전자 유압 액츄에이터 시스템을 이용한 운전자 자가 튜닝 방법

전자 유압 액츄에이터 시스템을 이용한 운전자 자가 튜닝 방법{DRIVER SELF-TUNING METHOD USING ELECTRO-HYDRAULIC ACTUATOR SYSTEM}

본 발명은 전자 유압 액츄에이터 시스템을 이용한 운전자 자가 튜닝 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수 개의 전자 유압 액츄에이터 시스템을 가진 장비에서 운전자가 HMI(Human machine Interface) 디스플레이 장비(display instrument)를 통해 조이스틱 커맨드 대 액츄에이터 속도 커맨드의 룩업 테이블(Joystick command vs. Actuator speed command lookup table)을 직접 튜닝할 수 있도록 하여, 기존 고정된 액츄에이터 속도 특성만을 가진 장비와는 다르게 운전자가 직접 원하는 액츄에이터 속도 특성으로 튜닝할 수 있도록 한, 전자 유압 액츄에이터 시스템을 이용한 운전자 자가 튜닝 방법에 관한 것이다.

종래 유압 액츄에이터 시스템으로 구성된 장비에서는 스풀 디자인(Spool design)이 결정되고 나면 스풀(Spool)을 교체하지 않는 한 액츄에이터의 속도 특성을 변경할 수 없었다. 또한, 운전자가 직접 변경할 수도 없는 사항이어서 실제적으로 액츄에이터 속도 특성을 운전자가 튜닝한다는 것은 불가능한 사항이었다. 그러나 전자 유압 액츄에이터 시스템을 이용한 장비에서는 HMI(Human machine interface) 디스플레이를 이용하여 기존 장비에서는 구현할 수 없는 액츄에이터 속도 특성을 직접 튜닝할 수 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 복수의 전자 유압 액츄에이터 시스템으로 구성된 장비에서 HMI(Human machine interface) 디스플레이 장비를 통해 운전자가 직접 각 액츄에이터의 속도를 튜닝할 수 있도록 하여, 운전자가 원하는 액츄에이터 속도 특성이 나오도록 하는 전자 유압 액츄에이터 시스템을 이용한 운전자 자가 튜닝 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

참고로, 이는 일률적으로 고정된 기존 유압 시스템 장비에서는 구현할 수 없는 기능으로, 운전자 특성 그리고 작업환경 특성을 고려하여 적합한 액츄에이터 속도 특성을 운전자가 직접 튜닝할 수 있도록 하여 장비의 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 기술이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자 유압 액츄에이터 시스템을 이용한 운전자 자가 튜닝 방법은,

HMI(Human Machine Instrument)가 복수 개의 EHA(Electro Hydraulic Actuator) 시스템 중, 사용자 조작에 따라 어느 하나의 EHA 시스템을 선택하는 단계, 상기 선택된 EHA 시스템의 조이스틱 커맨드 대 액츄에이터 속도 커맨드의 매핑 관계를 정의한 그래프를 디스플레이하는 단계, 사용자에 의해 미리 지정된 버튼(또는, 키)가 눌러진 경우, 미리 저장되어 있는 상기 선택된 EHA 시스템의 액츄에이터 최대 속도 값에 상기 버튼(또는, 키) 누름 횟수에 비례하여 증가 또는 감소하는 게인(Gain)을 곱하여 해당 액츄에이터 최대 속도를 튜닝하는 단계 및, 상기 튜닝된 액츄에이터 최대 속도를 해당 EHA 시스템의 상위 콘트롤러에 저장하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 HMI가 사용자 조작에 따라 액츄에이터 가속(accelration) 특성을 튜닝하기로 원하는 것으로 판단한 경우, 복수 개의 EHA 시스템 중, 사용자 조작에 따라 어느 하나의 EHA 시스템을 선택하는 단계, 상기 선택된 EHA 시스템의 조이스틱 커맨드 대 액츄에이터 가속 커맨드의 매핑 관계를 정의한 그래프를 디스플레이하는 단계, 사용자에 의해 미리 지정된 버튼(또는, 키)가 눌러진 경우, 미리 저장되어 있는 상기 선택된 EHA 시스템의 액츄에이터 가속 특성 값에 상기 버튼(또는, 키) 누름 횟수에 비례하여 증가 또는 감소하는 게인(Gain)을 곱하여 해당 액츄에이터 가속 특성을 튜닝하는 단계 및, 상기 튜닝된 액츄에이터 가속 특성을 해당 EHA 시스템의 상위 콘트롤러에 저장하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 HMI가 상기 액츄에이터 최대 속도 값에 게인(Gain)이 곱해질 때마다 튜닝되는 조이스틱 커맨드 대 액츄에이터 속도 커맨드의 매핑 그래프를 디스플레이하여 사용자에게 알려주는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 EHA 시스템을 선택하는 단계는 상기 HMI가 사용자 조작에 따라 미리 설정된 작업자 튜닝 모드를 선택하는 단계, 상기 작업자 튜닝 모드가 선택된 경우, 액츄에이터 최대 속도 튜닝을 원하는지 질의하는 단계 및, 상기 질의 결과, 액츄에이터 최대 속도 튜닝을 원하는 경우, 복수 개의 EHA 시스템 중, 사용자 조작에 따라 어느 하나의 EHA 시스템을 선택하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 튜닝 모드를 선택하는 단계와 상기 액츄에이터 최대 속도 튜닝을 원하는지 질의하는 단계 사이에, 초기 튜닝 상태의 디폴트 값으로 액츄에이터 최대 속도 값을 리셋할 것인지 질의하는 단계 및, 상기 질의 결과, 사용자 조작에 따라 리셋할 것을 원한 경우 초기 조이스틱 커맨드 대 액츄에이터 속도 커맨드 매핑 테이블 값을 해당 EHA 시스템의 상위 콘트롤러에 저장하고, 리셋할 것을 원하지 않은 경우 액츄에이터 최대 속도 튜닝을 원하는지 질의하는 단계로 진행하도록 하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은 전자 유압 액츄에이터 시스템을 이용한 장비에서 HMI(Human machine interface) 디스플레이 장비(display instrument)와 조작 버튼 등을 이용하여 기존 장비에서는 구현할 수 없는 액츄에이터 속도 특성을 직접 튜닝할 수 있다.

그리고, 종래 유압 액츄에이터 시스템으로 구성된 장비에서는 스풀 디자인(Spool design)이 결정되고 나면 스풀(Spool)을 교체하지 않는 한 액츄에이터의 속도 특성을 변경할 수 없지만, 본 발명을 이용하면 운전자 특성 그리고 작업환경 특성을 고려하여 적합한 액츄에이터 속도 특성을 운전자가 직접 튜닝할 수 있도록 하여 장비의 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전자 유압 액츄에이터 시스템을 이용한 운전자 자가 튜닝 방법이 적용된 시스템을 예로 들어 도시한 도면
도 2와 도 3은 본 발명에 따른 전자 유압 액츄에이터 시스템을 이용한 운전자 자가 튜닝 방법의 동작을 순서대로 도시한 플로우 챠트
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
101-1 ~ 101-3 : EHA 시스템 102 : HMI
103 : 상위 콘트롤러 104 : EM
105 : 액츄에이터

발명의 실시를 위한 최선의 형태

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.

다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명에 따른 전자 유압 액츄에이터 시스템을 이용한 운전자 자가 튜닝 방법이 적용된 시스템을 예로 들어 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 시스템은 복수 개의 EHA 시스템(101-1 ~ 101-3)과, 복수 개의 EHA 시스템(101-1 ~ 101-3) 중 사용자 조작에 따라 특정 EHA 시스템의 액츄에이터 속도 특성과 가속 특성을 튜닝하는 HMI(102), 상기 HMI(102)에 의해 튜닝된 액츄에이터 속도 특성과 가속 특성으로 EM(Electric motor)(104)을 제어하는 상위 콘트롤러(103), 상기 상위 콘트롤러(103)의 제어하에 상기 HMI(102)에 의해 튜닝된 커맨드 지령에 대한 값으로 구동하는 EM(104) 및, 상기 EM(104)에 의해 상기 튜닝된 속도 특성과 가속 특성에 따라 동작하는 액츄에이터(105)를 포함하여 이루어진 구조이다.

여기서, 상기 HMI(102)는 액츄에이터 속도 튜닝을 위해, 복수 개의 EHA(Electro Hydraulic Actuator) 시스템(101-1 ~ 101-3) 중, 사용자 조작에 따라 어느 하나의 EHA 시스템을 선택하고, 상기 선택된 EHA 시스템의 조이스틱 커맨드 대 액츄에이터 속도 커맨드의 매핑 관계를 정의한 그래프를 디스플레이한 다음, 사용자가 디스플레이된 그래프를 보고 미리 지정된 버튼(또는, 키)를 누른 경우, 미리 저장되어 있는 상기 선택된 EHA 시스템의 액츄에이터 최대 속도 값에 상기 사용자의 버튼(또는, 키) 누름 횟수에 비례하여 증가 또는 감소하는 게인(Gain)을 곱하여 해당 액츄에이터 최대 속도를 튜닝해, 그 튜닝된 액츄에이터 최대 속도를 해당 EHA 시스템의 상위 콘트롤러(103)에 저장하는 방식으로 동작한다.

그리고, 액츄에이터 가속 특성의 튜닝을 위해, 상기 HMI(102)는 사용자 조작에 따라 액츄에이터 가속(accelration) 특성을 튜닝하기로 원하는 것으로 판단한 경우, 복수 개의 EHA 시스템(101-1 ~ 101-3) 중, 사용자 조작에 따라 어느 하나의 EHA 시스템을 선택하고, 상기 선택된 EHA 시스템의 조이스틱 커맨드 대 액츄에이터 가속 커맨드의 매핑 관계를 정의한 그래프를 디스플레이한 다음, 사용자가 디스플레이된 그래프를 보고 미리 지정된 버튼(또는, 키)를 누른 경우, 미리 저장되어 있는 상기 선택된 EHA 시스템의 액츄에이터 가속 특성 값에 상기 버튼(또는, 키) 누름 횟수에 비례하여 증가 또는 감소하는 게인(Gain)을 곱하여 해당 액츄에이터 가속 특성을 튜닝하고, 상기 튜닝된 액츄에이터 가속 특성을 해당 EHA 시스템의 상위 콘트롤러(103)에 저장하는 방식으로 동작한다.

특히, 상기 HMI(102)는 상기 액츄에이터 최대 속도 값에 게인(Gain)이 곱해질 때마다 튜닝되는 조이스틱 커맨드 대 액츄에이터 속도 커맨드의 매핑 그래프를 디스플레이하여 사용자에게 확인시켜 준다.

그리고, 상기 HMI(102)의 EHA 시스템 선택 동작은 다음과 같이 이루어진다.

즉, 먼저, 상기 HMI(102)는 사용자 조작에 따라 미리 설정된 작업자 튜닝 모드를 선택하고, 상기 작업자 튜닝 모드가 선택된 경우, 액츄에이터 최대 속도 튜닝을 원하는지 질의하고, 질의 결과, 사용자가 액츄에이터 최대 속도 튜닝을 원하는 경우, 복수 개의 EHA 시스템 중, 사용자 조작에 따라 어느 하나의 EHA 시스템을 선택하는 동작 순서로 이루어진다.

또한, 상기 HMI(102)는 튜닝 모드를 선택하는 동작과 상기 액츄에이터 최대 속도 튜닝을 원하는지 질의하는 동작 사이에, 초기 튜닝 상태의 디폴트 값으로 액츄에이터 최대 속도 값을 리셋할 것인지 질의한 후, 질의 결과, 사용자 조작에 따라 리셋할 것을 원한 경우 초기 조이스틱 커맨드 대 액츄에이터 속도 커맨드 매핑 테이블 값을 해당 EHA 시스템의 상위 콘트롤러(103)에 저장하고, 리셋할 것을 원하지 않은 경우 액츄에이터 최대 속도 튜닝을 원하는지 질의하는 단계로 진행하도록 한다.

발명의 실시를 위한 형태

이하, 도 1의 본 발명에 따른 전자 유압 액츄에이터 시스템을 이용한 운전자 자가 튜닝 방법의 동작을 첨부된 도 2와 도 3을 참조해 설명하면 다음과 같다.

도 2와 도 3은 본 발명에 따른 전자 유압 액츄에이터 시스템을 이용한 운전자 자가 튜닝 방법의 동작을 순서대로 도시한 도면이다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 장비 시동 후 HMI가 켜져서 운전자가 작업자 튜닝 모드(operator tuning mode)를 선택하면(S101), 우선 장비 초기 튜닝상태 즉 디폴트(Default) 값으로 리셋(Reset) 할 건지에 대해 선택하도록 한다(S102).

여기서, 운전자가 디폴트 값으로 리셋하기로 선택하면, 초기 조이스틱 커맨드 대 액츄에이터 속도 커맨드의 테이블(Joystick command vs. Actuator speed command table) 값을 상위 콘트롤러(Controller)에 저장하게 된다(S103).

그러나, 운전자가 디폴트 값으로 리셋하기로 선택하지 않으면, 운전자가 장비 튜닝을 원하는 것으로 판단하여 다음 단계로 진행한다.

다음 단계로, HMI는 액츄에이터 최대 속도 튜닝에 대한 판단 유무를 묻게 된다(S104).

판단 결과, 운전자가 최대 속도 튜닝을 원하지 않는다면, 액츄에이터 가속 특성 튜닝 단계로 넘어가게 되고, 운전자가 최대 속도 튜닝을 원한다면, 운전자의 조작에 따라 복수 개의 EHA 시스템 중에서 하나의 EHA 시스템을 선택한다(S105).

다음, 운전자가 선택한 EHA 시스템의 Joystick command vs. Actuator speed command의 매핑 관계를 정의한 그래프(Graph)를 HMI에 디스플레이하면서(S106), 사용자에게 액츄에이터 최대 속도 커맨드를 더 크게 튜닝하기를 원하는지 묻게 된다(S107).

이때, 운전자가 최대 속도 커맨드를 더욱 크게 튜닝하고 싶다면 미리 지정된 버튼을 누르게 된다(S109).

그러면, 미리 저장되어 있던 최대 속도 값에 버튼 누름 횟수에 비례하여 증가하는 게인(Gain >1)을 곱하여 액츄에이터 속도 특성을 튜닝하게 된다(S110).

그리고, HMI는 게인(>1)값이 곱해질 때 마다 튜닝된 Joystick command vs. Actuator speed command 의 매핑 그래프를 표시하여 운전자가 변경된 값을 확인할 수 있도록 한다(S111).

한편, 운전자가 최대 속도를 더 크게 튜닝하기를 원하지 않는다면 다음 단계로 사용자에게 액츄에이터 최대 속도 커맨드를 더 작에 튜닝하기를 원하는지 질의하게 된다(S108).

질의 결과, 운전자가 더 작게 튜닝하기를 원한다면 미리 지정된 버튼을 누르게 되고(S113), 이때 미리 저장되어 있던 최대 속도 값에 버튼 누름 횟수에 비례적으로 감소하는 게인(Gain<1)을 곱하여 액츄에이터 속도 특성을 튜닝하게 된다(S114).

그리고, HMI는 게인(<1) 값이 곱해질 때 마다 튜닝되는 Joystick command vs. Actuator speed command 의 매핑 그래프를 표시하여 운전자가 변경된 값을 확인할 수 있도록 한다(S115).

최종적으로 운전자가 튜닝을 원하지 않는다면 최대 속도 값에 게인(=1)을 곱하여 이전 값과 동일하게 한다(S116~S118).

마지막으로, 운전자가 튜닝한 결과를 상위 콘트롤러에 저장하여 종료한다(S112).

추가로, 운전자는 액츄에이터 가속 특성에 대한 튜닝을 진행할 수도 있다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 운전자가 설정되어 있던 가속 특성 값(Acceleration value)보다 더욱 크게 튜닝하기를 원한다면, 미리 지정된 버튼을 누르게 된다(S201~S205).

이때, 미리 저장되어 있던 가속 특성 값에 버튼 누름 횟수에 비례적으로 증가하는 게인(Gain>1)을 곱하여 액츄에이터 가속 특성을 튜닝한다(S206).

그리고, HMI는 게인(Gain>1) 값이 곱해질 때 마다 튜닝되는 'Joystick command vs. Actuator speed command'의 매핑 그래프(Graph)를 표시하여 운전자가 변경된 값을 확인할 수 있도록 한다(S207).

한편, 운전자가 가속 특성 값을 더 크게 튜닝하기를 원하지 않는다면 다음 단계로 사용자에게 가속 특성 값을 더 작게 튜닝하기를 원하는지 운전자에게 질의하게 된다(S209).

질의 결과, 운전자가 더 작게 튜닝하고 싶다면 미리 지정된 버튼을 누르게 되고(S210), 이때 미리 저장되어 있던 가속 특성 값에 버튼 누름 횟수에 비례하여 감소하는 게인(Gain<1)을 곱하여 액츄에이터 가속 특성을 튜닝하게 된다(S211).

그리고, HMI는 게인(Gain<1)값이 곱해질 때마다 튜닝되는 'Joystick command vs. Actuator speed command 그래프를 표시하여 운전자가 변경된 값을 확인할 수 있도록 한다(S212).

최종적으로 운전자가 튜닝을 원하지 않는다면 가속 특성 값에 게인(Gain=1)을 곱하여 이전 값과 동일하게 한다(S213 ~ S215).

마지막으로, 운전자가 튜닝한 결과를 상위 콘트롤러에 저장하여 종료한다(S208).

이상과 같이, 본 발명은 복수 개의 전자 유압 액츄에이터 시스템을 가진 장비에서 운전자가 HMI 디스플레이 장비를 통해 조이스틱 커맨드 대 액츄에이터 속도 커맨드의 룩업 테이블(Joystick command vs. Actuator speed command lookup table)을 직접 튜닝할 수 있도록 하여, 기존 고정된 액츄에이터 속도 특성만을 가진 장비와는 다르게 운전자가 직접 원하는 액츄에이터 속도 특성으로 튜닝할 수 있게 된다.

본 발명은 복수 개의 전자 유압 액츄에이터 시스템을 가진 장비에서 운전자가 HMI(Human machine Interface) 디스플레이 장비(display instrument)를 통해 조이스틱 커맨드 대 액츄에이터 속도 커맨드의 룩업 테이블(Joystick command vs. Actuator speed command lookup table)을 직접 튜닝할 수 있도록 하여, 기존 고정된 액츄에이터 속도 특성만을 가진 장비와는 다르게 운전자가 직접 원하는 액츄에이터 속도 특성으로 튜닝할 수 있도록 한, 전자 유압 액츄에이터 시스템을 이용한 운전자 자가 튜닝 방법에 사용가능하다.