KR102484099B1 - 건설 기계의 주행 경고 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설 기계의 주행 경고 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 건설 기계의 주행 경고 시스템은 주행 패달의 움직임을 측정하는 주행 패달 센서와, 상기 주행 패달 센서가 전달한 정보로부터 운전자의 주행 의도를 판단하는 제어부, 그리고 상기 제어부가 운전자의 주행 의도가 있는 것으로 판단하면 상기 제어부로부터 신호를 받아 운전자에게 경고를 알리는 경고부를 포함한다.

Description

건설 기계의 주행 경고 시스템{DRIVING ALARM SYSTEM FOR CONSTRUCTION MACHINERY}

본 발명은 주행 경고 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건설 기계의 주행 경고 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 굴삭기(excavator)나 유압식 로더(hydraulic loader) 등의 건설 기계는 운전실 전방에 붐이나 암과 같은 작업 장치가 배치되고 운전실 후방에 엔진이나 라디에이터와 같은 주행 장치가 배치되어 운전자의 시야를 가리기 때문에 주변의 위험을 인지하기 어렵다. 더욱이 붐이나 암의 상하 운동과 상부 프레임의 회전 운동은 동작이 매우 크고 소음이 극심하기 때문에 이러한 건설 기계의 동작시 여러 안전 대책이 요구되고 있다.

따라서 건설 기계의 동작시 안전 확보하기 위한 수단의 하나로 건설 기계에는 주행 시작시 경고 신호를 제공하는 주행 경고 장치가 사용되고 있다. 이러한 주행 경고 장치는 주행 조작과 연동하여 건설 기계의 주행 여부를 파악하여 자동으로 경고음과 같은 경고 신호를 발생시켜 주변의 작업자나 건설 기계의 운전자의 주의를 환기시킨다. 이때, 경고 신호는 건설 기계가 가동하는 현장의 소음 중에서도 충분히 식별할 수 있는 음량과 음색의 경보음을 필요로 한다.

종래의 주행 경고 장치는 주행 상태를 판별하기 위해 주행 유압 라인에 압력 스위치를 장착하여, 압력 스위치의 온오프(On/Off) 신호를 받아 주행 알람이 울리도록 제어하였다.

예를 들어, 건설 기계의 운전자가 주행을 하기 위해서는 주행 기어를 전진 또는 후진 상태로 두고, 주행 패달(Pedal)을 밟아야 한다. 이 동작으로 인하여, 주행 유압 라인에 압력이 걸리게 되고, 이를 감지한 압력 스위치는 기설정된 압력 이상이 되면, 온(On)이 된다. 반대로 기설정된 압력 이하가 되면 압력 스위치는 오프(Off)가 된다. 이러한 온오프(On/Off) 신호를 이용하여, 주행 경고 장치에 전원을 공급함으로써, 주행 경고 장치를 직접 제어할 수 있다. 또한, 압력 스위치가 공급하는 온오프(On/Off) 신호를 제어 장치(Control Unit)가 전달받아 주행 경고 장치를 제어할 수도 있다.

그런데 압력 스위치가 동작하는 시점은 실제 주행 유압 라인에 유압이 걸려 장비가 움직이기 시작하는 시점이 된다. 따라서 건설 기계의 주변에 작업자가 근접해 있을 경우, 경고음과 건설 기계의 움직임이 동시에 이루어지게 된다. 즉, 작업자가 경고음을 듣고 피할 시간이 충분하지 못한 문제점이 있다.

또한, 주행 경고 장치가 건설 기계의 주행 여부를 판단하기 위해서 압력 스위치와 압력 스위치를 유압 라인에 고정할 부품 등이 필요하므로, 건설 기계의 전체적인 제조 원가를 상승시키는 원인이 되고 있다.

본 발명의 실시예는 건설 기계가 동작하기 전에 미리 운전자의 주행 의도를 파악하여 선제적으로 주행 경고를 할 수 있는 건설 기계의 주행 경고 시스템을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 건설 기계의 주행 경고 시스템은 주행 패달의 움직임을 측정하는 주행 패달 센서와, 상기 주행 패달 센서가 전달한 정보로부터 운전자의 주행 의도를 판단하는 제어부, 그리고 상기 제어부가 운전자의 주행 의도가 있는 것으로 판단하면 상기 제어부로부터 신호를 받아 운전자에게 경고를 알리는 경고부를 포함한다.

상기 주행 패달 센서는 상기 주행 패달이 움직인 각도를 전압 신호로 전달할 수 있다. 그리고 상기 제어부는 상기 주행 패달 센서가 전달한 전압 신호가 기설정된 기준 전압 이상이면 운전자의 주행 의도가 있는 것으로 판단할 수 있다.

상기 제어부가 운전자의 주행 의도가 있는 것으로 판단하는 상기 기설정된 기준 전압은 상기 주행 패달의 각도가 2도 내지 7도 범위 내인 경우에서 설정될 수 있다.

상기한 건설 기계의 주행 경고 시스템은 건설 기계의 전후진 여부를 선택하기 위한 전후진 스위치를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 제어부는 상기 전후진 스위치가 전진 또는 후진 상태일 때 상기 주행 패달 센서가 전달한 정보로부터 운전자의 주행 의도를 판단할 수 있다.

상기한 건설 기계의 주행 경고 시스템은 주파수 신호로 상기 제어부에 정보를 전달하는 변속기 속도 센서를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 제어부는 상기 변속기 속도 센서가 전달한 주파수 신호가 기설정된 기준 주파수 이상이면 상기 전후진 스위치가 전진 및 후진 이외의 상태이거나 상기 주행 패달 센서가 전달한 전압 신호가 기설정된 기준 전압 미만인 경우에도 운전자의 주행 의도가 있는 것으로 판단할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 건설 기계의 주행 경고 시스템은 건설 기계가 동작하기 전에 미리 운전자의 주행 의도를 파악하여 선제적으로 주행 경고를 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 건설 기계의 주행 경고 시스템은 전체적인 구성을 간소화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 주행 경고 시스템를 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1의 주행 경고 시스템의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면들은 개략적이고 축척에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 축소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 주행 경고 시스템(101)을 설명한다.

본 발명의 일 실시예에서, 건설 기계는, 일례로, 휠로더 타입의 굴삭기(excavator) 또는 유압식 로더(hydraulic loader) 등일 수 있다.

또한, 건설 기계는 운전실의 전방에 배치된 붐이나 암과 같은 작업 장치와, 운전실의 후방에 배치된 엔진이나 라디에이터와 같은 주행 장치를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 주행 경고 시스템(101)은 주행 패달 센서(300), 제어부(700), 및 경고부(800)를 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 주행 경고 시스템(101)은 전후진 스위치(400) 및 변속기 속도 센서(500)를 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서, 운전자가 전후진 스위치(400) 또는 주행 기어를 전진 또는 후진 상태로 두고 주행 패달(Pedal)(200)을 밟으면, 주행 유압 라인(250)에 압력이 걸리면서 건설 기계가 주행을 시작하게 된다. 그리고 운전자가 주행 패달(200)을 밟으면 주행 패달(200)은 일측에 마련된 회전축을 중심으로 회동할 수 있다. 이때, 주행 패달(200)이 일정 각도 이상 움직여야 주행 유압 라인(250)에 압력이 걸리도록 설정된다. 이는 운전자가 의도하지 않게 주행 패달(200)을 건드린 경우 건설 기계가 너무 민감하게 반응하지 않도록 하기 위함이다. 일례로, 주행 패달(200)이 밟혀 7도를 초과하도록 회동하면 주행 유압 라인(250)에 압력이 걸리도록 설정될 수 있다.

주행 패달 센서(300)는 주행 패달(200)의 움직임을 측정한다. 즉, 주행 패달 센서(300)는 주행 패달(200)이 움직인 각도를 측정한다.

본 발명의 일 실시예에서, 주행 패달 센서(300)는 주행 패달(200)이 움직인 각도를 전압 신호로 출력할 수 있다. 즉, 운전자가 주행 패달(200)을 밟으면, 주행 패달 센서(300)가 측정한 주행 패달(200)의 각도가 전압 신호의 형태로 출력된다. 일례로, 주행 패달 센서(300)가 출력하는 전압 신호의 출력 범위는 0.13V 내지 3.85V로 설정될 수 있다.

전후진 스위치(400)는 건설 기계의 전후진 여부를 선택하기 위한 스위치이다. 그리고 변속기 속도 센서(500)는 변속기(600)의 입력축과 출력축의 속도를 측정하고 측정된 정보를 주파수 신호로 출력한다.

제어부(700)는 주행 패달 센서(300)가 전달한 정보로부터 운전자의 주행 의도를 판단한다. 또한, 제어부(700)는 전후진 스위치(400)의 현재 상태와 변속기 속도 센서(500)가 출력한 주파수 신호를 전달받아 운전자의 주행 의도를 판단하는데 추가적으로 활용할 수 있다. 그리고 경고부(800)는 제어부(700)가 운전자의 주행 의도가 있는 것으로 판단하면 제어부(700)의 지령에 따라 경고를 발한다. 일례로, 경고부(800)는 건설 기계가 가동하는 현장의 소음 중에서도 충분히 식별할 수 있는 음량과 음색의 경보음을 발생시킬 수 있다.

구체적으로, 제어부(700)는 주행 패달 센서(300)가 전달한 전압 신호가 기설정된 기준 전압 이상이면 운전자의 주행 의도가 있는 것으로 판단한다. 여기서, 제어부(700)가 운전자의 주행 의도가 있는 것으로 판단하는 기설정된 기준 전압은 주행 패달(200)의 각도가 2도 내지 7도 범위 내로 설정된다.

일례로, 주행 패달(200)의 각도가 2도만큼 움직였을 경우 주행 패달 센서(300)가 출력하는 전압 신호는 0.13V일 수 있으며, 주행 패달(200)의 각도가 7도만큼 움직였을 경우 주행 패달 센서(300)가 출력하는 전압 신호는 0.65V일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 제어부(700)가 운전자의 주행 의도가 있는 것으로 판단하는 기설정된 기준 전압이 2도에 가깝게 설정될수록 건설 기계가 실제 움직이기 전에 미리 운전자의 주행 의도를 파악하고 주행 경고를 알리는데 유리하다. 하지만, 운전자가 주행 패달(200)에 발을 올려 놓는 것 만으로도 민감하게 주행 경고를 울릴 수 있으므로 운전자가 실제 주행할 의도가 없음에도 주행 경고가 울릴 수 있다.

반면, 제어부(700)가 운전자의 주행 의도가 있는 것으로 판단하는 기설정된 기준 전압이 7도에 가깝게 설정될수록 주행 경고가 울림과 거의 동시에 건설 기계가 동작할 수 있으므로, 주변의 작업자에게 미리 경고한다는 측면에서 불리하다. 하지만, 운전자의 주행 의도를 보다 정확하게 판단할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 제어부(700)는 전후진 스위치(400)가 전진 또는 후진 상태일 때 주행 패달 센서(300)가 전달한 정보로부터 운전자의 주행 의도를 판단한다. 즉, 전후진 스위치(400)가 중립 또는 대기 상태일 경우에는 주행 패달 센서(300)가 출력한 전압 신호를 근거로 운전자의 주행 의도를 판단하지 않는다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 제어부(700)는 변속기 속도 센서(500)가 전달한 주파수 신호가 기설정된 기준 주파수 이상이면 전후진 스위치(400)가 전진 및 후진 이외의 상태이거나 주행 패달 센서(300)가 전달한 전압 신호가 기설정된 기준 전압 미만인 경우에도 운전자의 주행 의도가 있는 것으로 판단한다.

즉, 주행 패달 센서(300)가 출력한 전압 신호 및 전후진 스위치(400)의 상태와 무관하게 변속기 속도 센서(500)가 측정하여 출력한 주파수 신호가 기준 주파수 이상일 경우 주행 경고를 알린다. 이때, 기준 주파수는 변속기(600) 및 변속기 속도 센서(500)의 종류에 따라 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람에게 공지된 범위 안에서 다양하게 설정될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어부(700)는 변속기 속도 센서(500)로부터 전달받은 주파수 신호를 활용하여 운전자의 주행 의도를 추가적으로 판단함으로써, 전후진 스위치(400) 또는 주행 패달 센서(300)가 오작동한 경우에도 안정적으로 주행 경고를 발할 수 있다.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 주행 경고 시스템(101)은 건설 기계가 동작하기 전에 미리 운전자의 주행 의도를 파악하여 선제적으로 주행 경고를 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 건설 기계의 주행 경고 시스템(101)은 전체적인 구성을 간소화시킬 수 있다. 구체적으로, 주행 상태를 판별하기 위해 주행 유압 라인(250)에 압력 스위치를 장착할 필요가 없으므로, 주행 경고 시스템(101) 및 이를 포함한 건설 기계의 전체적인 구성을 간소화시킬 수 있다.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 주행 경고 시스템(101)의 동작 과정을 상세히 설명한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 건설 기계를 키 온(key on)시키면 전후진 스위치(400), 주행 패달 센서(300), 및 변속기 속도 센서(500)를 체크한다.

그리고 전후진 스위치(400)가 전진 또는 후진 상태로 체크되면, 제어부(700)는 주행 패달 센서(300)의 측정 값을 전달받아 주행 패달 센서(300)가 출력한 전압 신호가 기준 전압보다 큰지 체크한다.

이때, 주행 패달 센서(300)가 출력한 전압 신호가 기준 전압보다 크다면, 제어부(700)는 바로 경고부(800)에 신호를 보내 주행 경고를 발생시킨다.

한편, 전후진 스위치(400)가 전진 및 후진 이외의 상태, 즉 중립 또는 대기 상태일 경우에도 변속기 속도 센서(500)의 측정 값이 기준 주파수보다 크다면, 주행 패달 센서(300)가 출력한 전압 신호와 상관없이 제어부(700)는 경고부(800)에 신호를 보내 주행 경고를 발생시킨다.

또한, 주행 패달 센서(300)가 출력한 전압 신호가 기준 전압 이하인 경우에도 변속기 속도 센서(500)의 측정 값이 기준 주파수보다 크다면, 제어부(700)는 경고부(800)에 신호를 보내 주행 경고를 발생시킨다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어부(700)는 변속기 속도 센서(500)로부터 전달받은 주파수 신호를 활용하여 운전자의 주행 의도를 추가적으로 판단함으로써, 전후진 스위치(400) 또는 주행 패달 센서(300)가 오작동한 경우에도 안정적으로 주행 경고를 발할 수 있다.

또한, 주행 경고가 발생 중에, 주행 패달 센서(300)가 출력한 전압 신호가 기준 전압 이하이고, 변속기 속도 센서(500)가 출력한 주파수 신호가 기준 주파수 이하가 되면, 제어부(700)는 주행 경고를 정지시킨다.

또한, 주행 경고를 정지시킨 이후에도, 키 온 상태에서는 지속적으로 전후진 스위치(400), 주행 패달 센서(300), 및 변속기 속도 센서(500)를 체크하여 전술한 과정을 반복할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 주행 경고 시스템(101)은 건설 기계가 동작하기 전에 미리 운전자의 주행 의도를 파악하여 선제적으로 또한 안정적으로 주행 경고를 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 주행 유압 라인(250)에 압력 스위치를 장착하지 않고도 운전자의 주행 의도를 효과적으로 파악할 수 있다.

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 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

101: 건설 기계의 주행 경고 시스템
200: 주행 패달
250: 주행 유압 라인
300: 주행 패달 센서
400: 전후진 스위치
500: 변속기 속도 센서
600: 변속기
700: 제어부
800: 경고부

Claims (5)

1. 건설 기계의 주행 경고 시스템에 있어서,
   주행 패달의 움직임을 측정하는 주행 패달 센서;
   운전자의 주행 의도를 판단하는 제어부;
   상기 제어부가 운전자의 주행 의도가 있는 것으로 판단하면 상기 제어부로부터 신호를 받아 운전자에게 경고를 알리는 경고부;
   건설 기계의 전후진 여부를 선택하기 위한 전후진 스위치; 및
   상기 제어부에 건설 기계의 속도 정보를 전달하는 속도 센서
   를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 전후진 스위치가 전진 또는 후진 상태일 때 상기 주행 패달의 움직임이 일정 이상으로 상기 주행 패달 센서가 전달한 전압 신호가 기설정된 기준 전압 이상이면 운전자의 주행 의도가 있는 것으로 판단하며,
   상기 제어부는 상기 전후진 스위치가 전진 및 후진 이외의 상태이거나 상기 주행 패달 센서가 전달한 전압 신호가 기설정된 기준 전압 미만인 경우에도 건설 기계의 속도가 기설정된 기준 이상이면 운전자의 주행 의도가 있는 것으로 판단하는 주행 경고 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부가 운전자의 주행 의도가 있는 것으로 판단하는 상기 기설정된 기준 전압은 상기 주행 패달의 각도가 2도 내지 7도 범위 내인 경우에서 설정되는 주행 경고 시스템.
   
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