KR101998413B1 - 건설기계 시동 전 오동작 방지장치 - Google Patents

Abstract

이상과 같은 본 발명에 따른 건설기계 시동 전 오동작 방지장치에 의하면, 엔진 시동 전에 건설기계를 가동시키는 구성요소인 전자유압밸브의 상태를 감시하고 문제가 검출된 경우에는 시동 자체가 이루어지지 않게 한다.
따라서, 이상 검출시에는 시동 자체가 이루어지지 않게 함으로써 운전 중 작업자 혹은 그 주변사람의 안전사고를 방지하는 효과는 물론, 시동 전 작업자에게 현재 전자유압밸브의 상태를 알려줌으로써 수리 등을 통해 사전에 대처할 수 있게 한다.

Description

건설기계 시동 전 오동작 방지장치{Malfunction preventing apparatus for construction machine before starting engine}

본 발명은 건설기계 시동 전 오동작 방지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진 시동 전에 건설기계를 가동시키는 구성요소인 전자유압밸브의 상태를 감시하고 문제가 검출된 경우에는 시동 자체가 이루어지지 않게 하는 건설기계 시동 전 오동작 방지장치에 관한 것이다.

종래 대부분의 건설기계는 작업자가 직접 레버(lever)를 조작함으로써 주행 및 작업이 이루어지는 기계식 유압밸브를 사용하였다. 도 1과 같이 기계식 유압장치는 레버와 유압밸브의 개폐가 기구적으로 직접 연결되어 있기 때문에 건설기계 시동 후에 갑작스러운 이상동작이 발생할 염려할 문제가 매우 적은 편이었다.

그러나 최근에는 작업자의 조작 편의성 및 구조의 단순화를 위해 이상과 같은 기계식 유압밸브에서 전자식 유압밸브 구조로 발전하기 시작하면서 레버와 전자유압밸브의 개폐 사이에 기구적 연결이 없어지게 되었다.

이는 작업자에 의한 레버 동작을 전기신호로 인식하고 전자유압밸브도 전기의 출력을 내보내기 때문이다. 즉, 도 2와 같이 기구적인 링크(Linkage) 없이 레버 조작시 발생한 전기신호로 전자유압밸브의 개폐를 조절하였다.

따라서, 레버 조작이 없음에도 전자유압밸브의 개폐를 신호를 발생시키는 배터리의 단락(배터리 선 불량 등)으로 원치 않는 주행이나 작업동작이 일어나거나, 혹은 레버 조작이 있음에도 오픈(전기신호가 끊어진 상황) 상태로 인해 주행이나 작업 동작이 멈추는 문제가 발생하기 시작하였다.

이에 밸브 구동전류를 측정하여 실제 작업자의 레버 입력이 없는데 전자유압밸브에 구동전류가 인가되거나, 작업자의 레버 입력이 있는데 전자유압밸브에 구동전류가 인가되지 않는 상황을 감시하고 문제 발생을 사용자에게 알려주는 방법을 사용하기도 했다.

하지만 이는 근본적으로 건설기계의 오작동이 발생한 이후의 사후적 대처방법으로써 이미 문제 상황이 일어난 뒤에 대처하는 단점이 있다. 뿐만 아니라 문제 상황이 발생하였음을 인식한다 해도 이미 운전중인 상태에서는 적절한 대처도 어렵다.

예컨대, 배터리 단락 상황이 발생할 경우, 첫 번째 대처 방법은 배터리와 단락된 지점을 찾아서 절연을 시켜주는 것이고, 두 번째 방법은 시동을 강제적으로 꺼서 더 이상 문제 상황이 일어나지 않게 하는 것이다.

그러나, 위 첫 번째 대처 방법은 이미 건설기계가 운전중이기 때문에 배터리의 단락된 지점을 찾을 수 없는 문제가 있고, 위 두 번째 대처 방법은 근본적인 대처 없이 상황을 강제로 종료시키는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 전자유압밸브의 오류로 인해 엔진 시동시 안전사고가 발생되는 것을 방지할 수 있는 건설기계 시동 전 오동작 방지장치를 제공하는데 목적이 있다.

이를 위해, 본 발명에 따른 건설기계 시동 전 오동작 방지장치는 건설기계의 시동 전 상기 건설기계를 가동시키는 전자유압밸브를 감시하는 감시부와; 상기 감시부로부터 감시 결과를 입력받아 상기 전자유압밸브의 상태를 판단하고 판단 결과에 따라 상기 건설기계의 엔진 시동 허부를 결정하는 제어부; 및 상기 제어부에서 엔진 시동을 허가하는 경우에만 상기 엔진에 시동 명령을 출력하는 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 감시부는 상기 전자유압밸브에 동작전류가 공급되지 않도록 초기화시킨 상태에서 상기 전자유압밸브에 잘못된 동작전류가 흐르는지 검출하는 전류감지센서인 것이 바람직하다.

또한, 상기 감시부는 작업계 전자유압밸브에 잘못된 동작전류가 흐르는지 검출하는 작업계 전류감지센서 및 주행계 전자유압밸브에 잘못된 동작전류가 흐르는지 검출하는 주행계 전류감지센서를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부에서 판단한 상기 전자유압밸브의 상태를 입력받아 표시하는 표시부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부에서 판단한 상기 전자유압밸브의 상태를 입력받아 저장하는 감시결과 저장 메모리를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명에 따른 건설기계 시동 전 오동작 방지장치에 의하면, 엔진 시동 전에 건설기계를 가동시키는 구성요소인 전자유압밸브의 상태를 감시하고 문제가 검출된 경우에는 시동 자체가 이루어지지 않게 한다.

따라서, 이상 검출시에는 시동 자체가 이루어지지 않게 함으로써 운전 중 작업자 혹은 그 주변사람의 안전사고를 방지하는 효과는 물론, 시동 전 작업자에게 현재 전자유압밸브의 상태를 알려줌으로써 수리 등을 통해 사전에 대처할 수 있게 한다.

도 1은 기계식 유압밸브의 제어 계통을 나타낸 도이다.
도 2는 전자식 유압밸브의 제어 계통을 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명에 따른 건설기계 시동 전 오동작 방지장치를 나타낸 개략 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 건설기계 시동 전 오동작 방지장치의 적용 상태를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명에 따른 건설기계 시동 전 오동작 방지장치의 동작 순서를 나타낸 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건설기계 시동 전 오동작 방지장치에 대해 상세히 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 건설기계 시동 전 오동작 방지장치는 건설기계의 시동 전 전자유압밸브(EV)를 감시하는 감시부(10)와, 전자유압밸브(EV)의 상태를 판단하고 엔진 시동 허부를 결정하는 제어부(20) 및 엔진 시동이 허가된 경우에만 엔진에 시동 명령을 출력하는 출력부(30)를 포함한다.

또한, 필요에 따라서는 제어부(20)에서 판단한 전자유압밸브(EV)의 상태를 입력받아 표시함으로써 작업자에게 알리는 표시부(40) 및 제어부(20)에서 판단한 전자유압밸브(EV)의 상태를 입력받아 저장함으로써 건설기계의 상태를 통합적으로 확인할 수 있게 하는 감시결과 저장 메모리(50)를 더 포함한다.

이상과 같은 구성에 의하면 엔진 시동 전에 감시부(10)에서 건설기계를 가동시키는 구성요소인 전자유압밸브(EV)의 상태를 감시하고, 제어부(20)에서 문제를 검출한 경우에는 출력부(30)에서 엔진 시동 신호를 발생시키지 않으므로 건설기계의 시동 자체가 이루어지지 않게 한다.

따라서, 문제 상황 발생시에는 시동 자체가 이루어지지 않게 함으로써 운전 중 작업자 혹은 그 주변사람의 안전사고를 방지함은 물론, 시동 전 작업자에게 전자유압밸브(EV)의 상태를 알려줌으로써 수리 등을 통해 사전에 대처할 수 있게 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 감시부(10)는 건설기계의 시동 전 당해 건설기계를 가동시키는 전자유압밸브(EV)를 감시하는데, 대표적인 감시 수단으로서 전자유압밸브(EV)에 동작전류가 공급되지 않도록 초기화시킨 상태에서 전자유압밸브(EV)에 잘못된 동작전류가 흐르는지 검출하는 전류감지센서(10-W, 10-D)가 사용된다.

물론, 전자유압밸브(EV)의 상태를 감시할 수만 있으면 전자유압밸브(EV)에 테스트 전원을 인가한 후 피드백된 테스트 전원을 감시하는 피드백 장치(미도시)를 비롯하여 공지된 다양한 장치가 사용될 수 있다.

전자유압밸브(EV)는 작업계 전자유압밸브(EV-W) 및 주행계 전자유압밸브(EV-D)가 있다. 작업계 전자유압밸브(EV-W)는 도저(dozer)나 버킷(bucket) 등과 같은 작업툴(work tool)을 작동시키는 것이고, 주행계 전자유압밸브(EV-D)는 당해 건설기계의 주행을 가능하게 하는 것이다.

따라서, 본 발명의 감시부(10)는 작업계 전자유압밸브(EV-W)에 잘못된 동작전류가 흐르는지 검출하는 작업계 전류감지센서(10-W) 및 주행계 전자유압밸브(EV-D)에 잘못된 동작전류가 흐르는지 검출하는 주행계 전류감지센서(10-D)를 각각 구비하여 모든 전자유압밸브(EV)를 감시한다.

제어부(20)는 상기 감시부(10)로부터 감시 결과를 입력받아 작업계 전자유압밸브(EV-W)와 주행계 전자유압밸브(EV-D)를 포함한 모든 전자유압밸브(EV)의 상태를 각각 판단하고, 판단 결과에 따라 건설기계 엔진(E)의 시동 허부를 결정한다.

예컨대, 감시부(10) 또는 제어부(20)에서 작업계 전자유압밸브(EV-W)와 주행계 전자유압밸브(EV-D)에 각각 동작명령 '0'을 입력함으로써 초기화시킨 상태에서 감시부(10)를 통해 검출된 작업계 전자유압밸브(EV-W)나 주행계 전자유압밸브(EV-D)의 동작전류가 '0'의 값이 아닌 경우에는 제어부(20)에서 배터리 단락 등으로 판단한다.

물론, 동작전류가 공급되지 않아야 함에도 불구하고 잘못된 동작전류가 검출되면 그 검출된 동작전류의 크기에 따라 여러 가지 오류로 분류할 수 있으며, 상술한 바와 같이 그 외 전자유압밸브(EV)에 테스트 전원을 인가한 후 피드백된 테스트 전원을 감시하는 방식으로도 판단할 수 있다.

출력부(30)는 상기 제어부(20)에서의 엔진 시동 허부결과에 따라 엔진(E)에 시동 명령을 출력한다. 전자유압밸브(EV)의 이상이 검출되지 않아서 엔진(E)의 시동이 허가된 경우에는 작업자의 시동 조작에 따라 엔진(E)으로 시동 명령을 출력한다. 반면, 전자유압밸브(EV)의 이상이 검출된 경우에는 작업자의 시동 조작이 있어도 엔진(E)으로 시동 명령을 출력하지 않는다.

엔진 시동 명령이 출력되면 엔진 시동 전압이 엔진 시동장치(S)(예: starter motor)로 인가되어 엔진(E)이 시동되며, 엔진(E)에서 제공된 동력으로 유압펌프(P)가 작동된다. 유압펌프(P)의 작동으로 공급된 유압은 작업계 전자유압밸브(EV-W)와 주행계 전자유압밸브(EV-D)를 작동시킨다. 따라서, 건설기계의 작업 및 주행을 가능하게 한다.

건설기계는 유압의 힘으로 작업 및 주행이 이루어지고, 건설기계 동작을 책임지는 유압은 유압펌프(P)에 의해 공급되며, 유압펌프(P)를 동작시키는 것이 엔진(E)이다. 따라서, 엔진(E)이 동작되지 않으면 유압펌프(P)에 의한 유압 동력이 없어서 작업 및 주행이 이루어지지 않으므로 그 오동작 자체도 없는 것이다.

다만, 출력부(30)는 엔진 시동 명령을 출력하는 것이므로, 이상에서 설명한 바와 같이 엔진(E)을 시동시키는 엔진 시동장치(S)에 일체로 탑재될 수도 있음은 자명할 것이다.

한편, 표시부(40)는 상기 제어부(20)에서 판단한 전자유압밸브(EV)의 상태를 입력받아 표시함으로써 작업자에게 알리는 것으로, 붉은색이나 녹색의 표시등으로 이루어져 건설기계의 시동 전 판단된 결과에 따라 이상 유무를 표시할 수 있다. 그 외 운전석 주변에 구비된 디스플레이장치를 사용하는 경우에는 이상 유무와 함께 이상 발생 시각 및 이상 발생 타입 등도 함께 표시할 수 있다.

감시결과 저장 메모리(50)는 제어부(20)에서 판단한 전자유압밸브(EV)의 상태를 입력받아 저장함으로써 건설기계의 상태를 통합적으로 확인할 수 있게 한다. 제어부(20)에서 전자유압밸브(EV)의 이상 유무를 판단한 결과를 저장하였다가 표시부(40) 등을 통해 제공하면 이상 발생 주기 및 최근의 이상 발생 시기 등을 알릴 수 있어서 그 정보를 참조하여 건설기계의 정밀한 유지보수를 가능하게 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 이상과 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 건설기계 시동 전 오동작 방지장치의 동작 순서에 대해 설명한다.

도 5에 도시된 바와 같이 검사가 시작되면 엔진(E)이 시동되어 동작 중인지를 먼저 판단(S10)한다. 엔진(E)이 동작 중이라면 전자유압밸브(EV)의 검사를 수행하지 않고, 시동 전인 경우에만 전자유압밸브(EV)의 검사를 수행한다.

다음, 엔진(E)이 시동 전이라면 1회에 걸쳐 혹은 설정된 시간마다 복수회에 걸쳐 전자유압밸브(EV)의 전류 입력을 초기화(S20)한다. 전류 입력의 초기화는 감시부(10) 또는 제어부(20)에서 작업계 전자유압밸브(EV-W)와 주행계 전자유압밸브(EV-D)에 각각 동작명령 '0'을 입력함으로써 정상적인 경우라면 각 전자유압밸브(EV)에 동작전류가 공급되지 않게 명령한 상태를 의미한다.

다음, 감시부(10)에서 전자유압밸브(EV)의 동작전류값을 검출하여 제어부(20)로 제공하면, 제어부(20)에서는 전자유압밸브(EV)의 동작전류값이 '0'의 값이 아닌지의 여부 등을 확인(S30)함으로써 그 전자유압밸브(EV)가 정상상태인지 판단(S40)한다.

다음, 전자유압밸브(EV)가 정상인 것으로 판단되면 출력부(30)가 엔진(E)에 시동 명령을 출력할 수 있는 상태로 설정(S50a)되어 엔진(E)의 시동이 걸릴 수 있게 한다. 반면, 전자유압밸브(EV)가 비정상인 것으로 판단되면 엔진(E)의 시동이 걸리지 않게 제한(S50b)한다. 즉, 작업자가 시동을 걸어도 엔진(E)에 시동 명령을 출력하지 않게 설정한다.

다음, 엔진(E)의 시동을 제한한 이후에는 표시부(40)를 통해 오류 상태를 표시하고, 감시결과 저장 메모리(50)에 그 오류 상태 정보를 기록(S51b)한다.

따라서, 종래에는 전자유압밸브(EV) 계통에 문제가 발생한 경우에도 시동이 걸리므로 모든 유압이 활성화된 상태에서 대처시 그 대처가 느리고 완전한 대처도 어려웠음에 비해, 본 발명은 시동 전 전자유압밸브(EV)의 상태를 확인하여 문제 상황 발생 지점을 용이하고 정밀하게 판단한다.

또한, 문제 상황 발생시에는 시동 자체가 걸리지 않게 함으로써 문제 상황이 해결될 때까지 건설기계를 통한 작업이나 주행이 이루어지지 않기 때문에 사전에 근본적인 대처를 가능하게 한다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 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.

10: 감시부 10-W: 작업계 전류감지센서
10-D: 주행계 전류감지센서 20: 제어부
30: 출력부 40: 표시부
50: 감시결과 저장 메모리 S: 엔진 시동장치
E: 엔진 P: 유압펌프
EV-W: 작업계 전자유압밸브 EV-D: 주행계 전자유압밸브

Claims (5)

1. 건설기계의 시동 전 상기 건설기계를 가동시키는 전자유압밸브(EV)를 감시하는 감시부(10)와;
   상기 감시부(10)로부터 감시 결과를 입력받아 상기 전자유압밸브(EV)의 상태를 판단하고 판단 결과에 따라 상기 건설기계 엔진(E)의 시동 허부를 결정하는 제어부(20); 및
   상기 제어부(20)에서 엔진(E)의 시동을 허가하는 경우에만 상기 엔진(E)에 시동 명령을 출력하는 출력부(30);를 포함하며,
   상기 감시부(10)는 상기 전자유압밸브(EV)에 동작전류가 공급되지 않도록 초기화시킨 상태에서 상기 전자유압밸브(EV)에 동작전류가 흐르는지 검출하는 전류감지센서(10-W, 10-D)를 포함하며,
   상기 제어부(20)는 상기 전류감지센서(10-W, 10-D)에 의해 동작전류가 흐르지 않는 경우에만 상기 엔진(E)의 시동 허가를 결정하는 것을 특징으로 하는 건설기계 시동 전 오동작 방지장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 감시부(10)는 작업계 전자유압밸브(EV-W)에 잘못된 동작전류가 흐르는지 검출하는 작업계 전류감지센서(10-W) 및 주행계 전자유압밸브(EV-D)에 잘못된 동작전류가 흐르는지 검출하는 주행계 전류감지센서(10-D)를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계 시동 전 오동작 방지장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제어부(20)에서 판단한 상기 전자유압밸브(EV)의 상태를 입력받아 표시하는 표시부(40)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계 시동 전 오동작 방지장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제어부(20)에서 판단한 상기 전자유압밸브(EV)의 상태를 입력받아 저장하는 감시결과 저장 메모리(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계 시동 전 오동작 방지장치.
   
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