WO2012087023A2 - 건설중장비의 트랜스미션 컷 오프 제어장치 및 제어방법 - Google Patents

건설중장비의 트랜스미션 컷 오프 제어장치 및 제어방법 Download PDF

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    • E02F9/265—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool with follow-up actions (e.g. control signals sent to actuate the work tool)

Definitions

  • the present invention relates to a transmission cut-off control device and a control method of construction equipment, and more particularly, to the clutch cut-off function is automatically released when the boom height detected by the displacement sensor is more than the set height or outside the set height range. .
  • Heavy construction equipment such as wheel loaders have a clutch cut-off function that automatically makes the transmission neutral based on the brake pedal operation and the output of the engine.
  • This clutch cut-off function automatically switches and maintains the transmission in a neutral state in order to cut off the power required by the driving components and to secure the power required for the operation when using a front work device such as a boom in a stationary state.
  • the clutch cut-off function is activated, the brake is released for driving and the accelerator pedal is operated to connect the transmission to enable driving and braking.
  • the driver when the driver uses the front work device frequently and needs to brake frequently or maintain the stop state, the driver automatically activates the clutch cut off function by operating the clutch cut off switch, so that the transmission is automatically neutralized depending on the situation. It is advantageous to do so. On the contrary, it is advantageous to operate the clutch cut-off switch to turn off the clutch cut-off function in the case where travel should be mainly performed.
  • the clutch cut-off function is activated to cut off the power required for the transmission power, if necessary, By joining front power, excavation can be performed with sufficient power.
  • the present invention has been made in view of the conventional situation as described above, the purpose is to automatically switch the clutch cut-off function according to the work type to improve the workability and productivity and to facilitate the driver's convenience It is to provide a transmission cut off control device and a control method of heavy construction equipment.
  • Transmission cut-off control device for heavy construction equipment of the present invention for achieving the above object and a displacement sensor for detecting the boom height;
  • a vehicle control unit to which a detection signal of the displacement sensor is input;
  • a Transmission Control Unit connected to the vehicle control unit and controlling a transmission clutch cut-off function;
  • a travel control proportional valve block connected to the transmission control unit and configured to perform travel control;
  • a brake pressure sensor connected to the transmission control unit and configured to sense brake pedal pressure.
  • the transmission cut-off control apparatus of the heavy construction equipment of the present invention may further include a clutch cut off switch connected to the transmission control unit and operating a transmission clutch cut off, and the displacement sensor 120. Angle sensors can be used.
  • the transmission cut-off control method of the heavy construction equipment of the present invention includes the steps of detecting the height of the boom with a displacement sensor; Determining, by the vehicle control unit, whether the boom height detected by the displacement sensor is greater than or equal to a set height; And transmitting, by the transmission control unit, the clutch cut-off function if the boom height is greater than or equal to the set height according to the determination result of the vehicle control unit, and stopping the clutch cut-off function if the boom height is less than the set height.
  • the transmission cut-off control method of the heavy construction equipment of the present invention includes the steps of detecting the height of the boom with a displacement sensor; Determining, by the vehicle control unit, whether the boom height detected by the displacement sensor is outside a set height; And transmitting, by the transmission control unit, the clutch cut-off function when the boom height is outside the set height according to the determination result of the vehicle control unit, and stopping the clutch cut-off function when the boom height is within the set height.
  • the transmission power can be concentrated to the front to work with sufficient power, the boom
  • the clutch cut-off function is automatically turned off to prevent the load from flowing due to the impact of the vehicle. Accordingly, it is possible to improve the workability as well as to enhance the operator's convenience, and of course, to shorten the working time required for excavation, dumping and loading of heavy equipment, thereby significantly improving productivity. It is possible to obtain such effects as.
  • 1 is a configuration circuit diagram of an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a configuration circuit diagram of an embodiment of the present invention.
  • Transmission cut-off control device of the heavy construction equipment of the present invention as shown in Figure 1 and the displacement sensor 120 for detecting the boom height;
  • a vehicle control unit (VCU; Vehicle Control Unit) 110 to which the detection signal of the displacement sensor 120 is input;
  • a transmission control unit (TCU) connected to the vehicle control unit (110) and controlling a transmission clutch cut-off function;
  • a transmission control proportional valve block 150 connected to the transmission control unit 140 to perform traveling control; It is connected to the transmission control unit 140, the brake pressure sensor 160 for detecting the brake pedal pressure; includes.
  • the transmission cut-off control apparatus of the heavy construction equipment of the present invention is connected to the transmission control unit 140, as shown in Figure 1, the clutch cut off switch 130 for operating the transmission clutch cut off (Clutch Cut Off Switch) It can be configured to include more.
  • An angle sensor may be used as the displacement sensor 120 for detecting the boom height.
  • FIG. 2 shows a control flowchart of an embodiment of the present invention.
  • the transmission cut-off control device of the heavy construction equipment of the present invention configured as described above is the transmission control unit 140 at all times when the heavy-duty equipment driver wants to select the clutch cut-off function when the clutch cut-off switch 130 is turned on. Will wait to be neutral. At this time, when a series of detection signals (brake pressure signals and boom height detection signals) are input, the transmission control unit 140 determines the point of time at which the transmission is switched to a neutral state in response to the detection signals, and if necessary, the transmission is neutral. The proportional control valve block 150 is controlled to be in a state. This shifts the transmission to neutral, allowing the transmission power to concentrate on the front end. If the driver operates the clutch cut off switch 130 to turn off the clutch cut off switch function, the transmission receives power from the engine at all times.
  • the general operation for the transmission neutralization is that the transmission control unit 140 is input to the detection signal of the brake pressure sensor 160 by pressing the brake pedal more than a predetermined amount.
  • various engine-related parameters such as engine torque may be used as a reference signal for operation.
  • the transmission cut-off control device for heavy construction equipment of the present invention has a clutch cut-off function when the boom height is higher than the set height (for example, 50% or more) or outside the set height range in a state where the clutch cut-off function is activated.
  • the transmission control unit 140 is controlled so that it is off.
  • the clutch even if the transmission cut-off function is activated.
  • the cut off function is interrupted to prevent the transmission from becoming neutral during brake operation.
  • the brake control signal is input to control the vehicle.
  • Unit 110 controls transmission control unit 140 to make the transmission neutral. If the clutch cut-off function is not selected in this state, the transmission is not neutralized.
  • the clutch cut-off function is carried out in the process of excavating the load of the low boom height or the dumping process of loading the load on the dump truck, etc., while the clutch cut-off function is in operation.
  • Normal operation allows the transmission power to be concentrated on the front, enabling excavation and dumping with sufficient power.
  • the transmission enters the neutral state even if the operator does not turn off the clutch cut-off switch during the high boom loading process. Since it is not possible to prevent the load from flowing due to the impact of the vehicle.
  • Transmission cut-off control device and control method of the heavy construction equipment according to the present invention can be used to automatically execute the clutch cut-off function if the boom height detected by the displacement sensor is more than the set height or outside the set height range.

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Abstract

본 발명의 건설중장비의 트랜스미션 컷 오프 제어장치는 붐 높이를 감지하는 변위센서와; 상기 변위센서의 감지신호가 입력되는 차량 제어 유닛(VCU; Vehicle Control Unit)와; 상기 차량 제어 유닛과 접속되고, 트랜스미션 클러치 컷 오프 기능을 제어하는 트랜스미션 제어 유닛(TCU; Transmission Control Unit)와; 상기 트랜스미션 제어 유닛과 접속되고, 주행 제어를 수행하는 주행제어 비례밸브 블록(Transmission Valve Assembly)과; 상기 트랜스미션 제어 유닛과 접속되고, 브레이크 페달 압력을 감지하는 브레이크 압력 센서(Brake Press Sensor);를 포함하는 것이다.

Description

건설중장비의 트랜스미션 컷 오프 제어장치 및 제어방법
본 발명은 건설중장비의 트랜스미션 컷 오프 제어장치 및 제어 방법에 관한 것으로, 더 자세하게는 변위센서로 감지한 붐 높이가 설정높이 이상이거나 설정높이 범위 밖이면 클러치 컷 오프 기능이 자동 해제되도록 한 것에 관한 것이다.
일반적으로 휠 로더(Wheel Loader)와 같은 건설중장비는 주행하면서 붐(BOOM)시켜 모래나 자갈 등의 작업물을 버킷(Bucket)에 담는 작업과, 다른 장소로 작업물을 운반하는 작업과, 덤프트럭에 작업물을 덤프하는 상차 작업을 수행한다.
이러한 휠 로더와 같은 건설중장비는 브레이크 페달 조작 및 엔진 등의 출력을 기반으로 자동으로 트랜스미션을 중립 상태가 되게 하는 클러치 컷 오프 기능을 구비한다. 이러한 클러치 컷 오프 기능은, 정지상태에서 붐과 같은 프론트 작업장치를 사용하는 경우 주행측 부품들이 소요하는 동력을 차단하고 작업에 필요한 동력을 확보하기 위해 자동으로 트랜스미션을 중립상태로 전환 및 유지시키는 기능을 말한다. 이렇게 클러치 컷 오프 기능이 작동하더라도 주행을 위해 브레이크가 해제되고 액셀 페달이 작동되는 경우 트랜스미션을 연결시켜 주행 및 제동이 가능하도록 한다.
이에 따라, 운전자는 프론트 작업장치를 사용하는 작업이 많아 빈번하게 제동하거나 정지상태가 유지시켜야 하는 경우, 클러치 컷 오프 스위치를 조작하여 클러치 컷 오프 기능을 활성화시킴으로써 상황에 따라 자동으로 트랜스미션이 중립상태가 되도록 하는 것이 유리하다. 그와 반대로, 주행이 주로 이루어져야 하는 경우에는 클러치 컷 오프 스위치를 조작하여 클러치 컷 오프 기능을 오프시키는 것이 유리하다.
이상과 같은 종래의 건설중장비의 트랜스미션 컷 오프 제어장치에 의하면, 굴삭하여 차량에 덤프하는 경우 클러치 컷 오프 기능을 작동시켜 필요시 트랜스미션 동력에 소요된 파워(power)를 컷 오프(cut off)시켜 프런트 파워(Front power)에 합류시킴으로써 충분한 파워로 굴삭 작업을 할 수 있게 된다.
하지만, 이러한 상태에서 덤프 트럭 등에 상차를 위해 적재물을 운반하는 경우 주행이 완료되는 시점에서 브레이크 페달을 조작하게 되면 트랜스미션이 중립상태가 되어 주행이 급작스럽게 중단된다. 특히 상술한 주행은 적재물이 적재된 버킷을 높이 들어올린 상태에서 이루어지는데, 상술한 주행의 중단은 차량 주행의 정지에 의한 상당한 충격이 발생되고 적재물을 흘릴 우려가 많게 되는 문제가 있다.
또한 건설중장비로 적재물을 굴삭하여 상차하는 일련의 작업과정에서도 클러치 컷 오프 기능을 작동하거나 정지하기 위해서는 운전자가 클러치 컷 오프 스위치 온/오프 동작을 반복해야 하여야 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 실정을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적이 작업 형태에 따라 클러치 컷 오프 기능을 자동 절환시킬 수 있어 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 하고 운전자의 편의를 도모할 수 있는 건설중장비의 트랜스미션 컷 오프 제어 장치 및 제어 방법을 제공하는 데에 있는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 건설중장비의 트랜스미션 컷 오프 제어장치는 붐 높이를 감지하는 변위센서와; 상기 변위센서의 감지신호가 입력되는 차량 제어 유닛(VCU; Vehicle Control Unit)와; 상기 차량 제어 유닛과 접속되고, 트랜스미션 클러치 컷 오프 기능을 제어하는 트랜스미션 제어 유닛(TCU; Transmission Control Unit)와; 상기 트랜스미션 제어 유닛과 접속되고, 주행 제어를 수행하는 주행제어 비례밸브 블록(Transmission Valve Assembly)와; 상기 트랜스미션 제어 유닛과 접속되고, 브레이크 페달 압력을 감지하는 브레이크 압력 센서(Brake Press Sensor);를 포함하는 것이다.
본 발명의 건설중장비의 트랜스미션 컷 오프 제어장치는 상기 트랜스미션 제어 유닛과 접속되고, 트랜스미션 클러치 컷 오프를 작동하는 클러치 컷 오프 스위치(Clutch Cut Off Switch)를 더 포함할 수 있으며, 변위센서(120)로 앵글센서를 사용할 수 있다.
한편 본 발명의 건설중장비의 트랜스미션 컷 오프 제어방법은 변위센서로 붐 높이를 감지하는 단계와; 차량 제어 유닛이 상기 변위센서로 감지된 붐 높이가 설정높이 이상인 가를 판단하는 단계와; 트랜스미션 제어 유닛이 상기 차량 제어 유닛의 판단 결과에 따라 붐 높이가 설정높이 이상이면 클러치 컷 오프 기능을 작동하고, 붐 높이가 설정높이 미만이면 클러치 컷 오프 기능을 정지하는 단계;를 포함한다.
아울러 본 발명의 건설중장비의 트랜스미션 컷 오프 제어방법은 변위센서로 붐 높이를 감지하는 단계와; 차량 제어 유닛이 상기 변위센서로 감지된 붐 높이가 설정높이 밖인 가를 판단하는 단계와; 트랜스미션 제어 유닛이 상기 차량 제어 유닛의 판단 결과에 따라 붐 높이가 설정높이 밖이면 클러치 컷 오프 기능을 작동하고, 붐 높이가 설정높이 내이면 클러치 컷 오프 기능을 정지하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 건설중장비의 트랜스미션 컷 오프 제어 장치 및 제어 방법에 의하면 붐 높이가 낮은 적재물 굴삭작업 또는 정지상태에서 이루어지는 덤프 작업과정에서는 트랜스미션 동력을 프런트에 집중시킴으로써 충분한 파워로 작업을 할 수 있게 되고, 붐 높이가 높은 상태에서 주행이 이루어지는 경우 운전자가 클러치 컷 오프 스위치를 온 작동하더라도 클러치 컷 오프 기능이 자동으로 오프되어 차량의 충격 발생으로 적재물이 흘려지는 현상을 방지할 수 있다. 이에 따라, 작업성을 개선할 수 있게 됨은 물론 운전자의 편의를 증진할 수 있게 되고, 물론 건설중장비의 굴삭 및 덤프, 상차 작업에 소요되는 작업시간을 단축할 수 있게 되어 생산성을 크게 향상시킬 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 한 실시예의 구성 회로도
도 2는 동 실시예의 제어 흐름도
*부호의 설명*
110: 차량 제어 유닛
120: 변위센서
130: 클러치 컷 오프 스위치
140: 트랜스미션 제어 유닛
150: 주행제어 비례밸브 블록
160: 브레이크 압력 센서
이하 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 기술 내용을 첨부도면에 의거하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에는 본 발명의 한 실시예의 구성 회로도가 도시되어 있다.
도 1과 같이 본 발명의 건설중장비의 트랜스미션 컷 오프 제어장치는 붐 높이를 감지하는 변위센서(120)와; 상기 변위센서(120)의 감지신호가 입력되는 차량 제어 유닛(110; VCU; Vehicle Control Unit)와; 상기 차량 제어 유닛(110)와 접속되고, 트랜스미션 클러치 컷 오프 기능을 제어하는 트랜스미션 제어 유닛(140; TCU; Transmission Control Unit)와; 상기 트랜스미션 제어 유닛(140)와 접속되고, 주행 제어를 수행하는 주행제어 비례밸브 블록(150; Transmission Valve Assembly)과; 상기 트랜스미션 제어 유닛(140)와 접속되고, 브레이크 페달 압력을 감지하는 브레이크 압력 센서(160; Brake Press Sensor);를 포함하는 것이다.
아울러 본 발명의 건설중장비의 트랜스미션 컷 오프 제어장치는 도 1의 실시예와 같이 상기 트랜스미션 제어 유닛(140)와 접속되고, 트랜스미션 클러치 컷 오프를 작동하는 클러치 컷 오프 스위치(130; Clutch Cut Off Switch)를 더 포함하여 구성할 수 있다.
그리고 붐 높이를 감지하는 변위센서(120)로는 앵글센서(Angle Sensor)를 사용할 수 있다.
한편 도 2에는 본 발명의 한 실시예의 제어 흐름도가 도시되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 건설중장비의 트랜스미션 컷 오프 제어장치는 건설중장비 운전자가 클러치 컷 오프 기능을 선택하고자 할 때에는 클러치 컷 오프 스위치(130)를 온 작동하게 되면 트랜스미션 제어 유닛(140)은 상시 트랜스미션을 중립상태가 될 수 있도록 대기하게 된다. 이때, 일련의 검출신호(브레이크 압력 신호 및 붐 높이 감지 신호)가 입력되면, 트랜스미션 제어 유닛(140)은 상기 검출신호에 대응하여 트랜스미션을 중립상태로 전환시키는 시점을 판단하여, 필요시 트랜스미션이 중립상태가 되도록 비례제어밸브 블록(150)을 제어한다. 그에 따라 트랜스미션이 중립으로 전환됨으로써 트랜스미션 동력을 프런트 작업에 집중시킬 수 있게 된다. 만약, 운전자가 클러치 컷 오프 스위치(130)를 조작하여 클러치 컷 오프 스위치 기능을 오프시키면 트랜스미션은 상시 엔진으로부터 동력을 제공받게 된다.
여기서, 트랜스미션 중립을 위한 제반 동작은 브레이크 페달을 일정량 이상 밟아 브레이크 압력 센서(160)의 감지신호가 트랜스미션 제어 유닛(140)가 입력되는 것이 대표적이다. 이외에 엔진 토크 등 다양한 엔진관련 파라메타 등이 동작을 위한 기준 신호로 사용될 수 있다.
이러한 본 발명의 건설중장비의 트랜스미션 컷 오프 제어장치는, 클러치 컷 오프 기능이 활정화 된 상태에서, 붐 높이가 설정높이 이상(예를 들면 50% 이상일 때)이거나 설정높이 범위 밖일 때 클러치 컷 오프 기능이 오프되도록 트랜스미션 제어 유닛(140)이 제어된다.
즉, 차량 제어 유닛(110)이 변위센서(120)를 통해 붐 높이가 설정높이 이상(예를 들면 50% 이상일 때)이거나 설정높이 범위 밖인 것으로 감지될 때, 트랜스미션 컷 오프 기능이 활성화 중이더라도 클러치 컷 오프 기능을 중단시켜 브레이크 조작시 트랜스미션이 중립상태가 되는 것을 방지한다.
반대로, 변위센서(120)를 통해 감지된 붐 높이가 설정높이 미만(예를 들면 50% 미만)이거나 설정높이 범위 이내이고, 클러치 컷 오프 기능이 활성화 된 상태에서는 브레이크 작동 감지신호가 입력되면 차량 제어 유닛(110)이 트랜스미션 컨트롤 유닛(140)로 하여금 트랜스미션이 중립상태가 되도록 제어한다. 만약, 이 상태에서 클러치 컷 오프 기능이 선택되지 않은 경우라면, 트랜스미션의 중립은 이루어지지 않게 된다.
따라서 본 발명의 건설중장비의 트랜스미션 컷 오프 제어장치에 의하면, 클러치 컷 오프 기능이 동작하는 상태에서, 붐 높이가 낮은 적재물 굴삭작업과정 또는 적재물을 덤프 트럭 등에 상차하는 덤프작업과정에서는 클러치 컷 오프 기능이 정상 작동되어 트랜스미션 동력을 프런트에 집중시킴으로써 충분한 파워로 굴삭작업 및 덤프작업을 수행할 수 있게 되고, 붐 높이가 높은 상차작업과정에서는 운전자가 클러치 컷 오프 스위치를 오프 작동하지 않더라도 트랜스미션이 중립상태로 진입하지 않기 때문에 차량의 충격 발생으로 적재물이 흘려지는 현상을 방지할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
본 발명에 따른 건설중장비의 트랜스미션 컷 오프 제어장치 및 제어 방법은 변위센서로 감지한 붐 높이가 설정높이 이상이거나 설정높이 범위 밖이면 클러치 컷 오프 기능이 자동 실행되도록 한 데에 이용될 수 있다.

Claims (5)

  1. 붐 높이를 감지하는 변위센서(120)와;
    상기 변위센서(120)의 감지신호가 입력되는 차량 제어 유닛(110; VCU; Vehicle Control Unit)와;
    상기 차량 제어 유닛(110)와 접속되고, 트랜스미션 클러치 컷 오프 기능을 제어하는 트랜스미션 제어 유닛(140; TCU; Transmission Control Unit)와;
    상기 트랜스미션 제어 유닛(140)와 접속되고, 브레이크 페달 압력을 감지하는 브레이크 압력 센서(160; Brake Press Sensor);를 포함하고,
    붐 높이가 설정높이 이상이면 클러치 컷 오프 기능을 오프시켜 차량이 주행 중에 트랜스미션이 중립상태가 되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 건설중장비의 트랜스미션 컷 오프 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 트랜스미션 제어 유닛(140)와 접속되고, 트랜스미션 클러치 컷 오프를 작동하는 클러치 컷 오프 스위치(130; Clutch Cut Off Switch);를 더 포함하는 건설중장비의 트랜스미션 컷 오프 제어장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 변위센서(120)는 앵글센서(Angle Sensor)인 건설중장비의 트랜스미션 컷 오프 제어장치.
  4. 클러치 컷 오프 기능이 선택되었는지 확인하는 단계와;
    변위센서(120)로 감지된 붐 높이가 설정높이 이상인 가를 판단하는 단계와;
    붐 높이가 설정높이 이상이면 클러치 컷 오프 기능을 오프 시키고, 상기 붐 높이가 설정높이 미만이면 클러치 컷 오프 기능을 유지시키는 단계;를 포함하는 건설중장비의 트랜스미션 컷 오프 제어방법.
  5. 변위센서(120)로 붐 높이를 감지하는 단계와;
    차량 제어 유닛(110)가 변위센서(120)로 감지된 붐 높이가 설정높이 밖인 가를 판단하는 단계와;
    트랜스미션 제어 유닛(140)가 상기 차량 제어 유닛(110)의 판단 결과에 따라 붐 높이가 설정높이 밖이면 클러치 컷 오프 기능을 정지시키고, 붐 높이가 설정높이 내이면 클러치 컷 오프 기능을 작동시키는 단계;를 포함하는 건설중장비의 트랜스미션 컷 오프 제어방법.
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