KR20070039225A - 작업가능시간 정보 표시장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 작업가능시간 정보 표시장치 및 방법에 관한 것으로, 전동지게차에서 현재의 배터리 충전용량을 이용하여 작업할 수 있는 시간에 대한 정보를 정확하게 제공한다.
본 발명에 따르면, 전류 센싱부가 특정 주기마다 전류를 센싱하여 검출신호를 출력하고, 상기 출력한 검출신호를 이용하여 평균 소모전류량을 도출한다. 상기 도출한 평균 소모전류량 및 배터리 충전량 산출부가 산출한 배터리의 충전용량을 이용하여 작업가능시간을 연산하고, 상기 연산한 작업가능시간이 화면에 표시된다. 이로 인하여 배터리의 충전시점에 대한 정확한 정보를 제공하여 작업의 편의성을 향상시킨다.
전동지게차, 작업가능시간, 전류센싱

Description

작업가능시간 정보 표시장치 및 방법{Apparatus for displaying information of time capable of working and method thereof}
도 1은 본 발명의 작업가능시간 정보 표시장치를 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 작업가능시간 정보 표시방법을 보인 흐름도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : 전류 센싱부 110 : 증폭부
120 : A/D 컨버터 130 : 저장부
140 : 소모전류량 도출부 150 : 작업가능시간 연산부
151 : 배터리 충전량 산출부 153 : 제 1 연산부
155 : 제 2 연산부 160 : 영상 표시부
본 발명은 작업가능시간 정보 표시장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 전동지게차에서 배터리 충전용량 및 평균 소모전류량을 이용하여 작업가능시간을 연산하고, 상기 연산한 작업가능시간을 화면에 표시하는 작업가능시간 정보 표시장치 및 방법에 관한 것이다.
전동지게차는 앞쪽에 2단으로 신축하는 수직 마스트가 있고, 이에 맞물린 좌우 2개의 포크를 화물의 하부에 밀어 넣고, 화물을 들어올리는 장치이다. 포크는 보통 앞쪽으로 6°, 뒤쪽으로 12°경사 시킬 수 있고, 들어올리는 중량은 1~10t이다. 또, 화물을 들어올리는 속도는 전부하에서 매초 25∼35cm이다.
상기 전동지게차는 화물을 밀고, 들어올리는 동작에서 많은 전력이 소모되는데, 상기 소모되는 전력의 근원은 전동지게차에 장착되어 있는 배터리이다. 그러나 종래의 전동지게차의 경우에 배터리의 충전상태를 표시하는데 있어서 바 세그먼트(Bar Segment)로 표시하였다. 즉, 배터리를 최대로 충전할 수 있는 용량을 균등하게 분할하여 복수의 영역을 설정하고, 현재 배터리에 충전되어 있는 용량에 해당되는 영역까지 바가 표시되도록 구성되어 있다. 이로 인하여 배터리의 정확한 용량을 작업자가 알 수 없는 문제점이 있었다. 왜냐하면, 배터리가 일정 범위 내에 존재하기만 하면 동일한 영역까지 바가 표시되기 때문이다.
그러므로 본 발명의 목적은 배터리의 충전용량 및 평균 전류소모량을 이용하여 작업가능시간을 연산하고, 상기 연산한 작업가능시간을 화면에 표시함으로써, 작업자에게 정확한 배터리의 충전시점에 대한 정보를 정확하게 제공하여 작업의 편의성을 향상시키는 작업가능시간 정보 표시장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
이러한 목적을 이루기 위한 본 발명의 작업가능시간 정보 표시장치는 작동을 위하여 소모되는 전류를 센싱하여 검출신호를 출력하는 전류 센싱부와, 상기 전류 센싱부가 출력한 검출신호를 증폭하는 증폭부와, 소모전류량 목록 및 소모전류량을 저장하는 저장부와, 상기 증폭부가 증폭한 검출신호 및 상기 저장부에 저장된 소모전류량 목록을 이용하여 소모전류량을 도출하는 소모전류량 도출부와, 상기 저장부에 저장된 소모전류량 및 배터리의 충전용량을 이용하여 작업가능시간을 연산하는 작업가능시간 연산부와, 상기 작업가능시간 연산부가 연산한 작업가능시간을 화면으로 표시하는 영상 표시부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 작업가능시간 연산부는 배터리의 충전용량을 산출하는 배터리 충전량 산출부와, 상기 저장부에 저장된 소모전류량으로 특정 시간의 평균 소모전류량을 연산하는 제 1 연산부와, 상기 제 1 연산부가 연산한 평균 소모전류량 및 상기 배터리 충전량 산출부가 산출한 배터리의 충전용량을 이용하여 작업가능시간을 연산하는 제 2 연산부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 작업가능시간 정보 표시방법은 SEAT 스위치가 온되었는지의 여부를 판단하고, 작동을 위하여 소모되는 전류를 센싱하여 검출신호를 출력하여 증폭하며, 상기 출력한 검출신호에 해당하는 소모전류량을 도출하고, 상기 도출한 소모전류량을 이용하여 특정 시간의 평균 소모전류량을 연산하며, 상기 평균 소모전류량으로 배터리 충전용량을 나누어 작업가능시간을 연산하고, 상기 연산한 작업가능시간을 화면에 표시하는 것으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 작업가능시간 정보 표시장치 및 방법을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 작업가능시간 정보 표시장치를 나타낸 블록도이다. 도시된 바와 같이 작업가능시간 정보 표시장치는 전류 센싱부(100)와, 증폭부(110)와, A/D 컨버터(120)(Converter)와, 저장부(130)와, 소모전류량 도출부(140)와, 작업가능시간 연산부(150)와, 영상 표시부(160), 제어부(170)로 구성된다.
상기 전류 센싱부(100)는 작동을 위하여 소모되는 전류를 센싱하여 검출신호를 출력한다. 전동지게차는 작동을 하는데 있어서 특정 전력이 필요하다. 상기 전력은 전류와 전압의 곱으로써, 전동지게차가 작업을 시작하면 전류가 소모된다. 그러므로 전류 센싱부(100)는 현재 동작을 위하여 소모되는 전류를 센싱하여 검출신호를 출력한다.
상기 증폭부(110)는 상기 전류 센싱부(100)가 검출한 검출신호를 증폭한다. 증폭부(110)는 예를 들면, 연산 증폭기(Operation Amplifier) 등으로 구성되며, 신호를 증폭할 수 있는 수단이면 가능하다.
상기 A/D 컨버터(120)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시킨다. 상기 전류 센싱부(100)가 출력하는 신호는 아날로그 값으로써 작업가능시간을 연산하기 위하여 상기 A/D 컨버터(120)를 이용하여 디지털 값으로 변환된다. 상기 A/D 컨버터(120)는 사용자 인터페이스 수단(180)을 통하여 입력받은 명령에 의한 제어부(170)의 제어로 특정 주기로 동작한다. 예를 들면, 사용자의 명령에 따라서 A/D 컨버터(120)가 1초마다 동작하도록 설정하면, A/D 컨버터(120)는 상기 증폭부에서 입력받은 신호가 1초마다의 신호로 변환된다.
상기 저장부(130)는 소모전류량 목록을 저장한다. 상기 소모전류량 목록은 상기 A/D 컨버터(120)에서 출력되는 신호의 값에 소모전류량을 매칭시킨 목록이다. 예를 들면, 상기 A/D 컨버터(120)에서 출력되는 신호의 값이 5이면 해당되는 소모전류량은 100A이고, A/D 컨버터(120)에서 출력되는 신호의 값이 10이면 해당되는 소모전류량은 200A인 것과 같이, A/D 컨버터(120)에서 출력되는 신호의 값마다 해당되는 소모전류량이 매칭되어 있다. 상기 신호의 값에 정확한 소모전류량이 매칭되어야 하므로, 상기 매칭되는 것은 이전에 시뮬레이션(Simulation) 등을 통하여 미리 도출한 값들을 매칭하여 저장한다.
또한, 상기 저장부(130)는 소모전류량을 저장한다. 소모전류량은 현재 작동을 위하여 소모되고 있는 전류량으로써, 소모전류량 도출부(140)에서 도출한 값이다. 저장부(130)에 저장되는 소모전류량은 제어부(170)의 제어에 따라서 전류 센싱부(100)가 특정 주기마다 센싱한 전류에 대한 값이 된다.
상기 소모전류량 도출부(140)는 상기 저장부(130)에 저장된 소모전류량 목록 및 상기 A/D 컨버터(120)에서 변환된 신호를 이용하여 소모전류량을 도출한다. 저장부(130)의 소모전류량 목록에는 A/D 컨버터(120)가 출력한 신호의 각 값에 대한 소모전류량이 매칭되어 있다. 그러므로 소모전류량 도출부(140)는 상기 A/D 컨버터(120)로부터 신호가 입력되면 상기 저장부(130)를 검색하여, 입력된 신호의 값에 해당하는 소모전류량을 도출한다.
상기 작업가능시간 연산부(150)는 상기 저장부(130)에 저장된 소모전류량 및 배터리의 충전용량을 이용하여 작업가능시간을 연산한다. 작업가능시간 연산부(150)는 제 1 연산부(153), 제 2 연산부(155), 배터리 충전량 산출부(151)로 구성된다.
상기 제 1 연산부(153)는 상기 저장부(130)에 저장된 소모전류량으로 특정 시간의 평균 소모전류량을 연산한다. 저장부(130)는 사용자 인터페이스 수단(180)을 통하여 입력된 명령에 의한 제어부(170)의 제어로, 제 1 연산부(153)에서 어느 정도의 시간에 대한 평균 소모전류량을 연산할 것인지에 대한 정보를 입력받는다. 상기 입력받은 시간에 해당되는 소모전류량은 저장부(130)에서 제 1 연산부(153)로 출력된다. 그리고 제 1 연산부(153)는 상기 입력받은 소모전류량들을 합산한 값을 사용자 인터페이스 수단(180)을 통해 입력받은 시간으로 나누어줌으로써, 평균 소모전류량을 연산한다. 예를 들면, 제 1 연산부(153)가 10초 동안의 평균 소모전류량을 연산하고, A/D 컨버터(120)가 1초의 주기로 동작한다고 가정하면, 제어부(170)의 제어로 저장부(130)는 1초부터 10초까지의 10개의 소모전류량을 제 1 연산부(153)로 출력한다. 제 1 연산부(153)는 상기 출력된 10개의 소모전류량을 10으로 나누어서 10초 동안의 평균 소모전류량을 연산한다. 그리고나서 제어부(170)의 제어로 저장부(130)는 11초부터 20초까지의 10개의 소모전류량을 제 1 연산부(153)로 출력하고, 제 1 연산부(153)는 상기 10개의 소모전류량을 입력받아서 평균 소모전류량을 연산한다.
상기 배터리 충전량 산출부(151)는 배터리에 충전되어 있는 배터리의 충전용량을 산출한다. 상기 배터리의 충전용량을 산출하는 시점은 제 1 연산부(153)가 평균 소모전류량을 연산하는 데 이용하는 소모전류량 중에서, 시간적으로 가장 마지막 시간에 해당되는 소모전류량을 도출하기 위하여 A/D 컨버터(120)를 제어한 시점이다. 예를 들면, 제 1 연산부(153)가 연산하는 소모전류량 중에서 시간적으로 가 장 마지막 시간에 해당되는 소모전류량이 A/D 컨버터(120)가 동작을 시작하여 20초일 때의 시점에서의 소모전류량이라고 가정하면, 배터리 충전량 산출부(151)는 A/D 컨버터(120)가 동작을 시작하여 20초일 때의 시점에서의 배터리에 충전되어 있는 용량을 산출한다.
상기 제 2 연산부(155)는 상기 제 1 연산부(153)가 연산한 평균 소모전류량 및 상기 배터리 충전량 산출부(151)가 산출한 배터리의 충전용량을 이용하여 작업가능시간을 연산한다. 연산부에서 작업가능시간을 연산하는 알고리즘은 하기의 식과 같다.
Figure 112005056762241-PAT00001
상기 식의 배터리 충전용량은 배터리 충전량 산출부(151)가 산출하고, 상기 평균 전류소모량은 상기 제 1 연산부(153)가 연산한다. 예를 들면, 배터리 충전용량이 600Ah이고, 평균 소모전류량이 600A이면, 작업가능시간이 1시간이 된다.
상기 영상 표시부(160)는 상기 연산부에서 연산한 작업가능시간을 화면에 표시한다. 영상 표시부(160)는 예를 들면, LCD(Liquid Crystal Display)장치 등으로 구성된다.
한편, 도 2는 본 발명의 작업가능시간 정보 표시방법을 보인 흐름도이다. 도시된 바와 같이 단계(S200)에서 시트 스위치(Seat S/W)가 온(On)되었는지의 여부를 판단한다. 전동지게차의 경우에는 키 스위치(Key S/W)가 온 된 이후에 시트 스위치 가 온되고 나서야 동작을 시작한다. 그런데 상기 키 스위치가 온시에 소모되는 전류량은 Seat S/W가 온 되었을때 소모되는 전류량에 비하여 극히 미약하다. 그러므로 시트 스위치가 온된 이후에 전류소모량을 측정하기 위하여 상기 시트 스위치가 온 되었는지의 여부를 판단한다.
상기 단계(S200)의 판단결과 시트 스위치가 온 된 경우에, 단계(S202)에서 작동을 위하여 소모되는 전류를 센싱하여 검출신호를 출력하고 증폭한다. 시트 스위치가 온이 된 경우에 비로소 많은 전류를 소모하게 되므로, 전류 센싱부(100)는 전류를 센싱하여 검출신호를 출력한다. 상기 전류 센싱부(100)가 출력한 검출신호는 증폭부(110)에서 증폭된다.
다음 단계(S204)에서 상기 출력한 검출신호에 해당하는 소모전류량을 도출한다. 증폭부(110)에서 증폭된 신호는 A/D 컨버터(120)에서 디지털 값으로 변환되고, 소모전류량 도출부(140)는 저장부(130)에 저장되어 있는 소모전류량 목록을 이용하여 A/D 컨버터(120)에서 변환된 디지털 신호의 값에 해당하는 소모전류량을 도출한다. 상기 도출된 소모전류량은 저장부(130)에 저장된다. 상기 A/D 컨버터(120)는 제어부(170)의 제어로 특정 주기로 동작한다.
다음 단계(S206)에서 소모전류량을 이용하여 특정 시간의 평균 소모전류량을 연산한다. 제 1 연산부(153)는 제어부(170)의 제어로 상기 저장부(130)에 저장된 특정 시간에 해당하는 소모전류량을 입력받는다. 그리고 제 1 연산부(153)는 상기 입력받은 소모전류량들을 합산한 값을 시간으로 나누어 줌으로써 특정 시간의 평균 소모전류량을 연산한다.
다음 단계(S208)에서 평균 소모전류량으로 배터리 충전용량을 나누어 작업가능시간을 연산한다. 제 2 연산부(155)는 상기 저장부(130)에 저장된 평균 소모전류량 및 배터리 충전량 산출부(151)가 산출한 배터리(190)의 충전용량을 이용하여 작업가능시간을 도출한다. 작업가능시간을 도출하는 방법은 상기 수학식 1에서 설명한 바와 같다.
다음 단계(S210)에서 작업가능시간이 화면에 표시된다. 제 2 연산부(155)에서 연산된 작업가능시간은 영상 표시부(160)에서 표시된다.
한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.
이와 같이 본 발명은 현재 충전되어 있는 배터리 용량과 평균적으로 소비되고 있는 전류값을 이용하여, 충전되어 있는 배터리 용량으로 작업할 수 있는 작업가능시간을 연산하여 도출한다. 이로 인하여 작업자에게 정확한 배터리의 충전시점의 정보를 제공함으로써 작업의 편의성을 향상시킨다.

Claims (4)

  1. 작동을 위하여 소모되는 전류를 센싱하여 검출신호를 출력하는 전류 센싱부;
    상기 전류 센싱부가 출력한 검출신호를 증폭하는 증폭부;
    소모전류량 목록 및 소모전류량을 저장하는 저장부;
    상기 증폭부가 증폭한 검출신호 및 상기 저장부에 저장된 소모전류량 목록을 이용하여 소모전류량을 도출하여 상기 저장부로 출력하는 소모전류량 도출부; 및
    상기 저장부에 저장된 소모전류량 및 배터리의 충전용량을 이용하여 작업가능시간을 연산하는 작업가능시간 연산부; 및
    상기 작업가능시간 연산부가 연산한 작업가능시간을 화면으로 표시하는 영상 표시부를 포함하여 구성되는 작업가능시간 정보 표시장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 작업가능시간 연산부는;
    배터리의 충전용량을 산출하는 배터리 충전량 산출부;
    상기 저장부에 저장된 소모전류량으로 특정 시간의 평균 소모전류량을 연산하는 제 1 연산부; 및
    상기 제 1 연산부가 연산한 평균 소모전류량 및 상기 배터리 충전량 산출부가 산출한 배터리의 충전용량을 이용하여 작업가능시간을 연산하는 제 2 연산부로 구성되는 것을 특징으로 하는 작업가능시간 정보 표시장치.
  3. 작동을 위하여 소모되는 전류를 센싱하여 검출신호를 출력하여 증폭하는 단계;
    상기 출력한 검출신호에 해당하는 소모전류량을 도출하는 단계;
    상기 도출한 소모전류량을 이용하여 특정 시간의 평균 소모전류량을 연산하는 단계;
    상기 평균 소모전류량으로 배터리 충전용량을 나누어 작업가능시간을 연산하는 단계; 및
    상기 연산한 작업가능시간을 화면에 표시하는 단계로 이루어진 작업가능시간 정보 표시방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 검출신호를 출력하는 단계 이전에, 시트 스위치(Seat S/W)가 온되었는지의 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 작업가능시간 정보 표시방법.
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