KR20110057619A - 엔진회전수 저하방지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 소형중장비에 있어서 엔진의 회전수에 따라 부하를 가변제어함으로써 과부하를 없애 상기 엔진의 회전수 저하를 줄이는 엔진 회전수 저하 방지 시스템에 관한 것이다.

본 발명에 따른 엔진회전수 저하방지 시스템은, 소형중장비의 전자제어유닛(ECU)에 의한 엔진회전수 저하방지 시스템에 있어서, 상기 엔진으로부터 실시간으로 현재 회전수를 판독하는 엔진회전수 센서, 상기 장비로부터 요구되는 회전수를 판독하는 장비콘트롤러, 상기 엔진회전수 센서에 의해 판독된 회전수와 상기 장비로부터 요구되는 회전수의 차이를 계산하여 일정 회전수 차이 발생시 부하를 제어하는 전자제어유닛을 포함하여 이루어진다.

엔진회전수 센서, 장비 콘트롤러, 엔진 콘트롤러, 전자제어유닛, 부하

Description

엔진회전수 저하방지 시스템{PREVENTION SYSTEM REDUCES ENGINE RPM}

본 발명은 엔진회전수 저하방지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소형중장비에 있어서 현재 엔진의 회전수와 장비에서 요구되는 엔진 회전수의 차이를 계산하여 일정 회전수 이상 차이 발생시 엔진에 연결된 유압부나 기타 에어컨 등의 부하를 가변제어함으로써 과부하를 없애 엔진회전수 저하를 줄이는 엔진회전수 저하방지 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 중장비에 있어서는 작업환경에 알맞도록 큰 동력을 발생시키기 위해 유압을 사용하고, 이러한 유압은 엔진의 가동에 의해 발생되도록 되어 있는 바, 휘일로우더와 같은 일반적인 작업조건인 주행과 작업부하가 동시에 걸리는 주행 및 작업 조건에서는 엔진 부하가 최대 토오크에 가깝게 걸리도록 엔진과 작업펌프 변속기의 출력을 설계하고 있다.

상기한 중장비의 엔진에서 발생된 토오크는 도 1에 나타난 바와 같이, 엔진(1)과 연결되어 작업을 위한 작동기를 작동시키기 위한 유압력을 발생시키는 메 인펌프(2)와, 이 작업펌프(2)와 병렬로 설치되면서 엔진(1)에 의해 구동되어 주행을 위한 유압모우터를 구동시키는 데 필요한 유압력을 발생시키는 조향펌프(3) 및, 상기 엔진(1)과 변속기(미도시) 사이에 설치되어 엔진(1)의 토오크를 변속기로 전달하도록 된 토오크 컨버터(4)에 대부분이 전달되어 소요되도록 되어 있다.

이때, 상기 토오크 컨버터(4)의 소요토오크는 가변적이지 못하여 상기한 두 펌프(2, 3)와 토오크 컨버터(4)에서 소요되는 총 토오크량이 엔진(1)의 최대 토오크량을 넘어 엔진(1)이 정지되는 것을 방지하기 위해서는, 엔진(1)의 최대 토오크에서 토오크 컨버터(4)의 최대 토오크을 뺀 나머지 토오크에 의해 상기 두 펌프(2, 3)가 구동되도록 조정하여야 한다.

한편, 상기 두 펌프(2, 3)의 소요토오크는 펌프(2, 3)의 토출량과 두 펌프(2, 3)에 압유라인(5, 6)을 통해 배관된 작동기와 유압모우터에 오우버로드를 방지해주는 릴리이프 밸브(7, 8)의 설정압력에 의해 결정되어 지는 바, 종래에는 상기한 릴리이프 밸브(7, 8)의 설정압력을 조정하여, 두 펌프(2, 3)에 걸리는 구동토오크의 최대치를 제한하므로써, 두 펌프(2, 3)와 토오크 컨버터(4)에서 소요되는 최대 토오크 소요량이 엔진(1)의 최대 토오크량을 초과하지 않도록 하였으나, 토오크 컨버터(4)에 최대 토오크가 전달되어 사용되지 않는 경우 엔진(1)에서 발생된 토오크는 토오크 컨버터(4)와 두 펌프(2, 3)를 구동하고도 여분의 토오크가 발생되므로, 엔진(1) 토오크를 효과적으로 사용하지 못한다는 문제점이 있었다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이 종래의 수동식 엔진회전수제어 스위치(10)와 모드전환 스위치(20)는 손으로 조작하는 다이얼 식이기 때문에 정밀한 조작이 힘들다. 따라서, 작업환경에 적합한 엔진회전수보다 높은 값으로 설정되면 연료의 낭비 및 장비의 과부하, 과열 등이 발생하고 낮은 값으로 설정되면 작업시 동력이 부족한 문제점이 있다.

아울러, 종래의 엔진회전수제어 스위치(10)와 모드전환 스위치(20)를 조작하려면 조작레버에서 손을 놓아 작업을 멈춘 후 엔진회전수제어 스위치(10)와 모드전환 스위치(20)를 조작해야하므로 작업시 공백이 발생하여 작업능률이 떨어지는 문제점이 있다.

한편, 소형장비에 사용중인 전자식 엔진제어 시스템에서 낮은 엔진 회전수에서 순간적으로 부하가 걸릴 경우 엔진에서 이에 대한 반응지연으로 엔진 회전수가 많이 떨어지거나 심할 경우 엔진이 꺼질 경우가 있어 운전자에게 불안 또는 휠 장비의 경우는 도로 주행 중 위험한 상황을 맞이할 수도 있는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 소형중장비에 있어서 엔진의 회전수에 따라 부하를 가변제어함으로써 과부하를 없애 상기 엔진의 회전수 저하를 줄이는 엔진회전수 저하 방지 시스템을 제공함에 있다.

전술한 본 발명의 목적은, 소형중장비의 전자제어유닛(ECU)에 의한 엔진회전수 저하방지 시스템에 있어서, 상기 엔진으로부터 실시간으로 현재 회전수를 판독하는 엔진회전수 센서, 상기 장비로부터 요구되는 회전수를 판독하는 장비콘트롤러, 상기 엔진회전수 센서에 의해 판독된 회전수와 상기 장비로부터 요구되는 회전수의 차이를 계산하여 일정 회전수 차이 발생시 부하를 제어하는 전자제어유닛을 포함하여 이루어지는 엔진회전수 저하방지 시스템을 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 전자제어유닛은 CAN(controller area network)통신을 이용하는 엔진회전수 저하방지 시스템을 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 부하는 에어컨 콤프레셔(AC comp.)클러치, 유압파워 감소솔레노이드(ECO sol.) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것으로 이루어지는 엔진회전수 저하방지 시스템을 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 부하는 엔진회전수의 저하된 정도 에 따라 순차적으로 차단 또는 작동되거나, 동시에 차단 또는 작동되는 엔진회전수 저하방지 시스템을 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 전자제어유닛은 현재 회전수가 요구되어지는 회전수에 대해 10% 이상 차이 발생시 에어컨 콤프레셔 클러치를 오프(off)시키고, 추가로 5% 차이 발생시 유압파워감소 솔레노이드가 온(on)되어 지는 엔진회전수 저하방지 시스템을 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 전자제어유닛은 현재 회전수가 1500rpm 이하에서는 요구되는 회전수와 10% 이하 차이 발생시 상기 에어컨 컴프레셔 클러치와 상기 유압파워감소 솔레노이드를 동시에 끊어주고, 현재 회전수가 1500rpm 이상에서는 순차적으로 에어컨 콤프레셔 클러치와 유압파워감소 솔레노이드를 끊어주는 엔진회전수 저하방지 시스템을 제공함에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 엔진회전수 저하 방지 시스템을 이용함으로 해서, 전자식 엔진콘트롤 시스템에서 급작스런 초기 과부하시 엔진회전수 저하 및 시동꺼짐을 방지하여 안정적인 엔진회전수 콘트롤을 구현할 수 있다.

이하에서 설명되는 본 발명의 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 엔진회전수 저하방지 시스템의 블럭구성도, 도 4는 본 발명에 따른 엔진회전수 저하방지 시스템을 제어하기 위한 순서도를 나타내는 것으로서,

본 발명의 구성은 크게 전자제어유닛(ECU)(100), 부하(200), 엔진으로 이루어진다.

더욱 상세하게는, 상기 전자제어유닛(ECU)(100)은 장비콘트롤러(VECU)(110)와 엔진콘트롤러(EECU)(120)로 구분될 수 있다.

먼저, 상기 전자제어유닛(100)은 엔진회전수 센서(150)로부터 실시간으로 엔진회전수를 판독한다.

또한, 상기 장비콘트롤러(110)는 엔진에 요구되는 회전수를 CAN(controller area network)통신 시그날(130)로 상기 엔진콘트롤러(120)와 상기 전자제어유닛(100)에 전달하고, 상기 전자제어유닛(100)은 각각의 엔진회전수(실재 회전수와 장비가 요구하는 회전수)를 비교하여 상기 회전수 간의 일정이상의 차이가 발생하면 엔진에 연결되어있는 부하(200) 중 에어컨 콤프레셔(AC comp.)(210) 또는 유압 파워감소 솔레노이드(ECO sol.)(220)를 엔진회전수가 떨어지는 양에 따라 순차적 또는 동시적으로 차단 및 작동시켜 엔진에 걸리는 부하(200)를 순간적으로 줄여 엔진 회복에 기여하는 시스템으로 되어 있다.

즉, 상기 전자제어유닛(100)은 실시간으로 상기 엔진회전수 센서(150)를 통해 현재의 회전수를 판독하고, 상기 장비콘트롤러(110)에서 요구되는 엔진회전수를 CAN통신 시그날(130)로부터 판독하여 상기 엔진회전수 센서(150)를 통해 판독된 현재의 회전수와 상기 CAN통신 시그날(130)로부터 판독된 요구 회전수를 비교하여 일정이상 차이가 나면 부하(200)를 제어하여 엔진회전수를 조절하는 시스템이다.

바람직하게는, 상기 설명된 부하(200)는 바람직한 일례를 설명한 것일 뿐 장비의 특성에 따라 다양하게 구현될 수 있음은 물론이다.

한편, 상기의 각 구성요소를 보다 구체적으로 살펴보면,

먼저, 엔진회전수 센서(150)는 현재 엔진의 회전수를 판독하는 센서로서 감지된 회전수를 전자제어유닛(100)에 전달된다.

다음, CAN(controller area network)통신에 대해 구체적으로 설명하면, 상기 CAN통신은 다른 자동화 통신망들에 비하여 가격대비 성능이 우수하며, 지난 수년간 차량 내의 열악한 환경에서 성공적으로 동작 되어 신뢰도가 검증된 통신망이다. 신뢰도가 검증된 만큼 기존 차량에서도 승용차, 트럭, 버스 등 엔진 관리 시스템, 미끄럼 방지 브레이크, 기어제어, 활성 서스펜션 등과 같은 ECU들 사이의 커뮤니케이 션에 이용되고 있다.

또한, CAN은 초기에 자동차 산업분야에 적용하기 위해 고안된 시리얼 네트워크 통신방식이다. 아울러, 여러 가지 엔진제어유닛들을 병렬로 연결하여 각각의 콘트롤러들과 서로 정보교환이 원활히 이루어져 우선순위대로 처리하는 방식으로 각각의 콘트롤러들 간에 정보교환이 이루어진다는 장점과 여러 가지 장치를 단지 2개의 선으로 컨트롤할 수 있다는 장점이 있다.

따라서, 본 발명에서는 상기 CAN통신 시그날(130)로 상기 장비콘트롤러(110)의 요구회전수를 전자제어유닛(100)로 전달한다.

한편, 도 4에서 나타나는 바와 같이 전자제어유닛(100)의 회전수 저하 방지 시스템이 제어되는 순서도를 구체적으로 살펴보면,

먼저, 장비의 현재 엔진회전수를 판독하는 단계(S400)와, 상기 장비가 요구하는 엔진회전수를 판독하는 단계(S402)에서 각각의 회전수를 측정하고, 상기 회전수가 기준 값 이상으로 차이가 나는지 판단하는 단계(S404)에서 만약, 기준 값 이하로 차이가 나면 현재 설정된 엔진회전수로 유지되는 단계(S406)로 가고, 기준 값 이상 차이가 나면 다시 그 차이가 10%이상인지를 판단하는 단계(S408)로 이어진다. 만약, 그 차이가 10%미만이면 현재 설정된 엔진회전수로 유지되는 단계(S410)로 가고 10%이상이면 에어컨 컴프레셔가 오프(OFF)신호를 발생하는 단계(S412)로 간다.

또한, 이 상태에서 엔진회전수가 추가적으로 5%가 더 차이가 나는지 판단하는 단계(S414)에서 차이가 나지 않는다면 현재 설정된 엔진회전수로 유지되는 단 계(S416)로 가고 만약, 추가적으로 5% 차이가 나는 경우는 유압 솔레노이드가 온(ON)신호를 발생하는 단계(S418)에서 상기 엔진의 회전수가 제어된다.

더욱 상세하게는 장비콘트롤러(110)에서 요구되는 rpm 대비 10% 이상 차이가 발생하게 되면 에어컨 콤프레셔(210) 클러치가 오프(off) 되고, 또한 추가로 5% 정도의 차이가 더 발생하면 유압파워감소 솔레노이드(220)가 온(on) 된다.

또한, 현재 엔진회전수가 1500rpm 이하에서는 상기 요구 되어지는 회전수와 10% 이하 차이발생시 상기 에어컨 콤프레셔(210) 클러치와 유압파워감소 솔레노이드(220)를 한꺼번에 끊어주고, 현재 엔진회전수가 1500rpm 이상에서는 상기 에어컨 콤프레셔(210)에서 상기 유압파워감소 솔레노이드(220)를 순차적으로 끊어주게 된다.

상기와 같이 현재의 엔진회전수와 요구되는 엔진회전수와의 차이에 따른 부하의 가변제어를 통해 상기 장비의 엔진회전이 저하되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

바람직하게는, 상기의 회전수(rpm)는 오차범위 내에서 수정되어 작동할 수 있으며, 상기의 일정 회전수에 구속되는 것은 아니다.

이상의 실시 예들은 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위는 실시 예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에 의거하여 정의되는 본 발명의 범주 내에서 당업자들에 의하여 변형 또는 수정될 수 있다.

예를 들면, 본 발명의 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있다는 것이다.

도 1은 종래 중장비의 엔진 시스템을 나타내는 구성도,

도 2는 종래 수동식 엔진회전수제어 스위치와 모드전환 스위치를 나타내는 평면도,

도 3은 본 발명에 따른 엔진회전수 저하방지 시스템의 블럭구성도,

도 4는 본 발명에 따른 엔진회전수 저하방지 시스템의 제어를 나타내는 순서도를 나타낸다.

* 도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명 *

100 : 전자제어유닛 110 : 장비콘트롤러

120 : 엔진콘트롤러 130 : CAN통신 시그날

150 : 엔진회전수 센서 200 : 부하

210 : 에어컨 컴프레셔 220 : 유압파워감소 솔레노이드

Claims (6)

1. 소형중장비의 전자제어유닛(ECU)에 의한 엔진회전수 저하방지 시스템에 있어서,

   상기 엔진으로부터 실시간으로 현재 회전수를 판독하는 엔진회전수 센서;

   상기 장비로부터 요구되는 회전수를 판독하는 장비콘트롤러; 및

   상기 엔진회전수 센서에 의해 판독된 회전수와 상기 장비로부터 요구되는 회전수의 차이를 계산하여 일정 회전수 차이 발생시 부하를 제어하는 전자제어유닛을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진회전수 저하방지 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 전자제어유닛은 CAN(controller area network)통신을 이용하는 것을 특징으로 하는 엔진회전수 저하방지 시스템
3. 제 1항에 있어서,

   상기 부하는 에어컨 콤프레셔(AC comp.)클러치, 유압파워 감소솔레노이드(ECO sol.) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진회전수 저하방지 시스템.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 부하는 엔진회전수의 저하된 정도에 따라 순차적으로 차단 또는 작동되거나, 동시에 차단 또는 작동되는 것을 특징으로 하는 엔진회전수 저하방지 시스템.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 전자제어유닛은 현재 요구되어지는 회전수에 대해 10% 이상 차이 발생시 에어컨 콤프레셔 클러치를 오프(off)시키고, 추가로 5% 차이 발생시 유압파워감소 솔레노이드가 온(on)되어 지는 것을 특징으로 하는 엔진회전수 저하방지 시스템.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 전자제어유닛은 현재 회전수가 1500rpm 이하에서는 요구되는 회전수와 10% 이하 차이 발생시 상기 에어컨 컴프레셔 클러치와 상기 유압파워감소 솔레노이드를 동시에 끊어주고, 현재 회전수가 1500rpm 이상에서는 순차적으로 에어컨 콤프레셔 클러치와 유압파워감소 솔레노이드를 끊어주는 것을 특징으로 하는 엔진회전 수 저하방지 시스템.

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