KR101370168B1 - 휠 굴삭기 조향밸브 압력을 이용한 파워핸들 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휠 굴삭기 조향밸브 압력을 이용한 파워핸들 제어방법에 관한 것으로, 그 목적은 조향밸브와 조향펌프 사이에 압력센서를 설치하고, 압력센서의 검출값에 따라 조향밸브로 가는 유량을 제어함으로써, 운전자의 조향을 위한 핸들조작토크를 감소시킬 수 있는 휠 굴삭기 조향밸브 압력을 이용한 파워핸들 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 제1압력센서에 의해 주행페달의 파일로트 압력을 측정하는 단계; 제1압력센서의 측정값과 제1설정값을 제어기에서 대비하는 단계; 제1압력센서의 측정값이 제1설정값 이하이면, 제2압력센서에 의해 조향밸브와 조향펌프 사이의 유압을 측정하는 단계; 제2압력센서의 측정값과 제2설정값을 제어기에서 대비하는 단계; 제2압력센서의 측정값이 제2설정값 이상이면, 제어기에서 엔진회전수를 제3설정값으로 상승제어하여 조향펌프에 의해 증가된 유압을 조향밸브로 공급하는 단계;를 통해 주행페달의 조작없이 핸들조작 토크가 완화되도록 파워핸들을 제어하도록 되어 있다.

파워핸들, 휠굴삭기, 조향, 조향밸브, 압력센서

Description

휠 굴삭기 조향밸브 압력을 이용한 파워핸들 제어방법{Power handle control method of wheel excavator by pressure sensor of the steering unit}

본 발명은 휠 굴삭기 조향밸브 압력을 이용한 파워핸들 제어방법에 관한 것으로, 휠 굴삭기 조향밸브의 펌프압력을 검출하여 설정압력 이상이면 제어기에서 엔진회전수를 상승시켜 핸들조작 토크가 완화되도록 파워핸들을 제어하고, 주행페달의 파이로트 압력이 상승되면 파워핸들 제어를 해제하여 기본로직으로 복귀시키는 휠 굴삭기 조향밸브 압력을 이용한 파워핸들 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 휠타입 굴삭기의 조향유압회로는 도 3 에 도시된 바와 같이, 주행페달(102)과, 상기 주행페달과 연결되어 주행페달의 파일로트 압력을 검출하는 압력센서(103)와, 상기 압력센서(103)의 검출값에 따라 엔진을 제어하는 제어기(104)와, 엔진(105) 및 조향밸브(101)로 유량을 공급하는 조향펌프(106)로 구성되어 있다.

이와 같은 조향유압회로는 조향밸브(101)의 유량은 주행모드에서 주행페달(102)의 파일로트 압력을 센싱하는 압력센서(103)에 의해 제어기(104)에서 엔진으로 회전수를 지령하게 되고, 이에 따라 조향펌프의 토출유량이 증가하게 되어, 조행밸브의 핸들을 조작하는 토크에 영향을 미치게 된다.

상기와 같이 구성된 휠 굴삭기는 주행시 주행페달을 밟음으로써, 장비의 엔진회전수를 제어하기 때문에 엔진이 최소회전수일 때, 조향펌프의 유량이 부족해서 조향을 하기 위한 힘이 상당히 필요하게 된다.

이와 같은 방법은 주행페달을 밟아서 엔진회전수를 높이면 조향토크는 감소되지만, 장비의 주행이 이루어져 위험요소가 존재하게 된다. 즉, 조향토크를 감소시키기 위해 엔진회전수를 상승시키려면, 주행페달의 파일로트 압력이 높아져야 하는데, 이와 같이 파일로트 압력이 높아지려면 장비의 주행도 동시에 이루어지게 되므로, 운전자의 상당한 주의를 요하고, 사고의 가능성도 내포하게 되며, 안전을 위하여 주행페달의 조작없이 핸들을 조작하게 되면, 핸들조작 토크가 매우 커서 운전자가 쉽게 피로해지고, 불편을 느끼게 되는 여러가지 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 조향펌프의 용적을 증가시켜 조향토크를 감소시키는 방안도 있으나, 이럴 경우, 엔진의 마력소모를 증가시켜 연료 소모량이 증대되며, 운전자가 필요로 하는 충분한 조향성능을 확보하기 어렵고, 증대된 펌프의 엔진부착성의 공간부족이나, 정해진 용적이상의 펌프를 별도로 개발해야 하므로, 많은 비용 및 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

또다른 방법으로 엔진의 최소회전수(Low RPM)을 상승시키는 방법도 있으나, 이러한 방법도 엔진의 회전수를 계속해서 높이게 되므로, 연료의 소모량이 증대되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 조향밸브와 조향펌프 사이에 압력센서를 설치하고, 압력센서의 검출값에 따라 조향밸브로 가는 유량을 제어함으로써, 운전자의 조향을 위한 핸들조작토크를 감소시킬 수 있는 휠 굴삭기 조향밸브 압력을 이용한 파워핸들 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 제1압력센서에 의해 주행페달의 파일로트 압력을 측정하는 단계; 제1압력센서의 측정값을 제1설정값을 제어기에서 대비하는 단계; 제1압력센서의 검출값이 제1설정값 이하이면, 제2압력센서에 의해 조향밸브와 조향펌프 사이의 유압을 측정하는 단계; 제2압력센서의 측정값과 제2설정값을 제어기에서 대비하는 단계; 제2압력센서의 측정값이 제2설정값 이상이면, 제어기에서 엔진회전수를 제3설정값으로 상승제어하여 조향펌프에 의해 증가된 유압을 조향밸브로 공급하는 단계;를 통해 핸들조작 토크가 완화되도록 파워핸들을 제어하도록 되어 있다.

또한, 본 발명은 제1압력센서의 측정값이 제1설정값을 초과하면 제어기에서 기본로직으로 복귀시키는 단계를 포함한다.

이때, 상기 기본로직은 핸들조작 토크가 완화되도록 파워핸들을 제어하기 전의 상태를 의미한다.

이와 같이 본 발명은 휠 굴삭기 조향밸브의 펌프압력을 검출하여, 제어기에서 엔진회전수를 상승시켜 주행페달의 조작없이 조향밸브의 펌프압력을 증대시킴으로써, 안전성 편의성을 동시에 확보하면서, 운전자의 핸들조작 토크를 완화시킬 수 있다.

본 발명은 조향밸브(30)와 조향펌프(40) 사이에 제2압력센서(20)를 설치하여, 제2압력센서(20)의 측정값에 따라 제어기가 엔진(50)의 회전수를 일정부분만 상승시켜 조향밸브(30)로 가는 유량을 제어함으로써, 운전자가 조향을 위해 핸들을 조작하는 토크를 감소시키고, 기존 로직상에 존재하는 불편함을 개선하여 사고를 방지하고, 편리한 주행관련 작업이 이루어질 수 있도록 되어 있다.

즉, 본 발명은 제1압력센서(10)에 의해 주행페달(60)의 파일로트 압력을 측정하는 단계; 제1압력센서(10)의 측정값과 제1설정값(a)을 제어기(70)에서 대비하 는 단계; 제1압력센서(10)의 측정값이 제1설정값(a) 이하이면, 제2압력센서(20)에 의해 조향밸브(30)와 조향펌프(40) 사이의 유압을 측정하는 단계; 제2압력센서(20)의 측정값과 제2설정값(b)을 제어기에서 대비하는 단계; 제2압력센서(20)의 측정값이 제2설정값(b) 이상이면, 제어기(70)에서 엔진회전수를 제3설정값(c)으로 상승제어하여 조향펌프(40)에 의해 증가된 유압을 조향밸브(30)로 공급하는 단계;를 통해 주행페달(60)의 조작없이 핸들조작 토크가 완화되도록 파워핸들을 제어하도록 되어 있다.

또한, 본 발명은 제1압력센서(10)의 측정값이 제1설정값(a)을 초과하면 제어기에서 기본로직으로 복귀시키는 단계를 포함한다.

이때, 상기 기본로직은 핸들조작 토크가 완화되도록 파워핸들을 제어하기 전의 상태를 의미한다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 따른 휠굴삭기 조향제어방식의 알고리즘을 보인 예시도를, 도 2 는 본 발명에 따른 유압회로도를 도시한 것으로,

우선, 주행모드인지 작업모드인지 구분에 따라 제어선택을 하고, 작업모드시에는 작업을 위해서 장비의 엔진회전수가 상당히 상승되어 있는 상태이므로, 이 로직을 사용하지 않더라도 조향 조건이 충족되므로, 본 발명은 주행모드에서만 작동하는 것으로 설명한다.

본 발명은 주행페달(60)과, 상기 주행페달(60)과 연결되어 주행페달(60)의 파일로트 압력을 검출하는 제1압력센서(10)와, 엔진(50) 및 조향밸브(30)로 유량을 공급하는 조향펌프(40)와, 조향펌프(40)와 조향밸브(30) 사이에 설치되어 조향밸브(30)로 공급되는 유압을 측정하는 제2압력센서(20)와, 상기 제1압력센서(10) 및 제2압력센서(20)의 검출값에 따라 엔진을 제어하는 제어기(70)를 포함하도록 되어 있다.

즉, 본 발명은 제1압력센서(10)에 의해 측정된 주행페달(60)의 파일로트 압력이 제1설정값 이하이면, 주행페달(60)을 조작하려는 의도가 없다고 판단하고, 조향밸브(30)와 조향펌프(40) 사이의 제2압력센서(20)로부터 압력을 감지한다. 이때, 제2압력센서(20)의 측정값이 제2설정값 이상이면, 제어기(70)는 주행페달(60)을 밟지 않은 상태에서 조향을 위해 핸들을 조작한다고 판단하고, 엔진 회전수를 제3설정값으로 상승시키는 제어를 한다. 이와 같은 엔진회전수의 상승에 의해 순간적으로 조향펌프(40)는 증가된 유량을 조향밸브(30)에 공급하여 핸들링의 시작과 끝까지 조향토크를 감소시켜주게 된다.

이때, 상기 제1설정값은 주행페달의 대기(Standby)압력이 얼마인지 인지하고, 주행을 하려는 의도가 작용했을 때 시작되는 압력사이의 값을 의미한다.

또한, 제2설정값은 핸들링이 시작되어서 조작토크가 상승하기 직전상태의 조향밸브 펌프압력값을 의미한다. 즉, 핸들도 유격이 어느정도 존재하므로, 이러한 유격 사이에서는 조향을 위한 힘도 그다지 필요하지 않게 되며, 제2설정값이 너무 크면 제어하기전의 조작력이 상승하고, 너무 작게 설정되면 불필요한 엔진제어가 발생되므로, 제2설정값은 핸들링이 시작되어서 조작토크가 상승하기 직전상태의 조향밸브 펌프압력값으로 설정한다.

또한, 제3설정값은 조향토크 감소를 위해 상승되어야 할 엔진의 회전수를 의미하는 것으로, 제3설정값도 낮게 설정되면 핸들조작토크가 기대에 미치지 못하게 되고, 너무 높게 설정하면 과다한 연료소모가 야기되므로, 적정 엔진의 회전수를 설정한다.

또한, 상기 제어기(70)는 제2압력센서의 측정값이 제2설정값 미만이면, 엔진의 회전수를 원상태로 복귀시킨다.

상기에서와 같이, 본 발명은 조향펌프와 조향밸브가 연결되는 라인에 제2압력센서를 설치하고, 제2압력센서의 신호를 제어기에 연결되도록 구성하며, 또한 주행페달의 파일로트 압력을 제1압력센서의 신호를 제어기에 연결되도록 구성하여, 제어기에서 제1압력센서 및 제2압력센서의 신호에 따라 엔진회전수를 제어하도록 되어 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

도 1 은 본 발명에 따른 휠굴삭기 조향제어방식의 알고리즘을 보인 예시도

도 2 는 본 발명에 따른 유압회로도

도 3 은 종래 휠굴삭기 조향제어장치의 유압회로도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(10) : 제1압력센서 (20) : 제2압력센서

(30) : 조향밸브 (40) : 조향펌프

(50) : 엔진 (60) : 주행페달

(70) : 제어기

Claims (4)

1. 제1압력센서에 의해 주행페달의 파일로트 압력을 측정하는 단계;

   제1압력센서의 측정값과 제1설정값을 제어기에서 대비하는 단계;

   제1압력센서의 측정값이 제1설정값 이하이면, 제2압력센서에 의해 조향밸브와 조향펌프 사이의 유압을 측정하는 단계;

   제2압력센서의 측정값과 제2설정값을 제어기에서 대비하는 단계;

   제2압력센서의 측정값이 제2설정값 이상이면, 제어기에서 엔진회전수를 제3설정값으로 상승제어하여 조향펌프에 의해 증가된 유압을 조향밸브로 공급하는 단계;를 통해 주행페달의 조작없이 핸들조작 토크가 완화되도록 파워핸들을 제어하는 것을 특징으로 하는 휠 굴삭기 조향밸브 압력을 이용한 파워핸들 제어방법.
2. 청구항 1 에 있어서;

   제1압력센서의 측정값이 제1설정값을 초과하면 제어기에서 기본로직으로 복귀시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 굴삭기 조향밸브 압력을 이용한 파워핸들 제어방법.
3. 청구항 1 에 있어서;

   제1설정값은 주행페달의 대기(Standby)압력이 얼마인지 인지하고, 주행을 하려는 의도가 작용했을 때 시작되는 압력사이의 값이고,

   제2설정값은 핸들링이 시작되어서 조작토크가 상승하기 직전상태의 조향밸브 펌프압력값이며,

   제3설정값은 조향토크 감소를 위해 상승되어야 할 엔진의 회전수인 것을 특징으로 하는 휠 굴삭기 조향밸브 압력을 이용한 파워핸들 제어방법.
4. 삭제

Images