KR100924636B1

KR100924636B1 - Ｃａｎ통신을 이용한 건설장비용 엔진 회전수 저감장치

Info

Publication number: KR100924636B1
Application number: KR1020040070674A
Authority: KR
Inventors: 김진일; 박병상
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2004-09-06
Publication date: 2009-11-02
Also published as: KR20060021947A

Abstract

본 발명은 CAN 통신을 이용한 건설장비용 엔진 회전수 저감장치에 관한 것으로, 그 목적은 CAN 통신에 의한 엔진제어부와 변속기 제어부를 연결하여 신호의 지연시간을 단축하여 엔진 회전수를 효율적으로 저감시키고, 이를 통해 변속기 내부 부품의 내구성을 보호 및 유지할 수 있는 CAN 통신을 이용한 건설장비용 엔진 회전수 저감장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 자동변속기를 제어하는 자동변속 제어부(TCU)와 엔진 회전수를 제어하는 엔진제어부(ECU)가 CAN 통신라인에 의해 연결되고, 자동변속 제어부 및 엔진제어부에는 CAN 통신라인을 이용하여 제어에 필요한 프로그램이 저장되어, 자동변속제어부의 출력신호가 CAN 통신라인을 통해 엔진제어부로 입력되어 엔진 회전수를 설정값으로 저감시키도록 되어 있다.

자동변속기, 건설장비, CAN통신, 엔진회전수, 엔진제어

Description

ＣＡＮ통신을 이용한 건설장비용 엔진 회전수 저감장치{Engine speed derating device using CAN communication}

도 1 은 본 발명에 따른 개략도

도 2 는 엔진 회전수 저감 신호도

도 3 은 종래 휠로더 엔진 회전수 저감구성을 보인 개략도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(10) : 자동변속 제어부(TCU : Transmission Control Unit)

(20) : 엔진제어부 (ECU)

(30) : CAN(Controller Area Network) 통신라인

(40) : 엔진

(50) : 자동변속기

본 발명은 CAN 통신을 이용한 건설장비용 엔진 회전수 저감장치에 관한 것으로, 지능형 센서나 액츄에이터의 통신에 적합하다고 알려진 CAN(Controller Area Network)을 통하여, 변속기 제어부의 출력신호를 엔진 제어부로 직접 전달하여 지연없이 엔진회전수를 저감할 수 있는 CAN 통신을 이용한 건설장비용 회전회전수 저감장치에 관한 것이다.

일반적으로 엔진을 동력원으로 하고 자동변속기를 통하여 변속이 이루어지는 휠로더와 같은 장비에서는 장비 변속이 이루어질 경우, 엔진의 토오크가 변속기에 전달되게 되며, 엔진의 토오크는 엔진 회전수에 따라 그 크기가 달라지게 된다. 즉, 회전수가 높을 수록 대체적으로 큰 토오크가 발생하게 된다. 이때, 엔진 회전수가 높은 상태에서 급작스런 변속이 이루어지게 되면, 엔진의 큰 토오크가 변속기에 그대로 전달되어 변속기의 내구성을 저하시키는 결과를 가져올 수 있어 특정한 변속조건에서는 변속기 내부 보호를 위하여 순간적으로 엔진 회전수를 저감시킴으로써, 변속기에 전달되는 토오크를 낮추어 변속기 내구성을 보호하여야 한다.

종래에는 도 3 에 도시된 바와 같이, 휠로더 주행 장치인 변속기에 있는 자동변속 제어부(10)에서 변속기 내구성에 영향을 미치는 변속 조건이 발생될 경우, 변속기 출력신호를 일정시간 송출하게 되고, 이를 장비 전장 박스 내에 설치되어 있는 엔진 회전수 저감용 릴레이(60)에 전달하게 된다. 엔진 회전수 저감용 릴레이(60)는 일종의 스위치 기능으로 변속기 출력신호를 받으면 스위치 온(ON) 상태가 되어, 장비 엔진에 있는 엔진 제어부(20)로 신호를 전달하게 된다. 이때, 상기 릴레이(60)는 별도의 전용배선(70)에 의해 연결되어 있으며, 엔진제어부는 이 신호를 받게되면, 미리 설정되어 있던 값으로 엔진 회전수를 저감시켜 변속기에 전달되는 토오크 값을 낮추도록 되어 있었다.

그러나, 상기 종래의 기술은 엔진 제어부 및 변속기 제어부간의 통신이 불가하며, 각 신호의 전달과정이 전기적인 배선을 통하여 전달되고, 전기배선 중간에 스위치 기능을 하는 릴레이를 별도로 설치해야 하며, 또한 신호가 전달되는 과정에서 스위치 기능을 하는 릴레이를 통하게 되어 있어 신호 전달 지연이 발생되어 엔진 회전수 저감이 필요한 짧은 시간내에 엔진 회전수가 저감되지 않고 신호가 지연되어 나타나는 등 여러가지 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 CAN 통신에 의한 엔진제어부와 자동변속 제어부를 연결하여 신호의 지연시간을 단축하여 엔진 회전수를 효율적으로 저감시키고, 이를 통해 변속기 내부 부품의 내구성을 보호 및 유지할 수 있는 CAN 통신을 이용한 건설장비용 엔진 회전수 저감장치를 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 개략도를, 도 2 는 엔진 회전수 저감 신호도를 도시한 것으로, 본 발명은 자동변속기를 제어하는 자동변속 제어부(10)와 엔진 회전수를 제어하는 엔진제어부(20)가 CAN 통신라인(30)에 의해 연결되고, 자동변속 제어 부(10) 및 엔진제어부(20)에는 CAN 통신라인(30)을 이용하여 제어에 필요한 프로그램이 저장되어, 자동변속 제어부(10)의 출력신호가 CAN 통신라인(30)을 통해 엔진제어부(20)로 입력되어 설정값에 의해 엔진 회전수를 저감시키도록 되어 있다.

즉, 본 발명은 자동변속기를 제어하고 자동변속기의 제어에 필요한 프로그램이 저장된 자동변속 제어부(10)와 자동변속 제어부(10)의 신호를 입력받아 엔진 회전수를 제어하고 엔진 회전수의 제어에 필요한 프로그램이 저장된 엔진 제어부(20)가 CAN 통신라인(30)에 의해 서로 연결되도록 되어 있다.

상기 CAN(Controller Area Network) 통신은 장비내의 여러 제어장치(엔진 제어부, 변속기 제어부, 장비제어부) 간 서로 각각의 정보를 주고 받을 수 있는 통신장치로, CAN 통신에 대한 세부 규약은 이미 규제 규정으로 표준화되어 널리 사용되고 있다.

상기 자동변속기에 구비되어 있는 자동변속 제어부(10)에서는 엔진의 회전수 및 부하 조건을 감지하여 변속기 내부 부품의 내구성 보호가 필요하다고 판단되는 특정 변속조건이 발생될 경우, 자동변속 제어부(10)에서 변속기 출력신호를 CAN 통신라인(30)으로 송출하게 된다. 이때 변속기 내부 부품의 내구성 보호가 필요하다고 판단되는 변속조건으로는, 엔진 고 회전상태에서 전진에서 후진 혹은 후진에서 전진으로 방향 변환 변속이 이루어지는 경우와, 엔진 고 회전상태에서 중립에서 전진, 혹은 후진에서 장비를 움직일 경우이다.

상기 자동변속 제어부(10)로부터 엔진 회전수 저감관련 출력신호가 CAN 통신라인(30)에 전달되면, 같은 CAN 통신라인(30)에 연결된 엔진(40)에 구비되어 있는 엔진제어부(20)에서 이 신호를 확인하여 엔진의 회전수를 미리 정해진 값으로 떨어뜨려 자동변속기(50)로 전달되는 엔진 토오크를 낮추게 되므로, 변속기 내부 부품의 내구성 저하가 방지된다.

이때, 엔진 회전수가 저감되는 시간은 변속기 출력신호가 발생되어 송출되는 시간(ΔT1)동안 일어나게 되며, 저감되는 엔진 회전수는 장비 성능에 지장이 없는 범위내에서 임의적으로 설정 할 수 있다. 상기 저감되는 엔진 회전수는 일반적으로 최대 회전수의 70% 전후로 설정하는 것이 바람직하다.

즉, 이와 같이 구성된 본 발명은 전자제어식 디젤엔진의 출력을 동력원으로 하여 유압펌프를 구동시켜 각종 작업장치를 구동하고 자동변속기능이 있는 변속기의 제어부를 통하여 장비가 변속 구동되는 건설장비에 있어서, 변속기 제어부에서 CAN 통신 라인으로 특정신호를 송출하고, 이를 엔진 제어부에서 수신하여 일정 시간동안 미리 정해진 값으로 엔진회전수를 저감시켜 변속기에 전해지는 토오크 값을 낮추도록 되어 있다.

또한, 본 발명은 자동변속기를 사용하는 휠로더 등의 건설장비에서 장비상의 각종 제어장치간에 CAN 통신라인을 이미 적용하고 있는 경우에 더욱 효율적으로 적용할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 변속기 제어부의 출력신호가 CAN 통신라인을 통해 엔진 제어부에 입력되도록 되어 있어, 별도의 전기 배선이 필요없으며, 이로 인해 신호 지연 시간을 줄일 수 있는 등 많은 효과가 있다.

Claims

자동변속기를 제어하는 자동변속 제어부(TCU)와 엔진 회전수를 제어하는 엔진제어부(ECU)가 CAN 통신라인에 의해 연결되고, 자동변속 제어부 및 엔진제어부에는 CAN 통신라인을 이용하여 제어에 필요한 프로그램이 저장되어,

건설장비의 엔진 고 회전상태에서 전진에서 후진 혹은 후진에서 전진으로 방향 변환 변속이 이루어지는 경우 또는, 건설장비의 엔진 고 회전상태에서 중립에서 전진, 혹은 후진에서 건설장비를 움직이는 경우에,

자동변속제어부의 출력신호가 CAN 통신라인을 통해 엔진제어부로 입력되어 엔진 회전수를 설정값으로 저감시키는 것을 특징으로 하는 CAN 통신을 이용한 건설장비용 엔진 회전수 저감장치.