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WO2016035902A1 - 건설기계의 선회 제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents

건설기계의 선회 제어장치 및 그 제어방법 Download PDF

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WO2016035902A1
WO2016035902A1 PCT/KR2014/008194 KR2014008194W WO2016035902A1 WO 2016035902 A1 WO2016035902 A1 WO 2016035902A1 KR 2014008194 W KR2014008194 W KR 2014008194W WO 2016035902 A1 WO2016035902 A1 WO 2016035902A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
swing
control valve
relief
pressure
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2014/008194
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이춘한
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volvo Construction Equipment AB
Original Assignee
Volvo Construction Equipment AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volvo Construction Equipment AB filed Critical Volvo Construction Equipment AB
Priority to PCT/KR2014/008194 priority Critical patent/WO2016035902A1/ko
Publication of WO2016035902A1 publication Critical patent/WO2016035902A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • 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
    • E02F9/08—Superstructures; Supports for superstructures
    • E02F9/10—Supports for movable superstructures mounted on travelling or walking gears or on other superstructures
    • E02F9/12—Slewing or traversing gears

Definitions

  • the present invention relates to a swing control device and a control method thereof, and more particularly, to a swing control device for a construction machine and a control method thereof for reducing flow loss due to reverse driving during swing operation.
  • the electric joystick outputs an operation signal proportional to the joystick operation amount by the driver, and the controller is proportional to the joystick and travel pedal operation amount in accordance with the input of the operation signal.
  • the electrical signal is output to the electronic proportional control valve. Since the main control valve is switched by the pilot pressure applied from the electromagnetic proportional control valve to operate the working device of the boom, the arm and the bucket, it is possible to perform an excavation work.
  • the hydraulic oil of the hydraulic pump is supplied to the discharge side of the swing motor to quickly turn the swing motion. You can stop it.
  • the present invention is to solve the above-described problems, when the reverse drive signal is input during the turning of the upper swing structure, the turning control of the construction machine to reduce the flow loss while stopping the turning operation quickly
  • An object of the present invention is to provide an apparatus and a control method thereof.
  • a swing motor driven by the hydraulic oil of the hydraulic pump to pivot the upper swing body
  • a swing control valve installed in a flow path between the hydraulic pump and the swing motor and controlling the driving of the swing motor during switching
  • a variable swing relief valve capable of setting the relief pressure of the swing motor to a first relief pressure and a second relief pressure higher than the first relief pressure
  • a first control valve configured to switch by applying a pilot pressure of the pilot pump
  • It is installed in the flow path between the pilot pump and the swing relief valve, and is switched when the electrical signal is applied to reversely drive the swing motor by the operation of the operating lever, and during the switching, the set pressure of the swing relief valve is changed to the second relief.
  • It provides a swing control device for a construction machine, comprising; a second control valve for converting to pressure.
  • Hydraulic pump A swing motor driven by the hydraulic oil of the hydraulic pump; A swing control valve for controlling driving of the swing motor; An operation lever for outputting an electrical signal corresponding to the operation amount;
  • a variable swing relief valve for variably controlling the relief pressure of the swing motor:
  • the set pressure of the swing relief valve is changed to the second relief pressure, and the supply of the hydraulic oil of the hydraulic pump to the swing motor is interrupted by switching the swing control valve.
  • the step of switching the set pressure of the relief valve to the first relief pressure and supplying the hydraulic oil of the hydraulic pump to the swing motor provides a swing control method for a construction machine comprising a.
  • the set pressure of the swing relief valve is switched to the first relief pressure, and the swing control valve is switched by operating the operating lever to operate the hydraulic oil of the hydraulic pump. And supplying the swing motor.
  • the first control valve is a first control valve
  • a solenoid valve which is switched to an initial state in which the swing control valve is maintained in a neutral state, and switched on to switch the swing control valve to supply hydraulic oil of the hydraulic pump to the swing motor when an electrical signal is applied from the controller. It is characterized in that it is used.
  • an electrical signal is applied to the second control valve to convert the set pressure of the swing relief valve to the second relief pressure, and the hydraulic pump And a controller for cutting off an electrical signal applied to the first control valve to cut off the hydraulic oil supplied to the swing motor from.
  • the electric signal applied to the second control valve is cut off to switch the set pressure of the swing relief valve to the first relief pressure,
  • a controller for applying an electrical signal to the first control valve so as to switch the swing control valve to supply hydraulic oil of the hydraulic pump to the swing motor.
  • the first control valve and the second control valve are connected to The first control valve and the second control valve
  • the electronic proportional control valve is used to convert the pilot pressure supplied from the pilot pump to correspond to the electrical signal applied from the controller to apply the converted pilot pressure to the swing control valve and the swing relief valve. .
  • the present invention having the above-described configuration, when the inverted drive signal is input during the turning of the upper swing body, by stopping the turning operation quickly, the workability can be increased, and the flow rate loss can be improved to improve the fuel economy of the engine. It works.
  • FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram for explaining the normal driving of the swing motor in the swing control device of a construction machine according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram for explaining a neutral state for the reverse drive of the swing motor in the swing control device of a construction machine according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a flow chart showing a swing control method of a construction machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram for explaining the normal driving of the swing motor in the swing control device of a construction machine according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a swing control device of a construction machine according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a flow chart showing a swing control method of a construction machine according to an embodiment of the present invention.
  • the swing control device of the construction machine according to an embodiment of the present invention, a swing motor for turning the upper swing body 20 with respect to the lower traveling body (not shown) 30 is connected to a variable displacement hydraulic pump 10 (hereinafter referred to as a "hydraulic pump").
  • a variable displacement hydraulic pump 10 hereinafter referred to as a "hydraulic pump”
  • operation lever 50 When operating the electric operation lever 50 (hereinafter referred to as “operation lever”), when the pilot pressure supplied from the pilot pump (not shown) is applied and switched, forward rotation, stop and reverse of the turning motor 30 are performed.
  • a swing control valve 40 for controlling the rotational drive is installed in the flow path between the hydraulic pump 10 and the swing motor 30.
  • a variable swing relief valve 60 that variably controls the relief pressure of the swing motor 30 connects the shuttle valve 100 (the flow paths a and b between the swing control valve 40 and the swing motor 30 in parallel). Is installed in the parallel flow path (c)) and the drain flow path (d) between the hydraulic oil tank (T).
  • the swing relief valve 60 is a two-stage relief valve that can be set to a first relief pressure in a low pressure state and a second relief pressure in a high pressure state higher than the first relief pressure.
  • the controller 70 is provided with an electrical signal inputted by the manipulation lever 50.
  • the controller 70 is electrically connected to the second control valve 90 to invert the driving motor of the swing motor 30.
  • the opening pressure of the swing relief valve 60 is controlled by the pilot pressure supplied from the pilot pump to convert a set pressure into the second relief pressure on the high pressure side, and the hydraulic pressure supplied to the swing motor 30.
  • the electric signals applied to the first control valves 80a and 80b are cut off.
  • controller 70 is applied to the second control valve 90 so that the set pressure of the swing relief valve 60 is converted to the low pressure side first relief pressure to drive the swing motor 30 in the normal state.
  • the electrical signal corresponding to the operation amount of the operation lever 50 is supplied to the first control valves 80a and 80b to block the electrical signal to be supplied and to supply hydraulic oil of the hydraulic pump 10 to the swing motor 30. Will be authorized.
  • the first control valve (80a, 80b) and the second control valve 90 is
  • the pilot pressure supplied from the pilot pump (not shown) is converted to correspond to the electrical signal applied from the controller 70 to apply the converted pilot pressure to the swing control valve 40 and the swing relief valve 60.
  • Electronic proportional control valve can be used.
  • the first control valve (80a, 80b) is
  • the turning control valve 40 to maintain the neutral state and the turning control for supplying the hydraulic oil of the hydraulic pump 10 to the turning motor 30 when an electrical signal is applied from the controller 70
  • a solenoid valve switched on can be used to switch the valve 40.
  • the swing relief valve 60 is
  • An initial state to maintain the first relief pressure and a solenoid valve that is switched on to convert the set pressure of the swing relief valve 60 to the second relief pressure upon application of an electrical signal from the controller 70 are used. Can be.
  • the swing control method of a construction machine a hydraulic pump (10); A swing motor 30 driven by the hydraulic oil of the hydraulic pump 10 to pivot the upper swing body 20 with respect to the lower travel body; A swing control valve (40) installed in the flow path between the hydraulic pump (10) and the swing motor (30) and controlling the driving of the swing motor (30) during switching; An operation lever 50 for outputting an electric signal corresponding to the operation amount; A variable swing relief valve 60 for controlling the relief pressure of the swing motor 30;
  • a controller 70 for inputting an electrical signal by the operation of the operation lever 50:
  • the set pressure of the swing relief valve 60 is set to the second.
  • the first control valve 80a applies the pilot pressure supplied from the pilot pump.
  • the converted pilot pressure is applied to the right signal pressure port of the swing control valve 40 by converting the corresponding electrical signal.
  • the hydraulic oil of the hydraulic pump 10 is transferred to the swing motor 30 via the swing control valve 40 and the flow path b. It is supplied to drive the upper swing body 20 in the direction of the arrow (counterclockwise).
  • the hydraulic oil discharged from the swing motor 30 is returned to the hydraulic oil tank T via the flow path a and the swing control valve 40.
  • an electrical signal is applied from the controller 70 to the first control valve 80b by the operation of the operation lever 50, and the first control valve ( 80b) converts the pilot pressure supplied from the pilot pump to correspond to the applied electric signal to apply the converted pilot pressure to the left signal pressure port of the swing control valve 40.
  • the hydraulic oil of the hydraulic pump 10 is supplied to the swing motor 30 via the swing control valve 40 and the flow path a switched in the right direction to pivot the upper swing body 20.
  • the hydraulic fluid moved from the branch point of the flow path a and the parallel flow path c to the drain flow path d through the shuttle valve 100 is controlled by the relief pressure of the swing relief valve 60. That is, when the hydraulic oil pressure moved to the drain flow path (d) exceeds the high pressure side second relief pressure of the swing relief valve 60, it is returned to the hydraulic oil tank (T) (the swing relief valve 60 is the first 2 is converted to the high pressure side second relief pressure by the pilot pressure applied from the control valve 90).
  • the opening pressure of the swing relief valve 60 is changed because the set pressure of the swing relief valve 60 is converted to the second relief pressure by the pilot pressure applied from the second control valve 90. Will be reduced.
  • the discharge side hydraulic oil pressure of the swing motor 30 is set to the second relief pressure of the swing relief valve 60.
  • the braking force for reducing the rotation of the upper swing body 20 rotated by the inertia force may be increased, thereby reducing the braking time of the upper swing body 30.
  • the pilot pressure applied to the swing control valve 40 from the first control valve (80a, 80b) is cut off when the swing motor 30 is inverted, so the swing control valve 40 is neutral. State is maintained (shown in FIG. 2). Therefore, the supply of hydraulic oil to the swing motor 30 can be cut off from the hydraulic pump 10 via the swing control valve 40 and the flow path a.
  • the set pressure of the swing relief valve 60 is increased to an arbitrary value to reduce the opening cross section, so that the swing motor is reduced.
  • the hydraulic fluid discharged from the hydraulic oil tank (T) through the turning relief valve 60 from 30 is reduced. That is, in the reverse driving condition of the swing motor 30, the braking force may be increased to quickly stop the swing operation of the upper swing body 20.
  • the upper swing structure can be applied to a construction machine such as an excavator having a swing device capable of turning the lower swing body.

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Abstract

선회 조작시 반전 구동에 의한 유량 손실을 줄이기 위한 건설기계의 선회 제어장치 및 그 제어방법을 개시한다. 본 발명에 따른 선회 제어장치에 있어서, 유압펌프 및 파일럿펌프; 상부 선회체를 선회시키는 선회모터; 절환시 상기 선회모터의 구동을 제어하는 선회 제어밸브; 조작레버; 상기 선회모터의 릴리프압력을 제1릴리프압력과, 상기 제1릴리프압력보다 높은 제2릴리프압력으로 설정할 수 있는 가변형 선회 릴리프밸브; 상기 조작레버의 조작에 의해 상기 유압펌프의 작동유를 상기 선회모터에 선택적으로 공급하기 위해 전기적신호 인가시 절환되며, 절환시 상기 선회 제어밸브에 상기 파일럿펌프의 파일럿압력을 인가시켜 절환시키는 제1제어밸브; 상기 조작레버의 조작에 의해 상기 선회모터를 반전 구동시키기 위해 전기적신호 인가시 절환되며, 절환시 상기 선회 릴리프밸브의 설정압력을 상기 제2릴리프압력으로 전환시키는 제2제어밸브;를 구비하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 선회 제어장치를 제공한다.

Description

건설기계의 선회 제어장치 및 그 제어방법
본 발명은 선회 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, 선회 조작시 반전 구동에 의한 유량 손실을 줄이기 위한 건설기계의 선회 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 선회장치를 구비하는 굴삭기와 같은 건설기계에 있어서, 전기적 조이스틱은 운전자에 의한 조이스틱 조작량에 비례하는 조작신호를 출력하며, 제어기는 상기 조작신호의 입력에 따라 조이스틱 및 주행페달 조작량에 비례하는 전기적신호를 전자비례제어밸브에 출력하게 된다. 상기 전자비례제어밸브로부터 인가되는 파일럿압력에 의해 메인 컨트롤밸브를 절환시켜 붐, 아암 및 버킷의 작업장치를 동작시키므로 굴삭작업 등을 수행할 수 있게 된다.
조이스틱을 조작하여 선회모터의 구동으로 인해 상부 선회체를 선회시키는 도중에, 상기 조이스틱 조작에 의해 반전 구동신호가 입력되는 경우, 유압펌프의 작동유를 상기 선회모터의 배출측에 공급하여 선회동작을 신속하게 정지시킬 수 있다.
이때 상부 선회체가 정상적인 선회속도로 상승하기전(2∼3초 정도의 시간이걸림) 까지는 유압펌프로부터 선회모터의 배출측에 선회 제동력으로써 공급되는 작동유 대부분은 선회모터의 구동에 이용되지않고, 선회 릴리프밸브를 통해 작동유탱크로 귀환된다. 이로 인해 선회모터의 반전 구동시 유량 손실을 초래하고, 엔진의 연비 악화를 초래하는 문제점이 발생된다.
따라서 본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 상부 선회체의 선회 도중에 반전 구동신호가 입력되는 경우, 선회 동작을 신속하게 정지시키면서 유량 손실(flow loss)을 줄일 수 있도록 한 건설기계의 선회 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 및 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따르면,
유압펌프 및 파일럿펌프;
상기 유압펌프의 작동유에 의해 구동되어 상부 선회체를 선회시키는 선회모터;
상기 유압펌프와 선회모터사이의 유로에 설치되고, 절환시 상기 선회모터의 구동을 제어하는 선회 제어밸브;
조작량에 대응되는 전기적신호를 출력하는 조작레버;
상기 선회모터의 릴리프압력을 제1릴리프압력과, 상기 제1릴리프압력보다 높은 제2릴리프압력으로 설정할 수 있는 가변형 선회 릴리프밸브;
상기 파일럿펌프와 선회 제어밸브사이의 유로에 설치되고, 상기 조작레버의 조작에 의해 상기 유압펌프의 작동유를 상기 선회모터에 선택적으로 공급하기 위해 전기적신호 인가시 절환되며, 절환시 상기 선회 제어밸브에 상기 파일럿펌프의 파일럿압력을 인가시켜 절환시키는 제1제어밸브;
상기 파일럿펌프와 선회 릴리프밸브사이의 유로에 설치되고, 상기 조작레버의 조작에 의해 상기 선회모터를 반전 구동시키기 위해 전기적신호 인가시 절환되며, 절환시 상기 선회 릴리프밸브의 설정압력을 상기 제2릴리프압력으로 전환시키는 제2제어밸브;를 구비하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 선회 제어장치를 제공한다.
상기 및 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따르면,
유압펌프; 상기 유압펌프의 작동유에 의해 구동되는 선회모터; 상기 선회모터의 구동을 제어하는 선회 제어밸브; 조작량에 대응되는 전기적신호를 출력하는 조작레버; 상기 선회모터의 릴리프압력을 가변 제어하는 가변형 선회 릴리프밸브;를 구비하는 건설기계의 선회 제어방법에 있어서:
상기 조작레버의 조작신호를 입력받는 단계;
상기 조작레버의 조작신호에 의해 상기 선회모터의 반전 구동여부를 판단하는 단계;
상기 선회모터의 반전 구동조건일 경우 상기 선회 릴리프밸브의 설정압력을 제2릴리프압력으로 전환하고 상기 선회 제어밸브의 절환에 의해 상기 선회모터에 상기 유압펌프의 작동유 공급을 차단시키며, 상기 선회모터의 노멀 구동조건일 경우 상기 선회 릴리프밸브의 설정압력을 제1릴리프압력으로 전환하고 상기 선회모터에 유압펌프의 작동유를 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 선회 제어방법을 제공한다.
상기 선회모터의 반전 구동후 미리 설정된 임의시간 경과여부를 판단하는 단계;
상기 선회모터의 반전 구동후 임의시간이 경과된 경우, 상기 선회 릴리프밸브의 설정압력을 제1릴리프압력으로 전환하고, 상기 조작레버의 조작에 의해 상기 선회 제어밸브를 절환시켜 상기 유압펌프의 작동유를 상기 선회모터에 공급시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1제어밸브는
상기 선회 제어밸브가 중립상태를 유지하게 되는 초기상태와, 상기 제어기로부터 전기적신호 인가시 상기 유압펌프의 작동유를 상기 선회모터에 공급하기 위해 상기 선회 제어밸브를 절환시키기 위해 온 상태로 절환되는 솔레노이드밸브가 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 선회 릴리프밸브는
제1릴리프압력을 유지하게 되는 초기상태와, 상기 제어기로부터 전기적신호 인가시 상기 선회 릴리프밸브의 설정압력을 제2릴리프압력으로 전환시키기 위해 온 상태로 절환되는 솔레노이드밸브가 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 조작레버의 조작신호 입력에 의해 상기 선회모터의 반전 구동조건일 경우, 상기 선회 릴리프밸브의 설정압력을 제2릴리프압력으로 전환하기 위해 상기 제2제어밸브에 전기적신호를 인가하고, 상기 유압펌프로부터 상기 선회모터에 공급되는 작동유를 차단하기 위해 상기 제1제어밸브에 인가되는 전기적신호를 차단시키는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 조작레버의 조작신호 입력에 의해 상기 선회모터의 노멀 구동조건일 경우, 상기 선회 릴리프밸브의 설정압력을 제1릴리프압력으로 전환하기 위해 상기 제2제어밸브에 인가되는 전기적신호를 차단하고, 상기 유압펌프의 작동유를 상기 선회모터에 공급하기 위해 상기 선회 제어밸브를 절환시키도록 상기 제1제어밸브에 전기적신호를 인가하는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1제어밸브 및 제2제어밸브는
상기 파일럿펌프로부터 공급되는 파일럿압력을 상기 제어기로부터 인가되는 전기적신호에 대응되게 변환시켜 상기 선회 제어밸브 및 선회 릴리프밸브에 변환된 파일럿압력을 인가시켜 절환시키는 전자비례제어밸브가 사용되는 것을 특징으로 한다.
전술한 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 상부 선회체의 선회 도중에 반전 구동신호가 입력되는 경우, 선회 동작을 신속하게 정지시킴에 따라 작업성을 높이고, 유량 손실을 줄여 엔진의 연비를 개선시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 선회 제어장치에서, 선회모터의 노멀 구동을 설명하기 위한 유압회로도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 선회 제어장치에서, 선회모터의 반전 구동을 위한 중립상태를 설명하기 위한 유압회로도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 선회 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명〉
10; 유압펌프
20; 상부 선회체
30; 선회모터
40; 선회 제어밸브
50; 조작레버
60; 선회 릴리프밸브
70; 제어기
80a,80b; 제1제어밸브
90; 제2제어밸브
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건설기계의 선회 제어장치 및 그 제어방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 선회 제어장치에서, 선회모터의 노멀 구동을 설명하기 위한 유압회로도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 선회 제어장치에서, 선회모터의 반전 구동을 위한 중립상태를 설명하기 위한 유압회로도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 선회 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 선회 제어장치는, 상부 선회체(20)를 하부 주행체(미도시됨)에 대해 선회시키는 선회모터(swing motor)(30)가 가변용량형 유압펌프(10)(이하 "유압펌프" 라고 함)에 연결된다.
전기식 조작레버(50)(이하 "조작레버" 라고 함)를 조작시 파일럿펌프(미도시됨)로부터 공급되는 파일럿압력이 인가되어 절환될 경우, 상기 선회모터(30)의 정회전, 정지 및 역회전 구동을 제어하는 선회 제어밸브(40)가 상기 유압펌프(10)와 선회모터(30)사이의 유로에 설치된다.
상기 선회모터(30)의 릴리프압력을 가변 제어하는 가변형 선회 릴리프밸브(60)가 셔틀밸브(100)(선회 제어밸브(40)와 선회모터(30)사이의 유로(a,b)를 병렬연결시키는 병렬유로(c)에 설치됨)와 작동유탱크(T)사이의 드레인유로(d)에 설치된다. 상기 선회 릴리프밸브(60)는 저압상태의 제1릴리프압력과, 상기 제1릴리프압력보다 높은 고압상태의 제2릴리프압력으로 설정가능한 2단형 릴리프밸브가 사용된다.
상기 조작레버(50)의 조작에 의한 전기적신호가 입력되는 제어기(70)를 구비하되, 상기 제어기(70)는 상기 선회모터(30)를 반전 구동시키기 위해 상기 제2제어밸브(90)에 전기적신호 입력시 상기 파일럿펌프로부터 공급되는 파일럿압력에 의해 선회 릴리프밸브(60)의 개구 단면을 제어하여 설정압력을 상기 고압측 제2릴리프압력으로 전환하고, 상기 선회모터(30)에 공급되는 상기 유압펌프(10)의 작동유를 차단하기 위해 상기 제1제어밸브(80a,80b)에 인가되는 전기적신호를 차단하게 된다.
또한 상기 제어기(70)는 상기 선회모터(30)를 노멀상태로 구동시키기 위해 상기 선회 릴리프밸브(60)의 설정압력이 저압측 제1릴리프압력으로 전환되도록 상기 제2제어밸브(90)에 인가되는 전기적신호를 차단시키고, 상기 선회모터(30)에 유압펌프(10)의 작동유를 공급하기 위해 상기 조작레버(50)의 조작량에 대응되는 전기적신호를 상기 제1제어밸브(80a,80b)에 인가하게 된다.
상기 제1제어밸브(80a,80b) 및 제2제어밸브(90)는
상기 파일럿펌프(미도시됨)로부터 공급되는 파일럿압력을 상기 제어기(70)로부터 인가되는 전기적신호에 대응되게 변환시켜 상기 선회 제어밸브(40) 및 선회 릴리프밸브(60)에 변환된 파일럿압력을 인가시켜 절환시키는 전자비례제어밸브가 사용될 수 있다.
도면에는 미 도시되었으나, 상기 제1제어밸브(80a,80b)는
상기 선회 제어밸브(40)가 중립상태를 유지하게 되는 초기상태와, 상기 제어기(70)로부터 전기적신호 인가시 상기 유압펌프(10)의 작동유를 상기 선회모터(30)에 공급하기 위해 상기 선회 제어밸브(40)를 절환시키기 위해 온 상태로 절환되는 솔레노이드밸브가 사용될 수 있다.
상기 선회 릴리프밸브(60)는
제1릴리프압력을 유지하게 되는 초기상태와, 상기 제어기(70)로부터 전기적신호 인가시 상기 선회 릴리프밸브(60)의 설정압력을 제2릴리프압력으로 전환시키기 위해 온 상태로 절환되는 솔레노이드밸브가 사용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 선회 제어방법은, 유압펌프(10); 상기 유압펌프(10)의 작동유에 의해 구동되어 상부 선회체(20)를 하부 주행체에 대해 선회시키는 선회모터(30); 상기 유압펌프(10)와 선회모터(30)사이의 유로에 설치되고 절환시 상기 선회모터(30)의 구동을 제어하는 선회 제어밸브(40); 조작량에 대응되는 전기적신호를 출력하는 조작레버(50); 상기 선회모터(30)의 릴리프압력을 제어하는 가변형 선회 릴리프밸브(60); 상기 조작레버(50)의 조작에 의한 전기적신호가 입력되는 제어기(70);를 구비하는 건설기계의 선회 제어방법에 있어서:
상기 조작레버(50)의 조작신호를 입력받는 단계(S10);
상기 조작레버(50)의 조작신호에 의해 상기 선회모터(30)의 반전 구동여부를 판단하는 단계(S20);
상기 선회모터(30)의 반전 구동조건(일 예로서, 좌측 선회 커맨드(command)가 입력되는 도중에 우측 선회 커맨드가 입력되는 경우를 말함)일 경우 상기 선회 릴리프밸브(60)의 설정압력을 제2릴리프압력으로 전환하고(S30), 상기 선회 제어밸브(40)의 중립위치로 절환에 의해 상기 선회모터(30)에 상기 유압펌프(10)의 작동유 공급을 차단시키며(S40), 상기 선회모터(30)의 노멀 구동조건일 경우 상기 선회 릴리프밸브(60)의 설정압력을 제1릴리프압력으로 전환하고(S60), 상기 선회모터(40)에 유압펌프(10)의 작동유를 공급하는 단계(S70);를 포함한다.
상기 선회모터(30)의 반전 구동후 미리 설정된 임의시간 경과여부를 판단하는 단계(S50);
상기 선회모터(30)의 반전 구동후 임의시간(2∼3초 정도의 시간을 말함)이 경과된 경우, 상기 선회 릴리프밸브(60)의 설정압력을 제1릴리프압력으로 전환하고(S60), 상기 조작레버(50)의 조작에 의해 상기 선회 제어밸브(40)를 절환시켜 상기 유압펌프(10)의 작동유를 상기 선회모터(30)에 공급시키는 단계(S70);를 포함한다.
전술한 구성에 따르면, 상기 상부 선회체(30)를 선회시키기 위해 상기 조작레버(50)를 조작하는 경우 조작에 대응되는 전기적신호가 상기 제어기(70)에 입력된다(S10 참조).
상기 제어기(70)로부터 조작레버(50)의 조작에 대응되는 전기적신호를 상기 제1제어밸브(80a)에 인가시킴에 따라, 제1제어밸브(80a)는 파일럿펌프로부터 공급되는 파일럿압력을 인가된 전기적신호에 대응되게 변환시켜 상기 선회 제어밸브(40)의 우측 신호압포트에 변환된 파일럿압력을 인가시킨다.
따라서 상기 선회 제어밸브(40)의 스풀이 도면상, 좌측 방향으로 절환되므로, 상기 유압펌프(10)의 작동유는 상기 선회 제어밸브(40) 및 유로(b)를 경유하여 선회모터(30)에 공급되어 상기 상부 선회체(20)를 화살표시방향(반시계 방향을 말함)으로 구동시킨다. 상기 선회모터(30)로부터 배출되는 작동유는 유로(a) 및 선회 제어밸브(40)를 경유하여 작동유탱크(T)로 귀환된다.
이때, 상기 유로(b)와 병렬유로(c)의 분기점으로부터 셔틀밸브(100)를 통해 드레인유로(d)에 이동되는 작동유는, 상기 드레인유로(d)에 설치된 선회 릴리프밸브(60)의 릴리프압력에 의해 제어된다. 즉 상기 드레인유로(d)에 이동된 작동유 압력이 선회 릴리프밸브(60)의 저압측 제1릴리프압력을 초과하는 경우에 작동유탱크(T)로 귀환된다.
S20에서와 같이, 상기 선회모터(30)를 반전 구동시키기 위해 상기 조작레버(50)를 조작하는 경우, 상기 조작레버(50)로부터 상기 제어기(70)에 입력되는 전기적신호에 의해 상기 선회모터(30)의 반전 구동여부를 판단한다. 즉 상기 선회모터(30)의 반전 구동조건일 경우 S30으로 진행하고, 상기 선회모터(30)의 노멀 구동조건일 경우 S60으로 진행한다.
상기 선회모터(30)의 반전 구동조건일 경우, 상기 조작레버(50)의 조작에 의해 상기 제어기(70)로부터 상기 제1제어밸브(80b)에 전기적신호가 인가되고, 상기 제1제어밸브(80b)는 파일럿펌프로부터 공급되는 파일럿압력을 인가되는 전기적신호에 대응되게 변환시켜 상기 선회 제어밸브(40)의 좌측 신호압포트에 변환된 파일럿압력을 인가시킨다.
따라서 상기 유압펌프(10)의 작동유는 우측 방향으로 절환된 상기 선회 제어밸브(40) 및 유로(a)를 경유하여 선회모터(30)에 공급되어 상기 상부 선회체(20)를 선회시킨다. 상기 유로(a)와 병렬유로(c)의 분기점으로부터 셔틀밸브(100)를 통해 드레인유로(d)에 이동된 작동유는 상기 선회 릴리프밸브(60)의 릴리프압력에 의해 제어된다. 즉 상기 드레인유로(d)에 이동된 작동유 압력이 선회 릴리프밸브(60)의 고압측 제2릴리프압력을 초과하는 경우에 작동유탱크(T)로 귀환된다(상기 선회 릴리프밸브(60)는 상기 제2제어밸브(90)로부터 인가되는 파일럿압력에 의해 고압측 제2릴리프압력으로 전환된 것임).
이때 상기 상부 선회체(20)는 관성력에 의해 계속적으로 반시계 방향으로 회전할려는 특성으로 인해, 상기 선회모터(30)로부터 배출되는 작동유는 상기 셔틀밸브(100)를 통과하여 선회 릴리프밸브(60)측으로 이동된다.
S30에서와 같이, 상기 제2제어밸브(90)로부터 인가되는 파일럿압력에 의해 상기 선회 릴리프밸브(60)의 설정압력을 제2릴리프압력으로 전환시키게 되므로 상기 선회 릴리프밸브(60)의 개구 단면을 줄이게 된다. 이로 인해 상기 선회모터(30)의 배출측 작동유 압력은 상기 선회 릴리프밸브(60)의 제2릴리프압력으로 설정된다.
따라서 상기 선회 모터(30)의 반전 구동조건일 경우 관성력에 의해 회전하고 있는 상부 선회체(20)의 회전을 감속하기 위한 제동력이 증대되어 상부 선회체(30)의 제동시간을 단축할 수 있다.
S40에서와 같이, 상기 선회모터(30)의 반전 구동시 상기 제1제어밸브(80a,80b)로부터 상기 선회 제어밸브(40)에 인가되는 파일럿압력이 차단되므로 상기 선회 제어밸브(40)는 중립상태를 유지하게 된다(도 2에 도시됨). 이로 인해 상기 유압펌프(10)로부터 상기 선회 제어밸브(40) 및 유로(a)를 경유하여 선회모터(30)에 작동유 공급을 차단할 수 있다.
따라서 상기 선회모터(30)의 반전 구동조건일 경우, 고압측 제2릴리프압력으로 전환된 상기 선회 릴리프밸브(60)를 통해 작동유탱크(T)로 배출되는 작동유 손실을 줄일 수 있다.
S50에서와 같이, 상기 선회모터(30)의 반전 구동후 미리 설정된 임의시간(2∼3초 정도의 시간을 말함) 경과여부를 판단하여, 상기 선회모터(30)의 반전 구동이 활성화되고 설정된 임의시간이 경과된 경우 S60으로 진행하고, 상기 선회모터(30)의 반전 구동이 활성화되고 설정된 임의시간이 경과되지않은 경우 S30으로 진행한다.
S60에서와 같이, 상기 선회모터(30)의 노멀 구동시(상기 선회모터(30)의 반전 구동이 활성화되고 설정된 임의시간이 경과되어 반전 구동이 완료된 상태를 말함), 상기 제2제어밸브(90)에 의해 파일럿펌프로부터 상기 선회 릴리프밸브(60)에 인가되는 파일럿압력을 차단시킴에 따라, 상기 선회 릴리프밸브(60)는 저압측 제1릴리프압력을 유지하게 된다.
S70에서와 같이, 상기 선회모터(30)의 노멀 구동조건일 경우, 상기 조작레버(50)의 조작량에 대응되게 상기 제1제어밸브(80a 또는 80b)로부터 인가되는 파일럿압력에 의해 상기 선회 제어밸브(40)를 절환시킴에 따라 상기 유압펌프(10)의 작동유를 선회모터(30)에 공급할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 선회모터(30)의 반전 구동조건일 경우, 상기 선회 릴리프밸브(60)의 설정압력을 임의값으로 높여 개구 단면을 줄임에 따라, 상기 선회모터(30)로부터 선회 릴리프밸브(60)를 통해 작동유탱크(T)로 배출되는 작동유 량을 줄이게 된다. 즉 상기 선회모터(30)의 반전 구동조건일 경우 제동력을 높여 상부 선회체(20)의 선회 동작을 신속하게 정지시킬 수 있다.
또한, 상기 선회모터(30)의 반전 구동조건일 경우, 상기 선회 제어밸브(40)를 중립상태로 절환시켜 유압펌프(10)로부터 상기 선회모터(30)에 공급되는 작동유를 차단시킴에 따라, 선회모터(30)의 반전 구동으로 인한 유량 손실을 방지할 수 있다.
여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 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 발명에 따르면, 상부 선회체를 하부 주행체에 대해 선회킬 수 있는 선회장치를 구비하는 굴삭기와 같은 건설기계에 적용할 수 있다.

Claims (8)

  1. 유압펌프 및 파일럿펌프;
    상기 유압펌프의 작동유에 의해 구동되어 상부 선회체를 선회시키는 선회모터;
    상기 유압펌프와 선회모터사이의 유로에 설치되고, 절환시 상기 선회모터의 구동을 제어하는 선회 제어밸브;
    조작량에 대응되는 전기적신호를 출력하는 조작레버;
    상기 선회모터의 릴리프압력을 제1릴리프압력과, 상기 제1릴리프압력보다 높은 제2릴리프압력으로 설정할 수 있는 가변형 선회 릴리프밸브;
    상기 파일럿펌프와 선회 제어밸브사이의 유로에 설치되고, 상기 조작레버의 조작에 의해 상기 유압펌프의 작동유를 상기 선회모터에 선택적으로 공급하기 위해 전기적신호 인가시 절환되며, 절환시 상기 선회 제어밸브에 상기 파일럿펌프의 파일럿압력을 인가시켜 절환시키는 제1제어밸브;
    상기 파일럿펌프와 선회 릴리프밸브사이의 유로에 설치되고, 상기 조작레버의 조작에 의해 상기 선회모터를 반전 구동시키기 위해 전기적신호 인가시 절환되며, 절환시 상기 선회 릴리프밸브의 설정압력을 상기 제2릴리프압력으로 전환시키는 제2제어밸브;를 구비하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 선회 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조작레버의 조작신호 입력에 의해 상기 선회모터의 반전 구동조건일 경우, 상기 선회 릴리프밸브의 설정압력을 제2릴리프압력으로 전환하기 위해 상기 제2제어밸브에 전기적신호를 인가하고, 상기 유압펌프로부터 상기 선회모터에 공급되는 작동유를 차단하기 위해 상기 제1제어밸브에 인가되는 전기적신호를 차단시키는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 선회 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조작레버의 조작신호 입력에 의해 상기 선회모터의 노멀 구동조건일 경우, 상기 선회 릴리프밸브의 설정압력을 제1릴리프압력으로 전환하기 위해 상기 제2제어밸브에 인가되는 전기적신호를 차단하고, 상기 유압펌프의 작동유를 상기 선회모터에 공급하기 위해 상기 선회 제어밸브를 절환시키도록 상기 제1제어밸브에 전기적신호를 인가하는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 선회 제어장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1제어밸브 및 제2제어밸브는
    상기 파일럿펌프로부터 공급되는 파일럿압력을 상기 제어기로부터 인가되는 전기적신호에 대응되게 변환시켜 상기 선회 제어밸브 및 선회 릴리프밸브에 변환된 파일럿압력을 인가시켜 절환시키는 전자비례제어밸브가 사용되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 선회 제어장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1제어밸브는
    상기 선회 제어밸브가 중립상태를 유지하게 되는 초기상태와, 상기 제어기로부터 전기적신호 인가시 상기 유압펌프의 작동유를 상기 선회모터에 공급하기 위해 상기 선회 제어밸브를 절환시키기 위해 온 상태로 절환되는 솔레노이드밸브가 사용되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 선회 제어장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 선회 릴리프밸브는
    제1릴리프압력을 유지하게 되는 초기상태와, 상기 제어기로부터 전기적신호 인가시 상기 선회 릴리프밸브의 설정압력을 제2릴리프압력으로 전환시키기 위해 온 상태로 절환되는 솔레노이드밸브가 사용되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 선회 제어장치.
  7. 유압펌프; 상기 유압펌프의 작동유에 의해 구동되는 선회모터; 상기 선회모터의 구동을 제어하는 선회 제어밸브; 조작량에 대응되는 전기적신호를 출력하는 조작레버; 상기 선회모터의 릴리프압력을 가변 제어하는 가변형 선회 릴리프밸브;를 구비하는 건설기계의 선회 제어방법에 있어서:
    상기 조작레버의 조작신호를 입력받는 단계;
    상기 조작레버의 조작신호에 의해 상기 선회모터의 반전 구동여부를 판단하는 단계;
    상기 선회모터의 반전 구동조건일 경우 상기 선회 릴리프밸브의 설정압력을 제2릴리프압력으로 전환하고 상기 선회 제어밸브의 절환에 의해 상기 선회모터에 상기 유압펌프의 작동유 공급을 차단시키며, 상기 선회모터의 노멀 구동조건일 경우 상기 선회 릴리프밸브의 설정압력을 제1릴리프압력으로 전환하고 상기 선회모터에 유압펌프의 작동유를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 선회 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 선회모터의 반전 구동후 미리 설정된 임의시간 경과여부를 판단하는 단계;
    상기 선회모터의 반전 구동후 임의시간이 경과된 경우, 상기 선회 릴리프밸브의 설정압력을 제1릴리프압력으로 전환하고, 상기 조작레버의 조작에 의해 상기 선회 제어밸브를 절환시켜 상기 유압펌프의 작동유를 상기 선회모터에 공급시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 선회 제어방법.
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