SWING CONTROL APPARATUS FOR CONSTRUCTION MACHINERY AND CONTROL METHOD THEREOF

22-12-2016 дата публикации
Номер:
WO2016204321A1
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Номер заявки: KR60-00-201587
Дата заявки: 16-06-2015

건설기계용 선회 제어장치 및 그 제어방법
[1]

본 발명은 선회 제어장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, 상부선회체를 선회시키기 위해 유압펌프로부터 선회용 유압모터에 공급되는 작동유를 제어하기 위한 건설기계용 선회 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

[2]

도 1은 종래 기술에 의한 건설기계용 선회 제어장치의 유압회로도이다.

[3]

도 1에 도시한 바와 같이, 종래 기술에 의한 건설기계용 선회 제어장치는, 가변용량형 유압펌프(1)(이하 "유압펌프" 라고 함) 및 파일럿펌프(2)가 엔진 등에 연결된다.

[4]

상기 유압펌프(1)로부터 공급되는 작동유에 의해 정,역방향으로 구동되는 선회용 유압모터(3)가 공급유로(4,5)를 통해 상기 유압펌프(1)에 연결된다.

[5]

상기 선회용 유압모터(3)의 구동방향에 따라 정방향 또는 역방향으로 선회되는 상부선회체(미도시됨)가 상기 선회용 유압모터(3)에 선회가능하게 연결된다.

[6]

상기 파일럿펌프(2)로부터 공급되는 작동유에 의해 절환되어 상기 상부선회체의 선회 및 정지됨을 제어하는 선회 브레이크(6)(파킹브레이크를 말함)가 상기 파일럿펌프(2)에 연결된다.

[7]

파일럿압력의 인가에 의해 절환시 상기 선회용 유압모터(3)에 공급되는 작동유 흐름방향을 제어하는 선회용 컨트롤밸브(7)(MCV)가 상기 유압펌프(1)와 선회용 유압모터(3) 사이의 유로에 설치된다.

[8]

조작량에 대응되는 파일럿압력을 상기 선회용 컨트롤밸브(7)에 입력하는 선회 조작레버(8)(RCV)가 상기 파일럿펌프(2)와 상기 선회용 컨트롤밸브(7) 사이의 유로에 설치된다.

[9]

상기 선회용 유압모터(3)의 정지시 상기 선회 브레이크(6)의 제동시간을 지연(일 예로서, 약 5초간 정도를 말함)시키는 타임딜레이밸브(11)가 상기 파일럿펌프(2)와 상기 선회 브레이크(6) 사이의 유로에 설치된다.

[10]

상기 타임딜레이밸브(11)는 상기 파일럿펌프(2)와 선회브레이크(6) 사이의 유로에 설치되고, 파일럿압력의 인가에 의해 절환시 상기 파일럿펌프(2)의 작동유를 상기 선회 브레이크(6)에 공급하여 제동을 해제시키고, 상기 파일럿압력의 차단시 상기 선회 브레이크(6)로부터 작동유를 배출시켜 선회 브레이크(6)를 제동시키는 브레이크절환밸브(11a)와, 상기 선회용 유압모터(3)의 정지시 상기 선회 브레이크(6)의 제동시간을 지연시키도록 상기 브레이크절환밸브(11a)와 선회용 유압모터(3) 사이의 유로에 설치되는 오리피스(미도시됨)를 구비할 수 있다.

[11]

상기 브레이크절환밸브(11a)에 인가되는 파일럿압력은 상기 선회 조작레버(8)로부터 상기 선회용 컨트롤밸브(7)의 좌,우측 수압포트에 인가되는 파일럿압력중 상대적으로 높은 압력을 선택하는 제1셔틀밸브(13)로부터의 파일럿압력과, 작업장치(붐, 아암 등을 말함)를 구동시키기 위해 인가되는 파일럿압력(일 예로서, 아암-인(arm-in) 구동시키기 위한 파일럿압력을 말함)중 상대적으로 높은 압력을 선택하는 제2셔틀밸브(14)로부터 인가되는 파일럿압력이 사용될 수 있다.

[12]

전술한 구성에 의하면, 상기 상부선회체를 선회시키기 위해 상기 선회 조작레버(8)를 조작하는 경우 상기 제2셔틀밸브(14)를 통해 인가되는 파일럿압력에 의해 상기 브레이크절환밸브(11a)의 스풀이 도면상, 하측방향으로 절환된다.

[13]

이로 인해, 상기 파일럿펌프(2)의 작동유가 상기 브레이크절환밸브(11a)를 경유하여 상기 선회 브레이크(6)에 공급되므로 상기 선회 브레이크(6)의 제동상태를 해제시키게 된다.

[14]

이와 동시에 상기 선회 조작레버(8)의 조작에 의한 파일럿압력이 상기 선회용 컨트롤밸브(7)에 인가되어 스풀을 좌측 또는 우측방향으로 절환시킨다.

[15]

따라서, 상기 유압펌프(1)의 작동유를 상기 선회용 컨트롤밸브(7) 및 공급유로(4 또는 5)를 통과시켜 선회용 유압모터(3)에 공급시 상기 선회용 유압모터(3)의 구동에 의해 상기 상부선회체를 선회시킬 수 있다.

[16]

상기 선회용 유압모터(3)의 구동에 의해 상기 상부선회체를 선회시키는 도중에 상기 상부선회체의 선회됨을 정지시켜야될 경우 상기 선회 조작레버(8)를 중립위치로 놓게 된다.

[17]

도 4(a)에서와 같이, 상기 유압펌프(1)의 작동유를 상기 공급유로(4)를 통해 상기 선회용 유압모터(3)에 공급하여 상기 상부선회체를 선회시키는 도중에 상기 선회 조작레버(8)를 중립위치에 놓을 경우 상기 공급유로(4)의 압력은 떨어지고(그래프곡선 "a"를 말함), 상기 공급유로(5)에 형성되는 압력(그래프곡선 "b"를 말함)에 의해 감속시킨 후 상기 선회 브레이크(6)가 동작하게 된다.

[18]

즉, 상기 선회용 유압모터(3)는 상부선회체의 관성 회전력에 의해 일정시간동안 회전상태를 유지하게 되고, 상기 선회용 유압모터(3)의 유압 반작용으로 인한 제동효과에 의해 감속시킨 후 상기 선회 브레이크(6)의 제동력에 의해 상부선회체를 정지시킬 수 있다.

[19]

한편, 상기 상부선회체의 선회도중에 상기 선회 조작레버(8)를 중립으로 위치시킬 경우에도 상기 타임딜레이밸브(11)에 의해 상기 선회 브레이크(6)가 곧바로 제동되지 않게 된다.

[20]

따라서, 경사지에서 상부선회체의 선회도중에 상기 선회 조작레버(8)를 중립으로 위치시킬 경우에도 상기 타임딜레이밸브(11)에 의해 상기 선회 브레이크(6)가 곧바로 제동되지 않게 되므로 상부선회체는 중력방향으로 흘러내리게 되는 문제점을 갖는다.

[21]

또한, 상기 유압펌프(1)의 작동유를 상기 공급유로(4)를 통해 상기 선회용 유압모터(3)에 공급하여 상기 상부선회체를 선회시키는 도중에, 상기 상부선회체를 선회 반전시키기 위해 상기 선회 조작레버(8)를 반전 조작할 경우 상기 유압펌프(1)의 작동유를 상기 공급유로(5)를 통해 상기 선회용 유압모터(3)에 공급할 수 있다.

[22]

이때, 도 4(b)에서와 같이, 상기 유압펌프(1)로부터 상기 선회용 유압모터(3)에 공급되는 작동유 량은 줄어들고(그래프곡선 "a"을 말함), 반면에 상기 상부선회체의 선회시 생성되는 관성 회전력에 의한 압력으로 상기 유압펌프(1)로부터 공급유로(5)를 통해 상기 선회용 유압모터(3)에 공급되는 작동유 일부는 릴리프밸브에 의해 릴리프되어 작동유탱크로 드레인되므로(그래프곡선 "b"을 말함) 유압에너지 손실을 초래하는 문제점을 갖는다.

[23]

즉, 상기 상부선회체의 회전 관성력이 소멸되는 순간부터 상기 유압펌프(1)의 작동유를 상기 공급유로(5)를 통해 상기 선회용 유압모터(3)에 공급할 수 있게 된다. 따라서 유압펌프(1)의 작동유가 상기 선회 조작레버(8)의 반전 조작방향으로 상기 선회용 유압모터(3)에 공급되므로 상기 상부선회체를 선회 반전시킬 수 있게 된다.

[24]

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 경사지에서 상부선회체의 선회도중에 선회 조작레버를 중립으로 위치시킬 경우에 선회 브레이크의 제동으로 인해 상부선회체를 곧바로 정지시킬 수 있는 건설기계용 선회 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

[25]

또한, 본 발명은, 상부선회체의 선회도중에 선회 반전 조작하는 경우에 유압펌프로부터 선회용 유압모터에 공급되는 작동유가 릴리프되어 작동유탱크로 드레인되는 것을 방지할 수 있는 건설기계용 선회 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

[26]

상기 및 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르면,

[27]

가변용량형 유압펌프 및 파일럿펌프;

[28]

상기 유압펌프로부터 공급유로를 통해 공급되는 작동유에 의해 정,역방향으로 구동되는 선회용 유압모터;

[29]

상기 선회용 유압모터에 선회가능하게 연결되는 상부선회체;

[30]

상기 상부선회체의 선회 및 정지를 제어하는 선회 브레이크;

[31]

상기 유압펌프와 선회용 유압모터 사이의 유로에 설치되고, 절환시 상기 선회용 유압모터에 공급되는 작동유 흐름방향을 제어하는 선회용 컨트롤밸브;

[32]

선회 조작레버;

[33]

상기 공급유로에 발생되는 압력을 감지하는 제1,2압력센서;

[34]

상기 파일럿펌프와 상기 선회 브레이크 사이의 유로에 설치되고, 상기 선회용 유압모터의 정지시 상기 선회 브레이크의 제동시간을 지연시키는 타임딜레이밸브;

[35]

상기 상부선회체의 선회도중에 상기 선회 조작레버를 중립으로 위치시킬 경우, 상기 제1,2압력센서에 의해 감지된 일측 공급유로의 압력이 타측 공급유로의 압력보다 상대적으로 높을 경우에 상기 상부선회체를 바로 정지시키도록 상기 파일럿펌프로부터 상기 선회 브레이크에 공급되는 작동유를 차단하기 위한 컨트롤러;를 구비한 것을 특징으로 하는 건설기계용 선회 제어장치를 제공한다.

[36]

상기 및 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따르면,

[37]

가변용량형 유압펌프 및 파일럿펌프;

[38]

상기 유압펌프로부터 공급유로를 통해 공급되는 작동유에 의해 정,역방향으로 구동되는 선회용 유압모터;

[39]

상기 선회용 유압모터에 선회가능하게 연결되는 상부선회체;

[40]

상기 상부선회체의 선회 및 정지를 제어하는 선회 브레이크;

[41]

상기 유압펌프와 선회용 유압모터 사이의 유로에 설치되고, 절환시 상기 선회용 유압모터에 공급되는 작동유 흐름방향을 제어하는 선회용 컨트롤밸브;

[42]

선회 조작레버;

[43]

상기 공급유로에 발생되는 압력을 감지하는 제1,2압력센서;

[44]

상기 파일럿펌프와 상기 선회 브레이크 사이의 유로에 설치되고, 절환시 상기 파일럿펌프의 작동유를 상기 선회 브레이크에 공급하여 선회 브레이크의 제동을 해제시키는 제어밸브;

[45]

상기 상부선회체의 선회도중에 상기 선회 조작레버를 중립으로 위치시킬 경우, 상기 제1,2압력센서에 의해 감지된 일측 공급유로의 압력이 타측 공급유로의 압력보다 상대적으로 높을 경우에 상기 상부선회체를 곧바로 정지시키기 위해 상기 파일럿펌프로부터 상기 선회 브레이크에 공급되는 작동유를 차단하도록 상기 제어밸브에 전기적신호를 인가하는 컨트롤러;를 구비한 것을 특징으로 하는 건설기계용 선회 제어장치를 제공한다.

[46]

상기 및 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르면,

[47]

가변용량형 유압펌프 및 파일럿펌프;

[48]

상기 유압펌프로부터 공급유로를 통해 공급되는 작동유에 의해 구동되는 선회용 유압모터;

[49]

상기 선회용 유압모터에 선회가능하게 연결되는 상부선회체;

[50]

상기 상부선회체의 선회 및 정지를 제어하는 선회 브레이크;

[51]

절환시 상기 선회용 유압모터에 공급되는 작동유 흐름방향을 제어하는 선회용 컨트롤밸브;

[52]

선회 조작레버;

[53]

상기 공급유로에 발생되는 압력을 감지하는 제1,2압력센서;

[54]

상기 제1,2압력센서로부터 검출신호가 입력되는 컨트롤러;를 구비하는 건설기계용 선회 제어장치의 제어방법에 있어서:

[55]

상기 상부선회체의 선회도중에 상기 상부선회체의 선회 방향을 변경하기 위한 선회 반전 조작신호가 상기 컨트롤러에 입력되었는지 유무를 판단하는 단계;

[56]

상기 선회용 유압모터의 선회 반전측 공급유로에서 감지된 압력값과 설정값의 대소를 비교하는 단계;

[57]

상기 상부선회체의 선회도중에 상기 선회 조작레버에 의해 선회 반전시키는 경우, 선회 반전측 공급유로의 압력값이 설정값 이하일 경우에 상기 선회 조작레버의 조작에 의한 방향으로 상부선회체를 선회시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계용 선회 제어장치의 제어방법을 제공한다.

[58]

전술한 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 경사지에서 상부선회체의 선회도중에 선회 조작레버를 중립으로 위치시킬 경우에 선회 브레이크를 즉시 제동시켜 상부선회체를 곧바로 정지시킴에 따라 중력방향으로 상부선회체의 흘러내림을 방지하므로 안전성을 확보할 수 있다.

[59]

또한, 상부선회체의 선회도중에 선회 반전 조작하는 경우에 유압펌프로부터 선회용 유압모터에 공급되는 작동유가 릴리프되어 발생되는 유압에너지 손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.

[60]

도 1은 종래 기술에 의한 건설기계용 선회 제어장치의 유압회로도,

[61]

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계용 선회 제어장치의 유압회로도,

[62]

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 건설기계용 선회 제어장치의 유압회로도,

[63]

도 4(a,b)는 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계용 선회 제어장치에서, 선회장치의 반전 조작시 선회모터의 압력 변화됨을 보여주는 그래프,

[64]

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 건설기계용 선회 제어장치의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.

[65]

〈도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명〉

[66]

1; 가변용량형 유압펌프

[67]

2; 파일럿펌프

[68]

3; 선회용 유압모터

[69]

4,5; 공급유로

[70]

6; 선회 브레이크

[71]

7; 선회용 컨트롤밸브(MCV)

[72]

8; 선회 조작레버(RCV)

[73]

9; 제1압력센서

[74]

10; 제2압력센서

[75]

11; 타임딜레이밸브

[76]

12; 컨트롤러

[77]

13; 제1셔틀밸브

[78]

14; 제2셔틀밸브

[79]

15; 제어밸브

[80]

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건설기계용 선회 제어장치 및 그 제어방법을 상세히 설명하기로 한다.

[81]

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계용 선회 제어장치의 유압회로도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 건설기계용 선회 제어장치의 유압회로도이며, 도 4(a,b)는 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계용 선회 제어장치에서 선회장치의 반전 조작시 선회모터의 압력 변화됨을 보여주는 그래프이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계용 선회 제어장치의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.

[82]

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계용 선회 제어장치는,

[83]

가변용량형 유압펌프(1)(이하 "유압펌프" 라고 함) 및 파일럿펌프(2)가 엔진 등에 연결된다.

[84]

상기 유압펌프(1)로부터 공급되는 작동유에 의해 정,역방향으로 구동되는 선회용 유압모터(3)가 공급유로(4,5)를 통해 상기 유압펌프(1)에 연결된다.

[85]

상기 선회용 유압모터(3)의 구동방향에 따라 정방향 또는 역방향으로 선회되는 상부선회체(미도시됨)가 상기 선회용 유압모터(3)에 선회가능하게 연결된다.

[86]

상기 파일럿펌프(2)로부터 공급되는 작동유에 의해 절환되어 상기 상부선회체의 선회 및 정지를 제어하는 선회 브레이크(6)(파킹브레이크를 말함)가 상기 파일럿펌프(2)에 연결된다.

[87]

파일럿압력의 인가에 의해 절환시 상기 선회용 유압모터(3)에 공급되는 작동유 흐름방향을 제어하는 선회용 컨트롤밸브(7)(MCV)가 상기 유압펌프(1)와 선회용 유압모터(3) 사이의 유로에 설치된다.

[88]

조작량에 대응되는 파일럿압력을 상기 선회용 컨트롤밸브(7)에 입력하는 선회 조작레버(8)(RCV)가 상기 파일럿펌프(2)와 상기 선회용 컨트롤밸브(7) 사이의 유로에 설치된다.

[89]

상기 선회용 유압모터(3)의 정지시 상기 선회 브레이크(6)의 제동시간을 지연(일 예로서, 약 5초간 정도를 말함)시키는 타임딜레이밸브(11)가 상기 파일럿펌프(2)와 상기 선회 브레이크(6) 사이의 유로에 설치된다.

[90]

상기 타임딜레이밸브(11)는 상기 파일럿펌프(2)와 선회브레이크(6) 사이의 유로에 설치되고, 파일럿압력의 인가에 의해 절환시 상기 파일럿펌프(2)의 작동유를 상기 선회 브레이크(6)에 공급하여 제동을 해제시키고, 파일럿압력 차단시 상기 선회 브레이크(6)로부터 작동유를 배출시켜 선회 브레이크(6)를 제동시키는 브레이크절환밸브(11a)와, 상기 선회용 유압모터(3)의 정지시 상기 선회 브레이크(6)의 제동시간을 지연시키도록 상기 브레이크절환밸브(11a)와 선회용 유압모터(3) 사이의 유로에 설치되는 오리피스(미도시됨)를 구비할 수 있다.

[91]

상기 브레이크절환밸브(11a)에 인가되는 파일럿압력은 상기 선회 조작레버(8)로부터 상기 선회용 컨트롤밸브(7)의 좌,우측 수압포트에 인가되는 파일럿압력중 상대적으로 높은 압력을 선택하는 제1셔틀밸브(13)로부터의 파일럿압력과, 작업장치(붐, 아암 등을 말함)를 구동시키기 위해 인가되는 파일럿압력(일 예로서, 아암-인(arm-in) 구동시키기 위한 파일럿압력을 말함)중 상대적으로 높은 압력을 선택하는 제2셔틀밸브(14)로부터 인가되는 파일럿압력이 사용될 수 있다.

[92]

경사지에서 상기 유압펌프(1)의 작동유를 상기 공급유로(4)를 통해 상기 선회용 유압모터(3)에 공급하여 상기 상부선회체를 선회시키는 도중에 상기 선회 조작레버(8)를 중립으로 위치시킬 경우, 제1,2압력센서(9,10)에 의해 감지된 일측 공급유로(일 예로서 4를 말함)의 압력이 타측 공급유로(일 예로서 5를 말함)의 압력보다 상대적으로 높을 경우에 상기 선회 브레이크(6)를 제동시켜 상기 상부선회체를 바로 정지시키도록 상기 파일럿펌프(2)로부터 상기 선회 브레이크(6)에 공급되는 작동유를 차단하기 위한 컨트롤러(12)가 상기 제1,2압력센서(9,10)에 연결된다.

[93]

전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 선회 제어장치의 작동을 설명한다.

[94]

가) 상부선회체의 선회 동작을 설명한다.

[95]

상기 선회용 유압모터(3)를 구동시켜 상기 상부선회체를 선회시키기 위해 상기 선회 조작레버(8)를 조작할 경우, 상기 제2셔틀밸브(14)를 통해 인가되는 파일럿압력을 상기 브레이크절환밸브(11a)에 인가시킴에 따라 상기 브레이크절환밸브(11a)의 스풀이 도면상, 하측방향으로 절환된다. 따라서 상기 파일럿펌프(2)의 작동유가 상기 브레이크절환밸브(11a)를 경유하여 상기 선회 브레이크(6)에 공급되므로 상기 선회 브레이크(6)의 제동상태를 해제시키게 된다.

[96]

이와 동시에 상기 선회 조작레버(8)의 조작에 의해 상기 파일럿펌프(2)로부터 인가되는 파일럿압력에 의해 상기 선회용 컨트롤밸브(7)의 스풀을 좌측 또는 우측방향으로 절환시킬 수 있다.

[97]

따라서, 상기 유압펌프(1)의 작동유를 상기 선회용 컨트롤밸브(7) 및 공급유로(4 또는 5)를 통과시켜 상기 선회용 유압모터(3)에 공급시 상기 선회용 유압모터(3)의 구동에 의해 상기 상부선회체를 선회시킬 수 있다.

[98]

나) 상부선회체의 선회 반전을 설명한다.

[99]

상기 유압펌프(1)의 작동유를 상기 공급유로(4)를 통해 상기 선회용 유압모터(3)에 공급하여 상기 선회용 유압모터(3)의 회전으로 인해 상부선회체를 선회시키는 도중에 상부선회체를 선회 반전시킬 경우 상기 선회 조작레버(8)를 반전 조작하게 된다.

[100]

따라서, 상기 유압펌프(1)의 작동유는 상기 선회용 컨트롤밸브(7)를 경유하여 상기 공급유로(5)를 따라 상기 선회용 유압모터(3)에 공급된다. 상기 공급유로(4,5)에 발생되는 압력은 상기 제1,2압력센서(9,10)에 의해 감지되고 감지된 검출신호는 상기 컨트롤러(12)에 입력된다.

[101]

이때, 경사지에서 상부선회체의 선회도중에 선회 조작레버(8)를 중립으로 위치시킬 경우 상기 상부선회체의 관성 회전력에 의해 상기 공급유로(4)에 발생되는 압력이 공급유로(5)에 발생되는 압력보다 상대적으로 높게 된다.

[102]

따라서 상기 파일럿펌프(2)로부터 상기 선회 브레이크(6)에 공급되는 작동유를 차단함에 따라 상기 선회 브레이크(6)를 즉시 제동시켜 상기 상부선회체를 바로 정지시킬 수 있다.

[103]

전술한 바와 같이 경사지에서 상기 상부선회체의 선회도중에 상기 선회 조작레버(8)를 중립으로 위치시킬 경우에도 상기 선회 브레이크(6)의 즉시 제동으로 인해 상부선회체의 선회됨을 곧바로 정지시킬 수 있다. 이로 인해 경사지에서 중력방향으로 상부선회체의 흘러내림을 방지하여 안전성을 확보할 수 있다.

[104]

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 건설기계용 선회 제어장치는,

[105]

가변용량형 유압펌프(1)(이하 유압펌프 라고 함) 및 파일럿펌프(2)가 엔진 등에 연결된다.

[106]

상기 유압펌프(1)로부터 공급되는 작동유에 의해 정,역방향으로 구동되는 선회용 유압모터(3)가 공급유로(4,5)를 통해 상기 유압펌프(1)에 연결된다.

[107]

상기 선회용 유압모터(3)의 구동방향에 따라 정방향 또는 역방향으로 선회되는 상부선회체(미도시됨)가 상기 선회용 유압모터(3)에 선회가능하게 연결된다.

[108]

상기 파일럿펌프(2)로부터 공급되는 작동유에 의해 절환되어 상기 상부선회체의 선회 및 정지를 제어하는 선회 브레이크(6)(파킹브레이크를 말함)가 상기 파일럿펌프(2)에 연결된다.

[109]

파일럿압력의 인가에 의해 절환시 상기 선회용 유압모터(3)에 공급되는 작동유 흐름방향을 제어하는 선회용 컨트롤밸브(7)(MCV)가 상기 유압펌프(1)와 선회용 유압모터(3) 사이의 유로에 설치된다.

[110]

조작량에 대응되는 파일럿압력을 상기 선회용 컨트롤밸브(7)에 입력하는 선회 조작레버(8)(RCV)가 상기 파일럿펌프(2)와 상기 선회용 컨트롤밸브(7) 사이의 유로에 설치된다.

[111]

절환시 상기 파일럿펌프(2)의 작동유를 상기 선회 브레이크(6)에 공급하여 선회 브레이크(6)의 제동을 해제시키는 제어밸브(15)가 상기 파일럿펌프(2)와 상기 선회 브레이크(6) 사이의 유로에 설치된다.

[112]

경사지에서 상기 상부선회체의 선회도중에 선회 조작레버(8)(RCV)를 중립으로 위치시킬 경우, 제1,2압력센서(9,10)에 의해 감지된 일측 공급유로(4 또는5)의 압력이 타측 공급유로(5 또는 4)의 압력보다 상대적으로 높을 경우에 상기 선회 브레이크(6)를 제동시켜 상기 상부선회체를 곧바로 정지시키기 위해 상기 파일럿펌프(2)로부터 상기 선회 브레이크(6)에 공급되는 작동유를 차단하도록 상기 제어밸브(15)에 전기적신호를 인가하는 컨트롤러(12)가 상기 제1,2압력센서(9,10)에 연결된다.

[113]

상기 제어밸브(15)는

[114]

상기 파일럿펌프(2)와 상기 선회 브레이크(6) 사이의 유로에 설치되고, 상기 선회 브레이크(6)로부터 작동유를 배출시켜 상기 상부선회체를 정지시키는 초기상태와, 상기 컨트롤러(12)로부터 전기적신호의 인가시 상기 선회 브레이크(6)의 제동을 해제시키기 위해 온(ON) 상태로 절환되는 솔레노이드밸브가 사용될 수 있다.

[115]

상기 선회 조작레버(8)의 조작에 의해 위치절환되는 선회용 컨트롤밸브(7)와, 상기 선회용 컨트롤밸브(7)에 연결되어 상기 유압펌프(1)로부터 공급되는 작동유에 의해 정,역방향으로 구동되는 선회용 유압모터(3)와, 상기 파일럿펌프(2)로부터 공급되는 작동유에 의해 상기 상부선회체의 선회 및 정지됨을 제어하는 상기 선회 브레이크(6)와, 상기 공급유로(4,5)에 발생되는 작동유의 압력을 감지하여 상기 컨트롤러(12)에 검출신호를 입력하는 제1,2압력센서(9,10)에 대한 구성은, 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 구성과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하고, 인용부호를 동일하게 표기하였다.

[116]

전술한 구성에 의하면, 경사지에서 상기 유압펌프(1)의 작동유를 상기 공급유로(4)를 통해 상기 선회용 유압모터(3)에 공급하여 상부선회체를 선회시키는 도중에 상기 선회 조작레버(8)를 중립으로 위치시킬 경우, 상기 공급유로(4,5)에 형성되는 압력은 상기 제1,2압력센서(9,10)에 의해 감지되고 검출신호는 상기 컨트롤러(12)에 입력된다.

[117]

상기 공급유로(4)에 발생되는 압력이 설정값을 초과할 경우, 상기 컨트롤러(12)로부터 상기 제어밸브(15)에 인가되는 전기적신호에 의해 스풀을 절환시킴에 따라 상기 선회 브레이크(6)의 작동유를 상기 제어밸브(15)를 통과시켜 작동유탱크(T)로 드레인시킨다. 이로 인해 경사지에서 상기 선회 브레이크(6)의 제동에 의해 상기 상부선회체를 곧바로 정지시킬 수 있다.

[118]

전술한 바와 같이 경사지에서 상부선회체의 선회도중에 상기 선회 조작레버(8)를 중립위치로 놓을 경우, 상기 선회용 유압모터(3)의 공급유로(4,5)에 발생되는 압력을 감지하여 상기 선회 브레이크(6)를 즉시 제동시켜 중력방향으로 상부 선회체의 흘러내림을 방지할 수 있다.

[119]

또한 상기 선회용 유압모터(3)의 정지시 상기 선회 브레이크(6)의 제동 지연시간을 전기적신호로 조정하게 되므로 별도의 타임딜레이밸브가 불필요하게 되므로 유압라인의 간소화(도 1에 도시된 타임딜레이밸브(11) 및 제1,2셔틀밸브(13,14)가 불필요하고, 상기 선회 브레이크(6)와 제2셔틀밸브(14) 사이에 타임딜레이밸브(11)를 설치하기 위한 유압라인이 불필요하게 된다)가 가능하다.

[120]

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계용 선회 제어장치의 제어방법은,

[121]

가변용량형 유압펌프(1) 및 파일럿펌프(2);

[122]

상기 유압펌프로부터 공급유로(4,5)를 통해 공급되는 작동유에 의해 구동되는 선회용 유압모터(3);

[123]

상기 선회용 유압모터(3)에 선회가능하게 연결되는 상부선회체(미도시됨);

[124]

상기 상부선회체의 선회 및 정지됨을 제어하는 선회 브레이크(6)(파킹브레이크를 말함);

[125]

조작량에 대응되는 파일럿압력을 출력하는 선회 조작레버(8)(RCV);

[126]

상기 선회 조작레버(8)의 조작에 의해 파일럿압력의 인가에 의해 절환시 상기 선회용 유압모터(3)에 공급되는 작동유 흐름방향을 제어하는 선회용 컨트롤밸브(7)(MCV);

[127]

상기 공급유로(4,5)에 발생되는 압력을 감지하는 제1,2압력센서(9,10);

[128]

상기 제1,2압력센서(9,10)로부터 검출신호가 입력되는 컨트롤러(12);를 구비하는 건설기계용 선회 제어장치의 제어방법에 있어서:

[129]

상기 상부선회체의 선회도중에 상기 상부선회체의 선회 방향을 변경하기 위한 선회 반전 조작신호가 상기 컨트롤러(12)에 입력되었는지 유무를 판단하는 단계(S10);

[130]

상기 선회용 유압모터(3)의 선회 반전측 공급유로(일 예로서 5를 말함)에서 감지된 압력값과 설정값의 대소를 비교하는 단계(S20);

[131]

상기 상부선회체의 선회도중에 상기 선회 조작레버(8)의 조작에 의해 선회 반전시키는 경우, 선회 반전측 공급유로(5)의 압력값이 설정값 이하일 경우에 상기 선회 조작레버(8)의 조작에 의한 방향으로 상부선회체를 선회시키는 단계(S30);

[132]

상기 상부선회체의 선회도중에 상기 선회 조작레버(8)의 조작에 의해 선회 반전시키는 경우, 반전측 공급유로(5)의 압력값이 설정값 이상일 경우에 선회 반전 조작신호를 무시하고, 상기 선회용 유압모터(3)의 반전측 공급유로(5)에서 감지된 압력값과 설정값의 대소를 비교하는 이전단계(S20)로 이동하는 단계(S40);를 포함한다.

[133]

상기 선회 조작레버(8)의 조작에 의한 선회 조작신호가 소멸된 경우, 상기 선회용 유압모터(3)의 구동시 가압측 공급유로(일 예로서 4를 말함)의 압력값과 반전측 공급유로(5)의 압력값의 대소를 비교하는 단계(S50);

[134]

상기 가압측 공급유로(4)의 압력값이 상기 반전측 공급유로(5)의 압력값보다 클 경우 상기 선회 브레이크(6)를 곧바로 제동시키고(S60A), 상기 가압측 공급유로(4)의 압력값이 반전측 공급유로(5)의 압력값보다 작을 경우에 상기 선회 브레이크(6)를 일정시간 경과후 제동시키는 단계(S60B)를 포함할 수 있다.

[135]

전술한 구성에 따르면, 상기 선회 조작레버(8)의 조작에 의해 상기 선회용 컨트롤밸브(7)의 스풀을 절환시킬 경우, 상기 유압펌프(1)의 작동유를 상기 선회용 컨트롤밸브(7) 및 공급유로(4)를 통과시켜 상기 선회용 유압모터(3)에 공급함에 따라 상기 상부선회체를 정방향 또는 역방향으로 선회시킬 수 있다.

[136]

S10에서와 같이, 상기 상부선회체의 선회도중에 상기 상부선회체의 선회 방향을 변경하기 위해 상기 선회 조작레버(8)의 조작에 의한 선회 반전 조작신호가 상기 컨트롤러(12)에 입력되었는지 유무를 판단한다.

[137]

도면에는 미 도시되었으나, 상기 선회 조작레버(8)와 선회용 컨트롤밸브(7) 사이의 유로에 설치되고, 상기 선회용 컨트롤밸브(7)에 인가되는 파일럿압력을 감지하는 압력센서에 의해 상기 선회 조작레버(8)의 조작 유무를 감지할 수 있다.

[138]

상기 선회 조작레버(8)에 의한 선회 반전 조작신호가 상기 컨트롤러(12)에 입력된 경우 S20으로 이동하고, 반면에 상기 컨트롤러(12)에 선회 반전 조작신호가 입력되지않은 경우에는 종료한다.

[139]

S20에서와 같이, 상기 유압펌프(1)로부터 공급되는 작동유에 의해 상기 선회용 유압모터(3)를 구동시키는 도중에, 상기 공급유로(5)에 설치된 압력센서(9)에 의해 상기 선회용 유압모터(3)의 선회 반전측 공급유로(일 예로서 5를 말함)에서 감지된 압력값과 설정압력값의 대소를 비교한다.

[140]

상기 선회 반전측 공급유로(5)에 발생되는 압력값이 설정압력값 이하할 경우 S30으로 이동하고, 반면에 상기 선회 반전측 공급유로(5)에 발생되는 압력값이 설정압력값을 초과할 경우 S40으로 이동한다.

[141]

S30에서와 같이, 상기 상부선회체의 선회도중에 상기 선회 조작레버(8)의 조작에 따라 상부선회체를 선회 반전시킬 경우, 상기 선회 반전측 공급유로(5)의 압력값이 설정압력값 이하일 경우에는 상기 선회 조작레버(8)의 조작에 의한 방향으로 상부선회체를 선회시키게 된다.

[142]

S40에서와 같이, 상기 상부선회체의 선회도중에 상기 선회 조작레버(8)의 조작에 따라 상부선회체를 선회 반전시킬 경우, 상기 반전측 공급유로(5)의 압력값이 설정압력값 이상일 경우에는 상기 선회 조작레버(8)의 조작에 의한 선회 반전 조작신호를 무시하고, 상기 선회용 유압모터(3)의 반전측 공급유로(5)에서 감지된 압력값과 설정압력값의 대소를 비교하는 이전단계(S20)로 이동한다.

[143]

S50에서와 같이, 상기 선회 조작레버(8)의 조작에 의한 선회 조작신호가 소멸된 경우, 상기 선회용 유압모터(3)의 구동시 가압측 공급유로(일 예로서 4를 말함)의 압력값과 반전측 공급유로(5)의 압력값의 대소를 비교한다.

[144]

상기 가압측 공급유로(4)의 압력값이 상기 반전측 공급유로(5)의 압력값을 초과할 경우 S60A로 이동하고, 반면에 상기 가압측 공급유로(4)의 압력값이 상기 반전측 공급유로(5)의 압력값 이하할 경우 S60B로 이동한다.

[145]

S60A에서와 같이, 상기 선회용 유압모터(3)의 가압측 공급유로(4)의 압력값이 상기 반전측 공급유로(5)의 압력값보다 클 경우 상기 선회 브레이크(6)로부터 작동유를 작동유탱크(T)로 배출시켜 상기 선회 브레이크(6)를 곧바로 제동시킨다.

[146]

이로 인해 경사지에서 상부선회체의 선회도중에 상기 선회 조작레버(8)를 중립위치에 놓을 경우 선회용 유압모터(3)의 가압측 공급유로(4)의 압력값이 설정압력값을 초과할 경우에는 상기 선회 브레이크(6)를 즉시 제동시킴에 따라 상부선회체의 선회됨을 정지시킬 수 있다. 따라서 경사지에서 중력방향으로 상부선회체의 흘러내림을 방지할 수 있다.

[147]

S60B에서와 같이, 경사지에서 상부선회체의 선회도중에 상기 선회 조작레버(8)를 중립위치에 놓을 경우 상기 선회용 유압모터(3)의 가압측 공급유로(4)의 압력값이 반전측 공급유로(5)의 압력값보다 작을 경우에는 상기 선회 브레이크(6)를 일정시간 경과후 제동시킬 수 있다.

[148]

여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

[149]

전술한 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 경사지에서 굴삭기 등의 상부선회체의 선회도중에 선회조작레버를 중립으로 위치시킬 경우 선회브레이크를 곧바로 제동시켜 중력방향으로 상부선회체의 흘러내리는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.



[1]

Disclosed is a swing control apparatus for construction machinery, for controlling a hydraulic fluid which is supplied from a hydraulic pump to a hydraulic swing motor so as to swing an upper swing body. The swing control apparatus for construction machinery according to one embodiment of the present invention comprises: a hydraulic swing motor driven by a hydraulic fluid supplied from a hydraulic pump through a fluid supply passage; an upper swing body swingably connected to the hydraulic swing motor; a swing brake for controlling the swinging and stopping of the upper swing body; a swing control valve for controlling, upon switching, the flow direction of the hydraulic fluid supplied to the hydraulic swing motor; a time-delay valve for delaying the braking time of the swing brake upon the stopping of the hydraulic swing motor; and a controller for blocking the hydraulic fluid from being supplied from a pilot pump to the swing brake, so as to immediately stop the upper swing body when, during the swinging of the upper swing body, a swing operation lever is placed in the neutral position and the pressure in a fluid supply passage on one side is higher than the pressure in a fluid supply passage on the other side, wherein the pressures are detected by first and second pressure sensors.

[2]



가변용량형 유압펌프 및 파일럿펌프;

상기 유압펌프로부터 공급유로를 통해 공급되는 작동유에 의해 정,역방향으로 구동되는 선회용 유압모터;

상기 선회용 유압모터에 선회가능하게 연결되는 상부선회체;

상기 상부선회체의 선회 및 정지를 제어하는 선회 브레이크;

상기 유압펌프와 선회용 유압모터 사이의 유로에 설치되고, 절환시 상기 선회용 유압모터에 공급되는 작동유 흐름방향을 제어하는 선회용 컨트롤밸브;

선회 조작레버;

상기 공급유로에 발생되는 압력을 감지하는 제1,2압력센서;

상기 파일럿펌프와 상기 선회 브레이크 사이의 유로에 설치되고, 상기 선회용 유압모터의 정지시 상기 선회 브레이크의 제동시간을 지연시키는 타임딜레이밸브;

상기 상부선회체의 선회도중에 상기 선회 조작레버를 중립으로 위치시킬 경우, 상기 제1,2압력센서에 의해 감지된 일측 공급유로의 압력이 타측 공급유로의 압력보다 상대적으로 높을 경우에 상기 상부선회체를 바로 정지시키도록 상기 파일럿펌프로부터 상기 선회 브레이크에 공급되는 작동유를 차단하기 위한 컨트롤러;를 구비한 것을 특징으로 하는 건설기계용 선회 제어장치.

가변용량형 유압펌프 및 파일럿펌프;

상기 유압펌프로부터 공급유로를 통해 공급되는 작동유에 의해 정,역방향으로 구동되는 선회용 유압모터;

상기 선회용 유압모터에 선회가능하게 연결되는 상부선회체;

상기 상부선회체의 선회 및 정지를 제어하는 선회 브레이크;

상기 유압펌프와 선회용 유압모터 사이의 유로에 설치되고, 절환시 상기 선회용 유압모터에 공급되는 작동유 흐름방향을 제어하는 선회용 컨트롤밸브;

선회 조작레버;

상기 공급유로에 발생되는 압력을 감지하는 제1,2압력센서;

상기 파일럿펌프와 상기 선회 브레이크 사이의 유로에 설치되고, 절환시 상기 파일럿펌프의 작동유를 상기 선회 브레이크에 공급하여 선회 브레이크의 제동을 해제시키는 제어밸브;

상기 상부선회체의 선회도중에 상기 선회 조작레버를 중립으로 위치시킬 경우, 상기 제1,2압력센서에 의해 감지된 일측 공급유로의 압력이 타측 공급유로의 압력보다 상대적으로 높을 경우에 상기 상부선회체를 곧바로 정지시키기 위해 상기 파일럿펌프로부터 상기 선회 브레이크에 공급되는 작동유를 차단하도록 상기 제어밸브에 전기적신호를 인가하는 컨트롤러;를 구비한 것을 특징으로 하는 건설기계용 선회 제어장치.

제2항에 있어서, 상기 제어밸브는

상기 파일럿펌프와 상기 선회 브레이크 사이의 유로에 설치되고, 상기 선회 브레이크로부터 작동유를 배출시켜 상기 상부선회체를 정지시키는 초기상태와, 상기 컨트롤러로부터 전기적신호의 인가시 상기 선회 브레이크의 제동을 해제시키기 위해 온 상태로 절환되는 솔레노이드밸브가 사용되는 것을 특징으로 하는 건설기계용 선회 제어장치.

가변용량형 유압펌프 및 파일럿펌프;

상기 유압펌프로부터 공급유로를 통해 공급되는 작동유에 의해 구동되는 선회용 유압모터;

상기 선회용 유압모터에 선회가능하게 연결되는 상부선회체;

상기 상부선회체의 선회 및 정지됨을 제어하는 선회 브레이크;

절환시 상기 선회용 유압모터에 공급되는 작동유 흐름방향을 제어하는 선회용 컨트롤밸브;

선회 조작레버;

상기 공급유로에 발생되는 압력을 감지하는 제1,2압력센서;

상기 제1,2압력센서로부터 검출신호가 입력되는 컨트롤러;를 구비하는 건설기계용 선회 제어장치의 제어방법에 있어서:

상기 상부선회체의 선회도중에 상기 상부선회체의 선회 방향을 변경하기 위한 선회 반전 조작신호가 상기 컨트롤러에 입력되었는지 유무를 판단하는 단계;

상기 선회용 유압모터의 선회 반전측 공급유로에서 감지된 압력값과 설정값의 대소를 비교하는 단계;

상기 상부선회체의 선회도중에 상기 선회 조작레버에 의해 선회 반전시키는 경우, 선회 반전측 공급유로의 압력값이 설정값 이하일 경우에 상기 선회 조작레버의 조작에 의한 방향으로 상부선회체를 선회시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계용 선회 제어장치의 제어방법.

제4항에 있어서,

상기 상부선회체의 선회도중에 상기 선회 조작레버에 의해 선회 반전시키는 경우, 선회 반전측 공급유로의 압력값이 설정값 이상일 경우에 선회 반전 조작신호를 무시하고, 상기 선회용 유압모터의 반전측 공급유로에서 감지된 압력값과 설정값의 대소를 비교하는 이전단계로 이동하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계용 선회 제어장치의 제어방법.

제4항에 있어서,

상기 선회 조작레버의 조작에 의한 선회 조작신호가 소멸된 경우, 상기 선회용 유압모터의 구동시 가압측 공급유로의 압력값과 반전측 공급유로의 압력값의 대소를 비교하는 단계;

상기 가압측 공급유로의 압력값이 반전측 공급유로의 압력값보다 클 경우 상기 선회 브레이크를 곧바로 제동시키고, 상기 가압측 공급유로의 압력값이 반전측 공급유로의 압력값보다 작을 경우에 상기 선회 브레이크를 일정시간 경과후 제동시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계용 선회 제어장치의 제어방법.