KR102597075B1

KR102597075B1 - 건설기계의 트랜스미션 컷오프 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102597075B1
Application number: KR1020160034576A
Authority: KR
Inventors: 허연행
Original assignee: 에이치디현대인프라코어 주식회사
Priority date: 2016-03-23
Filing date: 2016-03-23
Publication date: 2023-11-01
Also published as: CN107228187A; KR20170110327A; CN107228187B; DE202017001568U1

Abstract

건설기계의 트랜스미션 컷오프 제어 장치는 브레이크 압력을 검출하기 위한 브레이크 압력 검출부, 붐의 위치를 검출하기 위한 붐 위치 검출부, 차량 속도를 검출하기 위한 차속 검출부, 상기 브레이크 압력, 상기 붐 상승 위치 및 상기 차량 속도를 수신하고 상기 수신된 값들에 기초하여 트랜스미션 컷오프 동작을 수행하기 위한 컷오프 제어 신호를 출력하기 위한 차량 제어 장치, 및 상기 차량 제어 장치에 작동 가능하도록 연결되며 상기 컷오프 제어 신호에 따라 트랜스미션 컷오프 동작을 제어하는 트랜스미션 제어장치를 포함한다.

Description

건설기계의 트랜스미션 컷오프 제어 장치 및 방법{TRANSMISSION CUT OFF CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR CONSTRUCTION MACHINERY}

본 발명은 건설기계의 트랜스미션 컷오프 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 건설기계의 트랜스미션 컷오프 작동을 제어하기 위한 트랜스미션 컷오프 제어 장치 및 이를 이용한 트랜스미션 컷오프 제어 방법에 관한 것이다.

휠 로더와 같은 건설기계는 주행 장치와 작업 장치를 동시에 사용하여 원하는 작업을 수행할 수 있다. 이러한 건설기계는 브레이크 페달 조작 및 엔진 등의 출력을 기반으로 자동으로 트랜스미션을 중립 상태로 전환 및 유지시키는 트랜스미션 컷오프 기능을 구비할 수 있다. 특히, 주행 상태에서 프론트 작업 장치를 빠르게 동작하고자 할 때 가속 페달(accelerator pedal)을 밟게 되는 데 주행 동력이 연결된 상태로 의도치 않게 주행 속도가 높아지므로 운전하는 차량의 속도를 줄이기 위해 브레이크 페달을 함께 밟게 된다. 이 때, 트랜스미션 컷오프 동작을 수행함으로써 주행 동력을 차단하여 작업의 효율을 향상시킬 수 있다.

그러나, 경사지 또는 덤프차에 상차 작업을 하면서 브레이크 페달을 밟을 경우 원치 않게 주행 동력이 끊어져 변속 충격과 주행 밀림 현상이 발생하여 운전자로 하여금 클러치 컷오프 스위치의 온/오프 동작을 반복하여야 하는 불편함을 초래하고 있다.

본 발명의 일 과제는 최적 시점에서 트랜스미션의 중립 전환이 이루어질 수 있도록 하는 건설기계의 트랜스미션 컷오프 제어 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 과제는 상술한 트랜스미션 컷오프 제어 장치를 이용하여 건설기계의 트랜스미션 컷오프 동작을 제어할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.

상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 트랜스미션 컷오프 제어 장치는 브레이크 압력을 검출하기 위한 브레이크 압력 검출부, 붐의 위치를 검출하기 위한 붐 위치 검출부, 차량 속도를 검출하기 위한 차속 검출부, 상기 브레이크 압력, 상기 붐 상승 위치 및 상기 차량 속도를 수신하고 상기 수신된 값들에 기초하여 트랜스미션 컷오프 동작을 수행하기 위한 컷오프 제어 신호를 출력하기 위한 차량 제어 장치, 및 상기 차량 제어 장치에 작동 가능하도록 연결되며 상기 컷오프 제어 신호에 따라 트랜스미션 컷오프 동작을 제어하는 트랜스미션 제어장치를 포함한다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 차량 제어 장치는, 상기 브레이크 압력이 기준 압력 이상, 상기 붐 상승 위치가 설정 위치 이하, 그리고 상기 차량 속도가 설정 속도 이상일 때, 상기 트랜스미션 컷오프 동작이 수행되도록 상기 컷오프 제어 신호를 출력할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 브레이크 압력의 기준 압력은 5 bar이고, 상기 붐 상승 위치의 설정 위치는 전체 높이의 40%의 높이이고, 상기 차량 속도의 설정 속도는 8 km/h일 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 트랜스미션 컷오프 제어 장치는 상기 브레이크 압력의 기준 압력을 설정하기 위한 브레이크 기준 압력 설정 스위치를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 브레이크 기준 압력 설정 스위치에 의해 상기 기준 압력이 15 bar에서 5 bar로 설정될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 차량 제어 장치는 상기 수신된 브레이크 압력이 해제 기준 압력 이하일 때, 상기 트랜스미션 컷오프 작동을 정지하도록 제어할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 해제 기준 압력은 3 bar일 수 있다.

상기 본 발명의 다른 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 트랜스미션 컷오프 제어 방법에 있어서, 브레이크 압력, 붐의 위치 및 차량 속도에 대한 정보를 획득한다. 상기 획득한 정보에 기초하여 트랜스미션 컷오프의 작동 시점을 결정한다. 상기 작동 시점에서 트랜스미션 컷오프를 수행하도록 제어할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 트랜스미션 컷오프의 작동 시점을 결정할 때 상기 브레이크 압력이 기준 압력 이상, 상기 붐 상승 위치가 설정 위치 이하, 그리고 상기 차량 속도가 설정 속도 이상일 때, 상기 트랜스미션 컷오프가 수행되도록 상기 작동 시점을 결정할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 브레이크 압력의 기준 압력은 5 bar이고, 상기 붐 상승 위치의 설정 위치는 전체 높이에서 40% 높이이고, 상기 차량 속도의 설정 속도는 8 km/h일 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 트랜스미션 컷오프 제어 방법은 상기 브레이크 압력의 기준 압력을 설정하는 것을 것 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 브레이크 압력의 기준 압력을 설정할 때 상기 기준 압력을 15 bar에서 5 bar로 설정할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 트랜스미션 컷오프 제어 방법은 상기 수신된 브레이크 압력이 해제 기준 압력 이하일 때, 상기 트랜스미션 컷오프 작동을 정지하도록 제어하는 것을 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 트랜스미션 컷오프 진입 조건에서 기존의 브레이크 기준 압력을 낮추고 붐 위치 조건과 차량의 속도 조건을 추가하여 원치 않는 시점에서의 동력 차단 제어를 방지함으로써, 기존보다 동력 차단의 효과를 극대화하여 브레이크 제동에 의한 액슬 발열량을 감소시킬 수 있다.

이에 따라, 브레이크 사용량을 크게 감소시켜 액슬 오일의 발열량을 감소시키고, 주행계의 동력을 차단함으로써 엔진 에너지 손실을 감소시켜 연비를 개선할 수 있다.

다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 휠 로더를 나타내는 측면도이다.
도 2는 도 1의 트랜스미션 컷오프 제어 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1의 붐의 회전 각도에 따른 붐 상승 위치를 나타내는 측면도이다.
도 4는 도 2의 트랜스미션 컷오프 제어 장치에 의해 결정된 트랜스미션 컷오프 동작 구간을 나타내는 그래프들이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 트랜스미션 컷오프 제어 방법을 나타내는 순서도이다.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 휠 로더를 나타내는 측면도이다. 도 2는 도 1의 트랜스미션 컷오프 제어 장치를 나타내는 블록도이다. 도 3은 도 1의 붐의 회전 각도에 따른 붐 상승 위치를 나타내는 측면도이다. 도 4는 도 2의 트랜스미션 컷오프 제어 장치에 의해 결정된 트랜스미션 컷오프 동작 구간을 나타내는 그래프들이다. 도 1에는 휠 로더(10)가 도시되어 있으나 이로 인하여 예시적인 실시예들에 따른 트랜스미션 제어 장치가 휠 로더에서만 이용되는 것으로 한정되는 것은 아니며, 지게차와 같은 산업용 차량 등에도 적용될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 휠 로더(10)에 대해서만 기술하기로 한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 휠 로더(10)는 서로 회전 가능하게 연결된 전방 차체(12) 및 후방 차체(14)를 포함할 수 있다. 전방 차체(12)는 작업 장치 및 전방 휠(70)을 포함할 수 있다. 후방 차체(14)는 운전실(40), 엔진룸(50) 및 후방 휠(72)를 포함할 수 있다.

상기 작업 장치는 붐(20) 및 버켓(30)을 포함할 수 있다. 붐(20)은 전방 차체(12)에 자유롭게 회전 가능하도록 부착되고 버켓(30)은 붐(20)의 일단부에 자유롭게 회전 가능하도록 부착될 수 있다. 붐(20)은 전방 차체(12)에 한 쌍의 붐 실린더들(22)에 의해 연결되고, 붐(20)은 붐 실린더(22)의 구동에 의해 상하 방향으로 회전할 수 있다. 틸트 암(34)은 암(20)의 중심부 상에서 자유롭게 회전 가능하도록 부착되고, 틸트 암(34)의 일단부와 전방 차체(12)는 한 쌍의 버켓 실린더들(32)에 의해 연결되고, 틸트 암(34)의 타단부에 틸트 로드에 의해 연결된 버켓(30)은 버켓 실린더(32)의 구동에 의해 상하 방향으로 회전(덤프 또는 크라우드)할 수 있다.

또한, 전방 차체(12)와 후방 차체(14)는 센터 핀(16)에 의해 서로 회전 가능하게 연결되고, 스티어링 실린더(도시되지 않음)에 신축에 의해 전방 차체(12)가 후방 차체(14)에 대하여 좌우로 굴절될 수 있다.

후방 차체(14)에는 휠 로더(10)를 주행시키기 위한 주행 장치가 탑재될 수 있다. 엔진은 엔진룸(50) 내에 배치되고 상기 주행 장치에 파워 출력을 공급할 수 있다. 상기 주행 장치는 토크 컨버터, 트랜스미션(60), 프로펠러 샤프트, 액슬 등을 포함할 수 있다. 상기 엔진의 파워 출력은 상기 토크 컨버터, 트랜스미션(60), 상기 프로펠러 샤프트 및 상기 액슬을 통해 전방 휠(70) 및 후방 휠(72)로 전달되어 휠 로더(10)가 주행하게 된다.

트랜스미션(60)은 제1 속 내지 제4 속 사이에서 속도단들을 변속시키는 유압 클러치들을 포함할 수 있고, 상기 토크 컨버터의 출력축의 회전은 트랜스미션(60)에 의해 변속될 수 있다. 트랜스미션(60)은 전진용 유압 클러치, 후진용 유압 클러치 및 제1 속 내지 제4 속용 유압 클러치들을 포함할 수 있다. 상기 유압 클러치들 각각은 트랜스미션 제어장치(TCU, transmission control unit)(300)를 통해 공급되는 압유(클러치압)에 의해 결합 또는 해방될 수 있다. 즉, 상기 유압 클러치에 공급되는 클러치압이 증가하면 상기 유압 클러치는 결합되고 상기 클러치압이 감소하면 해방될 수 있다.

운전자가 작업물 운반 작업 시 적재물 덤핑을 하고자 할 때, 붐을 빠르게 상승시키기 위해 가속 페달을 밟게 된 후 차속을 줄이기 위해 브레이크 페달을 함께 밟게 되면, 휠 로더(10)는 주행 동력을 차단하는 트랜스미션 컷오프(transmission cut off) 동작을 수행할 수 있다. 이 때, 차량 제어 장치(VCU, vehicle control unit)(200)는 트랜스미션 컷오프 동작을 수행하기 위한 제어 신호를 트랜스미션 제어장치(300)에 출력하고, 트랜스미션 제어장치(300)는 상기 전후진용 유압 클러치들에 작동유 공급을 차단하여 트랜스미션을 중립 상태로 전환할 수 있다. 이하에서는, 상기 트랜스미션 컷오프 동작을 제어할 수 있는 트랜스미션 컷오프 제어 장치에 대하여 설명하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 건설기계의 트랜스미션 컷오프 제어 장치(100)는 브레이크 압력 검출부(110), 붐 위치 검출부(120), 차속 검출부(130), 차량 제어 장치(200) 및 트랜스미션 제어장치(ECU)를 포함할 수 있다. 또한, 트랜스미션 컷오프 제어 장치(100)는 클러치 컷오프 선택 스위치(102)를 더 포함할 수 있다. 운전자는 트랜스미션 컷오프 동작이 수행되도록 클러치 컷오프 선택 스위치(102)를 온(ON) 상태로 하여 작업 효율 및 연비를 향상시킬 수 있다.

브레이크 압력 검출부(110)는 브레이크 압력에 대한 정보를 검출할 수 있다. 브레이크 압력 검출부(110)는 브레이크 압력을 검출하기 위한 브레이크 압력 센서 또는 브레이크 페달의 조작량을 검출하는 브레이크 페달 검출 센서를 포함할 수 있다. 상기 브레이크 페달 검출 센서의 경우, 상기 브레이크 페달의 조작량을 검출하고 이에 기초하여 산출된 브레이크 압력에 대한 정보를 제공할 수 있다.

붐 위치 검출부(120)는 붐(20)의 위치, 즉, 지면으로부터의 붐의 높이에 대한 정보를 검출할 수 있다. 붐 위치 검출부(120)는 붐(20)의 위치를 검출하기 위한 붐 각도 센서(24) 또는 변위 센서를 포함할 수 있다. 붐 각도 센서(24)는 붐(20)의 회전 각도를 검출하고 이에 기초하여 붐 상승 높이에 대한 정보를 제공할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 붐(20)의 회전 각도는 붐(20)의 최저 위치(0%)에서의 연장선(L)과 붐(20)의 연장선 사이의 각도일 수 있다. 붐(20)의 최고 위치(max boom height)에서 붐(20)의 회전 각도는 θmax.height이고 붐 상승 위치는 최대 높이(100%)이다. 붐(20)의 최대 수평 거리 위치(maximum horizontal reach)에서 붐(20)의 회전 각도는 θmax.reach이고, 붐 상승 위치는 중간 높이(약 40%)이다.

차속 검출부(130)는 차량의 속도 정보를 검출할 수 있다. 차속 검출부(130)는 트랜스미션(60)의 출력축의 회전 속도, 즉 차량 속도를 검출하는 차속 검출 센서를 포함할 수 있다.

차량 제어 장치(200)는 상기 브레이크 압력, 상기 붐 상승 위치 및 상기 차량 속도에 대한 정보를 수신하고, 상기 수신된 정보에 기초하여 트랜스미션 컷오프 동작을 수행하기 위한 컷 오프 제어 신호를 출력할 수 있다.

구체적으로, 차량 제어 장치(200)는 트랜스미션 컷오프 동작의 진입 시점을 결정할 수 있다. 차량 제어 장치(200)는 클러치 컷오프 선택 스위치(102)에 의해 트랜스미션 컷오프 기능이 인에이블(enable)된 상태에서, 입력된 신호들이 진입(engagement) 기준에 부합되면 트랜스미션 컷오프 동작의 실행을 위한 진입 시점을 결정할 수 있다. 구체적으로, 상기 브레이크 압력이 기준 압력 이상, 상기 붐 상승 위치가 설정 위치 이하, 그리고 상기 차량 속도가 설정 속도 이상일 때, 상기 트랜스미션 컷오프 동작으로 진입하도록 제어할 수 있다.

예를 들면, 상기 진입 모드 기준은 상기 브레이크 압력이 기준 압력(5 bar) 이상이고, 상기 붐 상승 위치가 전체 높이에서 40% 이하이고, 상기 차량 속도가 설정 속도(1단 최고 속도, 예를 들면, 8km/h) 이상인 경우이고, 차량 제어 장치(200)는 입력된 신호들이 상기 진입 모드 기준에 부합되면 트랜스미션 컷오프 동작을 수행하기 위한 컷 오프 제어 신호를 출력할 수 있다. 차량 제어 장치(200)는 다음과 같은 표 1과 같은 동력 차단 제어 알고리즘을 사용하여 클러치 컷오프 동작을 제어할 수 있다.

[표 1] 트랜스미션 제어 알고리즘

표 1에서, 조건 1은 휠 로더가 고속 주행하면서 붐이 낮은 위치에 있을 때 브레이크를 밟은 상황이고, 조건 2는 휠 로더가 저속 주행하면서 굴삭하고 있거나 저속 주행으로 경사지를 오르내리면서 브레이크를 밟은 상황이고, 조건 3은 휠 로더가 저속 주행하면서 붐을 상승하여 덤프차에 상차 동작을 하는 상황일 수 있다.

차량 제어 장치(200)는 표 1의 제어 알고리즘과 같이, 종래의 15 bar보다 작은 5 bar의 기준 압력으로 브레이크 압력에 대한 진입 조건을 완화시키고 경사지나 덤핑 동작 시 불필요하게 주행 동력이 차단되지 않도록 붐 상승 위치와 차량 속도에 대한 신호들을 고려하여 트랜스미션이 중립 상태로 변환되는 시점을 결정할 수 있다.

트랜스미션 제어장치(300)는 차량 제어 장치(200)에 작동 가능하도록 연결되며 상기 클러치 컷오프 제어 신호를 수신하여 상기 결정된 진입 시점에서 상기 전후진용 유압 클러치들에 작동유 공급을 차단하여 트랜스미션(60)을 중립 상태로 전환할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 트랜스미션 컷오프 제어 장치(100)는 상기 브레이크 압력의 기준 압력을 설정하기 위한 브레이크 기준 압력 설정 스위치(104)를 더 포함할 수 있다. 운전자는 브레이크 기준 압력 설정 스위치(104)를 이용하여 상기 브레이크 압력의 기준 압력을 설정할 수 있다. 따라서, 상기 브레이크 압력의 기준 압력은 5 bar, 10 bar, 15 bar 등으로 사용자의 선택에 따라 설정될 수 있다. 또한, 트랜스미션 제어 장치(100)는 상기 붐 상승 위치의 설정 위치 및 상기 차량 속도의 설정 속도를 운전자의 선택에 의해 원하는 값으로 설정할 수 있다.

또한, 차량 제어 장치(200)는 트랜스미션 컷오프 동작이 수행되고 있는 상태에서, 입력된 신호들이 해제(disengagement) 기준 압력에 부합되면 상기 트랜스미션 컷오프 작동을 정지하도록 제어할 수 있다. 예를 들면, 차량 제어 장치(200)는 브레이크 압력에 대한 조건을 최우선 해제 조건으로 설정하고, 입력된 브레이크 압력이 해제 기준 압력(예를 들면, 3 bar 이하) 이하일 때, 상기 트랜스미션 컷오프 작동을 정지하도록 해제 제어 신호를 출력할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 운전자가 덤프 트럭을 향해 고속 주행하면서 붐을 빠르게 상승시키기 위하여 가속 페달을 밟게 된 후 차속을 줄이기 위해 브레이크 페달을 함께 밟았을 때, 차량 제어 장치(200)는 붐이 상기 최저 위치와 최대 수평 거리 위치 사이에 있고 차속이 1단 최고 속도 이상을 만족하면, 적어도 5 bar의 브레이크 압력이 입력되면 트랜스미션 컷오프를 통해 트랜스미션을 중립 상태로 전환시킬 수 있다. 이후, 운전자가 덤프 트럭에 도착하여 브레이크 페달에 발을 떼게 되면, 3 bar 이하의 브레이크 압력이 입력되고 차량 제어 장치(200)는 상기 트랜스미션 컷오프 작동을 중단하도록 제어할 수 있다.

이하에서는, 도 2의 트랜스미션 컷오프 제어 장치를 이용하여 건설기계의 트랜스미션 컷오프 동작을 제어하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 5는 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 트랜스미션 컷오프 제어 방법을 나타내는 순서도이다.

도 2 및 도 5를 참조하면, 먼저, 건설기계의 브레이크 압력, 붐의 위치 및 차량 속도에 정보를 획득한다(S100).

예를 들면, 브레이크 압력 센서 또는 브레이크 페달 검출 센서를 통해 브레이크 압력에 대한 정보를 획득할 수 있다. 붐 각도 센서 또는 변위 센서를 통해 붐 상승 높이에 대한 정보를 획득할 수 있다. 차속 검출 센서를 통해 차량 속도에 대한 정보를 획득할 수 있다.

이어서, 트랜스미션 컷오프의 작동 시점을 결정하고(S110), 상기 결정된 작동 시점에서 트랜스미션 컷오프 동작을 수행하도록 제어한다(S120).

구체적으로, 클러치 컷오프 선택 스위치(102)에 의해 트랜스미션 컷오프 동작이 인에이블(enable)된 상태에서, 입력된 신호들이 진입 기준에 부합되면 트랜스미션 컷오프 동작의 실행을 위한 진입 시점을 결정할 수 있다. 구체적으로, 예를 들면, 상기 브레이크 압력이 기준 압력 이상, 상기 붐 상승 위치가 설정 위치 이하, 그리고 상기 차량 속도가 설정 속도 이상일 때 상기 트랜스미션 컷오프 동작으로 진입할 수 있다.

예를 들면, 상기 진입 모드 기준은 상기 브레이크 압력이 기준 압력(5 bar) 이상이고, 상기 붐 상승 위치가 전체 높이에서 40% 이하이고, 상기 차량 속도가 설정 속도(1단 최고 속도, 예를 들면, 8km/h) 이상인 경우이고, 차량 제어 장치(200)는 입력된 신호들이 상기 진입 모드 기준에 부합되면 트랜스미션 컷오프 동작을 수행하기 위한 컷 오프 제어 신호를 출력할 수 있다.

종래의 15 bar보다 작은 5 bar의 기준 압력으로 브레이크 압력에 대한 진입 조건을 완화시키고 경사지나 덤핑 동작 시 불필요하게 주행 동력이 차단되지 않도록 붐 상승 위치와 차량 속도에 대한 신호들을 고려하여 트랜스미션이 중립 상태로 변환되는 시점을 결정할 수 있다.

이 후, 상기 클러치 컷오프 제어 신호를 수신하여 상기 결정된 진입 시점에서 상기 전후진용 유압 클러치들에 작동유 공급을 차단하여 트랜스미션(60)을 중립 상태로 전환할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 브레이크 압력의 기준 압력을 원하는 값으로 설정할 수 있다. 운전자는 브레이크 기준 압력 설정 스위치(104)를 이용하여 상기 브레이크 압력의 기준 압력을 설정할 수 있다. 따라서, 상기 브레이크 압력의 기준 압력은 5 bar, 10 bar, 15 bar 등으로 사용자의 선택에 따라 설정될 수 있다. 또한, 상기 붐 상승 위치의 설정 위치 및 상기 차량 속도의 설정 속도를 운전자의 선택에 의해 원하는 값으로 설정할 수 있다.

또한, 상기 트랜스미션 컷오프 동작이 수행되고 있는 상태에서, 입력된 신호들이 해제(disengagement) 기준 압력에 부합되면 상기 트랜스미션 컷오프 작동을 정지하도록 제어할 수 있다. 예를 들면, 브레이크 압력에 대한 조건을 최우선 해제 조건으로 설정하고, 입력된 브레이크 압력이 해제 기준 압력(예를 들면, 3 bar 이하) 이하일 때, 상기 트랜스미션 컷오프 작동을 정지하도록 해제 제어 신호를 출력할 수 있다.

상술한 바와 같이, 트랜스미션 컷오프 진입 조건에서 기존의 브레이크 기준 압력 조건을 완화시키고 붐 위치 조건과 차량의 속도 조건을 추가하여 원치 않는 시점에서의 동력 차단 제어를 방지하고 기존보다 동력 차단의 효과를 극대화하여 브레이크 제동에 의한 액슬 발열량을 감소시킬 수 있다.

상기 트랜스미션 컷오프 제어 방법에 따르면, 휠 로더의 통상적인 작업에서 종래에 비해 브레이크 파워를 3kW 이상 감소시켜 액슬의 온도는 약 15℃ 감소시킬 수 있고, 엔진 에너지 손실을 감소시켜 연비를 개선할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 휠 로더 12: 전방 차체
14: 후방 차체 20: 붐
22: 붐 실린더 24: 붐 각도 센서
30: 버켓 32: 버켓 실린더
34: 틸트 암 36: 버켓 각도 센서
40: 운전실 50: 엔진룸
60: 트랜스미션 70: 전방 휠
72: 후방 휠
100: 트랜스미션 컷오프 제어 장치 102: 클러치 컷오프 선택 스위치
104: 브레이크 압력 설정 스위치 110: 브레이크 압력 검출부
120: 붐 위치 검출부 130: 차속 검출부
200: 차량 제어 장치 300: 트랜스미션 제어장치

Claims

브레이크 압력을 검출하기 위한 브레이크 압력 검출부;
붐의 위치를 검출하기 위한 붐 위치 검출부;
차량 속도를 검출하기 위한 차속 검출부;
상기 브레이크 압력, 상기 붐 상승 위치 및 상기 차량 속도를 수신하고 상기 수신된 값들에 기초하여 트랜스미션 컷오프 동작을 수행하기 위한 컷오프 제어 신호를 출력하기 위한 차량 제어 장치; 및
상기 차량 제어 장치에 작동 가능하도록 연결되며 상기 컷오프 제어 신호에 따라 트랜스미션 컷오프 동작을 제어하는 트랜스미션 제어장치를 포함하고,
상기 차량 제어 장치는, 상기 브레이크 압력이 기준 압력 이상, 상기 붐 상승 위치가 설정 위치 이하, 그리고 상기 차량 속도가 설정 속도 이상일 때, 상기 트랜스미션 컷오프 동작이 수행되도록 상기 컷오프 제어 신호를 출력하는 건설기계의 트랜스미션 컷오프 제어 장치.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 브레이크 압력의 기준 압력은 5 bar이고, 상기 붐 상승 위치의 설정 위치는 전체 높이의 40% 높이이고, 상기 차량 속도의 설정 속도는 8 km/h인 건설기계의 트랜스미션 컷오프 제어 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 브레이크 압력의 기준 압력을 설정하기 위한 브레이크 기준 압력 설정 스위치를 더 포함하는 건설기계의 트랜스미션 컷오프 제어 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 브레이크 기준 압력 설정 스위치에 의해 상기 기준 압력이 15 bar에서 5 bar로 설정되는 건설기계의 트랜스미션 컷오프 제어 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 차량 제어 장치는 상기 수신된 브레이크 압력이 해제 기준 압력 이하일 때, 상기 트랜스미션 컷오프 작동을 정지하도록 제어하는 건설기계의 트랜스미션 컷오프 제어 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 해제 기준 압력은 3 bar인 건설기계의 트랜스미션 컷오프 제어 장치.
브레이크 압력, 붐의 위치 및 차량 속도에 대한 정보를 획득하고;
상기 브레이크 압력의 기준 압력을 설정하고;
상기 획득한 정보에 기초하여 트랜스미션 컷오프의 작동 시점을 결정하고; 그리고
상기 작동 시점에서 트랜스미션 컷오프를 수행하도록 제어하는 것을 포함하고,
상기 트랜스미션 컷오프의 작동 시점을 결정할 때 상기 브레이크 압력이 기준 압력 이상, 상기 붐 상승 위치가 설정 위치 이하, 그리고 상기 차량 속도가 설정 속도 이상일 때, 상기 트랜스미션 컷오프가 수행되도록 상기 작동 시점을 결정하는 건설기계의 트랜스미션 컷오프 제어 방법.
삭제
제 8 항에 있어서, 상기 브레이크 압력의 기준 압력은 5 bar이고, 상기 붐 상승 위치의 설정 위치는 전체 높이의 40% 높이이고, 상기 차량 속도의 설정 속도는 8 km/h인 건설기계의 트랜스미션 컷오프 제어 방법.
삭제
제 8 항에 있어서, 상기 브레이크 압력의 기준 압력을 설정할 때 상기 기준 압력을 15 bar에서 5 bar로 설정하는 건설기계의 트랜스미션 컷오프 제어 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 브레이크 압력이 해제 기준 압력 이하일 때, 상기 트랜스미션 컷오프 작동을 정지하도록 제어하는 것을 더 포함하는 건설기계의 트랜스미션 컷오프 제어 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 해제 기준 압력은 3 bar인 건설기계의 트랜스미션 컷오프 제어 방법.