KR101983338B1 - 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템 - Google Patents

건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건설장비의 주행속도를 감속하기 위한 브레이크부, 상기 브레이크부에 유압을 공급하기 위한 브레이크유압공급부, 상기 건설장비의 주행속도를 측정하기 위한 측정부, 상기 측정부가 측정한 상기 건설장비의 주행속도가 기준속도속도에 도달하면, 기설정된 기준범위 내에서 전후진변속이 발생되었는지 판단하기 위한 판단부, 및 상기 전후진변속이 발생되면, 작업자가 상기 브레이크유압공급부를 작동시키도록 작업자에게 전후진변속 여부를 알리기 위한 알림부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템에 관한 것이다.

Description

건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템{FORWARD AND BACKWARD MOVEMENT CONTROLL SYSTEM FOR IMPROVED FUEL RATIO IN CONSTRUCTION EQUIPMENT}
본 발명은 건설작업을 수행하기 위한 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템에 관한 것이다.
일반적으로 건설장비는 건축 및 토목 공사시 땅을 파거나 메우는 굴삭 작업, 경토 암반 파쇄 등의 브레이커 작업, 흙다짐과 같은 컴팩터 작업 및 절단 등의 크라샤 작업과 같은 다양한 작업 기능을 가진 건설기계를 말한다.
이러한 건설장비의 개략적 구성을 보면, 엔진에 의해 구동되는 유압펌프와, 상기 유압펌프의 토출유에 의해 작동되는 주행부, 선회부 및 작업부의 구동을 담당하는 유압모터와 유압 실린더 등의 엑츄에이터 및 상기 유압펌프와 상기 엑츄에이터 사이에 설치되어 상기 엑츄에이터의 기동, 정지 및 방향전환 등을 수행하는 메인컨트롤밸브 등이 구비되어 있다.
여기서, 상기 건설장비의 주행부에 구동력을 얻기 위해 엔진과 주행용 변속시스템을 이용하여 전/후진 변속을 통해 작업을 수행한다.하지만, 종래 기술에는 작업자가 건설장비의 전진 및 후진을 조작하는 전후진변속 조작과정에서 브레이크를 작동시키지 않고 변속 레버의 전환만으로 전후진변속을 수행함으로써, 토크컨버터의 효율이 저하된다. 따라서, 종래 기술에 따른 건설장비는 상기 토크컨버터의 효율이 저하됨에 따라 장비의 연비가 현저하게 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 건설장비의 전/후진 주행을 반복적으로 하는 작업에서 토크컨버터의 효율이 저하되는 것을 방지함으로써, 건설장비의 연비를 개선할 수 있는 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템을 제공하기 위한 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템은 건설장비의 주행속도를 감속하기 위한 브레이크부; 상기 브레이크부를 작동시키기 위한 유압을 공급하는 브레이크유압공급부;상기 건설장비의 주행속도를 측정하기 위한 측정부; 상기 측정부가 측정한 상기 건설장비의 주행속도가 기준속도속도에 도달하면, 기설정된 기준범위 내에서 전후진변속이 발생되었는지 판단하기 위한 판단부; 및 상기 전후진변속이 발생되면, 작업자가 상기 브레이크유압공급부를 작동시키도록 작업자에게 전후진변속 여부를 알리기 위한 알림부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템은 상기 브레이크부에 보조유압을 공급하기 위한 보조유압공급부; 및 상기 전후진변속이 발생되면 상기 보조유압공급부가 상기 브레이크부를 작동시키도록 상기 보조유압공급부를 제어하는 제어부를 포함하고; 상기 제어부는 상기 알림부의 신호 및 상기 건설장비의 전후진변속 여부에 따라 상기 보조유압공급부의 작동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템은 상기 유압을 측정하기 위한 제1압력센서; 상기 브레이크부에 공급되는 유압을 측정하기 위한 제2압력센서; 및 상기 제1압력센서 및 상기 제2압력센서의 측정값을 비교하기 위한 비교부를 포함하고; 상기 비교부는 상기 제2압력센서의 제2측정값이 상기 제1압력센서의 제1측정값보다 작으면, 작업자에게 상기 브레이크유압공급부의 오작동 신호를 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템은 상기 보조유압이 상기 유압보다 작은 압력을 갖도록 상기 보조유압을 설정하기 위한 설정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템은 건설장비의 주행속도를 감속하기 위한 브레이크부; 상기 브레이크부를 작동시키기 위한 유압을 공급하는 브레이크유압공급부; 상기 브레이크부에 보조유압을 공급하기 위한 보조유압공급부; 상기 건설장비의 주행속도를 측정하기 위한 측정부; 상기 측정부가 측정한 상기 건설장비의 주행속도가 기준속도에 도달하면, 기설정된 기준범위 내에서 전후진변속이 발생되었는지 판단하기 위한 판단부; 및 상기 전후진변속이 발생되면 상기 보조유압공급부가 상기 브레이크부를 작동시키도록 상기 보조유압공급부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템은 상기 브레이크유압공급부의 유압공급 압력과 상기 보조유압공급부의 보조유압공급 압력 중에서 더 큰 유압을 상기 브레이크부에 전달하기 위한 셔틀밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
본 발명은 건설장비의 주행 작업을 위해 전/후진 변속시에 브레이크를 작동시킬 수 있도록 구현됨으로써, 토크컨버터의 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있으므로, 건설장비의 연비를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템의 일실시예를 설명하기 위한 블록도
도 2는 본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템의 변형예를 설명하기 위한 개략도
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템의 일실시예를 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템의 변형예를 설명하기 위한 개략도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템(100)은 브레이크부(110), 브레이크유압공급부(121), 보조유압공급부(122), 측정부(130), 판단부(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.
상기 브레이크부(110)는 건설장비의 주행속도를 감속한다. 상기 브레이크부(110)는 상기 브레이크유압공급부(121) 및 상기 보조유압공급부(122) 중에서 어느 하나로부터 공급되는 작동유체에 의해 작동될 수 있다. 상기 브레이크부(110)는 작업자 또는 상기 제어부(150)의 동작에 의해 작동될 수 있다.
상기 브레이크유압공급부(121)는 상기 브레이크부(110)에 유압(제1 유압)을 공급한다. 상기 브레이크유압공급부(121)는 작업자의 조작에 따라 유압을 상기 브레이크부(110)에 공급함으로써, 상기 건설장비의 주행속도가 감속되도록 할 수 있다. 예컨대, 상기 브레이크유압공급부(121)는 작업자의 조작 정도에 따라 10~30bar의 유압을 상기 브레이크부(110)에 공급할 수 있다.
상기 보조유압공급부(122)는 상기 브레이크부(110)에 보조유압(제2 유압)을 공급한다. 상기 보조유압공급부(122)는 상기 제어부(150)의 명령에 따라 상기 보조유압을 상기 브레이크부(110)에 공급함으로써, 상기 건설장비의 주행속도가 감속되도록 할 수 있다. 상기 보조유압공급부(122)는 상기 브레이크유압공급부(121)의 유압보다 작게 설정된 보조유압을 상기 브레이크부(110)에 공급할 수 있다. 예컨대, 상기 브레이크유압공급부(121)의 유압이 10~30bar이면, 상기 보조유압공급부(122)는 10bar의 보조유압을 상기 브레이크부(110)에 공급할 수 있다. 보조유압공급부(122)를 브레이크유압공급부(121)와 구분하기 위해, 브레이크유압공급부(121)와 보조유압공급부(122)는 각각 제1, 2 유압공급부로 지칭될 수 있다.
상기 측정부(130)는 상기 건설장비의 주행속도를 측정한다. 상기 측정부(130)는 상기 측정한 건설장비의 주행속도를 상기 판단부(140)에 전송할 수 있다. 상기 측정부(130)는 작업자가 가속페달 또는 상기 브레이크부(110)를 조작함에 따라 변화되는 건설장비의 주행속도를 측정할 수 있다. 상기 측정부(130)는 가속도센서 또는 주행속도센서일 수 있다.
상기 판단부(140)는 기설정된 기준범위 내에서 전후진변속이 발생되었는지 판단한다. 상기 판단부(140)는 상기 측정부(130)가 측정한 건설장비의 주행속도가 기준속도속도에 도달하면, 상기 기준범위 내에서 전후진변속이 발생되었는지 판단할 수 있다. 상기 판단부(140)는 상기 건설장비의 주행속도가 기준속도속도에 도달한 상태에서 상기 기준범위 내에서 전후진변속이 발생되면, 상기 제어부(150)에 전후진변속신호를 전송할 수 있다. 여기서, 전후진변속여부는 작업자가 전후진변속 레버를 조작하는지 여부에 의해 알 수 있다.
상기 제어부(150)는 전후진변속 여부에 따라 상기 보조유압공급부(122)를 제어할 수 있다. 상기 제어부(150)는 상기 판단부(140)로부터 상기 전후진변속신호 및 상기 알림부(160)로부터 알림신호가 전송되면, 상기 보조유압공급부(122)로부터 상기 브레이크부(110)에 보조유압이 공급되도록 상기 보조유압공급부(122)를 제어할 수 있다. 예컨대, 상기 제어부(150)는 작업자가 전후진변속레버를 조작함에 따라 상기 판단부(140)로부터 상기 전후진변속신호가 전달되면, 상기 보조유압공급부(122)를 작동시킴으로써, 자동으로 상기 브레이크부(110)를 작동시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템(100)은 건설장비의 주행 작업을 위해 전/후진 변속시에 상기 브레이크부(110)를 자동으로 작동시킬 수 있도록 구현됨으로써, 전후진 작업을 반복적으로 수행하는 건설장비의 토크컨버터의 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템(100)은 건설장비의 연비를 향상시키는데 기여할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템(100)은 작업자에게 전후진변속 여부를 알리기 위한 알림부(160)를 포함할 수 있다.
상기 알림부(160)는 상기 전후진변속 여부에 따라 작업자가 상기 브레이크유압공급부(121)를 작동시키도록 작업자에게 전후진변속 여부를 알린다. 상기 알림부(160)는 상기 판단부(140)로부터 상기 전후진변속신호가 발생되면, 알림신호를 발생시킴으로써, 작업자가 상기 브레이크부(110)를 작동하도록 할 수 있다. 여기서, 상기 알림신호는 디스플레이, 경고음, 경고메세지 중에서 적어도 하나일 수 있다. 작업자가 상기 레버를 작동시키면, 상기 알림부(160)는 상기 알림신호를 발생시킨다. 작업자는 상기 알림신호를 확인함에 따라 상기 건설장비의 전후진변속을 위해 상기 브레이크유압공급부(121)를 작동시킴으로써, 상기 브레이크부(110)를 작동시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템(100)은 작업자가 건설장비의 주행 작업을 위해 전/후진 변속시에 상기 브레이크부(110)를 작동시킬 수 있도록 작업자에게 알림신호를 통해 인지시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템(100)은 건설장비의 주행 작업을 위해 전/후진 변속시에 상기 토크컨버터의 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템(100)은 알림신호에 따른 작업자의 브레이크부(110)의 조작을 장려할 수 있으므로, 상기 건설장비의 연비를 향상시키는데 더 기여할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템(100)은 간단한 알림신호를 통해 작업자의 브레이크부(110) 작동을 장려할 수 있으므로, 간단한 시스템을 통해 상기 토크컨버터의 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템(100)은 상기 건설장비의 연비를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 변속시스템(100)을 구성하는데 소요되는 비용을 줄이는데 기여할 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템(100)은 셔틀밸브(170)를 포함할 수 있다.
상기 셔틀밸브(170)는 상기 브레이크유압공급부(121)의 유압 및 상기 보조유압공급부(122)의 보조유압 중에서 더 큰 유압을 상기 브레이크부(110)에 전달할 수 있다. 예컨대, 상기 셔틀밸브(170)는 상기 유압이 15bar이고, 상기 보조유압이 10bar인 경우, 상기 유압을 브레이크부(110)에 전달할 수 있다. 또한, 상기 셔틀밸브(170)는 상기 유압이 9bar이고, 상기 보조유압이 10bar인 경우, 작업자가 상기 브레이크유압공급부(121)를 작동시키더라도 상기 보조유압을 상기 브레이크부(110)에 전달할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템(100)은 상기 유압 및 상기 보조유압 중에서 높은 유압을 브레이크부(110)에 전달함으로써, 상기 브레이크유압공급부(121) 및 상기 보조유압공급부(122)가 모두 작동되더라도 유압이 서로 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템(100)은 상기 브레이크부(110)의 오작동을 방지하는데 기여할 수 있으므로, 전후진 변속하는 과정에서 상기 건설장비의 연비를 향상시키는데 기여할 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템(100)은 제1압력센서(181), 제2압력센서(182) 및 비교부(183)를 포함할 수 있다.
상기 제1압력센서(181)는 상기 브레이크유압공급부(121)로부터 상기 셔틀밸브(170)에 공급되는 유압을 측정한다. 이를 위해, 상기 압력센서(181)는 상기 브레이크유압공급부(121) 및 상기 셔틀밸브(170) 사이에 설치될 수 있다. 상기 제1압력센서(181)는 측정한 유압을 상기 비교부(183)에 전송할 수 있다.
상기 제2압력센서(182)는 상기 셔틀밸브(180)를 통해 상기 브레이크부(110)에 공급되는 유압을 측정한다. 이를 위해, 상기 압력센서(182)는 상기 셔틀밸브(180) 및 상기 브레이크부(110) 사이에 설치될 수 있다. 상기 제2압력센서(181)는 측정한 유압을 상기 비교부(183)에 전송할 수 있다.
상기 비교부(180)는 상기 제1압력센서(181)가 측정한 제1측정값 및 상기 제2압력센서(182)가 측정한 제2측정값을 비교한다. 상기 비교부(180)는 상기 제1측정값 및 상기 제2측정값을 비교한 비교값에 따라 상기 알림부(150)에 오작동 신호를 제공할 수 있다. 예컨대, 상기 비교부(180)는 상기 제2측정값이 상기 제1측정값보다 작을경우, 상기 알림부(150)에 오작동 신호를 제공함으로써, 작업자가 오작동여부를 확인할 수 있도록 할 수 있다. 즉, 상기 비교부(180)는 입력된 제1측정값과 출력된 제2측정값을 비교한 비교값이 불일치하면, 작업자에게 오작동 신호를 제공할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템(100)은 작업자가 오작동 여부를 인지하여 대처할 수 있도록 함으로써, 상기 브레이크부(110)의 오작동에 대해 신속한 대처를 수행함으로써, 안전사고가 발생되는 것을 방지하는데 기여할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템(100)은 건설작업의 안전성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 브레이크부(110)의 오작동에 대한 신속한 대처가 이루어짐으로써, 전후진 변속하는 과정에서 상기 건설장비의 연비를 향상시키는데 기여할 수 있다.
여기서, 상기 셔틀밸브(170)는 상기 제1압력센서(181) 및 제3압력센서(184)가 측정한 측정값에 기초하여 상기 브레이크유압공급부(121)의 유압 및 상기 보조유압공급부(122)의 보조유압 중에서 더 큰 유압을 상기 브레이크부(110)에 전달할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템(100)은 설정부(190)를 포함할 수 있다.
상기 설정부(190)는 상기 보조유압이 상기 유압보다 작은 압력을 갖도록 상기 보조유압을 설정한다. 예컨대, 상기 설정부(190)는 상기 유압이 10~30bar로 설정되면, 상기 보조유압을 10bar가 되도록 설정할 수 있다. 즉, 상기 설정부(190)는 상기 보조유압이 상기 유압의 최소압력이 되도록 설정할 수 있다. 여기서, 상기 제3압력센서(184)는 상기 보조유압공급부(122) 및 상기 셔틀밸브(170) 사이에 설치되어 상기 보조유압이 상기 설정부(190)에 의해 설정된 유압인지 측정할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템(100)은 상기 보조유압을 상기 유압보다 작도록 설정함으로써, 상기 제어부(150)에 의해 상기 보고공급부(122)가 작동하는 과정에서 상기 건설장비가 급정지되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템(100)은 급정지됨에 따라 연비가 저하되는 것을 방지할 수 있으므로, 상기 건설장비의 연비를 향상시키는데 기여할 수 있다.
지금까지, 본 명세서에는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자가 본 발명을 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 실시예들로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
110: 브레이크부 121: 브레이크유압공급부
122: 보조유압공급부 130: 측정부
140: 판단부 150: 제어부
160: 알림부 170: 셔틀밸브
181: 제1압력센서 182: 제2압력센서
183: 비교부 184: 제3압력센서
190: 설정부

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 건설장비의 주행속도를 감속하기 위한 브레이크부;
    작업자의 조작에 따라 상기 브레이크부를 작동시키기 위한 제1 유압을 공급하는 제1 유압공급부;
    제어부의 명령에 따라 상기 브레이크부를 작동시키기 위한 제2 유압을 공급하기 위한 제2 유압공급부;
    상기 건설장비의 주행속도를 측정하기 위한 측정부;
    상기 측정부가 측정한 상기 건설장비의 주행속도가 기준속도에 도달하면, 기설정된 기준범위 내에서 전후진변속이 발생되었는지 판단하기 위한 판단부; 및
    상기 전후진변속이 발생되면 상기 제2 유압공급부가 상기 브레이크부에 제2 유압을 공급하도록 상기 제2 유압공급부를 제어하여, 상기 제1 유압공급부 또는 상기 제2 유압공급부 중 어느 하나로부터 상기 브레이크부에 유압이 공급되어 상기 브레이크부가 작동되도록 하는 상기 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 유압공급부의 제1 유압공급 압력과 상기 제2 유압공급부의 제2 유압공급 압력 중에서 더 큰 유압을 상기 브레이크부에 전달하기 위한 셔틀밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 유압을 측정하기 위한 제1압력센서;
    상기 브레이크부에 공급되는 유압을 측정하기 위한 제2압력센서; 및
    상기 제1압력센서 및 상기 제2압력센서의 측정값을 비교하기 위한 비교부를 포함하고;
    상기 비교부는 상기 제2압력센서의 제2측정값이 상기 제1압력센서의 제1측정값보다 작으면, 작업자에게 상기 제1 유압공급부의 오작동 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 전후진변속이 발생되면 상기 작업자가 상기 제1 유압공급부를 작동시키도록 알림신호를 발생시키는 알림부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설장비의 연비개선을 위한 전후진 변속 제어시스템.
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JP2007168647A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 Komatsu Ltd 作業車両の制御装置

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