KR102044584B1 - 산업차량의 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 산업차량의 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 산업차량의 제어 장치 및 방법은, 액추에이터에 작용되는 압력에 대한 초기 센싱 값이 기준시간 동안에 입력되고, 기준시간 동안의 초기 센싱 값의 평균 센싱 값을 계산하고, 상기 평균 센싱 값이 CAN통신망에 제공된다. 상기 평균 센싱 값은 엔진제어장치(ECU) 또는 트랜스미션 제어장치(TCU)가 제어되는 데에 바탕이 될 수 있다.

Description

산업차량의 제어 장치 및 방법{Device and method for control of industrial vehicle}
본 발명은 산업차량의 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산업차량에 구비된 센서로부터 정보가 취득되면, 취득된 정보에서 노치가 배제되어 정제된 정보가 활용될 수 있도록 하는 산업차량의 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 산업차량에는 액추에이터가 구비되고, 각 액추에이터에는 센서가 구비될 수 있다.
좀 더 구체적으로는 산업차량은 지게차일 수 있고, 상기 액추에이터는 리프트 실린더일 수 있다. 리프트 실린더는 포크가 승강되도록 한다. 그리고 센서는 압력센서일 수 있다.
압력 센서는 리프트 실린더의 미터 인 또는 미터 아웃에 구비되어 유압이 계측될 수 있다.
압력 센서에서 검출되는 센싱 값은 적재화물의 중량을 추정할 수 있는 중요한 근거가 될 수 있다.
한편, 지게차가 주행될 때, 또는 포크를 상승시킬 때에 포크가 출렁일 수 있다.
즉, 상기와 같이 포크가 출렁임으로써 도 1에 나타낸 바와 같이, 압력 센서에서 검출되는 센싱 값은 일정하지 못하고, 급격하게 출렁이고, 비정상적으로 노치(P)가 형성될 수 있다.
특히, 센싱 값은 노치(P)로 인하여 지게차를 제어하는 데에 어려움이 따른다. 예를 들면, 적재화물의 중량에 따라 지게차의 주행속도가 제한되도록 제어될 수 있고, 이때 적재화물의 중량을 추정하기 위하여 센싱 값이 이용되는데, 노치(P)가 있는 부분에서는 적재화물이 과대 추정되거나 또는 과소 추정될 수 있다.
따라서 종래에는 센싱 값에 노치(P)부분이 포함된 상태이기 때문에, 그 센싱 값을 근거로 산업차량이 제어될 때에 제어가 불안정한 문제가 있다.
일본 공개특허공보 제2001-182719호(2001.07.06.) 일본 특허공보 제5771317호(2015.07.03.)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 센싱 값에 포함된 비정상적인 노치(P)가 배제되어 정제된 센싱 값이 출력되도록 하고, 정제된 센싱 값의 신뢰도가 향상될 수 있도록 하며, 정제된 센싱 값을 바탕으로 산업차량을 제어할 수 있도록 하는 산업차량의 제어 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 산업차량의 제어 장치는, 포크가 승강되도록 하는 액추에이터(10); 상기 액추에이터(10)의 미터 인 또는 미터 아웃에 구비되어 상기 액추에이터(10)에 작용되는 압력 값을 검출하며, 상기 압력 값을 초기 센싱 값으로 출력하는 압력 센서(20); 상기 초기 센싱 값을 기준 시간 동안 수집하여 상기 기준 시간 동안의 평균 센싱 값을 계산하고, 상기 평균 센싱 값을 CAN통신망에 제공하는 제어 유닛(30); 및 상기 평균 센싱 값을 바탕으로 산업차량의 엔진 회전수를 낮추는 엔진제어 장치(40) 또는 고속기어 단수에서 저속기어 단수로 전환하거나 설정된 기어단수를 초과하지 않도록 제한하는 트랜스미션 제어장치(50)를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 산업차량의 제어 장치는, 상기 평균 센싱 값은 반복 계산되고, 반복 계산된 평균 센싱 값이 상기 CAN통신망에 제공되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 산업차량의 제어 장치는, 상기 기준 시간이 0.01초 내지 5초인 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 산업차량의 제어 장치는, 선행하여 평균 센싱 값이 구해질 때의 선행 기준시간과 후행하여 평균 센싱 값이 구해질 때의 후행 기준시간은 일부가 중첩되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 산업차량의 제어 장치는, 상기 중첩된 시간은 상기 기준시간에 대하여 0%초과 내지 10%이하인 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 산업차량의 제어 장치는, 상기 CAN통신망에 제공되는 상기 평균 센싱 값에는 상기 평균 센싱 값이 계산될 때 당시의 시각(時刻) 정보가 포함되는 것일 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 산업차량의 제어 방법은, 압력 센서(20)로부터 액추에이터(10)의 압력 값에 대한 초기 센싱 값을 기준 시간 동안 입력 받는 단계; 상기 기준 시간 동안의 초기 센싱 값이 평균 센싱 값으로 계산되는 단계; 상기 평균 센싱 값이 CAN통신망에 제공되는 단계; 및 상기 CAN통신망에 제공된 상기 평균 센싱 값을 바탕으로 엔진제어장치(40)가 엔진 회전수를 낮추거나 트랜스미션 제어장치(50)가 고속기어 단수에서 저속기어 단수로 전환하거나 설정된 기어단수를 초과하지 않도록 제한하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 산업차량의 제어 장치는, 상기 평균 센싱 값이 반복 계산되고, 반복 계산된 평균 센싱 값이 상기 CAN통신망에 제공되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 산업차량의 제어 장치는, 상기 기준 시간이 0.01초 내지 5초인 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 산업차량의 제어 장치는, 선행하여 평균 센싱 값이 구해질 때의 선행 기준시간과 후행하여 평균 센싱 값이 구해질 때의 후행 기준시간은 일부가 중첩되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 산업차량의 제어 장치는, 상기 중첩된 시간은 상기 기준시간에 대하여 0%초과 내지 10%이하인 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 산업차량의 제어 장치는, 상기 CAN통신망에 제공되는 상기 평균 센싱 값에는 상기 평균 센싱 값이 계산될 때 당시의 시각(時刻) 정보가 포함되는 것일 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 산업차량의 제어 장치 및 방법은 센싱 값에 포함된 노치(P)가 배제되어 정제된 센싱 값이 출력됨으로써, 상기 정제된 센싱 값을 바탕으로 산업차량을 제어할 수 있다.
나아가, 본 발명의 실시예에 따른 산업차량의 제어 장치 및 방법은 정제된 센싱 값을 바탕으로 산업차량을 제어함으로써 산업차량을 좀 더 정교하고 안정되게 제어할 수 있다.
도 1은 압력센서에서 출력된 센싱 값을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 산업차량의 제어 장치 및 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 실제축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 크기가 과장되게 도시될 수 있다.
한편, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
다른 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 압력센서에서 출력되는 센싱 값을 설명한다. 도 1은 압력센서에서 출력된 센싱 값을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 압력 센서로부터 출력된 센싱 값은 계속 출렁이는 형태로 출력된다.
한편으로, 산업차량이 주행할 때에 노면이 고르지 못하면, 노치(P)가 더욱 심각하게 발생할 수 있다.
다른 한편으로, 엔진의 진동이나, 전동모터의 진동 등의 요인에 의해서도 노치(P)가 발생할 수 있다.
즉, 센싱 값에는 다양한 요인으로 인하여 노치(P)가 포함될 수 밖에 없다.
상기 노치(P)는 센싱 값에 대한 신뢰성을 저하시키고, 결국 센싱 값을 활용하여 산업차량을 제어하는 데에는 한계가 있을 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 산업차량의 제어 장치 및 방법에 대해서 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 산업차량의 제어 장치 및 방법을 설명하기 위한 도면이다.
액추에이터(10)의 미터 인 또는 미터 아웃에는 압력 센서(20)가 구비된다.
압력 센서(20)는 액추에이터(10)에 작용되고 있는 현재의 압력 값이 실시간으로 입력되고, 그 압력 값에 상응되는 센싱 값이 출력된다.
초기 센싱 값은 제어 유닛(30)에 입력된다. 제어 유닛(30)은 초기 센싱 값에 포함된 노치(P)가 배제되도록 처리되어 정제된 센싱 값이 출력된다.
이하, 상기 제어 유닛(30)에서 초기 센싱 값이 정제되는 것에 대하여 좀 더 상세하게 설명한다.
먼저, 압력 센서(20)로부터 측정된 초기 센싱 값이 제어 유닛(30)에 입력된다. 초기 센싱 값은 전압 값 또는 전류 값이 연속되는 아날로그 형태일 수 있다.
제어 유닛(30)은 기준 시간 동안에 초기 센싱 값을 수집하고, 상기 기준 시간 동안에 초기 센싱 값에 대한 평균 센싱 값을 계산한다.
이로써 평균 센싱 값에는 노치(P)의 특성이 사라지거나 영향을 거의 끼치지 않게 된다.
한편으로, 제어 유닛(30)은 상기 평균 센싱 값을 지속적으로 반복하여 CAN 통신망에 제공한다.
다른 한편으로, CAN통신망은 차량제어장치(40: ECU), 트랜스미션 제어장치(50: TCU) 및 기타 제어 유닛(60)이 연결될 수 있다.
상기 기타 제어 유닛(60)은 액추에이터의 압력 값을 바탕으로 제어될 제어유닛을 의미한다.
이후, 차량 제어 신호의 우선순위에 따라 차량제어장치(40) 또는 트랜스미션 제어장치(50)가 제어될 수 있다.
좀 더 상세하게는, 상기 평균 센싱 값은 산업차량의 주행속도를 감속시키기 위하여 엔진 회전수를 낮추도록 엔진이 제어되는 데에 이용될 수 있다.
또한, 상기 평균 센싱 값은 트랜스미션 제어장치(50)에서 고속기어 단수에서 저속기어 단수로 전환되거나 설정된 기어단수를 초과하지 않도록 제한하는 데에 이용될 수 있다.
상기와 같이 변환된 평균 센싱 값은 노이즈가 적고 노치(P)가 거의 없어 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 평균 센싱 값은 CAN통신망에 제공되고, 평균 센싱 값은 기준시간마다 제공되므로, 평균 센싱 값은 복수로 제공될 수 있다. 특히 복수의 평균 센싱 값은 디지털 신호이므로 우선 순위가 부여 가능할 수 있다. 즉, 복수의 평균 센싱 값은 기존에 제공된 다른 CAN 통신신호와 충돌 없이 이용될 수 있다.
나아가, 상기 복수의 평균 센싱 값은 앞서 설명한 바와 같이, 엔진제어장치(40)와 트랜스미션 제어장치(50)를 안정되고 양호하게 제공될 수 있다. 엔진제어장치(40)와 트랜스미션 제어장치(50)는 상기 복수의 평균 센싱 값을 바탕으로 엔진과 트랜스미션을 더욱 정교하게 제어할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 산업차량의 제어 장치 및 방법은 평균 센싱 값의 개수와 평균 센싱 값의 유무에 따라 유압 센서 및 그 외 신호들을 제어 신호로서 변환하여 사용하는데 기여할 수 있다.
상기 평균 센싱 값의 개수에 대하여 부연 설명한다.
제1 평균 센싱 값은 기준 시간 동안에 입력되는 초기 센싱 값을 평균한 것이다.
이후, 상기 제1 평균 센싱 값을 구하였던 기준 시간이 끝난 직후에 연이어서 새롭게 제2 평균 센싱 값을 구할 수 있다.
그리고, 제2 평균 센싱 값을 구한 후에 다음 회차의 평균 센싱 값을 구할 수 있다.
이와 같이, 평균 센싱 값은 산업차량이 운행되는 동안에 계속 구해질 수 있고, 각각의 평균 센싱 값에는 해당 평균 센싱 값을 구할 당시의 시각(時刻) 정보를 포함한 상태로 CAN통신망에 제공될 수 있다.
한편으로, 평균 센싱 값을 구할 때에, 상기 기준 시간은 0.01초 내지 5초일 수 있다. 상기 기준 시간은 짧을수록 평균 센싱 값의 개수가 많아질 수 있고, 실제 액추에이터에 작용되는 유압 변동을 긴밀하게 반영할 수 있다.
반면에, 상기 기준시간이 길수록 노치(P)의 특성이 사라질 가능성이 높아지지만, 평균 센싱 값의 개수가 적어질 수 있고, 실제 액추에이터에 작용되는 유압 변동이 반영에 둔감해질 수 있다.
따라서, 기준 시간은 0.01초이상의 시간이 확보되면 노치(P)의 특성이 사라질 수 있고, 기준 시간은 5초이하이면 실제 액추에이터에 작용되는 유압 변동을 양호하게 반영할 수 있다.
다른 한편으로, 선행하여 평균 센싱 값을 구할 때의 선행 기준 시간과 후행하여 평균 센싱 값을 구할 때의 후행 기준 시간이 중첩될 수 있다. 이로써, 선행하여 구해진 평균 센싱 값과 후행하여 구해진 평균 센싱 값은 연속된 성질을 가질 수 있다.
중첩된 시간은 기준시간의 0%초과 내지 10%이하로 설정될 수 있다. 복수의 평균 센싱 값은 중첩된 시간 구간이 길어질수록 실제로 액추에이터에 작용되고 있는 압력 변화를 좀 더 정확하게 반영할 수 있게 된다. 그러나 중첩된 시간이 너무 길면 선행하여 구해진 평균 센싱 값과 후행하여 구해진 평균 센싱 값 간의 차이가 두드러지지 않을 수 있으므로, 중첩된 시간은 10%이하로 설정되는 것이 바람직 하다.
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 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 실시예에 따른 산업차량의 제어 장치 및 방법은 각종 센싱 값에 포함된 노치(P)가 배제되도록 정제된 센싱 값을 생성할 수 있고, 정제된 센싱 값은 산업 차량이 제어되도록 하는 데에 이용될 수 있다.
P: 노치
10: 액추에이터
20: 압력센서
30: 제어 유닛
40: 엔진제어장치
50: 트랜스션 제어장치
60: 기타 제어 유닛

Claims (12)

  1. 포크가 승강되도록 하는 액추에이터(10);
    상기 액추에이터(10)의 미터 인 또는 미터 아웃에 구비되어 상기 액추에이터(10)에 작용되는 압력 값을 검출하며, 상기 압력 값을 초기 센싱 값으로 출력하는 압력 센서(20);
    상기 초기 센싱 값을 기준 시간 동안 수집하여 상기 기준 시간 동안의 평균 센싱 값을 계산하고, 상기 평균 센싱 값을 CAN통신망에 제공하는 제어 유닛(30); 및
    상기 평균 센싱 값을 바탕으로 산업차량의 엔진 회전수를 낮추는 엔진제어 장치(40) 또는 고속기어 단수에서 저속기어 단수로 전환하거나 설정된 기어단수를 초과하지 않도록 제한하는 트랜스미션 제어장치(50);
    를 포함하며,
    선행하여 평균 센싱 값이 구해질 때의 선행 기준시간과 후행하여 평균 센싱 값이 구해질 때의 후행 기준시간은 일부가 중첩되고,
    상기 중첩된 시간이 상기 기준시간에 대하여 0%초과 내지 10%이하인 것을 특징으로 하는 산업차량의 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 평균 센싱 값이 반복 계산되고, 반복 계산된 평균 센싱 값이 상기 CAN통신망에 제공되는 것을 포함하는 산업차량의 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기준 시간이 0.01초 내지 5초인 것을 포함하는 산업차량의 제어 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 CAN통신망에 제공되는 상기 평균 센싱 값에는 상기 평균 센싱 값이 계산될 때 당시의 시각(時刻) 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 산업차량의 제어 장치.
  7. 압력 센서(20)로부터 액추에이터(10)의 압력 값에 대한 초기 센싱 값을 기준 시간 동안 입력 받는 단계;
    상기 기준 시간 동안의 초기 센싱 값이 평균 센싱 값으로 계산되는 단계;
    상기 평균 센싱 값이 CAN통신망에 제공되는 단계; 및
    상기 CAN통신망에 제공된 상기 평균 센싱 값을 바탕으로 엔진제어장치(40)가 엔진 회전수를 낮추거나 트랜스미션 제어장치(50)가 고속기어 단수에서 저속기어 단수로 전환하거나 설정된 기어단수를 초과하지 않도록 제한하는 단계
    를 포함하며,
    선행하여 평균 센싱 값이 구해질 때의 선행 기준시간과 후행하여 평균 센싱 값이 구해질 때의 후행 기준시간은 일부가 중첩되고,
    상기 중첩된 시간이 상기 기준시간에 대하여 0%초과 내지 10%이하인 것을 특징으로 하는 산업차량의 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 평균 센싱 값이 반복 계산되고, 반복 계산된 평균 센싱 값이 상기 CAN통신망에 제공되는 것을 포함하는 산업차량의 제어 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 기준 시간이 0.01초 내지 5초인 것을 포함하는 산업차량의 제어 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    선행하여 평균 센싱 값이 구해질 때의 선행 기준시간과 후행하여 평균 센싱 값이 구해질 때의 후행 기준시간은 일부가 중첩되는 것을 포함하는 산업차량의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 중첩된 시간이 상기 기준시간에 대하여 0%초과 내지 10%이하인 것을 포함하는 산업차량의 제어 방법.
  12. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 CAN통신망에 제공되는 상기 평균 센싱 값에는 상기 평균 센싱 값이 계산될 때 당시의 시각(時刻) 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 산업차량의 제어 방법.
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