KR20130084071A - 건설기계의 주행 제어시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

건설기계의 주행 제어시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 궤도형 굴삭기의 주행 시작 및 종료시에 주행속도의 급작스런 변화를 방지하여 조작성을 향상시킬 수 있도록 한 것으로,
본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 주행 제어시스템은,
엔진에 연결되는 적어도 하나 이상의 유압펌프와,
운전자에 의해 조작되는 주행 조작수단의 조작량을 검출하는 주행 조작량 검출수단과,
유압펌프로부터 공급되는 파일럿 신호압에 의해 절환시 좌측 주행모터 및 우측 주행모터의 기동, 정지 및 방향전환을 각각 제어하는 좌측 주행스풀 및 우측 주행스풀과,
유압펌프와 주행스풀사이의 유로에 각각 설치되고, 외부로부터의 전기적 제어신호에 비례하여 2차 신호압력을 출력하는 전자비례밸브와,
주행 조작량 검출수단에 의해 검출되는 주행 조작량에 따라 전자비례밸브에 출력되는 제어신호를 연산하되, 연산된 주행 조작량 값이 미리 설정된 주행 변화량 값보다 클 경우 미리 설정된 주행 변화량에 대응되는 제어신호를 전자비례밸브에 출력하는 제어기를 구비한다.

Description

건설기계의 주행 제어시스템 및 그 제어방법{travel system of construction machine and method thereof}
본 발명은 건설기계의 주행 제어시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 궤도형 장비의 주행 시작 및 종료시에 주행속도의 급작스런 변화를 방지하여 조작성을 향상시킬 수 있도록 한 건설기계의 주행 제어시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 궤도형 굴삭기는 운전석으로부터 일정거리를 유지하여 앞쪽에 장착된 주행 레버 또는 주행 페달을 조작함에 따라 좌,우측 주행모터를 구동시켜 전,후 방향으로 주행할 수 있게 된다. 이와 같이 궤도형 장비는 주행 시작 및 정지시에 급작스런 주행속도 변화가 발생될 수 있다. 이때 주행 시작 및 종료시에 관성에 의해 운전자 몸이 앞쪽으로 쏠리게 될 경우, 운전자의 손 또는 발에 의해 주행 레버 또는 주행 페달을 동시에 가압하게 되므로, 주행 조작성을 떨어트리고, 주행 섭동을 발생시킨다.
특히, 운전자가 발을 이용하여 주행 페달을 조작할 경우 주행 페달의 회동 중심에 발이 가까워 지므로, 손으로 주행 레버를 조작함에 따른 조작 변위에 비해, 발로 주행 페달을 조작함에 따른 조작 변위가 상대적으로 작아, 쉽게 주행 섭동을 발생시킬 수 있게 된다.
본 발명의 실시예는, 주행 시작 및 종료시에 주행속도의 급가속 및 급감속되는 것을 둔화시켜 조작성을 향상시키고, 주행 섭동 현상을 최소화할 수 있도록 한 건설기계의 주행 제어시스템 및 그 제어방법과 관련된다.
본 발명의 실시예는, 주행 시작 및 종료시에 주행속도 급변되는 것을 방지하므로, 장비의 주행 반응성, 최대 주행속도, 일정한 주행속도 고정 기능 등을 부가적으로 활용할 수 있도록 한 건설기계의 주행 제어시스템 및 그 제어방법과 관련된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 주행 제어시스템은,
엔진에 연결되는 적어도 하나 이상의 유압펌프와,
운전자에 의해 조작되는 주행 조작수단의 조작량을 검출하는 주행 조작량 검출수단과,
유압펌프로부터 공급되는 파일럿 신호압에 의해 절환시 좌측 주행모터 및 우측 주행모터의 기동, 정지 및 방향전환을 각각 제어하는 좌측 주행스풀 및 우측 주행스풀과,
유압펌프와 주행스풀사이의 유로에 설치되고, 외부로부터의 전기적 제어신호에 비례하여 2차 신호압력을 출력하는 전자비례밸브와,
주행 조작량 검출수단에 의해 검출되는 주행 조작량에 따라 전자비례밸브에 출력되는 제어신호를 연산하되, 연산된 주행 조작량 값이 미리 설정된 주행 변화량 값보다 클 경우 미리 설정된 주행 변화량에 대응되는 제어신호를 전자비례밸브에 출력하는 제어기를 구비한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 주행 제어시스템 제어방법은,
유압펌프와, 운전자에 의해 조작되는 주행 조작수단의 조작량을 검출하는 주행 조작량 검출수단과, 유압펌프로부터의 파일럿 신호압에 의해 절환시 좌,우측 주행모터의 구동을 제어하는 좌,우측 주행스풀과, 외부로부터의 전기적 제어신호에 비례하여 2차 신호압력을 출력하는 전자비례밸브와, 주행 조작수단의 조작량에 따라 전자비례밸브에 전기적 제어신호를 출력하는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 주행 제어시스템의 제어방법에 있어서,
운전자에 의해 주행 조작수단을 조작시 이의 조작량을 검출하는 제1단계와,
주행 조작수단의 조작량에 따라 주행스풀에 입력되는 제어신호값을 연산하는 제2단계와,
주행 시작 및 종료시에 주행속도 급변되는 것을 방지할 수 있도록, 연산된 주행 조작수단의 조작량 값이 미리 설정된 주행 변화량 값보다 클 경우 주행속도 변화량을 미리 설정된 주행 변화량 값으로 제한하는 제3단계와,
제3단계에 의해 제한된 주행속도 변화량 값에 대응되는 전기적 제어신호를 전자비례밸브에 출력하는 제4단계를 포함한다.
바람직한 실시예에 의하면, 전술한 주행 조작량 검출수단으로,
운전자에 의해 조작시 조작량에 대응하는 전기적 주행신호를 출력하는 전자식 주행페달이 사용될 수 있다.
운전자에 의해 입력되는 주행 변화량 값에 대응하는 주행속도를 화면에 디스플레이하거나 저장할 수 있는 수단을 구비하여, 장비의 최대 주행속도를 설정하여 주행할 수 있다.
운전자에 의해 입력되는 주행 변화량 값에 대응하는 주행속도를 화면에 디스플레이하거나 저장할 수 있는 수단을 구비하여, 장비의 주행 반응의 민감도를 조절하여 주행할 수 있다.
운전자에 의해 입력되는 주행 변화량 값에 대응하는 주행속도를 화면에 디스플레이하거나 저장할 수 있는 수단을 구비하여, 장비의 주행속도를 고정하여 항속 주행할 수 있다.
주행 시작 및 종료시에 주행속도 급변되는 것을 방지할 수 있도록 전자비례밸브에 전기적 제어신호를 출력시 저주파 필터를 변화량 제한의 방법으로 사용할 수 있다.
전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 주행 제어시스템 및 그 제어방법은 아래와 같은 이점을 갖는다.
궤도형 장비의 주행 시작 및 종료시에 주행속도의 급가속 및 급감속 되는 것을 방지함에 따라 부드러운 주행구동으로 인해 조작성 및 편리성을 제공한다. 또한 주행 레버 또는 주행 페달을 급조작하는 경우에도 주행속도의 증가율이 둔화되므로 주행 섭동을 줄일 수 있다.
한편, 주행 시작 및 종료시에 주행속도 급변되는 것을 방지하므로 장비의 주행 반응성, 최대 주행속도 등을 부가적으로 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 주행 제어시스템의 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 주행 제어시스템 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.
도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 주행 제어시스템은,
엔진(10)에 연결되는 적어도 하나 이상의 유압펌프(11)와,
운전자에 의해 조작되는 주행 조작수단(주행 레버 또는 주행 페달을 말함)의 조작량을 검출하는 주행 조작량 검출수단(12)과,
유압펌프(11)로부터 공급되는 파일럿 신호압에 의해 절환시 좌측 주행모터 및 우측 주행모터의 기동, 정지 및 방향전환을 각각 제어하는 좌측 주행스풀 및 우측 주행스풀(13)(도면에서는 좌측 주행스풀 또는 우측 주행스풀이 도시됨)과,
유압펌프(11)와 주행스풀(13)사이의 유로에 설치되고, 외부로부터 입력되는 전기적 제어신호에 비례하여 2차 신호압력을 출력하는 전자비례밸브(14)와,
주행 조작량 검출수단(12)에 의해 검출되는 주행 조작량에 따라 전자비례밸브(14)에 출력되는 제어신호를 연산하되, 연산된 주행 조작량 값이 미리 설정된 주행 변화량 값보다 클 경우 미리 설정된 주행 변화량에 대응되는 제어신호를 전자비례밸브(14)에 출력하는 제어기(15)를 구비한다.
이때, 전술한 주행 조작량 검출수단(12)으로,
운전자에 의해 조작시 조작량에 대응하는 전기적 주행신호를 출력하는 전자식 주행페달이 사용될 수 있다.
운전자에 의해 입력되는 주행 변화량 값에 대응하는 주행속도를 화면에 디스플레이하거나 저장할 수 있는 수단을 구비하여, 장비의 최대 주행속도를 설정하여 주행할 수 있다.
운전자에 의해 입력되는 주행 변화량 값에 대응하는 주행속도를 화면에 디스플레이하거나 저장할 수 있는 수단을 구비하여, 장비의 주행 반응의 민감도를 조절하여 주행할 수 있다.
운전자에 의해 입력되는 주행 변화량 값에 대응하는 주행속도를 화면에 디스플레이하거나 저장할 수 있는 수단을 구비하여, 장비의 주행속도를 고정하여 항속 주행할 수 있다.
도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 주행 제어시스템 제어방법은,
엔진(10)에 연결되는 적어도 하나 이상의 유압펌프(11)와, 운전자에 의해 조작되는 주행 조작수단의 조작량을 검출하는 주행 조작량 검출수단(12)과, 유압펌프(11)로부터의 파일럿 신호압에 의해 절환시 좌,우측 주행모터의 구동을 제어하는 좌,우측 주행스풀(13)과, 외부로부터의 전기적 제어신호에 비례하여 2차 신호압력을 출력하는 전자비례밸브(14)와, 주행 조작수단의 조작량에 따라 전자비례밸브(14)에 전기적 제어신호를 출력하는 제어기(15)를 구비하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 주행 제어시스템의 제어방법에 있어서,
운전자에 의해 주행 조작수단을 조작시 이의 조작량을 검출하는 제1단계(S100)와,
검출된 주행 조작수단의 조작량에 따라 주행스풀(13)에 입력되는 제어신호값을 연산하는 제2단계(S200)와,
주행 시작 및 종료시에 주행속도 급변되는 것을 방지할 수 있도록, 연산된 주행 조작수단의 조작량 값이 미리 설정된 주행 변화량 값보다 클 경우에, 주행속도 변화량을 미리 설정된 주행 변화량 값으로 제한하는 제3단계(S300)와,
제3단계(S300)에 의해 제한된 주행속도 변화량 값에 대응되는 전기적 제어신호를 전자비례밸브(14)에 출력하는 제4단계(S400)를 포함한다.
이때, 주행 시작 및 종료시에 주행속도 급변되는 것을 방지할 수 있도록 전자비례밸브(14)에 전기적 제어신호를 출력시 저주파 필터를 변화량 제한의 방법으로 사용할 수 있다.
이하에서, 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 주행 제어시스템의 제어방법의 사용예를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2에서와 같이, 운전자에 의해 궤도형 굴삭기의 주행 조작수단을 조작할 경우 주행 조작량을 검출한다. 이때 전자식 주행 페달에 장착된 주행 조작량 검출센서에 의해 검출되는 주행 조작량은 전기신호로 변환되어 제어기(15)에 전송된다(S100 참조).
S200에서와 같이, 검출된 주행 조작량이 제어기(15)에 입력됨에 따라, 주행 조작량에 비례하여 주행스풀(13)을 절환시키도록 유압펌프(11)로부터 파일럿 신호압을 공급한다. 이때 주행스풀(13)에 입력되는 파일럿 신호압은 다음과 같이 산출될 수 있다.
유압펌프(11)로부터 주행스풀(13)에 입력되는 목표치 신호압력 = (주행 조작량 × A) + B. 이때 A와 B는 장비 특성에 따라 미리 결정되어 적용되는 계수이다.
S300에서와 같이, 주행 시작 및 종료시에 주행속도 급변되는 것을 방지할 수 있도록, 제2단계(S200)에서 연산된 주행 조작수단의 조작량 값이 미리 설정되어 저장된 주행 변화량 값보다 클 경우에, 주행속도 변화량을 미리 설정되어 저장된 주행 변화량 값으로 제한한다(S300A). 이때 제2단계(S200)에서 연산된 주행 조작수단의 조작량 값이 미리 설정되어 저장된 주행 변화량 값보다 작을 경우에는, 연산된 조작량 값에 대응되는 전기적 제어신호를 전자비례밸브(14)에 출력한다.
S400에서와 같이, 전술한 제3단계(S300)에 의해 제한된 주행속도 변화량 값에 대응되는 전기적 제어신호를 전자비례밸브(14)에 출력한다.
이로 인해, 장비의 주행 시작 및 종료시, 운전자에 의해 주행레버 또는 주행페달을 급조작함에 따라 주행 조작량 검출수단(12)에 의해 검출된 주행 조작량이 미리 설정된 주행 변화량값을 초과할 경우, 제어기(15)로부터 미리 설정된 주행 변화량에 대응하는 제어신호를 전자비례밸브(14)에 출력한다. 이때 주행속도 급변되는 것을 방지할 수 있도록 전자비례밸브(14)에 전기적 제어신호를 출력시 저주파 필터를 사용할 수 있다.
따라서, 유압펌프(11)로부터 주행스풀(13)에 이를 절환시키도록 공급되는 파일럿 신호압은, 전자비례밸브(14)에 의해 미리 설정된 주행 변화량에 대응되는 2차 신호압으로 변환된다. 감압된 2차 신호압에 의해 주행스풀(13)을 절환시키므로 좌,우측 주행모터에 공급되는 유량을 줄여 주행속도의 급가속 또는 급감속되는 것을 방지할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 주행 제어시스템 및 그 제어방법에 의하면, 궤도형 굴삭기의 주행 시작 및 종료시에 주행속도의 급가속 및 급감속 되는 것을 방지함에 따라 부드러운 주행조작이 가능하다. 또한 주행 레버 또는 주행 페달을 급조작하는 경우에도 주행속도 증가율이 둔화되므로 주행 섭동을 줄일 수 있다.
10; 엔진
11; 유압펌프
12; 주행 조작량 검출수단
13; 주행스풀
14; 전자비례밸브
15; 제어기

Claims (8)

  1. 엔진에 연결되는 적어도 하나 이상의 유압펌프와,
    운전자에 의해 조작되는 주행 조작수단의 조작량을 검출하는 주행 조작량 검출수단과,
    상기 유압펌프로부터 공급되는 파일럿 신호압에 의해 절환시 좌측 주행모터 및 우측 주행모터의 기동, 정지 및 방향전환을 각각 제어하는 좌측 주행스풀 및 우측 주행스풀과,
    상기 유압펌프와 상기 주행스풀사이의 유로에 설치되고, 외부로부터의 전기적 제어신호에 비례하여 2차 신호압력을 출력하는 전자비례밸브와,
    상기 주행 조작량 검출수단에 의해 검출되는 주행 조작량에 따라 상기 전자비례밸브에 출력되는 제어신호를 연산하되, 연산된 주행 조작량 값이 미리 설정된 주행 변화량 값보다 클 경우 미리 설정된 주행 변화량에 대응되는 제어신호를 상기 전자비례밸브에 출력하는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 주행 제어시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주행 조작량 검출수단으로,
    운전자에 의해 조작시 조작량에 대응하는 전기적 주행신호를 출력하는 전자식 주행페달이 사용되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 주행 제어시스템.
  3. 제1항에 있어서, 운전자에 의해 입력되는 주행 변화량 값에 대응하는 주행속도를 화면에 디스플레이하거나 저장할 수 있는 수단을 구비하여, 장비의 최대 주행속도를 설정하여 주행할 수 있는 것을 특징으로 하는 건설기계의 주행 제어시스템.
  4. 제1항에 있어서, 운전자에 의해 입력되는 주행 변화량 값에 대응하는 주행속도를 화면에 디스플레이하거나 저장할 수 있는 수단을 구비하여, 장비의 주행 반응의 민감도를 조절하여 주행할 수 있는 것을 특징으로 하는 건설기계의 주행 제어시스템.
  5. 제1항에 있어서, 운전자에 의해 입력되는 주행 변화량 값에 대응하는 주행속도를 화면에 디스플레이하거나 저장할 수 있는 수단을 구비하여, 장비의 주행속도를 고정하여 항속 주행할 수 있는 것을 특징으로 하는 건설기계의 주행 제어시스템.
  6. 유압펌프와, 운전자에 의해 조작되는 주행 조작수단의 조작량을 검출하는 주행 조작량 검출수단과, 유압펌프로부터의 파일럿 신호압에 의해 절환시 좌,우측 주행모터의 구동을 제어하는 좌,우측 주행스풀과, 외부로부터의 전기적 제어신호에 비례하여 2차 신호압력을 출력하는 전자비례밸브와, 주행 조작수단의 조작량에 따라 전자비례밸브에 전기적 제어신호를 출력하는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 주행 제어시스템의 제어방법에 있어서:
    운전자에 의해 상기 주행 조작수단을 조작시 이의 조작량을 검출하는 제1단계와,
    상기 주행 조작수단의 조작량에 따라 상기 주행스풀에 입력되는 제어신호값을 연산하는 제2단계와,
    주행 시작 및 종료시에 주행속도 급변되는 것을 방지할 수 있도록, 연산된 주행 조작수단의 조작량 값이 미리 설정된 주행 변화량 값보다 클 경우 주행속도 변화량을 미리 설정된 주행 변화량 값으로 제한하는 제3단계와,
    상기 제3단계에 의해 제한된 주행속도 변화량 값에 대응되는 전기적 제어신호를 상기 전자비례밸브에 출력하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 주행시스템 제어방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 주행 조작량 검출수단으로,
    운전자에 의해 조작시 조작량에 대응하는 전기적 주행신호를 출력하는 전자식 주행페달이 사용되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 주행시스템 제어방법.
  8. 제6항에 있어서, 주행 시작 및 종료시에 주행속도 급변되는 것을 방지할 수 있도록 상기 전자비례밸브에 전기적 제어신호를 출력시 저주파 필터를 변화량 제한의 방법으로 사용하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 주행 제어시스템 제어방법.
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