KR101939769B1

KR101939769B1 - Gps를 활용한 지능형 통합 컨트롤 시스템이 적용된 다목적도로관리차 및 그 운전방법

Info

Publication number: KR101939769B1
Application number: KR1020180108940A
Authority: KR
Inventors: 이두식
Original assignee: 이텍산업 주식회사
Priority date: 2018-09-12
Filing date: 2018-09-12
Publication date: 2019-01-17

Abstract

본 발명은 터치패널에 다양한 작업장치를 선택적으로 설정하고 운전환경 조건을 컨트롤러에 입력하여 컨트롤 할 수 있도록 하고, 상기 컨트롤러의 CPU에서는 작업장치별로 미리 설정된 조건에 맞추어 운전에 필요한 동력을 제어할 수 있도록 하되 작업장치의 속도에 대한 제어가 이루어지게 하는 것으로, 작업장치의 운전조건이 설정 값을 벗어나면 유압유 제어와 함께 속도를 조절하여 미리 설정된 운전환경 설정값을 유지할 수 있도록 함으로서 최적의 상태로 작업장치에 대한 운전이 이루어지는 한편 불필요한 엔진구동을 억제시켜 성능과 안전성을 향상시키도록 하는 것이다.

Description

GPS를 활용한 지능형 통합 컨트롤 시스템이 적용된 다목적도로관리차 및 그 운전방법{Multipurpose road management vehicle with intelligent integrated control system using GPS and its operation method}

본 발명은 사계절 도로의 유지.관리의 목적으로 사용되고 있는 다목적도로관리차에서, 선택적으로 장착되어 운용되고 있는 각종 작업장치별로 구성된 컨트롤러의 작동 및 제어를 일체형으로 통합하여 편리하고 쉽게 조정할 수 있도록 하는 한편 GPS를 활용한 안전성을 향상시키는 지능형 자동 통합 컨트롤 시스템을 적용시킨 GPS를 활용한 지능형 통합 컨트롤 시스템이 적용된 다목적도로관리차 및 그 운전방법에 관한 것이다.

사계절 도로의 유지.관리의 목적으로 사용되는 다목적도로관리차는 도로의 유지관리 상황에 알맞게 한 대의 작업차량 전방 및 후방에 다양한 종류의 작업장치(제설기, 살수장치, 제초기, 살포기, 가이드레일청소기, 터널청소기 등)를 선택적으로 장착하여 운용함으로써 4계절 도로유지가 가능하도록 개발된 차량이다.

이러한 다목적도로관리차는 작업장치별로 컨트롤러가 개별 적용되어, 일일이 작업자가 차량 내에 컨트롤러를 조립·세팅하여야 하고, 다양한 컨트롤러가 추가 구성되다 보니, 그 규모가 크고 조작성이 떨어지는 문제를 발생시키고 있으며, 모든 작업장치는 작업 수행시 작업자의 경험치에 의해서 동력 제어를 함으로써, 필요 이상으로 작업 장치에 부하가 발생하면서 유압유 온도를 상승시키거나 연료 소모가 과다하게 발생하는 등의 다양한 문제를 발생시키게 된다.

즉, 다목적도로관리차는 여러 개의 커트롤러를 운전석 내에 구비하게 되는 문제를 해결하기 위하여 국내 특허등록 10-1365132호에서 터치형 컨트롤러를 이용하여 여러 개의 작업장치를 손쉽게 제어할 수 있도록 하고 있으나, 이는 여러 개의 컨트롤러 대신에 터치형 컨트롤러를 이용할 수 있는 것일 뿐, 각각의 작업장치에 대한 제어는 전술된 바와 같이 작업자의 경험에 의한 수동적인 조작에 의하여 이루어질 수밖에 없기 때문에 최적의 상태로 작업이 이루어지게 하거나, 작업장치에 대한 작동한 안전한 상태에서 간편하게 조작하는 것과는 거리가 있는 것이었다.

특허등록 10-1365132호(2014.02.13.등록) 특허등록 10-1014275호(2011.02.07.등록) 특허등록 10-1214623호(2012.12.14.등록) 특허등록 10-0958313호(2010.05.10.등록)

본 발명은 다목적도로관리차에 적용되는 다양한 작업장치가 각각의 컨트롤러에 의해 조작이 이루어지는 문제를 해결하는 한편 작업장치의 운전시 작업자의 경험치에 의해서 동력 제어가 이루어지기 때문에 필요 이상으로 작업 장치에 부하가 발생하면서 유압유 온도의 상승이나 연료의 과다 소모가 발생하는 문제를 해결하기 위한 것으로, 통합형 터치패널 컨트롤러는 컨트롤러 내 CPU에서 작업장치별 필요한 동력을 자동으로 제어할 수 있도록 하는 한편 GPS에서 차량 및 작업장치 운행속도를 정확히 검출하여 작업장치가 최상의 성능을 발휘할 수 있는 가장 이상적인 속도를 유지할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 다목적도로관리차의 운전석에 장착되어 작업장치의 선택과 운전을 제어하는 터치패널 컨트롤러를 구비하고, 작업차량의 이동속도를 검출하여 컨트롤러에 전달하는 GPS를 구비하고, 상기 컨트롤러에 유압 상태를 검출하여 전달하는 유압센서를 구비하는 한편 유압을 컨트롤하는 장치를 구비하고, 상기 컨트롤러의 속도 제어신호를 크루즈 컨트롤 장치로 전달하여 작업차량의 RPM을 제어하는 것이다.

본 발명은 다목적도로관리차의 작업 장치별 컨트롤러 구성이 통합 일체형으로 구현됨으로서, 설계의 단순화로 비용을 절감할 수 있고, 작업자가 변경되거나 초보 작업자도 손쉽게 기능을 숙지할 수 있어 차량 운영능력을 향상시킬 수 있으며, 각 작업 장치별 운영에 필요한 최적의 동력 공급과 속도를 자동으로 조정할 수 있으므로 차량 및 장비의 부하를 억제시키면서 연료 소모량을 감소시킬 뿐 아니라, 안전사고 등을 미연에 방지하면서 효율적인 장비운영을 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 구성도
도 2는 본 발명 컨트롤러의 터치패널 표시도
도 3은 본 발명 터치패널의 제설기 표시 상태도
도 4는 본 발명 터치패널의 도로보수장치 표시 상태도
도 5는 본 발명의 운전환경 조건 입력 상태도
도 6은 본 발명의 유압센서 장착도
도 7은 본 발명의 유압조절 상태도

본 발명은 다목적도로관리차에 장착되는 각종 작업장치의 컨트롤러를 통합하여 하나의 통합형 컨트롤러에서 운전이 이루어지도록 하는 한편 각각의 작업장치에 대한 운전상태를 파악하여 최적의 운전이 이루어지도록 하고, 특히, GPS를 활용하여 최적의 운전속도를 유지할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 다목적도로관리차의 운전석에 설치되어 각각의 작업장치에 대한 조작과 운전이 이루어지는 통합형 터치패널 컨트롤러에서는 작업에 필요한 작업장치의 선택과 함께 선택에 따른 작업장치의 조작화면을 표시하고, 상기 컨트롤러에서는 작업장치의 선택 전에 운전환경 조건을 미리 설정하는 화면을 표시시켜 작업장치별 운전환경이 설정되게 하고, 상기 컨트롤러는 작업장치의 선택에 따른 조작화면을 표시시키는 동시에 작업환경을 메모리영역에 저장하는 하는 한편 제어영역에서 차량의 속도제어가 이루어지게 하고, 상기 메모리영역에는 제어영역을 설정하여 GPS의 수신정보와 차량의 운전정보 및 유압조건을 비교하여 운전신호를 출력하고, 상기 컨트롤러 CPU의 운전 명령 신호에 따라 유압의 조절과 차량의 속도를 조절하여 최적의 운전속도에 맞추어 작업차량의 운전이 이루어지게 된다.

본 발명의 통합형 터치패널 컨트롤러는 다목적도로관리차의 운전석에 설치되며, 상기 컨트롤러는 터치패널, CPU, 메모리영역으로 구성되고, 상기 컨트롤러의 터치패널에는 다목적도로관리차에 연결되는 작업차량의 운전조건 즉, 운전환경을 설정하여 메모리영역에 저장하는 선택화면을 구비하고, 상기 컨트롤러의 CPU에 차량의 속도에 따른 정보를 전달하는 GPS를 구비하고, 상기 컨트롤러의 제어영역에는 운전되는 차량의 운전속도와 운전환경에 따른 조건을 미리 설정한 운전환경 조건과 비교한 제어신호를 출력하는 제어영역을 구비하고, 상기 제어영역의 제어신호에 따라 차량의 RPM을 제어하여 속도를 조절하는 차량 제어부를 구비하는 한편 유압센서의 검출값을 인식하여 미리 설정한 운전환경의 유량과 유압 및 유온에 맞추어 조절하는 유압시스템을 구비하여 이루어진다.

본 발명은 다목적도로관리차에서 통합형 터치패널 컨트롤러에서 선택된 작업장치의 운전이 이루어지는 한편 작업장치 별로 미리 설정한 운전환경 조건을 실제 운전조건과 비교하여 미리 설정된 운전조건에 맞추어 최적의 운전이 이루어지도록 차량의 속도와 유압 등을 제어하게 되는 것으로, 작업자의 감각에 의존하여 이루어졌던 작업이 자동으로 설정한 운전환경 조건에 따라 운전이 이루어짐으로써 최적의 운전이 이루어지는 한편 하나의 터치패널 컨트롤러를 이용하는 효과가 있다.

특히, 본 발명은 각각의 작업차량에 대한 운전조건을 미리 설정케 한 후 운전이 이루어질 때 설정된 조건에 따라 자동으로 운전이 이루어지게 함으로써 연료소모를 줄이는 한편 안전사고를 줄이는 효과와 함께 초보 작업자도 손쉽게 운전할 수 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 실시예 도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명은 다목적도로관리차의 운전석에 설치되는 도 1과 같은 통합형 터치패널 컨트롤러(100)를 이용하여 작업이 이루어지게 하는 한편 자동으로 설정된 운전조건에 맞는 차량 운전이 이루어지도록 하는 것으로, 위성을 이용하여 차량의 위치정보를 알려주는 GPS(40)를 구비하고, 차량에 내장된 센서(61)(62)를 이용하여 유량과 유압을 검출하는 한편 온도검출 센서를 이용하여 유온(油溫)을 검출하고, 컨트롤러(100)의 CPU(30)제어에 의해 유압 시스템(60)에서 차량의 유압유를 조절하고, 상기 컨트롤러(100)의 CPU(30)제어에 의해 차량의 속도를 제어하는 차량 제어부(50)를 구비하게 된다.

본 발명의 터치형 통합 컨트롤러(100)을 구성하는 터치패널(10)은 터치 방식으로 조작과 입력이 이루어지는 것으로, 다목적도로관리차를 시동을 걸게 되면 초기에는 도 2에 도시된 바와 같이 작업차량의 선택화면이 표시되는 한편 상측으로는 유량과 유압 및 유온을 표시하는 표시부(15)를 설정하게 되며, 이 상태에서 작업장치 중 제설기(11)를 선택하게 되면, 도 3와 같은 운전화면이 표시되며, 이러한 운전화면을 보고 제설기(11)의 운전조작을 하게 된다.

다른 종류의 작업장치인 도로보수장치(12)를 선택한 경우는 도 4와 같은 운전화면이 표시되는 형태로 각각의 작업장치를 선택함에 따라 하나의 터치패널(10)에는 선택된 작업장치에 대응하는 운전화면이 표시된다.

이 같이 각각의 작업장치를 선택할 때마다 터치패널(10)의 선택된 작업장치의 운전화면으로 변화되나, 작업장치가 모두 유압장치를 이용하여 작업이 이루어지기 때문에 운전화면의 변화에 관계없이 언제라도 표시부(15)에서는 유량과 유압 및 유온의 상태를 화면에 표시시켜 주어야만 수동으로 조작할 때 유용하게 이용할 수 있다.

본 발명은 초기 작업차량을 선택할 때 미리 선택된 작업차량의 최적 운전조건을 설정하여 입력시킨 후 이를 메모리 영역(31)(32)에 저장시킴으로써 작업차량을 선택할 때 미리 저장시킨 운전조건을 읽어내어 운전 중 습득하게 되는 정보와 비교하게 된다.

본 발명은 터치패널(10)에서 작업장치 선택화면을 표시시켜 선택을 하기 전에 미리 작업장치의 운전환경조건을 입력하여 저장하게 되는 것으로, 터치패널(10)의 설정화면(16)을 터치하면 화면에는 도 5와 같이 작업장치의 운전환경 조건을 입력시키는 화면(20)이 표시되는 동시에 문자표가 표시되게 함으로써 터치패널(10)에 표시되는 문자표를 이용하여 운전환경 조건을 입력시키게 되며, 이때 입력되는 운전환경 조건으로는 작업장치에 따른 최적의 운전이 이루어지도록 하는 유압의 조건과 차량 속도 등이 기본적으로 입력되어야 한다.

본 발명은 터치패널(10)의 초기화면에서 작업장치를 선택하기 전에 미리 각각의 작업장치에 대한 운전환경 조건을 설정하여 메모리 영역(31)(32)에 저장시키게 되고, 컨트롤러(100)의 CPU(30)에서는 선택된 작업장치에 대한 운전화면을 표시시키는 동시에 선택된 작업장치의 운전환경 조건을 읽어내어 운전 중 습득되는 조건과 비교함으로써 제어영역(35)을 통하여 최적은 운전에 따른 작업이 이루어지게 한다.

위와 같이 작업차량의 선택이 이루어진 후 터치패널(10)의 운전화면을 통하여 작업장치의 작업이 이루어지는 상황에서는 센서(61)(62)를 이용하여 유압과 유량 및 유온을 습득하여 운전화면의 표시부(15)에 유압상태로 표시하는 한편 GPS(40)를 이용하여 차량의 운전속도를 검출하게 되며, 센서(61)(62)와 GPS(40)에서 검출된 값은 미리 설정되어 저장된 운전환경 조건에 따른 값과 제어영역(35)에서 비교하여 현재 검출되는 값이 미리 설정된 운전환경 조건과 부합될 수 있도록 조절이 이루어지게 함으로써 최적의 운전이 이루어지게 한다.

컨트롤러(100)의 CPU(30)에서는 제어영역(35)에 저장된 작업장치별 운전환경 조건과 현재 운전되는 작업장치에서 획득하는 정보를 비교하여 유압과 유량 및 유온이 설정된 값으로 유지될 수 있도록 도 6의 유압컨트롤밸브(65)를 이용하여 조절되게 한다.

즉, 유압유탱크(63)에 설치되는 유량센서(62)를 이용하여 사용 중인 유량의 체크가 이루어지고, 압력센서(61)에 의해 사용 중인 유압의 체크가 이루어지며, 유온은 온도센서를 이용하여 검출이 이루어지는 것이어서, 컨트롤러(100)에서는 다목적도로관리차에 연결된 작업장치가 작업이 이루어질 때의 유압유 상태를 체크할 수 있으며, 이와 동시에 GPS(40)를 이용하여 작업차량의 현재 속도가 체크되는 것이어서, 컨트롤러(100)에서는 현재 검출되는 차량속도와 유압유 상태를 미리 저장시켜 놓은 속도와 유압유 상태를 비교할 수 있다.

위와 같이 작업차량의 운전이 시작되면, 센서(61)(62)와 GPS(40)에서 검출되는 신호값과 미리 메모리 영역(31)(32)에 저장한 작업장치의 운전환경 조건을 비교하여, 작업차량의 운전시 검출되는 값이 설정된 운전환경 조건보다 낮거나 높게 되면, 이를 터치패널(10)에서 표시되게 하는 한편 서로 일치되는 형태로 유압유와 차량 속도를 조절한다.

유온은 작업장치마다 설정된 유온을 유지하도록 히팅이 이루어지게 하거나 냉각이 이루어지게 하고, 유량은 작업장치 마다의 적정 유량을 맞추기 위해 차량의 엔진 회전수를 제어하여 적정 유량을 토출할 수 있게 하며, 유압은 도 7와 같이 릴리프 밸브(70)에 감속기(71)와 DC 모터(72)를 연결한 후 압력센서(61)에 의해 감지된 압력과 작업장치마다 설정된 압력을 비교하여 감지된 압력이 클 경우 DC 모터(72)를 죄회전시켜 릴리프 밸브(70)를 열어주고, 압력이 적을 경우 우회전시켜 압력을 상승시키면 현재 유압을 설정된 유압으로 유지시키게 된다.

그리고, 차량의 속도는 차량제어부(50)를 이용하여 제어하게 되는 것으로, 먼저, 차량의 미션 기어를 1단 또는 D단으로 놓은 후 풋 브레이크를 해제하면 차량이 기본속도로 전진하게 되며, 이때, 크루즈 컨트롤을 작동시켜 엔진 RPM을 악셀 페달이 아닌 크루즈컨트롤에 의해 결정되게 하며, 이러한 크루즈 컨트롤은 차량 외부에 있는 엔진 RPM 상승/하강 커넥터에 시그널을 주어 엔진 RPM을 조절 할 수 있다.

따라서, 작업 중 차량주행속도를 GPS(40)로 받아 미리 설정된 작업장치의 운전환경으로 설정된 적정 속도보다 빠르면 엔진 RPM을 낮추어 차량속도를 낮추고, 늦으면 엔진 RPM 속도를 올려 차량 속도를 증가시킴으로써, 현재 운행 중인 차량의 속도가 미리 작업장치 별로 설정한 운전속도와 같게 되면서 최적의 운전 상태를 유지할 수 있다.

한편, 본 발명은 GPS(40)로 차량 및 작업장치의 운행속도를 정확히 검출하고, 검출된 속도가 컨트롤러(100)의 CPU(30)에 설정된 작업환경 속도를 넘게 되면, 터치패널(10)에서 차량의 속도가 적정 속도보다 높아졌음을 나타내는 시그널(형상 그림 및 알람)을 발생시켜 작업자에게 인식시키는 한편 자동으로 차량의 속도를 줄여서 미리 설정한 속도에 맞춤으로써 작업장치가 최상의 성능을 발휘하는 가장 이상적인 속도를 유지할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명에서 자동으로 속도를 보정하는 기능은 작업자가 선택할 수 있는 것으로, 2단 스위치를 이용하여 전술된 바와 같이 자동 차량 보정 기능을 이용하거나, 자동 차량 속도조정 기능을 이용하지 않고, 엑셀 페달이나 브레이크를 이용하여 작업자가 감각적으로 조절하면서 사용할 수도 있다.

10 : 터치패널 20 : 입력화면
30 : CPU 31,32 : 메모리영역
40 : GPS 50 : 차량 제어부
60 : 유압시스템 70 : 릴리프 밸브
100 : 컨트롤러

Claims

다목적도로관리차의 운전석에 설치되는 통합형 터치패널 컨트롤러는 터치패널, CPU, 메모리영역으로 구성되고,
상기 컨트롤러의 터치패널에 설정화면을 표시시켜 다목적도로관리차에 연결되는 작업장치의 최적 운전이 이루어지는 유압유의 온도와 유량 및 유압의 운전환경 조건을 설정하여 저장하는 메모리영역을 구비하고,
상기 컨트롤러의 CPU에 다목적도로관리차의 속도에 따른 현재위치 정보를 전달하는 GPS를 구비하고,
상기 컨트롤러의 CPU 제어영역에는 다목적도로관리차의 운전속도와 미리 설정한 운전환경 조건을 비교한 제어신호를 출력하는 제어영역을 구비하고,
상기 제어영역의 제어신호에 따라 GPS(40)에서 검출된 다목적도로관리차의 운행속도가 컨트롤러(100)의 CPU(30)에 미리 설정된 작업환경 조건에서의 설정 속도를 넘게 되면 터치패널(10)에서 다목적도로관리차의 속도가 설정 속도보다 높아졌음을 나타내는 그림이나 알람의 시그널을 발생시키는 한편 자동으로 차량 제어부(50)를 제어하여 다목적도로관리차의 속도를 미리 설정한 속도에 맞추는 차량 제어부를 구비하는 한편 유압유가 미리 설정된 작업환경 조건과 일치되게 조절하는 유압시스템을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 GPS를 활용한 지능형 통합 컨트롤 시스템이 적용된 다목적도로관리차.
삭제
삭제
제 1항에 있어서,
컨트롤러(100)는 2단 스위치 입력을 인식하여 CPU(30)에서 제어영역(35)으로 유압유와 다목적도로관리차의 속도를 자동으로 제어하는 기능을 선택하거나, 수동기능을 선택하여 엑셀페달이나 브레이크 페달로 작업환경을 수동으로 조절하는 것을 특징으로 하는 GPS를 활용한 지능형 통합 컨트롤 시스템이 적용된 다목적도로관리차.
제 1항에 있어서,
유압은 유압라인에 설치되는 릴리프 밸브(70)에 감속기(71)와 DC 모터(72)를 연결한 후 압력센서(61)에 의해 감지된 압력과 작업장치마다 설정된 압력을 비교하여 DC 모터(72)로 릴리프 밸브(70)를 열거나 닫아주면서 유압 조절이 이루어지는 것을 특징으로 하는 GPS를 활용한 지능형 통합 컨트롤 시스템이 적용된 다목적도로관리차.
삭제
다목적도로관리차의 운전석에 설치되어 각각의 작업장치에 대한 조작과 운전이 이루어지는 통합형 터치패널 컨트롤러에서는 작업장치마다의 운전환경 조건을 미리 설정하여 메모리 영역에 각각의 작업장치별로 저장하고,
컨트롤러는 터치패널의 작업장치 표시화면을 표시시켜 다목적도로관리차에 연결된 작업장치를 선택케 한 후 작업장치의 선택이 완료되면 터치패널에 운전화면을 표시시켜 작업장치의 운전이 이루어지게 하고,
컨트롤러의 CPU는 유압센서에서 유압유 상태를 검출하는 한편 GPS에서 차량의 위치신호를 이용하여 현재 작업차량의 상태를 인지하고,
컨트롤러의 제어영역에서는 현재 차량의 유압유와 속도가 미리 저장된 운전환경 조건과 비교하여 현재 차량의 유압유나 속도가 미리 설정한 운전환경보다 낮거나 높게 되면 터치패널의 화면에 알람 시그널을 표시하는 한편 현재의 다목적도로관리차 운전조건이 미리 설정한 운전환경 조건에 같도록 차량 제어부와 유압시스템을 제어하고,
컨트롤러는 차량 제어부와 유압시스템의 제어로 현재 차량의 유압유 상태와 속도가 미리 설정된 유압유와 속도가 일치되게 다목적도로관리차의 운전이 이루어지게 하는 것을 특징으로 하는 GPS를 활용한 지능형 통합 컨트롤 시스템이 적용된 다목적도로관리차의 운전방법.