KR20090023801A - 건설기계의 오일 상태 진단장치 및 그 방법 - Google Patents

건설기계의 오일 상태 진단장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20090023801A
KR20090023801A KR1020070088847A KR20070088847A KR20090023801A KR 20090023801 A KR20090023801 A KR 20090023801A KR 1020070088847 A KR1020070088847 A KR 1020070088847A KR 20070088847 A KR20070088847 A KR 20070088847A KR 20090023801 A KR20090023801 A KR 20090023801A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
oil
temperature
warning
flow rate
slope
Prior art date
Application number
KR1020070088847A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101210005B1 (ko
Inventor
이민희
임준성
Original Assignee
현대중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대중공업 주식회사 filed Critical 현대중공업 주식회사
Priority to KR1020070088847A priority Critical patent/KR101210005B1/ko
Publication of KR20090023801A publication Critical patent/KR20090023801A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101210005B1 publication Critical patent/KR101210005B1/ko

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B19/00—Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
    • F15B19/005—Fault detection or monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/04—Special measures taken in connection with the properties of the fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/40—Special vehicles
    • B60Y2200/41—Construction vehicles, e.g. graders, excavators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/857—Monitoring of fluid pressure systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

본 발명은 건설기계의 오일 상태 진단장치 및 그 방법에 관한 것으로 특히, 건설기계에서 사용되는 작동유, 연료, 엔진 오일 등과 같은 각종 오일 상태를 진단장치에 있어서, 오일상태 검출센서와 데이터 저장부, 연산부 및 통신인터페이스를 구비하고 오일의 각종 상태 정보를 감지 및 정량적으로 산출하여 장비제어기로 전달하는 오일상태 검출 센서부와; 통신인터페이스와 제어부 및 저장부를 구비하고 상기 오일상태 검출 센서부를 통해 검출되는 산화도(Ko)와 점도(Kv), 광량 감퇴도(KL) 및 온도(T), 유량(Q), 장비 기울기(S) 데이터를 토대로 오일열화도 산출식으로 통해 오일의 열화도를 산출해 내어 모니터의 표시부를 통해 실시간으로 표시해 줌과 동시에 산출된 열화도나 온도 또는 유량, 장비 기울기를 경고기준 열화도나 온도 또는 유량, 기울기들과 실시간으로 비교하여 오일의 오일열화도(D)가 경고기준 열화도(THD)를 넘어서거나 온도(T) 또는 유량(Q) 또는 장비 기울기(S)이 각 각 경고기준 온도(THT) 또는 경고기준 유량(THQ) 또는 경고 기준 기울기(THS)을 넘어서면 모니터의 경고부를 통해 경고음을 발생시켜 주는 장비제어기와; 표시부와 경고부를 구비하고 상기 장비제어기에서 제공하는 오일의 열화도(D)와 온도(T) 및 유량(Q), 장비 기울기(S)를 표시해 줌은 물론 오일열화도(D)나 온도(T) 또는 유량(Q) 또는 장비 기울기(S)이 각 각 경고기준 열화도(THD)나 경고기준 온도(THT) 또는 경 고기준 유량(THQ) 또는 경고 기준 기울기(THS)보다 높거나 넘어서면 이를 운전자에게 알려주는 모니터;로 구성된 것을 특징으로 한다.
따라서, 운전자가 건설기계의 오일 교환시점을 정확히 인식하고 작동유를 조속히 교환할 수 있어 건설기계에 대한 안전성을 도모할 수 있을 뿐만 아니라 적절한 교환주기에 오일을 교환할 수 있어 운전자의 경제적 이익을 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 오일의 여러 상태 신호를 1개의 패키지화된 오일상태 검출 센서부로 검출하여 종래 다수의 오일 센서 수를 단일화하여 원가절감의 효과를 기대할 수 있는 것이다.
건설기계, 오일, 산화도, 점도, 광량, 온도, 유량, 오일열화도, 경고기준

Description

건설기계의 오일 상태 진단장치 및 그 방법{Oil Monitoring System for Construction Equipment}
본 발명은 건설기계의 오일 상태 진단장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건설기계에서 사용되는 작동유, 연료, 엔진 오일 등과 같은 각종 오일의 상태를 진단하고, 운전자에게 오일의 교환시점을 정확히 제공하여 장비의 안전성을 도모할 수 있도록 함은 물론 적절한 교환주기를 제공하여 운전자의 경제적 이익을 도모할 수 있으며, 또한 오일의 여러 상태 신호를 1개의 패키지화된 오일상태 검출 센서부로 검출하여 종래 다수의 오일 센서 수를 단일화하여 원가절감의 효과를 기대할 수 있도록 발명한 것이다.
일반적으로 종래의 건설기계에서는 오일들의 사양에 따라 교환주기를 운전자가 기억하고 직접 계산하여 교환해야 하는 번거로움이 있었다.
또 공급자가 제시하는 교환주기에 따라 교환한다고 해도 불필요하게 교환비용을 소요할 우려가 있으며, 교환주기를 넘겨 교환할 경우에는 장비가 고장을 일으킬 수도 있기 때문에 적절하고 현실적인 교환시점을 사용자에게 제공해야 하는 필 요성이 제기된다.
따라서, 일부 건설기계에서는 자체 내에서 사용되고 있는 작동유나 연료 등과 같은 오일의 온도와 광량을 센서로 감지하여 사용자가 모니터링 할 수 있도록 구성되어 있을 뿐만 아니라, 이외에도 오일의 점도 또는 오일 내의 마모에 따른 광량의 변화를 측정하여 오염도를 산출하기도 하였다.
이렇게 정량적으로 산출한 오염도를 오일의 교환시기를 사용자에게 알리는 수단으로 이용하는 방안이 고안되기도 하였다.
그런데, 종래 건설기계에서는 오일의 점도 또는 유량의 1개 요소만으로 오염도를 산출하는 구성으로 되어 있어 그 신뢰성이 뒷받침하기에는 충분하지 않았다.
또한 오염도를 측정하기 위한 측정 요소뿐만 아니라 오일의 온도, 레벨, 장비 기울기 등을 감지하기 위해 오일의 종류에 따라 각기 다른 여러 센서를 장착해야 하는 설계 및 조립상의 문제점을 안고 있었다.
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 장비제어기에서 작동유, 연료, 엔진 오일 등의 각종 오일상태 검출 센서부를 통해 검출되는 오일의 산화도(Ko)와 점도(Kv), 광량 감퇴도(KL) 및 온도(T), 유량(Q), 장비 기울기(S) 등의 데이터를 입력받아 정해진 수식을 통해 오일 열화도(D)를 산출한 다음, 그때의 오일 열화도와 온도 및 유량을 모니터에 실시간으로 표시해 줌과 동시에 산출된 오일의 열화도(D)와 경고 기준 열화도(THD) 또는 온도(T)와 경고 기준 온도(THT) 또는 유량(Q) 또는 경고 기준 유량(THQ)과 경고 기준 기울기(THS)를 비교하는 과정을 거쳐 만약 오일의 열화도나 온도, 유량, 장비 기울기 등이 이 기준 값을 벗어나면 경고부를 통해 경고신호를 발생하여 사용자인 운전자에게 오일의 교환시점을 정확히 제공함으로써 운전자가 이를 인식하고 장비의 안전성을 도모할 수 있음은 물론 적절한 교환주기 제공을 통해 운전자의 경제적 이익을 도모할 수 있고, 또한 오일의 여러 상태 신호를 1개의 패키지화된 오일상태 검출 센서부를 통해 검출함으로써 종래 다수의 오일 센서 수를 단일화할 수 있어 원가절감의 효과를 기대할 수 있는 건설기계의 오일 상태 진단장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 장치는, 건설기계의 작동유, 연료, 엔진 오일 등 각종 오일 상태 진단장치에 있어서, 오일상태 검출센서와 데이터 저장부, 연산부 및 통신인터페이스를 구비하고 오일의 각종 상태 정보를 감지 및 정량적으로 산출하여 장비제어기로 전달하는 오일상태 검출 센서부와; 통신인터페이스와 제어부 및 저장부를 구비하고 상기 오일상태 검출 센서부를 통해 검출되는 산화도(Ko)와 점도(Kv), 광량 감퇴도(KL) 및 온도(T), 유량(Q), 장비 기울기(S) 데이터를 토대로 오일열화도 산출식으로 통해 오일의 열화도를 산출해 내어 모니터의 표시부를 통해 실시간으로 표시해 줌과 동시에 산출된 열화도나 온도 또는 유량을 경고기준 열화도나 온도, 유량, 장비 기울기 들과 실시간으로 비교하여 오일의 오일열화도(D)가 경고기준 열화도(THD)를 넘어서거나 온도(T) 또는 유량(Q)이 각 각 경고기준 온도(THT), 경고기준 유량(THQ), 경고 기준 기울기(THS)을 넘어서면 모니터의 경고부를 통해 경고음을 발생시켜 주는 장비제어기와; 표시부와 경고부를 구비하고 상기 장비제어기에서 제공하는 오일의 열화도(D)와 온도(T), 유량(Q), 장비 기울기(S)를 표시해 줌은 물론 오일열화도(D)나 온도(T), 유량(Q), 장비 기울기(S)가 각 각 경고기준 열화도(THD), 경고기준 온도(THT), 경고기준 유량(THQ), 경고 기준 기울기(THS)보다 높거나 넘어서면 이를 운전자에게 알려주는 모니터;로 구성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 오일상태 검출 센서부는 오일의 온도, 유량, 점도, 산화도, 광 량, 장비 기울기 등을 파악하며, 온도의 경우는 오일류의 전도도 변화에 따른 저항값으로 파악하고, 유량과 장비 기울기의 경우는 오일의 커패시턴스와 중력 가속도 값의 변화로 파악하며, 점도의 경우는 진동에너지와 이의 주파수 상관도를 통하여 파악하고, 산화도는 오일의 임피던스와 스펙트럼 분석을 통하여 행해지며, 이의 측정신호가 단일 센서로부터 수신할 수 있는 신호검출장치를 통해 건설기계의 작동유, 연료, 엔진 오일 등의 온도, 유량, 열화도(수명), 오염도와 장비의 기울기(오일의 기울기) 등을 진단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 장비제어기에서 수행하는 오일열화도 산출식(D)은,
D = pKo + qKv + rKL (p + q + r = 1)인 것을 특징으로 한다.
여기서 Ko는 오일의 산화도(K O)이고, Kv는 점도 데이터이며, KL는 광량 감퇴도인데, 이때 상기 산화도(Ko)와 점도(Kv) 및 광량 감퇴도(KL)는 각각 0에서 100의 값을 갖게 된다.
또한, p는 산화도(Ko)의 열화도 기여 상수이고, q는 점도(Kv)의 점도 기여 상수이며, r은 광량 감퇴도(KL) 의 열화도 기여 상수로 각각 0에서 1의 값의 범위를 갖는다.
단, 상기한 세 기여 상수 p, q, r의 값의 합은 1이 되며, 산화도(Ko)와 점도(Kv) 및 광량 감퇴도(KL)가 오일의 열화에 기여하는 정도에 따라 그 값이 장비 및 오일의 특성에 따라 변화게 된다.
또, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 방법은, 장비제어기의 제어부에서 통신인터페이스를 통해 오일상태 검출 센서부에서 검출된 산화도(Ko)와 점도(Kv), 광량 감퇴도(KL) 및 온도(T), 유량(Q), 장비 기울기(S) 데이터를 수신하는 단계와; 상기에서 검출된 오일의 산화도(Ko)와 점도(Kv), 광량 감퇴도(KL) 및 온도(T), 유량(Q), 장비 기울기(S) 데이터를 오일열화도 산출식에 적용시켜 오일의 오일열화도(D)를 산출하는 단계와; 산출된 오일의 오일열화도(D)와 온도(T) 및 유량(Q), 장비 기울기(S)를 모니터의 표시부에 실시간으로 표시해 주는 단계와; 산출된 오일열화도(D)와 경고기준 열화도(THD)를 실시간으로 상호 비교하는 단계와; 상기에서 비교한 결과 오일의 열화도(D)가 경고기준 열화도(THD)를 넘어서면 모니터의 경고부를 통해 경고음을 발생시켜 주는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 필요에 따라서는 상기 장비제어기의 제어부에서 오일열화도(D)와 경고기준 열화도(THD)를 상호 비교하는 것 이외에도 온도(T)와 경고기준 온도(THT) 또는 유량(Q)과 경고기준 유량(THQ)를 상호 비교하여 오일의 온도(T)가 경고기준 온도(THT)보다 높거나 유량(Q)이 경고기준 유량(THQ)보다 낮거나 장비 기울기(S)가 경고 기준 기울기(THS)보다 높으면 모니터의 경고부를 통해 경고음을 발생시켜 주는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 구성 및 방법에 의하면, 건설기계의 작동 중 장비제어기에서 사용되는 작동유, 연료, 엔진 오일 등 각종 오일상태 검출 센서부를 통해 검출되는 오일의 산화도와 점도, 광량 감퇴도, 온도 및 유량, 장비 기울기 등의 데이터를 입력받아 정해진 수식을 통해 오일 열화도를 산출한 다음, 그때의 오일열화도와 온도, 유량, 장비 기울기를 모니터에 실시간으로 표시해 줌과 동시에 산출된 오일의 열화도와 경고 기준 열화도 또는 온도와 경고기준 온도 또는 유량와 경고기준 유량 또는 장비 기울기와 경고기준 기울기를 비교하는 과정을 거쳐 만약 오일의 열화도나 온도, 유량, 차량 기울기가 기준 값을 벗어나면 경고부를 통해 경고신호를 발생하여 사용자인 운전자에게 오일의 교환시점을 정확히 알려줌으로써 운전자가 이를 인식하고 장비의 안전성을 도모할 수 있음은 물론 적절한 교환주기 제공을 통해 운전자의 경제적 이익을 도모할 수 있고, 또한 오일의 여러 상태 신호를 1개의 패키지화된 오일상태 검출 센서부를 통해 검출함으로써 종래 다수의 오일 센서 수를 단일화할 수 있어 원가절감의 효과를 기대할 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 장치의 블록 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트를 나타낸 것이다.
이에 따르면 본 발명 장치는, 건설기계의 작동유, 연료, 엔진 오일 등의 각종 오일 상태 진단장치에 있어서, 오일상태 검출센서(11)와 데이터 저장부(12), 연산부(13) 및 통신인터페이스(14)를 구비하고 오일의 각종 상태 정보를 감지 및 정량적으로 산출하여 장비제어기(2)로 전달하는 오일상태 검출 센서부(1)와;
통신인터페이스(21)와 제어부(22) 및 저장부(23)를 구비하고 상기 오일상태 검출 센서부를 통해 검출되는 산화도(Ko)와 점도(Kv), 광량 감퇴도(KL) 및 온도(T), 유량(Q), 장비 기울기(S) 데이터를 토대로 오일열화도 산출식으로 통해 오일의 열화도(D)를 산출해 내어 모니터(3)의 표시부(31)를 통해 실시간으로 표시해 줌과 동시에 산출된 열화도(D)나 온도(T) 또는 유량(Q)을 각 각 경고기준 열화도(THD)나 경고기준 온도(THT), 경고기준 유량(THQ), 경고 기준 기울기(THS)들과 실시간으로 상호 비교하여 오일의 오일열화도(D)가 경고기준 열화도(THD)를 넘어서거나 온도(T), 유량(Q), 장비 기울기(S)가 각 각 경고기준 온도(THT), 경고기준 유량(THQ), 경고 기준 기울기(THS)을 넘어서면 모니터(3)의 경고부(32)를 통해 경고음을 발생시켜 주는 장비제어기(2)와;
표시부(31)와 경고부(32)를 구비하고 상기 장비제어기(2)에서 제공하는 오일의 열화도(D)와 온도(T), 유량(Q), 장비 기울기(S)를 표시해 줌은 물론 오일열화도(D)나 온도(T), 유량(Q), 차량 기울기(S)가 각 각 경고기준 열화도(THD), 경고기준 온도(THT), 경고기준 유량(THQ), 경고 기준 기울기(THS)보다 높거나 넘어서면 이 를 운전자에게 알려주는 모니터(3);로 구성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 오일상태 검출 센서부(1)는 오일의 온도(T), 유량(Q), 장비 기울기(S), 점도(Kv), 산화도(Ko), 광량(KL), 등을 파악하되, 온도(T)의 경우는 오일류의 전도도 변화에 따른 저항값으로 파악하고, 유량(Q)과 장비 기울기(S)의 경우는 오일의 커패시턴스와 중력 가속도 값의 변화로 파악하며, 점도(Kv)의 경우는 진동에너지와 이의 주파수 상관도를 통하여 파악하고, 산화도(Ko)는 오일의 임피던스와 스펙트럼 분석을 통하여 행해지며, 이의 측정신호가 단일 센서로부터 수신할 수 있는 신호검출장치를 통해 건설기계의 작동유, 연료, 엔진 오일 등의 온도, 유량, 열화도(수명), 오염도와 장비의 기울기(오일의 기울기) 등을 진단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 장비제어기(2)에서 수행하는 오일열화도 산출식(D)은,
D = pKo + qKv + rKL (p + q + r = 1)인 것을 특징으로 한다.
여기서 Ko는 오일의 산화도(K O)이고, Kv는 점도 데이터이며, KL는 광량 감퇴도인데, 이때 상기 산화도(Ko)와 점도(Kv) 및 광량 감퇴도(KL)는 각각 0에서 100의 값을 갖게 된다.
또한, p는 산화도(Ko)의 열화도 기여 상수이고, q는 점도(Kv)의 점도 기여 상수이며, r은 광량 감퇴도(KL) 의 열화도 기여 상수로 각각 0에서 1의 값의 범위를 갖는다.
단, 상기한 세 기여 상수 p, q, r의 값의 합은 1이 되며, 산화도(Ko)와 점도(Kv) 및 광량 감퇴도(KL)가 오일의 열화에 기여하는 정도에 따라 그 값이 장비 및 오일의 특성에 따라 변화게 된다.
또한, 본 발명 방법은, 장비제어기(2)의 제어부(22)에서 통신인터페이스(21)를 통해 오일상태 검출 센서부(1)에서 검출되는 오일의 산화도(Ko)와 점도(Kv), 광량 감퇴도(KL) 및 온도(T), 유량(Q), 장비 기울기(S) 데이터를 수신하는 단계(S1)와;
상기에서 검출된 오일의 산화도(Ko)와 점도(Kv), 광량 감퇴도(KL) 및 온도(T), 유량(Q), 장비 기울기(S) 데이터를 오일열화도 산출식에 적용시켜 오일의 오일열화도(D)를 산출하는 단계(S2)와;
산출된 오일의 오일열화도(D)와 온도(T) 및 유량(Q), 장비 기울기(S)를 모니터(3)의 표시부(31)에 실시간으로 표시해 주는 단계(S3)와;
산출된 오일열화도(D)와 경고기준 열화도(THD)를 실시간으로 상호 비교하는 단계(S4)와;
상기에서 비교한 결과 오일의 열화도(D)가 경고기준 열화도(THD)를 넘어서면 모니터(3)의 경고부(32)를 통해 경고음을 발생시켜 주는 단계(S5);로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 필요에 따라서는 상기 장비제어기(2)의 제어부(22)에서 오일열화도(D) 와 경고기준 열화도(THD)를 상호 비교할 때 그 이외에도 온도(T)와 경고기준 온도(THT) 또는 유량(Q)과 경고기준 유량(THQ)를 상호 비교하여 오일의 온도(T)가 경고기준 온도(THT)보다 높거나 유량(Q)이 경고기준 유량(THQ)보다 낮거나 장비 기울기(S)가 경고기준 기울기(THS)보다 높으면 모니터(3)의 경고부(32)를 통해 경고음을 발생시켜 주는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성 및 단계로 이루어진 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명 장치는 도 1과 같이, 크게 오일상태 검출 센서부(1)와 장비제어기(2) 및 모니터(3)로 이루어진 것을 주요기술 구성요소로 한다.
이때, 상기 오일상태 검출 센서부(1)는 건설기계의 오일 공급통 내에 설치되어 오일들의 상태를 전기적인 신호로 직접 검출하는 오일상태 검출센서(11)와, 검출된 데이터를 포함하여 각종 데이터의 검출에 필요한 제어프로그램 그이 기억되는 데이터 저장부(12), 소정의 프로그램을 통해 오일의 산화도(Ko)와 점도(Kv), 광량 감퇴도(KL) 및 온도(T), 유량(Q), 장비 기울기(S) 등을 직접적으로 연산해 내는 연산부(13) 및 연산부(13)에서 산출된 오일의 산화도(Ko)와 점도(Kv), 광량 감퇴도(KL) 및 온도(T), 유량(Q), 장비 기울기(S) 데이터 등을 장비제어기(2)로 전달하는 통신인터페이스(14)를 구비하고 오일의 각종 상태 정보를 감지 및 정량적으로 산출하는 기능을 수행하게 된다.
상기 오일상태 검출 센서부(1)에서 오일의 상태를 모니터링하기 위한 측정 요소에는 유온(T), 유량(Q), 점도(Kv), 광량(KL) 및 오일의 기울기 등이 있다.
본 발명에서는 상기 신호 외에 오염도 측정에 신뢰성 확보를 위하여 "산화도"의 측정 팩터를 추가하며, 여러 측정 요소의 신호를 1개의 통합 센서인 오일상태 검출센서(11)로 검출하게 된다.
이때, 유온(T)은 온도에 따른 오일의 전도도 변화로 인한 저항값의 변화로 측정하며, 유량(Q)과 장비 기울기(S)는 오일의 중량과 차량 기울기 변화에 따른 커패시턴스와 중력 가속도로 측정한다.
또한, 점도(Kv)는 진동 에너지와 주파수의 상관도를 분석하여 산출하며, 산화도(Ko)는 임피던스와 이의 스펙트럼 분석을 통해 산출한다.
그리고 광량(KL)은 광속을 측정하여 획득하며, 오일 내의 마모와 오염도를 산출하게 된다.
상기 신호를 통합적으로 검출할 수 있도록 패키지로 구성된 오일통합센서인 오일상태 검출센서(11)와 상기 신호의 검출 방법은 본 발명의 범주에 있음을 밝힌다.
상기 오일상태 검출센서(11)로부터 검출한 상기의 저항, 커패시던스, 진동 에너지, 임피던스, 중력 가속도 등의 아날로그신호는 연산부(12)로 입력되어 각각의 검출신호를 온도, 유량, 점도, 산화도, 광량, 오일의 기울기 등의 값으로 정량적으로 환산하고, 이렇게 환산된 정량적 산출값은 자체내의 통신인터페이스(14)를 통해 장비제어기(2)의 통신인터페이스(21)로 전송된다.
이때, 오일상태 검출 센서부(1)에서 장비제어기(2)로의 전송은 CAN (Controller Area Network) 통신이나 RS 232C와 같은 직렬통신 등 건설기계의 조건에 맞춰 수행할 수 있으며, 상기 유사한 신호 전송 방법 또한 본 발명의 범주에 벗어나지 않는다.
또, 상기 장비제어기(2)는 오일상태 검출 센서부(1) 및 모니터(3)와 데이터 통신을 수행하는 통신인터페이스(21)와, 장비의 전반적인 제어 기능을 수행하는 제어부(22) 및 각종 데이터를 포함하여 제어프로그램 등이 저장되는 저장부(23)로 구성되어 있다.
이와 같은 구성을 갖는 상기 장비제어기(2)는 건설기계의 구동시 상기 오일상태 검출 센서부(1)를 통해 검출되는 오일의 산화도(Ko)와 점도(Kv), 광량 감퇴도(KL) 및 온도(T), 유량(Q), 장비 기울기(S) 데이터 등을 입력받아 이를 자체 내에 기억된 오일열화도(D) 산출식에 대비시켜 오일의 오일열화도(D)를 산출하고, 이를 포함하여 오일의 온도(T) 및 유량(Q), 장비 기울기(S)를 모니터(3)의 표시부(31)를 통해 실시간으로 표시해 줌과 동시에 산출된 오일열화도(D)와 자체 내에 기억되어 있는 경고기준 열화도(THD)는 물론 그 이외에도 온도(T)와 경고기준 온도(THT) 또는 유량(Q)과 경고기준 유량(THQ)를 실시간으로 상호 비교하여 오일열화도(D)가 경고기준 열화도(THD)를 넘어서거나, 오일의 온도(T)가 경고기준 온도(THT)보다 높을 경우 또는 유량(Q)이 경고기준 유량(THQ)보다 낮거나 장비 기울기(S)가 경고기준 기울기(THs)보다 높을 경우 모니터(3)의 경고부(32)를 통해 경고음을 발생시켜 주게 된다.
이때, 상기 오일상태 검출 센서부(1)에서 장비제어기(2)로 전송된 정량적인 산출값은 오염도를 연산하기 위한 과정을 거친다.
상기 장비제어기(2)에서 산출하는 오일의 열화도(D)의 산출방법을 설명하면 하기와 같다.
즉, 상기 장비제어기(2)에서 수행하는 오일열화도 산출식(D)은,
D = pKo + qKv + rKL (p + q + r = 1)로 이루어진다.
여기서 Ko는 오일의 산화도(K O)이고, Kv는 점도 데이터이며, KL는 광량 감퇴도로써, 상기 산화도(Ko)와 점도(Kv) 및 광량 감퇴도(KL)는 각각 0에서 100의 값을 갖게 된다.
또, p는 산화도(Ko)의 열화도 기여 상수이고, q는 점도(Kv)의 점도 기여 상수이며, r은 광량 감퇴도(KL) 의 열화도 기여 상수로 각각 0에서 1의 값의 범위를 갖는다. 단, 상기한 세 기여 상수 p, q, r의 값의 합은 1이 되며, 산화도(Ko)와 점도(Kv) 및 광량 감퇴도(KL)가 오일의 열화에 기여하는 정도에 따라 그 값이 장비 및 오일의 특성에 따라 변화게 된다.
상기에 있어서 오일열화도(D)는 상기 수식에서 보는 바와 같이 산화도(Ko)와 점도(Kv) 그리고 광량 감퇴도(KL)의 기여도에 따라 최고 100의 값을 갖게 된다.
뿐만 아니라, 상기 장비제어기(2)에서 오일열화도(D)를 산출하여 사용자에게 아날로그 혹은 디지털 출력으로 표시하고, 미리 설정된 경고기준 열화도(THD)와 비교하여 경고 여부를 판단하여 사용자에게 알려준다.
이때, 경고기준 열화도(THD)는 장비와 오일 특성에 따라 변하게 되며, 시험을 통해 그 값을 설정하고 검증해야 한다.
또한, 상기 모니터(3)는 표시부(31)와 경고부(32)를 구비하고 상기 장비제어기(2)에서 제공하는 오일의 오일열화도(D)와 온도(T) 및 유량(Q), 장비 기울기(S)를 표시해 줌은 물론 오일의 오일열화도(D)가 경고기준 열화도(THD)보다 높거나, 오일의 온도(T)가 경고기준 온도(THT)보다 높을 경우 또는 유량(Q)이 경고기준 유량(THQ)보다 낮거나 장비 기울기(S)가 경고기준 기울기(THs)보다 높을 경우 경고음을 발생시켜 오일의 교환시기임을 운전자에게 알려주게 된다.
이때, 오일의 상태를 표시하는 모니터(3)의 표시부(31)는 오일의 온도 및 유량과 오염도, 오일의 기울기를 아날로그 혹은 디지털 신호로 사용자가 오일의 상태를 모니터 할 수 있도록 용이하게 표현하며, 경고부(32)는 램프 혹은 부저 혹은 음성신호와 같은 경고신호장치를 통해 사용자에게 경고신호를 발생하도록 하면 되는데, 상기에 있어서 오일의 교환 시점을 사용자에게 인식시키는 신호도 경고신호에 포함된다.
따라서, 운전자가 오일의 교환시점을 정확히 인식하고 해당 오일을 조속히 교환할 수 있어 건설기계에 대한 안전성을 도모할 수 있을 뿐만 아니라 적절한 교환주기에 작동유를 교환할 수 있어 운전자의 경제적 이익을 도모할 수 있는 것이다.
한편, 본 발명 방법은 도 2와 같이 상기 장비제어기(2)의 제어부(22)에서 통신인터페이스(21)를 통해 오일상태 검출 센서부(1)에서 검출되는 오일의 산화도(Ko)와 점도(Kv), 광량 감퇴도(KL) 및 온도(T), 유량(Q), 차량 기울기(S) 데이터를 수신(S1)하고, 상기에서 검출된 오일의 산화도(Ko)와 점도(Kv), 광량 감퇴도(KL) 및 온도(T), 유량(Q), 차량 기울기(S) 데이터를 오일열화도 산출식에 적용시켜 오일의 오일열화도(D)를 산출(S2)하게 된다.
이렇게 산출된 오일의 오일열화도(D)와 온도(T) 및 유량(Q)를 모니터(3)의 표시부(31)에 실시간으로 표시(S3)해 주게 됨은 물론 산출된 오일열화도(D)와 경고기준 열화도(THD)를 실시간으로 상호 비교(S4)하여, 그 결과 오일의 열화도(D)가 경고기준 열화도(THD)를 넘어서면 모니터(3)의 경고부(32)를 통해 경고음을 발생(S5)시켜 주게 됨으로써 운전자가 오일의 교환시기를 정확히 인식하고 필요한 조치를 조숙히 취할 수 있는 것이다.
이때, 상기 장비제어기(2)의 제어부(22)에서 전술한 바와 같이 오일열화도(D)와 경고기준 열화도(THD)를 상호 비교할 때 필요에 따라서는 오일의 온도(T)와 경고기준 온도(THT) 또는 유량(Q)과 경고기준 유량(THQ)를 상호 비교하여 만약 오일의 온도(T)가 경고기준 온도(THT)보다 높거나 유량(Q)이 경고기준 유량(THQ)보다 낮거나 장비 기울기(S)가 경고기준 기울기(THs)보다 높을 경우 모니터(3)의 경고부(32)를 통해 경고음을 발생시켜 주는 과정을 더 수행하게 할 수도 있다.
물론, 상기와 같이 오일의 오일열화도(D)와 경고기준 열화도(THD) 또는 오일의 온도(T)와 경고기준 온도(THT)를 상호 비교한 결과 기준값보다 낮거나, 또는 유량(Q)과 경고기준 유량(THQ)를 상호 비교한 결과 현재 유량이 기준값보다 높은 경우 또는 상기와 같이 비교한 결과 오일열화도(D)나 온도(T)가 경고기준 열화도(THD)나 경고기준 온도(THT)를 넘어서거나 유량(Q)이 경고기준 유량(THQ) 이하이거나 장비 기울기(S)가 경고기준 기울기(THs)보다 높을 경우 모니터(3)의 경고부(32)를 통해 경고음을 발생시킨 후에도 데이터 수신 및 디스플레이 표시 과정은 계속된다.
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
도 1은 본 발명 장치의 블록 구성도.
도 2는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 오일상태 검출 센서부 2 : 장비제어기
3 : 모니터 11 : 오일상태 검출센서
12 : 데이터 저장부 13 : 연산부
14,21 : 통신인터페이스 22 : 제어부
23 : 저장부 31 : 표시부
32 : 경고부

Claims (2)

  1. 건설기계의 각종 오일(작동유, 연료, 엔진 오일) 상태 진단장치에 있어서,
    오일상태 검출센서와 데이터 저장부, 연산부 및 통신인터페이스를 구비하고 오일의 각종 상태 정보를 감지 및 정량적으로 산출하여 장비제어기로 전달하는 오일상태 검출 센서부와;
    통신인터페이스와 제어부 및 저장부를 구비하고 상기 오일상태 검출 센서부를 통해 검출되는 산화도(Ko)와 점도(Kv), 광량 감퇴도(KL) 및 온도(T), 유량(Q), 장비 기울기(S) 데이터를 토대로 오일열화도 산출식으로 통해 오일의 열화도를 산출해 내어 모니터의 표시부를 통해 실시간으로 표시해 줌과 동시에 산출된 열화도나 온도 또는 유량을 경고기준 열화도나 온도 또는 유량들과 실시간으로 비교하여 오일의 오일열화도(D)가 경고기준 열화도(THD)를 넘어서거나 온도(T) 또는 유량(Q)이 경고기준 온도(THT) 또는 경고기준 유량(THQ)을 넘어서나 장비 기울기(S)가 경고 기준 기울기(THs)보다 높을 경우 모니터의 경고부를 통해 경고음을 발생시켜 주는 장비제어기와;
    표시부와 경고부를 구비하고 상기 장비제어기에서 제공하는 오일의 열화도(D)와 온도(T) 및 유량(Q), 장비 기울기(S)를 표시해 줌은 물론 오일열화도(D)나 온도(T) 또는 유량(Q), 장비 기울기(S)가 경고기준 열화도(THD)나 경고기준 온도(THT) 또는 경고기준 유량(THQ) 보다 높거나 넘어서고, 장비 기울기(S)가 경고기준 기울기(THs)보다 높을 경우 이를 운전자에게 알려주는 모니터;로 구성된 것을 특징으로 하는 건설기계의 오일 상태 진단장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 오일상태 검출 센서부는 작동유, 연료, 엔진 오일과 같은 각종 오일의 온도, 유량, 점도, 산화도, 광량, 오일의 기울기를 파악하되, 온도의 경우는 오일류의 전도도 변화에 따른 저항값으로 파악하고, 유량과 오일의 기울기의 경우는 오일의 커패시턴스와 중력 가속도 값의 변화로 파악하며, 점도의 경우는 진동에너지와 이의 주파수 상관도를 통하여 파악하고, 산화도는 오일의 임피던스와 스펙트럼 분석을 통하여 행해지며, 이의 측정신호가 단일 센서로부터 수신할 수 있는 신호검출장치를 통해 건설기계의 작동유, 연료, 엔진 오일 등의 온도, 유량, 열화도(수명), 오염도와 장비의 기울기(오일의 기울기)를 패키지화된 1개의 단일 센서로 진 단하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 오일 상태 진단장치.
KR1020070088847A 2007-09-03 2007-09-03 건설기계의 오일 상태 진단장치 및 그 방법 KR101210005B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070088847A KR101210005B1 (ko) 2007-09-03 2007-09-03 건설기계의 오일 상태 진단장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070088847A KR101210005B1 (ko) 2007-09-03 2007-09-03 건설기계의 오일 상태 진단장치 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090023801A true KR20090023801A (ko) 2009-03-06
KR101210005B1 KR101210005B1 (ko) 2012-12-07

Family

ID=40692972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070088847A KR101210005B1 (ko) 2007-09-03 2007-09-03 건설기계의 오일 상태 진단장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101210005B1 (ko)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013026282A1 (zh) * 2011-08-22 2013-02-28 湖南三一智能控制设备有限公司 一种挖掘机自检测系统及方法
CN103180523A (zh) * 2010-10-27 2013-06-26 洋马株式会社 作业车辆
KR20150119563A (ko) 2014-04-15 2015-10-26 충북대학교 산학협력단 유압브레이커의 고장진단 시스템 및 방법
KR20170028967A (ko) * 2014-12-15 2017-03-14 히다찌 겐끼 가부시키가이샤 작업 기계의 오일 성상의 진단 시스템
JP2020165244A (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 日立建機株式会社 作業機械
KR102181324B1 (ko) * 2019-07-15 2020-11-20 대모 엔지니어링 주식회사 유압브레이커의 스크래치 조기 감지장치 및 조기 감지방법
WO2022109534A1 (en) * 2020-11-20 2022-05-27 Baker Hughes Holdings Llc Sensor monitoring system with cloud based interface
WO2022113753A1 (ja) * 2020-11-27 2022-06-02 ヤンマーホールディングス株式会社 作業機械の表示装置
US20220282455A1 (en) * 2019-09-03 2022-09-08 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Work Machine Management System
WO2024075590A1 (ja) * 2022-10-06 2024-04-11 日立建機株式会社 建設機械

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102382381B1 (ko) 2020-10-07 2022-04-04 충남대학교산학협력단 트랙터 기어펌프의 작동유 산화 감지 시스템 및 방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3455369B2 (ja) 1996-06-26 2003-10-14 日立建機株式会社 建設機械のフロント制御装置
JP3774393B2 (ja) 2001-11-01 2006-05-10 新キャタピラー三菱株式会社 建設機械の作動油管理システム及び作動油管理方法

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103180523A (zh) * 2010-10-27 2013-06-26 洋马株式会社 作业车辆
US9181681B2 (en) 2010-10-27 2015-11-10 Yanmar Co., Ltd. Working vehicle
WO2013026282A1 (zh) * 2011-08-22 2013-02-28 湖南三一智能控制设备有限公司 一种挖掘机自检测系统及方法
KR20150119563A (ko) 2014-04-15 2015-10-26 충북대학교 산학협력단 유압브레이커의 고장진단 시스템 및 방법
KR20170028967A (ko) * 2014-12-15 2017-03-14 히다찌 겐끼 가부시키가이샤 작업 기계의 오일 성상의 진단 시스템
JP2020165244A (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 日立建機株式会社 作業機械
KR102181324B1 (ko) * 2019-07-15 2020-11-20 대모 엔지니어링 주식회사 유압브레이커의 스크래치 조기 감지장치 및 조기 감지방법
US20220282455A1 (en) * 2019-09-03 2022-09-08 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Work Machine Management System
EP3998385A4 (en) * 2019-09-03 2023-07-19 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. WORK MACHINE MANAGEMENT SYSTEM
US11987955B2 (en) 2019-09-03 2024-05-21 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Work machine management system
WO2022109534A1 (en) * 2020-11-20 2022-05-27 Baker Hughes Holdings Llc Sensor monitoring system with cloud based interface
WO2022113753A1 (ja) * 2020-11-27 2022-06-02 ヤンマーホールディングス株式会社 作業機械の表示装置
JP2022085048A (ja) * 2020-11-27 2022-06-08 ヤンマーホールディングス株式会社 作業機械の表示装置
WO2024075590A1 (ja) * 2022-10-06 2024-04-11 日立建機株式会社 建設機械

Also Published As

Publication number Publication date
KR101210005B1 (ko) 2012-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101210005B1 (ko) 건설기계의 오일 상태 진단장치 및 그 방법
JP3157712U (ja) 電池健康状態監視構造
KR101409986B1 (ko) 진동모니터링 결함진단장치
JP4040205B2 (ja) 車両の異常診断装置
US7004289B2 (en) Elevator performance measuring device and method
JP3890036B2 (ja) ネットワーク上での掘削機械のオイル汚染度測定システムおよびその方法
CN106371052A (zh) 智能电表的安全监控方法、装置及系统
JP2009503484A (ja) 伝動用チェーン監視システム
EP1730481A1 (en) An apparatus for monitoring a laser
CN103596346A (zh) Led灯具故障的检测方法和装置
TWI583258B (zh) 故障檢測設備及方法
US20160003668A1 (en) Monitoring device
KR101215037B1 (ko) 배터리 모니터링 시스템
KR101997217B1 (ko) 장치 진단 시스템
CN108444592A (zh) 无线振动监测与诊断系统
KR20090053002A (ko) 차량용 타이어의 편마모 측정 장치
KR20090082726A (ko) 정수기기 시스템
KR101622186B1 (ko) 기기 상태 진단 장치
KR102396625B1 (ko) 타워크레인 진단 시스템 및 방법
KR101699316B1 (ko) 스마트워치를 이용한 건설근로자 안전 및 생산성 관리 시스템
CN202975748U (zh) 一种风机运行状态的实时监控系统
KR20130015447A (ko) 차량관리 시스템 및 차량관리방법
CN219914450U (zh) 一种爬架导轨监测系统及爬架
CN214399410U (zh) 多功能电梯液压缓冲器故障检测装置
CN109630503A (zh) 一种液压泵健康诊断系统及其诊断方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161128

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170801

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181126

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191126

Year of fee payment: 8