KR960004630B1 - Control devices of hydraulic machines - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 본 발명을 포함하는 유압굴삭기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.1 is a view schematically showing the configuration of a hydraulic excavator including the present invention.
제2도는 제1도에 도시된 제어부의 구성을 나타낸 블록도.2 is a block diagram showing the configuration of the control unit shown in FIG.
제3도는 본 발명의 일실시예에 따라 원동기 및 유압펌프의 출력크기를 조절하는 방법을 설명하기 위한 흐름도.3 is a flow chart for explaining a method for adjusting the output size of the prime mover and the hydraulic pump according to an embodiment of the present invention.
제4도는 유압펌프의 부하압력(P) 대 토출유량(Q)의 관계로 원동기의 출력을 나타낸 선도.4 is a diagram showing the output of the prime mover in relation to the load pressure P and the discharge flow rate Q of the hydraulic pump.
제5도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 출력조절방법을 설명하기 위한 흐름도.5 is a flow chart for explaining the output adjustment method according to another embodiment of the present invention.
제6도는 토오크와 회전수와의 관계로 나타낸 원동기의 출력선도.6 is an output diagram of the prime mover in relation to the torque and the rotational speed.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 원동기 2, 3 : 가변용량형 유압펌프1: prime mover 2, 3: variable displacement hydraulic pump
5, 6 : 펌프레귤레이터 7, 8 : 유압작동기5, 6: Pump regulator 7, 8: Hydraulic actuator
9, 10 : 유량제어밸브 11, 12 : 펌프용 전자비례감압밸브9, 10: flow control valve 11, 12: electromagnetic proportional pressure reducing valve for the pump
13, 14 : 밸브용 전자비례감압밸브 20 : 제어부13, 14: electromagnetic proportional pressure reducing valve 20: control unit
본 발명은 원동기에 의해 구동되는 유압펌프의 토출유량(吐出油量)에 의해 작동되는 유압기계에 관한 것으로, 더 구체적으로는 운전자가 원하는 출력의 크기에 따라서 원동기 및 유압펌프의 출력들을 유연하게 조절할 수 있도록 하는 동력원의 출력제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hydraulic machine operated by the discharge flow rate of the hydraulic pump driven by the prime mover, and more specifically, to flexibly adjust the outputs of the prime mover and the hydraulic pump according to the size of the output desired by the driver. The present invention relates to an output control apparatus of a power source.
굴삭기, 로더 또는 유압크레인과 같은 건설중장비는 하나의 원동기(디젤엔진)에 두, 세개의 유압펌프를 연결시켜 회전시키고, 이 회전력에 의해 펌프로부터 토출되는 작동유(working fluid)를 이용하여 유압실린더(hydraulic cylinder), 유압모터(oil hydraulic motor)등을 작동시킴으로써 소정의 작업을 수행할 수 있도록 한 것이다.Heavy construction equipment such as excavators, loaders or hydraulic cranes are connected by rotating two or three hydraulic pumps to one prime mover (diesel engine), and using hydraulic fluid discharged from the pump by this rotational force. By operating a hydraulic cylinder, an oil hydraulic motor, etc., it is possible to perform a predetermined task.
통상적으로, 중장비를 오랫동안 사용하여 노후화되면 원동기 또한 노후화되어 출력이 점점 떨어지게 되는데, 이 경우에도 유압펌프의 목표출력은 변동이 없기 때문에 원동기는 점차 과부하를 받게 되거나 심하게는 그 작동이 중지되는 결함이 있었다.In general, when the heavy equipment is used for a long time, the prime mover is also aging, and the output is gradually decreased. In this case, since the target output of the hydraulic pump is not changed, the prime mover is gradually overloaded or severely stopped its operation. .
이와 같은 문제를 해결하기 위하여 종래에는 유압펌프의 출력보다 충분히 큰 출력의 원동기를 선택하여 사용하였다.In order to solve such a problem, conventionally, a prime mover of an output sufficiently larger than that of a hydraulic pump was used.
그러나, 최신 중장비의 경우에는 유압펌프의 출력을 초과하는 원동기의 여유출력을 제대로 활용할 수 없어 원동기의 사용효율이 낮은 문제가 발생되는데, 이와 같은 문제를 해결하기 위해 원동기가 과부하상태로 되지 않는 범위내에서 그 출력을 최대로 활용할 수 있는 방안이 제시되었다. 그 방안은 원동기(디젤엔진)의 단위시간당 회전수(또는, 회전속도)의 감지에 의한 전마력제어(full power control)방식이라 일컫는 것으로서, 원동기가 과부하상태에 놓이게 되면 원동기의 회전수가 떨어지는 현상에 착안하여 원동기의 회전수를 감지하고 그것이 소정의 기준회전수 이하로 떨어지지 않도록 유압펌프의 토출유량을 제한하는 방식이다. 이와 같은 전마력제어에 의하면 원동기가 과부하상태로 되지 않도록 하면서도 원동기의 출력을 최대로 이용할 수 있게 된다.However, in the case of the latest heavy equipment, the power output of the prime mover exceeding the output of the hydraulic pump cannot be utilized properly, resulting in a problem of low efficiency of the prime mover. To solve this problem, the prime mover does not become overloaded. Suggested ways to make the most of its output. The solution is called a full power control method by detecting the rotational speed (or rotational speed) per unit time of the prime mover (diesel engine). When the prime mover is overloaded, the rotational speed of the prime mover drops. It is a method of sensing the rotational speed of the prime mover and limiting the discharge flow rate of the hydraulic pump so that it does not fall below a predetermined reference rotational speed. According to such horsepower control, it is possible to maximize the output of the prime mover while preventing the prime mover from being overloaded.
또한, 종래에는 불필요한 에너지의 낭비를 줄이고 장비의 효율적인 활용 및 지속적인 성능유지를 위해 작업의 종류, 부하의 크기 등에 따라서 원동기와 유압펌프의 출력크기를 수개의 모드로 나누고 이들 각각에 상응하는 출력을 내도록 하였다.In addition, in order to reduce unnecessary waste of energy, and to efficiently use equipment and maintain continuous performance, the output size of the prime mover and hydraulic pump is divided into several modes according to the type of work, the size of the load, etc. It was.
그러나, 이런 방식에서는 장비의 셋업(set-up)시 각 모드에 대한 출력의 크기가 한번 고정되면 차후에 이들을 바꾸거나, 특정작업에 적합하도록 운전자가 임의로 소정모드에 대한 원동기의 출력크기 및 펌프의 출력크기를 즉각적으로 선택하는데 많은 어려움이 따랐을 뿐만 아니라, 비록 그것이 가능하다 하더라도(특히, 기계식 조작방식의 장비에서는)그 조작이 매우 힘들었다. 게다가, 출력모드가 한번 고정되면 장비가 노후화된 경우나 고지대에서 작업이 이루어지는 경우에는 목표하는 만큼의 출력을 얻을 수가 없게 되는 결점이 있었다.However, in this way, once the size of the output for each mode is fixed at the time of equipment set-up, it can be changed later or the driver's output size and pump output for the predetermined mode can be arbitrarily changed by the driver. Not only was there a lot of difficulty in choosing the size immediately, but even if it was possible (especially on mechanical machines), the operation was very difficult. In addition, once the output mode has been fixed, there is a drawback that when the equipment is aged or when work is performed in the highlands, the desired output cannot be obtained.
이에따라 본 발명은 유압장비의 노후화에 따른 원동기 및 유압펌프의 출력이 저하되는 것을 보상할 수 있는 제어장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a control device capable of compensating for a decrease in output of a prime mover and a hydraulic pump due to aging of hydraulic equipment.
본 발명의 다른 목적은 장비 셋업시에 이미 고정된 각 모드의 출력크기를 작업의 조건에 따라 운전자가 원하는 대로 손쉽게 변경할 수 있도록 하는 제어장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a control device that allows the driver to easily change the output size of each mode that is already fixed at the time of equipment setup as desired by the working conditions.
본 발명의 또다른 목적은 원동기 및 유압펌프가 소정의 작업환경에 가장 적합한 출력을 낼 수 있도록 제어하여 장비의 사용효율을 극대화시킬 수 있는 출력제어장치를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide an output control device that can maximize the use efficiency of the equipment by controlling the prime mover and the hydraulic pump to output the most suitable for a given working environment.
이제부터, 특정 유압장비에 적용된 본 발명의 구성 및 기능수행과정을 나타낸 도면들을 참조하면서 본 발명에 대해 상세히 설명해 나가도록 하겠다.From now on, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing the construction and function performance of the present invention applied to a specific hydraulic equipment.
제1도는 본 발명을 유압기계에 적용한 예로서, 본 발명을 포함하는 유압굴삭기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 제2도는 본 발명에 따른 제어부의 하드웨어적인 구성을 간략하게 나타낸 블록도이다.FIG. 1 is an example in which the present invention is applied to a hydraulic machine, and schematically illustrates a configuration of a hydraulic excavator including the present invention. FIG. 2 is a block diagram briefly showing a hardware configuration of a controller according to the present invention.
통상적인 유압굴삭기는, 제1도에 도시된 바와 같이 동력원(動力源)인 원동기(디젤엔진)(1)와, 이 원동기(1)의 출력조절기구(governor)를 제어하여 최대출력크기를 조절하는 출력조작수단(23)과, 상기 원동기(1)의 회전력에 의해 구동되는 적어도 한 개 이상(제1도에는 두개가 도시되어 있음)의 가변용량형 유압펌프(이하 '유압펌프'라 함)(2,3)와, 비례밸브의 조종을 위한 파일럿압(pilot pressure)발생시켜 주는 보조유압펌프(4)와, 상기 유압펌프(2,3)의 토출유량을 조절해 주는 펌프레귤레이터(5,6)와, 상기 유압펌프(2,3)로부터 토출되는 작동유에 의해 작동되는 적어도 한개 이상(제1도에서는 유압작동기로서 두개의 유압실린더가 도시되어 있음)의 유압작동기(7,8)와, 상기 유압펌프(2,3)로부터 유압작동기(7,8)로 각각 흐르는 작동유의 흐름 및 그 양을 조절하는유량조절밸브(9,10)와, 입력전기량에 상응하는 파일럿압을 발생시켜 상기 펌프레귤레이터(5,6)의 사판의 경전각을 조절하여 유압펌프(2,3)의 토출유량을 제어하는 펌프용 전자비례감압밸브(이하 '제1비례밸브'라 함)(11,12)와, 입력전기량에 상응하는 파일럿압을 발생시켜 상기 유량조절밸브(9,10)의 스풀을 가변시켜주는 밸브용 전자비계감압밸브(이하 '제2비례밸브'라 함)(13,14)를 포함한다.A conventional hydraulic excavator controls the maximum output size by controlling the prime mover (diesel engine) 1 and the output control mechanism of this prime mover 1 as shown in FIG. A variable displacement hydraulic pump (hereinafter referred to as "hydraulic pump") of at least one or more (two are shown in FIG. 1) driven by the output operation means 23 and the rotational force of the prime mover 1 (2, 3), an auxiliary hydraulic pump (4) for generating a pilot pressure (pilot pressure) for the control of the proportional valve, and a pump regulator (5, for controlling the discharge flow rate of the hydraulic pump (2, 3) 6) and hydraulic actuators 7 and 8 of at least one (two hydraulic cylinders are shown in Fig. 1 as hydraulic actuators) operated by hydraulic oil discharged from the hydraulic pumps 2 and 3, Flow tank for adjusting the flow and the amount of hydraulic oil flowing from the hydraulic pump (2, 3) to the hydraulic actuator (7, 8), respectively Pumps for controlling the discharge flow rate of the hydraulic pumps (2,3) by adjusting the inclination angle of the swash plate of the pump regulator (5,6) by generating a pilot pressure corresponding to the valve (9,10) and the input electric quantity Electromagnetic scaffolding for valves for varying spools of the flow regulating valves 9 and 10 by generating proportional pressure reducing valves (hereinafter referred to as 'first proportional valves') 11 and 12 and pilot pressure corresponding to the input electric quantity. Pressure reducing valves (hereinafter referred to as 'second proportional valves') 13, 14 are included.
이와 같은 구성을 갖는 유압굴삭기에 적용되는 본 발명의 구성을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the configuration of the present invention applied to the hydraulic excavator having such a configuration as follows.
본 발명에 따른 유압출력제어장치는 상기 원동기(1)의 회전수에 상응하게 소정의 펄스를 발생시키는 회전수감지부(15)와, 상기 유압펌프(2,3)의 토출압력을 감지하는 압력감지부(16,17)와, 상기 유압작동기(7,8)의 위치변화(예를 들면, 유압실린더의 경우에 있어서는 피스톤의 위치변화) 또는 속도변화(예를들면, 유압모터의 경우에 있어서는 출력축의 회전속도변화)를 감지하여 그에 상응하는 전기신호를 발생시키는 작동상태감지수단인 작동기변화감지부(18,19)와, 유압시스템의 제반구성요소들을 총체적으로 제어하고 관리하는 제어부(20)와, 작업의 종류에 따라서 설정된 원동기(1) 및 유압펌프(2,4)의 최대출력의 제한량을 각각 나타내는 적어도 하나 이상의 출력모드들중 어느 하나를 선택하기 위해 상기 제어부(20)로 모드선택신호를 제공하는 모드선택스위치(21)와, 작업의 종류에 따른 적어도 하나 이상의 출력모드로서 이미 설정된 원동기 및 펌프의 최대출력의 제한량을 교정하기 위한 고정스위치(22)와, 상기 유압펌프(2,3)의 사판의 경전각을 감지하기 위한 사판각감지부(25,26) 및 운전자가 명령 또는 데이타를 상기 제어부(20)로 입력시키기 위한 입력부(27)를 포함한다.Hydraulic output control device according to the present invention is a rotation speed sensing unit 15 for generating a predetermined pulse corresponding to the rotational speed of the prime mover 1, and a pressure sensing for sensing the discharge pressure of the hydraulic pump (2, 3) Part 16 and 17 and the position change of the hydraulic actuators 7 and 8 (for example, the position of the piston in the case of the hydraulic cylinder) or the speed change (for example, the output shaft in the case of the hydraulic motor) Actuator change detection unit (18, 19) which is an operating state detection means for detecting a change in the rotational speed of the control unit to generate a corresponding electric signal, and a control unit (20) for totally controlling and managing all components of the hydraulic system; A mode selection signal to the control unit 20 to select one of at least one output mode indicating a limit amount of the maximum output of the prime mover 1 and the hydraulic pumps 2 and 4 according to the type of work. Mode selection to provide Tooth 21, fixed switch 22 for calibrating the limiting amount of the maximum output of the prime mover and pump as at least one output mode according to the type of work, and the swash plate of the hydraulic pumps 2 and 3 Swash plate angle detection units 25 and 26 for detecting a tilt angle and an input unit 27 for a driver to input a command or data to the control unit 20.
제2도는 본 발명을 실현하기 위한 제어부(20)의 구성을 나타낸 블록도로서, 참조번호 20a로 나타낸 것은 CPU(central processing unit)이고, 20b는 스위치 인터페이스부, 20c는 원동기(1)의 가동시간을 계수하는 계수부(counter)를 각각 나타낸 것이며, 참조번호 20d 및 20e로 나타낸 것은 ADC(Analog to Digital Converter)이고, 20f는 ROM(Read Only Memory), 20g는 RAM(Random Access Memory), 20h 및 20i는 DAC(Digital to Analog Converter), 20j 및 20k는 증폭부, 20ℓ은 모터구동부를 각각 나타낸 것이다.2 is a block diagram showing the configuration of the control unit 20 for realizing the present invention, where 20a is a central processing unit (CPU), 20b is a switch interface unit, and 20c is an operating time of the prime mover 1. Representative counters (counters) for counting the number, respectively, denoted by reference numerals 20d and 20e are analog to digital converters (ADCs), 20f is a read only memory (ROM), 20g is a random access memory (RAM), 20h and 20i represents a digital to analog converter (DAC), 20j and 20k represent an amplifying unit, and 20L represents a motor driving unit.
이상과 같은 구성을 갖는 본 발명의 작용에 대해 유압굴삭기의 경우를 예로 들어서 개략적으로 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention having the configuration as described above by taking a case of a hydraulic excavator as an example.
소정의 작업(예를 들면, 굴삭작업, 정지(整地)작업 등)을 수행하기 위해 운전자가 원동기(1)를 가동시키고 조이스틱(joy stick) 또는 페달(pedal)과 같은 조작수단을 움직이게 되면, 제어부(20)는 유압펌프(2,3)의 부하상태를 압력감지부(16,17)를 통하여 파악한다.When the driver moves the prime mover 1 and moves an operation means such as a joy stick or a pedal to perform a predetermined task (for example, an excavation work or a stop work), the control unit 20 detects the load state of the hydraulic pumps 2 and 3 through the pressure sensing units 16 and 17.
이어, 모드선택스위치(21)에 의해 설정된 모드의 출력범위내에서 원동기(1)가 과부하상태로 되지 않으면서 낼 수 있는 최대출력값을 계산하고, 계산된 최대출력값의 범위내에서 유압장치가 작동될 수 있도록 제1비례밸브(11,12)로 소정의 제어신호를 제공한다.Subsequently, within the output range of the mode set by the mode selection switch 21, the maximum output value that can be produced without the overload state of the prime mover 1 is calculated, and the hydraulic device is operated within the range of the calculated maximum output value. To provide a predetermined control signal to the first proportional valve (11, 12).
제1비례밸브(11,12)는 제어부(20)로부터 제공되는 상기 소정의 제어신호에 상응하는 파일럿압을 발생시켜 펌프레귤레이터(5,6)의 사판경전각을 조절하여 유압펌프(2,3)의 토출유량을 조절한다.The first proportional valves 11 and 12 generate pilot pressure corresponding to the predetermined control signal provided from the control unit 20 to adjust the swash plate inclination angles of the pump regulators 5 and 6 to control the hydraulic pumps 2 and 3. Adjust the discharge flow rate.
한편, 제어부(20)는 운전자의 조작신호에 해당하는 토출유량값을 전기적인 신호로 변화하고 이를 제어신호로서 제2비례밸브(13, 14)로 제공하면, 제2비례밸브(13, 14)는 상기 제어부(20)로부터 제공되는 상기 제어신호에 상응하는 파일럿압을 발생시켜 유량제어밸브(9, 10)의 스풀을 움직임으로써 상기 유압펌프(2, 3)로부터 토출된 유량이 유압작동기(7,8)를 작동시켜 원하는 작업이 수행되도록 한다. 모드선택스위치(21)에 의해 선택된 출력모드로 소정의 작업이 수행될 때, 기준출력보다 원동기(1)의 출력이 작다고 느껴지거나 원동기(1)의 출력을 교정할 필요가 있다고 판단되는 경우에는 교정스위치(22)에 의해 제어부(20)에 교정작업을 지시하게 되면 제어부(20)는 회전수감지부(15) 및 압력감지부(16, 17)를 통하여 원동기(1)의 출력마력을 산출하고 부하에 따른 유압펌프(2, 3)의 최대토출유량을 조절함으로써 원동기(1)가 과부하상태로 되지 않으면서도 소정의 작업을 위해 요구되는 최대출력을 낼 수 있게 된다.On the other hand, if the controller 20 changes the discharge flow rate value corresponding to the driver's operation signal into an electrical signal and provides it to the second proportional valves 13 and 14 as a control signal, the second proportional valves 13 and 14 are controlled. By generating a pilot pressure corresponding to the control signal provided from the control unit 20 to move the spool of the flow control valve (9, 10), the flow rate discharged from the hydraulic pump (2, 3) is the hydraulic actuator (7) 8) to ensure that the desired work is performed. When a predetermined operation is performed in the output mode selected by the mode selection switch 21, if it is determined that the output of the prime mover 1 is smaller than the reference output or it is determined that the output of the prime mover 1 needs to be calibrated, the calibration is performed. When the switch 22 instructs the control unit 20 to calibrate, the control unit 20 calculates the output horsepower of the prime mover 1 through the rotation speed sensing unit 15 and the pressure sensing units 16 and 17 and loads the load. By adjusting the maximum discharge flow rate of the hydraulic pump (2, 3) according to it is possible to output the maximum output required for a predetermined operation without the prime mover (1) is overloaded.
또한, 작업의 종류에 따른 각 출력모드에서 유압펌프(2, 3)의 토출유량에 비해 원동기(1)의 출력이 부족하여 원동기(1)가 과부하상태에 놓이게 되면 출력조작부(23)를 통해 원동기(1)의 출력을 증가시키고 이 증가된 출력을 기준출력으로 하여 각 모드의 출력을 재설정한다.In addition, when the output of the prime mover 1 is insufficient compared to the discharge flow rates of the hydraulic pumps 2 and 3 in each output mode according to the type of work, and the prime mover 1 is overloaded, the prime mover is controlled by the output control unit 23. Increase the output of (1) and reset the output of each mode using this increased output as the reference output.
한편, 제어부(20)와 연결되는 입력부(27)를 통하여 운전자는 원하는 출력값을 직접 제어부(20)로 입력시켜 원동기(1)의 최대출력을 임의로 재설정할 수도 있다.Meanwhile, the driver may directly input the desired output value to the controller 20 through the input unit 27 connected to the controller 20 to arbitrarily reset the maximum output of the prime mover 1.
이제부터, 제어부(20)의 ROM(20f)에 저장되는 프로그램에 의해 수행되는 제어기능에 대해 본 명세서에 첨부된 흐름도들을 참조하면서 상세히 설명하겠다.Now, the control function performed by the program stored in the ROM 20f of the control unit 20 will be described in detail with reference to the flowcharts attached to the present specification.
제3도는 본 발명의 제1실시예에 따른 제어방식을 설명하기 위한 흐름도로서, 이 흐름도를 참조하면서 제어부(20)의 기능수행과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.3 is a flowchart illustrating a control method according to the first embodiment of the present invention. Referring to this flowchart, a function performing process of the controller 20 will be described in detail as follows.
운전자의 조작에 의해 교정스위치(22)로부터 교정요구신호가 입력되면 CPU (20a)는 제2비례밸브(13,14)로 제공되는 전기신호(Vm1, Vm2)의 전위가 0이 아니면 0이 되도록 하여 유압작동기(7,8)가 중립상태에서 움직이지 않도록 한 다음, 원동기(1)의 출력마력을 유압펌프(2,4)의 부하압력(P)대 토출유량(Q)의 관계로 나타낸 제4도의 출력모드 W'm1의 원동기(1)의 최대출력모드로서 설정하고 회전수감지부(15)로부터 원동기(1)의 회전수를 나타내는 회전수데이타(Ne)를 읽어들인다(S1).When the calibration request signal is input from the calibration switch 22 by the driver's operation, the CPU 20a is 0 if the potential of the electrical signals V m1 and V m2 provided to the second proportional valves 13 and 14 is not zero. To prevent the hydraulic actuators 7 and 8 from moving in a neutral state, and then output horsepower of the prime mover 1 in relation to the load pressure P of the hydraulic pumps 2 and 4 versus the discharge flow rate Q. setting a maximum output mode as shown the fourth degree output mode W 'm1 prime mover (1), and reads the revolution speed data (Ne) represents the number of revolutions of the prime mover (1) from the rotation detention portion (15) (S 1) .
이어, 읽어들인 원동기의 회전수데이타(Ne)와 무부하설정 회전수데이타(Nr1)를 비교 연산하고(S2), 그들이 동일하지 않으면(단계 S2에서 '아니오'이면) 두 회전수의 차이(dN1=Ne-Nr1)만큼에 해다하는 펄스의 갯수를 연산하고 그 결과를 모터구동부(201)로 제공함으로써 출력조작부(2)3에 의해 원동기(1)의 실제회전수(Ne)와 무부하설정회전수(Nr1)가 일치된다(S3). 원동기(1)의 회전수(Ne)가 무부하설정회전수(Nr1)와 동일하게 되면(단계 S3에서 '예'이면) 원동기(1)의 실제회전수(Ne)와 부하설정회전수(Nr2)의 차이(dN2=Ne-Nr2)에 해당하는 유압펌프(2, 4)의 출력유량(Q1, Q2)을 계산하고 계산된 유량을 출력전기량(Vp1, Vp2)으로 환산한 다음 DAC(20h)로 제공한다(S4).Subsequently, the rotation speed data Ne of the prime mover read and the no-load setting speed data N r1 are compared and calculated (S 2 ), and if they are not equal (if no in step S 2 ), the difference between the two rotation speeds is obtained. By calculating the number of pulses added to (dN 1 = Ne-N r1 ) and providing the result to the motor driving unit 201, the output operating unit 2 and the actual rotation speed Ne of the prime mover 1 and No-load setting speed N r1 is matched (S 3 ). When the rotation speed Ne of the prime mover 1 becomes equal to the no-load set rotation speed N r1 (if YES in step S 3 ), the actual rotation speed Ne of the prime mover 1 and the load set rotation speed ( N r2 ) calculates the output flow rates (Q 1 , Q 2 ) of the hydraulic pumps (2, 4) corresponding to the difference (dN 2 = Ne-N r2 ) and calculates the calculated flow rate (V p1 , V p2 ) Converted to and then provided to the DAC (20h) (S 4 ).
이렇게 함으로써 디지털 전기신호는 DAC(20h)에 의해 아날로그전기신호로 변환된 후 증폭부(20j)에 의해 증폭되어 제1비례밸브(11,12)로 제공됨으로써 펌프레귤에이터(5,6)의 사판경전각이 변하게 되며, 이로써 유압펌프(2,3)로부터 계산된 유량(Q1, Q2)만큼의 작동유가 토출된다.In this way, the digital electric signal is converted into an analog electric signal by the DAC 20h, and then amplified by the amplifying unit 20j and provided to the first proportional valves 11 and 12, thereby swashing the pump regulators 5 and 6. The warp angle is changed, thereby discharging the hydraulic oil corresponding to the flow rates Q 1 and Q 2 calculated from the hydraulic pumps 2 and 3.
이어, 가변용량형 유압펌프(2,3)에 각각 걸리는 부하압력(P1, P2)을 각각의 압력감지부(16,17)를 통하여 읽어들이고, 회전수감지부(15)를 통하여 원동기(1)의 실제회전수(Ne)를 읽어들인다(S5).Subsequently, load pressures P 1 and P 2 applied to the variable displacement hydraulic pumps 2 and 3 are respectively read through the pressure sensing units 16 and 17, and the prime mover 15 is rotated through the rotation speed sensing unit 15. Read the actual rotation speed Ne of 1) (S 5 ).
이렇게 읽어들인 원동기(1)의 회전수(Ne)와 부하설정회전수(Nr2)를 비교연산하여 두 회전수가 상호 동일한지 여부를 판명한다(S6).The rotation speed Ne of the prime mover 1 thus read is compared with the load set rotation speed N r2 to determine whether the two rotation speeds are the same (S 6 ).
이때, 두 회전수(Ne 및 Nr2)가 동일하지 않으면(즉, 단계 S6에서 '아니오'이면) 다시 원동기(1)의 회전수(Ne)와 부하설정회전수(Nr2)의 차이(dN2)에 해당하는 유압펌프(2,3)의 출력유량(Q1및 Q2)를 계산하고 그들 각각에 상응하는 출력전기량(Vp1및 Vp2)을 환산하여 DAC(20h)로 제공한 다음 증폭부(20j)를 통하여 제1비례밸브(11, 12)로 각각 제공함으로써 상기의 두 회전수가 동일하도록 한다(S4).At this time, if the two rotation speeds Ne and N r2 are not equal (that is, no at step S 6 ), the difference between the rotation speed Ne of the prime mover 1 and the load set rotation speed N r2 is again determined . Calculate the output flow rate (Q 1 and Q 2 ) of the hydraulic pump (2,3) corresponding to dN 2 ) and convert the output electric quantity (V p1 and V p2 ) corresponding to each of them to provide to the DAC (20h) Next, the two rotation speeds are the same by providing the first proportional valves 11 and 12 through the amplification unit 20j (S 4 ).
반면에, 상기의 두 회전수(Ne 및 Nr2)가 동일하다고 판명되면(단계 S6에서 '예'일 때) 펌프(2,3)의 출력마력(W)을 계산한다(S7). 이때, 계산되는 펌프(2,3)의 출력은 다음과 같다.On the other hand, if the two rotation speeds Ne and N r2 are found to be the same (YES in step S 6 ), the output horsepower W of the pumps 2 and 3 is calculated (S 7 ). At this time, the output of the pump (2, 3) is calculated as follows.
이를 소정의 작업을 위한 유압펌프(2, 3)의 출력모드로서 수정하고, 복수의 출력모드가 존재할 경우에는 이미 설정된 출력크기에 따라서 각 출력모드의 출력크기를 재설정한다(S8).This is corrected as an output mode of the hydraulic pumps 2 and 3 for a predetermined operation, and when there are a plurality of output modes, the output size of each output mode is reset according to the already set output size (S 8 ).
작업의 종류에 따라 설정된 복수의 펌프출력모드를 재설정하는 방법을 예로서 들면 다음과 같다.As an example, a method of resetting a plurality of pump output modes set according to the type of work is as follows.
여기서, Wm1∼Wmnn개의 작업종류에 따른 펌프출력모드를 나타낸 것이고, k1∼kn-1은 원동기의 실제회전수(Ne)와 부하설정회전수(Nr2)가 동일할때의 펌프출력인 W(기준출력)에 대한 각 출력모드의 비례계수이다.Here, the pump output mode according to the work type W m1 to W mn n is shown, and k 1 to k n-1 are the values when the actual rotational speed Ne of the motor and the load setting rotational speed N r2 are the same. Proportional coefficient of each output mode with respect to pump output W (reference output).
이상과 같이, 장비 셋업시 소정모드에 대해 원동기(1) 및 유압펌프(2,3)의 출력들이 예를 들어 제4도의 실선 W'm1으로 설정되었다고 할 때 실제로 상기 원동기(1)의 출력은 점선 Wm1으로 떨어지고 상기 유압펌프(2, 3)의 출력은 계속 애초에 설정된 상태 즉 실선 W'm1을 유지하게 되면 원동기(1)는 과부하상태에 놓이게 된다.As described above, when the outputs of the prime mover 1 and the hydraulic pumps 2 and 3 are set to, for example, the solid line W ' m1 of FIG. The prime mover 1 is placed in an overload state when it falls to the dotted line W m1 and the output of the hydraulic pumps 2 and 3 continues to be set in the original state, that is, the solid line W ' m1 .
따라서, 본 실시예에서는 원동기(1)가 과부하상태에 놓이게 될 때 원동기(1)의 실제출력을 계산하고 그 출력과 동일하도록 펌프(2, 3)의 출력을 재설정(제4도의 점선 Wm1으로 이동)함으로써 원동기(1)과 과부하상태로 되지 않게 된다.Therefore, in the present embodiment, when the prime mover 1 is overloaded, it calculates the actual output of the prime mover 1 and resets the outputs of the pumps 2 and 3 so as to be equal to the output (by the dotted line W m1 in FIG. 4). Movement), so as not to overload the prime mover (1).
즉, 원동기(1)의 출력이 떨어져 설정된 실선 W'm1∼W'mn으로부터 점선 Wm1∼Wmn으로 될 때 펌프(2,3)의 출력을 실선 Wml∼Wmn으로 감소시킴으로써 유압펌프(2, 3)에 의해 요구되는 원동기(1)의 출력에 부족함이 없도록 한다.That is, the hydraulic pump by decreasing the output of the pump (2, 3) by the solid line W mn ml ~W time from the output of the prime mover (1), the solid line W 'm1 ~W' mn is set to be off by a broken line W m1 ~W mn ( There is no shortage in the output of the prime mover 1 required by 2, 3).
본 실시예에서는 펌프의 최대출력모드를 재설정하고 이 재설정된 최대출력모드와 비례계수들을 이용하여 다른 출력모드들을 재설정하였지만, 임의의 어떤 모드에서 그 모드의 출력을 재설정한 후 그 모드와 다른 모드들간의 관계를 나타내는 비례계수들을 사용하여 각 모드의 출력을 재설정할 수도 있다.In this embodiment, the pump's maximum output mode is reset and other output modes are reset using the reset maximum output mode and proportional coefficients. However, after resetting the output of the mode in any one mode, You can also reset the output of each mode using proportional coefficients representing the relationship of.
이상과 같이, 원동기(1)의 회전속도감지수단이 회전수감지부(15)로부터 제공되는 원동기회전수와 유압펌프(2,3)의 압력감지수단(16,17)으로부터 제공되는 부하압력을 이용하여 원동기(1)의 출력마력을 계산하고 계산된 원동기출력에 따라서 유압펌프(2,3)의 최대 토출유량을 조절하는 방법 이외에도 다음과 같은 방법들을 사용할 수도 있다.As described above, the rotational speed sensing means of the prime mover 1 utilizes the prime mover rotational speed provided from the rotational speed sensing unit 15 and the load pressure provided from the pressure sensing means 16 and 17 of the hydraulic pumps 2 and 3. In addition to the method of calculating the output horsepower of the prime mover 1 and adjusting the maximum discharge flow rates of the hydraulic pumps 2 and 3 according to the calculated prime mover output, the following methods may be used.
그중 하나는 원동기(1)에는 그것의 출력크기를 조절하기 위한 출력조작부(23)가 링크에 의해 연결되어 있음에 착안하여, 출력조작부(23)의 조작량을 감지할 수 있는 출력조절량감지부(24)를 상기 링크에 설치하고(여기서, 상기 출력조절량감지부(24)의 설치위치가 상기 링크에만 굳이 한정되지 않음.) 이 감지부(24)로부터 제공되는 조작량데이타를 이용하여 선택된 소정의 출력모드에서 초기에 설정된 링크의 각과 현재의 각을 비교하여 서로 상이하다면 상기 링크가 초기에 설정된 각도를 갖도록 한 다음 제3도의 S4, 이후의 순서대로 제어를 수행하면 각 모드별 원동기(1)의 최대출력에 상응하게 유압펌프(2,3)의 최대토출유량을 재설정할 수 있도록 하는 것이다.One of them is an output control amount detecting unit 24 capable of sensing the amount of manipulation of the output control unit 23, taking into consideration that the prime mover 1 is connected by a link to an output operation unit 23 for adjusting its output size. ) Is installed on the link (wherein the installation position of the output adjustment amount detection unit 24 is not limited to the link only). The predetermined output mode selected using the manipulated variable data provided from this detection unit 24. one if compared to the link angle and the current angle of the initially set different from each other so as to have the angle of the link is initially set the following maximum of the performing the control as third degree S 4, the order after each mode by the prime mover (1) It is to be able to reset the maximum discharge flow rate of the hydraulic pump (2, 3) corresponding to the output.
이 방식을 채용하는 경우 원동기(1)와 출력조작부(23) 사이의 링크부분에 포텐셔메터(potentiometer)를 설치하고 이를 이용하여 상기 링크의 각을 검출한다.In the case of adopting this method, a potentiometer is installed in the link portion between the prime mover 1 and the output manipulation section 23, and the angle of the link is detected using the potentiometer.
다른 하나의 방식은, 유압펌프(2,3)의 토출유량(Q1,Q2)을 정확하게 조절하기 위한 펌프레귤레이터(5, 6)의 사판경전각의 변화를 감지할 수 있는 수단인 사판각감지부(25,26)를 장치하고 이를 통해 읽어들이는 경전각변화데이타로부터 유압펌프(2,3)의 토출유량을 구하여 유압펌프(2,3)의 출력마력크기를 계산하는 것이다.The other method is a swash plate angle sense, which is a means for detecting a change in the swash plate tilt angle of the pump regulators 5 and 6 for precisely adjusting the discharge flow rates Q 1 and Q 2 of the hydraulic pumps 2 and 3. It is to calculate the output horsepower size of the hydraulic pumps (2, 3) by obtaining the discharge flow rates of the hydraulic pumps (2, 3) from the tilt angle change data read through the branches (25, 26).
이제부터 제5도를 참조하면서 본 발명의 제2실시예에 대하여 설명하겠다.A second embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG.
본 실시예에서는 원동기(1)의 출력이 저하되는 경우(즉, 원동기의 출력이 제4도의 실선에서 점선으로 변화되면) 원동기(1)의 출력을 증가(원동기가 다시 점선의 출력을 갖도록 함)시킨다.In this embodiment, when the output of the prime mover 1 is reduced (that is, when the output of the prime mover changes from the solid line in FIG. 4), the output of the prime mover 1 is increased (so that the prime mover has a dashed output again). Let's do it.
이를 상세히 설명하면 다음과 같다.This will be described in detail as follows.
교정스위치(22)로부터 출력모드선택신호가 입력되면 제어부(20)내 CPU(20a)는 유압작동기(7,8)가 움직이지 않도록 하기위해 제2비례밸브(13,14)로 제공되는 전기신호(Wm1, Wm2)의 전위가 0이 되게 한다(S9).When the output mode selection signal is input from the calibration switch 22, the CPU 20a in the control unit 20 provides an electrical signal provided to the second proportional valves 13 and 14 to prevent the hydraulic actuators 7 and 8 from moving. The potential of (W m1 , W m2 ) is zero (S 9 ).
이어, 상기 모드선택스위치(21)에 의해 선택된 출력모드에 해당하는 유압펌프(2, 3)의 설정유량(Qr1, Qr2)을 계산하고, 이 유량으로부터 전기량데이타(Vp1, Vp2)를 구한 후 이를 DAC(20h), 증폭부(20j)를 순차로 거치게 하여 제1비례밸브(11,12)로 제공함으로써 유압펌프(2,3)로부터 소정량의 작동유가 토출되도록 한다(S10).Subsequently, the set flow rates Q r1 and Q r2 of the hydraulic pumps 2 and 3 corresponding to the output mode selected by the mode selection switch 21 are calculated, and the electric quantity data V p1 and V p2 are calculated from the flow rates. After obtaining the DAC (20h), the amplification unit (20j) in order to pass through the first proportional valve (11, 12) to provide a predetermined amount of hydraulic oil from the hydraulic pump (2, 3) (S 10 ).
이어, 회전수감지부(15) 및 압력감지부(16,17)를 통하여 원동기(1)의 실제회전수(Ne) 및 유압펌프(2,3)의 부하압력(P1,P2)을 각각 읽어들인다(S11).Subsequently, the actual rotation speed Ne of the prime mover 1 and the load pressures P 1 and P 2 of the hydraulic pumps 2 and 3 are respectively measured through the rotation speed sensing unit 15 and the pressure sensing units 16 and 17. Read in (S 11 ).
부하설정회전수와 원동기의 실제회전수를 이용하여 유압펌프(2,3)의 토출유량(Q1,Q2)을 계산하고(S12), 원동기(1)의 실제출력마력(W)을 계산한다(S13).The discharge flow rates Q 1 and Q 2 of the hydraulic pumps 2 and 3 are calculated using the load setting speed and the actual speed of the prime mover (S 12 ), and the actual output horsepower W of the prime mover 1 is calculated. Calculate (S 13 ).
다음, 원동기(1) 또는 유압펌프(2,3)의 설정된 출력마력(Wr)과 원동기(1)의 실제출력마력(W)을 비교하여(S14) 동일하지 않으면 원동기(1)의 출력과 설정출력간의 차이를 보상하기 위해 두 출력간의 차이에 해당하는 만큼 출력조작부(23)의 링크 각도를 증가시키기 위해 모터구동부(201)를 통하여 상기 출력조작부(23)로 회전수증가용펄스를 제공함으로써 출력오차를 교정한다(S15).Next, compare the set output horsepower (W r ) of the prime mover (1) or hydraulic pumps (2,3) and the actual output horsepower (W) of the prime mover (1) (S 14 ), if not the output of the prime mover (1) To increase the rotation angle of the output operation unit 23 through the motor driving unit 201 to increase the link angle of the output operation unit 23 to compensate for the difference between the output and the set output. By correcting the output error (S 15 ).
반면, 실제출력마력(W)과 설정출력마력(Wr)이 동일하면(단계 S14에서 '예'이면) 원동기(1)의 실제회전수(Ne)를 수정된 부하설정회전수(Nr1)로 하고(제6도 참조), 다른 출력모드에 대하여 이미 설정되었던 회전수비에 따라 새로이 부하설정회전수를 다음과 같이 재설정한다(S16).On the other hand, if the actual output horsepower (W) and the set output horsepower (Wr) is the same (YES in step S 14 ), the actual rotation speed Ne of the prime mover 1 is modified to the load setting rotation speed N r1 . a (see FIG. 6), the number of newly rotating the load set in accordance with the already set rotation was defense against another output mode is reset as follows: (S 16).
여기서, Nr1∼Nrn은 각 모드에 따른 원동기(1)의 회전수이고, k'1∼k'n-1은 기준회전수(Ne)에 대한 각 모드별 회전수의 비례계수이다.Here, N r1 to N rn are rotational speeds of the prime mover 1 according to each mode, and k ' 1 to k' n-1 are proportional coefficients of rotational speeds for each mode with respect to the reference rotational speed Ne.
이상과 같은 본 실시예에서 원동기(1)의 출력조작부(23)의 링크각을 검출하는 출력조절량감지부(23)가 상기 출력조작부(23)의 링크에 설치되면 초기에 설정되었던 출력조작부(20)의 링크각에서 새로 설정된 부하회전수에 해당하는 각을 기준모드의 각으로서 재설정하여 이를 기준으로 원동기(1)의 출력을 조절할 수도 있게 된다.In the present embodiment as described above, when the output control amount detecting unit 23 for detecting the link angle of the output control unit 23 of the prime mover 1 is installed in the link of the output control unit 23, the output control unit 20 which was initially set. In the link angle of), the angle corresponding to the newly set load rotation speed may be reset as the angle of the reference mode, and the output of the prime mover 1 may be adjusted based on this.
상기한 제1, 제2의 실시예에서는 각 유압작동기(9,10)를 움직이지 않고 유압펌프(2,3)의 출력을 폐쇄시키고 원동기의 출력조절기구의 조절에 의한 방법이나 유압펌프의 토출유량 조절방법에 의해 원동기출력마력 또는 부하설정회전수를 수정하였으나, 교정스위치(22)가 눌러지면 실제로 각 유압작동기(9,10)를 작동시키는 상태에서 상기 실시예의 조건을 찾아서 자동으로 유압펌프(2,3)에 걸린 부하압력을 감지하여 각 모드의 출력마력이나 부하설정회전수를 수정시킬 수도 있다. 또한 본 발명의 기능을 수행하기 위해 장비의 가동시간을 카운트하여 정해진 일정시간이 되면 상기에서 제시된 방법들을 자동으로 수행할 수도 있다.In the first and second embodiments described above, the outputs of the hydraulic pumps 2 and 3 are closed without moving the hydraulic actuators 9 and 10, and the discharge of the hydraulic pump or the method by adjusting the output control mechanism of the prime mover. Although the prime mover output horsepower or load set rotation speed was modified by the flow rate adjustment method, when the calibration switch 22 was pressed, the hydraulic pumps were automatically found by searching for the conditions of the above embodiment while actually operating the hydraulic actuators 9 and 10. It is also possible to modify the output horsepower or load set speed of each mode by detecting the load pressure applied to 2,3). In addition, in order to perform the function of the present invention by counting the operating time of the equipment may be automatically performed the methods presented above when a predetermined time.
또한 제1도의 구성 시스템에 키이보드와 같이 별도의 입력부(27)가 포함되어서 각 모드의 설정출력마력을 필요에 따라서 운전자가 재입력시킴으로써 상기 제1실시예의 각 모드의 출력마력을 수정하여 할 수도 있고, 제2실시예의 출력마력크기를 재설정하고 부하설정회전수를 수정할 수도 있다.In addition, the configuration system of FIG. 1 includes a separate input unit 27 like a keyboard so that the driver may re-input the set output horsepower of each mode as necessary to modify the output horsepower of each mode of the first embodiment. It is also possible to reset the output horsepower size of the second embodiment and to modify the load setting speed.
이상과 같은 본 발명에 따르면 작업조건, 기타 운전자의 필요에 따라 원동기 및 유압펌프의 출력을 적절히 조절할 수 있어 기계장치에 무리가 가지 않고 내구성을 유지할 수 있고 불필요한 에너지 낭비를 막을 수 있을 뿐만 아니라 효율적인 기계장치를 운용할 수 있으며, 장시간의 기계장치의 운용에 따른 출력저하현상을 극복하고 일정하게 사용할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention as described above, the output of the prime mover and the hydraulic pump can be properly adjusted according to the working conditions and the needs of the operator, so that the machinery is not overwhelmed and the durability can be maintained, and unnecessary energy waste can be prevented as well as the efficient machine. The device can be operated, and there is an advantage that it can be used constantly and overcome the power degradation phenomenon caused by the operation of the machine for a long time.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019930008223A KR960004630B1 (en) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | Control devices of hydraulic machines |
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|---|---|---|---|
| KR1019930008223A KR960004630B1 (en) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | Control devices of hydraulic machines |
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| KR960004630B1 true KR960004630B1 (en) | 1996-04-09 |
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ID=19355352
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| KR1019930008223A KR960004630B1 (en) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | Control devices of hydraulic machines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR960004630B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110074007A (en) * | 2009-12-24 | 2011-06-30 | 두산인프라코어 주식회사 | System and method for preventing boom of excavator from being taken off |
| KR101500750B1 (en) * | 2008-12-16 | 2015-03-09 | 두산인프라코어 주식회사 | Controll system for hydraulic pump of wheel loader |
-
1993
- 1993-05-13 KR KR1019930008223A patent/KR960004630B1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101500750B1 (en) * | 2008-12-16 | 2015-03-09 | 두산인프라코어 주식회사 | Controll system for hydraulic pump of wheel loader |
| KR20110074007A (en) * | 2009-12-24 | 2011-06-30 | 두산인프라코어 주식회사 | System and method for preventing boom of excavator from being taken off |
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