WO2014115905A1 - 건설기계의 주행속도 제어방법 - Google Patents

건설기계의 주행속도 제어방법 Download PDF

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이춘한
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볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2253—Controlling the travelling speed of vehicles, e.g. adjusting travelling speed according to implement loads, control of hydrostatic transmission
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45012—Excavator

Definitions

  • the present invention relates to a traveling speed control method for a construction machine, and more particularly, to a traveling speed control method for a construction machine to prevent a sudden change in the running speed when operating a work device while driving an excavator complex operation.
  • FIG. 1 is a graph showing a discharge flow rate of a hydraulic pump when operating a work device while driving a construction machine according to the prior art.
  • an excavator performs excavation work by operating a work device such as a left and right travel device and a boom, and when operating the travel device or a work device alone according to the working conditions, the hydraulic fluid flows from the hydraulic pump at the maximum flow rate. It is discharged and supplied to increase the working speed.
  • a work device such as a left and right travel device and a boom
  • the present invention is to solve the above problems, by setting the maximum maximum traveling speed of the traveling device to a low speed, the running speed of the construction machine that can prevent the sudden change in the running speed when operating the work device during driving It is an object to provide a control method.
  • the lower traveling body A turning device for turning the upper swinging body with respect to the lower traveling body; Traveling device; Working equipment; Electronic proportional valve for controlling the discharge flow rate of the hydraulic pump;
  • traveling speed control method of a construction machine comprising a controller:
  • a fourth step of outputting a control signal to the electromagnetic proportional valve to discharge the merged flow rate from the hydraulic pump by merging the required hydraulic fluid flow rates calculated in the second and third steps. Provides a driving speed control method.
  • Detecting means capable of detecting the operation of the traveling device, the working device, and the turning device
  • One of the on / off type function switch, potentiometer, display device, and cluster installed in the cabin of the equipment is used.
  • FIG. 1 is a graph showing the discharge flow rate of the hydraulic pump when operating a work device while driving a construction machine according to the prior art
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a hydraulic system used in the traveling speed control method for a construction machine according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a flow chart showing a traveling speed control method for a construction machine according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a graph showing the discharge flow rate of the hydraulic pump when operating the work device during driving in the method for controlling the traveling speed of a construction machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a hydraulic system used in the traveling speed control method of a construction machine according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 shows a traveling speed control method of a construction machine according to a preferred embodiment of the present invention
  • 4 is a flow chart of a hydraulic pump discharge flow rate when operating a work device during traveling in the traveling speed control method for a construction machine according to an embodiment of the present invention.
  • Lower traveling body An upper swing body rotatably mounted on the lower travel body by the swing device; A traveling device mounted on the lower traveling body; Work tools including booms, arms and buckets; Electronic proportional valve for controlling the discharge flow rate of the hydraulic pump connected to the engine; In the traveling speed control method of a construction machine comprising a controller,
  • the controller 40 has a second step (S20, S20A) for calculating the required hydraulic fluid flow rate corresponding to the operation amount of the traveling device, work device and the turning device, respectively;
  • a fourth step S40 of outputting is included.
  • Detecting means capable of detecting the operation of the traveling device, the working device, and the turning device
  • the hydraulic pedal 10 and the hydraulic joystick (20,30) it can be determined whether the operation by the secondary pressure value output to the controller 40.
  • the presence or absence of the manipulation may be determined based on an electrical signal value output to the controller 40 by these manipulations.
  • Any one of an on / off function switch, a potentiometer, a display device, and a cluster 60 installed in the cabin of the equipment may be used.
  • the operation signal corresponding to the operation amount is output to the controller 40.
  • an operation signal (secondary pressure value) corresponding to each operation amount is referred to. ) Is output to the controller 40.
  • the controller 40 is to calculate the required hydraulic fluid flow rate corresponding to the operation amount of the hydraulic pedal (10).
  • the controller 40 is to calculate the required hydraulic fluid flow rate corresponding to the operation amount of the hydraulic joystick (20, 30), respectively.
  • the required oil flow rate of the traveling device calculated in the second step S20 may be set by the driver so that the maximum driving speed of the traveling device may be lowered by the driver's setting.
  • the maximum driving speed can be reduced to 20%, 30%, 50%, etc.).
  • the setting means for decelerating the maximum driving speed of the traveling device by the driver's setting on / off function switch, potentiometer, display installed in the cabin of the equipment for the driver of the driver's seat to operate. It can be set using any one of the device, the cluster (cluster).
  • the driver presets the deceleration rate in the cluster 60 so that the driver can decelerate the maximum driving speed of the driving device alone
  • the driver selects a preset ratio set in the cluster 60 to increase the driving speed. It can slow down.
  • the controller 40 merges the hydraulic oil required flow rate (refers to the required flow rate of the work device and the reduced flow rate of the traveling device) calculated in the second and third steps (S20A) (S30), An electrical control signal is output to the electromagnetic proportional valve 50 to discharge the flow rate from the hydraulic pump. Therefore, the swash plate tilt angle is controlled by driving the regulator of the hydraulic pump by the secondary pressure generated corresponding to the electrical control signal input to the electromagnetic proportional valve 50, thereby controlling the discharge flow rate of the hydraulic pump.
  • the maximum driving speed of the traveling device As shown in the graph curve of FIG. 4, as the single maximum driving speed of the traveling device is decelerated by the driver's setting, the maximum driving speed can be reduced even when the equipment is running alone. In addition, even if the operating device is operated by the operation device during the single driving of the machine, rapid reduction of the driving speed is prevented (see graph curve "f"), so that the occurrence of driving shock is reduced, thereby improving workability and reducing driver fatigue. It becomes possible.

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Abstract

굴삭기의 주행중 작업장치를 조작하여 복합 조작할 경우에 주행속도 급변화되는 것을 방지하기 위한 건설기계의 주행속도 제어방법을 개시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 주행속도 제어방법에 있어서, 하부 주행체; 하부 주행체에 대해 상부 선회체를 선회시키는 선회장치; 주행장치; 작업장치; 유압펌프의 토출 유량을 제어하는 전자비례밸브; 제어기를 포함하는 건설기계의 주행속도 제어방법에 있어서: 상기 주행장치, 작업장치 및 선회장치의 조작에 따라 각각의 조작량을 검출하는 제1단계; 상기 주행장치, 작업장치 및 선회장치의 조작량에 대응되는 작동유 요구 유량을 연산하는 제2단계; 상기 주행장치의 단독 최대 주행속도를 운전자의 설정에 의해 낮출 수 있도록 상기 제2단계에서 연산된 주행장치의 작동유 요구 유량을 운전자에 의한 설정 비율에 따라 감소시키는 제3단계; 상기 제2,3단계에서 연산된 작동유 요구 유량을 병합하여, 병합된 유량을 상기 유압펌프에서 토출시키도록 상기 전자비례밸브에 제어신호를 출력하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 주행속도 제어방법을 제공한다.

Description

건설기계의 주행속도 제어방법
본 발명은 건설기계의 주행속도 제어방법에 관한 것으로, 특히 굴삭기의 주행중 작업장치를 조작하여 복합 조작할 경우에 주행속도 급변화되는 것을 방지할 수 있도록 한 건설기계의 주행속도 제어방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 의한 건설기계의 주행중 작업장치를 조작할 경우에 유압펌프의 토출 유량을 나타내는 그래프이다.
일반적으로, 굴삭기는 좌,우측 주행장치와 붐 등의 작업장치를 조작하여 굴삭작업 등을 수행하게 되는 데, 작업조건에 따라 주행장치 또는 작업장치를 단독 조작할 경우에는 유압펌프로부터 작동유가 최대 유량으로 토출되어 공급되므로 작업속도를 높일 수 있다.
한편, 장비의 단독 주행중에 작업장치를 조작하여 복합 조작할 경우, 유압펌프로부터 최대 유량(도 1의 그래프 곡선 "a"로 표기됨)으로 토출되는 작동유가 주행장치(도 1의 그래프 곡선 "c"로 표기됨) 또는 작업장치(도 1의 그래프 곡선 "b"로 표기됨)에 분배되어 공급되므로 주행속도가 현저하게 떨어지게 된다. 또한 주행장치와 작업장치를 동시에 조작하여 주행속도가 현저하게 떨어질 경우, 주행속도 감속으로 인해 주행 쇼크 등을 유발하게 되므로 운전자의 피로도는 가중되며, 복합 조작시 작업의 난이도로 인해 작업능률이 떨어지는 문제점을 갖는다.
따라서 본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 주행장치의 단독 최대 주행속도를 낮은 속도로 설정함에 따라, 주행중 작업장치를 조작하는 경우 주행속도 급변화되는 것을 방지할 수 있는 건설기계의 주행속도 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 및 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하부 주행체; 하부 주행체에 대해 상부 선회체를 선회시키는 선회장치; 주행장치; 작업장치; 유압펌프의 토출 유량을 제어하는 전자비례밸브; 제어기를 포함하는 건설기계의 주행속도 제어방법에 있어서:
상기 주행장치, 작업장치 및 선회장치의 조작에 따라 각각의 조작량을 검출하는 제1단계;
상기 주행장치, 작업장치 및 선회장치의 조작량에 대응되는 작동유 요구 유량을 연산하는 제2단계;
상기 주행장치의 단독 최대 주행속도를 운전자의 설정에 의해 낮출 수 있도록 상기 제2단계에서 연산된 주행장치의 작동유 요구 유량을 운전자에 의한 설정 비율에 따라 감소시키는 제3단계;
상기 제2,3단계에서 연산된 작동유 요구 유량을 병합하여, 병합된 유량을 상기 유압펌프에서 토출시키도록 상기 전자비례밸브에 제어신호를 출력하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 주행속도 제어방법을 제공한다.
상기 주행장치와, 작업장치와, 선회장치의 조작 유무를 검출할 수 있는 검출수단으로,
전기식 조이스틱의 조작에 의해 출력되는 전기적 신호값 또는 유압식 조이스틱의 조작에 의해 출력되는 2차 압력값에 의해 조작 유무를 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 주행장치의 단독 최대 주행속도를 운전자의 설정에 의해 감속시킬 수 있는 설정수단으로,
장비의 캐빈 내에 설치되는 온,오프형 기능스위치, 포텐쇼 미터, 디스플레이 장치, 클러스터 중 어느 하나가 사용되는 것을 특징으로 한다.
전술한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따르면, 주행장치의 단독 최대 주행속도를 낮은 속도로 설정함에 따라, 주행중 작업장치를 조작하는 경우 주행속도 급변화로 인한 주행 쇼크 발생을 줄이므로 운전자 피로도를 줄이며 작업성이 향상된다.
또한, 작업장치 구동속도를 유지하면서 주행속도를 저속으로 설정함에 따라, 주행속도를 감속시키기 위해 엔진 회전수를 낮추는 조정이 불필요하게 되는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 건설기계의 주행중 작업장치를 조작할 경우에 유압펌프의 토출 유량을 나타내는 그래프,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 건설기계의 주행속도 제어방법에 사용되는 유압시스템의 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 건설기계의 주행속도 제어방법을 나타내는 흐름도,
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 건설기계의 주행속도 제어방법에 있어서, 주행중 작업장치를 조작할 경우에 유압펌프 토출 유량을 나타내는 그래프이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명〉
10; 유압식 페달
20,30; 유압식 조이스틱
40; 제어기
50; 비례제어밸브
60; 클러스터
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 건설기계의 주행속도 제어방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 건설기계의 주행속도 제어방법에 사용되는 유압시스템의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 건설기계의 주행속도 제어방법을 나타내는 흐름도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 건설기계의 주행속도 제어방법에 있어서, 주행시 작업장치를 조작할 경우에 유압펌프 토출 유량을 나타내는 그래프이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 주행속도 제어방법은,
하부 주행체; 선회장치에 의해 하부 주행체 상에 선회 가능하게 탑재되는 상부 선회체; 하부 주행체에 장착되는 주행장치; 붐, 아암 및 버킷을 포함하여 이뤄지는 작업장치; 엔진에 연결되는 유압펌프의 토출 유량을 제어하는 전자비례밸브; 제어기를 포함하는 건설기계의 주행속도 제어방법에 있어서,
운전자에 의해 상기 주행장치, 작업장치 및 선회장치를 구동시키기 위해, 유압식 페달(10) 및 유압식 조이스틱(20,30)를 조작함에 따라 각각의 조작량에 대응되는 조작신호를 제어기(40)에 출력하는 제1단계(S10,S10A)와,
상기 제어기(40)는 상기 주행장치, 작업장치 및 선회장치의 조작량에 대응되는 작동유 요구 유량을 각각 연산하는 제2단계(S20,S20A)와,
상기 주행장치의 단독 최대 주행속도를 운전자의 설정에 의해 낮출 수 있도록 제2단계(S20)에서 연산된 주행장치의 작동유 요구 유량을 운전자에 의한 설정 비율에 따라 감소시키도록 재 연산하는 제3단계(S30)와,
상기 제2,3단계(S20,S20A)(S30)에서 연산된 작동유 요구 유량을 병합하여, 병합된 유량을 유압펌프(미 도시됨)에서 토출시키도록 전자비례밸브(50)에 전기적 제어신호를 출력하는 제4단계(S40)를 포함한다.
상기 주행장치와, 작업장치와, 선회장치의 조작 유무를 검출할 수 있는 검출수단으로,
상기 유압식 페달(10) 및 유압식 조이스틱(20,30)의 조작에 의해 제어기(40)에 출력되는 2차 압력값에 의해 조작 유무를 판단할 수 있다. 이때 유압식 페달(10) 및 유압식 조이스틱(20,30)중 적어도 어느 하나가 전기식 조이스틱일 경우에는 이들의 조작에 의해 제어기(40)에 출력되는 전기적 신호값에 의해 조작 유무를 판단할 수 있다.
상기 주행장치의 단독 최대 주행속도를 운전자의 설정에 의해 감속시킬 수 있는 설정수단으로,
장비의 캐빈 내에 설치되는 온,오프형 기능스위치, 포텐쇼 미터(potentiometer), 디스플레이 장치, 클러스터(60)(cluster) 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
전술한 구성에 따르면, S10에서와 같이, 운전자에 의해 굴삭기를 주행시킬 수 있도록 상기 유압식 페달(10)을 조작할 경우, 조작량에 대응되는 조작신호는 제어기(40)에 출력된다.
S10A에서와 같이, 운전자에 의해 작업장치 또는 선회장치를 구동시킬 수 있도록 상기 유압식 조이스틱(20 또는 30)(RCV lever)을 조작할 경우, 각각의 조작량에 대응되는 조작신호(2차 압력값을 말함)는 제어기(40)에 출력된다.
S20에서와 같이, 상기 제어기(40)는 유압식 페달(10)의 조작량에 대응되는 작동유 요구 유량을 연산하게 된다.
S20A에서와 같이, 상기 제어기(40)는 유압식 조이스틱(20,30)의 조작량에 대응되는 작동유 요구 유량을 각각 연산하게 된다.
S30에서와 같이, 상기 주행장치의 단독 최대 주행속도를 운전자의 설정에 의해 낮출 수 있도록, 제2단계(S20)에서 연산된 주행장치의 작동유 요구 유량을 운전자에 의한 설정 비율(일 예로서 운전자에 의해 최대 주행속도를 20%, 30%, 50% 등으로 감속시키도록 설정할 수 있음)에 따라 감소시키도록 재 연산한다. 이때 상기 주행장치의 단독 최대 주행속도를 운전자의 설정에 의해 감속시키는 설정수단으로, 운전석의 운전자가 조작할 수 있도록 장비의 캐빈 내에 설치되는 온,오프형 기능스위치, 포텐쇼 미터(potentiometer), 디스플레이 장치, 클러스터(60)(cluster) 중 어느 하나를 이용하여 설정할 수 있다. 일 예로서 운전자에 의해 주행장치의 단독 최대 주행속도를 감속시킬 수 있도록 감속 비율을 클러스터(60)에 미리 설정시킴에 따라, 주행중 운전자는 클러스터(60)에 미리 설정된 설정 비율을 선택하여 주행속도를 감속시킬 수 있게 된다.
S40에서와 같이, 상기 제어기(40)는 상기 제2,3단계(S20A)(S30)에서 연산된 작동유 요구 유량(작업장치의 요구유량 및 주행장치의 감속된 유량을 말함)을 병합하여, 병합된 유량을 유압펌프에서 토출시키도록 전자비례밸브(50)에 전기적 제어신호를 출력한다. 이로 인해 전자비례밸브(50)에 입력되는 전기적 제어신호에 대응되게 생성되는 2차 압력에 의해 유압펌프의 레귤레이터를 구동시켜 사판 경전각을 가변 제어하므로 유압펌프의 토출 유량을 제어할 수 있게 된다.
도 4의 그래프 곡선에서와 같이, 주행장치의 단독 최대 주행속도를 운전자의 설정에 의해 감속시킴에 따라 장비의 단독 주행시에도 최대 주행속도를 감속시켜 주행할 수 있게 된다. 또한 장비의 단독 주행 중 작업장치를 조작하여 복합 조작하는 경우에도 주행속도의 급감속되는 것이 방지되므로(그래프 곡선 "f" 참조), 주행 쇼크 발생이 감소되므로 작업성이 향상되고 운전자의 피로도를 줄일 수 있게 된다. 또한 운전자의 설정에 의해 주행 단독 최대 주행속도를 감속시킴에 따라, 주행 초기에 유압펌프로부터 토출되는 유량을 줄일 수 있고(그래프 곡선 "d" 참조), 작업장치의 구동속도를 일정하게 유지하면서(그래프 곡선 "e" 참조) 주행장치의 구동속도만 감속시키도록 설정하므로, 주행속도를 낮추기 위해 엔진 회전수를 낮게 조정하는 작업이 불필요하게 된다.
여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따르면, 주행장치의 최대 주행속도를 낮은 속도로 설정함에 따라, 주행중 작업장치를 조작하는 경우 주행속도 급변화되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 하부 주행체; 하부 주행체에 대해 상부 선회체를 선회시키는 선회장치; 주행장치; 작업장치; 유압펌프의 토출 유량을 제어하는 전자비례밸브; 제어기를 포함하는 건설기계의 주행속도 제어방법에 있어서:
    상기 주행장치, 작업장치 및 선회장치의 조작에 따라 각각의 조작량을 검출하는 제1단계;
    상기 주행장치, 작업장치 및 선회장치의 조작량에 대응되는 작동유 요구 유량을 연산하는 제2단계;
    상기 주행장치의 단독 최대 주행속도를 운전자의 설정에 의해 낮출 수 있도록 상기 제2단계에서 연산된 주행장치의 작동유 요구 유량을 운전자에 의한 설정 비율에 따라 감소시키는 제3단계;
    상기 제2,3단계에서 연산된 작동유 요구 유량을 병합하여, 병합된 유량을 상기 유압펌프에서 토출시키도록 상기 전자비례밸브에 제어신호를 출력하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 주행속도 제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주행장치와, 작업장치와, 선회장치의 조작 유무를 검출할 수 있는 검출수단으로,
    전기식 조이스틱의 조작에 의해 출력되는 전기적 신호값 또는 유압식 조이스틱의 조작에 의해 출력되는 2차 압력값에 의해 조작 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 주행속도 제어방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 주행장치의 단독 최대 주행속도를 운전자의 설정에 의해 감속시킬 수 있는 설정수단으로,
    장비의 캐빈 내에 설치되는 온,오프형 기능스위치, 포텐쇼 미터, 디스플레이 장치, 클러스터 중 어느 하나가 사용되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 주행속도 제어방법.
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