WO2021162492A1 - 건설기계의 제어 시스템 및 건설기계의 제어 방법 - Google Patents

건설기계의 제어 시스템 및 건설기계의 제어 방법 Download PDF

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WO2021162492A1
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door
construction machine
smart key
unlocking
signal
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PCT/KR2021/001854
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김지훈
김홍진
서우석
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두산인프라코어 주식회사
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    • B60Y2200/40—Special vehicles
    • B60Y2200/41—Construction vehicles, e.g. graders, excavators

Definitions

  • the present invention relates to a control system for a construction machine and a method for controlling a construction machine. More particularly, it relates to a control system for a construction machine having a smart door device and a method for controlling a construction machine using the same.
  • a smart key system is built-in in construction equipment such as wheel loaders, so that the user can open a door or turn on the engine while holding the smart key.
  • wheel loaders when the wheel loader is tilted toward the driver and parked on a slope, when the door is released according to an unlocking event signal, the cabin door is opened by the rubber stream tension of the door and there is a risk of hitting the driver.
  • An object of the present invention is to provide a control system for a construction machine having a smart key system that can safely open a door without being affected by an external environment.
  • Another object of the present invention is to provide a method for controlling a construction machine using the above-described control system.
  • a tilt sensor for detecting an inclination angle of a construction machine parked on a slope, a door lock control signal and a door unlock control signal
  • a door latch device including a lock/unlock actuator for locking/unlocking the door of the construction machine and a release actuator for releasing the door according to a door release control signal, and a smart key recognized state and a smart key module for outputting the door unlock control signal and the door release control signal when the inclination angle of the construction machine is within a preset safety range when an unlocking event signal is detected.
  • control system of the construction machine may further include an unlocking switch installed at a position lower than the door and generating the unlocking event signal.
  • the smart key module is installed in the cabin of the construction machine and may include at least one LF antenna for receiving a response signal from the smart key.
  • the smart key module may output the door unlock control signal to the door latch device when the inclination angle of the construction machine is out of the preset safety range.
  • the smart key module may output the door lock control signal to the door latch device when the door is not released within a preset time after outputting the door unlock control signal.
  • the smart key module may output an ACC signal for entering the ACC mode when the door is in a released state.
  • the smart key module provides a key OFF signal for turning off the power when the smart key is not recognized in the cabin within a preset time after entering the ACC mode. can be printed out.
  • an inclination angle of a construction machine parked on a slope is detected. Detects an unlocking event signal in a state where the smart key is recognized. When the inclination angle is within a preset safety range, the door is unlocked and released according to the unlocking event signal.
  • detecting the unlocking event signal may include detecting the unlocking event signal from an unlocking switch installed below the door.
  • unlocking the door of the construction machine includes driving a lock/unlock actuator of the door latch device of the construction machine, and releasing the door of the construction machine is the door latch device of the door latch device. actuating a release actuator.
  • control method may further include unlocking the door according to the unlocking event signal when the inclination angle is out of the preset safety range.
  • control method further includes detecting whether the door is released within a preset time after unlocking the door, and locking the door when the door is not released can do.
  • control method may further include entering the ACC mode when the door is in a released state.
  • control method detects whether the smart key is in the cabin within a preset time after entering the ACC mode, and turns off power when the smart key is not recognized in the cabin It may further include turning off (OFF).
  • the inclination angle of the construction machine is detected through the inclination sensor, and unlocking is performed only when it is determined that the inclination angle is within a safe range in which the driver can safely open the door even in the released state.
  • the door may be unlocked and released by operating a lock/unlock actuator and a release actuator according to an event signal.
  • the lock/unlock actuator is operated according to the unlocking event signal to open the door can be unlocked.
  • a door at a relatively high position such as a wheel loader can be safely opened using the smart key system.
  • the ACC mode may be entered when the door is released, and the ACC mode may be continuously maintained only when the smart key is detected in the cabin. Accordingly, by allowing the user to enter the ACC mode in advance, the user can quickly perform an entertainment function.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a control system of a construction machine according to exemplary embodiments.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a smart key module and a door latch device of the control system of the construction machine of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating a smart key of the control system of the construction machine of FIG. 1 .
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating an unlocking switch of the control system of the construction machine of FIG. 1 .
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of controlling a construction machine according to exemplary embodiments.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a control system of a construction machine according to exemplary embodiments.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a smart key module and a door latch device of the control system of the construction machine of FIG. 1 .
  • 3 is a perspective view illustrating a smart key of the control system of the construction machine of FIG. 1 .
  • 4 is a perspective view illustrating an unlocking switch of the control system of the construction machine of FIG. 1 .
  • control system 10 of the construction machine wirelessly communicates with the smart key (FOB, FOB) 200 and the smart key 200 for controlling the construction machine 100, and the construction machine ( It may include a smart key module 130 installed in 100).
  • the construction machine may include an excavator, a wheel loader, a forklift, and the like.
  • an excavator a wheel loader
  • a forklift a forklift
  • the control system is not limited thereto, and may be applied substantially the same to an excavator, a forklift, and the like.
  • a smart key module 130 is installed in the construction machine to perform a smart key function by communicating with the smart key 200 .
  • the smart key 200 is a FOB key of the smart key system, and may perform low-frequency communication with the smart key module 130 .
  • the smart key 200 may have a configuration for transmitting a response signal in response to a search signal received from the smart key module 130 .
  • the search signal may be a low frequency (LF) signal (eg, 125 kHz)
  • the response signal may be a radio frequency (RF) signal (eg, 315 MHz, 433 MHz, etc.).
  • LF low frequency
  • RF radio frequency
  • the smart key module 130 transmits the search signal for searching the smart key 200 around the smart key module 130 and The response signal may be received.
  • the construction machine 100 may include a GPS module 110 , a remote management device 120 , a smart key module 130 , a door latch device 140 , a tilt sensor 150 , and the like.
  • the GPS module 110 , the remote management device 120 , the smart key module 130 , the door latch device 140 , and the inclination sensor 150 are each other using, for example, a controller area network (CAN) communication method. can communicate.
  • CAN controller area network
  • the GPS module 110 may include a global positioning system (GPS) receiver.
  • GPS global positioning system
  • the GPS module 110 may receive a signal from a GPS satellite and calculate the current location of the construction machine 100 to generate construction machine location information.
  • the remote management device 120 may perform wireless communication with an external device, for example, a remote control server (not shown) to remotely manage the construction machine 100 .
  • the remote management device 120 may transmit the construction machine location information to the remote control server.
  • the remote management device 120 may receive a remote control signal from the remote control server.
  • the remote management device 120 may be a Tele-Management System (TMS) module.
  • TMS Tele-Management System
  • the smart key module 130 may receive a control signal such as a door unlocking event signal and perform an operation function according to the received control signal.
  • a control signal such as a door unlocking event signal
  • the smart key module 130 transmits the search signal for searching for the smart key 200 around the smart key module 130 and the smart key 200 ) can receive the response signal from The smart key module 130 may authenticate whether the response signal matches a pre-stored registration authentication number. When the response signal matches the registration authentication number, the smart key module 130 performs operation functions such as unlocking the vehicle door, locking the vehicle door, and turning on the vehicle according to the received door unlocking event signal. can do.
  • the smart key module 130 may include a communication unit, a module control unit, and a module storage unit.
  • the communication unit may include an LF antenna and an RF antenna for searching for the smart key 200 around the smart key module 130 .
  • the LF antenna may transmit the search signal (LF signal), and the RF antenna may receive the response signal (RF signal).
  • the communication unit is installed in the cabin of the construction machine (inside and/or outside the cabin) and may include at least one LF antenna for receiving a response signal from the smart key 200 .
  • the module control unit may execute a control program for the smart key operation.
  • the module storage unit may include a program area for storing a control program for the smart key operation and a temporary area for storing data generated during execution of the control program.
  • the door latch device 140 locks/unlocks the door of the construction machine according to the door lock control signal and the door unlock control signal according to the lock/unlock actuator 142 and the door release control signal.
  • a release actuator 144 for releasing the door may be included.
  • the inclination sensor 150 may detect the inclination angle of the construction machine 100 parked on a slope.
  • the inclination sensor 150 may output inclination angle information of the construction machine 100 to the smart key module 130 .
  • the construction machine 100 may further include an unlocking switch 160 for generating the unlocking event signal.
  • the unlocking switch 160 may be installed at a position lower than the door. The user may generate the unlocking event signal by operating the unlocking switch 160 installed next to the ladder under the door while the smart key 200 is recognized.
  • the smart key module 130 transmits the door unlock control signal and the door release control signal to the door latch device 140 when the unlocking event signal is detected while the smart key 200 is recognized around the door. can be printed out.
  • the smart key module 130 outputs the door unlock control signal to the lock/unlock actuator 142 when the inclination angle of the construction machine is out of a preset safety range, and the inclination angle of the construction machine is set in the preset safety range.
  • the door unlock control signal and the door release control signal may be output to the lock/unlock actuator 142 and the release actuator 144 , respectively.
  • the smart key module 130 may unlock the door by outputting only the door unlock control signal to the lock/unlock actuator 142 according to the unlocking event signal when the inclination angle is out of the safe range. . Accordingly, in a state in which the door is not released, the driver may rotate the door lever to release the door to open the door.
  • the smart key module 130 transmits the door unlock control signal and the door release control signal to the lock/unlock actuator 142 and the release actuator 144 according to the unlocking event signal when the inclination angle is within the safety range. By outputting each, the door can be unlocked and released. Accordingly, in the released state of the door, the driver may open the door by pulling the door lever.
  • the input unit 220 of the smart key 200 includes a first action selection button 224 for unlocking the vehicle door and a second action selection button 224 for locking the vehicle door. 226) may be included.
  • the construction machine 100 may further include a door switch for detecting whether the door is in a released state.
  • the door switch may be installed under the hinge of the cabin to output a door release detection signal to the smart key module 130 when the door is in a released state.
  • the smart key module 130 If the inclination angle of the construction machine is out of the safety range, the smart key module 130 outputs only the door unlock control signal and then the door is not released within a preset time (for example, 3 to 6 minutes). In this case, the door lock control signal may be output to the lock/unlock actuator 142 of the door latch device 140 . The lock/unlock actuator 142 may lock the door in response to the door lock control signal.
  • the smart key module 130 may output an ACC signal for entering the ACC mode to the power supply unit 170 when the door is in a released state.
  • the power supply unit 170 may supply power for an accessory in response to the ACC signal.
  • the smart key module 130 is configured to detect whether the smart key 200 is present in the cabin within a preset time (eg, 2 minutes) after entering the ACC mode. for receiving a smart key detection signal, and outputting a key OFF signal for turning off the power when the smart key 200 is not recognized in the cabin to the power supply 170 .
  • the power supply 170 may turn off the power in response to the KEY OFF signal.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of controlling a construction machine according to exemplary embodiments.
  • the inclination angle of the construction machine 100 parked on the slope is detected (S100), and the unlocking event is performed in a state in which the smart key 200 is recognized around the door of the construction machine.
  • a signal can be detected (S110).
  • the inclination angle information of the construction machine 100 may be obtained from the inclination sensor 150 installed in the construction machine 100 .
  • the inclination sensor 150 may output inclination angle information of the construction machine 100 to the smart key module 130 .
  • the user may generate the unlocking event signal by operating the unlocking switch 160 installed next to the ladder under the door while the smart key 200 is recognized.
  • the smart key module 130 may determine whether the inclination angle is within a preset safety range (S120). When the inclination angle is out of a preset safety range, the door of the construction machine may be unlocked according to the unlocking event signal (S130). When the inclination angle is within a preset safety range, the door may be unlocked and released according to the unlocking event signal (S132, S134).
  • the smart key module 130 outputs only the door unlock control signal to the lock/unlock actuator 142 according to the unlocking event signal when the inclination angle is out of the safe range, so that the door can be unlocked. Accordingly, in a state in which the door is not released, the driver may rotate the door lever to release the door to open the door.
  • the smart key module 130 transmits the door unlock control signal and the door release control signal to the lock/unlock actuator 142 and the release actuator 144 according to the unlocking event signal when the inclination angle is within the safety range. By outputting each, the door can be unlocked and released. Accordingly, in a state in which the door is released, the driver may open the door by pulling the door lever.
  • the construction machine 100 may further include a door switch for detecting whether the door is in a released state.
  • the door switch may be installed under the hinge of the cabin to output a door release detection signal to the smart key module 130 when the door is in a released state.
  • the smart key module 130 If the inclination angle of the construction machine is out of the safety range, the smart key module 130 outputs only the door unlock control signal and then the door is not released within a preset time (for example, 3 to 6 minutes). In this case, the door lock control signal may be output to the lock/unlock actuator 142 of the door latch device 140 . The lock/unlock actuator 142 may lock the door in response to the door lock control signal.
  • the ACC mode When the door is in a released state, the ACC mode may be entered (S152). After entering the ACC mode, it is detected whether the smart key is in the cabin within a preset time (S160), and when the smart key is not recognized in the cabin, the power can be turned off (S170) . When the smart key is recognized in the cabin, the ACC mode may be maintained (S172).
  • the smart key module 130 may output an ACC signal for entering the ACC mode to the power supply unit 170 when the door is in a released state.
  • the power supply unit 170 may supply power for an accessory in response to the ACC signal.
  • the smart key module 130 is configured to detect whether the smart key 200 is present in the cabin within a preset time (eg, 2 minutes) after entering the ACC mode. for receiving a smart key detection signal, and outputting a key OFF signal for turning off the power when the smart key 200 is not recognized in the cabin to the power supply 170 .
  • the power supply 170 may turn off the power in response to the KEY OFF signal.
  • the door may be unlocked and released by operating the lock/unlock actuator 142 and the release actuator 144 according to the unlocking event signal.
  • the lock/unlock actuator 142 is operated according to the unlocking event signal to operate the The door can be unlocked.
  • a door at a relatively high position such as a wheel loader can be safely opened using the smart key system.
  • the ACC mode may be entered when the door is released, and the ACC mode may be continuously maintained only when the smart key is detected in the cabin. Accordingly, by allowing the user to enter the ACC mode in advance, the user can quickly perform an entertainment function.
  • GPS module 120 remote management device

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Abstract

건설기계의 제어 시스템은 경사지에 주차된 건설기계의 경사 각도를 검출하기 위한 기울기 센서, 도어 록 제어 신호 및 도어 언록 제어 신호에 따라 상기 건설기계의 도어를 록(lock)/언록(unlock)시키기 위한 록/언록 액추에이터 및 도어 릴리즈 제어 신호에 따라 상기 도어를 릴리즈시키기 위한 릴리즈 액추에이터를 포함하는 도어 래치 장치, 및 스마트 키가 인식된 상태에서 언록킹 이벤트 신호가 검출되었을 때, 상기 건설기계의 경사 각도가 기 설정된 안전 범위 이내에 있는 경우 상기 도어 언록 제어 신호 및 상기 도어 릴리즈 제어 신호를 출력하는 스마트 키 모듈을 포함한다.

Description

건설기계의 제어 시스템 및 건설기계의 제어 방법
본 발명은 건설기계의 제어 시스템 및 건설기계의 제어 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 스마트 도어 장치를 갖는 건설기계의 제어 시스템 및 이를 이용한 건설기계의 제어 방법에 관한 것이다.
휠 로더와 같은 건설기계에 스마트 키 시스템이 내장되어 사용자가 스마트 키를 소지한 상태에서 도어를 개방하거나 시동 온 등의 동작을 수행할 수 있다. 그러나, 상기 휠 로더가 경사지에 운전자 쪽으로 기울어져 주차된 경우, 언록킹 이벤트 신호에 따라 도어를 릴리즈할 경우, 캐빈 도어가 도어의 러버 스트림 장력으로 열리면서 운전자를 가격할 위험이 있다.
본 발명의 일 과제는 외부 환경에 영향없이 안전하게 도어를 개방시킬 수 있는 스마트 키 시스템을 갖는 건설기계의 제어 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 과제는 상술한 제어 시스템을 이용한 건설기계의 제어 방법을 제공하는 데 있다.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 시스템은 경사지에 주차된 건설기계의 경사 각도를 검출하기 위한 기울기 센서, 도어 록 제어 신호 및 도어 언록 제어 신호에 따라 상기 건설기계의 도어를 록(lock)/언록(unlock)시키기 위한 록/언록 액추에이터 및 도어 릴리즈 제어 신호에 따라 상기 도어를 릴리즈시키기 위한 릴리즈 액추에이터를 포함하는 도어 래치 장치, 및 스마트 키가 인식된 상태에서 언록킹 이벤트 신호가 검출되었을 때, 상기 건설기계의 경사 각도가 기 설정된 안전 범위 이내에 있는 경우 상기 도어 언록 제어 신호 및 상기 도어 릴리즈 제어 신호를 출력하는 스마트 키 모듈을 포함한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설기계의 제어 시스템은 상기 도어보다 아래 위치에 설치되고 상기 언록킹 이벤트 신호를 발생시키기 위한 언록킹 스위치를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 스마트 키 모듈은 상기 건설기계의 캐빈에 설치되며 상기 스마트 키로부터의 응답 신호를 수신하기 위한 적어도 하나의 LF 안테나를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 스마트 키 모듈은 상기 건설기계의 경사 각도가 상기 기 설정된 안전 범위를 벗어난 경우 상기 도어 언록 제어 신호를 상기 도어 래치 장치에 출력할 수 있다.
이 경우에 있어서, 상기 스마트 키 모듈은 상기 도어 언록 제어 신호를 출력한 후 기 설정된 시간 이내에 상기 도어가 릴리즈되지 않은 경우 상기 도어 록 제어 신호를 상기 도어 래치 장치에 출력할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 스마트 키 모듈은 상기 도어가 릴리즈된 상태에 있을 경우 ACC 모드로 진입하기 위한 ACC 신호를 출력할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 스마트 키 모듈은 상기 ACC 모드로 진입한 후 기 설정된 시간 이내에 상기 스마트 키가 캐빈 내에 인식되지 않을 경우 전원을 오프(OFF)시키기 위한 키 오프(KEY OFF) 신호를 출력할 수 있다.
상기 본 발명의 다른 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 방법에 있어서, 경사지에 주차된 건설기계의 경사 각도를 검출한다. 스마트 키가 인식된 상태에서 언록킹 이벤트 신호를 검출한다. 상기 경사 각도가 기 설정된 안전 범위 이내에 있는 경우 상기 언록킹 이벤트 신호에 따라 상기 도어를 언록 및 릴리즈시킨다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 언록킹 이벤트 신호를 검출하는 것은 상기 도어보다 아래 위치에 설치된 언록킹 스위치로부터 상기 언록킹 이벤트 신호를 검출하는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설기계의 도어를 언록시키는 것은 상기 건설기계의 도어 래치 장치의 록/언록 액추에이터를 구동시키는 것을 포함하고, 상기 건설기계의 도어를 릴리즈시키는 것은 상기 도어 래치 장치의 릴리즈 액추에이터를 구동시키는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 방법은, 상기 경사 각도가 상기 기 설정된 안전 범위를 벗어난 경우 상기 언록킹 이벤트 신호에 따라 상기 도어를 언록(unlock)시키는 것을 더 포함할 수 있다.
이 경우에 있어서, 상기 제어 방법은, 상기 도어를 언록시킨 후 기 설정된 시간 이내에 상기 도어가 릴리즈되었는 지 여부를 검출하고, 그리고 상기 도어가 릴리즈되지 않은 경우 상기 도어를 록(lock)시키는 것을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 방법은 상기 도어가 릴리즈된 상태에 있을 경우 ACC 모드로 진입하는 것을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 방법은 상기 ACC 모드로 진입한 후 기 설정된 시간 이내에 상기 스마트 키가 캐빈 내에 있는 지 여부를 검출하고, 그리고 상기 스마트 키가 상기 캐빈 내에 인식되지 않을 경우 전원을 오프(OFF)시키는 것을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 기울기 센서를 통해 건설기계의 경사 각도를 검출하고, 상기 경사 각도가 도어가 릴리즈된 상태에 있어도 운전자가 안전하게 도어를 열 수 있는 안전 범위 이내에 있다고 판단한 경우에만, 언록킹 이벤트 신호에 따라 록/언록 액추에이터 및 릴리즈 액추에이터를 동작시켜 상기 도어를 언록 및 릴리즈시킬 수 있다. 상기 경사 각도가 상기 안전 범위를 벗어나 상기 도어가 릴리즈된 상태에서 상기 경사 각도에 의해 운전자가 안전하게 도어를 열 수 없다고 판단한 경우에는 상기 언록킹 이벤트 신호에 따라 상기 록/언록 액추에이터만을 동작시켜 상기 도어를 언록시킬 수 있다.
이에 따라, 휠 로더와 같이 상대적으로 높은 위치에 있는 도어를 스마트 키 시스템을 이용하여 안전하게 열 수 있다.
또한, 상기 언록킹 이벤트 신호가 검출된 경우, 상기 도어가 릴리즈되었을 때 ACC 모드로 진입하고, 캐빈 내에 스마트 키가 검출된 상태에서만 상기 ACC 모드를 계속 유지하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 ACC 모드로 미리 진입하도록 하여, 사용자가 빠르게 엔터테인먼트 기능을 수행할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 건설기계의 제어 시스템의 스마트 키 모듈 및 도어 래치 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1의 건설기계의 제어 시스템의 스마트 키를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 1의 건설기계의 제어 시스템의 언록킹 스위치를 나타내는 사시도이다.
도 5은 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
즉, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 시스템을 나타내는 블록도이다. 도 2는 도 1의 건설기계의 제어 시스템의 스마트 키 모듈 및 도어 래치 장치를 나타내는 블록도이다. 도 3은 도 1의 건설기계의 제어 시스템의 스마트 키를 나타내는 사시도이다. 도 4는 도 1의 건설기계의 제어 시스템의 언록킹 스위치를 나타내는 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 건설기계의 제어 시스템(10)은 건설기계(100)를 제어하기 위한 스마트 키(포브, FOB)(200) 및 스마트 키(200)와 무선 통신하며 건설기계(100)에 설치된 스마트 키 모듈(130)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설기계는 굴삭기, 휠 로더, 지게차 등을 포함할 수 있다. 이하에서는 상기 건설기계가 휠 로더인 경우에 대하여 설명하기로 한다. 다만, 이로 인하여 예시적인 실시예들에 따른 제어 시스템이 이에 한정되는 것은 아니며, 굴삭기, 지게차 등에도 이와 실질적으로 동일하게 적용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 상기 건설기계에는 스마트 키 모듈(130)이 설치되어, 스마트 키(200)와 통신을 수행하여 스마트 키 기능을 수행할 수 있다.
스마트 키(200)는 스마트 키 시스템의 포브 키로서, 스마트 키 모듈(130)과 저주파수 통신을 수행할 수 있다. 스마트 키(200)는 스마트 키 모듈(130)로부터 서치 신호가 수신되면 그에 대응하여 응답 신호를 송출하는 구성을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 서치 신호는 LF(low frequency) 신호(예를 들어, 125kHz)이고, 상기 응답 신호는 RF(radio frequency) 신호(예를 들어, 315MHz, 433MHz, 등)일 수 있다.
스마트 키 모듈(130)은 상기 건설기계를 제어하기 위한 제어 신호가 입력되면, 스마트 키 모듈(130) 주변의 스마트 키(200)를 탐색하기 위한 상기 서치 신호를 송신하고 스마트 키(200)로부터의 상기 응답 신호를 수신할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 건설기계(100)는 GPS 모듈(110), 원격 관리 장치(120), 스마트 키 모듈(130), 도어 래치 장치(140), 기울기 센서(150) 등을 포함할 수 있다. GPS 모듈(110), 원격 관리 장치(120), 스마트 키 모듈(130), 도어 래치 장치(140) 및 기울기 센서(150)는, 예를 들면, CAN(Controller Area Network) 통신 방식을 사용하여 서로 통신할 수 있다.
GPS 모듈(110)은 GPS(global positioning system) 수신기를 포함할 수 있다. GPS 모듈(110)은 GPS 위성에서 보내는 신호를 수신해 건설 기계(100)의 현재 위치를 산출하여 건설 기계 위치 정보를 생성할 수 있다.
원격 관리 장치(120)는 건설기계(100)를 원격으로 관리하기 위해 외부 장치, 예를 들면, 원격 제어 서버(도시되지 않음)와 무선 통신을 수행할 수 있다. 원격 관리 장치(120)는 상기 건설 기계 위치 정보를 상기 원격 제어 서버에 전송할 수 있다. 또한, 원격 관리 장치(120)는 상기 원격 제어 서버로부터 원격 제어 신호를 수신할 수 있다. 예를 들면, 원격 관리 장치(120)는 TMS(Tele-Management System) 모듈일 수 있다.
스마트 키 모듈(130)은 도어 언록킹 이벤트 신호와 같은 제어 신호를 수신하여 상기 수신한 제어 신호에 따른 동작 기능을 수행할 수 있다.
구체적으로, 스마트 키 모듈(130)은 상기 건설기계를 제어하기 위한 제어 신호가 입력되면, 스마트 키 모듈(130) 주변의 스마트 키(200)를 탐색하기 위한 상기 서치 신호를 송신하고 스마트 키(200)로부터의 상기 응답 신호를 수신할 수 있다. 스마트 키 모듈(130)은 상기 응답 신호가 기 저장된 등록 인증 번호와 일치하는 지 인증할 수 있다. 상기 응답 신호가 상기 등록 인증 번호와 일치하면, 스마트 키 모듈(130)은 입력받은 도어 언로킹 이벤트 신호에 맞는 차량 도어 개방(unlock), 차량 도어 폐쇄(lock), 시동 온 등의 동작 기능을 수행할 수 있다.
스마트 키 모듈(130)은 통신부, 모듈 제어부 및 모듈 저장부를 포함할 수 있다. 상기 통신부는 스마트 키 모듈(130) 주변의 스마트 키(200)를 탐색하기 위한 LF 안테나 및 RF 안테나를 포함할 수 있다. 상기 LF 안테나는 상기 서치 신호(LF 신호)를 송신하고, 상기 RF 안테나는 상기 응답 신호(RF 신호)를 수신할 수 있다. 예를 들면, 상기 통신부는 상기 건설기계의 캐빈에(캐빈 내부 및/또는 외부)에 설치되며 스마트 키(200)로부터의 응답 신호를 수신하기 위한 적어도 하나의 LF 안테나를 포함할 수 있다. 상기 모듈 제어부는 상기 스마트 키 동작을 위한 제어 프로그램을 수행할 수 있다. 상기 모듈 저장부는 상기 스마트 키 동작을 위한 제어 프로그램을 저장하는 프로그램 영역 및 상기 제어 프로그램 수행 중에 발생되는 데이터를 저장하기 위한 임시 영역을 포함할 수 있다.
도어 래치 장치(140)는 도어 록 제어 신호 및 도어 언록 제어 신호에 따라 상기 건설기계의 도어를 록(lock)/언록(unlock)시키기 위한 록/언록 액추에이터(142) 및 도어 릴리즈 제어 신호에 따라 상기 도어를 릴리즈시키기 위한 릴리즈 액추에이터(144)를 포함할 수 있다.
기울기 센서(150)는 경사지에 주차된 건설기계(100)의 경사 각도를 검출할 수 있다. 기울기 센서(150)는 건설기계(100)의 경사 각도 정보를 스마트 키 모듈(130)로 출력할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 건설기계(100)는 상기 언록킹 이벤트 신호를 발생시키기 위한 언록킹 스위치(160)를 더 포함할 수 있다. 언록킹 스위치(160)는 상기 도어보다 아래 위치에 설치될 수 있다. 사용자는 스마트 키(200)가 인식된 상태에서 상기 도어 아래의 사다리 옆에 설치되는 언록킹 스위치(160)를 동작시켜 상기 언록킹 이벤트 신호를 발생시킬 수 있다.
스마트 키 모듈(130)은 스마트 키(200)가 상기 도어 주변에서 인식된 상태에서 상기 언록킹 이벤트 신호를 검출하였을 때, 상기 도어 언록 제어 신호 및 상기 도어 릴리즈 제어 신호를 도어 래치 장치(140)에 출력할 수 있다.
구체적으로, 스마트 키 모듈(130)은 상기 건설기계의 경사 각도가 기 설정된 안전 범위를 벗어난 경우 상기 도어 언록 제어 신호를 록/언록 액추에이터(142)에 출력하고 상기 건설기계의 경사 각도가 상기 기 설정된 안전 범위 이내에 있는 경우 상기 도어 언록 제어 신호 및 상기 도어 릴리즈 제어 신호를 록/언록 액추에이터(142) 및 릴리즈 액추에이터(144)에 각각 출력할 수 있다.
건설기계(100)가 탑승하려는 운전자를 향하여 기울어져 있을 경우, 즉, 건설기계(100)의 경사 각도가 안전 범위를 벗어난 경우, 상기 도어가 릴리즈되면 상기 도어의 러버 스트림 장력에 의해 열리면서 운전자의 얼굴이나 머리에 충격을 가할 수 있다.
스마트 키 모듈(130)은 상기 경사 각도가 상기 안전 범위를 벗어난 경우 상기 언록킹 이벤트 신호에 따라 상기 도어 언록 제어 신호만을 록/언록 액추에이터(142)에 출력함으로써, 도어를 언록(unlock)시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 도어가 릴리즈되지 않은 상태에서, 운전자가 도어 레버를 회전시켜 상기 도어를 릴리즈시켜 도어를 개방시킬 수 있다.
스마트 키 모듈(130)은 상기 경사 각도가 상기 안전 범위 이내에 있는 경우 상기 언록킹 이벤트 신호에 따라 상기 도어 언록 제어 신호 및 상기 도어 릴리즈 제어 신호를 록/언록 액추에이터(142) 및 릴리즈 액추에이터(144)에 각각 출력함으로써, 도어를 언록 및 릴리즈시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 도어가 릴리즈된 상태에서, 운전자는 상기 도어 레버를 당겨서 도어를 개방시킬 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 스마트 키(200)의 입력부(220)는 차량 도어 개방(unlock)을 위한 제1 동작 선택 버튼(224) 및 차량 도어 폐쇄(lock)를 위한 제2 동작 선택 버튼(226)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 건설기계(100)는 상기 도어가 릴리즈된 상태인지 여부를 검출하기 위한 도어 스위치를 더 포함할 수 있다. 상기 도어 스위치는 상기 캐빈의 힌지 아래 부분에 설치되어 도어가 릴리즈된 상태이면 도어 릴리즈 검출 신호를 스마트 키 모듈(130)로 출력할 수 있다.
스마트 키 모듈(130)은 상기 건설기계의 경사 각도가 상기 안전 범위를 벗어난 경우 상기 도어 언록 제어 신호만을 출력한 후 기 설정된 시간(예를 들면, 3분 내지 6분) 이내에 상기 도어가 릴리즈되지 않을 경우 상기 도어 록 제어 신호를 도어 래치 장치(140)의 록/언록 액추에이터(142)에 출력할 수 있다. 록/언록 액추에이터(142)는 상기 도어 록 제어 신호에 응답하여 상기 도어를 록(lock)시킬 수 있다.
또한, 스마트 키 모듈(130)은 상기 도어가 릴리즈된 상태에 있을 경우 ACC 모드로 진입하기 위한 ACC 신호를 전원 공급 장치(170)에 출력할 수 있다. 전원 공급 장치(170)는 상기 ACC 신호에 응답하여 액세서리(accessory)를 위한 전원을 공급할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 스마트 키 모듈(130)은 상기 ACC 모드로 진입한 후 기 설정된 시간(예를 들면, 2분) 이내에 스마트 키(200)가 상기 캐빈 내에 존재하는 지 여부를 검출하기 위한 스마트 키 검출 신호를 수신하고, 스마트 키(200)가 상기 캐빈 내에 인식되지 않을 경우 전원을 오프(OFF)시키기 위한 키 오프(KEY OFF) 신호를 전원 공급 장치(170)에 출력할 수 있다. 전원 공급 장치(170)는 상기 키 오프(KEY OFF) 신호에 응답하여 전원을 오프(OFF)시킬 수 있다.
이하에서는, 도 1의 건설기계의 제어 시스템을 이용하여 건설기계를 제어하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 5은 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 먼저, 경사지에 주차된 건설기계(100)의 경사 각도를 검출하고(S100), 스마트 키(200)가 상기 건설기계의 도어 주변에서 인식된 상태에서 언록킹 이벤트 신호를 검출할 수 있다(S110).
예시적인 실시예들에 있어서, 건설기계(100)에 설치된 기울기 센서(150)로부터 건설기계(100)의 경사 각도 정보를 획득할 수 있다. 기울기 센서(150)는 건설기계(100)의 경사 각도 정보를 스마트 키 모듈(130)로 출력할 수 있다.
사용자는 스마트 키(200)가 인식된 상태에서 상기 도어 아래의 사다리 옆에 설치되는 언록킹 스위치(160)를 동작시켜 상기 언록킹 이벤트 신호를 발생시킬 수 있다.
이어서, 스마트 키 모듈(130)은 상기 언록킹 이벤트 신호를 검출하였을 때, 상기 경사 각도가 기 설정된 안전 범위 이내에 있는 지 여부를 판단할 수 있다(S120). 상기 경사 각도가 기 설정된 안전 범위를 벗어난 경우 상기 언록킹 이벤트 신호에 따라 상기 건설기계의 도어를 언록(unlock)시킬 수 있다(S130). 상기 경사 각도가 기 설정된 안전 범위 이내에 있는 경우 상기 언록킹 이벤트 신호에 따라 상기 도어를 언록 및 릴리즈시킬 수 있다(S132, S134).
예시적인 실시예들에 있어서, 스마트 키 모듈(130)은 상기 경사 각도가 상기 안전 범위를 벗어난 경우 상기 언록킹 이벤트 신호에 따라 상기 도어 언록 제어 신호만을 록/언록 액추에이터(142)에 출력함으로써, 도어를 언록시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 도어가 릴리즈되지 않은 상태에서, 운전자가 도어 레버를 회전시켜 상기 도어를 릴리즈시켜 도어를 개방시킬 수 있다.
스마트 키 모듈(130)은 상기 경사 각도가 상기 안전 범위 이내에 있는 경우 상기 언록킹 이벤트 신호에 따라 상기 도어 언록 제어 신호 및 상기 도어 릴리즈 제어 신호를 록/언록 액추에이터(142) 및 릴리즈 액추에이터(144)에 각각 출력함으로써, 도어를 언록 및 릴리즈시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 도어가 릴리즈된 상태에서, 운전자는 도어 레버를 당겨서 도어를 개방시킬 수 있다.
이어서, 상기 도어를 언록시킨 후 기 설정된 시간 이내에 상기 도어가 릴리즈되었는 지 여부를 검출하고(S140), 상기 도어가 릴리즈되지 않은 경우 상기 도어를 록(lock)시킬 수 있다(S150).
예시적인 실시예들에 있어서, 건설기계(100)는 상기 도어가 릴리즈된 상태인지 여부를 검출하기 위한 도어 스위치를 더 포함할 수 있다. 상기 도어 스위치는 상기 캐빈의 힌지 아래 부분에 설치되어 도어가 릴리즈된 상태이면 도어 릴리즈 검출 신호를 스마트 키 모듈(130)로 출력할 수 있다.
스마트 키 모듈(130)은 상기 건설기계의 경사 각도가 상기 안전 범위를 벗어난 경우 상기 도어 언록 제어 신호만을 출력한 후 기 설정된 시간(예를 들면, 3분 내지 6분) 이내에 상기 도어가 릴리즈되지 않을 경우 상기 도어 록 제어 신호를 도어 래치 장치(140)의 록/언록 액추에이터(142)에 출력할 수 있다. 록/언록 액추에이터(142)는 상기 도어 록 제어 신호에 응답하여 상기 도어를 록(lock)시킬 수 있다.
상기 도어가 릴리즈된 상태에 있을 경우 ACC 모드로 진입할 수 있다(S152). 상기 ACC 모드로 진입한 후 기 설정된 시간 이내에 상기 스마트 키가 캐빈 내에 있는 지 여부를 검출하고(S160), 상기 스마트 키가 상기 캐빈 내에 인식되지 않을 경우 전원을 오프(OFF)시킬 수 있다(S170). 상기 스마트 키가 상기 캐빈 내에 인식될 경우 상기 ACC 모드를 유지할 수 있다(S172).
예시적인 실시예들에 있어서, 스마트 키 모듈(130)은 상기 도어가 릴리즈된 상태에 있을 경우 상기 ACC 모드로 진입하기 위한 ACC 신호를 전원 공급 장치(170)에 출력할 수 있다. 전원 공급 장치(170)는 상기 ACC 신호에 응답하여 액세서리(accessory)를 위한 전원을 공급할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 스마트 키 모듈(130)은 상기 ACC 모드로 진입한 후 기 설정된 시간(예를 들면, 2분) 이내에 스마트 키(200)가 상기 캐빈 내에 존재하는 지 여부를 검출하기 위한 스마트 키 검출 신호를 수신하고, 스마트 키(200)가 상기 캐빈 내에 인식되지 않을 경우 전원을 오프(OFF)시키기 위한 키 오프(KEY OFF) 신호를 전원 공급 장치(170)에 출력할 수 있다. 전원 공급 장치(170)는 상기 키 오프(KEY OFF) 신호에 응답하여 전원을 오프(OFF)시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 기울기 센서(150)를 통해 건설기계(100)의 경사 각도를 검출하고, 상기 경사 각도가 도어가 릴리즈된 상태에 있어도 운전자가 안전하게 도어를 열 수 있는 안전 범위 이내에 있다고 판단한 경우에만, 언록킹 이벤트 신호에 따라 록/언록 액추에이터(142) 및 릴리즈 액추에이터(144)를 동작시켜 상기 도어를 언록 및 릴리즈시킬 수 있다. 상기 경사 각도가 상기 안전 범위를 벗어나 상기 도어가 릴리즈된 상태에서 상기 경사 각도에 의해 운전자가 안전하게 도어를 열 수 없다고 판단한 경우에는 상기 언록킹 이벤트 신호에 따라 록/언록 액추에이터(142)만을 동작시켜 상기 도어를 언록시킬 수 있다.
이에 따라, 휠 로더와 같이 상대적으로 높은 위치에 있는 도어를 스마트 키 시스템을 이용하여 안전하게 열 수 있다.
또한, 상기 언록킹 이벤트 신호가 검출된 경우, 상기 도어가 릴리즈되었을 때 ACC 모드로 진입하고, 캐빈 내에 스마트 키가 검출된 상태에서만 상기 ACC 모드를 계속 유지하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 ACC 모드로 미리 진입하도록 하여, 사용자가 빠르게 엔터테인먼트 기능을 수행할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
<부호의 설명>
10: 건설기계의 제어 시스템 100: 건설기계
110: GPS 모듈 120: 원격 관리 장치
130: 스마트 키 모듈 140: 도어 래치 장치
142: 록/언록 액추에이터 144: 릴리즈 액추에이터
150: 기울기 센서 160: 언록킹 스위치
170: 전원 공급 장치 200: 스마트 키

Claims (14)

  1. 경사지에 주차된 건설기계의 경사 각도를 검출하기 위한 기울기 센서;
    도어 록 제어 신호 및 도어 언록 제어 신호에 따라 상기 건설기계의 도어를 록(lock)/언록(unlock)시키기 위한 록/언록 액추에이터 및 도어 릴리즈 제어 신호에 따라 상기 도어를 릴리즈시키기 위한 릴리즈 액추에이터를 포함하는 도어 래치 장치; 및
    스마트 키가 인식된 상태에서 언록킹 이벤트 신호가 검출되었을 때, 상기 건설기계의 경사 각도가 기 설정된 안전 범위 이내에 있는 경우 상기 도어 언록 제어 신호 및 상기 도어 릴리즈 제어 신호를 출력하는 스마트 키 모듈을 포함하는 건설기계의 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 도어보다 아래 위치에 설치되고 상기 언록킹 이벤트 신호를 발생시키기 위한 언록킹 스위치를 더 포함하는 건설기계의 제어 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 스마트 키 모듈은 상기 건설기계의 캐빈에 설치되며 상기 스마트 키로부터의 응답 신호를 수신하기 위한 적어도 하나의 LF 안테나를 포함하는 건설기계의 제어 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 스마트 키 모듈은 상기 건설기계의 경사 각도가 상기 기 설정된 안전 범위를 벗어난 경우 상기 도어 언록 제어 신호를 상기 도어 래치 장치에 출력하는 건설기계의 제어 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 스마트 키 모듈은 상기 도어 언록 제어 신호를 출력한 후 기 설정된 시간 이내에 상기 도어가 릴리즈되지 않은 경우 상기 도어 록 제어 신호를 상기 도어 래치 장치에 출력하는 건설기계의 제어 시스템,
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 스마트 키 모듈은 상기 도어가 릴리즈된 상태에 있을 경우 ACC 모드로 진입하기 위한 ACC 신호를 출력하는 건설기계의 제어 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 스마트 키 모듈은 상기 ACC 모드로 진입한 후 기 설정된 시간 이내에 상기 스마트 키가 캐빈 내에 인식되지 않을 경우 전원을 오프(OFF)시키기 위한 키 오프(KEY OFF) 신호를 출력하는 건설기계의 제어 시스템.
  8. 경사지에 주차된 건설기계의 경사 각도를 검출하고;
    스마트 키가 인식된 상태에서 언록킹 이벤트 신호를 검출하고; 그리고
    상기 경사 각도가 기 설정된 안전 범위 이내에 있는 경우 상기 언록킹 이벤트 신호에 따라 상기 도어를 언록 및 릴리즈시키는 것을 포함하는 건설기계의 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 언록킹 이벤트 신호를 검출하는 것은 상기 도어보다 아래 위치에 설치된 언록킹 스위치로부터 상기 언록킹 이벤트 신호를 검출하는 것을 포함하는 건설기계의 제어 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 건설기계의 도어를 언록시키는 것은 상기 건설기계의 도어 래치 장치의 록/언록 액추에이터를 구동시키는 것을 포함하고,
    상기 건설기계의 도어를 릴리즈시키는 것은 상기 도어 래치 장치의 릴리즈 액추에이터를 구동시키는 것을 포함하는 건설기계의 제어 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 경사 각도가 상기 기 설정된 안전 범위를 벗어난 경우 상기 언록킹 이벤트 신호에 따라 상기 도어를 언록(unlock)시키는 것을 더 포함하는 건설기계의 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 도어를 언록시킨 후 기 설정된 시간 이내에 상기 도어가 릴리즈되었는 지 여부를 검출하고; 그리고
    상기 도어가 릴리즈되지 않은 경우 상기 도어를 록(lock)시키는 것을 더 포함하는 건설기계의 제어 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 도어가 릴리즈된 상태에 있을 경우 ACC 모드로 진입하는 것을 더 포함하는 건설기계의 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 ACC 모드로 진입한 후 기 설정된 시간 이내에 상기 스마트 키가 캐빈 내에 있는 지 여부를 검출하고; 그리고
    상기 스마트 키가 상기 캐빈 내에 인식되지 않을 경우 전원을 오프(OFF)시키는 것을 더 포함하는 건설기계의 제어 방법.
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