KR101029177B1 - 건설중장비의 엔진콘트롤모터 제어장치 및 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설중장비의 엔진콘트롤모터 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 엔진콘트롤모터내의 포텐셔미터로부터 피드백되는 신호가 있을 경우 그 피드백 신호가 엔진콘트롤모터를 정상적으로 구동시키기 위해 정해진 기본 설정값의 변화나 인젝션레버의 위치 변동과 같은 엔진콘트롤모터의 실제적 위치변동에 의한 것인지 아니면 건설중장비의 차체 진동에 의한 것인지를 구별하여 후자의 경우는 모터콘트롤러의 제어신호로 이용되지 못하게 하는데 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 굴삭기와 같은 차체진동이 심한 건설중장비 등에 있어서 차체 진동에 의한 불필요한 엔진콘트롤모터의 구동을 방지하여 엔진콘트롤모터의 헌팅 및 이로 인한 소손(燒損) 문제를 해결 할 수 있다.

굴삭기, 엔진콘트롤모터, 모터콘트롤러, 포텐셔미터, 헌팅, 진동

Description

건설중장비의 엔진콘트롤모터 제어장치 및 제어방법 {Apparatus to control the engine control motor of construction heavy equipment and Method thereof}

도 1은 본 발명에 따른 엔진콘트롤모터 제어장치의 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 엔진콘트롤모터 제어방법의 일 실시예의 흐름도.

도 3은 타이머부의 출력파형에 관한 일 실시예를 나타낸 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 계산부 20 : 비교부

30 : 타이머부 40 : 스위치부

41,42 : 스위치 43 : 스위치 제어부

100 : 외부조건 설정기 200 : 모터콘트롤러

300 : 엔진콘트롤모터 310 : 포텐셔미터

본 발명은 건설중장비의 엔진콘트롤모터 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서 특히 건설중장비의 차체 진동에 의하여 엔진콘트롤모터에 내장된 포텐셔미터 의 미세한 떨림이 모터콘트롤러에 피드백되어 엔진콘트롤모터를 구동시킴으로써 모터 회전속도의 난조(亂調)현상인 헌팅이 지속적으로 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다.

종래의 엔진콘트롤모터 제어방법은 단지 외부조건 설정기에 의하여 정해진 기본 설정값과 엔진콘트롤모터에 내장된 포텐셔미터로부터 피드백되는 값을 비교하여 그 차이 만큼을 제어하는 방식이었다. 이에 의하면 일단 엔진콘트롤모터로부터 피드백되는 신호가 있으면 이 신호가 모터콘트롤러에 전달되어 엔진콘트롤모터가 구동되며 그 피드백 신호가 상기 기본 설정값의 변화나 인젝션레버의 위치 변동과 같은 엔진콘트롤모터의 실제적 위치변동에 의한 것인지 아니면 건설중장비등의 차체 진동에 의한 것인지를 구별하지 못하였다. 특히 굴삭기와 같은 건설중장비의 경우에는 차체의 진동이 엔진콘트롤모터에 전달되어 공진이 발생하는 경우에, 엔진콘트롤모터에 내장된 포텐셔미터의 미세한 떨림이 피드백신호로 모터콘트롤러에 전달되어 불필요하게 엔진콘트롤모터가 계속 구동됨으로써 헌팅이 발생하여 모터의 소손(燒損)으로 진행되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 기본 설정값의 변화나 인젝션레버의 위치 변동과 같은 엔진콘트롤모터의 실제적인 위치 변동이 아닌 건설중장비의 차체 진동에 의한 포텐셔미터의 불필요한 피드백신호는 모터콘트롤러의 제어신호로 전달되지 않도록 하여 불필요한 엔진콘트롤모터의 구동을 방지 함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설중장비의 엔진콘트롤모터제어장치는 엔진콘트롤모터와 이 엔진콘트롤모터를 정상적으로 구동시키기 위한 기본설정값을 출력하는 외부조건 설정기와 상기 기본 설정값을 제어신호로 이용하여 상기 엔진콘트롤모터를 제어하는 모터콘트롤러로 이루어진 제어장치에 있어서, 상기 기본 설정값과 상기 엔진콘트롤모터에 내장된 포텐셔미터로부터 피드백되는 값의 차이를 계산하고 계산된 값에 비례하는 전압을 출력하는 계산부; 상기 계산부의 출력전압과 일정 기준전압(Vref)을 비교하고 비교한 결과에 따라 스위칭제어신호를 출력하는 비교부; 상기 기본 설정값과 상기 포텐셔미터로부터 피드백되는 값 중 하나를 선택적으로 상기 모터콘트롤러에 전달하는 스위치부; 상기 스위칭제어신호의 지속시간을 측정하고 측정된 시간과 일정 기준시간을 비교한 후 그 비교결과에 따라 상기 스위치부를 제어하는 타이머부를 포함하여 이루어진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 엔진콘트롤모터 제어장치의 전체 구성도이다.

계산부(10)는 엔진콘트롤모터(300)를 정상적으로 구동시키기 위해 외부조건 설정기(100)에 의해 정하여진 기본 설정값과 엔진콘트롤모터(300)의 포텐셔미터 (310)로부터 피드백되는 값의 차이를 계산하고 계산된 값에 비례하는 전압을 출력한다.

비교부(20)는 계산부(10)로부터 출력된 전압과 엔진콘트롤모터(300)의 포텐셔미터(310)로부터 피드백되는 값이 엔진콘트롤모터(300)의 실제적 위치 변동에 의한 것인지 아니면 건설중장비등의 차체 진동에 의한 것인지를 구별하기 위해 설정된 일정 기준 전압(Vref)과의 크기를 비교한다. 이 때 출력 전압이 기준 전압보다 큰 경우는 high 신호를, 작은 경우는 low 신호를 출력하거나 또는 출력 전압이 기준 전압보다 작은 경우는 high 신호를, 큰 경우는 low 신호를 출력한다. 여기서 전자의 경우는 high 신호를, 후자의 경우는 low 신호를 스위칭제어신호로 한다.

포텐셔미터(310)로부터 피드백되는 값이 모터콘트롤러(200)에 전달되는 부분에 위치한 제 1스위치(41)와 외부조건 설정기(100)로부터 정해진 기본 설정값이 모터콘트롤러(200)에 전달되는 부분에 위치한 제 2스위치(42)는 엔진콘트롤모터(300)의 포텐셔미터(310)로부터 피드백 되는 값과 기본 설정값중 하나를 모터콘트롤러(200)에 선택적으로 전달한다. 여기서 제 1스위치(41)와 제 2스위치(42)는 아날로그 스위치로 구성하여 바람직하게 실시할 수 있다.

타이머부(30)는 비교부(20)로부터 출력된 스위칭제어신호의 지속시간을 측정한다. 그리고 측정된 시간과 엔진콘트롤모터(300)의 포텐셔미터(310)로부터 피드백되는 값이 엔진콘트롤모터 (300)의 실제적 위치 변동에 의한 것인지 아니면 건설중장비등의 차체 진동에 의한 것인지를 구별하기 위해 설정된 일정 기준시간과의 크기를 비교한다. 그 결과 측정된 시간이 일정 기준시간 보다 큰 경우에는 포텐셔미터 (310)로부터 피드백되는 값이 모터콘트롤러(200)에 전달되는 부분에 위치한 제 1스위치(41)가 온(On)되도록 스위치 제어부(43)를 제어한다.

이때 외부조건 설정기(100)로부터 정해진 기본 설정값이 모터콘트롤러(200)에 전달되는 부분에 위치한 제 2스위치(42)는 스위치 제어부(43)에 의하여 오프(Off) 되며 이들 스위치의 동작은 택일적으로 이루어진다. 즉 이 경우는 포텐셔미터(310)로부터 피드백되는 신호를 기본 설정값의 변화나 인젝션레버의 위치 변동과 같은 엔진콘트롤모터(300)의 실제적인 위치 변동에 의한 것으로 판단한 것이다.

반면에 측정된 시간이 일정 기준시간 보다 작은 경우는 기본 설정값의 변화나 인젝션레버의 위치 변동과 같은 엔진콘트롤모터(300)의 실제적인 위치 변동이 아닌 건설중장비의 차체 진동에 의한 포텐셔미터(310)의 불필요한 피드백 신호로 판단한다. 이 때는 포텐셔미터(310)로부터 피드백되는 값이 모터콘트롤러(200)에 전달되는 부분에 위치한 제 1스위치(41)를 오프(Off)하고 외부조건 설정기(100)로부터 정해진 기본 설정값이 모터콘트롤러(200)에 전달되는 부분에 위치한 제 2스위치(42)는 온(On)함으로써 포텐셔미터(310)의 피드백신호가 모터콘트롤러(200)에 전달되는 것을 차단한다.

여기서 포텐셔미터(310)로부터 피드백되는 신호가 모터콘트롤러(200)에 전달되어지기 위해서는 다음의 두가지 조건을 충족시켜야 한다는 것을 알 수 있다. 첫째, 포텐셔미터(310)로부터 피드백되는 값과 기본 설정값의 차이를 계산하고 그 계산된 결과에 따라 출력된 전압이 일정 기준 전압보다 큰 경우이어야 하며 이 때 비교부(20)로부터 스위칭제어신호가 출력된다. 둘째, 그 스위칭제어신호의 지속되는 시간이 일정 기준 시간보다 큰 경우이어야 한다는 것이다.

이와 같은 조건이 충족되는 경우 포텐셔미터(310)로부터 피드백되는 신호가 모터콘트롤러(200)에 전달된다.

도 2는 본 발명에 따른 엔진콘트롤모터 제어방법의 일 실시예의 흐름도이다. 계산부(10)는 포텐셔미터(310)로부터 피드백되는 신호를 검출한다(단계 S1). 계산부(10)는 포텐셔미터(310)로부터 피드백되는 값과 외부조건 설정기(100)에 의해 정해진 기본 설정값과의 차이를 계산하고 계산된 값에 비례하는 전압을 출력한다(단계 S2). 비교부(20)는 출력전압과 일정 기준전압을 비교하여 출력전압이 일정 기준전압보다 큰 경우 스위칭제어신호를 출력하고(단계 S4) 출력전압이 일정 기준전압보다 작은 경우 단계 S1으로 되돌아 간다(단계 S3). 타이머부(30)는 스위칭제어신호의 지속되는 시간을 측정한다(단계 S5). 또한 타이머부(30)는 스위칭제어신호의 지속시간과 일정 기준시간을 비교하여 지속시간이 일정 기준시간보다 큰 경우 포텐셔미터(310)로부터 피드백되는 신호를 모터콘트롤러(200)에 전달하고 스위칭제어신호의 지속시간이 일정 기준시간보다 작은 경우 단계 S1으로 되돌아 간다(단계 S6). 포텐셔미터(310)로부터 피드백되는 신호가 모터콘트롤러(200)에 전달되면 엔진콘트롤모터(300)를 구동시킨다(단계 S7).

도 3은 타이머부(30)의 출력파형에 관한 일 실시예를 나타낸 그래프이다.

도 3에서 엔진콘트롤모터(300)의 포텐셔미터(310)로부터 피드백되는 값이 엔진콘트롤모터(300)의 실제적 위치 변동에 의한 것인지 아니면 건설중장비등의 차체진동에 의한 것인지를 구별하기 위해 설정된 일정 기준시간을 0.3 sec 라고 하면, 상기 그래프에서 a 구간의 경우는 스위칭제어신호의 지속시간이 0.3 sec 이므로 엔진콘트롤모터(300)의 포텐셔미터(310)로부터 피드백되는 신호를 엔진콘트롤모터 (300)의 실제적 위치 변동에 의한 것으로 판단하여 모터콘트롤러(200)에 전달하며, 상기 그래프에서 b 구간의 경우는 스위칭제어신호의 지속시간이 0.1 sec 이므로 엔진콘트롤모터(300)의 포텐셔미터(310)로부터 피드백되는 신호를 건설중장비등의 차체 진동에 의한 것으로 판단하여 모터콘트롤러(200)에 전달하지 않게 된다. 그리고 나머지 구간의 경우는 엔진콘트롤모터(300)의 포텐셔미터(310)로부터 피드백되는 신호가 모터콘트롤러(200)에 전달되기 위한 선행 조건 즉, 포텐셔미터(310)로부터 피드백되어지는 값과 기본 설정값의 차이를 비교하고 그 비교 결과에 의한 전압값이 비교부(20)에서 미리 설정된 기준전압보다 큰 경우이어야 한다는 조건을 만족시키지 못하는 경우이므로 모터콘트롤러(200)의 제어신호로 전달되지 못한다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 당업자에 의해 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 모터콘트롤러에 전달되는 포텐셔미터의 피드백신호를 적절하게 통제함으로서 종래에 발생하는 건설중장비등의 차체 진동에 의한 불필요한 모터의 구동을 방지하여 모터의 헌팅 및 이로 인한 소손 문제를 해결 할 수 있다.

Claims (4)

1. 엔진콘트롤모터와 이 엔진콘트롤모터를 정상적으로 구동시키기 위한 기본설정값을 출력하는 외부조건 설정기와 상기 기본 설정값을 제어신호로 이용하여 상기 엔진콘트롤모터를 제어하는 모터콘트롤러로 이루어진 제어장치에 있어서,

   상기 기본 설정값과 상기 엔진콘트롤모터에 내장된 포텐셔미터로부터 피드백되는 값의 차이를 계산하고 계산된 값에 비례하는 전압을 출력하는 계산부;

   상기 계산부의 출력전압과 일정 기준전압(Vref)을 비교하고 비교한 결과에 따라 스위칭제어신호를 출력하는 비교부;

   상기 기본 설정값과 상기 포텐셔미터로부터 피드백되는 값 중 하나를 선택적으로 상기 모터콘트롤러에 전달하는 스위치부; 및

   상기 스위칭제어신호의 지속시간을 측정하고 측정된 시간과 일정 기준시간을 비교한 후 그 비교결과에 따라 상기 스위치부를 제어하는 타이머부를 포함하여 이루어지는 엔진콘트롤모터 제어장치
2. 제 1항에 있어서, 상기 스위치부는

   상기 포텐셔미터로부터 피드백되는 값을 상기 모터콘트롤러에 전달할지 여부를 결정하는 제 1 스위치;

   상기 기본 설정값을 상기 모터콘트롤러에 전달할지 여부를 결정하는 제 2 스위치; 및

   상기 타이머부의 제어에 따라 상기 제 1 스위치와 상기 제 2 스위치를 각각 온/오프(On/Off)시키기 위한 스위치 제어부를 포함하여 이루어지는 엔진콘트롤모터 제어장치
3. 제 1항에 있어서, 상기 스위치부의 스위치들은 아날로그 스위치(Analog Switch)인 것을특징으로 하는 엔진콘트롤모터 제어장치
4. 엔진콘트롤모터와 상기 엔진콘트롤모터를 정상적으로 구동시키기 위한 기본설정값을 출력하는 외부조건 설정기와 상기 기본 설정값을 제어신호로 이용하여 상기 엔진콘트롤모터를 제어하는 모터콘트롤러로 이루어진 제어장치의 제어방법에 있어서,

   상기 기본 설정값과 상기 엔진콘트롤모터에 내장된 포텐셔미터로부터 피드백되는 값의 차이를 계산하고 계산된 값에 비례하는 전압을 출력하는 단계;

   상기 출력된 전압을 일정 기준 전압(Vref)과 비교하고 비교한 결과에 따라 스위칭제어신호를 출력하는 단계;

   상기 스위칭제어신호가 지속되는 시간을 측정하는 단계; 및

   상기 측정된 시간과 일정 기준시간을 비교하고 그 비교 결과에 따라 상기 포텐셔미터의 피드백 값 또는 상기 기본 설정값중 하나가 선택적으로 상기 모터콘트롤러에 전달되도록 하는 단계를 포함하여 이루어지는 엔진콘트롤모터 제어방법

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