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KR20130075663A - Hydraulic system of construction machinery - Google Patents

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KR20130075663A
KR20130075663A KR1020120148463A KR20120148463A KR20130075663A KR 20130075663 A KR20130075663 A KR 20130075663A KR 1020120148463 A KR1020120148463 A KR 1020120148463A KR 20120148463 A KR20120148463 A KR 20120148463A KR 20130075663 A KR20130075663 A KR 20130075663A
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South Korea
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pump
pressure value
hydraulic system
pressure
value
Prior art date
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KR1020120148463A
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임현식
정우용
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두산인프라코어 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A hydraulic system for a construction machinery is provided to enable delicacy and fine control during an emergency operation and prevent the degradation of durability. CONSTITUTION: A hydraulic system for a construction machinery comprises an electronic hydraulic pump, a pump regulator, a pump control device, and a pump pressure order control map. The pump control device generates a pump pressure order by receiving an operation pressure value and a pump pressure value and supplies the generated pump pressure order to the pump regulator. The pump pressure order control map changes the operation pressure value into a secondary operation pressure value, and the secondary operation pressure value is proportional within the range of a maximum pressure order to control the pump regulator during an emergency operation. [Reference numerals] (AA) Pump pressure order; (BB) Maximum pressure order; (CC) Secondary operation pressure value (joystick operation displacement)

Description

건설기계의 유압시스템{Hydraulic system of construction machinery}Hydraulic system of construction machinery

본 발명은 건설기계의 유압시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압력제어형 전자유압펌프를 구비한 건설기계의 유압시스템에서 전자유압펌프에 구비된 사판각 센서가 고장일 때에 응급제어를 수행할 수 있도록 하는 건설기계의 유압시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a hydraulic system of a construction machine, and more particularly, in the hydraulic system of a construction machine having a pressure-controlled electromagnetic hydraulic pump so that emergency control can be performed when the swash plate angle sensor provided in the electromagnetic hydraulic pump is broken. To a hydraulic system of a construction machine.

일반적으로 유압 시스템은 유압펌프에서 작동유를 토출하고, 작동유는 메인컨트롤밸브의 입구에 대기한다. 메인컨트롤밸브의 내부에는 복수의 스풀이 구비되고, 외부에는 복수의 액추에이터가 연결된다. 또한 조이스틱, 페달 등의 유량 요구 유닛에서 유량제어신호인 조작 압력 값이 발생되고, 조작 압력 값은 메인컨트롤밸브에 제공된다. 메인컨트롤밸브의 내에서 조작 압력 값에 의해 특정한 스풀이 개폐되고, 해당 스풀의 개폐작동에 의해 작동유가 해당 스풀과 연계된 액추에이터에 제공된다.In general, the hydraulic system discharges hydraulic oil from the hydraulic pump, and the hydraulic oil is waiting at the inlet of the main control valve. A plurality of spools are provided inside the main control valve, and a plurality of actuators are connected to the outside. In addition, an operation pressure value, which is a flow control signal, is generated in a flow request unit such as a joystick or a pedal, and an operation pressure value is provided to the main control valve. The specific spool is opened and closed by the operating pressure value in the main control valve, and the operating oil is provided to the actuator associated with the spool by the opening and closing operation of the spool.

즉, 조이스틱을 조작함으로써 유압펌프에서 토출된 작동유가 메인컨트롤밸브를 경유하여 액추에이터에 제공되고, 이로써 액추에이터가 작동하게 된다.That is, the hydraulic fluid discharged from the hydraulic pump by operating the joystick is provided to the actuator via the main control valve, thereby operating the actuator.

한편, 유압펌프는 엔진으로부터 동력을 전달받고, 엔진은 연료를 연소시킴으로써 동력을 발생시킨다.On the other hand, the hydraulic pump receives power from the engine, the engine generates power by burning fuel.

이하, 첨부도면 도 1을 참조하여 압력제어형 전자유압펌프가 적용된 건설기계의 유압시스템에 대하여 설명한다.Hereinafter, a hydraulic system of a construction machine to which a pressure controlled electromagnetic hydraulic pump is applied will be described with reference to FIG. 1.

첨부도면 도 1은 건설기계용 유압시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a hydraulic system for construction machinery.

압력제어형 전자유압펌프(11, 12)는 사판이 구비되어 있고, 사판의 경사각도에 따라 토출유량이 증감 제어된다. 사판의 경사각도는 펌프 레귤레이터(41, 42)에 의해 조절된다. 또한 사판의 경사각도는 앵글센서에 의해 검출될 수 있고, 검출된 앵글센서 값은 펌프제어장치(50)에 제공된다.The pressure controlled electrohydraulic pumps 11 and 12 are provided with swash plates, and the discharge flow rate is increased or decreased in accordance with the inclination angle of the swash plates. The inclination angle of the swash plate is adjusted by the pump regulators 41 and 42. In addition, the inclination angle of the swash plate can be detected by the angle sensor, the detected angle sensor value is provided to the pump control device 50.

전자유압펌프(11, 12)에서 토출되는 작동유는 메인컨트롤밸브(20)에 제공되고, 메인컨트롤밸브(20)에서 특정한 스풀(spool)이 작동되면, 해당 스풀과 연계된 액추에이터(30)에 상술한 작동유가 제공된다. 작동유를 제공받은 액추에이터(30)는 작동하여 소망하는 일을 수행하게 된다.The hydraulic oil discharged from the electro-hydraulic pumps 11 and 12 is provided to the main control valve 20, and when a specific spool is operated in the main control valve 20, the hydraulic oil detailed in the actuator 30 associated with the corresponding spool is detailed. One working oil is provided. The actuator 30 provided with the hydraulic oil operates to perform a desired work.

한편, 작업자는 조이스틱, 페달 등을 조작하여 유량제어 신호를 발생시킨다. 유량 제어신호는 전류 값 형태의 조작 압력 값으로 정의 될 수 있다. 즉 조이스틱의 조작 변위량에 해당하는 전류 값이 생성되고, 이러한 전류 값은 조작 압력 값으로 정의되어 펌프제어장치(50)와 메인 컨트롤 밸브(20)에 제공되는 것이다.Meanwhile, an operator generates a flow control signal by operating a joystick, a pedal, or the like. The flow control signal can be defined as the operating pressure value in the form of a current value. That is, a current value corresponding to an operation displacement amount of the joystick is generated, and this current value is defined as an operation pressure value and is provided to the pump control device 50 and the main control valve 20.

메인컨트롤밸브(20)는 상술한 조작 압력 값에 비례하여 특정한 스풀을 움직이도록 하는 것이다.The main control valve 20 is to move a specific spool in proportion to the above-described operating pressure value.

즉, 작업자가 조이스틱을 조작하면, 메인컨트롤밸브(20)의 스풀을 작동시켜 개폐작동하고, 해당 스풀이 개방되면 작동유는 액추에이터(30)에 제공되어 소망하는 작업을 수행하는 것이다.That is, when the operator manipulates the joystick, the spool of the main control valve 20 is operated to open and close, and when the spool is opened, the hydraulic oil is provided to the actuator 30 to perform a desired operation.

한편, 전자유압펌프(11, 12)는 엔진으로부터 동력을 전달받는다, 엔진은 엔진제어장치의 제어에 의해 제어되는 것이다. 예를 들면, 엔진제어장치는 엔진 출력이 높게 요구되면 연료 분사량을 늘리고, 엔진 출력이 낮게 요구되면 연료 분사량을 줄이며, 특정한 엔진 출력을 유지하고자 할 때에는 연료분사량을 일정하게 유지하도록 제어한다.On the other hand, the electrohydraulic pumps 11 and 12 receive power from the engine, and the engine is controlled by the control of the engine controller. For example, the engine controller increases the fuel injection amount when the engine output is required to be high, reduces the fuel injection amount when the engine output is required to be low, and controls the fuel injection amount to be kept constant when maintaining a specific engine output.

다른 한편으로, 압력제어형는 전자유압펌프(11, 12)를 제어하기 위해 펌프제어장치(50)를 사용하게 되는데, 펌프제어장치(50)는 조이스틱 레버의 조작에 의한 조작 압력 값과 전자유압펌프에 장착된 센서로부터 사판각도의 앵글센서 값을 입력 받아 전자유압펌프(11, 12)를 제어하도록 하는 제어 압력지령을 출력한다.On the other hand, the pressure control type uses the pump control device 50 to control the electrohydraulic pumps 11 and 12, the pump control device 50 to the operating pressure value and the electrohydraulic pump by the operation of the joystick lever. It receives the angle sensor value of the swash plate angle from the mounted sensor and outputs a control pressure command to control the electro-hydraulic pumps (11, 12).

즉, 상술한 바와 같은, 펌프제어장치(50)는 사판의 앵글 값이 반드시 입력되어야 하는 매우 중요한 요소이다.That is, as described above, the pump control device 50 is a very important element that the angle value of the swash plate must be input.

특히 사판 각도를 검출하도록 하는 센서가 고장일 때에는 사판 앵글 값의 정보가 없으므로 전자유압펌프(11, 12)를 정상적으로 제어할 수 없게 된다.In particular, when the sensor for detecting the swash plate angle is broken, since there is no information on the swash plate angle value, the electrohydraulic pumps 11 and 12 cannot be normally controlled.

건설기계, 구체적인 예로서 굴삭기를 설명하면, 굴삭기를 운용하는 도중에 펌프제어장치(50)의 고장, 사판의 앵글 센서의 고장 등이 발생할 수 있고, 이러한 고정이 발생하는 경우에 굴삭기의 구동 불능과 같은 최악의 상황이 발생할 수 있다.When describing an excavator as a concrete construction machine, a failure of the pump control device 50, a failure of the angle sensor of the swash plate, etc. may occur during the operation of the excavator. The worst can happen.

한편, 건설기계가 위험 지역에 존재할 수 있어 안전한 자세, 위치로 전환하기 위한 최소한의 작동이 요구될 수 있다. 또한, 작업 중의 일을 마무리하기 위해서는 최소한의 작동이 요구될 수도 있다.On the other hand, construction machinery may be present in a hazardous area, requiring minimal operation to switch to a safe posture, position. In addition, minimal operation may be required to complete the work.

상술한 바와 같이, 유압시스템에 고장이 발생한 비정상적인 상황에서 건설기계의 최소한 작동을 수행하기 위해서 펌프제어장치(50)와는 관련 없이 건설기계가 최소한의 작업이나 주행이 가능하도록 해주는 비상운전 기능이 요구 된다.As described above, in order to perform the minimum operation of the construction machine in an abnormal situation in which the hydraulic system has failed, an emergency operation function is required to allow the construction machine to perform a minimum work or running irrespective of the pump control device 50. .

건설기계의 유압시스템에 탑재된 비상운전 기능은 첨부도면 도 2를 참조하여 설명한다.Emergency operation function mounted on the hydraulic system of the construction machine will be described with reference to the accompanying drawings.

첨부도면 도 2는 건설기계의 유압시스템에서 사판 각도를 검출하도록 하는 앵글 센서가 고장일 때에 종래의 비상운전 기능을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining the conventional emergency operation function when the angle sensor for detecting the swash plate angle in the hydraulic system of the construction machine failure.

종래에는 사판각도 검출용 센서가 고장일 때에 고장여부가 계기판에 나타난다. 이로써 유압시스템 중에 특정한 부분 예컨대, 사판각도 센서가 고장임을 알 수 있다.Conventionally, when the swash plate angle detection sensor fails, the fault is indicated on the instrument panel. This shows that a certain part of the hydraulic system, for example, the swash plate angle sensor, is broken.

이후, 작업자는 추가로 반드시 실시하여야 하는 최소한 동작이 요구될 때에 비상운전 기능을 선택하게 된다.The operator then selects the emergency operation function when additionally required minimum operation must be performed.

비상운전 기능을 선택하면, 센터 바이 패스 밸브(Center Bypass Valve)를 닫은 상태에서 조이스틱의 조작이 있을 경우에, 전자유압펌프의 펌프 압력지령을 일정한 값으로 인가한다. 이로써 펌프에서 토출되는 작동유의 압력이 최대 설정 값을 유지한다. 최대 설정 값은 일례로서 약 300bar일 수 있다.If the emergency operation function is selected, when the joystick is operated with the center bypass valve closed, the pump pressure command of the electro-hydraulic pump is applied at a constant value. This maintains the maximum set pressure of the hydraulic oil discharged from the pump. The maximum set value may be about 300 bar as an example.

종래의 비상운전 기능은 펌프제어장치(50)가 고장일 때에 펌프 레귤레이터(41, 42)에 인가되는 펌프 압력지령에 해당하는 전류지령을 일정상수(단일 상수: 1가지 출력 값)로 입력하고, 센터바이패스밸브(Center Bypass Valve)를 닫은 상태로 비상운전 기능을 구현한다.The conventional emergency operation function inputs a current command corresponding to the pump pressure command applied to the pump regulators 41 and 42 as a constant constant (single constant: one output value) when the pump controller 50 fails. Implement the emergency operation function with the center bypass valve closed.

이로써 전자유압펌프(11, 12)는 고압을 유지하여 부하 작업을 수행하게 된다. 이때 조이스틱을 조금만 움직여도 펌프는 고압의 상태를 유지한다. 그리고 다시 조이스틱을 동작 시 메인 스풀이 동작하면서 고압의 부하 작업이 가능하게 된다.As a result, the electrohydraulic pumps 11 and 12 maintain the high pressure to perform the load operation. At this time, even if the joystick is moved a little, the pump maintains high pressure. When the joystick is operated again, the main spool is operated and high pressure load operation is possible.

한편, 조이스틱을 미세하게 조작하는 움직임에도 펌프 압력지령에 대한 펌프압력을 유지하려고 한다.On the other hand, attempts to maintain the pump pressure to the pump pressure command even in the movement to operate the joystick finely.

이로써, 전자유압펌프(11, 12)는 최대 설정 값의 작동유를 토출하도록 하는 것이고, 그에 따라 엔진은 최대의 동력을 구현하기 위하여 많은 량의 연료를 소모하게 된다. 또한, 엔진회전수가 증가되므로 전체적인 장비소음이 증가된다. 또한, 전자유압펌프와 각종 밸브 등은 최대 고압의 작동유에 직면하게 되므로 유압 부품의 내구성이 저하되는 문제가 있다.As a result, the electrohydraulic pumps 11 and 12 are configured to discharge the hydraulic oil of the maximum set value, so that the engine consumes a large amount of fuel to realize the maximum power. In addition, since the engine speed is increased, the overall equipment noise is increased. In addition, the electro-hydraulic pump and various valves face the hydraulic fluid of the maximum high pressure, so there is a problem that the durability of the hydraulic components is reduced.

다른 한편으로, 종래에 구현되는 비상운전 기능은 전자유압펌프(11, 12)에 변화가 없는 일정한 최대 펌프압력지령을 입력하므로, 작업자가 감성적으로 느낄 수 있는 부하 감각(Load Feeling)을 기대할 수 없게 되어 작업성이 저하된다.On the other hand, the emergency operation function conventionally implemented inputs a constant maximum pump pressure command without change to the electrohydraulic pumps 11 and 12, so that an operator cannot expect a load feeling that can be emotionally felt. And workability falls.

또 다른 한편으로, 종래에 구현되는 비상운전 기능은 전자유압펌프(11, 12)에 변화가 없는 일정한 최대 펌프압력지령을 입력하므로, 선형 액추에이터나 선회 액추에이터는 메인컨트롤밸브(20)에 구비된 스풀(Spool)의 면적선도만을 이용하여 속도를 제어해야 하므로 움직임이 작은 미세제어가 어렵게 된다.
On the other hand, since the conventional emergency operation function inputs a constant maximum pump pressure command without change to the electrohydraulic pumps 11 and 12, the linear actuator or the turning actuator is provided with the spool provided in the main control valve 20. Since the speed must be controlled using only the area map of the spool, it is difficult to control the small movement.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전자유압펌프의 사판각도를 검출하도록 하는 앵글센서 또는 전자유압펌프를 제어하도록 하는 펌프제어장치의 고장으로 비상운전 기능을 수행할 때에, 조이스틱을 조작하는 변위에 비례하여 펌프 압력 값을 제어할 수 있도록 하는 건설기계의 유압시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is proportional to the displacement of operating the joystick when performing the emergency operation function due to the failure of the angle sensor to detect the swash plate angle of the electromagnetic hydraulic pump or the pump control apparatus to control the electromagnetic hydraulic pump. It is an object of the present invention to provide a hydraulic system of construction machinery that can control the pump pressure value.

본 발명의 다른 목적은 전자유압펌프의 사판각도를 검출하도록 하는 앵글센서 또는 전자유압펌프를 제어하도록 하는 펌프제어장치의 고장으로 비상운전 기능을 수행할 때에, 엔진의 연료를 과다하게 소모되는 것을 방지하고, 비정상적인 엔진소음을 저감할 수 있도록 하는 건설기계의 유압시스템을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to prevent excessive consumption of fuel in an engine when performing an emergency operation function due to a failure of an angle sensor for detecting an swash plate angle of an electromagnetic hydraulic pump or a pump control apparatus for controlling an electromagnetic hydraulic pump. In addition, to provide a hydraulic system of the construction machine to reduce abnormal engine noise.

본 발명의 또 다른 목적은 전자유압펌프의 사판각도를 검출하도록 하는 앵글센서 또는 전자유압펌프를 제어하도록 하는 펌프제어장치의 고장으로 비상운전 기능을 수행할 때에, 전자유압펌프의 작동유 토출압력에 의한 유압스시템의 내구성 저하를 방지할 수 있도록 하는 건설기계의 유압시스템을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to perform an emergency operation function due to a failure of an angle sensor that detects a swash plate angle of an electromagnetic hydraulic pump or a pump control device that controls an electromagnetic hydraulic pump. It is to provide a hydraulic system of construction machinery that can prevent the durability degradation of the hydraulic system.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to at least partially solve the problems in the conventional arts. There will be.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은, 앵글센서에 의해 사판(r1, r2)의 사판 앵글 값이 출력되는 전자유압펌프(11, 12); 상기 사판(r1, r2)의 기울기 제어하는 펌프 레귤레이터(41, 42); 조이스틱의 조작에 의해 발생하는 조작 압력값과, 상기 사판 앵글 값과, 상기 전자유압펌프(11, 12)에서 토출되는 작동유의 펌프 압력 값을 입력 받아 연산하여 펌프 압력 지령을 생성하고, 상기 펌프 압력지령을 상기 펌프 레귤레이터(41, 42)에 제공하여 상기 펌프 레귤레이터(41, 42)를 제어하도록 하는 펌프제어장치(50); 및 상기 앵글센서 또는 상기 펌프제어장치(50)의 고장으로 비상운전 기능을 수행할 때에, 상기 조작 압력 값은 2차 조작 압력 값으로 변환되고, 상기 2차 조작 압력 값은 상기 펌프 압력 지령이 최대 압력 지령의 범위 내에서 비례하여 상기 펌프 레귤레이터(41, 42)를 제어하도록 하는 펌프 압력지령 제어 맵;을 포함한다.Hydraulic system of the construction machine according to the present invention for achieving the above technical problem, Electro-hydraulic pump (11, 12) outputs the swash plate angle value of the swash plate (r1, r2) by the angle sensor; A pump regulator (41, 42) for controlling the inclination of the swash plate (r1, r2); The operating pressure value generated by the operation of the joystick, the swash plate angle value, and the pump pressure value of the hydraulic oil discharged from the electrohydraulic pumps 11 and 12 are input and calculated to generate a pump pressure command, and generate the pump pressure command. A pump controller (50) for providing a command to the pump regulator (41, 42) to control the pump regulator (41, 42); And when performing an emergency operation function due to a failure of the angle sensor or the pump control device 50, the operating pressure value is converted into a secondary operating pressure value, and the secondary operating pressure value is the maximum of the pump pressure command. And a pump pressure command control map for controlling the pump regulators 41 and 42 in proportion to the range of the pressure command.

또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템의 상기 펌프 압력지령 제어 맵은, 상기 조이스틱의 조작 범위를 0%에서 100%로 정의할 때에, 상기 조이스틱이 조작범위가 50% 내지 70%이상이면 상기 펌프 압력 지령을 최대 압력지령으로 제한하여 상기 펌프 레귤레이터(41, 42)를 제어하도록 하는 것일 수 있다.In addition, the pump pressure command control map of the hydraulic system of the construction machine according to the present invention, when defining the operating range of the joystick from 0% to 100%, if the joystick operating range is 50% to 70% or more It may be to control the pump regulator (41, 42) by limiting the pump pressure command to the maximum pressure command.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은, 전자유압펌프의 사판각도를 검출하도록 하는 앵글센서 또는 전자유압펌프를 제어하도록 하는 펌프제어장치의 고장으로 비상운전 기능을 수행할 때에, 조이스틱을 조작하는 변위에 비례하여 펌프 압력 값을 제어할 수 있고, 이로써 움직임이 작고 정교한 미세제어가 가능하게 된다.When the hydraulic system of the construction machine according to the present invention made as described above performs an emergency operation function due to a failure of an angle sensor for detecting the swash plate angle of the electromagnetic hydraulic pump or a pump control apparatus for controlling the electromagnetic hydraulic pump, The pump pressure value can be controlled in proportion to the displacement of the joystick, which allows for small movement and fine control.

또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은, 전자유압펌프의 사판각도를 검출하도록 하는 앵글센서 또는 전자유압펌프를 제어하도록 하는 펌프제어장치의 고장으로 비상운전 기능을 수행할 때에, 필요로 하는 적정한 동력이 요구되므로 엔진의 출력을 과다하게 요구하지 않게 되고, 이로써 비상운전 기능을 수행하는 도중에 엔진의 연료를 과다하게 소모되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 엔진 출력을 과다하게 높이지 않음으로써 비정상적인 엔진소음을 저감할 수 있다.In addition, the hydraulic system of the construction machine according to the present invention, when performing the emergency operation function due to the failure of the angle sensor to detect the swash plate angle of the electromagnetic hydraulic pump or the pump control device to control the electromagnetic hydraulic pump, Since proper power is required, the engine output is not excessively demanded, thereby preventing excessive consumption of fuel in the engine during the emergency operation function. In addition, abnormal engine noise can be reduced by not excessively increasing engine power.

또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은, 전자유압펌프의 사판각도를 검출하도록 하는 앵글센서 또는 전자유압펌프를 제어하도록 하는 펌프제어장치의 고장으로 비상운전 기능을 수행할 때에, 필요로 하는 적정한 펌프 압력이 요구되므로 전자유압펌프의 토출압력을 고압으로 유지하지 않음으로써 유압시스템의 내구성 저하를 방지할 수 있다.
In addition, the hydraulic system of the construction machine according to the present invention, when performing the emergency operation function due to the failure of the angle sensor to detect the swash plate angle of the electromagnetic hydraulic pump or the pump control device to control the electromagnetic hydraulic pump, Since proper pump pressure is required, durability of the hydraulic system can be prevented by not maintaining the discharge pressure of the electrohydraulic pump at high pressure.

도 1은 건설기계용 유압시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 건설기계의 유압시스템에서 사판 각도를 검출하도록 하는 앵글 센서가 고장일 때에 종래의 비상운전 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 건설기계의 유압시스템에서 비상운전 기능을 구현할 때의 펌프 압력지령 제어 맵을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 건설기계의 유압시스템에서 사판 각도를 검출하도록 하는 앵글 센서가 고장일 때에 비상운전 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예와 종래의 비교예에서 조작 압력 값에 따른 펌프 압력 값 추이를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a hydraulic system for construction machinery.
2 is a view for explaining the conventional emergency operation function when the angle sensor to detect the swash plate angle in the hydraulic system of the construction machine failure.
3 is a view for explaining a pump pressure command control map when implementing the emergency operation function in the hydraulic system of a construction machine according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the emergency operation function when the angle sensor to detect the swash plate angle in the hydraulic system of the construction machine according to an embodiment of the present invention failure.
5 is a view for explaining a pump pressure value change according to the operating pressure value in one embodiment of the present invention and a conventional comparative example.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent by reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하고, 종래의 기술과 동일한 구성요소에 대하여 동일한 부호를 부여하고 그에 따른 중복설명은 생략한다.Like reference numerals refer to like elements throughout the specification, like reference numerals denote like elements throughout the related art, and redundant description thereof will be omitted.

한편, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템에 대해서 설명한다.Hereinafter, a hydraulic system of a construction machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

첨부도면 도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 건설기계의 유압시스템에서 비상운전 기능을 구현할 때의 펌프 압력지령 제어 맵을 설명하기 위한 도면이다. 첨부도면 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 건설기계의 유압시스템에서 사판 각도를 검출하도록 하는 앵글 센서가 고장일 때에 비상운전 기능을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a pump pressure command control map when implementing the emergency operation function in the hydraulic system of a construction machine according to an embodiment of the present invention. 4 is a view for explaining the emergency operation function when the angle sensor to detect the swash plate angle in the hydraulic system of the construction machine according to an embodiment of the present invention failure.

전자유압펌프(11, 12)는 각각 사판(r1, r2)가 된다. 전자유압펌프(11, 12)에서 토출되는 작동유는 압력이 형성된 상태에서 메인컨트롤밸브(20)에 제공된다.The electromagnetic hydraulic pumps 11 and 12 become swash plates r1 and r2, respectively. The hydraulic oil discharged from the electromagnetic hydraulic pumps 11 and 12 is provided to the main control valve 20 in a state where pressure is formed.

메인컨트롤밸브(20)에는 복수의 스풀이 구비된다. 좀 더 상세하게는 제1 그룹 스풀과 제2 그룹 스풀이 있다. 제1 그룹 스풀은 암1속(Arm1)스풀, 붐2속(Boom2)스풀, 스윙(Swing)스풀, 옵션(Option)스풀, 우측주행모터(Travel R)스풀을 포함한다. 제2 스풀 그룹은 암2속(Arm2)스풀, 붐1속(Boom1)스풀, 버킷(Bucket)스풀, 좌측주행모터(Travel L)스풀을 포함한다.The main control valve 20 is provided with a plurality of spools. More specifically, there is a first group spool and a second group spool. The first group spool includes an arm1 spool, a boom2 spool, a swing spool, an option spool, and a right driving motor spool. The second spool group includes an arm 2 spool, a boom 1 spool, a bucket spool, and a left traveling motor spool.

또한, 조이스틱은2개가 제공될 수 있고, 조이스틱을 각각 좌우방향, 전후방향으로 조작함으로써 상술한 복수의 스풀 중에 특정한 스풀을 작동시키도록 하는 조작 압력 값이 형성된다. 복수의 조작 압력 값은 메인컨트롤밸브(20)에 제공되고, 펌프제어장치(50)에도 제공된다.In addition, two joysticks may be provided, and an operating pressure value for operating a specific spool among the plurality of spools described above is formed by manipulating the joystick in left, right, and forward and backward directions, respectively. The plurality of operating pressure values are provided to the main control valve 20 and also to the pump control device 50.

한편, 전자유압펌프(11, 12)의 토출라인에는 펌프압력 값을 검출하여 펌프제어장치(50)에 제1, 제2 펌프 압력 값을 제공한다.On the other hand, the discharge line of the electro-hydraulic pump (11, 12) detects the pump pressure value and provides the pump control device 50 with the first and second pump pressure values.

또한, 전자유압펌프(11, 12)에는 사판각도를 검출하는 앵글센서가 구비되어 있고, 앵글센서는 사판각도인 사판 앵글 값을 검출하여 펌프제어장치(50)에 제공한다.In addition, the electrohydraulic pumps 11 and 12 are provided with an angle sensor for detecting the swash plate angle, and the angle sensor detects the swash plate angle value, which is the swash plate angle, and provides it to the pump control device 50.

즉, 펌프제어장치(50)는 조이스틱을 조작할 때에 발생하는 조작 압력 값과, 사판각도의 사판앵글 값과, 펌프 압력 값을 입력받고, 이를 연산하여 펌프 레귤레이터(41, 42)를 제어하도록 하는 펌프압력지령을 발생하는 것이다.That is, the pump controller 50 receives the operating pressure value generated when the joystick is operated, the swash plate angle value of the swash plate angle, and the pump pressure value, and calculates this to control the pump regulators 41 and 42. The pump pressure command is generated.

펌프 레귤레이터(41, 42)는 유압펌프(11, 12)에 구비된 사판(r1, r22)의 사판각도를 제어하는 것이고, 제어는 상술한 펌프압력지령에 의해 이루어진다.The pump regulators 41 and 42 control the swash plate angles of the swash plates r1 and r22 provided in the hydraulic pumps 11 and 12, and the control is performed by the above-described pump pressure command.

한편, 본 발명에 따른 펌프제어장치(50)에는 비상운전 기능을 구현하도록 하는 펌프 압력지령 제어 맵을 포함한다. 상술한 펌프 압력지령 제어 맵(map)은 비상운전 기능을 선택하였을 때에만 활성화된다.On the other hand, the pump control device 50 according to the present invention includes a pump pressure command control map to implement the emergency operation function. The pump pressure command control map described above is activated only when the emergency operation function is selected.

상술한 펌프 압력지령 제어 맵은 도 3에 나타낸 바와 같이, 조이스틱을 조작하였을 때에 발생하는 조작 압력 값이 2차 조작 압력 값으로 변환되어 발생된다.The pump pressure command control map described above is generated by converting the operating pressure value generated when the joystick is operated to the secondary operating pressure value as shown in FIG. 3.

펌프 압력지령 제어 맵에 따라 2차 조작 압력 값에 의해 펌프 압력 지령이 비례 제어되고, 최대 압력 지령일 때에는 펌프 압력 지령이 일정한 값으로 유지되도록 제어되는 것이다.According to the pump pressure command control map, the pump pressure command is proportionally controlled by the secondary operating pressure value, and the pump pressure command is controlled to be maintained at a constant value at the maximum pressure command.

또한, 조이스틱의 조작 범위를 0%에서 100%로 정의할 때에 상술한 조이스틱이 조작범위가 50% 내지 70% 이상일 때에 펌프 압력 지령을 최대 압력지령으로 제한하여 설정될 수 있다. 즉, 펌프 압력 지령의 최댓값을 제한함으로써 비상운전 기능을 수행하는 도중에 예상하지 못한 다른 안전사고의 위험을 방지할 수 있고, 유압시스템의 과부하를 방지하여 내구성 저하를 방지할 수 있게 된다.
Further, when defining the joystick operating range from 0% to 100%, the above-mentioned joystick can be set by limiting the pump pressure command to the maximum pressure command when the joystick is in the range of 50% to 70% or more. In other words, by limiting the maximum value of the pump pressure command it is possible to prevent the risk of other unexpected accidents during the emergency operation function, and to prevent the durability of the hydraulic system to prevent overload.

이하, 비상운전 기능이 선택되어 펌프 압력지령 제어 맵이 활성화되었을 때에 조이스틱의 조작에 따른 펌프 압력 값의 변화는 도 4를 참조하여 설명한다.Hereinafter, the change of the pump pressure value according to the operation of the joystick when the emergency operation function is selected and the pump pressure command control map is activated will be described with reference to FIG. 4.

조이스틱을 조작하면 최댓값의 범위 이내에서는 조작 압력 값에 비례하여 펌프 압력 값이 변화된다. 다만, 최댓값보다 큰 조작 압력 값이 입력되면, 펌프 압력 값은 최댓값에 제한된다. 이후, 조작 압력 값이 최댓값보다 작은 값이 입력되는 경우에는 입력되는 조작 압력 값에 비례하여 펌프 압력 값이 변화된다.When the joystick is operated, the pump pressure value changes in proportion to the operating pressure value within the maximum value range. However, when an operating pressure value larger than the maximum value is input, the pump pressure value is limited to the maximum value. Subsequently, when a value in which the operating pressure value is smaller than the maximum value is input, the pump pressure value changes in proportion to the input operating pressure value.

즉, 조이스틱의 2차 조작 압력 값에 따라 전자유압펌프를 제어하도록 하는 압력지령이 비례하여 제어되므로 비상운전 기능에서도 작업자는 부하 감성(load feeling)을 느낄 수 있다. 이로써 건설기계의 작업 장치를 섬세하게 제어할 수 있게 된다.That is, since the pressure command to control the electro-hydraulic pump is proportionally controlled according to the secondary operating pressure value of the joystick, the operator can feel load feeling even in the emergency operation function. This makes it possible to finely control the working device of the construction machine.

또한, 종래의 유압시스템에서 비상운전 기능에서는 조작 압력 값의 크기에 상관없이 펌프압력 지령을 최댓값의 입력하여 엔진에 고출력이 요구되지만, 본 발명의 일실시예에 따른 유압시스템의 비상운전 기능에서는 조악 압력 값에 비례하여 엔진 출력이 요구되므로 과다한 연료소모를 줄일 수 있어 연비 개선효과를 기대할 수 있게 된다.In the conventional hydraulic system, the emergency operation function requires a high output to the engine by inputting a pump pressure command with a maximum value regardless of the magnitude of the operating pressure value, but is poor in the emergency operation function of the hydraulic system according to an embodiment of the present invention. Since the engine output is required in proportion to the pressure value, the excessive fuel consumption can be reduced, and the fuel efficiency improvement effect can be expected.

또한, 종래의 유압시스템에서는 비상운전 기능에서 고압의 작동유가 토출되어 유압시스템의 내구성이 저하되는 우려가 있지만, 본 발명의 일실시예에 따른 유압시스템의 비상운전기능에서는 최댓값의 고압을 유지하지 않고 작동유에 고압이 형성될 때에도 완만한 상승을 구현할 수 있어 유압시스템의 내구성이 비정상적으로 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.
In addition, in the conventional hydraulic system, high-pressure hydraulic fluid may be discharged from the emergency operation function to reduce the durability of the hydraulic system. However, the emergency operation function of the hydraulic system according to an embodiment of the present invention does not maintain the maximum pressure. Even when high pressure is formed in the hydraulic fluid, a gentle rise can be realized, thereby preventing the durability of the hydraulic system from being abnormally degraded.

이하, 작업장치 중에 붐을 예로 들어 붐 상승 작용을 가정하여 본 발명의 일실시예에 따른 실시예와 종래의 비교예를 도 5를 참조하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment according to an embodiment of the present invention and a conventional comparative example will be described with reference to FIG.

첨부도면 도 5는 본 발명의 일 실시예와 종래의 비교예에서 조작 압력 값에 따른 펌프 압력 값 추이를 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining a pump pressure value change according to the operating pressure value in one embodiment of the present invention and a conventional comparative example.

비교예는 조이스틱을 조작하는 직후에 최댓값으로 설정된 펌프 압력 지령이 입력되므로 펌프 압력 값은 순간적으로 최댓값에 근접하게 상승한 직후에 감소되고, 소정의 시간이 경과된 후에 최댓값이 다시 구현되는 양상이다.In the comparative example, since the pump pressure command set to the maximum value is input immediately after the joystick is operated, the pump pressure value is decreased immediately after rising to the maximum value momentarily, and the maximum value is realized again after a predetermined time has elapsed.

즉, 비교예에서는 붐을 작동시키도록 하는 붐 실린더에 작동유가 고압으로 제공되다가 저압으로 떨어진 후에 다시 고압이 제공되는 것으로 붐의 작동이 연속되게 유연한 작동을 구현하지 못하고, 멈추었다가 다시 상승하는 등 불안정한 작업이 이루어진다.In other words, in the comparative example, the hydraulic fluid is supplied at high pressure to the boom cylinder for operating the boom, and then the high pressure is supplied again after falling to low pressure. The work is done.

반면에, 본 발명의 일실시예에 따른 유압시스템의 비상운전 기능에서 붐을 상승시키게 되면, 조이스틱 조작에 의해 조작 압력 값이 점차 증가되고, 조작 압력 값은 펌프 압력지령 제어 맵에 의해 2차 조작 압력 값으로 변환되어 입력된다.On the other hand, when raising the boom in the emergency operation function of the hydraulic system according to an embodiment of the present invention, the operating pressure value is gradually increased by the joystick operation, the operation pressure value is a secondary operation by the pump pressure command control map The pressure value is converted and input.

2차 조작 압력 값은 펌프 압력 지령을 완만한 기울기로 상승시킬 수 있고, 이로써 펌프 압력 값은 펌프 압력 지령을 추종하여 완만한 기울기로 상승된다.The secondary operating pressure value can raise the pump pressure command to a gentle slope, whereby the pump pressure value is raised to a gentle slope following the pump pressure command.

즉, 붐은 종래의 비교예에서처럼 상승할 때에 작동할 때에 잠시 멈칫하는 불안정한 작동을 보이지만, 반면에, 본 발명의 일실시예에 따른 유압시스템의 비상운전 기능에서는 붐이 완만한 속도로 상승하여 안정적인 작동을 구현한다.
That is, the boom shows an unstable operation that stops for a while when operating when it rises as in the conventional comparative example, while in the emergency operation function of the hydraulic system according to an embodiment of the present invention, the boom rises at a gentle speed and is stable. Implement the operation.

상술한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은, 전자유압펌프의 사판각도를 검출하도록 하는 앵글센서 또는 전자유압펌프를 제어하도록 하는 펌프제어장치의 고장으로 비상운전 기능을 수행할 때에, 조이스틱을 조작하는 변위에 비례하여 펌프 압력 값을 제어할 수 있고, 이로써 움직임이 작고 정교한 미세제어가 가능하게 된다.The hydraulic system of the construction machine according to the present invention made as described above, when performing the emergency operation function due to the failure of the angle sensor to detect the swash plate angle of the electromagnetic hydraulic pump or the pump control apparatus to control the electromagnetic hydraulic pump, The pump pressure value can be controlled in proportion to the displacement of the joystick, which allows for small movement and fine control.

또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은, 전자유압펌프의 사판각도를 검출하도록 하는 앵글센서 또는 전자유압펌프를 제어하도록 하는 펌프제어장치의 고장으로 비상운전 기능을 수행할 때에, 필요로 하는 적정한 동력이 요구되므로 엔진의 출력을 과다하게 요구하지 않게 되고, 이로써 비상운전 기능을 수행하는 도중에 엔진의 연료를 과다하게 소모되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 엔진 출력을 과다하게 높이지 않음으로써 비정상적인 엔진소음을 저감할 수 있다.In addition, the hydraulic system of the construction machine according to the present invention, when performing the emergency operation function due to the failure of the angle sensor to detect the swash plate angle of the electromagnetic hydraulic pump or the pump control device to control the electromagnetic hydraulic pump, Since proper power is required, the engine output is not excessively demanded, thereby preventing excessive consumption of fuel in the engine during the emergency operation function. In addition, abnormal engine noise can be reduced by not excessively increasing engine power.

또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은, 전자유압펌프의 사판각도를 검출하도록 하는 앵글센서 또는 전자유압펌프를 제어하도록 하는 펌프제어장치의 고장으로 비상운전 기능을 수행할 때에, 필요로 하는 적정한 펌프 압력이 요구되므로 전자유압펌프의 토출압력을 고압으로 유지하지 않음으로써 유압시스템의 내구성 저하를 방지할 수 있다.In addition, the hydraulic system of the construction machine according to the present invention, when performing the emergency operation function due to the failure of the angle sensor to detect the swash plate angle of the electromagnetic hydraulic pump or the pump control device to control the electromagnetic hydraulic pump, Since proper pump pressure is required, durability of the hydraulic system can be prevented by not maintaining the discharge pressure of the electrohydraulic pump at high pressure.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. will be.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, and the scope of the present invention is indicated by the appended claims. The scope of the claims and their equivalents It is to be understood that all changes or modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are to be embraced within their scope.

본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은 압력제어형 전자유압펌프가 구비된 유압시스템에서 조이스틱을 급조작할 때에 연료소모를 줄이고 조작성을 개선하도록 하는 데에 이용될 수 있다.
The hydraulic system of a construction machine according to the present invention can be used to reduce fuel consumption and improve operability when a joystick is rapidly operated in a hydraulic system equipped with a pressure-controlled electromagnetic hydraulic pump.

11, 12: 유압펌프
20: 메인컨트롤밸브(MCV) 30: 액추에이터
40: 펌프 레귤레이터 50: 펌프제어장치
r1, r2: 사판11, 12: hydraulic pump
20: Main Control Valve (MCV) 30: Actuator
40: pump regulator 50: pump controller
r1, r2: swash plate

Claims (2)

앵글센서에 의해 사판(r1, r2)의 사판 앵글 값이 출력되는 전자유압펌프(11, 12);
상기 사판(r1, r2)의 기울기 제어하는 펌프 레귤레이터(41, 42);
조이스틱의 조작에 의해 발생하는 조작 압력값과, 상기 사판 앵글 값과, 상기 전자유압펌프(11, 12)에서 토출되는 작동유의 펌프 압력 값을 입력 받아 연산하여 펌프 압력 지령을 생성하고, 상기 펌프 압력지령을 상기 펌프 레귤레이터(41, 42)에 제공하여 상기 펌프 레귤레이터(41, 42)를 제어하도록 하는 펌프제어장치(50); 및
상기 앵글센서 또는 상기 펌프제어장치(50)의 고장으로 비상운전 기능을 수행할 때에, 상기 조작 압력 값은 2차 조작 압력 값으로 변환되고, 상기 2차 조작 압력 값은 상기 펌프 압력 지령이 최대 압력 지령의 범위 내에서 비례하여 상기 펌프 레귤레이터(41, 42)를 제어하도록 하는 펌프 압력지령 제어 맵;
을 포함하는 건설기계의 유압시스템.
Electrohydraulic pumps 11 and 12 for outputting swash plate angle values of the swash plates r1 and r2 by the angle sensor;
A pump regulator (41, 42) for controlling the inclination of the swash plate (r1, r2);
The operating pressure value generated by the operation of the joystick, the swash plate angle value, and the pump pressure value of the hydraulic oil discharged from the electrohydraulic pumps 11 and 12 are input and calculated to generate a pump pressure command, and generate the pump pressure command. A pump controller (50) for providing a command to the pump regulator (41, 42) to control the pump regulator (41, 42); And
When performing the emergency operation function due to the failure of the angle sensor or the pump control device 50, the operating pressure value is converted into a secondary operating pressure value, and the secondary operating pressure value is the maximum pressure of the pump pressure command. A pump pressure command control map for controlling the pump regulators 41 and 42 in proportion to a range of commands;
Hydraulic system of the construction machine comprising a.
제 1항에 있어서,
상기 펌프 압력지령 제어 맵은,
상기 조이스틱의 조작 범위를 0%에서 100%로 정의할 때에, 상기 조이스틱이 조작범위가 50% 내지 70%이상이면 상기 펌프 압력 지령을 최대 압력지령으로 제한하여 상기 펌프 레귤레이터(41, 42)를 제어하도록 하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압시스템.
The method of claim 1,
The pump pressure command control map,
When defining the operating range of the joystick from 0% to 100%, if the joystick has an operating range of 50% to 70% or more, the pump pressure command is limited to the maximum pressure command to control the pump regulators 41 and 42. Hydraulic system of a construction machine, characterized in that.
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