KR20020031406A

KR20020031406A - 동력 기계용 진단 및 제어 장치

Info

Publication number: KR20020031406A
Application number: KR1020027001853A
Authority: KR
Inventors: 루쏘스콧알.; 브랜트케네쓰에이.
Original assignee: 찰스 알. 호지; 클라크 이큅먼트 컴파니
Priority date: 1999-08-13
Filing date: 2000-08-10
Publication date: 2002-05-01
Also published as: CA2380497A1; US6493616B1; EP1206731B1; CA2380497C; DE60031416D1; WO2001013187A2; ES2270863T3; DE60031416T2; AU6535400A; EP1206731A2; JP2003515198A; WO2001013187A3

Abstract

진단 및 제어 유니트(50)는 현장 기술자가 동력 기계(10)의 운전을 해제하고 모니터하게 해주며, 동력 기계(10)를 정비소 또는 공장으로 보내는 일이 없이 동력 기계(10)의 진단을 수행하고 동력 기계(10)의 운전 파라미터를 변형시킨다. 진단 및 제어 유니트(50)는 예시적으로 원격 시동 및 제어 인터페이스(57) 및 제어기(52)를 포함한다. 원격 시동 및 제어 인터페이스(57)는 동력 기계(10)의 유압 기능 중의 하나 이상의 동작을 해제하는 입력을 수신한다.

Description

동력 기계용 진단 및 제어 장치{DIAGNOSTIC AND CONTROL UNIT FOR POWER MACHINE}

스키드 스티어 로더와 같은 동력 기계는 통상적으로 버킷(bucket)과 같은 작업 도구를 지지하는 이동식 리프트 암 및 캡(cab)을 지지하는 프레임을 갖춘다. 이동식 리프트 암은 일반적으로 유압 실린더인 동력식 액츄에이터에 의해 스키드 스티어 로더의 프레임에 피벗식으로 결합된다. 또한, 상기 도구는 마찬가지로 일반적으로 유압 실린더인 다른 동력식 액츄에이터에 의해 리프트 암에 결합된다. 스키드 스티어 로더를 다루는 조작자는 리프트 암에 결합된 유압 실린더와 도구에 결합된 유압 실린더를 작동시킴으로써 리프트 암을 올리고 내리며 도구를 조작한다. 조작자가 리프트 암에 결합된 유압 실린더의 길이가 늘어나게 하면, 리프트 암은 대체로 수직 상향으로 움직인다. 역으로, 조작자가 리프트 암에 결합된 유압 실린더의 길이가 줄어들게 하면, 리프트 암은 대체로 수직 하향으로 움직인다. 마찬가지로, 조작자는 리프트 암 및 작업 도구에 결합된 유압 실린더의 길이가 늘어나거나 줄어들게 제어함으로서 (예컨대, 버킷을 기울이는 것과 같이) 도구를 원하는 대로 다룰 수 있다.

스키드 스티어 로더에는 일반적으로 유압 펌프를 구동하며 스키드 스티어 로더의 이동을 추진하는 동력 유압 구동 모터를 구동하는 엔진도 갖춘다. 구동 모터는 일반적으로 체인 구동 장치와 같은 구동 메커니즘을 통하여 휠에 결합된다.

통상적으로, 리프트 암에 소용되는 유압 회로, 도구 및 구동 메커니즘은 레버, 페달 및/또는 손잡이로의 기계적 링크에 의해 제어되는데, 이들 모두는 조작자에 의해 조종될 수 있다. 최근에 승강 및 기울임 기능(예컨대, 리프트 암 및 도구)을 제어하는 유압 회로는 조작자 인터페이스로부터의 입력의 함수로서 전자 제어에 의해 제어된다. 제어기는 조작자 입력의 함수로서 유압 회로 내에서 유압 유체의 흐름을 제어하는 데 소용된다. 통상적으로 제어기는 (스위치, 방아쇠, 손잡이 또는 버튼과 같은 입력 기구에 의해 생성된 전기 신호인) 조작자 입력을 제어기 출력과 상관시키도록 프로그램할 수 있는 마이크로프로세서이다. 제어기 출력은 솔레노이드 또는 밸브 스풀과 결합된 밸브를 통하여 유압 유체 흐름을 제어하도록, 예컨대 전기적으로 제어되는 솔레노이드 또는 밸브 스풀에 제공되는 전기 신호이다. 따라서, 리프트 암 및 도구 (및 보조 연결기 또는 그 밖의 연결기)를 제어하는 유압 회로는 제어기 출력의 함수로서 작동한다. 따라서, 동력 기계 상의 다양한 유압 기구의 제어는 제어기와 관련된 소프트웨어에 의해 정해지는 데 따른 조작자 입력의 함수이다. 제어기에 로딩된 소프트웨어에는 통상적으로 일 세트의 작동 파라미터가 포함되는데, 이것은 제조 공장에서 미리 정해져 제어기에 로딩되는 것이다.

만일 동력 기계가 제조 공장을 떠나 현장에서 사용된 후에, 예컨대 기구 또는 부속물을 기계에 부가하여 동력 기계의 성능을 바꾸거나 동력 기계의 작동 특성을 변화시키는 것이 필요하거나 바람직하다면, 재구성된 동력 기계의 성능을 변화 또는 개선시키도록 제어기 상의 소프트웨어를 수정할 필요가 있을 수 있다. 또한, 동력 기계가 일정 기간 동안 사용된 후에, 일정 파라미터를 다시 검교정하거나 소프트웨어를 더 새로운 것으로 업그레이드하기 위하여 제어기 상의 소프트웨어를 수정하는 것이 필요하거나 바람직할 수 있다. 특히, 동력 기계의 성능을 증진시키거나 새로이 입수한 부속물을 사용하기에 적합하게 만들도록 소프트웨어를 향상시키는 것이 바람직할 수 있다. 종래의 동력 기계에서는 이러한 재 프로그래밍을 수용하도록 (제어기 또는 이와 관련된 메모리 또는 이들 양자와 같은) 부품을 완전히 교체하는 것이 필요하였다. 이는 비용이 들고 비효율적인 것이다.

마찬가지로, 동력 기계의 테스트 또는 모니터링 작업 또는 동력 기계상의 문제의 진단은 어려울 수 있다. 예컨대, 유압 회로가 전자 제어기에 의해 제어되는 종류의 동력 기계의 경우에 그러한 시스템에서의 진단을 수행하는 것은 꽤 복잡하고 시간이 소요되는 일이다.

본 발명은 동력 기계에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 동력 기계에 사용하는 진단 장치 (또는 정비 도구)에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스키드 스티어 로더의 측면도이고,

도 2a는 동력 기계용 제어 시스템의 블록 다이아그램이고,

도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 및 제어 유니트의 블록 다이아그램이고,

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 및 제어 유니트의 작동을 나타내는 플로우챠트이고,

도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명의 원격 시동 및 제어 인터페이스의 일 실시예의 정면도 및 배면도이고,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 인터페이스의 도면이고,

도 6은 메모리에 저장된 정보 및 테이블로서, 본 발명에 다른 몇 개의 예시적인 프로그램 가능한 작동 파라미터를 나타내는 것이고,

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 인터페이스의 작동을 나타내는 플로우 다이아그램이고,

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 진단 및 제어 유니트를 통한 모니터링을 보여주는 사용자 인터페이스를 나타내는 도면이고,

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 확대된 디스플레이를 보여주는 사용자 인터페이스를 나타내는 도면이고,

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 경보 및 최신 진단 코드의 디스플레이를 보여주는 사용자 인터페이스를 나타내는 도면이고,

도 11은 컴퓨터와 본 발명에 따른 진단 및 제어 유니트 사이의 통신에 이용되는 정보를 포함하는 데이터 구조를 나타내는 도면이다.

본 발명은 스키드 스티어 로더와 같은 동력 기계에 사용하기 위한 정비 도구를 제공한다. 정비 도구는 현장의 기술자가 동력 기계의 모니터 조작, 동력 기계의 작동의 제어, 동력 기계상의 진단 수행 및/또는 부품의 재배치 없이 동력 기계의 작동 파라미터의 변경 중 하나 이상의 작업을 수행하게 해준다.

현장에서 진단을 수행하는 성능으로 인하여 비용 및 시간이 절감된다. 진단 중에 동력 기계를 제어하고 모니터하는 성능은 필요한 경우 기술자가 기계의 성능을 테스트하고 기계의 작동 파라미터를 수정하게 해준다.

본 발명의 실시예에서, 정비 도구는 유압 구동 모터에 연결된 유압 구동 회로, 유압 액츄에이터에 연결된 유압 액츄에이터 회로, 및 유압 구동 회로 및 유압 액츄에이터 회로에 연결된 제어기를 포함하는 동력 기계에 사용하도록 설계된다. 제어기는 입력, 출력 및 입력을 출력에 상관시키는 일 세트의 작동 파라미터를 갖춘다. 동력 기계의 적어도 하나의 유압 기능은 제어기의 출력의 함수로서 작동한다. 조작자가 가동할 수 있는 입력부를 제공하는 조작자 인터페이스 유니트는 제어기에 연결되고, 조작자 인터페이스 입력의 함수인 출력을 갖춘다. 조작자 인터페이스 유니트의 출력은, 조작자 인터페이스 입력이 선정된 유압 기능의 작동을 제어하도록 제어기에 입력을 제공한다.

정비 수단에는 예시적으로 원격 시동 및 제어 장치와 컴퓨터가 포함된다. 원격 시동 및 제어 장치는 동력 기계 엔진의 작동과 적어도 하나의 유압 기능을 제어한다. 진단 및 제어 유니트에는 제어기와의 인터페이스를 위한 인터페이스가 포함된다.

원격 시동 및 제어 장치는 예시적으로 조작자 제어의 잠금 해제를 위한 해제 입력부, 동력 기계의 시동 및 정지를 위한 시동 입력부, 및 하나 이상의 유압 기능의 제어 및 잠금 해제를 위한 유압 제어 입력부가 포함된다. 컴퓨터는 예시적으로 제어기를 스캐닝하고, 제어기의 작동 파라미터를 검출하고, 동력 기계의 성능 데이터를 수집하거나 및/또는 제어기의 작동 파라미터를 수정하기 위한 진단 메커니즘도 포함한다.

본 발명의 다른 실시예는 컴퓨터에 연결되는 원격 시동 및 제어 장치를 포함하는 진단 및 제어 유니트를 이용하여 동력 기계의 작동을 제어, 진단 및 수정하는 방법이다. 이 방법에는 예시적으로 진단 및 제어 유니트를 동력 기계의 제어기에 접속하는 단계, 동력 기계의 유압 기능을 잠금 해제 및 작동시키는 단계, 컴퓨터를 이용하여 동력 기계의 진단을 수행하는 단계, 및 진단에 기초하여 제어기의 작동 파라미터를 수정하는 단계가 포함된다.

진단 방법에는 예시적으로 현재 탑재된 소프트웨어 버전에 대해 제어기를 스캐닝하는 단계 (또는 현재 탑재된 소프트웨어 버전을 나타내는 입력을 수신하는 단계), 현재의 소프트웨어 버전을 업그레이드 버전과 비교하는 단계, 현재의 버전이 업그레이드 버전과 상이한 경우에 탑재된 소프트웨어를 자동으로 업그레이드하는 단계가 포함된다. 소프트웨어에는 예시적으로 작동 파라미터가 포함된다. 진단 방법에는 적어도 하나의 유압 기능이 작동함에 따른 작동 성능 데이터를 수집하는 단계, 데이터를 원하는 성능 사양과 비교하는 단계, 및 수집된 데이터가 원하는 데이터 또는 특정된 데이터와 다른 경우에 제어기의 작동 파라미터를 수정하는 단계도 포함될 수 있다.

본 명세서는 이하의 로더에 대해 설명한다. 그러나, 본 발명은 소형 엑스카베이터(excavator)와 같은 다른 동력 기계에도 적용될 수도 있다. 본 발명은 예시의 목적으로만 로더에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 스키드 스티어 로더(10)의 측면도이다. 스키드 스티어 로더(10)에는 휠(14)에 의해 지지되는 프레임(12)이 포함되어 있다. 프레임(12)은 조작자실을 정하며 조작자가 스키드 스티어 로더(10)를 제어하기 위하여 앉는 시트(19)를 실질적으로 둘러싸는 캡(16)도 지지하고 있다. 캡(16)은 원하는 어떠한 형태도 취할 수 있으며, 예시의 목적만으로 도시된 형태로 나타내어져 있다. 캡(16)의 일부에 시트 바(21)가 피벗식으로 결합되어 있다. 조작자가 시트(19)에 앉으면, 조작자는 시트 바(21)를 (도 1에 점선으로 나타낸) 상승 위치로부터 도 1에 도시된 하강 위치로 선회시킨다. 시트 바(21)는 후방 피벗식 시트 바이거나 실질적으로 그 밖의 어떠한 형태도 취할 수 있다.

리프트 암(17)은 피벗 점(20)[도 1에는 하나만이 도시되어 있고, 나머지는 로더(10)의 반대쪽에 동일하게 배치되어 있다]에서 프레임(12)에 결합되어 있다. (하나만이 도 1에 도시된) 한쌍의 유압 실린더(22)가 피벗 점(24)에서 프레임(12)에, 피벗점(26)에서 리프트 암(17)에 피벗식으로 결합되어 있다. 리프트 암(17)도, 본 바람직한 실시예에서는 버킷(28)인 작업 도구에 결합되어 있다. 리프트 암(17)은 피벗 점(30)에서 버킷(28)에 피벗식으로 결합되어 있다. 또한, 다른 유압 실린더(32)가 피벗점(34)에서 리프트 암(17)에, 피벗점(36)에서 버킷(28)에 피벗식으로 결합되어 있다. 단지 하나의 실린더(32)만이 도시되어 있지만, 버킷(28)또는 그 밖의 적절한 도구를 작동하는 데에는 원하는 어떠한 수의 실린더 또는 액츄에이터도 사용될 수 있다.

캡(16)에 있는 조작자는 유압 실린더(22, 32)를 선택적으로 작동하여 리프트 암(17)과 버킷(28)을 조작할 수 있다. 유압 실린더(22)를 작동시켜 유압 실린더(22)의 길이가 늘어나게 함으로써, 조작자는 리프트 암(17) 및 버킷(28)을 화살표(38)로 나타낸 방향에서 대략 수직 상향으로 움직인다. 역으로, 조작자가 실린더(22)를 그 길이가 줄어들게 작동시키는 경우에는, 버킷(28)은 대략 수직 하향으로 도 1에 도시된 위치로 움직인다.

조작자는 실린더(32)를 작동시켜 버킷(28)을 조작할 수도 있다. 조작자가 실린더(32)의 길이가 늘어나게 하는 경우에, 버킷(28)은 피벗 점(30)을 중심으로 앞쪽으로 기울어진다. 역으로, 조작자가 실린더(32)의 길이가 줄어들게 하는 경우에, 버킷(28)은 피벗 점(30)을 중심으로 뒷쪽으로 기울어진다. 기울어짐은 대체로 화살표 40으로 지시하는 아치형 경로를 따른다.

도 1은 조작자실(16) 내에 있는 복수 개의 수조작 제어기 또는 손잡이(39)도 나타내고 있다. 손잡이(39)에는 일정한 기능을 수행하도록 조작자에 의해 다루어질 수 있는 (누름 버튼, 전위차계, 스위치 등과 같은) 다수의 액츄에이터가 양호하게 마련되어 있다. 하나의 실시예에서 조작자가 손잡이(39) 상에서 조작하는 입력은 (이하에서 상세히 설명하는) 제어 컴퓨터에 전기적 신호를 제공하는데, 이 제어 컴퓨터는 수신한 신호에 따라 로더(10)의 일정한 기능을 제어하는 것이다.

또한, 하나의 실시예에서, 하나 이상의 조작자 입력과 (도 2에 도시된) 디스플레이 패널이 조작자실(16)에 마련된다. 조작자 입력 디스플레이 패널은 조작자에게 정보의 일정한 항목을 나타내는 디스플레이를 제공하고, 조작자가 입력을 제공할 수 있는 박막 키패드, 접촉 감지식 스크린 등과 같은 부가의 조작자 입력 장치도 제공할 수 있다.

그러나, 입력부는 기계적 방식으로도 제공될 수 있다. 예컨대, 손잡이(38)는 기계적 링크 기구를 통하여 밸브 스풀 또는 솔레노이드를 제어하는 레버에 맞물릴 수 있다. 마찬가지로, 기계적 링크 기구를 통하여 밸브 스풀 또는 솔레노이드를 제어하는 발 페달이 조작자실(16)에 마련될 수 있다.

또한, 로더(10)는 예시적으로, 신속 해제형 결합구가 마련될 수 있는 하나 이상의 보조 유압 커플링(도 1에는 도시하지 않음)을 갖추고 있다. 보조 커플링으로의 유압은 조작자실(16) 내의 하나 이상의 조작자 입력 장치로부터의 신호에 기초하여 제어될 수도 있다.

도 2a는 제어 시스템(51)의 일실시예의 블록 다이아그램이다. 시스템(51)에는 제어기(52), 제어 패널 입력부(54), 센서 입력부(56), 손/발 입력부(58), 센서(60), 유압 액츄에이터(64), 전자-기계식 솔레노이드(66) 및 디스플레이 패널 장치(67)가 포함되어 있다. 제어기(52)는 예시적으로 디지털 컴퓨터, 마이크로프로세서, 또는 제어기(52)와 일체이거나 별개로 마련될 수 있는 메모리와 결합된 마이크로컨트롤러이다. 제어기(52)에는 적절한 타이밍 회로도 포함되어 있다. 제어기는 복수 개의 접속된 컴퓨터, 마이크로프로세서 또는 마이크로컨트롤러로서 실현될 수 있다. 그렇게 마련된 실시예에서, 제어기는 원하는 바 대로 각각 다른 작업이 할당되거나 동일한 작업으로 모든 것이 작동할 수 있다.

제어 패널 입력부(54)에는 헤드 라이트, 인터록 시스템, 점화 장치, 사용자 인터페이스 등과 같은 구성을 제어하는 데 사용되는 (버튼, 키패드 등과 같은) 매우 다양한 조작자 입력 장치가 포함될 수 있다. 이러한 정보를 직접적인 디지털 입력, 일방향 시리얼 스트림 또는 임의 개수의 쌍방향 시리얼 통신 프로토콜을 통하여 제어기(52)에 전달될 수 있다. 마찬가지로, 제어 패널 입력부(54)와 제어기(52) 사이의 접속에는 예시적으로 전원 및 접지 접속도 포함된다.

센서 입력부(56)에는 작동 조건 또는 엔진 오일 압력 센서, 연료 센서, 엔진 냉각 센서, (기류의 감소를 감지하여, 공기 필터가 막힌 것을 나타내는) 공기 필터 센서, 엔진 속력 센서, 유압 오일 온도 센서, 유압 오일 충전 압력 센서, 및/또는 유압 오일 필터 압력 센서 등과 같은 그 밖의 감지 항목을 나타내는 매우 다양한 아날로그 또는 디지털 센서 또는 주파수 입력부도 포함되어 있다.

손잡이 및 발 페달 입력부(58)에는 조작자실(16) 내에서 조작자가 조작하는 입력부를 형성하는 다양한 입력 장치도 포함되어 있다. 그러한 입력부는 보조 유압 커플러의 요청된 작동(예컨대, 변조된 제어), 요청된 정지, 다중 속력 로더에서의 요청된 고속 및 저속 작동 및 (로더에 장착된 도구의 승강 및 기울임 등과 같은) 그 밖의 요청된 기능을 나타내는 신호를 제공할 수 있다.

시트 바 센서(60)는 예시적으로 시트 바(21)에 결합되어 있다. 시트 바 센서(60)는 예시적으로 시트 바(21)가 상승 위치 또는 도 1에 도시된 하강 위치에 있는지 여부를 나타내는 신호를 제공한다.

유압 액츄에이터(64)에는 예시적으로 (도 1에 도시된) 도구(28)를 조작하는 데 사용하는 리프트 및 틸트 실린더, 사용자의 입력에 응답하여 높은 유량의 유압 유체를 배출하는 고유량 밸브, 사용자의 입력에 응답하여 보조 커플러로 유압 유체를 전환하는 전환기 밸브, 조작자의 입력에 응답하거나 일정한 감지된 작동 파라미터에 응답하여 작동하는 복수 개의 잠금 밸브가 포함된다. 물론, 유압 액츄에이터는 제어되는 특정 액츄에이터와 유압 유체의 공급원 또는 그 저장기 사이에 연결된 밸브의 밸브 스풀을 조작함으로써 제어된다. 그러한 밸브에는 주 유압 커플러로의 흐름을 제어하는 하나 이상의 주 밸브 및 선택적으로 보조 유압 커플러로의 흐름을 제어하는 하나 이상의 보조 밸브가 포함된다. 밸브는 예시적으로 전자적, 유압적 또는 기계적으로 제어될 수 있다. 블록 64은 이들 모든 요소를 나타내는 것이다.

전자-기계식 솔레노이드(66)에는 다양한 요소가 포함되어 있다. 몇가지 요소는 전기 릴레이 코일을 여기시켜 제어되는 전기 릴레이로서 구현된다. 그러한 전자-기계식 장치에는 예시적으로 시동기에 전류를 공급하는 시동기 릴레이, 절환되는 동력 장치에 배터리 전력을 제공하는 절환식 동력 릴레이, 연료 셧오프 밸브를 여기시키는 연료 셧오프 릴레이, 추진 잠금 솔레노이드를 여기시키는 추진 잠금 릴레이, 글로우 플러그를 여기시키는 글로우 플러그 릴레이, 및 [헤드 라이트, 표시등과 같은) 다양한 등을 제어하는 라이트 릴레이가 포함된다.

디스플레이 패널 장치(67)는 예시적으로 제어기(52)로부터의 출력을 (예시적으로 전술한 동시 계류 중인 특허에 도시한 것과 같은 사용자 인터페이스 제어기를 통하여) 수신하여 조작자에게 정보를 나타내는 장치이다. 그러한 장치에는, 예컨대 지시등, 시간 계측기, 실제 또는 가상 게이지, 디스플레이 스크린, 음극선관, 플라즈마 디스플레이, LED, LCD 등이 포함될 수 있다. 디스플레이 패널 장치(67)는 단일 입력부로서 제어 패널 입력부(54) 및 디스플레이 패널과 합체되거나 별개로 마련될 수 있다.

제어기(52)는 잠금 기능도 실현할 수 있다. 이들 기능은 일정 상황 하에서 일정 기능을 잠그는 데 사용할 수 있다. [예컨대, 제어기(52)가 적합한 사용자 패스워드를 수신하는 등의) 일정한 작동 상태가 존재하지 않는 한, 잠금 상태에서 (예컨대, 견인, 승강, 기울임 등의) 일정 기능을 유지하는 데 사용될 수 있다.

작동에 있어서, 제어기(52)는 제어 패널 입력부(54), 센서 입력부(56), 손 및 발 조작 입력부(58) 및 시트 바 센서(60)로부터의 다양한 입력을 수신한다. 이들 입력에 응답하여, 제어기(54)는 로더(10)의 다양한 기능을 제어하도록 유압 액츄에이터(64) 전자-기계식 장치(66) 및 디스플레이 패널 장치(67)에 출력을 공급한다.

제어기는 예시적으로 작동 파라미터를 포함하는 소프트웨어를 이용하는 프로그램 가능한 마이크로 프로세서이다. 소프트웨어와 작동 파라미터는 램(RAM) 및 롬(ROM)을 포함하는 메모리(43)에 저장되는데, 메모리는 이와 상이하거나 다른 종류의 메모리도 포함할 수 있다. 작동 파라미터는 제어 알고리듬과 함께 제어기(52)에 의한 실행을 위하여 메모리(43)에 저장되는데, 제어 알고리듬은 제어기(52)로의 입력에 기초하여 제어기(52)에 연결된 다양한 요소로의 출력을 제공하는 데 사용된다. 다양한 입력에 대한 제어기(52)의 응답을 변화시키기 위하여 제어기(52)에 의해 사용되는 작동 파라미터 또는 제어 알고리듬을 수정하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 것은, 예컨대 동력 기계가 상이한 부속물을 수용하도록 수정되고, 동력 기계(10)의 일정 요소의 수치가 재 점교정을 요할 정도로 변동하는 경우, 또는 업그레이드된 제어 알고리듬이 일반적인 소프트웨어 업그레이드를 요할 정도로 진전된 경우에 이러한 작업이 바람직할 수 있다.

메모리(43)의 소프트웨어 및 작동 파라미터는 동력 기계가 제조 공장에서 제조될 때 메모리(43)에 로딩될 수 있다. 이러한 경우에, 작동 파라미터 및 제어 알고리듬이 동력 기계(10)의 요소를 교체하여야만 수정될 수 있다면 이는 바람직하지 않다. 따라서, 도 2a는 진단 및 제어 유니트(DCU, 50)에 접속된 제어 시스템도 보여주고 있다. 본 발명의 DCU(50)는 동력 기계의 작동 특성을 변경하기 위해 동력 기계(10)의 구성 요소를 교체할 필요가 없게 해준다.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 DCU(50)는 현장 기술자가 (RS 232와 같은) 요구되는 적합한 통신 프로토콜을 이용하여 (직접적인 기계적 케이블 링크, 적외선 링크, 초음파 링크 또는 그 밖의 무선 링크와 같은) 적합한 링크로 DCU(50)를 제어기(52)에 연결하게 해준다. 일단 DCU(50)가 제어기(52)에 연결되면, 현장 기술자는 메모리의 소프트웨어를 업그레이드하고, 동력 기계(10)의 작동을 모니터하고, 동력 기계(10) 상의 진단을 수행하고, 직접적으로 또는 진단의 함수로서 메모리(43)에 저장된 작동 파라미터를 수정하며, 캡(16)에 들어가지 않고도 로더(10)의 일정 기능을 물리적으로 시동하여 제어할 수 있다.

도 2b는 선택 사양인 외부 컴퓨터(53)에 부착된 것으로 도시된 DCU(50)의 더욱 상세한 블록 다이아그램이다. DCU(50)는 DCU 제어기(55)와, 원격 시동 및 제어 인터페이스(57)를 포함하는 2개의 주요 구성품을 갖추고 있다. DCU 제어기(55)는 예시적으로는 디지털 컴퓨터, 마이크로프로세서, 마이크로 컨트롤러, 또는 타이밍 회로와 메모리와 연결된 그 외의 적합한 제어 장치이다. 원격 시동 및 제어 인터페이스(57)는 다수의 사용자 입력 메커니즘을 제공하는데, 이는 사용자의 입력을 수신하여 이에 기초하여 DCU 제어기(55)에 신호를 제공한다. 원격 시동 및 제어 인터페이스(57)는 (후술하는) 도 4a 및 도 4b에 대한 설명에서 더욱 상세하게 설명한다. 외부 컴퓨터(53)는 예시적으로는 통상의 개인용 컴퓨터이지만, 랩탑 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터 또는 팸탑 컴퓨터 등과 같은 그 외의 구성으로 실현될 수도 있다.

DCU 제어기(55)는 예시적으로는 제어기 영역 네트워크(CAN)에 의해 제어기(52)에 연결되어 있다. 하나의 실시예에 있어서, DCU(50)가 제어기(52)에 연결되는 점은 DCU(50)가 제어기(52)에 연결되지 않는 경우에 다른 부속물 제어 모듈이 부착될 수 있는 위치이다. 연결 메커니즘은 예시적으로는 표준의 7개 핀 케이블 하네스이다.

도 3a 및 도 3b는 현장 기술자가 일반적으로 어떻게 소프트웨어를 업그레이드할 수 있는지 또는 메모리(43) 내의 작동 파라미터를 변경할 수 있는지를 보여주는 플로우 다이아그램이다. 처음에, 현장 기술자는 DCU(50)를 CAN으로 제어기(52)에 연결한다. 이는 블록 70으로 나타내었다. 일단 DCU(50)가 제어기(52)에 연결되면, 다음에 현장 기술자는 DCU(50) 상의 원격 시동 및 제어 인터페이스(57)를 이용하여 적절한 입력을 제공함으로써 동력 기계(10)를 시동시킬 수 있다. 이는 블록 72로 나타내었다.

동력 기계(10)를 시동시킨 후, 제어기(52)는 DCU(50)에 연결되었다는 것을 인식한다. 이는, 예컨대 제어기가 그 입력을 폴링(polling)하거나 DCU 제어기(55)가 예정된 인식 가능한 입력을 제어기(52)에 제공하는 것과 같은 어떠한 적절한 방법에 의해서도 수행될 수 있다. 이는 블록 74로 나타내었다.

일단 DCU(50)가 확인되면, 원격 시동 및 제어 인터페이스(57)로부터의 입력은 손/발 입력부(58)에 의해 제어되는 기능을 잠금 해제하도록 작용하고 일부 또는 모든 제어 패널 입력부(54)를 대체한다. 이러한 방식으로, 원격 시동 및 제어 인터페이스(57)는 동력 기계(10)의 작동의 다양한 측면을 제어하는 데 이용될 수 있다. 이는 블록 76으로 나타내었다. 다음에 기술자는 제어기(52) 또는 메모리(43)의 소프트웨어 또는 작동 파라미터를 업그레이드 또는 수정할 수 있다. 이는 동력 기계(10)의 소프트웨어가 현재 버전이 아닌 것을 결정하는 DCU(50)에 응답하여 자동으로 이루어질 수 있으며, DCU(50)와 제어기(52) 사이의 데이터 전달을 수조작으로 작동시키거나 진단 등에 응답하여 행해질 수 있다.

예컨대, 일단 현장 기술자가 동력 기계(10)를 제어하게 되면, 이어서 기술자는 (보조 유압 장치 등과 같은) 일정한 유압 기능 또는 제어기(52)에 관련된 그 밖의 기능을 실행하거나 잠금 해제할 수 있다. 기술자가 동력 기계(10)를 사용하는 동안에, DCU 제어기(55) 또는 외부 컴퓨터(53)는 동력 기계(10) 상에서 진단을 수행한다. 이는 블록 78로 나타내었다. 기술자에 의해 이루어지는 진단에 기초하여, 소프트웨어, 작동 파라미터 또는 이들 양자가 수정될 수 있다. 이는 블록 80으로 나타내었다.

일단 진단이 완료되고 필요한 소프트웨어의 업그레이드 및 작동 파라미터의 수정이 완료되면, 현장 기술자는 원격 시동 및 제어 인터페이스(57)를 이용하여 블록 82로 나타낸 것과 같이 기계(10)를 정지시킨다. 이어서, 현장 기술자는 제어기(52)로부터 DCU(50)를 단절시키고 동력 기계(10)는 다시 조작자가 사용하기 위한 준비 상태로 된다. 이는 블록 84로 나타내었다.

DCU(50)에 의해 실행되는 진단, 수정 및 업그레이드는 여러 가지 방법으로 실현될 수 있다. 소프트웨어 업그레이드를 실행하는 적합한 방법의 예가 도 3b에 설정된 플로우 다이아그램에 나타나 있다. 이 예시적인 방법에서, 컴퓨터(53) 또는 DCU 제어기(55)는 제어기(52)와의 교신이 이루어지는 시점에서 자동적으로 제어기(52)로부터 탑재된 소프트웨어의 현재의 버전에 대한 표시를 요청 받는다[또는 시스템(51)으로부터 몇가지 다른 지시를 수신한다]. 이는 블록 86으로 나타내었다. 이어서 컴퓨터(53) 또는 DCU 제어기(55)는 탑재된 소프트웨어의 현재의 버전을 제조 공장 또는 정비소로부터 입수할 수 있는 현재 버전, 소위 업그레이드 버젼과 비교한다. 동력 기계(10)에 탑재된 현재 버전이 업그레이드 버전과 다르다면, 메모리(43)의 소프트웨어는 컴퓨터(53) 또는 제어기(52)에 의해 DCT(50) 또는 컴퓨터(53)로부터 업그레이드된 소프트웨어를 전달받아 자동적으로 업그레이드된다. 이는 블록 88, 90 및 92로 나타내었다.

그러나, 동일 종류의 업그레이드 또는 수정이 메모리(43)에 저장된 작동 파라미터에 대해서도 실행될 수 있다. 예컨대, 일단 현재 버전의 소프트웨어가 로더(10)에 저장되면, 현장 기술자는 구동 메커니즘 및 유압 액츄에이터를 시운전하고 그 밖의 다른 원하는 로더(10)의 기능을, 선택적으로는 DCU(50)를 통하여 실행할 수 있다. 이는 블록 94로 나타내었다. DCU(50)는 로더(10)에 의해 수행되는 다양한 기능의 성능 또는 작동 조건을 가리키는 작동 데이터를 수집하는데, 이에 대해서는 후술한다. 이는 블록 96으로 나타내었다. 이어서 수집된 데이터는 이 데이터가 원하는 데이터 또는 특정 데이터의 예정된 범위 내에 드는 것인지 여부를 결정하도록 (작동 사양과 같은) 예정된 데이터와 비교된다. 이는 블록 97로 나타내었다. 수집된 데이터가 예정된 범위를 벗어나 있어 수정이 필요하면, 메모리(43)에 저장된 적절한 작동 파라미터가 확인되고 이에 따라 수정된다. 이는 블록 98과 99로 나타내었다.

그러나, 현장 기술자는 특별히 로더(10)로부터의 진단 피드백에 기초하여 소프트웨어 또는 작동 파라미터를 변형시킬 필요는 없다. 환언하면, 로더(10)의 조작자는 단순히 일정 기능이 잘 작동하지 않거나 로더(10)의 성능이 좀 저하되었다는 것을 고지할 수 있다. 그러한 정보는 어떠한 적합한 수단에 의해서도 정비소 또는 정비 공장으로 전달될 수 있다. 정비소는 일정 작동 파라미터를 수정할 필요가 있다는 결론을 내릴 수 있다. 그러한 경우에, 수치 또는 파라미터의 맞춤 테이블이 원격으로 생성되어 DCU 제어기(55) 또는 외부 컴퓨터(53)를 이용하여 메모리(43)에 로딩된다. 환언하면, DCU(50)는 유선 또는 무선 접속에 의해 네트워크에 연결될 수 있다. 수치 또는 파라미터의 맞춤 테이블은 네트워크를 통하여DCU(50)에 로딩될 수 있다. 다음에 DCU(50)는 수치 또는 파라미터의 맞춤 테이블을 메모리(43)에 로딩하는 데 이용될 수 있다. 소프트웨어 업그레이드는 동일한 방식으로 수행될 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 각각 DCU(50)의 일 실시예의 정면도 및 배면도를 나타낸다. DCU(50)에는 CAN에 의해 제어기(52)로의 연결을 위한 커넥터 메커니즘(101)이 포함되어 있다. 커넥터 메커니즘(101)은 예시적으로 커넥터를 갖춘 7개 핀 하네스의 형태이며, 커넥터는 부착물 제어 모듈용으로 사용되는 동력 기계(10) 상의 소켓에 꼽힐 수 있다. DCU(50)에는 외부 컴퓨터(53)로의 연결을 위한 인터페이스(103)도 포함되어 있다. 인터페이스(103)에는 예시적으로 4개 핀 또는 6개 핀 또는 그 밖의 소켓이 포함되는데, 이것은 컴퓨터(53)의 입/출력(I/O) 포트에 연결되는 적합한 플러그 또는 케이블을 수용하는 것이다. 대안으로서, 인터페이스(103)는 적외선 또는 라디오 주파수에 기초하거나 그 밖의 원하는 통신 시스템으로 이루어질 수 있다. DCU(50)에는 RS232와 같은 컴퓨터와의 표준 통신 프로토콜을 실현하는 모듈이 포함될 수 있다.

DCU(50)는 [원격 시동 및 제어 인터페이스(57)의 일부를 구성하는] 일련의 제어 입력부(105)를 더 포함하는데, 이는 동력 기계(10) 엔진의 운전, 시동, 정지에 이용되는 것이다. 견인 제어 입력부(107)는 휠(14)을 구동하는 유압 구동 모터를 잠금 해제하도록 DCU(50)에 마련된다. 마찬가지로, 승강 및 기울임 제어 입력부(109)가 제조 및 시험의 편의를 위해 승강 및 기울임 실린더를 잠금 해제하도록 마련될 수 있다. 이러한 방식으로, 동력 기계(10)는 DCU(50)를 이용하여 시동될수 있고, 다양한 유압 구동 모터, 액츄에이터 및 그 밖의 기능은 이들이 시행될 수 있도록 원격 시동 및 제어 인터페이스(57)를 통하여 잠금 해제될 수 있다.

DCU(50)에는 온/오프 작동 간의 절환과 보조 유압 장치의 펄스 폭 변조(예컨대, 비례 제어) 작동을 위한 보조 유압 제어 입력부(111)도 포함될 수 있다. 본 발명의 기술 분야의 당업자라면 제어부(105, 107, 109 및 111)는 키보드 또는 키패드 스위치, 레버, 다이알, 푸쉬 버튼, 토글 스위치 또는 그 밖의 모든 원하는 입력 요소를 포함하는 그 밖의 모든 적절한 형태일 수 있다는 것을 알 수 있다. 본 발명의 기술 분야의 당업자라면 DCU(50)의 제어 입력부(105, 107, 109, 111)는 동력 기계(10)에 의해 수행되는 다양한 기능을 잠금 해제할 수 있는 적합한 대체물로 교체되거나 부가의 입력부로 보강될 수 있다는 것도 알 수 있다. 또한, 원격 시동 및 제어 인터페이스(57)에는 디스플레이 스크린 또는 터치 감지식 스크린과 같은 부가적인 또는 상이한 디스플레이 메커니즘 뿐만 아니라 실질적으로 상이한 패키지도 포함될 수 있다.

실시예에 있어서, DCU(50) 상의 제어 입력부는 손/발 입력부(58) 및/또는 제어 패널 입력부(54)와 같은 조작자 제어부에 의해 제어되는 기능을 잠금 해제한다. 이러한 구성으로, 동력 기계(10)의 더 많은 또는 모든 작동이 DCU(50)로부터 잠금 해제 (및 다소 제어)될 수 있다. 따라서, DCU(50)는 현장의 기술자가 실질적으로 동력 기계(10) 상의 어떠한 요구되는 기능도 실행할 수 있게 해주며, 또한 DCU 제어기(55) 또는 외부 컴퓨터(53)가 동력 기계(10) 상의 진단을 수행하게 해준다.

도 5는 외부 컴퓨터(53)와 연결된 디스플레이 또는 DCU(50)와 연결된 디스플레이에 디스플레이될 수 있는 사용자 인터페이스(200)를 나타내고 있다. 간결한 설명을 위하여 오직 외부 컴퓨터(53)와 연결된 디스플레이에만 관련하여 설명한다. 사용자 인터페이스(200)는 DCU(50)를 사용하여 기술자에 의하여 이용되는 초기화 또는 검교정 과정을 나타내는 초기화 또는 검교정 스크린을 나타낸다. 하나의 실시예에서, 기술자 (또는 조작자)는 키보드 또는 바코드 판독기 또는 컴퓨터(53)에 일련 번호를 제공하는 그 밖의 적합한 입력 장치를 이용하여 로더(10)의 일련 번호를 기입한다. 다음에, 컴퓨터(53)는 룩업(look-up) 테이블을 이용하여 선정된 일련 번호를 갖지며 제어기에 존재하는 다양한 선택 사양(Options)을 얻을 수 있다. 선택 사양은 사용자 인터페이스(200)의 상부 우측 코너에 도시되어 있다.

대안으로서, 선택 사양 코드는 키보드, 바코드 판독기, 도는 그 밖의 바람직한 입력 장치에 의해 수조작으로 사용자 인터페이스(200)에 도시된 선택 사양 코드 필드에 기입될 수 있다. 마찬가지로, 주어진 동력 기계(10)와 관련된 시간 계측기의 시간의 수는 [DCU(50)를 통하여] 컴퓨터(53)에 의해 판독되거나 적절한 필드에 수작업으로 기입될 수 있다.

기술자라면 메모리(43)의 소프트웨어를 자동으로 갱신하는 선택 사양을 선택할 수 있다. 이 선택 사양은 인터페이스(200)의 상부 우측 코너의 선택 사양 컬럼의 맨 밑에서 볼 수 있다.

사용자 인터페이스(200)의 하반부에서, 컴퓨터(53)는 기계의 일련 번호, 모델 번호 및 선택 사양 코드, 패스워드 및 컴퓨터(53)가 연결되는 기계의 다양한 그 밖의 물리적 또는 전기적 부속물과 같은 일정한 초기화 정보를 디스플레이한다.이들 부속물의 일부는 예로서 도 5에 도시되어 있다.

다수의 기능키가 사용자 인터페이스(200)의 좌측에 마련되어 있다. 기능키는 사용자가 검교정 또는 도 5에 도시된 초기화 프로세스, 모니터링 프로세스 및 진단 프로세스 사이에서 절환하게 해준다. 사용자는 단지 포인트 및 클릭 장치(즉, 마우스)와 같은 적합한 인터페이스 장치를 이용하여 이 요소들 사이에서 운영할 수 있다.

도 6은 메모리(43)에 저장된 예시적 테이블을 나타내는 것으로, 이 테이블은 동력 기계(10)를 작동하는 데 사용되는 작동 파라미터를 유지하는 데 사용될 수 있는 것이다. 도 6에는 최좌측 컬럼을 포함하는 다수의 컬럼이 있는데, 이 최좌측 칼럼에는 저장된 값에 대한 출발 어드레스, 테이블에 포함된 수치의 설명 및 테이블 내의 수치가 포함되어 있다.

도 6은 메모리(43)가 다양한 작동 파라미터와 이들 작동 파라미터를 포함하는 테이블을 포함하고 있는 것을 보여준다. 예컨대, 메모리(43)에는 요구되는 오일 압력 및 온도, 유압, 유압 매체 온도, 엔진 속력 및 배터리 전위 등의 표시가 포함된다. 도 6은 예컨대 메모리(43)가 정상인 유압 오일 온도의 범위도 포함할 수 있다는 것을 보여준다. 이 범위를 넘어서는 어떠한 것도, 예컨대 적합한 디스플레이에 나타내는 경보 상태 또는 셧다운 상태를 야기할 수 있다. 그 밖의 테이블에는 엔진 온도 테이블, 매스터/오너 패스워더, 전위계의 회전 정도와 원하는 출력 사이의 상관을 가리키는 테이블, (글로우 플러그, 예열 등과 같은) 다양한 기능의 대기 시간 간격, 및 비례 방식에서 유압 밸브를 제어하는 펄스 폭 변조 입력과원하는 출력 사이의 상관이 포함될 수 있다. 물론, 다양한 그 밖의 테이블 및 작동 파라미터가 저장되고 또한 도시될 수 있다는 것을 알 수 있다. 도 6에 도시된 것들은 예시의 목적만으로 제시된 것이다.

메모리(43)는 롬(ROM) 테이블과 (도시하지 않은) 데이터 베이스도 저장할 수 있다. ROM 테이블에는 다수의 정보 항목이 포함될 수 있는데, 이 정보 항목은, 예컨대 특정 데이터 및 각각의 특정 기능 또는 데이터 베이스에 저장된 파라미터와 관련된 바이트의 수 뿐만 아니라, 타이머가 증분되거나 감소하는 주기 및 파라미터와 함께 타이머가 사용되는지 여부, 또는 특정 파라미터가 위치하는 롬 내의 어드레스와 함께 그 밖의 파라미터를 보여준다. 다양한 파라미터가 저장될 수 있다.

전술한 바와 같이, 메모리(43)에 저장된 어떠한 파라미터도 기술자가 컴퓨터(53)와 DCU(50)를 통하여 수정할 수 있다. 도 7은 그러한 변경을 하는 데 있어 컴퓨터(53)에서의 동작을 설명하는 플로우 다이아그램이다.

먼저, 컴퓨터(53)는 파라미터가 맞추어지거나 수정되어야 한다는 것을 가리키는 정보를 수신한다. 이는 블록 210으로 나타내었다. 정보는 고객으로부터 또는 그 밖의 출처로부터 얻을 수 있다. 예를 들어, 고객이 동력 기계(10)는 어떠한 온도 환경에서 작동한다는 것을 알려주는 경우에, 그러한 환경에 대해 맞추도록 몇가지 작동 파라미터를 변경하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 조작자 또는 기술자는 단지 동력 기계(10)의 작동을 관찰하고 일정 전위차계 값이 표류한다는 것 등을 알릴 수 있다. 이 경우들에서 일정 테이블 또는 데이터 베이스 파라미터가 맞추어지거나 변경될 필요가 있다는 정보가 수신된다. 다음에, 기술자는 맞추어지거나 수정된 값을 포함하는 새로운 테이블을 생성한다. 이는 블록 212로 나타내었다.

다음에 새로운 테이블 또는 데이터 베이스는 메모리(43)에 로딩되도록 DCU(50)로 전송된다. 이는 블록 214로 나타내었다. 새로운 테이블의 전송은 매우 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터(53)가 DCU(50)에 접속된 경우와, 컴퓨터(53)가 인터넷과 같은 네트워크에 접속된 경우에, 기술자는 간단하게 네트워크에서 전자 메일로 새로운 테이블을 송신할 수 있다. 마찬가지로, 컴퓨터(53)가 무선 수신용으로 구성된 경우에, 사용자는 정보를 무선 매체로 송신할 수 있다. 물론, 사용자는 직접 전화 회선 모뎀으로 또는 플로피 디스크 또는 그 밖의 어떠한 적합하고 양호한 수단으로도 새로운 테이블을 전송할 수 있다.

일단 DCU(50)가 새로운 테이블을 수신하면, 동력 기계(10)의 구 테이블은 간단하게 DCU(50)와 제어기(52)의 교신에 의해 새로운 테이블로 교체된다. 이는 블록 216으로 나타내었다.

도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 컴퓨터(53) 상의 다른 사용자 인터페이스(220)의 도면이다. 역시, 사용자 인터페이스(220)는 DCU(50) 상의 디스플레이에 마련될 수 있다. 단지 예로서 주어진 컴퓨터(53)에 마련된 디스플레이에 대해 설명한다. 사용자 인터페이스(220)의 상부로부터 사용자는 옵션 바(Option bar)와 향상된 모니터링 기능을 선택하였다는 것을 볼 수 있다. 사용자 인터페이스(220)는 컴퓨터(53)를 이용하는 기술자가 제어 회로(51)의 실질적으로 모든 입력과 출력을 모니터할 수 있다는 것을 보여주고 있다.

사용자 인터페이스(220)의 상부에는 복수 개의 가상 게이지가 도시되어 있는데, 이 가상 게이지는 내부 엔진 오일 압력, 유압 충전 압력, 엔진 온도, 유압 유체 온도, 시스템 전압, 연료 수위, 에어 필터의 상태 및 유압 필터의 상태를 나타내는 것이다. 사용자 인터페이스(220)의 하부에는 복수 개의 구성이 인접한 회색칸 및 흰색칸으로 도시되어 있다. 흰색칸은 출력부를 나타내는 한편, 회색칸은 제어기로의 인접 입력부이다. 사용자는 캡(16) 내에서 조작자 입력부 내에서 핸들을 작동하고 적절한 솔레노이드 또는 엔진 출력이 개시되었는지 여부를 측정하도록 관찰할 수 있다. 환언하면, 사용자는 좌측 핸들을 시트프 레버 위치로 움직일 수 있다. 이와 같은 경우에, (일정한 상황 하에서) 전환기(diverter) 및 전방 베이스 솔레노이드 입력부가 작동하게 된다. 따라서, 사용자는 좌측 핸들을 좌측 위치로 이동하도록 작동하여, 작동이 바르게 이루어지는지 여부를 측정하도록 사용자 인터페이스(220)를 관찰할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 사용자는 문제를 바로잡도록 시도할 수 있다.

마찬가지로, 도 8a에 도시된 바와 같이, 사용자 인터페이스(220)는 "출력 직접 설정(Set Outputs Direct)" 입력 버튼을 제공한다. 사용자가 이것을 선택하는 경우, 사용자는 포인트 및 클릭 장치를 이용하여 사용자 인터페이스(220)에서 출력을 설정할 수 있게 된다. 환언하면, 실제로 캡(16)에 들어가 좌측 핸들을 좌측 위치로 움직이는 것 대신에, 사용자는 간단하게 포인트 및 클릭 장치를 이용하여 사용자 인터페이스(220) 상의 좌측 핸들 컬럼 아래의 좌측 이동 박스(shift left box)를 선택할 수 있다. 이는 마치 사용자가 실제로 캡에서 좌측 핸들을 좌측 위치로 움직이는 것과 같은 동일한 효과를 준다. DCU 제어기(55)는 간단하게 이 입력이 선택되었다는 것을 나타내는 적절한 신호를 제어기(52)로 보낸다. 따라서, 사용자는 포인트 및 클릭 장치를 이용하여 입력을 선택할 수 있고, 적절한 출력 솔레노이드가 시동되었는지 여부를 사용자 인터페이스(220)에서 관찰할 수 있다.

솔레노이드에는 예시적으로 제어기(52)로의 피드백 라인이 마련되어 있어, 제어기(52)는 솔레노이드 또는 기타 출력부가 개시되었는지 여부를 결정할 수 있다. 이는 전술한 특허에 상세하게 기재되어 있다. 요약하자면, 피드백 라인은 솔레노이드의 여기에 반응하는 스위치의 일단으로부터 마련된다. 피드백 라인에서의 신호 레벨에 기초하여, 제어기(52)는 솔레노이드가 개시되었는지 여부를 측정할 수 있다.

사용자 인터페이스(220)상의 패널 표시는 패널 라이트 또는 캡(16) 내의 디스플레이 패널상의 표시를 모방하는 것이다. 따라서, 사용자는 적절한 패널 표시가 작동하는지 여부를 측정할 수 있다. 마찬가지로, 사용자 인터페이스(220)상의 패널 스위치는 캡(16) 내의 디스플레이 또는 제어 패널 상의 스위치를 모방한다. 이로써 기술자는 상당한 유연성을 취할 수 있게 된다. 기술자는 캡(16)에 들어가는 일이 없이 로더(10)의 실질적으로 모든 구성을 실행할 수 있다. 기술자는 또한 단지 사용자 인터페이스(220)를 봄으로써 제어기(52)와의 교신을 하는 것 이외에 로더(10)에 가까이 가는 일 조차 없이 로더(10)의 적절한 출력부가 활동하는지 여부를 측정할 수 있다.

도 8b는 사용자 인터페이스(220)의 다른 실시예를 나타내고 있다. 스크린좌측의 옵션(Options) 버튼이 선택되고 향상된 모니터링(Advance Monitoring)이 선택된다. 디스플레이는 내려온 박스에 디스플레이되는 다양한 배율을 보여준다. 파라미터는 단지 현재의 값 위에 기재를 하거나 지우고 새로운 파라미터를 기입함으로써 변경될 수 있다. 마찬가지로, 도 8a와 관련하여 기재한 "출력 직접 설정(Set Outputs Direct)" 기능도 실행될 수 있다. 사용자는 이 인터페이스를 통하여 제어기(52) 또는 메모리(43)의 실질적으로 어떠한 메모리 위치에도 기입할 수 있고. 이에 따라 제어기(52)의 출력부를 작동할 수 있다. 이어서 사용자는 상응하는 다른 메모리 위치에 저장된 값[로더(10) 상의 솔레노이드로부터의 피드백 신호의 결과를 포함하는 것]을 간단히 모니터하여 솔리노이드가 실제로 개시되었는지를 볼 수 있다. 사용자가 특정 메모리 위치를 기입하도록 요구함으로써 시스템의 완전성이 보존된다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 또 다른 사용자 인터페이스(224)를 나타내고 있다. 사용자 인터페이스(224)는 사용자가 포인트 및 클릭 장치를 이용하여 큰 화면 기능을 선택한 경우에서의 컴퓨터(53)[또는 DCU(50)] 상의 디스플레이를 나타내고 있다. 사용자 인터페이스(224)에 나타난 큰 화면은 단순히 2개 (또는 다른 원하는 개수)의 기능이 매우 큰 포맷으로 디스플레이된 것을 보여준다. 도 9에 도시된 실시예에서, [사용자 인터페이스(220)의 상부 우측 코너에 위치한) 엔진 속력 및 유압 충전 압력은 매우 큰 문자로 나타나 있다. 따라서, 사용자는 이들 구성을 멀리 떨어져서 모니터할 수 있다. 따라서, 사용자는 로더(10)에 다가가서 로더(10)의 일부를 물리적으로 조종하고 여전히 원하는 디스플레이 요소를 관측하면서 로더(10) 상의 일정 작업을 수행할 수 있다. 사용자 인터페이스(224)는 디스플레이 변경 버튼도 마련되어 있다는 것을 보여주고 있다. 작동 시 이 버튼은 사용자가 다른 파라미터를 큰 디스플레이하도록 선택하게 해준다. 이는 사용자가 실질적으로 모든 원하는 파라미터에 대해 큰 문자의 포맷으로 디스플레이되는 파라미터를 변경하게 해준다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사용자 인터페이스(230)를 나타내고 있다. 사용자 인터페이스(230)는 사용자가 진단 기능을 선택한 경우에 사용자에게 제공되는 디스플레이와 인터페이스의 예시 중의 하나이다. 사용자 인터페이스(230)는 가장 최신의 경보 또는 진단 코드 및 가상의 경보와 셧다운의 저장된 건을 포함하는 실질적으로 2개의 영역을 나뉜다. 가장 최신의 진단 코드 영역은 사용자 인터페이스(230)의 상부에서 볼 수 있다. 그러한 코드는 전술한 동시 계류 중인 미국 특허 출원에 자세하게 기재되어 있다. 요약하자면, 진단 코드는 가장 최신의 경보 상태를 나타내는데, 이것은 로더(10)의 일정 측면의 바람직하지 않은 작동 또는 성능에 관련된 것이다. 그러한 코드는 예로서 저충전 압력, 낮은 연료 수위 또는 시스템 전압 및 에어 필터의 막힘을 식별할 수 있다. 숫자 진단 코드도 마찬가지이지만, 미리 정해진 숫자 또는 숫자-문자 코드를 이용하여 경보 상태를 나타낸다.

도 10은 사용자 인터페이스(230)가 가장 최신의 진단 코드를 보여주기 위한 편리한 메커니즘을 제공하는 것을 보여주고 있다. 단순히 "다음(next)" 및 "뒤로(back)" 기능 키를 선택함으로써, 사용자는 진단 코드에서 진행하거나 스크롤할 수 있다. 사용자 인터페이스(230)는 ["공기 필터 막힘(Air Filter Plugged)"과 같은) 특정 진단 코드 및 경보가 활성화되는 때를 판독하는 시간 미터의 문자 표시를 제공한다. 이러한 방식에서, 사용자는 다양한 진단 코드를 보고 사건의 순서(즉, 경보가 발생하는 시간 순서)를 측정할 수 있다.

사용자 인터페이스(230)의 하부는 중용한 경보 및 셧다운의 저장된 사건을 보여준다. 사용자 인터페이스의 이러한 부분은, 특정의 중대한 경보 또는 셧다운 상태가 디스플레이되는 문자 표시, 이러한 특정 형태의 경보 또는 셧다운 또는 고장이 발생한 총 회수, 사건이 마직막으로 일어난 때를 판독하는 시간 미터, (경과한 시간 미터상의 시간으로서의) 이러한 사건이 얼마나 지속되었는지를 제공하는 컬럼으로 나뉘어 있다. 진단 코드 및 셧다운 상태의 저장된 사건의 상대적으로 짧은 리스트가 예로서 사용자 인터페이스(230)에 도시되어 있다. 그러나, 부가적 또는 적은 사건 및 중요한 경보 상태도 역시 모니터되어 디스플레이될 수 있다. 일단 중요한 경보 또는 셧다운의 저장된 건 및 진단 코드를 기술자가 보면, 이것들은 제어기(52)에 적합한 코드를 제공하는 DCU(50) [또는 DCU(50)를 통하여 컴퓨터(53)]에 의해 삭제될 수 있다.

도 11은 컴퓨터(53)와 DCU 제어기(55) 사이의 통신에 이용되는 하나의 예시적인 데이터 구조를 나타내고 있다. 데이터 구조(240)에는 명령 필드(242), 모듈 ID 필드(244), 데이터 길이 필드(246), 데이터 필드(248) 및 총계확인 필드(250)가 포함되어 있다. 데이터 구조(240)는 가변 길이의 데이터 구조이고, 메시지가 DCU 제어기(55) 또는 컴퓨터(53)로부터 비롯되는 점에서 동일하다.

명령 필드(242)는 예시적으로 특정 명령이 만들어지는 것을 가리키는 1 바이트의 정보를 포함하고 있다. 이는 예시적으로 수신 요소[DCU 제어기(55) 또는 컴퓨터(53)]가 수신하는 메시지로 어떠한 처리를 하는지를 보여준다. 그러한 명령에는, 예를 들어 모듈을 프로그래밍하는 명령, 데이터 획득, 데이터 기입, 및 특정 시간 미터 판독, 일련 번호 판독, 프로그램 버전 레벨 및 내부 데이터가 포함된다.

모듈 ID 필드(244)는 데이터 구조의 용도 모듈(destination module)을 특정한다. 모듈에는, 예를 들어 제어기(52), 디스플레이 장치(60), 부착물 제어 장치, 컴퓨터(53), DCU 제어기(55) 및 그 밖의 프로그래밍을 요하는 모든 모듈이 포함된다.

데이터 길이 필드(246)은 얼마나 많은 데이터 바이트가 데이터 구조(240)의 데이터 필드에 있는지를 특정한다. 데이터 필드(248)는 데이터 구조(240)의 특정 메시지에 대한 페이로드(payload) 또는 데이터를 포함한다.

총계확인 필드(250)는 에러 검출에 이용하는 것으로, 전체 데이터 구조에서 실행되는 총계 확인(checksum)이 포함된다. 하나의 실시예에 있어서, 총계확인 필드(250)에 포함된 수치는 필드(250)의 총계 확인 수치를 포함하여 메시지의 전체 바이트의 합이 0과 동일하게 계산된다.

어떠한 원하는 수의 명령도 실행될 수 있다. 예를 들어, 핑(ping) 명령은 단순한 호출과 응답으로 DCU(50)가 컴퓨터(53)에 부착된 것을 확인하는 데 이용할 수 있다. 핑 명령은 단순히 컴퓨터(53)에 의해 나오며, DCU(50)가 연결되었다는 것을 나타내는 메시지를 회답하도록 요청한다.

프로그램 모듈 명령은 특정 프로그래밍 프로토콜이 요청되게 하고, 모듈이 그 자체의 프로그래밍을 요청하게 하며, 정보가 삭제되고 프로그램되게 한다.

물론, 다른 명령도 수행될 수 있다.

따라서, 본 발명은 전술한 명령의 전부 또는 일부를 수행하도록 기술자가 이용할 수 있는 진단 및 제어 유니트를 제공한다는 것을 알 수 있다. 이 유니트는 기술자가 동력 기계의 일정 구성을 모니터하게 해줄 뿐만 아니라, 다양한 구성을 잠금 해제하고 적절한 출력이 활성화하였는지 여부를 관찰하게 해준다. 본 발명은 조작자에게 고장 및 이 고장을 둘어싼 다양한 데이터를 관찰하도록 상세한 모니터링 및 진단 능력을 제공하기도 한다. 또한, 본 발명은 확대된 관찰 스크린을 보게 해주며, 그 자체와 (개인용 컴퓨터와 같은) 외부 컴퓨터 간의 메시지 교환을 제공한다. 따라서, 이 수단은 매우 다재다능하며, 동력 기계의 유지와 동력 기계에서의 소프트웨어 또는 파라미터의 업그레이드 또는 변경의 양자에서 효율을 높일 수 있다.

양호한 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 기술 분야의 당업자라면 첨부한 특허청구의 범위에 기재된 발명의 사상 및 요지에서 벗어나는 일이 없이 그 상세에 있어 변경을 이룰 수 있다는 것은 분명하다.

Claims

전자식 기계 제어기 및 이 제어기가 받아들일 수 있는 정보를 저장하는 기계 메모리를 갖춘 동력 기계의 작동 특성을 변경하는 방법으로서,

상기 기계 제어기로부터 이격되고, 상기 동력 기계의 기계적 기능을 작동시키도록 구성되는 원격 제어기를 마련하는 단계와,

상기 원격 제어기를 기계 제어기에 접속하는 단계, 및

상기 원격 제어기로부터 상기 기계 메모리에 새로운 정보를 로딩하는 단계를 포함하는 것인 동력 기계의 작동 특성 변경 방법.
제1항에서, 상기 새로운 정보를 로딩하는 단계는,

상기 원격 제어기와 상기 기계 제어기 사이의 교신을 설정하는 단계와,

상기 기계 메모리에 있는 정보가 변경되어야 하는지 여부를 결정하는 단계, 및

상기 기계 메모리에 있는 정보가 변경되어야 하는 경우에, 자동으로 기계 메모리에 있는 정보를 새로운 정보로 변경하는 단계를 포함하는 것인 동력 기계의 작동 특성 변경 방법.
제1항에서, 상기 새로운 정보를 로딩하는 단계는,

상기 동력 기계의 이전의 작동에 기초하여 미리 정해진 새로운 정보 세트를획득하는 단계와,

상기 원격 제어기로부터 상기 미리 정해진 새로운 정보 세트를 상기 기계 메모리에 로딩하는 단계를 포함하는 것인 동력 기계의 작동 특성 변경 방법.
제1항에서, 상기 원격 제어기로 상기 동력 기계에서의 진단 작업을 수행하는 단계를 더 포함하고,

상기 새로운 정보를 로딩하는 단계는 상기 진단 작업에 기초하여 상기 새로운 정보를 획득하는 단계와 상기 원격 제어기를 통하여 상기 새로운 정보를 상기 기계 메모리에 로딩하는 단계를 포함하는 것인 동력 기계의 작동 특성 변경 방법.
제1항에서, 현재의 정보를 검색하여 디스플레이하는 단계와,

작동 특성에 상응하는 사용자가 선택 가능한 디스플레이 요소를 제공하는 단계를 더 포함하며,

상기 디스플레이 요소는 사용자가 선택하는 경우에 상기 원격 제어기가 사용자로부터 새로운 정보 값을 수용하도록 구성되는 것인 동력 기계의 작동 특성 변경 방법.
제1항에서, 상기 새로운 정보를 로딩하는 단계는 상기 기계 메모리에 새로운 소프트웨어 알고리듬을 로딩하는 단계를 포함하는 것인 동력 기계의 작동 특성 변경 방법.
제1항에서, 상기 새로운 정보를 로딩하는 단계는 상기 기계 메모리에 새로운 작동 파라미터를 로딩하는 단계를 포함하는 것인 동력 기계의 작동 특성 변경 방법.
제1항에서, 상기 접속 단계는 상기 원격 제어기와 상기 기계 제어기 사이의 무선 접속을 설정하는 단계를 포함하는 것인 동력 기계의 작동 특성 변경 방법.
제1항에서, 상기 새로운 정보를 로딩하는 단계는 상기 새로운 정보를 상기 원격 제어기가 받아들일 수 있는 플로피 디스크로부터 상기 기계 메모리로 전송하는 단계를 포함하는 것인 동력 기계의 작동 특성 변경 방법.
동력 기계의 일정 기능을 제어하는 기계 제어기와, 이 기계 제어기가 받아들일 수 있는 정보를 저장하는 기계 메모리를 갖춘 동력 기계의 동작을 모니터링하는 방법으로서,

상기 기계 제어기로부터 이격된 원격 제어기를 마련하는 단계와,

상기 원격 제어기를 상기 기계 제어기에 접속하는 접속 단계와,

상기 동력 기계의 기계적 기능을 해제하도록 상기 원격 제어기로부터 상기 기계 제어기로 신호를 제공하는 단계와,

상기 기능을 실행하는 단계, 및

상기 기능의 동작을 모니터링하는 단계를 포함하는 것인 모니터링 방법.
제10항에서, 상기 기능에는 유압 잠금 밸브에 의해 잠글 수 있는 유압 기능이 포함되고,

상기 신호를 제공하는 단계는 상기 기계 제어기에 해제 신호를 제공하는 단계를 포함하며, 상기 기계 제어기는 상기 유압 잠금 밸브가 상기 해제 신호에 기초하여 상기 유압 기능을 해제하도록 제어하는 것인 모니터링 방법
제10항에서, 상기 원격 제어기에는 디스플레이 장치가 포함되고,

상기 모니터링 단계에는 상기 디스플레이 장치에 상기 기능의 동작을 가리키는 정보를 디스플레이하는 단계가 포함되는 것인 모니터링 방법.
제12항에서, 상기 원격 제어기로부터 상기 기계 제어기로 요청된 작동을 가리키는 작동 신호를 제공하는 단계와,

작동 신호를 가리키고 요청된 작동의 상태를 가리키는 정보를 상기 디스플레이 장치에 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 것인 모니터링 방법.
제13항에서, 상기 작동 신호를 제공하는 단계는,

사용자가 선택 가능하며 각각이 요청된 작동을 가리키는 디스플레이 요소들을 디스플레이하는 단계와,

상기 사용자가 선택 가능한 디스플레이 요소 중에서 관련된 하나의 요소에 대한 사용자의 선택에 기초하여 작동 신호를 제공하는 단계를 포함하는 것인 방법.
동력 기계의 일정 기능의 작동을 제어하는 기계 제어기 및 기계 메모리를 갖춘 동력 기계의 작동 특성을 모니터링하는 방법으로서,

상기 동력 기계의 기계적 기능을 제어하도록 구성되고 상기 기계 제어기로부터 이격된 원격 제어기를 관련된 디스플레이 장치와 함께 제공하는 단계와,

상기 원격 제어기를 상기 기계 제어기에 접속하는 단계와,

상기 기계 메모리로부터 상기 동력 기계의 작동 특성을 가리키는 정보를 검색하는 단계와,

상기 검색된 작동 특성을 가리키는 정보를 디스플레이하는 단계를 포함하는 모니터링 방법.
제15항에서, 상기 작동 특성에는 상기 기계 메모리에 저장된 현재의 작동 파라미터가 포함되고, 상기 디스플레이하는 단계에는 현재의 작동 파라미터를 디스플레이하는 단계가 포함되는 것인 모니터링 방법.
제15항에서, 상기 작동 특성에는 검출된 복수 개의 최신 정비 상태가 포함되고, 상기 정비 상태는 정비가 수행되어야 하는 검색된 상태를 가리키는 것이고,

상기 디스플레이하는 단계에는 복수 개의 최신 정비 상태를 디스플레이하는단계가 포함되는 것인 모니터링 방법.
제17항에서, 상기 복수 개의 최신 정비 상태를 디스플레이하는 단계에는 사용자가 다룰 수 있는 목록에서 상기 복수 개의 최신의 정비 상태를 디스플레이하는 단계가 포함되는 것인 모니터링 방법.
제18항에서, 상기 동력 기계에는 기계 작동의 경과 시간을 가리키는 시계가 포함되고,

사용자가 다룰 수 있는 목록에서 각각의 발생된 상기 최신 정비 상태에서의 경과 시간을 관련된 정비 상태와 함께 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 모니터링 방법.
제20항에서, 상기 동력 기계에는 기계 작동의 경과 시간을 가리키는 가상 시계가 포함되고,

상기 경보 정보를 디스플레이하는 단계에는 경보 상태에 대한 표시, 경보 상태가 발생한 경과 시간 및 경보 상태의 지속 기간을 디스플레이하는 단계가 포함되는 것인 모니터링 방법.
제21항에서, 상기 경보 상태의 표시를 디스플레이하는 단계에는 경보 상태가 발생한 회수를 디스플레이하는 단계가 포함되는 것인 모니터링 방법.
제15항에서, 상기 디스플레이하는 단계에는 상기 동력 기계에 현재 탑재된 선택 사양을 가리키는 정보를 디스플레이하는 단계가 포함되는 것인 모니터링 방법.
동력 기계의 일정 기능을 제어하는 기계 제어기를 갖춘 동력 기계를 정비하는 데 사용하는 정비 도구 시스템으로서,

상기 기계 제어기로부터 이격되고, 상기 기계 제어기에 접속되도록 구성되는 기계 제어기 인터페이스를 갖춘 원격 시동 제어기와,

상기 원격 시동 제어기에 결합되고, 사용자 입력을 수신하여 입력 신호를 상기 원격 시동 제어기에 제공하는 사용자 입력 메커니즘, 및

상기 원격 시동 제어기에 결합되고 진단 제어기에 결합되도록 구성되는 것인 진단 제어기 인터페이스를 포함하고,

상기 원격 시동 제어기는 상기 입력 신호에 기초하여 상기 기계 제어기 인터페이스에 원격 시동 신호를 제공하도록 구성되는 것인 정비 도구 시스템.
제23항에서, 상기 진단 제어기 인터페이스에 결합되는 진단 제어기를 더 포함하는 것인 정비 도구 시스템.