KR102132498B1 - 건설기계용 예열 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 건설기계용 예열 시스템에 관한 것으로, 건설기계에 전원을 공급하는 전원부와, 상기 건설기계의 냉각수 온도를 상승시키는 에어 히터와, 상기 에어 히터에 전원을 공급하는 예열 릴레이와, 상기 냉각수가 일정 온도 이상으로 유지되도록 상기 예열 릴레이에 예열 신호를 송신하는 엔진 제어부와, 상기 에어 히터의 작동 여부를 표시하는 예열 램프를 포함하는 모니터링부 및 상기 엔진 제어부로부터 상기 예열신호 송신 여부를 전송받고 예열 릴레이로부터 예열 릴레이 출력여부를 전송받는 차량 제어부를 포함하고, 상기 차량 제어부는 상기 예열신호를 전송받고 상기 예열 릴레이 출력신호를 전송받으면 상기 모티터링부의 예열 램프를 점등시킬 수 있다.

Description

건설기계용 예열 시스템{PREHEATING SYSTEM FOR CONSTRUCTION MACHINE}
본 발명의 실시예는 건설기계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건설기계용 예열 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 디젤 엔진으로 구동되는 굴삭기 및 로더와 같은 건설기계는 외기의 온도가 낮은 경우 엔진의 시동이 매우 불리하므로, 작업 및 주행 작업을 하기 전에 충분한 엔진의 예열 동작이 필요하다.
이에 따라, 건설기계는 시동시 엔진의 연소실 내로 흡입되는 흡기 공기를 가열하는 에어 히터(air heater)를 구동하기 위한 예열 시스템을 포함한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 이러한 예열 시스템(100)은 모니터링부(9)에 예열 램프를 점등 및 소등시켜 운전자에게 엔진의 예열 여부를 알려준다.
구체적으로, 종래 예열 시스템(100)은 건설기계의 키스위치(111)를 "키온(key-on)"시키면 전원부(110)로부터 엔진 제어부(140)에 전원이 공급된다. 그러면, 엔진 제어부(140)는 온도 센서(141)를 통해 엔진의 냉각수 온도를 감지한다.
엔진 제어부(140)는 전원부(110)로부터 공급받은 전원으로 예열 릴레이(130)를 작동시키고 예열 릴레이(130)의 작동에 의해 에어 히터(120)가 동작한다. 예열 릴레이(130)로 전원을 공급한 후에 엔진 제어부(140)는 차량 제어부(160)로 예열동작을 하고 있다는 예열 신호를 전송한다. 차량 제어부(160)는 전송 받은 예열 신호를 모니터링부(150)로 전송하여 예열 동작을 하고 있는 동안에 예열 램프를 점등시킨다.
이러한 종래 예열 시스템(100)은 에어 히터(120)가 동작과는 관계없이 예열 릴레이(130)의 동작만을 판단하여 예열 동작이 되고 있다고 판단한다.
즉, 예열 램프의 점등 만으로 운전자가 에어 히터(120)가 실제로 동작했는지에 대해서는 판단할 수 없기 때문에 에어 히터(120)가 전원을 공급받지 못하는 등의 문제로 미동작하더라도 정상적으로 예열 동작이 이루지는 것으로 판단한다.
또한, 예열 동작이 일정 시간 지속되어 예열 램프가 꺼지게 되면 운전자는 예열 동작이 완료되었다고 판단하고 엔진에 시동을 걸게된다.
그러나, 에어 히터(120)가 정상적으로 작동되지 않았기 때문에 엔진에는 시동이 걸리지 않게 되고 이로 인하여 건설기계로 작업 및 주행 하는 것이 불가능하게 되는 문제점이 있다.
또한, 겨울철과 같이 외부 온도가 매우 낮은 장소에서 에어 히터(120)의 고장을 운전자가 인식하지 못하고 지속적으로 시동을 걸 경우 건설기계 자체에 고장이 발생되는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 차량 제어부가 엔진 제어부로부터 예열 릴레이 예열 신호를 수신받고, 예열 릴레이가 에어 히터로 전원을 공급공급되는 전원 신호를 모두 수신받을 경우에만 예열 램프가 점등되도록 하는 건설기계용 예열 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 건설기계용 예열 시스템은 건설기계에 전원을 공급하는 전원부와, 상기 건설기계의 냉각수 온도를 상승시키는 에어 히터와, 상기 에어 히터에 전원을 공급하는 예열 릴레이와, 상기 냉각수가 일정 온도 이상으로 유지되도록 상기 예열 릴레이에 예열 신호를 송신하는 엔진 제어부와, 상기 에어 히터의 작동 여부를 표시하는 예열 램프를 포함하는 모니터링부 및 상기 엔진 제어부로부터 상기 예열신호 송신 여부를 전송받고 예열 릴레이로부터 예열 릴레이 출력여부를 전송받는 차량 제어부를 포함하고, 상기 차량 제어부는 상기 예열신호를 전송받고 상기 예열 릴레이 출력신호를 전송받으면 상기 모티터링부의 예열 램프를 점등 시킬 수 있다.
상기 차량 제어부는 상기 엔진 제어부가 상기 예열 릴레이에 예열 신호를 송신할 때 상기 에어 히터에 전원 공급이 중단되면 상기 모니터링부가 상기 에어 히터의 고장을 알리는 경고를 표시하도록 고장 신호를 송신할 수 있다.
차량 제어부는 상기 예열 히터에 전원이 공급될 때 상기 엔진 제어부가 상기 예열 릴레이에 예열 신호를 미송신되면 상기 모니터링부가 상기 예열 릴레이의 고장을 알리는 경고를 표시하도록 고장 신호를 송신할 수 있다.
상기 엔진 제어부는 상기 냉각수의 온도를 감지하는 제1 온도 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 에어 히터에 흡기 공기의 온도를 측정하는 제2 온도 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 건설기계용 예열 시스템은 차량 제어부가 엔진 제어부로부터 예열 신호를 전송받고, 실제로 예열 릴레이에서 에어 히터로 전원이 공급된 경우에만 모니터링부의 예열 램프를 점등시킴으로써 저온에서의 건설기계의 시동성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 건설기계용 예열 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계용 예열 시스템의 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시한 키 스위치가 ON 되었을 때를 나타내는 건설기계용 예열 시스템의 구성도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계용 예열 시스템(101)을 설명한다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계용 예열 시스템(101)은 전원부(10), 에어 히터(Air heater, 20), 예열 릴레이(Preheat relay, 30), 엔진 제어부(Engine Control Unit, 40), 모니터링부(Display, 50) 및 차량 제어부(Vehicle Control Unit, 60)를 포함한다.
전원부(10)는 엔진 및 건설기계에 포함된 각종 전기 장치에 전원을 공급하기 위해 마련된다.
전원부(10)는 하나 이상의 배터리(Battery)로 배치되며, 배터리의 용량은 본 발명을 실시하는 통상의 기술자에 따라 달라질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전원부(10)는 건설기계의 각종 전기 장치로 24DCV의 전원을 공급한다.
에어 히터(20)는 건설기계의 엔진의 냉각수의 온도를 상승시킨다. 에어 히터(20)는 엔진으로 흡입되는 흡기 공기의 온도를 상승시켜 엔진 내를 유동하는 냉각수의 온도를 상승시킨다.
예열 릴레이(30)는 에어 히터(20)에 전원을 공급한다. 예열 릴레이(30)는 전원부(10)로부터 공급받은 전원이 예열 릴레이(30) 자체에 설정된 전원에 도달할 경우 에어 히터(20)를 동작시키기 위한 전원을 공급한다.
이때, 예열 릴레이(30)의 전원 설정은 마련되는 릴레이 및 본 발명을 실시하는 통상의 기술자에 따라 달라질 수 있다.
엔진 제어부(40)는 전원부(10)와 연결된다. 구체적으로, 엔진 제어부(40)가 전원부(10)로부터 전원을 공급받으면 냉각수가 일정 온도 이상으로 유지되도록 예열 릴레이(30)에 예열 신호를 송신한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 제어부(40)는 냉각수의 온도를 감지하기 위한 제1 온도 센서(41)를 더 포함할 수 있다. 제1 온도 센서(41)는 일반적인 형태의 온도 센서 일 수 있으며, 본 발명을 실시하는 통상의 기술자에 따라 달라질 수 있다.
모니터링부(50)는 에어 히터(20) 및 예열 릴레이(30) 등의 작동 여부가 표시된다.
구체적으로, 모니터링부(50)는 에어 히터(20)가 작동되어 예열 중이라면 예열 램프(Preaheat lamp)가 점등된다. 즉, 운전자는 모니터링부(50)에 예열 램프의 팝업으로 예열 모드로 진행 중이라는 것을 알 수 있게 된다.
한편, 모니터링부(50)에 예열 램프 표시가 미팝업되면 운전자는 예열 모드의 진행이 완료되었거나, 예열 모드가 미진행 중이라는 것을 알 수 있게 된다.
차량 제어부(60)는 에어 히터(20), 예열 릴레이(30) 및 엔진 제어부(40)로부터 신호를 수신받는다.
구체적으로, 차량 제어부(60)는 엔진 제어부(40)로부터 예열 릴레이(30)의 예열 신호 송신여부를 전송받는다. 또한, 예열 릴레이(30)로부터 에어 히터(20)로의 전원 출력 여부를 전송받는다.
만약, 차량 제어부(60)는 예열 릴레이(30) 예열 신호와 에어 히터(20)로의 출력신호를 전송받으면 모니터링부(50)로 신호를 출력하여 예열 램프를 점등시킨다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어부(60)는 엔진 제어부(40)로부터 예열 릴레이(30)가 작동되었다는 예열 신호와 예열 릴레이(30)에 의해 에어 히터(20)로 전원이 공급되었다는 신호를 모두 수신 받을 경우에만 모니터링부(50)로 신호를 출력하여 예열 램프를 점등시킨다.
만약, 차량 제어부(60)는 엔진 제어부(40)가 예열 릴레이(30)의 예열 신호를 송신할 때 에어 히터(20)에 전원 공급이 중단되면 모니터링부(50)가 에어 히터(20)의 고장을 알리는 경고를 표시하도록 에어 히터 고장 신호를 송신한다.
또한, 차량 제어부(60)는 예열 히터(20)에 전원이 공급될 때 엔진 제어부(40)가 예열 릴레이(30)에 예열 신호를 미송신하면 모니터링부(50)가 예열 릴레이(30)의 고장을 알리는 경고를 표시하도록 예열 릴레이 고장 신호를 송신한다.
이에 따라, 운전자는 차량 제어부(60가 모니터링부(50)로 송신한 신호로 에어 히터(20) 또는 예열 릴레이(30)가 정상적으로 동작하지 않는 것을 파악하여 조치를 취할 수 있게 된다.
상기한 구성을 포함한 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계용 예열 시스템(101)의 동작을 상세히 설명한다.
운전자가 건설기계의 키 스위치(11)를 ON 시키면, 엔진 제어부(40)에 전원부(10)의 전원이 공급된다. 그러면 엔진 제어부(40)는 제1 온도 센서(41)를 통해 냉각수 온도를 감지하고, 감지된 온도가 건설기계에 설정된 온도보다 낮은 것으로 판단되면 예열 모드로 진입한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 예열 모드는 전원부(10)에 마련되는 배터리의 전압을 이용한다. 이때, 차량 제어부(60)는 전원부(10)의 배터리 전압을 실시간으로 모니터링한다.
이에 따라, 엔진 제어부(40)는 에어 히터(20)를 동작시키는 예열 릴레이(30)에 전원을 공급하여 동작되도록 하고, 차량 제어부(60)에 예열 릴레이(30)가 정상적으로 동작하고 있다는 예열 신호를 송신한다.
이때, 차량 제어부(60)는 에어 히터(20)와 직접적으로 연결되어, 예열 릴레이(30)의 동작으로 에어 히터(20)에 전원이 공급되는 것을 실시간으로 감지하여, 에어 히터(20)가 정상적으로 동작하는지 판단한다.
즉, 차량 제어부(60)에 엔진 제어부(40)로부터 송신된 예열 신호와, 에어 히터(20)로의 전원 공급 신호가 모두 감지될 경우, 차량 제어부(60)에 의해 모니터링부(50)의 예열 램프가 점등되어 운전자는 예열이 정상적으로 이루어지고 있음을 알수 있다.
건설기계의 예열 시간은 엔진 제어부(40)에 설정된 시간만큼 진행된다. 이때, 예열이 불충분함에도 불구하고 설정된 시간을 초과하여 예열의 진행이 멈추거나, 또는 이미 충분히 흡기 공기가 가열되었음에도 설정된 시간에 미치지 못하여 불필요하게 예열이 진행되어 전원부(10)의 배터리가 소모될 수 있다.
이를 방지하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 예열 시스템(101)은 에어 에어 히터(20)와 인접한 위치에 마련된 제2 온도 센서에 의해 엔진으로 흡입되는 흡기 공기의 온도를 모니터링 한다.
이때, 흡기 공기의 온도가 일정 온도 이상일 경우 엔진 제어부(40)에 신호를 송신하여 예열 릴레이(30)로 예열 신호를 보내지 않도록 한다. 반대로, 흡기 공기의 온도가 일정 온도 이하일 경우 엔진 제어부(40)에 신호를 송신하여 예열 릴레이(30)로 전원이 공급되도록 한다.
만약, 예열 릴레이(30)에 문제가 발생하여 예열 릴레이(30)가 미동작할 경우, 차량 제어부(60)는 모니터링부(50)에 예열 릴레이(30)의 고장을 알리는 경고를 표시하도록 고장 신호를 송신한다.
이때, 예열 릴레이(30)의 미동작은 전원부(10)와 예열 릴레이(30) 사이에 배치된 퓨즈(12)가 단선되었다는 것을 의미한다. 즉, 전원부(10)와 예열 릴레이(30)의 연결이 끊겨 예열 릴레이(30)로의 전원이 미공급되므로, 예열 릴레이(30)가 미동작하는 것이다.
한편, 예열 릴레이(30)의 정상적인 동작에도 불구하고 에어 히터(20)로 전원이 공급되지 않는다고 판단되면, 차량 제어부(60)는 에어 히터(20)의 문제가 발생한 것으로 감지하고 모니터링부(60)에 에어 히터(20)의 고장을 알리는 경고를 표시하도록 고장 신호를 송신한다.
만약, 예열 모드로 진행 중에 전원부(10)의 배터리 전압이 일정값 이하로 떨어져 건설기계의 엔진 시동에 문제가 발생한 것으로 판단되면 엔진 제어부(40)에 신호를 송신하여 예열 릴레이(30)로의 전원 공급이 중단되도록 하고, 모니터링부(50)에 배터리 전압이 부족한 것을 알리는 경고를 표시하도록 배터리 부족 경고 신호를 송신한다.
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계용 예열 시스템(101)은 차량 제어부(60)가 엔진 제어부(40)로부터 예열 릴레이(30)에 예열 신호를 송신하고, 예열 릴레이(30)가 에어 히터(20)로 전원을 공급하는 경우에만 모니터링부(50)의 예열 램프를 점등시킴으로써 저온에서의 건설기계의 시동성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 전원부 11: 키 스위치
12: 퓨즈 20: 에어 히터
21: 제2 온도 센서 30: 예열 릴레이
40: 엔진 제어부 41: 제1 온도 센서
50: 모니터링부 60: 차량 제어부
101: 예열 시스템

Claims (5)

  1. 건설기계에 전원을 공급하는 전원부;
    상기 건설기계의 냉각수 온도를 상승시키는 에어 히터;
    상기 에어 히터에 전원을 공급하는 예열 릴레이;
    상기 냉각수가 일정 온도 이상으로 유지되도록 상기 예열 릴레이에 예열 신호를 송신하는 엔진 제어부;
    상기 에어 히터의 작동 여부를 표시하는 예열 램프를 포함하는 모니터링부; 및
    상기 에어 히터와 상기 예열 릴레이 그리고 상기 엔진 제어부로부터 신호를 수신받는 차량 제어부를 포함하고,
    상기 차량 제어부는,
    상기 엔진 제어부로부터 상기 예열 신호를 전송받고 상기 예열 릴레이로부터 상기 에어 히터로 출력신호를 전송받으면 상기 모니터링부에 상기 예열 램프를 팝업으로 점등시키고,
    상기 에어 히터에 전원이 공급될 때 상기 엔진 제어부가 상기 예열 릴레이에 예열 신호를 미송신하면 상기 모니터링부가 상기 예열 릴레이의 고장을 알리는 경고를 표시하도록 고장 신호를 송신하고,
    상기 엔진 제어부가 상기 예열 릴레이에 예열 신호를 송신할 때 상기 에어 히터에 전원 공급이 중단되면 상기 모니터링부가 상기 에어 히터의 고장을 알리는 경고를 표시하도록 고장 신호를 송신하는 건설기계용 예열 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 엔진 제어부는 상기 냉각수의 온도를 감지하는 제1 온도 센서를 더 포함하는 건설기계용 예열 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 에어 히터에 흡기 공기의 온도를 측정하는 제2 온도 센서를 더 포함하는 건설기계용 예열 시스템.
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