KR100296230B1 - 디젤엔진을장착한건설중장비에서사용되는엔진정지지연시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기와 같이 디젤엔진을 장착한 건설 중장비에서 사용되는 엔진 정지 지연 시스템에 관한 것으로, 중장비의 디젤엔진에는 냉각수의 온도를 측정하기 위한 냉각수 온도 센서를 부착하고, 상기 냉각수 온도센서로부터 측정된 값이 설정온도(약 60℃)이상일 경우에는 제어장치에 의해 냉각수 온도가 상기 설정온도 이하가 될 때까지 엔진이 공회전 하도록 함에 따라, 운전자가 작업완료 후 바로 시동 스위치를 끄고 운전석을 떠나더라도 상기 제어장치에 의해서 냉각수가 충분히 식을 때까지 엔진이 공회전하게 되므로, 과열로 인한 엔진 손상이 방지되도록 하고 작업자의 주의 의무가 경감되도록 한다.

Description

디젤엔진을 장착한 건설중장비에서 사용되는 엔진 정지 지연 시스템

본 발명은 굴삭기와 같이 디젤 엔진을 장착한 건설 중장비에서 사용되는 엔진 정지 지연 시스템에 관한 것으로, 운전자가 작업을 마치고 시동 스위치를 끄더라도 디젤엔진에 설치된 냉각수온도센서에서 냉각수온도가 설정온도 이상일 경우에는 엔진이 바로 정지되지 않고 냉각수온도가 설정온도 이하가 될 때까지 저속상태로 공회전되도록 함에 의해, 시동정지시에도 엔진의 과열상태를 적절히 해소할 수 있도록 하는 엔진 정지 지연 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 차량 및 건설장비에 사용되는 디젤엔진의 경우 시동을 끄면 냉각수 온도의 과열정도에 무관하게 즉시 엔진이 정지됨으로써 과열된 냉각수가 넘치거나, 심하면 엔진에 손상을 초래할 수 있도록 되어 있다. 그러므로 기존의 시스템에서는 이 같은 피해를 방지하기 위해, 운전자가 작업을 마친 후 일정시간 동안 엔진을 낮은 속도로 공회전(Low idle)시킨 다음에야 시동을 끄도록 하고 있으므로 운전자가 작업정지후 운전석으로부터 바로 떠나지 못하고 냉각수 온도가 충분히 낮아질 때까지 엔진을 공회전 시키고 나서 운전석을 이탈할 수 있었기 때문에 운전자의 피로가 가중되고 작업시간이 지연되는 등의 불편함이 있었다.

도 1은 종래의 엔진 시동정지 시스템의 제1 예를 도시한 전기 회로도로서, 상기 도면에서 보면, 모타-케이블 액츄에이타(2)를 사용하여 엔진 인젝션펌프(5)의 트로틀레버(5a)가 HIGH 또는 LOW 위치로 이동되도록 함으로써 엔진의 속도가 조절되도록 하고, 시동 스위치(7)를 OFF하면 엔진정지용 솔레노이드에 밧데리 전원의 공급이 차단됨으로써 엔진정지용 레버가 엔진을 정지시키는 위치로 복귀함에 따라 엔진이 정지되는 것이다.

따라서 시동 스위치를 OFF하면 즉시 엔진이 정지하게 되므로, 장시간 장비를 가동하거나 하절기와 같이 엔진의 냉각수 온도가 고온인 상태에서 바로 시동을 끄게 되면 엔진의 냉각수가 과열되어 유출되는 경우가 발생되고, 또한 과열된 상태로 엔진이 정지하게 되면 엔진에 손상을 초래하게 되는 것이다.

따라서 운전자가 작업을 종료하고 나서 엔진을 상당시간 저속으로 공회전시킨 다음 냉각수 온도가 충분히 냉각되면 비로소 시동 스위치를 OFF하여 왔다.

따라서 작업종료 후에도 작업자가 상당시간 운전석에 머물러 있어야 하므로, 작업도중에 지친 작업자의 피로감을 가중시키게 되고 작업시간을 지연시키게 되는 문제점이 있었다.

한편, 도 2는 종래의 엔진 시동정지 시스템의 제2 예를 도시한 전기 회로도로서, 상기도면에서 보면, 가버너 모타(Governor motor)(8)와 로드(8b)가 엔진 인젝션 펌프(5)의 드로틀레버(5a)에 직접 연결되어 엔진 속도가 조절되도록 구성되어 있는데 이 경우에도 도 1의 경우와 마찬가지로 제어장치(1)에 의해 가버너 모타(8)가 엔진정지(STOP)위치로 이동함으로써 즉시 엔진이 정지하게 되는 바, 전술한 문제점들이 그대로 발생되는 것이다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 중장비의 디젤엔진에는 냉각수의 온도를 측정하기위한 냉각수 온도 센서를 부착하고, 상기 냉각수 온도센서로 부터 측정된 값이 설정온도(약 60℃)이상일 경우에는 제어장치에 의해 냉각수온도가 상기 설정온도 이하가 될 때까지 엔진이 공회전 하도록 함에 따라, 운전자가 작업완료 후 바로 시동 스위치를 끄고 운전석을 떠나더라도 상기 제어장치에 의해서 냉각수가 충분히 식을 때까지 엔진이 공회전하게 되므로, 과열로 인한 엔진의 손상이 방지되도록 하고 작업 편이성 및 작업시간 단축에도 기여하도록 하고 있다.

좀 더 상세히 설명하면, 상기 냉각수 온도센서에서 검출된 냉각수 온도가 설정온도(약 60℃) 이상일 경우에는 컨트롤러에서 냉각수 온도가 설정온도 이하가 될 때까지 엔진이 저속 공회전되도록 하는 명령신호를 가버너 모타에 내리게 되므로 상기 명령신호를 받은 가버너 모타에서는 엔진의 연료분사장치의 트로틀 밸브를 조절하여 저속 공회전하게 된다. 이와 같이 일정시간동안 엔진이 공회전하다가 냉각수 온도가 설정온도 이하가 되면 컨트롤러에서는 상기 가버너 모타에 명령신호를 내려 엔진이 정지되도록 하거나 엔진 정지용 솔레노이드를 사용하여 엔진이 직접 정지되도록 함에 의해, 작업자가 작업 후 바로 시동 스위치를 끄더라도 엔진이 일정시간동안 저속 공회전되도록 하고 있다.

도 1은 종래의 엔진 시동정지 시스템의 제1 예를 도시한 전기 회로도,

도 2는 종래의 엔진 시동정지 시스템이 제2 예를 도시한 전기 회로도,

도 3은 본 발명의 제1 실시예를 도시한 전기 회로도,

도 4는 본 발명의 제2 실시예를 도시한 전기 회로도,

도 5a 및 도5b 는 본 발명의 작동상태를 설명하기 위한 제어 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 제어장치 1a: 연산 및 지령부

1b: 보조전원부 1c: 가버너모타 구동부

1d: 엔진정지 솔레노이드 구동부

1e: 냉각수 온도 검출부 2: 모타 케이블 액츄에이타

2a: 케이블 3: 엔진 정지용 솔레노이드

4: 냉각수온도 센서 5: 인젝션펌프

6: 라디에이타 7: 시동스위치

8: 가버너 모타 8a: 레버

8b: 로드 9: 백업 스위치

10: 속도 조정 스위치

첨부도면에 의해 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 제1실시예를 도시한 전기 회로도이며, 도 5는 본 발명의 작동상태를 설명하기 위한 제어흐름도로서, 상기 도면에서 보면, 시동 스위치(7)가 밧데리와 제어장치(1) 사이에 연결되고, 상기 제어장치(1)는 일측단이 인젝션 펌프(5)에 연결된 케이블(2a)의 타측단과 연결되는 모타 케이블 액츄에이타(2)에 연결되고, 상기 인젝션 펌프(5)와 엔진정지용 레버(5b)에 의해 연결된 엔진 정지용 솔레노이드(3)는 상시 시동 스위치(7)에 의해 작동되도록 구성된 디젤엔진을 장착한 건설중장비에서 사용되는 엔진시동 정지시스템에 있어서, 상기 엔진의 라디에이터(6)에는 냉각수 온도 센서(4)가 구비되고, 상기 제어장치(1)는 상기 냉각수 온도센서(4)로 부터 측정된 냉각수 온도를 검출하는 온도 검출부(1e)와, 상기 시동 스위치(7)를 오프한 후 상기 온도검출부(1e)로 부터 입력된 값과 초기설정치를 비교하여 냉각수 온도 센서(4)로 부터의 검출온도가 초기설정치이하가 될 때까지 모타 케이블 액츄에이타(2) 구동신호를 발생시키는 연산 및 지령부(1a)와, 상기 연산 및 지령부(1a)로 부터의 신호에 의해 상기 모타 케이블 액츄에이타(2)에 구동신호를 전달하는 가버너 모타 구동부(1c)와, 상기 가버너 모타 구동부(1c)로 부터의 신호에 의해 엔진이 저속으로 공회전하다가 상기 온도검출부(1e)에 의해 냉각수 온도가 설정치 이하인 것으로 확인되면 상기 엔진 정지용 솔레노이드(3)에 작동중지 신호를 전달하게 되는 엔진정지 솔레노이드 구동부(1d)와, 상기 시동스위치(7)가 오프된 후 부터 밧데리의 상시 전원을 공급받아 제어장치(1)의 내부전원과 모타 케이블 액츄에이타(2)등의 구동부에 전원을 공급하며, 상기 온도검출부(1e)에 의해 냉각수온도가 설정치 이하인 것으로 확인되면 그 내부에 구비된 릴레이 또는 파워 트랜지스터가 단락됨으로서 밧데리의 전류가 더 이상 제어장치(1) 내부에 흐르지 않도록 하는 보조 전원부(1b)로 구성되어진다.

한편, 제어장치(1)의 고장시에는 엔진의 속도를 조작할수 있도록 상기 제어장치(1)의 가버너 모타 구동부(1c)와 모타 케이블 액츄에이타(2) 사이에 백업 스위치(9)를 설치하고, 상기 백업 스위치(9)와 밧데리 사이에 속도조정 스위치(10)를 설치할 수도 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 대한 작용 및 효과는 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 제1실시예로써 상기 도 1과 같은 엔진속도 제어시스템에서 엔진의 라디에이타(6)에 냉각수온도센서(4)를 장착하여 엔진회전중의 냉각수 온도를 제어장치(1)의 냉각수 온도검출부(1e)를 통해 검출한다. 시동 스위치(7)를 OFF한 후에 냉각수온도센서를 통해 검출된 현재의 냉각수 온도를 데이터와 설정된 온도를 비교하여 연산 및 지령부(1a)에서 과열된 엔진냉각수 온도를 식히기 위해 엔진을 저속(LOW)으로 감속하도록 모타-케이블 액츄에이타를 구동하도록 가버너 모타 구동부(1c)에서 지령을 내린다.

수시로 엔진냉각수 온도를 검출하면서 설정온도(TEMP-set)에 도달할 때까지 엔진을 저속으로 회전시킨 다음 엔진정지 솔레노이드 구동부(1d)에 인진 정지용 솔레노이트(3)를 작동(ON)하여 엔진을 정지시키도록 지령을 내린다.

또한 시동 스위치(7)가 OFF된 이후부터는 제어장치(1) 내부의 보조전원부(1b)에서 밧데리의 상시 전원을 공급받아 제어장치 내부전원과 가버너 모타(8) 및 모타 케이블 액츄에이타(2)와 엔진정지용 솔레노이드(3) 구동에 필요한 전원을 공급한다. 또한, 상기 온도검출부(1e)에 의해 냉각수 온도가 설정치 이하인 것으로 확인되면 보조 전원부(1b)내에 구비된 릴레이 또는 파워 트랜지스터가 단락됨으로서 밧데리의 전류가 더 이상 제어장치(1)내부에 흐르지 않게 된다. 따라서 엔진이 정지되면 밧데리로 부터의 상시전원도 함께 차단되는 것이다.

제어장치의 고장시에도 엔진의 속도조절을 위한 비상조작용 스위치인 백업 스위치(9)를 "ON"위치로 절환하고 속도 조정스위치(10)를 이용하여 매뉴얼로 조작이 가능하다.

이와같이 운전자가 장시간 건설장비를 가동하여 엔진 냉각수가 고온으로 상승한 상태에서도 시동 스위치(7)를 OFF하면, 본 발명장치에 의해 자동으로 적정온도가 될 때까지 엔진을 저속 공회전후에 적정온도에 도달하면 엔진을 정지시킴으로써, 종래의 시동을 끄기전에 운전자가 일정시간동안 직접 저속 공회전 하고 나서 시동을 꺼야하는 불편함이 없어지게 된다.

도 4는 본 발명의 제2실시예로써 상기 제2도와 같이 가버너 모타와 로드로 구성된 엔진속도조절 및 정지 시스템에서 냉각수온도센서(4)를 통해 검출된 냉각수 온도에 따라 운전자가 시동스위치를 OFF한 상태에서 엔진의 저속 공회전 시간을 계산하여 가버너 모타구동부(1c)에서 가버너 모타(8)를 LOW쪽으로 위치이동시킨 다음 엔진 냉각수 온도가 적정온도가 될 때까지 공회전을 시킨다.

그리고 적정온도에 도달하면 다시 가버너 모타(8)를 STOP쪽으로 위치이동시켜 엔진을 정지시킨다.

시동스위치가 OFF된 이후에도 제어장치(1) 내부의 보조전원부(1b)에서 밧데리의 상시전원을 공급받아 제어장치 내부전원 및 가버너 모타(8) 구동에 필요한 전원을 공급하고 엔진을 완전히 정지시킨 다음 보조전원부(1b)내부의 릴레이 또는 파워 트랜지스터를 통해 밧데리로 부터 공급되는 상시전원도 차단하여 전원을 OFF한다.

이와 같이 운전자가 장시간 작업을 하여 엔진 냉각수가 고온으로 상승한 상태에서도 시동 스위치를 OFF하면, 본 발명장치에 의해 자동으로 적정온도가 될 때까지 엔진을 저속 공회전후에 적정온도에 도달하면 엔진을 정지시키으로써 종래의 시동을 끄기 전에 운전자가 일정시간동안 직접 저속 공회전하고 나서 꺼야하는 불편함이 없어지게 된다.

한편, 도 4는 본 발명의 제2 실시예를 도시한 전기회로도로서, 상기도면에서 보면, 시동 스위치(7)가 밧데리와 제어장치(1) 사이에 연결되고 상기 제어장치(1)는 레버(8a)에의해 인젝션 펌프(5)를 직접 구동하도록 연결된 가버너 모타(8)와 연결되어진 디젤엔진을 장착한 건설 중장비에서 사용되는 엔진시동정지시스템에서,

상기 엔진의 라디에이터(6)에는 냉각수 온도 센서(4)가 구비되고, 상기 제어장치(1)는 상기 냉각수 온도센서(4)로 부터 측정된 냉각수 온도를 검출하는 온도 검출부(1e)와,

상기 시동 스위치(7)를 오프한 후 상기 온도검출부(1e)로 부터 입력된 값가 초기설정치를 비교하여 냉각수 온도 센서(4)로 부터의 검출온도가 초기설정치 이하가 될 때까지 가버너 모타(8)의 구동신호를 발생시키는 연산 및 지령부(1a)와,

상기 연산 및 지령부(1a)로 부터의 신호에 의해 상기 가버너 모타(8)에 구동신호를 전달하는 가버너 모타 구동부(1c)와, 상기 시동스위치(7)가 오프된 후부터 밧데리의 상시 전원을 공급받아 제어장치(1)의 내부전원과 가버너 모타(8)등의 구동부에 전원을 공급하며, 상기 온도검출부(1e)에 의해 냉각수온도가 설정치 이하인 것으로 확인되면 그 내부에 구비된 릴레이 또는 파워 트랜지스터가 단락됨으로서 밧데리의 전류가 더 이상 제어장치(1) 내부에 흐르지 않도록 하는 보조전원부(1b)로 구성되어 진다.

이와같이 구성된 본 발명의 제2 실시예에 대한 작용 및 효과는 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 제2실시예로써 상기 제2도와 같이 가버너 모타와 로드로 구성된 엔진속도조절 및 정지 시스템에서 냉각수온도센서(4)를 통해 검출된 냉각수 온도에 따라 운전자가 시동스위치를 OFF한 상태에서 엔진의 저속 공회전 시간을 계산하여 가번 모타구동부(1c)에서 가버너 모타(8)를 LOW쪽으로 위치이동시킨 다음 엔진 냉각수 온도가 적정온도가 될 때까지 공회전을 시킨다.

그리고 적정온도에 도달하면 다시 가버너 모타(8)를 STOP쪽으로 위치이동시켜 엔진을 정지시킨다.

시동스위치가 OFF된 이후에도 제어장치(1) 내부의 보조전원부(1b)에서 밧데리의 상시전원을 공급받아 제어장치 내부전원 및 가버너 모타(8) 구동에 필요한 전원을 공급하고 엔진을 완전히 정지시킨 다음 보조전원부(1b)내부의 릴레이 또는 파워 트랜지스터를 통해 밧데리로 부터 공급되는 상시전원도 차단하여 전원을 OFF한다.

이와 같이 운전자가 장시간 작업을 하여 엔진 냉각수가 고온으로 상승한 상태에서도 시동 스위치를 OFF하면, 본 발명장치에 의해 자동으로 적정온도가 될 때까지 엔진을 저속 공회전 후에 적정온도에 도달하면 엔진을 정지시킴으로써 종래의 시동을 끄기 전에 운전자가 일정시간동안 직접 저속공회전하고 나서 꺼야하는 불편함이 없어지게 된다.

또한 도5a 및 도5b는 본 발명의 제어흐름도(FLOW CHART)로써 먼저 본 발명의 제1실시예의 제어흐름도를 보면, 시동 스위치(7)를 OFF하면 제어장치(1)에서 냉각수 온도센서(4)를 통해 현재의 냉각수온도를 검출하여 설정된 온도(TEMP-SET)와 냉각수 온도를 비교하여 냉각수 온도가 설정온도보다 높으면 모타 및 케이블 액츄에이터를 구동하여 엔진을 저속으로 공회전시킴으로써 냉각수 온도를 낮춘다. 엔진 공회전중에도 냉각수온도를 주기적으로 검출하여 설정온도와 계속 비교한다.

만일 설정온도보다 낮으면 즉시 엔진 정지용 솔레노이드(3)를 구동(ON)하여 엔진을 정지시킨다. 또한, 냉각수 온도가 설정온도보다 낮으면 보조 전원부(1b)내에 구비된 릴레이 또한 파워릴레이가 단락되므로 밧데리의 전류가 더 이상 제어장치(1)내부에 흐르지 않게 된다. 따라서 엔진이 정지되면 밧데리로 부터의 상시 전원도 함게 차단된다.

본 발명의 제2실시예의 제어흐름도는 제1실시예와 유사하나, 차이점은 엔진 냉각수 온도가 설정온도 보다 낮을 경우 가버너 모타(8)를 STOP위치로 구동하여 엔진을 정지하도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명장치에서는 중장비의 디젤엔진에는 냉각수의 온도를 측정하기위한 냉각수 온도 센서(4)를 부착하고, 상기 냉각수 온도센서(4)로 부터 측정된 값이 설정온도(약 60℃)이상일 경우에는 제어장치(1)에 의해 냉각수 온도가 상기 설정온도 이하가 될 때까지 엔진이 공회전 하도록 함에 따라, 운전자가 작업완료후 바로 시동 스위치(7)를 끄고 운전석을 떠나더라도 상기 제어장치(1)에 의해서 냉각수가 충분히 식을 때까지 엔진이 공회전하게 되므로, 과열로 인한 엔진의 손상이 방지되도록 하고 작업자의 주의 의무가 경감되도록 한다.

Claims (2)

1. 시동 스위치(7)가 밧데리와 제어장치(1) 사이에 연결되고, 상기 제어장치(1)는 일측단이 인젝션 펌프(5)에 연결된 케이블(2a)의 타측단과 연결되는 모타 케이블 액츄에이타(2)에 연결되고, 상기 인젝션 펌프(5)와 엔진정지용 레버(5b)에 의해 연결된 엔진 정지용 솔레노이드(3)는 상시 시동 스위치(7)에 의해 작동되도록 구성된 디젤엔진을 장착한 건설중장비에서 사용되는 엔진시동 정지시스템에 있어서, 상기 엔진의 라디에이터(6)에는 냉각수 온도 센서(4)가 구비되고, 상기 제어장치(1)는 상기 냉각수 온도센서(4)로 부터 측정된 냉각수 온도를 검출하는 온도 검출부(1e)와, 상기 시동 스위치(7)를 오프한 후 상기 온도검출부(1e)로 부터 입력된 값과 초기설정치를 비교하여 냉각수 온도 센서(4)로 부터의 검출온도가 초기설정치이하가 될 때까지 모타 케이블 액츄에이타(2) 구동신호를 발생시키는 연산 및 지령부(1a)와, 상기 연산 및 지령부(1a)로 부터의 신호에 의해 상기 모타 케이블 액츄에이타(2)에 구동신호를 전달하는 가번 모타 구동부(1c)와, 상기 가버너 모타 구동부(1c)로 부터의 신호에 의해 엔진이 저속으로 공회전하다가 상기 온도 검출부(1e)에 의해 냉각수 온도가 설정치 이하인 것으로 확인되면 상기 엔진 정지용 솔레노이드(3)에 작동중지 신호를 전달하게 되는 엔진정지 솔레노이드 구동부(1d)와, 상기 시동스위치(7)가 오프된 후 부터 밧데리의 상시 전원을 공급받아 제어장치(1)의 내부전원과 모타 케이블 액츄에이타(2)등의 구동부에 전원을 공급하며, 상기 온도 검출부(1e)에 의해 냉각수 온도가 설정치 이하인 것으로 확인되면 그 내부에 구비된 릴레이 또는 파워 트랜지스터가 단락됨으로서 밧데리의 전류가 더 이상 제어장치(1) 내부에 흐르지 않도록 하는 보조 전원부(1b)로 구성되어진 것을 특징으로 하는 디젤엔진을 장착한 건설중장비에서 사용되는 엔진정지 지연 시스템.
2. 시동 스위치(7)가 밧데리와 제어장치(1) 사이에 연결되고 상기 제어장치(1)는 레버(8a)에 의해 인젝션 펌프(5)를 직접 구동하도록 연결된 가버너 모타(8)와 연결되어진 디젤엔진을 장착한 건설 중장비에서 사용되는 엔진시동정지시스템에서, 상기 엔진의 라디에이터(6)에는 냉각수 온도 센서(4)가 구비되고, 상기 제어장치(1)는 상기 냉각수 온도센서(4)로 부터 측정된 냉각수 온도를 검출하는 온도 검출부(1e)와, 상기 시동 스위치(7)를 오프한 후 상기 온도검출부(1e)로 부터 입력된 값과 초기설정치를 비교하여 냉각수 온도 센서(4)로 부터의 검출온도가 초기설정치 이하가 될 때까지 가버너 모타(8)의 구동신호를 발생시키는 연산 및 지령부(1a)와, 상기 연산 및 지령부(1a)로 부터의 신호에 의해 상기 가버너 모타(8)에 구동신호를 전달하는 가버너 모타 구동부(1c)와, 상기 시동스위치(7)가 오프된 후부터 밧데리의 상시 전원을 공급받아 제어장치(1)의 내부전원과 가버너 모타(8)등의 구동부에 전원을 공급하며, 상기 온도검출부(1e)에 의해 냉각수 온도가 설정치 이하인 것으로 확인되면 그 내부에 구비된 릴레이 또는 파워 트랜지스터가 단락됨으로서 밧데리의 전류가 더 이상 제어장치(1) 내부에 흐르지 않도록 하는 보조전원부(1b)로 구성되어진 것을 특징으로 하는 디젤엔진을 장착한 건설중장비에서 사용되는 엔진정지 지연 시스템.

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