KR101983390B1

KR101983390B1 - 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101983390B1
Application number: KR1020120112788A
Authority: KR
Inventors: 유승범
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2019-05-28
Also published as: KR20140048375A

Abstract

본 발명은 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법은, 엔진의 엔진 토크와 유압펌프의 유압 토크와 휠의 휠 토크를 입력받는 입력부; 상기 입력부에 입력된 엔진 토크와 상기 유압 토크와 상기 휠 토크 간에 상호 토크 상관관계를 비교하고, 토크 상관관계의 여부에 따라 차량의 정밀진단, 유압펌프 센서 문제, 메인컨트롤밸브(MCV)전단까지 유압부품 문제, 엔진관련 문제, 모두 정상상태, 휠 센서 문제, 메인컨트롤밸브(MCV)후단에서 휠까지 유압부품 문제 중에 어느 하나의 문제로 진단 결과를 내리는 제어부: 및 상기 제어부에서 내려진 진단결과를 굴삭기 내의 출력장치 또는 제조업체로 송출하는 출력부;를 포함한다.

Description

휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법 및 장치{Fault diagnosis methods and apparatus of the wheel type excavators}

본 발명은 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가속 페달을 밟은 과정부터 최종적으로 휠이 구르는 동작을 수행하는 주행계통 중에 어느 부분 또는 어느 구간에서 이상이 발생하였는지를 진단하도록 하는 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 건설기계는 굴삭기를 포함하고, 좀 더 상세하게는 굴삭기는 주행 형식에 따라, 휠(wheel) 타입과 크롤러(crawler) 타입이 있다.

휠 타입의 굴삭기의 개략적인 구성은 첨부도면은 도 1을 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 1은 휠 타입 굴삭기를 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 굴삭기(100)의 하체에는 주행을 위한 휠(110)이 구비되고, 굴삭기(100)의 상체에는 붐 유닛(120), 암 유닛(130) 및 버킷 유닛(140)이 구비된다.

굴삭기(100)의 상체에는 운전자가 탑승하기 위한 캐빈, 동력을 발생시키는 엔진 및 엔진의 동력을 이용하여 작동유에 유압을 작용하는 유압펌프와 유압회로가 구비된다.

한편, 굴삭기는 각 부속품의 노후 또는 센서의 고장 등의 원인으로 이상이 발생할 수 있고, 그러한 이상을 진단하여 유지 보수하게 된다.

일반적으로 알려진 굴삭기의 이상 진단(10)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 센서로부터 얻은 정보를 이용하는 센서 진단(11)과 직접 진단(12)이 있다. 직접 진단(12)은 A/S 방문 진단(121), 작업자 진단(122), 샘플 진단(123)이 있다.

센서 진단(11)은 해당 센서가 측정하는 굴삭기 부품의 상태를 계속 진단하여 센서 측정값이 기존에 정해진 정상범위에 벗어나게 되면 문제 상황임을 알리는 방식이다. 이는 센서를 통해 계속적으로 부품의 상태를 진단하기 때문에 빠른 결과 및 대응을 할 수 있는 장점을 가지고 있지만, 반면에 부품은 정상이지만 센서가 문제를 발생했을 경우에도 수리를 받아야만 하는 단점을 가지고 있다.

A/S 방문 진단(121)은 제조업체의 A/S 기사가 직접방문하기 때문에 대응에 신뢰성을 갖게 되지만, 실제 방문 시까지 장시간이 소요되며 실제 방문하여 진단 할 때, 진단 오류가 발생한다면 재방문이 이루어져야 하는 등의 단점을 가지고 있다. 또한, A/S방문진단(121)은 작업자의 작업이 계속적으로 중단되기 때문에 상당한 시간 및 금전의 손실을 가져올 수 있다.

작업자 진단(122)은 숙련된 작업자가 직접 조작하고, 시험해 보면서 문제점을 확인하기 때문에 문제에 대한 빠른 대응을 할 수 있지만, 그 결과에 대해 신뢰성을 갖기 어려운 점과 숙련자가 아니면 수행할 수 없다는 단점을 가지고 있다.

샘플 진단(123)은 굴삭기의 유체 샘플을 주기적으로 제조업체에 보내는 방법으로, 제조업체는 유체 상태 및 내부성분을 분석하여 현재 굴삭기의 상태 및 어느 부분의 문제가 발생할지 예측하게 된다. 이는 실제 샘플을 분석하여 결과에 신뢰성을 가질 수 있지만, 작업자 또는 관리자가 주기적으로 유체샘플을 보내야 하는 등의 계속 실행에 있어 단점이 있고, 굴삭기 상태 결과 및 대응이 분석 시간으로 인해 늦어질 수밖에 없는 단점을 가지고 있다.

따라서 이상이 발생하였을 때에 어느 부분에서 어떠한 문제가 발생하였는지를 신속하게 진단하여야 그에 따른 대책을 간구할 수 있는 것으로 더욱 향상된 이상 진단 방안이 요구된다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 엔진의 엔진토크, 유압펌프의 토크 및 휠(wheel)의 휠 토크인 3가지 토크 값을 상호 비교하여 측정된 센서의 정확성을 확보하고, 휠 타입 굴삭기에서 운용 중에 주행계통에서 문제가 발생하면, 어느 부분이 문제인지 구체적으로 진단할 수 있도록 하는 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 굴삭기 제조업자에게 해당 굴삭기 문제 상황을 알려 줄 수 있도록 하여 제조업체로 하여금 빠른 대응을 할 수 있게 하고, 제조업체는 해당 정보를 데이터베이스로 축적하여 자주 문제 발생하는 부분을 개선하는 자료로 활용될 수 있도록 하는 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 엔진의 엔진 토크와 유압펌프의 유압 토크와 휠의 휠 토크를 입력 받는 입력부와, 상기 입력부를 통해 입력된 정보를 기반으로 이상 진단을 수행하는 제어부 및 상기 진단 결과를 송출하는 출력부를 포함하는 휠 타입 굴삭기의 이상 진단 장치의 휠 타입 굴삭기의 이상 진단 방법은, 상기 엔진 토크와 상기 유압 토크 및 상기 휠 토크를 입력 받는 입력단계와, 상기 입력단계에서 입력된 엔진 토크와 상기 유압 토크와 상기 휠 토크 간에 상호 토크 상관관계를 비교하고, 토크 상관관계의 여부에 따라 차량의 정밀진단, 유압펌프 센서 문제, 메인컨트롤밸브(MCV)전단까지 유압부품 문제, 엔진관련 문제, 모두 정상상태, 휠 센서 문제, 메인컨트롤밸브(MCV)후단에서 휠까지 유압부품 문제 중에 어느 하나의 문제로 진단 결과를 내리는 진단단계, 그리고 상기 진단단계에서 내려진 진단결과를 굴삭기 내의 출력장치 또는 제조업체로 송출하는 송출단계를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법의 상기 진단단계는, 굴삭기가 정지되고 시험모드로 전환되며 전륜은 지면에서 띄워지며 메인컨트롤밸브(MCV)의 동작이 차단되는 준비단계(S10); 상기 준비단계(S10)이후에 엔진 토크와 유압 토크가 수집되는 제1 토크 정보 수집단계(S20); 상기 엔진 토크와 유압 토크 간에 토크 상관관계가 있는 지를 판단하는 제1 판단 단계(S30); 상기 제1 판단 단계(S30)에서 토크 상관관계를 가지고 있지 않는다면, 엔진과 유압펌프 중에 어느 한 곳이 문제라고 진단하는 제1 진단 단계(S40); 및 상기 제1 판단 단계(S30)에서 토크 상관관계를 가지고 있다면 휠 부분의 문제라고 진단하는 제2 진단 단계(S60);를 포함할 수 있다.

또한,본 발명에 따른 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법의 상기 제2 진단 단계(S60)는, 굴삭기 주행동작을 수항하는 제2 시험 주행 단계(S61); 상기 주행동작이 수행되어 엔진 토크와 유압 토크가 수집되는 제3 토크 정보 수집단계(S62); 상기 제3 토크 정보 수집단계(S62)에서 엔진 토크와 유압 토크의 토크 상관관계가 있는지 확인하는 제5 판단단계(S63); 상기 제5 판단단계(S63)에서 엔진토크와 유압토크의 토크 상관관계가 있다면, 휠이 비정상으로 예비 진단하고, 다음 단계로 진행하는 제4 진단 단계(S64); 상기 제4 진단 단계(S64)의 엔진 토크와 유압토크와 휠 토크의 토크 상관관계 여부를 판단하는 제6 판단단계(S65); 상기 제6 판단단계(S65)에서 상기 엔진 토크와 상기 유압토크와 상기 휠 토크의 토크 상관관계가 있다면 모든 것이 정상상태임으로 이상 진단에 문제없다고 정상 상태로 결론 내리고 종료하는 제5 진단 결론 단계(S66); 상기 제6 판단단계(S65)에서 상기 엔진 토크와 상기 유압토크와 상기 휠 토크의 토크 상관관계가 없다면, 휠 센서 문제로 진단 결론을 내리고 종료하는 제6 진단 결론 단계(S67); 및 상기 제5 판단단계(S63)에서 주행동작 전에는 엔진 토크와 유압 토크가 토크 상관관계를 가지지만 주행동작 후에는 엔진 토크와 유압토크 간에 토크 상관성을 가지지 않는 경우에 메인컨트롤밸브(MCV)의 후단에서 휠로 이어지는 부분에 유압부품 문제로 진단 결론을 내리고 종료하는 제7 진단 결론 단계(S68):를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법의 상기 제2 진단 단계(S60)는, 굴삭기 주행동작을 수항하는 제2 시험 주행 단계(S61); 상기 주행동작이 수행되어 엔진 토크와 유압 토크가 수집되는 제3 토크 정보 수집단계(S62); 상기 제3 토크 정보 수집단계(S62)에서 엔진 토크와 유압 토크의 토크 상관관계가 있는지 확인하는 제5 판단단계(S63); 상기 제5 판단단계(S63)에서 엔진토크와 유압토크의 토크 상관관계가 있다면, 휠이 비정상으로 예비 진단하고, 다음 단계로 진행하는 제4 진단 단계(S64); 상기 제4 진단 단계(S64)의 엔진 토크와 유압토크와 휠 토크의 토크 상관관계 여부를 판단하는 제6 판단단계(S65); 상기 제6 판단단계(S65)에서 상기 엔진 토크와 상기 유압토크와 상기 휠 토크의 토크 상관관계가 있다면 모든 것이 정상상태임으로 이상 진단에 문제없다고 정상 상태로 결론 내리고 종료하는 제5 진단 결론 단계(S66); 상기 제6 판단단계(S65)에서 상기 엔진 토크와 상기 유압토크와 상기 휠 토크의 토크 상관관계가 없다면, 휠 센서 문제로 진단 결론을 내리고 종료하는 제6 진단 결론 단계(S67); 및 상기 제5 판단단계(S63)에서 주행동작 전에는 엔진 토크와 유압 토크가 토크 상관관계를 가지지만 주행동작 후에는 엔진 토크와 유압토크 간에 토크 상관성을 가지지 않는 경우에 메인컨트롤밸브(MCV)의 후단에서 휠로 이어지는 부분에 유압부품 문제로 진단 결론을 내리고 종료하는 제7 진단 결론 단계(S68):를 포함한다.
또는, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 장치는 엔진의 엔진 토크와 유압펌프의 유압 토크와 휠의 휠 토크를 입력 받는 입력부와, 상기 입력부에 입력된 엔진 토크와 상기 유압 토크와 상기 휠 토크 간에 상호 토크 상관관계를 비교하고, 토크 상관관계의 여부에 따라 차량의 정밀진단, 유압펌프 센서 문제, 메인컨트롤밸브(MCV)전단까지 유압부품 문제, 엔진관련 문제, 모두 정상상태, 휠 센서 문제, 메인컨트롤밸브(MCV)후단에서 휠까지 유압부품 문제 중에 어느 하나의 문제로 진단 결과를 내리는 제어부, 그리고 상기 제어부에서 내려진 진단결과를 굴삭기 내의 출력장치 또는 제조업체로 송출하는 출력부를 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법 및 장치는, 휠 타입 굴삭기에서 운용 중에 주행계통에서 문제가 발생하면, 어느 부분이 문제인지 구체적으로 진단할 수 있고, 이로써 이상 진단에 소요되는 시간과 비용을 줄일 수 있으며, 특히, 진행 중인 작업이 중지되고 작업 완료 일자가 지연됨을 통해 작업자나 관리자의의 시간손실 및 금전적인 손실을 줄일 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법 및 장치는, 굴삭기 제조업자에게 해당 굴삭기 문제 상황을 알려 줄 수 있으므로, 제조업체로 하여금 문제 발생에 대한 빠른 대응을 할 수 있고, 제조업체는 해당 정보를 데이터베이스로 축적하여 차후에 예상되는 문제를 해결하고 개선하도록 하는 자료로 활용될 수 있어 더 나은 굴삭기를 제조할 수 있게 한다.

도 1은 휠 타입 굴삭기를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 건설기계의 이상 진단의 방식을 분류를 설명하기 위한 도면이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법에서 데이터를 취합하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법에서 취합된 데이터에 근거하여 이상 진단을 출력하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6는 도 5에서 제1진단을 설명하기 위한 도면이다.
도 7는 도 5에서 제2진단을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

한편, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법 및 장치에 대해서 설명한다.

첨부도면 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법에서 데이터를 취합하는 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법에서 취합된 데이터에 근거하여 이상 진단을 출력하는 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 운전자가 가속 페달(21)을 밟아서 프런트 휠(29)이 구르게 되는 과정을 설명하고, 어느 구성에서 정보를 취합하는 지를 설명한 것이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 가속 페달(21)을 밟으면, 엔진(22)의 회전수가 높아지고, 엔진(22)의 엔진 토크(31)는 엔진 전자제어유닛(ECU)에서 파악할 수 있다.

엔진(22)의 구동에 의해 유압펌프(23)가 작동하여 작동유가 토출되고, 유압펌프(23)에서는 작동의 압력 정보(32)와 유량 정보(33)을 검출할 수 있다.

유압펌프(23)에서 토출된 작동유는 메인컨트롤밸브(24)를 경유하여 주행모터(25)에 제공되고, 주행모터(25)에서 출력되는 동력은 변속기(26)에 의해 저속 또는 고속으로 변속되어 프로펠러 샤프트(27)를 구동한다. 프로펠러 샤프트(27)는 프런트 액슬(28)을 구동하고, 프런트 액슬(28)에는 프런트 휠(29)이 장착되므로 프런트 휠(29)이 회전된다. 프런트 휠(29)이 회전되면 굴삭기의 주행이 이루어지는 것이고, 이때 프런트 휠(29)에서는 속도센서(34)가 구비되어 속도를 검출할 수 있게 된다.

상술한 동력의 전동되는 구성에서 얻어지는 정보를 정리하면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 엔진 토크(31)의 정보, 유압 펌프 압력센서(32)의 유압 정보, 유압 펌프 유량 센서(33)의 유량 정보 및 프런트 액슬 속도 센서(34)의 속도 정보이다.

상술한 4가지의 정보는 제어장치(40)에서 취합되고, 연산되어 어느 구성요소 또는 어느 구간에서 이상이 발생하였는지를 진단하고, 진단된 결과를 굴삭기 내 출력장치(51) 또는 제조업체 정보송출(52)을 실시하게 된다.

굴삭기내 출력장치(51)는 캐빈에 구비된 운전석의 디스플레이 장치 또는 계기판일 수 있다.

제조업체 정보송출(52)은 무선통신망이 이용될 수 있고, 예를 들면, 굴삭기에 통신모듈이 탑재되어 해당 진단 정보가 통신모듈에 의해 제조사에 송신될 수 있다. 또한, 운전자가 휴대하는 통신단말기를 굴삭기에 연결하여 그 통신단말기를 통하여 간접적으로 송신될 수도 있다. 상술한 통신모듈과 통신단말기는 알려진 기술을 이용하는 것으로 더욱 상세한 설명은 생략한다.

따라서 입력부에서 엔진의 엔진토크, 유압펌프의 토크 및 휠(wheel)의 휠 토크인 3가지 토크 값을 입력 받고, 제어부에서는 입력된 3가지의 토크 값을 근거로 비교 연산하여 진단을 내리며, 출력부에서는 진단결과를 운전자가 알 수 있도록 표시하거나 제조업체에 진단결과를 송출하는 것이다.

상술한 연산된 3가지 토크 값을 이용하여 주행계통의 어느 부분에서 이상이 발생하였는지를 진단하는 방법을 첨부도면 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 6는 도 5에서 제1진단을 설명하기 위한 도면이며, 도 7는 도 5에서 제2진단을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 정보 취합에 대하여 좀 더 상세하게 설명한다.

엔진에서 엔진 토크를 확인하고, 유압펌프에서 유압정보와 유량정보를 확인하며, 휠에서 속도정보를 확인한다.

엔진 토크는 엔진 전자제어 유닛(ECU: Electronic Control Unit)이 엔진을 움직여 내보내는 토크를 캔(CAN)통신을 통해 알 수 있다.

유압펌프에는 유압센서와 유량센서가 구비되어 있으므로, 유압센서를 통해 압력 정보를 확인하고, 유량센서를 통해 유량정보를 확인한다. 압력정보와 유량정보에 근거하여 다음의 수학식 1에 의해 토크가 계산될 수 있다.

휠의 토크는 휠의 회전속도를 측정하는 센서를 통해 각가속도를 확인하여 다음의 수학식 2에 의해 휠 토크 값을 계산한다.

상술한 바와 같이, 3곳에서 토크 값을 확인할 수 있고, 이러한 3가지의 토크 값은 정상상태에서 항상 일정한 토크 상관관계를 가진다. 일정한 토크 상관관계를 가지는 이유는 엔진의 회전 동력으로 유압펌프가 동작하고 유압펌프가 생성한 유압을 통해 휠이 움직이는 구조이기 때문이다.

이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 이상진단 방법을 각 단계별로 설명한다.

준비단계(S10): 굴삭기를 정지하고 시험모드로 전환한다. 굴삭기의 휠 토크의 정확한 값을 계산하기 위하여 지면 마찰력을 없애기 위하여 도 1에 나타낸 바와 같이, 굴삭기의 전륜은 지면에서 띄운다. 그리고 메인컨트롤밸브(MCV)의 동작을 차단하고, 메인컨트롤밸브(MCV) 이후 단에 유압이 전달되지 않게 하기 위해 주행 및 작업동작을 수행하지 않는다.

제1 토크 정보 수집단계(S20): 엔진의 엔진 토크와 유압펌프의 유압 토크를 수집한다. 토크 정보 수집 단계(S20)에서는 휠 동작을 구현하지 않을 수 있다.

제1 판단 단계(S30): 엔진 토크와 유압토크가 일정한 토크 상관관계를 가지고 있는지 확인한다.

제1 진단 단계(S40): 제1 판단 단계(S30)에서 토크 상관관계를 가지고 있지 않는다면, 엔진과 유압펌프 중에 어느 한 곳이 문제라고 진단한다.

제2 진단 단계(S60): 제1 판단 단계(S30)에서 토크 상관관계를 가지고 있다면 휠 부분의 문제라고 진단한다. 이는 엔진과 유압펌프가 상호 영향을 미치는 정상적인 관계라는 것임을 알 수 있기 때문이다.

이하, 제1 진단 단계(S40)를 첨부도면 도 6을 참조하여 좀 더 상세하게 설명한다.

제1 시험 주행 단계(S41): 휠 타입 굴삭기의 엔진과 유압펌프의 토크 확인 결과 토크 상관관계가 없음을 발견하였기 때문에 엔진과 유압펌프 중에 어느 곳이 문제이지 확인하기 위해 굴삭기 주행동작을 실시한다.

제2 토크 정보 수집단계(S42): 주행동작을 수행하며 유압펌프의 유압 토크와 휠 토크를 수집하고 확인한다.

제2 판단 단계(S43): 유압토크와 휠 토크의 토크 상관관계가 있는지 확인한다.

제3 진단 단계(S44): 제2 판단단계(S43)에서 토크 상관관계를 가지고 있지 않다면 "엔진토크-유압토크", "유압토크-휠 토크"의 관계가 모두 비정상이라고 예비 진단하고, 다음 단계로 진행한다.

제3 판단 단계(S45): 제3 진단 단계(S44)에서 엔진 토크와 휠 토크의 토크 상관관계를 확인한다.

제1 진단 결론 단계(S46): 제3 판단 단계(S45)에서 토크 상관관계가 없다면 "엔진토크-유압토크", "유압토크-휠 토크", "엔진토크 - 휠 토크" 모든 관계가 문제가 있다는 것으로 이 경우에는 문제 확인이 불가하며 차량의 정밀진단을 요구하도록 진단 결론을 내리고 종료한다.

제2 진단 결론 단계(S47): 제3 판단 단계(S45)에서 토크 상관관계가 있다면 엔진에서 휠(wheel)까지 토크전달이 정상적으로 이루어진다는 것으로 이는 동력 흐름도상에 부품의 문제는 없다는 것이고, 결국 이를 측정하는 중간단계의 유압펌프 센서에 문제가 있다는 것으로 진단 결론을 내리고 종료한다.

제4 판단 단계(S48): 제2 판단 단계(S43)에서 유압토크와 휠 토크의 토크 상관관계가 있다면 유압 토크와 휠 토크의 토크 상관관계를 엔진토크와 비교하여 판단한다.

제3 진단 결론 단계(S49): 제4 판단 단계(S48)에서 유압토크 또는 휠 토크가 실제 엔진토크보다 작다면, 유압펌프에서 메인컨트롤밸브(MCV)전단까지 유압부품 상의 문제가 있는 것으로 결론 내릴 수 있다. 그 이유는 엔진토크 보다 작은 것은 정상상황이다. 또한, 유압펌프와 휠 토크와 토크 상관관계가 있는 것도 정상상황이다. 하지만 엔진과 유압펌프의 관계가 문제가 있었기 때문에 이는 유압펌프에서 메인컨트롤밸브(MCV)전단까지 부품의 문제로 인해 정상토크를 내지 못해서 발생하는 상태라고 판단할 수 있기 때문이다. 이에 유압펌프에서 메인컨트롤밸브(MCV)까지의 유압부품의 문제로 진단 결론을 내리고 종료한다.

제4 진단 결론 단계(S50): 제4 판단 단계(S48)에서 엔진토크가 유압토크 또는 휠 토크에서 측정한 값들보다 작게 나타난다면, 이는 엔진 관련 문제 상황임으로 결론 내릴 수 있다. 그 이유는 동력 흐름도상 엔진 토크를 통해 유압펌프 및 휠이 구동되기 때문에 항상 작을 수밖에 없기 때문이다. 이에 엔진관련 문제로 진단 결론을 내리고 종료한다.

이하, 제2 진단 단계(S60)를 첨부도면 도 7을 참조하여 좀 더 상세하게 설명한다.

제2 시험 주행 단계(S61): 휠 타입 굴삭기의 엔진과 유압펌프의 토크 확인 결과 토크 상관관계가 있음을 발견하였기 때문에 엔진과 유압펌프는 정상이라고 판단할 수 있고, 이를 명확히 하기 위해 굴삭기 주행동작을 시작한다.

제3 토크 정보 수집단계(S62): 주행동작을 수행하며 엔진 토크와 유압 토크를 확인한다.

제5 판단단계(S63): 제3 토크 정보 수집단계(S62)에서 엔진 토크와 유압 토크의 토크 상관관계가 있음을 확인한다.

제4 진단 단계(S64): 제5 판단단계(S63)에서 엔진토크와 유압토크의 토크 상관관계가 있다면, 휠이 비정상으로 예비 진단하고, 다음 단계로 진행한다.

제6 판단단계(S65): 엔진 토크와 유압토크와 휠 토크의 토크 상관관계가 여부를 판단한다.

제5 진단 결론 단계(S66): 엔진 토크와 유압토크와 휠 토크의 토크 상관관계가 있다면 모든 것이 정상상태임으로 이상 진단에 문제없다고 정상 상태로 결론 내리고 종료한다.

제6 진단 결론 단계(S67): 엔진 토크와 유압토크와 휠 토크의 토크 상관관계가 없다면, 엔진 토크와 유압토크는 토크 상관관계가 있지만 휠 토크는 토크 상관관계가 없다는 것으로 이는 휠 센서 문제로 결론 내린다. 이유는 엔진 토크와 유압토크의 토크 상관관계가 있다는 것은 실제 유압부품으로 연결된 휠 까지 영향을 미치고 동작은 정상상태임을 나타내지만, 센서로 측정된 휠 토크가 토크 상관관계가 없다는 것으로 나왔기 때문에, 이는 휠 센서문제 일 수 밖에 없다. 이에 휠 센서 문제로 진단 결론을 내리고 종료한다.

제7 진단 결론 단계(S68): 제5 판단단계(S63)에서 주행동작 전에는 엔진 토크와 유압 토크가 토크 상관관계를 가지지만 주행동작 후에는 엔진 토크와 유압 토크 간에 토크 상관성을 가지지 않음을 나타내고 있기 때문에 이는 메인컨트롤밸브(MCV)의 후단에서 휠로 이어지는 부분에 유압부품 문제로 결론 내릴 수 있다. 이유는 주행 전, 메인컨트롤밸브(MCV)의 주행관련 밸브가 닫혀져 있는 때와 주행동작을 하여 주행관련 밸브가 열려 있을 때 다른 점은 메인컨트롤밸브(MCV) 후단과 휠로 연결되는 부분이 추가된 것이기 때문이다. 이에 메인컨트롤밸브(MCV)후단에서 휠까지 유압부품 문제로 진단 결론을 내리고 종료한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법에 의하면, 종래에는 직접진단을 통해 많은 시간소요 또는 결과의 부정확성을 가져 올 수밖에 없었던 반면에, 본 발명은 이상 진단 방법을 통하여 어느 부분이 문제인지 구체적으로 진단할 수 있으므로, 종래의 직접 진단대비 진단시간을 단축시킬 수 있고, 진단 결과의 정확도와 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법에 의하면, 종래의 센서진단을 통하여 특정 부품의 상태만 확인하였을 때는 센서의 오동작이 발생할 경우에는 결과를 신뢰하기 곤란하지만, 본 발명은 엔진, 유압펌프, 휠의 부품별 상태를 측정하는 센서를 통해 토크라는 공통의 특성을 확인하여 상호 비교하기 때문에, 센서의 오동작과 부품의 이상부분을 기존 대비 신뢰성 있게 확인할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법에 의하면, 진단결과를 사용자에게 출력장치로 알려줄 뿐만 아니라 제조업체에게도 알려줄 수 있기 때문에 문제 상황의 데이터베이스(Database)를 통하여 자주 일어나는 문제 상황을 확인할 수 있고, 이로써 관련된 구성 부품 수정하거나, 회로를 수정 등 제품의 성능을 향상하도록 하는 데에 기여할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따른 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법은 굴삭기의 주행계통에 문제가 발생하였을 때에 어느 구성에서 이상이 발생하였는지를 진단하는 데에 이용될 수 있다.

31: 엔진의 엔진 토크 확인 32, 33: 유압펌프의 유압토크
34: 휠의 휠 토크 검출
40: 제어장치
51: 굴삭기 내 출력장치 52: 제조업체 정보 송출

Claims

엔진의 엔진 토크와 유압펌프의 유압 토크와 휠의 휠 토크를 입력 받는 입력부와, 상기 입력부를 통해 입력된 정보를 기반으로 이상 진단을 수행하는 제어부 및 상기 진단 결과를 송출하는 출력부를 포함하는 휠 타입 굴삭기의 이상 진단 장치의 휠 타입 굴삭기의 이상 진단 방법에 있어서,
상기 엔진 토크와 상기 유압 토크 및 상기 휠 토크를 입력 받는 입력단계;
상기 입력단계에서 입력된 엔진 토크와 상기 유압 토크와 상기 휠 토크 간에 상호 토크 상관관계를 비교하고, 토크 상관관계의 여부에 따라 차량의 정밀진단, 유압펌프 센서 문제, 메인컨트롤밸브(MCV)전단까지 유압부품 문제, 엔진관련 문제, 모두 정상상태, 휠 센서 문제, 메인컨트롤밸브(MCV)후단에서 휠까지 유압부품 문제 중에 어느 하나의 문제로 판정하는 진단단계; 및
상기 진단단계에서 내려진 진단결과를 굴삭기 내의 출력장치 또는 제조업체로 송출하는 송출단계를 포함하고,
상기 진단단계는,
굴삭기의 작업 및 주행이 정지된 시험모드로 전환하는 준비단계(S10);
상기 준비단계(S10) 이후에 엔진 토크와 유압 토크가 수집되는 제1 토크 정보 수집단계(S20);
상기 엔진 토크와 유압 토크 간에 토크 상관관계가 있는 지를 판단하는 제1 판단 단계(S30);
상기 제1 판단 단계(S30)에서 토크 상관관계를 가지고 있지 않는다면, 엔진과 유압펌프 중에 어느 한 곳이 문제라고 진단하는 제1 진단 단계(S40); 및
상기 제1 판단 단계(S30)에서 토크 상관관계를 가지고 있다면 휠 부분의 문제라고 진단하는 제2 진단 단계(S60);
를 포함하는 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법.
제 1항에 있어서,
상기 준비단계(S10)에서 전륜은 지면에서 띄워지며 메인컨트롤밸브(MCV)의 동작이 차단되는 것을 특징으로 하는 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법.
제 1항에 있어서,
상기 제1 진단 단계(S40)는,
굴삭기 주행동작이 실시되는 제1 시험 주행 단계(S41);
상기 주행동작이 수행되어 유압 토크와 휠 토크가 수집되는 제2 토크 정보 수집단계(S42);
상기 제2 토크 정보 수집단계(S42)에서 수집된 유압토크와 휠 토크의 토크 상관관계가 있는지 확인하는 제2 판단 단계(S43);
상기 제2 판단단계(S43)에서 토크 상관관계를 가지고 있지 않다면 "엔진토크-유압토크", "유압토크-휠 토크"의 관계가 모두 비정상이라고 예비 진단하고, 다음 단계로 진행되는 제3 진단 단계(S44):
상기 제3 진단 단계(S44)에서 엔진 토크와 휠 토크의 토크 상관관계를 확인하는 제3 판단 단계(S45);
상기 제3 판단 단계(S45)에서 토크 상관관계가 없다면 차량의 정밀진단을 요구하도록 진단 결론을 내리고 종료하는 제1 진단 결론 단계(S46);
상기 제3 판단 단계(S45)에서 토크 상관관계가 있다면 유압펌프 센서에 문제가 있다는 것으로 진단 결론을 내리고 종료하는 제2 진단 결론 단계(S47);
상기 제2 판단 단계(S43)에서 유압토크와 휠 토크의 토크 상관관계가 있다면 유압 토크와 휠 토크의 토크 상관관계를 엔진토크와 비교하여 판단하는 제4 판단 단계(S48);
상기 제4 판단 단계(S48)에서 유압토크 또는 휠 토크가 실제 엔진토크보다 작다면, 유압펌프에서 메인컨트롤밸브(MCV)전단까지 유압부품 상의 문제가 있는 것으로 진단 결론을 내리고 종료하는 제3 진단 결론 단계(S49); 및
상기 제4 판단 단계(S48)에서 엔진토크가 유압토크 또는 휠 토크에서 측정한 값들보다 작게 나타난다면, 엔진 관련 문제로 진단 결론을 내리고 종료하는 제4 진단 결론 단계(S50):
를 포함하는 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법.
제 1항에 있어서,
상기 제2 진단 단계(S60)는,
굴삭기 주행동작을 수항하는 제2 시험 주행 단계(S61);
상기 주행동작이 수행되어 엔진 토크와 유압 토크가 수집되는 제3 토크 정보 수집단계(S62);
상기 제3 토크 정보 수집단계(S62)에서 엔진 토크와 유압 토크의 토크 상관관계가 있는지 확인하는 제5 판단단계(S63);
상기 제5 판단단계(S63)에서 엔진토크와 유압토크의 토크 상관관계가 있다면, 휠이 비정상으로 예비 진단하고, 다음 단계로 진행하는 제4 진단 단계(S64);
상기 제4 진단 단계(S64)의 엔진 토크와 유압토크와 휠 토크의 토크 상관관계 여부를 판단하는 제6 판단단계(S65);
상기 제6 판단단계(S65)에서 상기 엔진 토크와 상기 유압토크와 상기 휠 토크의 토크 상관관계가 있다면 모든 것이 정상상태임으로 이상 진단에 문제없다고 정상 상태로 결론 내리고 종료하는 제5 진단 결론 단계(S66);
상기 제6 판단단계(S65)에서 상기 엔진 토크와 상기 유압토크와 상기 휠 토크의 토크 상관관계가 없다면, 휠 센서 문제로 진단 결론을 내리고 종료하는 제6 진단 결론 단계(S67); 및
상기 제5 판단단계(S63)에서 주행동작 전에는 엔진 토크와 유압 토크가 토크 상관관계를 가지지만 주행동작 후에는 엔진 토크와 유압토크 간에 토크 상관성을 가지지 않는 경우에 메인컨트롤밸브(MCV)의 후단에서 휠로 이어지는 부분에 유압부품 문제로 진단 결론을 내리고 종료하는 제7 진단 결론 단계(S68):
를 포함하는 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 방법.
엔진의 엔진 토크와 유압펌프의 유압 토크와 휠의 휠 토크를 입력 받는 입력부;
상기 입력부에 입력된 엔진 토크와 상기 유압 토크와 상기 휠 토크 간에 상호 토크 상관관계를 비교하고, 토크 상관관계의 여부에 따라 차량의 정밀진단, 유압펌프 센서 문제, 메인컨트롤밸브(MCV)전단까지 유압부품 문제, 엔진관련 문제, 모두 정상상태, 휠 센서 문제, 메인컨트롤밸브(MCV)후단에서 휠까지 유압부품 문제 중에 어느 하나의 문제로 진단 결과를 내리는 제어부: 및
상기 제어부에서 내려진 진단결과를 굴삭기 내의 출력장치 또는 제조업체로 송출하는 출력부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 굴삭기의 작업 및 주행이 정지된 시험모드에서 상기 엔진 토크와 상기 유압 토크 간의 토크 상관관계가 있는지를 판단하고, 상기 엔진 토크와 상기 유압 토크 간의 토크 상관관계가 있다면 휠 부품의 문제라고 진단하고, 상기 엔진 토크와 상기 유압 토크 간의 토크 상관관계가 없다면 엔진과 유압펌프 중 어느 한 곳이 문제라고 진단하는 것을 특징으로 하는 휠 타입 굴삭기의 주행계통의 이상 진단 장치.