KR102592203B1 - Controlling apparatus and method for deck of dump truck - Google Patents
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Abstract
본 발명은 경사진 곳에서의 덤핑 작업시 차량이 위치한 장소의 경사 정보와 데크 리프트업에 따라 계속적으로 가변되는 적재물의 중량 정보를 토대로 하여 덤프트럭의 각 축에 장착된 에어 서스펜션의 높이를 개별적으로 제어함으로써 차량의 전복을 방지할 수 있는 덤프트럭의 데크 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 덤프트럭의 데크 제어장치는, 데크 적재물의 중량, 무게중심 및 경사도를 측정하여 전기적 신호를 출력하는 측정수단과; 각 차축의 좌우측에서 차체를 지지하도록 설치된 에어 스프링과; 에어 스프링에 에어를 공급하여 구동하는 구동부; 및, 측정수단으로부터의 신호에 따라 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하며, 제어부는 데크의 리프팅시, 측정수단으로부터의 정보에 근거하여 데크의 무게중심을 안정시키도록 에어 스프링으로의 공압 송출을 제어하도록 구성된다.The present invention adjusts the height of the air suspension mounted on each axle of the dump truck individually based on the slope information of the place where the vehicle is located and the weight information of the load that continuously changes according to the deck lift-up during dumping work on a slope. This relates to a dump truck deck control device and control method that can prevent the vehicle from overturning by controlling it. A dump truck deck control device according to an embodiment of the present invention includes measuring means for measuring the weight, center of gravity, and inclination of a deck load and outputting an electrical signal; Air springs installed to support the vehicle body on the left and right sides of each axle; A driving unit that supplies air to the air spring and drives it; And, a control unit that controls the driving unit according to a signal from the measuring means, wherein the control unit controls pneumatic pressure delivery to the air spring to stabilize the center of gravity of the deck based on information from the measuring means when lifting the deck. It is configured to do so.
Description
본 발명은 덤프트럭의 데크 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 경사진 곳에서의 덤핑 작업시 차량이 위치한 장소의 경사 정보와 데크 리프트업에 따라 계속적으로 가변되는 적재물의 중량 정보를 토대로 하여 덤프트럭의 각 축에 장착된 에어 서스펜션(Air Suspension)의 높이를 개별적으로 제어함으로써 차량의 전복을 방지할 수 있는 덤프트럭의 데크 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a deck control device and control method for a dump truck. More specifically, the present invention relates to a dump truck deck control device and control method. More specifically, during dumping work on a slope, information on the slope of the location where the vehicle is located and information on the weight of the load that continuously changes according to the deck lift-up are used. Based on this, it relates to a dump truck deck control device and control method that can prevent the vehicle from overturning by individually controlling the height of the air suspension mounted on each axle of the dump truck.
일반적으로 건설 및 토목 공사현장에서는 흙, 자갈 등의 공사자재를 적재하여 운송하기 위해 덤프트럭이 널리 사용되고 있다. In general, dump trucks are widely used at construction and civil engineering sites to load and transport construction materials such as soil and gravel.
이러한 덤프트럭에는 건설 및 토목 공사자재와 같은 적재물을 대량으로 적재할 수 있는 데크(deck)가 장착되어 있으며, 덤핑 작업 시에 데크를 상승 및 회전시켜 적재물을 하차하도록 되어 있다.These dump trucks are equipped with a deck that can load large quantities of cargo such as construction and civil engineering materials, and the deck is raised and rotated to unload the cargo during dumping operations.
이를 위해 덤프트럭의 데크에는 후단 하측의 힌지 결합부가 차체 프레임과 힌지결합되고 그 전단부가 실린더 기구를 매개로 하여 차체 프레임에 연결되는 구조로 장착된다. 또한 데크의 후단에는 적재물을 배출하기 위한 게이트가 구비된다. For this purpose, the deck of the dump truck is equipped with a structure in which the hinged part at the bottom of the rear end is hinged with the car body frame and the front end is connected to the car body frame via a cylinder mechanism. Additionally, a gate is provided at the rear end of the deck to discharge cargo.
도 1은 통상의 덤프트럭을 도시한 사시도이다. 이와 같은 덤프트럭(10)의 적재물 하차 작업, 즉 덤핑 작업 시에는 실린더 기구(14)의 피스톤 로드(14a)를 상방으로 전진 작동시켜 데크(12)의 전단부를 위로 상승시키고, 이에 데크(12) 전체가 차체 프레임(11)과의 힌지결합부(미도시)를 중심으로 회전되도록 하여, 적재물이 데크(12) 후단의 게이트(12a)를 통해 배출될 수 있도록 한다. Figure 1 is a perspective view showing a typical dump truck. During the operation of unloading the load of the dump truck 10, that is, the dumping operation, the piston rod 14a of the cylinder mechanism 14 is moved upward to raise the front end of the deck 12 upward, and thus the deck 12 The entire body is rotated around a hinge joint (not shown) with the vehicle body frame 11, so that the load can be discharged through the gate 12a at the rear end of the deck 12.
한편, 덤프트럭의 경우 데크에 실린 각종 적재물을 하차하기 위해 덤핑을 실시하게 되면 차체 프레임에서 데크가 상승함에 따라 트럭 전체의 무게중심이 상방향으로 올라가게 된다. 그런데, 덤프트럭의 데크 제어를 하는 공사현장은 대개 바위, 흙, 자갈 등이 정리되지 않은 채로 남아 있으며, 지형이 비탈진(경사진) 환경도 많이 존재 한다. 이런 가혹한 환경에서 최대 27 톤이나 되는 적재물을 쏟아낼 때에는 위험한 상황이 많이 발생한다. Meanwhile, in the case of a dump truck, when dumping is performed to unload various loads on the deck, the center of gravity of the entire truck rises upward as the deck rises from the body frame. However, construction sites where dump truck decks are controlled usually have unorganized rocks, soil, and gravel, and there are many environments where the terrain is sloping. Many dangerous situations occur when loading loads weighing up to 27 tons in such harsh environments.
이때, 덤프트럭이 정차하고 있는 지면의 횡경사가 없을 경우에는 상관이 없으나, 경사진 환경에서 데크에 적재물이 실려 있는 채로 리프트 업을 할 경우 차량 전복 사고가 발생할 수도 있다. 설령 전복사고가 발생하지는 않더라도 덤프트럭 운전자에게 굉장한 정신적 피로와 중압감을 안기는 환경인 것만은 분명하다.At this time, it does not matter if there is no lateral slope of the ground on which the dump truck is parked, but if the lift is performed with the load on the deck in a sloping environment, a vehicle overturning accident may occur. Even if a rollover accident does not occur, it is clear that it is an environment that places great mental fatigue and pressure on dump truck drivers.
따라서 횡경사가 심한 곳에는 덤핑을 하지 말도록 사용자 매뉴얼이나 운전석에 표기하고는 있으나, 실제로 운전자는 이러한 지시를 잘 지키고 있지 않는 실정이다.Therefore, although it is written in the user manual or on the driver's seat to avoid dumping in areas with severe lateral inclination, in reality, drivers do not follow these instructions well.
덤프트럭의 전복을 방지하기 위한 선행문헌으로, 한국 공개특허공고 10-2014-0013634 호에 따르면, 횡경사지에서의 덤핑 작업시 차량의 전복 위험을 판단한 후 운전자에게 경고함과 더불어 자동으로 데크의 무게중심을 이동시켜 줌으로써 차량 전복을 방지하고, 어느 정도의 경사지에서도 덤핑 작업을 수행할 수 있도록 해주는 덤프트럭의 전복 방지 장치로서, 차체 프레임의 좌측 부분과 우측 부분으로 인가되는 하중을 검출하는 하중검출수단과, 하중검출수단의 검출신호로부터 차량 전복의 위험이 있는 것으로 판단한 경우 차량 전복을 방지하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부와, 제어부가 출력하는 제어신호에 따라 데크와의 결합부인 실린더 기구의 결합부를 데크에 대해 좌측 또는 우측으로 이동시켜 덤프트럭 전체의 무게중심을 이동시키는 구동수단을 포함하는 덤프트럭의 전복 방지 장치가 개시되어 있다. According to Korean Patent Publication No. 10-2014-0013634, which is a prior document for preventing tipping over of dump trucks, the weight of the deck is automatically adjusted after determining the risk of overturning the vehicle during dumping work on a lateral slope and warning the driver. It is a tipping prevention device for a dump truck that prevents the vehicle from overturning by shifting the center of gravity and allows dumping operations to be performed even on slopes of any degree, and is a load detection means that detects the load applied to the left and right parts of the vehicle body frame. And, when it is determined that there is a risk of vehicle overturning from the detection signal of the load detection means, a control unit that outputs a control signal to prevent the vehicle from overturning, and a coupling unit of the cylinder mechanism, which is a coupling unit with the deck, according to the control signal output by the control unit. A tipping prevention device for a dump truck is disclosed, which includes a driving means that moves the entire center of gravity of the dump truck by moving it to the left or right with respect to the deck.
하지만, 이와 같은 종래의 기술은 차량이 횡경사지인 덤핑 장소에 위치한 후에 데크의 좌측 부분과 우측 부분에 인가되는 하중을 비교하고 전복 예측 방향과 반대방향으로 실린더 기구의 결합부를 이동시키는 방식이므로, 일단 덤핑 장소에 위치해보고 나서야 제어가 가능한 방식이므로, 작업가능성을 고려함에 있어 현저하게 능률이 떨어진다. However, this conventional technology is a method of comparing the load applied to the left and right parts of the deck after the vehicle is located at a dumping site, which is a lateral slope, and moving the coupling part of the cylinder mechanism in the opposite direction to the expected rollover direction. Since it is a method that can be controlled only after locating at the dumping site, efficiency is significantly reduced when considering workability.
또한, 종래의 기술은 차량과 데크의 결합부를 좌우로 이동함에 따라 무게중심에 변화를 주어 전복의 위험을 방지하고자 하지만, 무게중심의 변화에도 한계가 있으며, 그 무게중심 변화가 비교적 높은 곳에서 이루어지는 경우 오히려 전복의 위험성을 높일 수도 있다. In addition, the conventional technology attempts to prevent the risk of overturning by changing the center of gravity as the joint between the vehicle and the deck moves left and right, but there is a limit to the change in the center of gravity, and the change in the center of gravity occurs at a relatively high place. In this case, it may actually increase the risk of overturning.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술에 있어서의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그의 목적은, 경사진 장소에서의 덤핑 작업시, 덤프 트럭의 무게중심 변화에 있어서의 효율성 및 안정성을 향상시키기 위해 덤프 트럭 축 바퀴의 위치를 각각 독립적으로 제어함으로써 전복의 위험성을 방지할 수 있는 덤프트럭의 데크 제어장치 및 제어방법을 제공함에 있다.The present invention is to solve the problems in the prior art as described above, and its purpose is to improve the efficiency and stability in changing the center of gravity of the dump truck during dumping work in an inclined place. The aim is to provide a deck control device and control method for a dump truck that can prevent the risk of overturning by independently controlling the positions of each axle wheel.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 덤핑 작업이 용이하고 안전한 위치를 주변 환경에서 검색함으로써 작업 능률을 향상시킬 수 있는 덤프트럭의 데크 제어장치 및 제어방법을 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a deck control device and control method for a dump truck that can improve work efficiency by searching the surrounding environment for a location in the surrounding environment where dumping work is easy and safe.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.
상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 덤프트럭의 데크 제어장치는, 데크 적재물의 중량, 무게중심 및 경사도를 측정하여 전기적 신호를 출력하는 측정수단과; 각 차축의 좌우측에 차체를 지지하도록 설치된 에어 스프링과; 상기 에어 스프링에 에어를 공급하여 구동하는 구동부; 및, 상기 측정수단으로부터의 신호에 따라 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 데크의 리프팅시, 상기 측정수단으로부터의 정보에 근거하여 데크의 무게중심을 안정시키도록 상기 에어 스프링으로의 공압 송출을 제어하도록 구성된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, a dump truck deck control device according to an embodiment of the present invention includes measuring means for measuring the weight, center of gravity, and inclination of a deck load and outputting an electrical signal; Air springs installed on the left and right sides of each axle to support the vehicle body; A driving unit that supplies air to the air spring to drive it; And, a control unit that controls the driving unit according to a signal from the measuring means, wherein the control unit controls the air spring to stabilize the center of gravity of the deck based on the information from the measuring means when lifting the deck. It is configured to control pneumatic delivery.
바람직하게는, 상기 데크 적재물의 중량 및 무게중심은 축중센서에 의한 측정에 의하여 추정한다. Preferably, the weight and center of gravity of the deck load are estimated by measurement using an axle load sensor.
바람직하게는, 경사도는 횡경사도 및 종경사도를 측정하는 것이며, 횡경사도는 종가속도 센서에 의하여 측정한 종가속도 값에 근거하여 추정되며, 종경사도는 횡가속도 센서에 의하여 측정한 횡가속도 값에 근거하여 추정된다.Preferably, the inclination is measured by measuring the lateral inclination and the longitudinal inclination, the lateral inclination is estimated based on the longitudinal acceleration value measured by the longitudinal acceleration sensor, and the longitudinal inclination is estimated based on the lateral acceleration value measured by the lateral acceleration sensor. It is estimated.
바람직하게는, 본 발명의 데크 제어장치는, 데크의 리프팅에 적합한 장소를 탐색하기 위한 탐색 수단을 더 포함한다.Preferably, the deck control device of the present invention further includes search means for searching for a suitable place for lifting the deck.
바람직하게는, 상기 탐색 수단은 차량에 장착된 스테레오 카메라를 이용한다.Preferably, the search means uses a stereo camera mounted on the vehicle.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 덤프트럭의 데크 제어방법은, 데크 적재물의 중량, 무게중심 및 경사도를 측정하는 단계와; 각 차축의 좌우측에 설치된 에어 스프링에 의하여 적재물의 중량분배 및 리프트업 범위를 계산하는 단계; In addition, the deck control method of a dump truck according to an embodiment of the present invention includes measuring the weight, center of gravity, and inclination of the deck load; Calculating the weight distribution and lift-up range of the load using air springs installed on the left and right sides of each axle;
차량의 데크를 리프트업하는 단계; 및, 상기 계산결과에 따라 각 에어 스프링을 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Lifting up the deck of the vehicle; And, a step of driving each air spring according to the calculation results.
바람직하게는, 상기 각 에어 스프링에 의한 적재물의 중량의 분배는 백분비로 표시되도록 계산된다.Preferably, the distribution of the weight of the load by each air spring is calculated to be expressed as a percentage.
바람직하게는, 상기 데크 적재물의 중량 및 무게중심은 축중량의 측정에 의하여 추정한다. Preferably, the weight and center of gravity of the deck load are estimated by measuring the axle weight.
바람직하게는, 본 발명의 데크 제어방법은, 데크의 리프팅에 적합한 장소를 탐색하는 단계를 더 포함한다.Preferably, the deck control method of the present invention further includes the step of searching for a suitable place for lifting the deck.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 덤프트럭의 데크 제어장치 및 제어방법에 따르면, 경사진 장소에서의 덤핑 작업시, 항상 덤프 트럭의 무게중심을 유지시켜주기 때문에, 작업에 있어서의 효율성 및 안정성을 향상시킬 수 있다.According to the dump truck deck control device and control method of the present invention configured as described above, the center of gravity of the dump truck is always maintained during dumping work in an inclined place, thereby improving efficiency and stability in work. You can do it.
또한, 본 발명에 따르면, 덤프 트럭 축의 높이를 각각 독립적으로 제어함으로써 전복의 위험성을 방지할 수 있다.Additionally, according to the present invention, the risk of tipping over can be prevented by independently controlling the height of each dump truck axle.
또한, 본 발명에 따르면, 덤핑 작업이 용이하고 안전한 위치를 주변 환경에서 검색할 수 있도록 함으로써 작업 능률을 향상시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, work efficiency can be improved by allowing a location in the surrounding environment to be searched for an easy and safe dumping operation.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects that can be obtained from the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.
도 1은 통상의 덤프트럭을 도시한 사시도이다.
도 2는 스테레오 카메라가 장착된 AVM 시스템을 가지는 상용차에 있어서, 모니터를 통하여 나타나는 지형과 관련된 지형 판단수단의 기능을 설명하는 도면이다.
도 3은 가속도 센서를 활용하여 차량의 횡경사도 및 종경사도를 추정하기 위한 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 덤프트럭의 데크 제어장치의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 5는 ECAS 시스템의 축중 센서를 활용한 데크의 적재물 중량 및 위치추정관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5의 축중 센서를 활용한 각 액슬별 에어 스프링의 제어상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 에어 서스펜션의 에어 스프링을 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 덤프트럭의 데크 제어방법의 일례를 나타내는 플로우 차트이다.Figure 1 is a perspective view showing a typical dump truck.
Figure 2 is a diagram illustrating the function of a terrain determination means related to the terrain displayed through a monitor in a commercial vehicle having an AVM system equipped with a stereo camera.
Figure 3 is a diagram showing a method for estimating the lateral inclination and longitudinal inclination of a vehicle using an acceleration sensor.
Figure 4 is a block diagram showing an example of a dump truck deck control device according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram to explain the load weight and position estimation relationship on the deck using the axle load sensor of the ECAS system.
Figure 6 is a diagram for explaining the control state of the air spring for each axle using the axle load sensor of Figure 5.
Figure 7 is a diagram explaining the air spring of the air suspension used in one embodiment of the present invention.
Figure 8 is a flow chart showing an example of a dump truck deck control method according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
도면에 있어서는, 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 그 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.In the drawings, in order to clearly explain the present invention, parts that are not relevant to the description are omitted, and similar parts are given similar reference numerals throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 하였을 때에는, 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Throughout the specification, when a part is said to "include" or "have" a certain element, in this application, terms such as "include" or "have" refer to the features, numbers, steps, and operations described in the specification. , is intended to specify the existence of a component, part, or combination thereof, but does not preclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. It must be understood.
또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.Additionally, parts indicated with the same reference numbers throughout the specification refer to the same components.
본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed descriptions will be omitted. In addition, the attached drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, and the technical idea disclosed in this specification is not limited by the attached drawings, and all changes included in the spirit and technical scope of the present invention are not limited. , should be understood to include equivalents or substitutes.
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. When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be.
기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 발명의 실시예들을 배제하도록 해석될 수는 없다.All terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field of the present invention. Terms defined in commonly used dictionaries can be interpreted as having the same or similar meaning as the meaning they have in the context of related technology, and unless clearly defined in this document, they are not interpreted in an ideal or excessively formal sense. . In some cases, even terms defined in this document cannot be interpreted to exclude embodiments of the present invention.
(실시예)(Example)
먼저, 덤프트럭의 운전자가 데크를 덤핑하기 위하여 적절한 지형을 탐색하는 단계에 대하여 설명한다.First, the steps in which a dump truck driver searches for appropriate terrain to dump a deck will be described.
도 2는, 스테레오 카메라가 장착된 AVM 시스템을 가지는 상용차에 있어서, 모니터를 통하여 나타나는 지형과 관련된 지형 판단수단의 기능을 설명하는 도면이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 모니터 상에서 운전자가 데크를 리프트업하고자 하는 위치를 클릭하여 표시하면, 스테레오 카메라를 장착하고 있는 AVM 시스템의 콘트롤러는 예를 들어 그 위치를 기준으로 반경 3미터 이내에서 스테레오 카메라를 활용하여 전방에 위치한 환경 중 리프트업에 가장 적합한 위치, 예를 들어 차량에 대한 종경사도 및 횡경사도가 0에 가장 가까운 위치부터 몇군데를 검색하여 표시한다. FIG. 2 is a diagram illustrating the function of the terrain determination means related to the terrain displayed on the monitor in a commercial vehicle having an AVM system equipped with a stereo camera. As shown in the drawing, when the driver clicks to mark the location on the monitor where he or she wants to lift the deck, the controller of the AVM system equipped with a stereo camera, for example, operates the stereo camera within a radius of 3 meters based on that location. Using this, it searches for and displays several locations in the environment located in front that are most suitable for lift-up, for example, the location where the longitudinal and lateral inclinations for the vehicle are closest to 0.
그러면 운전자는 그 덤프트럭을 운전하여 동 AVM 시스템이 검색한 위치로 진행한다.The driver then drives the dump truck to the location searched by the AVM system.
덤핑 예정장소에 운전자가 차량을 위치시키면, 다음으로 차량의 VDC (Vehicle Dynamic Contrl: 차체자세 제어장치)에 포함되어 있는 종가속도 센서에 의하여 차량이 위치한 지형의 경사도를 파악한다. 즉, 차량이 정차하고 있고 종가속도 센서가 측정한 종가속도값 ≠ 0 일 때 그 종가속도값을 활용하여 경사각(θ)을 계산할 수 있다. 마찬가지로, 횡경사도도 계산이 가능하다.When the driver places the vehicle at the dumping site, the slope of the terrain on which the vehicle is located is determined by the longitudinal acceleration sensor included in the vehicle's VDC (Vehicle Dynamic Control). In other words, when the vehicle is stopped and the longitudinal acceleration value measured by the longitudinal acceleration sensor is ≠ 0, the inclination angle (θ) can be calculated using the longitudinal acceleration value. Likewise, the lateral slope can also be calculated.
도 3A 및 3B는, 가속도 센서를 활용하여 차량의 횡경사도 및 종경사도를 추정하기 위한 방법을 나타내는 도면이다. 가속도 센서에서 측정한 차량의 종가속도값을 활용함으로써 도3의 방법을 이용하면 차량의 횡경사도 및 종경사도를 추정할 수 있다. 3A and 3B are diagrams showing a method for estimating the lateral inclination and longitudinal inclination of a vehicle using an acceleration sensor. By using the longitudinal acceleration value of the vehicle measured by the acceleration sensor, the lateral inclination and longitudinal inclination of the vehicle can be estimated using the method of Figure 3.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 덤프트럭의 데크 제어장치의 일례를 나타내는 블록도이다.Figure 4 is a block diagram showing an example of a dump truck deck control device according to an embodiment of the present invention.
도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 데크 제어장치는, 데크 적재물의 중량, 무게중심 및 경사도를 측정하여 전기적 신호를 출력하는 측정수단(100)과, 각각 차축의 좌/우측에서 차체를 지지하도록 설치된 에어 스프링(400)과, 상기 에어 스프링(400)에 에어를 공급하여 구동하는 구동부(300) 및, 상기 측정수단(100)으로부터의 신호에 따라 상기 구동부(300)를 제어하는 제어부(200)를 포함하여 구성된다. As shown in the drawing, the deck control device of the present invention includes measuring means 100 that measures the weight, center of gravity, and inclination of the deck load and outputs an electrical signal, and a device installed to support the vehicle body on the left and right sides of the axle, respectively. An air spring 400, a driving unit 300 that drives the air spring 400 by supplying air, and a control unit 200 that controls the driving unit 300 according to a signal from the measuring means 100. It consists of:
데크 적재물의 중량, 무게중심 및 경사도는, 근래 상용차에서 많이 사용되고 있는 ECAS(Electronical Controlled Air Suspension)의 축중 센서를 활용하면 데크에 적재된 적재물의 중량 및 위치를 추정할 수 있다.The weight, center of gravity, and inclination of the deck load can be estimated by using the axle load sensor of ECAS (Electronic Controlled Air Suspension), which is widely used in commercial vehicles these days.
도 5는 ECAS 시스템의 축중 센서를 활용한 데크의 적재물 중량 및 위치추정관계를 설명하기 위한 도면으로서, 덤프트럭의 데크를 리프트 업하기 전에, 먼저 액슬 #2의 좌우측의 A,B의 축중과, 액슬 #3의 좌우측의 A,B의 축중 및, 액슬 #4의 좌우측 A,B의 축중을 각각 측정하고, 이들을 전부 더하면, 즉:Figure 5 is a diagram to explain the load weight and position estimation relationship of the deck using the axle load sensor of the ECAS system. Before lifting up the deck of the dump truck, first, the axle load of A and B on the left and right sides of axle #2, Measure the axle loads of A and B on the left and right sides of axle #3, and the axle loads of A and B on the left and right sides of axle #4, and add them all together, that is:
AXLE #2 A,B + AXLE #3 A,B + AXLE #4 A,B = 적재물 총 중량 AAXLE #2 A,B + AXLE #3 A,B + AXLE #4 A,B = Total weight of load A
가 된다. It becomes.
한편, 도 6 및 도 7은 각각 도 5의 축중 센서를 활용한 각 액슬별 에어 스프링의 제어상태 및 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 에어 서스펜션의 에어 스프링을 설명하는 도면이다. Meanwhile, FIGS. 6 and 7 are diagrams illustrating the control state of the air spring for each axle using the axle load sensor of FIG. 5 and the air spring of the air suspension used in an embodiment of the present invention, respectively.
본 발명에 있어서는, 차량이 덤프 작업을 하기 위해 차량이 덤핑 장송에 위치하면, 다시 한번 가속도 센서를 활용하여 횡경사도/종경사도를 측정하고, 데크가 리프트업 될 때 계속적으로 가변하는 적재물 중량 정보(무게중심)를 실시간으로 측정하여, 차량의 무게중심이 안정되는 방향으로 에어 스프링(에어 서스펜션)의 제어를 통해 각 축별로 좌/우를 구별하여 높이를 조절한다. In the present invention, when the vehicle is located in the dumping field for dumping work, the acceleration sensor is once again used to measure the lateral inclination/longitudinal inclination, and the continuously variable load weight information ( The center of gravity is measured in real time, and the height is adjusted by distinguishing left/right for each axis through control of the air spring (air suspension) in a direction that stabilizes the vehicle's center of gravity.
예를 들면 도 6에 나타낸 바와 같이, 전방 액슬을 제외하고 3개의 액슬에서의 좌/우 6개의 에어 스프링의 높이를 조절함으로써, 리프팅 시의 차량의 자세를 안정되게 제어할 수 있다.For example, as shown in FIG. 6, the posture of the vehicle during lifting can be stably controlled by adjusting the heights of six left and right air springs on three axles excluding the front axle.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 덤프트럭의 데크 제어방법의 일례를 나타내는 플로우 차트로서, 차량이 덤핑 장소에 도착한 후, 제어부(200)는 측정수단으로서의 센서(100)들을 이용하여 데크 적재물의 중량, 무게중심 및 경사도를 측정하게 된다(S101 단계).Figure 8 is a flow chart showing an example of a deck control method of a dump truck according to an embodiment of the present invention. After the vehicle arrives at the dumping site, the control unit 200 uses sensors 100 as measurement means to measure the deck load. The weight, center of gravity, and slope are measured (step S101).
그 후, 제어부(200)는 축중센서를 이용하여 적재물의 중량 분포 및 분배량을 계산하고 리프트업 범위를 백분율(%)로 표시한다(S102 단계).Afterwards, the control unit 200 calculates the weight distribution and distribution amount of the load using the axle load sensor and displays the lift-up range as a percentage (step S102).
또한, 제어부(200)는 이러한 전 단계에서의 중량분포 및 분배량에 의거하여, 현재의 데크의 적재물이 리프트업 가용범위에 있는지를 판단한다(S103 단계).In addition, the control unit 200 determines whether the load on the current deck is within the lift-up range based on the weight distribution and distribution amount in the previous steps (step S103).
그리고, 만약 리프트업 범위가 차량의 데크를 비우기 위하여 들어올리는 리프트업 가용범위에 들어가게 되는 경우에는 데크를 리프트업하게 된다(S105 단계). 그러면 도 7에 나타낸 바와 같은 에어 스프링 시스템에 있어서, 제어부(200)는 에어탱크로부터의 공압을, 밸브를 통하여 좌우 양측의 에어 스프링으로 송출함으로써 좌/우 차축의 높이를 제어할 수 있게 되는 것이다(S106 단계).And, if the lift-up range falls within the lift-up available range for lifting to empty the deck of the vehicle, the deck is lifted up (step S105). Then, in the air spring system as shown in FIG. 7, the control unit 200 can control the height of the left and right axles by sending pneumatic pressure from the air tank to the air springs on both left and right sides through the valve ( Step S106).
만약 리프트업 가용범위에 들어가지 않는 경우에는 더 이상의 작업을 중단하고 다른 덤핑장소를 물색하게 된다(S104 단계).If it is not within the available lift-up range, further work is stopped and another dumping location is searched (step S104).
실제모드로서, 차량에는 클러스터 등에 덤핑모드 스위치를 구비하고, 덤핑모드 스위치를 누르게 되면, 상술한 바와 같이 스테레오 카메라를 이용하여 차량은 주변 환경에서 덤핑에 최적 환경을 검색한 후, 덤핑 장소로 이동하고, 실제 덤핑시에는 안정성 및 편의성을 위해 본 발명의 데크 제어장치 및 제어방법을 활용하여 제어를 수행하게 된다. In the actual mode, the vehicle is equipped with a dumping mode switch in the cluster, etc., and when the dumping mode switch is pressed, the vehicle searches the surrounding environment for the optimal environment for dumping using a stereo camera as described above, and then moves to the dumping location. , In actual dumping, control is performed using the deck control device and control method of the present invention for stability and convenience.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The above detailed description should not be construed as restrictive in any respect and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.
Claims (10)
상기 데크 적재물의 중량, 무게중심 및 경사도를 측정하여 전기적 신호를 출력하는 측정수단과;
각 차축의 좌우측에서 차체를 지지하도록 설치된 에어 스프링과;
상기 에어 스프링에 에어를 공급하여 구동하는 구동부; 및,
상기 측정수단으로부터의 신호에 따라 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 AVN 시스템 콘트롤러는 상기 모니터를 통해 운전자로부터 데크를 리프팅하기 위한 위치를 입력 받으면 상기 위치를 기준으로 설정된 반경 이내에서 전방에 위치한 환경 중 상기 리프팅을 하기에 적합한 위치를 적어도 하나 이상 상기 모니터에 표시하고,
상기 제어부는 상기 데크의 상기 리프팅시, 상기 측정수단으로부터의 정보에 근거하여 상기 데크의 무게중심을 안정시키도록 상기 에어 스프링으로의 공압 송출을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 덤프트럭의 데크 제어장치.AVN system controller, which includes a vehicle-mounted stereo camera and monitor to search for suitable locations for lifting the deck;
Measuring means for measuring the weight, center of gravity, and inclination of the deck load and outputting an electrical signal;
Air springs installed to support the vehicle body on the left and right sides of each axle;
A driving unit that supplies air to the air spring to drive it; and,
It includes a control unit that controls the driving unit according to a signal from the measuring means,
When the AVN system controller receives a position for lifting a deck from the driver through the monitor, it displays on the monitor at least one position suitable for the lifting among the environments located in front within a radius set based on the position. ,
The control unit is configured to control pneumatic pressure delivery to the air spring to stabilize the center of gravity of the deck based on information from the measuring means when the deck is lifted. Device.
데크 적재물의 중량 및 무게중심은 축중센서에 의한 측정에 의하여 추정되는 것을 특징으로 하는, 덤프트럭의 데크 제어장치. According to clause 1,
A deck control device for a dump truck, characterized in that the weight and center of gravity of the deck load are estimated by measurement by an axle load sensor.
상기 경사도는 횡경사도 및 종경사도를 측정하는 것이며, 상기 횡경사도는 종가속도 센서에 의하여 측정한 종가속도 값에 근거하여 추정되고, 종경사도는 횡가속도 센서에 의하여 측정한 횡가속도 값에 근거하여 추정되는 것을 특징으로 하는, 덤프트럭의 데크 제어장치.According to clause 1,
The slope measures the lateral inclination and the longitudinal inclination. The lateral inclination is estimated based on the longitudinal acceleration value measured by the longitudinal acceleration sensor, and the longitudinal inclination is estimated based on the lateral acceleration value measured by the lateral acceleration sensor. A deck control device for a dump truck, characterized in that:
상기 데크의 리프팅에 적합한 장소가 탐색되면 운전자로부터 상기 데크를 리프팅 하기 위한 위치를 입력받는 단계;
상기 위치를 입력받으면 상기 위치를 기준으로 설정된 반경 이내에서 전방에 위치한 환경 중 상기 리프팅을 하기에 적합한 위치가 디스플레이되는 단계;
데크 적재물의 중량, 무게중심 및 경사도를 측정하는 단계;
각 차축의 좌우측에 설치된 에어 스프링에 의하여 적재물의 중량분배 및 리프트업 범위를 계산하는 단계;
차량의 데크를 리프트업하는 단계; 및,
상기 계산결과에 따라 각 에어 스프링을 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 덤프트럭의 데크 제어방법.Searching for suitable places for lifting the deck;
When a suitable place for lifting the deck is found, receiving a position for lifting the deck from the driver;
Upon receiving the location, displaying a location suitable for the lifting among the environments located in front within a radius set based on the location;
Measuring the weight, center of gravity, and inclination of the deck load;
Calculating the weight distribution and lift-up range of the load using air springs installed on the left and right sides of each axle;
Lifting up the deck of the vehicle; and,
A deck control method for a dump truck, comprising the step of driving each air spring according to the calculation results.
상기 데크 적재물의 중량 및 무게중심은 축중센서에 의한 측정에 의하여 추정되는 것을 특징으로 하는, 덤프트럭의 데크 제어방법.According to clause 6,
A deck control method for a dump truck, characterized in that the weight and center of gravity of the deck load are estimated by measurement by an axle load sensor.
상기 경사도는 횡경사도 및 종경사도를 측정하는 것이며, 상기 횡경사도는 종가속도 센서에 의하여 측정한 종가속도 값에 근거하여 추정되고, 종경사도는 횡가속도 센서에 의하여 측정한 횡가속도 값에 근거하여 추정되는 것을 특징으로 하는, 덤프트럭의 데크 제어방법.According to clause 6,
The slope measures the lateral inclination and the longitudinal inclination. The lateral inclination is estimated based on the longitudinal acceleration value measured by the longitudinal acceleration sensor, and the longitudinal inclination is estimated based on the lateral acceleration value measured by the lateral acceleration sensor. A deck control method for a dump truck, characterized in that:
상기 각 에어 스프링에 의한 적재물의 중량 분배는 백분비로 표시되도록 계산되는 것을 특징으로 하는, 덤프트럭의 데크 제어방법.According to clause 6,
A deck control method for a dump truck, characterized in that the weight distribution of the load by each air spring is calculated to be expressed as a percentage.
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