KR20170032396A - 건설 기계의 관리 시스템 - Google Patents

Abstract

기체의 고장 해석이나 고장ㆍ예조 진단을 고정밀도이고 또한 저비용으로 행할 수 있는 건설 기계의 관리 시스템을 제공한다. 건설 기계의 디젤 엔진(21)의 누적 스트레스값을 검출하는 엔진 컨트롤 유닛(104)과, 크랭크 케이스압을 검출하는 크랭크 케이스압 센서(308)를 갖는, 적어도 하나의 대표 기체[건설 기계(1a)]와, 엔진 컨트롤 유닛(104)을 갖고, 또한 크랭크 케이스압 센서(308)를 갖지 않는, 적어도 하나의 일반 기체[건설 기계(1b, 1c)]를 포함하는 건설 기계의 기체군에 있어서, 센터 서버(105)는 대표 기체로부터 얻어진 누적 스트레스값과 크랭크 케이스압의 상관 정보와, 일반 기체의 누적 스트레스값에 기초하여, 일반 기체의 크랭크 케이스압에 관한 고장 상태의 예조 진단을 행한다.

Description

건설 기계의 관리 시스템 {CONSTRUCTION MACHINE MANAGEMENT SYSTEM}

본 발명은 건설 기계의 고장 해석이나 고장ㆍ예조 진단 등의 처리를 행하는 관리 시스템에 관한 것이다.

유압 셔블 등의 건설 기계에 있어서는, 트럭 등의 차량에 비해 부하율이 높기 때문에, 엔진 등이 고장에 이를 가능성이 상대적으로 높다. 한편, 이와 같은 건설 기계가 치명적인 고장에 이른 경우에는, 방대한 수리비가 발생함과 함께 수리 기간 중의 가동률을 대폭으로 저하시킬 수밖에 없다는 사정이 있기 때문에, 고장 해석이나 예조 진단 등을 행함으로써 고장 초기에서의 정비 대응을 가능하게 하여, 기체의 치명적인 고장을 회피하는 것이 요망되어 있다.

예를 들어, 건설 기계에 사용되는 엔진의 고장 진단에 관한 기술로서, 특허문헌 1(일본 특허 공개 제2012-177319호 공보)에는 원동기인 엔진에 통 내압 센서를 설치하여, 연료 분사 밸브의 고장을 검출하는 내연 기관의 고장 진단 장치가 개시되어 있다.

또한, 엔진의 고장 진단에 관한 다른 기술로서, 예를 들어 특허문헌 2(일본 특허 공개 제2008-196428호 공보)에는 엔진 출력에 관련한 신호의 크기와 출현 빈도의 관계를 나타내는 빈도 분포 정보를 생성하여 축적하고, 그 빈도 분포 정보에 기초하여 엔진 출력의 저하를 검지하는 기체 진단 장치가 개시되어 있다.

일본 특허 공개 제2012-177319호 공보 일본 특허 공개 제2008-196428호 공보

그러나, 상기 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 상기 특허문헌 1과 같이, 건설 기계의 기체의 동작 제어를 행하기 위해 표준적으로 설치되어 있는 각종 센서 외에, 예를 들어 통 내압 센서와 같은 엔진의 고장 진단에 사용하는 정보를 수집하기 위한 계측용 센서를 별도 설치하는 것에는 기체의 비용 증가로 연결되어 버린다는 과제가 있다.

또한, 상기 특허문헌 2와 같이, 정보 네트워크를 사용하는 시스템에서는 정보를 축적하는 서버와 기체 사이에서의 통신 용량에 제한이 있기 때문에, 정보량이 많은 센서를 각 기체에 설치한 경우에는, 모든 기체로부터의 충분한 정보를 도입할 수 없는 등의 과제가 있다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것이고, 기체의 고장 해석이나 고장ㆍ예조 진단을 고정밀도이고 또한 저비용으로 행할 수 있는 건설 기계의 관리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 건설 기계의 기체에 관한 제1 정보를 검출하는 제1 정보 검출 장치와, 제2 정보를 검출하는 제2 정보 검출 장치를 갖는, 적어도 하나의 제1 기체와, 상기 제1 정보 검출 장치를 갖고, 또한 상기 제2 정보 검출 장치를 갖지 않는, 적어도 하나의 제2 기체를 포함하는 건설 기계의 기체군에 있어서, 각 기체의 상태를 관리하는 건설 기계의 관리 시스템이며, 상기 제1 기체로부터 얻어진 제1 정보와 제2 정보의 상관 정보와, 상기 제2 기체의 제1 정보에 기초하여, 상기 제2 기체의 제2 정보에 관한 고장 상태의 예조 진단을 행하는 기체 상태 진단 장치를 구비한 것으로 한다.

건설 기계의 기체의 고장 해석이나 고장ㆍ예조 진단을 고정밀도이고 또한 저비용으로 행할 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태에 관한 건설 기계의 관리 시스템의 전체 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 제1 실시 형태에 관한 건설 기계의 관리 시스템의 기본적인 사고 방식을 설명하는 도면이고, 건설 기계의 각 기체와 센터 서버를 정보 네트워크로 연결한 관리 시스템의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 제1 실시 형태에 관한 건설 기계의 관리 시스템의 기본적인 사고 방식을 설명하는 도면이고, 복수의 건설 기계를 포함하는 건설 기계군을 형성할 때의 사고 방식을 각각 설명하는 도면이다.
도 4는 제1 실시 형태에 관한 건설 기계의 일례로서 나타내는 유압 셔블의 외관을 도시하는 도면이다.
도 5는 제1 실시 형태에 관한 유압 셔블의 유압 구동계에 관한 구성을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 6은 제1 실시 형태에 관한 유압 셔블의 디젤 엔진을 관련 구성과 함께 추출하여 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 7은 디젤 엔진의 기밀성에 관한 고장ㆍ예조 진단인 기밀 열화 진단 처리에 있어서의 기밀 열화의 진단 원리를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 8은 기밀 열화 진단 처리에 관한 파라미터의 상관을 도시하는 도면이다.
도 9는 기밀 열화 진단 처리에 있어서의 기밀 열화의 판정 방법을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 10은 기밀 열화 진단 처리에 있어서의 처리 플로우를 도시하는 도면이고, 센터 서버(105)의 고장 관련 데이터 축적부(501)가 갖는 데이터 베이스의 갱신 플로우를 도시하는 도면이다.
도 11은 기밀 열화 진단 처리에 있어서의 처리 플로우를 도시하는 도면이고, 기밀 열화 진단 처리에 있어서의 기밀 열화의 판정 플로우를 도시하는 도면이다.
도 12는 디젤 엔진의 과부하에 관한 고장ㆍ예조 진단인 과부하 진단 처리에 있어서의 과부하 진단의 원리를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 13은 과부하 진단 처리에 관한 파라미터의 상관을 도시하는 도면이다.
도 14는 과부하 진단 처리에 있어서의 과부하의 판정 방법을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 15는 과부하 진단 처리에 있어서의 처리 플로우를 도시하는 도면이고, 센터 서버(105)의 고장 관련 데이터 축적부(501)가 갖는 데이터 베이스의 갱신 플로우를 도시하는 도면이다.
도 16은 과부하 진단 처리에 있어서의 처리 플로우를 도시하는 도면이고, 과부하 진단 처리에 있어서의 과부하의 판정 플로우를 도시하는 도면이다.
도 17은 디젤 엔진의 과급기의 과회전에 관한 고장ㆍ예조 진단인 과회전 진단 처리에 있어서의 과회전 진단의 원리를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 18은 과회전 진단 처리에 관한 파라미터의 상관을 도시하는 도면이다.
도 19는 과회전 진단 처리에 있어서의 과회전의 판정 방법을 모식적으로 도시하는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하면서 설명한다.

<제1 실시 형태>

본 발명의 제1 실시 형태를 도 1 내지 도 11을 참조하면서 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 건설 기계의 관리 시스템의 전체 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 1에 있어서, 건설 기계의 관리 시스템은 복수의 건설 기계(1a 내지 1c)(예를 들어, 이후에 상세하게 설명하는 유압 셔블)로부터 정보 네트워크의 통신로(505a 내지 505c)를 통해 얻어지는 건설 기계의 정보를 수집하고, 정보 처리를 행하여 건설 기계군(바꾸어 말하면, 건설 기계의 기체군)의 전체를 관리함과 함께, 건설 기계의 기체에 관한 정보에 기초하여 고장 해석이나 고장ㆍ예조 진단 등을 행하는 기체 상태 진단 장치로서의 센터 서버(105)를 구비하고 있다.

센터 서버(105)는 고장 해석 완료의 데이터를 축적하는 고장 관련 데이터 축적부(501), 고장 진단 처리를 행하기 위한 고장 판정용 데이터 해석부(502), 예조 진단을 행하기 위한 고장 방지용 데이터 해석부(503) 및 고장 관련 경고 발령부(504)를 갖고 있고, 이들에 의해, 각 건설 기계로부터 수집한 기체의 정보에 기초하여 고장 해석이나 고장ㆍ예조 진단의 처리를 행한다.

본 실시 형태에서는 디젤 엔진을 원동기로 하는 유압 셔블을 건설 기계의 일례로서 나타내고, 기체의 정보로서 수집한 디젤 엔진의 각종 정보에 기초하여 고장 해석이나 고장ㆍ예조 진단의 처리를 행하는 경우에 대해 설명한다.

여기서, 본 실시 형태에 있어서의 건설 기계의 관리 시스템의 기본적인 사고 방식에 대해 설명한다.

도 2 및 도 3은 본 실시 형태에 관한 건설 기계의 관리 시스템의 기본적인 사고 방식을 설명하는 도면이고, 도 2는 건설 기계의 각 기체와 센터 서버를 정보 네트워크로 연결한 관리 시스템의 전체 구성을, 도 3은 복수의 건설 기계를 포함하는 건설 기계군을 형성할 때의 사고 방식을 각각 설명하는 도면이다.

도 2에 있어서, 동일한 센터 서버(105)에 정보 네트워크로 접속된 복수(여기서는 3대의 경우를 예시하여 설명함)의 건설 기계(1a 내지 1c)는 동일 기종이고, 각각 대표 기체, 또는 일반 기체로서의 역할이 각각 할당되어 있다.

대표 기체란, 건설 기계군(기체군) 중에서, 가동률이나 작업 부하가 높다고 예측되는 기체[본 실시 형태에서는 건설 기계(1a)로 함]이고, 동일 기체군의 다른 기체[일반 기체: 본 실시 형태에서는 건설 기계(1b, 1c)로 함]에 선행하여 가동시키는 기체이고, 기체군 중에서 미리 경험적으로 설정되는 것이다. 대표 기체[건설 기계(1a)]에는 기체에 있어서의 각종 정보를 취득하기 위해, 대표 기체 및 일반 기체[건설 기계(1b, 1c)]의 양쪽에 있어서 동작 제어용으로서 설치되어 있는 제어용 센서와는 별도로 계측용 센서를 일반 기체와 비교하여 증설함과 함께, 센터 서버(105)와의 접속 시에, 정보량의 증대에 적당한 전용 회선을 설치한다. 또한, 대표 기체 및 일반 기체는 모두 1대 이상이면 되고, 각각 복수의 기체가 설정되어도 된다.

대표 기체는 일반 기체에 대한 선행 가동 기간 중에 계측용 센서에서 얻어진 고장에 관한 상세한 정보(예를 들어, 고장이 일어나기 쉽다고 추측되는 부품에 관한 정보, 각종 고장이 발생했을 때의 운전 조건에 관한 정보, 계측용 센서값과 제어용 센서값의 상관에 관한 정보 등에 대해, 정보 네트워크를 통해 센터 서버(105)에 수집하여 해석함으로써, 동일한 정보 네트워크에 연결되는 다른 기체(다른 대표 기체나 일반 기체)의 고장 해석이나 고장ㆍ예조 진단에 적용한다.

도 3에 있어서, 각 기체군에 있어서의 대표 기체로부터 얻어진 정보를 다른 기체(다른 대표 기체나 일반 기체)에 전개했을 때의 유효성을 가능한 한 높이기 위해, 대표 기체와 다른 기체(일반 기체)의 환경이 유사한 기체로 기체군을 구성한다.

기체군의 구성의 일례로서는, 환경 조건마다의 조 편성이 고려되고, 예를 들어 한냉지, 사막지, 고지, 혹은 습윤지의 각각의 환경 조건별로 기체군을 구성하는 것이 고려된다. 또한, 그 밖의 기체군의 구성예로서는, 엔진 부하에 착안하여 지표로 한 토질마다의 조 편성이 생각되고, 예를 들어 토사 지대, 연암 지대, 혹은 경암 지대의 각각의 작업 토질별로 기체군을 구성해도 된다. 또한, 엔진 부하에 착안하여 지표로 한 다른 조 편성으로서는, 작업 내용마다의 조 편성이 고려되고, 예를 들어 굴삭용이나 해체용 등의 작업 내용별로 기체군을 구성해도 된다. 또한, 상기에서 예로 든 복수의 지표를 매트릭스 형상으로 조합하고, 보다 세분화한 조 편성으로 하여, 각 기체군에 있어서의 운용 조건의 유사성을 높여도 된다.

도 4는 본 실시 형태에 관한 건설 기계의 일례로서 나타내는 유압 셔블의 외관을 도시하는 도면이다. 또한, 도 5는 유압 셔블의 유압 구동계에 관한 구성을 모식적으로 도시하는 도면이다.

도 4 및 도 5에 있어서, 건설 기계인 유압 셔블(1)은 크롤러식의 하부 주행체(5)와, 하부 주행체(5)에 대해 선회 가능하게 설치된 상부 선회체(4)와, 굴삭 작업 수단 등을 구비하는 작업 장치(2)로 개략 구성되어 있다.

상부 선회체(4)에는 유압 셔블(1)의 조작 장치나 오퍼레이터가 착석하는 운전석 등이 배치된 운전실(3), 건설 기계인 유압 셔블(1)의 원동기로서의 디젤 엔진(21), 유압 펌프(22) 및 선회 유압 모터(31) 등이 구비되어 있다. 운전실(3)의 내부에는 유압 셔블(1)에 관한 계기류 등의 각종 정보를 표시하는 표시 장치로서의 모니터 유닛(103)(후의 도 6 참조)이나 각종 조작을 행하는 조작 장치(도시하지 않음) 등이 설치되어 있다.

디젤 엔진(21)과 유압 펌프(22)는 기계적으로 접속되어 있고, 디젤 엔진(21)에 의해 구동된 유압 펌프(22)는 작동유 탱크(24)의 작동유를 압축하여 압유로 하고, 컨트롤 밸브(23)에 공급한다. 컨트롤 밸브(23)는 오퍼레이터로부터의 조작 명령에 기초하여, 하부 주행체(5), 상부 선회체(4) 및 작업 장치(2)의 동작에 필요한 압유를 제어 분배하고, 불필요한 압유에 대해서는 작동유 탱크(24)로 복귀시키고 있다. 선회 유압 모터(31)는 컨트롤 밸브(23)를 통해 공급되는 압유에 의해 구동되고, 선회 감속 장치(32) 및 선회 기어(33)를 통해 상부 선회체(4)를 하부 주행체(5)에 대해 우측 방향 또는 좌측 방향으로 선회 구동시킨다.

하부 주행체(5)에는 좌우의 주행 유압 모터(42)(한쪽만 도시)가 배치되어 있고, 유압 펌프(22)로부터 컨트롤 밸브(23) 및 센터 조인트(41)를 경유하여 보내진 압유에 의해, 주행 유압 모터(42) 및 주행 감속 장치(43)가 구동됨으로써 크롤러(44)가 회전 구동되고, 유압 셔블(1)은 전방 또는 후방으로 주행한다.

작업 장치(2)는 붐(6), 아암(7) 및 버킷(8)으로 구성되어 있고, 붐(6)은 붐 실린더(9)에 의해 상하 이동되고, 아암(7)은 아암 실린더(10)에 의해 덤프측(개방하는 측) 또는 클라우드측(긁어 넣는 측)으로 조작되고, 버킷(8)은 버킷 실린더(11)에 의해 덤프측 또는 클라우드측으로 조작된다. 붐 실린더(9), 아암 실린더(10) 및 버킷 실린더(11)는 컨트롤 밸브(23)를 통해 공급되는 압유에 의해 구동된다.

도 6은 본 실시 형태에 관한 유압 셔블의 디젤 엔진을 관련 구성과 함께 추출하여 모식적으로 도시하는 도면이다.

도 6에 있어서, 유압 셔블(1)의 디젤 엔진(21)에는 출력 샤프트(305)를 통해 유압 펌프(22)에 직결되어 있고, 유압 펌프(22)는 디젤 엔진(21)에 의해 구동된다.

디젤 엔진(21)에는 전자 제어식의 연료 분사 장치(301), 배기 매니폴드(302)를 통해 배출되는 배기 가스로 구동되는 터보 차저(303) 및 배기 가스 정화 장치의 1종인 DPF(Diesel Particulate Filter) 장치(401)가 구비되어 있다. DPF 장치(401)는 배기 매니폴드(302)로 이어지는 배기관(304)에 설치되어 있고, 그 상류측에 배치된 산화 촉매(402)와, 그 하류측에 배치되고, 배기 가스에 포함되는 입자상 물질(PM: Particle Matter)을 포집하는 PM 포집 필터(403)로 구성되어 있다.

엔진 컨트롤 유닛(104)에는 메인 컨트롤 유닛(101)으로부터 송신되는 목표 엔진 회전수와, 출력 샤프트(305)에 설치된 회전수 센서(306)에 의해 검출된 실엔진 회전수와, 터보 차저(303)로의 배기의 공급부에 설치된 과급압 센서(307)에 의해 검출된 과급압과, 디젤 엔진(21)에 설치된 크랭크 케이스압 센서(308)에 의해 검출된 크랭크 케이스압과, DPF 장치(401)에 설치된 배기 온도 센서(404)에 의해 검출된 배기 온도와, DPF 차압 센서(405)에 의해 검출된 DPF 전후 차압이 입력되어 있다. 엔진 컨트롤 유닛(104)은 메인 컨트롤 유닛(101)으로부터 송신된 목표 엔진 회전수와, 회전수 센서(306)로부터 송신된 실엔진 회전수의 차분에 기초하여 연료 분사 장치(301)에 대해 목표 연료 분사량을 송신하여 엔진 회전수를 제어한다.

또한, 건설 기계의 기체에 관한 정보로서 크랭크 케이스압을 검출하는 정보 검출 장치로서의 크랭크 케이스압 센서(308)는 대표 기체에만 신설ㆍ추가되어 있고, 일반 기체에는 설치되어 있지 않다.

메인 컨트롤 유닛(101)은 유압 셔블(1)의 전체 동작을 제어하는 것이고, 엔진의 시동이나 정지에 영향을 미치는 키 스위치(201)로부터의 신호나, 디젤 엔진(21)의 회전수를 지정하는 엔진 컨트롤 다이얼(202)로부터의 신호, 디젤 엔진(21)의 아이들 회전수를 최적화하는 오토 아이들 스위치(203)로부터의 신호 및 디젤 엔진(21)의 출력을 조정하는 파워 모드 스위치(204)로부터의 신호 등이 입력되어 있고, 메인 컨트롤 유닛(101)은 이들 정보를 기초로 목표 엔진 회전수를 연산하여 엔진 컨트롤 유닛(104)으로 송신한다.

또한, 메인 컨트롤 유닛(101)에는 오퍼레이터에 유압이나 엔진에 관한 정보를 제공하는 표시 장치로서의 모니터 유닛(103)이나, 유압 셔블(1)의 기체에 관한 정보의 외부와의 교환을 행하는 정보 컨트롤 유닛(102) 등이 접속되어 있다. 정보 컨트롤 유닛(102)은 통신로로서의 위성 통신(107)을 통해 센터 서버(105)와 상호 통신이 가능하고, 유압 셔블(1)의 기체의 정보를 센터 서버(105)로 송신하는 것 외에, 센터 서버(105)로부터 송신되는 인프라 정보나 건설 기계군을 구성하는 각 기체로의 참고 정보, 각 명령값 등을 수신한다.

여기서, 본 실시 형태의 건설 기계의 관리 시스템에 있어서의 고장 해석이나 고장ㆍ예조 진단의 처리에 대해 상세하게 설명한다. 본 실시 형태에서는 구체적인 사례로서 디젤 엔진의 기밀성에 관한 고장 해석이나 고장ㆍ예조 진단을 행하는 경우를 예시하여 설명한다.

본 실시 형태에 있어서의 건설 기계의 관리 시스템은 건설 기계의 기체에 관한 누적 스트레스(제1 정보)를 검출하는 누적 스트레스 검출 장치(후술하는 각종 센서나 엔진 컨트롤 유닛, 아우어 미터 등에 의해 구성되는 제1 정보 검출 장치)와, 크랭크 케이스압(제2 정보)을 검출하는 크랭크 케이스압 센서(308)(제2 정보 검출 장치)를 갖는, 적어도 하나의 대표 기체(제1 기체)와, 누적 스트레스 검출 장치(제1 정보 검출 장치)를 갖고, 또한 크랭크 케이스압 센서(308)(제2 정보 검출 장치)를 갖지 않는, 적어도 하나의 일반 기체(제2 기체)를 포함하는 건설 기계의 기체군에 있어서, 각 기체의 상태를 관리하는 것이며, 센터 서버(105)(기체 상태 진단 장치)에 의해, 대표 기체(제1 기체)로부터 얻어진 누적 스트레스(제1 정보)와 크랭크 케이스압(제2 정보)의 상관 정보와, 일반 기체(제2 기체)의 누적 스트레스(제1 정보)에 기초하여, 일반 기체(제2 기체)의 크랭크 케이스압(제2 정보)에 관한 고장 상태의 예조 진단을 행하는 것이다.

도 7은 디젤 엔진의 기밀성에 관한 고장ㆍ예조 진단인 기밀 열화 진단 처리에 있어서의 기밀 열화의 진단 원리를 모식적으로 도시하는 도면이고, 도 8은 기밀 열화 진단 처리에 관한 파라미터의 상관을 도시하는 도면이고, 도 9는 기밀 열화 진단 처리에 있어서의 기밀 열화의 판정 방법을 모식적으로 도시하는 도면이다.

도 7에 있어서는, 디젤 엔진(21)의 크랭크 케이스(21a)와 그 주변 구성을 모식적으로 도시하고 있다. 디젤 엔진(21)은, 예를 들어 장기 사용에 의한 부품 사이의 마모 등에 의해, 실린더(21b)와 피스톤(21c) 사이의 클리어런스가 넓어지고, 엔진 내부[즉, 실린더(21b)에 있어서의 연소실]의 기밀이 열화되어 버려, 블로바이 가스[연소실로부터 크랭크 케이스(21a)측으로 불어지는 미연 가스]가 증가하기 때문에, 디젤 엔진(21)의 기밀 열화 시에는 정상 시에 비해 크랭크 케이스(21a)의 내압이 상승한다. 즉, 크랭크 케이스(21a)의 내압을 크랭크 케이스압 센서(308)로 모니터하면, 그 압력값으로부터 엔진의 기밀 열화 상태에 관하여 예조 진단을 행할 수 있다.

도 8에서는 대표 기체의 디젤 엔진에 있어서의 크랭크 케이스압과 누적 스트레스의 관계를 나타내고 있고, 종축에 크랭크 케이스압, 횡축에 누적 스트레스를 각각 나타내고 있다.

도 8에 도시한 바와 같이, 누적 스트레스 S가 0인 경우에는, 크랭크 케이스압 P는 초기값 P0이고, 누적 스트레스 S가 증가함에 따라 크랭크 케이스압 P도 상승한다. 누적 스트레스 S가 어느 수준을 초과하면 크랭크 케이스압 P는 급격하게 상승하고, 누적 스트레스 S가 어느 값 S1이 되면 크랭크 케이스압 P의 정상값으로서의 허용 한계값 P1(크랭크 케이스압 허용 한계값)에 도달하고, 누적 스트레스 S가 값 S1을 초과하면 크랭크 케이스압 P는 허용 범위 외에 도달한다.

전술한 바와 같이, 디젤 엔진(21)의 기밀 열화에 상관이 있는 크랭크 케이스압은 대표 기체의 디젤 엔진(21)에 설치된 크랭크 케이스압 센서(308)에 의해 검출된다. 또한, 누적 스트레스는 대표 기체 및 일반 기체에 설치된 각종 센서의 검출값에 기초하여 엔진 컨트롤 유닛 등에서 연산되는 엔진 부하율의 평균값과, 건기의 가동 시간 누적값을 나타내는 아우어 미터값을 곱한 값을 가지고 지표로 하고 있다. 크랭크 케이스압과 누적 스트레스의 상관은 대표 기체의 선행 가동 기간 중에 누적 스트레스와 크랭크 케이스압의 관계를 플롯하면서, 그 정보를 센터 서버(105) 내의 데이터 베이스에 저장함으로써 취득한다. 크랭크 케이스압과 누적 스트레스의 상관을 사용함으로써, 일반 기체의 각종 센서의 검출값으로부터 엔진 컨트롤 유닛(104)에서 연산 가능한 누적 스트레스값에 기초하여 크랭크 케이스압을 추정할 수 있고, 나아가서는 디젤 엔진(21)의 기밀 열화의 정도를 추정하여 고장 상태의 예조 진단을 행하는 것이 가능해진다.

도 9에 도시한 바와 같이, 기밀 열화 진단 처리에 있어서의 기밀 열화의 판정에서는 대표 기체[건설 기계(1a) 참조]에서 얻어진 기밀 열화 진단에 관한 정보(크랭크 케이스압과 누적 스트레스의 상관)를, 다른 일반 기체[건설 기계(1b, 1c)]에 전개한다. 대표 기체에 있어서 취득한 크랭크 케이스압과 누적 스트레스의 상관을 센터 서버(105)를 통해 다른 일반 기체에 적용하여, 디젤 엔진(21)의 기밀 열화 진단 처리를 실시한다.

예를 들어, 어느 일반 기체[건설 기계(1b)]의 기밀 열화 진단 처리를 실시할 때에는, 센터 서버(105) 내에 건설 기계(1b)의 누적 스트레스에 관한 정보를 도입하고, 누적 스트레스와 크랭크 케이스압의 관계에 기초하여 크랭크 케이스압의 추정값을 연산한다. 연산의 결과, 추정 크랭크 케이스압이 허용 범위 외에 있는 것이 판정되었을 때에는, 센터 서버(105)로부터 건설 기계(1b)에 대해 기밀 열화에 관한 경고(기밀 열화 경고)를 발령하고, 모니터 유닛(표시 장치)(103) 등에 표시시킴으로써 오퍼레이터에게 기체의 점검을 촉구한다.

또한, 다른 일반 기체[건설 기계(1c)]의 기밀 열화 진단 처리를 실시할 때에도 마찬가지로, 센터 서버(105) 내에 건설 기계(1c)의 누적 스트레스에 관한 정보를 도입하고, 누적 스트레스와 크랭크 케이스압의 관계에 기초하여 크랭크 케이스압의 추정값을 연산한다. 연산의 결과, 추정 크랭크 케이스압이 허용 범위 내에 있는 것이 판정되었을 때에는, 센터 서버(105)는 액션을 일으키지 않고, 기밀 열화 진단 처리의 프로세스를 종료한다.

이어서, 본 실시 형태에 있어서의 기밀 열화 진단 처리에 대해 설명한다.

도 10은 기밀 열화 진단 처리에 있어서의 처리 플로우를 도시하는 도면이고, 센터 서버(105)의 고장 관련 데이터 축적부(501)가 갖는 데이터 베이스의 갱신 플로우를 도시하는 도면이다.

도 10에 있어서, 센터 서버(105)의 고장 관련 데이터 축적부(501)는 먼저, 고장 판정에 관한 데이터 베이스를 갱신하기 위해 미리 정한 주기에 도달했는지 여부를 판정하여(스텝 S601), 판정 결과가 예인 경우에는, 대표 기체에 있어서의 누적 스트레스값을 입수하고(스텝 S602), 대표 기체에 신설한 크랭크 케이스압 센서(308)에 의해, 미리 정한 특정한 운전 조건 하에 있어서의 크랭크 케이스압의 평균값을 취득하고(스텝 S603), 데이터 베이스에 있어서의 누적 스트레스와 크랭크 케이스압의 관계에 관한 정보를 갱신하고(스텝 S604), 처리를 종료한다. 또한, 스텝 S601에서의 판정 결과가 아니오인 경우에는, 데이터 베이스를 갱신하지 않고 처리를 종료한다.

도 11은 기밀 열화 진단 처리에 있어서의 처리 플로우를 도시하는 도면이고, 기밀 열화 진단 처리에 있어서의 기밀 열화의 판정 플로우를 도시하는 도면이다.

도 11에 있어서, 센터 서버(105)의 고장 관련 데이터 축적부(501)는 먼저, 대표 기체의 정보로부터 생성한 누적 스트레스와 크랭크 케이스압의 관계에 관한 정보를 데이터 베이스로부터 판독하고(스텝 S611), 또한 미리 설정한 크랭크 케이스압 허용 한계값에 관한 정보를 데이터 베이스로부터 판독한다(스텝 S612). 이어서, 고장 판정용 데이터 해석부(502)는 기밀 열화 판정 처리의 처리 대상이 되는 기체의 누적 스트레스값을 취득하고(스텝 S613), 스텝 S611, S612에서 판독한 누적 스트레스와 크랭크 케이스압의 관계와, 스텝 S613에서 취득한 누적 스트레스값을 사용하여, 기밀 열화 판정 처리의 처리 대상의 크랭크 케이스압을 추정하고, 추정 크랭크 케이스압을 취득한다(스텝 S614). 이어서, 고장 관련 경고 발령부(504)는 추정 크랭크 케이스압이 크랭크 케이스압 허용 한계값보다도 작은지 여부를 판정하여(스텝 S615), 판정 결과가 아니오인 경우에는, 디젤 엔진(21)의 기밀이 열화되어 있다고 판단하여, 그 취지를 표시 장치 등을 통해 오퍼레이터에게 경고하거나, 혹은 경고와 동시에 디젤 엔진(21)의 출력 제한 등의 처리를 실시한다(스텝 S616). 또한, 스텝 S615에서의 판정 결과가 예인 경우에는, 그대로 처리를 종료한다.

이상과 같이 구성한 본 실시 형태의 작용 효과를 설명한다.

종래 기술과 같이, 건설 기계의 기체의 동작 제어를 행하기 위해 표준적으로 설치되어 있는 각종 센서 외에, 예를 들어 통 내압 센서와 같은 엔진의 고장 진단에 사용하는 정보를 수집하기 위한 계측용 센서를 별도 설치하는 것에는, 기체의 비용 증가로 연결되어 버린다는 과제가 있었다. 또한, 정보 네트워크를 사용하는 시스템에서는 정보를 축적하는 서버와 기체 사이에서의 통신 용량에 제한이 있기 때문에, 정보량이 많은 센서를 각 기체에 설치한 경우에는, 모든 기체로부터의 충분한 정보를 도입할 수 없는 등의 과제도 있다.

이에 대해, 본 실시 형태에 있어서는, 건설 기계의 기체에 관한 누적 스트레스(제1 정보)를 검출하는 엔진 컨트롤 유닛(104)(제1 정보 검출 장치)과, 크랭크 케이스압(제2 정보)을 검출하는 크랭크 케이스압 센서(308)(제2 정보 검출 장치)를 갖는, 적어도 하나의 대표 기체(제1 기체)와, 엔진 컨트롤 유닛(104)을 갖고, 또한 크랭크 케이스압 센서(308)를 갖지 않는, 적어도 하나의 일반 기체(제2 기체)를 포함하는 건설 기계의 기체군에 있어서, 센터 서버(105)에 의해, 각 기체의 상태를 관리하는 건설 기계의 관리 시스템이며, 대표 기체로부터 얻어진 누적 스트레스와 크랭크 케이스압의 상관과, 일반 기체의 누적 스트레스에 기초하여, 일반 기체의 크랭크 케이스압의 기밀성에 관한 고장 상태의 예조 진단을 행하는 기밀 열화 진단 처리를 행하도록 구성했으므로, 기체의 디젤 엔진(21)의 기밀성에 관한 고장 해석이나 고장ㆍ예조 진단을 고정밀도이고 또한 저비용으로 행할 수 있다.

즉, 센서를 증설하여 고장 해석 능력을 높인 대표 기체를 선행 가동시켜, 그때에 얻어진 고장 해석에 관한 정보를 다른 일반 기체에 전개함으로써, 기체군 전체의 고장 대응 능력을 향상시킬 수 있다.

<제2 실시 형태>

본 발명의 제2 실시 형태를 도 12 내지 도 15를 참조하면서 설명한다.

제1 실시 형태에서는 디젤 엔진의 기밀성에 관한 고장 진단으로서 기밀 열화 진단 처리를 행하는 경우에 대해 설명했지만, 본 실시 형태에서는 디젤 엔진의 과부하에 관한 고장 방지로서 과부하 진단 처리를 행하는 경우에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 도면 중에 있어서 제1 실시 형태와 동일한 부재 및 처리에는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다.

본 실시 형태에 있어서의 건설 기계의 관리 시스템은 건설 기계의 기체에 관한 과급압(제1 정보)을 검출하는 과급압 센서(307)(제1 정보 검출 장치)와, 통 내압(제2 정보)을 검출하는 통 내압 센서(309)(제2 정보 검출 장치)를 갖는, 적어도 하나의 대표 기체(제1 기체)와, 과급압 센서(307)(제1 정보 검출 장치)를 갖고, 또한 통 내압 센서(309)(제2 정보 검출 장치)를 갖지 않는, 적어도 하나의 일반 기체(제2 기체)를 포함하는 건설 기계의 기체군에 있어서, 각 기체의 상태를 관리하는 것이며, 센터 서버(105)(기체 상태 진단 장치)에 의해, 대표 기체(제1 기체)로부터 얻어진 과급압(제1 정보)과 통 내압(제2 정보)의 상관 정보와, 일반 기체(제2 기체)의 과급압(제1 정보)에 기초하여, 일반 기체(제2 기체)의 통 내압(제2 정보)에 관한 고장 상태의 예조 진단을 행하는 것이다.

도 12는 디젤 엔진의 과부하에 관한 고장ㆍ예조 진단인 과부하 진단 처리에 있어서의 과부하 진단의 원리를 모식적으로 도시하는 도면이고, 도 13은 과부하 진단 처리에 관한 파라미터의 상관을 도시하는 도면이고, 도 14는 과부하 진단 처리에 있어서의 과부하의 판정 방법을 모식적으로 도시하는 도면이다.

도 12에 있어서는, 디젤 엔진(21)을 그 주변 구성을 모식적으로 도시하고 있다. 디젤 엔진(21)의 통 내압(연소압)은 디젤 엔진(21)으로 부여하는 스트레스의 대표적인 지표이고, 엔진 보호의 관점에서, 통 내압이 과대해지지 않도록, 마진을 설정하여 디젤 엔진(21)의 출력이 조정된다.

본 실시 형태에서는 통 내압과 일정한 상관을 갖는 과급압이나 연료 분사량 등을 대체 파라미터로 하여 엔진 출력을 관리한다. 통 내압에 대한 과급압이나 연료 분사량의 관계는 연료의 질이나 흡기 온도 등에 의해, 그 관계에 어긋남이 발생하는 경우가 있으므로, 선행에서 가동하는 대표 기체에, 기존의 과급압 센서(307) 외에, 통 내압 센서(309)를 신설ㆍ추가하고, 선행 가동 기간 중에 과급압 센서(307)의 검출값과 통 내압 센서(309)의 검출값의 관계(과급압과 통 내압의 상관)를 가동 조건(예를 들어, 연료의 품목 A, B)마다 플롯하면서, 그 정보를 센터 서버(105) 내의 데이터 베이스에 저장한다. 이에 의해, 본 실시 형태에 있어서는, 과급압 센서(307)의 검출값과 통 내압 센서(309)의 검출값의 관계가, 연료의 질이나 흡기 온도 등으로 변화되었을 때라도, 변화 요인의 정보를 부기하여 데이터 베이스에 저장되므로, 기존의 과급압 센서(307)의 검출값을 기초로, 폭넓은 조건 하에서 디젤 엔진(21)으로의 과부하의 정도를 추정하여 고장 상태의 예조 진단을 행하는 과부하 진단을 보다 정확하게 행하는 것이 가능해진다.

도 13에서는 대표 기체의 디젤 엔진에 있어서의 과급압과 통 내압의 관계를 연료의 품목마다 각각 나타내고 있고, 종축에 통 내압, 횡축에 과급압을 각각 나타내고 있다.

도 13에 도시한 바와 같이, 품목 B의 연료를 사용하는 경우, 과급압 Ps가 0인 경우에는, 통 내압 Pt는 0이고, 과급압 Ps가 증가함에 따라 통 내압 Pt도 상승한다. 과급압 Ps가 어느 값 Ps1이 되면 통 내압 Pt의 정상값으로서의 허용 한계값 Pt1(통 내압 허용 한계값)에 도달하고, 과급압 Ps가 값 Ps1을 초과하면 통 내압 Pt는 허용 범위 외에 도달한다. 또한, 품목 A의 연료를 사용하는 경우, 과급압 Ps가 0인 경우에는, 통 내압 Pt는 0이고, 과급압 Ps가 증가함에 따라 통 내압 Pt도 상승한다. 그리고, 과급압 Ps가 어느 값 Ps1이 되어도 통 내압 Pt는 허용 한계값 Pt1(통 내압 허용 한계값)에 도달하지 않고, 과급압 Ps가 값 Ps1을 초과해도 통 내압 Pt는 허용 범위 외에 도달하지 않는다.

도 14에 도시한 바와 같이, 과부하 진단 처리에 있어서의 과부하의 판정에서는 대표 기체[건설 기계(1a) 참조]에서 얻어진 과부하 진단에 관한 정보(과급압과 통 내압의 상관)를, 다른 일반 기체[건설 기계(1b, 1c)]에 전개한다. 대표 기체에 있어서 취득한 과급압과 통 내압의 상관을 센터 서버(105)를 통해 다른 일반 기체에 적용하고, 디젤 엔진(21)의 과부하 진단 처리를 실시한다.

예를 들어, 어느 일반 기체[건설 기계(1b)]의 과부하 진단 처리를 실시할 때에는, 건설 기계(1b)의 가동 조건(예를 들어, 연료가 품목 B인 경우)에 기초하여 센터 서버(105) 내에 건설 기계(1b)의 과급압에 관한 정보를 도입하고, 과급압과 통 내압의 관계에 기초하여 통 내압의 추정값을 연산한다. 연산의 결과, 추정 통 내압이 허용 범위 외에 있는 것이 판정되었을 때에는, 센터 서버(105)로부터 건설 기계(1b)에 대해 과부하에 관한 경고(과부하 경고)를 발령하고, 모니터 유닛(표시 장치)(103) 등에 표시시킴으로써 오퍼레이터에게 출력 억제를 촉구한다.

또한, 다른 일반 기체[건설 기계(1c)]의 과부하 진단 처리를 실시할 때에도 마찬가지로, 건설 기계(1c)의 가동 조건(예를 들어, 연료가 품목 A인 경우)에 기초하여 센터 서버(105) 내에 건설 기계(1c)의 과급압에 관한 정보를 도입하고, 과급압과 통 내압의 관계에 기초하여 통 내압의 추정값을 연산한다. 연산의 결과, 추정 통 내압이 허용 범위 내에 있는 것이 판정되었을 때에는, 센터 서버(105)는 액션을 일으키지 않고, 과부하 진단 처리의 프로세스를 종료한다.

이어서, 본 실시 형태에 있어서의 과부하 진단 처리에 대해 설명한다.

도 15는 과부하 진단 처리에 있어서의 처리 플로우를 도시하는 도면이고, 센터 서버(105)의 고장 관련 데이터 축적부(501)가 갖는 데이터 베이스의 갱신 플로우를 도시하는 도면이다.

도 15에 있어서, 센터 서버(105)의 고장 관련 데이터 축적부(501)는 먼저, 고장 방지에 관한 데이터 베이스를 갱신하기 위해 미리 정한 주기에 도달했는지 여부를 판정하여(스텝 S621), 판정 결과가 예인 경우에는, 대표 기체에 있어서의 연료 정보(연료의 품목 등의 정보)를 입수하고(스텝 S622), 대표 기체에 기설의 과급압 센서(307)에 의해, 대표 기체의 미리 정한 특정한 운전 조건 하에 있어서의 과급압의 평균값을 입수하고(스텝 S623), 대표 기체에 신설한 통 내압 센서(309)에 의해, 미리 정한 특정한 운전 조건 하에 있어서의 통 내압의 평균값을 입수하고(스텝 S624), 데이터 베이스에 있어서의 과급압과 통 내압의 관계에 관한 정보를 갱신하여(스텝 S625), 처리를 종료한다. 또한, 스텝 S621에서의 판정 결과가 아니오인 경우에는 데이터 베이스를 갱신하지 않고 처리를 종료한다.

도 16은 과부하 진단 처리에 있어서의 처리 플로우를 도시하는 도면이고, 과부하 진단 처리에 있어서의 과부하의 판정 플로우를 도시하는 도면이다.

도 16에 있어서, 센터 서버(105)의 고장 관련 데이터 축적부(501)는 먼저, 대표 기체의 정보로부터 생성한 과급압과 통 내압의 관계에 관한 정보를 데이터 베이스로부터 판독하고(스텝 S631), 또한 미리 설정한 통 내압 허용 한계값에 관한 정보를 데이터 베이스로부터 판독한다(스텝 S632). 이어서, 고장 방지용 데이터 해석부(503)는 과부하 판정 처리의 처리 대상이 되는 기체의 연료 정보를 취득함과 함께(스텝 S633), 과급압을 취득하고(스텝 S634), 스텝 S631, S632에서 판독한 과급압과 통 내압의 관계 중 스텝 S633에서 입수한 연료 정보에 대응한 것과, 스텝 S613에서 취득한 과급압을 사용하여, 과부하 판정 처리의 처리 대상 기체의 통 내압을 추정하고, 추정 통 내압을 취득한다(스텝 S635). 이어서, 고장 관련 경고 발령부(504)는 추정 통 내압이 통 내압 허용 한계값보다도 작은지 여부를 판정하여(스텝 S636), 판정 결과가 아니오인 경우에는, 디젤 엔진(21)의 부하가 과대하다고 판단하여, 그 취지를 표시 장치 등을 통해 오퍼레이터에게 경고하거나, 혹은 경고와 동시에 디젤 엔진(21)의 출력 제한 등의 처리를 실시한다(스텝 S637). 또한, 스텝 S636에서의 판정 결과가 예인 경우에는, 그대로 처리를 종료한다.

그 밖의 구성은 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

이상과 같이 구성한 본 실시 형태에 있어서도 제1 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

<제3 실시 형태>

본 발명의 제3 실시 형태를 도 17 및 도 19를 참조하면서 설명한다.

제2 실시 형태에서는 디젤 엔진의 과부하에 관한 고장 방지로서 과부하 진단 처리를 행하는 경우에 대해 설명했지만, 본 실시 형태에서는 과급기의 과회전에 관한 고장 방지로서 과회전 진단 처리를 행하는 경우에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 도면 중에 있어서 제1 및 제2 실시 형태와 동일한 부재 및 처리에는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다.

본 실시 형태에 있어서의 건설 기계의 관리 시스템은 건설 기계의 기체에 관한 과급압(제1 정보)을 검출하는 과급압 센서(307)(제1 정보 검출 장치)와, 터빈 회전수(제2 정보)를 검출하는 터빈 회전수 센서(310)(제2 정보 검출 장치)를 갖는, 적어도 하나의 대표 기체(제1 기체)와, 과급압 센서(307)(제1 정보 검출 장치)를 갖고, 또한 터빈 회전수 센서(310)(제2 정보 검출 장치)를 갖지 않는, 적어도 하나의 일반 기체(제2 기체)를 포함하는 건설 기계의 기체군에 있어서, 각 기체의 상태를 관리하는 것이며, 센터 서버(105)(기체 상태 진단 장치)에 의해, 대표 기체(제1 기체)로부터 얻어진 과급압(제1 정보)과 터빈 회전수(제2 정보)의 상관 정보와, 일반 기체(제2 기체)의 과급압(제1 정보)에 기초하여, 일반 기체(제2 기체)의 터빈 회전수(제2 정보)에 관한 고장 상태의 예조 진단을 행하는 것이다.

도 17은 디젤 엔진의 과급기의 과회전에 관한 고장ㆍ예조 진단인 과회전 진단 처리에 있어서의 과회전 진단의 원리를 모식적으로 도시하는 도면이고, 도 18은 과회전 진단 처리에 관한 파라미터의 상관을 도시하는 도면이고, 도 19는 과회전 진단 처리에 있어서의 과회전의 판정 방법을 모식적으로 도시하는 도면이다.

도 17에 있어서는, 디젤 엔진(21) 및 터보 차저(303)를 그 주변 구성과 함께 모식적으로 도시하고 있다. 과급기에 있어서의 과급압은 터빈 회전수에 의존하지만, 도 3에 도시한 바와 같은 고지에서의 작업 시에는 도입하는 공기의 밀도가 낮기 때문에, 동일한 터빈 회전수로 비교하여, 평지보다도 과급압이 낮아진다. 따라서, 평지와 동일한 과급압을 얻기 위해서는, 터빈 회전수를 보다 높일 필요가 있다. 즉, 예를 들어 고지에 있어서, 목표 과급압을 내리지 않고 엔진을 구동한 경우, 터빈 회전수가 상승하여 과급기에 무리가 가해질 우려가 있으므로, 터빈의 회전수의 상한을 제어할 필요가 있다.

본 실시 형태에서는 터빈 회전수와 일정한 상관을 갖는 과급압 등을 대체 파라미터로 하여 터빈 회전수를 관리한다. 터빈 회전수에 대한 과급압의 관계는 환경이나 과급기의 경년 변화 등에 의해, 그 관계가 일률적으로 결정되지 않는 경우가 있으므로, 선행에서 가동하는 대표 기체에, 기존의 과급압 센서(307) 외에, 터빈 회전수 센서(310)를 신설ㆍ추가하고, 선행 가동 기간 중에 과급압 센서(307)의 검출값과 터빈 회전수 센서(310)의 검출값의 관계(과급압과 터빈 회전수의 상관)를 가동 환경(예를 들어, 평지나 고지)마다 플롯하면서, 그 정보를 센터 서버(105) 내의 데이터 베이스에 저장한다. 이에 의해, 본 실시 형태에 있어서는, 과급압 센서(307)의 검출값과 터빈 회전수 센서(310)의 검출값의 관계가, 가동 환경이나 과급기의 경년 변화 등으로 변화되었을 때라도, 변화 요인의 정보를 부기하여 데이터 베이스에 저장되므로, 기존의 과급압 센서(307)의 검출값을 기초로, 폭넓은 조건 하에서 터빈의 과회전의 정도를 추정하여 고장 상태의 예조 진단을 행하는 과회전 진단을 보다 정확하게 행하는 것이 가능해진다.

도 18에 도시한 바와 같이, 기체의 가동 환경이 평지인 경우, 터빈 회전수 Rt가 Rt0인 경우에는, 과급압 Ps는 Ps2이고, 터빈 회전수 Rt가 증가함에 따라 과급압 Ps도 상승한다. 그리고, 터빈 회전수 Rt가 어느 값 Rt1(Rt1<터빈 회전수 허용값 한계 Rt2)이 된 경우에, 과급압 Ps는 목표 과급압 Ps3에 도달한다. 또한, 기체의 가동 환경이 고지인 경우, 터빈 회전수 Rt가 Rt0인 경우에는, 과급압 Ps는 Ps2이고, 터빈 회전수 Rt가 증가함에 따라 과급압 Ps도 상승한다. 터빈 회전수 Rt가 터빈 회전수 허용값 한계 Rt2가 된 경우에도, 과급압 Ps는 목표 과급압 Ps3에는 도달하지 않고, 터빈 회전수 Rt가 어느 값 Rt3(Rt3>터빈 회전수 허용값 한계 Rt2)이 된 경우에, 과급압 Ps는 목표 과급압 Ps3에 도달한다.

도 19에 도시한 바와 같이, 과회전 진단 처리에 있어서의 과회전의 판정에서는 대표 기체[건설 기계(1a) 참조]에서 얻어진 과회전 진단에 관한 정보(과급압과 터빈 회전수의 상관)를, 다른 일반 기체[건설 기계(1b, 1c)]에 전개한다. 대표 기체에 있어서 취득한 과급압과 터빈 회전수의 상관을 센터 서버(105)를 통해 다른 일반 기체에 적용하여, 디젤 엔진(21)의 과급기의 터빈의 과회전 진단 처리를 실시한다.

예를 들어, 어느 일반 기체[건설 기계(1b)]의 과회전 진단 처리를 실시할 때에는, 건설 기계(1b)의 가동 환경(예를 들어, 가동 환경이 고지인 경우)에 기초하여 센터 서버(105) 내에 건설 기계(1b)의 과급압에 관한 정보를 도입하고, 과급압과 터빈 회전수의 관계에 기초하여 터빈 회전수의 추정값을 연산한다. 연산의 결과, 추정 터빈 회전수가 허용 범위 외에 있는 것이 판정되었을 때에는, 센터 서버(105)로부터 건설 기계(1b)에 대해 과회전에 관한 경고(과회전 경고)를 발령하고, 모니터 유닛(표시 장치)(103) 등에 표시시킴으로써 오퍼레이터에게 출력 억제를 촉구한다.

또한, 다른 일반 기체[건설 기계(1c)]의 과회전 진단 처리를 실시할 때에도 마찬가지로, 건설 기계(1c)의 가동 조건(예를 들어, 가동 환경이 평지인 경우)에 기초하여 센터 서버(105) 내에 건설 기계(1c)의 과급압에 관한 정보를 도입하고, 과급압과 터빈 회전수의 관계에 기초하여 터빈 회전수의 추정값을 연산한다. 연산의 결과, 추정 터빈 회전수가 허용 범위 내에 있는 것이 판정되었을 때에는, 센터 서버(105)는 액션을 일으키지 않고, 과회전 진단 처리의 프로세스를 종료한다.

그 밖의 구성은 제1 및 제2 실시 형태와 마찬가지이다.

이상과 같이 구성한 본 실시 형태에 있어서도, 제1 및 제2 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

상기 제1 내지 제3 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 관한 건설 기계의 관리 시스템에서는 정보 네트워크에 연결되는 기체군 중에서 대표 기체를 선택하고, 대표 기체에는 계측용 센서를 신설ㆍ추가하여 고장 해석이나 예조 진단 능력을 높이고, 다른 일반 기체에 선행하여 가동시킨다. 이에 의해 대표 기체는 실제 환경/실제 작업에서의 고장에 관한 정보를 수집하는 프로브적인 역할을 하고, 그 정보를 정보 네트워크를 통해 다른 일반 기체와 공유함으로써, 대표 기체뿐만 아니라, 상기 네트워크에 연결되는 기체군 전체의 고장 대응 능력을 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 계측용 센서의 신설ㆍ추가를 대표 기체로 좁힘으로써, 건설 기계의 관리 시스템의 전체의 비용 증대나 네트워크 부하 증대를 저감할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 내지 제3 실시 형태에서는 계측용 센서로서, 크랭크 케이스압 센서, 통 내압 센서, 터빈 회전수 센서를 예로 들었지만, 이들로 한정되지 않고, 예를 들어 엔진 토크 센서나 습도 센서, 각종 온도 센서 등, 그 밖의 계측용 센서를 적용 가능한 것은 물론이다.

또한, 본 발명의 제1 내지 제3 실시 형태에서는 대표 기체에 있어서 기존의 제어용 센서 외에, 계측용 센서를 신설ㆍ추가함으로써 고장 해석이나 예조 진단 능력을 높이고 있지만, 대표 기체의 고장 해석 능력을 높일 목적으로, 센터 서버(105)로 송신하는 정보의 수를 다른 일반 기체에 비해 늘리거나, 정보 송신의 간격을 다른 일반 기체에 비해 짧게 하는 것이 고려된다.

또한, 본 발명의 제1 내지 제3 실시 형태에서는 고장 진단의 대상으로서 건설 기계의 원동기인 디젤 엔진을 예로 들어 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들어 건설 기계에 있어서의 유압 장치나 구조체의 진단 등에도 적용 가능하다.

1 : 유압 셔블(건설 기계)
1a : 건설 기계(대표 기체)
1b, 1c : 건설 기계(일반 기체)
101 : 메인 컨트롤 유닛(정보 검출 장치)
102 : 정보 컨트롤 유닛(정보 네트워크)
103 : 모니터 유닛(표시 장치)
104 : 엔진 컨트롤 유닛(정보 검출 장치)
105 : 센터 서버(기체 상태 진단 장치)
107 : 위성 통신(정보 네트워크)
306 : 회전수 센서(정보 검출 장치)
307 : 과급압 센서(정보 검출 장치)
308 : 크랭크 케이스압 센서(정보 검출 장치)
404 : 배기 온도 센서(정보 검출 장치)
405 : DPF 차압 센서(정보 검출 장치)
501 : 고장 관련 데이터 축적부(기체 상태 진단 장치)
502 : 고장 판정용 데이터 해석부(기체 상태 진단 장치)
503 : 고장 방지용 데이터 해석부(기체 상태 진단 장치)
504 : 고장 관련 경고 발령부(기체 상태 진단 장치)

Claims (9)

1. 건설 기계의 기체에 관한 제1 정보를 검출하는 제1 정보 검출 장치 및 제2 정보를 검출하는 제2 정보 검출 장치를 갖는, 적어도 하나의 제1 기체와, 상기 제1 정보 검출 장치를 갖고, 또한 상기 제2 정보 검출 장치를 갖지 않는, 적어도 하나의 제2 기체를 포함하는 건설 기계의 기체군을 구성하는 각 기체의 상태를 관리하는 건설 기계의 관리 시스템이며,
   상기 제1 기체로부터 얻어진 상기 제1 정보와 상기 제2 정보의 상관 정보와, 상기 제2 기체의 상기 제1 정보에 기초하여, 상기 제2 기체의 제2 정보에 관한 고장 상태의 예조 진단을 행하는 기체 상태 진단 장치를 구비한 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 관리 시스템.
2. 제1항에 있어서, 시장에 투입되는 건설 기계인 상기 제1 기체는 상기 제2 기체에 비해 가동률 또는 부하율이 높은 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 관리 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 기체와 상기 제2 기체는 동일 기종인 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 관리 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 기체와 상기 제2 기체는 동일한 정보 네트워크에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 관리 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 기체군은 상기 건설 기계의 기체의 가동 환경, 작업 부하, 또는 작업 종류 중 어느 하나에 기초하여 조 편성의 설정이 이루어진 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 관리 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 제1 기체의 제2 정보 검지 장치는 상기 건설 기계의 엔진의 연소실의 내압을 검지하는 통 내압 센서, 상기 엔진의 과급기의 터빈 회전수를 검지하는 터빈 회전수 센서, 상기 엔진의 크랭크 케이스의 내압을 검지하는 크랭크 케이스 내압 센서, 상기 엔진의 토크를 검지하는 엔진 토크 센서, 습도를 검지하는 습도 센서 중 적어도 어느 하나를 갖는 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 관리 시스템.
7. 제1항에 있어서, 상기 제1 기체는 상기 제2 기체보다도 기체 상태 진단 장치에 발신하는 정보의 종류가 많은 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 관리 시스템.
8. 제1항에 있어서, 상기 제1 기체로부터 상기 기체 상태 진단 장치로 정보가 송신되는 주기는 상기 제2 기체보다도 짧은 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 관리 시스템.
9. 제1항에 있어서, 상기 기체 상태 진단 장치는,
   상기 제2 기체가 고장이라고 진단한 경우, 또는 상기 제2 기체가 고장에 이를 가능성이 높은 상황이라고 진단한 경우에는, 진단 내용을 표시 장치에 표시하거나, 또는 진단 내용에 기초하여 건설 기계의 원동기의 출력 제한을 행하는 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 관리 시스템.

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