KR100507083B1 - 덤프 차량의 동력 인출 장치 제어 시스템 - Google Patents

덤프 차량의 동력 인출 장치 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 동력 인출 장치를 사용하는 사용자의 오동작 및 센서 고장을 방지하며, 보다 정확하고 안전한 동력 인출 장치의 제어를 통해 동력 인출 장치의 내구성을 향상시킬 수 있는 덤프 차량의 동력 인출 장치 제어 시스템에 관한 것으로, 덤프 차량의 운전상태를 검출하는 차량 운전상태 검출부와; 상기 덤프 차량 운전상태 검출부를 통해 입력되는 신호들을 분석하여 동력 인출 장치 구동에 관련된 전원 제어신호를 발생하며, 차량 와이어링(Wiring) 결선에 따라 상기 덤프 차량의 덤프 또는 논 덤프(Dump or Non-Dump) 상태를 판단하는 엔진 제어부와; 상기 엔진 제어부로부터 공급되는 전원 제어신호의 입력에 따라 구동되어 배터리 전원이 솔레노이드 밸브로 공급되고, 솔레노이드 밸브의 작동으로 에어 탱크의 에어가 공급되어 파워 테이크 오프 기어가 변속 기어에 접속되어 동력 인출 동작을 수행하는 동력 인출 장치 구동부와; 상기 동력 인출 장치 구동부의 구동상태를 경고하는 경고부를 포함하여 구성한다.

Description

덤프 차량의 동력 인출 장치 제어 시스템{POWER TAKE OFF CONTROLLING DEVICE OF DUMP VEHICLE}
본 발명은 덤프 차량의 동력 인출 장치에 관한 것으로서, 특히 덤프 차량의 동력 인출 장치 제어 시스템에 관한 것이다.
통상적으로, 차량에 적용되는 동력 인출 장치(PTO ; Power Take-Off)는 차량의 엔진 출력을 이용해 차량의 주행 이외의 다른 용도에 이용하기 위해 사용된다.
예를 들어, 동력 인출 장치는 특수 차량의 부가적인 기계장치인 믹서(Mixer), 덤프(Dump) 등을 구동하기 위한 동력을 엔진으로부터 인출하기 위해 사용된다.
이러한 동력 인출 장치를 작동시키기 위해서 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 기계적인 케이블(110)(Cable)을 사용하여 작업자가 케이블(110) 끝단에 달려있는 노브(120)(Knob)를 돌려 페달(Pedal)을 당김으로써 엔진의 동력을 제어해 주었다.
여기서, 노브(120)는 엔진 회전수를 조정하기 위한 것이며, 액셀 페달 센서(Accel Pedal Sensor)를 0~100%로 조정할 수 있다.
참조 번호 (130)는 액셀 페달 센서(Accel Pedal Sensor)의 출력이 100%시 엔진의 출력을 도시한 것이다.
그러나, 위와 같은 방법을 사용할 때 종래 기술에 따라 동력 인출 장치를 기계적으로 제어하게되면 액셀 페달 센서 고장 및 사용자 오작동에 의해 적절한 엔진 출력을 공급해 주지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 동력 인출 장치를 사용하는 사용자의 오동작 및 센서 고장을 방지하며, 보다 정확하고 안전한 동력 인출 장치의 제어를 통해 동력 인출 장치의 내구성을 향상시킬 수 있는 덤프 차량의 동력 인출 장치 제어 시스템을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 덤프 차량용 동력 인출 장치를 제어하는 시스템에 있어서, 상기 덤프 차량의 운전상태를 검출하는 차량 운전상태 검출부와; 상기 덤프 차량 운전상태 검출부를 통해 입력되는 신호들을 분석하여 동력 인출 장치 구동에 관련된 전원 제어신호를 발생하며, 차량 와이어링(Wiring) 결선에 따라 상기 덤프 차량의 덤프 또는 논 덤프(Dump or Non-Dump) 상태를 판단하는 엔진 제어부와; 상기 엔진 제어부로부터 공급되는 전원 제어신호의 입력에 따라 구동되어 배터리 전원이 솔레노이드 밸브로 공급되고, 솔레노이드 밸브의 작동으로 에어 탱크의 에어가 공급되어 파워 테이크 오프 기어가 변속 기어에 접속되어 동력 인출 동작을 수행하는 동력 인출 장치 구동부와; 상기 동력 인출 장치 구동부의 구동상태를 경고하는 경고부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 덤프 차량의 동력 인출 장치 제어 시스템 구성을 설명한다.
본 발명의 실시예는 덤프 차량용 동력 인출 장치(PTO)를 제어하는 시스템에 있어서, 차량 운전상태 검출부(201~207), 엔진 제어부(210)(ECU), 동력 인출 장치 구동부(220), 경고부(232, 234)를 포함하여 구성한다.
차량 운전상태 검출부(201~207)는 덤프 차량의 운전상태를 검출하는 기능을 하는 센서들로 구성되며, 덤프 차량의 차속을 검출하는 차속 센서(201)와; 덤프 차량의 엔진 구동여부를 검출하는 엔진 구동 검출부(202)와; 덤프 차량의 클러치 페달 답입상태에 따라 스위칭 되어 클러치 페달의 답입상태를 검출하는 클러치 스위치(203)(Clutch SW)와; 덤프 차량의 캡(Cap) 외부에 설치되며, 스위칭 상태에 따라 엔진 회전수를 세팅 및 증가시키기 위한 소정의 신호를 출력하는 엔진 회전수 조정 스위치(204)와; 덤프 차량의 캡(Cap) 내부에 설치되며, 스위칭 상태에 따라 동력 인출 장치의 동작 및 동력 인출 장치 구동을 위한 엔진 회전수 제어에 해당되는 스위칭 신호를 발생하는 파워 테이크 오프 선택 스위치(205)와; 덤프 차량의 캡(cap) 내부에 설치되며, 덤프 차량의 정속 주행 제어 및 동력 인출 장치를 동작시키기 위한 신호를 출력하는 파워 테이크 오프 스위치(206)(PTO SW)와; 덤프 차량의 주행 상태 및 정지 상태 여부를 검출하는 차량 정차 검출부(207)를 포함하여 구성한다.
여기서, 엔진 구동 검출부(202)는 엔진 회전수 검출센서로 구성하며, 차량 정차 검출부(207)는 주차 브레이크 스위치(Parking Brake SW)로 구성한다.
엔진 제어부(210)는 차량 운행정보 검출부로부터 입력되는 신호들을 분석하여 덤프 차량의 부가적인 기계장치를 구동하기 위한 동력을 공급하는 동력 인출 장치 및 엔진 출력 제어에 관한 전반적인 제어동작을 수행한다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 엔진 제어부(210)는 차량 운전상태 검출부(201~207)를 통해 입력되는 신호들을 분석하여 동력 인출 장치 구동에 관련된 전원 제어신호를 공급하며, 차량 와이어링(Wiring) 결선에 따라 상기 덤프 차량의 덤프 또는 논 덤프(Dump or Non-Dump) 상태를 판단하여 해당되는 제어동작을 수행한다.
예를 들어, 엔진 제어부(210)는 덤프 차량의 차속이 설정 속도 이하 또는 덤프 차량이 정차상태이고, 덤프 차량의 엔진이 시동상태이고, 클러치 페달이 답입된 상태이며, 파워 테이크 오프 스위치(206) 온(ON) 상태이면, 솔레노이드 밸브(221)로 전원 제어신호를 공급한다.
또한, 엔진 제어부(210)에 형성되는 다수개의 단자 가운데 어느 특정 단자에 와이어링(Wiring)이 연결되면(12V 인가) 엔진 제어부(210)는 논 덤프(Non-Dump)로 인식한다.
이와는 반대로, 상기의 특정 단자가 오픈(Open)되면(0V 인가) 엔진 제어부(210)는 덤프(Dump)로 인식한다.
즉, 차량 와이어링(Wiring) 결선에 따라 엔진 제어부(210)는 덤프 또는 논 덤프(Dump, Non-Dump) 상태를 인식하며, 각각의 상태에 따른 제어동작을 수행하게 된다.
여기서, 엔진 제어부(210)가 덤프 차량의 덤프 상태와 논 덤프 상태에 따라 수행하는 제어동작은 일반적인 방법으로 설정할 수 있으며, 다양한 실험을 통해 최적의 조건으로 설계 변경할 수 있음에 유의해야 한다.
또한, 엔진 제어부(210)는 덤프 차량의 차속이 설정 속도(5Km/h) 이상이면 솔레노이드 밸브(221)로 공급되는 전원 제어신호를 차단한다.
동력 인출 장치 구동부(220)는 엔진 제어부(210)로부터 솔레노이드 밸브(221)로 공급되는 전원 제어신호의 입력에 따라 구동된다.
엔진 제어부(210)로부터 솔레노이드 밸브(221)로 전원 제어신호가 입력되면 배터리 전원이 솔레노이드 밸브(221)로 공급되고, 솔레노이드 밸브(221)의 작동으로 에어 탱크(222)(Air Tank)의 에어가 동력 인출 장치로 공급된다.
이때, 파워 테이크 오프 기어가 변속 기어에 접속되어 동력 인출 동작을 수행한다.
경고부(232, 234)는 엔진 제어부(210)로부터 공급되는 경고 제어신호의 입력에 따라 구동되어 상기 덤프 차량의 동력 인출 장치 구동 상태를 경고한다.
경고부(232, 234)는 파워 테이크 오프 스위치(206)(PTO SW)에 인접되는 제1 경고등(232)과, 계기판(Cluster)에 장착되는 제2 경고등(234)으로 구성한다.
이와 같은 구성으로 본 발명의 실시예를 사용하는 사용자는 제1, 제2 경고등(232, 234)의 점등상태를 통해 보다 용이하게 덤프 차량의 동력 인출 장치 동작상태를 파악할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 동력 인출 장치의 단부(기어 축의 끝단)에 장착되어 정상적으로 파워 테이크 오프 기어가 변속 기어에 체결되면 스위치 온(SW ON)되는 기능을 수행하는 진공 스위치(240)(VACUUM SW)를 더 포함하여 구성한다.
진공 스위치(240)의 구조는 푸시 버튼식 타입으로 구성할 수 있다.진공 스위치(240)는 엔진과 파워 테이크 오프 본체를 연결하는 경우에 사용되는 스위치이다.
도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 동력 인출 장치의 작동 순서를 설명한다.
먼저, 엔진 제어부(210)는 차속 센서(201)로부터 입력되는 신호를 분석하여 덤프 차량의 차속을 검출한다.
동력 인출 장치는 차속이 일정속도 이하시 또는 덤프 차량이 정차된 상태에서만 작동 가능하도록 설정되어 있기 때문이다.
이어서, 엔진 제어부(210)는 엔진 구동 검출부(202)를 통해 엔진 시동상태를 검출한다.
엔진이 시동된 상태에서 사용자가 클러치 페달을 밟고 파워 테이크 오프 스위치(206)(PTO SW)를 온(ON)한다.
그리고, 클러치 페달을 놓는다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 파워 테이크 오프 스위치(206)(PTO SW)는 반드시 클러치 페달을 밟은 상태에서만 온/오프(ON/OFF)되도록 제어함에 유의해야 한다.
파워 테이크 오프 스위치(206)(PTO SW)가 온(ON)되면, 파워 테이크 오프 스위치(206)(PTO SW)에 장착되는 제1 경고등(232)과, 계기판에 장착되는 제2 경고등(234)은 점등되어 동력 인출 장치의 구동상태를 경고하게 된다.
한편, 엔진 제어부(210)는 클러치 스위치(203)로부터 입력되는 신호를 분석하여 클러치 스위치(203)가 온(ON) 된 상태를 판단하고, 파워 테이크 오프 스위치(206) 온(ON) 상태를 판단하여 솔레노이드 밸브(221)로 전원 제어신호를 공급한다.
그러면, 배터리 전원이 솔레노이드 밸브(221)로 공급되어 솔레노이드 밸브(221)가 작동하게 되며, 에어 탱크(222)의 에어가 솔레노이드 밸브(221)를 통해 동력 인출 장치로 공급된다.
그리고, 파워 테이크 오프 기어는 변속 기어와 접속되어 변속기의 동력을 전달받게 된다.
이때, 변속 기어(T/M GEAR)에 파워 테이크 오프 기어가 연결되어 동력 인출 장치의 기어 축이 공회전(IDLE RPM)된다.
그리고, 동력 인출 장치에 연결된 펌프(223)(PUMP)가 연동되어 작동한다.
이러한 상태에서, 사용자는 엑셀 페달 답입 또는 덤프 차량의 캡(Cap) 외부에 장착된 엔진 회전수 조정 스위치(204)의 조작을 통해 엔진 회전수를 조정할 수 있다.
여기서, 엔진 회전수 조정 스위치(204)는 동력 인출 장치가 구동된 상태에서만 작동이 가능하도록 제어함에 유의해야 한다.
이렇게 조정된 엔진 회전수를 고정하거나 또는 재조정하여 해당되는 동력 인출 작업을 수행한다.
이와 같은 상태에서 사용자가 클러치 페달에서 발을 떼어도 동력 인출 장치 작동은 계속 유지된다.
상기와 같이 동력 인출 장치가 작동중인 상태에서 동력 인출 상태를 해제하고자 할 때 사용자는 클러치 페달을 밟은 상태에서 파워 테이크 오프 스위치(206)(PTO SW)를 오프(OFF)한다.
그리고, 클러치 페달을 놓는다.
그러면, 엔진 제어부(210)는 사용자의 의지로 판단하여 즉시 솔레노이드 밸브(221)로 공급되던 전원 제어신호를 차단한다.
이때, 솔레노이드 밸브(221)로 공급되는 배터리 전원도 차단되며, 동력 인출 장치로 공급되던 공기가 차단되어 파워 테이크 오프 기어가 변속 기어로부터 분리되고, 동력 인출 장치의 기어 축 회전이 정지된다.
그리고, 동력 인출 장치에 연결된 펌프(223)도 작동이 정지된다.
만약, 동력 인출 장치 작동상태에서 설정 속도(5Km/h) 이하로 주행하고자 할 때 동력 인출 장치 작동상태에서 저속으로 주행하면서 동력 인출 장치의 작동은 계속 유지되도록 할 수 있다.
이때 엔진 제어부(210)는 차속 센서(201)로부터 입력되는 차속 신호를 판단하여 동력 인출 장치의 작동상태를 유지하도록 제어동작을 수행한다.
이러한 상태에서 설정 속도 이상이 검출되면 엔진 제어부(210)는 파워 테이크 오프 조건 해제로 인지하여 솔레노이드 밸브(221)로 공급되는 전원 제어신호를 차단한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 덤프 차량의 동력 인출 장치 제어 시스템은 엔진의 적절한 토크 공급 및 필요한 엔진 회전수/토크(RPM/Torque) 분배가 가능하다.
또한, 사용자 오동작 및 센서 고장으로 인한 안전 모드(FAIL-SAFE) 제어가 가능하며, 안전 모드 내에서 엔진 제어부(ECU)가 정확히 동력 인출 장치를 제어하므로 동력 인출 장치의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 차속에 따라 동력 인출 장치를 온/오프(ON/OFF) 제어하므로 진공 펌프(Vacuum Pump)가 불필요하여 원가 절감의 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 차량의 동력 인출 장치를 기계적으로 제어하는 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 덤프 차량의 동력 인출 장치 제어 시스템 구성을 도시한 도면.

Claims (8)

  1. 덤프 차량용 동력 인출 장치를 제어하는 시스템에 있어서,
    상기 덤프 차량의 운전상태를 검출하는 차량 운전상태 검출부와;
    상기 덤프 차량 운전상태 검출부를 통해 입력되는 신호들을 분석하여 동력 인출 장치 구동에 관련된 전원 제어신호를 발생하며, 차량 와이어링(Wiring) 결선에 따라 상기 덤프 차량의 덤프 또는 논 덤프(Dump or Non-Dump) 상태를 판단하는 엔진 제어부와;
    상기 엔진 제어부로부터 공급되는 전원 제어신호의 입력에 따라 구동되어 배터리 전원이 솔레노이드 밸브로 공급되고, 솔레노이드 밸브의 작동으로 에어 탱크의 에어가 공급되어 파워 테이크 오프 기어가 변속 기어에 접속되어 동력 인출 동작을 수행하는 동력 인출 장치 구동부와;
    상기 동력 인출 장치 구동부의 구동상태를 경고하는 경고부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 덤프 차량의 동력 인출 장치 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차량 운전상태 검출부는
    상기 덤프 차량의 차속을 검출하는 차속 센서와;
    상기 덤프 차량의 엔진 구동여부를 검출하는 엔진 구동 검출부와;
    상기 덤프 차량의 클러치 페달 답입 상태를 검출하는 클러치 스위치와;
    상기 덤프 차량의 캡(Cap) 외부에 설치되며, 스위칭 상태에 따라 엔진 회전수를 세팅 및 증가시키기 위한 소정의 신호를 출력하는 엔진 회전수 조정 스위치와;
    상기 덤프 차량의 캡(Cap) 내부에 설치되며, 스위칭 상태에 따라 동력 인출 장치의 동작 및 동력 인출 장치 구동을 위한 엔진 회전수 제어에 해당되는 스위칭 신호를 발생하는 파워 테이크 오프 선택 스위치와;
    상기 덤프 차량의 캡(cap) 내부에 설치되며, 상기 덤프 차량의 정속 주행 제어 및 동력 인출 장치를 동작시키기 위한 신호를 출력하는 파워 테이크 오프 스위치와;
    상기 덤프 차량의 주행 상태 및 정지 상태 여부를 검출하는 차량 정차 검출부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 덤프 차량의 동력 인출 장치 제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 엔진 제어부는
    상기 덤프 차량의 차속이 설정 속도 이하 또는 상기 덤프 차량이 정차상태이고, 상기 덤프 차량의 엔진이 시동상태이고, 클러치 페달이 답입된 상태이며, 파워 테이크 오프 스위치 온(PTO SW ON) 상태이면, 상기 동력 인출 장치 구동부로 전원 제어신호를 공급하여 상기 동력 인출 장치를 구동하는 제어동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 덤프 차량의 동력 인출 장치 제어 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 엔진 제어부는
    상기 덤프 차량의 차속이 설정 속도 이상이면 상기 동력 인출 장치로 공급되는 전원 제어신호를 차단하는 것을 특징으로 하는 덤프 차량의 동력 인출 장치 제어 시스템.
  5. 제2항에 있어서, 상기 엔진 제어부는
    상기 엔진 제어부에 형성되는 다수개의 입력단자 가운데 어느 특정 단자에 와이어링(Wiring)이 연결되면(12V 인가) 논 덤프(Non-Dump) 상태로 인식하며, 상기의 특정 단자가 오픈(Open)되면(0V 인가) 덤프(Dump) 상태로 인식하는 것을 특징으로 하는 덤프 차량의 동력 인출 장치 제어 시스템.
  6. 제2항에 있어서, 상기 엔진 제어부는
    상기 클러치 스위치를 통해 입력되는 클러치 페달의 답입상태를 분석하여 클러치 페달이 답입된 상태에서만 상기 파워 테이크 오프 스위치(PTO SW)가 온/오프(ON/OFF)되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 덤프 차량의 동력 인출 장치 제어 시스템.
  7. 제2항에 있어서, 상기 동력 인출 장치 구동부의 단부에 장착되어 상기 파워 테이크 오프 기어가 변속 기어에 체결되면 스위치 온(SW ON)되는 기능을 수행하는 진공 스위치(VACUUM SW)를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 덤프 차량의 동력 인출 장치 제어 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 진공 스위치는 푸시 버튼식 타입으로 구성하는 것을 특징으로 하는 덤프 차량의 동력 인출 장치 제어 시스템.
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