KR101637646B1 - 표준 엔진 콜드 테스트 시스템 및 방법 - Google Patents

표준 엔진 콜드 테스트 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표준 엔진 콜드 테스트 시스템 및 방법에 관한 것으로, 본 발명은 제어장치가 엔진 테스트 실시를 테스트기에 지시하고, 상기 테스트기가 상기 제어장치의 제어에 따라 모터를 표준 모드 또는 일반 모드로 구동시켜 테스트 대상인 엔진을 동작시키며, 상기 테스트기가 센서를 통해 상기 엔진의 동작에 따른 엔진 정보를 측정하고, 수집장치가 측정된 엔진 정보를 수집하며, 상기 수집된 엔진 정보를 분석하여 엔진의 이상여부를 판정한다.

Description

표준 엔진 콜드 테스트 시스템 및 방법{STANDARD ENGINE COLD TEST SYSTEM AND METHOD}
본 발명은 엔진별 기동 토크 및 회전 토크 측정을 표준화하여 콜드테스터 모터 용량과 관계없이 동일한 측정값을 수집하고 분석하여 엔진 이상여부를 판단할 수 있는 표준 엔진 콜드 테스트 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 완성된 엔진의 크랭크샤프트(crankshaft)는 엔진의 연소작용에 의해 움직이는 피스톤의 수직 운동을 회전 운동으로 전환하여 트랜스 액슬(trans axle)에 동력을 전달하는 축이다. 크랭크샤프트의 베어링(bearing)이 잘못 조립되거나 베어링으로 이물질이 유입되면 크랭크샤프트 구동에 부하를 발생시키므로 핫테스터(hot test)를 통해 샘플링 테스트를 실시한다.
종래의 엔진 테스트는 냉간 상태에서 크랭크샤프트의 구동테스트를 실시하고 있으나, 구동 중 단순 부하를 측정하는 수준이다. 그리고, 종래에는 테스트기의 모터 사양이 달라서 동일 기종에 대한 측정값이 테스트기에 따라 차이가 있어 서로 다른 테스트기에서 측정된 데이터간의 직접 비교가 불가능하다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 엔진별 기동 토크 및 회전 토크 측정을 표준화하여 콜드테스터 모터 용량과 관계없이 동일한 측정값을 수집하고 분석하여 엔진 이상여부를 판단할 수 있는 표준 엔진 콜드 테스트 시스템 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표준 엔진 콜드 테스트 시스템은 엔진 테스트 동작을 제어하는 제어장치와, 상기 제어장치의 제어에 따라 모터를 구동하여 엔진을 동작시키고, 그 엔진의 동작에 따른 엔진 정보를 측정하는 테스트기와, 상기 테스트기로부터 출력되는 상기 엔진 정보를 수집하는 수집장치와, 상기 수집장치를 통해 수집된 엔진 정보를 분석하여 상기 엔진의 이상유무를 판정하는 분석장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어장치는, 측정명령을 생성하여 전송하는 주제어부와, 상기 측정명령에 따라 모터 기동모드를 표준 모드 또는 일반 모드로 제어하는 구동 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 측정명령은, 측정모드 및 측정 데이터 종류를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 측정 모드는, 측정 표준에 따르는 표준 측정모드 및 측정 표준을 따르지 않는 일반 측정모드로 구분되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동 제어부는, 상기 측정명령의 측정 모드가 표준 측정모드이면, 상기 모터 기동모드를 표준 모드로 결정하고, 구동제어 설정정보를 엔진의 종류에 따라 표준화된 모터 구동 제어를 위한 표준제어 설정정보로 변경하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동 제어부는, 상기 측정명령의 측정 모드가 일반 측정모드이면, 상기 모터 기동모드를 일반 모드로 결정하고, 구동제어 설정정보를 디폴트값으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동제어 설정정보는, 모터 슬로프, 모터 속도, 모터 속도 이득을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 테스트기는, 상기 엔진과 연결되며 그 엔진에 동력을 제공하는 모터와, 상기 구동제어부의 제어에 따라 상기 모터를 구동시키는 모터 구동부와, 상기 엔진의 동작에 따른 엔진정보를 측정하는 센서부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 엔진정보는, 기동 토크 및 회전 토크 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분석장치는 수집된 엔진 정보가 임계범위를 벗어나는지를 확인하여 상기 엔진 정보가 임계범위를 벗어나면 엔진 이상으로 판정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 임계범위는, 기준으로부터 ±20% 이내인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표준 엔진 콜드 테스트 방법은 제어장치가 엔진 테스트 실시를 테스트기에 지시하는 단계와, 상기 테스트기가 상기 제어장치의 제어에 따라 모터를 구동시켜 테스트 대상인 엔진을 동작시키는 단계와, 상기 테스트기가 센서를 통해 상기 엔진의 동작에 따른 엔진 정보를 측정하는 단계와, 수집장치가 측정된 엔진 정보를 수집하는 단계와, 상기 수집된 엔진 정보를 분석하여 엔진의 이상여부를 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 테스트 실시 지시 단계는, 상기 제어장치가 사용자 입력에 따른 측정명령을 생성하는 단계와, 상기 제어장치가 측정명령에 따라 모터 기동모드를 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 모터 기동모드를 설정하는 단계는, 상기 측정명령 내 측정모드가 표준 측정모드이면, 모터 기동모드를 표준 모드로 설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 표준 모드 설정은, 엔진의 종류에 따라 표준화된 모터 구동 제어를 위한 표준 구동제어 설정정보로 변경하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 엔진 이상여부 판정 단계는, 상기 수집된 엔진 정보가 임계범위를 벗어나는지를 확인하여 상기 엔진 정보가 임계범위를 벗어나면 엔진 이상으로 판정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 임계범위는, 기준으로부터 ±20% 이내인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 엔진별 기동 토크 및 회전 토크 측정을 표준화하므로, 엔진의 크랭크샤프트 구동 부하를 정량적으로 측정 및 분석할 수 있다.
따라서, 본 발명은 모터 용량이 다른 테스트기에서도 동일한 값을 얻을 수 있으며, 동일한 기준으로 엔진의 크랭크샤프트 구동수준을 판정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표준 엔진 콜드 테스트 시스템을 도시한 블록선도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표준 엔진 콜드 테스트 방법을 도시한 흐름도.
도 3a는 본 발명과 관련된 일반 측정모드로 측정된 검출파형.
도 3b는 본 발명과 관련된 표준 측정모드로 측정된 검출파형.
도 4는 본 발명에 따른 공장간 콜드 테스트 데이터 비교결과 출력화면을 도시한 일 예.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표준 엔진 콜드 테스트 시스템을 도시한 블록선도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 표준 엔진 콜드 테스트 시스템은 제어장치(10), 테스트기(20), 엔진(30), 수집장치(40), 분석장치(50)를 포함한다.
제어장치(10)는 엔진 테스트 실시 과정을 제어하는 역할을 담당한다. 이러한 제어장치(10)는 주제어부(11)과 구동 제어부(12)를 포함한다.
주제어부(11)는 사용자 입력에 따라 엔진 테스트 동작을 제어하는 것으로, 측정모드(테스트 모드) 및 측정 데이터 종류가 포함된 측정명령을 생성하여 전송한다. 여기서, 측정모드는 측정 표준에 따르는 표준 측정모드 및 측정 표준을 따르지 않는 일반 측정모드로 구분되고, 측정 데이터 종류는 기동 토크 및 회전 토크를 포함한다.
구동 제어부(12)는 주제어부(11)로부터 입력되는 측정명령에 따라 모터 기동모드를 결정한다. 즉, 구동 제어부(12)는 측정명령의 측정모드가 표준 측정모드이면 모터 기동모드를 표준 기동모드(표준 모드)로 결정하고, 측정명령의 측정모드가 일반 측정모드이면 모터 기동모드를 일반 기동모드(일반 모드)로 결정한다.
구동 제어부(12)는 모터 기동모드를 일반 모드로 결정하면, 엔진 종류에 따라 디폴트로 설정된 구동제어 설정정보에 따라 모터(22)를 구동시킨다. 한편, 구동 제어부(12)는 모터 기동모드를 표준 모드로 결정하면, 구동제어 설정정보를 표준제어 설정정보로 변경한다. 여기서, 표준제어 설정정보는 엔진 종류에 따라 표준화된 모터 구동 제어를 위한 정보로, 사용자가 실험치 등에 근거하여 사전에 설정한다. 그리고, 구동제어 설정정보는 모터 슬로프(motor slope), 모터 속도, 모터 속도 이득을 포함한다. 상기 모터 슬로프는 모터의 회전수가 2000rpm(revolution per minute)까지 도달하는데 걸리는 시간을 의미한다.
예를 들어, 표준제어 설정정보인 모터 슬로프, 모터 속도, 모터 속도 이득이 각각 31초, 200rpm, 60 value로 설정된 경우, 표준 구동장치(30)는 구동제어 설정정보의 모터 슬로프, 모터 속도, 모터 속도 이득을 31초, 200rpm, 60로 각각 설정을 변경한다.
또한, 표준 구동장치(30)는 표준 기동토크를 측정하는 경우 모터 슬로프 및 모터 속도만 표준제어 설정정보로 변경하고, 표준 회전토크를 측정하는 경우 모터 속도 이득을 표준제어 설정정보로 변경한다.
테스트기(20)는 제어장치(10)의 제어에 따라 일반 모드 또는 표준모드로 엔진 테스트를 실시한다. 테스트기(20)는 모터 구동부(21), 모터(22), 센서부(23)를 포함한다.
모터 구동부(21)는 구동 제어부(12)의 제어에 따라 일반 모드 또는 표준 모드로 모터(22)를 구동시킨다. 즉, 모터 구동부(21)는 일반제어 설정정보 또는 표준제어 설정정보에 근거하여 모터(22)를 구동시킨다.
모터(22)는 모터 구동부(12)의 제어에 따라 구동되며 엔진(30)을 동작시킨다. 즉, 모터(22)는 연료를 연소시키지 않고 엔진(30)을 구동하기 위한 것이다.
센서부(23)는 엔진(30)의 크랭크샤프트 모듈에 설치된 토크 센서를 통해 기동 토크 및 회전 토크를 측정한다. 센서부(23)는 토크 센서 외 진동센서, 크랭크 위치센서 등을 포함할 수 있다.
엔진(30)은 연소작용에 의해 움직이는 피스톤의 수직운동은 회전운동으로 전환하는 크랭크샤프트 모듈(crankshaft module)을 포함한다. 엔진(30)의 크랭크샤프트 모듈은 테스트기(20)의 모터(22)와 연결되어 모터(22)에서 발생시키는 동력에 의해 동작한다.
수집장치(40)는 각 센서부(23)를 통해 측정된 데이터(기동 토크 및 회전 토크)를 수집한다.
분석장치(50)은 수집장치(40)를 통해 수집된 측정 데이터를 분석하여 엔진(30)의 이상여부를 판단한다. 이때, 분석장치(50)는 측정 데이터가 임계범위를 벗어나는지를 확인하여 측정 데이터가 임계범위를 벗어나면 엔진 이상으로 판정한다. 여기서, 임계범위는 기준으로부터 ±20% 이내를 의미한다.
그리고, 분석장치(50)는 각기 다른 테스트기를 통해 측정된 데이터도 수집하여 비교하고 분석한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표준 엔진 콜드 테스트 방법을 도시한 흐름도이다.
먼저, 제어장치(10)의 구동 제어부(12)는 주제어부(11)로부터 전송되는 측정명령을 입력받는다(S11). 여기서, 측정명령은 측정모드 및 측정 데이터 종류를 포함하고, 측정모드는 표준 측정모드와 일반 측정모드로 구분되며, 측정 데이터 종류는 기동 토크 및 회전 토크로 분류된다.
구동 제어부(12)는 측정명령이 표준 측정모드 적용을 지시하는지를 확인한다(S12). 다시 말해서, 구동 제어부(12)는 측정명령에 포함된 측정모드가 표준 측정모드인지 일반 측정모드인지를 확인한다.
구동 제어부(12)는 측정명령이 표준 측정모드 적용을 지시한 경우 모터 기동모드를 표준 모드로 변경한다(S13). 이때, 구동 제어부(12)는 모터 구동제어 설정정보를 표준제어 설정정보로 변경한다. 여기서, 표준제어 설정정보는 엔진별로 기설정된 정보가 사용된다.
한편, 구동 제어부(12)는 측정명령이 표준 측정모드 적용을 지시하지 않는 경우 모터 기동모드를 일반 모드로 설정한다(S13-1). 이후, 구동 제어부(12)는 모터(22)를 구동시켜 엔진(30)을 동작시킨다.
표준 구동장치(30)는 변경된 표준 모드로 모터(22)를 구동시킨다(S14). 모터(22)는 구동으로 발생되는 동력을 엔진(30)에 전달하여 엔진(30)을 동작시킨다.
수집장치(40)는 센서부(23)를 통해 측정되는 엔진(30)의 기동 토크 및/또는 회전 토크를 수집한다(S15). 즉, 수집장치(40)는 센서에 의해 측정되는 엔진 정보를 수집한다. 수집장치(40)는 콜드 데이터기(30)와 유선 통신 또는 무선 통신을 통해 센서부(23)에 의해 측정된 데이터를 수집한다.
분석장치(50)는 수집장치(40)로부터 전달받은 기동 토크 및/또는 회전 토크를 분석하여 엔진 이상여부를 판정한다(S16). 분석장치(50)는 수집장치(40)를 통해 수집된 엔진 정보(기동 토크, 회전 토크)를 분석하여 엔진(30)의 이상유무를 판단한다. 이때, 분석장치(50)는 측정 데이터가 임계범위를 벗어나는지를 확인하여 측정 데이터가 임계범위를 벗어나면 엔진 이상으로 판정한다. 여기서, 임계범위는 기준으로부터 ±20% 이내를 의미한다.
도 3a는 본 발명과 관련된 일반 측정모드로 측정된 검출파형을 도시하고, 도 3b는 본 발명과 관련된 표준 측정모드로 측정된 검출파형을 도시한다.
도 3a에서 (a)는 모터 슬로프가 4초인 경우 측정된 기동 토크 파형이고, (b)는 모터 속도 이득이 30인 경우 측정된 회전 토크 파형이다.
도 3b의 (a) 및 (b)는 모터 슬로프가 31초이고, 모터 속도 이득이 70인 상태에서 측정된 기동 토크 및 회전 토크 파형이다. 도 3a와 도 3b를 비교하여 살펴보면, 표준 측정모드로 측정한 경우 일반 측정모드로 측정한 경우보다 안전된 파형을 얻을 수 있다.
표준 측정모드로 측정한 경우, 분석장치(50)는 공장간 동일기종에 대해 측정된 파형으로부터 임의 특성값을 추출하여 비교할 수 있다. 예를 들어, 도 3b에서와 같이 첫번째 피크 좌표 P 및 S의 좌표값을 특성값으로 추출하고, 다른 공장에서 같은 방법으로 추출한 특성값과 비교한다.
도 4는 본 발명에 따른 공장간 콜드 테스트 데이터 비교결과 출력화면을 도시한 일 예이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 분석장치(50)는 동일 기종 엔진에 대한 공장별 데이터를 중복하여 표시하여 공장간 생산 엔진의 성능 차이를 비교할 수 있다. 또한, 분석장치(50)는 공장에서 생산되는 엔진별 기동 및 회전 토크를 시각화하여 표시한다.
10: 제어장치 20: 모터 구동장치
30: 표준 구동장치 40: 모터
50: 엔진 60: 센서
70: 수집장치 80: 분석장치

Claims (17)

  1. 엔진 테스트 동작을 제어하는 제어장치와,
    상기 제어장치의 제어에 따라 모터를 구동하여 엔진을 동작시키고, 그 엔진의 동작에 따른 엔진 정보를 측정하는 테스트기와,
    상기 테스트기로부터 출력되는 상기 엔진 정보를 수집하는 수집장치와,
    상기 수집장치를 통해 수집된 엔진 정보를 분석하여 상기 엔진의 이상유무를 판정하는 분석장치를 포함하되,
    상기 제어장치가 엔진 종류에 따라 표준화된 모터 구동 제어를 위한 표준제어 설정정보에 따라 모터를 구동시키는 것을 특징으로 하는 표준 엔진 콜드 테스트 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는,
    측정명령을 생성하여 전송하는 주제어부와,
    상기 측정명령에 따라 모터 기동모드를 표준 모드 또는 일반 모드로 제어하는 구동 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표준 엔진 콜드 테스트 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 측정명령은,
    측정모드 및 측정 데이터 종류를 포함하는 것을 특징으로 하는 표준 엔진 콜드 테스트 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 측정 모드는,
    측정 표준에 따르는 표준 측정모드 및 측정 표준을 따르지 않는 일반 측정모드로 구분되는 것을 특징으로 하는 표준 엔진 콜드 테스트 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 구동 제어부는,
    상기 측정명령의 측정 모드가 표준 측정모드이면, 상기 모터 기동모드를 표준 모드로 결정하는 것을 특징으로 하는 표준 엔진 콜드 테스트 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 구동 제어부는,
    상기 측정명령의 측정 모드가 일반 측정모드이면, 상기 모터 기동모드를 일반 모드로 결정하고, 구동제어 설정정보를 디폴트값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 표준 엔진 콜드 테스트 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 구동제어 설정정보는,
    모터 슬로프, 모터 속도, 모터 속도 이득을 포함하는 것을 특징으로 하는 표준 엔진 콜드 테스트 시스템.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 테스트기는,
    상기 엔진과 연결되며 그 엔진에 동력을 제공하는 모터와,
    상기 구동제어부의 제어에 따라 상기 모터를 구동시키는 모터 구동부와,
    상기 엔진의 동작에 따른 엔진정보를 측정하는 센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표준 엔진 콜드 테스트 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 엔진정보는,
    기동 토크 및 회전 토크 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 표준 엔진 콜드 테스트 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 분석장치는,
    수집된 엔진 정보가 임계범위를 벗어나는지를 확인하여 상기 엔진 정보가 임계범위를 벗어나면 엔진 이상으로 판정하는 것을 특징으로 하는 표준 엔진 콜드 테스트 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 임계범위는,
    기준으로부터 ±20% 이내인 것을 특징으로 하는 표준 엔진 콜드 테스트 시스템.
  12. 제어장치가 엔진 테스트 실시를 테스트기에 지시하는 단계와,
    상기 테스트기가 상기 제어장치의 제어에 따라 모터를 구동시켜 테스트 대상인 엔진을 동작시키는 단계와,
    상기 테스트기가 센서를 통해 상기 엔진의 동작에 따른 엔진 정보를 측정하는 단계와,
    수집장치가 측정된 엔진 정보를 수집하는 단계와,
    상기 수집된 엔진 정보를 분석하여 엔진의 이상여부를 판정하는 단계를 포함하되,
    상기 제어장치가 엔진 종류에 따라 표준화된 모터 구동 제어를 위한 표준제어 설정정보에 따라 모터를 구동시키는 것을 특징으로 하는 표준 엔진 콜드 테스트 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 테스트 실시 지시 단계는,
    상기 제어장치가 사용자 입력에 따른 측정명령을 생성하는 단계와,
    상기 제어장치가 측정명령에 따라 모터 기동모드를 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표준 엔진 콜드 테스트 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 모터 기동모드를 설정하는 단계는,
    상기 측정명령 내 측정모드가 표준 측정모드이면, 모터 기동모드를 표준 모드로 설정하는 것을 특징으로 하는 표준 엔진 콜드 테스트 방법.
  15. 삭제
  16. 제12항에 있어서,
    상기 엔진 이상여부 판정 단계는,
    상기 수집된 엔진 정보가 임계범위를 벗어나는지를 확인하여 상기 엔진 정보가 임계범위를 벗어나면 엔진 이상으로 판정하는 것을 특징으로 하는 표준 엔진 콜드 테스트 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 임계범위는,
    기준으로부터 ±20% 이내인 것을 특징으로 하는 표준 엔진 콜드 테스트 방법.
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