KR100490109B1 - 건설기계엔진의자동예열제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설기계 엔진의 자동예열 제어방법에 관한 것으로, 특히 본 발명에 의한 자동예열 제어방법은, 엔진 냉각수 온도를 검출하는 제 1 과정, 상기 제 1 과정에서 검출된 엔진 냉각수 온도를 미리 설정된 적정온도와 비교하는 제 2 과정, 상기 제 2 과정에서 상기 냉각수 온도가 상기 적정온도 미만일 경우 일정시간동안 로우아이들(Low Idle)상태로 엔진을 운전시킨다음, 상기 엔진 회전수를 소정의 설정치로 상승시켜 엔진을 운전시키는 제 3 과정, 엔진예열중 운전자에 의한 작업장치 시운전시 복수개의 유압펌프의 토출유량이 합류됨을 차단하여 상기 복수개의 유압펌프중 어느 하나에만 부하가 걸리도록 하여 상기 엔진에 과부하 발생됨을 방지하는 제 4 과정, 상기 제 2 과정에서 상기 냉각수 온도가 상기 적정온도 이상일 경우 운전자의 운전조작을 대기하는 모드가 되도록 하는 제 5 과정을 포함함을 특징으로 하는 건설기계 엔진의 자동예열제어방법을 제공한다.

Description

건설기계 엔진의 자동예열 제어방법

본 발명은 건설기계 엔진의 자동예열 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진의 자동예열시 엔진에 과부하 발생됨을 방지하여 안정적인 자동예열을 수행하며, 장비의 유압시스템의 릴리프압력을 상승시켜 작동유 온도를 소정온도로 상승시 유온상승이 효과적으로 이루어질 수 있도록 한 건설기계 엔진의 자동예열 제어방법에 관한 것이다.

통상적으로, 엔진에 의해 구동하는 모든 장비나 차량등은 정상적으로 가동하기 이전에 충분한 예열운전동작이 필요하게 되며, 굴삭기, 로우더 등과 같은 건설기계는 엔진 시동 후, 이 엔진이 적당한 온도에서 작동될 수 있도록 본격적인 작업이나 주행을 하기 전까지 예외없이 일정 시간동안 예열하고 있으며, 엔진의 온도뿐만 아니라 각 액튜에이터 및 유압펌프의 작동유 온도도 적정온도 까지 상승시켜야 된다.

그러나, 예열을 충분하게 하지 않으면 장비의 원할한 작동을 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 장비에 즉시 무리가 가해지게 되어 수명을 단축시키게 된다.

현재 사용되고 있는 건설기계 엔진의 자동예열 제어방법을 도 1 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

스텝 1 에서는 온도센서를 이용하여 엔진 냉각수의 온도를 검출하며, 그 신호를 받은 제어기는 스텝 2 에서 냉각수의 온도의 적정여부를 판단하며, 검출된 냉각수의 온도가 엔진작동에 적합치 않는 온도 미만일 경우에는 스텝 3 으로 진행하여 경고등을 점등한다.

그리고, 현재 엔진예열이 작동하고 있지 않으므로 스텝 4 에서 스텝 5 로 진행하며, 스텝 5 에서는 자동으로 일정시간 동안 로우 아이들 상태(LOW IDLE)로 엔진을 운전시켜 엔진에 무리가 가지않는 범위내에서 예열을 수행하도록 엔진속도를 제어한다. 스텝 5 에서 일정시간 경과 후 엔진이 어느정도 예열이 진행되면 스텝 6 에서 엔진회전수를 소정의 설정치로 상승시켜 엔진예열을 충분하게 수행하며, 다시 스텝 1 으로 궤환하여 엔진 냉각수의 온도를 검출하여 전술한 바와같은 과정을 따라 엔진예열의 적정성 여부를 판단하게 된다.

한편, 스텝 2 에서 전술한 스텝 1 에서 검출된 냉각수의 온도가 적정온도 이상인 경우에는 스텝 7 으로 진행하여 전술한 경고등을 소등시키며, 계속하여 스텝 8 으로 진행하여 운전자의 운전조작(작업 또는 주행)을 기다리는 대기상태로 진입함에 따라, 엔진예열 과정을 마치게 된다.

그리고, 일반적으로 건설기계의 작업에 있어서, 운전자들은 갑작스런 작업시작으로 인해 장비에 무리가 가는 현상을 방지하기 위해 시동후 실제의 작업전에 작업장치를 시운전하게 되며, 장비의 작동유의 온도를 작업에 적정한 온도 55℃로 상승시키기 위해 유압시스템에 릴리프압을 걸어주게 된다.

그러나, 전술한 바와 같이 엔진예열을 실시하는 경우, 전술한 스텝 6 에서의 엔진작동모드는 엔진에 무리를 주지 않으면서 신속하게 예열을 수행하기 위해 중굴삭작업시의 작동모드와 아이들링시의 작동모드의 중간인 상태로 선택을 하게 되며, 이로인해 장비의 유압시스템에 합류가 발생하는 작업을 운전자가 시운전했을 때 복수개의 유압펌프에 부하가 걸리게 됨에 따라, 엔진에 과부하가 걸리게 되어 수명단축을 초래하는 문제점을 갖게된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 엔진의 자동예열시 운전자에 의해 복수개의 유압펌프에서의 토출유량이 합류가 되는 조작을 하는 경우에도 이를 차단하여 엔진에 과부하 발생됨을 방지하여 안정적인 자동예열을 수행하며, 장비의 유압시스템의 릴리프압력을 상승시켜 작동유 온도를 소정온도로 상승시 유온상승이 효과적으로 이루어질 수 있도록 한 건설기계 엔진의 자동예열 제어방법을 제공하는 것에 있다.

전술한 본 발명의 목적은, 엔진 냉각수 온도를 검출하는 제 1 과정, 상기 제 1 과정에서 검출된 엔진 냉각수 온도를 미리 설정된 적정온도와 비교하는 제 2 과정, 상기 제 2 과정에서 상기 냉각수 온도가 상기 적정온도 미만일 경우 일정시간동안 로우아이들(Low Idle)상태로 엔진을 운전시킨다음, 상기 엔진 회전수를 소정의 설정치로 상승시켜 엔진을 운전시키는 제 3 과정, 엔진예열중 운전자에 의한 작업장치 시운전시 복수개의 유압펌프의 토출유량이 합류됨을 차단하여 상기 복수개의 유압펌프중 어느 하나에만 부하가 걸리도록 하여 상기 엔진에 과부하 발생됨을 방지하는 제 4 과정, 상기 제 2 과정에서 상기 냉각수 온도가 상기 적정온도 이상일 경우 운전자의 운전조작을 대기하는 모드가 되도록 하는 제 5 과정을 포함함을 특징으로 하는 건설기계 엔진의 자동예열 제어방법을 제공함에 의해 달성된다.

전술한 본 발명의 목적은, 엔진 냉각수 온도를 검출하는 제 1 과정, 상기 제 1 과정에서 검출된 엔진 냉각수 온도를 미리 설정된 적정온도와 비교하는 제 2 과정, 상기 제 2 과정에서 상기 냉각수 온도가 상기 적정온도 미만일 경우 일정시간동안 로우아이들(Low Idle)상태로 엔진을 운전시키며, 일정시간 경과후 상기 엔진 회전수를 소정의 설정치로 상승시켜 엔진을 운전시키는 제 3 과정, 유압시스템내의 허용최대압력을 설정해주는 파일럿압을 공급하여 유압시스템의 릴리프압을 변경시킴에 따라,엔진의 자동예열중 운전자에 의한 작동유 온도를 작업에 적정한 온도로 상숭시 작동유 온도를 자동적으로 상승시키는 제 4 과정, 상기 제 2 과정에서 상기 냉각수 온도가 상기 적정온도 이상인 경우 운전자의 운전조작을 대기하는 모드가 되도록 하는 제 5 과정을 포함함을 특징으로 하는 건설기계 엔진의 자동예열 제어방법을 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 제 2 과정과 상기 제 3 과정 사이에 경고등을 점등시키는 과정이 포함되고, 상기 제 2 과정과 상기 제 5 과정 사이에 경고등을 소등시키는 과정이 더 포함된다.

본 발명의 바람직한 다른 특징에 의하면, 상기 제 2 과정과 상기 제 3 과정 사이에 엔진이 예열 중인지 여부를 판단하여 엔진이 예열 중이면 상기 제 1 과정으로 궤환하고, 엔진이 예열 중이 아니면 상기 제 3 과정으로 진행되도록 하는 과정이 더 포함된다.

본 발명의 바람직한 다른 특징에 의하면, 상기 제 4 과정은, 소정의 전기적인 신호를 인가하는 제어기에 연결되어, 상기 제어기로부터 소정의 신호 인가시 구동하여 상기 유압펌프의 토출유량을 제어하여 유량의 합류여부를 결정하는 메인콘트롤밸브에 파일럿신호압을 공급하여 상기 토출유량의 합류됨을 차단하는 솔레노이드밸브를 더 구비한다.

본 발명의 바람직한 다른 특징에 의하면, 상기 제 4 과정은, 소정의 전기적인 신호를 인가하는 제어기에 연결되어, 상기 제어기로부터 소정의 신호 인가시 구동하여 상기 유압시스템내의 허용최대압력을 설정하는 파일럿신호압을 공급하여 엔진의 자동예열중 운전자에 의한 작동유 온도를 작업에 적정한 온도로 상승시 작동유 온도를 자동적으로 상승시키는 솔레노이드밸브를 더 구비한다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다.

도 2 는 본 발명에 의한 건설기계 엔진의 자동예열 제어방법을 구현하기 위한 장치의 개략적인 구성도이며, 도 3 은 본 발명에 의한 건설기계 엔진의 자동예열 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 2 에 도시된 바와같이, 본 발명에 의한 건설기계 엔진의 자동예열 제어방법에 적용되는 자동 예열장치는, 엔진(2)과, 이 엔진(2)의 냉각수 온도를 검출하는 온도센서(3)와, 엔진(2)의 속도(회전수)를 검출하는 속도센서(5)와, 전술한 온도센서(3)의 신호를 입력받고 엔진(2)의 상태를 판단하여 예열을 위한 엔진(2)의 설정속도를 결정하고 전술한 속도센서(5)의 신호를 입력받아 제어출력을 결정하는 제어기(1)와, 이 제어기(1)가 출력하는 신호를 입력받아 엔진(2)의 쓰로틀을 조정하는 스텝모터(4)와, 전술한 엔진(2)에 의해 구동하여 유압시스템에 유량을 토출해주는 복수개의 유압펌프(9)와, 전술한 유압펌프(9)로부터 토출되는 유량 및 유량의 흐름을 제어하여 작업장치의 구동(기동, 정지 및 방향전환)을 제어하는 메인콘트롤밸브(MCV)(8)를 구비한다.

전술한 제어기(1)의 출력신호에 따라 구동하여 전술한 유압펌프(9)로부터 전술한 MCV(8)에 공급된 유량의 합류여부를 결정하는 파일럿신호압을 생성하는 합류차단용 솔레노이드밸브(6)와, 전술한 제어기(1)의 출력신호에 따라 구동하여 전술한 MCV(8)회로내의 릴리프압을 변경시킴에 따라 유압시스템내 허용최대압을 설정해주는 파일럿압을 생성해주는 승압용 솔레노이드밸브(7)를 구비하여 구성된다.

다음은, 위와 같이 구성되는 건설기계 엔진의 자동 예열장치를 이용한 엔진의 자동예열 제어방법을 도 3 을 참조하여 설명한다.

스텝 1 에서는, 온도센서(3)를 이용하여 엔진(2)의 냉각수 온도를 검출한 후, 그 신호를 제어기(1)로 전송한다.

스텝 2 에서는, 전술한 스텝 1 에서 입력받은 냉각수 온도를 미리 설정된 적정온도, 즉 엔진(2) 작동에 적합한 온도와 비교한 다음, 냉각수 온도가 적정온도 미만일 경우 스텝 3 으로 진행하여 경고등을 점등시킨다.

스텝 4 에서는, 현재 엔진(2)이 예열 중인 지 여부를 판단하여, 엔진(2)이 예열 중이라면 스텝 1 으로 궤환하고, 엔진(2)이 예열 중이 아니라면 스텝 5 로 진행한다. 이때 엔진(2)을 처음 시동한 것이라면, 엔진(2)예열 중이 아니므로 스텝 5 로 진행한다.

스텝 5 에서는, 자동으로 일정시간동안 로우아이들(Low Idle)상태로 엔진(2)을 운전시켜 엔진(2)에 무리가 가지 않는 범위내에서 예비적인 예열을 수행하도록 엔진(2)속도를 제어한다. 이때 엔진(2) 회전수는 장비 사양에 따라 차이가 있을 수 있으나, 보통 700 - 1,000 RPM 범위내에서 실행되어진다. 스텝 5 에서 일정시간이 경과하면 스텝 6 으로 진행한다.

스텝 6 에서는, 엔진(2) 회전수를 중굴삭작업시의 엔진회전수와 아이들링시의 엔진회전수 사이의 설정치로 상승시켜 엔진(2)에 무리가 가지않는 범위내에서 충분한 예열동작을 수행하도록 엔진(2)속도를 제어한다. 이때 엔진 회전수 역시 장비 사양에 따라 차이가 있을 수 있으나, 대략 1,300 - 1,600 RPM 범위내에서 정해진다.

스텝 7 에서는, 전술한 제어기(1)로부터의 출력전류에 따라 합류차단용 솔레노이드밸브(6)를 구동시켜 전술한 유압펌프(9)의 토출유량이 합류되는 것이 차단되어지며, 이로인해 운전자가 엔진(2)의 예열중 작업장치를 시운전할 때 전술한 유압펌프(9)의 토출유량이 합류되는 조작을 하게될 때에도 전술한 복수개의 유압펌프(9)중 어느 하나에만 부하가 걸리게 되므로, 엔진(2)에 과부하가 걸리게 됨이 방지된다.

스텝 8 에서는, 전술한 제어기(1)로부터의 출력전류에 따라 승압용 솔레노이드밸브(6)를 구동시켜 유압시스템의 릴리프압을 상승시킴에 따라, 엔진(2)의 예열중 운전자에 의해 작동유 온도를 운전에 적정한 온도로 상승시키려 할 경우 유온상승이 효과적으로 이루어진다. 그후, 스텝 1 으로 궤환하여, 스텝 2 에서 엔진(2) 예열의 적정성 여부를 재차 판단하게 되고, 적정온도에 도달할 때까지 전술한 과정을 반복적으로 수행하게 된다.

한편, 스텝 2 에서 엔진(2)의 냉각수 온도가 적정온도 이상일 경우에는 스텝 9 로 진행하여 경고등을 소등시키며, 계속하여 스텝 10 으로 진행한다.

스텝 10 에서는, 엔진(2)의 운전모드를 로우 아이들상태로 복귀시킨다.

스텝 11 에서는, 전술한 제어기(1)로부터 합류차단용 솔레노이드밸브(6)에 인가되는 전기적인 신호를 차단하여 합류차단용 솔레노이드밸브(6)를 오프시킨다.

스텝 12 에서는, 전술한 제어기(1)로부터 승압용 솔레노이드밸브(6)에 인가되는 전기적인 신호를 차단하여 승압용 솔레노이드밸브(6)를 오프시킨다.

스텝 13 에서는, 운전자의 운전조작을 기다리는 대기상태로 진입함에 따라, 엔진예열 과정을 종료하게 된다.

이상, 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 건설기계의 엔진의 자동예열 제어방법에 의하면, 엔진의 자동예열시 운전자에 의해 복수개의 유압펌프에서의 토출유량이 합류가 되는 조작을 하는 경우에도 이를 차단하여 엔진에 과부하 발생됨을 방지하여 안정적인 자동예열을 수행하는 이점과, 장비의 유압시스템의 릴리프압력을 상승시켜 작동유 온도를 소정온도로 상승시 유온상승이 효과적으로 이루어질 수 있도록 한 이점과, 본격적인 예열에 앞서 로우아이들 상태로 예비예열을 수행하므로 장비에 가해지는 무리를 최대한 방지하여 장비의 수명을 연장할 수 있는 이점을 갖게된다.

도 1 은 종래 기술에 의한 건설기계 엔진의 자동예열 제어방법을 설명하기 위한 흐름도,

도 2 는 본 발명에 의한 건설기계 엔진의 자동예열 제어방법을 구현하기 위한 장치의 개략적인 구성도,

도 3 은 본 발명에 의한 건설기계 엔진의 자동예열 제어방법을 설명하기 위한 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명

1: 제어기

2: 엔진

3: 온도센서

4: 스텝모터

5: 속도센서

6: 합류차단용 솔레노이드밸브

7: 승압용 솔레노이드밸브

8: MCV

9: 유압펌프

Claims (4)

1. 엔진 냉각수 온도를 검출하는 제 1 과정,

   상기 제 1 과정에서 검출된 엔진 냉각수 온도를 미리 설정된 적정온도와 비교하는 제 2 과정,

   상기 제 2 과정에서 상기 냉각수 온도가 상기 적정온도 미만일 경우 일정시간동안 로우아이들(Low Idle)상태로 엔진을 운전시키며, 일정시간 경과후 상기 엔진 회전수를 소정의 설정치로 상승시켜 엔진을 운전시키는 제 3 과정,

   엔진예열중 운전자에 의한 작업장치 시운전시 복수개의 유압펌프의 토출유량이 합류됨을 차단하여 상기 복수개의 유압펌프중 어느 하나에만 부하가 걸리도록 하여 상기 엔진에 과부하 발생됨을 방지하는 제 4 과정,

   상기 제 2 과정에서 상기 냉각수 온도가 상기 적정온도 이상인 경우 운전자의 운전조작을 대기하는 모드가 되도록 하는 제 5 과정을 포함함을 특징으로 하는 건설기계 엔진의 자동예열 제어방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제 2 과정과 상기 제 3 과정 사이에 경고등을 점등시키는 과정이 포함되고, 상기 제 2 과정과 상기 제 5 과정 사이에 경고등을 소등시키는 과정이 더 포함되는 것을 특징으로 건설기계 엔진의 자동예열 제어방법.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제 2 과정과 상기 제 3 과정 사이에 엔진이 예열 중인지 여부를 판단하여 엔진이 예열 중이면 상기 제 1 과정으로 궤환하고, 엔진이 예열 중이 아니면 상기 제 3 과정으로 진행되도록 하는 과정이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 건설기계 엔진의 자동예열 제어방법.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 제 4 과정은, 소정의 전기적인 신호를 인가하는 제어기에 연결되어, 상기 제어기로부터 소정의 신호 인가시 구동하여 상기 유압펌프의 토출유량을 제어하여 유량의 합류여부를 결정하는 메인콘트롤밸브에 파일럿신호압을 공급하는 솔레노이드밸브를 더 구비함을 특징으로 하는 건설기계 엔진의 자동예열 제어방법.

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