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KR100287367B1 - 건설용 중장비의 엔진회전수 제어장치 - Google Patents

건설용 중장비의 엔진회전수 제어장치 Download PDF

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KR100287367B1
KR100287367B1 KR1019950038602A KR19950038602A KR100287367B1 KR 100287367 B1 KR100287367 B1 KR 100287367B1 KR 1019950038602 A KR1019950038602 A KR 1019950038602A KR 19950038602 A KR19950038602 A KR 19950038602A KR 100287367 B1 KR100287367 B1 KR 100287367B1
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KR1019950038602A
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조장욱
박기현
신복호
Original Assignee
토니헬샴
볼보건설기계코리아주식회사
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Publication date
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    • 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
    • E02F9/20—Drives; Control devices
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  • Structural Engineering (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
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Abstract

본 발명은 휠타입 굴삭기 등의 주행가능한 건설용 중장비에 적용되며 제어기와 위치센서 및 전기식 모터등에 의해 주행페달의 스트로크에 따라 소정의 엔진회전수를 출력할 수 있도록 된 엔진회전수 제어장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 제어장치는, 주행페달의 조작 스트로크를 검출하는 제 1 위치검출기와, 엔진의 드로틀레버의 동작 스트로크를 검출하는 제 2 위치검출기와, 엔진의 드로틀레버와 기구적으로 연결되어 소정의 전기적신호에 따라 구동되어 드로틀레버를 동작시키는 전기식 모터와, 소정의 전기적신호에 따라 유압펌프의 사판각을 변화시키는 전자비례밸브 및 제 1 위치검출기와 제 2 위치검출기로 부터 데이터를 입력받아 소정의 제어연산을 수행한 후 전기식 모터 및 전자비례밸브에 소정의 출력신호를 인가하는 제어기를 구비하여 구성된다.

Description

건설용 중장비의 엔진회전수 제어장치
제1도는 종래의 건설용 중장비의 엔진회전수 제어계통을 도시하는 개략도.
제2도는 본 발명의 일실시예에 의한 중장비의 엔진회전수 제어계통을 도시하는 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
EG : 엔진 P1, P2 : 유압펌프
M : 주행모드 CV : 콘트롤밸브
1 : 제어기 2 : 주행페달
3 : 제 1 위치검출기 4 : 드로틀레버
5 : 제 2 위치검출기 6 : 모터
7 : 전자비례밸브 8 : 엔진회전수 검출센서
9 : 주행스위치
본 발명은 건설용 중장비의 엔진회전수 제어장치에 관한 것으로, 특히 휠타입 굴삭기(Wheel Type Excavator)등의 주행가능한 건설용 중장비에 적용되며 제어기(Controller)와 위치센서 및 전기석 모터등에 의해 주행페달의 스트로크에 따라 소정의 엔진회전수를 출력할 수 있도록 된 엔진회전수 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로, 휠타입 굴삭기등과 같은 주행가능한 건설용 중장비를 주행시키는 경우, 제1도에 도시된 바와 같이, 운전자의 조작에 의해 선택되는 주행페달(101)의 스트로크에 비례하는 주행모터(102)의 절환 밸브(103) 스프울 개구면적에 따라 주행모터(102)의 회전속도, 즉 주행속도가 결정되었다. 또한, 주행페달(101)과 엔진(EG)사이에 주행페달(101)의 조작에 따라 엔진회전수가 조절되도록 양자간에 링크기구(104)와 같은 기구적인 연동수단이 매게되었다. 이 엔진에 의해 구동되어 전술한 주행모터에 작동유를 공급하는 하나 또는 복수개의 유압펌프(P1, P2)가 구비되었다.
그런데, 위와 같은 종래기술에 있어서, 주행속도의 조절은 단지 주행모터의 회전속도 가감에 의해서만 수행되었고, 엔진 및 이 엔진에 의해 구동되어 전술한 주행모터에 작동유를 공급하는 유압펌프의 출력은 임의의 특정출력에 고정되었기 때문에, 여러가지 문제점이 야기되었다. 즉, 서행, 언덕길 주행, 평지주행과 같은 여러가지 형태의 주행조건과 주행상태에 무관하게 엔진 및 유압펌프의 출력이 특정출력에 고정되었기 때문에, 경우에 따라서는 불필요한 연료의 낭비 및 에너지 소비와 엔진소음의 증대 및 관련부품들의 조기마모와 내구성 및 수명저하등의 문제점이 발생되었던 것이다.
한편, 일부 건설용 중장비에서는 주행 및 작업정지시 엔진속도가 자동감속되도록 하는 자동감속기능(Auto-Decelleration) 및 주행페달의 스트로크에 의해 엔진속도가 조절되게 하는 장치 또는 기구가 채용되고는 있지만, 어느 것이나 극히 복잡한 추가구성을 수반하게 되어 경제성 면에서 불리하였고, 특히 주행페달에 작용하는 반력의 과대로 인해 운전자의 피로를 증대시켜 작업능률 및 주행감각에 있어서는 불리한 요인으로 작용하였다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 엔진회전수가 주행페달의 스트로크에 따라 가감조절되게 함으로써 다양한 주행조건에 효과적으로 적응될 수 있고 연료낭비와 에너지소비가 절감되며 엔진소음과 주행관련부품들의 내구성 및 수명저하가 방지될 수 있는 건설용 중장비의 엔진회전수 제어장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 주행페달과 엔진드로틀레버사이에 설치되어 엔진회전수를 제어하던 링크기구가 제거됨으로써 원가절감 및 구조단순화를 도모할 수 있는 건설용 중장비의 엔진회전수 제어장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 엔진회전수가 전기모터에 의해 조절되도록 함으로써 주행페달 조작시의 반력을 크게 줄여 운전자의 피로가 저감되도록 하고 작업능률 및 작업감각을 향상시킬 수 있는 건설용 중장비의 엔진회전수 제어장치를 제공하는 것에 있다.
전술한 본 발명의 목적들은, 엔진과, 이 엔진에 의해 구동되는 적어도 하나 이상의 유압펌프와, 이 유압펌프로 부터 토출된 작동유에 의해 작동되는 주행모터와, 상기 유압펌프와 상기 주행모터사이의 유로중에 설치되어 상기 주행모터의 기동, 정지 및 방향절환을 제어하는 콘트롤밸브와, 운전자에 의해 조작되어 상기 콘트롤밸브의 스프울을 제어하는 주행페달을 구비한 건설용 중장비의 엔진회전수 제어장치에 있어서, 상기 주행페달의 조작 스트로크를 검출하는 제 1 위치검출기, 상기 엔진의 드로틀레버의 동작 스트로크를 검출하는 제 2 위치검출기, 상기 엔진의 드로틀레버와 기구적으로 연결되어 소정의 전기적신호에 따라 구동되어 상기 드로틀레버를 동작시키는 전기식 모터, 소정의 전기적신호에 따라 상기 유압펌프의 사판각을 변화시키는 전자비례밸브, 및 상기 제 1 위치검출기와 상기 제 2 위치검출기로 부터 데이터를 입력받아 소정의 제어연산을 수행한 후 상기 전기식 모터 및 상기 전자비례밸브에 소정의 출력신호를 인가하는 제어기를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 건설용 중장비의 엔진회전수 제어장치를 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 제어장치는 상기 엔진의 회전수를 검출하는 센서 및 상기 제어기와 연결되는 주행스위치를 더 구비하고, 상기 주행스위치는 온(ON)시, 상기 제어기가 상기 센서로 부터 현재의 엔진 회전수를 인가받아 현재 엔진 회전수가 소정의 주행시작 기준회전수 이상이면 상기 전기모터에 출력신호를 인가하여 주행시작 기준회전수 이하로 하강시키고, 오프(OFF)시, 상기 제어기가 상기 주행스위치를 온(ON)시키기 이전 상태로 상기 엔진 회전수를 제어하도록 한다.
이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
제2도는 본 발명의 일실시예에 의한 건설용 중장비의 엔진회전수 제어장치를 도시하고 있다.
제2도에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 제어장치가 적용되는 중장비 시스템은, 엔진(EG)과, 이 엔진(EG)에 의해 구동되는 적어도 하나 이상의 가변용량형 유압펌프(P1, P2)와, 이 유압펌프(P1, P2)로 부터 토출된 작동유에 의해 작동되는 주행모터(M)와, 전술한 유압펌프(P1, P2)와 주행모터(M)사이의 유로중에 설치되어 주행모터(M)의 기동, 정지 및 방향절환을 제어하는 콘트롤밸브(CV)와, 운전자에 의해 조작되어 전술한 콘트롤밸브(CV)의 스프울을 제어하는 주행페달(2)을 구비하고 있으며, 이들의 기본적인 작동은 중복하여 설명하지 않겠다.
본 실시예의 제어장치에는, 주행페달(2)의 조작 스트로크를 검출하는 제 1 위치검출기(3)와, 엔진(EG)의 드로틀레버(4)의 동작 스트로크를 검출하는 제 2 위치검출기(5)와, 엔진(EG)의 드로틀레버(4)와 기구적으로 연결되어 소정의 전기적신호에 따라 구동되어 드로틀레버(4)를 동작시키는 전기식 모터(6)와, 소정의 전기적신호에 따라 유압펌프(P1, P2)의 사판각을 변화시키는 전자비례밸브(7) 및 제 1 위치검출기(3)와 제 2 위치검출기(5)로 부터 데이터를 입력받아 소정의 제어연산을 수행한 후 전기식 모터(6) 및 전자비례밸브(7)에 소정의 출력신호를 인가하는 제어기(1)를 구비하고 있다.
바람직하기로는, 전술한 제어장치는 엔진(EG)의 회전수를 검출하는 센서(8) 및 전술한 제어기(1)와 연결되는 주행스위치(9)를 더 구비한다.
이하, 전술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 제어장치의 작동을 설명한다.
주행스위치(9)를 온(ON)시키게 되면, 제어기(1)는 그때의 엔진 회전수를 체크하여 주행시작기준회전수 이상이면 모터(6)를 구동시켜 주행시작기준회전수 이하로 하강시키고, 주행시작기준회전수 이하이면 이 회전수를 유지하도록 아무런 조작도 수행하지 않는다. 이 상태가 주행페달(2) 스트로크에 비례한 엔진출력회전수를 최소에서 최대까지 출력할 수 있는 준비상태가 된다. 이 상태에서 운전자가 주행페달(2)을 조작하면 제 1 위치검출기(3)에 의해 검출된 주행페달(2)의 스트로크에 해당하는 위치값과 제 2 위치검출기(5)에 의해 검출된 엔진 드로틀레버(4)의 위치값을 제어기(1)가 인식하게 되고, 제어기(1)에서는 이들 위치검출값에 의거하여 모터(6)에 적절한 출력신호를 인가함으로써 모터(6)를 구동시키게 되고, 결국 주행페달(2)의 스트로크에 해당하는 엔진회전수가 출력되도록 제어하게 되는 것이다. 또한, 제어기(1)는 전술한 전자비례밸브(7)에도 적절한 출력신호를 인가하여 유압모터(P1, P2)의 사판각을 경전시킴으로써 유압펌프(P1, P2)의 토출유량을 제어하게 되는 것이다.
주행스위치(9)를 오프(OFF)시키면 제어기(1)는 주행스위치(9)를 선택하기 이전의 상태로 엔진(EG)의 회전수를 제어한다.
이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 엔진회전수가 어느 일정값으로 고정되지 않고 주행페달의 스트로크에 따라 가감조절되므로 다양한 주행조건에 효과적으로 적응할 수 있고 연료낭비와 에너지소비가 절감되며 엔진소음과 주행관련부품들의 내구성 및 수명저하가 방지될 수 있는 효과가 있다.
또한, 주해페달과 엔진드로틀레버사이에 설치되어 엔진회전수를 제어하던 링크기구가 제거되고 이를 전기적으로 제어함으로써 기구적 구조가 단순하게 됨은 물론, 운전자의 주행페달 조작시의 반력이 크게 줄어들 수 있어서 운전자의 피로가 저감되고 그에 따라 작업능률 및 작업감각이 크게 향상될 수 있다.

Claims (2)

  1. 엔진과, 이 엔진에 의해 구동되는 적어도 하나 이상의 유압펌프와, 이 유압펌프로 부터 토출된 작동유에 의해 작동되는 주행모터와 상기 유압펌프와 상기 주행모터사이의 유로중에 설치되어 상기 주행모터의 기동, 정지 및 방향절환을 제어하는 콘트롤밸브와, 운전자에 의해 조작되어 상기 콘트롤밸브의 스프울을 제어하는 주행페달을 구비한 건설용 중장비의 엔진회전수 제어장치에 있어서, 상기 주행페달의 조작 스트로크를 검출하는 제 1 위치검출기, 상기 엔진의 드로틀레버의 동작 스트로크를 검출하는 제 2 위치검출기, 상기 엔진의 드로틀레버와 기구적으로 연결되어 소정의 전기적신호에 따라 구동되어 상기 드로틀레버를 동작시키는 전기식 모터, 소정의 전기적신호에 따라 상기 유압펌프의 사판각을 변화시키는 전자비례밸브, 및 상기 제 1 위치검출기와 상기 제 2 위치검출기로 부터 데이터를 입력받아 소정의 제어연산을 수행한 후 상기 전기식 모터 및 상기 전자비례밸브에 소정의 출력신호를 인가하는 제어기를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 건설용 중장비의 엔진회전수 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어장치는, 상기 엔진의 회전수를 검출하는 센서, 및 상기 제어기와 연결되는 주행스위치, 상기 주행스위치는 온(ON)시, 상기 제어기가 상기 센서로 부터 현재의 엔진 회전수를 인가받아 현재 엔진 회전수가 소정의 주행시작 기준회전수 이상이면 상기 전기모터에 출력신호를 인가하여 주행시작 기준회전수 이하로 하강시키고, 오프(OFF)시, 상기 제어기가 상기 주행스위치를 온(ON)시키기 이전 상태로 상기 엔진 회전수를 제어하도록 함,를 더 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 건설용 중장비의 엔진회전수 제어장치.
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