KR20140083105A - 굴삭기 진단 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 명세서에서 제시되는 일 실시예는 굴삭기 이상(또는 고장) 진단 방법을 제공한다. 상기 진단 방법은 굴삭기의 붐(Boom), 암(Arm) 및 버켓(Bucket)의 위치를 하나 이상의 센서를 통해 측정하는 단계와; 상기 붐, 암 및 버켓 각각을 개별적으로 동작시키면서, 상기 붐, 암 그리고 버켓을 구동시키는 메인 펌프의 토출압을 압력 센서를 통해 측정하는 단계와; 상기 동작 후, 상기 붐, 암 및 버켓의 위치를 하나 이상의 센서를 통해 측정하는 단계와; 상기 측정된 위치들 간의 차이를 이용해 산출되는 이동 거리와, 상기 토출압을 기반으로 이론적으로 산출되는 상기 붐, 암 및 버켓의 이동 거리를 비교하는 단계와; 상기 비교 결과에 기초하여, 상기 붐, 암 및 버켓 각각이 정상인지 이상인지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

굴삭기 진단 방법 및 장치{METHOD FOR DIAGNOSING EXCAVATOR AND APPARATUS THEREOF}

본 발명은 굴삭기에 관한 것이다.

일반적으로, 건설 또는 토목 등과 같이 큰 힘이 필요한 작업에는 유압을 이용한 작업 차량이 이용된다. 유압 작업 차량에는 굴삭기, 크레인 등등이 있다.

상기 굴삭기는 굴삭, 배토, 땅고르기 작업, 암석파괴, 우드클램핑, 콘크리트 해체, 고철의 운반 및 하역 등과 같은 다양한 작업을 수행할 수 있어, 널리 사용된다.

도 1은 굴삭기의 일 측면을 예시적으로 나타낸 측면도이다.

상기 굴삭기는 도 1에 도시된 바와 같이 붐실린더(2)와 이에 의해 상체로부터 회동하도록 설치된 붐(Boom)(4), 암 실린더(6)와 이에 의해 상기 붐(4)으로부터 회동하도록 연결된 암(Arm)(8), 그리고 버켓 실린더(10)와 이에 의해 상기 암으로부터 회동하도록 장착되는 버켓(Bucket)(12) 를 포함할 수 있다.

상기 굴삭기를 사용하여 굴삭 작업을 수행하기 위하여 붐, 암, 버켓이 동시에 제어되어야 하는 바, 버켓(12) 또는 암(8) 선단이 일정한 궤적으로 이동하도록 제어하여야 한다.

이와 같은 제어를 용이하기 위해서, 상기 붐(4), 암(8), 버켓(12)을 구동하는 붐 실린더(2), 암 실린더(6) 및 버켓 실린더(10)는 유압 실린더로 구현될 수 있는데, 상기 유압 실린더 내부의 유압에 따라 피스톤의 직선 운동량이 가변되면 상기 붐(4), 암(8), 버켓(12)의 회전 운동량이 가변되도록 되어 있다.

상기 각 실린더에 동력원인 압유를 공급하기 위해서, 상기 굴삭기는 원동기 및 메인 펌프를 더 포함할 수 있다. 상기 메인 펌프에 의해 압유가 붐 실린더(2)의 실린더 헤드 측으로 공급되어 붐(4)이 상승되고, 붐(4)의 자중 또는 실린더의 로드 측으로 공급되는 작동유에 의해 붐이 하강되게 구성되어 있다.

동작을 구체적으로 설명하면, 상기 메인 펌프로부터 펌핑되어 압유가 공급되면, 붐 실린더(2)와 암 실린더(6) 및 버켓 실린더(10)들이 신축 작동되고, 이러한 각 실린더(2)(6)(10)들의 신축작동에 따라 붐(2)과 암(6) 및 버켓(10)이 관절운동을 행하는 상태로 움직여 소정의 작업이 이루어지게 되는 것이다.

한편, 도 2는 도 1에 도시된 각 실린더를 제어하여 위한 유압 회로를 나타낸 예시도이다.

도 2를 참조하면, 제어부(21), 제어밸브(22)와, 압력 센서(23) 및 각도센서(24)와, 스풀(25)과, 유압탱크(26) 및 유압펌프(27)와, 조절판(28)가 나타나 있다.

상기 제어부(21)는 상기 압력센서(23)와 각도센서(24)의 출력값을 읽어서, 유압 실린더(29)에 의해 구동되는 작업기의 회전각을 판독하고, 상기 각도센서(24)는 유압펌프(27)의 조절판(28)의 회전각을 감지하고 상기 압력 센서(23)는 상기 유압펌프(27)에서 유압 실린더(29)로 공급되는 유압을 감지하도록 되어 있다.

상기 제어부(21)는 상기 유압펌프 조절판(28)의 목표 회전각을 결정한다, 상기 유압펌프 조절판(28)의 목표각에 따라 각 실린더(2, 6, 10)로 공급되는 유압이 가변되면서 붐, 암, 버켓의 회전각이 달라지도록 되어 있다.

한편 이와 같은 굴삭기의 각 실린더(2, 6, 10)와 유압 라인의 유압 부품에 이상이 발생한 경우에 어느 부분이 문제인지 파악하는 것이 쉽지 않다.

이를 해결하기 위해, 위치센서 및 압력센서를 사용하여 제어 시스템 및 유압부품의 이상을 판단하는 기술이 개발 되었다(일본 특허 특개평 4-344638). 이 기술의 이상 진단 방식에 대해서 간략하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 유압 부품의 이상(고장)을 판단하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이다.

먼저, 붐과 버켓의 이상을 판단하기 위하여 붐과 버켓에 동작명령을 내린다(S10).

상기 동작명령을 받으면, 상기 붐과 버켓을 동작 시키기 전에 현재위치와 실린더의 압력을 측정한다(S11).

상기 측정된 위치와 실린더의 압력 정보를 바탕으로 입력 받은 동작명령에 맞게 붐과 버켓을 동작시키기 위한 전자비례밸브의 출력전류 값과 출력시간을 계산한다(S12).

상기 계산된 시간 동안 전자비례밸브에 전류를 출력시켜 붐과 버켓을 동작시키고 위치를 다시 측정한다(S13).

이어서, 붐과 버켓이 입력받은 명령만큼 이동해서 목표된 위치에 있는지 판단한다(S14).

만약, 상기 목표된 위치에 도달하지 못했으면 붐과 버켓이 동작하도록 유량을 흘려주는 전자비례밸브가 고장난 것으로 판단한다(S15).

그러나, 상기 목표된 위치에 도달하였으면 추가 동작명령 없이 일정시간을 기다린 후에 위치를 다시 측정한다(S16).

이어서, 상기 붐과 암이 목표된 위치에 그대로 있는지 혹은 목표위치에서 크게(S17), 벗어났는지 판단한다(S17).

만약, 상기 붐과 암이 목표 위치에 그대로 있으면, 정상 상태로 판단한다(S18).

그러나, 상기 붐과 암이 목표된 위치에 그대로 있으면 목표된 위치에서 크게 벗어나 있으면, 유압 또는 기계부품의 이상으로 판단한다(S19).

이상에서 설명한 바와 같이, 도 3에 도시된 방법은 정상적으로 전자비례밸브에 제어신호를 주고 있음에도 제한시간 안에 붐이 목표위치에 도달하지 않는다면 전자비례밸브 고장으로 판단한다. 붐이 목표위치까지 도달한 상태에서 추가 동작명령 없이 일정 시간이 지난 후 위치를 재확인했을 때 목표위치를 크게 벗어나 있으면 유압 또는 기계부품의 고장이라고 판단한다.

즉, 도 3에 도시된 방법은 동작명령을 준 다음 명령받은 부분이 정상적으로 목표된 위치에 도달했는지를 확인함으로써 이상을 진단한다.

그러나, 이러한 방법은 전자비례밸브를 사용하는 굴삭기에만 적용이 가능하다는 한계가 있다. 또한 붐, 버켓의 이상을 진단하기 위해서 부위 별로 위치센서와 압력센서를 달아야 하는 단점이 있다.

따라서, 본 명세서는 고장 위치를 보다 정확하고, 경제적으로 판단할 수 있도록 하는 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서에서 제시되는 일 실시예는 굴삭기 이상(또는 고장) 진단 방법을 제공한다. 상기 진단 방법은 굴삭기의 붐(Boom), 암(Arm) 및 버켓(Bucket)의 위치를 하나 이상의 센서를 통해 측정하는 단계와; 상기 붐, 암 및 버켓 각각을 개별적으로 동작시키면서, 상기 붐, 암 그리고 버켓을 구동시키는 메인 펌프의 토출압을 압력 센서를 통해 측정하는 단계와; 상기 동작 후, 상기 붐, 암 및 버켓의 위치를 하나 이상의 센서를 통해 측정하는 단계와; 상기 측정된 위치들 간의 차이를 이용해 산출되는 이동 거리와, 상기 토출압을 기반으로 이론적으로 산출되는 상기 붐, 암 및 버켓의 이동 거리를 비교하는 단계와; 상기 비교 결과에 기초하여, 상기 붐, 암 및 버켓 각각이 정상인지 이상인지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

한편, 전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서에서 제시되는 또 다른 일 실시예는 굴삭기 이상 진단 장치를 제공한다. 상기 굴삭기 이상 진단 장치는 굴삭기의 붐(Boom), 암(Arm) 및 버켓(Bucket)의 위치를 측정하기 위한 하나 이상의 센서와; 상기 붐, 암 및 버켓 각각을 구동하기 위한 실린더에 압유를 공급하는 메인 펌프로부터 토출되는 압력을 측정하기 위한 압력 센서와; 먼저 상기 하나 이상의 센서를 통해 상기 붐, 암 및 버켓의 위치를 측정한 후, 상기 붐, 암 및 버켓 각각을 개별적으로 동작시키면서 상기 압력 센서를 통해서는 상기 메인 펌프의 토출압을 측정하고, 상기 동작 완료 후에는 다시 상기 하나 이상의 센서를 통해 상기 붐, 암 및 버켓의 위치를 재측정하여 실제 이동한 거리를 산출하는 한편 상기 압력 센서로 측정된 토출압을 기반으로는 이론적으로 이동가능한 거리를 산출하여 상기 산출된 실제 이동한 거리와 비교함으로써, 상기 붐, 암 및 버켓 각각이 정상인지 이상인지를 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 위치 센서는 붐의 각도를 측정하는 제1 센서, 암의 각도를 측정하는 제2 센서, 그리고 버켓의 각도를 측정하는 제3 센서를 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 산출된 실제 이동한 거리와 상기 이론적으로 산출된 이동한 거리 간의 차이를 비교함으로써, 상기 붐, 암 및 버켓 각각의 오차를 산출하고, 상기 산출된 각 오차가 허용 오차 보다 큰지를 판단하는 것을 통해 상기 붐, 암 및 버켓 각각이 정상인지 이상인지를 판단할 수 있다.

상기 제어부는 상기 산출된 붐의 오차, 암의 오차 및 버켓의 오차가 모두 허용 오차보다 큰 경우에는, 상기 붐, 암 및 버켓 모두가 이상인 것으로 판단하고, 상기 산출된 붐의 오차 및 암의 오차만이 허용 오차보다 큰 경우에는, 상기 붐 및 암이 이상인 것으로 판단하고, 상기 산출된 붐의 오차 및 버켓의 오차만이 허용 오차보다 큰 경우에는, 상기 붐 및 버켓이 이상인 것으로 판단하고, 상기 산출된 암의 오차 및 버켓의 오차만이 허용 오차보다 큰 경우에는 상기 암 및 버켓이 이상인 것으로 판단하고, 상기 산출된 붐의 오차만이 허용 오차보다 큰 경우에는 상기 붐 만이 이상인 것으로 판단하고, 상기 산출된 암의 오차만이 허용 오차보다 큰 경우에는 상기 암 만이 이상인 것으로 판단하고, 상기 산출된 버켓의 오차만이 허용 오차보다 큰 경우에는 상기 버켓 만이 이상인 것으로 판단할 수 있다.

상기 붐, 암 및 버켓 각각의 허용 오차는 저장 매체로부터 획득하거나 혹은 굴삭기 제품 별 허용오차 값을 가진 서버를 통해서 다운로드하여 획득할 수 있다.

본 명세서에서 제시된 일 실시예에 따르면, 첫째로 이상 발생 시 수리시간 및 비용이 절감된다. 즉, 기존에는 프론트 부의 유압부품에 이상이 발생하면 어느 부분이 문제인지 확인하기 어려운 경우가 많아 수리에 시간 및 비용이 많이 발생하였다. 본 명세서 제안한 방법을 사용하면 붐, 암, 버켓 중 어느 부분의 유압부품에서 이상이 생긴 것인지 확인이 가능하여 수리 시간이 단축되고 소모되는 비용도 줄어들 수 있다.

둘째로 적은 센서의 수로 이상진단이 가능하다. 즉, 종래의 이상진단 기술은 붐, 암, 버켓의 이상을 진단하려면 위치센서와 압력센서가 각각 3개씩 총 6개가 필요하다. 반면에 제안하는 방법은 3개의 위치센서와 1개의 압력센서만으로 진단이 가능하여 기능구현 시 추가 비용이 적게 든다는 장점이 있다.

셋째로 MCV의 방식에 상관없이 적용이 가능하다. 즉, 종래의 이상진단 기술은 전자비례밸브가 적용된 차량에서만 진단이 가능하지만 제안하는 방법은 밸브의 종류에 상관없이 유압을 사용하는 건설기계에 모두 적용이 가능하다는 장점이 있다.

넷째로 진단결과를 데이터베이스화하여 제품개선에 반영할 수 있다. 즉, 진단결과를 표시장치를 통하여 사용자에게 알려줄 뿐만 아니라 통신을 사용하여 제조업체에 전송하기 때문에 제조업체는 이상진단정보를 바탕으로 제품을 개선하여 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 굴삭기의 일 측면을 예시적으로 나타낸 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 각 실린더를 제어하여 위한 유압 회로를 나타낸 예시도이다.
도 3은 유압 부품의 이상(고장)을 판단하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 굴삭기 이상 진단을 위한 회로부를 간략히 나타낸 블록도이다.
도 5는 굴삭기의 유압 회로를 간략히 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이상(고장)을 판단하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

도 4는 굴삭기 이상 진단을 위한 회로부를 간략히 나타낸 블록도이고, 도 5는 굴삭기의 유압 회로를 간략히 나타낸 블록도이다.

먼저, 도 4를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 굴삭기 이상 진단을 위한 회로부는 제어부(110), 하나 이상의 센서(160), 그리고 출력부(190)를 포함할 수 있다.

상기 하나 이상의 센서(160)는 도시된 바와 같이, 붐 위치 센서(161), 암 위치 센서(162), 버켓 위치 센서(163)을 포함할 수 있다. 한편, 상기 하나 이상의 센서(160)는 메인 펌프 압력 센서(164)를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부(110)는 상기 메인 펌프 압력 센서(164)에 의해 측정된 압력을 기반으로 계산된 붐, 암, 버켓 실린더의 위치와 상기 붐 위치 센서(161), 암 위치 센서(162), 버켓 위치 센서(163)로 실제 측정된 위치를 비교하여 붐, 암, 버켓 중 이상이 있는 부분을 판단하는 역할을 한다.

상기 출력부(190)는 상기 붐, 암, 버켓 중 이상이 있는 부분에 대한 정보를 표시하는 디스플레이 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 출력부(190)는 이상 있는 부분에 대한 정보를 제조회사 서버 또는 정비 업체 서버로 전송할 수 있다.

한편, 도 5를 참조하면, 굴삭기 레버 압력 감지부(120), 메인 펌프(130), 메인제어밸브(Main Control Valve: MCV) (140), 붐 실린더(151), 암 실린더(152), 버켓 실린더(153)가 나타나 있다.

굴삭기 조작자 또는 운전자가 붐, 암, 버켓을 동작시키기 위하여 레버를 조작하면, 상기 굴삭기 레버 압력 감지부(120)에서 레버의 조작 정도를 측정하고, 상기 측정에 따라 상기 메인 펌프(130)에서 토출된 유량이 상기 메인제어밸브(MCV)(140)를 지나, 상기 붐 실린더(151), 암 실린더(152), 버켓 실린더(153)에 전달된다. 이때, 상기 메인제어밸브(MCV)(140)는 상기 측정된 레버 조작 정도에 따라 상기 붐 실린더(151), 암 실린더(152), 버켓 실린더(153)에 유량을 분배하는 역할을 한다. 상기 메인제어밸브(MCV)(140)를 통과한 유체가 상기 붐 실린더(151), 암 실린더(152), 버켓 실린더(153) 중 어느 하나 이상을 이동시키면 해당되는 붐, 암, 버켓 중 적어도 하나 이상이 동작하게 된다. 본 발명에서는 붐, 암, 버켓을 개별 동작하게 한 후 측정된 메인 펌프(130)의 유체 토출압을 바탕으로 각 동작 별로 상기 붐 실린더(151), 암 실린더(152), 버켓 실린더(153)의 움직이는 거리를 이론적으로 계산한다. 개별 동작 후에 해당 위치 센서(161, 162, 163)로 붐, 암, 버켓의 위치를 측정하여 해당 실린더(151, 152, 153)가 실제 이동한 거리를 계산하여 앞에서 구한 이론적 계산량과 비교하여 오차를 구한다. 오차가 미리 설정된 허용 범위를 넘는 경우 실린더 유압부품 쪽에 이상이 있다고 판단한다. 허용 범위는 제품 별로 초기에 설정된 값이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이상(고장)을 판단하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 6을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 붐, 암, 버켓에 장착한 위치센서(161, 162, 163)와 메인펌프의 압력센서(164)를 활용하여 각 부분별 이상을 진단할 수 있다.

구체적으로, 먼저 상기 위치센서(161, 162, 163)를 통해 붐, 암, 버켓 개별 동작 전에 부분 별로 각도를 측정한다(S101).

이어서, 상기 측정된 각도를 기반으로 동작 전 붐, 암, 버켓 실린더의 위치를 계산한다(S102).

그리고, 상기 붐, 암, 버켓 각각에 대하여 개별동작을 실시한다(S103). 일반적인 복합동작은 고장난 부분이 정상적으로 동작하는 부분에 영향을 줄 수 있기 때문에, 개별 동작을 실시한다.

다음으로, 붐, 암, 버켓 실린더(151, 152, 153)의 이론적 이동거리를 계산하기 위하여 메인 펌프(130)의 토출 압을 측정한다(S104). 상기 개별동작에 따른 메인 펌프(130) 토출압 정보를 바탕으로 붐, 암, 버켓 실린더(151, 152, 153)의 이론적 위치 값을 계산한다(S105).

이어서, 개별동작 후에 상기 위치센서(161, 162, 163)를 통해 상기 붐, 암, 버켓의 각도를 측정한다(S106). 상기 측정된 각도를 기반으로 붐, 암, 버켓 실린더(151, 152, 153)의 위치를 계산한 후 개별 동작 전의 실린더 위치와 비교하여 개별 동작에 의한 실린더의 이동 거리를 구한다(S107).

다음으로, 이론적으로 계산된 실린더 이동거리와 실제 측정된 실린더 이동거리간의 오차를 계산한다(S108). 그리고, 굴삭기 제품 별로 초기에 설정된 실린더 허용오차 값을 서버를 통해서 받거나 저장 매체에 저장되어 있는 값을 읽어온다(S109).

그리고, 붐 실린더의 오차값이 허용오차보다 큰지 확인한다(S110). 만약, 붐 실린더의 오차값이 허용오차보다 크면, 우선 붐 실린더에 유압부품에 이상이 있는 것으로 판단한 후 암 실린더의 오차값을 허용오차와 비교한다(S111).

또한, 붐 실린더 유압부품에 이상이 있는 것으로 판단된 상태에서 암 실린더의 오차값이 허용오차보다 크면 붐과 암 실린더 두 부분의 유압부품에 이상이 있는 것으로 판단한 후 버켓 실린더의 오차값을 허용오차와 비교한다(S112). 이와 같이, 붐과 암 실린더에 이상이 있는 것으로 판단된 상태에서 버켓 실린더의 오차값이 허용오차보다 크면 붐, 암, 버켓 세 부분의 유압부품에 이상이 있는 것으로 판단한다(S113). 그러나, 붐과 암 실린더에 이상이 있는 것으로 판단된 상태에서, 버켓 실린더의 오차값이 허용오차보다 작으면 붐, 암 두 부분의 유압부품에 이상이 있는 것으로 판단한다(S116).

또한, 붐 실린더 유압부품에 이상이 있는 것으로 판단된 상태에서, 암 실린더의 오차값이 허용오차보다 작으면 붐 실린더 유압부품에 이상이 있는 것으로 판단한 후 버켓 실린더의 오차값을 허용오차와 비교한다(S114). 이와 같이, 붐 실린더 유압부품에 이상이 있는 것으로 판단된 상태에서 버켓 실린더의 오차값이 허용오차보다 크면 붐과 버켓 실린더 두 부분의 유압부품에 이상이 있는 것으로 판단한다(S115). 그러나, 버켓 실린더의 오차값이 허용오차보다 작으면 붐 실린더의 유압부품에 이상이 있는 것으로 판단한다(S120)

한편, 붐 실린더의 오차값이 허용오차보다 작으면 우선 붐 실린더에 유압부품에 이상이 없는 것으로 판단한 후 암 실린더의 오차값을 허용오차와 비교한다(S117). 이와 같이, 붐 실린더 유압부품에 이상이 없는 것으로 판단된 상태에서 암 실린더의 오차값이 허용오차보다 크면 암 실린더의 유압부품에 이상이 있는 것으로 판단한 후 버켓 실린더의 오차값을 허용오차와 비교한다(S118). 이와 같이, 암 실린더의 유압부품에 이상이 있는 것으로 판단된 상태에서 버켓 실린더의 오차값이 허용오차보다 크면 암과 버켓 실린더 두 부분의 유압부품에 이상이 있는 것으로 판단한다(S119). 그러나, 버켓 실린더의 오차값이 허용오차보다 작으면 암 실린더의 유압부품에 이상이 있는 것으로 판단한다(S123).

다른 한편, 암 실린더의 오차값이 허용오차보다 작으면 붐과 암 실린더 두 부분의 유압부품에 이상이 없는 것으로 판단한 후 버켓 실린더의 오차값을 허용오차와 비교한다(S121). 이와 같이, 붐과 암 실린더 두 부분의 유압부품에 이상이 없는 것으로 판단된 상태에서 버켓 실린더의 오차값이 허용오차보다 크면 버켓 실린더의 유압부품에 이상이 있는 것으로 판단한다(S122). 그러나, 버켓 실린더의 오차값이 허용오차보다 작으면 정상상태로 판단한다(S124).

이상과 같이, 본 발명은 기존 이상진단에서 사용하던 센서의 개수를 줄이고 전자비례밸브가 장착되지 않은 차량에서도 진단할 수 있게 한다. 즉, 압력센서를 붐, 암, 버켓의 실린더에 장착하지 않고 메인펌프에만 장착함으로써 사용하는 압력센서의 개수를 줄였다. 또한 전자비례밸브에 출력명령을 주고 위치를 확인하는 방식이 아닌 특정동작을 수행하는 상태에서 메인펌프 압력 대 붐, 암, 버켓의 위치를 비교함으로써 전자비례밸브가 아닌 차량에서도 이상진단이 가능하게 하였다.

전술한 방법은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

110: 제어부
120: 굴삭기 레버 압력 감지부
130: 메인 펌프
140: 메인 제어 밸브
151: 붐 실린더
152: 암 실린더
153: 버켓 실린더
160: 센서
161: 붐 위치 센서
162: 암 위치 센서
163: 버켓 위치 센서
164: 메인 펌프 압력 센서
190: 출력부

Claims (6)

1. 굴삭기의 붐(Boom), 암(Arm) 및 버켓(Bucket)의 위치를 하나 이상의 센서를 통해 측정하는 단계와;
   상기 붐, 암 및 버켓 각각을 개별적으로 동작시키면서, 상기 붐, 암 그리고 버켓을 구동시키는 메인 펌프의 토출압을 압력 센서를 통해 측정하는 단계와;
   상기 동작 후, 상기 붐, 암 및 버켓의 위치를 하나 이상의 센서를 통해 측정하는 단계와;
   상기 측정된 위치들 간의 차이를 이용해 산출되는 이동 거리와, 상기 토출압을 기반으로 이론적으로 산출되는 상기 붐, 암 및 버켓의 이동 거리를 비교하는 단계와;
   상기 비교 결과에 기초하여, 상기 붐, 암 및 버켓 각각이 정상인지 이상인지를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 굴삭기 이상 진단 방법.
2. 굴삭기의 붐(Boom), 암(Arm) 및 버켓(Bucket)의 위치를 측정하기 위한 하나 이상의 센서와;
   상기 붐, 암 및 버켓 각각을 구동하기 위한 실린더에 압유를 공급하는 메인 펌프로부터 토출되는 압력을 측정하기 위한 압력 센서와;
   먼저 상기 하나 이상의 센서를 통해 상기 붐, 암 및 버켓의 위치를 측정한 후, 상기 붐, 암 및 버켓 각각을 개별적으로 동작시키면서 상기 압력 센서를 통해서는 상기 메인 펌프의 토출압을 측정하고, 상기 동작 완료 후에는 다시 상기 하나 이상의 센서를 통해 상기 붐, 암 및 버켓의 위치를 재측정하여 실제 이동한 거리를 산출하는 한편 상기 압력 센서로 측정된 토출압을 기반으로는 이론적으로 이동가능한 거리를 산출하여 상기 산출된 실제 이동한 거리와 비교함으로써, 상기 붐, 암 및 버켓 각각이 정상인지 이상인지를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기 이상 진단 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 위치 센서는
   붐의 각도를 측정하는 제1 센서, 암의 각도를 측정하는 제2 센서, 그리고 버켓의 각도를 측정하는 제3 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기 이상 진단 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 제어부는
   상기 산출된 실제 이동한 거리와 상기 이론적으로 산출된 이동한 거리 간의 차이를 비교함으로써, 상기 붐, 암 및 버켓 각각의 오차를 산출하고,
   상기 산출된 각 오차가 허용 오차 보다 큰지를 판단하는 것을 통해 상기 붐, 암 및 버켓 각각이 정상인지 이상인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 굴삭기 이상 진단 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 제어부는
   상기 산출된 붐의 오차, 암의 오차 및 버켓의 오차가 모두 허용 오차보다 큰 경우에는, 상기 붐, 암 및 버켓 모두가 이상인 것으로 판단하고,
   상기 산출된 붐의 오차 및 암의 오차만이 허용 오차보다 큰 경우에는, 상기 붐 및 암이 이상인 것으로 판단하고,
   상기 산출된 붐의 오차 및 버켓의 오차만이 허용 오차보다 큰 경우에는, 상기 붐 및 버켓이 이상인 것으로 판단하고,
   상기 산출된 암의 오차 및 버켓의 오차만이 허용 오차보다 큰 경우에는, 상기 암 및 버켓이 이상인 것으로 판단하고,
   상기 산출된 붐의 오차만이 허용 오차보다 큰 경우에는, 상기 붐 만이 이상인 것으로 판단하고,
   상기 산출된 암의 오차만이 허용 오차보다 큰 경우에는, 상기 암 만이 이상인 것으로 판단하고,
   상기 산출된 버켓의 오차만이 허용 오차보다 큰 경우에는, 상기 버켓 만이 이상인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 굴삭기 이상 진단 장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 붐, 암 및 버켓 각각의 허용 오차는 저장 매체로부터 획득하거나 혹은
   굴삭기 제품 별 허용오차 값을 가진 서버를 통해서 다운로드하여 획득하는 것을 특징으로 하는 굴삭기 이상 진단 장치.

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