KR0171390B1 - 유압건설기계의 엔진 자동장치 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유압건설기계의 엔진 자동정지 제어방법에 관한 것으로서, 종래에 작업도중에 유압펌프(2,3)와 액츄에이터(4,5,6,7,8,9) 사이의 연결관로가 파손되게 되면 그 파손된 부분으로 토출된 유량이 전부 빠져버리게 되어 신속하게 엔진(1)을 정지시키지 못하고, 유량부족에 의한 장비의 손상 위험이 있고, 조작수단(20,21,22,23)을 하지 않더라도 해당 액츄에이터는 계속 움직이게 되는데 이 경우 운전자가 당황하여 안전사고를 일으킬 위험이 있는 문제점들을 해결하기 위하여 본 발명은 콘트롤러(19)에 의해서 조작레버(20,21) 및 페달조작량(22,23), 엔진 회전수(24), 액츄에이터 변위(27,28,29,30,31,32), 펌프토출압력(25,26) 및 자동작업지시 버튼 신호들을 읽어들이는 단계(50)와, 현재 자동작업중인가를 판단하는 단계(60)와,

상기 자동작업중이 아니면, 엔진정지상황 판단을 하는 단계(70)와,

상기 엔진정지 상황 판단(70)에 정지상황인가를 판단하는 단계(80)와, 상기 엔진정지 상황 판단(70)으로 정지신호출력을 하는 단계(90)를 제공함으로써 자동으로 엔진을 정지시켜 유량 손실 및 장비의 손상을 방지할 수 있고, 안전사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

유압건설 기계의 엔진 자동정지 제어방법

제1도는 종래의 시스템 구성도.

제2도는 본 발명의 실시예를 나타내는 구성도.

제3도는 본 발명의 실시예의 흐름도.

제4도는 액츄에이터 속도에 의한 엔진정지 상황 판단 선도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 엔진 2 : 제1유압펌프

3 : 제2유압펌프 4 : 좌 주행 모터

5 : 우주행 모터 6 : 붐 실린더

7 : 버켓 실린더 8 : 압 실린더

9 : 선회모터 10,11,12,13,14,15 : 방향제어벨브

16 : 제1펌프 토출유량제어수단 17 : 제2 펌프 토출유량제어수단

18 : 연료공급 밸브 19 : 콘트롤러

20 : 제1조작레버 21 : 제2조작 레버

22 : 좌 주행 페달 23 : 우주행 페달

24 : 엔진 회전수 센서 25 : 제1펌프 토출압력센서

26 : 제2펌프 토출압력센서 27 : 우주행 모터 변위센서

28 : 붐(Boom)피스톤 변위센서 29 : 버켓(bucket)피스톤 변위센서

30 : 좌주행모터 변위센서 31 : 암(arm)피스톤 변위센서

32 : 선회모터 변위센서 33 : 자동작업 지시 버튼

34 : 스타트키(start key) 35 : 릴레이(relay)

36 : 연료탱크 37 : 배터리(battery)

38 : 복귀 스프링

본 발명은 유압굴삭기 등의 유압식 건설기계에 적용되는 유압 건설기계의 엔진 자동정지 제어방법에 관한 것이다.

종래기술에 있어서의 문제점을 제1도인 종래 시스템의 구성도를 참조하여 설명한다.

제1도는 종래의 굴삭기 시스템으로서 운전자는 처음에 스타트(start)키(34)를 스타트 위치로 돌려 엔진(1)의 시동을 건후 스타트키를 온(on)위치에 두어 장비를 운전하게 된다.

만일 작업 도중에 제1유압펌프(2) 및 제2유압펌프(3)와 액츄에이터인 좌 주행모터(4), 우주행모터(5), 붐 실린더(6), 버켓 실린더(7), 암실린더(8), 선회모터(9) 사이의 연결 관로가 파손되게 되면 그 파손된 부분으로 토출된 유량이 전부 빠져버리기 때문에, 신속하게 엔진(1)을 정지시켜야 한다.

따라서, 스타트키(34)를 오프(off)위치로 하여 연료공급밸브(18)를 오프위치로 하여 연료탱크(36)로 부터 엔진(1)에 공급되는 연료공급 라인을 차단하여 엔진을 정지시키는 것이다.

그러나, 종래의 상기와 같은 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 작업도중에 갑자기 상기 액츄에이터(4,5,6,7,8,9)사이의 연결관로가 파열되어 펌프 토출유량이 외부로 노출되는 경우 운전자는 당황하여 신속하게 엔진(1)을 정지하는 경우가 있다.

특히 초보 운전자의 경우는 더욱 심각하다.

둘째, 작업도중에 상기 연결관로의 손상이 극심하지 않을 경우 노련한 운전자가 아니면 계속해서 작업을 하여 펌프 토출유량을 외부로 누출시켜 심한 경우에는 유량부족에 의해서 장비 전체를 손상 입히는 위험이 있다.

세째, 소정원인에 의해 예를들면 제1도의 방향제어밸브(10,11,12,13,14,15)의 스풀(spool)이 고착되어 열린상태에서 움직이지 않을 경우 운전자가 해당 액츄에이터는 계속 움직이게 되는데 이 경우 운전자가 당황하는 경우 안전사고를 일으키는 경우가 있다.

따라서, 상기 문제점들을 해결하기 위하여 본 발명은 외부 및 내부적인 원인에 의해 유압펌프와 액츄에이터를 연결하는 관로가 파손되어 유량이 누출될 경우 관로가 파손되었는지를 판단하여 엔진정지를 자동으로 실행시켜주고, 또한 자동으로 액츄에이터를 작동시키고, 있지 않은데도 액츄에이터의 작동을 작동할 경우 마찬가지로 엔진을 자동으로 정지시켜 장비손상 및 인명피해 등 안전사고를 방지하는 엔진 자동정지의 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 첨부된 도면에 의거하여 그 상세한 설명을 한다.

먼저, 제2도는 본 발명의 실시예를 나타낸 구성도로서 그 동작 및 구성을 설명한다.

엔진(1)과 이에 의해 구동되는 제1 및 제2 유압펌프(2,3)와 상기 유압펌프(2,3)에서 토출되는 유량에 의해 구동되는 액츄에이터(actuator)인 좌 주행모터(4), 우주행모터(5), 붐 실린더(6), 버켓실린더(7), 압 실린더(8), 선회모터(9) 등이 있다.

상기 제1 및 제2 유압펌프(2,3)와 액츄에이터(4,5,6,7,8,9) 사이에 설치되어 유량 및 방향을 제어하는 방향제어밸브(10,11,12,13,14,15) 및 상기 엔진(1)의 시동을 걸거나 정지시키는 스타트 키(34)와 이 스타트 키(34)에 의해 상기 엔진(1)에 공급되는 연료를 차단하거나 혹은 공급하는 연료공급 밸브(18)로 구성되었다.

또한, 상기 액츄에이터(4,5,6,7,8,9)의 작동을 조작수단인 제1조작레버(20), 제2조작레버(21), 좌주행페달(22), 우주행페달(23)등에 의한 운전자로부터의 조작에 의해 작업 여견에 맞도록 소정갑을 콘트롤러(controller)(19)에 입력하여 각 장치들을 제어한다.

이와같이 구성되는 굴삭기 시스템에 있어서 상기 제1 및 제2유압펌프(2,3)의 토출량을 각각 제어하는 제1펌프 토출량 제어수단(16) 및 제2펌프토출량 제어수단(17)과, 이때의 상기 제1 및 제2 유압펌프(2,3)으로부터 토출되는 압력을 감지하는 각각의 제1 및 제2펌프 토출압력센서(25,26)인 토출 압력을 검출하는 수단으로 구성되어 있다. 또한, 상기 스타트 키(34)에 의해서 시동이 걸리는 엔진(1)은 연료탱크(36)에서 공급되는 연료를 연료공급밸브(18)를 통하여 공급받아 동작된다.

이때, 상기 엔진(1)의 회전수를 감지하는 수단인 엔진회전수센서(24)에 의한 소정값을 상기 콘트롤러(19)에 입력하여 소정의 설정치와 비교하여 작업환경에 맞는 동작을 하도록 하는 엔진 회전수를 검출한다.

상기 엔진(1)이 작동되면서 상기 유압펌프들(2,3)로부터 유량이 토출되어 방향제어밸브(10,11,12,13,14,15)를 통하여 상기 액츄에이터(4,5,6,7,8,9)를 작동시킨다.

이들 각각의 액츄에이터들의 작동변위를 검출하는 수단은 좌 수행모터 변위센서(30), 우주행모터 변위센서(27), 붐 피스톤 변위센서(28), 버켓 피스톤 변위센서(29), 압 피스톤 변위센서(31), 선회모터 변위센서(32)들로서 구성되어 운전자가 외부환경에 따라 유동적으로 조작할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 스타트 키(34)와 상기 연료공급벨브(18)사이에 전류공급 라인인 연결관로가 끊어져서 유량이 누출되거나, 기계적인 오동작에 의한 위험요소가 있을 경우에 이를 차단할 수 있는 릴레이(35)와 상기 콘트롤러(19)에 소정의 설정치 입력하여 자동으로 버튼(button)만 누르면 동작될 수 있도록 지시하는 자동작업 지시 버튼(33)이 구비되어 있다.

상기한 액츄에이터 조작수단(20,21,22,23), 액츄에이터 변위 신호(27,28,29,30,31,32), 펌프 토출압력신호(25,26), 엔진 회전수 신호값(24), 자동작업 지시수단(33) 등의 신호들을 입력받아 현재 엔진(1)을 정지시켜야 하는지를 판단하여 엔진정지신호를 상기 릴레이(35)를 통하여 출력하는 콘트롤러(19)등으로 구성되어 있다.

상기 구성에 따른 동작원리를 제3도의 흐름도를 통하여 설명한다.

먼저, 콘트롤러(19)에 의해서 제1 및 제2 조작레버(20,21) 및 좌우 주행폐달(22,23)의 조작량, 엔진회전수 센서(24)에 의한 회전수, 센서에 의한 액츄에이터 변위(27,28,29,30,31,32), 펌프토출압력 센서(25,26)에 의한 펌프토출압력, 자동작업지시 버튼 신호(33)들을 읽어들인다(단계 50).

이때, 현재 유압굴삭기가 자동작업중인가를 판단(60)하여 자동작업중이면 다시 상기 단계 50으로 귀환한다.(단계60). 상기 자동작업중이 아니면 상기 단계50의 콘트롤러(19)에 의해서 읽어들인 상기 신호들을 근거로 하여 현재 엔진(1)을 정시키셔야 할 상황인가를 판별한다(단계 70). 여기서, 엔진을 정지시켜야 할 상황이 아니라면 상기 단계 50으로 귀환하고, 반면에 소정 원인에 의해 제1 및 제2 유압펌프(2,3)와 액츄에이터(4,5,6,7,8,9)를 연결하는 관로가 파손되어 유량이 누출될 경우 현재 장비가 정지하여야 할 상황이라면 상기 릴레이(35)에 의해서 연료공급밸브(18)에 공급되는 전류를 차단하는 방향으로 작동시켜 엔진(1)을 정지시킨다(단계 80).

상기 엔진정지 상황판단(단계 70) 방법은 다음과 같다.

첫째, 제1 및 제2 조작레버(20,21) 및 좌우 주행페달(22, 23)을 조작하지 않았는데도 액츄에이터(4,5,6,7,8,9)가 설정속도 이상으로 움직이면 엔진 정지상황으로 판단한다.

둘째, 상기 제1 및 제2 펌프토출압력센서(25,26)에 의해 감지된 펌프토출압력이 콘트롤러(19)에 의해 설정해 놓은 소정의 설정치 이하이면 엔진 정지상황으로 판단한다. 셋째, 상기 조작레버(20,21) 및 좌우 주행페달(22,23)의 조작에 의해 액츄에이터가 작동할 경우 콘트롤러(19)는 그 조작량에 비례한 만큼 펌프토출유량 제어수단인 제1 및 제2 펌프 토출량 제어수단(16,17)에 토출량 지령치를 보내 액츄에이터(4,5,6,7,8,9)를 구동시키는데 정상적인 상황에서의 액츄에이터 속도보다 상기 유압펌프(2,3)와 액츄에이터를 연결하는 관로에 손상이 발생하여 유량이 외부로 누출될 경우의 액츄에이터 속도가 느리게 된다. 그러므로, 상기 조작레버(20,21) 및 주행페달(22,23)의 조작량 및 펌프토출압력 및 엔진회전수에 의해 현재 토출되고 있는 유량을 구하고, 이 유량에서 이 유량이 액츄에이터로 공급되는 도중에 외부로 유출이 없다고 가정했을 때 기본적으로 유압탱크로 유출되는 유량만큼을 뺀 유량이 액츄에이터(4,5,6,7,8,9)에 공급되게 된다.

따라서, 상시 유량에 의해 액츄에이터의 소정의 정상속도를 구하여 실제 상기 액츄에이터의 변위센서(27,28,29,30,31,32)로부터 구한 실제 작동속도와 비교하여 실제 작동속도가 소정의 정상 작동속도보다 설정치 이하인 경우 유압펌프(2,3)와 액츄에이터를 연결하는 회로상에 유압탱크로 기본적으로 유출되는 유량외에 추가적으로 유량이 외부로 유출되고 있다고 판단하여 엔진 정지 상황이라고 판단한다.

또한, 상기 판단방법의 예들 이외의 경우가 있을 수 있다.

상기 판단(단계 80)에 의해 상기 조작레버(20,21) 및 주행페달(22,23)의 조작량에 따른 실제 액츄에이터의 검출속도가 정상시 액츄에이터의 작동속도에서 설정치를 뺀값, 즉 정상 작동 최저속도보다 낮은 엔진정지 상황으로 판단하여 엔진(1)에 정지 신호를 출력한다(단계 90).

다음에, 제4도는 액츄에이터 속도에 의한 엔진정지 상황 판단 선도를 나타낸 것으로서, 조작레버(20,21) 및 주행 페달 조작량(%)에 따른 액츄에이터 속도를 나타낸다.

이상과 같은 본 발명의 효과들은 다음과 같다.

첫째, 작업도중에 유압펌프(2,3)와 액츄에이터(4,5,6,7,8,9)를 연결하는 유량 통로의 손상에 의해 유량이 외부로 유출될 경우 자동으로 엔진을 정지시켜 유량손실 및 장비의 손상을 방지할 수 있다.

둘째, 소정원인에 의해 조작레버(20,21) 및 주행페달(22,23)을 조작하지 않아도 액츄에이터가 작동되었을 겨우 엔진(1)을 자동으로 정지시켜 인명피해등 안전사고를 방지한다.

셋째, 노련한 운전자가 아니면 감지할 수 없는 유량의 외부 유출을 검출하여 엔진(1)을 자동정시켜 유량손실을 방지하고, 장비의 손실을 방지하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 콘크롤러(19)에 의해서 조작레버(20,21) 및 주행페달(22,23)의 조작에 상응한 조작량, 감지수단(24)에 의한 엔진회전수, 액츄에이터 변위(27,28,29,30,31,32) 감지수단(25,26)에 의한 펌프토출압력 및 자동작업 지시 버튼 신호들을 읽어들이는 단계(50)와, 현재 유압기계가 자동 작업중인가를 판단(60)하여 작동작업중이면 상기 단계(50)로 귀환하는 단계(60)와, 상기 판단(60)에 의하여 자동작업중이 아니면 상기 단계 50에서 읽어들인 신호들에 상응하여 현재 엔진을 정지시켜야 할 상황인가를 판단하는 단계(70)와, 현재 장비가 정지하여야 할 상황인가를 판단하여 정지상황이 아니라면 상기 단계(50)으로 귀환하는 단계(80)와, 상기 판단(80)에 의해서 정지상황이라면 상기 릴레이(35)를 연료공급밸브(18)에 공급되는 전류를 차단하는 방향으로 작동시켜 엔진(1)을 정지시키는 단계(90)를 포함하는 유압건설기계의 엔진 자동정지 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 엔진정지 상황 판단(단계 70)방법은 액츄에이터(4,5,6,7,8,9)가 설정속도 이상이고 제1 및 제2 펌프토출압력센서(25,26)에 의해 감지된 펌프토출압력이 소정의 설정치 이하이고, 유량에 의한 액츄에이터의 소정의 정상속도와 상기 실제 액츄에이터의 변위센서(27,28,29,30,31,32)로부터 구한 실제 작동속도를 비교하여 실제 작동속도가 정상 작동속도보다 설정치 이하인 경우 또는 그 이외의 경우를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압건설기계의 엔진 자동정지 제어방법.