KR20130075692A - 건설기계의 기계식 엔진용 엔진제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설기계의 기계식 엔진용 엔진제어장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 건설기계의 기계식 엔진용 엔진제어장치는, 펌프제어장치(50)로부터 엔진 제어 모터(104)에 입력되는 요구지령이 TPS선도에 의해 상기 엔진 제어 모터(104)가 제어되고, 상기 엔진 제어 모터(104)가 작동되어 연료분사 펌프(106)를 제어하도록 하는 기계식 엔진용 엔진제어장치에 있어서,
작업부하에 따라 부하 모드가 복수로 설정되고, 상기 복수의 부하모드에 따른 각각의 TPS선도가 제공되며,
상기 복수의 부하 모드에서 특정한 부하모드가 선택되면 해당 부하모드에 따른 특정한 TPS선도가 선택되어 상기 제어 지령에 대응하는 TPS값에 의해 상기 엔진 제어 모터(104)가 제어된다.

Description

건설기계의 기계식 엔진용 엔진제어장치{Engine control unit for Mechanical Engine of Construction Machinery}

본 발명은 건설기계의 기계식 엔진용 엔진제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유압펌프의 부하에 따라 엔진 출력이 조절되는 기계식 엔진에 있어서, 제어지령에 의해 엔진 회전수를 제어하도록 하는 건설기계의 기계식 엔진용 엔진제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 건설기계는 유압시스템이 구비되어 있고, 유압시스템은 엔진으로부터 동력을 제공받는다. 유압시스템은 유압펌프와, 메인컨트롤밸브와, 액추에이터와, 조작부를 포함하여 구성된다. 엔진은 연료를 연소시켜 동력을 발생시키고, 엔진에서 출력되는 동력은 유압펌프를 작동시킨다.

이하, 첨부도면 도 1을 참조하여 건설기계의 유압시스템과 엔진에 대하여 좀 더 상세하게 설명한다. 첨부도면 도 1은 기계식 엔진의 동력에 의해 구동되는 유압시스템을 설명하기 위한 도면이다.

압력제어형 유압펌프(10)는 사판(r)이 구비되어 있고, 사판(r)의 경사각도에 따라 토출유량이 증감 제어된다. 사판(r)의 경사각도는 레귤레이터(40)에 의해 조절된다. 또한, 사판의 경사각도는 앵글센서에 의해 검출될 수 있고, 검출된 앵글센서 값은 펌프제어장치(50)에 제공된다.

유압펌프(10)에서 토출되는 작동유는 메인컨트롤밸브(20)에 제공되고, 메인컨트롤밸브(20)에서 특정한 스풀(spool)이 작동되면, 해당 스풀과 연계된 액추에이터(30)에 상술한 작동유가 제공된다. 작동유를 제공받은 액추에이터(30)는 작동하여 소망하는 일을 수행하게 된다.

한편, 작업자는 조작부(60)에 구비된 조이스틱, 페달 등을 조작하여 파일럿 작동유에 압력을 형성하고, 파일럿 작동유를 매개로하는 유량제어 신호(Pi)를 발생시킨다. 유량 제어신호(Pi)는 레귤레이터(40)와 메인 컨트롤 밸브(20)에 제공된다.

메인컨트롤밸브(20)는 상술한 유량제어신호(Pi)에 비례하여 특정한 스풀을 움직이도록 하는 것이다. 즉, 작업자가 조이스틱을 조작하면, 메인컨트롤밸브(20)의 스풀을 작동시켜 개폐작동하고, 해당 스풀이 개방되면 작동유는 액추에이터(30)에 제공되어 소망하는 작업을 수행하는 것이다.

상술한 레귤레이터(40)는 사판각도를 조절하는 것이고, 조절하는 제어방식은 유량제어, 등마력제어, 마력제어가 있다.

유량제어(Flow control)는 유량제어신호(pi)에 따라 사판(r)의 사판각도가 조절되는 것으로써, 요구 압력의 증감에 비례하여 유압펌프(10)의 작동유 토출유량을 비례하여 증감시키도록 제어하는 것이다.

등마력 제어(Constant Horse power control)는 부하압력(Pd)을 받아 설정된 일정한 펌프 마력을 유지시키도록 제어하는 것이다. 등마력 제어는 압력과 유량의 상관관계가 P-Q맵으로 설정되고, 유압펌프(10)와 메인컨트롤밸브(20)의 사이에서 유압라인에 작용되는 부하 압력(Pd)을 받아 설정된 P-Q맵에 따라 토출유량을 가변하도록 하는 것이다. 예를 들면, 부하 압력(Pd)이 증가하면 레귤레이터(40)는 사판(r)을 조절하여 유량(Qp)이 감소되도록 제어하는 것이다. 이로써 유압펌프(10)의 토출 유량이 감소되도록 제어되지만, 펌프 마력은 일정하게 유지되는 것이다.

마력제어(Power shift control)는 첨부도면 도 2를 참조하여 설명한다.

마력제어(Power shift control)는 엔진의 부하 상태에 따라 펌프 마력을 조정하는 제어이다. 즉, 등마력제어서 P-Q 맵을 복수로 설정하고, 부하에 따라 복수의 P-Q맵에서 선택하여 유압펌프(10)를 제어하는 것이다. 예를 들면, 도 2에 나타낸 바와 같이, P-Q 맵을 중부하 맵, 표준부하 맵, 경부하 맵으로 제공할 수 있고, 작업 부하에 따라 특정한 P-Q맵을 선정하여 유압펌프(10)를 제어하도록 하는 것이다. 이로써, 동일한 부하 압력(Pd)이 작용하더라도, 중부하 맵이 선정된 경우에는 많은 유량이 토출된다. 반면에, 표준부하 맵이 선정된 경우에는 중부하 맵이 선정되는 것에 비교하여 작은 유량이 토출된다. 또한, 경부하 맵이 선정된 경우에는 중부하 맵에서 선정되는 토출 유량보다 작은 유량이 토출된다. 즉, 마력제어는 작업대상의 부하가 크다고 판단되는 경우에는 중부하에 가까운 쪽의 P-Q맵을 선정하고, 작업대상의 부하가 일반적이라고 판단되는 경우에는 표준부하 맵을 선정하며, 작업대상의 부하가 작다고 판단되는 경우에는 경부하에 가까운 쪽의 P-Q맵을 선정하여 유압펌프(10)를 제어하는 것이다.

다른 한편으로, 유압펌프(10)는 엔진으로부터 동력을 전달받는다, 엔진(100)은 엔진 제어 모터(104)에 의해 제어되는 것이다. 예를 들면, 엔진 제어 모터(104)는 엔진 출력이 높게 요구되면 연료 분사 펌프(106)에서 연료 분사량을 늘리도록 제어하고, 엔진 출력이 낮게 요구되면 연료 분사 펌프(106)에서 연료 분사량을 줄이도록 제어하며, 특정한 엔진 출력을 유지하고자 할 때에는 연료분사 펌프(106)에서 연료분사량을 일정하게 유지하도록 제어한다.

한편, 건설기계는 유압시스템을 안정적으로 운용하기 위해서는 엔진 출력을 일정하게 유지하는 것은 매우 중요한 요소이고, 즉, 작업부하에 따라 특정한 엔진회전수를 설정하면, 설정된 엔진회전수에 상응하는 일정한 동력이 출력되고, 이로 인하여 유압펌프는 유압시스템에서 설계된 대로 작동유의 유량을 토출할 수 있게 된다.

한편, 유압시스템에는 부하에 따라 복수의 부하모드로 설정하여 제공한다. 예를 들면, 모드1, 모드2, 모드3, 모드4, 모드5를 순차적으로 지정할 수 있고, 모드1에 가까운 모드일수록 큰 동력을 구현하고, 모드5에 가까울수록 경제운전을 실현하도록 하는 것이다.

또한, 설정된 부하모드마다 추천되는 엔진회전수(rpm)가 정해진다. 엔진회전수(rpm)는 엔진회전수 설정부(102)에서 선택할 수 있고, 엔진 회전수(102)는 엔진 제어 모터(104)에 제어 지령을 내린다. 엔진 제어 모터(104)는 연료 분사펌프(106)를 제어하여 분사될 연료량을 조절하게 된다. 엔진(100)은 분사된 연료량에 비례하여 엔진회전수(rpm)가 추종된다. 예컨대, 엔진회전수(rpm)를 높이도록 지령을 내리면, 비례되는 만큼의 많은 연료를 소모하면서 엔진회전수(rpm)가 높아지는 것이다.

또 다른 한편으로, 유량제어신호(Pi)에 따라 엔진 출력과 엔진회전수가 변화되는데, 이는 도 3을 참조하여 설명한다. 첨부도면 도 3은 유량제어신호(Pi)에 따른 엔진회전수(rpm) 변화 및 엔진출력(HP)의 변화를 설명하기 위한 도면이다.

조작부(60)를 조작하여 요구 유량을 늘리면 유량제어신호(Pi)가 증가된다. 이후 액추에이터(30)에 부하가 작용되면, 마력제어에 의해 엔진회전수(rpm)를 높이도록 요구될 것이고, 엔진회전수(rpm)가 높음에 따라 엔진 출력(hp)이 높아질 것이다.

그러나 유량제어신호(pi)의 증가에 의해 유압펌프(10)에서 사판(r)의 사판각도가 제어되어 토출유량이 증가되는 데, 이로써 유압펌프(10)에서 필요로 하는 동력이 증가되므로 엔진에는 부하가 증가 작용될 것이고, 일시적으로 엔진 회전수(rpm)가 낮아진 후에 목표 엔진회전수에 도달되는 현상을 보인다.

한편, 엔진 회전수(rpm)가 요구되는 엔진회전수에 도달하기까지는 엔진 커버닝 구간(a)이 필요하다. 즉, 현재 엔진회전수에서 목표 엔진회전수까지 도달하는 데에는 물리적인 동특성으로 인하여 시간이 지연되는 것이다.

물리적인 동특성에는 예를 들면 터보차저 타임 랙(turbocharger time lack) 구간(b)이 있다. 터보차저 타임 랙은 터보차저가 고속회전으로 회전되기 위해서는 물리적인 시간이 필요한데. 이때 필요로 하는 시간만큼 고속회전까지 시간이 소요되는 것이다.

또 다른 한편으로, 종래의 기계식 엔진(100)은 연료 분사 펌프(106)가 구비되고, 연료 분사 펌프(106)는 와이어/링키지(wire linkage: 105)로 연결된 엔진 제어 모터(104)에 의해 제어된다. 즉 엔진 제어 모터(104)가 구동되어 와이어 케이블(105)을 당기거나 이완시키는 작용을 하고, 와이어 케이블(105)의 이동변위에 따라 연료분사펌프(106)에서 연료 분사량이 제어되는 것이다. 엔진 제어 모터(104)는 엔진회전수 설정부(102)의 지령 또는 펌프제어장치(50)로부터의 지령에 의해 제어된다.

엔진회전수(rpm)는 엔진출력(ps)과 엔진 토크에 밀접한 관련이 있고, 이는 첨부도면 도 5를 참조하여 설명한다. 첨부도면 도 5는 엔진 회전수(rpm)에 따른 엔진출력(ps)와 엔진 토크(kg-m)의 동특성 관례를 설명하기 위한 도면이다.

건설기계에 탑재되는 엔진(100)은 엔진회전수를 800rpm 내지 2100rpm의 범위에서 제어한다. 좀 더 상세하게는 상술한 복수의 모드에 따라 엔진회전수(rpm)를 추천하는데, 엔진(100)은 유압모터의 부하에 영향을 받으므로 작업부하에 적합한 최적의 엔진회전수(rpm)를 설정하여야 한다.

예를 들면, 엔진(100)이 2010rpm이 넘는 하이 아이들(Hight Idle)로 운용되다가 유압시스템에서 마력제어에 의해 엔진회전수(rpm)의 제어가 작용되면, 도 3에 나타낸 바와 같이 엔진회전수의 떨어진 후에 목표 엔진회전수(rpm)로 도달된다.

즉, 엔진회전수가 2010rpm이지만, 목표 엔진회전수(rpm)가 1900rpm이라면, 900 ~ 1000rpm까지 떨어졌다가 1900rpm으로 도달될 수 있는 것이다.

한편, 엔진회전수(rpm)에 따라 엔진출력과 엔진토크는 다르게 나타나므로, 가장 효율이 좋은 특정한 엔진회전수(rpm)를 선정하게 되는 것이다.

그러나 기계식 엔진(100)은 요구되는 엔진회전수(rpm)와 실제 엔진회전수(rpm)에는 많은 차이가 있다. 이에 부연설명하면 다음과 같다. 엔진 제어 모터(104)에 의해 연료분사 펌프(106)가 제어될 때에 와이어/링키지(105)에 의해 움직이는데, 엔진의 거버닝(governing)의 위치에 따라 스로틀 위치 센서(TPS: Throttle Positioning Sensor)값이 검출된다. "스로틀 위치 센서 값"은 이하 "TPS"으로 약칭한다.

또한, 유압펌프의 마력제어는 펌프 사판각(경정각)을 조정하여 임의의 압력에 해당하는 유량을 조정하여 최종적으로 유압펌프(10)의 흡수마력을 제한하게 된다. 레귤레이터(40)는 전자비례감압밸브(EPPR Valve)에 의해 제어되며, 최종적으로 펌프제어장치(50: e-POS)에서 출력되는 제어 지령에 의해 제어된다.

이때, 기계식 엔진(100)은 펌프제어장치(50)에서 내려지는 제어 지령과, TPS는 매칭(matching)에 오류를 가지는 문제점이 있다. 매칭 오류는 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 6은 기계식 엔진용 엔진제어장치에서 엔진회전수 제어지령과 실제 엔진회전수의 오차를 설명하기 위한 도면이다. 첨부도면 도 7은 종래의 건설기계에서 기계식 엔진의 엔진회전수 제어지령과 실제 회전수간의 오류를 설명하기 위한 도면이다.

제어 지령에서는 TPS 선도(Curve)를 1개의 선형곡선으로 엔진의 정격점에서 부터 최저점 아이들(Low idle)까지 엔진의 거버닝 위치를 추정하게 된다. 이 때 기구적으로 연결된 와이어(Wire)와 링키지(Linkage)의 한계와 품질편차로 실제로는 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 선형곡선이 되지 않는 경우가 발생한다.

예를 들면, 목표엔진회전수가 1400rpm이라고 가정할 때에 TPS선도에 의해 요구지령이 2.5V가 입력되면, 실제로는 1550rpm이 측정된다. 즉, 150rpm정도의 오차가 발생하는 것이다. 다시 설명하면, 엔진(100)은 150rpm만큼의 출력을 내기 위하여 그 만큼의 연료를 더 소모한다는 의미이다.

상술한 바와 같이, 펌프제어장치(50)에서의 인지하고 있는 엔진 거버닝 위치와 실제의 엔진 거버닝 위치는 서로 다르다. 특히 사용자가 가장 많이 사용하고 있는 일반적인 중간 영역(예: 스탠더드 모드)의 모드 중간영역에서 미스 매칭(Mis-Matching)이 크게 발생한다. 결국, 엔진(100)의 동특성/매칭(Matching) 등에 문제가 되고, 건설기계의 장비의 성능에 악영향을 끼치게 된다.

특히, 엔진 회전수의 드롭(drop)현상이 과다하게 발생하고, 목표된 엔진회전수를 구현하기 위하여 과다한 연료를 분사하지만 불안전 연소로 인하여 매연이 발생되는 원인이 된다.

따라서 종래의 엔진제어장치는 펌프제어장치(50)의 인지점과 실제 엔진(100)의 거버닝 위치에 대한 오차를 줄일 수 있는 기술적 방안이 요구된다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기계식 엔진이 탑재되는 건설기계에서 엔진을 제어하도록 하는 엔진제어장치에 작업부하에 따른 TPS선도를 복수로 탑재하여 엔진제어장치의 요구지령과 실제 엔진의 TPS간의 오차를 감소시킬 수 있도록 하는 건설기계의 기계식 엔진용 엔진제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설기계의 기계식 엔진용 엔진제어장치는, 펌프제어장치(50)로부터 엔진 제어 모터(104)에 입력되는 요구지령이 TPS선도에 의해 상기 엔진 제어 모터(104)가 제어되고, 상기 엔진 제어 모터(104)가 작동되어 연료분사 펌프(106)를 제어하도록 하는 기계식 엔진용 엔진제어장치에 있어서, 작업부하에 따라 부하 모드가 복수로 설정되고, 상기 복수의 부하모드에 따른 각각의 TPS선도가 제공되며, 상기 복수의 부하 모드에서 특정한 부하모드가 선택되면 해당 부하모드에 따른 특정한 TPS선도가 선택되어 상기 제어 지령에 대응하는 TPS값에 의해 상기 엔진 제어 모터(104)가 제어된다.

본 발명에 따른 건설기계의 기계식 엔진용 엔진제어장치의, 상기 복수의 TPS선도는, 엔진회전수(rpm)가 최고점 공회전(Hight idle)일 때의 제1 TPS선도; 상기 엔진회전수(rpm)가 최저점 공회전(Low idle)일 때의 제2 TPS선도; 및 상기 최고점 공회전과 상기 최저점 공회전 사이의 엔진회전수일 때의 제3 TPS선도;를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 건설기계의 기계식 엔진용 엔진제어장치는, 상기 제3 TPS선도가 2 내지 4개인 것일 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 건설기계의 기계식 엔진용 엔진제어장치는 엔진제어장치에 복수의 TPS선도를 탑재함으로써 펌프제어장치에서 출력되는 요구지령이 보정되어 엔진을 제어할 수 있고, 이로써 펌프제어장치의 요구지령과 실제 엔진의 TPS간의 오차를 감소시킬 수 있다.

나아가, 펌프제어장치로부터 연료분사펌프에 입력되는 요구지령은 해당 건설기계의 엔진의 기계적인 동특성에 적합한 값으로 매칭(matching)시킴으로써, 비정상적인 과다 연료 분사량을 억제하여 연비소모를 줄일 수 있어 연비개선에 효과가 있다.

도 1은 기계식 엔진의 동력에 의해 구동되는 유압시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 유압펌프의 제어방식 중에 마력제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 유량제어신호(Pi)에 따른 엔진회전수(rpm) 변화 및 엔진출력(HP)의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 기계식 엔진을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 엔진 회전수(rpm)에 따른 엔진출력(ps)와 엔진 토크(kg-m)의 동특성 관례를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 기계식 엔진용 엔진제어장치에서 엔진회전수 제어지령과 실제 엔진회전수의 오차를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 종래의 건설기계에서 기계식 엔진의 엔진회전수 제어지령과 실제 회전수간의 오류를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 기계식 엔진용 엔진제어장치에서 엔진회전수 제어지령을 보정하도록 하는 TPS선도가 적용된 상태의 엔진회전수 제어지령과 실제 엔진회전수의 오차를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 크기가 과장되게 도시될 수 있다.

한편, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 1 및 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 기계식 엔진용 엔진제어장치에 대해서 설명한다.

첨부도면 도 1은 기계식 엔진의 동력에 의해 구동되는 유압시스템을 설명하기 위한 도면이다. 첨부도면 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 기계식 엔진용 엔진제어장치에서 엔진회전수 제어지령을 보정하도록 하는 TPS선도가 적용된 상태의 엔진회전수 제어지령과 실제 엔진회전수의 오차를 설명하기 위한 도면이다.

엔진을 동일한 사양으로, 동일한 제조사에서 생산하더라도 기계적인 동특성은 엔진마다 다를 수 있다. 특히, 엔진회전수의 제어구간이 최고점 공회전(Hight idle)과 최저점 공회전(Low idle)에서는 요구지령과 실제 값이 매칭될 수 있지만, 중간영역에서는 경험에 의해 추정하게 된다.

이에 본 발명의 일실시예에서는 TPS선도를 복수로 제공하고, 선택된 엔진회전수에 따라 특정한 TPS선도에 근거하여 엔진 제어 모터(104)와 연료 분사 펌프(106)를 제어하도록 하는 것이다.

이로써 최고점 공회전 구간과 최저점 공회전 구간의 중간의 불특정한 지점의 엔진회전수에서도 요구지령과 실제 값의 오차를 현저하게 감소시킬 수 있게 된다. 이는 첨부도면 도 8에 나타나난다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 TPS선도는 복수로 제공된다. 이하에서 좀 더 상세하게 설명한다.

작업부하에 따른 부하모드를 복수로 설정한다. 예를 들어 파워모드, 스탠더드 모드, 에코모드로 설정할 수 있다.

파워모드는, 엔진의 정격점을 사용하는 것으로 엔진 제어 모터(104)에서 커버닝 최대상한 위치에 닿도록 위치를 제어하고 있으므로 제어 지령과 TPS간에 매칭(Matching)에 문제가 발생하지 않는다. 파워모드에 이용되는 TPS선도는 제1 TPS선도로 정의한다.

에코모드는, 엔진의 정격점을 사용하는 것으로 엔진 제어 모터(104)에서 커버닝 최소상한 위치에 닿도록 위치를 제어하고 있으므로 제어 지령과 TPS간에 매칭(Matching)에 문제가 발생하지 않는다. 에코모드에 이용되는 TPS선도는 제2 TPS선도로 정의한다.

스탠더드 모드는, 스로틀 제어장치(Throttle Controller)의 엔진 회전수(Engine rpm)설정 때에는 각 장비마다 검출된 TPS값을 피드백(Feedback)하여, 해당 장비의 최저점 아이들(Low idle) 간 별개의 제3 TPS선도(Curve)를 생성시킨다.

이후, 스탠더드 모드에서는 상기와 같이 실제 엔진의 부분 정격점과의 오차를 줄인 TPS선도를 매칭(Matching)시킨다.

한편, 건설기계에는 작업부하에 따른 부하 모드를 복수로 설정할 수 있는 것이므로 상술한 스탠더드 모드의 제3 TPS선도를 제3-1 TPS선도와 같이 더 포함할 수 있고, 나아가 2개 내지 4개로 설정할 수도 있다. 제3 TPS선도의 개수는 작업자가 선호하는 엔진회전수 설정에 따르는 것으로 개수가 많을수록 정교한 제어가 가능하지만, 너무 많은 개수일 때에는 오히려 혼란을 야기할 수 있으므로, 2개 내지 4개가 합리적일 수 있는 것이다.

이로 인하여 엔진 커버닝 구간에서 오차제어 구간이 줄어들어 들 수 있고 좀 더 각 부분부하의 인지오차를 줄일 수 있게 된다.

또한, 다양한 형태의 작업부하에 따른 부하모드에서 각각 제3 TPS선도(제3-1 TPS선도)를 생성시켜 해당 모드에서 최적화 된 TPS선도를 이용하여 엔진에 연료가 분사되는 연료분사량을 정밀하게 제어할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 기계식 엔진이 탑재되는 건설기계에서 엔진을 제어하도록 하는 엔진제어장치는 다음과 같은 이점이 있다.

본 발명에 따른 건설기계의 기계식 엔진용 엔진제어장치는 사양에 맞는 장비성능 구현할 수 있고, 이로써 건설기계를 실제로 사용자는 정상적인 장비성능이 구현됨으로써 장비성능 구현에 대한 불만을 해소시킬 수 있다. 특히, 작업자가 선호하는 작업부하 모드에서 해당 건설기계 사양에 맞는 장비성능이 구현되는 것이다. 아울러, 과도한 엔진회전수 저하(Drop) 현상을 줄일 수 있고, 이로써 안정적인 엔진 운전과 유압펌프의 운전이 가능하게 된다. 나아가, 적정한 연료를 분사함으로써 과도한 매연의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 건설기계의 기계식 엔진용 엔진제어장치는 양산편차에 따른 장비품질 개선할 수 있다. 예를 들면, 별도의 부속부품(Resource)을 추가하지 않고도 기계적인 물리적 편차에 의해 발생하는 장비마다의 엔진 제어(Engine Control)문제를 해소할 수 있게 된다. 한편, 품질편차 개선으로 생산성 증대 및 품질문제 발생빈도수 저감할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 건설기계의 기계식 엔진용 엔진제어장치는 손쉬운 유지보수 및 고객대응을 구현할 수 있다. 즉, 초기 품질과 다른 이상이 발생하였을 때에 스로틀 제어기(throttle Controller)에서 엔진 회전수(Engine rpm)의 재설정만으로도 쉽게 품질문제를 해소할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 건설기계의 기계식 엔진용 엔진제어장치는 기계식 엔진의 특성상 사용연한 증가에 따른 성능저하 보완이 가능하여, 장비사용수명 및 내구성을 증대시킬 수 있고, 이 때 소요되는 비용을 최소화 할 수 있게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따른 엔진제어장치는 건설기계에 탑재되는 기계식 엔진을 제어하는 데에 이용될 수 있다.

10: 유압펌프 20: 메인컨트롤밸브
30: 액추에이터 40: 레귤레이터
50: 펌프제어장치
60: 조작부 100: 엔진
102: 엔진회전수 설정부 104: 엔진 제어 모터
106: 연료 분사 펌프
r: 사판 Qp: 토출유량
Pd: 펌프 부하 압력 Pi: 유량제어 신호

Claims (3)

1. 펌프제어장치(50)로부터 엔진 제어 모터(104)에 입력되는 요구지령이 TPS(스로틀 위치 센서: Throttle Positioning Sensor)선도에 의해 상기 엔진 제어 모터(104)가 제어되고, 상기 엔진 제어 모터(104)가 작동되어 연료분사 펌프(106)를 제어하도록 하는 기계식 엔진용 엔진제어장치에 있어서,
   작업부하에 따라 부하 모드가 복수로 설정되고, 상기 복수의 부하모드에 따른 각각의 TPS선도가 제공되며,
   상기 복수의 부하 모드에서 특정한 부하모드가 선택되면 해당 부하모드에 따른 특정한 TPS선도가 선택되어 상기 제어 지령에 대응하는 TPS값에 의해 상기 엔진 제어 모터(104)가 제어되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 기계식 엔진용 엔진제어장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 복수의 TPS선도는,
   엔진회전수(rpm)가 최고점 공회전(Hight idle)일 때의 제1 TPS선도;
   상기 엔진회전수(rpm)가 최저점 공회전(Low idle)일 때의 제2 TPS선도; 및
   상기 최고점 공회전과 상기 최저점 공회전 사이의 엔진회전수일 때의 제3 TPS선도;
   를 포함하는 건설기계의 기계식 엔진용 엔진제어장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제3 TPS선도는 2 내지 4개인 것을 특징으로 하는 건설기계의 기계식 엔진용 엔진제어장치.
   

Images