KR102483801B1 - Method, apparatus and system for controlling wheel loader - Google Patents

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Abstract

휠 로더의 제어 방법에 있어서, 휠 로더에 장착된 센서들로부터 작업 상태를 나타내는 신호들을 수신한다. 상기 수신된 신호들 중에서, 상기 휠 로더가 수행하는 일련의 작업들에서 소요되는 부하에 따라 구분된 복수 개의 개별 부하들을 각각 판단하는 데 필요한 신호를 선택한다. 상기 선택된 신호들에 대하여 기 학습된 예측 알고리즘을 수행하여 상기 복수 개의 개별 부하 상태 여부들을 각각 나타내는 출력값들을 산출한다. 상기 산출된 출력값들을 분석하여 현재의 작업 부하 상태를 판단한다.In a control method of a wheel loader, signals indicating a working state are received from sensors mounted on the wheel loader. Among the received signals, a signal required for determining each of a plurality of individual loads classified according to loads required in a series of tasks performed by the wheel loader is selected. A pre-learned prediction algorithm is performed on the selected signals to calculate output values indicating whether or not the plurality of individual load states are present. The current work load state is determined by analyzing the calculated output values.

Description

휠 로더의 제어 방법, 제어 장치 및 제어 시스템{METHOD, APPARATUS AND SYSTEM FOR CONTROLLING WHEEL LOADER}Wheel loader control method, control device and control system {METHOD, APPARATUS AND SYSTEM FOR CONTROLLING WHEEL LOADER}

본 발명은 휠 로더의 제어 방법, 제어 장치 및 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휠 로더의 작업 상태를 판단하여 상기 휠 로더를 자동으로 제어하기 위한 휠 로더의 제어 방법, 이를 수행하기 위한 제어 장치 및 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a control method, control device, and control system of a wheel loader, and more particularly, to a control method of a wheel loader for automatically controlling the wheel loader by determining a working state of the wheel loader, and a control for performing the same It relates to devices and control systems.

휠 로더는 건설 현장에서, 흙, 모래 등을 굴삭하여 운반하고 덤프 트럭과 같은 화물 차량에 로딩하는 작업 등을 수행하는 데 널리 사용되고 있다.Wheel loaders are widely used at construction sites to excavate and transport soil, sand, etc., and to load them onto cargo vehicles such as dump trucks.

상기 휠 로더의 작업 상태에 따라 작업 부하가 변화하고 이러한 작업 부하를 감지하여 상기 휠 로더의 엔진 또는 트랜스미션 등을 자동으로 제어함으로써, 연비를 절감할 수 있고 작업 효율의 저하를 방지할 수 있다. 따라서, 현재의 작업 상태와 작업 부하 상태를 실시간으로 정확하게 검출하고 이에 근거하여 휠 로더를 자동으로 제어하기 위한 기술이 요구된다.The work load is changed according to the working state of the wheel loader, and the engine or transmission of the wheel loader is automatically controlled by detecting the work load, thereby reducing fuel consumption and preventing work efficiency from being lowered. Therefore, a technique for accurately detecting the current work state and work load state in real time and automatically controlling the wheel loader based thereon is required.

본 발명의 일 과제는 휠 로더의 작업 수행 시에 연비를 절감하고 작업 효율을 향상시킬 수 있는 휠 로더의 제어 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a control method of a wheel loader capable of reducing fuel consumption and improving work efficiency when the wheel loader works.

본 발명의 다른 과제는 상술한 휠 로더의 제어 방법을 수행하기 위한 제어 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a control device for performing the above-described control method of a wheel loader.

본 발명의 또 다른 과제는 상술한 휠 로더의 제어 방법을 수행하기 위한 제어 시스템을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a control system for performing the control method of the wheel loader described above.

상술한 본 발명의 일 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 휠 로더의 제어 방법에 있어서, 휠 로더에 장착된 센서들로부터 작업 상태를 나타내는 신호들을 수신한다. 상기 수신된 신호들 중에서, 상기 휠 로더가 수행하는 일련의 작업들에서 소요되는 부하에 따라 구분된 복수 개의 개별 부하들을 각각 판단하는 데 필요한 신호를 선택한다. 상기 선택된 신호들에 대하여 기 학습된 예측 알고리즘을 수행하여 상기 복수 개의 개별 부하 상태 여부들을 각각 나타내는 출력값들을 산출한다. 상기 산출된 출력값들을 분석하여 현재의 작업 부하 상태를 판단한다.In order to achieve the above-described object of the present invention, in the method for controlling a wheel loader according to exemplary embodiments of the present invention, signals indicating a working state are received from sensors mounted on the wheel loader. Among the received signals, a signal required for determining each of a plurality of individual loads classified according to loads required in a series of tasks performed by the wheel loader is selected. A pre-learned prediction algorithm is performed on the selected signals to calculate output values indicating whether or not the plurality of individual load states are present. The current work load state is determined by analyzing the calculated output values.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 기 학습된 예측 알고리즘을 수행하는 단계는 신경망 알고리즘을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.In example embodiments, performing the pre-learned prediction algorithm may include performing a neural network algorithm.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 복수 개의 개별 부하 상태 여부들을 각각 나타내는 출력값들을 산출하는 단계는, 저부하 상태 여부를 나타내는 출력값, 중부하 상태 여부를 나타내는 출력값, 고부하 상태 여부를 나타내는 출력값 및 가속/경사지 부하 상태 여부를 나타내는 출력값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.In example embodiments, the calculating of the output values indicating whether or not the plurality of individual load states is performed may include an output value indicating whether a low load state is present, an output value indicating whether a heavy load state is present, an output value indicating whether a high load state is present, and an acceleration/acceleration / A step of calculating an output value indicating whether or not a slope load state may be included.

예시적인 실시예들에 있어서, 붐 실린더 압력 신호, FNR 신호, 유압 펌프의 메인 압력 신호, 차속 신호, 붐 위치 신호 및 토크 컨버터 속도비 신호 중에서 적어도 하나는 상기 휠 로더의 저부하 상태 여부 및 고부하 상태 여부를 판단하는 데 사용되고, 상기 유압 펌프의 메인 압력 신호, 상기 차속 신호, 상기 붐 위치 신호 및 상기 토크 컨버터 속도비 신호 중에서 적어도 하나는 상기 휠 로더의 중부하 상태 여부를 판단하는 데 사용될 수 있다.In exemplary embodiments, at least one of a boom cylinder pressure signal, an FNR signal, a main pressure signal of a hydraulic pump, a vehicle speed signal, a boom position signal, and a torque converter speed ratio signal is a low load state and a high load state of the wheel loader At least one of the main pressure signal of the hydraulic pump, the vehicle speed signal, the boom position signal, and the torque converter speed ratio signal may be used to determine whether the wheel loader is in a heavy load state.

예시적인 실시예들에 있어서, 토크 컨버터 속도비 신호 및 가속 페달 위치 신호 중에서 적어도 하나는 상기 휠 로더의 가속/경사지 부하 상태 여부를 판단하는 데 사용될 수 있다.In example embodiments, at least one of a torque converter speed ratio signal and an accelerator pedal position signal may be used to determine whether the wheel loader is in an acceleration/slope load state.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 휠 로더의 V-형 운전의 전진 주행 작업, 후진 주행 작업, 덤프 작업 및 후진 주행 붐다운 작업은 저부하 상태로 판단되고, 굴삭 작업은 중부하 상태로 판단되고, 전진 주행붐업 작업은 고부하 상태로 판단될 수 있다.In exemplary embodiments, forward travel, reverse travel, dump work, and reverse boom down operation of the V-shaped driving of the wheel loader are determined as a low load state, and an excavation work is determined as a heavy load state, , the forward traveling boom-up task may be determined as a high load state.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 방법은 상기 휠 로더의 현재 작업 부하 상태에 따라 상기 휠 로더의 엔진 또는 트랜스미션을 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.In example embodiments, the method may further include outputting a control signal for controlling an engine or transmission of the wheel loader according to a current work load state of the wheel loader.

상술한 본 발명의 다른 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 휠 로더의 제어 장치는 휠 로더에 장착된 센서들로부터 작업 상태 정보를 나타내는 신호들을 수신하는 신호 수신부, 상기 휠 로더가 수행하는 일련의 작업들이 요구하는 부하 상태에 따라 복수 개의 개별 부하 상태들로 구분하고 상기 수신된 신호들 중에서 각각의 상기 개별 부하 상태들을 각각 판단하는 데 필요한 신호를 선택하여 입력하는 신호 선택부, 상기 선택된 신호들에 대하여 기 학습된 예측 알고리즘을 수행하여 상기 개별 부하 상태들을 각각 나타내는 출력값을 산출하는 개별 부하 판단부, 및 상기 출력값들을 분석하여 현재의 작업 부하 상태를 판단하는 부하 상태 판단부를 포함한다.In order to achieve the other object of the present invention described above, a control device for a wheel loader according to exemplary embodiments of the present invention includes a signal receiver for receiving signals indicating work state information from sensors mounted on the wheel loader, the wheel A signal selection unit that classifies a series of tasks performed by the loader into a plurality of individual load states according to the load state required and selects and inputs a signal necessary to determine each of the individual load states among the received signals , an individual load determination unit which calculates an output value representing each of the individual load conditions by performing a pre-learned prediction algorithm on the selected signals, and a load status determination unit which analyzes the output values and determines a current workload status do.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 개별 부하 판단부는 신경망 알고리즘을 수행하는 개별 판단 회로부들을 포함할 수 있다.In example embodiments, the individual load determination unit may include individual determination circuit units that perform a neural network algorithm.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 개별 부하 판단부는, 저부하 상태 여부를 나타내는 출력값을 산출하는 저부하 판단 회로부, 중부하 상태 여부를 나타내는 출력값을 산출하는 중부하 판단 회로부, 고부하 상태 여부를 나타내는 출력값을 산출하는 고부하 판단 회로부, 및 가속/경사지 부하 상태 여부를 나타내는 출력값을 산출하는 가속/경사지 부하 판단 회로부를 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the individual load determination unit may include a low load determination circuit unit calculating an output value indicating whether a low load state exists, a heavy load determination circuit unit calculating an output value indicating whether a heavy load state exists, and an output value indicating whether a high load state exists. It may include a high load determination circuit unit that calculates, and an acceleration/slope load determination circuit unit that calculates an output value indicating whether or not an acceleration/slope load condition exists.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 저부하 판단 회로부 및 상기 고부하 판단 회로부는 붐 실린더 압력 신호, FNR 신호, 유압 펌프의 메인 압력 신호, 차속 신호, 붐 위치 신호 및 토크 컨버터 속도비 신호 중에서 적어도 하나를 사용하여 상기 휠 로더의 저부하 상태 여부 및 고부하 상태 여부를 각각 판단하고, 상기 중부하 판단 회로부는 상기 유압 펌프의 메인 압력 신호, 상기 차속 신호, 상기 붐 위치 신호 및 상기 토크 컨버터 속도비 신호 중에서 적어도 하나를 사용하여 상기 휠 로더의 중부하 상태 여부를 판단할 수 있다.In exemplary embodiments, the low load determination circuit unit and the high load determination circuit unit receive at least one of a boom cylinder pressure signal, an FNR signal, a main pressure signal of a hydraulic pump, a vehicle speed signal, a boom position signal, and a torque converter speed ratio signal. to determine whether the wheel loader is in a low load state or a high load state, respectively, and the heavy load determination circuit unit determines at least one of the main pressure signal of the hydraulic pump, the vehicle speed signal, the boom position signal, and the torque converter speed ratio signal. One can be used to determine whether the wheel loader is in a heavy load state.

예시적인 실시예들에 있어서, 가속/경사지 부하 판단 회로부는 토크 컨버터 속도비 신호 및 가속 페달 위치 신호 중에서 적어도 하나를 사용하여 상기 휠 로더의 가속/경사지 부하 상태 여부를 판단할 수 있다.In example embodiments, the acceleration/slope load determination circuit unit may determine whether the wheel loader is in an acceleration/slope load state by using at least one of a torque converter speed ratio signal and an accelerator pedal position signal.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 부하 상태 판단부는 상기 휠 로더의 V-형 운전에서의 전진 주행 작업, 후진 주행 작업, 덤프 작업 및 후진 주행 붐다운 작업을 저부하 상태로 판단하고, 굴삭 작업을 중부하 상태로 판단하고, 전진 주행붐업 작업을 고부하 상태로 판단할 수 있다.In exemplary embodiments, the load state determination unit determines that a forward driving operation, a backward traveling operation, a dump operation, and a reverse traveling boom-down operation in the V-shaped operation of the wheel loader are in a low load state, and the excavation operation is performed. It may be determined as a heavy load state, and a forward driving boom-up operation may be determined as a high load state.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 휠 로더의 제어 장치는 상기 휠 로더의 현재 작업 부하 상태에 따라 상기 휠 로더의 엔진 또는 트랜스미션을 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 제어 신호 출력부를 더 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the control device of the wheel loader may further include a control signal output unit for outputting a control signal for controlling an engine or transmission of the wheel loader according to a current work load state of the wheel loader. .

상술한 본 발명의 또 다른 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 휠 로더의 제어 시스템은 엔진, 상기 엔진에 의해 구동되는 작업 장치 및 주행 장치, 상기 엔진, 상기 작업 장치 및 상기 주행 장치에 각각 장착되어 휠 로더의 작업 상태 정보를 나타내는 신호들을 검출하기 위한 복수 개의 센서들, 및 상기 센서들로부터 수신된 신호들 중에서, 상기 휠 로더가 수행하는 일련의 작업들이 요구하는 부하 상태에 따라 복수 개의 개별 부하 상태들을 각각 판단할 수 있는 신호를 선택하고, 상기 선택된 신호들에 대하여 기 학습된 예측 알고리즘을 수행하여 상기 개별 부하 상태 여부들을 각각 판단하여 현재의 작업 부하 상태를 판단하는 제어 장치를 포함한다.In order to achieve another object of the present invention described above, a control system for a wheel loader according to exemplary embodiments of the present invention includes an engine, a work device and a travel device driven by the engine, the engine, the work device, and A plurality of sensors mounted on the traveling device to detect signals representing work state information of the wheel loader, and a load state required by a series of tasks performed by the wheel loader among signals received from the sensors Control for determining the current workload state by selecting signals capable of determining each of a plurality of individual load states, and determining whether or not the individual load states are present by performing a pre-learned prediction algorithm for the selected signals. include the device

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 수신된 신호들 중에서 상기 개별 부하 상태 여부 판단에 필요한 신호를 선택하고, 상기 개별 부하 상태 여부들을 각각 나타내는 출력값을 산출하고, 상기 출력값들을 분석하여 상기 작업 부하 상태를 판단할 수 있다.In example embodiments, the control device selects a signal necessary for determining the individual load state from among the received signals, calculates an output value indicating each of the individual load state, and analyzes the output values to determine the individual load state. Work load status can be judged.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 선택된 신호들에 대하여 신경망 알고리즘을 수행하여 상기 출력값을 산출할 수 있다.In example embodiments, the control device may calculate the output value by performing a neural network algorithm on the selected signals.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 장치는, 저부하 상태 여부를 나타내는 출력값을 산출하고, 중부하 상태 여부를 나타내는 출력값을 산출하고, 고부하 상태 여부를 나타내는 출력값을 산출하고, 가속/경사지 부하 상태 여부를 나타내는 출력값을 산출할 수 있다.In exemplary embodiments, the control device calculates an output value indicating whether a low load state exists, calculates an output value indicating whether a heavy load state exists, calculates an output value indicating whether a high load state exists, and calculates an acceleration/slope load state. It is possible to calculate an output value indicating whether or not.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 휠 로더의 V-형 운전에서의 전진 주행 작업, 후진 주행 작업, 덤프 작업 및 후진 주행 붐다운 작업을 저부하 상태로 판단하고, 굴삭 작업을 중부하 상태로 판단하고, 전진 주행붐업 작업을 고부하 상태로 판단할 수 있다.In exemplary embodiments, the control device determines that forward travel, reverse travel, dump work, and reverse boom down operation in the V-type operation of the wheel loader are in a low load state, and the excavation operation is performed in a heavy load state. It is determined as a low state, and the forward traveling boom-up operation may be determined as a high load state.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 휠 로더의 현재 작업 부하 상태에 따라 상기 휠 로더의 상기 엔진 또는 트랜스미션을 제어하기 위한 제어 신호를 출력할 수 있다.In example embodiments, the control device may output a control signal for controlling the engine or transmission of the wheel loader according to a current work load state of the wheel loader.

예시적인 실시예들에 따르면, 휠 로더의 작업 상태를 나타내는 신호들을 수신하고 상기 수신된 신호들 중에서 특정 신호들 중에서 개별 부하 상태(저부하, 중부하, 고부하, 가속/경사지 부하)를 가장 잘 나타낼 수 있는 신호를 선별적으로 선택하고 신경망 알고리즘과 같은 기 학습된 예측 알고리즘을 사용하여 상기 휠 로더의 현재의 작업 부하 상태 또는 현재의 작업 상태를 결정할 수 있다.According to exemplary embodiments, signals representing the working state of the wheel loader are received and an individual load state (low load, medium load, high load, acceleration/slope load) is best represented among specific signals among the received signals. It is possible to selectively select possible signals and determine the current work load state or current work state of the wheel loader using a pre-learned prediction algorithm such as a neural network algorithm.

이에 따라, 휠 로더의 작업 부하 상태를 판단하기 위한 계산에 소요되는 시간 및 부담을 감소시키고 판단의 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한, 최종 판단된 작업 부하 상태에 따라 엔진 및 트랜스미션 등을 효율적으로 제어함으로써, 작업 성능을 향상시키고 연비를 개선할 수 있다.Accordingly, it is possible to reduce the time and burden required for calculating the work load state of the wheel loader and improve the accuracy of the determination. In addition, it is possible to improve work performance and fuel efficiency by efficiently controlling the engine and transmission according to the finally determined work load state.

다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and may be variously extended without departing from the spirit and scope of the present invention.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 휠 로더를 나타내는 측면도이다.
도 2는 도 1의 휠 로더의 제어 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 휠 로더의 제어 장치를 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 3의 제어 장치의 신호 선택부, 개별 부하 판단부 및 부하 상태 판단부를 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 4의 개별 부하 판단부의 개별 신경망 회로를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 개별 신경망 회로의 각 층에서의 신호 전달 수식을 나타내는 도면이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 휠 로더의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 휠 로더의 V-형 운전을 나타내는 도면이다.
도 9는 도 8의 V-형 운전의 각 작업에서의 개별 부하 상태들을 나타내는 출력값들을 도시한 그래프들이다.
도 10은 도 9의 출력값들을 분석하여 획득한 최종 작업 부하 상태를 나타내는 그래프이다.
1 is a side view illustrating a wheel loader according to exemplary embodiments.
Figure 2 is a block diagram showing a control system of the wheel loader of Figure 1;
Fig. 3 is a block diagram showing a control device of a wheel loader according to exemplary embodiments.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a signal selection unit, an individual load determination unit, and a load state determination unit of the control device of FIG. 3 .
FIG. 5 is a diagram illustrating an individual neural network circuit of an individual load determination unit of FIG. 4 .
FIG. 6 is a diagram showing signal transmission equations in each layer of the individual neural network circuit of FIG. 5 .
7 is a flowchart illustrating a method of controlling a wheel loader according to exemplary embodiments.
8 is a diagram illustrating V-shaped operation of a wheel loader according to exemplary embodiments.
FIG. 9 is graphs showing output values representing individual load states in each operation of the V-shaped driving of FIG. 8 .
10 is a graph showing a final workload state obtained by analyzing the output values of FIG. 9 .

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. For the embodiments of the present invention disclosed in the text, specific structural or functional descriptions are only exemplified for the purpose of explaining the embodiments of the present invention, and the embodiments of the present invention may be implemented in various forms and the text It should not be construed as being limited to the embodiments described above.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Since the present invention can have various changes and various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form disclosed, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle. Other expressions describing the relationship between elements, such as "between" and "directly between" or "adjacent to" and "directly adjacent to", etc., should be interpreted similarly.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as "comprise" or "having" are intended to indicate that the described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof exists, but that one or more other features or numbers are present. However, it should be understood that it does not preclude the presence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in this application, they are not interpreted in an ideal or excessively formal meaning. .

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail. The same reference numerals are used for the same components in the drawings, and redundant descriptions of the same components are omitted.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 휠 로더를 나타내는 측면도이다. 도 2는 도 1의 휠 로더의 제어 시스템을 나타내는 블록도이다.1 is a side view illustrating a wheel loader according to exemplary embodiments. Figure 2 is a block diagram showing a control system of the wheel loader of Figure 1;

도 1 및 도 2를 참조하면, 휠 로더(10)는 서로 회전 가능하게 연결된전방 차체(12) 및 후방 차체(14)를 포함할 수 있다. 전방 차체(12)는 작업 장치 및 전방 휠(160)을 포함할 수 있다. 후방 차체(14)는 운전실(40), 엔진룸(50) 및 후방 휠(162)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the wheel loader 10 may include a front body 12 and a rear body 14 rotatably connected to each other. The front body 12 may include a working device and a front wheel 160 . The rear body 14 may include a cab 40 , an engine room 50 and rear wheels 162 .

상기 작업 장치는 붐(20) 및 버켓(30)을 포함할 수 있다. 붐(20)은 전방 차체(12)에 자유롭게 회전 가능하도록 부착되고 버켓(30)은 붐(20)의 일단부에 자유롭게 회전 가능하도록 부착될 수 있다. 붐(20)은 전방 차체(12)에 한 쌍의 붐 실린더들(22)에 의해 연결되고, 붐(20)은 붐 실린더(22)의 구동에 의해 상하 방향으로 회전할 수 있다. 틸트 암(34)은 암(20)의 거의 중심부 상에서 자유롭게 회전 가능하도록 부착되고, 틸트 암(34)의 일단부와 전방 차체(12)는 한 쌍의 버켓 실린더들(32)에 의해 연결되고, 틸트 암(34)의 타단부에 틸트 로드에 의해 연결된 버켓(30)은 버켓 실린더(32)의 구동에 의해 상하 방향으로 회전(덤프 또는 크라우드)할 수 있다.The work device may include a boom 20 and a bucket 30 . The boom 20 may be freely rotatably attached to the front vehicle body 12 and the bucket 30 may be freely rotatably attached to one end of the boom 20 . The boom 20 is connected to the front vehicle body 12 by a pair of boom cylinders 22, and the boom 20 can rotate vertically by driving the boom cylinder 22. The tilt arm 34 is freely rotatably attached almost at the center of the arm 20, and one end of the tilt arm 34 and the front body 12 are connected by a pair of bucket cylinders 32, The bucket 30 connected to the other end of the tilt arm 34 by a tilt rod can be rotated (dump or crowd) in an up and down direction by driving the bucket cylinder 32 .

또한, 전방 차체(12)와 후방 차체(14)는 센터 핀(16)에 의해 서로 회전 가능하게 연결되고, 스티어링 실린더(도시되지 않음)에 신축에 의해 전방 차체(12)가 후방 차체(14)에 대하여 좌우로 굴절될 수 있다.In addition, the front body 12 and the rear body 14 are rotatably connected to each other by a center pin 16, and the front body 12 is rotatably connected to the rear body 14 by extension and contraction of a steering cylinder (not shown). It can be refracted left and right for .

후방 차체(14)에는 휠 로더(10)를 주행시키기 위한 주행 장치가 탑재될 수 있다. 엔진(100)은 엔진룸(50) 내에 배치되고 상기 주행 장치에 파워 출력을 공급할 수 있다. 상기 주행 장치는 토크 컨버터(120), 트랜스미션(130), 프로펠러 샤프트(150), 액슬(152, 154) 등을 포함할 수 있다. 엔진(100)의 파워 출력은 토크 컨버터(120), 트랜스미션(130), 프로펠러 샤프트(150) 및 액슬(152, 154)을 통해 전방 휠(160) 및 후방 휠(162)로 전달되어 휠 로더(10)가 주행하게 된다.A traveling device for driving the wheel loader 10 may be mounted on the rear body 14 . The engine 100 may be disposed in the engine room 50 and supply power output to the traveling device. The traveling device may include a torque converter 120, a transmission 130, a propeller shaft 150, and axles 152 and 154. The power output of the engine 100 is transmitted to the front wheel 160 and the rear wheel 162 through the torque converter 120, the transmission 130, the propeller shaft 150 and the axles 152 and 154, and the wheel loader ( 10) will run.

구체적으로, 엔진(100)의 파워 출력은 토크 컨버터(120)를 통해 트랜스미션(130)에 전달될 수 있다. 토크 컨버터(120)의 입력축은 엔진(100)의 출력축에 연결되고, 토크 컨버터(120)의 출력축은 트랜스미션(130)에 연결될 수 있다. 토크 컨버터(120)는 임펠러, 터빈 및 스테이터를 갖는 유체 클러치 장치일 수 있다. 트랜스미션(130)은 제1 속 내지 제4 속 사이에서 속도단들을 변속시키는 유압 클러치들을 포함할 수 있고, 토크 컨버터(120)의 상기 출력축의 회전은 트랜스미션(130)에 의해 변속될 수 있다. 변속된 회전은 프로펠러 샤프트(150) 및 액슬(152, 154)을 통해 전방 휠(160) 및 후방 휠(162)로 전달되어 상기 휠 로더가 주행할 수 있다.Specifically, power output of the engine 100 may be transmitted to the transmission 130 through the torque converter 120 . An input shaft of the torque converter 120 may be connected to an output shaft of the engine 100 and an output shaft of the torque converter 120 may be connected to the transmission 130 . The torque converter 120 may be a fluid clutch device having an impeller, turbine and stator. The transmission 130 may include hydraulic clutches for shifting speed stages between first and fourth speeds, and rotation of the output shaft of the torque converter 120 may be shifted by the transmission 130 . The shifted rotation is transmitted to the front wheel 160 and the rear wheel 162 through the propeller shaft 150 and the axles 152 and 154 so that the wheel loader can travel.

토크 컨버터(120)는 입력 토크에 대한 출력 토크를 증가시키는 기능, 즉, 토크비를 1 이상으로 만들 수 있는 기능을 가질 수 있다. 토크비는 토크 컨버터(120)의 상기 입력축의 회전수(Ni)와 상기 출력축의 회전수(Nt)의 비인 토크 컨버터 속도비(e)(=Nt/Ni)가 증가에 수반하여 감소한다. 예를 들면, 엔진 회전수가 일정한 상태에서 주행 중에 주행 부하가 커지면, 토크 컨버터(120)의 상기 출력축의 회전수, 즉, 차속이 감소하고 토크 컨버터 속도비는 작아진다. 이 때, 토크비는 증가하므로, 보다 큰 주행 구동력으로 주행할 수 있다.The torque converter 120 may have a function of increasing output torque with respect to input torque, that is, a function of making a torque ratio equal to or greater than 1. The torque ratio decreases as the torque converter speed ratio e (= Nt/Ni), which is the ratio between the number of revolutions Ni of the input shaft and the number of revolutions Nt of the output shaft of the torque converter 120, increases. For example, when the driving load increases while driving with the engine speed constant, the rotation speed of the output shaft of the torque converter 120, that is, the vehicle speed decreases, and the torque converter speed ratio decreases. At this time, since the torque ratio is increased, it is possible to travel with a greater travel driving force.

트랜스미션(130)은 전진용 유압 클러치, 후진용 유압 클러치 및 제1 속 내지 제4 속용 유압 클러치들을 포함할 수 있다. 상기 유압 클러치들 각각은 트랜스미션 제어장치(TCU)(140)를 통해 공급되는 압유(클러치압)에 의해 결합 또는 해방될 수 있다. 즉, 상기 유압 클러치에 공급되는 클러치압이 증가하면 상기 유압 클러치는 결합되고 상기 클러치압이 감소하면 해방될 수 있다.The transmission 130 may include a forward hydraulic clutch, a reverse hydraulic clutch, and first to fourth hydraulic clutches. Each of the hydraulic clutches may be engaged or released by hydraulic oil (clutch pressure) supplied through a transmission control unit (TCU) 140. That is, when the clutch pressure supplied to the hydraulic clutch increases, the hydraulic clutch can be engaged and released when the clutch pressure decreases.

주행 부하가 낮아지고 토크 컨버터 속도비(e)가 증가하여 기 설정값(eu) 이상이 되면 속도단은 1단 시프트 업된다. 반대로 주행 부하가 높아지고 토크 컨버터 속도비(e)가 기 설정값(ed) 이하가 되면 속도단은 1단 시프트 다운된다.When the driving load decreases and the torque converter speed ratio (e) increases and exceeds the preset value (eu), the speed stage is shifted up by one stage. Conversely, when the driving load increases and the torque converter speed ratio (e) becomes less than the preset value (ed), the speed stage is shifted down by one stage.

트랜스미션(130)은 매뉴얼 모드 또는 복수 개의 오토 변속 모드들을 구비할 수 있다. 상기 변속 모드들은 모드 변환 스위치(도시되지 않음)의 조작에 의해 변환될 수 있다. 예를 들면, 트랜스미션(130)은 매뉴얼 모드, 1-4 오토 모드 및 1-3 오토 모드를 포함할 수 있다. 매뉴얼 모드로 설정된 경우, 변속 선택 레버에 의해 선택된 속도단이 적용될 수 있다. 1-4 오토 모드 또는 1-3 오토 모드로 설정된 경우, 상기 변속 선택 레버에 의해 선택된 속도단 이하의 속도단들 사이에서 자동으로 변속될 수 있다.The transmission 130 may have a manual mode or a plurality of automatic shift modes. The shift modes may be changed by operating a mode conversion switch (not shown). For example, the transmission 130 may include a manual mode, a 1-4 auto mode, and a 1-3 auto mode. When set to the manual mode, the speed stage selected by the shift selection lever may be applied. When the 1-4 auto mode or the 1-3 auto mode is set, the speed range may be automatically shifted between the speed ranges lower than the speed range selected by the shift selection lever.

후방 차체(14)에는 상기 작업 장치의 붐 실린더(22) 및 버켓 실린더(32)에 압유를 공급하기 위한 가변 용량형 유압 펌프(200)가 탑재될 수 있다. 가변 용량형 유압 펌프(200)는 엔진(100)으로부터의 파워 출력의 일부를 사용하여 구동될 수 있다. 예를 들면, 엔진(100)의 출력은, 엔진(100)과 토크 컨버터(120) 사이에 설치되어 있는 기어 트레인(110)과 같은 동력전달장치(PTO)를 통해서 작업 장치용 유압 펌프(200)와 스티어링용의 유압 펌프(도시되지 않음)를 구동시킬 수 있다.A variable displacement hydraulic pump 200 for supplying hydraulic oil to the boom cylinder 22 and the bucket cylinder 32 of the working device may be mounted on the rear body 14 . Variable displacement hydraulic pump 200 can be driven using a portion of the power output from engine 100 . For example, the output of the engine 100, the hydraulic pump 200 for the work device through a power transmission device (PTO) such as a gear train 110 installed between the engine 100 and the torque converter 120 and a hydraulic pump (not shown) for steering may be driven.

가변 용량형 유압 펌프(200)에는 펌프 제어장치가 연결되고, 상기 펌프 제어장치에 의해 가변 용량형 유압 펌프(200)의 토출 유량이 제어될 수 있다. 유압 펌프(200)의 유압 회로 상에는 붐 제어 밸브(210)와 버켓 제어 밸브(212)와 같은 메인 제어 밸브(MCV)가 설치될 수 있다. 유압 펌프(200)의 토출유는 메인 제어 밸브의 전단의 유압라인(202)에 설치된 붐 제어 밸브(210) 및 버켓 제어 밸브(212)를 통해 붐 실린더(22) 및 버켓 실린더(32)에 공급될 수 있다. 메인 제어 밸브(MCV)는 조작 레버로부터 입력되는 파일럿 압력에 따라 유압 펌프(200)로부터 토출된 작동유를 붐 실린더(22) 및 버켓 실린더(32)로 공급할 수 있다. 이에 따라, 붐(20)과 버켓(30)은 유압 펌프(200)로부터 토출된 작동유의 유압에 의해 구동될 수 있다.A pump control device is connected to the variable displacement hydraulic pump 200, and a discharge flow rate of the variable displacement hydraulic pump 200 can be controlled by the pump control device. A main control valve MCV such as a boom control valve 210 and a bucket control valve 212 may be installed on the hydraulic circuit of the hydraulic pump 200 . The oil discharged from the hydraulic pump 200 is supplied to the boom cylinder 22 and the bucket cylinder 32 through the boom control valve 210 and the bucket control valve 212 installed in the hydraulic line 202 in front of the main control valve It can be. The main control valve (MCV) may supply hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 200 to the boom cylinder 22 and the bucket cylinder 32 according to the pilot pressure input from the control lever. Accordingly, the boom 20 and the bucket 30 may be driven by hydraulic pressure of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 200 .

운전실(40) 내에는 운전 조작 장치가 구비될 수 있다. 상기 운전 조작 장치는 주행 페달(142), 브레이크 페달(144), 및 FNR 주행 레버와 붐 실린더(22)와 버켓 실린더(32)와 같은 실린더들을 작동시키기 위한 조작 레버들을 포함할 수 있다.A driving control device may be provided in the cab 40 . The drive control device may include a travel pedal 142, a brake pedal 144, and operation levers for operating cylinders such as an FNR travel lever, a boom cylinder 22, and a bucket cylinder 32.

상술한 바와 같이, 휠 로더(10)는 엔진(100)의 출력을 동력전달장치(PTO)를 통해 상기 주행 장치를 구동시키기 위한 주행 시스템과 붐(20)과 버켓(30)과 같은 작업 장치를 구동시키기 위한 유압 장치계를 포함할 수 있다.As described above, the wheel loader 10 is a driving system for driving the traveling device using the output of the engine 100 through a power transmission device (PTO) and work devices such as the boom 20 and the bucket 30 It may include a hydraulic system for driving.

또한, 후방 차체(14)에는 차량 제어장치(VCU)의 일부 또는 별도의 컨트롤러로서 휠 로더(10)의 제어 장치(300)가 탑재될 수 있다. 제어 장치(300)는 프로그램을 실행하는 CPU, 메모리와 같은 저장 장치, 그 밖의 주변 회로 등을 갖는 연산 처리 장치를 포함할 수 있다.In addition, the control device 300 of the wheel loader 10 may be mounted on the rear body 14 as a part of the vehicle control unit (VCU) or as a separate controller. The control device 300 may include an arithmetic processing device having a CPU that executes a program, a storage device such as a memory, and other peripheral circuits.

제어 장치(300)는 휠 로더(10)에 장착된 다양한 센서들로부터 신호들을 수신할 수 있다. 예를 들면, 제어 장치(300)는 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 센서(102), 주행 페달(142)의 조작량을 검출하는 주행 페달 검출 센서(143), 브레이크 페달(144)의 조작량을 검출하는 브레이크 페달 검출 센서(145), 트랜스미션(130)의 속도단, 전진(F), 중립(N) 및 후진(R)을 선택하는 FNR 레버의 조작 위치를 검출하는 FNR 레버 위치 검출 센서(146)에 연결될 수 있다.The control device 300 may receive signals from various sensors mounted on the wheel loader 10 . For example, the control device 300 includes an engine speed sensor 102 that detects engine speed, a travel pedal detection sensor 143 that detects an operation amount of a travel pedal 142, and an operation amount of a brake pedal 144. A brake pedal detection sensor 145 that detects, a speed stage of the transmission 130, an FNR lever position detection sensor 146 that detects the operation position of the FNR lever that selects forward (F), neutral (N), and reverse (R). ) can be connected to

또한, 제어 장치(300)는 토크 컨버터(120)의 상기 입력축의 회전수(Ni)를 검출하는 회전수 검출 센서(122a), 토크 컨버터(120)의 상기 출력축의 회전수(Nt)를 검출하는 회전수 검출 센서(122b), 및 트랜스미션(130)의 출력축의 회전 속도, 즉 차속(v)을 검출하는 차속 검출 센서(132)에 연결될 수 있다.In addition, the control device 300 includes a rotational speed detection sensor 122a for detecting the rotational speed (Ni) of the input shaft of the torque converter 120 and a rotational speed (Nt) of the output shaft of the torque converter 120. It may be connected to the rotational speed detection sensor 122b and the vehicle speed detection sensor 132 that detects the rotational speed of the output shaft of the transmission 130, that is, the vehicle speed v.

또한, 제어 장치(300)는 메인 제어 밸브(MCV) 전단의 유압 라인(202)에 설치되어 유압 펌프(200)의 토출 압력을 검출하는 압력 센서(204), 및 붐 실린더(22)의 헤드측 압력을 검출하는 붐 실린더 압력 센서(222)에 연결될 수 있다. 또한, 제어 장치(300)는 붐(20)의 회전 각도를 검출하는 붐 각도 센서(224), 버켓(30)의 회전 각도를 검출하는 버켓 각도 센서(234)에 연결될 수 있다.In addition, the control device 300 is installed in the hydraulic line 202 in front of the main control valve (MCV), the pressure sensor 204 for detecting the discharge pressure of the hydraulic pump 200, and the head side of the boom cylinder 22 It may be connected to a boom cylinder pressure sensor 222 that detects pressure. In addition, the control device 300 may be connected to the boom angle sensor 224 for detecting the rotational angle of the boom 20 and the bucket angle sensor 234 for detecting the rotational angle of the bucket 30 .

휠 로더(10)에 장착된 센서들에 의해 검출된 신호들은 도 2의 점선 화살표에 나타낸 바와 같이 제어 장치(300)에 입력될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 제어 장치(300)는 휠 로더(10)에 장착된 센서들로부터 수신된 신호들 중에서 특정 신호들을 선택하고 신경망 알고리즘과 같은 기 학습된 예측 알고리즘을 수행하여 각각의 개별 부하 상태 여부를 나타내는 출력값들을 산출하고 이를 분석하여 휠 로더(10)의 현재의 작업 부하 상태 또는 현재의 작업 상태를 결정할 수 있다. 나아가, 제어 장치(300)는 엔진 제어장치(ECU), 트랜스미션 제어장치(TCU)(140), 상기 펌프 제어장치 등에 연결되어 제어 신호를 출력할 수 있고, 최종 부하 상태 또는 작업 상태를 고려하여 휠 로더(10)의 엔진(100), 트랜스미션(130), 유압 펌프(200) 등을 선택적으로 제어할 수 있다.Signals detected by the sensors mounted on the wheel loader 10 may be input to the control device 300 as indicated by the dotted arrow in FIG. 2 . As will be described later, the control device 300 selects specific signals from among signals received from sensors mounted on the wheel loader 10 and performs a pre-learned prediction algorithm such as a neural network algorithm to determine whether each individual load condition is present. It is possible to determine the current work load state or the current work state of the wheel loader 10 by calculating and analyzing output values representing . Furthermore, the control unit 300 may be connected to an engine control unit (ECU), a transmission control unit (TCU) 140, the pump control unit, etc. to output a control signal, and considering the final load state or work state, the wheel The engine 100, the transmission 130, the hydraulic pump 200, and the like of the loader 10 may be selectively controlled.

이하에서는, 상기 휠 로더의 제어 장치에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a control device of the wheel loader will be described.

도 3은 예시적인 실시예들에 따른 휠 로더의 제어 장치를 나타내는 블록도이다. 도 4는 도 3의 제어 장치의 신호 선택부, 개별 부하 판단부 및 부하 상태 판단부를 나타내는 블록도이다. 도 5는 도 4의 개별 부하 판단부의 개별 신경망 회로를 나타내는 도면이다. 도 6은 도 5의 개별 신경망 회로의 각 층에서의 신호 전달 수식을 나타내는 도면이다.Fig. 3 is a block diagram showing a control device of a wheel loader according to exemplary embodiments. FIG. 4 is a block diagram illustrating a signal selection unit, an individual load determination unit, and a load state determination unit of the control device of FIG. 3 . FIG. 5 is a diagram illustrating an individual neural network circuit of an individual load determination unit of FIG. 4 . FIG. 6 is a diagram showing signal transmission equations in each layer of the individual neural network circuit of FIG. 5 .

도 3 내지 도 6을 참조하면, 휠 로더의 제어 장치(300)는 작업 부하 판단부(310), 제어 신호 출력부(320) 및 저장부(330)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 3 to 6 , the wheel loader control device 300 may include a work load determination unit 310 , a control signal output unit 320 and a storage unit 330 .

작업 부하 판단부(310)는 휠 로더(10)에 장착된 센서들로부터 수신된 휠 로더(10)가 수행하는 현재 작업의 부하 상태 또는 현재의 작업 상태를 결정할 수 있다. 제어 신호 출력부(320)는 상기 결정된 현재 작업의 부하 상태 또는 작업 상태에 따라, 예를 들면, 엔진의 출력 토크 제어, 엔진의 rpm 제어, 트랜스미션의 변속 제어 등과 같은 수행될 제어 종류를 선택할 수 있다. 저장부(330)는 작업 부하 판단부(310)에서 수행되는 예측 모델을 위한 학습, 신경망 알고리즘 수행 등과 같은 연산을 위해 필요한 데이터, 제어 신호 출력부(320)에서 제어 신호를 결정하는 데 필요한 제어 맵 등을 저장할 수 있다.The work load determination unit 310 may determine a load state of a current work performed by the wheel loader 10 or a current work state received from sensors mounted on the wheel loader 10 . The control signal output unit 320 may select a type of control to be performed, such as, for example, engine output torque control, engine rpm control, transmission shift control, etc., according to the determined current work load or work state. . The storage unit 330 stores data necessary for calculations such as training for a predictive model performed by the workload determination unit 310 and performing a neural network algorithm, and a control map necessary for determining a control signal in the control signal output unit 320. etc. can be stored.

예시적인 실시예들에 있어서, 작업 부하 판단부(310)는 신호 수신부(312), 신호 선택부(314), 개별 부하 판단부(316) 및 부하 상태 판단부(318)를 포함할 수 있다.In example embodiments, the workload determination unit 310 may include a signal reception unit 312 , a signal selection unit 314 , an individual load determination unit 316 and a load condition determination unit 318 .

신호 수신부(312)는 휠 로더(10)에 장착된 센서들로부터 작업 상태를 나타내는 신호들을 수신할 수 있다. 예를 들면, 신호 수신부(312)는 붐 실린더(22)의 헤드측에 설치된 압력 센서(222)로부터 붐 실린더 압력 신호, FNR 레버 위치 검출 센서(146)로부터 FNR 신호, 유압 펌프(200)의 토출 압력 센서(204)로부터 유압 펌프의 메인 압력 신호, 차속 검출 센서(132)로부터 차속 신호, 붐 각도 센서(224)로부터 붐 위치 신호, 토크 컨버터(120)의 회전수 검출 센서들(122a, 122b)로부터 획득한 입력축의 회전수(Ni) 및 출력축의 회전수(Nt)의 비, 즉, 토크 컨버터 속도비 신호, 주행 페달 검출 센서(145)로부터 가속 페달 위치 신호 등을 수신할 수 있다. 신호 수신부(312)에 의해 수신된 신호들은 이에 제한되지 않으며, 상기 휠 로드의 작업 부하 상태 또는 작업 상태를 판단하기 위해 사용될 수 있는 다양한 신호들을 수신할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.The signal receiver 312 may receive signals indicating a work state from sensors mounted on the wheel loader 10 . For example, the signal receiving unit 312 is a boom cylinder pressure signal from the pressure sensor 222 installed on the head side of the boom cylinder 22, the FNR signal from the FNR lever position detection sensor 146, and the discharge of the hydraulic pump 200 The main pressure signal of the hydraulic pump from the pressure sensor 204, the vehicle speed signal from the vehicle speed detection sensor 132, the boom position signal from the boom angle sensor 224, and the rotation speed detection sensors 122a and 122b of the torque converter 120 The ratio of the number of rotations (Ni) of the input shaft and the number of rotations (Nt) of the output shaft obtained from , that is, a torque converter speed ratio signal and an accelerator pedal position signal from the travel pedal detection sensor 145 may be received. Signals received by the signal receiving unit 312 are not limited thereto, and it will be understood that various signals that can be used to determine the work load state or work state of the wheel load can be received.

신호 수신부(312)는 데이터 전처리부를 포함할 수 있다. 상기 데이터 전처리부는 입력된 센서 신호들을 필터링하여 노이즈를 제거하고 정규화(normalize)할 수 있다.The signal receiver 312 may include a data pre-processor. The data pre-processing unit may filter the input sensor signals to remove noise and normalize them.

신호 선택부(314)는 상기 수신된 신호들 중에서 복수 개의 개별 부하 상태들, 예를 들면, 적어도 4개로 구분된 부하 상태들을 각각 판단할 수 있는 신호를 선택하고 상기 선택된 신호를 이에 대응하는 개별 부하 판단부(316)의 각각의 개별 판단 회로부들(NN_1, NN_2, NN_3, NN_4)로 출력할 수 있다. 신호 선택부(314)는 상기 휠 로더가 수행하는 일련의 작업들에서 소요되는 부하에 따라 구분된 적어도 제1 내지 제4 개별 부하 상태들을 각각 판단하는 데 필요한 신호를 선택할 수 있다. 예를 들면, 상기 개별 부하 상태들은 상기 휠 로더가 수행하는 일련의 작업들에서 소요되는 부하에 따라 저부하 상태, 중부하 상태, 고부하 상태 및 가속/경사지 상태로 구분될 수 있다.The signal selector 314 selects a signal capable of determining a plurality of individual load states, for example, load states divided into at least four, among the received signals, and selects the selected signal as an individual load corresponding thereto. It may be output to each of the individual decision circuit units NN_1, NN_2, NN_3, and NN_4 of the decision unit 316. The signal selector 314 may select signals necessary for determining at least first to fourth individual load states, respectively, classified according to loads required in a series of tasks performed by the wheel loader. For example, the individual load states may be classified into a low load state, a heavy load state, a high load state, and an acceleration/slope state according to loads required in a series of tasks performed by the wheel loader.

상기 수신된 신호들 중에서 선택된 신호는 휠 로더(10)가 수행하는 특정 작업에서 소요되는 특정의 부하 상태, 즉, 저부하 상태, 중부하 상태, 고부하 상태 및 가속/경사지 부하 상태들 중에서 적어도 어느 하나의 부하 상태를 효과적으로 나타낼 수 있는 지표가 될 수 있다.The signal selected from among the received signals is a specific load state required in a specific task performed by the wheel loader 10, that is, at least one of a low load state, a heavy load state, a high load state, and an acceleration/slope load state It can be an indicator that can effectively indicate the load condition of

상기 붐 실린더 압력 신호는 버켓(30)에 적재된 적재물의 무게, 붐(20)의 높이 등에 따라 현재 휠 로더의 작업 부하 상태를 직접적으로 나타낼 수 있는 지표가 될 수 있다. 상기 붐 실린더 압력 신호는 휠 로더의 주행 작업 상태 및 복합 작업(주행붐업) 상태를 판단하는 데 사용될 수 있다.The boom cylinder pressure signal may be an indicator that can directly indicate the current work load state of the wheel loader according to the weight of the load loaded in the bucket 30, the height of the boom 20, and the like. The boom cylinder pressure signal may be used to determine a driving operation state and a combined operation (traveling boom-up) state of the wheel loader.

상기 FNR 신호는 굴삭 작업 종료 후 후진 작업 시작이나 주행 작업 중 전진 또는 후진의 전환과 같은 작업간의 전환을 구분하는 지표가 될 수 있다. 상기 FNR 신호는 휠 로더의 주행 작업 상태 및 복합 작업(주행붐업) 상태를 판단하는 데 사용될 수 있다.The FNR signal may be an indicator for distinguishing between work transitions, such as start of reverse work after completion of excavation work or conversion of forward or backward during driving work. The FNR signal may be used to determine a driving work state and a combined work (running boom-up) state of the wheel loader.

상기 유압 펌프의 메인 압력 신호, 즉, MCV 입력단 압력은 상기 붐 실린더 압력과는 달리 운전자의 붐/버켓 조작이 없으면 기본 압력 상태 유지하므로, 굴삭 작업 상태 또는 붐(20)과 버켓(30) 중 적어도 어느 하나의 동작을 나타내는 지표가 될 수 있다. 상기 유압 펌프의 메인 압력 신호는 휠 로더의 주행 작업 상태, 복합 작업(주행붐업) 상태 및 굴삭 작업 상태를 판단하는 데 사용될 수 있다.Unlike the boom cylinder pressure, the main pressure signal of the hydraulic pump, that is, the MCV input pressure, is maintained in a basic pressure state unless the driver manipulates the boom/bucket, so at least one of the excavation work state or the boom 20 and the bucket 30 It can be an indicator representing any one operation. The main pressure signal of the hydraulic pump may be used to determine the wheel loader's running work state, combined work (travel boom-up) state, and excavation work state.

상기 차속 신호는 휠 로더의 주행 속도를 나타내는 지표가 될 수 있다. 상기 차속 신호는 휠 로더의 주행 작업 상태, 복합 작업(주행붐업) 상태 및 굴삭 작업 상태를 판단하는 데 사용될 수 있다.The vehicle speed signal may be an index indicating the traveling speed of the wheel loader. The vehicle speed signal may be used to determine the wheel loader driving work state, complex work (driving boom-up) state, and excavation work state.

상기 붐 위치 신호는 휠 로더의 주행 작업과 굴삭 작업 시의 붐 위치와 차량 덤프 작업 시의 붐 위치가 서로 상이하여 이들의 동작들을 구분하여 주는 지표가 될 수 있다. 상기 붐 위치 신호는 휠 로더의 주행 작업 상태, 복합 작업(주행붐업) 상태 및 굴삭 작업 상태를 판단하는 데 사용될 수 있다.The boom position signal may be an indicator for distinguishing between operations of the boom position during driving and excavation work of the wheel loader and boom positions during vehicle dump work, which are different from each other. The boom position signal may be used to determine a driving work state, a combined work (travel boom up) state, and an excavation work state of the wheel loader.

상기 토크 컨버터 속도비 신호는 차량의 주행 부하를 나타내는 지표로서 굴삭 작업 상태 및 경사지 주행 작업 상태를 나타낼 수 있다. 상기 토크 컨버터 속도비 신호는 휠 로더의 주행 작업 상태, 복합 작업(주행붐업) 상태, 굴삭 작업 상태 및 가속 작업 상태를 판단하는 데 사용될 수 있다.The torque converter speed ratio signal is an index indicating a driving load of the vehicle and may indicate an excavation work state and a slope driving work state. The torque converter speed ratio signal may be used to determine a driving work state, a complex work (travel boom-up) state, an excavation work state, and an acceleration work state of the wheel loader.

상기 가속 페달 위치 신호는 운전자의 가속 의도를 나타내는 지표가 될 수 있다. 상기 가속 페달 위치 신호는 가속 작업 상태를 판단하는 데 사용될 수 있다.The accelerator pedal position signal may be an indicator indicating the driver's intention to accelerate. The accelerator pedal position signal may be used to determine an accelerating operation state.

개별 부하 판단부(316)는 복수 개의 개별 판단 회로부들을 포함할 수있다. 구체적으로, 개별 부하 판단부(316)는 제1 내지 제4 개별 판단 회로부들을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 개별 판단 회로부들은 상기 선택된 신호들에 대하여 기 학습된 예측 알고리즘을 수행하여 상기 제1 내지 제4 개별 부하 상태들을 각각 나타내는 출력값들을 산출할 수 있다.The individual load determination unit 316 may include a plurality of individual determination circuit units. Specifically, the individual load determination unit 316 may include first to fourth individual determination circuit units. The first to fourth individual determination circuit units may calculate output values representing the first to fourth individual load states, respectively, by performing a pre-learned prediction algorithm on the selected signals.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 개별 판단 회로부는 입력된 신호들에 대하여 신경망(Neural Network) 알고리즘을 수행하여 저부하 상태임을 나타내는 출력값을 산출하는 저부하 신경망 판단부(NN_1)를 포함할 수 있다. 저부하 신경망 판단부(NN_1)는 신호 선택부(314)로부터 상기 붐 실린더 압력 신호, 상기 FNR 신호, 상기 유압 펌프의 메인 압력 신호, 상기 차속 신호, 상기 붐 위치 신호 및 상기 토크 컨버터 속도비 신호를 수신할 수 있다. 저부하 신경망 판단부(NN_1)는 상기 수신된 신호들에 대하여 신경망 알고리즘을 수행하여 현재 휠 로더의 작업이 저부하 상태인지 여부를 나타내는 제1 출력값을 산출할 수 있다.In exemplary embodiments, the first individual determination circuit unit may include a low load neural network determination unit NN_1 that calculates an output value indicating a low load state by performing a neural network algorithm on input signals. can The low load neural network determination unit NN_1 receives the boom cylinder pressure signal, the FNR signal, the main pressure signal of the hydraulic pump, the vehicle speed signal, the boom position signal, and the torque converter speed ratio signal from the signal selection unit 314 can receive The low load neural network determination unit NN_1 may calculate a first output value indicating whether the current operation of the wheel loader is in a low load state by performing a neural network algorithm on the received signals.

상기 제2 개별 판단 회로부는 입력된 신호들에 대하여 신경망 알고리즘을 수행하여 중부하 상태임을 나타내는 출력값을 산출하는 중부하 신경망 판단부(NN_2)를 포함할 수 있다. 중부하 신경망 판단부(NN_2)는 신호 선택부(314)로부터 상기 유압 펌프의 메인 압력 신호, 상기 차속 신호, 상기 붐 위치 신호 및 상기 토크 컨버터 속도비 신호를 수신할 수 있다. 중부하 신경망 판단부(NN_2)는 상기 수신된 신호들에 대하여 신경망 알고리즘을 수행하여 현재 휠 로더의 작업이 중부하 상태인지 여부를 나타내는 제2 출력값을 산출할 수 있다. The second individual determination circuit unit may include a heavy load neural network determination unit NN_2 that calculates an output value indicating a heavy load state by performing a neural network algorithm on input signals. The heavy load neural network determination unit NN_2 may receive the main pressure signal of the hydraulic pump, the vehicle speed signal, the boom position signal, and the torque converter speed ratio signal from the signal selection unit 314 . The heavy load neural network determining unit NN_2 may calculate a second output value indicating whether the current operation of the wheel loader is in a heavy load state by performing a neural network algorithm on the received signals.

상기 제3 개별 판단 회로부는 입력된 신호들에 대하여 신경망 알고리즘을 수행하여 고부하 상태임을 나타내는 출력값을 산출하는 고부하 신경망 판단부(NN_3)를 포함할 수 있다. 고부하 신경망 판단부(NN_3)는 신호 선택부(314)로부터 상기 붐 실린더 압력 신호, 상기 FNR 신호, 상기 유압 펌프의 메인 압력 신호, 상기 차속 신호, 상기 붐 위치 신호 및 상기 토크 컨버터 속도비 신호를 수신할 수 있다. 고부하 신경망 판단부(NN_3)는 상기 수신된 신호들에 대하여 신경망 알고리즘을 수행하여 현재 휠 로더의 작업이 고부하 상태인지 여부를 나타내는 제3 출력값을 산출할 수 있다.The third individual determination circuit unit may include a high load neural network determination unit NN_3 that calculates an output value indicating a high load state by performing a neural network algorithm on input signals. The high load neural network determination unit NN_3 receives the boom cylinder pressure signal, the FNR signal, the main pressure signal of the hydraulic pump, the vehicle speed signal, the boom position signal, and the torque converter speed ratio signal from the signal selection unit 314 can do. The high load neural network determination unit NN_3 may perform a neural network algorithm on the received signals to calculate a third output value indicating whether the current wheel loader operation is in a high load state.

상기 제4 개별 판단 회로부는 입력된 신호들에 대하여 신경망 알고리즘을 수행하여 가속/경사지 부하 상태임을 나타내는 출력값을 산출하는 가속/경사지 부하 신경망 판단부(NN_4)를 포함할 수 있다. 가속/경사지 부하 신경망 판단부(NN_4)는 신호 선택부(314)로부터 상기 토크 컨버터 속도비 신호 및 상기 가속 페달 위치 신호를 수신할 수 있다. 가속/경사지 부하 신경망 판단부(NN_4)는 상기 수신된 신호들에 대하여 신경망 알고리즘을 수행하여 현재 휠 로더의 작업이 가속/경사지 부하 상태인지 여부를 나타내는 제4 출력값을 산출할 수 있다.The fourth individual determination circuit unit may include an acceleration/slope load neural network determination unit NN_4 that calculates an output value indicating an acceleration/slope load state by performing a neural network algorithm on input signals. The acceleration/slope load neural network determiner NN_4 may receive the torque converter speed ratio signal and the accelerator pedal position signal from the signal selector 314 . The acceleration/slope load neural network determining unit NN_4 may perform a neural network algorithm on the received signals to calculate a fourth output value indicating whether the wheel loader is currently in an acceleration/slope load state.

예시적인 실시예들에 있어서, 저부하 신경망 판단부(NN_1), 중부하 신경망 판단부(NN_2), 고부하 신경망 판단부(NN_3) 및 가속/경사지 부하 신경망 판단부(NN_4)는 기 학습된 신경망 알고리즘을 수행하여 개별 부하 상태를 나타내는 출력값을 산출하는 신경망 회로를 각각 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the low load neural network determiner NN_1, the heavy load neural network determiner NN_2, the high load neural network determiner NN_3, and the acceleration/slope load neural network determiner NN_4 are pre-learned neural network algorithms. Each may include a neural network circuit that calculates an output value representing an individual load state by performing

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 신경망 회로는 다층 입력층(input layer), 은닉층(hidden layer) 및 출력층(output layer)을 갖는 다층 퍼셉트론(Multi Layer Perceptron) 구조를 가질 수 있다. 뉴런들이 각 층들에 배열되고, 각 층의 뉴런들은 연결 가중치에 의해 연결될 수 있다. 즉, 입력 데이터가 상기 입력층의 뉴런들에 입력되고, 상기 은닉층을 통해 상기 출력층으로 전달될 수 있다.As shown in FIGS. 5 and 6 , the neural network circuit may have a multi-layer perceptron structure having a multi-layer input layer, a hidden layer, and an output layer. Neurons are arranged in each layer, and neurons in each layer can be connected by connection weights. That is, input data may be input to neurons of the input layer and transmitted to the output layer through the hidden layer.

상기 신경망 알고리즘에서의 학습은 특정 입력(실제 측정 데이터)에 따른 신경망 알고리즘에 의해 도출되는 출력값과 기대값의 오차가 최소화되도록 각 노드 간 가중치를 조정하는 과정일 수 있다. 예를 들면, 상기 신경망 회로의 신경망 알고리즘은 역전파(back propagation) 학습방법에 의해 학습될 수 있다. 따라서, 개별 신경망 판단부들(NN_1, NN_2, NN_3, NN_4)의 상기 신경망 회로들은 각각의 개별 신경망 판단부별로 사전 수집된 데이터를 이용하여 입력층, 은닉층, 출력층을 연결하고 있는 가중치를 조절하여 예측 모델로서 신경망 알고리즘을 수립할 수 있다.Learning in the neural network algorithm may be a process of adjusting weights between nodes so that an error between an output value derived by the neural network algorithm and an expected value according to a specific input (actually measured data) is minimized. For example, the neural network algorithm of the neural network circuit may be learned by a back propagation learning method. Therefore, the neural network circuits of the individual neural network decision units NN_1, NN_2, NN_3, and NN_4 adjust the weights connecting the input layer, the hidden layer, and the output layer using data previously collected for each individual neural network decision unit to obtain a prediction model As a result, a neural network algorithm can be established.

따라서, 상기 신경망 회로는 기 학습된 신경망 알고리즘을 가지며, 입력된 신호들에 대하여 이러한 신경망 알고리즘을 수행하여 개별 부하 상태 여부를 나타내는 출력값을 산출할 수 있다.Therefore, the neural network circuit has a pre-learned neural network algorithm, and may calculate an output value indicating whether or not an individual load state is present by performing such a neural network algorithm on input signals.

부하 상태 판단부(318)는 상기 제1 내지 제4 개별 판단 회로부들에서 산출된 제1 내지 제4 출력값들을 분석하여 휠 로더(10)의 현재의 작업 부하 상태 또는 작업 상태를 판단할 수 있다. 부하 상태 판단부(318)는 개별 신경망 판단부들(NN_1, NN_2, NN_3, NN_4)로부터 입력된 출력값들에 대해 가중치 적용과 같은 후처리를 수행한 후에 최종 결과를 산출할 수 있다.The load state determination unit 318 may determine the current work load state or work state of the wheel loader 10 by analyzing the first to fourth output values calculated by the first to fourth individual determination circuit units. The load state determination unit 318 may calculate a final result after performing post-processing such as weight application on the output values input from the individual neural network determination units NN_1, NN_2, NN_3, and NN_4.

예를 들면, 부하 상태 판단부(318)는 상기 출력값들을 분석하여 휠 로더(10)의 현재의 작업 부하 상태를 판단할 수 있다. 따라서, 부하 상태 판단부(318)는 휠 로더(10)의 현재의 작업 부하 상태가 저부하 상태, 중부하 상태, 고부하 상태 및 가속/경사지 부하 상태들 중에서 어느 하나의 상태임을 판단할 수 있다.For example, the load state determination unit 318 may determine the current work load state of the wheel loader 10 by analyzing the output values. Accordingly, the load state determination unit 318 may determine that the current work load state of the wheel loader 10 is any one of a low load state, a heavy load state, a high load state, and an acceleration/slope load state.

또한, 부하 상태 판단부(318)는 휠 로더(10)에 장착된 센서들로부터 수신한 다른 신호들을 추가적으로 고려하여 휠 로더(10)의 현재의 작업 상태를 판단할 수 있다. 예를 들면, 부하 상태 판단부(318)는 휠 로더(10)의 현재의 작업 부하 상태 및 현재의 작업 상태를 판단할 수 있다.In addition, the load state determining unit 318 may determine the current working state of the wheel loader 10 by additionally considering other signals received from sensors mounted on the wheel loader 10 . For example, the load state determination unit 318 may determine the current work load state and the current work state of the wheel loader 10 .

제어 신호 출력부(320)는 작업 부하 판단부(310)에 의해 판단된 휠 로더의 현재 작업 부하 상태 또는 작업 상태를 고려하여 휠 로더(10)의 엔진(100), 트랜스미션(130), 유압 펌프(200) 등을 선택적으로 제어하기 위한 제어 신호를 출력할 수 있다. 예를 들면, 제어 신호 출력부(320)는 엔진 출력 토크, 엔진 rpm, 변속 단수, 변속 시점 등을 제어하기 제어 신호를 출력할 수 있다.The control signal output unit 320 controls the engine 100, transmission 130, and hydraulic pump of the wheel loader 10 in consideration of the current work load state or work state of the wheel loader determined by the work load determination unit 310. A control signal for selectively controlling the 200 and the like can be output. For example, the control signal output unit 320 may output a control signal to control engine output torque, engine rpm, the number of shift stages, shift timing, and the like.

따라서, 제어 신호 출력부(320)는 최종 판단된 작업 부하 상태 또는 작업 상태를 고려하여 엔진(100) 및 트랜스미션(130)을 제어함으로써, 작업 성능을 유지하거나 향상시키고 연비를 개선할 수 있다.Accordingly, the control signal output unit 320 may maintain or improve work performance and improve fuel efficiency by controlling the engine 100 and the transmission 130 in consideration of the finally determined work load state or work state.

저장부(330)는 작업 부하 판단부(310)와 연결되며 작업 부하 판단을 위한 데이터를 저장하는 제1 저장부(332) 및 제어 신호 출력부(320)와 연결되며 제어 신호를 위한 데이터를 저정하는 제2 저장부(334)를 포함할 수 있다. 제1 저장부(332)는 예측 모델을 위한 학습, 신경망 알고리즘 수행 등과 같은 연산을 위해 필요한 데이터를 저장할 수 있다. 제2 저장부(334)는 제어 신호를 결정하는 데 필요한 엔진 토크 맵, 엔진 rpm 맵, 트랜스미션 변속 제어 맵 등을 저장할 수 있다.The storage unit 330 is connected to the work load determination unit 310 and is connected to the first storage unit 332 for storing data for determining the workload and the control signal output unit 320 and stores data for the control signal. It may include a second storage unit 334 to determine. The first storage unit 332 may store data necessary for calculations such as learning for a prediction model and performing a neural network algorithm. The second storage unit 334 may store an engine torque map, an engine rpm map, a transmission shift control map, and the like necessary for determining a control signal.

상술한 바와 같이, 휠 로더의 제어 장치(300)는 휠 로더(10)에 장착된 센서들로부터 수신된 신호들 중에서 특정 신호들 중에서 개별 부하 상태(저부하, 중부하, 고부하, 가속/경사지 부하)를 가장 잘 나타낼 수 있는 신호를 선별적으로 선택하고 신경망 알고리즘과 같은 기 학습된 예측 알고리즘을 사용하여 휠 로더(10)의 현재의 작업 부하 상태 또는 현재의 작업 상태를 결정할 수 있다.As described above, the wheel loader control device 300 determines individual load conditions (low load, medium load, high load, acceleration/slope load) among specific signals among signals received from sensors mounted on the wheel loader 10 ), and the current work load state or current work state of the wheel loader 10 may be determined using a pre-learned prediction algorithm such as a neural network algorithm.

이에 따라, 휠 로더의 작업 부하 상태를 판단하기 위한 계산에 소요되는 시간 및 부담을 감소시키고 판단의 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한, 최종 판단된 작업 부하 상태에 따라 엔진 및 트랜스미션 등을 효율적으로 제어함으로써, 작업 성능을 향상시키고 연비를 개선할 수 있다.Accordingly, it is possible to reduce the time and burden required for calculating the work load state of the wheel loader and improve the accuracy of the determination. In addition, it is possible to improve work performance and fuel efficiency by efficiently controlling the engine and transmission according to the finally determined work load state.

이하에서는, 도 3의 휠 로더의 제어 장치를 이용하여 휠 로더를 제어하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of controlling the wheel loader using the control device of the wheel loader of FIG. 3 will be described.

도 7은 예시적인 실시예들에 따른 휠 로더의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of controlling a wheel loader according to exemplary embodiments.

도 3, 도 4 및 도 7을 참조하면, 먼저, 휠 로더의 작업 상태를 나타내는 신호들을 수신할 수 있다(S100).Referring to Figures 3, 4 and 7, first, signals indicating the working state of the wheel loader can be received (S100).

휠 로더의 제어 장치(300)는 휠 로더에 장착된 센서들로부터 작업 상태를 나타내는 신호들을 수신할 수 있다. 예를 들면, 작업 부하 판단부(310)의 신호 수신부(312)는 붐 실린더 압력 신호, FNR 신호, 유압 펌프의 메인 압력 신호, 차속 신호, 붐 위치 신호, 토크 컨버터 속도비 신호, 가속 페달 위치 신호 등을 수신할 수 있다. 상기 입력된 센서 신호들은 전처리 작업을 통해 필터링된 후 정규화될 수 있다.The control device 300 of the wheel loader may receive signals indicating a working state from sensors mounted on the wheel loader. For example, the signal receiving unit 312 of the work load determining unit 310 receives a boom cylinder pressure signal, an FNR signal, a main pressure signal of a hydraulic pump, a vehicle speed signal, a boom position signal, a torque converter speed ratio signal, and an accelerator pedal position signal. etc. can be received. The input sensor signals may be normalized after filtering through preprocessing.

이어서, 상기 수신된 신호들 중에서, 복수 개의 개별 부하 상태들을 각각 판단하는 데 필요한 신호를 선택할 수 있다(S110).Then, among the received signals, a signal necessary for determining each of a plurality of individual load states may be selected (S110).

작업 부하 판단부(310)의 신호 선택부(314)는 상기 수신된 신호들 중에서 적어도 4개로 구분된 제1 내지 제4 개별 부하 상태들을 각각 판단할 수 있는 신호를 선택하고 상기 선택된 신호를 이에 대응하는 개별 부하 판단부(316)의 각각의 개별 판단 회로부들(NN_1, NN_2, NN_3, NN_4)로 출력할 수 있다.The signal selection unit 314 of the work load determination unit 310 selects signals capable of determining the first to fourth individual load states divided into at least four from among the received signals, and responds to the selected signals. may be output to each of the individual determination circuit units NN_1, NN_2, NN_3, and NN_4 of the individual load determination unit 316.

상기 제1 내지 제4 개별 부하 상태들은 상기 휠 로더가 수행하는 일련의 작업들에서 소요되는 부하에 따라 저부하 상태, 중부하 상태, 고부하 상태 및 가속/경사지 상태에 각각 대응될 수 있다. 상기 수신된 신호들은 상기 휠 로더가 수행하는 특정 작업에서 소요되는 특정의 부하 상태, 즉, 저부하 상태, 중부하 상태, 고부하 상태 및 가속/경사지 부하 상태들 중에서 적어도 어느 하나의 부하 상태를 효과적으로 나타낼 수 있는 지 여부에 따라 분류될 수 있다.The first to fourth individual load states may respectively correspond to a low load state, a heavy load state, a high load state, and an acceleration/slope state according to loads required in a series of tasks performed by the wheel loader. The received signals effectively represent at least one load condition among a specific load condition required for a specific task performed by the wheel loader, that is, a low load condition, a heavy load condition, a high load condition, and an acceleration/slope load condition. It can be classified according to availability.

예를 들면, 상기 수신된 신호들 중에서 상기 붐 실린더 압력 신호, 상기 FNR 신호, 상기 유압 펌프의 메인 압력 신호, 상기 차속 신호, 상기 붐 위치 신호 및 상기 토크 컨버터 속도비 신호는 상기 휠 로더의 저부하 상태 여부 및 고부하 상태 여부를 판단하는 데 필요한 신호들일 수 있고, 개별 부하 판단부(316)의 저부하 신경망 판단부(NN_1) 및 고부하 신경망 판단부(NN_3)로 입력될 수 있다.For example, among the received signals, the boom cylinder pressure signal, the FNR signal, the main pressure signal of the hydraulic pump, the vehicle speed signal, the boom position signal, and the torque converter speed ratio signal indicate a low load of the wheel loader These signals may be signals necessary for determining whether the signals are in a high load state or not, and may be input to the low load neural network determining unit NN_1 and the high load neural network determining unit NN_3 of the individual load determining unit 316 .

상기 수신된 신호들 중에서 상기 유압 펌프의 메인 압력 신호, 상기 차속 신호, 상기 붐 위치 신호 및 상기 토크 컨버터 속도비 신호는 상기 휠 로더의 중부하 상태 여부를 판단하는 데 필요한 신호들일 수 있고, 개별 부하 판단부(316)의 중부하 신경망 판단부(NN_2)로 입력될 수 있다.Among the received signals, the main pressure signal of the hydraulic pump, the vehicle speed signal, the boom position signal, and the torque converter speed ratio signal may be signals necessary for determining whether the wheel loader is in a heavy load state, and individual load It may be input to the heavy load neural network determining unit NN_2 of the determining unit 316 .

상기 수신된 신호들 중에서 상기 토크 컨버터 속도비 신호 및 상기 가속 페달 위치 신호는 가속/경사지 부하 상태 여부를 판단하는 데 필요한 신호들일 수 있고, 개별 부하 판단부(316)의 가속/경사지 부하 신경망 판단부(NN_4)로 입력될 수 있다.Among the received signals, the torque converter speed ratio signal and the accelerator pedal position signal may be signals necessary for determining whether or not the acceleration/slope load state is present, and the acceleration/slope load neural network determination unit of the individual load determination unit 316 It can be input as (NN_4).

이후, 상기 선택된 신호들에 대하여 기 학습된 예측 알고리즘을 수행하여 복수 개의 개별 부하 상태 여부들을 각각 판단할 수 있다(S120).Thereafter, it is possible to determine each of a plurality of individual load states by performing a pre-learned prediction algorithm for the selected signals (S120).

개별 부하 판단부(316)의 저부하 신경망 판단부(NN_1), 중부하 신경망 판단부(NN_2), 고부하 신경망 판단부(NN_3) 및 가속/경사지 부하 신경망 판단부(NN_4)는 상기 선택된 신호들에 대하여 기 학습된 신경망 알고리즘을 수행하여 저부하 상태, 중부하 상태, 고부하 상태 및 가속/경사지 부하 상태를 각각 나타내는 출력값들을 산출할 수 있다.The low load neural network determiner NN_1, heavy load neural network determiner NN_2, high load neural network determiner NN_3, and acceleration/slope load neural network determiner NN_4 of the individual load determiner 316 determine the selected signals. It is possible to calculate output values representing low load conditions, heavy load conditions, high load conditions, and acceleration/slope load conditions, respectively, by performing a pre-learned neural network algorithm.

이어서, 상기 출력값들을 종합 분석하여 휠 로더의 현재의 작업 부하 상태를 판단할 수 있다(S130).Subsequently, the current work load state of the wheel loader may be determined by comprehensively analyzing the output values (S130).

부하 상태 판단부(318)는 상기 출력값들을 분석하여 휠 로더의 현재의 작업 부하 상태가 저부하 상태, 중부하 상태, 고부하 상태 및 가속/경사지 부하 상태들 중에서 어느 하나의 상태임을 판단할 수 있다.The load state determination unit 318 analyzes the output values and determines that the current work load state of the wheel loader is any one of a low load state, a heavy load state, a high load state, and an acceleration/slope load state.

또한, 부하 상태 판단부(318)는 휠 로더에 장착된 센서들로부터 수신한 다른 신호들을 추가적으로 고려하여 휠 로더의 현재의 작업 부하 상태뿐만 아니라 현재의 작업 상태도 판단할 수 있다.In addition, the load state determination unit 318 may additionally consider other signals received from sensors mounted on the wheel loader to determine the current work state as well as the current work load state of the wheel loader.

이어서, 상기 판단된 휠 로더의 현재 작업 부하 상태 또는 작업 상태를 고려하여 상기 휠 로더의 엔진, 트랜스미션, 유압 펌프 등을 선택적으로 제어할 수 있다.Subsequently, the engine, transmission, hydraulic pump, etc. of the wheel loader may be selectively controlled in consideration of the determined current work load state or work state of the wheel loader.

이하에서는, 도 7의 휠 로더의 제어 방법을 이용하여 휠 로더의 V-형 운전의 작업 부하 상태를 판단하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of determining a workload state of V-shaped driving of the wheel loader using the wheel loader control method of FIG. 7 will be described.

도 8은 예시적인 실시예들에 따른 휠 로더의 V-형 운전을 나타내는 도면이다. 도 9는 도 8의 V-형 운전의 각 작업에서의 개별 부하 상태들을 나타내는 출력값들을 도시한 그래프들이다. 도 10은 도 9의 출력값들을 분석하여 획득한 최종 작업 부하 상태를 나타내는 그래프이다. 도 9 및 도 10은 참조를 위하여 상기 V-형 운전에서 시간에 따른 붐 실린더 압력값을 나타내는 그래프를 함께 나타낸다. 8 is a diagram illustrating V-shaped operation of a wheel loader according to exemplary embodiments. FIG. 9 is graphs showing output values representing individual load states in each operation of the V-shaped driving of FIG. 8 . 10 is a graph showing a final workload state obtained by analyzing the output values of FIG. 9 . 9 and 10 together show graphs showing boom cylinder pressure values over time in the V-type operation for reference.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 휠 로더(10)는 토사(S)와 같은 대상 물질을 굴삭하고 덤프 트럭(T)에 로딩하는 V-형 운전을 수행할 수 있다. 상기 V-형 운전을 위해, 휠 로더(10)는 전진 주행 작업(a), 굴삭 작업(b), 후진 주행 작업(c), 전진 주행붐업 작업(d), 덤프 작업(e) 및 후진 주행붐다운 작업(f)을 순차적으로 수행할 수 있다.Referring to FIGS. 8 to 10 , the wheel loader 10 may perform a V-type operation of excavating a target material such as soil S and loading the dump truck T. For the V-type operation, the wheel loader 10 performs forward driving (a), excavation (b), reverse driving (c), forward driving boom-up operation (d), dump operation (e) and reverse driving. The boom-down operation (f) can be performed sequentially.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 V-형 운전의 각 작업에 대응하는 개별 부하 상태 여부들을 각각 판단할 수 있다. 저부하 신경망 판단부(NN_1)는 일련의 작업들(a~f)에 대하여 저부하 상태 여부를 나타내는 출력값을 산출할 수 있다. 중부하 신경망 판단부(NN_2)는 일련의 작업들(a~f)에 대하여 중부하 상태 여부를 나타내는 출력값을 산출할 수 있다. 고부하 신경망 판단부(NN_3)는 일련의 작업들(a~f)에 대하여 고부하 상태 여부를 나타내는 출력값을 산출할 수 있다. 가속/경사지 부하 신경망 판단부(NN_4)는 일련의 작업들(a~f)에 대하여 가속/경사지 부하 상태 여부를 나타내는 출력값을 산출할 수 있다.As shown in FIG. 9 , it is possible to determine individual load states corresponding to each task of the V-type driving. The low load neural network determination unit NN_1 may calculate an output value indicating whether or not the low load state is present for a series of tasks a to f. The heavy load neural network determination unit NN_2 may calculate an output value indicating whether or not the heavy load state is present for a series of tasks a to f. The high load neural network determination unit NN_3 may calculate an output value indicating whether a high load state is present for a series of tasks a to f. The acceleration/slope load neural network determination unit NN_4 may calculate an output value indicating whether or not the acceleration/slope load state is present for a series of tasks (a to f).

도 10에 도시된 바와 같이, 산출된 출력값들을 종합 분석하여 현재의 작업 부하 상태를 판단할 수 있다. 부하 상태 판단부(318)는 일련의 작업들(a~f) 각각의 작업 부하 상태가 저부하 상태, 중부하 상태, 고부하 상태 및 가속/경사지 부하 상태들 중에서 어느 하나의 상태임을 판단할 수 있다.As shown in FIG. 10 , the current workload state may be determined by comprehensively analyzing the calculated output values. The load state determination unit 318 may determine that each of the series of tasks (a to f) has a low load state, a heavy load state, a high load state, and an acceleration/slope load state. .

상기 휠 로더의 V-형 운전에 있어서, 전진 주행 작업(a), 후진 주행 작업(c), 덤프 작업(e) 및 후진 주행 붐다운 작업(f)은 저부하 상태로 판단되고, 굴삭 작업(b)은 중부하 상태로 판단되고, 전진 주행붐업 작업(d)은 고부하 상태로 판단될 수 있다. 또한, 상기 휠 로더가 수행하는 작업들 중에서, 경사지 주행 작업 및 차량 가속 작업은 중부하 상태와 고부하 상태 사이에서 정의된 가속/경사지 부하 상태로 판단될 수 있다.In the V-type operation of the wheel loader, the forward travel operation (a), the reverse travel operation (c), the dump operation (e), and the reverse travel boom down operation (f) are determined to be in a low load state, and the excavation operation ( b) may be determined as a heavy load state, and the forward traveling boom-up task (d) may be determined as a high load state. In addition, among the tasks performed by the wheel loader, the slope driving task and the vehicle acceleration task may be determined as an acceleration/slope load state defined between a heavy load state and a high load state.

상술한 실시예들은 휠 로더의 V-형 운전에 대하여 적용한 경우를 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 로드 & 캐리(Load & Carry) 운전, I-크로스(I-cross) 운전 등에도 적용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.The above-described embodiments have been described in the case of application to the V-type operation of the wheel loader, but are not limited thereto, and for example, load & carry operation, I-cross operation, etc. It will be appreciated that it can also be applied.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand that you can.

10: 휠 로더 12: 전방 차체
14: 후방 차체 20: 붐
22: 붐 실린더 30: 버켓
32: 버켓 실린더 34: 틸트 암
40: 운전실 50: 엔진룸
100: 엔진 102: 엔진 회전수 센서
110: 기어 트레인 120: 토크 컨버터
122a, 122b: 회전수 검출 센서 130: 트랜스미션
132: 차속 검출 센서 140: 트랜스미션 제어장치
142: 주행 페달 143: 주행 페달 검출 센서
144: 브레이크 페달 145: 브레이크 페달 검출 센서
146: FNR 주행 레버 위치 검출 센서 150: 프로펠러 샤프트
152, 154: 액슬 160: 전방 휠
162: 후방 휠 200: 유압 펌프
202: 유압 라인 204: 압력 센서
210: 붐 제어 밸브 212: 버켓 제어 밸브
222: 붐 실린더 압력 센서 224: 붐 각도 센서
234: 버켓 각도 센서 300: 제어 장치
310: 작업 부하 판단부 312: 신호 수신부
314: 신호 선택부 316: 개별 부하 판단부
318: 부하 상태 판단부 320: 제어 신호 출력부
330: 저장부 332: 제1 저장부
334: 제2 저장부
10: wheel loader 12: front body
14: rear body 20: boom
22: boom cylinder 30: bucket
32: bucket cylinder 34: tilt arm
40: cab 50: engine room
100: engine 102: engine speed sensor
110: gear train 120: torque converter
122a, 122b: rotation speed detection sensor 130: transmission
132: vehicle speed detection sensor 140: transmission control device
142: travel pedal 143: travel pedal detection sensor
144: brake pedal 145: brake pedal detection sensor
146: FNR travel lever position detection sensor 150: propeller shaft
152, 154: axle 160: front wheel
162: rear wheel 200: hydraulic pump
202 hydraulic line 204 pressure sensor
210: boom control valve 212: bucket control valve
222: boom cylinder pressure sensor 224: boom angle sensor
234: bucket angle sensor 300: control device
310: work load determination unit 312: signal receiving unit
314: signal selection unit 316: individual load determination unit
318: load state determination unit 320: control signal output unit
330: storage unit 332: first storage unit
334: second storage unit

Claims (20)

휠 로더가 일련의 작업들을 수행할 때 상기 휠 로더에 장착된 센서들로부터 작업 상태를 나타내는 신호들을 수신하는 단계;
상기 수신된 신호들 중에서, 상기 휠 로더가 수행하는 일련의 작업들에서 소요되는 부하에 따라 구분된 복수 개의 개별 부하들을 각각 판단하는 데 필요한 신호를 선택하는 단계;
상기 선택된 신호들에 대하여 기 학습된 예측 알고리즘을 수행하여 상기 복수 개의개별 부하 상태 여부들을 각각 나타내는 출력값들을 산출하는 단계;
상기 산출된 출력값들을 분석하여 현재의 작업 부하 상태를 판단하는 단계; 및
상기 판단된 현재의 작업 부하 상태에 따라 상기 휠 로더의 엔진 또는 트랜스미션을 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 단계를 포함하고,
상기 복수 개의 개별 부하 상태 여부들을 각각 나타내는 출력값들을 산출하는 단계는,
상기 선택된 신호들 중에서 제1 그룹의 신호에 대하여 상기 예측 알고리즘을 수행하여 저부하 상태 여부를 나타내는 제1 출력값을 산출하고;
상기 선택된 신호들 중에서 제2 그룹의 신호에 대하여 상기 예측 알고리즘을 수행하여 중부하 상태 여부를 나타내는 제2 출력값을 산출하고;
상기 선택된 신호들 중에서 제3 그룹의 신호에 대하여 상기 예측 알고리즘을 수행하여 고부하 상태 여부를 나타내는 제3 출력값을 산출하고; 그리고
상기 선택된 신호들 중에서 제4 그룹의 신호에 대하여 상기 예측 알고리즘을 수행하여 가속/경사지 부하 상태 여부를 나타내는 제4 출력값을 산출하는 것을 포함하고,
상기 산출된 출력값들을 분석하는 단계는, 상기 제1 내지 제4 출력값들을 분석하여 현재 작업 부하 상태가 저부하 상태, 중부하 상태, 고부하 상태 및 가속/경사지 부하 상태 중에서 어느 하나의 상태임을 판단하는 것을 포함하고,
붐 실린더 압력 신호, FNR 신호, 유압 펌프의 메인 압력 신호, 차속 신호, 붐 위치 신호 및 토크 컨버터 속도비 신호 중에서 적어도 하나는 상기 제1 그룹의 신호 및 상기 제3 그룹의 신호로 사용되고, 상기 유압 펌프의 메인 압력 신호, 상기 차속 신호, 상기 붐 위치 신호 및 상기 토크 컨버터 속도비 신호 중에서 적어도 하나는 상기 제2 그룹의 신호로 사용되고, 토크 컨버터 속도비 신호 및 가속 페달 위치 신호 중에서 적어도 하나는 상기 제4 그룹의 신호로 사용되는 휠 로더의 제어 방법.
Receiving signals indicating work conditions from sensors mounted on the wheel loader when the wheel loader performs a series of tasks;
Selecting a signal necessary for determining each of a plurality of individual loads classified according to loads required in a series of tasks performed by the wheel loader from among the received signals;
Calculating output values representing the plurality of individual load states by performing a pre-learned prediction algorithm on the selected signals;
determining a current workload state by analyzing the calculated output values; and
Outputting a control signal for controlling an engine or transmission of the wheel loader according to the determined current workload state,
Calculating output values indicating whether or not the plurality of individual load conditions are present, respectively,
calculating a first output value indicating whether a low load state is present by performing the prediction algorithm on a first group of signals among the selected signals;
Calculating a second output value indicating whether a heavy load state is present by performing the prediction algorithm on a second group of signals among the selected signals;
calculating a third output value indicating whether a high load state is present by performing the prediction algorithm on a signal of a third group among the selected signals; And
Calculating a fourth output value indicating whether or not an acceleration/slope load state is performed by performing the prediction algorithm on a signal of a fourth group among the selected signals,
Analyzing the calculated output values may include determining that the current work load state is any one of a low load state, a heavy load state, a high load state, and an acceleration/slope load state by analyzing the first to fourth output values. include,
At least one of the boom cylinder pressure signal, the FNR signal, the main pressure signal of the hydraulic pump, the vehicle speed signal, the boom position signal, and the torque converter speed ratio signal is used as the first group signal and the third group signal, and the hydraulic pump At least one of the main pressure signal, the vehicle speed signal, the boom position signal, and the torque converter speed ratio signal is used as a signal of the second group, and at least one of the torque converter speed ratio signal and the accelerator pedal position signal is used as the fourth group signal. A control method for wheel loaders used as a group signal.
제 1 항에 있어서, 상기 기 학습된 예측 알고리즘을 수행하는 단계는 신경망 알고리즘을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 로더의 제어 방법.The method of claim 1, wherein the step of performing the pre-learned prediction algorithm comprises the step of performing a neural network algorithm. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 휠 로더의 V-형 운전에서의 전진 주행 작업, 후진 주행 작업, 덤프 작업 및 후진 주행 붐다운 작업은 저부하 상태로 판단되고, 굴삭 작업은 중부하 상태로 판단되고, 전진 주행붐업 작업은 고부하 상태로 판단되는 것을 특징으로 하는 휠 로더의 제어 방법.The method of claim 1, wherein forward travel, reverse travel, dump work, and reverse boom-down work in the V-shaped operation of the wheel loader are determined to be low load conditions, and excavation work is determined to be heavy load conditions, A control method of a wheel loader, characterized in that the forward traveling boom-up operation is determined as a high load state. 삭제delete 휠 로더가 일련의 작업들을 수행할 때 상기 휠 로더에 장착된 센서들로부터 작업 상태 정보를 나타내는 신호들을 수신하는 신호 수신부;
상기 휠 로더가 수행하는 일련의 작업들이 요구하는 부하 상태에 따라 복수 개의 개별 부하 상태들로 구분하고, 상기 수신된 신호들 중에서 각각의 상기 개별 부하 상태들을 각각 판단하는 데 필요한 신호를 선택하여 입력하는 신호 선택부;
상기 선택된 신호들에 대하여 기 학습된 예측 알고리즘을 수행하여 상기 개별 부하 상태들을 각각 나타내는 출력값을 산출하는 개별 부하 판단부;
상기 출력값들을 분석하여 현재의 작업 부하 상태를 판단하는 부하 상태 판단부; 및
상기 휠 로더의 현재 작업 부하 상태에 따라 상기 휠 로더의 엔진 또는 트랜스미션을 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 제어 신호 출력부를 포함하고,
상기 개별 부하 판단부는,
상기 선택된 신호들 중에서 제1 그룹의 신호에 대하여 상기 예측 알고리즘을 수행하여 저부하 상태 여부를 나타내는 제1 출력값을 산출하는 저부하 판단 회로부;
상기 선택된 신호들 중에서 제2 그룹의 신호에 대하여 상기 예측 알고리즘을 수행하여 중부하 상태 여부를 나타내는 제2 출력값을 산출하는 중부하 판단 회로부;
상기 선택된 신호들 중에서 제3 그룹의 신호에 대하여 상기 예측 알고리즘을 수행하여 고부하 상태 여부를 나타내는 제3 출력값을 산출하는 고부하 판단 회로부; 및
상기 선택된 신호들 중에서 제4 그룹의 신호에 대하여 상기 예측 알고리즘을 수행하여 가속/경사지 부하 상태 여부를 나타내는 제4 출력값을 산출하는 가속/경사지 부하 판단 회로부를 포함하고,
상기 부하 상태 판단부는 상기 제1 내지 제4 출력값들을 분석하여 현재 작업 부하 상태가 저부하 상태, 중부하 상태, 고부하 상태 및 가속/경사지 부하 상태 중에서 어느 하나의 상태임을 판단하고,
붐 실린더 압력 신호, FNR 신호, 유압 펌프의 메인 압력 신호, 차속 신호, 붐 위치 신호 및 토크 컨버터 속도비 신호 중에서 적어도 하나는 상기 제1 그룹의 신호 및 상기 제3 그룹의 신호로 사용되고, 상기 유압 펌프의 메인 압력 신호, 상기 차속 신호, 상기 붐 위치 신호 및 상기 토크 컨버터 속도비 신호 중에서 적어도 하나는 상기 제2 그룹의 신호로 사용되고, 토크 컨버터 속도비 신호 및 가속 페달 위치 신호 중에서 적어도 하나는 상기 제4 그룹의 신호로 사용되는 휠 로더의 제어 장치.
A signal receiving unit for receiving signals representing work state information from sensors mounted on the wheel loader when the wheel loader performs a series of tasks;
Divide into a plurality of individual load conditions according to the load conditions required by the series of tasks performed by the wheel loader, and select and input signals necessary for determining each of the individual load conditions among the received signals signal selector;
an individual load determination unit calculating an output value representing each of the individual load conditions by performing a pre-learned prediction algorithm on the selected signals;
a load state determining unit analyzing the output values to determine a current work load state; and
Including a control signal output unit for outputting a control signal for controlling the engine or transmission of the wheel loader according to the current work load state of the wheel loader,
The individual load determination unit,
a low load determination circuit unit calculating a first output value indicating whether or not a low load state is present by performing the prediction algorithm on a first group of signals among the selected signals;
a heavy load determination circuit unit calculating a second output value indicating whether a heavy load state is present by performing the prediction algorithm on a second group of signals among the selected signals;
a high load determination circuit unit calculating a third output value indicating whether a high load state is present by performing the prediction algorithm on a third group of signals from among the selected signals; and
An acceleration/slope load determination circuit unit for calculating a fourth output value indicating whether an acceleration/slope load state is present by performing the prediction algorithm on a fourth group of signals among the selected signals;
The load state determining unit analyzes the first to fourth output values to determine that the current work load state is any one of a low load state, a heavy load state, a high load state, and an acceleration/slope load state;
At least one of the boom cylinder pressure signal, the FNR signal, the main pressure signal of the hydraulic pump, the vehicle speed signal, the boom position signal, and the torque converter speed ratio signal is used as the first group signal and the third group signal, and the hydraulic pump At least one of the main pressure signal, the vehicle speed signal, the boom position signal, and the torque converter speed ratio signal is used as a signal of the second group, and at least one of the torque converter speed ratio signal and the accelerator pedal position signal is used as the fourth group signal. A control unit on a wheel loader used as a signal for a group.
제 8 항에 있어서, 상기 개별 부하 판단부는 신경망 알고리즘을 수행하는 개별 판단 회로부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 로더의 제어 장치.The control device of claim 8, wherein the individual load determination unit includes individual determination circuit units that perform a neural network algorithm. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 8 항에 있어서, 상기 부하 상태 판단부는 상기 휠 로더의 V-형 운전에서의 전진 주행 작업, 후진 주행 작업, 덤프 작업 및 후진 주행 붐다운 작업을 저부하 상태로 판단하고, 굴삭 작업을 중부하 상태로 판단하고, 전진 주행붐업 작업을 고부하 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 휠 로더의 제어 장치.The method of claim 8, wherein the load state determination unit determines that the forward travel, reverse travel, dump operation, and reverse boom down operation in the V-type operation of the wheel loader are low load conditions, and the excavation operation is performed as a heavy load Control device of a wheel loader, characterized in that for determining the state, and determining the forward traveling boom-up operation as a high load state. 삭제delete 엔진;
상기 엔진에 의해 구동되는 작업 장치 및 주행 장치;
상기 엔진, 상기 작업 장치 및 상기 주행 장치에 각각 장착되어 휠 로더가 일련의 작업들을 수행할 때 상기 휠 로더의 작업 상태 정보를 나타내는 신호들을 검출하기 위한 복수 개의 센서들; 및
상기 센서들로부터 수신된 신호들 중에서, 상기 휠 로더가 수행하는 일련의 작업들이 요구하는 부하 상태에 따라 복수 개의 개별 부하 상태들을 각각 판단할 수 있는 적어도 하나의 신호를 선택하고, 상기 선택된 신호들에 대하여 기 학습된 예측 알고리즘을 수행하여 상기 개별 부하 상태 여부들을 각각 판단하여 현재의 작업 부하 상태를 판단하는 제어 장치를 포함하고,
상기 제어 장치는,
상기 수신된 신호들 중에서 상기 개별 부하 상태 여부 판단에 필요한 신호들을 선택하고,
상기 선택된 신호들 중에서 제1 그룹의 신호에 대하여 기 학습된 예측 알고리즘을 수행하여 저부하 상태 여부를 나타내는 제1 출력값을 산출하고, 상기 선택된 신호들 중에서 제2 그룹의 신호에 대하여 상기 예측 알고리즘을 수행하여 중부하 상태 여부를 나타내는 제2 출력값을 산출하고, 상기 선택된 신호들 중에서 제3 그룹의 신호에 대하여 상기 예측 알고리즘을 수행하여 고부하 상태 여부를 나타내는 제3 출력값을 산출하고, 상기 선택된 신호들 중에서 제4 그룹의 신호에 대하여 상기 예측 알고리즘을 수행하여 가속/경사지 부하 상태 여부를 나타내는 제4 출력값을 산출하고,
상기 제1 내지 제4 출력값들을 분석하여 현재 작업 부하 상태가 저부하 상태, 중부하 상태, 고부하 상태 및 가속/경사지 부하 상태 중에서 어느 하나의 상태임을 판단하고,
상기 휠 로더의 현재 작업 부하 상태에 따라 상기 휠 로더의 상기 엔진 또는 트랜스미션을 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 휠 로더의 제어 시스템.
engine;
a working device and traveling device driven by the engine;
a plurality of sensors mounted on the engine, the working device, and the traveling device to detect signals representing work state information of the wheel loader when the wheel loader performs a series of tasks; and
Among the signals received from the sensors, at least one signal capable of determining a plurality of individual load conditions is selected according to a load condition required by a series of tasks performed by the wheel loader, and A control device for determining a current workload state by performing a pre-learned prediction algorithm for each of the individual load states,
The control device,
Selecting signals necessary for determining whether or not the individual load state is present among the received signals;
A pre-learned prediction algorithm is performed on a first group of signals from among the selected signals to calculate a first output value indicating whether or not a low load state is present, and the prediction algorithm is performed on a second group of signals from among the selected signals. to calculate a second output value indicating whether a heavy load state is present, and to calculate a third output value indicating whether a high load state is present by performing the prediction algorithm on a signal of a third group among the selected signals, Performing the prediction algorithm for 4 groups of signals to calculate a fourth output value indicating whether or not there is an acceleration/slope load state,
By analyzing the first to fourth output values, it is determined that the current work load state is any one of a low load state, a heavy load state, a high load state, and an acceleration/slope load state;
A control system of a wheel loader for outputting a control signal for controlling the engine or transmission of the wheel loader according to a current work load state of the wheel loader.
삭제delete 제 15 항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 선택된 신호들에 대하여 신경망 알고리즘을 수행하여 상기 출력값을 산출하는 것을 특징으로 하는 휠 로더의 제어 시스템.The control system of claim 15, wherein the control device calculates the output value by performing a neural network algorithm on the selected signals. 삭제delete 제 15 항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 휠 로더의 V-형 운전에서의 전진 주행 작업, 후진 주행 작업, 덤프 작업 및 후진 주행 붐다운 작업을 저부하 상태로 판단하고, 굴삭 작업을 중부하 상태로 판단하고, 전진 주행붐업 작업을 고부하 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 휠 로더의 제어 시스템.16. The method of claim 15, wherein the control device determines that forward travel, reverse travel, dump work, and reverse boom down operation in the V-shaped operation of the wheel loader are in a low load state, and the excavation work is a heavy load state. And the control system of the wheel loader, characterized in that for determining the forward traveling boom-up operation as a high load state. 삭제delete
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