KR950008534B1 - Control devices and method for construction machines - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 건설기계의 제어방법과 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조작 판넬에 설치된 복수의 스위치 중에서 작업자가 적합한 스위치를 선택해서 작업에 필요한 마력을 세팅하는 기존의 시스템에 대해서, 콘트롤러가 작업의 종류 및 숙련도를 판단하고, 온도에 의한 영향등을 보상하여 최적 마력을 자동으로 세팅하도륵 하는 마력 자동제어 시스템과 기존의 펌프의 네가티브 콘트롤러 압력보상, 크로스 센싱, 전마력제어,커트-off 기능 등을 1개의 전자비례 감압밸브를 사용하여 제어하므로써, 펌프 콘트롤러를 단순화 시켜 단가를 절감시키고, 각 기능들의 복합적인 작용이 최적으로 이루어지도록 제어하는 펌프 제어창치에 관한 것이다.The present invention relates to a control method and apparatus for a construction machine, and more particularly, to a conventional system in which an operator selects an appropriate switch from among a plurality of switches installed on an operation panel and sets the horsepower required for the operation. A horsepower automatic control system that judges the type and skill level, compensates for the influence of temperature, and automatically sets the optimum horsepower.Negative controller pressure compensation, cross sensing, total horsepower control, cut-off function, etc. By controlling a single electronic proportional pressure reducing valve, it relates to a pump control window that simplifies the pump controller to reduce the unit cost, and controls the combined action of each function to be optimal.
종래의 건설기계의 제어장치에서는 조작판넬에 설치된 복수의 스위치 중에서 작업에 적합한 스위치를 선택하면, 설정된 작업조건에 따라서 적절한 제어를 실행하도록 구성되어 있다.In the control apparatus of the conventional construction machine, when a switch suitable for a job is selected from among a plurality of switches provided on the operation panel, the control device is configured to execute appropriate control according to the set working condition.
그러나, 복수의 스위치로 작업종류에 적합에 제어를 선택지시하는 것은 작업자에게 큰 부담이 된다. 즉, 작업에 적합하지 않은 제어모드에서 작업하는 경우에는 불필요한 에너지의 손실 및 작업의 조작성을 악화시킬 수 있기 때문이다.However, it is a great burden for the operator to select the control according to the work type with a plurality of switches. That is, when working in a control mode which is not suitable for the work, it is because unnecessary energy loss and operability of the work can be deteriorated.
따라서, 종래의 제어장치에서는 작업에 적절한 작업모드를 선택하기 위해서는 작업자의 많은 경험이 필요하고, 또한 미리 설정된 작업 이외에는 선택할 수 없는 단점이 있으며, 작업의 종류가 변화할 때마다 작업모드를 변화시켜야 하는 번거로움도 있Therefore, in the conventional control apparatus, in order to select a work mode suitable for a job, a lot of experience of the operator is required, and there is a disadvantage that cannot be selected except a preset job, and the work mode must be changed whenever the type of work changes. Hassle
다.All.
그리고, 종래의 제어장치에서는 외기온도 및 유온, 수온 등 시스템 변수가 크게 변활할 때도 이를 고려하여 장비의 제어조전을 자동으로 조절하지 못하므로, 장비의 효율 저하 및 수명 단축의 원인이 된다.In addition, in the conventional control apparatus, even when the system variables such as the outside temperature, the oil temperature, and the water temperature are greatly changed, it is not possible to automatically adjust the control operation of the equipment in consideration of this, causing a decrease in the efficiency of the equipment and a shortened life.
또한, 종래의 건설기계의 제어장치에서는 펌프의 경전각을 최적으로 제어하기 위해서 여러가지 파이로트 압력을 센싱하여, 그 압력에 의해서 경전각을 제어한다.In addition, in the control apparatus of the conventional construction machine, various pilot pressures are sensed to optimally control the tilt angle of the pump, and the tilt angle is controlled by the pressure.
즉, 조이스틱이 중립시에는 최소의 유량을 토출시키기 위해서 중립 라인의 네가티브 압력을 센싱하여 그압력에 따라서 경전각이 제어되도록 하고, 펌프의 사용 마력을 일정하게 유지시키기 위해서 토출 압력을 센싱하여 그 압력에 의해서 경전각이 제어되도록 한다.That is, when the joystick is neutral, the negative pressure of the neutral line is sensed to discharge the minimum flow rate so that the tilt angle is controlled according to the pressure, and the discharge pressure is sensed by maintaining the constant horsepower of the pump. The tilt angle is controlled by.
또한, 2개의 펌프를 사용하는 시스템에서 펌프를 효율적으로 사용하기 위해서 상대편 펌프의 토출 압력에 의해서 경전각을 제어하도록 하여 상대편 펌프가 작은 부하가 걸릴때는 더 큰 유량을 출력하도록 제어하여 효율을 향상시키고, 엔진의 목표 회전수와 출력 회전수의 차에 의해서 펌프의 사판각을 제어하여, 엔진 출력 마력을 최대로 사용할 수 있도륵 하며, 외부 부하가 상승하여 릴리프 압력까지 상승했을때는 펌프의 토출 유량이 최소가 되도록 제어하여 장비의 효율을 상승시킨다.In addition, in order to use the pump efficiently in the system using two pumps, the tilt angle is controlled by the discharge pressure of the other pump, and when the other pump is applied with a small load, the output is controlled to improve the efficiency. By controlling the swash plate angle of the pump by the difference between the target rotational speed and the output rotational speed of the engine, the engine output horsepower can be used to the maximum.When the external load rises to the relief pressure, the discharge flow rate of the pump increases. Control to minimum to increase the efficiency of the equipment.
그러나, 이상의 기능들을 파이로트 압력에 의해서, 각각이 독립적으로 제어되기 때문에 최적의 상태에서 펌프를 제어하는 것이 어려우며, 펌프의 구조가 복잡해지며, 가격이 상승하는 단점이 있다.However, since the above functions are controlled independently by the pilot pressure, it is difficult to control the pump in an optimal state, and the structure of the pump becomes complicated and the price increases.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 작업의 종류, 작업자의 숙련도, 외기온도, 유온, 수온, 엔진성능 등을 콘트롤러가 센싱하여 자동으로 장비의 상태를 최적으로 세팅하도록 하는 장치에 의해서, 종래 작업자가 판단하여 제어하던 것을, 기계가 스스로 판단하여 제어하도록하여, 작업자의 부담을 줄이고 작업모드의 선택 오조작을 방지하며, 최적의 상태에서 장비를 제어하여, 장비의 효율을 극대화시킴과 동시에보다 쉽게 장비를 제어할 수 있도록 한다. 또한 엔진의 회진수와 조이스틱의 제어신호와 토출압력을 센싱하여 펌프 경전각을 최적으로 제어하므로써, 장비의 효율을 상승시키고 펌프의 구조를 단순화시킨 것이며 이하 발명을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention is to solve the problems of the prior art, by the type of work, the skill of the operator, outside temperature, oil temperature, water temperature, engine performance, etc. by the controller to automatically set the state of the equipment automatically, The machine judges and controls what the conventional operator judges and controls, reducing the burden on the operator, preventing misoperation of the selection of the working mode, and controlling the equipment in an optimal state, thereby maximizing the efficiency of the equipment. Make it easier to control the equipment. In addition, the pump tilt angle is optimally controlled by sensing the engine rotation, the joystick's control signal, and the discharge pressure, thereby increasing the efficiency of the equipment and simplifying the structure of the pump. Same as
본 발명의 요지는 엔진에 의해서 구동되는 펌프, 펌프 토출유량을 제어하는 메인밸브, 펌프 토출유량에 의해서 제어되는 작업기, 메인밸브의 변위를 제어하는 조이스틱, 펌프 경전각을 제어하는 EPPR 밸브, 엔진 회전수를 제어하는 쓰로틀레버 제어기로 구성원 장치에서, 작업에 적합한 최적의 마력설정을 자동으로 수행되도록하는 선택수단과 기존의 방식과 같이 작업자가 작업에 필요한 마력을 판단하여, 적절한 마력을 세팅할 수 있도륵 하는 수동조작선택 수단과 수동으로 마력을 세팅하는 스피드 업, 스피드 다운 스위치를 조작판넬상에 갖추며 이 장치를 이용하고 엔진회전수를 검출하는 수단과, 펌프의 토출압을 검출하는 수단에 의해서 검출된 신호에 의해서 펌프의 최적 경전각을 콘트롤러로서 연산하며 장비에 필요한 최적마력을 연산하기 의해 펌프의 토출압력, 네가티브압력, 조이스틱 압력스위치의 입력 등을 측정하는 수단을 갖추고, 이수단에 의해서 측정된 값에 의해서 장비에 필요한 적정 마력을 콘트롤러로서 연산하고 전술한 방법에서 장비에 필요한 최적마력을 연산하기 위해서, 일정시간 동안의 펌프 토출압력의 평균값과 일정시간 동안의 네가티브 압력의 평균값에 의해서 작업의 종류를 판단하여 이 작업의 종류에 마라서 최적마력을 콘트롤러로서 연산하며, 전술한 방법에서 장비에 필요한 최적마력을 연산하기 위해서, 일정시간 동안의 네가티브 압력의 평균값과, 일정시간 동안의 펌프 토출압력의 변화율의 평균값과, 조이스틱 압력 스위치의 신호에 의해서 동시에 조이스틱을 조작한 복합동작 시간이 일정시간 동안 얼마나 되는지에 의해서 작업의 숙련도를 평가하는수단과, 이 이숙련도에 의해서 최적마력을 콘트롤러로서 연산하며 전술한 방법에서 장비에 필요한 적정 마력을 외기온도, 냉각수 온도 및 작동유 온도의 변화에 따라서 장비에 최적인 값으로 보상해 주는 온도를 콘트롤러로서 연산하머 전술한 방법에서 연산된 작업의 숙련도에 따라서 작업자에게 최적의 필링을 제공해주고 작동기의 내구성을 개선시켜 주기 위해서 펌프의 사판각 제어 동특성을 변화시켜주며 마력에 대한 등마력 선도와 선정된 엔진의 최소 연료 소비율 곡선이 만나는 엔진의 최적 효율을 나타내는 최적의 작동조건을 연산하는 수단과 이를 이용하여 엔진 및 펌프 사판각을 자동제어하도록 하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 제어방법과 장치인 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a pump driven by an engine, a main valve controlling a pump discharge flow rate, a work machine controlled by a pump discharge flow rate, a joystick controlling a displacement of a main valve, an EPPR valve controlling a pump tilt angle, and engine rotation. The throttle lever controller controls the number, so that the member device can select the proper horsepower and automatically set the proper horsepower. It is equipped with a manual operation selection means for speeding up, a speed up and a speed down switch for manually setting horsepower, and a means for detecting the engine speed using this device and a means for detecting the discharge pressure of the pump. By calculating the optimal tilt angle of the pump as a controller and calculating the optimum horsepower required for the equipment A means for measuring the discharge pressure of the pump, the negative pressure, the input of the joystick pressure switch, etc. is provided, and based on the value measured by this means, the proper horsepower required for the equipment is calculated as a controller and the optimum horsepower required for the equipment is calculated in the above-described method. In order to calculate, the type of work is judged by the average value of the pump discharge pressure for a certain time and the average value of the negative pressure for a certain time, and the optimum horsepower is calculated as a controller according to the type of the work. In order to calculate the optimum horsepower required for the operation, the average value of the negative pressure for a certain time, the average value of the rate of change of the pump discharge pressure for a certain time, and the combined operation time of simultaneously operating the joystick by the signal of the joystick pressure switch Means for evaluating work proficiency by how much Based on this skill level, the optimum horsepower is calculated as a controller, and the above-mentioned method calculates the temperature that compensates the proper horsepower required for the equipment to the optimum value for the equipment according to the change of the outside temperature, the coolant temperature and the hydraulic oil temperature. Depending on the skill of the work calculated in one method, the pump's swash-angle control dynamics are varied to provide the operator with optimal filling and to improve the durability of the actuator, the horsepower curve for horsepower and the minimum fuel consumption of the selected engine. Means for calculating the optimum operating conditions showing the optimum efficiency of the engine meets the curve and the control method and apparatus of the construction machine, characterized in that to automatically control the engine and pump swash plate angle using the same.
상기한 요지를 달성하기 위한 본 발명은, 제1도에서 구성도를 나타내고 있으며 엔진(2)에 의해서 구동되는 펌프(5)와 파이로트 압력을 생성하는 파이로트 압력펌프The present invention for achieving the above-mentioned gist is shown in FIG. 1, and the pilot pressure pump which produces the pilot pressure and the pump 5 driven by the engine 2 is shown.
(22)와, 펌프의 토출유량을 제어하는 메인밸브(11)와, 메인밸브의 스풀 스트로크를 제어하는 2개 이상의 조이스틱(10)과 유압탱크(13)으로 구성된 시스템에서, 펌프의 경전각을 제어하는 전자비례 감압(EPPR) 밸브와 엔진의 쓰로틀레버의 위치를 제어하는 쓰로틀레버 제어기(14)와 엔진의 회전수를 측정하는 RPM 센서와 유압탱크의 유온을 측정하는 유온센서(6)과 외기의 온도를 측정하는 외기온도센서(7)와 조이스틱의 압력을 측정하는 압력스위치(9)와 네가티브 압력을측정하는 네가티브 압력센서(9)와 최척의 조건을 연산하고, 제어신호를 출력하는 콘트롤러(1)와 조작판넬(17)상의 자동모드를 선택하도록 하는 자동파워스위치(18)와 수동모드를 선택하도록 하는 준 자동파워스위치(19) 그리고, 수동모드가 선택되었을때 엔진 회전수를 제어하는 스피드 업스위치(290) 스피드 다운 스위치(2l)로 구성되어 있다.In the system composed of 22, the main valve 11 for controlling the discharge flow rate of the pump, and two or more joysticks 10 and the hydraulic tank 13 for controlling the spool stroke of the main valve, the tilt angle of the pump is determined. Electronic proportional pressure reducing (EPPR) valve to control, the throttle lever controller 14 to control the position of the throttle lever of the engine, the RPM sensor to measure the rotational speed of the engine, the oil temperature sensor (6) to measure the oil temperature of the hydraulic tank and the outside air The outside temperature sensor 7 for measuring the temperature of the sensor, the pressure switch 9 for measuring the pressure of the joystick, the negative pressure sensor 9 for measuring the negative pressure, and the controller for calculating the best condition and outputting a control signal ( 1) and the automatic power switch 18 to select the automatic mode on the operation panel 17, the quasi-auto power switch 19 to select the manual mode, and the speed to control the engine speed when the manual mode is selected. Upswee 290 consists of a speed-down switch (2l).
제2도는 기준 제어장치의 펌프의 P-Q 커브를 나타내며 작업의 종류(1,2,3,5)에 따라서 100%, 9o%, 80%, 60%, 50% 등과 같이 일정한 마력값이 정해져 있다.FIG. 2 shows the P-Q curve of the pump of the reference controller, and constant horsepower values such as 100%, 9o%, 80%, 60%, 50%, etc. are determined according to the type of work (1, 2, 3, 5).
즉, 중굴삭 작업과 같이 큰부하를 받는 작업에서는 마력이 크게 설정되지 않으면 작업 속도가 아주 작아진다. 따라서, 큰 마력 세팅이 요구된다.In other words, in a heavy load operation such as a heavy excavation work, if the horsepower is not set large, the work speed is very small. Therefore, a large horsepower setting is required.
또한 미세작업이나, 일정각 작업, 크레인 작업등과 같이 비교적 작은 부하를 받으면서, 정밀한 작업이 요구되는 작업에서는 작업기의 속도를 낮추기 위해서 낮은 마력의 세팅이 요구된다.In addition, in a work requiring a relatively small load, such as fine work, constant angle work, crane work, etc., a low horsepower setting is required to lower the speed of the work machine.
따라서 장비의 적절한 마력을 세팅하기 위해서는 작업자가 필요한 작업을 평가하여 조작판넬상에 주어진 작업의 종류(H, S, L 또는 중굴삭, 굴삭, 고르기, 미세 등)중에서 하나를 선택하므로써 장비의 조건을 세팅하는 방법을 사용하는 것이 기존의 제어장치의 방법이다.Therefore, in order to set the proper horsepower of the equipment, the operator evaluates the required work and selects one of the types of work (H, S, L or heavy excavation, excavation, picking, fine, etc.) given on the operation panel. Using the setting method is the method of the existing control unit.
제3도는 본 발명에 의한 제어장치의 펌프 P-Q 커브를 나타내며, (l)은 100%의 마력을 세팅 했을때의 최대마력의 선도이고, (2)는 최소 마력의 선도이다. 작업자가 조작판넬상의 자동파워 스위치(18)을 선택했을때는 (1)과 (2)의 마력 사이에서 최척의 마력을 컨트롤러(1)가 연산하여 자동으로 세팅한다.3 shows the pump P-Q curve of the control device according to the present invention, (l) is a diagram of maximum horsepower when 100% horsepower is set, and (2) is a diagram of minimum horsepower. When the operator selects the automatic power switch 18 on the operation panel, the controller 1 calculates and automatically sets the maximum horsepower between the horsepower of (1) and (2).
반면에 작업자가 준 자동파워 스위치(19)을 선택했을때는 작업자가 필요한 마력을 판단하여 조작판넬상의 스피드 업 스위치(20), 다우 스위치(21)의 조작을 통해서 필요한 마력을 세팅압력할 수 있도록 되어있다.On the other hand, when the operator selects the automatic power switch 19 provided by the operator, the operator can determine the required horsepower so that the required horsepower can be set by the operation of the speed up switch 20 and the Dow switch 21 on the operation panel. have.
제4도는 엔진의 성능 커브상에 최소 연료 소비율 선도를 표시한 것으로서, 만약 필요한 마력이 최대마력의 80%라면 그림의 80% 등마력 선도와 같이 여러 지점에서 필요한 마력을 얻을 수 있으나 엔진의 효율을 최대로 할 수 있는 A점(연료소비율이 가장 낮은 곳)에 엔진을 세팅하는 것이 장비를 가장 경제적으로 사용할 수 있는 방법이다. 이때 A점에서 엔진을 사용하기 위해서는 쓰로틀레버를 LA에 위치시키고, 목표 RPM을 RA에 위치시키면 된다.·따라서 필요한 각 마력에서 최대효율을 출력할 수 있는 점들을 이은 선이 그림의 최소 연료 소비율 선도이다.Figure 4 shows the minimum fuel consumption diagram on the engine's performance curve. Setting the engine to the maximum possible A point (where fuel consumption is lowest) is the most economical way to use the machine. In order to use the engine at point A , the throttle lever is placed at L A and the target RPM is placed at R A. Therefore, the line connecting the points that can output the maximum efficiency at each horsepower required is the minimum fuel in the figure. Leading consumption rate.
그러므로, 콘트롤러에 이 선도를 기억시키면 필요한 마력에 따라서, 장비의 효율을 극대화할 수 있는 쓰로틀레버의 위치와 목표 RPM을 연산할 수 있다.Therefore, remembering this diagram in the controller allows you to calculate the position and target RPM of the throttle lever to maximize the efficiency of the machine, depending on the horsepower required.
제5도는 조이스틱 2차압에 따른 네가티브 압력을 나타낸 선도로서, 조이스틱을 변이시키면 이 값에 비례해서 조이스틱 2차압이 변화하고, 조이스틱 2차압이 변화하면 그림과 같이 네가티브압력이 변화한다. 따라서 조이스틱의 변이량이 어느 정도인지를 네가티브 압력의 변화에 따라서 간접적으로 판단할 수 있다. 즉, 조이스틱을 많이 변위하는 작업을 했을때는 네가티브 압력이 감소하고, 조이스틱을 미소변위하는 작업을 했을때는 네가티브 압력이 증가된다. 그러므로 네가티브 압력의 변화에 의해서 조이스틱 변위를 판만할 수 있다.5 is a diagram showing negative pressure according to the joystick secondary pressure. When the joystick is changed, the joystick secondary pressure changes in proportion to this value, and when the joystick secondary pressure changes, the negative pressure changes as shown in the figure. Therefore, the amount of variation of the joystick can be determined indirectly according to the change in the negative pressure. In other words, the negative pressure decreases when the joystick is displaced much, and the negative pressure increases when the displacement of the joystick is microdisplaced. Therefore, the joystick displacement can be determined by the change of negative pressure.
제6도는 조이스틱을 중립위치에서 갑자기 최대로 변위시키는 스텝 입력에 대한 펌프 토출압력의 변화를 표시한 선도로서, (1)의 선도는 상승시간이 짧으며, 목표값에 빠르게 수렴하는 동특성을 가진 선도로서, 숙련된 작업자에 의해서 작업이 수행필 때는 조이스틱의 변위에 따라서 민감하게 출력이 변화되는 이와같은 선도가 유리하다 반면에, (2)의 선도는 목표값에의 수렴 속도는 늦지만 오실레이션(OSCILLATION)이 작고, 언더슈트 오버슈트(UNDERSHOOT OVERSHOOT)가 작은 동특성을 가진 선도로서, 미숙련자가 작업하거나, 정밀한 작업을 수행할 때에는 정확하게 작업기를 제어할 수 있는 이와같은 선도가 유리하다.6 is a diagram showing a change in pump discharge pressure with respect to a step input for suddenly maximally displacing the joystick from the neutral position. The diagram in (1) is a diagram having a short rise time and a fast convergence to a target value. As a diagram, when the work is performed by a skilled worker, such a diagram in which the output is sensitively changed in accordance with the displacement of the joystick is advantageous, whereas the diagram in (2) has a slow convergence speed to the target value, but the oscillation ( OSCILLATION is a diagram with small dynamic characteristics and a small undershoot overshoot, which is advantageous in that an inexperienced operator can precisely control the work machine when working or performing precise work.
따라서, 작업의 종류나, 작업자의 숙련도에 따라서 펌프 사판각 제어신호를 변화시켜(l)과 (2)사이의 적절한 선도를 유지하도록 하여 보다 쉽게 작업기를 제어할 수 있도륵 할 수 있다.Therefore, it is possible to control the work machine more easily by changing the pump swash plate angle control signal according to the type of work and the skill of the operator so as to maintain an appropriate diagram between (l) and (2).
제7도는 콘트롤러의 연산 플로우챠트로서, 기존 제어기에서 작업자가 판단하던 것을 콘트롤러가 판단하도록 하기 위해서, 작업의 종류, 작업자의 숙련도를 연산하여 엔진 효율을 최대로 할 수 있는 마력을 연산하여, 외기 온도 및 작동유의 온도에 따른 영향을 보상하여, 최적 마력을 출력하는 기능을 수행한다.FIG. 7 is a calculation flowchart of the controller, in order to allow the controller to determine what the operator has determined in the existing controller, to calculate the horsepower that can maximize the engine efficiency by calculating the type of work and the skill of the operator. And compensating the influence of the temperature of the working oil, thereby outputting an optimum horsepower.
제8도는 토출압력의 입력 선도로서, 토출압력의 변화로부터 작업의 종류와 작업의 숙련도를 연산하기 위하여 콘트롤러가 연산하는 과정을 표시하였다.FIG. 8 is an input diagram of the discharge pressure, which shows a process that the controller calculates in order to calculate the type of job and the skill of the job from the change in the discharge pressure.
즉 8a는 시간에 따른 펌프의 토출압력의 변화를 표시한 선도로서, 제1도의 압력센서(16)에 의해서 펌프의 토출압력이 콘트롤러에 입력되며, 이때 만약 조이스틱을 조작하고 있으면, 제11도의 작업시간 신호가 ON되며, 작업시간 신호가 ON되었을때는 콘트롤러에 입력된 토출압력의 신호를 Tpl의 샘를링 시간동안 가산하여 그 평균값을 일정한 크기의 버퍼 1에 저장한다. 버퍼 1에 저장된 값들의 시간에 따른 변화를 8b에 나타내었다. 8b의 선도에서 Tp2의 샘플링 시간마다 버퍼 1에 저장된 값들의 평균값을 연산하여 그 결과를 버퍼 2에 입력한다. 8b의 선도에서 버퍼 l의 평균값이 A로 계산되어 버퍼 2에 A값이 입력되는 것을 볼수 있다. 버퍼 2에 입력된 압력의 평균값을 Tp3의 샘를링 시간마다 평균값을 취하여 Paverage 변수에 입력시킨다. Paverage의 값은 작업자가 작업을 수행하고 있는 동안의 일정시간 간격의 토출압력의 평균값으로써, Paverage 값이 크면 큰 마력의 세팅이 필요하고, Paverage 값이 작을때는 작은 마력의 세팅이 요구된다.That is, 8a is a diagram showing the change in the discharge pressure of the pump with time, and the discharge pressure of the pump is input to the controller by the pressure sensor 16 of FIG. 1, and if the joystick is operated, the operation of FIG. When the time signal is turned ON and the working time signal is turned ON, the signal of the discharge pressure input to the controller is added during the sampling time of Tpl, and the average value is stored in the buffer 1 having a constant size. The change over time of the values stored in buffer 1 is shown in 8b. In the diagram of 8b, the average value of the values stored in the buffer 1 is calculated for each sampling time of Tp2, and the result is input to the buffer 2. In the diagram of 8b, the average value of the buffer l is calculated as A, and the value of A is input to the buffer 2. The average value of the pressure input to the buffer 2 is input to the Paverage variable by taking the average value for each sampling time of Tp3. Paverage value is the average value of the discharge pressure at regular intervals during the operator's work. If the Paverage value is large, a large horsepower setting is required, and when the Paverage value is small, a small horsepower setting is required.
제 9 도는 토출압력 변화율의 입력 선도로서, 토출압력의 변화로부터 작업의 숙련도를 연산하기 위해서 콘트롤러가 연산하는 과정을 표시하였다. 즉 9a도는 시간에 따른 펌프 토출압력의 변화를 표시한 선도로서, 토출압력의 제 1 도의 압력센서(16)에 의해서 펌프 토출압력이 콘트롤러에 입력되며, 토출압력의 변화율 P는 P=(Pn-Pn+1)/T1에 의해서 계산되며, 여기서 T1은 압력센서에서 압력을 센싱하는 샘플링 시간이고, Pn+1은 Pn이 입력된 후 T1의 샘플링 시간 이후에 입력되는 압력신호이다. 계산된 압력 변화율은 제11도의 작업시간 신호가 ON되었을때 콘트롤러에 입력되어 Tp1의 샘플링 시간 동안 가산하여 그 평균값을 일정한 크기의 버퍼 1에 저장한다. 버퍼 1에 저장된 값들의 시간에 따른 변화를 9b에 나타내었다. 9b의 선도에서 Tp2의 샘플링 시간마다 버퍼 1에 저장된 값들의 평균값을 연산하여 그 결과를 버퍼 2에 입력한다. 9b의 선도에서 버퍼 1의 평균값이 B로 계산되어 버퍼 2에 B값이 입력되는 것을 볼 수 있다. 버퍼 2에 입력된 압력의 변화율의 평균값을 Tp3의 샘플링 시간마다 평균값을 취하여 dPaverage 변수에 입력시킨다.9 is an input line of the discharge pressure change rate, and shows a process that the controller calculates to calculate the skill of the operation from the change in the discharge pressure. That is, 9a is a diagram showing the change in the pump discharge pressure with time, and the pump discharge pressure is input to the controller by the pressure sensor 16 of the first pressure of the discharge pressure, and the rate of change P of the discharge pressure is P = (Pn− Calculated by Pn + 1) / T1, where T1 is the sampling time for sensing the pressure in the pressure sensor and Pn + 1 is the pressure signal input after the sampling time of T1 after Pn is input. The calculated pressure change rate is input to the controller when the working time signal of FIG. 11 is turned on, and is added during the sampling time of Tp1 to store the average value in the buffer 1 having a constant size. The change over time of the values stored in buffer 1 is shown in 9b. In the diagram of 9b, the average value of the values stored in the buffer 1 is calculated for each sampling time of Tp2, and the result is input to the buffer 2. In the diagram of 9b, the average value of buffer 1 is calculated as B, and the value of B is input to buffer 2. The average value of the rate of change of the pressure input to the buffer 2 is taken for each sampling time of Tp3 and input to the dPaverage variable.
dPaverage의 값은 작업자가 작업을 수행하고 있는 동안의 일정시간 간격의 토출압력의 변화율의 평균값으로써, dPaverage 값이 크면 작업의 숙련도를 높게 평가하고, dPaverage 값이 작을때는 작업의 숙련도를 낮게 평가한다.The dPaverage value is an average value of the rate of change of the discharge pressure at regular intervals while the worker is performing the work. When the dPaverage value is large, the skill of the work is highly evaluated, and when the dPaverage value is small, the skill of the work is low.
제10도는 네가티브 압력의 변화 선도이다. 네가티브 압력의 변화로부터 작업의 종류와 작업의 숙련도를 연산하기 위하여 콘트롤러가 연산하는 과정을 표시하였다.10 is a change plot of negative pressure. In order to calculate the type of work and the skill of the work from the change of negative pressure, the controller calculates the process.
즉 10a는 시간에 따른 네가티브 압력의 변화를 표시한 선도로서, 제 1 도의 네가티브 압력센서(16)에 의해서 네가티브 압력이 콘트롤러에 입력되며, 이때 만약 조이스틱을 조작하고 있으면, 제11도의 작업시간 신호가 ON되며, 작업시간 신호가 ON되었을대는 콘트롤러에 입력된 네가티브 압력의 신호를 Tn1의 샘플링시간동안 가산하여 그 평균값을 일정한 크기의 버퍼 1에 저장한다. 버퍼 1에 저장된 값들의 시간에 따른 변화를 l0b에 나타내었다. 10b의 선도에서 Tn2의 샘플링 시간마다 버퍼 1에 저장된 값들의 평균값을 연산하여 그 결과를 버퍼 2에 입력한다. 10b의 선도에서 버퍼 1의 평균값이 C로 계산되어 버퍼 2에 C이 입력되는것을 볼 수 있다. 버퍼 2에 입력된 압력의 평균값을 Tn3의 샘플링 시간마다 평균값을 취하여 Naverage 변수에 입력시킨다. Naverage의 값은 작업자가 작업을 수행하고 있는 동안의 일정시간 간격의 네가티브 압력의 평균값으로써, Naverage 값이 크면 큰 마력의 세팅이 필요하고, Naverage 값이 작을때는 작은 마력의 세팅이 요구된다.That is, 10a is a diagram showing the change in negative pressure over time, and the negative pressure is input to the controller by the negative pressure sensor 16 of FIG. 1, and if the joystick is operated, the working time signal of FIG. When the signal is turned ON, the negative pressure signal input to the controller is added during the sampling time of Tn1, and the average value is stored in buffer 1 of constant size. The change over time of the values stored in buffer 1 is shown in l0b. In the diagram of 10b, the average value of the values stored in the buffer 1 is calculated for each sampling time of Tn2, and the result is input to the buffer 2. In the diagram of 10b, the average value of buffer 1 is calculated as C, and it can be seen that C is input to buffer 2. The average value of the pressure input to the buffer 2 is taken for each sampling time of Tn3 and input to the Naverage variable. The value of Naverage is the average value of negative pressure at regular intervals while the worker is working. A large Naverage value requires a large horsepower setting, and a small Naverage value requires a small horsepower setting.
제11도는 조이스틱 조작신호 입력 선도로서, 제12도의 조이스틱 조작 신호 검출부의 4개의 압력 스위치로부터 입력된 신호에 의해서 작업의 실시여부를 판단하고, 작업자가 조이스틱을 동시에 제어하는 복합 동작이 얼마나 많이 제어되고 있는지를 평가하기 위한 복합 동작율을 계산하는 과정이다. 즉, 압력스위치의 입력신호가 제11도와 같이 입력되었을때, 작업시간은 4개의 압력스위치중 1개 이상의 ON 신호가 입력되는시간이며 제11도의 작업시간 선도와 같이 나타난다. 또한 2개의 이상의 ON신호가 입력될때의 시간이 복합동작 시간이며 제11도에 나타내었다. 그러므로, 복합 동작율은 일정시간 동안의 복합동작 시간을 작업 시간으로 나눈 값으로 나타난다. 복합 동작율을 나타내는 Javerage 값은 콘트롤러에서 작업의 숙련도를 평가하는 기준이 된다.11 is a joystick operation signal input diagram, which determines whether work is performed by signals input from the four pressure switches of the joystick operation signal detection unit of FIG. 12, and how many operations are controlled by the operator simultaneously controlling the joystick. It is the process of calculating the compound operation rate to evaluate the presence. That is, when the input signal of the pressure switch is input as shown in FIG. 11, the working time is the time when one or more ON signals of the four pressure switches are input and appears as the working time diagram of FIG. In addition, the time when two or more ON signals are input is a compound operation time, and is shown in FIG. Therefore, the compound operation rate is expressed as a value obtained by dividing the compound operation time for a predetermined time by the working time. The Javerage value, which represents the compound operation rate, is the basis for evaluating the skill of the task in the controller.
제12도는 조이스틱 조작신호의 검출로부서, 조이스틱이 동시에 제어되고 있는지를 평가하여 작업자의 숙련도를 평가하는 요소가 된다. 즉, 숙련원된 작업자는 작업기를 복합 동작 하므로써 보다 빠르고, 정확하게 원하는 작업을 수행할 수 있으나, 미숙련자는 복합동작이 많은 결험을 필요로하여 쉽게 제어하기 어려우므로, 단독 동작을 많이 사용하게 된다. 따라서 복합 동작이 많을때는 숙련된 작업자로 판단하여 세팅 마력을 상승시키고, 제6도의 선도에서 숙련자에게 적합한 동특성으로 펌프를 제어하고 복합동작이 작을때는 미숙련 작업자로 판단하여 세팅 마력을 감소시키고, 제6도의 미숙련자에게 적합한 동특성으로 펌프 제어 신호를 출력한다.12 is an element for evaluating the skill of the operator by evaluating whether the joystick is being controlled at the same time by detecting the joystick operation signal. That is, the skilled worker can perform the desired work faster and more precisely by operating the combined working machine, but the inexperienced person uses a lot of independent operation because it is difficult to control the complex operation requires a lot of experience. Therefore, when there is a large number of compound motions, it is determined by a skilled worker to increase the setting horsepower.In the diagram of FIG. 6, the pump is controlled with a dynamic characteristic suitable for the skilled person. The pump control signal is output with dynamic characteristics suitable for the inexperienced person of FIG.
제14도는 본 발명의 다른 실시예의 구성도로서, 유압식 조이스틱 대신에 전기식 조이스틱을 사용하여 작업자의 조이스틱 조작 강도를 전기 신호로 직접 콘트롤러에 입력하는 것이며, 따라서, 조이스틱의 조작여부를 센싱하는 압력스위치가 불필요하고, 리턴 라인의 네가티브 압력을 센싱하는 압력센서도 불필요하다.14 is a configuration diagram of another embodiment of the present invention, in which an electric joystick is used instead of a hydraulic joystick to directly input an operator's joystick operation strength to an electric signal, so that a pressure switch for sensing whether or not the joystick is operated is provided. It is not necessary, nor is a pressure sensor sensing the negative pressure of the return line.
전기식 조이스틱을 사용하므로써, 네가티브 압력을 센싱하여 조이스틱의 조작 정도를 판단하는 것보다 정확하게 조작 정도를 센싱할 수 있다. 즉 네가티브 압력에 의해서 조이스틱의 조작 정도를 판단하는 것은 제5도와 같이 조이스틱의 변위에 대한 네가티브 압력의 변화가 선형적으로 비례하지 않으므로 이에 따른 오차가 크게 발생한다.By using the electric joystick, it is possible to sense the operation degree more accurately than by sensing the negative pressure to judge the operation degree of the joystick. In other words, judging the degree of operation of the joystick by the negative pressure, as shown in FIG. 5, since the change in the negative pressure with respect to the displacement of the joystick is not linearly proportional, a large error occurs.
이와같이 된 본 발명의 작용은 제7도에서 콘트롤러의 전체 연산과정을 나타내었다.Thus, the operation of the present invention shows the overall operation of the controller in FIG.
작업자가 조작판넬상의 자동파워 스위치를 선택하면, 작업의 종류를 판단하는 연산과 작업자의 숙련도를 판단하는 연산의 결과에 의해서 장비에 요구되는 최적의 조건을 판단하고 이 조건에 의해서 적절한 마력의 세팅값을 결정하는 연산을 수행한다.When the operator selects the automatic power switch on the operation panel, the optimum condition required for the equipment is determined by the result of the operation of determining the type of work and the operation of determining the skill of the operator, and the appropriate horsepower setting value according to the condition. Perform the operation to determine.
이 연산된 마력값을 유온, 수온, 외기온도의 온도 보상 함수에 의해서 적절한 값으로 보상하여 최종 마력세팅값을 얻기위한 온도보상 연산을 수행한다.The calculated horsepower value is compensated to the appropriate value by the temperature compensation function of oil temperature, water temperature, and outside temperature, and temperature compensation operation is performed to obtain the final horsepower setting value.
온도보상에 의해서 출력된 마력에 의해 마력을 제어하기 위한 제어기의 제어신호를 연산하는 제어신호 연산부에 의해서 최종 제어신호를 연산한다. 이 연산된 제어신호를 제어기로 출력하므로써, 장비를 최적의 상태로 제어한다.The final control signal is calculated by a control signal calculating section that calculates a control signal of the controller for controlling the horsepower by the horsepower output by the temperature compensation. By outputting this calculated control signal to the controller, the equipment is optimally controlled.
반면에 작업자가 준 자동파워 스위치를 선택하면, 마력 세팅을 기존의 방식과 같이 작업자가 장비에 필요한 마력을 판단하여 여기에 적합한 엔진의 RPM을 조작판넬상의 스피드 업, 스피드 다운 스위치를 조작하는 것에 의해서 세팅한다.On the other hand, when the operator selects the automatic power switch, the horsepower setting is determined by the operator, as in the conventional method, by determining the horsepower required for the machine by operating the appropriate engine RPM by operating the speed up and speed down switches on the operation panel. Set it.
콘트롤러 연산과정을 자세히 설명하면, 조작판넬상의 자동파워 스위치가 ON되었을때는 콘트롤러의 메모리에 기억된 초기 작업조전이 입력된다. 이 값에 따라서 장비가 작동되면서 필요한 연산을 수행한다. 즉 네가티브 평균 압력를 연산하기 위해서 제9도와 같은 연산을 수행한다.When the controller operation process is described in detail, when the automatic power switch on the operation panel is turned on, the initial work assistance stored in the controller memory is input. According to this value, the equipment is operated to perform the required operation. That is, to calculate the negative average pressure, the same operation as in FIG. 9 is performed.
제10도와 같이 연산된 Naverage 값은 일정시간 동안의 네가티브 압력의 평균값으로서, 조이스틱의 변위가 많이 이루어졌을 때는 Naverage의 값이 작은 값을 나타내고, 조이스틱의 변위가 작은 범위에서 많이 이루어졌을때는 Naverage의 값이 크게 나타난다. 즉 이 값의 변화에 따라서 작업자가 빠른 작업을 원하는지 정밀 작업을 위한 느린 작업을 원하는지를 판단할 수 있다. 따라서, 작업의 종류를 연산하는 연산과정에이 값이 입력된다. 또한 Naverage 값의 크기에 따라서 숙련된 작업자는 작은 값을 출력하고, 미숙련 작업자는 큰 값을 출력하는 것이 일반적으므로, 작업의 숙련도를 평가하는 연산과정에 입력된다.The Naverage value calculated as shown in FIG. 10 is an average value of negative pressure for a predetermined time. When the joystick is largely displaced, the Naverage value is small. When the joystick is largely displaced, the value of Naverage is small. This appears large. In other words, according to the change of this value, it is possible to determine whether the worker wants a fast work or a slow work for precision work. Therefore, this value is entered in the calculation process for calculating the kind of work. In addition, according to the size of the Naverage value, a skilled worker outputs a small value, and an unskilled worker generally outputs a large value.
제8도, 제9도와 같이 연산된 Paverage와 dPaverage에서, Paverage에 입력된 값은 펌프 토출압력의 일정시간 동안의 평균값을 나타내며, Paverage의 값이 클때는 큰 부하가 걸리는 중굴삭 작업에 가까운 작업을 수행하고 있는 것으로 판단하고 작은 값일때는 작은 부하가 걸리는 경부하 작업에 가까운 작업을 수행하고 있는 것으로 판단하여 적절한 작업의 종류를 판단할 수 있다. 따라서, 작업의 종류를 연산하는 연산과정에 이 값이 입력되어 작업의 종류를 연산한다. 또한, dPaverage에 입력된 값은 펌프 토출압력 변화율의 일정시간 동안의 평균값을 나타내며, dPaverage의 값이 클때는 압력변화가 큰 작업으로 숙련도가 낮은 것으로 판단하고, 작은 값일때는 압력 변화가 작은 작업으로 숙련도가 큰 것으로 판단하여, 필요한 숙련도를 연산할 수 있다. 따라서, 작업의 숙련도를 연산하는 연산과정에 이 값이 입력되어 작업의 숙련도를 연산한다.In Paverage and dPaverage calculated as shown in Figs. 8 and 9, the value input to the Paverage represents the average value of the pump discharge pressure for a certain time, and when the value of the Paverage is large, the operation close to the heavy excavation work that requires a large load is performed. When it is judged that it is performing and when it is a small value, it is judged that it is carrying out the work which is close to the light load work which takes a small load, and can determine the appropriate kind of work. Therefore, this value is input to the calculation process for calculating the type of job to calculate the type of job. In addition, the value input to dPaverage represents the average value of the pump discharge pressure change rate for a certain time. When the value of dPaverage is large, it is judged that the skill change is low due to the large pressure change, and when the value is small, the pressure change is small. It is judged that the skill level is large, and the required skill level can be calculated. Therefore, this value is input to the calculation process for calculating the proficiency of the job to calculate the proficiency of the job.
제11도에서와 같이 연산된 조이스틱의 복합 동작을 Javerage에 입력된 값은 작업자가 수행한 작업중에서 동시에 2가지 이상의 작업을 수행하는 복합 동작 시간을 작업 수행한 시간으로 나눈 값으로서, 작업자가 복합 동작을 얼마나 많이 했는가를 평가할 수 있는 값이다.As shown in FIG. 11, the composite motion of the joystick calculated in the Javerage is a value obtained by dividing a complex operation time for performing two or more tasks at the same time by the operation time. It is a value that can be used to evaluate how much you have done.
따라서, Javerage의 값이 크면 복합동작을 많이 사용한 숙련된 작업으로 판단하고, Javerage의 값이 작으면 복합동작을 작게 사용한 미숙련 작업으로 판단한다.Therefore, if the value of Javerage is large, it is judged as a skilled job using a lot of compound motions. If the value of Javerage is small, it is judged as an unskilled job using a small amount of compound motions.
그러므로, 작업의 숙련도를 연산하는 연산과정에 Javerage 값이 입력되어 작업의 숙련도를 판단할 수 있다. 이상의 과정에서 연산된 Paverage 값과 Naverage 값에 의해서 작업의 종류를 연산한다.Therefore, the Javerage value is input to the operation of calculating the skill of the job to determine the skill of the job. The kind of job is calculated by the Paverage value and the Naverage value calculated in the above process.
작업의 종류를 연산하는 과정은 작업자가 작업의 종류를 판단하던 것을 대신하는 것으로서, 만약 자동파워 스위치가 ON되었을때는 제8도와 제9도에서 입력되는 네가티브 압력의 평균값(Naverage)과 토출압력의 평균값(Paverage)에 의해서 함수 f(Naverage, Paverage)의 연산으로 필요한 작업종류가 연산된다.The process of calculating the type of work replaces the operator's judgment of the type of work. If the automatic power switch is turned on, the average value of the negative pressure and the discharge pressure input from FIG. 8 and FIG. (Paverage) calculates the kind of work required by the operation of the function f (Naverage, Paverage).
즉, 토출압력의 평균값이 커지면 부하가 큰 작업인 중굴삭 작업에 가까운 것으로 판단하고, 토출압력의 평균값이 작아지면 부하가 작은 작업인 미세작업에 가까운 것으로 판단한다. 또한 네가티브 압력의 평균값이 커지면 속도가 느린 작업인 미세작업에 가까운 것으로 판단하고, 네가티브 압력의 평균값이 작아지면, 작업의 속도가 빠른 작업인 중굴삭 작업에 가까운 것으로 판단한다. 이 작업의 종류에 따라서 중굴삭 작업에 가까운 작업은 세팅 마력을 크게 설정하고 미세작업에 가까운 작업은 세팅 마력을 작게 설정한다.That is, when the average value of the discharge pressure is large, it is determined that the heavy excavation work, which is a heavy load operation, is close to, and when the average value of the discharge pressure is small, it is determined that it is close to the micro work, which is a light workload. In addition, when the average value of negative pressure increases, it is judged that it is close to the micro work which is a slow work, and when the average value of negative pressure becomes small, it is judged that it is close to the heavy excavation work which is a high speed work. According to this type of work, the work close to the heavy excavation work sets the setting horsepower large, and the work close to the micro work sets the setting horsepower small.
작업자의 숙련도(B)를 연산하는 과정은, 네가티브 압력의 평균값(average)과 압력 변화율의 평균값(dPaverage)과 복합동작율(Javerage)에 의해서 함수f3(Naverage, Paverage, Javerage)의 연산으로 작업의 숙련도를 계산한다. 즉, Naverage의 값이 크면 빠른 작업을 위해서 숙련된 작업자가 장비를 제어하고 있는 것으로 판단하여 숙련도 B값을 중가시키고, Naverage의 값이 작으면 미숙련된 작업에 의해서 작업이 천천이 이루어지고 있는 것으로 판단하여 숙련도 B값을 감소시킨다.The process of calculating the operator's proficiency (B) is based on the calculation of function f 3 (Naverage, Paverage, Javerage) based on the average value of negative pressure, dPaverage of pressure change rate, and composite operation rate. Calculate your proficiency. In other words, if the value of Naverage is high, it is determined that a skilled worker is controlling the equipment for fast work, and the skill level B is increased. If the value of Naverage is low, the work is slowed down by unskilled work. This reduces the proficiency B value.
또한, 압력 변화율의 평균값(dPaverage)의 값이 크면 미숙련자에 의해서 작업이 진행되어 압력의 변화가 많은 것으로 판단하여 숙련도(B)값을 감소시키고,In addition, when the average value of the pressure change rate (dPaverage) is large, work is progressed by an inexperienced person to determine that there is a large change in pressure, thereby reducing the skill level (B),
dPaverage의 값이 작으면 숙련된 작업자에 의해서 작업이 진행되어 작업기에 심한 층격부하가 가해지지 않은 것으로 판단하여 숙련도 B값을 증가시킨다.If the value of dPaverage is small, work is progressed by a skilled worker, and it is determined that no severe stratification load is applied to the work machine, thereby increasing the skill level B.
또한, 작업자가 두가지 이상의 작업기를 동시에 제어하는 복합동작을 얼마나 많이 하고 있는가를 나타내는 복합동작율이 크면 숙련도 B값을 증가시키고, 복합동작율이 작을때는 B값을 감소시킨다.In addition, when the compound operation rate is large, which indicates how many times the operator is operating the two or more work machines at the same time, the skill level B is increased, and when the compound operation rate is small, the value B is decreased.
이상의 연산에 의해서 현재 진행되고 있는 작업의 숙련도를 평가할 수 있으며, 이 값에 의해서 숙련도가 클때는 마력의 세팅값을 증가시키는 연산을 수행하고, 펌프의 동특성이 제6도의 (1)에 가까와 지도록 제어한다.Based on the above calculations, it is possible to evaluate the proficiency of the work currently in progress. By this value, when the proficiency is large, the calculation is performed to increase the horsepower setting value, and the dynamic characteristics of the pump are controlled to be close to (1) in FIG. do.
또한 숙련도가 작을때는 마력의 세팅값을 감소시키는 연산을 수행하고, 펌프의 동특성이 제6도의 (2)에 가까와 지도록 제어한다. 이상의 연산과정에서 얻은 작업종류In addition, when the skill level is small, a calculation is performed to decrease the horsepower setting value, and the dynamic characteristics of the pump are controlled to be close to (2) in FIG. Type of work obtained in the above calculation process
(A)와 작업 숙련도(B)에 의해서 장비의 최적마력(HP)를 계산한다. 즉 함수 f3(A,B)는 연산된 작업의 종류와 작업의 숙련도의 작업도에 적합한 최적마력을 연산하는 함수로서, 작업의 종류 A가 증가하면 최적마력(HP)를 증가시키고 A가 감소하면 최적마력The optimum horsepower (HP) of the equipment is calculated from (A) and work proficiency (B). In other words, the function f 3 (A, B) is a function that calculates the optimal horsepower suitable for the work type of the calculated work type and the work proficiency.As the increase of the work type A increases the optimum horsepower (HP) and decreases A Optimal horsepower
(HP)를 증가시키고 B가 감소하면 최적마력(HP)를 감소시키도록 하는 함수이다. 온도에 의한 영향을 보상하는 연산은, 작동유의 온도와 외기 온도, 냉각수 온도를 센싱하여 장비의 상태를 최적으로 유지할 수 있도록 함수 f4(HP, 유온, 수온, 외기온도)에 의해서 마력 보상값 HP롤 연산하고, 펌프의 초기 경전각을 연산한다.Increasing (HP) and decreasing B reduces the optimal horsepower (HP). Compensation for the effect of temperature is the horsepower compensation value HP by function f 4 (HP, oil temperature, water temperature, ambient temperature) to sense the operating oil temperature, ambient temperature and coolant temperature to maintain the optimum condition of the equipment. Roll calculation and the initial tilt angle of the pump are calculated.
즉, 함수 f4(HP, 유온, 수온, 외기온도)는 유온이 t oil 1보다 낮은 온도일때는 예열이 안된 상태이므로 이때 큰 부하가 걸리면 장비에 무리를 주므로, 펌프의 경전각 초기치를 줄이도톡 연산하고, 빨리 예열될 수있도록 마력 보상값 △HP를 증가시킨다. 또한 유온이 t ol1 2보다 높은 온도에서는, 유온의 증가에 따라서 펌프의 토출유량이 증가하므로 마력 보상값 △HP를 감소시킨다. 엔진 냉각수 온도의 영향은 냉각수 온도가In other words, the function f 4 (HP, oil temperature, water temperature, outside temperature) is not preheated when the oil temperature is lower than t oil 1, so if a large load is applied, the equipment will be overwhelmed. Compute and increase the horsepower compensation value [Delta] HP so that it can be preheated quickly. In addition, when the oil temperature is higher than t ol1 2, the discharge flow rate of the pump increases as the oil temperature increases, thereby decreasing the horsepower compensation value ΔHP. The effect of the engine coolant temperature is that the coolant temperature
t water 1의 온도보다 낮을때는 빠른 예열을 위해서 마력 보상값 △HP를 증가시키고, 엔진 냉각수 온도가 t water 2온도보다 높을때는 엔진의 출력 마력이 감소하므로 마력 보상값 △HP를 감소시키고, 펌프 경전각의 초기치를 증가시킨다. 외기온도의 영향은 외기온도가 t ex 1 보다 작을때는 빨리 예열될 수 있도록 마력 보상값 △HP를 증가시키고, 외기온도가 t ex 2보다 상승하면 엔진의 출력마력이 감소하므로 펌프 경전각의 초기치를 증가시킨다.When the water temperature is lower than the water 1 temperature, the horsepower compensation value △ HP is increased for rapid preheating.When the engine coolant temperature is higher than the water temperature 2, the horsepower compensation value is decreased, so the horsepower compensation value △ HP is decreased. Increase the initial value of the angle. The effect of the outside temperature is to increase the horsepower compensation value △ HP so that it can be preheated quickly when the outside temperature is less than t ex 1, and the output horsepower of the engine decreases when the outside temperature rises above t ex 2, so Increase.
이상의 f4(HP, 유온, 수온, 외기온도) 함수에 의해서 연산된 마력 보상값 △HP에 의해서 최종마력 HPr을 HPr = HP-△HP에 의해서 연산하고, 펌프의 초기 경전각을 연산하여 그 결과를 마력 제어신호 연산부에 입력한다.The final horsepower HPr is calculated by HPr = HP- △ HP based on the horsepower compensation value △ HP calculated by the above function f 4 (HP, oil temperature, water temperature, outside temperature), and the initial tilt angle of the pump is calculated. Is input to the horsepower control signal calculation unit.
최종마력(HPr)에 따른 출력신호의 연산은 함수 f5(HPr 경전각 초기치)에 의해서 쓰로틀레버위치, 목표 RPM이 연산된다. 함수 f5(HPr, 펌프 경전각 초기치)의 연산과정을 설명하면, 제4도의 엔진 성능 커브에서 연산된 최적마력(HPr)에 적합한 세팅값은 등마력 선도를 따라서 여러가지가 있을 수 있지만, 최대의 효율을 얻기 위해서는 최소 연료소비율 선도와 등마력 선도가 만나는 점에서 제어가 이루어지는 경우이다.The calculation of the output signal according to the final horsepower HPr is performed by calculating the throttle lever position and the target RPM by the function f 5 (initial HPr tilt angle). Explaining the calculation process of function f 5 (HPr, initial value of pump tilt angle), there are various settings along the back horsepower curve for the optimum horsepower (HPr) calculated from the engine performance curve of FIG. In order to achieve efficiency, control is performed at the point where the minimum fuel consumption curve meets the back horsepower curve.
따라서, 엔진의 최대 효율을 출력하기 위해서는 최소 연료소비율 선도를 따라서 제어가 이루어져야 할 것이다. 그러므로, 함수 f5(HPr, 펌프 경전각 초기치)의 연산은 입력된 HPr에 따라서 최소 연료소비율을 갖는 지점의 목표 RPM과 쓰로틀레버 위치를 연산한다.Therefore, in order to output the maximum efficiency of the engine, control must be made along the minimum fuel consumption diagram. Therefore, the calculation of the function f 5 (HPr, initial value of pump tilt angle) calculates the target RPM and throttle lever position at the point having the minimum fuel consumption rate according to the input HPr.
펌프 특성 커브 연산과정은 작업기의 필링을 작업자의 숙련도에 따라서 변화시키기 위한 연산과정으로서 제6도의 스텝 부하에 따른 압력 커브(1)의 커브는 상승시간이 최소가 되도록 제어 했을때의 출력 결과로서 작업자의 조이스틱 신호에 따라서 민감하게 제어되는 유량 특성을 나타낸다. 또한 (2)의 커브는 (1)의 커브와 비교하여 상승시간은 크지만 오실리레이션(OSCILLATION)이 작은 특성을 가진 제어로서 외부 부하의급격한 번화에 대해서 엔진 EPM의 오버슈트, 언더슈트(OVERSHOOT,UNDERSHOOT)가 작은 특성을 가진 커브이다. 따라서 함수 f6(B)의 연산은 B의 값이 크면 펌프의 제어특성이 (1)의 커브에 가까와 지도록 펌프 경전각 제어신호를 연산하고, B의 값이 작으면 펌프의 제어특성이 (2)의 커브에 가까와 지도록 펌프 경전각 제어신호를 연산한다.The pump characteristic curve calculation process is a calculation process to change the filling of the work machine according to the skill of the operator. The curve of the pressure curve 1 according to the step load of FIG. 6 is an output result when the rise time is controlled to be the minimum. The flow rate characteristics are sensitively controlled according to the joystick signal. In addition, the curve of (2) is a control that has a larger rise time compared to the curve of (1) but has a small oscillation.It is an overshoot and undershoot of the engine EPM for a sudden bust of an external load. , UNDERSHOOT) is a curve with small characteristics. Therefore, the calculation of the function f 6 (B) calculates the pump tilt angle control signal so that if the value of B is large, the control characteristic of the pump is close to the curve of (1), and if the value of B is small, the control characteristic of the pump is (2 Compute the pump tilt angle control signal to approximate the curve
이상의 제어신호에 의해서 펌프의 경전각 제어, 엔진 쓰로틀레버 제어, 목표 RPM 변경, 펌프의 경전각 제어 특성 변경등에 의해서 장비의 상태에 최적인 마력의 세팅이 자동으로 이루어진다.By the above control signal, the optimum horsepower setting is automatically made by the tilt angle control of the pump, the engine throttle lever control, the change of the target RPM, and the change of the tilt angle control characteristic of the pump.
제13도는 본 발명의 다른 실시예로서, 조이스틱의 변위에 비례하는 전기신호를 출력하는 전기식 조이스틱과, 펌프의 토출유량을 조이스틱의 전기신호에 따라서 제어하는 전자비례 솔레노이드밸브를 사용한 장치로서, 위에서 설명한 자동 마력 설정을 위한 조이스틱 조작이 평균값 복합 동작율을 연산하기 위해서, 네가티브 압력의 평균값에 의해서 조이스틱의 조작정도의 평균값이 Naverage 값을 얻는 대신에, 전기식 조이스틱에 의해서 조이스틱의 조작정도를 직접 콘트롤러에 입력하여, 이 값의 일정 시간 동안의 평균값을 산출하여 그 값을 Naverage에 입력한다.FIG. 13 is an embodiment of the present invention, which uses an electric joystick for outputting an electric signal proportional to the displacement of the joystick and an electromagnetic proportional solenoid valve for controlling the discharge flow rate of the pump according to the electric signal of the joystick. In order for the joystick operation for automatic horsepower setting to calculate the average value compound operation rate, instead of the average value of the joystick's operation accuracy getting the Naverage value by the average value of the negative pressure, the joystick's operation accuracy is directly input to the controller by the electric joystick. The average value of the value for a predetermined time is calculated, and the value is input to Naverage.
또한 조이스틱의 복합동작율을 계산하기 위해서 조이스틱 압력스위치의 ON OFF 여부를 판단하는 대신에 일정 시간마다 조이스틱의 전기신호가 동시에 2갱 이상이 입력되는 시간을 1개 이상의 조이스틱 전기신호가 입력되는 시간으로 나눈값의 평균값에 의해서 복합동작율(Javerage)을 연산한다. 최적마력 세탕값의 연산과정의나머지는 위에서 설명한 것과 동일하다. 또한 제13도에서 펌프의 경전각을 최적으로 제어하기 위해서 콘트롤러에서 제14도와 같은 연산과정을 수행한다. 즉 위의 연산과정에서 연산된 세팅마력을 입력하고 펄프 토출압력 P1, P2와 조이스틱이 중립 위치에 있는지(J)를 검출하여 이 값에 따라서 최적 토출유량을 함수 f7(HP, P1, P2, J)에 의해서 연산한다. 함수 f1은 P1, P2에 따라서 마력 HP를 일정하게 유지시키는 유량을 연산하고, 만약 조이스틱이 중립위치에 있을 때는 유량을 최소로 출력하도륵 연산하는 함수이다.In addition, instead of determining whether the joystick pressure switch is ON or OFF in order to calculate the complex operation rate of the joystick, the time when two or more gangs of the electric signal of the joystick is input at the same time is the time when one or more joystick electric signals are input. The composite operation ratio is calculated by the average value of the divided values. The rest of the process of calculating the optimal horsepower tang is the same as described above. Also, in order to optimally control the tilt angle of the pump in FIG. 13, the controller performs the calculation process as shown in FIG. That is, input the setting horsepower calculated in the above calculation process and detect whether the pulp discharge pressures P1, P2 and the joystick are in the neutral position (J), and calculate the optimum discharge flow rate according to the value f 7 (HP, P1, P2, Calculate by J). The function f1 calculates the flow rate for keeping the horsepower HP constant according to P1 and P2, and calculates the minimum flow rate when the joystick is in the neutral position.
연산된 토출유량을, 엔진의 회전수차에 따른 함수 f7(RPM)에 의해서 보상값을 연산하여 최적 토출유량을 연산한다. 함수 f7(RPM)은 엔진의 출력마력을 최대한 사용하기 위해서 펌프의 입력 마력을 엔진의 출력 마력보다 높게 설정하고, 이때 엔진의 회전수가 감소하는 것을 센싱하여 목표회전수와의 차만큼을 보상하는 함수이다.The calculated discharge flow rate is calculated by calculating a compensation value by a function f 7 (RPM) according to the rotational aberration of the engine to calculate the optimum discharge flow rate. The function f 7 (RPM) sets the input horsepower of the pump to be higher than the engine horsepower in order to make the best use of the engine's output horsepower, and compensates for the difference from the target speed by sensing that the engine speed decreases. Function.
연산 유량에 따라서 필요한 사판각을 함수 f8(Q)에 의해서 연산하여 이 값을The required swash plate angle is calculated by the function f 8 (Q) according to the flow rate.
제13도의 전자비례 감압밸브로 출력하여 펌프의 경전각을 최적으로 제어한다.Output to the electromagnetic proportional pressure reducing valve of FIG. 13 to optimally control the tilt angle of the pump.
이상과 같이 본 발명에 의한 건설기계의 제어장치는, 작업자가 작업의 종류를 판단하여 적절한 작업스위치를 선택해야 하는 기존의 제어장치에 대해서, 최적의 장비효율과 작업자의 편리성을 제공하는 장치이며, 펌프의 경전각을 전자비례 감압밸브에서 최적의 값으로 제어하므로써, 펌프의 구조를 간단화 시키고, 장비의 성능을 개선할 수 있다.As described above, the control device for a construction machine according to the present invention is a device that provides optimum equipment efficiency and operator convenience to an existing control device in which an operator must select an appropriate work switch by judging the type of work. By controlling the tilt angle of the pump to the optimum value in the proportional pressure reducing valve, the structure of the pump can be simplified and the performance of the equipment can be improved.
제1도는 본 발명의 구성도1 is a block diagram of the present invention
제2도는 기존 제어 장치의 P-Q 커브.2 is a P-Q curve of an existing control device.
제3도는 본 발명의 P-Q 커브.3 is a P-Q curve of the present invention.
제4도는 엔진의 성능 커브.4 is the performance curve of the engine.
제5도는 조이스틱 2차압에 따른 네가티브 압력 커브.5 is a negative pressure curve according to the joystick secondary pressure.
제6도는 스텐 부하에 따른 압력 커브.6 is a pressure curve according to the stainless load.
제7도는 콘트롤러의 연산 플로우챠트.7 is a calculation flowchart of a controller.
제8도는 토출압력 입력 선도.8 is a discharge pressure input diagram.
제9도는 토출압력 변화율의 입력 선도.9 is an input diagram of the discharge pressure change rate.
제10도는 네가티브 압력의 입력 선도.10 is an input diagram of negative pressure.
제11도는 조이스틱 조작 신호 입력 선도.11 is a joystick operation signal input diagram.
제12도는 조이스틱 조작 신호 검출부.12 is a joystick operation signal detection unit.
제13도는 본 발명의 다른 실시예.13 is another embodiment of the present invention.
제14도는 콘트롤러의 펌프 경전각 연산 플로우챠트.14 is a flowchart for calculating a pump tilt angle of the controller.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1 : 콘트롤러 2 : 엔진1: controller 2: engine
3 : RPM 센서 4 : 전자비례감압(EPPR) 밸브3: RPM sensor 4: electromagnetic proportional pressure reduction (EPPR) valve
5 : 메인펌프 6 : 유온센서5: main pump 6: oil temperature sensor
7 : 외기온도 센서 8 : 네가티브 압력센서7: outside temperature sensor 8: negative pressure sensor
9 : RCV 압력스위치 9a : 압력스위치 19: RCV pressure switch 9a: pressure switch 1
9b : 압력스위치 2 9c : 압력스위치 39b: Pressure switch 2 9c: Pressure switch 3
9d : 압력스위치 4 10 : 조이스틱9d: Pressure switch 4 10: Joystick
11 : 메인 밸브 13 : 유압탱크11: main valve 13: hydraulic tank
14 : 쓰로틀 레버 제어기 15 : 엔진 냉각수 온도 센서14 throttle lever controller 15 engine coolant temperature sensor
16 : 토출 압력 센서 17 : 조작 판넬16: discharge pressure sensor 17: operation panel
18 : 자동파워 스위치 19 : 준자동파워 스위치18: automatic power switch 19: semi-auto power switch
20 : 스피드 업 스위치 21:스피드 다운 스위치20: speed up switch 21: speed down switch
22 : 파이로트 압력 펌프 23 : 전자비례 제어밸브22: pilot pressure pump 23: electronic proportional control valve
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019920013323A KR950008534B1 (en) | 1992-07-25 | 1992-07-25 | Control devices and method for construction machines |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019920013323A KR950008534B1 (en) | 1992-07-25 | 1992-07-25 | Control devices and method for construction machines |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR940002511A KR940002511A (en) | 1994-02-17 |
| KR950008534B1 true KR950008534B1 (en) | 1995-07-31 |
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ID=19336973
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019920013323A KR950008534B1 (en) | 1992-07-25 | 1992-07-25 | Control devices and method for construction machines |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140137503A (en) * | 2013-05-22 | 2014-12-03 | 현대중공업 주식회사 | hydraulic system for excavator using negative control valve and pressure sensor |
-
1992
- 1992-07-25 KR KR1019920013323A patent/KR950008534B1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140137503A (en) * | 2013-05-22 | 2014-12-03 | 현대중공업 주식회사 | hydraulic system for excavator using negative control valve and pressure sensor |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR940002511A (en) | 1994-02-17 |
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