KR20230075992A - 건설기계의 상태 진단 시스템 및 방법 - Google Patents

건설기계의 상태 진단 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 상태 진단 시스템은, 건설기계의 이상여부를 판단하는 건설기계의 상태 진단 시스템에 있어서, 오일의 성상 정보를 검출하는 적어도 하나 이상의 오일 성상 센서 및 상기 건설기계의 운행 상태 정보를 검출하는 적어도 하나 이상의 장비 센서를 포함하는 센서부; 상기 오일 성상 정보를 통해 상기 건설기계의 기본 상태를 판단하고, 상기 건설기계의 기본 상태를 기준으로 상기 건설기계의 운행 상태 정보를 반영하여 상기 건설기계의 종합 상태를 판단하는 제어부; 및 상기 제어부의 판단에 따라 알림을 표시하는 표시부를 포함할 수 있다.

Description

건설기계의 상태 진단 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR STATUS DIAGNOSIS OF CONSTRUCTION MACHINERY}
본 발명은, 건설기계의 상태 진단 시스템 및 방법에 관한 것이다.
굴삭기, 휠로더, 도저등의 건설기계는 주로 건설 현장에서 사용되는 것으로 건설 현장에서는 공사 기간에 따라 전체 공사 비용에 상당한 차이가 발생될 수 있다. 이 때문에 미리 설정된 공사 기간을 준수하기 위해서는 건설기계가 안정적으로 가동될 수 있어야 한다.
또한 건설기계는 그 자체로도 일반적인 승용 차량에 비해 고가이기 때문에, 기계의 고장이 발생하기 이전에 상태를 진단하여 고장을 예방하는 것이 매우 중요하다.
본 발명은 건설기계의 고장 발생 전에 기계의 상태를 미리 진단하여 고장을 예방하는 건설기계의 상태 진단 시스템 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 상태 진단 시스템은, 건설기계의 이상여부를 판단하는 건설기계의 상태 진단 시스템에 있어서, 오일의 성상 정보를 검출하는 적어도 하나 이상의 오일 성상 센서 및 상기 건설기계의 운행 상태 정보를 검출하는 적어도 하나 이상의 장비 센서를 포함하는 센서부; 상기 오일 성상 정보를 통해 상기 건설기계의 기본 상태를 판단하고, 상기 건설기계의 기본 상태를 기준으로 상기 건설기계의 운행 상태 정보를 반영하여 상기 건설기계의 종합 상태를 판단하는 제어부; 및 상기 제어부의 판단에 따라 알림을 표시하는 표시부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 장비 센서를 통해 검출되는 상기 건설기계의 운행 상태 정보는, 상기 건설기계의 운행 시간 정보, 운행 조건 정보, 부품 정비 정보를 포함하는 제1 인자 및 상기 오일의 성상 변화에 의한 상기 건설기계의 운행 특이사항 정보를 포함하는 제2 인자를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는 상기 건설기계의 운행 상태 정보를 반영함에 있어서, 상기 제1 인자 및 상기 제2 인자에 각각 기 설정된 가중치를 부여하여 상기 건설기계의 종합 상태를 판단할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 인자 보다 상기 제2 인자에 부여되는 가중치가 더 높을 수 있다.
바람직하게는, 상기 오일 성상 센서는 기 설정된 주기로 상기 오일 성상 정보를 취득하고, 상기 제2 인자는 상기 오일 성상 정보가 취득되는 주기와 동일한 주기로 취득될 수 있다.
바람직하게는, 상기 건설기계의 기본 상태는 상기 오일의 온도 구간 별 동점도 또는 유전율을 기초로 판단될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 상태 진단 방법은, 건설기계의 이상여부를 판단하는 건설기계의 상태 진단 방법에 있어서, 기 설정된 주기로 오일 성상 정보 및 운행 상태 정보를 취득하는 단계; 상기 오일 성상 정보를 기초로 상기 건설기계의 기본 상태를 판단하는 단계; 상기 건설기계의 기본 상태를 기준으로 상기 주행 상태 정보를 반영하여 상기 건설기계의 종합 상태를 판단하는 단계; 및 상기 건설기계의 종합 상태에 따라 알림을 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 운행 상태 정보는, 상기 건설기계의 운행 시간 정보, 운행 조건 정보, 부품 정비 정보를 포함하는 제1 인자 및 상기 오일의 성상 변화에 의한 상기 건설기계의 운행 특이사항 정보를 포함하는 제2 인자를 포함하고, 상기 제1 인자 및 상기 제2 인자에 각각 기 설정된 가중치를 부여하여 상기 건설기계의 종합 상태를 판단할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 별도의 오프라인(off-line) 작업자의 조치 없이도 건설기계의 오일 상태를 판단할 수 있다.
또한, 기계의 오일 상태와 기계의 운행 상태를 조합하여 건설기계의 종합 상태를 판단함으로써, 이상 상태 판단의 정확도를 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 상태 진단 시스템의 각 구성들의 관계를 간략하게 도시한 블록도.
도 2는 동점도와 유전율을 기반으로 오일 상태를 1차 분류하기 위한 기 설정된 위치 좌표를 이용한 오일 상태 점검 맵.
도 3은 도 2의 그래프를 이용하여 1차 분류된 결과를 바탕으로 오일 상태를 2차 분류하기 위한 오일 상태 점검 맵.
도 4는 건설기계의 운행 상태 정보 중 제1 인자의 운행 시간 정보(mileage)를 나타내는 기본 수명 선도.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 상태 진단 방법을 개념적으로 도시한 흐름도.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 상태 진단 방법을 나타내는 순서도.
이하에서는 설명의 편의를 위해 본 발명의 일부 실시 예를 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결' 또는 '결합'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 '연결' 또는 '결합'될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 상태 진단 시스템의 각 구성들의 관계를 간략하게 도시한 블록도이고, 도 2는 동점도와 유전율을 기반으로 오일 상태를 1차 분류하기 위한 기 설정된 위치 좌표를 이용한 오일 상태 점검 맵이고, 도 3은 도 2의 그래프를 이용하여 1차 분류된 결과를 바탕으로 오일 상태를 2차 분류하기 위한 오일 상태 점검 맵이고, 도 4는 건설기계의 운행 상태 정보 중 제1 인자의 운행 시간 정보(mileage)를 나타내는 기본 수명 선도이고, 도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 상태 진단 방법을 개념적으로 도시한 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 상태 진단 방법을 나타내는 순서도이다.
이하 본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 상태 진단 시스템을 도 1 내지 도 4를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 상태 진단 시스템은, 센서부(110), 저장부(170), 제어부(150), 표시부(190)를 포함할 수 있다.
센서부(110)는 오일 성상 정보를 검출하는 오일 성상 센서(111) 및 운행 상태 정보를 검출하는 장비 센서(112)를 포함할 수 있다.
오일 성상 센서(111)는 유압에 의해 구동되는 건설기계에 사용되는 모든 오일의 유로상에 설치될 수 있다. 오일 성상 센서(111)는 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 오일 성상 센서(111)는 오일에 관한 정보 즉, 현재의 오일의 성질 및 상태에 관한 정보를 검출할 수 있다. 오일에 관한 정보는 일정한 주기에 따라 취득될 수 있다. 본 발명에서는 적어도 하나 이상의 오일 성상 센서(111)를 통해 오일의 점도, 밀도, 유전율, 온도 및 오일 사용 시간 등을 검출할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 오일 성상 센서(111)를 통해 취득된 오일에 관한 정보는 저장부(170)에 저장될 수 있다. 본 발명에서 오일은 건설기계의 유압작동유를 기준으로 설명한다. 다만, 엔진 오일, 기어 오일 등 건설기계에 사용되는 다른 오일에도 적용 가능하다.
또한, 오일 성상 센서(111)를 통해 취득된 오일에 관한 정보를 기초로 제어부(150)가 오일의 동점도와 같은 2차 정보를 산출하고, 산출된 2차 성상 정보가 저장부(170)에 저장될 수 있다. 이렇게 저장부(170)에 저장된 오일 성상 정보 또는 오일의 2차 정보를 통해 건설기계의 오일 상태가 판단될 수 있다. 오일 상태는 제어부(150)를 통해 상술한 장비 상태와 같이 점수화 및 등급화 될 수 있다. 일 실시예에서 오일 상태는 동점도, 유전율, 오일 사용 시간, 오일의 온도를 기초로 점수화 및 등급화 될 수 있다.
일 실시예에 따르면 도 2와 같이 기 설정된 좌표에서의 위치를 기준으로 오일 상태의 1차 분류가 이루어질 수 있다. 도 2의 X축은 오일 성상 센서(111)를 통해 취득된 오일의 유전율이고, Y축은 제어부(150)에 의해 계산된 오일의 동점도일 수 있다. 일 실시예에서 오일 상태의 1차 분류는 오일의 동점도 및 유전율을 기반으로 도2와 같이 점도 상승, 점도 저하, 열화I, 열화II, 유전율 상승으로 구분되어 분류될 수 있다.
본 발명에서 열화I은 건설기계의 정상적인 사용으로 기계적인 고장이 없을 시의 시간의 흐름에 따른 오일의 노후화에 관한 것으로, 시간의 흐름의 따라 기계적인 마찰이나 전단에 의해 오일의 분자구조가 깨져 점도는 낮아지고, 산화생성물에 의해 유전율은 증가하게 된다.
열화II는 비정상적인 요인(기계적인 고장, 이물질 혼입 등)으로 발생되는 오일의 오염에 의한 노후화에 관한 것으로, 오일의 초기 성상에서 산화생성물의 생성이 가속화되어 고분자형태의 슬러지(sludge) 생성에 의해 점도는 증가하고, 유전율도 증가하게 된다.
도 5를 참조하면, 이후 오일에 관한 정보를 기초로 세부적인 분류가 이루어질 수 있다. 일실시예에서 1차 분류결과 동점도의 변화 경향 및/또는 유전율의 절대값의 변화와 유전율의 변화 경향에 따라 이물질, 열화I, 액체혼입(부동액, 물, 연료), 열화II와 같이 오일 상태의 세부적 분류가 수행될 수 있다.
일실시예에서 1차 분류결과, 도 2에서 열화I 또는 열화II의 구간으로 분류된 경우, 오일의 이상 원인을 각각 정상적인 작동 시간의 흐름(열화I) 또는 기계적인 고장, 이물질 혼입 등(열화II)으로 판단될 수 있다.
일실시예에서 1차 분류결과 도 2의 점도 상승 구간으로 분류된 경우, 오일의 이상 원인으로는 이물질의 혼입 또는 열화II로 판단될 수 있다. 일 실시예에서 1차 분류결과 도 2의 점도 저하 구간으로 분류된 경우, 오일의 이상 원인으로는 액체의 혼입 또는 열화I로 판단될 수 있다. 일 실시예에서 1차 분류결과 도 2의 유전율 상승 구간으로 분류된 경우, 오일의 이상 원인으로는 액체 혼입 또는 열화 I, II로 판단될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에서, 엔진 오일의 상태 결정 과정인 경우에는, 오일의 이상 원인이 액체 혼입으로 판단되는 경우, 오일에 관한 정보를 기초로 혼입된 액체가 부동액, 물, 연료와 같이 더욱 구체적으로 구분될 수도 있다. 일실시예에서 액체혼입의 경우, 연료는 엔진 오일에서 유전율이 급격히 증가하는지 여부, 부동액은 엔진 오일에서 유전율이 증가하는 정도가 연료의 경우보다는 적게 증가하지만 열화보다는 절대적으로 큰지 여부, 물은 작동유에서 유전율이 급격히 증가하는지 여부에 따라 분류될 수 있다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 이후 1차 분류 결과를 바탕으로 상승률, 상승폭 등과 같은 추가 정보를 통해 2차 분류를 통해 오일의 상태가 결정될 수 있다. 일 실시예에서 2차 분류는 오일의 동점도 또는 유전율의 초기값 대비 변화량을 통해 이루어질 수 있다. 또한 이러한 2차 분류는 온도별 동점도 또는 유전율을 기초로 산출될 수 있다. 일 실시예에서 제어부(150)에 의해 산출된 현재 오일의 동점도가 초기값 대비 변동범위를 통해 오일 상태 등급이 판단될 수 있다. 일 실시예에서 현재 오일의 동점도 또는 유전율이 초기값 대비 제1 역치 이내인 경우 정상(normal) 등급으로 판단될 수 있고, 제1 역치를 초과하여 제2 역치 이내인 경우 경고(caution) 등급으로 판단될 수 있다. 또한 제2 역치를 초과하여 제3 역치 이내인 경우 심각(critical) 등급으로 판단될 수 있으며, 제3 역치를 초과하여 제4 역치 이내인 경우 긴급(urgent) 등급으로 판단될 수 있다. 이때 경고, 심각, 긴급 등급은 정상 범위를 벗어난 이상 등급으로 판단될 수 있다.
또한, 오일 사용 시간이 기 설정된 교환주기를 초과하면 경고(Caution)등급으로 구분될 수 있고, 오일의 온도가 평균 가동 온도 영역 대비 기 설정된 온도 범위를 기 설정된 시간 이상으로 초과하는 경우도 경고(Caution)등급으로 구분될 수 있다.
장비 장비
운전
시간 		Event 오일 상태 점수
유전율
[%]		 동점도
[%]		 1차 분류
[Zone]		 2차 분류
[판단]		 등급
A 2000 O - - - - -
B 2000 X 0 0 정상 5%내 정상 normal
C 2000 X 3 14 점도 상승 이물질 caution
D 5000 X 17 10 열화2 열화 critical
E 5700 X 14 -9 열화 열화 critical
F 5000 X 6 7 열화2 열화 caution
G 1500 X 19 5 유전율상승 액체 혼입 critical
H 500 X 0 -14 점도 하강 연료 혼입 critical
I 4500 X 9 -16 열화 열화 critical
[표 1]은 아래 [표 2]의 각 장비들에 대한, 오일 상태를 등급화 한 것이다.
이와 같이 오일 성상 정보를 기초로 결정된 오일 상태의 등급을 통해 건설기계의 기본 상태를 판단할 수 있다.
본 발명에서는 이러한 건설기계의 기본 상태를 기준으로 후술하는 건설기계의 운행 상태를 기초로 결정된 장비 상태의 등급을 반영하여 건설기계의 종합 상태를 진단함으로써 진단의 정확도를 높일 수 있다.
장비 센서(112)는 건설기계의 엔진 및/또는 유압계통에 설치되어 건설기계의 작동에 따른 운행 상태 정보를 검출할 수 있다. 장비 센서(112)는 건설기계의 운행에 따른 각 부품들의 정보를 검출할 수 있다. 장비 센서(112)는 건설기계의 구동에 따른 엔진에 관한 정보들을 검출할 수 있다. 예시적으로 장비센서를 통해 엔진 회전 수, 부하, 냉각수 온도 등에 관한 정보를 취득할 수 있다. 또한 장비 센서(112)는 건설기계의 구동에 따른 유압계통 예를 들어 유압펌프, 컨트롤 밸브, 유압 모터 및/또는 기어박스 등에 관한 정보를 검출할 수 있다. 예시적으로 장비 센서(112)를 통해 유압펌프의 유량, 메인 컨트롤 밸브의 작동 프로파일 등에 관한 정보를 취득할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 장비 센서(112)를 통해 검출되는 건설기계의 운행 상태 정보는, 건설기계의 운행 시간 정보(mileage), 운행 조건 정보(usage history), 부품 정비 정보(maintenance)를 포함하는 제1 인자 및 건설기계의 운행 상태 정보는 상기 오일의 성상 변화에 의한 상기 건설기계의 운행 특이사항 정보(usage check)를 포함하는 제2 인자를 포함할 수 있다. 장비 센서(112)를 통해 검출되는 건설기계의 운행 상태 정보는 저장부(170)에 저장될 수 있다.
이때, 제1 인자의 운행 시간 정보(mileage)는 도 4와 같은 운전 시간 기준 기본 수명 선도를 의미하고, 개발 수명(혹은 보증 수명)을 기준으로 count가 0이 될 때까지 Linear하게 감소하는 선도(제품 개발 시 수명 선도에 대한 검증이 완료된 항목임)를 의미할 수 있다. 또한, 장비 진단을 사용 중간부터 진행하는 경우에는 별도의 보정 값을 활용할 수도 있다. 제1 인자의 운행 조건 정보(usage history)는 주요 운행 데이터를 기준으로 하는 것으로, 예컨대 엔진에 있어서 사용 부하, 회전 속도, 각 부 압력, 각 부 온도 정보 등을 포함할 수 있고, 유압기기에 있어서 엔진 회전 속도, 유압 토출량, 각 부 분배량, 각 부 부하, 작업 모드등의 정보를 포함할 수 있다. 운행 조건 정보는 기본 수명 선도에서 특정 시간 별로 웨이불(weibull) 분포의 다양한 형태를 따르며 기본 수명 선도에 오프셋(offset)을 주게 된다. 제1 인자의 부품 정비 정보(maintenance)는 부품 정비에 관한 정보로 장비 사용 시, 부분적인 부품 교체로 인해 단위 부품의 수명이 reset된 경우, 소모품 교체 등의 주기 및 정품 사용 여부에 대한 정보를 포함할 수 있다.
또한, 제2 인자인 운행 특이사항 정보(usage check)는 오일의 상태와 관련된 차량의 상태를 반영하기 위한 요소를 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면 제2 인자는 센서를 통한 오일의 성상 정보를 취득하는 취득주기에 맞춰 차량에 급격한 성능 변화가 발생되는 경우 이를 차량 종합 상태에 반영하기 위한 인자일 수 있다. 또는 앞서 설명한 제1 인자 정보를 취득 시 급격한 이상점이 발생한 경우 이를 차량 종합 상태에 반영하기 위한 인자일 수 있다. 본 발명에서는 제2 인자를 통해 오일에 의한 장비의 손상 여부를 파악할 수 있고, 오일 센서에 의한 오일 성상 파악 시 확인할 수 없거나 확인되지 않은 이상 여부를 차량 측면에서 확인할 수 있다. 본 발명에서 오일 성상 센서(111)는 기 설정된 주기로 상기 오일 성상 정보를 취득하고, 제2 인자는 상기 오일 성상 정보가 취득되는 주기와 동일한 주기로 취득될 수 있다.
이러한 건설기계의 운행 상태 정보는 제어부(150)에서 [표 2] 와 같이 점수화 및 등급화 될 수 있다.
제1 인자
장비 장비
운전
시간 		Event Mileage Usage History Maintenance 제1 인자 제2 인자
시
간		 환
경		 유압
(열)		 엔진
(열)		 회전
속도		 하중
부하		 점수 점수 결과 점수 결과
A 2000 O AS
B 2000 X 8 3 5.0 5.0 5.0 5.0 10 49.4 Good 48.2 Check
C 2000 X 8 2 4.6 5.6 6.1 6.1 10 48.5 Good 48.2 Check
D 5000 X 5 3 6.0 6.9 3.8 5.7 9 47.2 Good 47.3 Check
E 5700 X 4.3 3 4.9 5.6 6.4 6.0 11 49.7 Good 49.3 Good
F 5000 X 5 2 5.4 5.7 5.2 4.9 10 43.5 Good 48.8 Good
G 1500 X 8.5 3 5.3 6.0 4.9 3.7 4 42.0 Caution 47.7 Check
H 500 X 9.5 1 4.1 5.7 6.0 5.4 12 47.1 Caution 49.8 Good
I 4500 X 5.5 2 5.7 6.0 4.9 3.6 10 42.8 Good 47.7 Check
[표 2]를 참조하면, 제1 인자를 구성하는 운행 시간 정보, 운행 조건 정보, 부품 정비 정보와 같은 각 항목의 점수를 합산하여 제1 인자에 대한 점수가 계산될 수 있다. 또한 제1 인자에 대한 점수를 기초로 일정 구간 별로 제1 인자에 대한 등급이 결정될 수 있다. 여기서는 제1 인자에 대한 등급이 GOOD, CAUTION으로 구분되는 것으로 설명할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 제2 인자에 대한 점수는 열부하, 속도, 하중에 대해 취득 주기마다의 이상점(예컨대 증감률, 절대값 편차, 및/또는 성능 편자 등)을 점검하여 계산될 수 있다. 또한 제2 인자에 대한 점수를 기초로 일정 구간 별로 제2 인자에 대한 등급이 결정될 수 있다. 여기서는 제2 인자에 대한 등급이 GOOD, CHECK로 구분되는 것으로 설명할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서는 건설기계의 운행 상태 정보는 상술한 바와 같이 점수화 및 등급화 되어 오일 성상 정보를 바탕으로 한 건설기계의 기본 상태에 반영되어 건설기계의 종합상태가 판단될 수 있다.
저장부(170)에는 오일 성상 센서(111)를 통해 검출되는 오일의 성상 정보가 저장될 수 있다. 저장부(170)에는 오일 성상 센서(111)를 통해 검출되는 정보를 기초로 제어부(150)에서 산출되는 오일의 동점도와 같은 2차 성상 정보가 저장될 수 있다. 또한 저장부(170)에는 장비 센서(112)를 통해 검출되는 건설기계의 운행 상태에 관한 정보가 저장될 수 있다. 저장부(170)는 건설기계의 내부에 구비될 수 있다. 또는 저장부(170)는 건설기계의 외부에 별도의 서버로 구비되어 무선 통신을 통해 정보들이 저장될 수도 있다.
제어부(150)는 센서부(110)에서 취득되는 정보들을 기초로 건설 기계의 종합 상태를 판단할 수 있다. 제어부(150)는 오일 성상 센서(111)에 의해 취득되는 오일 성상 정보 및/또는 오일의 2차 성상 정보를 기초로 건설기계의 기본 상태를 판단할 수 있다. 이렇게 판단된 건설기계의 기본 상태를 기준으로 운행 상태 정보를 반영하여 건설기계의 종합 상태를 판단할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면 건설기계의 기본 상태는 오일 성상 정보 및/또는 오일의 동점도와 같은 2차 성상 정보를 기초로 판단될 수 있다. 건설기계의 기본 상태는 오일의 상태 등급을 기초로 판단될 수 있다.
[표 3]은 일 실시예에서 제어부(150)가 건설기계의 기본 상태 즉, 오일 성상 정보를 통해 등급화된 오일 상태 등급에 건설기계의 운행 상태 정보를 통해 등급화된 장비 상태 등급을 반영하여 건설기계의 종합 상태를 판단하고, 이를 점수화 및 등급화 한 결과를 나타낸 것이다.
장비 장비
운전
시간 		Part 1 Part 2 Oil 평가 최종 등급 비고
결과 점수 결과 점수 2차분류
[판단]		 등급 점수 Part_1 Part_2 Oil 점수 등급
A 2000 - - - - - - - 장비 이상 발생으로 점수 판단 X
B 2000 Good 0 Check 0.6 정상 normal 0 균등 사용 회전체 점검 정상 0.6 Normal 정상 작동 장비
C 2000 Good 0 Check 0.6 이물질 caution 1 양호 회전체 점검 마모/누유 의심 1.6 Caution 이물질 증가 의심되어 caution. performance check결과 장비 과도 사용 이력 확인
D 5000 Good 0 Check 0.6 열화 critical 2 열부하 큼 회전체/유압 점검 즉시 오일 교체 2.6 Critical Oil 열화로 교체 의심되나, Mileage로 볼 때, 교체 직후로 판단되나 회전체 마모의심됨
E 5700 Good 0 Good 0 열화 critical 2 양호 양호 오일 점검 및필터 교체 2.0 Critical Mileage로 판단하여 볼 때,
오일 미교환 / 비정품 / 이종유 혼입 의심
F 5000 Good 0 Good 0 열화 caution 1 평균 수준 양호 오일 점검 및
필터 교체		 1.0 Normal Mileage로 판단하여 볼 때,
오일 미교환 / 비정품 / 이종유 혼입 의심
G 1500 Caution 0.5 Check 0.6 액체 혼입 critical 2 스피드,부하 큼 시스템 점검 필터류 즉시 교체 3.1 Urgent Part 1에서 소모품 교체 주기가 매우 좋지 않았고,
체 혼입 의심
H 500 Caution 0.5 Good 0 연료 혼입 critical 2 양호 양호 엔진 재점검(연료혼입의심) 2.5 Critical 액체 혼입 의심
I 4500 Good 0 Check 0.6 열화 critical 2 스피드,부하 큼 회전체 점검 오일 점검 및 필터 교체 2.6 Critical 전체적으로 장비는 고부하에서 사용(정상 범위 내)
Oil 열화(미교환 의심)
[표 3]을 참조하면, 제어부(150)는 건설기계의 기본 상태에 건설기계의 운행 상태 정보를 반영함에 있어서, 상기 제1 인자 및 상기 제2 인자에 각각 기 설정된 가중치를 부여하여 상기 건설기계의 종합 상태를 판단할 수 있다. 일 실시예에서 제1 인자 보다 제2 인자에 부여되는 가중치가 더 높을 수 있다. 이는 제2 인자를 이용하여 오일 성상 정보를 통한 오일 상태로는 미처 확인되지 못한 부분이나 오일에 의한 장비의 손상 여부를 확인할 수 있기 때문이다.
제어부(150)는 종합 상태의 점수와 기 설정된 역치 수준을 비교하여 알림 상태를 결정할 수 있다. 일 실시예에서 제1 역치 수준은 종합 상태의 점수 2점을 기준으로 할 수 있고, 제2 역치 수준은 종합 상태의 점수 3점을 기준으로 할 수 있다. 일 실시예에서 제어부(150)는 종합 상태의 점수가 1점 이하인 경우 정상(normal) 등급으로 판단할 수 있다. 또한 제어부(150)는 종합 상태의 점수가 1점을 초과하였으나 제1 역치 수준에는 도달하지 못한 경우, 경고(caution) 등급으로 판단할 수 있다. 제어부(150)는 종합 상태의 점수가 제1 역치 수준을 넘어선 경우, 예컨대 점수가 2점 이상, 3점 미만이면 심각(critical) 등급으로 판단할 수 있다. 제어부(150)는 종합 상태의 점수가 제2 역치 수준을 넘어선 경우, 예컨대 점수가 3점 이상이면 긴급(urgent) 등급으로 판단할 수 있다.
제어부(150)는 위와 같이 판단된 장비의 종합 상태에 따라 표시부(190)에 알림이 표시되도록 할 수 있다. 즉, 제어부(150)는 종합 상태 등급이 정상, 경고, 심각 또는 긴급 등급으로 판단되면, 해당 등급에 대한 알림이 각각 표시되도록 할 수 있다. 일 실시예에서 제어부(150)는 정상 등급인 경우 종합 상태에 관한 정보를 저장부(170)에 저장할 수 있다. 제어부(150)는 경고, 심각 또는 긴급 등급인 경우 각각의 상태에 대한 필요한 조치를 표시부(190)에 등급 알림과 함께 각각 표시되도록 제어할 수 있다.
표시부(190)는 건설기계의 일측에 배치되어 제어부(150)에 의해 판단된 종합 상태 등급에 따른 알림을 표시할 수 있다. 또한 표시부(190)는 각 등급에 대한 필요한 조치를 등급 알림과 함께 표시할 수도 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 상태 진단 방법을 구체적으로 설명한다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 건설기계의 상태 진단 방법은 오일 성상 센서(111) 및 장비 센서(112)를 통해 기 설정된 주기로 오일 성상 정보 및 운행 상태 정보를 취득하는 단계(710)를 포함할 수 있다. 이어 오일 성상 센서(111)를 통해 취득한 오일 성상 정보를 기초로 상기 건설기계의 기본 상태를 판단하는 단계(720)가 제어부(150)에 의해 수행될 수 있다. 이후 건설기계의 기본 상태를 기준으로 상기 주행 상태 정보를 반영하여 상기 건설기계의 종합 상태를 판단하는 단계(730)를 포함할 수 있다. 제어부(150)에 의해 종합 상태에 대한 등급이 판단되면, 해당 등급에 따른 알림이 표시부(190)에 표시될 수 있다(740). 이때, 표시부(190)에는 등급의 알림과 함께 각 등급에 대한 필요한 조치가 함께 표시할 수도 있다.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명에서는 별도의 오프라인(off-line) 작업자의 조치 없이도 건설기계의 오일 상태를 판단할 수 있다. 또한, 기계의 오일 상태와 기계의 운행 상태를 조합하여 건설기계의 종합 상태를 판단함으로써, 이상 상태 판단의 정확도를 높일 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 '포함하다', '구성하다' 또는 '가지다' 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 센서부
111: 오일 성상 센서
112: 장비 센서
150: 제어부
170: 저장부
190: 표시부

Claims (8)

  1. 건설기계의 이상여부를 판단하는 건설기계의 상태 진단 시스템에 있어서,
    오일의 성상 정보를 검출하는 적어도 하나 이상의 오일 성상 센서 및 상기 건설기계의 운행 상태 정보를 검출하는 적어도 하나 이상의 장비 센서를 포함하는 센서부;
    상기 오일 성상 정보를 통해 상기 건설기계의 기본 상태를 판단하고, 상기 건설기계의 기본 상태를 기준으로 상기 건설기계의 운행 상태 정보를 반영하여 상기 건설기계의 종합 상태를 판단하는 제어부; 및
    상기 제어부의 판단에 따라 알림을 표시하는 표시부를 포함하는 건설기계의 상태 진단 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 장비 센서를 통해 검출되는 상기 건설기계의 운행 상태 정보는,
    상기 건설기계의 운행 시간 정보, 운행 조건 정보, 부품 정비 정보를 포함하는 제1 인자 및 상기 오일의 성상 변화에 의한 상기 건설기계의 운행 특이사항 정보를 포함하는 제2 인자를 포함하는 건설기계의 상태 진단 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 건설기계의 운행 상태 정보를 반영함에 있어서, 상기 제1 인자 및 상기 제2 인자에 각각 기 설정된 가중치를 부여하여 상기 건설기계의 종합 상태를 판단하는 건설기계의 상태 진단 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 인자 보다 상기 제2 인자에 부여되는 가중치가 더 높은 건설기계의 상태 진단 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 오일 성상 센서는 기 설정된 주기로 상기 오일 성상 정보를 취득하고, 상기 제2 인자는 상기 오일 성상 정보가 취득되는 주기와 동일한 주기로 취득되는 건설기계의 상태 진단 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 건설기계의 기본 상태는 상기 오일의 온도 구간 별 동점도 또는 유전율을 기초로 판단되는 건설기계의 상태 진단 시스템.
  7. 건설기계의 이상여부를 판단하는 건설기계의 상태 진단 방법에 있어서,
    기 설정된 주기로 오일 성상 정보 및 운행 상태 정보를 취득하는 단계;
    상기 오일 성상 정보를 기초로 상기 건설기계의 기본 상태를 판단하는 단계;
    상기 건설기계의 기본 상태를 기준으로 상기 주행 상태 정보를 반영하여 상기 건설기계의 종합 상태를 판단하는 단계; 및
    상기 건설기계의 종합 상태에 따라 알림을 표시하는 단계를 포함하는 건설기계의 상태 진단 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 운행 상태 정보는, 상기 건설기계의 운행 시간 정보, 운행 조건 정보, 부품 정비 정보를 포함하는 제1 인자 및 상기 오일의 성상 변화에 의한 상기 건설기계의 운행 특이사항 정보를 포함하는 제2 인자를 포함하고,
    상기 제1 인자 및 상기 제2 인자에 각각 기 설정된 가중치를 부여하여 상기 건설기계의 종합 상태를 판단하는 건설기계의 상태 진단 방법.

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