WO2013100563A1 - 건설기계의 냉각팬-브레이크 제어방법 - Google Patents

Description

건설기계의 냉각팬-브레이크 제어방법

본 발명은 건설기계의 냉각팬-브레이크 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상황에 따라 가변펌프를 적절히 제어하여 냉각팬 유닛과 브레이크 유닛을 제어하는 시스템에 있어서 브레이크의 차징시 냉각팬이 과속으로 동작하는 것을 방지할 수 있는 건설기계의 냉각팬-브레이크 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 휠로더 등과 같은 건설기계는 굴착 또는 집적된 토사의 상차 작업이나 운반 작업을 주목적으로 수행한다. 이러한 건설기계는 작동유나 엔진의 냉각수 또는 변속기의 변속 윤활유를 냉각시키기 위한 냉각팬을 구동시키는 냉각팬 유닛과, 차량의 제동을 위한 브레이크 유닛을 구비하며, 상기 냉각팬 유닛과 브레이크 유닛에는 하나의 펌프로부터 토출되는 작동유가 공급되어 구동된다.

보다 구체적으로는, 하나의 펌프로부터 토출되는 작동유는 메인콘트롤밸브에 의해 브레이크 유닛에 우선적으로 공급되어 브레이크 수단에 일정한 압력을 축압시키고, 상기 브레이크 유닛에 축압된 압력이 기준 차징 압력 이상이면 상기 작동유는 냉각팬 유닛에 공급되며 냉각팬-브레이크 제어시스템에 의해 제어된다.

도 1은 건설기계의 냉각팬-브레이크 제어시스템을 나타낸 구성도이고, 도 2는 도 1의 냉각팬-브레이크 제어시스템에 있어서 브레이크 차징후 냉각팬의 오버스피드를 나타낸 그래프이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 건설기계에 적용되는 냉각팬-브레이크 제어시스템은, 브레이크의 압력을 감지하는 압력감지부(1), 엔진 및 엔진의 작동유 온도를 감지하는 온도감지부(2), 상기 압력감지부(1)와 온도감지부(2)로부터 각각 압력과 온도 정보를 제공받아 각각 냉각팬 유닛(3)과 브레이크 유닛(4)에 펌프(5)로부터 작동유가 공급되도록 펌프(5)로부터 토출되는 작동유의 유량을 제어하는 콘트롤러(6), 상기 콘트롤러(6)의 제어에 따라 작동유를 각각 냉각팬 유닛(3)과 브레이크 유닛(3)에 공급되도록 하는 메인콘트롤밸브(7) 등으로 구성된다.

여기서, 상기 콘트롤러(6)는 상기 온도감지부(2)로부터 신호를 수신하여 펌프(5)를 작동시키고, 펌프(5)로부터 토출되는 작동유는 메인콘트롤밸브(7)를 통해 냉각팬 유닛(3)의 냉각팬을 회전시켜 엔진이나 작동유를 냉각시키도록 할 수 있다. 또한, 상기 콘트롤러(6)는, 상기 냉각팬 유닛(3) 작동 이외에도, 상기 압력감지부(1)로부터 신호를 수신하여 브레이크의 동작이 정상적으로 이루어질 수 있도록 펌프(5)를 작동시키고 펌프(5)로부터 토출되는 작동유는 메인콘트롤밸브(7)를 통해 브레이크 유닛(4)의 압력을 일정치 이상으로 유지시키도록 할 수 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 건설기계의 냉각팬-브레이크 제어시스템은, 상기 냉각팬이 작동유에 의해 회전 중인 상태에서 브레이크 유닛(4)의 작동에 따라 브레이크 유닛(4)의 압력을 차징시키기 위하여 펌프(5)로부터 토출되는 작동유가 급속하게 증가되는 경우, 브레이크 차징 직후 냉각팬 유닛(3)에 고압/고유량의 작동유가 일시적으로 전달되기 때문에 냉각팬이 오버스피드(Overspeed)로 동작되어 연비효율이 저하되고 소음이 증대되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 설명한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 냉각팬 유닛과 브레이크 유닛을 제어하는 시스템에 있어서 브레이크의 차징시 냉각팬 유닛에 공급되는 작동유를 일정시간 동안 언로딩하여 냉각팬이 과속으로 동작하는 것을 방지할 수 있는 건설기계의 냉각팬-브레이크 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, 브레이크 유닛의 브레이크 차징 신호가 발생되는 단계; 브레이크 유닛에 고유량의 작동유가 차징 및 차징 완료되는 단계; 상기 작동유의 차징시 냉각팬 유닛의 로딩밸브는 오프되고 언로딩밸브는 온되는 단계; 및 상기 작동유의 차징 완료후 일정시간 후에 냉각팬 유닛의 로딩밸브는 온되고 언로딩밸브는 오프되는 단계를 포함하는 건설기계의 냉각팬-브레이크 제어방법이 제공된다.

여기서, 상기 작동유의 차징시에는 브레이크 유닛의 브레이크차징밸브가 온 동작되며 차징 완료후에는 브레이크차징밸브가 오프 동작되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 작동유의 차징 완료후 일정시간은 0.5초 인 것이 바람직하다.

상기 설명한 바와 같은 건설기계의 냉각팬-브레이크 제어방법에 의하면, 브레이크 유닛으로부터 브레이크의 차징 신호 발생시 브레이크 차징이 시작된 시간부터 차징이 완료된 시간과 그 후의 일정시간 까지 냉각팬 유닛에 로딩되는 고유량의 작동유를 언로딩함으로써, 냉각팬의 회전수가 상기 언로딩되는 구간동안 감소되도록 하여 냉각팬의 오버스피드를 방지할 수 있다.

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

도 1은 건설기계의 냉각팬-브레이크 제어시스템을 나타낸 구성도.

도 2는 도 1의 건설기계의 냉각팬-브레이크 제어시스템에 있어서 브레이크 차징후 냉각팬의 오버스피드를 나타낸 그래프.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건설기계의 냉각팬-브레이크 제어시스템을 나타낸 회로도.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건설기계의 냉각팬-브레이크 제어방법을 나타낸 제어흐름도.

도 5는 도 4의 건설기계의 냉각팬-브레이크 제어방법에 의해 제어되는 냉각팬의 속도 변화를 나타낸 그래프.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건설기계의 냉각팬-브레이크 제어방법에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건설기계의 냉각팬-브레이크 제어방법은, 건설기계의 시동된 상태에서 콘트롤러(6)는 압력감지부(1)를 통하여 브레이크 유닛(4)의 브레이크차징밸브(4a)의 압력을 감지한다(S100).

이때, 상기 건설기계의 냉각팬 유닛(3)은 정상 제어된 상태를 가지게 되는데, 보다 바람직하게는, 브레이크 유닛(4)의 브레이크차징밸브(4a)가 120bar 이상의 압력을 가질 때까지는 브레이크우선밸브(4b)로부터 작동유가 차징된 후 냉각팬 유닛(3)의 모터(3b)에 작동유가 로딩되게 된다. 여기서, 상기 모터(3b)에 브레이크우선밸브(4b)를 경유하여 작동유가 로딩될 수 있도록 로딩밸브(3c)는 온 상태를 가지고 언로딩밸브(3d)는 오프 상태를 가지게 된다.

만약, 상기 S100 단계에서 감지된 브레이크차징밸브(4a)의 압력이 120bar 이하이면(S110), 콘트롤러(6)는 메인콘트롤밸브(7)로부터 브레이크차징밸브(4a)에 작동유가 먼저 차장되도록 브레이크 유닛(4)으로 하여금 브레이크우선밸브(4b)와 브레이크차징밸브(4a)를 동작시키도록 한다(S120).

여기서, 상기 펌프(5)는, 상기 콘트롤러(6)의 제어에 따라 작동유의 토출량이 최대가 되도록 유량조절기(미도시)가 제어되고, 상기 브레이크차징밸브(4a)는 작동유 압력이 약 140bar 이상이 가질 때까지 차징은 계속되는 것이 바람직하다.

한편, 콘트롤러(6)는, 상기 브레이크 유닛(4)의 브레이크차징밸브(4a)에 작동유의 우선 차징시 브레이크우선밸브(4b)를 경유하여 냉각팬 유닛(3)의 냉각팬(3a)을 구동시키는 모터(3b)에 고압/고유량이 일시적으로 공급되는 것을 방지하기 위하여, 냉각팬 유닛(3)으로 하여금 브레이크 차징이 시작된 시간부터 도 5의 (B)와 (C)에서와 같이, 언로딩밸브(3d)의 동작을 온 시키고 로딩밸브(3c)의 동작을 오프시켜 모터(3b)에 로딩되는 고유량의 작동유 로딩이 차단되도록 한다(S130).

상기 S120 단계와 S130 단계 이후, 이후, 콘트롤러(6)는, 연속하여 브레이크차징센서(3c)로부터 압력감지부(1)를 통해 전달받아 작동유가 차징되는 상태인지를 감지한 후 브레이크차징밸브(4a)의 압력이 140bar 이상이면(S140), 메인콘트롤밸브(7)로부터 브레이크차징밸브(4a)에 작동유의 차징이 차단되도록 브레이크 유닛(4)으로 하여금 브레이크우선밸브(4b)와 브레이크차징밸브(4a)를 동작시키도록 한다(S150).

여기서, 상기 펌프(5)는, 상기 콘트롤러(6)의 제어에 따라 작동유의 토출량이 정상이 되도록 유량조절기(미도시)가 제어되는 것이 바람직하다.

한편, 콘트롤러(6)는, 상기 S140 단계에서 감지된 브레이크차징밸브(4a)의 압력이 140bar 이상이면, 냉각팬 유닛(3)으로 하여금 브레이크 차징이 차단(또는 완료)된 시간부터 그 후 일정시간(b) 즉, 0.5초가 초과되었는지 여부를 판단한 후(S160), 일정시간(b) 초과시 도 5의 (B)와 (C)에서와 같이, 언로딩밸브(3d)의 동작을 오프 시키고 로딩밸브(3c)의 동작을 온시켜 모터(3b)에 정상량의 작동유가 로딩되도록 한다(S170).

여기서, 상기 일정시간(b)인 0.5초는 브레이크 차징이 완료되는 순간의 토출 작동유가 브레이크 차징이 발생되기 전의 토출 작동유와 동일한 유량을 가지도록 탱크에 드레인되는 최소의 시간을 나타낸다. 즉, 상기 브레이크 차징의 시작과 완료 이후 약 0.5초 동안 모터(3b)에 작동유가 로딩되지 못하도록 하여 브레이크 차징이 완료된 상태라도 작동유 공급라인에 존재하는 고유량의 작동유에 의해 모터(3b)의 오버스피드를 방지할 수 있다.

따라서 건설기계의 냉각팬-브레이크 제어방법에 의하면, 도 5의 (D)에서와 같이, 냉각팬(3a)의 회전수가 브레이크 차징이 시작된 시간부터 차징이 완료된 시간(a)과 그 후의 일정시간(b) 까지는 감소되도록 하여, 냉각팬(3a)의 오버스피드를 방지할 수 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 발명에 따른 건설기계의 냉각팬-브레이크 제어방법에 의하면, 브레이크 유닛으로부터 브레이크의 차징 신호 발생시 브레이크 차징이 시작된 시간부터 차징이 완료된 시간과 그 후의 일정시간 까지 냉각팬 유닛에 로딩되는 고유량의 작동유를 언로딩함으로써, 냉각팬의 회전수가 상기 언로딩되는 구간동안 감소되도록 하여 냉각팬의 오버스피드를 방지할 수 있다는 점에서 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용 가능성이 있는 발명이다.

Claims (3)

1. 브레이크 유닛의 브레이크 차징 신호가 발생되는 단계;

   브레이크 유닛에 고유량의 작동유가 차징 및 차징 완료되는 단계;

   상기 작동유의 차징시 냉각팬 유닛의 로딩밸브는 오프되고 언로딩밸브는 온되는 단계; 및

   상기 작동유의 차징 완료후 일정시간 후에 냉각팬 유닛의 로딩밸브는 온되고 언로딩밸브는 오프되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 냉각팬-브레이크 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 작동유의 차징시에는 브레이크 유닛의 브레이크차징밸브가 온 동작되며 차징 완료후에는 브레이크차징밸브가 오프 동작되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 냉각팬-브레이크 제어방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 작동유의 차징 완료후 일정시간은 0.5초 인 것을 특징으로 하는 건설기계의 냉각팬-브레이크 제어방법.

Images