KR101507167B1 - 변속기를 장착한 산업용 차량에서 엔진 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변속기를 장착한 산업용 차량에서 이코노미 모드에서 필요에 따라 킥 다운 스위치를 이용하여 파워모드로 자동 절환할 수 있도록 제어하기 위한 엔진 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은 변속기를 장착한 산업용 차량에서 엔진 출력 모드가 이코노미 모드로 설정된 상태에서 상기 킥 다운 조작이 미리 설정된 횟수만큼 연속으로 조작되면 엔진 출력 모드를 파워 모드로 변경하는 신호를 출력하고, 엔진 출력 모드가 이코노미 모드로 설정된 상태에서 킥 다운 조작이 입력되면 변속기 제어부에 기어를 감속시키는 제어신호를 전송하도록 함으로써 작업자들이 이코노미 모드 기능을 많이 활용할 수 있도록 하여 연비 효과를 기대할 수 있도록 한다.

휠로더, 연비, 이코노미 모드, 파워 모드

Description

변속기를 장착한 산업용 차량에서 엔진 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING ENGINE IN CONSTRUCTION MACHINERY INCLUDING TRANSMITTION}

본 발명은 산업용 차량에서 엔진 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 변속기를 장착한 산업용 차량에서 연비를 좋게 하기 위해 엔진 출력 모드를 자동 절환하도록 제어하기 위한 엔진 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

현재 휠로더와 같이 변속기를 장착한 산업용 차량은 작업의 특징에 따라 엔진 출력 모드는 파워 모드, 이코노미 모드, 표준 모드로 구분된다. 이때 파워모드는 구동력을 강조한 모드이고, 이코노미 모드는 연비 측면을 강조한 모드이고, 표준 모드는 일반적으로 사용되는 모드로서, 연비와 구동력을 적절히 조합한 모드이다.

이러한 모드들은 엔진 페달 분율, 엔진 토크 커브, 엔진 드롭(droop) 기울기 (하이 아이들과 정격 사이의 rpm)과 같은 엔진 프로그램과 오토 아이들 RPM, 정격 RPM, 모드별 제한 RPM, 제어 민감도, 펌프 비례제어 밸브 관련 전류값, 로우 아이들 RPM와 같은 장비 제어 프로그램의 설정값들이 다르게 셋팅되어 있다.

현재 장비는 도 1과 같이 구조를 가지고 있는데, 도 1을 참조하면, 킥 다운 스위치(130)가 변속기 제어부(110)에 연결되어 있으므로, 킥 다운 스위치(130) 입력에 따라서는 변속기 제어부(110)에서 변속기(112)로 기어 감속만을 제어한다. 즉, 작업자가 킥 다운(kick down) 조작 시 선택된 모드에서의 기어 감속만을 수행할 뿐 엔진 제어를 할 수 없는 구조이다.

만약, 작업자가 이코노미 모드를 선택하여 작업을 하다가 갑자기 큰 구동력이 필요하여 킥 다운(kick down)을 조작하게 되면 상기와 같이 이코노미 모드상에서의 기어 감속만을 수행하게 되므로, 원하는 만큼의 구동력이 출력되지 않게 된다.

이에 작업자는 다시 파워모드를 선택하기 위한 동작을 하여야만 하고, 파워모드로 작업을 하다가 다시 연비를 고려해서 이코노미 모드로 전환한다면 작업시간이 연장될 뿐 아니라 작업자가 일일이 모드 선택을 위한 동작을 해야 하므로 불편하다.

이와 같이 연비를 좋게 하기 위해서 이코노미 모드로 작업하다가도 급작스럽게 파워모드로 작업해야 하는 경우가 발생하게 되어 대부분의 작업자들은 처음부터 파워모드를 선택하여 작업을 한다.

이러한 이유로 파워모드로만 작업을 하게 되면, 연비 효과를 위해 적용되는 이코노미 모드의 활용이 줄어 연비효과를 기대하기 어렵게 된다.

따라서, 본 발명은 변속기를 장착한 산업용 차량에서 연비를 좋게 하기 위해 엔진 출력 모드를 자동 절환하도록 제어하기 위한 엔진 제어 장치 및 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 이코노미 모드를 선택하여 작업 수행 중 필요 시에만 파워 모드로 절환되도록 하여 파워 모드에서 작업을 할 수 있도록 엔진 출력 모드를 자동 절환하도록 제어하기 위한 엔진 제어 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기한 바를 달성하기 위한 본 발명은, 변속기를 장착한 산업용 차량의 엔진 제어 장치에 있어서, 엔진 출력을 증가시키는 신호를 출력하는 킥 다운 스위치와, 기어 변속 제어 신호에 따라 변속기를 제어하는 변속기 제어부와, 엔진 출력 모드에 따라 엔진을 제어하는 엔진 제어부와, 상기 킥 다운 스위치와 상기 변속기 제어부와 상기 엔진 제어부에 각각 연결되어, 엔진 출력 모드가 이코노미 모드로 설정된 상태에서 상기 킥 다운 스위치로부터 미리 설정된 횟수만큼 연속으로 온(ON) 신호가 입력되면 상기 엔진 제어부로 엔진 출력 모드를 파워 모드로 절환하기 위한 명령을 전달하는 장비 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일례에 따라 상기 장비 제어부는, 엔진 출력 모드가 이코노미 모드로 설정된 상태에서 상기 킥 다운 스위치를 통해 온(ON) 신호가 입력되면 상기 변속기 제어부에 기어감속 제어신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일례에 따라 상기 장비 제어부는, 이코노미 모드에서 파워 모드로 절환된 상태에서 엔진 회전수(RPM)가 미리 설정된 엔진 회전수 이하가 되면 엔진 출력 모드를 이코노미 모드로 절환하기 위한 명령을 상기 엔진 제어부로 전달하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 변속기를 장착한 산업용 차량의 엔진 제어 방법에 있어서, 엔진 출력 모드가 이코노미 모드로 설정된 상태에서 상기 킥 다운 조작이 미리 설정된 횟수만큼 연속으로 조작되면 엔진 출력 모드를 파워 모드로 변경하는 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일례에 따라 엔진 출력 모드가 이코노미 모드로 설정된 상태에서 킥 다운 조작이 입력되면 변속기 제어부에 기어를 감속시키는 제어신호를 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일예에 따라 상기 엔진 출력 모드를 파워 모드로 자동 변경하여 파워모드에서 작업하는 과정 수행 후, 엔진 회전수(RPM)가 미리 설정된 엔진 회전수 이하가 되면 엔진 출력 모드를 이코노미 모드로 복귀시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명에 따르면, 이코노미 모드를 선택하여 작업 수행 중 필요 시에만 파워 모드로 절환시켜 파워 모드에서 작업할 수 있어 작업자가 일일이 모드 선택을 하지 않아도 된다. 이에 따라 작업자가 작업을 효율적으로 할 수 있을 뿐 아니라, 작업 시간을 줄일 수 있는 이점이 있다.

또한, 이코노미 모드로 설정하더라도 필요에 따라 쉽게 파워모드로 절환시킬 수 있어 작업자들이 이코노미 모드를 많이 활용할 수 있도록 하여 연비 효과를 기대할 수 있게 된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 하기 설명에서 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

먼저, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따라 이코노미 모드에서 킥 다운 스위치를 이용하여 필요한 경우에만 엔진 출력을 파워모드로 자동 전환할 수 있는 엔진 제어 장치의 구성에 대하여 살펴보도록 한다.

본 발명에 따른 엔진 제어 장치는 장비 제어부(VCU: Vihicle Control Unit), 표시부(202), 변속기 제어부(TCU: Transmition Control Unit)(210), 변속기(Transmition)(212), 엔진 제어부(ECU: Engin Control Unit)(220), 엔진(Engin)(222), 킥 다운 스위치(kick down Switch)(230)를 포함한다.

표시부(202)는 건설장비의 가동 상태 정보를 표시하기 위한 유닛으로, 현재 설정된 엔진 출력 모드를 표시한다.

변속기 제어부(210)는 입력되는 기어 변속 제어 신호에 따라 대응되는 기어로 변속하도록 변속기(212)를 제어한다.

엔진 제어부(220)는 현재 설정된 엔진 출력 모드에 따라 대응되는 엔진출력이 나올 수 있도록 엔진(222)을 제어한다.

킥 다운 스위치(kick down Switch)(230)는 장비레버에 버튼으로 장착되고, 장비 제어부(200)에 연결되어, 엔진 출력을 증가시키는 신호를 상기 장비 제어부(200)로 출력한다.

장비 제어부(200)는 킥 다운 스위치(230)와 변속기 제어부(210)와 엔진 제어부(220)에 각각 연결되어, 엔진 출력 모드가 이코노미 모드로 설정된 상태에서 킥 다운 스위치(230)로부터 미리 설정된 횟수만큼 연속으로 온(ON) 신호가 입력되면 엔진 제어부(220)로 엔진 출력 모드를 파워 모드로 절환하기 위한 명령을 전달한다.

이와 같은 장비 제어부(200)의 제어 동작에 대하여 도 3을 참조하여 살펴보도록 한다.

먼저, 300단계에서 엔진 출력 모드가 이코노미 모드로 설정된 상태에서 302단계로 진행하면 킥 다운 스위치(230)로부터 온 신호가 입력되는지 검사한다.

만약, 온 신호가 입력되면 장비 제어부(200)는 304단계로 진행하여 변속기 제어부(210)에 기어 감속 제어 신호를 전송한다. 이를 수신한 변속기 제어부(210)는 변속기(212)를 통해 기어를 감속시킨다.

이후, 장비 제어부(200)는 306단계에서 킥 다운 스위치(230)로부터 온 신호 가 입력되는지 검사한다.

이때, 온 신호는 처음 온 신호가 입력된 후 연속적으로 온 신호가 입력되는 지를 검사하는 것이다. 연속 입력 여부에 대해서는 별도의 타이머를 두고 처음 온 신호 입력 후 타이머를 구동시키고 타이머 만료 전에 다시 온 신호가 입력되면 연속적으로 입력되었다고 판단할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에서는 파워모드로 절환하기 위한 조건으로 온 신호가 연속 2번 입력되는 것으로 예를 들었지만, 연속 입력 횟수는 설정에 따라 달라질 수 있다.

한편, 306단계 검사결과 온 신호가 연속 입력되면 장비 제어부(200)는 308단계로 진행하여 엔진 제어부(220)로 엔진 출력 모드를 파워 모드로 절환하기 위한 명령을 전달한다. 그러면, 엔진 제어부(220)는 엔진(222) 출력을 파워모드로 출력하도록 제어한다.

이후, 장비 제어부(200)는 310단계로 진행하여 엔진 출력 모드가 파워모드로 절환됨을 표시부(202)의 계기판에 표시한다. 조작자는 계기판을 보고 이코노미 모드에서 파워모드로 절환됨을 확인할 수 있게 된다.

310단계에서 312단계로 진행하면, 장비 제어부(200)는 이코노미 모드에서 파워 모드로 절환되어 파워모드로 동작하다가 엔진 회전수(RPM)가 미리 설정된 엔진 회전수 이하로 떨어지는지를 검사한다.

만약, 엔진 회전수(RPM)가 미리 설정된 엔진 회전수 이하로 떨어지면 314단계로 진행하고, 그렇지 않으면 312단계로 진행하여 계속하여 엔진 출력 모드를 파워 모드로 동작시킨다.

314단계에서 장비 제어부(200)는 엔진 제어부(220)로 현재 엔진 출력 모드를 파워모드에서 이코노미 모드로 절환하기 위한 명령을 전달한다. 그러면, 엔진 제어부(220)는 엔진(222) 출력을 이코노미 모드로 출력하도록 제어한다.

이후, 장비 제어부(200)는 316단계에서 엔진 출력 모드 변경을 위한 선택이 있으면 318단계로 진행하여 엔진 제어부(220)로 엔진 출력 모드를 변경 선택된 엔진 출력 모드로 절환하기 위한 명령을 전달한다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

도 1은 일반적인 변속기를 장착한 건설장비의 내부 구성도,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 이코노미 모드에서 킥 다운 스위치를 이용하여 필요한 경우에만 엔진 출력을 파워모드로 자동 전환할 수 있는 엔진 제어 장치의 구성도,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 이코노미 모드에서 킥 다운 스위치를 이용하여 필요한 경우에만 엔진 출력을 파워모드로 자동 전환하기 위한 과정을 나타내는 흐름도.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>

200: 장비 제어부 202: 표시부

210: 변속기 제어부 212: 변속기

220: 엔진 제어부 222: 엔진

230: 킥 다운 스위치

Claims (6)

1. 변속기를 장착한 산업용 차량의 엔진 제어 장치에 있어서,

   엔진 출력을 증가시키는 신호를 출력하는 킥 다운 스위치와,

   기어 변속 제어 신호에 따라 변속기를 제어하는 변속기 제어부와,

   엔진 출력 모드에 따라 엔진을 제어하는 엔진 제어부와,

   상기 킥 다운 스위치와 상기 변속기 제어부와 상기 엔진 제어부에 각각 연결되어, 상기 엔진 출력 모드가 이코노미 모드로 설정된 상태에서 미리 설정된 시간 내에 상기 킥 다운 스위치로부터 미리 설정된 횟수만큼 연속으로 온(ON) 신호가 입력되면 상기 엔진 제어부로 상기 엔진 출력 모드를 파워 모드로 절환하기 위한 명령을 전달하는 장비 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기를 장착한 산업용 차량에서 엔진 제어 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 장비 제어부는,

   상기 엔진 출력 모드가 이코노미 모드로 설정된 상태에서 상기 킥 다운 스위치를 통해 온(ON) 신호가 입력되면 상기 변속기 제어부에 기어감속 제어신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 변속기를 장착한 산업용 차량에서 엔진 제어 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 장비 제어부는,

   이코노미 모드에서 파워 모드로 절환된 상태에서 엔진 회전수(RPM)가 미리 설정된 엔진 회전수 이하가 되면 상기 엔진 출력 모드를 이코노미 모드로 절환하기 위한 명령을 상기 엔진 제어부로 전달하는 것을 특징으로 하는 변속기를 구비한 산업용 차량에서 엔진 제어 장치.
4. 변속기를 장착한 산업용 차량의 엔진 제어 방법에 있어서,

   엔진 출력 모드가 이코노미 모드로 설정된 상태에서 킥 다운 스위치로부터 온(ON) 신호가 입력되는지 감지하는 단계;

   미리 설정된 시간 내에 상기 킥 다운 스위치로부터 미리 설정된 횟수만큼 연속으로 온(ON) 신호가 입력되면 상기 엔진 출력 모드를 파워 모드로 변경하는 신호를 출력하는 단계; 및

   상기 엔진 출력 모드가 파워 모드로 변경되는 단계를 포함하는

   것을 특징으로 하는 변속기를 장착한 산업용 차량에서 엔진 제어 방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 엔진 출력 모드가 이코노미 모드로 설정된 상태에서 킥 다운 조작이 입력되면 변속기 제어부에 기어를 감속시키는 제어신호를 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기를 장착한 산업용 차량에서 엔진 제어 방법.
6. 제 4항에 있어서, 상기 엔진 출력 모드를 파워 모드로 자동 변경하여 파워모드에서 작업하는 과정 수행 후,

   엔진 회전수(RPM)가 미리 설정된 엔진 회전수 이하가 되면 상기 엔진 출력 모드를 이코노미 모드로 복귀시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기를 장착한 산업용 차량에서 엔진 제어 방법.

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