KR20120085598A - Controlling Method of electro-hydraulic pump for swing operation of construction machinery - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for controlling an electronic hydraulic pump for turning operation of construction equipment is provided to prevent stalling of a turning device which occurs in the turning operation of construction equipment to greatly improve the initial start-up capability of the turning device. CONSTITUTION: A method for controlling an electronic hydraulic pump for turning operation of construction equipment is as follows: A user operates a turning joystick of construction equipment to implement the turning operation of an upper turning object(S110). The pressure of the turning joystick and the discharged flow rate of a turning pump are detected by using a pressure sensor and a flow sensor(S120). It is determined whether or not the pressure of the turning joystick is greater than a reference pressure and the discharged flow rate of the turning pump is less than a reference flow rate(S130). When the pressure of an initial start-up turning operation is greater than a predetermined pressure, the discharged flow rate of the turning pump is arbitrarily increased(S140). Then, it is determined whether or not the discharged flow rate of the turning pump is the maximum flow rate (S150). If the discharged flow rate is the maximum flow rate, it returns to normal turning operation(S160).

Description

건설기계의 선회 조작을 위한 전자유압펌프 제어 방법{Controlling Method of electro-hydraulic pump for swing operation of construction machinery}Controlling method of electro-hydraulic pump for swing operation of construction machinery

본 발명은 건설기계의 선회 조작을 위한 전자유압펌프 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 예컨대, 굴삭기와 같은 건설기계가 경사지에 위치한 상태에서 선회 조작을 하는 경우 전자유압펌프를 제어하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrohydraulic pump control method for swing operation of a construction machine, and more particularly, to a method for controlling the electro-hydraulic pump when the swing operation in a state in which the construction machine such as an excavator is located on the slope. will be.

굴삭기 등과 같은 건설기계는 통상적으로 엔진에 의해 구동되는 유압펌프와, 유압펌프로부터 토출되는 작동유의 압력을 통해 붐, 암, 버켓, 및 주행모터, 선회 모터 등과 같은 다수의 작업기를 구동하는 유압 시스템으로 구성된다.Construction equipment, such as excavators, is a hydraulic system that typically drives a boom, arm, bucket, and a plurality of work machines such as traveling motors and turning motors through the pressure of hydraulic pump driven by the engine and hydraulic oil discharged from the hydraulic pump. It is composed.

이러한 건설기계의 유압 시스템에서 사용되는 유압펌프는 펌프 내에 형성된 사판과 사판의 각도(사판각)를 조정하기 위한 조정기를 구비하는 가변 용량형 펌프이며, 특히 사판각을 조정하기 위해 조정기로 입력되는 지시의 유형에 따라 기계 제어 방식 또는 전자 제어 방식으로 구분될 수 있고, 이러한 전자 제어 방식의 유압펌프는 소위 압력 제어형 전자유압펌프를 포함한다.The hydraulic pump used in the hydraulic system of such construction machinery is a variable displacement pump having a regulator for adjusting the swash plate and the swash plate angle (swash plate angle) formed in the pump, in particular an instruction input to the regulator to adjust the swash plate angle. According to the type of mechanical control method or electronic control method can be divided, such an electronic control hydraulic pump includes a so-called pressure controlled electro-hydraulic pump.

압력 제어형 전자유압펌프는 사용자의 요구량, 예컨대 조이스틱의 압력(또는 압력에 대응하는 전류값)에 해당하는 유량의 작동유만을 토출함으로써 시스템 내 공급 유량을 최소화시켜 시스템의 효율성을 극대화함을 특징으로 한다.The pressure-controlled electro-hydraulic pump is characterized by maximizing the efficiency of the system by minimizing the supply flow rate in the system by discharging only the working oil of the flow rate corresponding to the user's demand, for example, the pressure of the joystick (or the current value corresponding to the pressure).

이러한 전자유압펌프를 사용하는 유압 시스템, 특히 선회 미캐니즘을 포함하는 건설기계의 시스템의 일 예가 도 1에 도시되어 있다. 참고로, 도 1은 선회모터(도시하지 않음)를 구동하기 위한 메인제어밸브(20e)에 관한 제어를 중심으로 도시한 것이며, 기타 작업기에 관한 파일럿 압력 라인 등은 생략되어 있음에 유의한다.An example of a hydraulic system using such an electrohydraulic pump, in particular a system of construction machinery that includes a pivoting mechanism, is shown in FIG. 1. For reference, FIG. 1 shows the control of the main control valve 20e for driving the swing motor (not shown), and the pilot pressure line for other work machines is omitted.

도 1에 따르면, 시스템(100)은 가변 용량 펌프인 압력 제어형 전자유압펌프(10a, 10b)와 이들로부터 토출되는 작동유 유량을 제어하기 위한 전자비례감압밸브(EPPR)와 같은 조정기(12a, 12b)를 포함하고, 토출된 작동유가 유압 라인을 통해 전달되는 다수의 메인제어밸브(MCV)(20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f)와, 사용자의 지령을 메인제어밸브로 전달하는 조이스틱(30)과, 그리고 시스템 내 압력 등에 기초하여 전자유압펌프(10a, 10b)의 작동유 토출 유량을 제어하는 제어부(40)를 포함한다. 또한, 시스템의 센터바이패스 라인에는 센터바이패스 컷오프 밸브(22a, 22b)가 형성되고, 이들 밸브가 차단됨으로써, 이 시스템은 밀폐형 시스템으로써 운용되어 시스템의 효율성을 극대화할 수 있다.According to FIG. 1, the system 100 includes regulators 12a and 12b, such as pressure controlled electrohydraulic pumps 10a and 10b, which are variable displacement pumps, and electromagnetic proportional pressure reducing valves (EPPRs) for controlling the flow rate of hydraulic oil discharged therefrom. It includes, a plurality of main control valve (MCV) (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f) that the discharged hydraulic fluid is transmitted through the hydraulic line and the joystick (30) for transmitting the user's command to the main control valve And a controller 40 for controlling the hydraulic oil discharge flow rates of the electrohydraulic pumps 10a and 10b based on the pressure in the system and the like. In addition, center bypass cutoff valves 22a and 22b are formed in the center bypass line of the system, and these valves are shut off, so that the system can be operated as a closed system to maximize the efficiency of the system.

통상, 제어부(40)는 유량 센서(14a, 14b)를 이용하여 검출된 전자유압펌프(10a, 10b)로부터 토출된 작동유의 유량과, 압력 센서(34)를 이용하여 검출된 조이스틱의 압력을 기초로, 요구되는 양만큼 토출 유량을 제어한다.In general, the control unit 40 is based on the flow rate of the hydraulic oil discharged from the electro-hydraulic pumps 10a and 10b detected using the flow rate sensors 14a and 14b and the pressure of the joystick detected using the pressure sensor 34. The discharge flow rate is controlled by the required amount.

또한, 이 명세서에서, 설명의 편의상 선회모터(도시되지 않음)로 작동유를 공급하는 측의 전자유압펌프(10b)를 선회 펌프라 칭한다.In addition, in this specification, the electrohydraulic pump 10b of the side which supplies hydraulic oil to a turning motor (not shown) for convenience of description is called a turning pump.

또한, 이 명세서에서, 선회 펌프로부터 토출되는 작동유를 이용하여 동작하는 선회 모터(도시되지 않음) 및 선회 모터의 설정 압력을 설정하는 릴리프 밸브(도시되지 않음)를 포함하여 선회 장치라 칭한다. 릴리프 밸브에 의해 정의된 설정 압력은 통상의 시스템 압력(예컨대, 주행 압력, 작업기 압력 등)보다 낮은 수준에서 설정된다.In addition, in this specification, it is called a turning device including the turning motor (not shown) which operates using the hydraulic fluid discharged from a turning pump, and the relief valve (not shown) which sets the set pressure of a turning motor. The set pressure defined by the relief valve is set at a level lower than the normal system pressure (eg, traveling pressure, work machine pressure, etc.).

이러한 시스템에서 선회 조작을 할 경우, 선회 펌프가 압력 제어형 전자유압펌프이기 때문에 다음과 같은 단점을 나타낸다. 예컨대, 도 2에 도시된 바를 참고하여 이를 설명하면 다음과 같다. 도 2는 특히 경사지에 위치한 건설기계에서 선회 조작을 하는 경우를 기준으로 펌프 및 선회 장치의 작동 압력을 시간에 대해 나타낸 예시적인 그래프이다.When the swing operation in such a system, the swing pump is a pressure-controlled electro-hydraulic pump has the following disadvantages. For example, this will be described with reference to FIG. 2 as follows. FIG. 2 is an exemplary graph showing the operating pressure of the pump and the turning device with respect to time, especially when the turning operation is performed in a construction machine located on a slope.

먼저, 사용자의 의도와는 다르게 설정된 압력 최대값에 도달하게 되면 압력 제어형 전자유압펌프는 그 토출 유량을 줄이므로, 경우에 따라서는 사용자의 요구에 부응하지 못하는 선회 성능(선회 토크, 선회 속도)이 제한될 수 있다.First, when the pressure maximum value set differently from the user's intention is reached, the pressure-controlled electrohydraulic pump reduces its discharge flow rate. Therefore, in some cases, the turning performance (swing torque, turning speed) that does not meet the user's demand is reduced. May be limited.

예컨대, 경사지에서 상부 방향으로 선회시에는 일반적으로 유압식 굴삭기의 경우 상부 선회체의 중량 및 각도에 의해 발생하는 반력이 작용하여 설정된 압력값에 쉽게 도달하며, 이 경우 선회 펌프(전자유압펌프)는 유량을 저감시켜 선회 속도의 파형이 지수함수 형태를 나타낸다.For example, when turning upward from a slope, in the case of a hydraulic excavator, a reaction force generated by the weight and angle of the upper swing body acts to easily reach the set pressure value. In this case, the swing pump (electro-hydraulic pump) flows in a flow rate. The waveform of the revolution speed shows the exponential form.

또한, 평지에서는 정지마찰력의 영향과 지면 등의 장애물로 인한 반력이 작용하게 되어 초기 선회 조작 시점에서 선회 성능(토크, 속도)이 역시 사용자의 의도에 부응하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.In addition, in the flat land and the reaction force due to the influence of the static friction and obstacles, such as the ground, the turning performance (torque, speed) at the time of the initial turning operation may also fail to meet the user's intention.

또한, 현재의 압력 제어형 전자유압펌프를 사용하는 경우 건설기계의 선회 조작과 관련하여 전자유압펌프(선회 펌프)의 제어결과는 도 3에 도시된 바와 같다.In addition, in the case of using the current pressure-controlled electrohydraulic pump, the control result of the electrohydraulic pump (orbital pump) in connection with the turning operation of the construction machine is shown in FIG. 3.

예컨대, 선회 조작시 압력 제어형 전자유압펌프(선회 펌프)는 "일정 마력"을 생성하며, 다음과 같은 상관관계를 갖는다. 또한, 일정 마력을 유지하기 위해 전자유압펌프는 압력과 유량의 반비례 관계를 나타내며, 이때 선회 장치의 경우 토크와 속도가 반비례 관계를 유지하게 된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, "일정 마력"을 유지하기 위해 특정 압력에 따라 토출 유량이 결정되며, 펌프의 압력이 높을수록 선회 속도가 감소함을 알 수 있다.For example, a pressure controlled electrohydraulic pump (swing pump) generates "constant horsepower" during swing operation and has the following correlation. In addition, in order to maintain a constant horsepower, the electro-hydraulic pump exhibits an inverse relationship between the pressure and the flow rate, and in the case of the turning device, the torque and the speed maintain the inverse relationship. That is, as shown in Figure 3, in order to maintain the "constant horsepower", the discharge flow rate is determined according to a specific pressure, it can be seen that the higher the pressure of the pump, the lower the turning speed.

이상에서 기술한 바와 같이, 압력 제어형 전자유압펌프(선회 펌프)를 포함하는 건설기계가 선회를 하는 경우, 특히 경사지에서 상부 선회체의 중량 및 경사지의 각도(즉, 건설기계가 기울어진 각도)에 의해 반력이 작용하여, 압력이 급작스럽게 상승하게 되고, 이에 선회 펌프의 토출 유량이 급격히 감소하게 되어 결국 선회 장치의 스톨(stall) 현상이 발생할 수 있다. 즉, 선회 펌프가 압력 제어형 전자유압펌프로 구성됨에 따라, 그 제어 인자 중 하나인 압력이 급상승함에 따라 사용자의 의도와는 다르게 선회 성능이 저하되거나, 심지어는 선회 자체가 불가능해지는 단점이 발생할 수 있다. 특히, 이러한 단점은 선회 조작의 초기에 발생한다.As described above, when a construction machine including a pressure controlled electrohydraulic pump (orbiting pump) makes a turn, in particular, the weight of the upper turning body on the slope and the angle of the slope (that is, the angle at which the construction machine is tilted). As a result, the reaction force acts, the pressure rises abruptly, and the discharge flow rate of the swing pump decreases drastically, which may result in a stall phenomenon of the swing device. That is, as the swing pump is configured as a pressure-controlled electrohydraulic pump, as the pressure, which is one of the control factors, rises sharply, the turning performance may be lowered or even the turning itself is impossible, unlike the user's intention. . In particular, this disadvantage occurs early in the swing operation.

본 발명의 목적은 전자유압펌프를 포함하는 건설기계의 선회 조작을 개선하기 위한 것이다.An object of the present invention is to improve the turning operation of a construction machine comprising an electro-hydraulic pump.

본 발명의 다른 목적은 전자유압펌프를 포함하는 건설기계의 선회 조작시 발생하는 선회 장치의 스톨 현상을 방지하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to prevent the stall phenomenon of the swinging device generated during the swinging operation of the construction machine including the electro-hydraulic pump.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 압력 제어형 가변 용량 펌프인 전자유압펌프로 구성되는 선회 펌프와; 선회 펌프로부터 토출되는 작동유를 이용하여 동작하는 선회 모터, 및 선회 모터의 설정 압력을 규정하는 릴리프 밸브를 포함하는 선회 장치와; 선회 장치의 구동에 관한 사용자의 지령을 전달하기 위한 선회 조이스틱; 및 선회 장치의 실시간 압력을 검출하고 검출된 압력에 기초하여 선회 펌프의 토출 유량을 제어하는 제어부;를 포함하는 선회 미캐니즘을 포함하는 건설기계의 선회 조작 방법으로서, 선회 장치의 압력이 일정 압력 이상의 고압이고, 선회 조이스틱의 조작 압력이 소정의 기준 압력 이상이며, 선회 펌프의 토출 유량이 소정의 기준 유량 이하일 때, 제어부가 상기 선회 펌프의 토출 유량을 강제로 증대시키는 것을 특징으로 하는, 건설기계의 선회 조작을 위한 전자유압펌프 제어 방법을 제공한다.In order to achieve this object, the present invention is a swing pump composed of an electro-hydraulic pump which is a pressure controlled variable displacement pump; A swinging device including a swinging motor operated by using hydraulic oil discharged from the swinging pump, and a relief valve defining a set pressure of the swinging motor; A swing joystick for transmitting a user's command regarding driving of the swing device; And a control unit for detecting a real-time pressure of the swinging device and controlling a discharge flow rate of the swinging pump based on the detected pressure, wherein the swinging mechanism of the construction machine includes a swinging mechanism. When the operating pressure of the swing joystick is equal to or higher than the predetermined reference pressure and the discharge flow rate of the swing pump is equal to or lower than the predetermined reference flow rate, the control unit forcibly increases the discharge flow rate of the swing pump. An electrohydraulic pump control method for swing operation is provided.

본 발명에 있어서, 선회 조이스틱은 유압식 조이스틱인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the swing joystick is a hydraulic joystick.

또한, 본 발명에 있어서, 선회 펌프의 토출 유량의 증대는 선회 펌프의 유량을 제어하는 전자비례제어밸브(EPPR)로 입력되는 제어 전류값의 증가를 통해 이루어지는 것을 특징으로 한다.Further, in the present invention, the discharge flow rate of the swing pump is increased by increasing the control current value input to the electromagnetic proportional control valve (EPPR) that controls the flow rate of the swing pump.

또한, 본 발명에 있어서, 선회 장치는 설정 압력보다 낮은 크기의 선회 시스템 압력으로 더 규정되고, 건설기계의 선회 조작시 선회 시스템 압력을 기준으로 선회 펌프의 토출 유량이 제어되는 것을 특징으로 한다.Further, in the present invention, the swing device is further defined as a swing system pressure having a magnitude lower than the set pressure, and the discharge flow rate of the swing pump is controlled based on the swing system pressure during the swing operation of the construction machine.

본 발명에 따르면, 전자유압펌프를 포함하는 건설기계의 선회 조작이 크게 개선될 수 있다.According to the present invention, the turning operation of the construction machine including the electro-hydraulic pump can be greatly improved.

또한, 본 발명에 따르면, 전자유압펌프를 포함하는 건설기계의 선회 조작시 발생하는 선회 장치의 스톨 현상이 방지되고, 선회 장치의 초기 기동 능력이 크게 향상될 수 있다.Further, according to the present invention, the stall phenomenon of the swinging device generated during the swinging operation of the construction machine including the electro-hydraulic pump can be prevented, and the initial starting capability of the swinging device can be greatly improved.

도 1은 통상의 선회 미캐니즘을 포함하는 건설기계를 간략히 도시한 유압 회로도;
도 2는 경사지에서 건설기계의 선회 조작시 나타나는 펌프 및 선회 장치의 작동 압력을 도시한 그래프;
도 3은 종래의 건설기계에서 선회 조작시 전자유압펌프의 제어 결과를 도시한 그래프;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 선회 조작시 전자유압펌프의 제어 방법을 개략적으로 도시한 순서도; 및
도 5는 도 4의 제어 방법에 따른, 선회 조작시 전자유압펌프의 제어 결과를 도시한 그래프이다.1 is a hydraulic circuit diagram schematically showing a construction machine including a conventional turning mechanism;
Figure 2 is a graph showing the operating pressure of the pump and the swinging device that appears during the swing operation of the construction machine on the slope;
3 is a graph showing the control result of the electro-hydraulic pump during the turning operation in the conventional construction machine;
Figure 4 is a flow chart schematically showing a control method of the electro-hydraulic pump during the swing operation in accordance with an embodiment of the present invention; And
5 is a graph illustrating a control result of the electrohydraulic pump during the turning operation according to the control method of FIG. 4.

본 발명은 압력 제어형 전자유압펌프를 포함하는 건설기계에서 선회 조작을 할 때, 특히 건설기계가 경사지에 위치하는 등으로 인해 반력이 발생하여 선회모터와 같은 선회 장치의 압력이 급상승하는 경우에도, 가변 용량형 전자유압펌프인 선회 펌프로부터 토출 유량이 감소하는 것을 방지함으로써 건설기계의 선회 조작이 용이하게 수행될 수 있도록 전자유압펌프를 제어하는 방법을 제공한다.According to the present invention, when a turning operation is performed in a construction machine including a pressure-controlled electro-hydraulic pump, in particular, even when a reaction force is generated due to the construction machine being positioned on an incline, the pressure of the turning device such as a turning motor rises rapidly. The present invention provides a method of controlling the electrohydraulic pump so that the swing operation of a construction machine can be easily performed by preventing the discharge flow rate from decreasing from the swing pump, which is a capacitive electrohydraulic pump.

본 발명의 건설기계에서 사용되는 유압 시스템은 도 1의 시스템과 실질적으로 동일하며, 이에 그 상세한 설명은 생략한다. 다만, 본 발명은 이 시스템의 전자유압펌프(즉, 선회 펌프)를 제어하는 방법에서 특징을 갖는다.The hydraulic system used in the construction machine of the present invention is substantially the same as the system of FIG. 1, and a detailed description thereof will be omitted. However, the present invention is characterized in the method of controlling the electrohydraulic pump (ie the swing pump) of this system.

즉, 통상의 전자유압펌프가 일정 마력을 기준으로 제어되는 것과 달리, 본 발명에 따른 전자유압펌프의 제어는 선회 조작시 초기에(예컨대, 선회 속도가 낮은 저속 구간에서) 마력을 임의로 강제 증대시킴으로써, 선회 조작 초기에 토출 유량을 강제 증대시키는 것을 특징으로 한다. 이는, 특히 건설기계가 경사지에 위치하여 상부 선회체의 중량 등으로 인해 발생하는 반력에 의해, 선회 조작 초기에 급상승한 압력으로 인한 문제점을 해소할 수 있다.That is, unlike the conventional electro-hydraulic pump is controlled based on a constant horsepower, the control of the electro-hydraulic pump according to the present invention by forcibly increasing the horsepower at the initial stage (for example, in the low speed section of low swing speed) during the turning operation And, forcibly increasing the discharge flow rate at the beginning of the turning operation. This may solve the problem due to the pressure that has risen at the beginning of the turning operation, in particular, by the reaction force generated by the construction machine is located on the slope and the weight of the upper swing body.

예컨대, 종래와 달리, 본 발명의 제어 방법에 따르면, 압력 제어형 전자유압펌프인 선회 펌프는 선회 조작 초기에(예컨대, 일정 압력 이상의 고압 영역에서) 펌프의 토출 유량을 강제로 증대시킴으로써, 선회 속도를 임의로 높이고 선회 토크를 증대시킬 수 있어, 선회 조작 초기의 선회 장치의 스톨(stall) 현상과 같은 종래의 문제점을 방지할 수 있다.For example, unlike the conventional method, according to the control method of the present invention, the swing pump, which is a pressure-controlled electrohydraulic pump, forcibly increases the flow rate of the pump by forcibly increasing the discharge flow rate of the pump at the beginning of the swing operation (for example, in a high pressure region of a predetermined pressure or more). It can arbitrarily raise and increase turning torque, and can prevent the conventional problem, such as the stall phenomenon of the turning apparatus in the initial stage of turning operation.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명의 실시예에서 기술되는 각 구성요소는 종래의 시스템(도 1 참조)과 동일하며, 이에 각 구성요소에 대해 동일한 도면부호를 차용하여 설명한다는 점에 유의한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. For reference, it is noted that each component described in the embodiment of the present invention is the same as a conventional system (see FIG. 1), and the same reference numerals are used for the respective components.

본 발명에서 선회 조작 초기에 선회 펌프로부터 토출 유량을 강제 증대시키는 제어 방법이 도 4에 순서도로 도시되어 있다. 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자유압펌프의 제어 방법을 설명한다.In the present invention, a control method for forcibly increasing the discharge flow rate from the swing pump at the beginning of the swing operation is shown in a flowchart in FIG. 4. 4, a control method of an electrohydraulic pump according to an exemplary embodiment of the present invention will be described.

먼저, 사용자가 건설기계의 조이스틱(예컨대, 선회 조이스틱)(30)을 구동하여 상부 선회체의 선회 조작을 실시한다(단계 S110). 사용자의 의도에 따라 선회 조이스틱(30)이 조작되면, 이때 선회 조이스틱(30)의 압력 및 선회 펌프(10b)의 토출 유량을 압력 센서(34)와 유량 센서(14b)를 이용하여 검출한다(단계 S120).First, a user drives a joystick (for example, a swing joystick) 30 of a construction machine to perform a swing operation of the upper swing structure (step S110). When the swing joystick 30 is operated according to the intention of the user, the pressure of the swing joystick 30 and the discharge flow rate of the swing pump 10b are detected using the pressure sensor 34 and the flow sensor 14b (step) S120).

검출된 압력과 유량을 기초로, 현재 상태의 건설기계의 상태를 판단한다. 예컨대, 선회 조이스틱의 압력이 소정의 기준 압력 이상이고 동시에 선회 펌프의 토출 유량이 소정의 기준 유량 이하인지 여부를 판단한다(단계 S130). 여기서, 선회 조이스틱의 압력이 소정의 기준 압력 이상이라는 것은, 그만큼 선회 조이스틱이 강하게 조작된다는, 즉 급조작이라는 점을 의미하고, 또한 선회 펌프의 토출 유량이 소정의 기준 유량 이하라는 것은, 그만큼 선회 속도가 낮고 선회 토크가 작다는 의미가 된다.Based on the detected pressure and flow rate, the state of the construction machine in the current state is determined. For example, it is determined whether or not the pressure of the swing joystick is equal to or greater than the predetermined reference pressure and at the same time the discharge flow rate of the swing pump is equal to or less than the predetermined reference flow (step S130). Here, that the pressure of the turning joystick is higher than or equal to the predetermined reference pressure means that the turning joystick is operated strongly, that is, that it is a sudden operation, and that the discharge flow rate of the turning pump is lower than or equal to the predetermined reference flow rate, according to the turning speed Low and the torque is small.

달리 말하면, 선회 속도가 낮은 선회 조작의 초기이면서 중량 등 반력에 의해 압력이 급상승한 상태임을 지칭할 수 있다. 이때 선회 조이스틱의 압력 조건과 선회 펌프의 토출 유량 조건은 논리곱(AND) 개념이다.In other words, it can refer to the initial stage of the turning operation with low turning speed and the state where the pressure rose rapidly by the reaction force such as weight. In this case, the pressure condition of the swing joystick and the discharge flow rate condition of the swing pump are AND.

이러한 판단에 부합한다면(예컨대, 단계 130에서 "예"), 즉, 전자유압펌프를 포함하는 건설기계가 경사지에 위치할 때 중력 방향으로 형성되는 반력으로 인해 급상승한 압력에서 선회 토크(속도)가 낮은 경우에, 예컨대 선회 조작 초기의 일정 압력 이상일 때, 선회 펌프의 토출 유량을 임의로 강제 증대시킨다(단계 S140). 이를 통하여 압력이 급상승한 상태임에도 불구하고 선회 펌프의 토출 유량이 감소하는 것을 방지할 수 있고, 따라서 선회 조작에 따른 선회 토크를 적절하게 인가할 수 있다.If this judgment is met (e.g. "YES" in step 130), i.e., the turning torque (velocity) at a sharply increased pressure due to the reaction force formed in the direction of gravity when the construction machine including the electrohydraulic pump is located on the slope. In the low case, for example, when the pressure is equal to or higher than a predetermined pressure at the beginning of the swing operation, the discharge flow rate of the swing pump is arbitrarily increased (step S140). Through this, it is possible to prevent the discharge flow rate of the swing pump from decreasing even though the pressure is rapidly rising, and thus it is possible to appropriately apply the swing torque according to the swing operation.

이후, 선회 펌프(10b)의 토출 유량이 토출 가능한 최대 유량인지 여부를 판단한다(단계 S150). 만일 현재 토출 유량이 최대 유량이라면(단계 S150에서 "예"), 통상의 선회 조작으로 복귀한다(단계 S160). 즉, 선회 조작 초기에 건설기계가 경사지에 위치하는 등으로 인해 반력이 발생하여 압력이 급상승한 경우에, 선회 펌프(10b)의 토출 유량을 최대 유량이 될 때까지 강제 증대시키는 것이 본 발명의 특징이 될 수 있다.Thereafter, it is determined whether the discharge flow rate of the swing pump 10b is the maximum discharge rate that can be discharged (step S150). If the current discharge flow rate is the maximum flow rate (YES in step S150), the flow returns to the normal turning operation (step S160). That is, when the reaction force is generated due to the position of the construction machine is placed on the slope at the beginning of the swing operation, the pressure is rapidly increased, forcibly increasing the discharge flow rate of the swing pump 10b until the maximum flow rate This can be

한편, 현재 토출 유량이 최대 유량이 아니라면(단계 S150에서 "아니오"), 절차는 다시 단계 S120으로 진행되어 이후 단계가 반복된다.On the other hand, if the current discharge flow rate is not the maximum flow rate (NO in step S150), the procedure goes back to step S120 where the subsequent steps are repeated.

이와 달리, 단계 S130에서 판단 기준에 부합하지 않는다면(단계 S130에서 "아니오"), 예컨대 상부 선회체의 중량 등 반력으로 인해 압력이 급상승한 경우가 아니라면, 본 발명의 실시예에 따른 과정[예컨대, 선회 펌프(10b)의 토출 유량의 강제 증대, 예를 들어, 단계 S140]을 수행할 필요 없이, 통상의 선회 조작 방식으로 직접 전자유압펌프의 제어가 진행될 수 있다.On the contrary, if the determination criteria are not met at step S130 (“No” at step S130), for example, if the pressure is not increased sharply due to the reaction force such as the weight of the upper swing body, the process according to the embodiment of the present invention (eg, Without the forced increase of the discharge flow rate of the swing pump 10b, for example, step S140, the control of the electro-hydraulic pump can be directly proceeded in the usual swing operation method.

이러한 제어 방법에서, 실제 각 판단 기준에 대한 구체적인 제어 기준은 다음과 같이 계산될 수 있다.In this control method, a concrete control criterion for each determination criterion may be calculated as follows.

예컨대, 선회 조이스틱(30)의 압력은 선회 조이스틱의 조작 범위에 대한 미분값으로 구현될 수 있고, 구체적으로 선회모터용 메인제어밸브(20e)의 선회 스풀의 구동 길이(stroke)의 미분값으로 계산될 수 있다. 이러한 선회 조이스틱(30)의 압력은 소정의 기준 압력(예컨대, 선회 조이스틱의 급조작 기준)과 비교하여 급조작 여부를 판단할 수 있다.For example, the pressure of the swing joystick 30 may be implemented as a derivative value for the operating range of the swing joystick, and specifically, calculated as a derivative of the drive stroke of the swing spool of the main control valve 20e for the swing motor. Can be. The pressure of the turning joystick 30 may be compared with a predetermined reference pressure (for example, the quick operation reference of the turning joystick) to determine whether the rapid operation is performed.

또한, 선회 펌프(10b)의 토출 유량은 역시 선회 펌프(10b)의 실시간 토출 유량의 미분값으로 계산될 수 있으며, 이러한 토출 유량이 소정의 기준 유량(예컨대, 낮은 선회 속도 및 소량의 선회 토크)과 비교하여 판단될 수 있다.Further, the discharge flow rate of the swing pump 10b may also be calculated as a derivative of the real time discharge flow rate of the swing pump 10b, and this discharge flow rate may be a predetermined reference flow rate (for example, a low swing speed and a small amount of swing torque). Can be judged in comparison with

이처럼, 선회 조이스틱(30)의 조작 압력과 선회 펌프(10b)의 토출 유량에 관한 검출값이 전술한 판단 기준에 부합하는 경우에, 건설기계가 선회 조작 초기에 반력을 받아 압력이 급상승한 상태, 즉 압력이 일정 압력 이상인 상태에 있는 것으로 판단되고, 이에 본 발명의 특징에 따라 선회 펌프(10b)의 토출 유량을 임의로 강제 증대시킴으로써, 펌프의 압력이 높음에도 펌프의 토출 유량이 감소하는 것을 방지할 수 있게 된다.As described above, when the detection value of the operating pressure of the swing joystick 30 and the discharge flow rate of the swing pump 10b meets the above criteria, the construction machine receives a reaction force at the initial stage of the swing operation and the pressure rises rapidly. That is, it is determined that the pressure is in a state above a certain pressure, and accordingly, by arbitrarily forcibly increasing the discharge flow rate of the swing pump 10b, it is possible to prevent the discharge flow rate of the pump from decreasing even though the pressure of the pump is high. It becomes possible.

따라서, 본 발명에 따른 제어 방법을 사용할 때, 건설기계의 선회 조작과 관련하여 전자유압펌프(선회 펌프)의 제어결과는 도 5에 도시된 바와 같이 나타난다.Therefore, when using the control method according to the present invention, the control result of the electrohydraulic pump (swing pump) in connection with the turning operation of the construction machine appears as shown in FIG.

예컨대, 선회 조작의 초기에 압력 제어형 전자유압펌프(선회 펌프)는 종래와 달리 "일정 마력"이 아닌 임의로 증대된 마력을 생성하며, 이는 도 5의 우측의 그래프와 같이 표현될 수 있다. 즉, 선회 속도가 낮은 선회 조작의 초기에, 마력은 종래의 마력의 크기(예컨대, 점선으로 표현됨)보다 상대적으로 높은 임의의 마력(예컨대, 실선으로 표현됨)으로 제어되고, 이후 선회 조작이 궤도에 오르면 본 발명의 제어에서 복귀하여 통상의 선회 조작을 위한 "일정 마력"으로 복귀한다.For example, at the beginning of the swinging operation, the pressure controlled electrohydraulic pump (swinging pump) produces an arbitrarily increased horsepower, rather than "constant horsepower," unlike the prior art, which can be expressed as a graph on the right side of FIG. That is, at the beginning of a swing operation with low swing speed, the horsepower is controlled to any horsepower (e.g., represented by a solid line) relatively higher than the size of conventional horsepower (e.g., represented by a dashed line), and then the swing operation is put into orbit. Ascending returns to control of the present invention and returns to "constant horsepower" for normal swing operation.

또한, 이와 같은 형태(도 5의 우측 그래프 참조)의 마력을 유지하기 위해 전자유압펌프는 압력과 유량의 반비례 관계를 나타내며, 특히 펌프 압력이 일정 압력 이상인 경우에 종래의 펌프 유량(예컨대, 점선으로 표시됨)에 비해 상대적으로 높은 펌프 유량(예컨대, 실선으로 표시됨)을 갖는 개선된 상대 관계를 나타낸다(도 5의 좌측 그래프 참조).In addition, in order to maintain the horsepower of this type (see the right graph of FIG. 5), the electrohydraulic pump shows an inverse relationship between the pressure and the flow rate, and in particular, when the pump pressure is above a certain pressure, the conventional pump flow rate (for example, as a dotted line) Display an improved relative relationship with a relatively high pump flow rate (e.g., indicated by a solid line) (see graph on the left of FIG. 5).

또한, 이와 유사하게, 선회 장치의 경우 선회 토크와 선회 속도가 반비례 관계를 유지하며, 특히 선회 속도가 낮은 경우, 즉 선회 조작의 초기에 선회 토크가 종래의 선회 토크(예컨대, 점선으로 표시됨)에 비해 상대적으로 큰 선회 토크(예컨대, 실선으로 표시됨)를 갖는 개선된 상대 관계를 나타낸다(도 5의 가운데 그래프 참조).Similarly, in the case of the turning device, the turning torque is in inverse proportion to the turning speed, especially when the turning speed is low, that is, at the beginning of the turning operation, the turning torque is reduced to the conventional turning torque (e.g., indicated by a dotted line). An improved relative relationship with relatively large turning torque (eg, indicated by solid lines) is shown (see center graph in FIG. 5).

이상에서 기술한 바와 같이, 압력 제어형 전자유압펌프를 포함하는 건설기계에서 종래의 제어 방법에 따른 선회 조작시 급작스러운 압력 상승으로 인해 발생하는 선회 장치의 스톨(stall) 현상과 같은 단점은, 일정 압력 이상의 고압 영역에서 선회 펌프의 토출 유량을 임의로 강제 증대시키는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 제어 방법을 적용함으로써 해소될 수 있다.As described above, in a construction machine including a pressure-controlled electrohydraulic pump, a disadvantage such as a stall phenomenon of the swinging device caused by a sudden pressure increase during the swinging operation according to the conventional control method is a constant pressure. This can be solved by applying the control method according to the present invention, characterized in that the discharge flow rate of the swing pump is arbitrarily increased in the high pressure region.

또한, 선회 조작의 초기, 즉 선회 속도가 낮은 저속 구간에서 펌프의 마력을 임의로 강제 증대시킴으로써 결국 선회 토크를 증대시키는 효과를 가져올 수 있다.In addition, since the horsepower of the pump is forcibly increased in the initial stage of the turning operation, that is, in the low speed section of the turning speed, the turning torque can be increased.

따라서, 선회 압력이 순간적으로 증가하게 되어 선회 펌프에서는 토출 유량이 증가하고, 이로 인해 선회 장치의 기동 능력을 상승시키는 효과를 가져올 수 있다. 선회 장치가 움직이기 시작하는 동시에 압력이 저하되며, 이에 대응하는 수준만큼 펌프의 토출 유량이 증대된다.Therefore, the swing pressure is instantaneously increased, and the discharge flow rate is increased in the swing pump, which can bring about an effect of increasing the starting capability of the swing device. At the same time the turning device starts to move, the pressure drops, and the discharge flow rate of the pump is increased by a corresponding level.

따라서, 종래와 달리 건설기계가 경사지에 위치하는 등의 이유로 인해 중력 방향으로 반력을 받아 압력이 급상승한 경우에도, 전자유압펌프를 포함하는 건설기계의 선회 조작이 사용자의 의도에 맞게 적절하게 수행될 수 있다. 구체적으로, 선회 조작의 초기에 선회 펌프의 토출 유량을 임의로 강제 증대시킴으로써, 압력의 증가에도 선회 펌프의 토출 유량이 감소하는 것을 방지할 수 있어, 선회 조작이 적절하게 수행될 수 있도록 보장한다.Therefore, unlike the related art, even when the pressure rises due to the reaction force in the direction of gravity due to the position of the construction machine on the slope, the turning operation of the construction machine including the electro-hydraulic pump can be properly performed according to the intention of the user. Can be. Specifically, by arbitrarily forcibly increasing the discharge flow rate of the swing pump at the beginning of the swing operation, it is possible to prevent the discharge flow rate of the swing pump from decreasing even when the pressure is increased, thereby ensuring that the swing operation can be properly performed.

100: 유압 시스템
10a, 10b: 전자유압펌프
12a, 12b: 전자비례감압밸브(EPPR)
14a, 14b: 유량 센서
20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f: 메인제어밸브
30: 조이스틱
34: 압력 센서
40: 제어부100: hydraulic system
10a, 10b: Electro-hydraulic pump
12a, 12b: Electronic proportional pressure reducing valve (EPPR)
14a, 14b: flow sensor
20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f: main control valve
30: joystick
34: pressure sensor
40:

Claims (4)

압력 제어형 가변 용량 펌프인 전자유압펌프로 구성되는 선회 펌프(10b)와;
상기 선회 펌프(10b)로부터 토출되는 작동유를 이용하여 동작하는 선회 모터, 및 상기 선회 모터의 설정 압력을 규정하는 릴리프 밸브를 포함하는 선회 장치와;
상기 선회 장치의 구동에 관한 사용자의 지령을 전달하기 위한 선회 조이스틱(30); 및
상기 선회 장치의 실시간 압력을 검출하고 상기 검출된 압력에 기초하여 상기 선회 펌프(10b)의 토출 유량을 제어하는 제어부(40);를 포함하는 선회 미캐니즘을 포함하는 건설기계(100)의 선회 조작 방법으로서,
상기 선회 장치의 압력이 일정 압력 이상의 고압이고, 상기 선회 조이스틱(30)의 조작 압력이 소정의 기준 압력 이상이며, 상기 선회 펌프(10b)의 토출 유량이 소정의 기준 유량 이하일 때, 상기 제어부(40)가 상기 선회 펌프(10b)의 토출 유량을 강제로 증대시키는 것을 특징으로 하는, 건설기계의 선회 조작을 위한 전자유압펌프 제어 방법.A swing pump (10b) composed of an electrohydraulic pump that is a pressure controlled variable displacement pump;
A swinging device including a swinging motor operated by using hydraulic oil discharged from said swinging pump (10b), and a relief valve defining a set pressure of said swinging motor;
A swing joystick (30) for transmitting a command of a user regarding driving of the swing device; And
A turning operation of the construction machine 100 including a turning mechanism including a control unit 40 for detecting a real time pressure of the turning device and controlling a discharge flow rate of the turning pump 10b based on the detected pressure. As a method,
The control unit 40 when the pressure of the swing device is a high pressure equal to or greater than a predetermined pressure, the operating pressure of the swing joystick 30 is equal to or greater than a predetermined reference pressure, and the discharge flow rate of the swing pump 10b is equal to or less than a predetermined reference flow rate. ) Is forcibly increasing the discharge flow rate of the swing pump (10b), electro-hydraulic pump control method for swing operation of construction machinery. 제 1 항에 있어서, 상기 선회 조이스틱(30)은 유압식 조이스틱인 것을 특징으로 하는, 건설기계의 선회 조작을 위한 전자유압펌프 제어 방법.The method of claim 1, wherein the swing joystick (30) is a hydraulic joystick. 제 1 항에 있어서, 상기 선회 펌프(10b)의 토출 유량의 증대는 상기 선회 펌프의 유량을 제어하는 전자비례제어밸브(EPPR)(12b)로 입력되는 제어 전류값의 증가를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는, 건설기계의 선회 조작을 위한 전자유압펌프 제어 방법.The method of claim 1, wherein the discharge flow rate of the swing pump (10b) is increased through the increase in the control current value input to the electromagnetic proportional control valve (EPPR) 12b for controlling the flow rate of the swing pump. The electrohydraulic pump control method for the turning operation of construction machinery. 제 1 항에 있어서, 상기 선회 장치는 상기 설정 압력보다 낮은 크기의 선회 시스템 압력으로 더 규정되고, 상기 건설기계의 선회 조작시 상기 선회 시스템 압력을 기준으로 상기 선회 펌프(10b)의 토출 유량이 제어되는 것을 특징으로 하는, 건설기계의 선회 조작을 위한 전자유압펌프 제어 방법.The turning device is further defined as a turning system pressure having a magnitude lower than the set pressure, and the discharge flow rate of the turning pump 10b is controlled based on the turning system pressure during the turning operation of the construction machine. Characterized in that, the electrohydraulic pump control method for the swing operation of the construction machine.
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