KR960004409B1 - Method and apparatus of oil pressure control for a excavator - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 본 발명의 일실시예를 도시한 유압시스템 설명도.1 is an explanatory view of a hydraulic system showing an embodiment of the present invention.
제2도는 본 발명의 다른 실시예로서 유압펌프 제어 시스템도.2 is a hydraulic pump control system as another embodiment of the present invention.
제3도는 본 발명의 다른 실시예로서 포지콘 압력을 이용한 시스템도.3 is a system diagram using Posicon pressure as another embodiment of the present invention.
제4도는 본 발명의 일실시예로서 주행여부 판별 장치.4 is a driving determination apparatus as an embodiment of the present invention.
제5도는 본 발명의 엔진제어 흐름도.5 is an engine control flowchart of the present invention.
제6도는 본 발명의 제1목표유량 연산 흐름도.6 is a flowchart illustrating a first target flow rate calculation of the present invention.
제7도는 본 발명의 제2목표유량 연산 흐름도.7 is a flowchart illustrating a second target flow rate of the present invention.
제8도는 본 발명의 유압펌프 레귤레이터 제어 흐름도.8 is a flow chart of a hydraulic pump regulator control of the present invention.
제9도는 본 발명의 주행안정성 향상을 위한 제2목표유량 연산 흐름도.9 is a flowchart illustrating a second target flow rate calculation for improving driving stability of the present invention.
제10도는 본 발명의 실시예로서,10 is an embodiment of the present invention,
(a)도는 표준, 정지, 측면굴삭 작업모드에서의 제1목표유량선도(a) is the first target flow diagram in the standard, stationary, side digging operation mode.
(b)도는 크레인 작업모드에서의 제1목표유량선도(b) is the first target flow rate diagram in the crane working mode
(c)도는 중작업, 덤프작업모드에서의 제1목표유량선도(c) is the first target flow rate diagram in the heavy operation and the dump operation mode
(d)도는 경제작업모드에서의 제1목표유량선도(d) is the first target flow diagram in the economic working mode.
제11도는 본 발명의 실시예로서,11 is an embodiment of the present invention.
(a)도는 표준작업, 정지작업, 측면굴삭작업, 중작업, 덤프작업, 경제작업모드에서의 제2목표 유량선도(a) is the second target flow diagram in the standard work, stop work, side excavation work, heavy work, dump work, and economic work mode.
(b)도는 크레인 작업 모드에서의 제2목표유량선도(b) is the second target flow rate diagram in the crane working mode
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
4, 6, 9, 29 : 솔레노이드 밸브 5, 8, 27, 28 : 비례제어 전자밸브4, 6, 9, 29: solenoid valve 5, 8, 27, 28: proportional control solenoid valve
7 : 릴리이프 밸브 10 : 제1방향 제어밸브7: relief valve 10: 1st direction control valve
10a : 주행스풀(좌주행) 10b : 선회스풀10a: driving spool (left driving) 10b: turning spool
10c : 붐스풀(붐II) 10d : 암스풀(암 I)10c: Boomspool (boom II) 10d: Armspool (arm I)
11, 21 : 페러랠 유로 12, 22 : 가변 오리피스 밸브11, 21: parallel euros 12, 22: variable orifice valve
13, 14 : 제1, 2유압펌프 15 : 조종 유압펌프13, 14: 1st, 2 hydraulic pump 15: steering hydraulic pump
16 : 엔진 17 : 제어장치16 engine 17 control device
18 : 연료량 조절수단 19 : 작업모드 선택부18: fuel amount adjusting means 19: working mode selection unit
20 : 제2방향 제어밸브 20a : 주행스풀(우주행)20: second direction control valve 20a: driving spool (space travel)
20c : 붐스풀(I) 20d : 암스풀(암 II)20c: Boomspool (I) 20d: Armspool (arm II)
20e : 버켓스풀 23 : 스텝모터20e: Bucket Spool 23: Step motor
24 : 각도센서 25, 26 : 레귤레이터24: angle sensor 25, 26: regulator
30, 31 : 유압센서 32, 33 : 네가콘 압력센서30, 31: oil pressure sensor 32, 33: negative cone pressure sensor
34 : 거버너 레버 37 : 디스플레이부34: governor lever 37: display unit
38 : 회전수 감지기 39 : 선회속도 조절수단38: rotation speed detector 39: turning speed adjusting means
본 발명은 굴삭기의 유압제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 작업특성별로 작업모드를 구분하고 작업 모드 선택에 따라 엔진과 유압펌프가 최적의 상태로 자동조정되게 하며, 작업특성에 일치하는 유로가 자동으로 형성되게 한 것이다.The present invention relates to a hydraulic control method and apparatus of an excavator, and in particular, to distinguish the working mode by working characteristics, and to automatically adjust the engine and hydraulic pump to the optimum state according to the working mode selection, the flow path matching the working characteristics is automatically It is to be formed.
주지된 바와 같이 굴삭기는 토사의 굴삭 및 이송, 토사의 상차작업, 중량물 인양작업, 정지작업(지면 고르기)등 다양하게 사용되고 있으며, 이러한 다양한 작업을 수행하는데 적합한 숙련된 운전자가 요구된다 하겠다.As is well known, excavators are used in various ways, such as excavation and transfer of soil, loading work of soil, lifting of heavy materials, stopping (ground leveling), and requires an experienced operator suitable for performing these various tasks.
그러나 숙련된 운전자라 하더라도 다수의 유압작동기통으로 구성된 굴삭기를 작업특성에 일치하여 각각의 작동라인에 유량을 적절히 분배하면서 운전하기란 실로 어려운 일이다.However, even for the experienced driver, it is difficult to operate an excavator composed of a plurality of hydraulic operation cylinders in accordance with the working characteristics while appropriately distributing the flow rate to each operation line.
따라서 굴삭기의 작업유형별로 작업효율을 증대시키고 보다 간편한 운전을 위해서는 굴삭기의 에너지 발생수단인 유압펌프의 토출유량을 제어함과 동시에 토출된 유압을 작업특성에 부합시켜 합리적으로 형성된 유로에 송출시켜야 하는 것이다.Therefore, in order to increase the work efficiency for each type of excavator and to operate more easily, it is necessary to control the discharge flow rate of the hydraulic pump, which is the energy generating means of the excavator, and to send the discharged hydraulic pressure to the flow path formed reasonably according to the working characteristics. .
현재까지 알려진 굴삭기의 유압펌프 제어 방법은 유압펌프의 토출압력과 각 작동기통의 부하에 따라 기계적으로 유압펌프 레귤레이터를 제어하는 것이었다.The hydraulic pump control method of an excavator is known to control the hydraulic pump regulator mechanically according to the discharge pressure of the hydraulic pump and the load of each operating cylinder.
그러나 이러한 방법은 오직 펌프의 토출압력과 부하에 따라서만 펌프 레귤레이터가 제어되는 것이므로 작업특성 또는 그 유형별로 구분하여 펌프의 토출유량을 제어하는데는 많은 어려움이 수반되는 것이다.However, since the pump regulator is controlled only according to the discharge pressure and the load of the pump, this method involves a lot of difficulties in controlling the discharge flow rate of the pump according to the work characteristics or the types thereof.
또한 유압펌프를 구동하는 엔진 제어는 전적으로 운전자에 의해 연료소모량이 조절되게 하여 제어시키는 것이므로, 작업특성 즉, 작업부하별로 엔진을 제어해야 하는 번거로움이 존재하는 것이다.In addition, the engine control for driving the hydraulic pump is to control the fuel consumption to be controlled entirely by the driver, there is a hassle to control the engine for each work characteristic, that is, the workload.
상기한 바와 같은 종래 굴삭기의 제반 단점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 작업특성별로 작업모드를 구분하고, 작업모드의 선택에 따라 엔진출력과 유압펌프의 토출유량을 이상적으로 제어될 수 있도록 하는 한편, 작업특성에 적합하도록 유로를 선택적으로 가변시켜 작업성능 향상과 운전조작의 편리성을 도모하고자 하는 것이다.An object of the present invention for solving the above-mentioned disadvantages of the conventional excavator is to distinguish the working mode by working characteristics, and to ideally control the output of the engine output and the hydraulic pump according to the selection of the working mode. In order to improve the work performance and the convenience of operation operation, the flow path is selectively changed to suit the working characteristics.
이하, 본 발명의 유압장치와 그 제어 방법에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the hydraulic device and the control method of the present invention will be described in detail.
유압장치는 적어도 2개의 가변용량형 제1, 2유압펌프(13, 14)와 1개의 조종 유압펌프(15)로 구성하여 엔진(16)에 의해 구동되도록 연결하고, 상기 제1유압펌프(13)로부터 토출되는 유압은 제1방향 제어밸브(10)를 통하여 각 작동기통에 분배되게 함과 동시에 일부 유압은 릴리이프 밸브(7)에도 작용하도록 유로를 형성하고, 상기 제2유압펌프(14)로부터 토출되는 유압은 제2방향 제어밸브(20)를 통하여 각 작동기통에 분배되게 하면서 상기 릴리이프 밸브(7)에도 작용하도록 유로를 형성한다.The hydraulic device is composed of at least two variable displacement first and second hydraulic pumps 13 and 14 and one steering hydraulic pump 15 so as to be driven by the engine 16 and connected to the first hydraulic pump 13. The hydraulic pressure discharged from) is distributed to the respective working cylinders through the first direction control valve 10, and at the same time, some hydraulic pressures are formed to act on the relief valve 7, and the second hydraulic pump 14 The hydraulic pressure discharged from the air flow path is formed to act on the relief valve 7 while being distributed to the respective working cylinders through the second direction control valve 20.
또한 상기의 제1방향 제어밸브(10)에는 적어도 주행스풀(10a), 선회스풀(10b), 붐스풀(10c), 암스풀(10d)을 포함시키되, 각각의 스풀 사이에는 패러렐 유로(11)를 형성하며 상기 선회스풀(10b)은 붐스풀(10c)또는 암스풀(10d)보다 상기 제1유압펌프(13)로부터 우선하여 유량을 공급받을 수 있도록 상류에 위치시키고, 상기 선회스풀(10b), 붐스풀(10c) 사이의 패러렐 유로(11)에는 통과 유량을 가변시킬 수 있는 가변 오리피스 밸브(12)를 설치한다.In addition, the first direction control valve 10 includes at least a running spool 10a, a swinging spool 10b, a boom spool 10c, an arm spool 10d, and a parallel flow path 11 between the respective spools. The swing spool 10b is positioned upstream to receive a flow rate in preference to the boom spool 10c or the arm spool 10d from the first hydraulic pump 13, and the swing spool 10b. In the parallel flow path 11 between the boom spools 10c, a variable orifice valve 12 capable of varying the passage flow rate is provided.
상기 오리피스 밸브(12)는 비례제어 전자밸브(5)를 경유하는 조종유압 라인과 접속하고 상기 비례제어 전자밸브(5)는 제어장치(17)로부터 전기신호를 인가받아 작동되도록 구성하였으며, 상기 붐스풀(10c)의 붐 상승측 조정유압 라인에는 솔레노이드 밸브(6)를 설치하되, 솔레노이드 밸브(6)는 제어장치(17)로부터 전기신호를 인가받아 작동되도록 한다.The orifice valve 12 is connected to a control hydraulic line via the proportional control solenoid valve 5, and the proportional control solenoid valve 5 is configured to operate by receiving an electric signal from the control device 17. The solenoid valve 6 is installed in the boom rising side adjustment hydraulic line of the spool 10c, and the solenoid valve 6 is operated by receiving an electric signal from the control device 17.
또 상기의 제2방향 제어밸브(20)에는 적어도 주행스풀(20a), 버켓스풀(20e),붐스풀(20c), 암스풀(20d)과 한대의 예비스풀(20f)을 포함시키되, 각각의 스풀 사이에는 패러렐 유로(21)를 형성하며 상기 붐스풀(20c)은 암스풀(20d)보다 상기 제2유압펌프로부터 우선하여 유량을 공급받도록 상류에 위치시키고 상기 붐스풀(20c)과 암스풀(20d)사이에는 통과 유량을 가변시킬 수 있는 가변 오리피스 밸브(22)를 설치한다.In addition, the second directional control valve 20 includes at least a running spool 20a, a bucket spool 20e, a boom spool 20c, an arm spool 20d, and one preliminary spool 20f. A parallel flow path 21 is formed between the spools, and the boom spool 20c is positioned upstream to receive a flow rate preferentially from the second hydraulic pump over the arm spool 20d, and the boom spool 20c and the arm spool ( Between 20d), a variable orifice valve 22 capable of varying the passage flow rate is provided.
그리고 상기 가변 오리피스 밸브(22)는 비례제어 전자밸브(8)를 경유하는 조종유압 라인과 접속하되, 상기 비례제어 전자밸브(8)는 제어장치(17)로부터 전기신호를 인가받아 작동되도록 구성하며, 상기 암스풀(20d)의 양측 조종유압 라인에는 솔레노이드 밸브(4, 9)를 설치하되, 제어장치(17)로부터 전기신호를 인가받아 작동되도록 구성한다.And the variable orifice valve 22 is connected to the control hydraulic line via the proportional control solenoid valve (8), the proportional control solenoid valve (8) is configured to operate by receiving an electrical signal from the control device (17) The solenoid valves 4 and 9 are installed at both side hydraulic lines of the arm spool 20d, and are configured to operate by receiving an electric signal from the control device 17.
한편 상기 제 1, 2유압펌프(13, 14)는 레귤레이터(25, 26)에 의해 경사판의 기울기가 조절되도록 구성하고 상기 레귤레이터(25, 26)의 조종유압 라인에는 비례제어 전자밸브(27, 28)를 설치하되, 제어장치(17)로부터 전기신호를 인가받아 작동되므로써 상기 레귤레이터(25, 26)로 공급되는 조종유압 라인의 유량을 제어할 수 있도록 구성한다.Meanwhile, the first and second hydraulic pumps 13 and 14 are configured to adjust the inclination of the inclined plate by the regulators 25 and 26 and the proportional control solenoid valves 27 and 28 in the control hydraulic lines of the regulators 25 and 26. ), But is configured to control the flow rate of the control hydraulic line supplied to the regulator (25, 26) by being operated by receiving an electrical signal from the control device (17).
또한 릴리이프 밸브(7)의 릴리이프 압력을 조절하는 수압부에는 조종유압 라인을 연결하고 그 라인상에는 제어장치(17)에 의해 제어되는 솔레노이드 밸브(29)를 설치하여 조종유압 라인의 유압이 상기 릴리이프 밸브(7)의 수압부로 공급 또는 차단 가능하게 한다.In addition, a hydraulic pressure line for adjusting the relief pressure of the relief valve 7 is connected to a hydraulic pressure line, and on the line, a solenoid valve 29 controlled by the controller 17 is installed so that the hydraulic pressure of the hydraulic pressure line is increased. It is possible to supply or cut off to the hydraulic part of the relief valve 7.
그리고 제1, 2유압펌프(13, 14)의 토출구측 유압라인에 이 제1, 2유압펌프의 토출유압을 감지하는 유압센서(30, 31)를 설치하고 이 유압센서(30, 31)의 신호는 제어장치(17)에 입력되도록 연결하며, 상기 제1, 2방향 제어밸브(10, 20)로부터 사용되지 않고 작동유 탱크로 귀환하는 유로에는 네가콘 압력센서(32, 33)를 설치하고 상기 네가콘 압력센서(32, 33)의 신호는 제어장치(17)에 입력되도록 연결한다.In addition, the hydraulic pressure sensors 30 and 31 for detecting the discharge oil pressure of the first and second hydraulic pumps are installed in the discharge line side hydraulic lines of the first and second hydraulic pumps 13 and 14. The signal is connected to be input to the control device 17, and the negative flow pressure sensors 32 and 33 are installed in the flow path returning to the hydraulic oil tank without being used from the first and second directional control valves 10 and 20. Signals of the negative cone pressure sensors 32 and 33 are connected to be input to the controller 17.
또 엔진(16)의 거버너 레버(34)는 스텝모터(23)에 의해 작동되도록 연결하고 스텝모터(23)는 제어장치(17)로부터 전기신호를 인가받아 거버너 레버(34)를 구동되게 하며, 스텝모터(23)의 회전각도는 각도센서(24)에 감지되게 하여 제어장치(17)로 입력되고, 엔진(16)의 회전수는 엔진(16)의 회전축상에 설치된 회전수 감지기(38)에 감지되어 제어장치(17)에 입력되도록 구성한다.In addition, the governor lever 34 of the engine 16 is connected to be operated by the step motor 23, and the step motor 23 receives the electric signal from the control device 17 to drive the governor lever 34, The rotation angle of the step motor 23 is input to the control unit 17 by being sensed by the angle sensor 24, and the rotation speed of the engine 16 is installed on the rotation axis of the engine 16. It is configured to be detected and input to the control unit 17.
제어장치(17)는 연료량 조절수단(18)과 작업모드 선택부(19)와 선회속도 조절수단(39)으로부터 신호를 받을 수 있도록 연결하고 선택된 작업모드를 표시하는 디스플레이부(37)와 연결하였다.The controller 17 is connected to the fuel amount adjusting means 18, the work mode selector 19 and the revolution speed adjusting means 39 so as to receive a signal, and to the display unit 37 displaying the selected work mode. .
한편 본 발명의 일실시예 구조로서, 상기 제1, 2유압펌프(13, 14)의 레귤레이터(25, 26)에 유압펌프의 경사판 기울기를 감지하는 기울기 감지기(80, 81)를 부설하여 제어장치(17)에 그 신호가 입력되도록 연결하고, 상기 레귤레이터(25, 26)는 양측면으로 조종유압 라인을 형성하되, 일측 조종유압 라인에 병렬로 솔레노이드 밸브(76, 77, 78, 79)를 설치하여 제어장치(17)에 전기적으로 결선한 상기 제1, 2유압펌프의 경사판 기울기 보상수단을 구비한다.On the other hand, as an embodiment of the present invention, the control device by installing the inclination detector (80, 81) for detecting the inclination of the inclination plate of the hydraulic pump on the regulator (25, 26) of the first, second hydraulic pump (13, 14) The signal is input to (17), and the regulators 25 and 26 form control hydraulic lines on both sides, and install solenoid valves 76, 77, 78 and 79 in parallel to one control hydraulic line. Inclined plate tilt compensation means of the first and second hydraulic pumps electrically connected to the control device (17).
여기서 상기의 작업모드 선택부(19)는 적어도 표준작업모드(Standard Mode), 중작업모드(Heavy Mode), 덤프작업모드(Dunp Mode), 정지작업모드(Leveling Mode), 크레인작업모드(Crane Mode), 경사작업모드(Economy Mode), 측면굴삭 작업모드로 구성한다.Wherein the work mode selection unit 19 is at least a standard mode (Heavy mode), heavy mode (Heavy mode), dump mode (Dunp Mode), stop mode (Leveling Mode), crane mode (Crane Mode) ), Slope mode (Economy Mode) and side excavation mode.
미설명부호는 35 : 붐스풀 조정레버, 36 : 암스풀 조종레버, 40 : 포지콘 압력센서, 41 : 주행유압센서 42, 43 : 좌, 우 주행레버이다.Reference numerals are 35: boom spool control lever, 36: arm spool control lever, 40: posicon pressure sensor, 41: traveling hydraulic sensor 42, 43: left and right driving lever.
다음으로 굴삭기의 유압제어 방법에 대하여 설명한다.Next, the hydraulic control method of an excavator is demonstrated.
1. 제1, 2유압펌프(13, 14)의 제어방법1. Control method of the first and second hydraulic pumps 13 and 14
제1목표유량 연산단계First target flow calculation stage
제1, 2유압펌프(13, 14)로부터 토출되는 유압을 유압센서(30, 31)로부터 감지하여 제어장치(17)에 입력하면, 제어장치(17)는 유압을 합산하여 작업모드의 선택에 따라 결정되는 제1목표유량 연산공식에 대입하여 제1목표유량을 연산한다.When the hydraulic pressure discharged from the first and second hydraulic pumps 13 and 14 is sensed by the hydraulic sensors 30 and 31 and input to the control unit 17, the control unit 17 sums up the hydraulic pressures to select the working mode. The first target flow rate is calculated by substituting the first target flow rate calculation formula determined accordingly.
상기 유량 연산 공식은 제10도에서 보는 바와 같이 상기 합산 유압에 대략 반비례하여 제1목표유량을 연산한다.The flow rate calculation formula calculates the first target flow rate in approximately inverse proportion to the sum hydraulic pressure as shown in FIG.
한편 선택된 작업모드가 중작업, 덤프작업, 경제작업, 측면굴삭 작업모드인 경우에는 엔진의 거버너 레버(34) 각도에 부합하는 엔진의 정격회전수를 연산하고 회전수 센서(38)로부터 엔진의 실제 회전수를 감지하여 상기 정격회전수와 비교, 회전수 차이를 구하고, 상기 회전수 차이의 증가에 대략 비례하여 제1목표유량 값이 감소한다.On the other hand, if the selected work mode is heavy work, dump work, economic work, and side excavation work mode, the rated rotation speed of the engine corresponding to the angle of the governor lever 34 of the engine is calculated and the actual speed of the engine from the speed sensor 38 is calculated. The rotation speed is detected to compare the rated rotation speed with the rotation speed, and the first target flow rate value decreases approximately in proportion to the increase in the rotation speed difference.
즉, 회전수 차이가 적을 때에는 제1목표유량값이 커지는 회전수 차이가 클 때는 제1목표유량값이 감소한다.In other words, when the rotation speed difference is small when the rotation speed difference is small, the first target flow value decreases when the rotation speed difference is large.
제2목표유량의 연산단계Calculation step of the second target flow
제1, 2방향 제어밸브(10, 20)로부터 사용되지 않고 귀환하는 유로의 유압이 네가콘 압력센서(32, 33)로부터 감지되어 각각 제어장치(17)에 입력되면, 제어장치(17)는 상기 네가콘 압력을 작업모드 선택에 따라 정해지는 제2목표유량 연산공식에 대입하여 제1, 2유압펌프(13, 14)의 각각의 제2목표유량을 연산한다.When the oil pressure of the return flow path which is not used from the first and second directional control valves 10 and 20 is sensed by the negative cone pressure sensors 32 and 33 and input to the control device 17, the control device 17 is The second target flow rates of the first and second hydraulic pumps 13 and 14 are calculated by substituting the negative cone pressure into the second target flow rate calculation formula determined according to the operation mode selection.
제2목표유량 연산공식은 제11도에서 보는 바와 같이 상기 네가콘 압력의 크기에 대략 반비례하여 제2목표유량을 연산하되, 선택된 작업모드가 크레인 작업모드일 경우 동시에 목표유량의 증가비율은 둔화된다.As shown in FIG. 11, the second target flow rate calculation formula calculates the second target flow rate in inverse proportion to the magnitude of the negative cone pressure, but the increase rate of the target flow rate is slowed at the same time when the selected work mode is the crane work mode. .
한편 제2목표유량을 연산하는 다른 실시예로는 제3도에서와 같이 네가콘 압력 대신 제1, 2방향 제어밸브(10, 20)의 각 스풀로 공급되는 조종유압을 포지콘 압력센서(40)에 의해 감지하고 포지콘 유압에 대략 비례하여 제2목표유량을 연산한다.On the other hand, in another embodiment of calculating the second target flow rate, as shown in FIG. 3, instead of the negative cone pressure, the control hydraulic pressure supplied to each of the spools of the first and second directional control valves 10 and 20 is the posicon pressure sensor 40 And calculates the second target flow rate approximately in proportion to the posicon hydraulic pressure.
상기에서 네가콘(Negative Control의 약어) 압력이란, 제1, 2유압펌프(13, 14)로부터 토출된 유량중에서 작동기통에 사용되지 않고 작동유 탱크로 귀환하는 유압을 말하며, 작동기통에 사용되어지는 유량이 증가하면 네가콘 압력은 감소하고, 사용유량이 감소하면 네가콘 압력은 상승하는 특성을 가진다.In the above description, the negative pressure (abbreviation of negative control) refers to the hydraulic pressure returned to the hydraulic oil tank without being used for the operation cylinder in the flow rates discharged from the first and second hydraulic pumps 13 and 14, and used for the operation cylinder. As the flow rate increases, the negative cone pressure decreases, and as the use flow rate decreases, the negative cone pressure increases.
또한 포지콘(Positive Control의 약어) 압력이란, 조종유압펌프(15)로부터 토출되어 스풀조종 레버를 경유하여 스풀에 작용하는 유압을 말하며, 스풀조종 레버의 조작량에 대략 비례한다.In addition, posicon (abbreviation of positive control) pressure means the hydraulic pressure discharged from the control hydraulic pump 15 and acting on a spool via a spool steering lever, and is proportional to the operation amount of a spool steering lever.
제1, 2유압펌프(13, 14)의 제어Control of the first and second hydraulic pumps 13 and 14
제1, 2유압펌프(13, 14)에 공통적으로 적용되는 제1목표유량 값과 제1, 2유압펌프(13, 14)에 각각 독립적으로 결정된 제2목표유량값을 각각 전류값으로 변환하고, 이 전류값 중에서 보다 적은 값을 택하여 최종 목표유량 값으로 결정하여서 비례제어 전자밸브(27, 28)의 구동신호로 사용한다.The first target flow rate value commonly applied to the first and second hydraulic pumps 13 and 14 and the second target flow rate values independently determined to the first and second hydraulic pumps 13 and 14 are respectively converted into current values. Then, a smaller value is selected among these current values to determine the final target flow value and used as a drive signal of the proportional control solenoid valves 27 and 28.
비례제어 전자밸브(27, 28)는 상기 전류값에 비례하여 제1, 2유압펌프(13, 14)의 레귤레이터(25, 26)로 공급되는 조종유압 라인의 압력을 제어한다.The proportional control solenoid valves 27 and 28 control the pressure of the control hydraulic line supplied to the regulators 25 and 26 of the first and second hydraulic pumps 13 and 14 in proportion to the current value.
상기 레귤레이터(25, 26)는 각각 제1, 2유압펌프(13, 14)의 경사판 기울기를 조절하므로써 토출유량을 제어한다.The regulators 25 and 26 control the discharge flow rate by adjusting the inclination of the inclined plates of the first and second hydraulic pumps 13 and 14, respectively.
이러한 제1, 2유압펌프(13, 14)의 경사판 기울기를 제어하는 다른 방법은, 제2도에서 보는 바와 같이 레귤레이터(25, 26)의 작동에 따라 제1 ,2유압펌프(13, 14)의 경사판 기울기를 감지기(80, 81)로부터 감지하여 제어장치(17)에 입력하고, 제어장치(17)는 입력된 기울기 값과 최종 목표유량 값으로부터 연산한 기울기 값을 비교하여 그 차이만큼 솔레노이드 밸브(76, 77, 78, 79)에 의해 상기 레귤레이터(25, 26)에 조종유압을 공급 또는 배출하므로써 상기 제1, 2유압펌프(13, 14)의 경사판 기울기를 조절하는 것이다.Another method of controlling the inclination of the inclined plates of the first and second hydraulic pumps 13 and 14 is the first and second hydraulic pumps 13 and 14 according to the operation of the regulators 25 and 26 as shown in FIG. Detects the inclination of the inclined plate from the detectors 80 and 81 and inputs it to the control unit 17, and the control unit 17 compares the inclination value calculated from the input inclination value with the final target flow value and compares the solenoid valve by the difference. The inclination plate inclination of the first and second hydraulic pumps 13 and 14 is adjusted by supplying or discharging the control hydraulic pressure to the regulators 25 and 26 by means of 76, 77, 78 and 79.
2. 엔진(16)의 출력제어 방법.2. Output control method of the engine (16).
작업모드 선택부(19)로부터 선택된 작업모드 신호가 제어장치(17)에 입력되면, 제어장치(17)는 작업모드 별로 정해진 엔진(16)의 거버너 레버(34)의 이동각도 값을 선택하고, 이 이동각도 값은 전기신호로 변환되면서 거버너 레버(34)의 구동용 스텝모터(23)에 전달되어 거버너 레버(34)를 구동하게 된다.When the work mode signal selected from the work mode selection unit 19 is input to the control device 17, the control device 17 selects a moving angle value of the governor lever 34 of the engine 16 determined for each work mode, The moving angle value is converted into an electric signal and transmitted to the driving step motor 23 of the governor lever 34 to drive the governor lever 34.
한편 상기 제어장치(17)는 연료량 조절수단(18)으로부터 제공되는 전기신호에 따라 엔진 거버너 레버(34)의 이동각도를 결정하고 상기 작업모드 선택에 정해진 거버너 레버(34)의 이동각도와 비교하여 적은값을 택하여 상기 스텝모터(23)의 구동신호로 사용할 수 있다.On the other hand, the control device 17 determines the moving angle of the engine governor lever 34 according to the electric signal provided from the fuel amount adjusting means 18 and compares it with the moving angle of the governor lever 34 determined in the operation mode selection. A small value can be taken and used as a drive signal of the step motor 23.
이와 같이 거버너 레버(34)의 이동에 따라 엔진(16)에 공급되는 연료량이 증감되면 엔진(16)의 회전수 역시 증감하게 된다.As the amount of fuel supplied to the engine 16 increases or decreases as the governor lever 34 moves, the rotation speed of the engine 16 also increases or decreases.
또한 스텝모터(23)의 실제 회전각도(거버너 레버(34)의 이동각도)는 스텝모터(23)에 설치된 각도센서(24)에 의해 감지되어 제어장치(17)에 입력되고 제어장치(17)내에서 이미 결정된 거버너 레버(34) 이동각도와 비교하여 거버너 레버(34)의 이동각도를 보상하게 된다.In addition, the actual rotation angle (movement angle of the governor lever 34) of the step motor 23 is detected by the angle sensor 24 installed in the step motor 23 and input to the control device 17, and the control device 17 The angle of movement of the governor lever 34 is compensated by comparing with the angle of movement of the governor lever 34 already determined therein.
3. 작업모드별 실시예.3. Examples of working modes.
본 발명의 일 실시예로서 작업모드별로 엔진 및 유압펌프의 제어방법과 토출유압의 유로제어에 대하여 설명하면 다음표 1, 2와 같다.As an embodiment of the present invention will be described with respect to the control method of the engine and the hydraulic pump for each operation mode and the flow path control of the discharge hydraulic pressure as shown in Table 1, 2.
4. 주행 안정성을 확보하기 위한 본 발명의 실시예.4. Embodiment of the present invention for securing running stability.
제4도에 도시한 바와 같이 운전자가 좌 또는 우주행레버(42, 43)를 조작하면 조종유압펌프(15)의 조종유압이 주행스풀(10a, 20a)의 수압부에 작용하여 상기 주행스풀을 움직인다.As shown in FIG. 4, when the driver manipulates the left or the space hang levers 42 and 43, the hydraulic pressure of the control hydraulic pump 15 acts on the hydraulic pressure portions of the driving spools 10a and 20a, thereby driving the driving spool. Move.
이때 주행레버(42, 43)와 주행스풀(10a, 20a)의 조종유압이 상승하여 주행유압센서(41)에 감지되면서 제어장치(17)에 입력되면, 제어장치(17)는 차량이 주행상태임을 인지하게 된다.At this time, when the driving hydraulic pressure of the driving levers 42 and 43 and the driving spools 10a and 20a is increased and sensed by the traveling hydraulic pressure sensor 41 and input to the control unit 17, the control unit 17 causes the vehicle to travel. It will be recognized.
따라서 제어장치(17)는 네가콘 압력을 감지하여 제어장치(17)내에 이미 설정해 놓은 단위시간당의 허용감 소율과 비교하고, 만일 네가콘 압력의 감소율이 상기 제어장치(17)내에 설정된 감소율보다 큰 경우 즉, 네가콘 압력이 급하강할 경우에는 네가콘 압력을 상기와 같이 단위시간당의 허용감소율과 일치하도록 변조하는 것이다.Therefore, the controller 17 detects the negative cone pressure and compares it with the allowable decrease rate per unit time already set in the controller 17, and if the decrease rate of the negative cone pressure is larger than the decrease rate set in the controller 17, In other words, when the negative cone pressure drops rapidly, the negative cone pressure is modulated to match the allowable reduction rate per unit time as described above.
이와 같이 변조된 네가콘 압력에 의하여 제2목표유량을 연산하므로써 제2목표유량이 완만하게 증가되고 따라서 펌프의 토출유량 역시 완만히 증가되어 차량의 급발진이나 급가속을 방지할 수 있는 것이다.By calculating the second target flow rate by the modulated negative cone pressure, the second target flow rate is gradually increased, and thus the discharge flow rate of the pump is also gradually increased, thereby preventing sudden start and acceleration of the vehicle.
한편, 급감속시에는 네가콘 압력의 상승율이 제어장치내에 사전에 설정해 놓은 허용상승율보다 클 경우 네가콘 압력이 허용상승율과 일치하도록 변조하므로써 차량의 급감속을 방지할 수 있게 된다.On the other hand, during sudden deceleration, if the rate of rise of the negative cone pressure is greater than the allowable rise rate previously set in the control device, the sudden decrease of the vehicle can be prevented by modulating the negative cone pressure to coincide with the allowable rise rate.
이상에서와 같이 본 발명은 굴삭기의 작업특성별로 모드를 구분하므로 엔진출력과 유압펌프의 토출유량을 최적의 상태로 제어할 수 있으며, 또한 작업특성에 적합하도록 유로를 선택적으로 제어할 수 있어 작업효율향상에 기여함은 물론 미숙련된 운전자라도 원만한 운전조작을 할 수 있는 것이다.As described above, according to the present invention, since the modes are classified according to the working characteristics of the excavator, the engine output and the discharge flow rate of the hydraulic pump can be optimally controlled, and the flow path can be selectively controlled to suit the working characteristics. In addition to contributing to improvement, even inexperienced drivers can operate smoothly.
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