KR20220095046A

KR20220095046A - Control system and method for hydraulic pump

Info

Publication number: KR20220095046A
Application number: KR1020200186874A
Authority: KR
Inventors: 안현식
Original assignee: 현대두산인프라코어(주)
Priority date: 2020-12-29
Filing date: 2020-12-29
Publication date: 2022-07-06

Abstract

유압 펌프의 제어 시스템은, 유압 펌프의 제어 시스템에 있어서, 상기 유압 펌프에서 토출되는 작동유를 이용하여 구동되는 작업기; 상기 유압 펌프의 토출 유량을 조절하는 레귤레이터; 및 기 설정된 제1 출력특성 맵을 이용하여 상기 레귤레이터를 제어하는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는 상기 제1 출력특성 맵을 기반으로, 상기 유압 펌프의 토출 압력값(Pact) 및 조이스틱의 조작량에 따라 지령 유량값(Qcmd)을 결정하고, 상기 유압 펌프가 상기 지령 유량값(Qcmd)을 추종하도록 상기 레귤레이터를 제어할 수 있다. A hydraulic pump control system, comprising: a working machine driven using hydraulic oil discharged from the hydraulic pump; a regulator for adjusting the discharge flow rate of the hydraulic pump; and a controller for controlling the regulator using a preset first output characteristic map, wherein the controller is configured according to the discharge pressure value (Pact) of the hydraulic pump and the operation amount of the joystick based on the first output characteristic map The command flow rate value Qcmd may be determined, and the regulator may be controlled so that the hydraulic pump follows the command flow rate value Qcmd.

Description

Hydraulic pump control system and method

본 발명은, 유압펌프 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hydraulic pump control system and a method therefor.

일반적으로 유압 시스템은 유압 펌프가 토출한 작동유를 통해 동력을 전달하여 각종 구동 장치를 동작시킨다. 이러한 유압 시스템은 건설 기계 또는 산업 차량 등에 널리 사용된다. 예를 들어, 건설 기계에 사용되는 유압 시스템은 엔진에 의해 구동되는 유압 펌프로부터 토출되는 작동유를 통해 붐, 암, 버켓, 및 주행 모터, 선회 모터 등과 같은 다수의 작업 장치를 구동한다.In general, a hydraulic system operates various driving devices by transmitting power through hydraulic oil discharged by a hydraulic pump. Such hydraulic systems are widely used in construction machines or industrial vehicles. For example, a hydraulic system used in a construction machine drives a boom, an arm, a bucket, and a plurality of working devices such as a travel motor, a swing motor, and the like through hydraulic oil discharged from a hydraulic pump driven by an engine.

한편, 건설기계의 유압 액추에이터는 작업자의 조이스틱 조작에 따라 작업 장치를 구동시키는데, 이러한 작업 장치의 구동은 NFC(Negative Flow Control), PFC(Positive Flow Control), LS(Load Sensing) 등 장비에 적용된 유압시스템에 따라 그 제어 특성이 달리지게 된다. On the other hand, hydraulic actuators of construction machines drive work devices according to the operator's operation of the joystick, and the operation of these work devices is the hydraulic pressure applied to equipment such as NFC (Negative Flow Control), PFC (Positive Flow Control), and LS (Load Sensing). The control characteristics are different depending on the system.

새롭게 개발된 유압시스템을 건설기계에 적용하게 되면 기존의 유압 시스템과 다른 제어 특성으로 인해 작업자가 조작에 어려움을 격게 되고 익숙해지기에 상당한 시간이 소요될 수밖에 없다.When the newly developed hydraulic system is applied to construction equipment, the operator has difficulty in operation due to the control characteristics different from the existing hydraulic system and it takes a considerable amount of time to get used to it.

일례로 Closed-Center 방식의 신규 유압시스템들을 개발함에 있어서, 작업자의 조작 이질감을 최소화하기 위해서는 Open-Center 시스템인 기존 NFC의 제어특성과 유사한 제어특성을 가지도록 해야 하나, Center-bypass 회로가 없어서 이를 물리적으로 구현하기가 용이하지 않다.For example, in the development of new closed-center hydraulic systems, in order to minimize the operator's operational heterogeneity, it should have control characteristics similar to those of the existing NFC, which is an open-center system, but since there is no center-bypass circuit, this It is not easy to implement physically.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 종래의 유압 시스템과 유사한 제어 특성을 가지도록 구성되는 유압펌프 제어 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a hydraulic pump control system and method configured to have control characteristics similar to those of a conventional hydraulic system.

바람직하게는, 상기 제어기는 상기 지령 유량값(Qcmd) 및 상기 토출 압력값(Pact)을 통해 지령 압력값(Pcmd)을 결정하는 유량제어부를 포함할 수 있다. Preferably, the controller may include a flow rate controller that determines the command pressure value Pcmd based on the command flow rate value Qcmd and the discharge pressure value Pact.

바람직하게는, 상기 제어기는 기 설정된 제2 출력특성 맵을 기반으로, 상기 토출 유량값(Qact) 및 상기 조이스틱의 조작량에 따라 지령 릴리프 압력값(R_Pcmd)을 결정할 수 있다.Preferably, the controller may determine the command relief pressure value R _P cmd according to the discharge flow rate value Qact and the manipulation amount of the joystick, based on a preset second output characteristic map.

바람직하게는, 상기 작업기에 가해지는 압력이 상기 지령 릴리프 압력값(R_Pcmd)이하로 유지되도록 제어하는 릴리프 밸브를 포함할 수 있다.Preferably, a relief valve for controlling the pressure applied to the working machine to be maintained below the command relief pressure value ( _RP cmd) may be included.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 유압 펌프의 제어방법은, 유압 펌프의 제어방법에 있어서, 상기 유압 펌프의 토출 압력값(Pact) 및 조이스틱의 조작량을 감지하는 단계; 기 설정된 제1 출력특성 맵을 기반으로 상기 토출 압력값(Pact) 및 상기 조이스틱의 조작량에 따라 지령 유량값(Qcmd)을 결정하는 단계; 및 상기 유압 펌프가 상기 지령 유량값(Qcmd)을 추종하도록 상기 유압 펌프의 레귤레이터를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.A method of controlling a hydraulic pump according to various embodiments of the present disclosure includes: detecting a discharge pressure value (Pact) of the hydraulic pump and an operation amount of a joystick; determining a command flow rate value (Qcmd) according to the discharge pressure value (Pact) and an operation amount of the joystick based on a preset first output characteristic map; and controlling a regulator of the hydraulic pump so that the hydraulic pump follows the command flow rate value Qcmd.

바람직하게는, 기 설정된 제2 출력특성 맵을 기반으로, 상기 토출 유량값(Qact) 및 상기 조이스틱의 조작량에 따라 지령 릴리프 압력값(R_Pcmd)을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.Preferably, the method may include determining a command relief pressure value R _P cmd according to the discharge flow rate value Qact and an operation amount of the joystick based on a preset second output characteristic map.

바람직하게는, 상기 유압 펌프가 압력 제어형 유압 펌프인 경우, 상기 지령 유량값(Qcmd) 및 상기 토출 압력값(Pact)을 통해 지령 압력값(Pcmd)을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.Preferably, when the hydraulic pump is a pressure-controlled hydraulic pump, the method may include determining a command pressure value Pcmd based on the command flow rate value Qcmd and the discharge pressure value Pact.

본 발명의 다양한 실시예에 다른 유압펌프 제어 시스템 및 방법에 따르면, 유압시스템을 새롭게 개발하더라도 기존의 유압 시스템과 유사한 제어 특성을 구현할 수 있어, 작업자가 새로운 유압 시스템에 쉽게 적응할 수 있는 효과가 있다. According to the hydraulic pump control system and method according to various embodiments of the present invention, even if the hydraulic system is newly developed, control characteristics similar to those of the existing hydraulic system can be implemented, so that the operator can easily adapt to the new hydraulic system.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유압 펌프 제어 시스템 개략적으로 나타낸 유압 회로도.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유압 펌프 제어 시스템에서 출력특성 맵을 생성하는 방법을 개념적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유압 펌프 제어 시스템이 적용된 유량 제어형 펌프를 제어하는 제어선도.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유압 펌프 제어 시스템이 적용된 압력 제어형 펌프를 제어하는 제어선도.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유압 펌프 제어 방법을 나타내는 순서도.1 is a hydraulic circuit diagram schematically showing a hydraulic pump control system according to various embodiments of the present invention.
2 is a diagram conceptually illustrating a method of generating an output characteristic map in a hydraulic pump control system according to various embodiments of the present disclosure;
3 is a control diagram for controlling a flow control type pump to which a hydraulic pump control system according to various embodiments of the present invention is applied.
4 is a control diagram for controlling a pressure-controlled pump to which a hydraulic pump control system according to various embodiments of the present invention is applied.
5 is a flowchart illustrating a method for controlling a hydraulic pump according to various embodiments of the present disclosure;

이하에서는 설명의 편의를 위해 본 발명의 일부 실시 예를 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to exemplary drawings for convenience of description. In describing the reference numerals for the components of each drawing, the same components are denoted by the same reference numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings.

본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결' 또는 '결합'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 '연결' 또는 '결합'될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.The principle that terms or words used in the present specification and claims should not be limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of a term to best describe his/her invention It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the In addition, in describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and the essence, order, or order of the component is not limited by the term. When it is described that a component is 'connected' or 'coupled' to another component, the component may be directly connected or coupled to the other component, but another component is between the component and the other component. It should be understood that elements may be 'connected' or 'coupled'.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. Accordingly, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be water and variations. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유압 펌프(10) 제어 시스템 개략적으로 나타낸 유압 회로도이고, 도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유압 펌프(10) 제어 시스템에서 출력특성 맵을 생성하는 방법을 개념적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유압 펌프(10) 제어 시스템이 적용된 유량 제어형 펌프(10)를 제어하는 제어선도이고, 도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유압 펌프(10) 제어 시스템이 적용된 압력 제어형 펌프(10)를 제어하는 제어선도이고, 도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유압 펌프 제어 방법을 나타내는 순서도이다. 1 is a hydraulic circuit diagram schematically showing a hydraulic pump 10 control system according to various embodiments of the present invention, and FIG. 2 is a hydraulic pump 10 control system according to various embodiments of the present invention for generating an output characteristic map It is a diagram conceptually illustrating a method, and FIG. 3 is a control diagram for controlling the flow control type pump 10 to which the hydraulic pump 10 control system according to various embodiments of the present invention is applied, and FIG. 4 is various embodiments of the present invention It is a control diagram for controlling the pressure-controlled pump 10 to which the hydraulic pump 10 control system according to the example is applied, and FIG. 5 is a flowchart illustrating a hydraulic pump control method according to various embodiments of the present disclosure.

이하 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유압 펌프(10) 제어 시스템 및 그 방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a hydraulic pump 10 control system and method according to various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유압 펌프(10) 제어 시스템은 유압 펌프(10), 작업기(60), 레귤레이터(30), 제어기(50) 및 릴리프 밸브(80)를 포함할 수 있다. 또한 후술하는 기 설정된 출력특성 맵이 저장되는 저장부를 더 포함할 수 있다. 1 to 4 , the hydraulic pump 10 control system according to various embodiments of the present invention includes a hydraulic pump 10 , a working machine 60 , a regulator 30 , a controller 50 , and a relief valve 80 . ) may be included. In addition, it may further include a storage in which a preset output characteristic map to be described later is stored.

본 발명에서는 NFC 와 같은 종래의 Open-Center 시스템에서의 조이스틱 조작량에 따른 유압 시스템의 거동을 학습하여 모델링되는 출력특성 맵을 이용하여 지령 유량값(Qcmd)을 결정하고, 이렇게 결정된 지령 유량값(Qcmd)을 이용하여 레귤레이터(30)를 제어함으로써, 어떠한 유압 시스템을 새롭게 개발하더라도 종래의 유압 시스템의 거동과 비슷한 제어 특성을 구현할 수 있는 유압 펌프(10) 제어 시스템을 제안한다. In the present invention, the command flow rate value (Qcmd) is determined using the output characteristic map modeled by learning the behavior of the hydraulic system according to the joystick manipulation amount in the conventional open-center system such as NFC, and the command flow rate value (Qcmd) determined in this way is determined. ) by controlling the regulator 30, we propose a hydraulic pump 10 control system that can implement control characteristics similar to the behavior of a conventional hydraulic system even when any hydraulic system is newly developed.

도 2를 참조하면, 본 발명의 유압 펌프(10) 제어 시스템에 사용되는 출력특성 맵은 NFC 와 같은 종래의 Open-Center 시스템의 운용 데이터로부터 학습된 것으로, 기존 유압 시스템의 펌프(10) 출력 특성을 나타내는 3차원 선도일 수 있다. 본 발명에서는 종래의 유압시스템에 있어서, 시간에 따른 조이스틱의 조작량에 따른 작업기(60)등의 액추에이터의 속도, 펌프(10)의 부하 압력과 마력을 측정하고 이를 토대로, 조이스틱 조작량 및 펌프(10)의 부하압력 조건에서의 출력 유량을 제1 출력특성 맵으로 정의할 수 있다. 일 실시예에서 제1 출력특성 맵은 조이스틱 조작량(Joystick Stroke, J), 펌프 압력(Pump Pressure, P) 및 펌프 유량(Pump Flow Rate, Q)을 인자로 하는 3차원 선도인 JPQ 맵으로 설명할 수 있다. 또한, 제1 출력특성 맵에 기 설정된 일정한 오프셋(off-set)을 주어 조이스틱 조작량 및 펌프(10)의 출력 유량 조건에서의 펌프(10) 압력에 대한 제2 출력특성 맵을 정의할 수 있다. 일 실시예에서 제2 출력특성 맵은 조이스틱 조작량(Joystick Stroke, J), 펌프 압력(Pump Pressure, P') 및 펌프 유량(Pump Flow Rate, Q)을 인자로 하는 3차원 선도인 JQ-P' 맵으로 설명할 수 있다. 즉, 본 발명에서의 출력특성 맵은 이러한 제1 출력특성 맵 및 제2 출력특성 맵을 포함하는 개념이다. 이러한 출력특성 맵은 종래의 유압시스템의 거동을 모델링 하여 기 설정된 것으로 저장부에 저장될 수 있다.Referring to FIG. 2 , the output characteristic map used in the hydraulic pump 10 control system of the present invention is learned from operation data of a conventional Open-Center system such as NFC, and the output characteristic of the pump 10 of the existing hydraulic system may be a three-dimensional diagram representing In the present invention, in the conventional hydraulic system, the speed of the actuator such as the work machine 60 according to the amount of operation of the joystick according to time, the load pressure and the horsepower of the pump 10 are measured, and based on this, the amount of operation of the joystick and the pump 10 are measured. The output flow rate under the load pressure condition of may be defined as the first output characteristic map. In an embodiment, the first output characteristic map will be described as a JPQ map, which is a three-dimensional diagram using the joystick stroke (J), the pump pressure (P), and the pump flow rate (Q) as factors. can In addition, by giving a predetermined offset to the first output characteristic map, a second output characteristic map with respect to the joystick manipulation amount and the pump 10 pressure in the output flow rate condition of the pump 10 may be defined. In an embodiment, the second output characteristic map is a three-dimensional diagram JQ-P' that uses a joystick stroke (J), a pump pressure (P'), and a pump flow rate (Q) as factors. It can be described with a map. That is, the output characteristic map in the present invention is a concept including the first output characteristic map and the second output characteristic map. This output characteristic map may be stored in the storage unit as a preset by modeling the behavior of the conventional hydraulic system.

본 발명의 유압 펌프(10) 제어 시스템이 적용되는 유압 펌프(10)는 엔진에 의해 구동되며 사판을 포함하는 사판식 가변 용량형일 수 있다. 또한 사판의 각도를 조절하여 유압 펌프(10)의 토출 유량을 조절할 수 있다. 본 발명의 제어 시스템은 유량 제어형 펌프(10) 및 유량 제어형 펌프(10)에 모두 적용 가능하다. The hydraulic pump 10 to which the hydraulic pump 10 control system of the present invention is applied is driven by an engine and may be a swash plate variable displacement type including a swash plate. In addition, the discharge flow rate of the hydraulic pump 10 may be adjusted by adjusting the angle of the swash plate. The control system of the present invention is applicable to both the flow rate control type pump 10 and the flow rate control type pump 10 .

작업기(60)는 엔진에 의해 구동되는 유압 펌프(10)로부터 토출되는 작동유를 통해 자재를 들어올리거나 지반을 다지는 등의 다양한 작업을 구현하는 붐 실린더, 암 실린더, 버켓 실린더뿐만 아니라 선회 모터, 및 주행 모터 등과 같은 각종 구동 장치를 포함할 수 있다. The work machine 60 is a boom cylinder, arm cylinder, bucket cylinder, as well as a boom cylinder, arm cylinder, and bucket cylinder that implements various tasks such as lifting materials or compacting the ground through hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10 driven by the engine, and a slewing motor, and driving It may include various driving devices such as motors and the like.

레귤레이터(30)는 유압 펌프(10) 내에 형성된 사판의 각도를 조정하여 토출 유량을 제어하는 유량 제어 장치이다. 이러한 유압 제어 장치는 기계 제어 방식과 전자 제어 방식으로 구분될 수 있다. 과거에서는 기계 제어 방식이 주로 사용되었으나 근래에는 전자 제어 방식이 널리 사용되고 있다. 본 발명에서는 제어기(50)에 의해 결정되는 지령 유량값(Qcmd)에 대응되는 전기 신호를 레귤레이터(30)로 인가하여 사판각을 제어할 수 있다. 레귤레이터(30)는 제어 밸브(미도시)를 통해 사판 구동 피스톤의 동작을 제어하여 유압 펌프(10)의 사판의 각도를 조정하게 된다.The regulator 30 is a flow control device for controlling the discharge flow rate by adjusting the angle of the swash plate formed in the hydraulic pump 10 . Such a hydraulic control device may be divided into a mechanical control method and an electronic control method. In the past, the mechanical control method was mainly used, but in recent years, the electronic control method is widely used. In the present invention, the swash plate angle can be controlled by applying an electric signal corresponding to the command flow rate value Qcmd determined by the controller 50 to the regulator 30 . The regulator 30 controls the operation of the swash plate driving piston through a control valve (not shown) to adjust the angle of the swash plate of the hydraulic pump 10 .

작업자가 작업기(60)를 구동하기 위해 조이스틱을 조작하여 조작량이 감지되면, 제어기(50)는 기 설정된 제1 출력특성 맵을 기반으로 상기 토출 압력값(Pact) 및 상기 조작 장치의 조작량에 따라 지령 유량값(Qcmd)을 결정하고, 유압 펌프(10)가 상기 지령 유량값(Qcmd)을 추종하도록 상기 레귤레이터(30)를 제어할 수 있다. When the operator manipulates the joystick to drive the work machine 60 and the manipulation amount is sensed, the controller 50 commands according to the discharge pressure value Pact and the manipulation amount of the manipulation device based on the preset first output characteristic map. The flow rate value Qcmd may be determined, and the regulator 30 may be controlled so that the hydraulic pump 10 follows the command flow rate value Qcmd.

구체적으로 도 3을 참조하면, 유량 제어형 펌프(10)의 경우, 조이스틱의 조작량이 감지되면 조작량에 대한 신호가 제어기(50)로 입력되고 제어기(50)는 제1 출력특성 맵을 기반으로 조이스틱 조작량과 펌프(10)의 실제 토출 압력값(Pact)을 이용하여 지령 유량값(Qcmd)을 결정할 수 있다. 일 실시예에서 제1 출력특성 맵은 도 2에 도시된 바와 같이 조이스틱 조작량(Joystick Stroke, J), 펌프 압력(Pump Pressure, P), 및 펌프 유량(Pump Flow Rate, Q)을 인자로 하는 3차원 선도(JPQ map)이기 때문에, 조이스틱 조작량, 펌프(10) 압력을 이용하여 펌프(10)의 유량이 결정될 수 있는 것이다. 본 발명에서는 이렇게 결정된 지령 유량값(Qcmd)에 대한 신호가 유량제어 레귤레이터(30a)로 인가되어 토출 유량값(Qact)이 제어되기 때문에, 펌프(10)의 거동은 제1 출력특성 맵을 추종하게 되는 것이다. Specifically, referring to FIG. 3 , in the case of the flow control pump 10 , when the manipulation amount of the joystick is sensed, a signal for the manipulation amount is input to the controller 50 and the controller 50 controls the joystick manipulation amount based on the first output characteristic map. and the actual discharge pressure value Pact of the pump 10 may be used to determine the command flow rate value Qcmd. In an embodiment, as shown in FIG. 2 , the first output characteristic map is 3 using a joystick stroke (J), a pump pressure (P), and a pump flow rate (Q) as factors. Since it is a dimensional map (JPQ map), the flow rate of the pump 10 can be determined using the joystick manipulation amount and the pump 10 pressure. In the present invention, since the signal for the thus determined command flow rate value Qcmd is applied to the flow control regulator 30a to control the discharge flow rate value Qact, the behavior of the pump 10 follows the first output characteristic map. will become

도 4를 참조하면, 압력 제어형 펌프(10)의 경우, 제어기(50)는 조이스틱의 조작량과 펌프(10)의 실제 토출 압력값(Pact)을 이용하여 지령 유량값(Qcmd)이 결정되면, 지령 유량값(Qcmd) 및 상기 토출 압력값(Pact)을 통해 지령 압력값(Pcmd)을 결정하는 유량제어부(C)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4 , in the case of the pressure-controlled pump 10 , the controller 50 determines the command flow rate value Qcmd using the operation amount of the joystick and the actual discharge pressure value Pact of the pump 10. It may include a flow rate control unit (C) for determining the command pressure value (Pcmd) through the flow rate value (Qcmd) and the discharge pressure value (Pact).

일 실시예에서 유량제어부(C)는 아래 수학식 1에 따라 지령 압력값(Pcmd)을 결정할 수 있다. In an embodiment, the flow control unit C may determine the command pressure value Pcmd according to Equation 1 below.

여기서 V0는 펌프의 초기 체적이고,

는 체적탄성계수(bulk modulus of elasticity)이다.where V0 is the initial volume of the pump,

is the bulk modulus of elasticity.

본 발명에서는 유량제어부(C)를 통해 결정된 지령 압력값(Pcmd)에 대한 신호가 압력제어 레귤레이터(30b)로 인가되어 토출 유량값(Qact)이 제어되기 때문에, 펌프(10)의 거동은 제1 출력특성 맵을 추종하게 되는 것이다. In the present invention, since the signal for the command pressure value Pcmd determined through the flow control unit C is applied to the pressure control regulator 30b to control the discharge flow rate value Qact, the behavior of the pump 10 is the first It will follow the output characteristic map.

또한 본 발명의 유압 펌프(10)의 제어 시스템은 릴리프 밸브(80)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서 릴리프 밸브(80)는 전자 비례 감압 밸브(electronic proportional pressure reducing valve, EPPRV)에 의해 제어되도록 구성될 수 있다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 제어기(50)는 기 설정된 제2 출력특성 맵을 기반으로, 상기 토출 유량값(Qact) 및 상기 조작 장치의 조작량에 따라 지령 릴리프 압력값(R_Pcmd)을 결정할 수 있다. 전자 비례 감압 밸브에 제어기(50)에 의한 지령 릴리프 압력값(R_Pcmd)에 대한 신호가 제공되면, 이에 따른 파일럿 압력이 생성되고 이를 통해 작업기(60)에 가해지는 압력이 상기 지령 릴리프 압력값(R_Pcmd)이하로 유지되도록 릴리프 밸브(80)가 제어될 수 있다. In addition, the control system of the hydraulic pump 10 of the present invention may include a relief valve (80). In one embodiment, the relief valve 80 may be configured to be controlled by an electronic proportional pressure reducing valve (EPPRV). 3 and 4 , the controller 50 sets a command relief pressure value (RP cmd) according to the discharge flow rate value ( _Qact ) and the manipulation amount of the manipulation device based on a preset second output characteristic map. can decide When a signal for the command relief pressure value R _P cmd by the controller 50 is provided to the electromagnetic proportional pressure reducing valve, a pilot pressure is generated accordingly, and the pressure applied to the work machine 60 through this is the command relief pressure value The relief valve 80 may be controlled to remain below (R _P cmd).

도 5를 참조하면, 상술한 유압 펌프(10) 제어 시스템을 이용한 제어 방법은 상기 유압 펌프(10)의 토출 유량값(Qact),토출 압력값(Pact) 및 조작 장치의 조작량을 감지하는 단계(310)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서 토출 유량값(Qact)은 펌프의 사판각을 감지하는 앵글 센서를 이용하여 감지할 수 있다. 일 실시예에서 토출 압력값(Pact)은 도 1과 같이 펌프(10)에서 토출되는 작동유의 유로상에 구비되는 압력 센서를 통해 감지될 수 있다. 또한 조작 장치의 조작량은 각도 센서, 가속도 센서 및/또는 자이로 센서 등 공지된 다양한 센서를 통해 감지될 수 있다. 상술한 센서들을 통해 감지된 토출 유량값(Qact),토출 압력값(Pact) 및 조작 장치의 조작량 값은 전기적 신호로 제어기(50)에 입력될 수 있다. 토출 압력값(Pact) 및 조작 장치의 조작량에 대한 신호가 제어기(50)에 입력되면, 제어기(50)에서 기 설정된 제1 출력특성 맵을 기반으로 상기 토출 압력값(Pact) 및 상기 조작 장치의 조작량에 따라 지령 유량값(Qcmd)을 결정하는 단계(320)를 포함할 수 있다. 또한 제어기(50)는 유압 펌프(10)가 상기 지령 유량값(Qcmd)을 추종하도록 상기 유압 펌프(10)의 레귤레이터(30)를 제어할 수 있다(330). Referring to FIG. 5 , the control method using the above-described hydraulic pump 10 control system includes the steps of detecting a discharge flow rate value (Qact), a discharge pressure value (Pact) of the hydraulic pump 10, and an operation amount of the operating device ( 310) may be included. In an embodiment, the discharge flow rate Qact may be detected using an angle sensor that detects the swash plate angle of the pump. In an embodiment, the discharge pressure value Pact may be detected through a pressure sensor provided on the flow path of the hydraulic oil discharged from the pump 10 as shown in FIG. 1 . In addition, the manipulation amount of the manipulation device may be sensed through various well-known sensors, such as an angle sensor, an acceleration sensor, and/or a gyro sensor. The discharge flow rate value Qact, the discharge pressure value Pact, and the manipulation value of the manipulation device sensed through the above-described sensors may be input to the controller 50 as electrical signals. When the signal for the discharge pressure value Pact and the amount of manipulation of the manipulation device is input to the controller 50 , the discharge pressure value Pact and the manipulation value of the manipulation device based on the first output characteristic map preset in the controller 50 The method may include determining ( 320 ) a command flow rate value Qcmd according to the manipulation amount. Also, the controller 50 may control the regulator 30 of the hydraulic pump 10 so that the hydraulic pump 10 follows the command flow rate value Qcmd ( 330 ).

본 발명에서는 제어기(50)를 통해 기 설정된 제2 출력특성 맵을 기반으로, 상기 토출 유량값(Qact) 및 상기 조작 장치의 조작량에 따라 지령 릴리프 압력값(R_Pcmd)을 결정하는 단계(350)를 더 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이 지령 릴리프 압력값(R_Pcmd)에 대한 신호에 따라 전자 비례 감압 밸브에서 생성되는 파일럿 압력을 통해 릴리프 밸브(80)를 제어함으로써 작업기(60)에 가해지는 압력이 상기 지령 릴리프 압력값(R_Pcmd)이하로 유지할 수 있다. In the present invention, based on the second output characteristic map preset through the controller 50, determining the command relief pressure value (RP cmd) according to the discharge flow rate value ( _Qact ) and the operation amount of the operation device (350) ) may be further included. As described above, the pressure applied to the work machine 60 by controlling the relief valve 80 through the pilot pressure generated by the electromagnetic proportional pressure reducing valve according to the signal for the command relief pressure value R _P cmd is the command relief pressure. It can be maintained below the value ( _RP cmd).

한편, 본 발명의 제어 시스템이 압력 제어형 유압 펌프(10)에 적용되는 경우, 상술한 바와 같이 제1 출력특성 맵을 기반으로 결정된 지령 유량값(Qcmd)과 펌프(10)의 실제 토출 압력값(Pact)을 통해 지령 압력값(Pcmd)을 결정하는 단계(370)를 더 포함할 수 있다. 이렇게 결정된 지령 압력값(Pcmd)에 대한 신호가 압력제어 레귤레이터(30b)로 인가되어 토출 유량이 제어될 수 있고, 이로써 펌프(10)의 거동이 종래의 유압 시스템의 제어 특성을 반영하는 제1 출력특성 맵을 추종할 수 있게 되는 것이다. On the other hand, when the control system of the present invention is applied to the pressure-controlled hydraulic pump 10, as described above, the command flow rate value Qcmd determined based on the first output characteristic map and the actual discharge pressure value of the pump 10 ( Pact) may further include a step 370 of determining the command pressure value (Pcmd). The signal for the thus-determined command pressure value Pcmd is applied to the pressure control regulator 30b to control the discharge flow rate, whereby the behavior of the pump 10 reflects the control characteristics of the conventional hydraulic system. It will be possible to follow the characteristic map.

이상에서 설명한바와 같이 본 발명에서 제안하는 유압 펌프(10) 제어 시스템 및 방법에 따르면, 예를 들어 Closed-Center 방식의 유압시스템을 새롭게 개발하더라도 기존의 유압 시스템과 유사한 제어 특성을 구현할 수 있어, 작업자가 새로운 유압 시스템에 쉽게 적응할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the hydraulic pump 10 control system and method proposed by the present invention, even if, for example, a closed-center hydraulic system is newly developed, control characteristics similar to those of the existing hydraulic system can be implemented, so that the operator has the effect of being able to easily adapt to the new hydraulic system.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 '포함하다', '구성하다' 또는 '가지다' 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. In the above, even though it has been described that all the components constituting the embodiment of the present invention operate by being combined or combined into one, the present invention is not necessarily limited to this embodiment. That is, within the scope of the object of the present invention, all the components may operate by selectively combining one or more. In addition, terms such as 'include', 'comprise', or 'have' described above mean that the component may be inherent unless otherwise stated, so other components are excluded. Rather, it should be construed as being able to further include other components. All terms, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless otherwise defined. Terms commonly used, such as those defined in the dictionary, should be interpreted as being consistent with the contextual meaning of the related art, and are not interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present invention.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 펌프
30: 레귤레이터
30a: 유량제어 레귤레이터
30b: 압력제어 레귤레이터
50: 제어기
60: 작업기
80: 릴리프 밸브
C: 유량제어부10: pump
30: regulator
30a: flow control regulator
30b: pressure control regulator
50: controller
60: work machine
80: relief valve
C: flow control unit

Claims

A control system for a hydraulic pump, comprising:
a working machine driven using hydraulic oil discharged from the hydraulic pump;
a regulator for adjusting the discharge flow rate of the hydraulic pump; and
A controller for controlling the regulator using a preset first output characteristic map,
The controller determines a command flow rate value Qcmd based on the discharge pressure value Pact of the hydraulic pump and the operation amount of the joystick based on the first output characteristic map, and the hydraulic pump determines the command flow rate value Qcmd ), a control system of a hydraulic pump that controls the regulator to follow.

According to claim 1,
wherein the controller includes a flow control unit configured to determine a command pressure value Pcmd based on the command flow rate value Qcmd and the discharge pressure value Pact.

According to claim 1,
The first output characteristic map is a three-dimensional diagram in which a joystick manipulation amount, a pump pressure, and a pump flow rate are factors of a hydraulic pump control system.

According to claim 1,
The controller determines a command relief pressure value (RP cmd) according to a discharge flow rate value ( _Qact ) discharged from the pump and an operation amount of the joystick based on a preset second output characteristic map.

5. The method of claim 4,
The second output characteristic map is a three-dimensional diagram in which a joystick manipulation amount, a pump pressure, and a pump flow rate are factors, and a preset offset is reflected from the first output characteristic map.

5. The method of claim 4,
A relief valve located on the hydraulic oil flow path discharged from the hydraulic pump,
The relief valve is a hydraulic pump control system for controlling the pressure on the hydraulic oil flow path to be maintained below the command relief pressure value ( _RP cmd).

In the control method of a hydraulic pump,
detecting a discharge pressure value (Pact) of the hydraulic pump and an operation amount of the joystick;
determining a command flow rate value (Qcmd) according to the discharge pressure value (Pact) and an operation amount of the joystick based on a preset first output characteristic map; and
and controlling a regulator of the hydraulic pump so that the hydraulic pump follows the command flow rate value Qcmd.

8. The method of claim 7,
and determining a command relief pressure value (RP cmd) according to the discharge flow rate value ( _Qact ) and the manipulation amount of the joystick based on a preset second output characteristic map.

8. The method of claim 7,
When the hydraulic pump is a pressure-controlled hydraulic pump,
and determining a command pressure value (Pcmd) based on the command flow rate value (Qcmd) and the discharge pressure value (Pact).