하이브리드 굴삭기의 비상 정지 시스템{EMERGENCY STOP SYSTEM FOR A HYBRID EXCAVATOR}
본 발명은 하이브리드 굴삭기의 비상 정지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정상 동작시에는 전원부에서 인가하는 전원을 하이브리드 컨트롤러와 엔진 컨트롤러로 통전시키고, 장비의 이상 및 비상 상황 발생시에는 그 통전되는 입력 전원을 차단하여 하이브리드 시스템의 동작을 효과적으로 정지시킴과 아울러, 장비의 이상 및 비상 상황 발생시에는 비상 경고부와 에너지 방전부로 전원이 인가되도록 하여 운전자 및 주변 사람들에게 장비의 이상 및 비상 상황을 알림과 동시에 하이브리드 동력원을 소진시킬 수 있도록 하는 하이브리드 굴삭기의 비상 정지 시스템에 관한 것이다.
통상의 하이브리드 시스템에는 고전압 에너지저장장치, 고전압모터 그리고, 여러 컨트롤러로 구성되어 있다. 이는 에너지 효율 증대 측면에는 많은 기여를 하지만, 동시에 많은 위험을 내포하고 있다. 예상치 못한 컨트롤러의 오작동 또는 고전압 부품의 고장이 언제든 발생할 수 있고, 이는 곧 운전자에게 위험한 상황이 될 수 있어, 이러한 비상 상황을 대비한 시스템이 필요하다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 장비의 이상 및 비상 상황 시 하이브리드 시스템의 동작을 효과적으로 정지시킴과 아울러, 운전자 및 주변 사람들에게 장비의 이상 및 비상 상황을 알리고 동시에 하이브리드 동력원을 소진시킬 수 있도록 하는 하이브리드 굴삭기의 비상 정지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 굴삭기의 비상 정지 시스템은, 장비의 이상 및 비상 상황 발생을 알려주는 비상 스위치 및, 정상 동작시 온(ON)되어 입력 전원을 하이브리드 컨트롤러와 엔진 컨트롤러로 통전시키고 상기 비상 스위치 누름시 오프(OFF)되어 상기 하이브리드 컨트롤러와 엔진 컨트롤러로의 입력 전원을 차단하는 제1 접점과, 상기 비상 스위치 누름시 온(ON)되어 입력 전원을 다른 경로로 통전시키는 제2 접점을 구비한 비상 정지부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 바람직하게, 상기 비상 정지부의 제2 접점에 연결되어 상기 하이브리드 컨트롤러와 엔진 컨트롤러로의 입력 전원 차단시, 상기 입력 전원을 제2 접점을 통해 인가받아 구동하는 비상 경고부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 비상 정지부의 제2 접점에 연결되어 상기 하이브리드 컨트롤러와 엔진 컨트롤러로의 입력 전원 차단시, 상기 입력 전원을 제2 접점을 통해 인가받아 에너지저장장치의 에너지를 방전시키는 에너지 방전부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 바람직하게, 상기 하이브리드 컨트롤러와 연결된 전기모터/발전기 컨트롤러, 스윙전기모터 컨트롤러, 스윙전기모터 주차브레이크, 에너지저장장치 컨택터(Contactors) 중 적어도 어느 하나 이상은 상기 하이브리드 컨트롤러로의 입력 전원 차단시, 입력 전원이 함께 연동되어 차단되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 정상 동작시에는 전원부에서 인가하는 전원을 하이브리드 컨트롤러와 엔진 컨트롤러로 통전시키고, 비상 스위치 누름시에는 그 통전되는 입력 전원을 차단하여 장비의 이상 및 비상 상황시 하이브리드 시스템의 동작을 효과적으로 정지시킨다. 아울러, 비상 스위치 누름시에는 비상 경고부와 에너지 방전부로 전원이 인가되도록 하여 운전자 및 주변 사람들에게 장비의 이상 및 비상 상황을 알림과 동시에 하이브리드 동력원을 소진시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 굴삭기의 비상 정지 시스템을 도시한 블록구성도
도 2는 본 발명에 따른 비상 정지부의 바람직한 실시예를 도시한 도면
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 굴삭기의 비상 정지 시스템의 동작을 순서대로 도시한 플로우챠트
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
101 : 비상 스위치 102 : 전원부
103 : 엔진 컨트롤러 104 : 하이브리드 컨트롤러
105 : 비상 정지부 106 : 비상 경고부
107 : 에너지 방전부 108 : 전기모터/발전기 컨트롤러
109 : 스윙전기모터 컨트롤러 110 : 스윙전기모터 주차브레이크
111 : 에너지저장장치 컨택터
발명의 실시를 위한 최선의 형태 도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 굴삭기의 비상 정지 시스템을 도시한 블록구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 비상 정지 시스템은 비상 스위치(101)와, 정상 동작시 전원부(102)에서 인가하는 전원을 엔진 컨트롤러(103)와 하이브리드 컨트롤러(104)로 통전시키고, 상기 비상 스위치(101) 누름시(즉, 장비의 이상 및 비상 상황시) 상기 통전되는 입력 전원을 차단하여 다른 경로(예: 비상 경고부 또는 에너지방전부)로 우회시키는 비상 정지부(105), 상기 우회된 입력 전원을 인가받아 구동하는 비상 경고부(106) 및, 에너지 방전부(107)를 포함하여 이루어진 구조이다. 추가로, 상기 하이브리드 컨트롤러(104)와 연결된 전기모터/발전기 컨트롤러(108), 스윙전기모터 컨트롤러(109), 스윙전기모터 주차브레이크(110), 에너지저장장치 컨택터(Contactors)(111)로의 입력 전원이, 상기 하이브리드 컨트롤러(104)로의 입력 전원 차단시, 함께 연동되어 차단되도록 구성된 구조이다. 여기서, 비상 스위치(101)는 장비의 이상 및 비상 상황시 예컨대, 운전자의 키 조작에 따라 눌러지는 스위치로, 운전석에 위치시켜 운전자로 하여금 비상상황에서 신속히 대응할 수 있도록 한다. 상기 비상 정지부(105)는 정상 동작시, 전원부(102)에서 인가하는 전원을 하이브리드 컨트롤러(104)와 엔진 컨트롤러(103)로 통전시키고, 비상 스위치(101) 누름시 그 통전되는 입력 전원을 차단하여 다른 경로(예: 비상 경고부 또는, 에너지 방전부)로 통전시켜, 장비의 이상 및 비상 상황시 하이브리드 시스템의 동작을 효과적으로 정지시킴과 아울러, 운전자 및 주변 사람들에게 장비의 이상 및 비상 상황을 알릴 수 있도록 한 것이다. 비상 경고부(106)는 정상 동작시에는 전원을 인가받지 않고, 비상 스위치(101) 누름시 즉, 장비의 이상 및 비상 상황시에는 전원을 인가받도록 구성된다. 비상 경고부(106)로의 전원 인가시, 하이브리드 컨트롤러(104)와 엔진 컨트롤러(103)로 입력되는 전원은 차단되며, 상기 입력 전원을 인가받은 경우 경고음을 울리거나 경고등을 점등하여 장비의 이상 및 비상상황을 외부에 알려준다. 에너지 방전부(107)는 역시 정상 동작시에는 전원을 인가받지 않고, 비상 스위치(101) 누름시 즉, 장비의 이상 및 비상 상황시에는 전원을 인가받도록 구성된다. 상기 입력 전원을 인가받은 경우 에너지저장장치의 에너지를 방전시켜 원천적인 하이브리드 동력원을 소진시킬 있도록 한다. 상기 전기모터/발전기 컨트롤러(108), 스윙전기모터 컨트롤러(109), 스윙전기모터 주차브레이크(110), 에너지저장장치 컨택터(Contactors)(111)는 상기 하이브리드 컨트롤러(104)로의 입력 전원 차단시 함께 연동되어 차단되도록 구성된다. 그 결과, 하이브리드용 전기모터 컨트롤러와 스윙전기모터의 동작을 물리적으로 정지시키며, 고전압 에너지저장장치와 하이브리드용 전기모터들과의 연결도 차단하게 된다. 이하, 도 1의 비상 정지부의 일예에 대해 첨부된 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 비상 정지부의 바람직한 실시예를 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 비상 정지부(105)는 정상 동작시 온(ON)되어 입력 전원을 하이브리드 컨트롤러(104)와 엔진 컨트롤러(103)로 통전시키고 상기 비상 스위치(101) 누름시 오프(OFF)되어 상기 하이브리드 컨트롤러(104)와 엔진 컨트롤러(103)로의 입력 전원을 차단하는 제1 접점과, 상기 비상 스위치(101) 누름시 온(ON)되어 입력 전원을 다른 경로(예: 비상 경고부 또는 에너지 방전부)로 통전시키는 제2 접점으로 된 구조이다. 상기 제1 접점은 정상 동작시 온(ON) 되어 전원부(102)에서 인가하는 전원을 하이브리드 컨트롤러(104)와 엔진 컨트롤러(103)로 통전시키고, 비상 스위치(101) 누름시(즉, 장비의 이상 및 비상 상황 발생시)에는 오프(OFF)되어 상기 하이브리드 컨트롤러(104)와 엔진 컨트롤러(103)로 통전되는 입력 전원이 차단되도록 구성된다. 제2 접점은 정상 동작시에는 오프(OFF) 되어 전원부(102)에서 인가하는 전원이 하이브리드 컨트롤러(104)와 엔진 컨트롤러(103)로 통전되도록 하고, 비상 스위치(101) 누름시(즉, 장비의 이상 및 비상 상황 발생시)에는 온(ON)되어 상기 하이브리드 컨트롤러(104)와 엔진 컨트롤러(103)로 통전되는 입력 전원을 다른 경로(예: 비상 경고부 또는, 에너지 방전부)로 통전시켜 차단하도록 구성된다. 발명의 실시를 위한 형태 이러한 구조의 비상 정지부를 이용한 도 1의 본 발명에 따른 하이브리드 굴삭기의 비상 정지 시스템의 동작을 첨부된 도 3을 참조해 설명하면 다음과 같다. 도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 굴삭기의 비상 정지 시스템의 동작을 순서대로 도시한 도면이다. 먼저, 본 시스템은 비상 정지부가 정상 동작시 전원부에서 인가하는 전원을 하이브리드 컨트롤러와 엔진 컨트롤러로 통전시킨다. 반면, 비상 스위치 누름시에는 그 통전되는 입력 전원을 차단한다. 그리고, 다른 경로(예: 비상 경고부 또는, 에너지 방전부)로 우회시킨다. 구체적으론 다음과 같다. 정상 동작시 비상 정지부의 제1 접점은 온(ON) 되어 전원부에서 인가하는 전원을 하이브리드 컨트롤러와 엔진 컨트롤러로 통전시킨다. 그리고, 비상 스위치 누름시(즉, 장비의 이상 및 비상 상황 발생시)에는 오프(OFF)되어 상기 통전되는 입력 전원이 차단되도록 한다. 반면, 제2 접점은 정상 동작시에는 오프(OFF) 되어 전원부에서 인가하는 전원이 하이브리드 컨트롤러와 엔진 컨트롤러로 통전되도록 한다(S301~S303). 그리고, 비상 스위치 누름시(장비의 이상 및 비상 상황 발생시)에는 온(ON)되어 상기 통전되는 입력 전원을 다른 경로(예: 비상 경고부 또는, 에너지 방전부)로 우회시켜 차단되도록 한다. 한편, 비상 스위치 누름에 따라(즉, 장비의 이상 및 비상 상황 발생에 따라) 입력 전원이 우회되면, 비상 경고부는 그 우회된 입력 전원을 인가받는다. 그런 다음, 경고음을 울리거나 경고등을 점등하여 장비의 이상 및 비상상황을 외부에 알려준다. 이 때, 하이브리드 컨트롤러와 엔진 컨트롤러로 입력되는 전원은 차단된다. 더불어, 에너지 방전부는 역시 정상 동작시에는 전원을 인가받지 않고, 상기한 바에 따라 비상 스위치 누름시 즉, 장비의 이상 및 비상 상황시 전원을 인가받는다. 이렇게 입력 전원을 인가받은 경우 에너지저장장치의 에너지를 방전시켜 원천적인 하이브리드 동력원을 소진시키게 된다(S305~S309). 한편, 상기 전기모터/발전기 컨트롤러, 스윙전기모터 컨트롤러, 스윙전기모터 주차브레이크, 에너지저장장치 컨택터(Contactors)는 상기 하이브리드 컨트롤러로의 입력 전원 차단시 함께 연동되어 차단된다(S304). 그 결과, 하이브리드용 전기모터 컨트롤러와 스윙전기모터의 동작을 물리적으로 정지시키며, 고전압 에너지저장장치와 하이브리드용 전기모터들과의 연결도 차단된다. 이와 같이, 본 발명은 정상 동작시에는 전원부에서 인가하는 전원을 하이브리드 컨트롤러와 엔진 컨트롤러로 통전시키고, 비상 스위치 누름시에는 그 통전되는 입력 전원을 차단하여 장비의 이상 및 비상 상황시 하이브리드 시스템의 동작을 효과적으로 정지시킨다. 아울러, 비상 스위치 누름시에는 비상 경고부와 에너지 방전부로 전원이 인가되도록 하여 운전자 및 주변 사람들에게 장비의 이상 및 비상 상황을 알림과 동시에 하이브리드 동력원을 소진시킬 수 있게 한다. 산업상 이용가능성 본 발명은 하이브리드 굴삭기의 비상 정지 시스템에 사용가능한 것으로, 정상 동작시에는 전원부에서 인가하는 전원을 하이브리드 컨트롤러와 엔진 컨트롤러로 통전시키고, 비상 스위치 누름시에는 그 통전되는 입력 전원을 차단하여 장비의 이상 및 비상 상황시 하이브리드 시스템의 동작을 효과적으로 정지시킴과 아울러, 비상 스위치 누름시에는 비상 경고부와 에너지 방전부로 전원이 인가되도록 하여 운전자 및 주변 사람들에게 장비의 이상 및 비상 상황을 알림과 동시에 하이브리드 동력원을 소진시킬 수 있는 하이브리드 굴삭기의 비상 정지 시스템에 사용가능하다. |
