KR20070039243A - 건설장비의 가동가능시간 산출장치 및 방법 - Google Patents

건설장비의 가동가능시간 산출장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보유 연료량에 대한 건설장비의 가동가능시간을 산출하여 표시해 주는 건설장비의 가동가능시간 산출장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 건설장비의 가동가능시간 산출장치는 연료탱크 내에 저장된 연료량을 검출하는 연료량 검출부, 건설장비의 작업모드별 연비를 저장한 저장부, 연료량 검출부에서 검출된 연료량에 대해 저장부에 저장된 작업모드별 연비를 기초로 건설장비의 작업 모드별 가동가능시간을 산출하는 가동가능시간 산출부 및 가동가능시간 산출부에서 산출된 작업모드별 가동가능시간 정보를 표시하는 디스플레이를 포함하여 이루어진다. 본 발명에 따르면, 운전자에게 연료 보충시기를 미리 알려주며, 연비절감을 위한 적합한 작업모드를 선택할 수 있도록 해준다.
건설장비, 연료량, 가동가능시간, 산출, 표시

Description

건설장비의 가동가능시간 산출장치 및 방법{Apparatus and method for calculating working available time of construction device}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건설장비의 가동가능시간 산출장치를 개략적으로 도시한 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 건설장비의 작업 모드별 가동시간을 저장하는 과정을 설명하기 위해 도시한 흐름도, 그리고,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보유연료량에 따른 건설장비의 가동가능시간 산출 및 표시방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 알터네이터 120 : 연료탱크
122 : 연료량 검출센서 130 : MCU
131 : 제1 A/D 변환부 132 : 제2 A/D 변환부
133 : CPU 134 : 가동시간 카운터
135 : 가동가능시간 산출부 136 : 연비 산출부
137 : EEPROM 140 : 모니터링 패널
본 발명은 건설장비의 가동가능시간 산출장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 보유 연료량에 대한 건설장비의 가동가능시간을 산출하여 표시해 주는 건설장비의 가동가능시간 산출장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 건설장비에는 연료탱크에 내장된 연료의 량을 운전자가 인식할 수 있도록 한 연료게이지가 마련되어 있다. 운전자는 연료게이지를 통해 연료탱크 내부의 연료량을 확인하여 적절한 시기에 연료를 보충할 수 있다.
그러나, 종래 연료게이지는 단순히 연료탱크 내부의 연료량을 수치로 표시만 할 뿐, 현재 보유한 연료량으로 작업 가능한 시간을 파악할 수 있는 정보는 제공하고 있지 않다.
이에 따라, 현재 보유 연료량으로 작업 가능한 시간을 파악하기 위해서는, 운전자가 직접 평소 건설장비의 연비를 계산하고, 계산된 연비를 감안하여 현재 보유한 연료량으로 작업 가능한 시간을 예측하여야 한다.
특히, 건설장비의 경우 다양한 작업모드, 예컨대, 아이들(Idle)모드, 주행모드, 굴삭모드, 트랜칭 모드 등으로 가동되며, 상기 각 작업모드에 따라 소비되는 연료의 량이 다르다. 따라서, 운전자는 현재 보유 연료량에 대해 작업 모드별 가동가능시간을 예측할 수 있어야 한다. 이를 위해, 운전자는 작업 모드별 가동시간과 그 가동시간에 소비된 연료량을 기록하고, 기록된 작업 모드별 가동시간과 소비 연료량을 기초로 작업 모드별 건설장비의 연비를 계산하여야 한다. 그리고, 계산된 작업 모드별 연비를 감안하여 현재 보유 연료량으로 가동가능한 시간을 예측하여야 한다. 그러므로, 많은 시간이 소요됨은 물론 정확한 가동가능시간을 예측하기 어려운 문제점이 발생한다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 보유 연료량에 대한 건설장비의 가동가능시간을 산출하여 표시해줌으로써 운전자에게 편리성을 제공해줄 수 있는 건설장비의 가동가능시간 산출장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 기술적 과정을 해결하기 위한, 본 발명에 따른 복수의 작업 모드로 가동되는 건설장비의 가동가능시간 산출장치는, 연료탱크 내에 저장된 연료량을 검출하는 연료량 검출부, 건설장비의 작업모드별 연비를 저장한 저장부, 상기 연료량 검출부에서 검출된 연료량에 대해 상기 저장부에 저장된 작업모드별 연비를 기초로 건설장비의 작업 모드별 가동가능시간을 산출하는 가동가능시간 산출부 및 상기 가동가능시간 산출부에서 산출된 상기 작업모드별 가동가능시간 정보를 표시하는 디스플레이를 포함하여 이루어진다.
상기 저장부에 저장된 상기 작업 모드별 연비는 개발단계에서 미리 계산되어 저장된 것을 특징으로 한다.
상기 저장부에 저장된 상기 작업 모드별 연비는 상기 건설장비의 작업 모드별 가동시간 및 상기 각 가동시간에 소비된 연료량을 기초로 계산되어 저장된 정보인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 작업 모드별 가동시간 및 상기 가동시간에 소비된 연료량을 모니터링하여 작업 모드별 연비를 산출하는 연비 산출부를 더 포함하고, 상기 저장부는 상기 연비산출부에서 산출된 연비를 저장하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기와 같은 기술적 과정을 해결하기 위한, 본 발명에 따른 복수의 작업 모드로 가동되는 건설장비의 가동가능시간 산출방법은, 복수의 작업 모드로 가동되는 건설장비에 있어서, 연료량 검출센서에 의해 검출된 연료량과 작업 모드별 연비 정보를 기초로 연료탱크에 저장된 연료량에 대한 작업 모드별 가동가능시간을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 작업 모드별 가동가능시간 정보를 디스플레이에 표시하는 단계를 포함하여 이루어진다.
바람직하게는, 소정시간 동안 시간당 작업모드 구성비율을 더 산출하고, 상기 작업모드 구성비율을 기초로 상기 건설장비를 복합모드로 가동시, 상기 연료탱크에 저장된 연료량으로 가동 가능한 상기 건설장비의 가동가능시간을 더 산출하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건설장비의 가동가능시간 산출장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 건설장비의 가동가능시간 산출장 치는, 알터네이터(Alternator)(110), 연료량 검출센서(122), 마이크로 콘트롤 유닛(MCU : Micro Control Unit)(130) 및 모니터링 패널(140)로 구성되어 있다.
알터네이터(110)는 건설장비의 엔진 가동에 대응하여 소정 전압(예컨대, 28V)으로 상승한다.
연료량 검출센서(122)는 연료탱크(120) 내부에 마련되어, 연료탱크(120)에 저장된 연료의 잔량을 검출한다. 연료량 검출센서(122)에서 검출된 연료량은 MCU(130)로 제공된다.
MCU(130)는 제1 A/D 변환부(131), 제2 A/D 변환부(132), 중앙처리장치(CPU)(133), 가동시간 카운터(134), 가동가능시간 산출부(135), 연비 산출부(136) 및 EEPROM(137)를 포함하여 구성되어 있다.
제1 A/D 변환부(131)는 알터네이터(110)로부터 인가되는 전압을 디지털 신호로 변환하여 CPU(133)로 출력한다.
제2 A/D 변환부(132)는 연료량 검출센서(122)에서 검출된 신호를 디지털 신호로 변환하여 CPU(133)로 출력한다.
가동시간 카운터(134)는 CPU(133)의 제어에 따라 건설장비 전체의 가동시간 및 작업 모드별 가동시간을 카운트한다. 본 발명에 따른 건설장비의 작업 모드는 아이들 모드(Idle Mode), 주행모드(Travel Mode), 파워모드(Power Mode), 표준모드(Standard Mode), 굴삭모드(Digging Mode), 트랜칭 모드(Tranching Mode)로 구분될 수 있다. 여기서, 아이들 모드는 건설장비의 엔진은 가동된 상태이나 압력 스위치(Pressure Switch)가 오프(OFF)된 상태로 엔진의 마력을 최소로 사용하는 모드이 다. 파워모드는 모니터링 패널(140)의 파워 스위치(POWER Switch)가 온(ON)된 상태로 엔진의 마력을 최대로 사용하는 모드이다. 그리고, 표준모드는 파워 스위치가 오프(OFF)된 상태로 연비를 절약하기 위한 모드이고, 굴삭모드는 모니터링 패널(140)에 마련된 트랜칭 스위치가 오프(OFF)된 상태로 굴삭 작업을 수행하는 모드이다. 그리고 트랜칭 모드는 상기 트랜칭 스위치가 온(ON)된 상태이다.
상기에서 굴삭 및 트랜칭 작업은 상기 파워모드 또는 표준모드로 이루어질 수 있으므로, 파워모드일 때의 굴삭 및 트랜칭 모드와 표준모드일 때의 굴삭 및 트랜칭 모드로 구분하여 저장하는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명에 따른 건설장비의 작업 모드별 가동시간을 저장하는 과정을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, CPU(133)는 건설장비의 엔진 가동에 의해 상승되는 알터네이터(110)의 전압이 소정 전압(예컨대, 6V) 이상인 것으로 판단되는 경우에 건설장비가 가동됨을 인식한다(S200). CPU(133)는 건설장비가 가동됨이 인식되는 경우 건설장비의 전체 가동시간을 카운트하도록 제어하는 제어신호를 발생한다(S210). 이에 따라 가동시간 카운터(134)는 건설장비의 가동시간을 카운트한다.
다음으로, CPU(133)는 모니터링 패널(140)로부터 모드 선택신호를 입력받아 현재 선택된 작업모드를 판단한다(S220).
경우 1, 현재 선택된 모드가 아이들 모드인 경우(S230), CPU(133)는 아이들 모드 가동시간을 카운트하도록 제어하는 제어신호를 발생한다(S232).
경우 2, 현재 작업모드가 주행모드인 경우(S240), CPU(133)는 주행모드 가동 시간을 카운트하도록 제어하는 제어신호를 발생한다(S242).
경우 3, 현재 작업모드가 파워모드인 경우(S250), CPU(133)는 현재 작업모드가 파워모드이면서 굴삭모드인가를 판단한다(S252). 현재 작업모드가 파워모드이면서 굴삭모드인 것으로 판단되는 경우, CPU(133)는 파워모드이면서 굴삭모드인 가동시간을 카운트하도록 제어하는 제어신호를 발생한다(S254). 이와 달리 현재 작업모드가 파워모드이면서 트랜칭 모드인 것으로 판단되는 경우에, CPU(133)는 파워모드이면서 굴삭모드인 가동시간을 카운트하도록 제어하는 제어신호를 발생한다(S256).
경우 4, 현재 작업모드가 표준모드인 경우, CPU(133)는 현재 작업모드가 표준모드이면서 굴삭모드인가를 판단한다(S260). 상기 260단계의 판단 결과 현재 작업모드가 표준모드이면서 굴삭모드인 것으로 판단되면, CPU(133)는 표준모드이면서 굴삭모드인 가동시간을 카운트하도록 제어하는 제어신호를 발생한다(S262). 이와 달리 현재 작업모드가 표준모드이면서 트랜칭 모드인 것으로 판단되면, CPU(133)는 표준모드이면서 트랜칭 모드인 가동시간을 카운트하도록 제어하는 제어신호를 발생한다(S264).
상기와 같이 가동시간 카운터(134)에서 카운트된 가동시간 정보는 EEPROM(137)에 작업 모드별로 구분 저장된다(S270).
다시 도 1을 참조하면, 가동가능시간 산출부(135)는 연료량 검출센서(122)에서 검출된 연료량과, EEPROM(137)에 저장된 작업 모드별 연비를 기초로 건설장비의 작업 모드별 가동가능시간을 산출한다. 여기서, 작업 모드별 연비는 개발단계에서 미리 산출하여 EEPROM(137)에 저장해 놓은 정보이거나, 또는 가동시간 카운터(134) 에 의해 카운트된 작업 모드별 가동시간과 상기 가동시간에 소비된 연료량을 기초로 연비 산출부(136)에서 직접 산출하여 EEPROM(137)에 저장해 놓은 정보일 수 있다.
건설장비의 작업 모드별 연비는 모드별 총 사용연료량을 모드별 총 가동시간으로 나눔으로써 산출할 수 있다.
한편, 작업 모드별 가동가능시간은 현재 보유 연료량(L)을 작업 모드별 연비(L/h)로 나눔으로써 산출된다. 예를 들어, 30톤(Ton)의 장비에서 아이들 모드, 주행모드, 파워모드, 표준모드, 굴삭모드, 트랜칭 모드의 연비가 각각 3L/h, 35L/h, 33L/h, 27L/h, 30L/h, 28L/h이고, 연료탱크(120)에 저장된 연료량이 200L 일 경우에, 현재 보유 연료량(200L)에 대한 작업 모드별 가동가능시간을 산출하면 다음과 같다.
아이들 모드의 가동가능시간 = 200(L)/3(L/h) = 66시간 42분
주행모드의 가동가능시간 = 200(L)/35(L/h) = 5시간 43분
파워모드의 가동가능시간 = 200(L)/33(L/h) = 6시간 4분
표준모드 가동가능시간 = 200(L)/27(L/h) = 7시간 24분
굴삭모드 가동가능시간 = 200(L)/30(L/h) = 6시간 42분
트랜칭 모드 가동가능시간 = 200(L)/28(L/h) = 6시간 8분
한편, 상기와 같이 산출된 작업 모드별 가동가능시간은 건설장비의 총 가동시간을 기초로 백분율로 환산이 가능하다. 따라서, 가동가능시간 산출부(135)는 건 설장비를 복합모드로 가동하는 경우에 대해서도 가동가능시간을 산출할 수 있다. 이 경우 가동가능시간 산출부(135)는 과거 작업모드 패턴에 대한 정보를 이용한다.
예를 들면, 과거 작업 모드별 가동시간이 "아이들 모드 = 50시간, 주행모드 = 100시간, 파워모드 = 3500시간, 표준모드 = 1350시간"으로, 건설장비의 총 가동시간이 5000시간일 경우, 각 모드별 가동시간의 백분율은 다음과 같다.
아이들 모드 가동시간 = (50h/5000h)*100% = 1%
주행모드의 가동시간 = (100h/5000h)*100% = 2%
파워모드의 가동시간 = (3500h/5000h)*100% = 70%
표준모드 가동시간 = (1350h/5000h)*100% = 27%
상기 백분율을 기준으로 현재 보유 연료량(200L)에 대한 작업 모드별 가동가능시간을 계산하면 다음과 같다.
아이들 모드 가동시간 = 200(L)/3(L/h)*0.01 = 40분
주행모드의 가동시간 = 200(L)/35(L/h)*0.02 = 7분
파워모드의 가동시간 = 200(L)/33(L/h)*0.7 = 4시간 14분
표준모드 가동시간 = 200(L)/27(L/h)*0.27 = 2시간
상기와 같이 건설장비를 복합모드로 가동시킬 경우에, 연료탱크(120)에 저장된 연료량(200L)으로 차후 가동가능시간은 총 7시간 01분(40분+7분+4시간 14분+2시간)이다. 상기와 같이 산출된 작업 모드별 가동가능시간 정보 및 복합모드로 가동 시 건설장비의 전체 가동가능시간 정보는 모니터링 패널(140)에 디스플레이된다.
모니터링 패널(140)에는 건설장비의 동작상태를 표시할 수 있는 디스플레이 및 건설장비의 작업모드를 선택할 수 있는 복수의 모드 선택키가 마련되어 있다. 본 발명에 따르면 운전자는 모니터링 패널(140)의 디스플레이를 통해 연료탱크(120)에 저장된 연료량에 대한 작업 모드별 가동가능시간 및 복합모드로 가동시 건설장비의 전체 가동가능시간 정보를 확인할 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보유연료량에 따른 건설장비의 가동가능시간 산출방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 모니터링 패널(140)로부터 현재 보유연료량에 대한 건설장비의 가동가능시간 정보를 요청하는 신호가 수신되는 경우(S300), CPU(133)는 작업 모드별 가동가능시간 및 복합모드로 가동시 건설장비의 전체 가동가능시간을 산출하도록 가동가능시간 산출부(135)를 제어한다(S310).
가동가능시간 산출부(135)는 CPU(133)의 제어에 따라 작업 모드별 가동가능시간 및 복합모드로 가동시 건설장비의 전체 가동가능시간을 산출한다. 이때, 작업 모드별 가동가능시간은 연료량 검출센서(122)에서 검출된 연료량 및 EEPROM(137)에 저장된 작업 모드별 연비를 기초로 산출된다. 그리고, 복합모드로 가동시 건설장비의 전체 가동가능시간은 과거 작업 패턴 정보를 기초로 산출된다. 이를 위해, 가동가능시간 산출부(137)는 상기 산출한 작업 모드별 가동가능시간을 건설장비의 총 가동시간을 기초로 백분율로 환산한다. 그리고, 상기 백분율에 의한 작업 모별 가동가능시간을 계산한 뒤, 상기 작업 모드별 가동가능시간을 모두 가산한다. 이로써 복합모드로 가동시 건설장비의 전체 가동가능시간이 산출된다.
가동가능시간 산출부(135)에 의해 작업 모드별 가동가능시간 및 복합모드로 가동시 건설장비의 전체 가동가능시간이 산출되면, CPU(133)는 산출된 가동가능시간 정보를 모니터링 패널(140)로 전송한다(S320).
모니터링 패널(140)은 CPU(133)로부터 전송받은 작업 모드별 가동가능시간 및 복합모드로 가동시 건설장비의 전체 가동가능시간 정보를 디스플레이에 표시한다(S330).
한편, 본 실시예에서는 상기 가동가능시간 정보를 운전자가 요청하는 경우에 제공하는 것을 예로 들어 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 가동가능시간 정보는 연료탱크(120)에 저장된 연료량과 기 설정된 기준량을 비교하여 연료탱크(120)에 저장된 연료량이 상기 기준량 이하일 경우에 표시되도록 구현할 수 있다. 다시 말하면, 본 발명에 따른 건설장비의 가동가능시간 정보는 운전자가 요청하는 경우 뿐만 아니라, 미리 설정된 시점에 주기적으로 표시되도록 처리할 수 있음은 물론이다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 모니터링 패널을 통해 보유연료량에 따른 건설장비의 작업 모드별 가동가능시간에 대한 정보 및 복합모드 수행시 건설장비의 전체 가동가능시간에 대한 정보를 표시해줌으로써, 운전자가 연료 보충시기를 빨리 감지할 수 있도록 하며, 연비절감을 위한 적합한 작업모드를 선택할 수 있도록 한다.

Claims (6)

  1. 복수의 작업 모드로 가동되는 건설장비에 있어서,
    연료탱크 내에 저장된 연료량을 검출하는 연료량 검출부;
    건설장비의 작업모드별 연비를 저장한 저장부;
    상기 연료량 검출부에서 검출된 연료량에 대해 상기 저장부에 저장된 작업모드별 연비를 기초로 건설장비의 작업 모드별 가동가능시간을 산출하는 가동가능시간 산출부; 및
    상기 가동가능시간 산출부에서 산출된 상기 작업모드별 가동가능시간 정보를 표시하는 디스플레이;를 포함하여 이루어진 건설장비의 가동가능시간 산출장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 저장부에 저장된 상기 작업 모드별 연비는 개발단계에서 미리 계산되어 저장된 것을 특징으로 하는 건설장비의 가동가능시간 산출장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 저장부에 저장된 상기 작업 모드별 연비는 상기 건설장비의 작업 모드별 가동시간 및 상기 각 가동시간에 소비된 연료량을 기초로 계산되어 저장된 정보인 것을 특징으로 하는 건설장비의 가동가능시간 산출장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    작업 모드별 가동시간 및 상기 가동시간에 소비된 연료량을 모니터링하여 작업 모드별 연비를 산출하는 연비 산출부를 더 포함하고,
    상기 저장부는 상기 연비산출부에서 산출된 연비를 저장하는 것을 특징으로 하는 건설장비의 가동가능시간 산출장치.
  5. 복수의 작업 모드로 가동되는 건설장비에 있어서,
    연료량 검출센서에 의해 검출된 연료량과 작업 모드별 연비 정보를 기초로 연료탱크에 저장된 연료량에 대한 작업 모드별 가동가능시간을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 작업 모드별 가동가능시간 정보를 디스플레이에 표시하는 단계;를 포함하여 이루어진 건설장비의 가동가능시간 산출방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    소정시간 동안 시간당 작업모드 구성비율을 더 산출하고, 상기 작업모드 구성비율을 기초로 상기 건설장비를 복합모드로 가동시, 상기 연료탱크에 저장된 연료량으로 가동 가능한 상기 건설장비의 가동가능시간을 더 산출하는 것을 특징으로 하는 건설장비의 가동가능시간 산출방법.
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