WO2011025197A2 - 훨로더 작업기의 자동 운전 제어 장치 및 방법 - Google Patents

훨로더 작업기의 자동 운전 제어 장치 및 방법 Download PDF

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    • E02F3/308—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom working outwardly
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    • E02F3/40—Dippers; Buckets ; Grab devices, e.g. manufacturing processes for buckets, form, geometry or material of buckets
    • E02F3/402—Dippers; Buckets ; Grab devices, e.g. manufacturing processes for buckets, form, geometry or material of buckets with means for facilitating the loading thereof, e.g. conveyors
    • E02F3/404—Dippers; Buckets ; Grab devices, e.g. manufacturing processes for buckets, form, geometry or material of buckets with means for facilitating the loading thereof, e.g. conveyors comprising two parts movable relative to each other, e.g. for gripping

Definitions

  • the present invention relates to an automatic driving control device and method of the working machine, and more particularly, to an automatic driving control device and method of the working machine and the automatic operation to predict the next operation according to the current operation of the working machine and the working machine. .
  • the wheel loader is composed of a working device and a driving device consisting of a bucket and a boom as a means for the work, the driver of the wheel loader performs the main work of the wheel loader by directly operating the driving device and the working device.
  • the main work of the wheel loader refers to the operation of moving the excavated load to the place to accumulate the load after the excavation work for a predetermined load in the workplace.
  • the driver operates the traveling device to move the wheel loader near the load and operates the work machine in a loadable form (Return to Dig). Subsequently, the traveling device is operated forward to load the load into a bucket, and the work machine is operated in a form in which the load is movable (Max Crowd), and then the driving device is operated backward to release from the load. Then, by operating the traveling device to move near the place to move the load to operate the work machine to remove the load from the wheel loader.
  • the present invention provides the convenience of the wheel loader work machine for providing convenience to the driver by predicting and controlling the automatic operation control device of the wheel loader work machine based on the driving operation of the wheel loader driver and the current state of the work machine.
  • An automatic driving control apparatus and method are provided.
  • the process of checking whether the working state is in the excavation completion state includes the process of checking whether the driving direction lever position is in the forward position, and if the driving direction lever position is in the forward position, the bucket In the process of checking whether the position is operated in a stackable form, and if the bucket position is operated in a stackable form, the current work status recognizes that an operation for the excavation work is currently in progress, and whether the bucket position is a full crowd. And a process of checking whether the work state is in the excavation state according to whether the current bucket position is a full crowd or not.
  • the preset position for automatically raising the position of the boom is characterized in that the position of the preset boom for performing the detent function, which is a function to automatically stop the rise and fall of the boom at a certain height do.
  • an automatic driving control apparatus for a wheel loader work machine, comprising: an automatic driving selection switch for selecting an automatic driving mode, a driving direction operating lever for detecting a driving direction command, and a working machine for detecting a current position state of a boom and a bucket; An angle sensor, a work machine control unit for motion control through hydraulic supply to the boom and a bucket cylinder, a traveling device control unit for controlling forward or backward of the wheel loader, and a bucket position detection using the work machine angle sensor, Detects the driving condition using the driving direction control lever to check the wheel loader operation state, and if the checked operation state is the excavation completion state, examines whether the current driving direction operation lever position is the reverse position through the driving direction operation lever, and travels.
  • the direction control lever is in the reverse position, the wheel loader depends on whether the auto drive mode is set.
  • binary driving characterized in that it comprises a control unit which commands the automatic rise of the position of the boom to a predetermined location in the working machine control unit.
  • the controller checks whether the driving direction lever is in the forward position, and if the driving direction lever is in the forward position, the bucket position can be loaded using the work machine angle sensor. If the bucket position is operated in a stackable form after checking whether it is operated, the current work status recognizes that an operation for the excavation work is currently in progress, and the bucket position sensor is used to determine whether the bucket position is a full crowd. After the inspection, it is recognized that the working state is the excavation completion state depending on whether the current bucket position is a full crowd.
  • the driver of the wheel loader it is possible for the driver of the wheel loader to omit some of the simple repetition processes for the work, thereby improving the convenience of the driver, and consequently, increasing the productivity in the workplace to which the wheel loader is applied.
  • FIG. 1 is an internal configuration of an automatic driving control apparatus of a wheel loader working machine according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a process of monitoring a work state in an automatic driving control apparatus of a wheel loader work machine according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a process for automatic driving control according to an embodiment of the present invention.
  • control unit 110 input unit
  • output unit 122 work machine control unit (MCV)
  • TCU Traveling device control unit
  • the present invention is intended to provide convenience to the driver by automatically operating the operation (Max Crowd) to move the load in the form of the work machine before moving the wheel loader in order to move the load.
  • the automatic operation control device of the wheel loader work machine of the wheel loader should monitor the current state and the driving state of the work machine and determine the current work state based on this. In addition, it is necessary to be able to directly control the work machine by predicting the next work state through the currently determined work state.
  • An automatic driving control device of the work machine includes an input unit 110 and a control unit including a driving direction operating lever 112, a working angle sensor 114, an automatic driving selection switch 116, and a working machine operating unit 118. And an output unit 120 including a work machine control unit (MCV) 122 and a traveling device control unit (TCU) 124.
  • MCV work machine control unit
  • TCU traveling device control unit
  • the driving direction control lever 112 detects a driving direction command from the driver.
  • the work machine angle sensor 114 detects the current position state of the boom and the bucket.
  • the work machine angle sensor 114 is provided with a boom angle sensor and a bucket angle sensor.
  • the boom angle sensor is a sensor for detecting the attitude of the boom and outputs an angle sensing signal of the boom.
  • the bucket angle sensor is a sensor for detecting the attitude of the bucket and outputs an angle sensing signal of the bucket.
  • the autonomous driving selection switch 116 detects the driver's autonomous driving selection intention.
  • the automatic operation selection switch 116 according to an embodiment of the present invention is a switch for selecting an automatic operation mode, and outputs a switch on / off signal to the controller 100 according to a switch operation of an operator.
  • the work machine operator 118 detects the driver's direct control of the work machine during automatic driving.
  • a work machine operation unit 118 may include a boom joystick and a bucket joystick.
  • the boom joystick is an input device for raising and lowering the boom
  • the bucket joystick is an input device for dumping and crowding the bucket.
  • the work machine control unit (MCV) 122 controls the motion of the work machine through hydraulic supply to the work machine cylinder.
  • the work machine control unit (MCV) 122 may include a boom control valve and a bucket control valve, and the boom control valve and the bucket control valve are controlled in proportion to the valve opening amount according to the current applied from the controller 100.
  • the boom control valve controls the boom raising and lowering
  • the bucket control valve controls the crowd and dump of the bucket.
  • the traveling unit control unit (TCU) 124 controls the forward or the reverse in the wheel loader driving direction.
  • the controller 100 determines a current work state of the wheel loader based on the work machine angle sensor 114 and the driving direction manipulation lever 112. Thereafter, the controller 100 controls the work machine through the operation state determination result and the detection of the reverse operation.
  • the control unit 100 recognizes that the automatic operation mode is selected when the automatic operation selection switch 116 is On (On) state, the current work state is a state in which the excavation work is completed, and then controls the work machine according to the detection of the reverse operation
  • the unit 122 automatically controls the boom to be raised to the detent position.
  • the detent position refers to the height of the boom preset for performing the detent function.
  • the detent function is a function to automatically stop the rise and fall of the boom at a certain height.
  • the controller 100 recognizes that it is a general manual driving mode, and according to the driving or work execution command of the driver, the work machine control unit 122 or the traveling device control unit ( 124).
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a process of monitoring a work state in the automatic operation control apparatus of the blender work machine.
  • step 200 the controller 100 determines whether the driving direction manipulation lever position is the forward position through the driving direction manipulation lever 112. That is, it is checked whether the current state is moved by the vehicle.
  • step 202 checks whether the bucket position is operated in the form capable of loading the load through the work machine angle sensor 114. However, if the driving direction control lever position is not the forward position, the flow proceeds to step 200.
  • step 202 determines whether the bucket position is operated in the form that can load the load. If the test result of step 202, the bucket position is operated in the form that can load the load proceeds to step 204, otherwise proceeds to step 200.
  • step 204 the control unit 100 recognizes that the excavation is in a state where the bucket position is operated in a stackable form after the driving direction manipulation lever position is the forward position state. In other words, it is to recognize that the operation for the excavation work is currently in progress.
  • the controller 100 determines whether the bucket position is in a full crowd state through the work machine angle sensor 114.
  • step 208 the controller 100 recognizes that the excavation is completed. That is, when the bucket position is in a full crowd state at step 206, it is possible to recognize that the excavation work is completed by loading the load into the bucket by operating forward.
  • step 300 the controller 100 determines whether the excavation work is completed as a result of the work state determination.
  • step 302 If the current work state is a state in which the excavation work is completed, the process proceeds to step 302 to check whether the travel direction manipulation lever position is the backward position through the travel direction manipulation lever 112.
  • the control unit 100 recognizes that the excavation completion movement instruction state is performed in step 304.
  • the current state is to recognize that the excavation work is completed to move backwards to move the load.
  • the controller 100 checks whether the automatic operation selection switch 116 is on. That is, the driver checks whether the autonomous driving mode is selected.
  • the process proceeds to step 308. If the automatic operation selection switch 116 is on, the process proceeds to step 307 to operate in the manual operation mode.
  • the manual driving mode is a mode for controlling the work machine control unit 122 or the traveling device control unit 124 according to the driving or work execution command of the driver.
  • the automatic driving mode is a mode that determines the current work state based on the current state and the driving state, predicts the next work state, and automatically controls the predicted work state.
  • the automatic driving mode in the embodiment of the present invention refers to a mode for automatically controlling the operation of raising the boom to the detent position when reversing in the excavation completion state.
  • step 306 when the automatic operation selection switch 116 is turned on, in step 308, the controller 100 determines whether the boom joystick is neutral through the work machine operator 118.
  • the controller 100 proceeds to step 310 and the controller 100 outputs a backward driving direction control command to the traveling device control unit (TCU) 124.
  • the traveling device control unit (TCU) 124 which has received the backward driving direction control command, controls the reverse of the wheel loader.
  • the controller 100 determines whether the boom is below the rising detent position.
  • the detent position refers to the position of the boom predetermined for the detent function of the wheel loader.
  • step 312 if the boom is below the rising detent position, the controller 100 proceeds to step 314 and the controller 100 outputs a boom raising control command to the work machine control unit (MCV) 122. Worker control unit (MCV) 122 then raises the boom to the detent position.
  • MCV work machine control unit
  • the driver can automatically drive a separate work machine without the operation of raising the boom, which is a load movable form, thereby improving the convenience of the driver.

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Abstract

본 발명은 주행 조작과 작업기의 현재상태에 따라 다음 동작을 예측하여 자동 운전을 제어하는 훨로더 작업기의 자동 운전 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명에 따라 훨로더 작업기의 자동 운전 제어 방법에 있어서, 버켓 위치와 주행상태 검출을 통한 휠로더 작업 상태를 확인하고, 확인된 작업 상태가 굴삭 완료 상태인지를 검사한 후 검사결과 상기 확인된 작업 상태가 굴삭 완료 상태이면, 현재 주행방향 조작 레버 위치가 후진 위치인지를 검사하고, 주행방향 조작 레버 위치가 후진 위치에 있으면, 자동 운전 모드 설정 여부에 따라 휠로더 후진 주행과 함께 미리 설정된 위치까지 붐의 위치를 자동으로 상승시키는 것을 특징으로 한다.

Description

훨로더 작업기의 자동 운전 제어 장치 및 방법
본 발명은 훨로더 작업기의 자동 운전 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 주행 조작과 작업기의 현재상태에 따라 다음 동작을 예측하여 자동 운전을 제어하는 훨로더 작업기의 자동 운전 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 휠로더는 작업을 위한 수단으로서 버켓과 붐으로 이루어진 작업기와 주행장치로 이루어져 있으며, 휠로더의 운전자는 주행장치 및 작업기를 직접 조작하여 휠로더의 주요작업을 수행한다.
이때, 휠로더의 주요작업이라 하면 작업장에서 소정의 적재물에 대해 굴삭작업을 한 후 적재물을 쌓아두는 곳으로 굴삭작업 한 적재물을 이동시키는 작업을 말한다.
이와 같은 휠로더 작업을 위해서 운전자는 주행장치를 조작하여 적재물 근처로 휠로더를 이동시키고, 작업기를 적재 가능한 형태로 조작(Return to Dig)한다. 이후, 주행장치를 전진으로 조작하여 적재물을 버켓(buket)에 적재하고, 작업기를 적재물을 이동 가능한 형태로 조작(Max Crowd)한 후 주행장치를 후진으로 조작하여 적재물에서 이탈시킨다. 그리고, 주행장치를 조작하여 적재물을 이동시킬 장소 근처로 이동하여 작업기를 조작하여 휠로더에서 적재물을 이탈시킨다.
최근 들어, 휠로더 또는 굴삭기와 같은 산업용 차량을 운전할 시 보다 운전자가 편리하게 운전할 수 있는 편의성을 만족시키기 위해 현재 작업 상태를 판단하여 다음 작업 상태를 예측하고, 예측된 작업 상태로 자동 운전하는 기술이 개발되고 있는 추세이다.
이에 따라 휠로더를 운전할 시에도 운전자의 편의성을 만족시키기 위해 작업 상태 예측 및 예측된 작업 상태로의 자동 운전을 위한 기술 개발이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명은 휠로더 운전자의 주행 조작과 작업기의 현 상태를 바탕으로 운전자가 조작하려는 작업기의 다음 동작을 휠로더 작업기의 자동 운전 제어 장치가 예측하여 제어하여 운전자에게 편의성을 제공하기 위한 훨로더 작업기의 자동 운전 제어 장치 및 방법을 제공한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 훨로더 작업기의 자동 운전 제어 방법에 있어서, 버켓 위치와 주행상태 검출을 통한 휠로더 작업 상태를 확인하고, 상기 확인된 작업 상태가 굴삭 완료 상태인지를 검사하는 과정과, 상기 검사결과 상기 확인된 작업 상태가 굴삭 완료 상태이면, 현재 주행방향 조작 레버 위치가 후진 위치인지를 검사하는 과정과, 주행방향 조작 레버 위치가 후진 위치에 있으면, 자동 운전 모드 설정 여부에 따라 휠로더 후진 주행과 함께 미리 설정된 위치까지 붐의 위치를 자동으로 상승시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일례에 따라 상기 작업 상태가 굴삭 완료 상태인지를 검사하는 과정은, 주행방향 조작 레버 위치가 전진 위치에 있는지를 검사하는 과정과, 주행방향 조작 레버 위치가 전진 위치에 있으면, 버켓 위치가 적재 가능한 형태로 조작되는 지를 검사하는 과정과, 버켓 위치가 적재 가능한 형태로 조작되면 현재 작업 상태가 굴삭 작업을 위한 동작이 현재 진행 중임을 인지하고, 버켓 위치가 풀 크라우드(full crowd)인지를 검사하는 과정과, 현재 버켓 위치가 풀 크라우드(full crowd)인지 여부에 따라 상기 작업 상태가 굴삭 완료 상태인지를 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일례에 따라 상기 현재 주행방향 조작 레버 위치가 후진 위치인지를 검사하는 과정과, 상기 확인 과정 수행 후, 상기 현재 버켓 위치가 풀 크라우드(full crowd)이면 굴삭 완료 상태임을 인지하는 과정과, 현재 주행방향 조작 레버 위치가 후진 위치인지를 검사하는 과정을 포함하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일례에 따라 상기 붐의 위치를 자동 상승시키는 미리 설정된 위치는, 붐의 상승과 하강을 일정 높이에서 자동으로 멈춰주는 기능인 디텐트 기능 수행을 위해 미리 설정된 붐의 위치인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 휠로더 작업기의 자동 운전 제어 장치에 있어서, 자동 운전 모드 선택을 위한 자동 운전 선택 스위치와, 주행방향 지령을 검출하는 주행 방향 조작 레버와, 붐과 버켓의 현재 위치 상태를 검출하는 작업기 각도 센서와, 붐과 버켓 실린더에 유압 공급을 통한 모션 제어를 하는 작업기 제어 유닛과, 휠로더의 전진 또는 후진을 제어하는 주행 장치 제어 유닛과, 상기 작업기 각도 센서를 이용하여 버켓 위치를 검출하고, 상기 주행 방향 조작 레버를 이용하여 주행상태 검출하여 휠로더 작업 상태를 확인하고, 상기 확인된 작업 상태가 굴삭 완료 상태이면 상기 주행 방향 조작 레버를 통해 현재 주행방향 조작 레버 위치가 후진 위치인지를 검사하고, 주행방향 조작 레버 위치가 후진 위치에 있으면, 자동 운전 모드 설정 여부에 따라 휠로더 후진 주행과 함께 상기 작업기 제어 유닛으로 미리 설정된 위치까지 붐의 위치를 자동으로 상승을 명령하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일례에 따라 상기 제어부가, 주행방향 조작 레버 위치가 전진 위치에 있는지를 검사하고, 주행방향 조작 레버 위치가 전진 위치에 있으면 상기 작업기 각도 센서를 이용하여 버켓 위치가 적재 가능한 형태로 조작되는 지를 검사한 후 버켓 위치가 적재 가능한 형태로 조작되면 현재 작업 상태가 굴삭 작업을 위한 동작이 현재 진행 중임을 인지하고, 상기 작업기 각도 센서를 이용하여 버켓 위치가 풀 크라우드(full crowd)인지를 검사한 후 현재 버켓 위치가 풀 크라우드(full crowd)인지 여부에 따라 상기 작업 상태가 굴삭 완료 상태임을 인지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따라 휠로더의 운전자가 작업을 위해 단순 반복하는 과정 중 일부를 생략하도록 하여 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있고, 결과적으로 휠로더를 적용한 작업장에서의 생산성을 증대 시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 휠로더 작업기의 자동 운전 제어 장치의 내부 구성도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휠로더 작업기의 자동 운전 제어 장치에서 작업 상태를 모니터링하는 과정을 나타내는 흐름도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자동 운전 제어를 위한 과정을 나타내는 흐름도.
<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>
100: 제어부 110: 입력부
112: 주행 방향 조작 레버 114: 작업기 각도 센서
116: 자동 운전 선택 스위치 118: 작업기 조작부
120: 출력부 122: 작업기 제어 유닛(MCV)
124: 주행 장치 제어 유닛(TCU)
이하 본 발명의 바람직한 실시예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 하기 설명에서 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
일반적으로 휠로더의 경우 작업을 수행할 시, 굴삭작업을 완료한 후에는 버켓에 적재된 적재물을 이동시키기 위해서 휠로더를 후진시키기 전에 대부분의 운전자는 항상 작업기를 적재물을 이동 가능한 형태로 조작(Max Crowd)한다.
본 발명에서는 적재물을 이동시키기 위해서 휠로더를 후진시키기 전에 작업기를 적재물을 이동 가능한 형태로 조작(Max Crowd)하는 동작을 자동으로 조작되도록 하여 운전자에게 편의성을 제공하고자 한다.
이를 위해서 휠로더의 휠로더 작업기의 자동 운전 제어 장치는 작업기의 현재상태와 주행상태를 모니터링하고, 이를 바탕으로 현재 작업상태를 판단할 수 있어야 한다. 또한, 현재 판단된 작업 상태를 통해 다음 작업상태를 예측하여 작업기를 직접 제어할 수 있어야 한다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 훨로더 작업기의 자동 운전 제어 장치에 대하여 살펴보도록 한다.
본 발명에 따른 훨로더 작업기의 자동 운전 제어 장치는 주행방향 조작 레버(112), 작업기 각도 센서(114), 자동 운전 선택 스위치(116), 작업기 조작부(118)를 포함하는 입력부(110)와 제어부(100)와 작업기 제어 유닛(MCV)(122), 주행장치 제어 유닛(TCU)(124)을 포함하는 출력부(120)를 구비한다.
주행방향 조작 레버(112)는 운전자의 주행방향 지령을 검출한다.
작업기 각도 센서(114)는 붐과 버켓의 현재 위치 상태를 검출한다. 작업기 각도 센서(114)는 붐 각도 센서(boom angle sensor)와 버켓 각도 센서가 구비된다. 붐 각도 센서는 붐의 자세를 감지하기 위한 센서로서, 붐의 각도 센싱 신호를 출력한다. 버켓 각도 센서는 버켓의 자세를 감지하기 위한 센서로서, 버켓의 각도 센싱 신호를 출력한다.
자동 운전 선택 스위치(116)는 운전자의 자동운전 선택 의지를 검출한다. 본 발명의 실시 예에 따른 자동 운전 선택 스위치(116)는 자동 운전 모드를 선택하기 위한 스위치로서, 작업자의 스위치 조작에 따라 스위치 온/오프 신호를 제어부(100)로 출력한다.
작업기 조작부(118)는 자동 운전 중 운전자의 작업기에 대한 직접 제어 의지를 검출한다. 이런 작업기 조작부(118)는 붐 조이스틱과 버켓 조이스틱을 구비할 수 있는데, 붐 조이스틱은 붐을 상승 및 하강 동작을 위한 입력장치이고, 버켓 조이스틱은 버켓을 덤프 및 크라우드 동작을 위한 입력장치이다.
작업기 제어 유닛(MCV)(122)는 작업기 실린더에 유압 공급을 통한 작업기의 모션을 제어한다. 작업기 제어 유닛(MCV)(122)는 붐 제어 밸브와 버켓 제어 밸브를 포함할 수 있는데, 붐 제어 밸브와 버켓 제어 밸브는 제어부(100)로부터 인가되는 전류에 따라 밸브 개도량이 비례하게 제어된다. 또한, 붐 제어 밸브는 붐 상승 및 하강을 제어하고, 버켓 제어 밸브는 버켓의 크라우드(crowd)와 덤프(dump)를 제어한다.
주행장치 제어 유닛(TCU)(124)는 휠로더 주행방향인 전진 또는 후진을 제어한다.
제어부(100)는 작업기 각도 센서(114)와 주행방향 조작 레버(112)를 바탕으로 휠로더의 현재 작업 상태를 판단한다. 이후, 제어부(100)는 작업 상태 판단 결과와 후진 조작 여부 검출을 통해 작업기를 제어한다.
이때, 제어부(100)는 자동 운전 선택 스위치(116)가 온(On) 상태인 경우 자동 운전 모드가 선택됨을 인지하여 현재 작업 상태가 굴삭 작업이 완료된 상태이고, 이후 후진 조작 여부 검출에 따라 작업기 제어 유닛(122)으로 붐을 디텐트 위치까지 상승되도록 자동 제어한다. 여기서, 디텐트 위치란 디텐트 기능 수행을 위해 미리 설정된 붐의 높이를 말한다. 이때, 디텐트 기능이란 붐의 상승과 하강을 일정 높이에서 자동으로 멈춰주는 기능이다.
하지만, 자동 운전 선택 스위치(116)가 오프(Off) 상태라면, 제어부(100)는 일반적인 수동 운전 모드임을 인지하여 운전자의 주행 또는 작업 수행 명령에 따라 작업기 제어 유닛(122) 또는 주행 장치 제어 유닛(124)을 제어한다.
이와 같은 제어부(100)의 제어 동작에 대하여 도 2 및 3을 참조하여 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 2는 훨로더 작업기의 자동 운전 제어 장치에서 작업 상태를 모니터링하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
200단계에서 제어부(100)는 주행 방향 조작 레버(112)를 통해 주행방향 조작 레버 위치가 전진 위치인지를 검사한다. 즉, 현재 상태가 차량 이동되는 지를 검사한다.
만약 주행방향 조작 레버 위치가 전진 위치이면, 202단계로 진행하여 제어부(100)는 작업기 각도 센서(114)를 통해 버켓 위치가 적재물을 적재 가능한 형태로 조작되는지를 검사한다. 하지만, 만약 주행방향 조작 레버 위치가 전진 위치가 아니면, 200단계로 진행한다.
한편, 202단계 검사결과 버켓 위치가 적재물을 적재 가능한 형태로 조작되면 204단계로 진행하고, 그렇지 않으면 200단계로 진행한다.
204단계에서 제어부(100)는 주행 방향 조작 레버 위치가 전진 위치 상태인 이후 버켓 위치가 적재 가능한 형태로 조작되어 굴삭 추측 상태임을 인지한다. 즉, 굴삭 작업을 위한 동작이 현재 진행 중임을 인지하는 것이다.
이후, 206단계로 진행하여 제어부(100)는 작업기 각도 센서(114)를 통해 버켓 위치가 풀 크라우드(full crowd) 상태인지를 검사한다.
만약, 206단계 검사결과 버켓 위치가 풀 크라우드(full crowd) 상태이면 208단계에서 제어부(100)는 굴삭 완료 상태임을 인지한다. 즉, 206단계 검사에서 버켓 위치가 풀 크라우드(full crowd) 상태가 되면, 전진 조작하여 적재물을 버켓에 적재하여 굴삭 작업이 완료되었음을 인지할 수 있는 것이다.
상기와 같이 현재 상태가 굴삭 작업이 완료된 상태가 되면, 자동 운전 제어를 위한 과정을 수행한다.
자동 운전 제어 과정은 도 3을 참조하여 살펴보도록 한다.
도 3을 참조하면, 300단계에서 제어부(100)는 작업 상태 판단 결과 굴삭 작업이 완료된 상태인지를 검사한다.
만약, 현재 작업 상태가 굴삭 작업이 완료된 상태이면 302단계로 진행하여 주행 방향 조작 레버(112)를 통해 주행 방향 조작 레버 위치가 후진 위치인지를 검사한다.
302단계 검사결과 주행 방향 조작 레버 위치가 후진 위치이면, 304단계로 진행하면 제어부(100)는 굴삭 완료 이동 지시 상태임을 인지한다. 즉, 현재 상태가 굴삭 작업이 완료되어 적재물을 이동하기 위해 후진 상태임을 인지하는 것이다.
이후, 306단계에서 제어부(100)는 자동 운전 선택 스위치(116)가 온(On)인지를 검사한다. 즉, 운전자가 자동 운전 모드를 선택하였는지를 검사하는 것이다.
만약, 자동 운전 선택 스위치(116)가 온(On)이면 308단계로 진행하고, 그렇지 않고 오프(Off)이면 307 단계로 진행하여 수동 운전 모드로 동작한다. 이때, 수동 운전 모드라 함은 운전자의 주행 또는 작업 수행 명령에 따라 작업기 제어 유닛(122) 또는 주행 장치 제어 유닛(124)을 제어하는 모드이다.
또한, 자동 운전 모드라 함은 현 상태와 주행 상태를 바탕으로 현재 작업 상태를 판단하여 다음 작업 상태를 예측하고, 예측된 작업 상태를 자동으로 제어하는 모드이다. 본 발명의 실시 예에서의 자동 운전 모드는 굴삭 완료 상태에서 후진하는 경우 붐을 디텐트 위치로 상승시키는 동작을 자동으로 제어하는 모드를 말한다.
한편, 306단계 검사결과 자동 운전 선택 스위치(116)가 온(On)인 경우 진행한 308단계에서, 제어부(100)는 작업기 조작부(118)를 통해 붐 조이스틱이 중립인지를 검사한다.
만약, 붐 조이스틱이 중립이면 310단계로 진행하여 제어부(100)는 후진 주행 방향 제어 명령을 주행 장치 제어 유닛(TCU)(124)로 출력한다. 후진 주행 방향 제어 명령을 입력받은 주행 장치 제어 유닛(TCU)(124)은 휠로더의 후진을 제어한다.
이후, 312단계에서 제어부(100)는 붐이 상승 디텐트 위치보다 아래에 있는지 검사한다. 이때, 디텐트 위치란 휠로더의 디텐트 기능을 위해 미리 정해진 붐의 위치를 말한다.
312단계 검사 결과, 붐이 상승 디텐트 위치보다 아래에 있으면 314단계로 진행하여 제어부(100)는 붐 상승 제어 명령을 작업기 제어 유닛(MCV)(122)으로 출력한다. 그러면, 작업기 제어 유닛(MCV)(122)는 디텐트 위치까지 붐을 상승시킨다.
즉, 자동 운전 모드에서는 현재 상태 모니터링을 통해 굴삭이 완료됨이 감지된 후 후진 명령이 있으면, 후진하면서 자동으로 붐을 디텐트 위치까지 상승 동작을 수행하는 것이다.
이렇게 함으로써 운전자는 별도의 작업기를 적재물 이동 가능한 형태인 붐을 상승시키는 조작을 하지 않고도 자동으로 운전할 수 있게 되어 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있게 된다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

Claims (6)

  1. 훨로더 작업기의 자동 운전 제어 방법에 있어서,
    버켓 위치와 주행상태 검출을 통한 휠로더 작업 상태를 확인하고, 상기 확인된 작업 상태가 굴삭 완료 상태인지를 검사하는 과정과,
    상기 검사결과 상기 확인된 작업 상태가 굴삭 완료 상태이면, 현재 주행방향 조작 레버 위치가 후진 위치인지를 검사하는 과정과,
    주행방향 조작 레버 위치가 후진 위치에 있으면, 자동 운전 모드 설정 여부에 따라 휠로더 후진 주행과 함께 미리 설정된 위치까지 붐의 위치를 자동으로 상승시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 훨로더 작업기의 자동 운전 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 작업 상태가 굴삭 완료 상태인지를 검사하는 과정은,
    주행방향 조작 레버 위치가 전진 위치에 있는지를 검사하는 과정과,
    주행방향 조작 레버 위치가 전진 위치에 있으면, 버켓 위치가 적재 가능한 형태로 조작되는 지를 검사하는 과정과,
    버켓 위치가 적재 가능한 형태로 조작되면 현재 작업 상태가 굴삭 작업을 위한 동작이 현재 진행 중임을 인지하고, 버켓 위치가 풀 크라우드(full crowd)인지를 검사하는 과정과,
    현재 버켓 위치가 풀 크라우드(full crowd)인지 여부에 따라 상기 작업 상태가 굴삭 완료 상태인지를 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 훨로더 작업기의 자동 운전 제어 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 현재 주행방향 조작 레버 위치가 후진 위치인지를 검사하는 과정과,
    상기 확인 과정 수행 후, 상기 현재 버켓 위치가 풀 크라우드(full crowd)이면 굴삭 완료 상태임을 인지하는 과정과,
    현재 주행방향 조작 레버 위치가 후진 위치인지를 검사하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 훨로더 작업기의 자동 운전 제어 방법.
  4. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 붐의 위치를 자동 상승시키는 미리 설정된 위치는,
    붐의 상승과 하강을 일정 높이에서 자동으로 멈춰주는 기능인 디텐트 기능 수행을 위해 미리 설정된 붐의 위치인 것을 특징으로 하는 훨로더 작업기의 자동 운전 제어 방법.
  5. 휠로더 작업기의 자동 운전 제어 장치에 있어서,
    자동 운전 모드 선택을 위한 자동 운전 선택 스위치와,
    주행방향 지령을 검출하는 주행 방향 조작 레버와,
    붐과 버켓의 현재 위치 상태를 검출하는 작업기 각도 센서와,
    붐과 버켓 실린더에 유압 공급을 통한 모션 제어를 하는 작업기 제어 유닛과,
    휠로더의 전진 또는 후진을 제어하는 주행 장치 제어 유닛과,
    상기 작업기 각도 센서를 이용하여 버켓 위치를 검출하고, 상기 주행 방향 조작 레버를 이용하여 주행상태 검출하여 휠로더 작업 상태를 확인하고, 상기 확인된 작업 상태가 굴삭 완료 상태이면 상기 주행 방향 조작 레버를 통해 현재 주행방향 조작 레버 위치가 후진 위치인지를 검사하고, 주행방향 조작 레버 위치가 후진 위치에 있으면, 자동 운전 모드 설정 여부에 따라 휠로더 후진 주행과 함께 상기 작업기 제어 유닛으로 미리 설정된 위치까지 붐의 위치를 자동으로 상승을 명령하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠로더 작업기의 자동 운전 제어 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제어부가,
    주행방향 조작 레버 위치가 전진 위치에 있는지를 검사하고, 주행방향 조작 레버 위치가 전진 위치에 있으면 상기 작업기 각도 센서를 이용하여 버켓 위치가 적재 가능한 형태로 조작되는 지를 검사한 후 버켓 위치가 적재 가능한 형태로 조작되면 현재 작업 상태가 굴삭 작업을 위한 동작이 현재 진행 중임을 인지하고, 상기 작업기 각도 센서를 이용하여 버켓 위치가 풀 크라우드(full crowd)인지를 검사한 후 현재 버켓 위치가 풀 크라우드(full crowd)인지 여부에 따라 상기 작업 상태가 굴삭 완료 상태임을 인지하는 것을 특징으로 하는 휠로더 작업기의 자동 운전 제어 장치.
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