KR20120084400A - 중장비의 냉각팬-브레이크 제어방법 - Google Patents

중장비의 냉각팬-브레이크 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중장비의 냉각팬-브레이크 제어방법을 개시한다. 상기 중장비의 냉각팬-브레이크 제어방법은 냉각팬을 정상 제어하는 단계(S100); 브레이크 차징 모드인가를 검출하는 단계(S102); 및 브레이크 차징모드이면 가변 펌프를 제어하여 토출 유량을 증대시키는 단계(S104);를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 냉각팬의 제어와 브레이크 압력의 제어를 상호 연계시켜 각각의 상황에 따라 가변 펌프를 적절히 제어하여 두 제어 로직 간의 상충 없이 상기 냉각팬과 상기 브레이크 압력을 효과적으로 제어할 수 있게 한다.

Description

중장비의 냉각팬-브레이크 제어방법{Cooling fan-brake control method for a heavy equipment}
본 발명은 중장비의 냉각팬-브레이크 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각각의 상황에 따라 가변 펌프를 적절히 제어하여 냉각팬의 제어와 브레이크 압력의 제어 로직 간의 상충 없이 냉각팬과 브레이크 압력을 제어할 수 있는 중장비의 냉각팬-브레이크 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 중장비에는 굴삭기, 스키드 스티어로더 등이 있다. 상기 굴삭기는 굴삭, 지면고르기, 지면다지기, 무거운 물체의 승강 등의 다양한 작업을 수행한다. 상기 굴삭기는 작업기가 붐, 아암 및 버킷으로 이루어지며, 굴삭기의 작업은 붐, 아암 및 버킷으로 이루어진 작업기를 각 해당 액추에이터(또는 유압실린더)를 통해 제어하여 이루어진다. 상기 스키드 스티어로더는 건설현장에서 토목작업을 위해 사용되는 장비로서, 흙 또는 모래 등과 같은 분체 형태의 물체를 운반하는 운반작업, 운반된 토사를 화물차량에 싣거나 내리는 하역작업, 도로 정지작업, 제설작업, 견인작업 등을 수행하는 데 널리 사용된다.
위와 같은 중장비는 작업 중 엔진이나 작동유가 과열되는 경우 그를 냉각시킬 수 있도록 냉각팬 제어그룹이 제공되고, 제동 또는 주차 제어를 할 수 있도록 브레이크 제어그룹이 구비된다.
도 1은 종래 기술에 따른 중장비의 냉각팬 및 브레이크 제어 시스템의 전체 구성을 보여주는 개략 블록도이다.
상기 중장비의 냉각팬 및 브레이크 제어 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 크게 브레이크 압력 감지부(1), 엔진/작동유 온도 감지부(2), 컨트롤러(3), 유량조정기구(4), 가변 펌프(5), 컨트롤밸브(6), 브레이크 유닛(7), 메인컨트롤밸브장치(8), 냉각팬 유닛(9)을 포함한다. 여기서, 상기 메인컨트롤밸브장치(MCV)(8)는 작업기 등으로 가는 작동유를 제어한다.
상기 냉각팬 및 브레이크 제어 시스템에서, 상기 컨트롤러(3)는 상기 엔진/작동유 온도 감지부(2)로부터 신호를 수신하여 상기 유량조정기구(4)를 통해 상기 가변 펌프(5)를 작동시키고, 상기 가변 펌프(5)로부터 토출되는 작동유는 상기 컨트롤밸브(6)를 통해 상기 냉각팬 유닛(9)의 냉각팬을 회전시켜 엔진이나 작동유를 냉각시킬 수 있게 되어 있다. 또한 상기 컨트롤러(3)는 상기 엔진이나 작동유를 냉각시키는 일 외에도, 상기 냉각팬 또는 그 주위를 청소하기 위해 미리 설정된 시간이 도래하면 제어신호를 발생시켜 상기 냉각팬을 역회전시킬 수 있게 되어 있다.
또한 상기 냉각팬 및 브레이크 제어 시스템에서, 상기 컨트롤러(3)는 상기 브레이크 압력 감지부(1)로부터 신호를 수신하여 브레이크의 동작이 정상적으로 이루어질 수 있도록 상기 유량조정기구(4)를 통해 상기 가변 펌프(5)를 작동시키고, 상기 가변 펌프(5)로부터 토출되는 작동유는 상기 컨트롤밸브(6)를 통해 상기 브레이크 유닛(7)의 브레이크 압력을 일정치 이상으로 유지시켜 주는 역할을 한다.
그러나, 상기 냉각팬 및 브레이크 제어 시스템은 전술한 바와 같이 냉각팬 제어 그룹과 브레이크 제어 그룹으로 각각 나뉘어져 개별적으로 제어되게 되어 있다. 위와 같이 각각 개별적으로 제어되는 냉각팬 제어 그룹과 브레이크 제어 그룹이 적용된 중장비의 경우, 정회전 상태에서 청소 모드로 진입되어 냉각팬을 역회전시킬 시 상기 냉각팬의 충격량을 줄이기 위해 가변 펌프(5)의 출력을 최대한 낮춰 유량을 줄이게 되어 있다. 또한 브레이크의 압력이 일정치 미만으로 낮은 경우 상기 가변 펌프(5)의 출력을 높여 유량을 증가시키게 되어 있다.
그 때문에, 종래 기술에 따른 냉각팬 및 브레이크 제어 시스템이 적용된 중장비는 위와 같이 청소 모드를 수행하기 위해 상기 가변 펌프(5)의 출력을 낮추는 과정에서 브레이크 압력이 낮아질 시 상기 가변 펌프(5)의 출력을 최대로 높여야 하는 상황이 발생될 수 있으며, 이는 상기 두 제어 로직 간의 역할이 상충되는 문제가 있다.
이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 냉각팬의 제어와 브레이크 압력의 제어를 상호 연계시켜 각각의 상황에 따라 가변 펌프를 적절히 제어하여 두 제어 로직 간의 상충 없이 상기 냉각팬과 상기 브레이크 압력을 제어할 수 있는 중장비의 냉각팬-브레이크 제어방법을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 냉각팬을 정상 제어하는 단계(S100);
브레이크 차징 모드인가를 검출하는 단계(S102); 및
브레이크 차징모드이면 가변 펌프를 제어하여 토출 유량을 증대시키는 단계(S104);를 포함하는 중장비의 냉각팬-브레이크 제어방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 위의 본 발명의 일실시예에 대하여 다음의 구체적인 실시예들을 더 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 S104의 브레이크 차징 모드 중 청소시간이 도래하면 일정시간 경과 후 냉각팬 역회전 모드로 진입(ⓐ)시키는 단계(S106);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 냉각팬 역회전 모드 진입시 또는 상기 냉각팬 역회전 모드에서 냉각팬 정회전 모드로 복귀시 충격완화를 위한 감속 구간을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 충격완화를 위한 감속 구간 내에서 브레이크 차징모드가 발생하면 가변 펌프를 제어하여 토출 유량을 증대시킨 후 브레이크 차징을 종료하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 냉각팬의 역회전 구간 내에서 브레이크 차징모드가 발생하면 가변 펌프를 제어하여 토출 유량을 증대시킨 후 브레이크 차징을 종료하고 기 설정 시간 동안 상기 냉각팬 역회전 모드를 진행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 중장비의 냉각팬-브레이크 제어 로직을 제공하여, 냉각팬의 제어와 브레이크 압력의 제어를 상호 연계시켜 각각의 상황에 따라 가변 펌프를 적절히 제어하여 두 제어 로직 간의 상충 없이 상기 냉각팬과 상기 브레이크 압력을 효과적으로 제어할 수 있게 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 중장비의 냉각팬 및 브레이크 제어 시스템의 전체 구성을 보여주는 개략 블록도.
도 2는 종래 기술에 따른 중장비의 냉각팬 및 브레이크 제어 시스템의 관련 회로도.
도 3은 본 발명에 따른 중장비의 냉각팬-브레이크 제어방법의 일부분을 설명하기 위한 제어 흐름도.
도 4는 본 발명에 따른 중장비의 냉각팬-브레이크 제어방법의 나머지 부분을 설명하기 위한 제어 흐름도.
도 5는 본 발명에 따른 중장비의 냉각팬-브레이크 제어방법에 적용되는 가변 펌프와 이와 관련한 냉각팬의 팬모터의 작동관계를 보여주는 그래프.
이하, 본 발명에 따른 중장비의 냉각팬-브레이크 제어방법의 실시예를 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 중장비의 냉각팬-브레이크 제어방법을 적용하기 위한 하드웨어적인 측면의 냉각팬 및 브레이크 제어 시스템은 종래 기술에서와 동일하다. 상기 냉각팬 및 브레이크 제어 시스템은 브레이크 압력 감지부(1), 엔진/작동유 온도 감지부(2), 컨트롤러(3), 유량조정기구(4), 가변 펌프(5), 컨트롤밸브(6), 브레이크 유닛(7), 메인컨트롤밸브장치(8), 냉각팬 유닛(9)을 포함한다(도 1과 도 2 참조).
상기 냉각팬 및 브레이크 제어 시스템에서, 상기 컨트롤러(3)는 상기 엔진/작동유 온도 감지부(2)로부터 신호를 수신하여 상기 유량조정기구(4)를 통해 상기 가변 펌프(5)를 작동시키고, 상기 가변 펌프(5)로부터 토출되는 작동유는 상기 컨트롤밸브(6)를 통해 상기 냉각팬 유닛(9)의 냉각팬을 회전시켜 엔진이나 작동유를 냉각시킬 수 있게 되어 있다. 또한 상기 컨트롤러(3)는 상기 엔진이나 작동유를 냉각시키는 일 외에도, 상기 냉각팬 또는 그 주위를 청소하기 위해 미리 설정된 시간이 도래하면 제어신호를 발생시켜 상기 냉각팬을 역회전시킬 수 있게 되어 있다. 또한 상기 냉각팬 및 브레이크 제어 시스템에서, 상기 컨트롤러(3)는 상기 브레이크 압력 감지부(1)로부터 신호를 수신하여 브레이크의 동작이 정상적으로 이루어질 수 있도록 상기 유량조정기구(4)를 통해 상기 가변 펌프(5)를 작동시키고, 상기 가변 펌프(5)로부터 토출되는 작동유는 상기 컨트롤밸브(6)를 통해 상기 브레이크 유닛(7)의 브레이크 압력을 일정치 이상으로 유지시켜 주는 역할을 한다.
본 발명에 따른 중장비의 냉각팬-브레이크 제어방법을 도 3과 도 4의 흐름도와 도 5의 그래프를 참조하여 설명한다.
도 5에 있어서, 상측 그래프는 가변 펌프의 제어관계를 나타낸 것으로서 수평축은 시간을 나타내고 수직축은 가변 펌프의 조정 전류값을 나타낸다. 이 경우 상기 조정 전류값의 최소는 가변 펌프의 유량 토출 최대를 나타내고 상기 조정 전류값의 최대는 가변 펌프의 유량 토출 최소를 나타낸다. 상기 상측 그래프에서, 정회전(30분)의 구간은 상기 가변 펌프를 통한 냉각팬의 쿨링 가동시간을 나타내고 역회전(2분)의 구간은 상기 가변 펌프를 통한 냉각팬의 청소 가동시간을 나타낸다.
또한 도 5에서, 하측 두 그래프는 상기 가변 펌프의 제어특성과 관련한 냉각팬의 팬모터의 제어관계를 나타낸 것으로서, 상측 그래프는 상기 가변 펌프의 작동에 따른 유량제어밸브 1의 온/오프 관계를 나타낸 것이고 하측 그래프는 상기 가변 펌프의 작동에 따른 유량제어밸브 2의 온/오프 관계를 나타낸 것이다. 상기 유량제어밸브 1(C1)은 냉각팬의 역회전 구간 전후에서 각각 냉각팬측의 오일을 언로딩할 수 있도록 온위치로 전환되고 상기 유량제어밸브 2(C3)는 상기 냉각팬의 역회전 구간에서 온위치로 전환되어 압유를 냉각팬으로 공급한다.
먼저, 아래에 언급되는 ①,②와 ⑤,⑥ 구간은 감속구간을 나타내고 ③과 ④ 구간은 역회전 구간을 나타내며, ⑦ 구간은 정회전 직전의 구간을 나타낸다.
도 3에 도시된 바와 같이, 중장비의 시동으로 가동되면 냉각팬을 정상 제어한다(S100). 이어서 브레이크 차징 모드인가를 검출한다(S102). 상기 검출 결과, 브레이크 차징모드이면 가변 펌프를 제어하여 토출 유량을 증대시킨다(S104). 이어서 상기 S104의 브레이크 차징 모드 중 청소시간이 도래하면 일정시간, 예컨대 3~8초 경과 후 냉각팬 역회전 모드로 진입(ⓐ)시킨다(S106). 상기 냉각팬 역회전 모드 진입시 또는 상기 냉각팬 역회전 모드에서 냉각팬 정회전 모드로 복귀시 충격완화를 위한 감속 구간을 갖는다. 또한 상기 S102단계에서, 브레이크 차징모드가 아니면 S100의 단계로 재순환시킨다.
이어서, 상기 S106의 단계 중 ① 구간에서 브레이크 차징 모드인가를 검출한다(S108). 상기 검출 결과, 브레이크 차징모드이면 가변 펌프를 제어하여 토출 유량을 증대시킨다(S110). 이어서 브레이크 차징이 종료되면 상기 S106의 단계로 재순환시킨다(S112). 그와는 달리, 상기 S108의 단계에서, 브레이크 차징모드가 아니면 일정시간, 예컨대 약 3초 경과 후 냉각팬 역회전 모드로 진입(ⓑ)시킨다(S114).
이어서, 상기 S114의 단계 중 ② 구간에서 브레이크 차징 모드인가를 검출한다(S116). 상기 검출 결과, 브레이크 차징모드이면 가변 펌프를 제어하여 토출 유량을 증대시킨다(S118). 이어서 브레이크 차징이 종료되면 상기 S114의 단계로 재순환시킨다(S120). 그와는 달리, 상기 S116의 단계에서, 브레이크 차징모드가 아니면 일정시간, 예컨대 약 5초 경과 후 냉각팬 역회전 모드로 진입(ⓒ)시킨다(S122).
이어서, 상기 S122의 단계 중 ③ 구간에서 브레이크 차징 모드인가를 검출한다(S124). 상기 검출 결과, 브레이크 차징모드가 아니면 일정시간, 예컨대 약 5초 경과 후 냉각팬 역회전 모드로 진입(ⓓ)시킨다(S126). 그와는 달리 상기 S124의 단계 중 브레이크 차징모드이면 가변 펌프를 제어하여 토출 유량을 증대시킨다(S128). 이어서 브레이크 차징 종료 후 브레이크 차징시간 포함하여 ⓒ 모드 진행한 다음 상기 S126의 단계로 순환시킨다(S130).
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 이어서 상기 S126의 단계 중 ④ 구간에서 브레이크 차징 모드인가를 검출한다(S132). 이어서 브레이크 차징모드가 아니면 일정시간, 예컨대 약 2분 경과 후 냉각팬 역회전 모드로 진입(ⓔ)시킨다(S134). 그와는 달리 상기 S132의 단계 중 브레이크 차징모드이면 가변 펌프를 제어하여 토출 유량을 증대시킨다(S136). 이어서 브레이크 차징 종료 후 브레이크 차징시간 제외하여 기 설정시간 동안 ⓓ 모드 진행한 다음 상기 S134의 단계로 순환시킨다(S138).
이어서, 상기 S134의 단계 중 ⑤ 구간에서 브레이크 차징 모드인가를 검출한다(S140). 이어서 브레이크 차징모드이면 가변 펌프를 제어하여 토출 유량을 증대시킨다(S142). 이어서 브레이크 차징이 종료되면 상기 S134의 단계로 재순환시킨다(S144). 그와는 달리 상기 S140의 단계에서, 브레이크 차징모드가 아니면 일정시간, 예컨대 약 3초 경과 후 냉각팬 역회전 모드로 진입(ⓕ)시킨다(S146).
이어서, 상기 S146의 단계 중 ⑥ 구간에서 브레이크 차징 모드인가를 검출한다(S148). 이어서 브레이크 차징모드이면 가변 펌프를 제어하여 토출 유량을 증대시킨다(S150). 이어서 브레이크 차징이 종료되면 상기 S146의 단계로 재순환시킨다(S152). 그와는 달리 상기 S148의 단계에서, 브레이크 차징모드가 아니면 일정시간, 예컨대 약 5초 경과 후 냉각팬 역회전 모드로 진입(ⓖ)시킨다(S154).
이어서, 상기 S154의 단계 중 ⑦ 구간에서 브레이크 차징 모드인가를 검출한다(S156). 이어서, 브레이크 차징모드이면 가변 펌프를 제어하여 토출 유량을 증대시킨다(S158). 이어서 브레이크 차징 종료 후 브레이크 차징시간 포함하여 ⓖ 모드를 진행시킨다(S160). 그와는 달리 상기 S156의 단계에서, 브레이크 차징모드가 아니면 일정시간, 예컨대 약 5초 경과 후 종료시킨다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서의 단순 치환, 변형 및 변경은 당 분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.

Claims (5)

  1. 냉각팬을 정상 제어하는 단계(S100);
    브레이크 차징 모드인가를 검출하는 단계(S102); 및
    브레이크 차징모드이면 가변 펌프를 제어하여 토출 유량을 증대시키는 단계(S104);
    를 포함하는 중장비의 냉각팬-브레이크 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 S104의 브레이크 차징 모드 중 청소시간이 도래하면 일정시간 경과 후 냉각팬 역회전 모드로 진입(ⓐ)시키는 단계(S106);를 더 포함하는 것인 중장비의 냉각팬-브레이크 제어방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉각팬 역회전 모드 진입시 또는 상기 냉각팬 역회전 모드에서 냉각팬 정회전 모드로 복귀시 충격완화를 위한 감속 구간을 갖는 것인 중장비의 냉각팬-브레이크 제어방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 충격완화를 위한 감속 구간 내에서 브레이크 차징모드가 발생하면 가변 펌프를 제어하여 토출 유량을 증대시킨 후 브레이크 차징을 종료하는 것인 중장비의 냉각팬-브레이크 제어방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉각팬의 역회전 구간 내에서 브레이크 차징모드가 발생하면 가변 펌프를 제어하여 토출 유량을 증대시킨 후 브레이크 차징을 종료하고 기 설정 시간 동안 상기 냉각팬 역회전 모드를 진행하는 것인 중장비의 냉각팬-브레이크 제어방법.
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