KR100240093B1 - 외장형 진단시스템의 진단 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

개시된 외장형 진단시스템의 진단 장치 및 방법은 유압식 건설기계에 외장형 진단시스템을 연결하여 외장형 진단시스템의 진단 테이블을 보면서 이상 부위를 확인하고 조치하는 외장형 진단시스템의 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 유압식 건설기계에 소정의 이상 부위가 있다고 판단되면 터치스크린의 "이상진단추적" 기능을 선택하는 제1과정과, "이상진단추적" 기능이 선택되면 "이상진단추적" 기능의 세부 항목 중에서 상기의 소정의 이상 부위와 관계된 세부항목을 선택하는 제2과정과, 상기의 관계된 세부항목이 선택되면 선택된 세부 항목에서 지시한 일정 패턴대로 사용자는 장비를 동작하는 제3과정과, 장비의 동작에 따라서 고장 원인과 조치 방법이 화면에 표시되고, 표시된 내용에 따라 사용자는 조치를 하는 제4과정과, 조치가 되어 이상이 없으면 진단은 종료되고, 조치가 되지 않았거나 다른 이상 부위가 발생하면 제1과정으로 되돌아가는 제5과정으로 이루어진다.

따라서, 종래의 내장형 제어 장치 건설기계에 외장형 진단시스템을 연결하여 이상 부위를 진단 테이블을 이용하여 신속하고 정확하게 발견 및 조치를 함으로써, 장비의 성능과 가동시간을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

Description

외장형 진단싯그템의 진단 장치 및 방법

본 발명은 외장형 진단시스템의 진단 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유압식 건설기게에 외장형 진단시스템을 연결하여 외장형 진단시스템의 LCD 화면에 표시되는 진단 테이블을 보면서 건설장비의 제어부 및 입출력 부품의 이상 부위를 확인하고 추적하여, 문제 부위의 신속한 발견 및 조치하는 외장형 진단시스템의 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 유압력에 의해 작업 동작이 수행되는 건설기계는 유압펌프의 토출유량에 의해 작동되는 액츄에이터(ACTUATOR)를 적어도 하나 포함한다. 유압펌프는 엔진과 같은 원동기의 회전력에 의해 구동된다.

건설기계의 진단 장치는 원동기의 엔진회전수, 엔지의 쓰로틀 개도각도, 펌프의 토출압력, 유압펌프의 사판각 및 유량등의 센서에 의해 측정된 여러 동작량의 분석에 의하여 엔진을 포함한 부품들의 이상유무를 검사하여 그에 관한 정보를 제공함으로써 사용자가 건설기계를 올바르게 사용할 수 있도록 한다.

최근에 건설기계도 기술이 발전함에 따라 기존의 기계유압식 조작 방식에서 전기식 조작수단을 채용한 전자유압식 조작방식이 점차 증가되는 추세이다. 즉, 전기적 신호에 의해 작업지시가 행해지고 유압력에 의해 작업동작이 수행되는 건설기계(이하 "전자유압식 건설기계"라 한다)와 기계유압식 조작방식에 따른 건설기계(이하 "기계유압식 건설기계"라 한다)가 있다. 상기 건설기계의 가장 큰 차이점은 전기적 조작수단을 이용하여 유압 액츄에이터의 작동 속도를 조절하고, 유량조절밸브를 구동하는 파이럿압이 발생방식에 있다.

기계유압식 건설기계는 기계식 조작수단에 의해 RCV(Remote Control Valve)에서 파이럿압이 발생되어 유량조절밸브를 구동시킨다.

그리고, 전자유압식 건설기계의 경우에는 전기식 조작수단의 조작량에 비례하여 전압이 발생되고, 이 전압은 제어부에서 일정한 연산을 거쳐 전자비례밸브와같은 밸브구동수단을 통해 파이럿압을 발생시킨다. 이 파이럿압은 유량조절밸브를 구동시키어 유압 액츄에이터의 작동속도를 조절한다.

그러나, 종래의 전자유압식 건설기게는 건설장비 내에 내장된 제어연산 기능을 수행하는 제어부와, 제어부에 연결된 표시기를 통하여 사용자에게 보여주는 "내장형 제어 장치"이다. 이 "내장형 제어 장치"는 진단 기능이 목적이 아닌 장비의 작동을 감시하고제어하는 것이 목적이므로, 진단 기능을 수행하는데 있어서 중요한 사용자 입출력 장치를 가지지 못한 단순진단 기능을 수행했다.

제1도는 종래의 내장형 제어 장치에 관한 블록도로서 장치 구성도는 다음과 같다.

유압펌프(12)와, 유압펌프(12)를 구동시키기 위한 엔진(11)과, 엔진(11)의 회전수를 측정하기 위한 마그네틱 픽업 센서형의 엔진회전수 검출수단(19)과, 엔진 거버너의 최대 열림양을 제한하고 쓰로틀레버의 각도를 조정해주는 스테핑모터가 장착된 쓰로틀레버 조절수단(17)과, 쓰로틀레버의 각도를 검출하는 각도검출수단(18)과, 유압펌프(12)의 사판각을 검출하는 사판각 검출수단(21)과, 유압펌프(12)의 토출되능 압력을 검출하는 퍼프압력 검출수단(22)과, 유압펌프(12)에서 송출된 유량을 조절하는 유량조절밸브(13)와, 유량과 유압에 의해서 일을 행하는 유압 액츄에이터(14,15)와, 상기 검출숙단으로부터 입력신호를 연산처리하고 설정기준치와 판단하고 시스템 전반을 제어하는 제어부(24)와, 엔진회전수 및 유압펌프의 사용마력을 선택하여 제어부(24)로 전달하는 모드선택수단(16)과, 제어부(24)의 지시를 받아 상기 사판각 검출수단(21)에 파이럿신호압을 출력하는 전자비례밸브(20)와, 제어부(24)의 입출력신호 및 이상유무신호등을 특정형태로 표시하는 표시부(23)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 종래의 건설기계 제어장치의 동작 원리를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 굴삭기를 수동으로 조작하여 레버(미표시)를 움직이면 엔진(11)에 의해서 구동된 유압펌프(12)는 유압을 각 유압 액츄에이터(14,15)에 전달하여 버킷실린더(미도시), 암실린더(미도시) 및 붐실린더(미도시)를 동작시킨다. 그러면 각 검출수단은 동작량을 검출하여 제어부(24)로 전달한다. 제어부(24)는 검출수단으로 부터의 입력신호를 연산처리하여 설정된 기준치와 비교하여 부품 및 시스템의 이상 유무를 판단한다.

판단 결과 이상이 있는 부품 및 시스템에 대해 밀 설정되어 잇는 아주 간략화된 기호 형태의 메시지가 표시부(23)에 표시된다. 예를 들면 제어부(23)에 의해 엔진회전수 검출수단(19)으로부터의 입력신호가 이상이 있다고 판단되는 경우, 표시부(23)는 이에 관한 에러표시로서 "ER11" 또는 "ER. RPM"과 같은 기호를 표시하였다. 따라서, 종래의 진단은 제어부(23) 내에서 센서등의 입력신호를 검출하여 신호의 이상유무를 판단하고, 그 결과를 별도의 표시부(23)에 표시한다.

이러한 "내장형 제어 장치"의 경우에 있어 수행하는 기능은 제어부내에 한정된 회로의 이상 부위와 입력 부품의 이상 부위를 사용자에게 알려주는 것이 전부이며, 이것도 사용자 입출력 장치가 단순함으로 부호화된 코드의 형태로만 사용자에게 알려준다.

즉, 예를 들면 제어부 내의 앤프회로의 이상은 "ER 10", 엔진회전수 센서의 이상일 경우에는 "ER 11" 등으로 부호화하여 사용자에게 표시한다. 이때 사용자는 별도의 이상진단 테이블을 이용하여 표시된 부호의 의미를 찾아서 부호의 의미를 이해하고 조치를 함으로써, 복잡하고 번거로우며 조치시간도 많이 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 장비가 제대로 동작하지 않는 경우에 사용자가 제어부의 이상 부위를 신속하게 발견하지 못하면 이 진단 기능은 사용자에게 아무런 도움을 주지 못하는 문제점도 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 종래의 내장형 제어 장치 건설기계에 외장형 진단시스템을 연결하여 진단 테이블을 보면서 이상 부위를 확인하고 추적함으로써, 문제 부위의 신속한 발견 및 조치를 하기 위한 외장형 진단시스템의 진단 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

제1도는 종래의 내장형 제어 장치에 관한 블록선도.

제2도는 본 발명의 외장형 진단 장치에 관한 블록선도.

제3도는 본 발명의 외장형 진단 장치의 내부에 관한 블록선도.

제4도는 본 발명의 외장형 진단 장치에 관한 이상 부위의 진단 순서를 나타낸 진단 테이블.

제5도는 본 발명의 외장형 진단 장치에 관한 이상 부위에 대한 진단 방법을 나타낸 순서도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

111 : 엔진 112 : 유압펌프

113 : 유량조절밸브 114, 115 : 유압 액츄에이터

116 : 모드선택수단 117 : 쓰로틀 레버 조정수단

121 : 사판각 검출수단 122 : 펌프압력 검출수단

123 : 표시부 124 : 제어부

125 : 외장형 진단기

전수란 목적을 실현하기 위한 본 발명의 외장형 진단시스템의 진단 방법은 유압식 건설기게에 소정의 이상 부위가 있다고 판단되면 터치스크린의 "이상진단추적" 기능을 선택하는 제1과정과, "이상진단추적" 기능이 선택되면 "이상진단추적" 기능의 세부 항목 중에서 상기의 소정의 이상 부위와 관계된 세부항목을 선택하는 제2과정과, 상기의 관계된 세부항목이 선택되면 선택된 세부항목에서 지시한 일정 패턴대로 사용자는 장비를 동작하는 제3과정과, 장비의 동작에 따라서 고장 원인과 조치 방법이 화면에 표시되고, 표시된 내용에 따라 사용자는 조치를 하는 제4과정과, 조치가 되어 이상이 없으면 진단은 종료되고, 조치가 되지 않았거나 다른 이상 부위가 발생하면 제1과정 또는 제2과정으로 되돌아가는 제5과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 외장형 진단시스템이 연결된 유압식 건설기계의 진단 장치의 구성을 설명하면 다음과 같다.

제2도에 도시된 바와 같이 입,출력 부품의 동작수단을 검출하고, 시스템 전반을 제어하는 제어부(124)와, 제어부(124)에서 수행한 입출력 데이터를 인터페이스 수단을 이용하여 송수신하고, 진단 테이블 프로그램이 내장된 외장형 진단기(125)와, 엔진(111)으로 구동되는 유압펌프(112)와, 유압펌프(112)의 사판각을 검출하는 사판각 검출수단ㅋ(121)과, 유압펌프(112)의 토출압력을 검출하는 펌프압력 검출수단(122)과, 유압펌프(112)의 토출유량에 의하여 작동되는 적어도 하나 이상의 유압 액츄에이터(114,115)와, 유압 액츄에이터(114,115)로 흐르는 유량을 조절하는 유량조절밸브(113)와, 상기 제어부(124)에서 연산한 결과를 표시해주는 표시부(123)와, 엔진회전수 및 펌프사용마력 신호를 제어부(124)로 전달하는 모드선태굿단(116)과, 유압펌프(112)에 의해 토출되는 토출유량을 측정하는 계측용 유량센서(126)로 구성된다.

또한, 제3도에 도시된 바와 같이 상기 외장형 진단기(125)는 진단 테이블의 프로그램과 진단기능 데이터를 저장하는 메모리부(204)와, 진단 테이블의 모든 신호값과 측정기준치를 처리하는 CPU(203)와, 사용자에게 입력수단을 제공하는 터치스크린(205)과, 진단 테이블의 이상 부위와 조치방법을 표시하는 LCD 화면부(206)와, 제어부(124)의데이터를 입출력하는 통신 인터페이스부(202)와, 데이터 처리시간을 나타내는 클럭부(207)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 외장형 진단시스템의 진단 장치의 진단 테이블의 실시예 및 동작 순서를 설명하면 다음과 같다.

제4a도 내지 제4j도는 이상 부위에 대한 진단 순서를 나타낸 진단 테이블이다.

상기 진단 테이블이란 터치스크린(205)에서 사용자가 원하는 모드를 터치(TOUCH)하여 진단 기능을 시작하며, 터치한 결과는 LCD 화면부(206)에 표시되며 화면에 나타난 내용대로 동작을 따라하면서, 이상 부위에 대한 진단을 수행하는 진단 방법이다.

먼저, 유압 건설장비의 제어기나 입,출력 부품에 이상이 있으면 제4a도에 표시된 기능인 "입출력표시", "이상결과출력", "이상진단추적" 또는 "보조 기능" 중에서 이상 부위와 가장 밀접한 기능 하나를 터치하여 선택한다.

예를 들어, "이상진단추적"을 터치하면 제4b도에 도시된 바와 같이 "부품별추적', "계통별 추적" 또는 "증상별 추적"의 3가지 경우가 표시된다. 여기에서 만약에 "증상별 추적"을 터치하면 제4c도, 제4d도 및 제4e도에 도시된 바와 같이 12가지의 증상별 불량 진단기능이 표시된다.

상기의 12가지 증상별 불량 진단기능 중에서 현재 장비의 이상 부위와 가장 밀접하다고 판단하는 것부터 선택한다. 예를 들어 "엔진회전수 조절 불량"을 터치하면 제4f도에 도시된 바와 같이 일정한 패턴을 가진 문장이 표시되며, 사용자는 이 지시된 문장대로 작동을 한다. 제4f도에 화면의 하단에 표시된 3가지 즉, "RPM조절 R.SW", "모터위치센서", "엔진회전수" 중에서 하나가 조절부량인 것이다.

예를 들어, 여기에서 "RPM조절 R.SW"가 불량이면 제4g도 화면이 나타나고, "모터위치센서"가 불량이면 제4h도 화면이 나타나고, "엔진회전수"가 불량이면 제4i도 화면이 나타난다. 다시 말해서 제4g도, 제4h도, 제4i도는 엔진회전수 조절불량일때 나타나는 이상 부위 및 불량 원인과 그 조치 방법에 대해서 문장으로 표시한다.

상기 문장을 읽으면서 이상 부위를 바로 조치하는 신속하고도 정확하게 진단을 할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 만약에 상기 3가지 경우(제4g도, 제4h도, 제4i도)에 해당되지 않는 이상 부위가 발생하면 제4j도 화면에 표시된 것과 같이 "진단기의 판단으로는 … 정상입니다"라고 표현된다. 이때는 화면을 앞쪽으로 빠져나가서 다른 부분에서 이상 원인을 찾으면 된다.

즉, 상기와 같이 "엔진회전수 조정불량"(제4c도에서 시작됨)에 관한 동작법 및 실시예를 알 수 있듯이 또 다른 이상 부위에 관한 진단 및 조치도 같은 순서에 의해서 문제 부위를 찾아내고 바로 조치를 할 수 있다.

결론적으로, 제5도에 도시된 순서도에 따라 진단 순서를 요약하면 건설기계에 소정의 이상 부위가 있다고 판단되면(S51) 터치스크린(205)의 "이상진단추적" 기능(제4a도)을 선택하는(S52) 제1과정과, "이상진단추적" 기능이 선택되면 "이상진단추적" 기능의 세부 항목 중에서 상기의 소정의 이상 부위와 관계된 세부항목(제4b도 내지 제4e도)을 선택하는(S53) 제2과정과, 상기의 관계된 세부항목(제4b도 내지 제4e도)이 선택되면 선택된 세부항목(제4f도)에서 지시한 일정 패턴대로 사용자는 장비를 동작하는(S54) 제3과정과, 장비의 동작에 따라서 고장 원인과 조치 방법(제4g도 내지 제4i도)이 화면에 표시되고, 표시된 내용에 따라 사용자가 조치하는(S55) 제4과정과, 조치가 되어 이상이 없으면 진단은 종료되고, 조치가 되지 않았거나 다른 이상 부위가 .발생하면 제1과정으로 되돌아가는(S56) 제5고정으로 실시된다.

또한, 상기 제2과정의 "이상진단추적" 기능을 선택하면 소정의 이상 부위와 관계된 1차 세부항목을 선택하는 단계(제4b도)와, 2차 세부 항목을 선택하는 단계(제4c도 내지 제4e도)로 이루어지고, 사기 1차 세부항목을 선택할 때는 "부품별 추적", "계통별 추적" 또는 "증상별 추적"의 3가지 경우에서 어느 것이라도 선택할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 2차 세부항목을 선택할 때는 "부품별 추적", "계통별 추적"또는 "증상별 추적"의 각각의 경우마다 더 세분된 항목 중에서 소정의 이상 부위와 가장 관계된 것을 선택할 수 있는 것을 특징으로 한다.

결론적으로, 상기의 순서대로 진단 테이블을 사용하여 진단을 하면 이상 부위를 신속하게 조치할 수가 있다.

이상에서와 같이 구성되고 작동하는 본 발명에 의한 외장형 진단시스템의 진단 장치 및 방법은 종래의 내장형 제어 장치 건설기게에 외장형 진단시스템을 연결하여 이상 부위를 진단 테이블을 이용하여 신속하고 정확하게 발견 및 조치를 함으로써, 장비의 성능과 가동시간을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (6)

1. 내장형 제어 장치가 장착된 유압식 건설기계의 제어 장치에 있어서, 입,출력 부품의 동작수단을 검출하고, 동작수단의 시스템 전반을 제어하는 제어부; 진단 테이블 프로그램이 내장되고, 제어부에서 수행한 입출력 데이터를 인터페이스 수단을 이용하여 송수신하는 외장형 진단기; 엔진으로 구동되는 유압펌프; 유압펌프의 사판각을 검출하는 사판각 검출수단; 유압펌프의 토출압력을 검출하는 펌프압력 검출수단; 유압펌프의 토출유량에 의하여 작동되는 적어도 하나 이상의 유압 액츄에이터; 유압 액츄에이터로 흐르는 유량을 조절하는 유량조절밸브; 상기 제어부에서 연산한 결과를 표시해주는 표시부; 및 엔진회전수 및 펌프사용마력 신호를 .제어부로 전달하는 모드선택수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 외장형 진단시스템의 진단 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 외장형 진단기는; 진단 테이블의 프로그램과 진단기능 데이터를 저장하는 메모리부; 진단 테이블의 모든 신호값과 측정기준치를 처리하는 CPU; 사용자에게 입력수단을 제공하는 터치스크린; 진단 테이블의 이상 부위와 조치방법을 표시하는 LCD 화면부; 제어부의 데이터를 입출력하는 통신 인터페이스부; 및 데이터 처리시간을 나타내는 클럭부로 구성된 것을 특징으로 하는 외장형 진단시스템의 진단 장치.
3. 내장형 제어 장치가 장착된 유압식 건설기계의 제어 방법에 있어서, 건설기계에 소정의 이상 부위가 있다고 판단되면 터치스크린의 "이상진단추적" 기능을 선택하는 제1과정; "이사진단추적" 기능이 선택되면 "이상진단추적" 기능의 세부 항목 중에서 상기의 소정의 이상 부위와 관계된 세부항목을 선택하는 제2과정; 상기의 관계된 세부항목이 선택되면 선택된 세부항목에서 지시한 일정 패턴대로 사용자는 장비를 동작하는 제3과정; 장비의 동작에 따라서 고장 원인과 조치 방법이 화면에 표시되고, 표시된 내용에 따라 사용자는 조치를 하는 제4과정; 조치가 되어 이상이 없으면 진단은 종료되고, 조치가 되지 않았거나 다른 이상 부위가 발생하면 제1과정으로 되돌아가는 제5과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 외장형 진단시스템의 진단 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 제2과정의 "이상진단추적" 기능을 선택하면 소정의 이상 부위와 관계된 1차 세부항목을 선택하는 단계와, 2차 세부 항목을 선택하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 외장형 진단시스템의 진단 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 1차 세부항목을 선택할 때는 "부품별 추적", "계통별 추적" 또는 "증상별 추적"의 3가지 경우에서 어느 것이라도 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 외장형 진단시스템의 진단 방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 2차 세부항목을 선택할 때는 "부품별 추적", "계통별 추적" 또는 "증상별 추적"의 각각의 경우마다 더 세분된 항목 중에서 소정의 이상 부위와 가장 관계된 것을 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 외장형 진단시스템의 진단 방법.

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