WO2013100471A1

WO2013100471A1 - 건설기계의 엔진 회전수 제어방법

Info

Publication number: WO2013100471A1
Application number: PCT/KR2012/011055
Authority: WO
Inventors: 박준홍
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2012-12-18
Publication date: 2013-07-04
Also published as: US9885294B2; CN104024612B; CN104024612A; KR20130076025A; US20140343829A1; KR101806566B1

Abstract

본 발명에 의하면, 엔진의 RPM을 설정된 RPM에 대응되도록 제어하는 단계; 상기 설정된 엔진 RPM에 따른 엔진의 부하율을 제공받아 이를 부하 변화율로 변환 및 설정하는 단계; 오토 아이들 제어 기능 선택시 현재 엔진의 부하율을 제공받아 이를 부하 변화율로 변환 하는 단계; 상기 현재 엔진의 부하율과 이에 따른 부하 변화율이 제1시간 동안 각각 상기 설정된 엔진의 부하율과 부하 변화율의 일정비율 이하이면 엔진의 RPM을 기 설정된 RPM보다 기 설정된 비율만큼 감소된 수정 RPM으로 엔진의 구동을 제어하는 단계; 상기 RPM 제어 수행시 상기 현재 엔진의 부하율과 이에 따른 부하 변화율이 제2시간 동안 각각 상기 설정된 엔진의 부하율과 부하 변화율의 일정비율 이하이면, 상기 수정 RPM을 일정 비율 이하로 연속 감소시킨 수정된 수정 RPM으로 엔진의 구동을 제어하는 단계를 포함하는 건설기계의 엔진 회전수 제어방법이 제공된다.

Description

건설기계의 엔진 회전수 제어방법

본 발명은 건설기계의 엔진 회전수 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건설기계의 엔진의 부하율 변화가 일정시간 내에 계속하여 설정된 부하율에 대하여 일정 비율 이하인 경우 건설기계의 엔진 RPM이 아이들 RPM 상태에서 일정 비율 이하로 연속 제어되도록 할 수 있는 건설기계의 엔진 회전수 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 건설기계는 시동을 켠 후 작업이 시작되면 엔진이 약 2000 RPM 내지 2500 RPM으로 구동되고, 작업이 완료되면 즉, 작업이 완료된 시점으로부터 일정시간이 지난 후에 계속하여 작업이 없으면, 차량제어장치가 엔진의 RPM을 약 1200 RPM으로 감소시키는 아이들 제어가 진행된다.

또한, 상기 아이들 제어가 진행된 상태에서, 일정시간이 지나는 동안 별도의 프론트 작업, 조향 작업 내지 주행을 위한 조작이 없다면, 차량제어장치가 이를 또 아이들 상태로 판단하여 엔진의 RPM을 약 800 RPM으로 감소시켜 최소한의 RPM을 가지며 엔진이 구동되도록 하는 오토 아이들 제어가 진행된다.

상기와 같이 건설기계는 작업 상태의 유무에 따라 작업 RPM에서 아이들 RPM으로 제어가 발생되고, 또한, 아이들 RPM 상태에서 아이들 유무에 따라 다시 오토 아이들 RPM으로 제어가 발생되어 엔진이 구동되도록 제어되고 있다.

한편, 최근에는 고유가 시대로 접어들면서 건설장비의 연비를 향상시키기 위한 요구가 점점 더 대두되고 있다.

이에, 작업 상태 유무와 아이들 상태 유무뿐만 아니라 오토 아이들 상태에서도 아이들 상태가 지속되는 경우 엔진의 RPM을 감소시켜 연비 효과를 향상시키기 위한 기술 개발이 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 상기 설명한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 엔진의 부하율 변화가 일정시간 내에 계속하여 설정된 부하율에 대하여 일정 비율 이하인 경우 건설기계의 엔진 RPM이 아이들 RPM 상태에서 일정 비율 이하로 연속 제어되도록 할 수 있는 건설기계의 엔진 회전수 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의하면, 엔진의 RPM을 설정된 RPM에 대응되도록 제어하는 단계; 상기 설정된 엔진 RPM에 따른 엔진의 부하율을 제공받아 이를 부하 변화율로 변환 및 설정하는 단계; 오토 아이들 제어 기능 선택시 현재 엔진의 부하율을 제공받아 이를 부하 변화율로 변환 하는 단계; 상기 현재 엔진의 부하율과 이에 따른 부하 변화율이 제1시간 동안 각각 상기 설정된 엔진의 부하율과 부하 변화율의 일정비율 이하이면 엔진의 RPM을 기 설정된 RPM보다 기 설정된 비율만큼 감소된 수정 RPM으로 엔진의 구동을 제어하는 단계; 상기 RPM 제어 수행시 상기 현재 엔진의 부하율과 이에 따른 부하 변화율이 제2시간 동안 각각 상기 설정된 엔진의 부하율과 부하 변화율의 일정비율 이하이면, 상기 수정 RPM을 일정 비율 이하로 연속 감소시킨 수정된 수정 RPM으로 엔진의 구동을 제어하는 단계를 포함하는 건설기계의 엔진 회전수 제어방법이 제공된다.

상기 설명한 바와 같은 건설기계의 엔진 회전수 제어방법에 의하면, 건설기계의 엔진 RPM이 아이들 RPM을 가지도록 감소된 상태일 때 엔진의 부하율 변화가 일정시간 내에 계속하여 아이들 RPM으로 변환 상태의 최초 부하율에 대하여 일정 비율 이하인 경우 건설기계의 엔진 RPM이 아이들 RPM 상태에서 일정 비율 이하로 연속 제어되도록 함으로써, 실제 부하가 필요한 상태에서만 엔진이 미리 설정된 RPM으로 구동되도록 할 수 있다.

한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건설기계의 엔진 회전수 제어시스템을 나타낸 구성도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건설기계의 엔진 회전수 제어방법을 나타낸 제어흐름도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건설기계의 엔진 회전수 제어시스템을 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건설기계의 엔진 회전수 제어방법을 나타낸 제어흐름도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건설기계의 엔진 회전수 제어시스템은, 프론트 작업 유무, 조향 작업 유무, 페달 조작 유무 등에 따른 엔진을 제어하는 엔진제어장치(1), 사용자로부터 엔진의 동작 RPM이 설정되도록 하는 엔진콘트롤다이얼(2), 사용자로부터 오토 아이들 제어 기능이 선택되도록 하는 아이들스위치(3), 아이들스위치(3)로부터 오토 아이들 제어 기능 선택시 이를 사용자에게 표시하는 계기판(4), 사용자로부터 건설기계의 시동에 관련된 신호가 입력되도록 하는 스타트스위치(5), 스타트스위치(5)의 신호 입력시 상기 구성부들에 동작전원이 공급되도록 하는 배터리(6) 및 사용자에 의해 설정된 엔진의 동작 RPM에 대응되도록 엔진제어장치(1)에 제어신호를 발생시키고 오토 아이들 제어 기능 선택시 엔진의 부하율을 제공받아 이를 순간 부하율로 변환 설정하고 일정시간 동안 상기 설정된 부하율에 대하여 일정비율 이하의 부하율을 가지면 엔진의 RPM을 상기 설정된 엔진 RPM의 일정비율 이하의 RPM을 가지도록 RPM으로 제어하고 이후, 연속하여 일정시간 동안 엔진의 부하이 상기 설정된 부하율에 대하여 일정비율 이하의 부하율을 가지면 엔진의 RPM을 앞서 산출된 RPM으로부터 매초당 소정 비율로 감소시키는 차량제어장치(7)를 포함한다.

여기서, 상기 엔진제어장치(1)는, 프론트작업감지센서, 조향작업감지센서, 페달조작감지센서 등으로부터 건설기계의 작업 유무를 판단하고, 차량제어장치(7)로부터 입력되는 제어신호에 따라 엔진의 구동을 제어한다.

상기 엔진콘트롤다이얼(2)은, 사용자로부터 엔진의 동작 RPM이 설정되도록 하는 것으로, 작업 또는 주행 중 건설기계의 엔진이 설정된 RPM의 범위 내에서 동작되도록 한다.

상기 아이들스위치(3)는, 사용자로부터 오토 아이들 제어 기능이 선택되도록 하는 것으로, 작업 또는 주행 동작이 일정시간 동안 휴무 상태를 가지는 경우 건설기계의 엔진 RPM이 아이들 RPM 및 하이 아이들 RPM 로 강하가 이루어질 수 있도록 하여 연비를 향상시킬 수 있다.

상기 계기판(4)은, 아이들스위치(3)로부터 오토 아이들 제어 기능 선택시 이를 사용자에게 표시하는 디스플레이수단으로, 건설기계의 동작에 필요한 주행정보 및 그 이외의 정보가 디스플레이되어 사용자에게 해당 건설기계의 상태를 인지하도록 한다.

상기 차량제어장치(7)는, 오토 아이들 제어 기능의 선택시 엔진의 RPM이 설정된 RPM에서 차량의 휴지상태가 지속되면 설정된 아이들 RPM 또는 하이 아이들 RPM으로 감소되도록 제어하는 제어수단이다.

여기서, 상기 차량제어장치(7)는, 오토 아이들 제어 기능의 선택시 이를 사용자에게 표시하고 엔진의 부하율을 입력받아 부하율을 측정하고, 이어서 4초 동안의 부하율이 상기 설정된 부하율의 30%이하이고 순간 부하율(또는 부하 변화율)이 상기 설정된 순간 부하율의 10% 이하인 경우, 엔진의 RPM을 상기 아이들 RPM 또는 하이 아이들 RPM의의 90%로 설정된 수정 RPM이 되도록 감소시키는 제어를 수행한다.

또한, 상기 차량제어장치(7)는 상기 아이들 RPM 제어의 수행 이후, 10초 동안의 부하율이 계속하여 상기 설정된 부하율의 30%이하이고 순간 부하율(또는 부하 변화율)이 상기 설정된 순간 부하율의 10% 이하인 경우, 엔진의 동작이 계속하여 상기 설정 RPM에서 1초당 1%씩 더 감소시키는 제어를 수행한다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건설기계의 엔진 회전수 제어방법에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건설기계의 엔진 회전수 제어방법은, 엔진콘트롤다이얼(2)로부터 엔진의 동작 RPM 또는 작업 RPM이 설정되어 차량제어장치(7)의 제어에 따라 엔진제어장치(1)가 엔진의 RPM을 제어한다(S100).

이후, 엔진제어장치(1)로부터 현재 엔진의 부하율이 차량제어장치(7)에 제공되어 순간 부하율로 변환 및 설정된다(S105).

이후, 차량제어장치(7)는 사용자로부터 아이들스위치(3)를 통해 오토 아이들 제어 기능이 선택되었는지 여부를 판단하고(S110), 만약 상기 S110 단계에서 오토 아이들 제어 기능이 선택되었으면 계기판(4)에 아이들 제어 기능 선택 상태를 표시하고(S115), 그렇지 않으면 계기판(4)에 아이들 기능 선택 상태 해제를 표시한 후 S100 단계로 진행한다(S120).

또한, 차량제어장치(7)는, 상기 S115 단계 이후, 엔진제어장치(1)로부터 현재 엔진의 부하율을 제공받고 이어서, 4초 이내에 현재 엔진의 부하율이 상기 설정된 부하율의 30% 이하이고, 현재 엔지의 부하율을 변환한 부하 변화율이 상기 설정된 부하 변화율의 10% 이하의 상태인지를 판단한다(S125).

만약, 차량제어장치(7)는, 상기 S125 단계에서, 4초 이내에 현재 엔진의 부하율이 상기 설정된 부하율의 30% 이하이고, 현재 엔진의 부하율을 변환한 부하 변화율이 상기 설정된 부하 변화율의 10% 이하의 상태이면, 엔진의 최고 RPM을 기 설정된 수정 엔진 RPM(아이들 RPM 또는 하이 아이들 RPM)의 90% 이하로 제한하는 RPM 제어를 수행하고(S130), 그렇지 않으면 상기 S100 단계로 진행한다.

이후, 차량제어장치(7)는, 연속하여 10 초 이내에 현재 엔진의 부하율이 상기 설정된 부하율의 30% 이하이고, 현재 엔진의 부하율을 변환한 부하 변화율이 상기 설정된 부하 변화율의 10% 이하의 상태인지를 판단한다(S135).

만약, 차량제어장치(7)는, 상기 S135 단계에서, 연속하여 10 초 동안 또는 이내에 현재 엔진의 부하율이 상기 설정된 부하율의 30% 이하이고, 현재 엔진의 부하율을 변환한 부하 변화율이 상기 설정된 부하 변화율의 10% 이하의 상태이면, 엔진의 수정 RPM을 상기 설정된 동작 RPM 또는 작업 RPM의 10% 이하로 제한함과 동시에, 1초당 1%씩 감소시키는 오토 아이들 RPM 제어를 수행한 후 S135 단계로 진행하며(S140), 그렇지 않으면 상기 S100 단계로 진행한다.

따라서 상기 건설기계의 엔진 회전수 제어방법에 의하면, 엔진의 부하율을 제공받아 이를 순간 부하율로 변환 설정하고 일정시간 동안 상기 설정된 부하율에 대하여 일정비율 이하의 부하율을 가지면 엔진의 RPM을 상기 설정된 엔진 RPM의 일정비율 이하의 RPM을 가지도록 아이들 RPM으로 제어하고 이후, 연속하여 일정시간 동안 엔진의 부하가 상기 설정된 부하율에 대하여 일정비율 이하의 부하율을 가지면 엔진의 RPM을 상기 아이들 RPM에 대응된 RPM을 가지도록 제어함과 동시에, 연속하여 상기 아이들 RPM을 매초당 1%씩 감소시키는 오토 아이들 RPM으로 제어함으로써, 종래에서와 같이 압력스위치, 압력센서 등을 통해 유압변화를 체크한 오토 아이들 RPM 제어에 비하여, 기계적 방식에 따른 정보의 오류 발생을 방지하고 이에 따른 기구적 결함을 해소하며 또한 제조원가를 낮출수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

본 발명은 구성적 변경이 없어 구현이 용이하고, 실시에 의한 효과가 명백하므로 건설기계에 이용가능성이 높다.

Claims

엔진의 RPM을 설정된 RPM에 대응되도록 제어하는 단계;

상기 설정된 엔진 RPM에 따른 엔진의 부하율을 제공받아 이를 부하 변화율로 변환 및 설정하는 단계;

오토 아이들 제어 기능 선택시 현재 엔진의 부하율을 제공받아 이를 부하 변화율로 변환 하는 단계;

상기 현재 엔진의 부하율과 이에 따른 부하 변화율이 제1시간 동안 각각 상기 설정된 엔진의 부하율과 부하 변화율의 일정비율 이하이면 엔진의 RPM을 기 설정된 RPM보다 기 설정된 비율만큼 감소된 수정 RPM으로 엔진의 구동을 제어하는 단계;

상기 RPM 제어 수행시 상기 현재 엔진의 부하율과 이에 따른 부하 변화율이 제2시간 동안 각각 상기 설정된 엔진의 부하율과 부하 변화율의 일정비율 이하이면, 상기 수정 RPM을 일정 비율 이하로 연속 감소시킨 수정된 수정 RPM으로 엔진의 구동을 제어하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 엔진 회전수 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 현재 엔진의 부하율과 이에 따른 부하 변화율이 각각 상기 설정된 엔진의 부하율의 30% 이하이고 부하 변화율의 10% 이하인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 엔진 회전수 제어방법.
제1항에 있어서, 오토 아이들 RPM 제어를 수행하는 단계는 상기 엔진의 RPM을 1초당 1%씩 감소시키는 것을 특징으로 하는 건설기계의 엔진 회전수 제어 방법.