KR20190009939A

KR20190009939A - 건설기계의 주행 속도 제어 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20190009939A
Application number: KR1020170091934A
Authority: KR
Inventors: 여명구; 김윤기; 황인찬
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2017-07-20
Filing date: 2017-07-20
Publication date: 2019-01-30
Also published as: WO2019017740A1; EP3640404B1; EP3640404A1; EP3640404A4; KR102461096B1; CN110914502A

Abstract

건설기계의 주행 속도 제어 장치는 제1 및 제2 주행 모터들에 작동유를 각각 공급하기 위한 제1 및 제2 유압 펌프들, 상기 제1 및 제2 유압 펌프들의 토출 라인들에 각각 설치되며 상기 제1 및 제2 주행 모터들에 각각 작용하는 제1 및 제2 펌프 압력들을 검출하기 위한 제1 및 제2 압력 센서들, 주행 속도 제어 신호에 따라 절환되어 상기 제1 및 제2 주행 모터들 각각의 사판 경전각을 제어하기 위한 적어도 하나의 주행 속도 제어 밸브, 및 상기 제1 및 제2 펌프 압력들 사이의 차이값과 기 설정된 값과 비교하고 상기 차이값이 상기 기 설정된 값 이상인 경우 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 회전 속도를 감소시키도록 상기 주행 속도 제어 밸브로 상기 주행 속도 제어 신호를 출력하는 주행 속도 제어부를 포함한다.

Description

건설기계의 주행 속도 제어 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRAVELLING SPEED OF CONSTRUCTION MACHINERY}

본 발명은 건설기계의 주행 속도 제어 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 건설기계의 주행 모터의 사판 경전각을 조절하여 주행 속도를 자동으로 제어하는 방법 및 이를 수행하기 위한 제어 장치에 관한 것이다.

건설기계의 좌측 및 우측 주행 모터들은 경사지 등을 주행할 때 2속에서 1속으로 변속될 수 있다. 상기 좌측 및 우측 주행 모터들에 작동유를 각각 공급하는 제1 및 제2 유압 펌프들의 펌프 압력들이 기 설정된 1속 절환 압력보다 높아지면 상기 좌측 및 우측 주행 모터들은 2속에서 1속으로 절환되고, 상기 펌프 압력들이 기 설정된 2속 절환 압력보다 낮아지면 1속에서 2속으로 절환될 수 있다.

그러나, 2속 주행 중 방향전환을 위해 피벗 회전(pivot turn)을 하는 경우, 상기 펌프 압력들의 평균 압력이 기 설정된 1속 절환 압력에 도달하지 못하면 2속에서 1속으로 전환하지 못하게 된다. 이 때, 토크 부족으로 운전자는 회전력의 부족을 느끼게 되고, 경우에 따라 장비가 스톨(stall)될 수도 있다.

본 발명의 일 과제는 건설기계의 좌측 및 우측 주행 모터들의 회전 속도를 안정적으로 변속시킬 수 있는 건설기계의 주행 속도 제어 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 과제는 상술한 건설기계의 주행 속도 제어 장치에 의해 수행되는 주행 속도 제어 방법을 제공하는 데 있다.

상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 주행 속도 제어 장치는 제1 및 제2 주행 모터들에 작동유를 각각 공급하기 위한 제1 및 제2 유압 펌프들, 상기 제1 및 제2 유압 펌프들의 토출 라인들에 각각 설치되며 상기 제1 및 제2 주행 모터들에 각각 작용하는 제1 및 제2 펌프 압력들을 검출하기 위한 제1 및 제2 압력 센서들, 주행 속도 제어 신호에 따라 절환되어 상기 제1 및 제2 주행 모터들 각각의 사판 경전각을 제어하기 위한 적어도 하나의 주행 속도 제어 밸브, 및 상기 제1 및 제2 펌프 압력들 사이의 차이값과 기 설정된 값과 비교하고 상기 차이값이 상기 기 설정된 값 이상인 경우 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 회전 속도를 감소시키도록 상기 주행 속도 제어 밸브로 상기 주행 속도 제어 신호를 출력하는 주행 속도 제어부를 포함한다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 주행 속도 제어 밸브는 상기 차이값이 상기 기 설정된 값 이상인 경우 상기 사판 경전각을 증가시키도록 제어할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 주행 속도 제어 밸브는 상기 차이값이 상기 기 설정된 값 이상인 경우 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 회전 속도를 2속에서 1속으로 변속시키도록 제어할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 주행 속도 제어 밸브는 상기 제1 및 제2 주행 모터들 각각의 사판 경전각을 제어하기 위한 적어도 하나의 솔레노이드 밸브 또는 전자비례감압 밸브를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 및 제2 주행 모터들은 상기 주행 속도 제어 밸브로부터 공급된 파일럿 신호압에 의해 상기 사판 경사각을 전환시키기 위한 제1 및 제2 속도 변환 밸브들을 각각 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 주행 속도 제어 장치는 작업자가 주행 속도 자동 제어 모드를 선택하기 위한 선택부를 더 포함할 수 있다. 상기 주행 속도 제어부는 상기 선택부로부터 상기 주행 속도 자동 제어 모드의 선택 신호를 수신할 때, 상기 차이값이 상기 기 설정된 값 이상인 경우 상기 주행 속도 제어 신호를 출력할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 주행 속도 제어 장치는 상기 제1 및 제2 유압 펌프들과 상기 제1 및 제2 주행 모터들 사이의 유로들에 각각 설치되며 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 동작을 제어하기 위한 제1 및 제2 제어 밸브들을 더 포함할 수 있다.

상기 본 발명의 다른 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 포함하는 건설기계의 주행 속도 제어 방법에 있어서, 제1 및 제2 유압 펌프들로부터 제1 및 제2 주행 모터들에 작동유를 각각 제공한다. 상기 제1 및 제2 유압 펌프들로부터 제1 및 제2 펌프 압력들을 검출한다. 상기 검출된 제1 및 제2 펌프 압력들의 차이값이 기 설정된 값 이상인지 여부를 분석한다. 상기 차이값이 상기 기 설정된 값 이상인 경우 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 회전 속도를 감소시키도록 제어한다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 회전 속도를 감소시키는 것은 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 회전 속도를 2속에서 1속으로 변속시키는 것을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 회전 속도를 감소키는 것은 상기 제1 및 제2 주행 모터들 각각의 사판 경전각을 증가시키도록 조절하는 것을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 및 제2 주행 모터들 각각의 사판 경전각을 조절하는 것은 적어도 하나의 솔레노이드 밸브 또는 전자비례감압 밸브로부터 공급된 파일럿 신호압에 의해 상기 사판 경사각을 조절하는 것을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 주행 속도 자동 제어 모드가 선택된 경우 제1 및 제2 주행 모터들을 구동시키기 위하여 제1 및 제2 유압 펌프들로부터 토출된 작동유의 제1 및 제2 펌프 압력들을 검출하고, 상기 제1 및 제2 펌프 압력들 사이의 차이값과 기 설정된 값과 비교하여 이에 기초하여 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 회전 속도를 1속 또는 2속으로 전환할 수 있다.

따라서, 2속 주행 중 방향 전환을 위해 피벗 회전(pivot turn)을 하는 경우에도, 2속에서 1속으로 자동으로 절환되어 주행 속도를 안정적으로 자동 변속할 수 있다. 이에 따라, 사용자의 편의성을 증대하고, 작업 효율성을 향상시킬 수 있다.

다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 시스템을 나타내는 유압 회로도이다.
도 2는 도 1의 주행 속도 제어 장치의 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 시스템을 나타내는 유압 회로도이다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 시스템을 나타내는 유압 회로도이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 시스템을 나타내는 유압 회로도이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.

본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 시스템을 나타내는 유압 회로도이다. 도 2는 도 1의 주행 속도 제어 장치의 제어부를 나타내는 블록도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 건설기계의 제어 시스템은 엔진(100)에 연결된 제1 및 제2 유압 펌프들(110, 120), 제1 및 제2 유압 펌프들(110, 120)에 각각 연결되며 제1 및 제2 유압 펌프들(110, 120)로부터 토출된 작동유에 의해 동작 가능한 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20), 및 제1 및 제2 유압 펌프들(110, 120)과 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20) 사이의 유로들에 각각 설치되며 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20)의 동작을 제어하기 위한 제1 및 제2 제어 밸브들(310, 320)을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설기계는 굴삭기, 휠 로더, 지게차 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 건설기계는 좌측 주행 모터로서 제1 주행 모터(10) 및 우측 주행 모터로서 제2 주행 모터(20)를 갖는 굴삭기일 수 있다. 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 시스템의 주행 속도 제어 장치는 가변용량형 유압모터와 같이 1회전당의 토출량을 변동할 수 있는 좌측 주행 모터 및 우측 주행 모터를 포함하는 건설기계에 적용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

제1 및 제2 유압 펌프들(110, 120)은 동력전달장치를 통하여 엔진(100)에 연결될 수 있다. 제1 및 제2 유압 펌프들(110, 120)는 엔진(10)의 출력축에 연결되며, 상기 출력축이 회전함에 따라 구동되어 작동유를 토출할 수 있다. 엔진(100)은 굴삭기와 같은 건설기계의 구동원으로서 디젤 엔진을 포함할 수 있다. 또한, 파일럿 펌프(400)는 엔진(100)의 출력축에 연결되며, 상기 출력축이 회전함에 따라 구동되어 제어유를 토출할 수 있다. 예를 들면, 상기 파일럿 펌프는 기어펌프일 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 작동유 및 상기 제어유는 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다.

제1 유압 펌프(110)는 제1 유압 라인(210)을 통하여 제1 제어 밸브(310)에 연결될 수 있다. 제2 유압 펌프(120)는 제2 유압 라인(220)을 통하여 제2 제어 밸브(320)에 연결될 수 있다. 제1 유압 펌프(110)로부터 토출된 작동유는 제1 제어 밸브(310)를 거쳐 제1 주행 모터(10)에 공급될 수 있다. 제2 유압 펌프(120)로부터 토출된 작동유는 제2 제어 밸브(320)를 거쳐 제2 주행 모터(20)에 공급될 수 있다.

도면에 도시되지는 않았지만, 제1 및 제2 유압 라인들(210, 220)에는 또 다른 액추에이터의 동작을 제어하기 위한 제어 밸브가 설치될 수 있다. 상기 액추에이터는 붐 실린더, 암 실린더, 버켓 실린더, 스윙 모터 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 건설기계의 제어 시스템은 상기 제어 밸브들을 갖는 조립체로서의 메인컨트롤밸브(Main Control Valve, MCV)를 포함할 수 있다. 상기 메인컨트롤밸브는 입력되는 전기적 신호에 따라 제어 밸브 내의 스풀에 가해지는 파일럿 작동유를 제어하는 전자비례감압 밸브(EPPRV)를 포함하는 전자유압식 메인컨트롤밸브일 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설기계의 제어 시스템은 입력된 제어 신호에 대응하는 2차 신호압력을 제1 및 제2 제어 밸브들(310, 320)에 각각 출력하는 전자비례감압 밸브들(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. 상기 전자비례감압 밸브들은 제1 및 제2 제어 밸브들(310, 320) 각각의 스풀의 양측에 각각 구비되어, 상기 스풀의 위치를 제어하기 위한 파일럿 신호압을 선택적으로 공급할 수 있다.

파일럿 펌프(400)로부터 토출된 제어유는 상기 전자비례감압 밸브들을 거쳐 제1 및 제2 제어 밸브들(310, 320)의 스풀들에 각각 공급될 수 있다. 상기 전자비례감압 밸브들은 입력된 제어 신호에 비례하는 크기를 갖는 파일럿 신호를 공급할 수 있다. 제1 및 제2 제어 밸브들(310, 320) 내의 스풀들의 이동은 상기 파일럿 신호압에 의해 제어될 수 있다. 상기 파일럿 신호압의 공급 방향에 따라 상기 스풀의 이동 방향이 결정되며, 상기 파일럿 신호압의 세기에 따라 상기 스풀의 변위량이 결정될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 제1 주행 모터(10)는 좌측 주행 모터이고, 제2 주행 모터(20)는 우측 주행 모터일 수 있다.

제1 제어 밸브(310)는 제1 좌측 주행 유압라인(212) 및 제2 좌측 주행 유압라인(214)을 통해 제1 주행 모터(10), 즉, 상기 제1 주행 모터의 A, B 포트와 각각 연결될 수 있다. 따라서, 제1 제어 밸브(310)가 절환되어 제1 유압 펌프(110)로부터 토출된 작동유를 상기 제1 주행 모터의 A, B 포트에 선택적으로 공급함으로써 상기 제1 주행 모터의 회전 방향 및 회전 속도를 제어할 수 있다. 제1 주행 모터(10)의 A, B 포트들로부터의 작동유는 제1 좌측 주행 유압라인들(212) 및 제2 좌측 주행 유압라인(214)을 통해 제1 제어 밸브(310)를 거쳐 드레인 탱크(T)로 배출될 수 있다.

제2 제어 밸브(320)는 제1 우측 주행 유압라인(222) 및 제2 우측 주행 유압라인(224)을 통해 제2 주행 모터(10), 즉, 상기 제2 주행 모터의 A, B 포트와 각각 연결될 수 있다. 따라서, 제2 제어 밸브(320)가 절환되어 제2 유압 펌프(120)로부터 토출된 작동유를 상기 제2 주행 모터의 A, B 포트에 선택적으로 공급함으로써 상기 제2 주행 모터의 회전 방향 및 회전 속도를 제어할 수 있다. 제2 주행 모터(20)의 A, B 포트들로부터의 작동유는 제1 우측 주행 유압라인들(222) 및 제2 우측 주행 유압라인(224)을 통해 제2 제어 밸브(320)를 거쳐 드레인 탱크(T)로 배출될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 제1 주행 모터(10)는 사판의 경사각을 조절하도록 구동 가능한 제1 경사각 조정 실린더(12) 및 파일럿 신호압에 의해 절환되어 제1 경사각 조정 실린더(12)를 구동시키기 위한 제1 속도 변환 밸브(14)를 포함할 수 있다. 제1 속도 변환 밸브(14)는 파일럿 신호압에 의해 절환되어 제1 경사각 조정 실린더(12)를 구동시켜 제1 주행 모터(10)의 회전 속도를 1속 또는 2속으로 전환시킬 수 있다.

예를 들면, 제1 속도 변환 밸브(14)에 파일럿 신호가 공급되면, 제1 경사각 조정 실린더(12)는 전진 구동되어 제1 주행 모터(10)의 사판의 경사각을 감소시킴으로써 제1 주행 모터(10)의 주행 단수를 1속에서 2속으로 전환시킬 수 있다. 제1 속도 변환 밸브(14)에 파일럿 신호가 공급되지 않게 되면, 제1 경사각 조정 실린더(12)는 후진 구동되어 제1 주행 모터(10)의 사판의 경사각을 증가시킴으로써 제1 주행 모터(10)의 주행 단수를 2속에서 1속으로 전환시킬 수 있다.

제1 주행 모터(10)와 유사하게, 제2 주행 모터(10)는 사판의 경사각을 조절하도록 구동 가능한 제2 경사각 조정 실린더(22) 및 파일럿 신호압에 의해 절환되어 제2 경사각 조정 실린더(22)를 구동시키기 위한 제2 속도 변환 밸브(24)를 포함할 수 있다. 제2 속도 변환 밸브(24)는 파일럿 신호압에 의해 절환되어 제2 경사각 조정 실린더(22)를 구동시켜 제2 주행 모터(20)의 회전 속도를 1속 또는 2속으로 전환시킬 수 있다.

예를 들면, 제2 속도 변환 밸브(24)에 파일럿 신호가 공급되면, 제2 경사각 조정 실린더(22)는 전진 구동되어 제2 주행 모터(10)의 사판의 경사각을 감소시킴으로써 제2 주행 모터(20)의 주행 단수를 1속에서 2속으로 전환시킬 수 있다. 제2 속도 변환 밸브(24)에 파일럿 신호가 공급되지 않게 되면, 제2 경사각 조정 실린더(22)는 후진 구동되어 제2 주행 모터(20)의 사판의 경사각을 증가시킴으로써 제2 주행 모터(20)의 주행 단수를 2속에서 1속으로 전환시킬 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 시스템의 주행 속도 제어 장치는, 제1 및 제2 유압 펌프들(110, 120)의 토출 라인들(210, 220)에 각각 설치되며 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20)에 각각 작용하는 제1 및 제2 펌프 압력들을 검출하기 위한 제1 및 제2 압력 센서들(610, 620), 입력되는 주행 속도 제어 신호에 따라 절환되어 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20) 각각의 사판 경전각을 제어하기 위한 적어도 하나의 주행 속도 제어 밸브(700), 및 주행 속도 자동 제어 모드가 선택된 경우 상기 제1 및 제2 펌프 압력들 사이의 차이값과 기 설정된 값과 비교하고 상기 차이값이 상기 기 설정된 값 이상인 경우 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20)의 회전 속도를 감소시키도록 주행 속도 제어 밸브(700)로 주행 속도 제어 신호를 출력하는 주행 속도 제어부(500)를 포함할 수 있다. 상기 주행 속도 제어 장치는 작업자가 상기 주행 속도 자동 제어 모드를 선택하기 위한 선택부(502)를 더 포함할 수 있다.

제1 압력 센서(610)는 제1 유압 라인(210)에 설치되며 제1 유압 모터(110)로부터 토출된 작동유의 압력(즉, 제1 펌프 압력)을 검출할 수 있다. 제2 압력 센서(620)는 제2 유압 라인(220)에 설치되며 제2 유압 모터(120)로부터 토출된 작동유의 압력(즉, 제2 펌프 압력)을 검출할 수 있다.

주행 속도 제어 밸브(700)는 파일럿 펌프(400)와 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20) 사이의 제어 유로(410)에 설치되며, 주행 속도 제어 신호에 의해 절환되어 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20) 각각의 사판 경전각을 제어할 수 있다. 예를 들면, 주행 속도 제어 밸브(700)는 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다.

제어 유로(410)는 제1 및 제2 속도 변환 밸브들(14, 24)에 각각 연결될 수 있다. 따라서, 파일럿 펌프(400)로부터 토출된 제어유는 주행 속도 제어 밸브(700)를 거쳐 제1 및 제2 속도 변환 밸브들(14, 24)의 스풀들에 각각 공급될 수 있다.

주행 속도 제어 밸브(700)가 주행 속도 제어 신호에 의해 ON되면, 제1 및 제2 속도 변환 밸브들(14, 24)에 상기 파일럿 신호압이 공급되어 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20)의 회전 속도를 1속에서 2속으로 전환시킬 수 있다. 또한, 주행 속도 제어 밸브(700)가 상기 주행 속도 제어 신호에 의해 OFF되면, 제1 및 제2 속도 변환 밸브들(14, 24)에 상기 파일럿 신호가 공급되지 않게 되어 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20)의 회전 속도를 2속에서 1속으로 전환시킬 수 있다.

주행 속도 제어부(500)는 작업자에 의해 상기 주행 속도 자동 제어 모드가 선택된 경우, 상기 제1 및 제2 펌프 압력들 사이의 차이값을 분석하여 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20)의 회전 속도를 제어하도록 주행 속도 제어 밸브(700)로 주행 속도 제어 신호를 출력할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 주행 속도 제어부(500)는 상기 제1 및 제2 펌프 압력들을 수신하기 위한 데이터 수신부(510), 상기 제1 및 제2 펌프 압력들의 차이값과 기 설정된 값을 비교하기 위한 연산부(520) 및 상기 비교 결과에 따라 결정된 주행 속도 제어 신호를 주행 속도 제어 밸브(700)로 출력하기 위한 제어 신호 출력부(530)를 포함할 수 있다.

예를 들면, 상기 건설기계가 2속 주행 중 방향 전환을 위해 피벗 회전(pivot turn)을 하는 경우, 제1 펌프 압력은 0bar이고 제2 펌프 압력이 300bar일 수 있다. 기 설정된 값은 250bar일 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 제1 및 제2 펌프 압력들의 차이값(300bar)이 상기 기 설정된 값(250bar)보다 크므로, 압력 주행 속도 제어부(500)는 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20)의 회전 속도를 2속에서 1속으로 전환하기 위한 주행 속도 제어 신호(2속->1속 전환 신호)를 주행 속도 제어 밸브(700)에 출력할 수 있다.

주행 속도 제어 밸브(700)에 상기 주행 속도 제어 신호(2속->1속 전환 신호)가 입력되면, 주행 속도 제어 밸브(700)는 OFF되고, 제1 및 제2 속도 변환 밸브들(14, 24)에 파일럿 신호압이 공급되지 않게 된다. 제1 및 제2 속도 변환 밸브(14, 24)에 파일럿 신호가 공급되지 않게 되면, 제1 및 제2 경사각 조정 실린더들(12, 22)은 후진 구동되어 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20)의 사판의 경사각을 증가시킴으로써 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20)의 주행 단수를 2속에서 1속으로 전환시킬 수 있다.

비교예에 따르면, 상기 제1 및 제2 펌프 압력들의 평균값을 기 설정된 값과 비교하여, 상기 평균값이 상기 기 설정된 값보다 클 때 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 주행 단수를 제어할 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 제1 및 제2 펌프 압력들의 평균값(150bar)이 상기 기 설정된 값(250bar)보다 작으므로 2속에서 1속으로 절환이 되지 않게 된다. 이 때, 토크의 부족으로 운전자는 회전력의 부족을 느끼게 되고, 경우에 따라 장비가 스톨(stall)될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 주행 속도 제어부(500)는 상기 제1 및 제2 펌프 압력들이 기 설정된 값(2속 절환 압력) 이하가 되면, 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20)의 회전 속도를 1속에서 2속으로 전환하기 위한 주행 속도 제어 신호(1속->2속 전환 신호)를 주행 속도 제어 밸브(700)에 출력할 수 있다.

주행 속도 제어 밸브(700)에 상기 주행 속도 제어 신호(1속->2속 전환 신호)가 입력되면, 주행 속도 제어 밸브(700)는 ON되고, 제1 및 제2 속도 변환 밸브들(14, 24)에 파일럿 신호압이 공급되게 된다. 제1 및 제2 속도 변환 밸브들(14, 24)에 파일럿 신호가 공급되면, 제1 및 제2 경사각 조정 실린더들(12, 22)은 전진 구동되어 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20)의 사판의 경사각을 감소시킴으로써 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20)의 주행 단수를 1속에서 2속으로 전환시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 건설기계의 주행 속도 제어 장치는 주행 속도 자동 제어 모드가 선택된 경우 제1 및 제2 주행 모터들을 구동시키기 위하여 제1 및 제2 유압 펌프들로부터 토출된 작동유의 제1 및 제2 펌프 압력들을 검출하고 상기 제1 및 제2 펌프 압력들 사이의 차이값과 기 설정된 값과 비교하여 이에 기초하여 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 회전 속도를 1속 또는 2속으로 전환할 수 있다.

따라서, 2속 주행 중 방향 전환을 위해 피벗 회전(pivot turn)을 하는 경우에도, 2속에서 1속으로 자동으로 절환되어 주행 속도를 안정적으로 자동 변속함으로써 운전자에게 편의성을 제공할 수 있다.

도 3은 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 시스템을 나타내는 유압 회로도이다. 상기 제어 시스템은 주행 속도 제어 장치의 주행 속도 제어 밸브의 구성을 제외하고는 도 1 및 도 2를 참조로 설명한 제어 시스템과 실질적으로 동일하다. 이에 따라, 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.

도 3을 참조하면, 건설기계의 주행 속도 제어 장치는, 입력되는 주행 속도 제어 신호에 따라 절환되어 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20) 각각의 사판 경전각을 제어하기 위한 적어도 하나의 주행 속도 제어 밸브(710)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 주행 속도 제어 밸브(710)는 전자비례감압 밸브(EPPRV)를 포함할 수 있다. 상기 전자비례감압 밸브는 파일럿 펌프(400)와 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20) 사이의 제어 유로(410)에 설치되는 전자비례감압 밸브(EPPRV)를 포함할 수 있다.

상기 전자비례감압 밸브는 주행 속도 제어부(500)로부터 입력된 주행 속도 제어 신호에 비례하여 제1 및 제2 속도 변환 밸브들(14, 24)의 스풀들의 변위량을 제어하기 위한 파일럿 신호압을 제1 및 제2 속도 변환 밸브들(14, 24)의 상기 스풀들에 공급할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 주행 속도 제어부(500)는 제1 및 제2 유압 펌프들(110, 120)로부터 토출된 작동유의 제1 및 제2 펌프 압력들의 평균값 및/또는 차이값을 산출하고 이들을 기 설정값들과 비교 분석하여 분석 결과에 따라 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20)의 회전 속도를 제어하기 위한 주행 속도 제어 신호를 주행 속도 제어 밸브(710)에 출력할 수 있다. 주행 속도 제어 밸브(710)는 상기 입력된 주행 속도 제어 신호에 비례하는 크기를 갖는 파일럿 신호를 제1 및 제2 속도 변환 밸브들(14, 24)에 공급할 수 있다.

제1 및 제2 속도 변환 밸브들(14, 24)의 스풀들의 이동은 상기 파일럿 압력에 의해 제어될 수 있다. 즉, 상기 파일럿 신호압의 세기에 따라 제1 및 제2 속도 변환 밸브들(14, 24)의 스풀들의 변위량이 결정될 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20) 각각의 사판 경전각은 상기 스풀들의 변위량에 비례하여 변화(예를 들면, 감소)함으로써 무단 변속을 수행할 수 있다.

도 4는 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 시스템을 나타내는 유압 회로도이다. 상기 제어 시스템은 주행 속도 제어 장치의 주행 속도 제어 밸브의 구성을 제외하고는 도 1 및 도 2를 참조로 설명한 제어 시스템과 실질적으로 동일하다. 이에 따라, 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.

도 4를 참조하면, 건설기계의 주행 속도 제어 장치는 입력되는 주행 속도 제어 신호에 따라 절환되어 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20)의 사판 경전각을 제어하기 위한 제1 및 제2 주행 속도 제어 밸브들(720, 722)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 주행 속도 제어 밸브들(720, 722)은 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다.

구체적으로, 제1 주행 속도 제어 밸브(720)는 파일럿 펌프(400)와 제1 주행 모터(10) 사이의 제어 유로(410)에 설치되며, 제1 주행 속도 제어 신호에 의해 절환되어 제1 주행 모터(10)의 사판 경전각을 제어할 수 있다. 제2 주행 속도 제어 밸브(722)는 파일럿 펌프(400)와 제2 주행 모터(20) 사이의 제어 유로(412)에 설치되며, 제2 주행 속도 제어 신호에 의해 절환되어 제2 주행 모터(20)의 사판 경전각을 제어할 수 있다.

따라서, 파일럿 펌프(400)로부터 토출된 제어유는 제1 주행 속도 제어 밸브(720)를 거쳐 제1 속도 변환 밸브(14)의 스풀에 공급되고, 파일럿 펌프(400)로부터 토출된 제어유는 제2 주행 속도 제어 밸브(722)를 거쳐 제2 속도 변환 밸브(24)의 스풀에 공급될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 주행 속도 제어부(500)는 제1 및 제2 유압 펌프들(110, 120)로부터 토출된 작동유의 제1 및 제2 펌프 압력들의 평균값 및/또는 차이값을 산출하고 분석하여 제1 주행 모터(10)의 회전 속도를 제어하기 위한 제1 주행 속도 제어 신호를 제1 주행 속도 제어 밸브(720)에 출력하고 제2 주행 모터(20)의 회전 속도를 제어하기 위한 제2 주행 속도 제어 신호를 제2 주행 속도 제어 밸브(722)에 출력할 수 있다.

제1 주행 속도 제어 밸브(720)가 상기 제1 주행 속도 제어 신호에 의해 ON되면, 제1 속도 변환 밸브(14)에 상기 파일럿 신호압이 공급되어 제1 주행 모터(10)의 회전 속도를 1속에서 2속으로 전환시킬 수 있다. 제2 주행 속도 제어 밸브(722)가 상기 제2 주행 속도 제어 신호에 의해 ON되면, 제2 속도 변환 밸브(24)에 상기 파일럿 신호압이 공급되어 제2 주행 모터(20)의 회전 속도를 1속에서 2속으로 전환시킬 수 있다.

한편, 제1 주행 속도 제어 밸브(720)가 상기 제1 주행 속도 제어 신호에 의해 OFF되면, 제1 속도 변환 밸브(14)에 상기 파일럿 신호가 공급되지 않게 되어 제1 주행 모터(10)의 회전 속도를 2속에서 1속으로 전환시킬 수 있다. 제2 주행 속도 제어 밸브(722)가 상기 제2 주행 속도 제어 신호에 의해 OFF되면, 제2 속도 변환 밸브(24)에 상기 파일럿 신호가 공급되지 않게 되어 제2 주행 모터(20)의 회전 속도를 2속에서 1속으로 전환시킬 수 있다.

도 5는 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 시스템을 나타내는 유압 회로도이다. 상기 제어 시스템은 주행 속도 제어 장치의 주행 속도 제어 밸브의 구성을 제외하고는 도 1 및 도 2를 참조로 설명한 제어 시스템과 실질적으로 동일하다. 이에 따라, 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.

도 5를 참조하면, 건설기계의 주행 속도 제어 장치는, 입력되는 주행 속도 제어 신호에 따라 절환되어 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20) 각각의 사판 경전각을 제어하기 위한 제1 및 제2 주행 속도 제어 밸브(730, 732)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2 주행 속도 제어 밸브들(730, 732)는 전자비례감압 밸브(EPPRV)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 제1 주행 속도 제어 밸브(730)는 파일럿 펌프(400)와 제1 주행 모터(10) 사이의 제어 유로(410)에 설치되고, 제2 주행 속도 제어 밸브(732)는 파일럿 펌프(400)와 제2 주행 모터(20) 사이의 제어 유로(412)에 설치될 수 있다.

제1 주행 속도 제어 밸브(730)는 주행 속도 제어부(500)로부터 입력된 제1 주행 속도 제어 신호에 비례하여 제1 속도 변환 밸브(14)의 스풀의 변위량을 제어하기 위한 제1 파일럿 신호압을 제1 속도 변환 밸브(14)의 상기 스풀에 공급할 수 있다. 제2 주행 속도 제어 밸브(732)는 주행 속도 제어부(500)로부터 입력된 제2 주행 속도 제어 신호에 비례하여 제2 속도 변환 밸브(24)의 스풀의 변위량을 제어하기 위한 제2 파일럿 신호압을 제2 속도 변환 밸브(24)의 상기 스풀에 공급할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 주행 속도 제어부(500)는 제1 및 제2 유압 펌프들(110, 120)로부터 토출된 작동유의 제1 및 제2 펌프 압력들의 평균값 및/또는 차이값을 산출하고 이들을 기 설정값들과 비교 분석하여 분석 결과에 따라 제1 주행 모터(10)의 회전 속도를 제어하기 위한 제1 주행 속도 제어 신호를 제1 주행 속도 제어 밸브(730)에 출력하고 제2 주행 모터(20)의 회전 속도를 제어하기 위한 제2 주행 제어 신호를 제2 주행 속도 제어 밸브(732)에 출력할 수 있다. 제1 주행 속도 제어 밸브(730)는 상기 입력된 제1 주행 속도 제어 신호에 비례하는 크기를 갖는 제1 파일럿 신호를 제1 속도 변환 밸브(14)에 공급할 수 있다. 제2 주행 속도 제어 밸브(732)는 상기 입력된 제2 주행 속도 제어 신호에 비례하는 크기를 갖는 제2 파일럿 신호를 제2 속도 변환 밸브(24)에 공급할 수 있다.

제1 속도 변환 밸브(14)의 스풀의 이동은 상기 제1 파일럿 압력에 의해 제어될 수 있다. 즉, 상기 제1 파일럿 신호압의 세기에 따라 제1 속도 변환 밸브(14)의 스풀의 변위량이 결정될 수 있다. 제2 속도 변환 밸브(24)의 스풀의 이동은 상기 제2 파일럿 압력에 의해 제어될 수 있다. 즉, 상기 제2 파일럿 신호압의 세기에 따라 제2 속도 변환 밸브(24)의 스풀의 변위량이 결정될 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20) 각각의 사판 경전각은 상기 스풀들의 변위량에 비례하여 변화(예를 들면, 감소)함으로써 1단과 2단 사이에서 무단 변속을 수행할 수 있다.

이하에서는, 도 1의 제어 시스템을 이용하여 건설기계를 제어하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 6은 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.

도 1, 도 2 및 도 6을 참조하면, 제1 및 제2 유압 펌프들(10, 20)로부터 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20)에 작동유를 각각 제공하고, 제1 유압 펌프(110)의 제1 펌프 압력 및 제2 유압 펌프(120)의 제2 펌프 압력을 측정할 수 있다(S100, S110).

예를 들면, 건설기계의 주행 속도 제어부(500)는 2속 주행을 위한 주행 속도 제어 신호를 주행 속도 제어 밸브(700)에 출력할 수 있다. 주행 속도 제어 밸브(700)가 상기 주행 속도 제어 신호에 의해 ON되면, 제1 및 제2 속도 변환 밸브들(14, 24)에 파일럿 신호압이 공급되어 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20)의 회전 속도를 1속에서 2속으로 전환시킬 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 유압 펌프들(110, 120)은 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20)에 작동유를 공급함으로써, 상기 건설기계는 2속으로 주행할 수 있다.

작업자가 상기 2속 주행 중에 방향 전환을 위해 피벗 회전(pivot turn)을 하는 경우, 제1 및 제2 압력 센서들(610, 620)은 제1 및 제2 유압 펌프들(110, 120)의 제1 및 제2 펌프 압력들을 검출할 수 있다.

이어서, 상기 제1 및 제2 펌프 압력들의 차이값과 기 설정된 값을 비교하고(S120), 비교 결과에 따라 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20)의 회전 속도를 제어할 수 있다(S130).

예시적인 실시예들에 있어서, 작업자가 선택부(502)를 통해 주행 속도 자동 제어 모드를 선택한 경우, 주행 속도 제어부(500)는 상기 제1 및 제2 펌프 압력들을 수신하고 이들의 차이값과 기 설정된 값을 비교할 수 있다.

예를 들면, 상기 피벗 회전 중에 제1 펌프 압력은 0bar이고 제2 펌프 압력이 300bar일 수 있다. 기 설정된 값은 250bar일 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 제1 및 제2 펌프 압력들의 차이값(300bar)이 상기 기 설정된 값(250bar)보다 크므로, 압력 주행 속도 제어부(500)는 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20)의 회전 속도를 2속에서 1속으로 전환하기 위한 주행 속도 제어 신호(2속->1속 전환 신호)를 주행 속도 제어 밸브(700)에 출력할 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 건설기계의 주행 속도 제어 방법에 있어서, 주행 속도 자동 제어 모드가 선택된 경우 제1 및 제2 주행 모터들(10, 20)을 구동시키기 위하여 제1 및 제2 유압 펌프들(110, 120)로부터 토출된 작동유의 제1 및 제2 펌프 압력들을 검출하고 상기 제1 및 제2 펌프 압력들 사이의 차이값과 기 설정된 값과 비교하여 이에 기초하여 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 회전 속도를 1속 또는 2속으로 전환할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 제1 주행 모터 12: 제1 경사각 조정 실린더
14: 제1 속도 변환 밸브 20: 제2 주행 모터
22: 제2 경사각 조정 실린더 24: 제2 속도 변환 밸브
100: 엔진 110: 제1 유압 펌프
120: 제2 유압 펌프 210: 제1 유압 라인
212: 제1 좌측 주행 유압라인 214: 제2 좌측 주행 유압라인
220: 제2 유압 라인 222: 제1 우측 주행 유압라인
224: 제2 우측 주행 유압라인 310: 제1 제어 밸브
320: 제2 제어 밸브 400: 파일럿 펌프
500: 주행 속도 제어부 502: 선택부
510: 데이터 수신부 520: 연산부
530: 제어 신호 출력부 610: 제1 압력 센서
620: 제2 압력 센서
700, 710, 720, 722, 730, 732: 주행 속도 제어 밸브

Claims

제1 및 제2 주행 모터들에 작동유를 각각 공급하기 위한 제1 및 제2 유압 펌프들;
상기 제1 및 제2 유압 펌프들의 토출 라인들에 각각 설치되며 상기 제1 및 제2 주행 모터들에 각각 작용하는 제1 및 제2 펌프 압력들을 검출하기 위한 제1 및 제2 압력 센서들;
주행 속도 제어 신호에 따라 절환되어 상기 제1 및 제2 주행 모터들 각각의 사판 경전각을 제어하기 위한 적어도 하나의 주행 속도 제어 밸브; 및
상기 제1 및 제2 펌프 압력들 사이의 차이값과 기 설정된 값과 비교하고 상기 차이값이 상기 기 설정된 값 이상인 경우 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 회전 속도를 감소시키도록 상기 주행 속도 제어 밸브로 상기 주행 속도 제어 신호를 출력하는 주행 속도 제어부를 포함하는 건설기계의 주행 속도 제어 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 주행 속도 제어 밸브는 상기 차이값이 상기 기 설정된 값 이상인 경우 상기 사판 경전각을 증가시키도록 제어하는 건설기계의 주행 속도 제어 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 주행 속도 제어 밸브는 상기 차이값이 상기 기 설정된 값 이상인 경우 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 회전 속도를 2속에서 1속으로 변속시키도록 제어하는 건설기계의 주행 속도 제어 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 주행 속도 제어 밸브는 상기 제1 및 제2 주행 모터들 각각의 사판 경전각을 제어하기 위한 적어도 하나의 솔레노이드 밸브 또는 전자비례감압 밸브를 포함하는 건설기계의 주행 속도 제어 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 주행 모터들은 상기 주행 속도 제어 밸브로부터 공급된 파일럿 신호압에 의해 상기 사판 경사각을 전환시키기 위한 제1 및 제2 속도 변환 밸브들을 각각 포함하는 건설기계의 주행 속도 제어 장치.
제 1 항에 있어서, 작업자가 주행 속도 자동 제어 모드를 선택하기 위한 선택부를 더 포함하고,
상기 주행 속도 제어부는 상기 선택부로부터 상기 주행 속도 자동 제어 모드의 선택 신호를 수신할 때, 상기 차이값이 상기 기 설정된 값 이상인 경우 상기 주행 속도 제어 신호를 출력하는 건설기계의 주행 속도 제어 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 유압 펌프들과 상기 제1 및 제2 주행 모터들 사이의 유로들에 각각 설치되며 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 동작을 제어하기 위한 제1 및 제2 제어 밸브들을 더 포함하는 건설기계의 주행 속도 제어 장치.
제1 및 제2 유압 펌프들로부터 제1 및 제2 주행 모터들에 작동유를 각각 제공하고;
상기 제1 및 제2 유압 펌프들로부터 제1 및 제2 펌프 압력들을 검출하고;
상기 검출된 제1 및 제2 펌프 압력들의 차이값이 기 설정된 값 이상인지 여부를 분석하고; 그리고
상기 차이값이 상기 기 설정된 값 이상인 경우 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 회전 속도를 감소시키도록 제어하는 것을 포함하는 건설기계의 주행 속도 제어 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 회전 속도를 감소시키는 것은 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 회전 속도를 2속에서 1속으로 변속시키는 것을 포함하는 건설기계의 주행 속도 제어 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 주행 모터들의 회전 속도를 감소키는 것은 상기 제1 및 제2 주행 모터들 각각의 사판 경전각을 증가시키도록 조절하는 것을 포함하는 건설기계의 주행 속도 제어 방법.
제 10 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 주행 모터들 각각의 사판 경전각을 조절하는 것은 적어도 하나의 솔레노이드 밸브 또는 전자비례감압 밸브로부터 공급된 파일럿 신호압에 의해 상기 사판 경사각을 조절하는 것을 포함하는 건설기계의 주행 속도 제어 방법.