6)은 라디에이터(6, radiator)이고, 상기 방열 수단의 승온은 라디에이터 팬(7)을 제어하여 라디에이터(6)의 방열 효율을 저하시키는 것에 의하여 행하는 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    오일 온도의 검출을 압력 제어시의 모터(11)의 회전수로부터 오일 온도를 추정하는 것에 의하여 행하는 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    오일 온도의 검출을 유량 제어시의 압력으로부터 오일 온도를 추정하는 것에 의하여 행하는 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    방열 효율을 저하시키기 위하여 행하여지는 라디에이터 팬(7)의 제어는, 라디에이터 팬(7)의 회전수의 감소 또는 정지인 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법.
  6. 인버터(32)에 의하여 제어되는 일체형의 모터(33)에 의하여 고정 용량 유압 펌프(34)를 구동하도록 구성한 자율형 인버터 구동 유압 유닛에 있어서,
    순환 유로를 흐르는 오일의 온도를 검출하고,
    검출된 오일 온도가 소정의 기준 온도 이하인지의 여부를 판정하며,
    오일 온도가 소정의 기준 온도 이하라고 판정한 것에 응답하여, 모터(33)의 발열을 증가시키기 위하여 전류 위상을 최적 전류 위상으로부터 어긋나게 하는 것을 특징으로 하는 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 모터가 브러시레스 DC 모터(33)이고, 전류 위상을 최적 전류 위상으로부터 어긋나게 하는 처리를 최고 회전수를 증가시키기 위하여 전류 위상을 속도 기전압보다 진행 위상측으로 어긋나게 하는 것에 의하여 행하는 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 방법.
  8. 인버터(10)에 의하여 제어되는 모터(11)에 의하여 고정 용량 유압 펌프(3)를 구동하고, 고정 용량 유압 펌프(3)에 의하여 토출되는 오일의 순환 유로의 소정 위치에 방열 수단(6)을 설치하여 이루어지는 자율형 인버터 구동 유압 유닛에 있어서,
    순환 유로를 흐르는 오일의 온도를 검출하는 오일 온도 검출 수단(15)과,
    검출된 오일 온도가 소정의 기준 온도 이하인지의 여부를 판정하는 판정 수단(15)과,
    당해 판정 수단(15)에 의하여 오일 온도가 소정의 기준 온도 이하라고 판정된 것에 응답하여, 방열 수단(6)을 승온시키는 승온 수단(16)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 방열 수단(6)은 라디에이터(6)이고,
    상기 승온 수단(16)은 라디에이터 팬(7)을 제어하는 라디에이터 팬 제어 수단(16)이며,
    상기 판정 수단(15)에 의하여 오일 온도가 소정의 기준 온도 이하라고 판정된 것에 응답하여, 라디에이터(6)의 방열 효율을 저하시키기 위하여 라디에이터 팬(7)을 제어하는 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 오일 온도 검출 수단(15)은 오일 온도의 검출을 압력 제어시의 모터(11)의 회전수로부터 오일 온도를 추정하는 것에 의하여 행하는 것인 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 장치.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    오일 온도 검출 수단(15)은 오일 온도의 검출을 유량 제어시의 압력으로부터 오일 온도를 추정하는 것에 의하여 행하는 것인 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    라디에이터 팬 제어 수단(16)은 방열 효율을 저하시키기 위하여 행하여지는 라디에이터 팬(7)의 제어로서, 라디에이터 팬(7)의 회전수의 감소 또는 정지를 채용하는 것인 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 장치.
  13. 인버터(32)에 의하여 제어되는 일체형의 모터(33)에 의하여 고정 용량 유압 펌프를 구동하도록 구성한 자율형 인버터 구동 유압 유닛에 있어서,
    순환 유로를 흐르는 오일의 온도를 검출하는 오일 온도 검출 수단(44)과,
    검출된 오일 온도가 소정의 기준 온도 이하인지의 여부를 판정하는 판정 수단(44)과,
    당해 판정 수단(44)에 의하여 오일 온도가 소정의 기준 온도 이하라고 판정된 것에 응답하여, 모터의 발열을 증가시키기 위하여 전류 위상을 최적 전류 위상으로부터 어긋나게 하는 전류 위상 제어 수단(39)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 모터가 브러시레스 DC 모터(33)이고, 상기 전류 위상 제어 수단(39)은 전류 위상을 최적 전류 위상으로부터 어긋나게 하는 처리를 최고 회전수를 증가시키기 위하여 전류 위상을 속도 기전압보다 진행 위상측으로 어긋나게 하는 것에 의하여 행하는 것인 자율형 인버터 구동 유압 유닛의 승온 제어 장치.
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