WO2015084089A1 - 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 시스템 및 이를 이용한 이상 진단 방법 - Google Patents

건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 시스템 및 이를 이용한 이상 진단 방법 Download PDF

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유승범
박도성
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    • F15B2211/87Detection of failures

Definitions

  • the present invention relates to a fault diagnosis system for a work system of a construction machine and a fault diagnosis method using the same, and more particularly, to check the construction site of the fault occurs through the comparison of the engine, hydraulic pump and work machine of the construction machine It relates to a fault diagnosis system for a work system of a machine and a fault diagnosis method using the same.
  • the fault diagnosis method of the construction machine can be divided into a diagnosis method using a direct observation and analysis and a sensor method using a sensor as shown in FIG. 1, and the diagnosis method through the direct observation and analysis is again performed by an A / S article. It can be classified into a diagnosis method through a visit, a self-diagnosis method by an operator, and a diagnosis method by periodic sampling.
  • the diagnostic method through the visit of the A / S article of the diagnostic method through the direct observation and analysis will be reliable in the response method because the manufacturer's A / S article visits the site directly, but a long time until the actual visit When visiting and diagnosing a diagnosis, a diagnosis error occurs, and a revisit should be made. In addition, this can result in significant time and money loss because the worker's work is continually interrupted during the fault diagnosis period.
  • the diagnostic method by periodic sampling is a method of periodically sending a fluid sample of the construction machine to the manufacturer, and the manufacturer analyzes the state and internal components of the fluid Predict the condition of construction machinery and which parts of the problem will occur.
  • This can be true of the results by analyzing real samples, but has the disadvantage of continuing execution, such as the need for workers or managers to send fluid samples periodically, and the construction machine condition results and their response may be delayed due to analysis time. There are also disadvantages.
  • the diagnostic method using the sensor is a method of continuously diagnosing the state of the construction machinery parts measured by the sensor to inform that a problem situation when the sensor measurement value is out of a predetermined normal range.
  • the fault diagnosis method of the construction machine using the sensor is used for diagnosing abnormalities of the control system and hydraulic components for the safety of work, which diagnoses the abnormality of the electromagnetic proportional valve and the work machine.
  • One object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, while calculating the horsepower information of the work system of the construction machine, that is, the engine, hydraulic pump and work machine, and compare them to ensure the accuracy of the measurement sensor, while comparing
  • the abnormality diagnosis system and the abnormality diagnosis method for the working system of the construction machine that solves the inaccuracy and long-time problem of the construction machine's abnormality diagnosis method. It is to provide.
  • An abnormality diagnosis system for a work system of a construction machine may include an input unit configured to receive state information about an engine, a hydraulic pump, and a work machine of the construction machine; Computing horsepower information of each of the engine, the hydraulic pump and the work machine using the state information input to the input unit, and comparing the horsepower information with each other, and if the horsepower information is different than a preset range, the engine, the hydraulic pump and the corresponding A control unit for determining that any one of the work machines is abnormal; And an output unit for outputting whether or not the abnormality determined by the control unit.
  • the fault diagnosis method for the work system of the construction machine according to the exemplary embodiments for achieving the above object, the diagnostic setting step of setting the construction machine in the fault diagnosis mode; A horsepower confirmation step of acquiring horsepower information for the engine of the construction machine from the ECU, and calculating horsepower information for the hydraulic pump with values measured from a pressure sensor and a flow sensor provided in the hydraulic pump; A range determination step of determining whether the horsepower information for the engine and the hydraulic pump are within a predetermined range from each other; And a diagnosis step of determining whether an engine or a hydraulic pump of the construction machine is abnormal according to the determination result in the range determination step. It includes.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a method for diagnosing abnormalities of construction machinery.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for diagnosing an abnormality of a construction machine using a conventional sensor.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating power flow in a work system of a construction machine according to exemplary embodiments.
  • Fig. 4 is a block diagram showing an abnormal diagnosis system for a work system of a construction machine according to exemplary embodiments.
  • Fig. 5 is a flowchart illustrating a fault diagnosis method for a work system of a construction machine according to exemplary embodiments.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a first abnormality diagnosis method in the abnormality diagnosis method for a work system of a construction machine according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a first abnormality diagnosis method in the abnormality diagnosis method for a work system of a construction machine according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a second fault diagnosis method in a fault diagnosis method for a work system of a construction machine according to example embodiments.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another component.
  • first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating power flow in a work system of a construction machine according to exemplary embodiments. First, the power flow of the work system in the construction machine will be described with reference to FIG. 3.
  • the engine 10 when the construction machine is started, the engine 10 may be operated and a hydraulic pump 20 mechanically connected thereto may be driven.
  • the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 20 may be provided to the main control valve 22.
  • a specific control valve in the main control valve 30 is operated according to an operation signal, and the operating oil is supplied to the cylinder 32 of the work machine 30 associated with the control valve.
  • Work tools 30, such as booms, arms and buckets, can operate.
  • the horsepower information of each of the engine 10, the hydraulic pump 20, and the work machine 30 may be obtained and compared to identify and diagnose an abnormal occurrence position of the work system of the construction machine. Can be.
  • Fig. 4 is a block diagram showing an abnormal diagnosis system for a work system of a construction machine according to exemplary embodiments. With reference to Figure 4 will be described in detail the configuration and function of the fault diagnosis system for the work system of the construction machine.
  • the abnormality diagnosis system for the work system of the construction machine may include an input unit 100, a control unit 200, and an output unit 300.
  • the input unit 100 may receive state information about the engine 10, the hydraulic pump 20, and the work machine 30 of the construction machine.
  • the input unit 100 may include a first receiver for acquiring state information of the engine 10, a second receiver for acquiring state information of the hydraulic pump 20, and a second acquiring state information of the work machine 30. 3 may include a receiver.
  • the first receiver may include an electronic control unit (ie, ECU) 110 provided in the engine 10.
  • the second receiver may include a sensor for measuring horsepower of the hydraulic pump installed in the hydraulic pump 20.
  • the horsepower measuring sensor of the hydraulic pump may include a pressure sensor 122, a flow sensor 124 and the like.
  • the third receiver may include a sensor for measuring a horsepower of the work machine installed in the work machine 30.
  • the sensor for measuring the horsepower of the work machine may include an angular velocity sensor 130, a displacement sensor, an angle sensor, and the like.
  • the ECU 110 may receive measured values (engine RPM, fuel injection amount, etc.) for operating conditions of the engine from various measuring instruments and sensors.
  • the measured power generated by the engine 10 may be calculated using the measured value.
  • the pressure sensor 122 and the flow rate sensor 124 may detect the pressure and the flow rate of the hydraulic pump 20.
  • the angular velocity sensor 130 detects each rotational speed of the work machine 30, the displacement sensor detects a change in position of each of the work machines 30, and the angle sensor is an angle of each of the work machines 30. The change can be detected.
  • the controller 200 calculates horsepower information of each of the engine 10, the hydraulic pump 20, and the work machine 30 from respective state information input to the input unit 100, and compares the horsepower information of each of the engine 10. The abnormality of the hydraulic pump 20 and the work machine 30 can be determined.
  • the controller 200 directly receives horsepower information from the engine 10 from the ECU 110 through controller area network (CAN) communication or uses measured values received from the ECU 110. Horsepower information of the engine 10 can be calculated.
  • the controller 200 measures the pressure P (N / m 3) and the flow rate Q (m 3 / sec) of the hydraulic pump 20 received from the pressure sensor 122 and the flow sensor 124.
  • the horsepower information HP (N * m / sec) in the hydraulic pump 20 can be calculated by receiving the values and following equation (1).
  • the controller 200 may receive speed information of the work machine 30 and calculate horsepower information of the work machine 30 therefrom.
  • the control unit 200 calculates the rotational energy by measuring the rotational speed of the work machine 30 using the measured value from the angular velocity sensor 130, and divides it by the measurement time by the following equation (2)
  • the horsepower information HP in the work machine 30 may be calculated.
  • the controller 200 may calculate the horsepower information of the work machine 30 by using the measured value from the displacement sensor or the angle sensor.
  • the moment of inertia is the value of the moment of inertia for each work machine 30, that is, the boom, arm, bucket, etc., which is measured in advance to calculate the horsepower information in the work machine 30, and the control unit (parameter) as a parameter (parameter). 200).
  • the controller 200 calculates horsepower information of the engine 10, the hydraulic pump 20, and the work machine 30, and compares them with each other to determine an abnormality at any position of the work system of the construction machine or at the sensor itself. It is determined whether or not it occurred.
  • the output unit 300 may output whether or not the work system determined by the control unit 200 is abnormal.
  • the output unit 300 may include at least one of the output device 310 and the communication device 320.
  • the output device 310 may directly output the result of the abnormality determined by the controller 200 to the user in the construction machine.
  • the communication device 320 may immediately transmit a result of the abnormality determined by the control unit 200 to an external manufacturer or the like.
  • Fig. 5 is a flowchart illustrating a fault diagnosis method for a work system of a construction machine according to exemplary embodiments. An abnormality diagnosis method for the work system of the construction machine will be described in detail with respect to each step with reference to FIG. 5.
  • the abnormality diagnosis method for the work system of the construction machine includes a diagnosis setting step (S10), horsepower checking step (S20), a range determination step (S30) and a diagnosis step (S40).
  • the diagnosis setting step (S10) is a step of setting the construction machine in the abnormal diagnosis mode so that the abnormal diagnosis method for the work system of the construction machine can proceed.
  • the diagnosis setting step (S10) the driving of the work machine 30 is stopped, and the main control valve 22 of the construction machine is closed so that hydraulic pressure is not transmitted to the stage after the main control valve 22, and the construction machine Do not drive or work operations.
  • the horsepower confirmation step (S20) is a step of confirming the horsepower information for the engine 10 and the hydraulic pump 20 of the construction machine.
  • horsepower information for the engine 10 may be calculated using measured values from the ECU 110, and horsepower information for the hydraulic pump 20 is provided in the hydraulic pump 20.
  • the pressure value and the flow rate value of the hydraulic pump 20 from the pressure sensor 122 and the flow rate sensor 124 can be calculated.
  • the work machine 30 In the horsepower check step (S20), the work machine 30 is in a non-operating state.
  • the range determination step (S30) is a step of determining whether each horsepower information for the engine 10 and the hydraulic pump 20 is within a predetermined range of each other.
  • the predetermined range is a concept including an error range due to the normal power loss that occurs when the power transmission between the work system of the construction machine.
  • the work machine 30 is operated through the hydraulic pressure generated by the hydraulic pump 20 because In the engine 10, the hydraulic pump 20, and the work machine 30 in a state in which an auxiliary machinery for driving the engine 10 such as an alternator, a power steering, an air conditioner, and a vehicle accessory does not operate.
  • the identified horsepower value can theoretically always be the same.
  • the predetermined range includes an error range due to normal power loss occurring during power transmission between work systems in addition to the same horsepower value.
  • the meaning of the word range is used in the above meaning.
  • the error range due to the normal power loss generated during power transmission between the engine 10, the hydraulic pump 20, and the work machine 30 may be measured in advance and stored in the controller 200 as a parameter. .
  • the diagnosis step S40 is a step of determining whether an abnormality occurs in the engine 10, the hydraulic pump 20, and the work machine 30 of the construction machine according to the determination in the range determination step S30.
  • the diagnosis step S40 may be divided into a first abnormal diagnosis step S41 and a second abnormal diagnosis step S42.
  • the diagnosis step S40 is performed in the engine 10.
  • the first abnormality diagnosing step (S41) for determining whether the abnormality occurs in at least one of the hydraulic pump 20.
  • the horsepower values of the engine 10 and the hydraulic pump 20 should be within a certain range of each other. 10) and the power loss generated during the transmission of power between the hydraulic pump 20 is outside the error range due to the normal power loss, so that any one of the engine 10 and the hydraulic pump 20 is abnormal. it means.
  • the first abnormal diagnosis step S41 it is determined whether the abnormality occurs in any one of the engine 10 and the hydraulic pump 20.
  • each horsepower information for the engine 10 and the hydraulic pump 20 in the range determination step (S30) is within a predetermined range of each other ( ),
  • the diagnosis step S40 proceeds to the second abnormality diagnosis step S42 for determining whether the abnormality occurs in the work machine 30.
  • the horsepower values of the engine 10 and the hydraulic pump 20 are within a predetermined range of each other, the power transmission flow between the engine 10 and the hydraulic pump 20 is in a normal state, and the second abnormal diagnosis step In operation S42, it is determined whether the work machine 30 is abnormal.
  • the first abnormality diagnosis step S41 will be described with reference to FIGS. 6 and 7, and the second abnormality diagnosis step S42 will be described with reference to FIG. 8.
  • a case is considered in which an abnormality occurring in the engine 10 is considered and a case in which it is not considered.
  • the engine 10 since the engine 10 has various sensors and diagnostic methods on its own, even if an abnormality occurs in the engine 10, the engine 10 may diagnose and solve itself and does not consider whether the abnormality occurs in the engine 10. In this case, when an abnormality occurs in the engine 10, the diagnosis and resolution cannot be performed by itself, and thus the case where the abnormality occurs in the engine 10 is considered.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a first abnormality diagnosis method in the abnormality diagnosis method for a work system of a construction machine according to an exemplary embodiment.
  • the first abnormality diagnosing method S41 (a) is possible in case of not considering whether an abnormality occurring in the engine 10 occurs due to self-diagnosis and resolution. It will be described in detail.
  • the first abnormal diagnosis method (S41 (a)) is a work machine driving step (S110), the horsepower check step (S111) of the hydraulic pump-worker, the range determination step (S112) of the hydraulic pump-worker, the horsepower check of the engine-worker It comprises a step S113, the engine-worker range determination step S114 and the first abnormality determination step S115.
  • the work machine driving step (S110) is a step of driving the stationary work machine 30.
  • the range determination step S30 of FIG. 5 since it is determined that each horsepower information for the engine 10 and the hydraulic pump 20 is out of a predetermined range, any part of the engine 10 or the hydraulic pump 20 is determined.
  • the work machine 30 is driven to check whether any abnormality has occurred.
  • Horsepower check step (S111) of the hydraulic pump-worker is a step of confirming the horsepower information for the hydraulic pump 20 and the work machine (30). While performing the operation of the work machine 30 checks the horsepower value of the hydraulic pump 20 and the work machine (30).
  • the horsepower information for the work machine 30 can be calculated using the measured value from the angular velocity sensor 130 installed in the work machine 30 as described above.
  • the horsepower information for the work machine 30 may be calculated using measured values from the displacement sensor or the angle sensor installed in the work machine 30.
  • the range determination step (S112) of the hydraulic pump-worker is a step of determining whether each horsepower information for the hydraulic pump 20 and the work machine 30 is within a predetermined range of each other. If it is determined that it is out of a certain range, the power loss generated during power transmission between the engine 10 and the hydraulic pump 20, the hydraulic pump 20 and the work machine 30 is within the error range due to the normal power loss. Since it is out of range, the horsepower information of the engine 10 and the work machine 30 is finally confirmed and compared.
  • each horsepower information for the hydraulic pump 20 and the work machine 30 is out of a predetermined range from each other in the range determining step S112 of the hydraulic pump-worker. In this case, the step of confirming the horsepower information for each of the engine 10 and the work machine 30.
  • the range determining step S114 of the engine-worker is a step of determining whether each horsepower information for the engine 10 and the worker 30 is within a predetermined range of each other.
  • the first abnormality determination step (S115) is the hydraulic pump of the construction machine according to the determination in the range determination step (S112) of the hydraulic pump-worker and the range determination step (S114) of the engine-worker ( In step 20), it is determined whether or not an abnormality occurs.
  • the horsepower values of the hydraulic pump 20 and the work machine 30 are within a predetermined range of each other, but the horsepower values of the engine 10 and the hydraulic pump 20 are outside the predetermined range, but the hydraulic pump 20 ) And the horsepower value of the work machine 30 are within a predetermined range, and at this time, the hydraulic components from the rear end of the hydraulic pump 20 and the hydraulic pump 20 to the front end of the main control valve 22.
  • the first abnormality determination step (S115) Proceeding to, it is determined that an abnormality has occurred in the pressure sensor 122 and the flow rate sensor 124 provided in the hydraulic pump 20 (S116).
  • the fact that the horsepower information of the engine 10 and the work machine 30 is within a certain range of each other means that power is normally transmitted from the engine 10 to the work machine 30, which means The abnormality of the work system did not occur, and it can be diagnosed that the abnormality occurred in the pressure sensor 122, the flow rate sensor 124, and the like, which measures the horsepower value in the hydraulic pump 20.
  • the first abnormality determination step S115 determines that the individual diagnosis of the work system of the construction machine is necessary (S117).
  • the engine 10 and the hydraulic pump 20, the hydraulic pump 20 and the work machine 30, the engine 10 and the work machine 30 all means that the abnormality has occurred, It is not possible to identify the site where the abnormality has occurred, so it is diagnosed that individual precise diagnosis of all working systems of construction machinery is required.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a first abnormality diagnosis method in the abnormality diagnosis method for a work system of a construction machine according to another exemplary embodiment.
  • the first abnormal diagnosis method (S41 (b)) is a work machine driving step (S120), the horsepower check step (S121) of the hydraulic pump-worker, the range determination step (S122) of the hydraulic pump-worker, the horsepower check of the engine-worker It comprises a step (S123), the range determination step (S124) of the engine-worker, the horsepower comparison step (S125) and the first abnormality determination step (S126).
  • the work machine driving step (S120), the horsepower check step (S121) of the hydraulic pump-worker in the first abnormality diagnosis method (S41 (b)) according to another embodiment of the present invention, the range determination of the hydraulic pump-worker
  • determining that an abnormality has occurred in the flow sensor 124 (S127) or determining that an individual diagnosis is required for the work system of the construction machine (S128) is the first abnormality diagnosis method according to an embodiment of the present invention.
  • the first abnormality determination step S126 determines whether the abnormality occurs in the engine 10 and the hydraulic pump 20 according to the comparison result in the horsepower comparison step S125.
  • the horsepower value of the hydraulic pump 20 or the work machine 30 is always the engine. If the horsepower value of the engine 10 is smaller than the horsepower value measured by the hydraulic pump 20 or the work machine 30, the first abnormality determination step (S126) It can be diagnosed that an abnormality has occurred in relation to the engine 10.
  • the first abnormality determination step (S126) is the hydraulic pump ( It is diagnosed that the abnormality has occurred in 20) (S130).
  • the horsepower values of the hydraulic pump 20 and the work machine 30 are within a certain range of each other, and smaller than the horsepower value of the engine 10 can be seen that the power transmission flow is in a normal state.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a second fault diagnosis method in a fault diagnosis method for a work system of a construction machine according to example embodiments.
  • the second abnormality diagnosis method S42 will be described in detail with reference to FIG. 8.
  • the horsepower information for the engine 10 and the hydraulic pump 20 in the range determination step (S30) is within a predetermined range of each other ( ),
  • the diagnosis step S40 proceeds to the second abnormality diagnosis step S42 for determining whether the abnormality occurs in the work machine 30.
  • the horsepower values of the engine 10 and the hydraulic pump 20 are within a predetermined range of each other, the power transmission flow between the engine 10 and the hydraulic pump 20 is in a normal state, and the second abnormal diagnosis step In operation S42, it is determined whether the work machine 30 is abnormal.
  • the second abnormal diagnosis step (S42) is a work machine driving step (S210), the horsepower re-check step (S220) of the engine-hydraulic pump, the range determination step (S230) of the engine-hydraulic pump, the horsepower check step (S240), It is configured to include a range determination step (S250) and the second abnormality determination step (S260) of the engine-hydraulic pump-worker.
  • the work machine driving step (S210) is a step of driving the stationary work machine 30, which is the horsepower information for each of the engine 10 and the hydraulic pump 20 in the range determination step S30 of FIG. 5. Since it is determined that is within a certain range can be determined that the power transmission flow between the engine 10 and the hydraulic pump 20 is normal, to drive this work machine 30 for clarity.
  • Reconfirming horsepower of the engine-hydraulic pump is a step of reconfirming horsepower information for the engine 10 and the hydraulic pump 20, while performing the operation of the work machine 30 and the engine 10 and Check the horsepower value of the hydraulic pump 20 again.
  • the range determination step (S230) of the engine-hydraulic pump is a step of determining whether each horsepower information for the engine 10 and the hydraulic pump 20 are within a predetermined range, and if it is determined to be within a predetermined range, Since the power loss generated during power transmission between the engine 10 and the hydraulic pump 20 does not deviate from the error range due to the normal power loss, the horsepower for the work machine 30 is checked to determine the horsepower of the engine 10, The horsepower information of the hydraulic pump 20 and the work machine 30 is compared.
  • the horsepower information for the work machine 30 is confirmed by measuring from the angular velocity sensor 130 provided in the work machine 30 as described above.
  • the range determination step (S250) of the engine-hydraulic pump-worker is a step of determining whether each horsepower information for the engine 10, the hydraulic pump 20, and the work machine 30 is within a predetermined range from each other.
  • the second abnormality determination step (S260) of the construction machine according to the determination in the range determination step (S230) of the engine-hydraulic pump and the range determination step (S250) of the engine-hydraulic pump-worker This is a step for determining whether an abnormality occurs in the work machine.
  • step S230 when it is determined in the range determination step (S230) of the engine-hydraulic pump that each horsepower information for the hydraulic pump 20 and the work machine 30 is out of a predetermined range from each other as described above the second or more In step S260, it is determined that an abnormality has occurred in the work machine 30 (S266).
  • the horsepower values of the engine 10 and the hydraulic pump 20 were within a predetermined range of each other. After driving of the 30, the horsepower values of the engine 10 and the hydraulic pump 20 are out of a predetermined range, and at this time, at the rear end of the main control valve 22 in the power transmission flow of the working system.
  • the hydraulic component up to the front end of the work machine 20 and the work machine 20 are diagnosed as abnormal.
  • the valve related to the drive of the work machine 20 of the main control valve 22 is opened after the work machine 2 is driven, the main control valve 22 before the drive of the work machine 20 is performed.
  • the valve related to the driving of the work machine 20 is closed, only the hydraulic component and the work machine 20 from the rear end of the main control valve 22 to the front end of the work machine 20 are added. Therefore, the hydraulic component from the rear end of the main control valve 22 to the front end of the work machine 20 and the power loss in the work machine 20 are diagnosed as occurring outside the normal range.
  • the horsepower information for the engine 10 are within a predetermined range from each other. Proceeding to the second abnormality determination step (S260), it is determined that the power transmission flow is in a normal state in the work system of the construction machine (S262).
  • the horsepower value of all of the engine 10 the hydraulic pump 20 and the work machine 30 is within a predetermined range of each other, between the engine 10, the hydraulic pump 20 and the work machine 30 It is concluded that there is no problem in diagnosing the fault because the power loss generated during power transmission is within the error range due to the normal power loss.
  • the horsepower values of the engine 10 and the hydraulic pump 20 are within a predetermined range, but the horsepower value of the work machine 30 is constant with the horsepower values of the engine 10 and the hydraulic pump 20. Meaning that it is out of range, it is diagnosed that the abnormality occurred in the angular velocity sensor 130.
  • the horsepower value of the engine 10 and the hydraulic pump 20 is within a certain range of each other, since the impact to the work machine 30 connected to the hydraulic components affects the engine 10, the hydraulic pump 20 and Power transmission flow between the work machine 30 is a normal state, the horsepower value of the work machine 30 measured by the angular velocity sensor 130 is out of a predetermined range that the angular velocity sensor 130 is provided in the work machine 30 There is no choice but to assume that an abnormality has occurred in.
  • the fault diagnosis system for the work system of the construction machine according to the exemplary embodiments and the fault diagnosis method using the same, it is possible to ensure reliability and accuracy in the fault diagnosis method of the construction machine, it is possible to solve the problem that takes a long time have.
  • control unit 300 output unit

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Abstract

건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 시스템 및 이를 이용한 이상 진단 방법에 관한 것으로서, 상기 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 시스템은 건설 기계의 엔진, 유압 펌프 및 작업기에 대한 상태 정보를 입력받는 입력부, 상기 입력부에 입력된 상태 정보로 상기 엔진, 상기 유압 펌프 및 상기 작업기 각각의 마력 정보를 계산하여 서로 비교하고, 상기 마력 정보가 미리 설정된 범위 이상으로 다를 경우 이에 해당하는 상기 엔진, 상기 유압 펌프 및 상기 작업기 중 어느 하나가 이상임을 판단하는 제어부, 및 상기 제어부에서 판단된 이상 여부를 출력하는 출력부를 포함한다. 따라서, 건설 기계의 이상 상황을 정확하게 진단하고 이를 알려주어 가능한 빠른 대응을 통해 손실을 줄이고, 건설 기계의 제조 업체는 해당 문제 상황 정보를 데이터베이스화하여 자주 문제가 발생하는 부분을 사전에 개선할 수 있다.

Description

건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 시스템 및 이를 이용한 이상 진단 방법
본 발명은 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 시스템 및 이를 이용한 이상 진단 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건설 기계의 엔진, 유압 펌프 및 작업기의 비교를 통하여 작업 계통의 이상 발생 부위를 확인하는 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 시스템 및 이를 이용한 이상 진단 방법에 관한 것이다.
건설 기계의 이상 진단 방법은 도 1에 도시된 바와 같이 크게 직접적인 관찰 및 분석을 통한 진단 방법과 센서를 이용한 진단 방법으로 나눌 수 있으며, 상기 직접적인 관찰 및 분석을 통한 진단 방법은 다시 A/S 기사의 방문을 통한 진단 방법, 작업자의 자체 진단 방법 및 주기적인 샘플 채취에 의한 진단 방법 등으로 분류될 수 있다.
먼저, 상기 직접적인 관찰 및 분석을 통한 진단 방법 중 A/S 기사의 방문을 통한 진단 방법은 제조업체의 A/S 기사가 직접 현장으로 방문하기 때문에 대응 방식에 신뢰성을 갖게 되지만, 실제 방문 시까지 장시간이 소요되며 실제 방문하여 진단할 때, 진단 오류가 발생한다면 재방문이 이루어져야 하는 등의 단점이 있다. 또한, 이는 이상 진단 기간동안 작업자의 작업이 계속적으로 중단되기 때문에 상당한 시간 및 금전의 손실을 가져올 수 있다.
그리고 상기 직접적인 관찰 및 분석을 통한 진단 방법 중 작업자의 자체 진단 방법은 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 단점이 있다.
마지막으로, 상기 직접적인 관찰 및 분석을 통한 진단 방법 중 주기적인 샘플 채취에 의한 진단 방법은 건설 기계의 유체 샘플을 주기적으로 제조 업체에 보내는 방법으로서, 제조 업체는 유체의 상태 및 내부 성분을 분석하여 현재 건설 기계의 상태 및 어느 부분의 문제가 발생할지 예측하게 된다. 이는 실제 샘플을 분석하여 결과에 신뢰성을 가질 수 있지만, 작업자 또는 관리자가 주기적으로 유체 샘플을 보내야 하는 등의 계속 실행에 있어 단점이 있고, 건설 기계 상태 결과 및 이에 대한 대응이 분석 시간으로 인해 늦어질 수밖에 없는 단점도 있다.
한편, 센서를 이용한 진단 방법은 해당 센서가 측정하는 건설 기계 부품의 상태를 계속 진단하여 센서 측정값이 기존에 정해진 정상 범위에서 벗어나게 되면 문제상황임을 알려주는 방법이다. 이는 센서를 통해 계속적으로 부품의 상태를 진단하기 때문에 빠른 결과 및 대응을 할 수 있는 장점이 있는 반면, 부품은 정상이지만 센서에 문제가 발생했을 경우에도 수리를 받아야만 하는 단점이 있다.
도 2를 참조하면, 센서를 이용한 건설 기계의 이상 진단 방법을 알 수 있다. 구체적으로 자동 제어가 가능한 건설 기계에서 작업 안전성을 위하여 위치 센서 및 압력 센서를 사용하여 제어 시스템 및 유압 부품의 이상을 진단하는 것으로서, 이는 전자 비례 밸브 및 작업기의 이상을 진단하게 된다.
그러나, 이는 상술한 바와 같이 센서 자체의 이상에 대한 상태를 진단할 수 없고, 전자 비례 밸브를 사용하는 건설 기계에만 적용이 가능하다는 한계가 있으며, 나아가 붐, 아암 및 버켓 등의 작업기의 부위별로 각각 위치 센서 및 압력 센서를 마련해야 한다는 단점이 있다.
* 선행기술문헌
* 특허문헌
일본 공개특허공보 제1994-193099호(1994.7.12.)
본 발명의 일 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 건설 기계의 작업 계통, 즉 엔진, 유압 펌프 및 작업기 등의 마력 정보를 산출하고 이를 상호 비교하여 측정 센서의 정확성을 확보하고, 상호 비교하면서 이상이 발생한 부분에 대한 즉각적인 정보 송출을 통해 빠른 상황 전달을 함으로써, 건설 기계의 이상 진단 방법의 비정확성 및 장시간 소요 문제를 해결하는 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 시스템 및 이를 이용한 이상 진단 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 시스템은, 건설 기계의 엔진, 유압 펌프 및 작업기에 대한 상태 정보를 입력받는 입력부; 상기 입력부에 입력된 상태 정보로 상기 엔진, 상기 유압 펌프 및 상기작업기 각각의 마력 정보를 계산하여 서로 비교하고, 상기 마력 정보가 미리 설정된 범위 이상으로 다를 경우 이에 해당하는 상기 엔진, 상기 유압 펌프 및 상기 작업기 중 어느 하나가 이상임을 판단하는 제어부; 및 상기 제어부에서 판단된 이상 여부를 출력하는 출력부를 포함한다.
한편, 상기 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 방법은, 건설 기계를 이상 진단 모드로 설정하는 진단 설정 단계; 상기 건설 기계의 엔진에 대한 마력 정보는 ECU로부터 취득하고, 유압 펌프에 대한 마력 정보는 상기 유압 펌프에 마련되는 압력 센서 및 유량 센서로부터 측정된 값으로 계산하는 마력 확인 단계; 상기 엔진 및 상기 유압 펌프에 대한 각각의 마력 정보가 서로 미리 정해진 범위 내에 있는지 판단하는 범위 판단 단계; 및 상기 범위 판단 단계에서의 판단 결과에 따라 상기 건설 기계의 엔진 또는 유압 펌프의 이상 여부를 판단하는 진단 단계; 를 포함한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 기존의 직접적인 관찰 및 분석을 통한 진단 방법에 의하면, 많은 시간의 소요 또는 결과의 부정확성을 가져 올 수 있었던 반면, 본 발명에 의하면 이상 진단 알고리즘을 통해 어느 부분이 문제인지 확인한 후, A/S 기사가 직접 방문하여 문제를 진단하기 전에 미리 이상이 발생한 부품을 가져올 수 있기 때문에 A/S 기사의 직접적인 진단 시간을 단축할 수 있고, 정확도도 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
둘째, 기존의 센서를 이용한 진단 방법에 의하면, 센서 진단을 통해 특정 부품의 상태만 확인하였을 때는 센서의 오동작이 발생할 경우 결과를 신뢰하기 힘들었지만, 본 발명에 의하면 엔진, 유압 펌프 및 작업기 등의 부위별 상태를 측정하는 센서를 통해 마력이라는 공통의 특성을 확인하여 상호 비교하기 때문에 센서의 오동작과 부품의 이상 부분을 기존 대비 신뢰성 있게 확인할 수 있는 장점이 있다.
셋째, 진단 결과를 작업자에게 출력장치로 알려줄 뿐만 아니라 제조 업체에도 알려주기 때문에 이상 발생 부분을 데이터베이스화할 수 있고, 이를 통해 자주 발생하는 이상 상황을 확인하여 부품 또는 유압 회로 수정 등 제품의 향상을 이룰 수 있는 장점이 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 건설 기계의 이상 진단 방법을 나타낸 블록도이다.
도 2는 종래의 센서를 이용한 건설 기계의 이상 진단 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 건설 기계의 작업 계통에서의 동력 흐름을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 방법에서 제1 이상 진단 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 방법에서 제1 이상 진단 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 방법에서 제2 이상 진단 방법을 나타낸 순서도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 건설 기계의 작업 계통에서의 동력 흐름을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 먼저, 도 3을 참조하여 건설 기계에서 작업 계통의 동력 흐름에 대하여 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 건설 기계에 시동을 걸면 엔진(10)이 작동되고, 이와 기구적으로 연결된 유압 펌프(hydraulic pump, 20)가 구동될 수 있다. 유압 펌프(20)로부터 토출된 작동유는 메인 컨트롤 밸브(MCV, Main Control Valve, 22)에 제공될 수 있다.
사용자가 조이스틱, 페달 등을 조작하면, 조작 신호에 따른 메인 컨트롤 밸브(30)에서의 특정 제어밸브가 작동되며, 해당 제어밸브와 연계된 작업기(30)의 실린더(32)로 작동유가 공급됨으로써, 붐, 아암 및 버켓 등의 작업기(30)가 작동할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 엔진(10), 유압 펌프(20) 및 작업기(30) 각각에서의 마력 정보를 획득하고 이를 비교함으로써 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 발생 위치를 확인 및 진단할 수 있다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 시스템을 나타낸 블록도이다. 도 4를 참조하여 상기 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 시스템의 구성 및 기능에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 상기 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 시스템은 입력부(100), 제어부(200) 및 출력부(300)를 포함할 수 있다.
상기 입력부(100)는 건설 기계의 엔진(10), 유압 펌프(20) 및 작업기(30)에 대한 상태 정보를 수신할 수 있다. 상기 입력부(100)는 엔진(10)의 상태 정보를 획득하기 위한 제1 수신부, 유압 펌프(20)의 상태 정보를 획득하기 위한 제2 수신부, 및 작업기(30)의 상태 정보를 획득하기 위한 제3 수신부를 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 제1 수신부는 상기 엔진(10)에 마련되는 전자제어유닛, 즉 ECU(Electronic Control Unit, 110)을 포함할 수 있다. 상기 제2 수신부는 상기 유압 펌프(20)에 설치되는 유압 펌프의 마력 측정용 센서를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 유압 펌프의 마력 측정용 센서는 압력 센서(122), 유량 센서(124) 등을 포함할 수 있다. 상기 제3 수신부는 상기 작업기(30)에 설치되는 작업기의 마력 측정용 센서를 포함할 수 있다. 상기 작업기의 마력 측정용 센서는 각속도 센서(130), 변위 센서, 각도 센서 등을 포함할 수 있다.
상기 ECU(110)는 다양한 측정 기구 및 센서들로부터 엔진의 운전조건에 대한 계측값(엔진 RPM, 연료 분사량 등)을 수신할 수 있다. 이러한 계측값을 이용하여 상기 엔진(10)에서 발생되는 마력을 산출할 수 있다. 상기 압력 센서(122) 및 유량 센서(124)는 상기 유압 펌프(20)의 압력과 유량을 검출할 수있다. 상기 각속도 센서(130)는 상기 작업기(30)의 각각의 회전 속도를 검출하고, 상기 변위 센서는 상기 작업기(30) 각각의 위치 변화를 검출하고, 상기 각도 센서는 상기 작업기(30) 각각의 각도 변화를 검출할 수 있다.
상기 제어부(200)는 상기 입력부(100)에 입력된 각각의 상태 정보로부터 엔진(10), 유압 펌프(20) 및 작업기(30) 각각의 마력 정보를 산출하고 이를 서로 비교하여 상기 엔진(10), 유압 펌프(20) 및 작업기(30)에 대한 이상 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부(200)는 CAN(Controller Area Network) 통신을 통하여 상기 ECU(110)로부터 상기 엔진(10)에서의 마력 정보를 직접 전송받거나 상기 ECU(110)로부터 수신된 계측값들을 이용하여 엔진(10)의 마력 정보를 산출할 수 있다. 상기 제어부(200)는 상기 압력 센서(122) 및 유량 센서(124)로부터 수신된 상기 유압 펌프(20)의 압력(P)(N/m3) 및 유량(Q)(m3/sec)에 대한 계측값들을 수신하고 다음의 식(1)에 의해 상기 유압 펌프(20)에서의 마력 정보(HP)(N*m/sec)를 계산할 수 있다.
Figure PCTKR2014011890-appb-I000001
…… 식 (1)
또한, 상기 제어부(200)는 작업기(30)의 속도 정보를 수신하고 이로부터 작업기(30)의 마력 정보를 산출할 수 있다. 예를 들면, 제어부(200)는 상기 각속도 센서(130)로부터의 계측값을 이용하여 작업기(30)의 회전 속도를 측정하여 회전 에너지를 구하고, 이를 측정 시간으로 나누어 다음의 식(2)에 의해 상기 작업기(30)에서의 마력 정보(HP)를 산출할 수 있다. 이와 다르게, 상기 제어부(200)는 상기 변위 센서 또는 상기 각도 센서로부터의 계측값을 이용하여 상기 작업기(30)의 마력 정보를 산출할 수 있다.
Figure PCTKR2014011890-appb-I000002
…… 식 (2)
여기서, 관성모멘트는 각각의 작업기(30), 즉 붐, 아암 및 버켓 등에 대한 관성모멘트의 값이며, 이는 작업기(30)에서의 마력 정보를 산출하기 위해 미리 측정하여 파라미터(parameter)로서 상기 제어부(200)에 저장될 수 있다.
이와 같이 상기 제어부(200)는 상기 엔진(10), 유압 펌프(20) 및 작업기(30)에서의 마력 정보를 산출하고 이를 서로 비교하여 건설 기계의 작업 계통 중 어느 위치에서 또는 센서 자체에서 이상이 발생하였는지 여부를 판단하게 된다. 상기 출력부(300)는 상기 제어부(200)에서 판단된 작업 계통의 이상 여부를 출력할 수 있다. 출력부(300)는 출력 장치(310) 및 통신 장치(320) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 출력 장치(310)는 상기 제어부(200)에서 판단된 이상 여부의 결과를 건설 기계 내의 사용자에게 직접 출력해줄 수 있다. 상기 통신 장치(320)는 상기 제어부(200)에서 판단된 이상 여부의 결과를 외부의 제조 업체 등에게 곧바로 송신할 수 있다.
따라서, 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 결과를 사용자에게 출력 장치로 알려줄 뿐만 아니라, 제조 업체에도 알려주기 때문에 빠른 상황 전달이 가능할 수 있다.
이하에서는, 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 시스템 중 상기 제어부(200)에서 수행되는 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 방법을 나타낸 순서도이다. 도 5를 참조하여 상기 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 방법에 대하여 각 단계별로 상세히 설명하기로 한다.
상기 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 방법은 진단 설정 단계(S10), 마력 확인 단계(S20), 범위 판단 단계(S30) 및 진단 단계(S40) 등을 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 진단 설정 단계(S10)는 상기 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 방법을 진행할 수 있도록 건설 기계를 이상 진단 모드로 설정하는 단계이다. 상기 진단 설정 단계(S10)에서는 상기 작업기(30)의 구동을 정지하고, 상기 메인 컨트롤 밸브(22) 이후 단에 유압이 전달되지 않도록 상기 건설 기계의 메인 컨트롤 밸브(22)를 폐쇄하며, 건설 기계의 주행 또는 작업 동작을 수행하지 않는다.
상기 마력 확인 단계(S20)는 건설 기계의 엔진(10) 및 유압 펌프(20)에 대한 마력 정보를 확인하는 단계이다. 상술한 바와 같이 상기 엔진(10)에 대한 마력 정보는 ECU(110)로부터의 계측값을 이용하여 산출될 수 있고, 상기 유압 펌프(20)에 대한 마력 정보는 상기 유압 펌프(20)에 마련되는 압력 센서(122) 및 유량 센서(124)로부터의 상기 유압 펌프(20)의 압력값 및 유량값을 이용하여 산출할 수 있다.
그리고 상기 마력 확인 단계(S20)에서는 상기 작업기(30)는 작동하지 않는 상태이다.
상기 범위 판단 단계(S30)는 상기 엔진(10) 및 상기 유압 펌프(20)에 대한 각각의 마력 정보가 서로 일정 범위 내에 있는지 판단하는 단계이다. 상기 일정 범위는 상기 건설 기계의 작업 계통 간의 동력 전달 시 발생하는 정상 동력 손실에 의한 오차 범위를 포함하는 개념이다.
즉, 건설 기계의 작업 계통에서는 상기 엔진(10)의 회전 동력으로 상기 유압 펌프(20)가 작동하고, 상기 유압 펌프(20)에서 생성된 유압을 통해 상기 작업기(30)가 작동되는 구조이기 때문에, 얼터네이터, 파워 스티어링, 에어컨 및 차량 악세사리 등 엔진(10)의 구동을 보조하는 보조기계류(補助器械類)가 작동하지 않은 상태에서 상기 엔진(10), 유압 펌프(20) 및 작업기(30)에서 확인한 마력값은 이론적으로 항상 동일한 값을 가질 수다.
그러나, 실제로는 작업 계통에서의 동력 전달 시 마찰 또는 열 등으로 인한 동력 손실이 발생하므로, 상기 일정 범위란 마력값이 동일한 것에 더하여 작업 계통 간의 동력 전달 시 발생하는 정상 동력 손실에 의한 오차 범위를 포함하는 것으로 정의하고, 이하에서 일정 범위라는 단어의 의미는 상술한 의미로 사용된다.
여기서, 상기 엔진(10), 유압 펌프(20) 및 작업기(30) 간의 동력 전달 시 발생하는 정상 동력 손실에 의한 오차 범위는 미리 측정하여 파라미터(parameter)로서 상기 제어부(200)에 저장될 수 있다.
상기 진단 단계(S40)는 상기 범위 판단 단계(S30)에서의 판단에 따라 상기 건설 기계의 엔진(10), 유압 펌프(20) 및 작업기(30)에서 발생하는 이상 여부를 판단하는 단계이다.
이러한 진단 단계(S40)는 제1 이상 진단 단계(S41)와 제2 이상 진단 단계(S42)로 나누어질 수 있다. 상기 범위 판단 단계(S30)에서 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20)에 대한 각각의 마력 정보가 서로 일정 범위 외(外)에 있다고 판단하는 경우, 상기 진단 단계(S40)는 상기 엔진(10) 및 상기 유압 펌프(20) 중 적어도 어느 하나에서 발생하는 이상 여부를 판단하는 상기 제1 이상 진단 단계(S41)로 진행한다.
즉, 건설 기계의 작업 계통에서의 동력 전달 흐름이 정상 상태인 경우라면 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20)의 마력값이 서로 일정 범위 내에 있어야 하는데, 서로 일정 범위 외에 있는 경우라면 상기 엔진(10)과 유압 펌프(20) 간의 동력 전달 시 발생하는 동력 손실이 정상 동력 손실에 의한 오차 범위를 벗어난 것이므로, 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20) 중 어느 한 부분에서 이상이 발생하였다는 것을 의미한다.
따라서, 상기 제1 이상 진단 단계(S41)에서는 상기 엔진(10) 및 상기 유압 펌프(20) 중 어느 하나에서 발생하는 이상 여부를 판단한다.
반면, 상기 범위 판단 단계(S30)에서 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20)에 대한 각각의 마력 정보가 서로 일정 범위 내(
Figure PCTKR2014011890-appb-I000003
)에 있다고 판단하는 경우, 상기 진단 단계(S40)는 상기 작업기(30)에서 발생하는 이상 여부를 판단하는 상기 제2 이상 진단 단계(S42)로 진행한다.
즉, 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20)의 마력값이 서로 일정 범위 내에 있다면 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20) 간에서의 동력 전달 흐름이 정상 상태이고, 상기 제2 이상 진단 단계(S42)에서 상기 작업기(30)에 대한 이상 여부를 판단한다.
이하에서는 도 6 및 도 7을 참조하여 상기 제1 이상 진단 단계(S41)를 설명하고, 도 8을 참조하여 상기 제2 이상 진단 단계(S42)에 대하여 설명하는데, 상기 제1 이상 진단 단계(S41)에서는 상기 엔진(10)에서 발생하는 이상 여부를 고려하는 경우와 고려하지 않는 경우로 구분하여 설명한다.
즉, 상기 엔진(10)은 자체적으로 다양한 센서와 진단 방법이 있으므로, 상기 엔진(10)에서 이상이 발생하더라도 자체적으로 진단 및 해결이 가능하여 상기 엔진(10)에서 발생하는 이상 여부를 고려하지 않는 경우 및 상기 엔진(10)에서 이상이 발생하였을 때 자체적으로 진단 및 해결이 불가능하여 상기 엔진(10)에서 발생하는 이상 여부를 고려하는 경우로 구분하여 설명한다.
도 6은 일 실시예에 따른 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 방법에서 제1 이상 진단 방법을 나타낸 순서도이다. 도 6을 참조하여 상기 엔진(10)에서 이상이 발생하더라도 자체적으로 진단 및 해결이 가능하여 상기 엔진(10)에서 발생하는 이상 여부를 고려하지 않는 경우의 제1 이상 진단 방법(S41(a))에 대하여 상세히 설명한다.
상기 제1 이상 진단 방법(S41(a))은 작업기 구동 단계(S110), 유압 펌프-작업기의 마력 확인 단계(S111), 유압 펌프-작업기의 범위 판단 단계(S112), 엔진-작업기의 마력 확인 단계(S113), 엔진-작업기의 범위 판단 단계(S114) 및 제1 이상 여부 판단 단계(S115)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 작업기 구동 단계(S110)는 정지된 작업기(30)를 구동하는 단계이다. 도 5의 상기 범위 판단 단계(S30)에서 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20)에 대한 각각의 마력 정보가 일정 범위 외에 있다고 판단을 하였으므로 상기 엔진(10) 또는 유압 펌프(20) 중 어느 부분에서 이상이 발생하였는지 확인하기 위하여 상기 작업기(30)를 구동한다.
상기 유압 펌프-작업기의 마력 확인 단계(S111)는 상기 유압 펌프(20) 및 작업기(30)에 대한 마력 정보를 확인하는 단계이다. 상기 작업기(30)의 동작을 수행하면서 상기 유압 펌프(20) 및 작업기(30)의 마력값을 확인한다.
여기서, 상기 작업기(30)에 대한 마력 정보는 상술한 바와 같이 상기 작업기(30)에 설치된 각속도 센서(130)로부터의 계측값을 이용하여 산출할 수 있다. 이와 다르게, 작업기(30)에 대한 마력 정보는 상기 작업기(30)에 설치된 변위 센서 또는 각도 센서로부터의 계측값을 이용하여 산출할 수 있다.
상기 유압 펌프-작업기의 범위 판단 단계(S112)는 상기 유압 펌프(20) 및 작업기(30)에 대한 각각의 마력 정보가 서로 일정 범위 내에 있는지 판단하는 단계이다. 일정 범위 외에 있다고 판단하는 경우에는 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20), 상기 유압 펌프(20) 및 작업기(30) 간에서의 동력 전달 시 발생하는 동력 손실이 정상 동력 손실에 의한 오차 범위를 벗어난 것이므로, 최종적으로 상기 엔진(10) 및 작업기(30)의 마력 정보를 확인 및 비교한다.
한편, 상기 유압 펌프-작업기의 범위 판단 단계(S112)에서 상기 유압 펌프(20) 및 작업기(30)에 대한 각각의 마력 정보가 서로 일정 범위 내에 있다고 판단하는 경우에는 상기 제1 이상 여부 판단 단계(S115)로 진행하며, 이에 대한 진단 결과는 후술하도록 한다.
상기 엔진-작업기의 마력 확인 단계(S113)는 상기 유압 펌프-작업기의 범위 판단 단계(S112)에서 상기 유압 펌프(20) 및 작업기(30)에 대한 각각의 마력 정보가 서로 일정 범위 외에 있다고 판단된 경우, 상기 엔진(10) 및 작업기(30)에 대한 각각의 마력 정보를 확인하는 단계이다.
상기 엔진-작업기의 범위 판단 단계(S114)는 상기 엔진(10) 및 작업기(30)에 대한 각각의 마력 정보가 서로 일정 범위 내에 있는지 판단하는 단계이다.
마지막으로, 상기 제1 이상 여부 판단 단계(S115)는 상기 유압 펌프-작업기의 범위 판단 단계(S112) 및 상기 엔진-작업기의 범위 판단 단계(S114)에서의 판단에 따라 상기 건설 기계의 유압 펌프(20)에서 발생하는 이상 여부를 판단하는 단계이다.
즉, 상기 유압 펌프-작업기의 범위 판단 단계(S112)에서 상기 유압 펌프(20) 및 작업기(30)에 대한 각각의 마력 정보가 서로 일정 범위 내에 있다고 판단하는 경우에는 상술한 바와 같이 상기 제1 이상 여부 판단 단계(S115)로 진행하여, 상기 유압 펌프(20)에 이상이 발생한 것으로 판단한다(S118).
구체적으로, 상기 유압 펌프(20) 및 작업기(30)의 마력값이 서로 일정 범위 내에 있다는 것은 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20)의 마력값은 서로 일정 범위 외에 있지만, 상기 유압 펌프(20) 및 작업기(30)의 마력값이 서로 일정 범위 내에 있다는 의미로서, 이때에는 상기 유압 펌프(20) 및 상기 유압 펌프(20)의 후단에서 상기 메인 컨트롤 밸브(22)의 전단까지의 유압 부품에 이상이 발생하여 동력 전달 시 정상 동력 손실에 의한 오차 범위 이상의 동력 손실이 생긴 것이다.
따라서, 상기 유압 펌프(20) 및 상기 유압 펌프(20)의 후단에서 상기 메인 컨트롤 밸브(22)의 전단까지의 유압 부품에서 동력의 손실이 정상 범위를 벗어나 발생하는 것으로 진단한다.
한편, 상기 엔진-작업기의 범위 판단 단계(S114)에서 상기 엔진(10) 및 작업기(30)에 대한 각각의 마력 정보가 서로 일정 범위 내에 있다고 판단하는 경우에는 상기 제1 이상 여부 판단 단계(S115)로 진행하여, 상기 유압 펌프(20)에 마련되는 압력 센서(122) 및 유량 센서(124)에 이상이 발생한 것으로 판단한다(S116).
구체적으로, 상기 엔진(10) 및 작업기(30)에 대한 각각의 마력 정보가 서로 일정 범위 내에 있다는 것은 상기 엔진(10)에서 상기 작업기(30)까지 동력은 정상적으로 전달된다는 의미로서, 이는 동력 흐름 상에서 작업 계통의 이상은 발생하지 않은 것이고, 결국 상기 유압 펌프(20)에서의 마력값을 측정하는 상기 압력 센서(122) 및 유량 센서(124) 등에서 이상이 발생한 것으로 진단할 수 있다.
그리고, 상기 엔진-작업기의 범위 판단 단계(S114)에서 상기 엔진(10) 및 작업기(30)에 대한 각각의 마력 정보가 서로 일정 범위 외에 있다고 판단하는 경우에는 상기 제1 이상 여부 판단 단계(S115)로 진행하여, 상기 건설 기계의 작업 계통에 대한 개별적인 진단이 필요한 것으로 판단한다(S117).
이 경우에는 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20), 상기 유압 펌프(20) 및 작업기(30), 상기 엔진(10) 및 작업기(30) 간에 모두 이상이 발생하였다는 의미로서, 작업 계통 중 이상이 발생한 부위를 특정할 수 없어 결국 건설 기계에 의 작업 계통 모두에 대한 개별적인 정밀 진단이 필요한 것으로 진단한다.
도 7은 다른 실시예에 따른 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 방법에서 제1 이상 진단 방법을 나타낸 순서도이다. 도 7을 참조하여 상기 엔진(10)에서 이상이 발생하였을 때 자체적으로 진단 및 해결이 불가능하여 상기 엔진(10)에서 발생하는 이상 여부를 고려하는 경우의 제1 이상 진단 방법(S41(b))에 대하여 상세히 설명한다.
상기 제1 이상 진단 방법(S41(b))은 작업기 구동 단계(S120), 유압 펌프-작업기의 마력 확인 단계(S121), 유압 펌프-작업기의 범위 판단 단계(S122), 엔진-작업기의 마력 확인 단계(S123), 엔진-작업기의 범위 판단 단계(S124), 마력 비교 단계(S125) 및 제1 이상 여부 판단 단계(S126)를 포함하여 구성된다.
여기서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 제1 이상 진단 방법(S41(b))에서의 작업기 구동 단계(S120), 유압 펌프-작업기의 마력 확인 단계(S121), 유압 펌프-작업기의 범위 판단 단계(S122), 엔진-작업기의 마력 확인 단계(S123), 엔진-작업기의 범위 판단 단계(S124), 제1 이상 여부 판단 단계(S126) 중 유압 펌프(20)에 마련되는 압력 센서(122) 및 유량 센서(124)에 이상이 발생한 것으로 판단(S127) 또는 상기 건설 기계의 작업 계통에 대한 개별적인 진단이 필요한 것으로 판단(S128)은, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1 이상 진단 방법(S41(a))에서의 작업기 구동 단계(S110), 유압 펌프-작업기의 마력 확인 단계(S111), 유압 펌프-작업기의 범위 판단 단계(S112), 엔진-작업기의 마력 확인 단계(S113), 엔진-작업기의 범위 판단 단계(S114) 및 제1 이상 여부 판단 단계(S115) 중 유압 펌프(20)에 마련되는 압력 센서(122) 및 유량 센서(124)에 이상이 발생한 것으로 판단(S116) 또는 상기 건설 기계의 작업 계통에 대한 개별적인 진단이 필요한 것으로 판단(S117)에 각각 대응되는 동일한 내용이다.
따라서, 이하에서는 상기 제1 이상 진단 방법(S41(b)) 중 마력 비교 단계(S125)와 이와 관련한 제1 이상 여부 판단 단계(S126)에 대하여 상세히 설명한다.
상기 마력 비교 단계(S125)는 상기 유압 펌프-작업기의 범위 판단 단계(S122)에서 상기 유압 펌프(20) 및 작업기(30)에 대한 각각의 마력 정보가 서로 일정 범위 내에 있다고 판단하는 경우, 상기 유압 펌프(20) 및 작업기(30)의 마력을 상기 엔진(10)의 마력과 비교하는 단계이다.
그리고, 상기 제1 이상 여부 판단 단계(S126)는 상기 마력 비교 단계(S125)에서의 비교 결과에 따라 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20)에서 발생하는 이상 여부를 판단한다.
구체적으로, 상기 마력 비교 단계(S125)에서 상기 엔진(10)의 마력이 상기 유압 펌프(20) 및 작업기(30) 각각의 마력 미만인 경우, 상기 제1 이상 여부 판단 단계(S126)는 상기 엔진(10)에 이상이 발생한 것으로 진단한다(S129).
즉, 작업 계통의 동력 전달 흐름 상 상기 엔진(10)의 마력을 통해 상기 유압 펌프(20) 및 작업기(30)가 구동되므로 상기 유압 펌프(20) 또는 작업기(30)의 마력값이 항상 상기 엔진(10)의 마력값보다 작아야 하는데, 상기 엔진(10)의 마력값이 상기 유압 펌프(20) 또는 작업기(30)에서 측정한 마력값보다 작게 나타난 것이라면 상기 제1 이상 여부 판단 단계(S126)에서 상기 엔진(10)에 관련되어 이상이 발생한 것으로 진단할 수 있다.
반면, 상기 마력 비교 단계(S125)에서 상기 엔진(10)의 마력이 상기 유압 펌프(20) 및 작업기(30) 각각의 마력 이상인 경우, 상기 제1 이상 여부 판단 단계(S126)는 상기 유압 펌프(20)에 이상이 발생한 것으로 진단한다(S130).
상기 유압 펌프(20) 및 작업기(30)의 마력값이 서로 일정 범위 내에 있고, 상기 엔진(10)의 마력값보다 작다는 것은 동력 전달 흐름이 정상 상태에 있다는 것으로 볼 수 있다.
그러나, 도 5의 범위 판단 단계(S30)에서 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20)의 마력값은 서로 일정 범위 외에 있으므로 이때에는 상기 유압 펌프(20) 및 상기 유압 펌프(20)의 후단에서 상기 메인 컨트롤 밸브(22)의 전단까지의 유압 부품에 이상이 발생하여 동력 전달 시 정상 동력 손실에 의한 오차 범위 이상의 동력 손실이 생긴 것으로 진단할 수 있다.
따라서, 상기 유압 펌프(20) 및 상기 유압 펌프(20)의 후단에서 상기 메인 컨트롤 밸브(22)의 전단까지의 유압 부품에서 동력의 손실이 정상 범위를 벗어나 발생하는 것으로 진단한다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 방법에서 제2 이상 진단 방법을 나타낸 순서도이다. 도 8을 참조하여 상기 제2 이상 진단 방법(S42)에 대하여 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이, 상기 범위 판단 단계(S30)에서 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20)에 대한 각각의 마력 정보가 서로 일정 범위 내(
Figure PCTKR2014011890-appb-I000004
)에 있다고 판단하는 경우, 상기 진단 단계(S40)는 상기 작업기(30)에서 발생하는 이상 여부를 판단하는 상기 제2 이상 진단 단계(S42)로 진행한다.
즉, 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20)의 마력값이 서로 일정 범위 내에 있다면 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20) 간에서의 동력 전달 흐름이 정상 상태이고, 상기 제2 이상 진단 단계(S42)에서 상기 작업기(30)에 대한 이상 여부를 판단한다.
상기 제2 이상 진단 단계(S42)는 작업기 구동 단계(S210), 엔진-유압 펌프의 마력 재확인 단계(S220), 엔진-유압 펌프의 범위 판단 단계(S230), 작업기의 마력 확인 단계(S240), 엔진-유압 펌프-작업기의 범위 판단 단계(S250) 및 제2 이상 여부 판단 단계(S260)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 작업기 구동 단계(S210)는 정지된 작업기(30)를 구동하는 단계로서, 이는 도 5의 범위 판단 단계(S30)에서 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20)에 대한 각각의 마력 정보가 일정 범위 내에 있다고 판단을 하였으므로 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20) 간의 동력 전달 흐름은 정상이라고 판단할 수 있는데, 이를 명확히 하기 위하여 상기 작업기(30)를 구동한다.
상기 엔진-유압 펌프의 마력 재확인 단계(S220)는 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20)에 대한 마력 정보를 재확인하는 단계로서, 상기 작업기(30)의 동작을 수행하면서 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20)의 마력값을 다시 확인한다.
상기 엔진-유압 펌프의 범위 판단 단계(S230)는 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20)에 대한 각각의 마력 정보가 서로 일정 범위 내에 있는지 판단하는 단계로서, 일정 범위 내에 있다고 판단하는 경우에는 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20) 간에서의 동력 전달 시 발생하는 동력 손실이 정상 동력 손실에 의한 오차 범위를 벗어나지 않은 것이므로, 상기 작업기(30)에 대한 마력을 확인하여 상기 엔진(10), 유압 펌프(20) 및 작업기(30)의 마력 정보를 비교한다.
한편, 상기 엔진-유압 펌프의 범위 판단 단계(S230)에서 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20)에 대한 각각의 마력 정보가 서로 일정 범위 외에 있다고 판단하는 경우에는 상기 제2 이상 여부 판단 단계(S260)로 진행하며, 이에 대한 진단 결과는 후술하도록 한다.
상기 작업기의 마력 확인 단계(S240)는 상기 엔진-유압 펌프의 범위 판단 단계(S230)에서 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20)에 대한 각각의 마력 정보가 서로 일정 범위 내에 있다고 판단된 경우, 상기 작업기(30)에 대한 마력 정보를 확인하는 단계이다.
여기서, 상기 작업기(30)에 대한 마력 정보는 상술한 바와 같이 상기 작업기(30)에 마련되는 각속도 센서(130)로부터 측정하여 확인한다.
상기 엔진-유압 펌프-작업기의 범위 판단 단계(S250)는 상기 엔진(10), 유압 펌프(20) 및 작업기(30)에 대한 각각의 마력 정보가 서로 일정 범위 내에 있는지 판단하는 단계이다.
마지막으로, 상기 제2 이상 여부 판단 단계(S260)는 상기 엔진-유압 펌프의 범위 판단 단계(S230) 및 상기 엔진-유압 펌프-작업기의 범위 판단 단계(S250)에서의 판단에 따라 상기 건설 기계의 작업기에서 발생하는 이상 여부를 판단하는 단계이다.
즉, 상기 엔진-유압 펌프의 범위 판단 단계(S230)에서 상기 유압 펌프(20) 및 작업기(30)에 대한 각각의 마력 정보가 서로 일정 범위 외에 있다고 판단하는 경우에는 상술한 바와 같이 상기 제2 이상 여부 판단 단계(S260)로 진행하여, 상기 작업기(30)에 이상이 발생한 것으로 판단한다(S266).
구체적으로, 상기 작업기(30)의 구동 전, 즉 도 5의 상기 범위 판단 단계(S30)에서 나타난 바와 같이 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20)의 마력값이 서로 일정 범위 내에 있었지만, 상기 작업기(30)의 구동 후에는 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20)의 마력값이 서로 일정 범위 외에 있다는 의미로서, 이때에는 작업 계통의 동력 전달 흐름 상 상기 메인 컨트롤 밸브(22)의 후단에서 상기 작업기(20)의 전단까지의 유압 부품과 상기 작업기(20)에 이상이 발생한 것으로 진단한다.
즉, 상기 작업기(2)의 구동 후 상기 메인 컨트롤 밸브(22) 중 상기 작업기(20)의 구동에 관련된 밸브가 개방되어 있는 경우는, 상기 작업기(20)의 구동 전 상기 메인 컨트롤 밸브(22) 중 상기 작업기(20)의 구동에 관련된 밸브가 폐쇄되어 있는 경우와 달리 상기 메인 컨트롤 밸브(22)의 후단에서 상기 작업기(20)의 전단까지의 유압 부품과 상기 작업기(20)가 추가되었다는 것뿐이므로, 상기 메인 컨트롤 밸브(22)의 후단에서 상기 작업기(20)의 전단까지의 유압 부품과 상기 작업기(20)에서 동력의 손실이 정상 범위를 벗어나 발생한 것으로 진단한다.
한편, 상기 엔진-유압 펌프-작업기의 범위 판단 단계(S250)에서 상기 엔진(10), 유압 펌프(20) 및 작업기(30)에 대한 각각의 마력 정보가 서로 일정 범위 내에 있다고 판단하는 경우에는 상기 제2 이상 여부 판단 단계(S260)로 진행하여, 건설 기계의 작업 계통에서 동력 전달 흐름이 정상 상태인 것으로 판단한다(S262).
구체적으로, 상기 엔진(10), 유압 펌프(20) 및 작업기(30) 모두의 마력값이 서로 일정 범위 내에 있는 경우라면, 상기 엔진(10), 유압 펌프(20) 및 작업기(30) 간에서 동력 전달 시 발생하는 동력 손실이 정상 동력 손실에 의한 오차 범위 내이므로 이상 진단에 문제가 없다는 결론을 내린다.
그리고, 상기 엔진-유압 펌프-작업기의 범위 판단 단계(S250)에서 상기 엔진(10), 유압 펌프(20) 및 작업기(30)에 대한 각각의 마력 정보가 서로 일정 범위 외에 있다고 판단하는 경우에는 상기 제2 이상 여부 판단 단계(S260)로 진행하여, 상기 작업기(30)에 마련되는 각속도 센서(130)에 이상이 발생한 것으로 판단한다(S264).
이 경우에는 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20)의 마력값은 서로 일정 범위 내에 있지만, 상기 작업기(30)의 마력값은 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20)의 마력값과 서로 일정 범위 외에 있다는 의미로서, 상기 각속도 센서(130)에서 이상이 발생한 것으로 진단한다.
즉, 상기 엔진(10) 및 유압 펌프(20)의 마력값이 서로 일정 범위 내에 있는 경우라면 유압 부품으로 연결된 상기 작업기(30)까지 영향을 미치므로 상기 엔진(10), 유압 펌프(20) 및 작업기(30) 간에서 동력 전달 흐름이 정상 상태인데, 상기 각속도 센서(130)로 측정된 상기 작업기(30)의 마력값이 일정 범위 외에 있다는 것은 상기 작업기(30)에 마련되는 각속도 센서(130)에서 이상이 발생한 것으로 볼 수밖에 없다.
예시적인 실시예들에 따른 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 시스템 및 이를 이용한 이상 진단 방법에 의하면, 건설 기계의 이상 진단 방법에서 신뢰성 및 정확성을 확보할 수 있으며, 장시간이 소요되는 문제를 해결할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
* 부호의 설명
10: 엔진 20: 유압 펌프
30: 작업기 100: 입력부
200: 제어부 300: 출력부

Claims (13)

  1. 건설 기계의 엔진, 유압 펌프 및 작업기에 대한 상태 정보를 입력받는 입력부;
    상기 입력부에 입력된 상태 정보로 상기 엔진, 상기 유압 펌프 및 작업기 각각의 마력 정보를 계산하여 서로 비교하고, 상기 마력 정보가 미리 설정된 범위 이상으로 다를 경우 이에 해당하는 상기 엔진, 상기 유압 펌프 및 상기 작업기 중 어느 하나가 이상임을 판단하는 제어부; 및
    상기 제어부에서 판단된 이상 여부를 출력하는 출력부를 포함하는 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입력부는,
    상기 엔진에서 발생되는 마력을 측정하기 위한 ECU(Electronic Control Unit)와,
    상기 유압 펌프의 압력과 유량을 감지하기 위한 압력 센서 및 유량 센서와,
    상기 작업기의 상태 정보를 획득하기 위한 센서를 포함하여 구성되는 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 작업기에 대한 마력 정보는 상기 작업기에 설치된 각속도 센서, 변위 센서 또는 각도 센서로부터 획득한 상기 작업기의 속도 정보를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 출력부는,
    상기 제어부에서 판단된 이상 여부를 상기 건설 기계 내에서 출력하는 출력 장치와,
    상기 제어부에서 판단된 이상 여부를 원격지로 송신하는 통신 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 시스템.
  5. 건설 기계를 이상 진단 모드로 설정하는 진단 설정 단계;
    상기 건설 기계의 엔진에 대한 마력 정보는 ECU로부터 취득하고, 유압 펌프에 대한 마력 정보는 상기 유압 펌프에 마련되는 압력 센서 및 유량 센서로부터 측정된 값으로 계산하는 마력 확인 단계;
    상기 엔진, 유압 펌프에 대한 각각의 마력 정보가 서로 미리 정해진 범위 내에 있는지 판단하는 범위 판단 단계; 및
    상기 범위 판단 단계에서의 판단 결과에 따라 상기 건설 기계의 엔진 또는 유압 펌프의 이상 여부를 판단하는 진단 단계를 포함하는 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 진단 설정 단계에서,
    상기 이상 진단 모드가 설정되면 작업기의 구동을 정지하고, 상기 건설 기계의 메인 컨트롤 밸브(MCV, Main Control Valve)를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 마력 확인 단계는, 상기 건설 기계의 작업기의 속도 정보로부터 상기 작업기에 대한 마력 정보를 계산하고,
    상기 범위 판단 단계는, 상기 엔진, 상기 유압 펌프 및 상기 작업기에 대한 각각의 마력 정보가 서로 미리 정해진 범위 내에 있는지 판단하며,
    상기 진단 단계는, 상기 범위 판단 단계에서의 판단에 따라 상기 엔진, 상기 유압 펌프 및 상기 작업기에서 발생하는 이상 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 범위 판단 단계에서,
    상기 미리 정해진 범위는 상기 건설 기계의 작업 계통 간의 동력 전달 시 발생하는 정상 동력 손실에 의한 오차 범위를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 범위 판단 단계에서 상기 엔진 및 유압 펌프에 대한 각각의 마력 정보가 서로 미리 정해진 범위 외(外)에 있다고 판단하는 경우,
    상기 작업기를 구동하는 작업기 구동 단계;
    상기 유압 펌프 및 상기 작업기에 대한 마력 정보를 확인하는 유압 펌프-작업기의 마력 확인 단계;
    상기 유압 펌프 및 상기 작업기에 대한 각각의 마력 정보가 서로 미리 정해진 범위 내에 있는지 판단하는 유압 펌프-작업기의 범위 판단 단계;
    상기 유압 펌프-작업기의 범위 판단 단계에서 상기 유압 펌프 및 상기 작업기에 대한 각각의 마력 정보가 서로 미리 정해진 범위 외에 있다고 판단하는 경우, 상기 엔진 및 상기 작업기에 대한 각각의 마력 정보가 서로 미리 정해진 범위 내에 있는지 판단하는 엔진-작업기의 범위 판단 단계; 및
    상기 유압 펌프-작업기의 범위 판단 단계 및 상기 엔진-작업기의 범위 판단 단계에서의 판단에 따라 상기 건설 기계의 상기 유압 펌프에서 발생하는 이상 여부를 판단하는 것을 포함하는 제1 이상 여부 판단 단계; 를 포함하는 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 범위 판단 단계에서 상기 유압 펌프 및 상기 작업기의 마력 정보는 미리 정해진 범위 내에서 서로 동일하고, 상기 엔진의 마력 정보는 상기 유압 펌프 또는 상기 작업기의 마력 정보와 미리 정해진 범위 이상으로 차이가 날 경우, 상기 유압 펌프-작업기의 범위 판단 단계에서 상기 유압 펌프 및 상기 작업기에 대한 각각의 마력 정보가 서로 미리 정해진 범위 내에 있다고 판단하는 경우,
    상기 제1 이상 여부 판단 단계는, 상기 유압 펌프에 이상이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 범위 판단 단계에서 상기 엔진 및 상기 작업기의 마력 정보는 미리 정해진 범위 내에서 서로 동일하고, 상기 유압 펌프의 마력 정보는 상기 엔진 또는 상기 작업기의 마력 정보와 미리 정해진 범위 이상으로 차이가 날 경우, 상기 엔진-작업기의 범위 판단 단계에서 상기 엔진 및 상기 작업기에 대한 각각의 마력 정보가 서로 미리 정해진 범위 내에 있다고 판단하는 경우,
    상기 제1 이상 여부 판단 단계는, 상기 유압 펌프에 마련되는 상기 압력 센서 또는 상기 유량 센서에 이상이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 범위 판단 단계에서 상기 엔진과 상기 유압 펌프의 마력 정보는 미리 정해진 범위 내에서 서로 동일하고, 상기 작업기의 마력 정보는 상기 엔진 또는 상기 유압 펌프의 마력 정보와 미리 정해진 범위 이상으로 차이가 날 경우,
    상기 작업기에 이상이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 방법.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 범위 판단 단계에서 상기 유압 펌프 및 상기 작업기의 마력 정보는 미리 정해진 범위 내에서 서로 동일하고, 상기 엔진의 마력 정보는 상기 유압 펌프 또는 상기 작업기의 마력 정보보다 그 값이 작은 경우,
    상기 엔진에 이상이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 작업 계통에 대한 이상 진단 방법.
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