KR20170110283A - 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치 및 교정 방법 - Google Patents

기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치 및 교정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치 및 교정 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치 및 교정 방법은, 케이블의 늘어짐으로 인하여 스로틀 밸브의 개도량이 정상적인 상황일 때보다 부족하게 개방되어 엔진출력 저하될 우려가 있을 때에, 스로틀 밸브가 정상적으로 개방되도록 하여 엔진 출력을 양호하게 구현할 수 있다.

Description

기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치 및 교정 방법{Calibration device and calibration method of throttle valve for mechanical engine}
본 발명은 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치 및 교정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스로틀 밸브를 조절하도록 하는 케이블이 변형되었을 때에 스로틀 밸브가 양호하게 작동할 수 있도록 교정하는 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치 및 교정 방법에 관한 것이다.
일반적으로 건설기계 또는 산업차량에는 기계식 엔진과 유압시스템이 탑재될 수 있다.
엔진은 사용자의 의도에 따라 엔진 회전수를 미리 설정할 수 있다. 그리고 엔진 회전수는 작업 부하의 크기를 고려하여 설정할 수 있다.
엔진과 유압시스템의 유압펌프는 직결되게 연결될 수 있고, 이로써 엔진에서 출력된 동력이 유압펌프에 전달되어 유압펌프가 작동된다. 그리고 유압시스템은 유압펌프에 의해 토출되는 작동유를 이용하여 각종 작업장치를 작동시킬 수 있다.
기계식 엔진은 노후 됨으로써 성능이 저하되고, 결국 작업성능이 저하되는 문제점이 있다.
이에 대하여 좀 더 상세하게 설명한다. 기계식 엔진은 인젝터, 스로틀 밸브, 케이블 및 구동 모터를 포함하여 구성될 수 있다.
스로틀 밸브는 레버가 케이블을 매개로 구동 모터에 연결된다. 즉, 구동 모터가 작동되어 케이블을 당기고 이로써 스로틀 밸브가 개방될 수 있다. 그리고 엔진 스로틀 제어기(ECU)는 목표 엔진 회전수를 구현할 수 있도록 구동 모터를 제어하여 스로틀 밸브의 개도량을 조절한다.
그런데 케이블이 노후 됨에 따라 길이가 늘어나는 변형이 발생할 수 있고, 이러한 경우에는 스로틀 밸브를 목표의 개도량 만큼 개방하지 못할 수 있다.
이로써 목표 엔진 회전수를 구현하도록 작동 모터를 구동시키더라도 스로틀 밸브가 부정확하게 개방될 수 있다.
특히, 스로틀 밸브의 개방량이 적을 때에는 엔진의 연소실에 제공될 공기 량이 줄어들어 엔진의 출력이 저하되는 문제가 있다.
그리고 엔진의 출력이 저하됨으로써 유압펌프를 안정적으로 작동시키지 못하고, 특히 유압토크가 감소하게 되어 결국 건설기계 또는 산업차량의 작업성능이 저하될 수 있다.
상술한 바와 같이, 엔진출력이 저하되면 작업성능이 저하되고, 이로써 건설기계 또는 산업차량의 운용에 차질이 빚어지고, 작업이 더디어지는 문제점이 있다.
대한민국 공개 특허공보 제10-2013-0075692호(2013.07.05.)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 기계식 엔진에서 케이블의 변형으로 인하여 엔진의 출력이 저하될 때에, 스로틀 밸브가 목표의 개도량에 부합되도록 교정하여 엔진의 출력이 정상적으로 구현될 수 있도록 하는 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치 및 교정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치는, 엔진 냉각수 온도, 실제 엔진 회전수 및 오퍼레이션 안전레버(32)의 상태가 표시되고, 보정수행 선택부가 표시되는 계기판(40); 제어지령에 의해 제어되는 엔진 스로틀 제어기(50); 상기 엔진 스로틀 제어기(50)에 의해 제어되는 구동모터(70); 상기 구동모터(70)에 의해 당겨지는 케이블(14); 상기 케이블(14)의 당김에 의해 스로틀 밸브가 개방되는 엔진(10); 목표 엔진 회전수가 설정되는 사용자 엔진 회전수 설정 유닛(60); 및 상기 목표 엔진 회전수가 구현되도록 상기 제어지령이 송출되는 제어기(100);를 포함하고,
상기 제어기(100)는, 상기 보정수행 선택부가 선택되면 보정지령이 상기 엔진 스로틀 제어기(50)로 송출되고, 상기 보정지령은 로우 아이들의 전압부터 하이 아이들의 전압까지 전압 단위로 증가되어 반복 송출되며, 상기 보정지령이 송출된 시각부터 제1시간이 경과된 후에 제2시간 동안의 평균 엔진 회전수가 저장되고, 상기 반복된 보정지령과 각각의 평균 엔진 회전수가 맵으로 저장되며,
상기 맵이 저장된 이후에는 상기 목표 엔진 회전수와 가장 근접한 평균 엔진 회전수에 해당된 보정지령이 제어지령으로써 상기 엔진 스로틀 제어기(50)로 송출되는 것을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치의 상기 보정수행 선택부는, 상기 오퍼레이션 안전레버(32)가 안전위치이고, 상기 엔진 냉각수 온도가 섭씨 20도 이상인 경우에 활성화될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치의 상기 계기판(40)은, 상기 목표 엔진 회전수와 상기 실제 엔진 회전수간의 편차가 편차허용범위 내인 경우에 “보정수행 불가”의 취지가 표시될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치의 상기 편차허용범위는 100rpm인 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치의 계기판(40)는, 상기 보정지령이 송출된 후에 상기 엔진 스로틀 제어기(50)로부터 피드백이 없는 경우에 “보정수행 불가”의 취지가 표시될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치의 상기 맵이 저장되는 동안에 상기 오퍼레이션 안전레버(32)가 안전위치에서 해제되거나, 상기 목표 엔진 회전수가 변경되면 상기 보정지령의 송출이 중지되고, 상기 제어지령은 상기 맵이 저장되기 이전의 상태로 제어지령의 형식이 복원되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치의 상기 계기판(40)은, 상기 보정지령의 송출이 중지된 경우에 “보정수행 불가”의 취지가 표시될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치의 상기 계기판(40)은, 보정수행이 불가하거나 보정수행이 실패한 경우에 상기 보정수행 선택부가 다시 표시될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치의 상기 전압 단위는 0.45V 내지 0.55V이고, 상기 제1시간은 4초 내지 6초이며, 상기 제2시간은 2.5초 내지 3.5초일 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 방법은, 계기판(40)에서 보정수행 선택부가 선택되면 제어부(100)에서 엔진 스로틀 제어기(50)로 보정지령이 송출되는 단계;
상기 보정지령은 로우 아이들의 전압부터 하이 아이들의 전압까지 전압 단위로 증가되어 반복 송출되며, 상기 보정지령이 송출된 시각부터 제1시간이 경과된 후에 제2시간 동안의 평균 엔진 회전수가 저장되고, 상기 반복된 보정지령과 각각의 평균 엔진 회전수가 맵으로 저장되는 단계; 및
상기 맵이 저장된 이후에는 목표 엔진 회전수와 가장 근접한 평균 엔진 회전수에 해당된 보정지령이 제어지령으로써 상기 엔진 스로틀 제어기(50)로 송출되는 단계;를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 방법의 상기 보정수행 선택부는, 오퍼레이션 안전레버(32)가 안전위치이고, 상기 엔진 냉각수 온도가 섭씨 20도 이상인 경우에 활성화될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 방법은, 상기 목표 엔진 회전수와 실제 엔진 회전수간의 편차가 편차허용범위 내인 경우에 “보정수행 불가”의 취지가 상기 계기판(40)에 표시될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 방법의 상기 편차허용범위는 100rpm인 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 방법의 계기판(40)는, 상기 보정지령이 송출된 후에 상기 엔진 스로틀 제어기(50)로부터 피드백이 없는 경우에 “보정수행 불가”의 취지가 표시될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 방법은, 상기 맵이 저장되는 동안에 상기 오퍼레이션 안전레버(32)가 안전위치에서 해제되거나, 상기 목표 엔진 회전수가 변경되면, 상기 보정지령의 송출이 중지되고, 상기 제어지령은 상기 맵이 저장되기 이전의 상태로 제어지령의 형식이 복원될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 방법의 상기 계기판(40)은, 상기 보정지령의 송출이 중지된 경우에 “보정수행 불가”의 취지가 표시될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 방법의 상기 계기판(40)은, 보정수행이 불가하거나 보정수행이 실패한 경우에 상기 보정수행 선택부가 다시 표시될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 방법의 상기 전압 단위는 0.45V 내지 0.55V이고, 상기 제1시간은 4초 내지 6초이며, 상기 제2시간은 2.5초 내지 3.5초일 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치 및 교정 방법은, 기계식 엔진에서 스로틀 밸브를 작동시키도록 하는 케이블이 늘어나는 변형이 발생하는 경우에, 엔진 스로틀 제어기에 의하여 스로틀제어값을 보정함으로써, 스로틀 밸브의 실제 개도량과 스로틀 밸브의 목표 개도량이 오차범위 내에서 일치시킬 수 있고, 이로써 기계식 엔진이 노후 되더라도 엔진의 출력을 양호하게 구현할 수 있다.
도 1은 기계식 엔진과 유압시스템의 일반적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 방법을 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.
먼저, 도 1을 참조하여, 기계식 엔진의 특성에 대하여 설명한다. 도 1은 기계식 엔진과 유압시스템의 일반적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 건설기계는 엔진(10)과 유압시스템(30)과 엔진 스로틀 제어기(50)와 제어부(100)를 포함하여 구성된다.
사용자 엔진 회전수 설정 유닛(60)을 이용하여 사용자의 의도에 따라 엔진 회전수를 미리 설정할 수 있고, 이렇게 설정된 엔진 회전수는 목표 엔진 회전수다. 목표 엔진 회전수는 엔진 스로틀 제어기(50) 또는 제어부(100)에 제공될 수 있다.
그리고 제어부(100)는 목표 엔진 회전수를 바탕으로 목표 엔진토크를 구할 수 있다.
엔진(10)은 샤프트(12)를 통하여 동력이 출력되고, 샤프트(12)의 한쪽에는 엔진 회전수 검출 센서(20)가 구비될 수 있다. 엔진 회전수 검출 센서(20)에서 검출되는 엔진 회전수는 실제 엔진 회전수로 이해할 수 있다. 실제 엔진 회전수는 제어부(100)로 제공될 수 있다. 제어부(100)는 차량제어장치(VCU)로 이해하여도 무방하다.
또한, 엔진(10)은 구동 모터(70)를 포함하여 구성될 수 있다.
구동 모터(70)는 엔진 스로틀 제어기(50)로부터 전달되는 제어신호에 따라 작동되어 케이블(14)를 당길 수 있고, 케이블이 당겨짐에 따라 스로틀 밸브가 개방될 수 있다. 특히 케이블이 당겨지는 변위 량에 따라 스로틀 밸브의 개도량이 변화될 수 있다.
유압시스템은 밸브 유닛과, 유압펌프와, 보조 펌프를 포함하여 구성될 수 있다. 또한 유압펌프에는 레귤레이터가 구비될 수 있다.
제어부(100)는 엔진 회전수 검출 센서(20)로부터 제공되는 실제 엔진 회전수를 입력 받을 수 있다. 그리고 제어부(100)는 목표 엔진 회전수와 실제 엔진 회전수를 비교하고 대소관계 및 편차를 계산할 수 있다.
또한, 제어부(100)는 목표 엔진 회전수를 구현하도록 하는 제어지령을 계산하고, 상기 제어지령을 엔진 스로틀 제어기(50)로 제공할 수 있다.
엔진 스로틀 제어기(50)는 상기 제어지령에 따라 구동 모터(70)를 제어할 수 있다.
한편으로, 기계식 엔진(10)이 노후 됨에 따라, 케이블(14)가 늘어나는 변형이 발생될 수 있다. 케이블(14)가 늘어났을 때에는 구동 모터(70)에 의해 케이블(14)를 당기더라도 당겨지는 변위량은 목표 변위량에 미달될 수 있다.
이러한 경우에, 엔진 회전수는 정상적인 엔진 회전수보다 낮게 형성될 수 있고, 이로써 엔진출력이 낮아질 수 있다. 즉 케이블이 늘어난 상태에서 보정을 수행하지 않을 경우에 엔진 출력이 낮으므로 작업능률이 현저하게 낮아질 수 있다.
특히, 목표 엔진 회전수와 실제 엔진 회전수의 차이가 크게 벌어질수록 기계식 엔진의 성능은 더 크게 저하될 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치 및 교정 방법에 대해서 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치는, 계기판(40), 엔진 스로틀 제어기(50), 구동 모터(70), 케이블(14), 엔진(10), 사용자 엔진 회전수 설정 유닛(60), 및 제어기(100)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 계기판(40)은 엔진 냉각수 온도, 실제 엔진 회전수 및 오퍼레이션 안전레버(32)의 상태가 표시되고, 보정수행 선택부가 표시될 수 있다.
상기 엔진 냉각수 온도는 엔진 냉각수 온도 검출 센서(22)로부터 취득할 수 있다.
상기 실제 엔진 회전수는 엔진 회전수 검출 센서(20)로부터 취득할 수 있다.
상기 오퍼레이션 안전레버(32)는 안전위치인 경우에 건설기계 또는 산업차량을 실제로 운전하거나 작업을 수행할 수 있다. 한편, 오퍼레이션 안전레버(32)가 안전위치에서 해제되는 경우에 건설기계 또는 산업차량에서 작업장치를 조작하기 위한 조작이 수행하더라도 상기 작업장치는 작동되지 않는다.
상기 엔진 스로틀 제어기(50)는 상기 제어기(100)로부터 송출된 제어지령에 의해 제어된다. 한편, 엔진 스로틀 제어기(50)는 상기 제어기(100)와 통신이 이루어질 수 있는 것으로써 제어기(50)로부터 제어지령을 수신하여 작동될 때에, 상기 제어기(100)로 피드백을 제공할 수 있다. 즉, 제어기(100)는 엔진스로틀 제어기(50)가 제어기(100)에서 요구되는 지령에 따라 작동되는지 여부를 파악할 수 있다.
구동모터(70)는 상기 엔진 스로틀 제어기(50)에 의해 제어될 수 있다. 즉, 구동모터(70)는 제어기(100)로부터 송출된 제어지령의 크기에 따라 작동 변위가 변화될 수 있다.
상기 케이블(14)은 구동모터(70)에 의해 당겨질 수 있다. 즉, 상기 케이블(14)은 제어지령의 크기에 따라 당겨지는 변위가 달라질 수 있다.
상기 엔진(10)은 스로틀 밸브가 구비되고, 상기 스로틀 밸브는 상기 케이블(14)과 물리적으로 연결될 수 있다. 즉, 스로틀 밸브는 케이블(14)의 당김에 의해 개방될 수 있다. 특히 스로틀 밸브의 개도량은 케이블(14)이 당겨지는 변위에 따라 변화될 수 있다.
상기 사용자 엔진 회전수 설정 유닛(60)는 목표 엔진 회전수가 설정될 수 있다. 작업자는 작업 부하를 고려하여 엔진 회전수를 임의로 설정할 수 있다. 예를 들면 작업부하가 클 것으로 예상되는 경우에 엔진 회전수를 높게 설정할 수 있는 것이다.
상기 제어기(100)는 상기 목표 엔진 회전수가 구현되도록 상기 제어지령이 송출된다.
또한, 상기 제어기(100)는, 상기 보정수행 선택부가 선택되면 보정지령이 상기 엔진 스로틀 제어기(50)로 송출된다.
상기 보정지령은 로우 아이들(low idle)의 전압부터 하이 아이들(high idle)의 전압까지 전압 단위로 증가되어 반복 송출될 수 있으며, 상기 보정지령이 송출된 시각부터 제1시간이 경과된 후에 제2시간 동안의 평균 엔진 회전수가 취득될 수 있다.
상기 로우 아이들은 엔진(10)이 꺼지지 않는 정도의 엔진 회전수일 수 있고, 상기 하이 아이들은 해당 건설기계 또는 산업차량에서 요구되는 최대 토크를 구현하기 위한 엔진 회전수일 수 있다.
그리고 상기 제어기(100)는 상기 반복된 보정지령과 각각의 평균 엔진 회전수가 맵(map)으로 저장될 수 있다.
한편으로, 상기 맵이 저장된 이후에, 상기 제어기(100)는 상기 목표 엔진 회전수와 가장 근접한 평균 엔진 회전수를 찾고, 해당 평균 엔진 회전수에 대응되는 보정지령을 제어지령으로써 상기 엔진 스로틀 제어기(50)로 송출될 수 있다.
예를 들면, 보정수행을 수행하기 이전에는 목표 엔진 회전수가 800rpm인 경우에 제어지령은 3V일 수 있지만, 맵에는 평균 엔진 회전수가 800rpm인 경우에 보정지령이 3.5V일 수 있다.
즉, 보정수행을 수행하기 전에는 800rpm을 구현하도록 예를 들면 3V의 제어지령을 송출하였지만, 보정수행을 수행한 후에는 제어지령을 3.5V로 송출할 수 있는 것이다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치 및 교정 방법은, 제어지령의 최종적으로 송출할 때에 맵을 바탕으로 보정하고, 보정된 제어지령에 의해 구동 모터(70)가 작동될 수 있다. 케이블(14)은 보정 전보다 보정 후에 좀 더 당겨질 수 있으며, 스로틀 밸브는 보정 전보다 보정 후에 좀 더 개방될 수 있다. 이로써, 엔진(10)의 실제 엔진 회전수가 증가되어 엔진출력이 향상될 수 있다.
나아가 엔진출력이 향상됨으로써 건설기계 또는 산업차량의 작업능력이 향상될 수 있다.
한편으로, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치 및 교정 방법은, 상기 보정수행 선택부가 상기 오퍼레이션 안전레버(32)가 안전위치이고, 상기 엔진 냉각수 온도가 섭씨 20도 이상인 경우에 활성화되는 것일 수 있다.
오퍼레이션 안전레버(32)가 안전위치인 경우는 건설기계 또는 산업차량의 작업이 수행하지 않은 상태일 수 있다. 즉, 엔진의 시동이 걸려 있고, 작업을 수행하지 않은 상태서 보정수행을 진행할 수 있는 것이다.
또한, 엔진 냉각수 온도가 섭씨 20도 이상이면, 엔진이 시동되어 엔진 웜 업(warm up)상태임을 확인할 수 있다. 이로써 엔진이 시동이 걸린 후에, 엔진 회전수가 안정된 상태에서 보정수행을 진행할 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치 및 교정 방법의 상기 계기판(40)은, 상기 목표 엔진 회전수와 상기 실제 엔진 회전수간의 편차가 편차허용범위 내인 경우에 “보정수행 불가”의 취지가 표시될 수 있다.
실제 엔진 회전수가 편차허용범위 내에서 목표 엔진 회전수와 비슷하게 구현될 때에는 보정수행을 수행하지 않더라도 엔진출력이 정상적으로 구현될 수 있기 때문이다.
또 다른 한편으로, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치 및 교정 방법의 상기 편차허용범위는 100rpm인 것일 수 있다.
이로써 실제 엔진 회전수와 목표 엔진 회전수간의 편차가 100rpm 이내라면 실제 엔진 회전수가 목표 엔진 회전수에 근접한 것으로 간주할 수 있다.
즉, 실제 엔진 회전수가 목표 실제 엔진 회전수와 비슷하게 구현될 때에는 보정수행을 수행하지 않더라도 엔진출력이 정상적으로 구현될 수 있기 때문이다.
또 다른 한편으로, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치 및 교정 방법의 상기 계기판(40)는 상기 보정지령이 송출된 후에 상기 엔진 스로틀 제어기(50)로부터 피드백이 없는 경우에 “보정수행 불가”의 취지가 표시될 수 있다.
엔진 스로틀 제어기(50)로부터 피드백이 없는 경우는 제어기(100)와 엔진 스로틀 제어기(100)간에 연결된 통신라인에 문제가 발생했을 가능성이 있고, 이러한 경우에는 보정수행을 수행할 수 없으므로 작업자가 보정수행을 수행할 수 없다는 취지를 알 수 있게 하는 것이다.
아울러 계기판은(40)에는 통신라인을 점검하라는 취지의 메시지를 표시할 수도 있다. 이로써 작업자는 어떠한 이유로 보정수행을 수행할 수 없고, 어느 부분을 점검하면 보정수행을 수행할 수 있는지 알 수 있다.
또 다른 한편으로, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치 및 교정 방법은, 상기 맵이 저장되는 동안에 상기 오퍼레이션 안전레버(32)가 안전위치에서 해제되거나, 상기 목표 엔진 회전수가 변경되면 상기 보정지령의 송출이 중지되고, 상기 제어지령은 상기 맵이 저장되기 이전의 상태로 제어지령의 형식이 복원되는 것일 수 있다.
보정수행은 오퍼레이션 안전레버(32)가 안전위치인 경우에만 수행하여야 안전을 확보할 수 있다. 그러나 작업자에 의해 오퍼레이션 안전레버(32)가 안전위치에서 해제되면 건설기계 또는 산업차량을 운전하겠다는 의미이므로 보정수행은 중지되어야 한다.
또한, 목표 엔진 회전수가 변경되는 경우에는 보정수행을 실시할 때에 비교대상이 변경되는 것이므로 보정수행이 중지되어야 한다.
그리고 보정수행이 중지되는 경우에 작업되었던 맵은 폐기될 수 있고, 이러한 경우에는 보정수행을 하기 전의 상태, 즉 맵이 저장되기 이전의 상태로 제어지령의 형식이 복원될 수 있다.
즉, 본원 발명은 보정수행이 중도에 중지되더라도 해당 건설기계 또는 산업차량은 스로틀 밸브의 제어에 대한 보정수행이 되지 않은 상태, 이전의 스로틀 밸브의 제어의 상태로 운전할 수 있는 것이다.
또 다른 한편으로, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치 및 교정 방법의 상기 계기판(40)은, 상기 보정지령의 송출이 중지된 경우에 “보정수행 불가”의 취지가 표시될 수 있다.
이로써, 작업자는 스로틀 밸브에 대한 보정수행이 중지됐다는 것을 알 수 있다.
또 다른 한편으로, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치 및 교정 방법은, 보정수행이 불가하거나 보정수행이 실패한 경우에 상기 보정수행 선택부가 상기 계기판(40)에 다시 표시될 수 있다.
이로써 작업자는 스로틀 밸브의 제어에 대한 보정수행을 다시 시도해볼 수 있고, 보정수행을 다시 시도함으로써 스로틀 밸브가 소망하는 개도량으로 제어될 가능성을 높일 수 있다.
또 다른 한편으로, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치 및 교정 방법은, 상기 전압 단위는 0.45V 내지 0.55V이고, 상기 제1시간은 4초 내지 6초이며, 상기 제2시간은 2.5초 내지 3.5초인 것일 수 있다.
상기 전압 단위는 크기가 작을수록 제어지령이 세분화되어 스로틀 밸브를 정교하게 제어할 수 있지만, 상기 전압 단위는 크기가 너무 작으면 보정수행을 위한 반복횟수가 과다하게 많아지고 이러한 경우에는 보정수행에 시간이 많이 소요될 수 있으므로 적정한 크기의 전압 단위가 요구될 수 있다.
한편으로, 상기 전압 단위가 클수록 보정수행을 위한 반복횟수가 줄어들어 맵 작성에 소요되는 시간을 단축할 수 있지만, 상기 전압 단위는 크기가 너무 큰 경우에는 제어지령을 정교하게 제어하지 못할 수 있다.
상기와 같은 이유로 상기 전압 단위는 적절한 값이 요구되는데, 본 발명은 실험을 통하여 상기 전압단위가 2.5초 내지 3.5초가 바람직한 것을 밝혀냈다.
또한, 상기 제1시간은 제어부(100)에서 보정지령을 송출한 후에 엔진(10)에서 보정지령이 반영된 엔진 회전수가 구현될 때까지 대기하는 시간일 수 있다. 즉, 상기 제1시간이 4초이상이면 엔진(10)에서 구현되는 실제 엔진 회전수가 해당 보정지령이 반영된 것으로 이해할 수 있고, 이로써 특정한 보정지령에 대하여 실제 엔진 회전수가 어느 정도 구현되는지를 좀 더 정확하게 파악할 수 있다.
그리고 상기 제1시간이 6초이내이면 보정지령에 의한 엔진 회전수가 충분히 반영된 것을 이해할 수 있고, 스로틀 밸브에 대한 보정수행의 시간이 과다하게 소요되는 것을 방지하기 위하여 제한할 필요가 있다. 이와 같은 이유로 상기 제1시간은 4초 내지 6초가 바람직할 수 있다.
실제 엔진 회전수는 실시간으로 빈번하게 변화되는 형태를 띠므로 유효한 수치 값으로 보기 어렵기 때문이다. 이러한 이유로 제2시간 동안에 실제 엔진 회전수의 평균을 구하여 평균 엔진 회전수로 확보하는 것이다.
이로써 평균 엔진 회전수는 실제 엔진 회전수를 유효하고 신뢰도가 높은 수치 값으로 확보할 수 있다. 좀 더 상세하게는 상기 제2시간은 2.5초 이상으로 수렴하는 경우에 평균 엔진 회전수의 신뢰도가 높아질 수 있고, 상기 제2시간은 3.5초 이하로 제한하면 스로틀 밸브의 제어에 대한 보정수행의 시간이 과다하게 소요되는 것을 방지할 수 있다.
다른 한편으로 평균 엔진 회전수의 신뢰도가 높아질수록 맵의 신뢰도가 향상될 수 있다. 나아가 스로틀 밸브를 제어하기 위한 제어지령을 송출하였을 때에, 제어지령은 맵을 바탕으로 보정되어 엔진 스로틀 제어기(50)를 통하여 구동 모터(70)가 제어되는데 이때 신뢰도가 높은 맵일수록 보정되는 제어지령이 정교해질 수 있다.
특히, 보정된 제어지령은 신뢰도가 높을수록 목표 엔진 회전수를 구현할 수 있는 것으로써, 목표 엔진 회전수보다 더 큰 엔진 회전수가 구현될 가능성을 낮춤으로써 연료가 낭비되는 것을 방지할 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치 및 교정 방법은 목표 엔진 회전수를 구현할 수 있도록 함으로써 케이블(14)의 늘어짐 변형으로 인한 엔진출력이 저하되는 것을 방지하여 작업성능을 유지할 수 있고, 특히 목표 엔진 회전수가 구현되도록 정교하게 제어됨으로써 연료가 과도하게 낭비되지 않음으로써 연비를 개선할 수 있다.
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 발명의 실시예에 따른 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치 및 교정 방법은 기계식 엔진이 탑재된 건설기계 또는 산업차량에서, 케이블이 늘어난 것이 원인으로 스로틀 밸브가 정상적으로 개방되지 않을 때에 스로틀 밸브의 개방이 정상적으로 개방되도록 보정하는 데에 이용될 수 있다.
10: 엔진 12: 샤프트
14: 케이블
20: 엔진 회전수 검출 센서 22: 엔진 냉각수 온도 검출 센서
30: 유압시스템 32: 오퍼레이션 안전레버
40: 계기판 50: 엔진 스로틀 제어기
60: 사용자 엔진 회전수 설정 유닛
70: 구동 모터 100: 제어부

Claims (18)

  1. 엔진 냉각수 온도, 실제 엔진 회전수 및 오퍼레이션 안전레버(32)의 상태가 표시되고, 보정수행 선택부가 표시되는 계기판(40);
    제어지령에 의해 제어되는 엔진 스로틀 제어기(50);
    상기 엔진 스로틀 제어기(50)에 의해 제어되는 구동모터(70);
    상기 구동모터(70)에 의해 당겨지는 케이블(14);
    상기 케이블(14)의 당김에 의해 스로틀 밸브가 개방되는 엔진(10);
    목표 엔진 회전수가 설정되는 사용자 엔진 회전수 설정 유닛(60); 및
    상기 목표 엔진 회전수가 구현되도록 상기 제어지령이 송출되는 제어기(100);를 포함하고,
    상기 제어기(100)는, 상기 보정수행 선택부가 선택되면 보정지령이 상기 엔진 스로틀 제어기(50)로 송출되고, 상기 보정지령은 로우 아이들의 전압부터 하이 아이들의 전압까지 전압 단위로 증가되어 반복 송출되며, 상기 보정지령이 송출된 시각부터 제1시간이 경과된 후에 제2시간 동안의 평균 엔진 회전수가 저장되고, 상기 반복된 보정지령과 각각의 평균 엔진 회전수가 맵으로 저장되며,
    상기 맵이 저장된 이후에는 상기 목표 엔진 회전수와 가장 근접한 평균 엔진 회전수에 해당된 보정지령이 제어지령으로써 상기 엔진 스로틀 제어기(50)로 송출되는 것을 포함하는 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보정수행 선택부는, 상기 오퍼레이션 안전레버(32)가 안전위치이고, 상기 엔진 냉각수 온도가 섭씨 20도 이상인 경우에 활성화되는 것
    을 특징으로 하는 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 계기판(40)은, 상기 목표 엔진 회전수와 상기 실제 엔진 회전수간의 편차가 편차허용범위 내인 경우에 보정수행 불가의 취지가 표시되는 것
    을 특징으로 하는 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 편차허용범위는 100rpm인 것
    을 특징으로 하는 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    계기판(40)는, 상기 보정지령이 송출된 후에 상기 엔진 스로틀 제어기(50)로부터 피드백이 없는 경우에 보정수행 불가의 취지가 표시되는 것
    을 특징으로 하는 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 맵이 저장되는 동안에 상기 오퍼레이션 안전레버(32)가 안전위치에서 해제되거나 상기 목표 엔진 회전수가 변경되면, 상기 보정지령의 송출이 중지되고, 상기 제어지령은 상기 맵이 저장되기 이전의 상태로 제어지령의 형식이 복원되는 것
    을 특징으로 하는 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 계기판(40)은, 상기 보정지령의 송출이 중지된 경우에 보정수행 불가의 취지가 표시되는 것
    을 특징으로 하는 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치.
  8. 제3항, 제5항 및 제7항 중에 어느 한 항에 있어서,
    상기 계기판(40)은, 보정수행이 불가하거나 보정수행이 실패한 경우에 상기 보정수행 선택부가 다시 표시되는 것
    을 특징으로 하는 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전압 단위는 0.45V 내지 0.55V이고, 상기 제1시간은 4초 내지 6초이며, 상기 제2시간은 2.5초 내지 3.5초인 것
    을 특징으로 하는 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 장치.
  10. 계기판(40)에서 보정수행 선택부가 선택되면 제어부(100)에서 엔진 스로틀 제어기(50)로 보정지령이 송출되는 단계;
    상기 보정지령은 로우 아이들의 전압부터 하이 아이들의 전압까지 전압 단위로 증가되어 반복 송출되며, 상기 보정지령이 송출된 시각부터 제1시간이 경과된 후에 제2시간 동안의 평균 엔진 회전수가 저장되고, 상기 반복된 보정지령과 각각의 평균 엔진 회전수가 맵으로 저장되는 단계; 및
    상기 맵이 저장된 이후에는 목표 엔진 회전수와 가장 근접한 평균 엔진 회전수에 해당된 보정지령이 제어지령으로써 상기 엔진 스로틀 제어기(50)로 송출되는 단계;
    를 포함하는 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 보정수행 선택부는, 오퍼레이션 안전레버(32)가 안전위치이고, 상기 엔진 냉각수 온도가 섭씨 20도 이상인 경우에 활성화되는 것
    을 특징으로 하는 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 목표 엔진 회전수와 실제 엔진 회전수간의 편차가 편차허용범위 내인 경우에 보정수행 불가의 취지가 상기 계기판(40)에 표시되는 것
    을 특징으로 하는 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 편차허용범위는 100rpm인 것
    을 특징으로 하는 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    계기판(40)는, 상기 보정지령이 송출된 후에 상기 엔진 스로틀 제어기(50)로부터 피드백이 없는 경우에 보정수행 불가의 취지가 표시되는 것
    을 특징으로 하는 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 맵이 저장되는 동안에 상기 오퍼레이션 안전레버(32)가 안전위치에서 해제되거나, 상기 목표 엔진 회전수가 변경되면, 상기 보정지령의 송출이 중지되고, 상기 제어지령은 상기 맵이 저장되기 이전의 상태로 제어지령의 형식이 복원되는 것
    을 특징으로 하는 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 계기판(40)은, 상기 보정지령의 송출이 중지된 경우에 보정수행 불가의 취지가 표시되는 것
    을 특징으로 하는 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 방법.
  17. 제12항, 제14항 및 제16항 중에 어느 한 항에 있어서,
    상기 계기판(40)은, 보정수행이 불가하거나 보정수행이 실패한 경우에 상기 보정수행 선택부가 다시 표시되는 것
    을 특징으로 하는 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 방법.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 전압 단위는 0.45V 내지 0.55V이고, 상기 제1시간은 4초 내지 6초이며, 상기 제2시간은 2.5초 내지 3.5초인 것
    을 특징으로 하는 기계식 엔진용 스로틀 밸브의 교정 방법.
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