WO2014017677A1

WO2014017677A1 - 배기가스 온도에 따른 건설기계의 냉각팬 회전수 제어 장치

Info

Publication number: WO2014017677A1
Application number: PCT/KR2012/005932
Authority: WO
Inventors: 남명남
Original assignee: Volvo Construction Equipment AB
Current assignee: Volvo Construction Equipment AB
Priority date: 2012-07-25
Filing date: 2012-07-25
Publication date: 2014-01-30
Anticipated expiration: 2015-01-25

Description

배기가스 온도에 따른 건설기계의 냉각팬 회전수 제어 장치

본 발명은 배기가스 온도에 따른 건설기계의 냉각팬 회전수 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기 가스 후처리 장치 전단의 배기가스 온도를 냉각팬 회전수 제어에 사용하여 배기가스 후처리 장치의 과온 혹은 과냉 상태를 예방하여 항상 적절한 배기가스 온도를 유지할 수 있게 함으로써 배기가스 후처리의 효율을 높일 수 있도록 하는, 배기가스 온도에 따른 건설기계의 냉각팬 회전수 제어 장치에 관한 것이다.

종래의 팬 구동 시스템은 비속도 가변형인 경우, 유체 온도에 상관없이 엔진 속도에 유관하게 냉각팬이 구동된다. 따라서 외기 온도가 낮거나 유체 온도가 낮더라도 엔진 속도가 높은 경우, 팬 회전수가 높아 과냉각의 우려와 동시에 팬 구동 마력이 높아 연비가 낮고 시스템 효율이 떨어지는 단점이 있다.

또한, 속도 가변형의 팬 구동 시스템 역시 특정 유체의 온도 등을 팬 회전수 제어에 사용하므로, 배기 가스 온도가 낮은 조건에도 팬이 빠르게 회전하여 배기가스 처리 장치 주변의 온도를 떨어뜨리고 동시에 배기 가스 온도가 상승하는 속도를 더디게 하여 배기가스 후처리 장치 내 불순물이 끼거나 재생이 원활하지 않을 수 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 배기 가스 후처리 장치 전단의 배기가스 온도를 냉각팬 회전수 제어에 사용하여 배기가스 후처리 장치의 과온 혹은 과냉 상태를 예방하여 항상 적절한 배기가스 온도를 유지할 수 있게 함으로써 배기가스 후처리의 효율을 높일 수 있도록 하는, 배기가스 온도에 따른 건설기계의 냉각팬 회전수 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또 다른 목적은 배기가스 온도가 낮은 경우 냉각팬의 구동 속도를 낮춰줌으로써 냉각팬 구동 마력을 절감하여 장비의 연비 저감에 도움을 줄 수 있도록 하는 배기가스 온도에 따른 건설기계의 냉각팬 회전수 제어 장치를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배기가스 온도에 따른 건설기계의 냉각팬 회전수 제어 장치는,

각종 유체를 냉각시키는 냉각팬을 제어하기 위한 건설기계의 냉각팬 회전수 제어 장치에 있어서, 배기가스 후처리 장치 전단의 배기가스 온도를 검출하는 온도 센서, 상기 온도 센서가 검출한 배기가스 온도가 과온 범위 또는 과냉 범위인지 판단하여 상기 판단 결과에 따라 서로 다른 냉각팬 회전수 정보를 출력하는 제어부 및, 상기 제어부가 출력하는 냉각팬 회전수 정보에 따라 상기 냉각팬을 구동하는 팬 구동수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 제어부는 상기 배기가스 온도가 과온 범위에 속하는 경우 상대적으로 냉각팬 회전수가 높게 설정된 제1 냉각팬 회전수 정보를 출력하고, 상기 배기가스 온도가 과냉 범위에 속하는 경우 상대적으로 냉각팬 회전수가 낮게 설정된 제2 냉각팬 회전수 정보를 출력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 냉각팬 회전수 제어 장치가 엔진 배기가스 후처리 장치 전단의 배기가스 온도를 검출하여 배기 가스 온도가 낮은 경우, 냉각팬 회전수를 낮게 제어하여 팬 구동 동력을 줄일 수 있기 때문에 엔진의 연비 향상에 도움을 줄 수 있다.

또한, 배기가스 온도를 냉각팬 회전수 제어에 사용함으로써 배기가스 온도가 낮은 경우 배기가스 후처리 장치 내 과도하게 발생할 수 있는 수트 등의 이물질 발생할 수 있는 가능성을 저감시켜 배기가스 배출물이 좀 더 정화되어 대기 환경 개선에 도움을 줄 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 배기가스 온도에 따른 건설기계의 냉각팬 회전수 제어 장치를 도시한 도면

도 2는 본 발명에 따른 배기가스 온도에 따른 건설기계의 냉각팬 회전수 제어 장치의 동작을 순서대로 도시한 플로우 챠트

도 3은 본 발명에 따른 배기가스 온도와 냉각팬 회전수 간의 매핑 관계를 도시한 그래프

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

101 : 온도 센서 102 : 제어부

103 : 팬 구동수단

S1, S2, ... , Si : 배기가스 온도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.

다만, 이하에서 설명되는 실시 예는 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.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명에 따른 배기가스 온도에 따른 건설기계의 냉각팬 회전수 제어 장치를 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 장치는 배기가스 후처리 장치 전단의 배기 가스 온도를 검출할 수 있는 온도 센서(101)를 구비하고, 배기가스 온도에 따른 냉각팬 구동 회전수를 설정한 이후 상기 온도 센서(101)에서 검출한 현재 배기가스 온도에 따라 냉각팬의 구동 회전수를 가변하는 구조로 된 것이다.

구체적으로, 본 장치는 크게, 온도 센서(101), 제어부(102), 팬 구동수단(103)을 포함하여 이루어진 구조이다.

즉, 배기가스 후처리 장치 전단의 배기가스 온도를 검출하는 온도 센서(101), 상기 온도 센서(101)가 검출한 배기가스 온도가 과온 범위 또는 과냉 범위인지 판단하여 상기 판단 결과에 따라 서로 다른 냉각팬 회전수 정보를 출력하는 제어부(102) 및, 상기 제어부(102)가 출력하는 냉각팬 회전수 정보에 따라 상기 냉각팬을 구동하는 팬 구동수단(103)을 포함하여 이루어진 구조이다.

즉, 각종 유체를 냉각시키는 냉각팬을 제어하기 위한 건설기계의 냉각팬 회전수 제어 장치에 있어서, 배기가스 후처리 장치 전단의 배기가스 온도를 검출하는 온도 센서(101), 상기 온도 센서(101)가 검출한 배기가스 후처리 장치 전단의 배기가스 온도가 과온 범위 또는 과냉 범위인지 판단하여 그에 따라 서로 다른 냉각팬 회전수 정보를 출력하는 제어부(102) 및, 상기 제어부(102)가 출력하는 냉각팬 회전수 정보에 따라 상기 냉각팬을 구동하는 팬 구동수단(103)을 포함하여 이루어진 구조이다.

여기서, 온도센서(101)는 배기가스 후처리 장치와, 배기가스 후처리 장치 전단부 사이에 설치된 것으로, 배기가스 후처리 장치 전단부의 배기가스 온도를 검출하여 S1, S2, ... , Si로 대변되는 배기가스 온도 값을 제어부(102)로 입력하는 것이다. 이렇게 입력된 배기가스 온도 값은 냉각팬의 회전 속도 결정시 사용된다. 즉, 입력된 배기가스 온도 값이 소정의 과온 범위에 속하는 경우엔 상대적으로 높은 냉각팬 회전수 정보가 결정하도록 하고, 입력된 배기가스 온도 값이 소정의 과냉 범위에 속하는 경우엔 상대적으로 낮은 냉각팬 회전수 정보가 결정되도록 한다.

제어부(102)는 상기 온도 센서(101)가 검출한 배기가스 후처리 장치 전단의 배기가스 온도가 과온 범위인지 또는 과냉 범위인지 판단하여 그 판단 결과에 따라 서로 다른 냉각팬 회전수 정보를 출력하는 것이다. 예를 들어, 상기 배기가스 온도가 과온 범위에 속하는 경우 상대적으로 냉각팬 회전수가 높게 설정된 제1 냉각팬 회전수 정보를 출력하고, 상기 배기가스 온도가 과냉 범위에 속하는 경우 상대적으로 냉각팬 회전수가 낮게 설정된 제2 냉각팬 회전수 정보를 출력하며, 상기 과온 범위와 과냉 범위는 제어부(102) 내에 미리 설정된 온도 범위이다.

팬 구동수단(103)은 상기 제어부(102)가 출력하는 냉각팬 회전수 정보에 따라 냉각팬을 구동하는 것으로, 예를 들어, 상기 배기가스 온도가 과온 범위에 속하여 상대적으로 냉각팬 회전수가 높게 설정된 제1 냉각팬 회전수 정보가 제어부(102)로부터 출력된 경우, 출력된 제1 냉각팬 회전수에 맞추어 냉각팬을 상대적으로 빠르게 회전시킨다. 반면, 상기 배기가스 온도가 과냉 범위에 속하여 상대적으로 냉각팬 회전수가 낮게 설정된 제2 냉각팬 회전수 정보가 제어부(102)로부터 출력된 경우에는, 출력된 제2 냉각팬 회전수에 맞추어 냉각팬을 상대적으로 느리게 회전시키게 된다.

이하, 도 1의 본 발명에 따른 배기가스 온도에 따른 건설기계의 냉각팬 회전수 제어 장치의 동작을 첨부된 도 2를 참조해 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 배기가스 온도에 따른 건설기계의 냉각팬 회전수 제어 장치의 동작을 순서대로 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 배기가스 후처리 장치 전단의 배기 가스 온도를 검출할 수 있는 온도 센서를 구비하고, 배기가스 온도에 따른 냉각팬 구동 회전수를 설정한 이후 상기 온도 센서에서 검출한 현재 배기가스 온도에 따라 냉각팬의 구동 회전수를 가변하는 구조로 된 것이다.

구체적인 동작은 다음과 같다.

먼저, 소정의 온도센서가 배기가스 후처리 장치 전단부의 배기가스 온도를 검출한다(S201).

그런 다음, 검출한 배기가스 온도를 제어부로 입력한다.

이때, 입력된 배기가스 온도는 냉각팬의 회전 속도 결정시 사용된다.

즉, 입력된 배기가스 온도가 소정의 과온 범위에 속하는 경우엔 상대적으로 높은 냉각팬 회전수 정보가 결정하도록 하고, 입력된 배기가스 온도가 소정의 과냉 범위에 속하는 경우엔 상대적으로 낮은 냉각팬 회전수 정보가 결정되도록 한다.

상기 온도센서는 배기가스 후처리 장치와, 배기가스 후처리 장치 전단부 사이에 설치된 것으로, 배기가스 후처리 장치 전단부의 배기가스 온도를 검출하여 제어부로 입력하는 것이다.

다음, 제어부는 상기 온도센서가 검출한 배기가스 후처리 장치 전단의 배기가스 온도가 과온 범위인지 또는 과냉 범위인지 판단한다.

그런 다음, 상기 판단 결과에 따라 서로 다른 냉각팬 회전수 정보를 출력한다.

예를 들어, 상기 배기가스 온도가 과온 범위에 속하는 경우(S202) 상대적으로 냉각팬 회전수가 높게 설정된 제1 냉각팬 회전수 정보를 출력한다(S203).

그리고, 상기 배기가스 온도가 과냉 범위에 속하는 경우(S205) 상대적으로 냉각팬 회전수가 낮게 설정된 제2 냉각팬 회전수 정보를 출력한다(S206).

상기 과온 범위와 과냉 범위는 제어부 내에 미리 설정된 온도 범위이다.

마지막으로, 팬 구동수단은 상기 제어부가 출력하는 냉각팬 회전수 정보에 따라 냉각팬을 구동한다.

예를 들어, 상기 배기가스 온도가 과온 범위에 속하여 상대적으로 냉각팬 회전수가 높게 설정된 제1 냉각팬 회전수 정보가 제어부로부터 출력된 경우, 출력된 제1 냉각팬 회전수에 맞추어 냉각팬을 상대적으로 빠르게 회전시킨다(S204).

반면, 상기 배기가스 온도가 과냉 범위에 속하여 상대적으로 냉각팬 회전수가 낮게 설정된 제2 냉각팬 회전수 정보가 제어부로부터 출력된 경우에는, 출력된 제2 냉각팬 회전수에 맞추어 냉각팬을 상대적으로 느리게 회전시키게 된다(S207).

이와 같이, 본 발명은 배기가스 후처리 장치 전단의 배기가스 온도가 과온 범위 또는 과냉 범위인지에 따라 상이하게 결정되는 냉각팬 회전수에 따라 냉각팬을 구동함으로써,

배기 가스 후처리 장치 전단의 배기가스 온도를 냉각팬 회전수 제어에 사용하여 배기가스 후처리 장치의 과온 혹은 과냉 상태를 예방해 항상 적절한 배기가스 온도를 유지할 수 있게 하여 배기가스 후처리의 효율을 높일 수 있게 된다.

그리고, 배기가스 온도가 낮은 경우 냉각팬의 구동 속도를 낮춰줌으로써 냉각팬 구동 마력을 절감하여 장비의 연비 저감에도 도움을 줄 수 있게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 배기가스 온도와 냉각팬 회전수 간의 매핑 관계를 도시한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 배기가스 후처리 장치 전단의 배기가스 온도가 과온 범위 또는 과냉 범위인지에 따라 상이하게 결정되는 냉각팬 회전수에 따라 냉각팬을 구동한다.

즉, 본 발명은 배기가스 후처리 장치 전단의 배기 가스 온도를 검출할 수 있는 온도 센서를 구비하고, 배기가스 온도에 따른 냉각팬 구동 회전수를 설정한 이후 상기 온도 센서에서 검출한 현재 배기가스 온도에 따라 냉각팬의 구동 회전수를 가변하는 구조로 된 것이다.

그래서, 예를 들어 배기가스 후처리 장치 전단의 배기가스 온도가 과온 범위(②)에 속하는 경우엔, 상대적으로 냉각팬 회전수가 높게 설정된 제1 냉각팬 회전수에 맞추어 냉각팬을 상대적으로 빠르게 회전시킨다.

반면, 배기가스 후처리 장치 전단의 배기가스 온도가 과냉 범위(①)에 속하는 경우엔, 상대적으로 냉각팬 회전수가 낮게 설정된 제2 냉각팬 회전수에 맞추어 냉각팬을 상대적으로 느리게 회전시키게 된다.

본 발명은 배기 가스 온도가 낮은 경우, 냉각팬 회전수를 낮게 제어하여 팬 구동 동력을 줄일 수 있기 때문에 엔진의 연비 향상에 도움을 줄 수 있고, 배기가스 온도가 낮은 경우 배기가스 후처리 장치 내 과도하게 발생할 수 있는 수트 등의 이물질 발생할 수 있는 가능성을 저감시켜 대기 환경 개선에 유용하다.

Claims

각종 유체를 냉각시키는 냉각팬을 제어하기 위한 건설기계의 냉각팬 회전수 제어 장치에 있어서,

배기가스 후처리 장치 전단의 배기가스 온도를 검출하는 온도 센서;

상기 온도 센서가 검출한 배기가스 온도가 과온 범위 또는 과냉 범위인지 판단하여 상기 판단 결과에 따라 서로 다른 냉각팬 회전수 정보를 출력하는 제어부; 및

상기 제어부가 출력하는 냉각팬 회전수 정보에 따라 상기 냉각팬을 구동하는 팬 구동수단을 포함하여 이루어진 배기가스 온도에 따른 건설기계의 냉각팬 회전수 제어 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제어부는

상기 배기가스 온도가 과온 범위에 속하는 경우 상대적으로 냉각팬 회전수가 높게 설정된 제1 냉각팬 회전수 정보를 출력하고, 상기 배기가스 온도가 과냉 범위에 속하는 경우 상대적으로 냉각팬 회전수가 낮게 설정된 제2 냉각팬 회전수 정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 배기가스 온도에 따른 건설기계의 냉각팬 회전수 제어 장치.