KR20060025985A - 팬회전속도 제어방법 - Google Patents

팬회전속도 제어방법 Download PDF

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신갸타피라 미쓰비시 가부시키가이샤
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Abstract

엔진(11)에 의해 구동하는 팬용 펌프(13)로부터 공급하는 작동유체에 의해 팬용 모터(15)를 작동하는 펌프·모터계(19)를 제어하고, 팬용 모터(15)에 의해 회전시켜 피냉각유체를 냉각하는 냉각팬(17)의 팬회전수를 제어하는 팬회전수 제어방법이다. 엔진 시동시에는, 팬회전수를 팬 최저회전수(Nmin)로부터 시작하도록 펌프·모터계(19)를 제어하고(스텝 1), 이 팬 최저회전수(Nmin)를 적어도 수초간 유지하며(스텝 2), 적어도 수초간 경과후에는, 팬 최저회전수(Nmin)로부터 팬회전수를 점차 증가시키고(스텝 3), 적어도 수초간 경과후에 팬목표회전수(Ntf)까지 이행시키도록 펌프·모터계(19)를 제어한다(스텝 4). 펌프·모터계(19)의 파손으로 이어지는 피크압력이나 압력 헌팅의 발생을 방지할 수 있다.

Description

팬회전속도 제어방법{FAN REVOLUTION SPEED CONTROL METHOD}
본 발명은, 피냉각유체를 냉각하는 냉각팬의 팬회전속도를 제어하는 팬회전속도 제어방법에 관한 것이다. 이하, 회전속도, 즉 단위시간당의 회전수를, 간단하게 '회전수'라고 한다.
엔진에 의해 구동되는 팬용 펌프로부터 공급되는 작동유에 의해 팬용 모터를 작동하는 펌프·모터계를 제어하여, 팬용 모터에 의해 회전되는 냉각팬의 팬회전수를 제어하는 팬회전수 제어방법에 있어서, 온도검출센서에 의해 피냉각유체의 온도를 검출하고, 이 피냉각유체의 검출온도에 따라서 피냉각유체를 냉각하는 냉각팬의 팬목표회전수를 결정하는 팬회전수 제어방법이 있다(예를 들면, 일본특허 제3295650호 공보참조).
이 일본특허 제3295650호 공보에 기재된 팬회전수 제어방법은, 팬목표회전수의 결정방법에 특징이 있고, 일단 팬목표회전수가 결정되면, 도 7의 중단에 나타낸 바와 같이, 엔진 시동시에 팬목표회전수 또는 최대회전수에 대응하는 제어신호, 즉 펌프용량 지령전류가, 팬용 펌프의 용량가변수단을 제어하는 전자비례밸브 등의 전기유압변환밸브에 스텝 입력된다.
즉, 팬목표회전수의 지시치는, 팬 최저회전수로부터 최대회전수까지 지시하 는 것이 가능하지만, 일본특허 제3295650호 공보에 기재된 방법에 의해, 목표온도에 의해서 팬목표회전수가 결정되기 때문에, 그 회전수는 팬최저회전수(예를 들면 300rpm)로부터 최대회전수(예를 들면 873rpm)의 사이의 지시가 되어, 온도검출센서로부터의 검출온도정보에 의해 팬목표회전수가 예를 들면 873rpm의 지시가 되었으면, 최초의 기동시에는 팬최저회전수이기 때문에, 순간적으로 300rpm에서 873rpm으로 단계적으로 변동한다. 도 7의 중단에, 팬용 펌프의 용량 지령 전류값이 스텝 입력된 예를 나타낸다.
이렇게, 종래 방법으로는, 엔진 시동시에 팬목표회전수 또는 최대회전수에 대응하는 제어신호를 스텝입력으로 지시하기 때문에, 팬용 펌프로부터 팬용 모터의 펌프·모터계에 큰 부하가 걸려, 펌프·모터계에 피크압력이나 압력 헌팅(hunting)이 발생하여, 파손의 우려가 있다.
예를 들면, 도 7의 상단에 나타낸, 팬용 펌프 및 팬용 모터의 압력에 관한 계측데이터에도 있듯이, 팬용 펌프의 펌프토출압력(또는 팬용 모터의 모터입구압력)에 피크압력이 발생하거나, 팬용 모터의 모터입구압력과 모터출구압력과의 차압이 크기 때문에 모터출구압력에 압력 헌팅이 발생함으로써, 팬용 펌프로부터 배관을 거쳐 팬용 모터에 도달하는 펌프·모터계에 파손이 생길 우려가 있다. 이러한 경우, 도 7의 하단에 나타난 바와 같이, 팬회전수에도 헌팅이 발생하고 있다.
본 발명은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 팬용 펌프로부터 공급되는 작동유체에 의해 팬용 모터를 작동하는 펌프·모터계를 제어하여 냉각팬의 팬회전수를 제어하는 팬회전수 제어방법에 있어서, 펌프·모터계의 파손으로 이어지는 피크압력이나 압력 헌팅의 발생을 방지할 수 있는 팬회전속도 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명의 팬회전속도 제어방법은, 엔진에 의해 구동되는 팬용 펌프로부터 공급되는 작동유체에 의해 팬용 모터를 작동하는 펌프·모터계를 제어하고, 팬용 모터에 의해 회전되어 피냉각유체를 냉각하는 냉각팬의 팬회전수를 제어하는 방법으로서, 피냉각유체의 온도를 검출하고, 이 피냉각유체의 검출온도에 따라서 피냉각유체를 냉각하는 냉각팬의 팬목표회전수를 결정하고, 엔진 시동시에는, 팬회전수를 팬 최저회전수로부터 시작하도록 펌프·모터계를 제어하여, 팬 최저회전수로부터 팬회전수를 점차 증가시켜 팬목표회전수까지 이행시키도록 펌프·모터계를 제어하는 방법이다. 그리고, 엔진 시동시에는, 팬회전수를 팬 최저회전수로부터 시작하여, 팬목표회전수까지 점차 증가시키도록 펌프·모터계를 제어함으로써, 엔진 시동시에 피냉각유체의 검출온도에 따라서 결정된 팬목표회전수에 대응하는 제어신호가 펌프·모터계에 스텝 입력되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 팬용 펌프와 팬용 모터에 작용하는 부하를 경감할 수 있고, 팬용 펌프와 팬용 모터의 사이에서의 피크압력의 발생을 방지할 수 있는 동시에, 팬용 펌프의 펌프토출압력, 즉 팬용 모터의 모터입구압력과 모터출구압력과의 차압에 기초한 압력 헌팅의 발생을 방지할 수 있고, 팬용 모터의 파손을 방지할 수 있는 동시에, 팬회전수의 헌팅을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 팬회전속도 제어방법은, 상기 팬회전속도 제어방법에 있어 서, 엔진 시동시의 팬 최저회전수를 일정시간 유지하는 방법이다. 그리고, 엔진 시동시의 팬 최저회전수를 일정시간 유지함으로써, 엔진부하의 변동을 피하고, 엔진 시동시의 엔진회전수의 조기안정화를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 팬 회전수 제어방법의 일 실시형태를 나타내는 플로우챠트이다.
도 2는 상기와 같은 제어방법의 회전수 증가를 나타내는 그래프이다.
도 3은 상기와 같은 제어방법에 있어서의 압력, 전류, 회전수의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 4는 상기와 같은 제어방법을 실시하는 팬회전수 제어장치의 블록도이다.
도 5는 상기와 같은 제어장치의 컨트롤러에 의해 피냉각유체의 검출온도에 따라서 팬회전수를 제어하는 알고리즘을 나타내는 블록도이다.
도 6은 상기와 같은 컨트롤러에 있어서의 PI제어기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7은 종래의 팬회전수 제어방법에 있어서의 압력, 전류, 회전수의 변화를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명을 도 1 내지 도 6에 나타낸 일 실시형태를 참조하면서 설명한다.
도 4는, 팬회전수 제어장치의 개요를 나타내고, 유압 쇼벨 등의 건설기계의 차량에 탑재된 엔진(11)은, 작동유를 압송·공급하는 작업용의 메인 펌프(12)와, 팬용 펌프(13)를 구비하고, 이들 메인 펌프(12) 및 팬용 펌프(13)를 함께 구동한다. 또, 유압 쇼벨은, 크롤러 등의 주행계를 구비한 하부주행체에, 선회계를 통해 상부선회체가 선회 가능하게 설치되고, 이 상부 선회체에 작업기계가 설치된다. 이 작업기계는, 붐, 아암, 버킷 및 이들을 작동하는 유압실린더를 구비하고 있다.
메인 펌프(12)는, 상기 차량에 장착된 주행계의 유압모터, 선회계의 유압모터, 작업기계의 유압실린더 등의 각종 유압액츄에이터에 작동유체로서의 작동유를 공급한다.
팬용 펌프(13)는, 배관(14)에 토출된 작동유체로서의 작동유에 의해 팬용 모터(15)를 작동한다. 이 팬용 모터(15)는, 그 회전축(16)에 냉각팬(17)을 일체로 장착하여, 이 냉각팬(17)을 회전 동작한다.
팬용 펌프(13)는, 입력신호를 전기신호로 하고 출력신호를 유압신호로 한 전자비례밸브 등의 전기유압변환밸브(18)를 구비하고, 이 전기유압변환밸브 (18)로부터 출력되는 유압신호에 의해 팬용 펌프(13)의 펌프토출유량을 가변 제어하고, 팬용 모터(15)의 회전수를 가변 제어할 수 있는 가변용량형 펌프이다.
전기유압변환밸브(18)에 의해 용량이 가변 제어되는 가변용량형의 팬용 펌프(13)로부터 배관(14)을 지나서 팬용 모터(15)에 도달하는 유압회로를, 팬용 펌프(13)로부터 공급되는 작동유 유량에 의해 팬용 모터(15)의 팬회전수를 제어하는 펌프·모터계(19)로 한다.
냉각팬(17)과 대향하는 위치에는, 흡입공기 냉각기(21), 오일 냉각기(22) 및 라디에이터(23)가 차례로 배치되고, 흡입공기 냉각기(21)에는 흡입공기 배관(24)이, 오일 냉각기(22)에는 작동유 배관(26)이, 라디에이터(23)에는 냉각제 배관(26)이, 각각 배치되어 있다.
흡입공기 배관(24)에는 피냉각유체로서의 흡입공기의 온도를 검출하는 흡입공기 온도검출센서(27)가, 작동유 배관(25)에는 피냉각유체로서의 유압회로의 작동유의 온도를 검출하는 작동유 온도검출센서(25)가, 냉각제 배관(26)에는 피냉각유체로서의 냉각제(냉각수)의 온도를 검출하는 냉각제 온도검출센서(29)가, 각각 설치되고, 이들 온도검출센서(27, 28, 29)는, 각각의 입력신호라인(31, 32, 33)을 지나서 컨트롤러(34)의 신호입력부에 접속되어 있다.
또한, 이 컨트롤러(34)의 신호출력부는, 출력신호라인(35)을 지나서 상기 전기유압변환밸브(18)의 신호입력부에 접속되어 있다.
그리고, 이 컨트롤러(34)는, 각종 온도검출센서(27, 28, 29)에 의해 검출된 온도정보신호를 연산처리하여, 이 컨트롤러(34)로부터의 출력신호에 의해, 전기유압변환밸브(18)를 통하여 팬용 펌프(13)의 펌프토출유량을 가변 제어함으로써, 팬용 모터(15)의 회전수를 가변 제어하고, 온도검출센서(27, 28, 29)에 의해 검출된 흡입공기, 작동유 및 냉각제의 각 피냉각유체의 검출온도가 미리 설정된 목표온도에 도달하도록 냉각팬(17)의 팬회전수를 가변 제어하여, 각 피냉각유체가 과열되지 않도록 적절히 냉각한다.
이렇게, 컨트롤러(34)는, 냉각팬(17)에 의해 냉각되는 피냉각유체의 검출온도가 목표온도가 되도록 팬회전수를 가변 제어하는 동시에, 냉각팬(17)의 팬회전수 를 저하시킴으로써, 간접적으로 메인 펌프(12)의 출력을 상승시키는 기능도 있다.
즉, 엔진(11)에 의해 메인 펌프(12)와 함께 구동되는 팬용 펌프(13)로부터 토출된 작동유로 팬용 모터(15)를 작동하고, 이 팬용 모터(15)에 의해 냉각팬(17)을 회전 동작시키지만, 컨트롤러(34)는, 이 냉각팬(17)의 팬회전수를 저하시키도록 팬용 펌프(13)를 제어함으로써, 팬용 펌프(13) 및 팬용 모터(15)로 소비되는 팬구동마력을 하강시키고, 그만큼, 상대적으로 메인 펌프(12)의 출력을 상승시킬 수도 있다.
다음에, 컨트롤러(34)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 각각의 피냉각유체의 검출온도에 따라서 팬목표회전수를 결정하는 알고리즘을 가진다.
이 도 5에 있어서, 미리 설정된 흡입공기 목표온도 Tti, 흡입공기 온도검출센서(27)에 의해 검출된 흡입공기검출온도 Tmi, 미리 설정된 작동유 목표온도 Tto, 작동유 온도검출센서(28)에 의해 검출된 작동유 검출온도 Tmo, 미리 설정된 냉각제 목표온도 Ttc, 냉각제 온도검출센서(29)에 의해 검출된 냉각제 검출온도 Tmc의 각 신호는, 각각의 비례적분제어기{이하, 이들 비례적분제어기를 'PI제어기(37, 38, 39)'라 한다}에 입력된다.
이들 PI제어기(37, 38, 39)는, 흡입공기, 작동유 및 냉각제의 각 피냉각유체의 발열량 및 주위온도에 따라서 정정되는 복수의 팬목표회전수를 피냉각유체마다 각각 결정함으로써, 이들 PI제어기(37, 38, 39)로부터 출력되는 흡입공기용 팬목표회전수 Nti, 작동유용 팬목표회전수 Nto 및 냉각제용 팬목표회전수 Ntc의 각 신호는, 각각 포화특성을 가진 리미터(42, 43, 44)에 의해 상한 및 하한이 설정된다.
이들 리미터(42, 43, 44)를 거친 흡입공기용 팬목표회전수 Nti', 작동유용 팬목표회전수 Nto' 및 냉각제용 팬목표회전수 Ntc'는, 종합목표회전수결정기(45)에 입력되고, 이 종합목표회전수결정기(45)에 의해, 복수의 팬목표회전수 Nti', Nto', Ntc'로부터 하나의 종합목표회전수 Ntt를 연산하여 결정한다.
예를 들면, 이 종합목표회전수결정기(45)는, 각각의 피냉각유체의 팬목표회전수 Nti', Nto', Ntc'를 제곱하고, 그들을 가산하여, 그 평방근을 구함으로써 종합목표회전수 Ntt를 연산한다. 즉,
Ntt = {Σ(피냉각유체 n의 팬목표회전수)2}1/2 또는, Ntt = {(Nti')2 + (Nto')2 + (Ntc')2}1/2 이 된다.
이 종합목표회전수 Ntt는, 더욱 포화특성에 의해 하한 및 상한을 설정하는 리미터(46)를 지나서, 최종적인 팬목표회전수 Ntf가 된다.
도 6에는, 상기 작동유 온도에 관한 PI제어기(38)가 상세하게 나타나 있다.
이 도 6에 있어서, 작동유 목표온도 Tto 및 작동유 검출온도 Tmo는, 그들 오차를 연산하기 위한 비교기(51)에 도입되고, 이 비교기(51)부터 출력되는 오차신호에 게인(gain)(52)을 곱한 후에, 하한 및 상한을 설정하는 포화특성을 가진 리미터(53)에 의해 제한 처리된 신호치와, 상기 오차신호에 게인(54)이 곱해져서, 적분기(55)에 의해 적분 처리되고, 더욱 리미터(56)에 의해 제한 처리된 신호치와, 예기된 팬회전수 Nef가, 가산기(57)로 가산됨으로써, 상기 작동유용 팬목표회전수 N'가 결정된다.
마찬가지로 하여, 흡입공기 목표온도 Tti 및 흡입공기 검출온도 Tmi가 PI제어기(37)로 처리되어, 상기 흡입공기용 팬목표회전수 Nti가 결정되고, 또한, 냉각제 목표온도 Ttc 및 냉각제 검출온도 Tmc가 PI제어기(39)로 처리되어, 상기 냉각제용 팬목표회전수 Ntc가 결정된다.
다음에, 상기 컨트롤러(34)는, 엔진(11)에 의해 구동되는 팬용 펌프(13)로부터 공급되는 작동유에 의해 팬용 모터(15)를 작동하는 펌프·모터계(19)의 전기유압변환밸브(18)를 제어하여, 팬용 모터(15)에 의해 회전되는 냉각팬(17)의 팬회전수를 제어함으로써, 온도검출센서(27, 28, 29)에 의해 검출된 흡입공기, 작동유 및 냉각제의 각 피냉각유체의 검출온도에 따라서 냉각팬(17)의 팬목표회전수 Ntf를 결정하지만, 이 팬목표회전수 Ntf를 엔진 시동과 동시에 출력하는 것이 아니라, 시간을 들여 이 팬목표회전수 Ntf에 도달하도록 제어한다.
즉, 도 1의 플로우챠트에 나타낸 바와 같이, 상기 컨트롤러(34)는, 엔진 시동시에는 팬회전수를 팬최저회전수 Nmin로부터 시작하도록 펌프·모터계(19)의 전기유압변환밸브(18)를 제어하고(스텝 1), 이 팬최저회전수 Nmin을 적어도 수초간 유지하여(스텝 2), 적어도 수초간 경과한 후에는, 팬최저회전수 Nmin로부터 팬회전수를 점차 증가시키고(스텝 3), 증가 제어에 들어가고 나서 적어도 수초간 경과한 후에는 팬목표회전수 Ntf까지 이행시키도록 펌프·모터계(19)의 전기유압변환밸브(18)를 제어한다(스텝 4).
그리고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 컨트롤러(34)는, 엔진 시동시의 팬회전수로서, 팬최저회전수 Nmin을 엔진 시동시로부터 설정된 일정시간 T1, 예를 들 면 10초간 유지하고, 더욱, 설정된 일정시간 T2, 예를 들면 10초간에 걸쳐, 팬회전수를 팬최저회전수 Nmin로부터 일정 구배로 점차 증가시켜 팬목표회전수 Ntf에 도달시킨다. 이들 일정시간 T1, T2는, 고정된 시간이라도 좋지만, 소프트웨어상의 설정변경에 의해 용이하게 가변 조정할 수 있다.
다음에, 이 팬회전수 제어방법을 순서대로 설명한다.
(1) 엔진(11)의 흡입공기, 작동유 및 냉각제(냉각수)의 온도를, 온도검출센서(27, 28, 29)에 의해 각각 검출한다.
(2) 컨트롤러(34)의 내부에 각각 설정된 각 피냉각유체의 목표온도와, 각각의 온도검출센서(27, 28, 29)에 의해 검출된 각 피냉각유체의 검출온도와의 차를, PI제어기(37, 38, 39)의 비교기(51)로 계산하여, 이 차에 게인(52, 54) 및 적분기(55)에서 비례적분제어를 가한다.
(3) 이 PI제어에 의해, 각각의 피냉각유체마다 팬목표회전수 Nti, Nto, Ntc가 결정되고, 더욱 리미터(42, 43, 44)를 지나서 팬목표회전수 Nti', Nto', Ntc'가 결정된다.
(4) 이들 복수의 팬목표회전수 Nti', Nto', Ntc'로부터 종합목표회전수결정기(45)에 의해 하나의 종합목표회전수 Ntt를 정한다. 예컨대, 종합목표회전수 Ntt = {Σ(피냉각유체 n의 팬목표회전수)2}1/2를 사용하여 연산한다.
그리고, 종합목표회전수 Ntt로부터 리미터(46)를 지나서 팬목표회전수 Ntf가 최종적으로 결정된다.
(5) 이렇게 팬목표회전수 Ntf가 결정되더라도, 엔진 시동시에는, 냉각팬(17)의 팬회전수를 팬목표회전수 Ntf로 제어하지는 않고, 항상 팬최저회전수 Nmin으로부터 팬회전수 제어를 시작하여, 이 팬최저회전수 Nmin가 얻어지도록, 컨트롤러(34)는 전자비례밸브 등의 전기유압변환밸브(18)를 구동하여, 팬용 펌프(13)의 펌프토출량을 제어함으로써, 팬용 모터(15)의 모터회전수를 제어하고, 냉각팬(17)의 팬회전수를 팬최저회전수 Nmin로 제어한다.
(6) 이 팬최저회전수 Nmin는, 적어도 수초간, 예를 들면 10초간 유지되도록 제어된다. 이에 따라, 팬용 펌프(13)와 팬용 모터(15)의 부하를 경감시킨다. 이 팬최저회전수 Nmin에 유지되는 시간은, 일정 시간으로 고정하여도 좋지만, 소프트웨어상의 설정변경에 의해 용이하게 변경 가능하다.
(7) 이 팬최저회전수 Nmin를 예를 들면 10초간 유지한 후, 그 후 더욱 적어도 수초간, 예를 들면 10초간에 걸쳐 팬목표회전수 Ntf로 이행하도록 팬회전수를 증속 제어한다. 이 팬목표회전수 Ntf로 이행하는 시간은, 일정한 시간으로 고정하여도 좋지만, 소프트웨어상의 설정변경에 의해 용이하게 변경 가능하다.
이 때, 이 팬목표회전수 Ntf가 얻어지도록, 컨트롤러(34)로부터 전기유압변환밸브(18)에 출력되는 지령전류치를 점차 변화시켜, 팬용 펌프(13)의 펌프토출량을 증량 제어하고, 팬용 모터(15)의 모터회전수를 증속 제어하여, 냉각팬(17)의 팬회전수를 팬목표회전수 Ntf로 제어한다.
(8) 각 피냉각유체의 검출온도가 각각의 목표온도에 도달하도록, 상기 (2)로 되돌아가, 피드백제어를 계속한다.
즉, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 온도검출센서(27, 28, 29)에 의해 검출된 흡입공기, 작동유 및 냉각제의 각 피냉각유체의 온도정보를 바탕으로, 각 피냉각유체의 검출온도가 목표온도에 도달하도록, 비교기(51) 등을 포함하는 PI제어기(37, 38, 39) 및 리미터(46) 등을 통하여 얻어진 팬목표회전수 Ntf에 의해, 냉각팬(17)의 팬회전수를 제어한다.
요약하면, 흡입공기, 작동유 및 냉각제 중 어느 하나의 피냉각유체의 검출온도가 그들 목표온도보다 높을 때에는, 그 온도오차에 따라서 팬목표회전수 Ntf를 상승시켜, 보다 강한 냉각효과가 얻어지도록, 상시 또는 정기적으로 온도검출센서(27, 28, 29)로 검출된 온도정보를 팬회전수에 피드백하여, 회전수센서를 사용하지 않고, 팬회전수를 제어할 수 있도록 하고 있다.
그 때, 각각의 피냉각유체의 발열량이 증가한 경우, 온도검출센서(27, 28, 29)에 의한 검출온도가, 미리 설정된 목표온도에 도달하기 위해서는, 보다 높은 팬회전수가 되도록 PI제어기(37, 38, 39)가 동작한다.
예컨대, 작동유의 목표온도가 60℃이고, 검출온도를 61℃로 하면, 검출온도가 60℃가 되도록 냉각팬(17)의 팬회전수가 증가하기 시작한다. 만약, 발열량이 약간이면, 약간의 팬회전수의 상승으로도, 작동유 온도는 60℃로 복귀하지만, 만약 발열량이 크면, 약간의 팬회전수의 상승으로는, 작동유 온도는 계속 상승하고, 그와 더불어 팬회전수도 상승한다. 이윽고, 팬회전수가 충분히 높아지면, 작동유 온도는 내려가기 시작하여, 목표온도에 도달하면 팬회전수의 증가는 멈춘다.
또한, 목표온도 및 발열량의 조건이 같더라도, 주위온도가 높아지면, 냉각팬 (17)은, 마찬가지로 보다 높은 팬회전수가 된다.
이렇게, 각각의 피냉각유체의 발열량과 주위온도에 따라서 팬회전수의 정정(整定)되는 값이 다르다. 바꾸어 말하면, 온도마다 정해지는 팬회전수의 맵을 갖지 않고서 제어하고 있다.
이상과 같이, 이 팬회전수 제어방법은, 도 5 및 도 6에 나타낸 알고리즘에 의해서 산출되는 팬목표회전수 Ntf에 대하여, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 엔진시동후의 설정된 일정시간 T1(예를 들면 10초간)은 팬최저회전수 Nmin을 유지하고, 이 일정시간 T1의 경과한 후, 설정된 일정시간 T2(예컨대 10초간)에 걸쳐 팬최저회전수 Nmin로부터 팬목표회전수 Ntf로 시간에 비례시켜 팬회전수를 서서히 상승시킨다.
즉, 엔진 시동시에는, 펌프·모터계(19)의 전기유압변환밸브(18)에 대하여, 도 3의 중단에 T1로 나타낸 바와 같이, 일정한 펌프용량 지령전류를 공급함으로써, 팬회전수를 연산에 의해 결정된 팬목표회전수 Ntf로 제어하지 않고, 항상 팬최저회전수 Nmin로부터 팬회전수 제어를 시작하고, 게다가 적어도 수초간은 팬최저회전수 Nmin을 유지하기 때문에, 팬용 펌프(13)와 팬용 모터(15)의 부하를 경감할 수 있는 동시에, 엔진 시동시의 팬최저회전수 Nmin을 일정시간 유지함으로써, 엔진부하의 변동을 피하여, 엔진시동시의 엔진회전수의 조기안정화를 도모할 수 있다.
또한, 엔진 시동직후에는, 펌프·모터계(19)의 전기유압변환밸브(18)에 대하여, 도 3의 중단에 T2로 나타낸 바와 같이, 시간과 비례적으로 점차 변화하는 펌프용량 지령전류를 공급함으로써, 팬최저회전수 Nmin로부터 팬목표회전수 Ntf까지 팬 회전수를 점차 증가시키도록, 팬회전수를 적어도 수초간에 걸쳐 변이시킴으로써, 엔진 시동시에 피냉각유체의 검출온도에 따라서 결정된 팬목표회전수 Ntf에 대응하는 제어신호가 펌프·모터계(19)에 스텝 입력되는 것을 방지하기 때문에, 도 3의 상단에 나타낸 바와 같이, 팬용 펌프(13)와 팬용 모터(15)사이에서의 피크압력의 발생을 방지할 수 있고, 팬용 펌프(13), 팬용 모터(15), 및 펌프·모터사이의 배관(14)의 파손을 방지할 수 있는 동시에, 팬용 펌프(13)의 펌프토출압력, 즉 팬용 모터(15)의 모터입구압력과, 모터출구압력과의 차압을 감소시킴으로써, 모터출구압력의 압력 헌팅의 발생을 방지하여 부드럽게 모터출구압력을 상승시킬 수 있기 때문에, 팬용 모터(15)의 파손을 방지할 수 있다.
또한, 도 3의 하단에 나타낸 바와 같이, 팬회전수의 헌팅의 발생도 방지할 수 있다.
또한, 작동유의 급격한 변동이 없기 때문에, 작동유에 의한 이상음이 팬용 펌프(13)와 팬용 모터(15)로부터 발생하는 것을 방지할 수 있다. 팬회전수의 급격한 변동이 없기 때문에, 냉각팬(17)으로부터의 소리가 자연스러운 올라가는 쪽이 되고, 오퍼레이터에게 있어서의 듣기에 거슬리는 팬 소리의 발생을 방지할 수 있다. 피크압력에 의해, 냉각팬(17)이 돌아가지 않는다고 하는 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
더욱이, 소프트웨어에 의한 전기유압변환밸브(즉 전자비례밸브)(18)에 대한 전류지시로 본 제어방법을 용이하게 실현할 수 있기 때문에, 팬용 펌프(13)와 팬용 모터(15)사이에 릴리프 밸브를 설치하는 등, 유압 컴퍼넌트를 이용하여 피크압력을 방지하는 경우와 같은 비용상승을 방지할 수 있다.
본 발명은, 유압 쇼벨 등의 건설기계 뿐만 아니라, 펌프·모터계를 제어하여 냉각팬의 팬회전수를 제어하는 다른 작업기계에도 이용할 수 있다.

Claims (2)

  1. 엔진에 의해 구동되는 팬용 펌프로부터 공급되는 작동유체에 의해 팬용 모터를 작동하는 펌프·모터계를 제어하고, 팬용 모터에 의해 회전되어 피냉각유체를 냉각하는 냉각팬의 팬회전수를 제어하는 팬회전수 제어방법으로서,
    피냉각유체의 온도를 검출하고,
    이 피냉각유체의 검출온도에 따라서 피냉각유체를 냉각하는 냉각팬의 팬목표회전수를 결정하고,
    엔진 시동시에는, 팬회전수를 팬 최저회전수로부터 시작하도록 펌프·모터계를 제어하고, 팬 최저회전수로부터 팬회전수를 점차 증가시켜 팬목표회전수까지 이행시키도록 펌프·모터계를 제어하는 것을 특징으로 하는 팬회전속도 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 엔진시동시의 팬 최저회전수는, 일정시간 유지하는 것을 특징으로 하는 팬회전속도 제어방법.
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