KR20050009102A

KR20050009102A - 휠로더의 적재 중량 측정장치 및 그 측정방법

Info

Publication number: KR20050009102A
Application number: KR1020030048358A
Authority: KR
Inventors: 권영민; 이상훈
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2003-07-15
Filing date: 2003-07-15
Publication date: 2005-01-24
Also published as: KR100822763B1

Abstract

본 발명은 휠로더 작업기 선단에 적재된 작업물의 중량을 측정하는 기술에 관한 것이다.

이같은 본 발명은, 작동유의 온도를 측정한 후 그 측정온도에 따른 중량값의 오차 보상 방법을 통해 적재 중량을 정확하게 측정할 수 있도록 함은 물론, 덤프트럭의 높이가 낮을 경우에도 적재 중량 측정이 가능하도록 붐 회전 위치를 다수 검출할 수 있는 위치검출수단을 통해서도 그 적재 중량을 정확하게 측정할 수 있도록 하는 휠로더의 적재 중량 측정장치를 제공한다.

Description

휠로더의 적재 중량 측정장치 및 그 측정방법{Measurement device for carrying capacity of a wheel loader and method thereof}

본 발명은 휠로더 작업기 선단에 적재된 작업물의 중량을 측정하는 기술에 관한 것으로서, 특히 작동유의 온도를 측정한 후 그 측정온도에 따른 중량값의 오차 보상 방법을 통해 적재 중량을 정확하게 측정할 수 있도록 함은 물론, 덤프트럭의 높이가 낮을 경우에도 적재 중량 측정이 가능하도록 붐 회전 위치를 다수 검출할 수 있는 위치검출수단을 통해서도 적재 중량을 정확하게 측정할 수 있도록 하는 휠로더의 적재 중량 측정장치 및 그 측정방법에 관한 것이다.

일반적으로, 휠로더를 이용하여 상차 작업을 할 경우, 버킷에 적재되어 리프팅되는 적재물의 중량을 계측하는 것이 필요하다.

즉, 덤프트럭의 적재함에 적재물을 상차 작업하는 경우 그 덤프트럭에 대응되는 규정된 적재 중량만큼을 적재하는 것이 요구되며, 이에따라 운전자는 상차 작업시 적재물의 중량을 확인할 수 있으면 상차 작업의 능률을 높일 수 있는 것이다.

이러한 적재물의 중량 계측을 위한 종래의 장치는 일본국 특개소 62-274223 호(이하 선행기술 이라함)의 공보에 개시되어 있다.

즉, 상기의 선행기술에서는 중량물을 적재한 버킷부가 소정의 높이에 이른 것을 검출하는 센서와, 중량물을 적재한 버킷을 들어올리는 유압실린더의 유압을 검출하는 유압센서를 설치하고, 중량물을 적재한 버킷이 소정의 높이에 이른 시점을 중심으로 전후 소정 샘플링 시간에 걸쳐 소정의 샘플링 간격마다 유압을 측정하며, 그 측정된 유압 데이터의 평균치에 근거하여 버킷에 적재된 중량물의 중량을 산출하여 표시하고 있다.

그러나, 상기의 선행기술에서는 버킷이 미리 설정된 소정의 위치까지 상승하여야 중량을 측정할 수 있기 때문에 덤프트럭의 높이가 미리 설정된 높이보다 낮을 경우에는 적재물에 대한 측정이 곤란하였으며, 이에따라 선행기술에서는 소정의 위치까지 붐을 상승시켜야 하는 불편함이 따랐을뿐만 아니라 그 붐의 상승작업으로부터 적재물의 적재 시간이 오래 걸리는 등의 구조적인 단점을 가지게 되었다.

또한, 상기의 선행기술은 계측 중에 붐의 상승이 정지할 경우, 유압 실린더에 맥동이 발생하여 계측 정밀도가 저하되며, 소정 높이에서 붐 상승을 시작할 경우 시동에 수반되는 유압 맥동이 감쇄되기 전에 계측을 시작함으로서 그 계측 정밀도가 저하되는 폐단이 따랐다.

또한, 상기의 선행기술은 작업시간이나 작업종류 및 외기온도 조건에 따라 작동유의 온도는 큰 폭으로 변화되는데, 그 작동유의 온도가 변화되면 유압실린더의 압력도 변화되는 특성을 가지는 바, 상기 유압실린더의 압력을 기준으로 적재물의 중량을 계산하는 방법에 있어서는 유온의 변화에 따라 측정오차가 발생할수밖에 없는 문제점을 가지게 되었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명은, 작동유의 온도를 측정한 후 그 측정온도에 따른 중량값의 오차 보상 방법을 통해 적재 중량을 정확하게 측정할 수 있도록 하는 휠로더의 적재 중량 측정방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은, 덤프트럭의 높이가 낮을 경우에도 적재 중량 측정이 가능하도록 붐 회전 위치를 다수 검출할 수 있는 위치검출수단을 통해서도 그 적재 중량을 정확하게 측정할 수 있도록 하는 휠로더의 적재 중량 측정장치를 제공하려는데 그 목적이 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예로 휠로더의 적재 중량 측정장치의 전체 구성을 보인 개략도.

도 2는 본 발명의 일실시예로 붐 실린더의 위치 검출수단의 구성도.

도 3은 본 발명의 일실시예로 도 2의 A-A'선 단면도.

도 4는 본 발명의 일실시예로 붐 실린더 위치 검출수단의 설치상태도.

도 5의 a∼d는 본 발명의 일실시예로 붐 실린더 위치 검출수단의 작동상태도.

도 6의 a,b는 본 발명의 일실시예로 붐 실린더의 위치 검출을 위한 센서의 출력파형도.

도 7은 본 발명의 일실시예로 붐 실린더 위치 검출수단의 변화된 신호패턴과 붐이 상승 및 하강의 관계를 보인 도표.

도 8은 본 발명의 일실시예로 작동유 온도변화에 따른 중량 측정 오차의 변화를 보인 그래프.

도 9의 a,b는 본 발명의 일실시예로 붐 회전각의 연산 과정을 보인 흐름도.

도 10은 본 발명의 일실시예로 버켓 적재 중량의 연산 과정을 보인 흐름도.

도 11은 본 발명의 다른실시예로 붐의 각도를 미리 기억된 값으로 리셋시키기 위한 검출수단의 구성도.

도 12는 본 발명의 다른실시예로 도 11의 B-B'선 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 ; 버킷 2 ; 붐

3 ; 오일탱크 4 ; 붐실린더

5 ; 표시부 10; 제 1 검출수단

11; 고정부위 12; 센서고정구

13; 붐위치 검출부 13a; 요철부

14a,14b; 제 1,2 근접스위치 20; 제 2 검출수단

30; 제 3 검출수단 40; 제 4 검출수단

50; 콘트롤러 51,52,53; 제 1,2,3 연산수단

61; 리셋검출부 62; 제 3 근접스위치

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예로 휠로더의 적재 중량 측정장치의 전체 구성을 보인 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예로 붐 실린더 위치 검출수단의 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예로 도 2의 A-A'선 단면도 이다.

도 4는 본 발명의 일실시예로 붐 실린더 위치 검출수단의 설치상태도이고, 도 5의 a∼d는 본 발명의 일실시예로 붐 실린더 위치 검출수단의 작동상태도이며, 도 6의 a,b는 본 발명의 일실시예로 붐 실린더의 위치 검출을 위한 센서의 출력파형도 이다.

도 7은 본 발명의 일실시예로 붐 실린더 위치 검출수단의 변화된 신호패턴과 붐이 상승 및 하강의 관계를 보인 도표이고, 도 8은 본 발명의 일실시예로 작동유 온도변화에 따른 중량 측정 오차의 변화를 보인 그래프 이다.

도 1 내지 도 8에 도시된 바와같이, 중량물이 적재되는 버킷(1)을 회동 가능하게 장착시킨 붐(2)과, 오일탱크(3)의 작동유 공급을 받아 붐(2)을 승하강시키는 붐실린더(4) 및, 상기 버킷(1)에 적재된 중량물의 중량을 표시하는 표시부(5)를 포함하는 통상의 휠로더에 있어서,

상기 붐(2)의 위치를 검출하는 제 1 검출수단(10)과;

상기 붐실린더(4)의 헤드측 압력을 검출하는 제 2 검출수단(20)과;

상기 붐실린더(4)의 로드측 압력을 검출하는 제 3 검출수단(30)과;

오일탱크(3)의 작동유 온도를 검출하는 제 4 검출수단(40)과;

상기 제 1 내지 제 4 검출수단(10)(20)(30)(40)으로 부터 검출신호를 입력받아 붐(2)의 회전각은 물론 버킷(1)에 적재된 중량물의 중량을 연산하는 콘트롤러(50)로 구성함을 특징으로 한다.

다른 일면에 따라, 상기 제 1 검출수단(10)은,

붐(2)의 회전을 안내하는 고정부위(11)에 고정되는 센서고정구(12)와,

붐(2)의 측면에 회전 가능하게 고정되면서 그 붐(2)의 회전에 따른 위치 검출이 가능하도록 요철부(13a)를 가지는 붐위치 검출부(13)와,

상기 센서고정구(12)에 고정되면서 붐위치 검출부(13)와 수직으로 소정거리를 유지하되, 상기 붐위치 검출부(13)의 회전에 따른 위치 변경시 그 변경 위치에 대응하는 온/오프 신호를 출력하는 제 1 및 제 2 근접스위치(14a)(14b)로 구성함을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 콘트롤러(50)에는,

제 1 검출수단(10)으로 검출된 붐(2)의 위치를 토대로 상기 붐(2)의 회전각을 연산하는 제 1 연산수단(51)과,

상기 제 1 연산수단(51)에 의해 산출된 붐(2)의 회전각 정보를 토대로 버킷(1)에 적재된 중량물의 중량을 연산하는 제 2 연산수단(52)을 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 콘트롤러(50)에는,

제 4 검출수단(40)에 의한 작동유의 온도 검출정보를 토대로 그 작동유의 온도변화에 따른 압력 변동으로 중량측정오차가 발생될 때 그 중량측정오차를 보상하기 위한 온도 보상의 압력값을 연산하는 제 3 연산수단(53)을 더 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

한편, 도 9 및 도 10은 상기 본 발명의 일실시예인 휠로더의 적재 중량 측정장치를 통해 달성되는 적재 중량 측정방법을 보인 흐름도로서 그 진행단계는,

붐(2)의 위치, 붐실린더(4)의 헤드측 압력, 붐실린더(4)의 로드측 압력은 물론, 오일탱크(3)의 작동유 온도를 검출하는 검출단계;

상기 검출단계의 검출 결과를 토대로 붐(2)의 회전각을 연산하는 붐 회전각 연산단계; 및,

상기 검출단계의 검출결과를 토대로 온도보상의 압력값은 물론, 버킷(1)에 적재된 중량물의 중량을 연산하는 적재중량 연산단계; 로 진행함을 특징으로 한다.

다른 일면에 따라, 상기 붐 회전각 연산단계는,

장비의 전원이 오프되기전 마지막 장비의 위치 정보값(P)과 제 1 및 제 2 근접스위치(14a)(14b)의 상태값(STATE)을 기억장치로 입력한 후 현재의 상태변수값(STATE_OLD)을 저장하는 단계;

제 1,2 근접스위치(14a)(14b)에 의해 미리 저장된 상태변수값(STATE)을 설정한 후(예; 0∼3까지), 상기 기억장치에 저장된 제 1,2 근접스위치(14a)(14b)의 상태변수값(STATE)과 현재 제 1,2 근접스위치(14a)(14b)의 상태변수값(STATE_OLD)을 비교하는 단계;

상기 비교결과 제 1,2 근접스위치(14a)(14b)의 상태변수값(STATE) (STATE_OLD)이 동일하면 그 상대적인 위치가 변경되지 않은 것으로 판단하여 현재장비의 위치 정보값(P)에 따라 붐(2)의 회전각을 연산한 후 현재 제 1,2 근접스위치(14a)(14b)의 상태변수값(STATE_OLD)과 장비의 위치 정보값(P)을 기억장치에 저장하는 단계;

상기 비교결과 제 1,2 근접스위치(14a)(14b)의 상태변수값(STATE) (STATE_OLD)이 동일하지 않으면 붐(2)의 상승 혹은 하강 여부를 판단하는 단계;

상기 판단결과 붐(2)의 상승이면 장비의 위치 정보값(P)을 증가(+1)시키고, 하강이면 장비의 위치 정보값(P)을 감소(-1)시키는 단계; 및,

상기 위치 정보값(P)의 증감으로 부터 붐(2)의 회전각을 연산한 후 기억장치에 현재 상태변수값(STATE_OLD)과 그 증감된 위치 정보값(P)을 저장하는 단계; 로 진행함을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 붐(2)의 회전각 연산값은,

장비의 위치 정보값(P)에 따른 붐(2)의 평균 회전각을 기억장치에 미리 저장한 후, 현재 장비의 위치 정보값(P)에 따라 구해짐을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 적재 중량 연산단계는,

제 1 내지 제 4 검출수단(10)(20)(30)(40)으로 부터 입력된 검출신호와 제 1 연산수단(51)에 의한 붐 회전각의 연산신호 및 제 3 연산수단(53)에 의한 온도보상의 압력값을 연산하는 단계;

상기 연산결과로 부터 상승되는 붐(2)의 이전 및 현재 회전각 사이의 압력 평균값을 이용하여 제 2 연산수단(52)이 버킷(1)의 적재 중량을 연산하는 단계;

붐(2)이 상승하다가 하강하는 시점부터 그 붐(2)의 회전각에서 구해진 적재중량값 중 오차가 큰 값을 삭제하고 평균값을 계산하는 단계; 및,

상기의 계산된 적재중량의 평균값을 이용하여 트럭의 적산 중량값을 계산한 후 그 적재중량값과 트럭적산중량값을 표시부(5)로 디스플레이시키는 단계; 로 진행함을 특징으로 한다.

이와같이 구성된 본 발명의 일실시예에 대한 작용을 첨부된 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1에 도시된 바와같이 휠로더에 대한 적재 중량의 측정이 가능하도록 제 1 검출수단(10)에서는 붐(2)의 위치를 검출하고, 제 2 검출수단(20)은 붐실린더(4)의 헤드측 압력을 검출하며, 제 3 검출수단(30)은 붐실린더(4)의 로드측의 압력을 검출하고, 제 4 검출수단(40)에서는 오일탱크(3)의 작동유 온도를 검출하게 된다.

이때, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와같이, 상기 제 1 검출수단(10)에는 고정부위(11)에 고정되는 센서고정구(12)와, 요철부(13a)를 가지는 붐위치 검출부(13)는 물론, 상기 센서고정구(12)에 고정되는 제 1 및 제 2 근접스위치(14a)(14b)를 포함하면서, 상기 제 1 및 제 2 근접스위치(14a)(14b)와 붐위치 검출부(13)가 수직으로 소정거리를 유지하는 바,

상기 붐위치 검출부(13)는 붐(2)의 측면에 고정되면서 그 붐(2)의 회전에 따른 위치 검출이 가능하도록 상기 붐(2)의 회전으로 부터 연동된다.

이때, 상기 센서고정구(12)에 고정된 제 1 및 제 2 근접스위치(14a)(14b)는 붐위치 검출부(13)의 회전에 따른 위치 변경시 그 변경 위치에 대응하는 온/오프신호를 출력하므로서, 상기 붐(2)의 회전각을 검출할 수 있게 되는 것이다.

일예로, 상기 붐위치 검출부(13)의 위치가 도 5a와 같은 경우, 센서고정구(12)에 고정된 제 1 및 제 2 근접스위치(14a)(14b)는 모두 붐위치 검출부(13)의 검출면으로 부터 벗어나 있는 바,

상기 제 1 및 제 2 근접스위치(14a)(14b)가 검출부에서 벗어나면 온 신호를 출력하는 근접센서라면 도 6의 파형도에서와 같이 모두 온의 신호를 출력하게 된다.

그리고, 상기 붐(2)이 상승으로 부터 붐위치 검출부(13)의 위치가 도 5b와 같은 경우, 센서고정구(12)에 고정된 제 1 근접스위치(14a)는 붐위치 검출부(13)의 검출면으로 부터 벗어나 있고, 상기 제 2 근접스위치(14b)는 붐위치 검출부(13)의 검출면 위에 위치하게 되는 바,

도 6의 파형도에서와 같이 제 1 근접스위치(14a)는 온의 신호를 출력하게 되고, 상기 제 2 근접스위치(14b)는 오프의 신호를 출력하게 된다.

그리고, 상기 붐(2)의 상승으로 부터 붐위치 검출부(13)의 위치가 도 5c와 같은 경우, 상기 제 1 및 제 2 근접스위치(14a)(14b) 모두가 붐위치 검출부(13)의 검출면 위에 위치하게 되는 바,

도 6의 파형도에서와 같이 제 2 근접스위치(14b)는 그대로 오프의 신호를 출력하게 되지만, 상기 제 1 근접스위치(14a)는 온에서 오프로의 신호 전환이 이루어진다.

한편, 상기 붐(2)의 상승으로 부터 붐위치 검출부(13)의 위치가 도 5d와 같은 경우, 상기 센서고정구(12)에 고정된 제 1 근접스위치(14a)는 붐위치 검출부(13)의 검출면 위에 위치하고, 상기 제 2 근접스위치(14b)는 붐위치 검출부(13)의 요철부(13a)로 위치하게 되는 바,

도 6의 파형도에서와 같이 제 1 근접스위치(14a)는 온의 신호를 그대로 출력하지만, 상기 제 2 근접스위치(14b)는 오프에서 온으로의 신호 전환이 이루어지는 것이다.

즉, 도 7은 상기 제 1 및 제 2 근접스위치(14a)(14b)의 신호 변화패턴과 붐(2)의 상승 및 하강의 관계를 나타내는 도표로서, 이는 붐(2)의 위치가 변화되면 상기 붐(2)의 상승 혹은 하강에 따라 상기 제 1 및 제 2 근접스위치(14a)(14b)의 출력이 온/오프로 변화되는 것을 보여주고 있다.

그러므로, 상기 제 1 및 제 2 근접스위치(14a)(14b)의 온/오프 출력값을 기억하고 있다가 그 온/오프의 신호 중 하나가 변화되면 도 7의 도표에 따라 붐(2)의 상승 또는 하강을 판단할 수 있는 것이다.

아울러, 상기의 판단결과로 부터 측정하고자 하는 붐(2)의 각도에 따라 붐위치 검출부(13)에 형성된 요철부(13a)의 개수와 간격을 조절하여 두면, 상기 붐(2)의 회전각은 그 측정이 보다 용이하게 이루어질 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 제 1 내지 제 4 검출수단(10)(20)(30)(40)의 검출 결과를 콘트롤러(50)에서는 붐(2)의 회전각은 물론, 온도보상의 압력값과 버킷(1)에 적재된 중량물의 중량을 연산할 수 있게 된다.

즉, 상기 콘트롤러(50)에는 제 1 내지 제 3 연산수단(51)(52)(53)을 포함하고 있는 바,

상기 제 1 연산수단(51)은 제 1 검출수단(10)으로 부터 검출된 붐(2)의 위치를 토대로 상기 붐(2)의 회전각을 연산하고, 상기 제 2 연산수단(52)은 제 1 연산수단(51)에 의해 산출된 붐(2)의 회전각 정보를 토대로 버킷(1)에 적재된 중량물의 중량을 연산하게 되며, 상기 제 3 연산수단(53)은 제 4 검출수단(40)에 의한 작동유의 온도 검출정보를 토대로 그 작동유의 온도변화에 따른 압력 변동으로 중량측정오차가 발생될 때 그 중량측정오차를 보상하기 위한 온도 보상의 압력값을 연산하게 되는 것이다.

이를 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 제 1 연산수단(51)에 의한 붐(2)의 회전각 연산은 도 9의 흐름도로서 진행된다.

즉, 상기 제 1 연산수단(51)은 장비의 전원이 오프되기전 마지막 장비의 위치 정보값(P)과 제 1,2 근접스위치(14a)(14b)의 상태값(STATE)을 기억장치로 입력한 후 현재의 상태변수값(STATE_OLD)을 저장하여 둔다.

이후, 상기 제 1 연산수단(51)은 제 1,2 근접스위치(14a)(14b)에 의해 미리 저장된 상태변수값(STATE)을 설정한 후(예; 0∼3까지), 상기 기억장치에 저장된 제 1,2 근접스위치(14a)(14b)의 상태변수값(STATE)과 현재 제 1,2 근접스위치(14a)(14b)의 상태변수값(STATE_OLD)을 비교한다.

이때, 상기 비교결과 제 1,2 근접스위치(14a)(14b)의 상태변수값(STATE) (STATE_OLD)이 동일한 경우, 상기 제 1 연산수단(51)은 그 상대적인 위치가 변경되지 않은 것으로 판단하여 현재 장비의 위치 정보값(P)에 따라 붐(2)의 회전각을 연산한 후 현재 제 1,2 근접스위치(14a)(14b)의 상태변수값(STATE_OLD)과 장비의 위치 정보값(P)을 기억장치에 저장하여 둔다.

그러나, 상기의 비교결과 제 1,2 근접스위치(14a)(14b)의 상태변수값(STATE) (STATE_OLD)이 동일하지 않을 경우, 상기 제 1 연산수단(51)은 붐(2)의 상승 혹은 하강 여부를 판단하게 되는데, 그 판단은 제 1 및 제 2 근접스위치(14a)(14b)의 온/오프 출력값을 기억하고 있다가 그 온/오프의 신호 중 하나가 변화되었을 때 도 7의 도표에 따라 붐(2)의 상승 또는 하강을 판단하게 되는 것이다.

따라서, 상기 제 1 연산수단(51)의 판단결과 붐(2)의 상승이면, 상기 제 1 연산수단(51)에서는 장비의 위치 정보값(P)을 증가(+1)시키고, 하강이면 장비의 위치 정보값(P)을 감소(-1)시키는 카운트동작을 수행하면서 붐(2)의 회전각을 연산한 후, 기억장치에 현재 상태변수값(STATE_OLD)과 그 증감된 위치 정보값(P)을 저장하게 되는 것이다.

여기서, 상기 제 1 연산수단(51)에 의해 이루어지는 붐(2)의 회전각 연산값은 장비의 위치 정보값(P)에 따른 붐(2)의 평균 회전각을 기억장치에 미리 저장한 후, 현재 장비의 위치 정보값(P)에 따라 구하는 것이다.

한편, 도 8은 오일탱크(3)에 저장된 작동유의 온도변화에 따른 중량 측정 오차의 변화를 나타낸 도면으로, 휠로더의 작동유 온도는 작업시간이나 작업종류, 외기온도에 따라서 큰 폭으로 변화되며, 상기 작동유의 온도가 변화되면 붐실린더(4)의 압력이 변화되면서 중량측정 오차가 발생된다.

따라서, 적재 중량을 정확하게 측정하기 위해서는 도 8의 온도(유온)변화에 따른 중량 측정 오차를 보상하는 것이 요구되는 바, 그 보상은 콘트롤러(50)에 포함된 제 3 연산수단(53)에 의해 이루어지도록 하였다.

즉, 상기 연산수단(53)은 제 4 검출수단(40)에 의한 작동유의 온도 검출정보를 토대로 그 작동유의 온도변화에 따른 압력 변동으로 중량측정오차가 발생될 때 그 중량측정오차를 보상하기 위한 온도 보상의 압력값을 연산하고 그 연산은 다음의 수식에 의해 이루어지도록 하였다.

위 수식에서 P는 측정된 압력이고,는 유온에 따른 압력변화를 보상한 압력이며, f(P)는 유온에 따른 압력변화를 커브 피팅에 의해 구한 수식이다.

따라서, 유온변화를 고려한 압력를 사용하여 중량을 계산하므로서 유온에 따른 오차 발생을 방지할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 콘트롤러(50)에 포함된 제 2 연산수단(52)은 상기 제 1 연산수단(51)에 의해 산출된 붐(2)의 회전각 정보를 토대로 버킷(1)에 적재된 중량물의 중량을 연산하게 된다.

즉, 도 10에 도시된 바와같이, 상기 제 2 연산수단(52)은 제 1 내지 제 4 검출수단(10)(20)(30)(40)으로 부터 입력된 검출신호와 제 1 연산수단(51)에 의한 붐 회전각의 연산신호 및 제 3 연산수단(53)에 의한 온도보상의 압력값을 연산한다.

그리고, 상기 연산결과로 부터 제 2 연산수단(52)은 상승되는 붐(2)의 이전 및 현재 회전각 사이의 압력 평균값을 이용하여 버킷(1)의 적재 중량을 연산하게된다.

이때, 붐(2)이 상승하다가 하강하는 시점부터 상기 제 2 연산수단(52)은 그 붐(2)의 회전각에서 구해진 적재 중량값 중 오차가 큰 값을 삭제하고 평균값을 계산하게 되는 바,

상기 제 2 연산수단(52)은 상기의 계산된 적재중량의 평균값을 이용하여 트럭의 적산 중량값을 계산한 후 그 적재중량값과 트럭적산중량값을 표시부(5)로 디스플레이키게 되는 것이다.

한편, 도 11 및 도 12는 본 발명의 다른실시예로, 이는 붐(2)의 각도를 미리 기억된 값으로 리셋시키는 제 5 검출수단(도면에는 표시하지 않음)을 도시하고 있다.

즉, 상기 제 5 검출수단은 제 1 검출수단(10)에 포함된 붐위치 검출부(13)의 회전범위 바깥쪽에 별도의 리셋검출부(61)를 장착하고, 상기 센서고정구(12)에는 리셋검출부(61)의 위치를 검출할 수 있도록 제 3 근접스위치(62)를 추가 구성한 것이다.

이에따라, 전원이 오프된 상태에서 붐(2)의 회전각이 변경되면, 도 9에서 설명된 기억장치내의 붐(2) 각도정보와 실제 붐(2)의 각도값에 차이가 발생되는 바, 상기 제 5 검출수단은 상기의 오차 문제를 해결하기 위한 것이다.

즉, 붐(2)이 소정의 높이로 상승하면서 리셋검출부(61)의 위로 제 3 근접스위치(62)가 통과하는 경우, 상기 제 5 검출수단은 기억장치에 기억되어 있는 붐(2)의 각도정보를 미리 기억된 소정의 값으로 변경하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 작동유의 온도를 측정한 후 그 측정온도에 따른 중량값의 오차 보상 방법을 통해 적재 중량을 정확하게 측정할 수 있도록 함은 물론, 덤프트럭의 높이가 낮을 경우에도 적재 중량 측정이 가능하도록 붐 회전 위치를 다수 검출할 수 있는 위치검출수단을 통해서도 그 적재 중량을 정확하게 측정할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims

중량물이 적재되는 버킷을 회동 가능하게 장착시킨 붐과, 오일탱크의 작동유 공급을 받아 붐을 승하강시키는 붐실린더 및, 상기 버킷에 적재된 중량물의 중량을 표시하는 표시부를 포함하는 통상의 휠로더 적재 중량 측정시스템에 있어서,

상기 붐의 위치를 검출하는 제 1 검출수단과;

상기 붐실린더의 헤드측 압력을 검출하는 제 2 검출수단과;

상기 붐실린더의 로드측 압력을 검출하는 제 3 검출수단과;

오일탱크의 작동유 온도를 검출하는 제 4 검출수단; 및,

상기 제 1 내지 제 4 검출수단으로 부터 검출신호를 입력받아 붐의 회전각은 물론 버킷에 적재된 중량물의 중량을 연산하는 콘트롤러로 구성함을 특징으로 하는 휠로더의 적재 중량 측정장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 검출수단은,

붐의 회전을 안내하는 고정부위에 고정되는 센서고정구와, 붐의 측면에 회전 가능하게 고정되면서 그 붐의 회전에 따른 위치 검출이 가능하도록 요철부를 가지는 붐위치 검출부와, 상기 센서고정구에 고정되면서 붐위치 검출부와 수직으로 소정거리를 유지하되, 상기 붐위치 검출부의 회전에 따른 위치 변경시 그 변경 위치에 대응하는 온/오프 신호를 출력하는 제 1 및 제 2 근접스위치로 구성함을 특징으로 하는 휠로더의 적재 중량 측정장치.
제 1 항에 있어서, 상기 콘트롤러에는,

제 1 검출수단으로 검출된 붐의 위치를 토대로 상기 붐의 회전각을 연산하는 제 1 연산수단과,

상기 제 1 연산수단에 의해 산출된 붐의 회전각 정보를 토대로 버킷에 적재된 중량물의 중량을 연산하는 제 2 연산수단을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 휠로더의 적재 중량 측정장치.
제 1 항에 있어서, 상기 콘트롤러에는,

제 4 검출수단에 의한 작동유의 온도 검출정보를 토대로 그 작동유의 온도변화에 따른 압력 변동으로 중량측정오차가 발생될 때 그 중량측정오차를 보상하기 위한 온도 보상의 압력값을 연산하는 제 3 연산수단을 더 포함하여 구성함을 특징으로 하는 휠로더의 적재 중량 측정장치.
제 1 항에 있어서, 적재 중량 측정장치에는,

붐의 각도를 미리 기억된 값으로 리셋시키도록 제 1 검출수단에 포함된 붐위치 검출부의 회전범위 바깥쪽에 장착되는 리셋검출부와, 상기 리셋검출부의 위치를 검출하는 제 3 근접스위치를 포함하는 제 5 검출수단을 추가 구성함을 특징으로 하는 휠로더의 적재 중량 측정장치.
붐의 위치, 붐실린더의 헤드측 압력, 붐실린더의 로드측 압력은 물론, 오일탱크의 작동유 온도를 검출하는 검출단계;

상기 검출단계의 검출 결과를 토대로 붐의 회전각을 연산하는 붐 회전각 연산단계; 및,

상기 검출단계의 검출결과를 토대로 온도보상의 압력값은 물론, 버킷에 적재된 중량물의 중량을 연산하는 적재중량 연산단계; 로 진행함을 특징으로 하는 휠로더의 적재 중량 측정방법.
제 6 항에 있어서, 상기 붐 회전각 연산단계는,

장비의 전원이 오프되기전 마지막 장비의 위치 정보값과 제 1 및 제 2 근접스위치의 상태값을 기억장치로 입력한 후 현재의 상태변수값을 저장하는 단계;

제 1,2 근접스위치에 의해 미리 저장된 상태변수값을 설정한 후, 상기 기억장치에 저장된 제 1,2 근접스위치의 상태변수값과 현재 제 1,2 근접스위치의 상태변수값을 비교하는 단계;

상기 비교결과 제 1,2 근접스위치의 상태변수값이 동일하면 그 상대적인 위치가 변경되지 않은 것으로 판단하여 현재 장비의 위치 정보값에 따라 붐의 회전각을 연산한 후 현재 제 1,2 근접스위치의 상태변수값과 장비의 위치 정보값을 기억장치에 저장하는 단계;

상기 비교결과 제 1,2 근접스위치의 상태변수값이 동일하지 않으면 붐의 상승 혹은 하강 여부를 판단하는 단계;

상기 판단결과 붐의 상승이면 장비의 위치 정보값을 증가시키고, 하강이면 장비의 위치 정보값을 감소시키는 단계; 및,

상기 위치 정보값의 증감으로 부터 붐의 회전각을 연산한 후 기억장치에 현재 상태변수값과 그 증감된 위치 정보값을 저장하는 단계; 로 진행함을 특징으로 하는 휠로더의 적재 중량 측정방법.
제 7 항에 있어서, 상기 붐의 회전각 연산은,

장비의 위치 정보값에 따른 붐의 평균 회전각을 기억장치에 미리 저장한 후, 현재 장비의 위치 정보값에 따라 구해짐을 특징으로 하는 휠로더의 적재 중량 측정방법.
제 6 항에 있어서, 상기 적재 중량 연산단계는,

제 1 내지 제 4 검출수단으로 부터 입력된 검출신호와 제 1 연산수단에 의한 붐 회전각의 연산신호 및 제 3 연산수단에 의한 온도보상의 압력값을 연산하는 단계;

상기 연산결과로 부터 상승되는 붐의 이전 및 현재 회전각 사이의 압력 평균값을 이용하여 제 2 연산수단이 버킷의 적재 중량을 연산하는 단계;

붐이 상승하다가 하강하는 시점부터 그 붐의 회전각에서 구해진 적재 중량값 중 오차가 큰 값을 삭제하고 평균값을 계산하는 단계; 및,

상기의 계산된 적재중량의 평균값을 이용하여 트럭의 적산 중량값을 계산한 후 그 적재중량값과 트럭적산중량값을 표시부로 디스플레이키는 단계; 로 진행함을 특징으로 하는 휠로더의 적재 중량 측정방법.