KR20110071907A - 가변적 거동 특성을 이용한 전자식 유압 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

가변적 거동 특성을 이용한 전자식 유압 제어 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20110071907A
KR20110071907A KR1020090128615A KR20090128615A KR20110071907A KR 20110071907 A KR20110071907 A KR 20110071907A KR 1020090128615 A KR1020090128615 A KR 1020090128615A KR 20090128615 A KR20090128615 A KR 20090128615A KR 20110071907 A KR20110071907 A KR 20110071907A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
mode
behavior
behavior characteristic
input
Prior art date
Application number
KR1020090128615A
Other languages
English (en)
Inventor
최기홍
Original Assignee
두산인프라코어 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 두산인프라코어 주식회사 filed Critical 두산인프라코어 주식회사
Priority to KR1020090128615A priority Critical patent/KR20110071907A/ko
Priority to PCT/KR2010/009160 priority patent/WO2011078557A2/ko
Priority to US13/517,500 priority patent/US9085440B2/en
Priority to CN201080058030.8A priority patent/CN102667014B/zh
Priority to EP10839754.8A priority patent/EP2518221B1/en
Priority to BR112012015326-9A priority patent/BR112012015326B1/pt
Publication of KR20110071907A publication Critical patent/KR20110071907A/ko

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/52—Details of compartments for driving engines or motors or of operator's stands or cabins
    • B66C13/54—Operator's stands or cabins
    • B66C13/56—Arrangements of handles or pedals
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2203—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6346—Electronic controllers using input signals representing a state of input means, e.g. joystick position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/77—Control of direction of movement of the output member
    • F15B2211/7733—Control of direction of movement of the output member providing vibrating movement, e.g. dither control for emptying a bucket

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Control Devices (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

본 발명은 가변적 거동 특성을 이용한 전자식 유압 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 사용자가 미리 설정된 시간 안에 중립을 기준으로 양측(+) 방향 및 음측(-) 방향으로 전자식 유압 시스템의 전자식 조이스틱을 조작하는 것을 감지하고 그 감지 결과에 따라 거동 특성(예컨대, 일반 거동 특성 또는 급동작 거동 특성)을 가변시킴으로써, 건설기계를 조작함에 있어 운전자의 안락성 및 급동작 작업성을 모두 향상시켜 결과적으로 운전자에게 편의성을 제공할 수 있다.
전자식 유압 제어, 가변적 거동 특성, 급동작, 전자식 조이스틱

Description

가변적 거동 특성을 이용한 전자식 유압 제어 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLING ELETRONIC OIL PRESSURE USING VARIABLE BEHAVIOR CHARACTERISTIC}
본 발명은 가변적 거동 특성을 이용한 전자식 유압 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 사용자가 미리 설정된 시간 안에 중립을 기준으로 양측(+) 방향 및 음측(-) 방향으로 전자식 유압 시스템의 전자식 조이스틱을 조작하는 것을 감지하고 그 감지 결과에 따라 거동 특성(예컨대, 일반 거동 특성 또는 급동작 거동 특성)을 가변시킴으로써, 건설기계를 조작함에 있어 운전자의 안락성 및 급동작 작업성을 모두 향상시켜 결과적으로 운전자에게 편의성을 제공할 수 있는, 가변적 거동 특성을 이용한 전자식 유압 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
종래에는 기계식 유압시스템으로 건설기계의 작업기가 구동되도록 설계되어 있다. 기계식 유압시스템은 파일럿 유압을 제어하는 조이스틱 레버에 위치한 밸브로부터의 파일럿 유압으로 기계식 메인 컨트롤 밸브(MCV: Main Control Valve)의 스풀을 열거나 닫음으로써, 건설기계의 작업기에 연결된 유압실린더에 공급되는 메인 유압을 제어하는 구조를 가진다.
도 1 은 종래의 기계식 유압 시스템의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 기계식 유압 시스템은 엔진(110), 펌프(120), 유압식 조이스틱 레버(131)와 연결된 유압밸브(130), 유압식 메인 컨트롤 밸브(140) 및 유압 실린더(150)를 포함한다. 여기서, 유압식 메인 컨트롤 밸브(140)는 스풀(141)을 구비하고 있으며, 오리피스(142)를 통해 유압 실린더(150)와 연결되어 있다.
엔진(110)에 의해 작동하는 펌프(120)는 작동유(121) 즉, 유압을 유압밸브(130) 및 유압식 메인 컨트롤 밸브(MCV)(140)로 공급한다. 종래의 기계식 유압 시스템은 기계식으로 유압을 조정하여 건설기계의 작업기가 구동되도록 설계되어 있다.
사용자는 유압식 조이스틱 레버(131)를 조작하여 유압 실린더(150)를 제어하고자 한다. 이를 위해, 유압식 조이스틱 레버(131)의 사용자 조작에 따라 유압 밸브(130)는 펌프(120)로부터 공급되는 파일럿 유압을 유압식 MCV(140)로 공급한다. 그러면, 유압 밸브(130)로부터의 파일럿 유압은 기계식 메인 컨트롤 밸브(MCV)(140)의 스풀(Spool)(141)을 열거나 닫음으로써, 작업기에 연결된 유압 실린더(150)에 공급되는 메인 유압을 변경시키는데 이용된다.
한편, 유압식 조이스틱 레버(131)와 실제 작업기의 동작에 대한 거동성은 기계식 유압 시스템에 연결된 각 기계 요소의 특성에 따라 결정된다. 예를 들면, 거 동성은 유압식 MCV(140) 내에서의 스풀(141)의 노치(Notch) 형상 또는 유압로에 설치된 오리피스(142) 등으로 이루어진 부품들의 특성으로 결정된다. 그러므로 이러한 부품은 기계요소로써 고정적 특성을 가지므로, 작동 중에 다양한 거동성을 갖도록 가변 구조로 이루어지기는 불가능하다는 단점이 있다.
따라서 이러한 기계식 유압 시스템으로 이루어진 종래의 건설기계에서, 유압식 조이스틱 레버(131)와 이에 대한 작업기의 거동성은 양립할 수 없는 작업자의 안락성과 급동작(예컨대, 버캣의 털기 동작) 작업성이 적정선에서 타협하여 결정될 수밖에 없었다. 작업자의 안락성을 고려하여 너무 부드럽게 설정할 시에는 털기 작업성에 문제가 될 수 있다. 종래의 건설기계는 작업자의 안락성을 약간 떨어뜨리고 작업에 문제가 없을 정도의 적정선에서 유압식 조이스틱 레버(131)의 응답성을 높이는 구조를 택하고 있다.
특히, 털기 작업에 있어, 건설기계(예컨대, 휠로더 및 굴삭기 등)는 어느 정도의 점성이 있을 수 있는 굴삭 대상물을 굴삭한다. 예를 들면, 점성이 있는 굴삭 대상물은 진흙, 가축분뇨 및 콘크리트 등이 될 수 있다. 이러한 경우에, 운전자가 버캣에 굴삭 대상물을 적재한 후 버리는 위치에서 버캣을 위아래로 흔들어 점성으로 인해 버캣에 붙어있는 잔여물을 낙하시키는 건설기계의 운전방법이 필요하다.
여기서, 털기 동작에서 버캣을 흔드는 부분은 유압변동이 가능한 최대량으로 설정되어야 최대의 효과를 낼 수 있다. 즉, 유압식 조이스틱 레버(131)의 응답성을 최대로 높이는 구조는 털기 작업에서 최적의 작업성을 가질 수 있다. 반면, 털기 작업에만 맞추어 작업기의 반응성을 설정하면, 털기 작업 이외의 작업에서도 차량 에 진동을 초래하여 작업자의 안락성이 저해된다는 문제점이 있다.
전술된 바와 같이, 종래의 기계식 유압 시스템에서 건설기계의 거동특성을 부드럽게 하여 운전자의 안락성을 향상시키게 되면, 이에 대한 반대급부로 적재물 털기와 같은 급격한 반응성을 보여야 하는 특정 작업의 효율이 떨어지게 된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 건설기계를 조작함에 있어 운전자의 안락성 및 급동작 작업성을 모두 향상시켜 결과적으로 운전자에게 편의성을 제공할 수 있는, 가변적 거동 특성을 이용한 전자식 유압 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 전자식 유압 제어 장치는, 가변적 거동 특성을 이용한 전자식 유압 제어 장치에 있어서, 사용자 조작에 따른 조작 신호 및 모드 선택 신호를 입력받기 위한 신호 입력부; 상기 입력된 모드 선택 신호에 따라 일반 거동 특성 모드 또는 급동작 거동 특성 모드로 변경하기 위한 거동 모드 변경부; 상기 변경된 거동 특성 모드에 따라 상기 일반 거동 특성 모드이면 상기 입력된 조작 신호를 일대일 비율로 대응시켜 출력하고, 상기 급동작 거동 특성 모드이면 상 기 입력된 조작 신호를 소정의 이득만큼 증감시켜 출력하는 신호 처리부; 및 상기 신호 처리부에서 출력된 신호에 따라 비례 밸브를 구동시키기 위한 비례 밸브 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 전자식 유압 제어 방법은, 가변적 거동 특성을 이용한 전자식 유압 제어 방법에 있어서, 사용자 조작에 따른 조작 신호 및 모드 선택 신호를 입력받는 신호 입력 단계; 상기 입력된 모드 선택 신호에 따라 일반 거동 특성 모드 또는 급동작 거동 특성 모드로 변경하는 거동 모드 변경 단계; 상기 변경된 거동 특성 모드에 따라 상기 일반 거동 특성 모드이면 상기 입력된 조작 신호를 일대일 비율로 대응시켜 출력하고, 상기 급동작 거동 특성 모드이면 상기 입력된 조작 신호를 소정의 이득만큼 증감시켜 출력하는 신호 처리 단계; 및 상기 출력된 신호에 따라 비례 밸브를 구동시키는 비례 밸브 구동 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 사용자가 미리 설정된 시간 안에 중립을 기준으로 양측(+) 방향 및 음측(-) 방향으로 전자식 유압 시스템의 전자식 조이스틱을 조작하는 것을 감지하고 그 감지 결과에 따라 거동 특성(예컨대, 일반 거동 특성 또는 급동작 거동 특성)을 가변시킴으로써, 건설기계를 조작함에 있어 운전자의 안락성 및 급동작 작업성을 모두 향상시켜 결과적으로 운전자에게 편의성을 제공할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 동일한 구성요소에 대해서는 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호로 표시하며, 공지된 구성에 대해서는 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 구체적인 설명은 생략하기로 함에 유의한다.
도 2 는 본 발명에 따른 가변적 거동 특성을 이용한 전자식 유압 제어 장치의 일실시예 구성도이다.
본 발명에 따른 전자식 유압 제어 장치(220)는 신호 입력부(221), 조작상태 판단부(222), 거동 모드 변경부(223), 신호 입력부(224) 및 비례 밸브 구동부(225)를 포함한다. 여기서, 조작 전압 입력부(221)는 AD 컨버터(2211) 및 맵퍼(2212)를 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 전자식 유압 제어 장치(220)의 구성요소 각각에 대하여 살펴보기로 한다.
우선, 전자식 유압 제어 장치(220)는 전자식 조이스틱 레버(211)와 연결된 각도 센서(210)와 연결되어 있다. 여기서, 전자식 조이스틱 레버(211)는 사용자가 작업기를 조작할 수 있는 조작기에 대한 일례이며 조이스틱에 한정되지 않는다.
전자식 유압 제어 장치(220)는 다수의 전자식 비례 밸브(231)를 구비한 전자식 메인 컨트롤 밸브(230)와 연결되어 있다. 전자식 메인 컨트롤 밸브(230)는 엔 진(110)에 의해 동작하는 펌프(120)로부터 작동유(유압)를 공급받고, 전자식 유압 제어 장치(220)의 비례 밸브(231) 제어 전류에 따라 메인 유압을 유압 실린더(150)로 공급한다.
신호 입력부(221)는 각도 센서(210)로부터 전자식 조이스틱 레버(211)의 사용자 조작에 대응하는 비례 전압 신호를 입력받고, 그 입력된 비례 전압 신호에 아날로그-디지털(Analog-Digital) 변환 과정과 맵핑(Mapping) 과정을 수행하여 조이스틱 레버(211)의 디지털 조작 신호를 출력한다. 또한, 신호 입력부(221)는 사용자로부터 작업기의 거동 모드와 관련된 모드 선택 신호(예컨대, 음성인식 신호, 스위치 신호 등)를 입력받는다. 여기서, 전자식 유압 제어 장치(220)는 음성 인식기 및 스위치 등(도 2에 도시되지 않음)과 연결되어 사용자의 모드 선택 신호를 입력받을 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 신호 입력부(221)의 AD 컨버터(2211)는 전자식 조이스틱 레버(211)와 연결된 각도 센서(210)로부터 비례 전압 신호를 입력받는다. 또한, AD 컨버터(2211)는 음성 인식기 또는 스위치 등으로부터 모드 선택 신호를 입력받는다. 이어서, AD 컨버터(2211)는 입력된 신호를 아날로그-디지털 변환을 수행하여 디지털 신호를 출력한다. 그 출력된 디지털 신호는 조작 상태 판단부(222) 및 맵퍼(2212)로 전달된다.
맵퍼(2212)는 조이스틱 레버(211)가 중립위치인 경우와 중립위치에서 멀어지는 측면위치인 경우에 운전자의 운전 특성을 고려하여 디지털 조작 신호를 맵핑하여 맵팽된 디지털 조작 신호를 출력한다.
한편, 조작상태 판단부(222)는 신호 입력부(221)에서 출력된 조이스틱 레버(211)의 디지털 조작 신호를 분석하여 조이스틱 레버(211)의 사용자 조작상태를 판단한다. 그리고 조작상태 판단부(222)는 그 판단 결과에 따라 모드 선택 신호를 일반 거동 특성 모드 및 급동작 거동 특성 모드 중 어느 하나의 거동 모드로 판단할 수 있다. 조작상태 판단부(222)는 디지털 조작 신호가 일반 거동 모드에 해당하는지 아니면 급동작(즉, 털기 동작) 거동 모드에 해당하는지를 판단한다. 급동작 모드를 살펴보면, 운전자는 털기 작업을 위해 버캣을 제어하는 조이스틱 레버(211)를 중립위치를 중심으로 양/음 방향으로 반복하여 움직이는 조작을 한다. 이때, 조작상태 판단부(222)는 이러한 운전자의 조작 특성을 감지하여 운전자가 털기 동작을 하는 것으로 판단한다.
예를 들어, 1초 이내에 조이스틱 레버(211)의 방향이 중립을 기준으로 양->음->양->음 방향 또는, 음->양->음->양 방향으로의 변화하면, 조작상태 판단부(222)는 털기 동작으로 감지한다. 반면, 1초 이내에 조이스틱이 중립 또는 양방향, 음방향으로 연속적으로 머물러 있으면, 조작상태 판단부(222)는 일반 작업으로 감지한다. 여기서, 일반 거동 모드는 사용자가 조이스틱 레버(211)를 중립위치를 중심으로 어느 한쪽 방향으로 움직이거나, 급격하게 움직이지 않는 일반적인 조작 상태를 말한다. 반면, 급동작(털기 동작) 거동 모드는 사용자가 특정 시간 동안 조이스틱 레버(211)를 급격하게 중립위치를 중심으로 양/음 방향으로 반복하여 움직이는 조작 상태를 말한다.
거동 모드 변경부(223)는 신호 입력부(221)에서 입력된 모드 선택 신호에 따 라 일반 거동 특성 모드 또는 급동작 거동 특성 모드로 변경한다. 또한, 거동 모드 변경부(223)는 조작상태 판단부(222)에서 판단된 거동 모드에 따라 거동 특성을 변경할 수 있다. 거동 모드 변경부(223)는 거동 특성을 털기 거동 특성 또는 일반 거동 특성으로 변경한다.
신호 처리부(224)는 거동 모드 변경부(223)에서 변경된 거동 특성에 따라 신호 입력부(221)로부터 출력된 디지털 조작 신호를 신호처리한다. 신호 처리부(224)는 일반 거동 특성에서 디지털 조작 신호를 적분 형태로 신호처리한다. 예를 들면, 신호 처리부(224)는 디지털 조작 신호를 일반 거동 특성의 이득만큼 증가시키거나 감소시킨다. 여기서, 이득의 증감은 조이스틱 레버(211)의 조작에 반응하는 속도를 지연시키는 것을 의미한다.
비례 밸브 구동부(225)는 신호 처리부(224)에서 신호처리된 디지털 조작 신호에 따라 전자식 메인 컨트롤 밸브(MCV)(230)의 비례 밸브를 제어하는 비례 밸브(P/V: Proportional Valve) 제어 전류 신호를 출력한다. 그러면, 전자식 메인 컨트롤 밸브(MCV)(230)의 비례 밸브(231)는 비례 밸브 제어 전류 신호에 따라 메인 유압을 유압 실린더(150)로 공급한다.
도 3 은 본 발명에 따른 조이스틱 출력에 따른 거동 특성 모드 변환 과정에 대한 일실시예 설명도이다.
도 3의 과정은 일반 거동 모드에서 털기 거동 모드로 변경된 후, 다시 일반 거동 모드로 변경되는 과정이 도 3에 나타나 있다. 이러한 과정은 일반 거동 모드에서 털기 동작을 위한 반복 조작 과정(301)을 통해 털기 동작 모드(302)로 변경되 고, 털기 거동 모드(302)에서 일반 동작 모드(304)로 변경하기 위한 중립 조작 과정(303)을 통해 일반 동작 모드(304)로 전환된다.
반복 조작 과정(301)을 살펴보면, 사용자는 전자식 조이스틱 레버(211)를 중립위치를 기준으로 양/음 방향으로 반복 조작한다. 조이스틱 레버(211)의 반복 조작에 따라, 각도 센서(210)는 양/음 방향의 조이스틱 출력 전압을 출력한다. 그러면, 조작 상태 판단부(222)는 조작 상태를 털기 동작으로 판단한다. 이때, 일반 거동 모드 활성화 신호(310)는 온(ON) 신호를 나타내고, 털기 거동 모드 활성화 신호(320)는 오프(OFF) 신호를 나타낸다. 여기서, 털기 작업을 위해 1초 동안 최소 조이스틱 레버(211)를 중립위치를 기준으로 3번 양/음 방향으로 움직여야 한다고 가정하기로 한다.
"301" 과정 후에, 거동 모드 변경부(223)는 거동 특성을 일반 거동 모드에서 털기 거동 모드(302)로 변경한다. 여기서, 일반 거동 모드 활성화 신호(310)는 오프(OFF) 신호를 나타내고, 털기 거동 모드 활성화 신호(320)는 온(ON) 신호를 나타낸다. "302" 과정에서 털기 거동 특성으로 변경됨에 따라, 급 동작이 되어 털기 작업이 용이하게 수행할 수 있다.
그리고 조이스틱 출력 전압이 중립위치를 기준으로 양/음 반복적인 움직임 없이 1초 이상 유지되면, 조작 상태 판단부(222)는 조작 상태를 일반 거동 동작으로 판단한다. 여기서, 일반 거동 모드 활성화 신호(310)는 오프(OFF) 신호를 나타내고, 털기 거동 모드 활성화 신호(320)는 온(ON) 신호를 나타낸다.
"303" 과정 후에, 거동 모드 변경부(223)는 거동 특성을 털기 거동 모드에서 일반 거동 모드(304)로 변경한다. 여기서, 일반 거동 모드 활성화 신호(310)는 온(ON) 신호를 나타내고, 털기 거동 모드 활성화 신호(320)는 오프(OFF) 신호를 나타낸다. 일반 거동 모드(304)에서, 전자식 유압 제어 장치(220)는 일반 거동 특성으로 전환하여 신호처리한다.
도 4 는 본 발명에 적용되는 일반 거동 모드에서 신호처리 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
일반 거동 특성 모드에서, 신호 처리부(224)는 전자식 조이스틱 레버(211)의 조작에 대응하는 조이스틱 출력 신호(이하, '목표 전류'라 함)를 맵퍼(221)로부터 전달받고, 그 전달된 목표 전류를 일반 거동 특성에 따라 일정한 이득으로 증감시켜 비례 밸브 구동부(225)로 전달한다. 이하, 신호 처리부(224)가 비례 밸브 구동부(225)로 전달하는 전류 값을 '지령 전류'라 한다.
신호 처리부(224)는 목표 전류가 지령 전류와 동일한지 여부를 확인한다(402).
상기 확인 결과(402), 목표 전류가 지령 전류와 동일하지 않다면, 신호 처리부(224)는 목표 전류가 지령 전류를 초과하는지 여부를 확인한다(404). 반면, 목표 전류가 지령 전류와 동일하다면, 신호 처리부(224)는 목표 전류 그대로 비례 밸브 구동부(225)로 전달한다.
상기 확인 결과(404), 목표 전류가 지령 전류를 초과하면, 신호 처리부(224)는 지령 전류를 일반 거동 특성에 따른 일정한 이득만큼 증가시켜 비례 밸브 구동부(225)로 전달한다(406). 반면, 목표 전류가 지령 전류 이하이면, 신호 처리 부(224)는 지령 전류를 일반 거동 특성에 따른 일정한 이득만큼 감소시켜 비례 밸브 구동부(225)로 전달한다(408). 이는 사용자의 안락성을 고려하여 목표 전류에 일정한 기울기만큼의 적분 형태로 지령 전류를 설정하기 위함이다.
도 5 는 본 발명에 따른 조이스틱 출력에 따라 털기 작업 모드와 일반 작업 모드에 대한 일실시예 설명도이다.
거동 모드가 털기 거동 특성이면, 신호 처리부(224)는 아날로그-디지털 변환 과정과 맵핑 과정을 거친 조이스틱의 출력값 그대로 전자 비례 밸브(231)로 전달하여 제어한다. 이와 관련하여, 조이스틱 출력값(510)의 급동작 부분(511)에 대응하는 털기 작업 모드(520)에서의 급동작 부분(521)을 살펴보기로 한다. 조이스틱 출력값(510)이 급동작 부분(511)에서 특정값으로 변경되면, 신호 처리부(224)는 털기 작업 모드(520)에 도시된 바와 같이 조이스틱 출력값(510)을 그대로 출력한다.
반면, 거동 모드가 일반 거동 특성이면, 신호 처리부(224)는 아날로그-디지털 변환 과정과 맵핑 과정을 거친 조이스틱의 출력값을 일정 이득으로 증감시켜 전자 비례 밸브(231)로 전달하여 제어한다. 이와 관련하여, 조이스틱 출력값(510)의 급동작 부분(511)에 대응하는 일반 작업 모드(530)에서의 급동작 부분(531)을 살펴보기로 한다. 조이스틱 출력값(510)이 급동작 부분(511)에서 특정값이 조이스틱 출력값(510)을 급동작 부분(531)의 기울기만큼 증감시켜 출력한다.
하기의 [표 1]을 참조하여 거동 모드별 특징을 살펴보기로 한다.

거동 모드별 특징
거동 모드
동작 방법
거동 특성
털기
거동
모드		 AD변환 과정과 맵핑 과정을 거친 조이스틱의 출력값으로 전자비례밸브를 그대로 제어함. 조이스틱의 움직임에 따라 건설기계가 빠른 응답성을 보이기 때문에 털기 작업이 용이함. 그러나 차체에 진동이 발생함.
일반
거동
모드		 AD변환 과정과 맵핑 과정을 거친 조이스틱의 출력값을 시간 단위로 일정 이득으로 증감하여 제어함. 조이스틱의 움직임에 따라 건설기계가 부드러운 응답성(급동작 안함)을 갖게 되어 차체에 진동은 저감되지만, 버캣 털기 작업과 같은 특정작업이 용이하지 않음.
상기 [표 1]에 표시된 대로, 털기 거동 모드에서 전자식 유압 제어 장치(220)는 AD변환 과정과 맵핑 과정을 거친 조이스틱의 출력값으로 전자비례밸브를 그대로 제어함으로써, 조이스틱의 움직임에 따라 건설기계가 빠른 응답성을 보이기 때문에 털기 작업을 용이하게 수행할 수 있다. 그러나 차체에 진동이 발생할 가능성이 커진다.
반면, 일반 거동 모드에서 전자식 유압 제어 장치(220)는 AD변환 과정과 맵핑 과정을 거친 조이스틱의 출력값을 일정 시간 단위로 일정 이득을 증감하여 제어함으로써, 조이스틱의 움직임에 따라 건설기계가 부드러운 응답성(급동작 안함)을 갖게 되어 차체에 진동을 저감시킬 수 있지만, 버캣 털기 작업과 같은 특정작업을 용이하게 수행하지 못할 수 있다.
이에 따라, 전자식 유압 제어 장치(220)는 조이스틱 움직임의 조작 상태를 통해 사용자가 적재물 털기 작업을 하려는지 여부를 판단하고, 이를 통해 미리 설정된 건설기계의 거동 특성을 작업 상황에 따라 가변시켜 선택함으로써, 사용자의 편의성을 높일 수 있으며, 작업 효율을 최적으로 맞출 수 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
본 발명은, 건설기계를 조작함에 있어 운전자의 안락성 및 급동작 작업성을 모두 향상시켜 결과적으로 운전자에게 편의성을 제공할 수 있는데 이용될 수 있다.
도 1 은 종래의 기계식 유압 시스템의 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 가변적 거동 특성을 이용한 전자식 유압 제어 장치의 일실시예 구성도,
도 3 은 본 발명에 따른 조이스틱 출력에 따른 거동 특성 모드 변환 과정에 대한 일실시예 설명도,
도 4 는 본 발명에 적용되는 일반 거동 모드에서 신호처리 방법에 대한 일실시예 흐름도,
도 5 는 본 발명에 따른 조이스틱 출력에 따라 털기 작업 모드와 일반 작업 모드에 대한 일실시예 설명도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
211: 전자식 조이스틱 레버 210: 각도 센서
220: 전자식 유압 제어 장치 221: 신호 입력부
222: 조작상태 판단부 223: 거동 모드 변경부
224: 신호 처리부 225: 비례 밸브 구동부
230: 전자식 메인 컨트롤 밸브 231: 비례 밸브

Claims (8)

  1. 가변적 거동 특성을 이용한 전자식 유압 제어 장치에 있어서,
    사용자 조작에 따른 조작 신호 및 모드 선택 신호를 입력받기 위한 신호 입력부;
    상기 입력된 모드 선택 신호에 따라 일반 거동 특성 모드 또는 급동작 거동 특성 모드로 변경하기 위한 거동 모드 변경부;
    상기 변경된 거동 특성 모드에 따라 상기 일반 거동 특성 모드이면 상기 입력된 조작 신호를 일대일 비율로 대응시켜 출력하고, 상기 급동작 거동 특성 모드이면 상기 입력된 조작 신호를 소정의 이득만큼 증감시켜 출력하는 신호 처리부; 및
    상기 신호 처리부에서 출력된 신호에 따라 비례 밸브를 구동시키기 위한 비례 밸브 구동부
    를 포함하는 전자식 유압 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력된 조작 신호를 분석하여 상기 입력된 모드 선택 신호를 일반 거동 특성 모드 및 급동작 거동 특성 모드 중 어느 하나의 거동 모드로 판단하기 위한 조작상태 판단부
    를 더 포함하는 전자식 유압 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 조작상태 판단부는,
    상기 입력된 조작 신호가 소정의 시간 안에 중립위치를 기준으로 양측(+) 및 음측(-) 방향으로 소정의 개수만큼 교대로 반복되면 급동작 거동 모드로 판단하는 전자식 유압 제어 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 조작상태 판단부는,
    상기 입력된 조작 신호가 소정의 시간 동안에 중립위치, 양측 방향 및 음측 방향 중 어느 하나에 연속적으로 유지되면 일반 거동 모드로 판단하는 전자식 유압 제어 장치.
  5. 가변적 거동 특성을 이용한 전자식 유압 제어 방법에 있어서,
    사용자 조작에 따른 조작 신호 및 모드 선택 신호를 입력받는 신호 입력 단계;
    상기 입력된 모드 선택 신호에 따라 일반 거동 특성 모드 또는 급동작 거동 특성 모드로 변경하는 거동 모드 변경 단계;
    상기 변경된 거동 특성 모드에 따라 상기 일반 거동 특성 모드이면 상기 입력된 조작 신호를 일대일 비율로 대응시켜 출력하고, 상기 급동작 거동 특성 모드이면 상기 입력된 조작 신호를 소정의 이득만큼 증감시켜 출력하는 신호 처리 단계; 및
    상기 출력된 신호에 따라 비례 밸브를 구동시키는 비례 밸브 구동 단계
    를 포함하는 전자식 유압 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 입력된 조작 신호를 분석하여 상기 입력된 모드 선택 신호를 일반 거동 특성 모드 및 급동작 거동 특성 모드 중 어느 하나의 거동 모드로 판단하는 조작상태 판단 단계
    를 더 포함하는 전자식 유압 제어 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 조작상태 판단 단계는,
    상기 입력된 조작 신호가 소정의 시간 안에 중립위치를 기준으로 양측(+) 및 음측(-) 방향으로 소정의 개수만큼 교대로 반복되면 급동작 거동 모드로 판단하는 전자식 유압 제어 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 조작상태 판단 단계는,
    상기 입력된 조작 신호가 소정의 시간 동안에 중립위치, 양측 방향 및 음측 방향 중 어느 하나에 연속적으로 유지되면 일반 거동 모드로 판단하는 전자식 유압 제어 방법.
KR1020090128615A 2009-12-22 2009-12-22 가변적 거동 특성을 이용한 전자식 유압 제어 장치 및 그 방법 KR20110071907A (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090128615A KR20110071907A (ko) 2009-12-22 2009-12-22 가변적 거동 특성을 이용한 전자식 유압 제어 장치 및 그 방법
PCT/KR2010/009160 WO2011078557A2 (ko) 2009-12-22 2010-12-21 가변적 거동 특성을 이용한 전자식 유압 제어 장치 및 그 방법
US13/517,500 US9085440B2 (en) 2009-12-22 2010-12-21 Electronic hydraulic pressure control apparatus and method using variable behavior
CN201080058030.8A CN102667014B (zh) 2009-12-22 2010-12-21 利用了可变举动特性的电子液压控制装置及其方法
EP10839754.8A EP2518221B1 (en) 2009-12-22 2010-12-21 Electronic hydraulic control apparatus using variable behavior characteristics, and method for same
BR112012015326-9A BR112012015326B1 (pt) 2009-12-22 2010-12-21 Aparelho e método de controle eletrônico de pressão hidráulica utilizando procedimento variavél

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090128615A KR20110071907A (ko) 2009-12-22 2009-12-22 가변적 거동 특성을 이용한 전자식 유압 제어 장치 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110071907A true KR20110071907A (ko) 2011-06-29

Family

ID=44196297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090128615A KR20110071907A (ko) 2009-12-22 2009-12-22 가변적 거동 특성을 이용한 전자식 유압 제어 장치 및 그 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9085440B2 (ko)
EP (1) EP2518221B1 (ko)
KR (1) KR20110071907A (ko)
CN (1) CN102667014B (ko)
BR (1) BR112012015326B1 (ko)
WO (1) WO2011078557A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170022627A (ko) * 2015-08-21 2017-03-02 두산인프라코어 주식회사 건설기계 및 건설기계의 제어 방법

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012022404A1 (de) * 2012-11-16 2014-05-22 Kramer-Werke Gmbh Maschine mit Ladeanlage
WO2014077849A1 (en) * 2012-11-19 2014-05-22 Flowserve Management Company Control systems for valve actuators, valve actuators and related methods
US9739036B2 (en) * 2012-12-13 2017-08-22 Hyundai Construction Equipment Co., Ltd. Automatic control system and method for joystick control-based construction equipment
CN103203751B (zh) * 2013-04-22 2016-03-30 青岛嘉龙自动化设备有限公司 机械手控制***及控制方法
GB2514346B (en) * 2013-05-20 2017-02-08 Jc Bamford Excavators Ltd Working machine and control system
JP6695620B2 (ja) * 2015-01-06 2020-05-20 住友重機械工業株式会社 建設機械
JP6830725B2 (ja) * 2015-10-22 2021-02-17 住友重機械工業株式会社 ショベル
JP6776590B2 (ja) * 2016-04-08 2020-10-28 株式会社タダノ クレーン
US10246855B2 (en) 2016-10-10 2019-04-02 Wacker Neuson Production Americas Llc Material handling machine with bucket shake control system and method
US10801182B2 (en) 2018-10-19 2020-10-13 Cnh Industrial America Llc System and method for controlling work vehicle operation based on multi-mode identification of operator inputs
KR102624993B1 (ko) * 2019-03-11 2024-01-12 에이치디현대인프라코어 주식회사 건설 기계
US11414835B2 (en) * 2019-10-28 2022-08-16 Kubota Corporation Working machine
JP7200082B2 (ja) * 2019-10-28 2023-01-06 株式会社クボタ 作業機
US11732442B2 (en) 2019-11-21 2023-08-22 Cnh Industrial America Llc System and method for controlling the operation of a work vehicle to provide improved responsiveness when commanding implement movement
US11761170B2 (en) 2021-11-17 2023-09-19 Robert Bosch Gmbh Apparatus for facilitating bucket movement

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5195418A (en) * 1991-04-10 1993-03-23 Wray-Tech Instruments, Inc. Hydraulic control system for weighting and two-way valve therefor
US5235809A (en) * 1991-09-09 1993-08-17 Vickers, Incorporated Hydraulic circuit for shaking a bucket on a vehicle
US6725105B2 (en) * 2000-11-30 2004-04-20 Caterpillar Inc Bucket shakeout mechanism for electro-hydraulic machines
JP2002286001A (ja) * 2001-03-23 2002-10-03 Tadano Ltd 旋回駆動装置
US6763661B2 (en) * 2002-05-07 2004-07-20 Husco International, Inc. Apparatus and method for providing vibration to an appendage of a work vehicle
US7210890B2 (en) * 2003-10-16 2007-05-01 John M. Curotto Front-loadable refuse container having side-loading robotic arm with motors and other mass mounted at rear of container and use of same with front-loading waste-hauling vehicle having hydraulic front forks or other retractably engageable lift means
KR100621978B1 (ko) * 2004-03-10 2006-09-14 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비 중장비용 자동 진동장치 및 그 방법
KR20050094129A (ko) * 2004-03-22 2005-09-27 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비 조작레버 응답모드의 설정방법
SE526989C2 (sv) * 2004-04-19 2005-11-29 Volvo Constr Equip Holding Se Metod för skakning av arbetsredskap
KR20060061997A (ko) * 2004-12-02 2006-06-09 두산인프라코어 주식회사 전자감압 비례밸브를 이용한 다단 슬로프 유압제어 전자조이스틱
US7269943B2 (en) * 2005-05-06 2007-09-18 Caterpillar Inc. Apparatus and method for controlling work tool vibration
JP4467464B2 (ja) * 2005-05-17 2010-05-26 日立建機株式会社 建設機械の制御装置及び建設機械の操作補正制御システム
US7467514B2 (en) * 2006-07-17 2008-12-23 Caterpillar Inc. System and method for controlling shakability of a work tool
JP4896774B2 (ja) * 2007-02-28 2012-03-14 日立建機株式会社 油圧作業機械の安全装置
US7726125B2 (en) * 2007-07-31 2010-06-01 Caterpillar Inc. Hydraulic circuit for rapid bucket shake out
US7866149B2 (en) * 2007-09-05 2011-01-11 Caterpillar Inc System and method for rapidly shaking an implement of a machine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170022627A (ko) * 2015-08-21 2017-03-02 두산인프라코어 주식회사 건설기계 및 건설기계의 제어 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US9085440B2 (en) 2015-07-21
US20130001449A1 (en) 2013-01-03
BR112012015326B1 (pt) 2019-08-06
EP2518221B1 (en) 2018-11-21
BR112012015326A2 (pt) 2017-11-07
CN102667014A (zh) 2012-09-12
WO2011078557A2 (ko) 2011-06-30
CN102667014B (zh) 2014-10-29
WO2011078557A3 (ko) 2011-11-24
EP2518221A2 (en) 2012-10-31
EP2518221A4 (en) 2014-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20110071907A (ko) 가변적 거동 특성을 이용한 전자식 유압 제어 장치 및 그 방법
JP4909268B2 (ja) 油圧システム及びそのようなシステムを備える作業機械
US10519628B2 (en) Control system for construction machinery and control method for construction machinery
CN107849835B (zh) 工程机械及工程机械的控制方法
EP2241529A1 (en) Braking control apparatus for slewing type working machine
CN108368689B (zh) 液压工程机械的控制装置
US11105348B2 (en) System for controlling construction machinery and method for controlling construction machinery
JP6695620B2 (ja) 建設機械
JP2004144254A (ja) 油圧駆動車両
JPS6261742B2 (ko)
CN106795706B (zh) 挖土机
KR20140050031A (ko) 건설기계의 압력 제어시스템
EP3647500A1 (en) Travel control system for construction machinery and travel control method for construction machinery
US20200157764A1 (en) Shovel
US20180030687A1 (en) Hydraulic speed modes for industrial machines
KR101744709B1 (ko) 작업 기계의 엔진 회전수 제어 장치
JP3586516B2 (ja) 操作制御装置及び操作制御方法
AU2017254937A1 (en) Systems and methods of preventing a run-away state in an industrial machine
US20220127823A1 (en) Work Machine
KR102088091B1 (ko) 건설기계의 유압회로 제어 장치
US11131077B2 (en) Hydraulic system
US10662618B2 (en) Construction machine
KR101501304B1 (ko) 휠로더 시스템 및 그의 로딩작업 자동화 방법
EP2821361A1 (en) Industrial vehicle
JP2007303128A (ja) 建設機械

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL NUMBER: 2016101005343; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20160912

Effective date: 20171026