WO2016003150A1 - 시동모터의 이벤트 기록 장치 및 방법 - Google Patents

시동모터의 이벤트 기록 장치 및 방법 Download PDF

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WO2016003150A1
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starting motor
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signals
recording apparatus
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PCT/KR2015/006679
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English (en)
French (fr)
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고영도
곽세영
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HD Hyundai Infracore Co Ltd
Original Assignee
Doosan Infracore Co Ltd
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/02—Ensuring safety in case of control system failures, e.g. by diagnosing, circumventing or fixing failures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/04—Monitoring the functioning of the control system
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D41/00—Fittings for identifying vehicles in case of collision; Fittings for marking or recording collision areas

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for recording an event of a starting motor, and more particularly, to an apparatus and method for recording an event of a starting motor of an internal combustion engine.
  • a construction machine such as an excavator includes an engine as a prime mover, and drives the hydraulic actuator by pressure oil discharged from the hydraulic pump by rotating the at least one variable displacement hydraulic pump using the engine. You can do it.
  • the starting motor for the engine of the construction machine may have a failure while operating in various external environments.
  • the hydraulic fluid is sensitive to the ambient temperature, and especially viscous when the ambient temperature is low, so that a larger torque is required for starting the engine, which may cause a large load on the starter motor and cause a failure. .
  • One object of the present invention is to provide an event recording apparatus of the starting motor for diagnosing the cause of the failure of the starting motor.
  • Another object of the present invention to provide an event recording method that can diagnose the cause of the failure of the starting motor by using the event recording apparatus of the starting motor.
  • the event recording apparatus of the starting motor according to an exemplary embodiment of the present invention, the signal receiving unit for receiving signals related to the operation of the starting motor, by analyzing the received signals And an event determination unit that determines whether or not an event condition may indicate a cause of failure of the starting motor, and a data storage unit which stores event data corresponding to the event condition.
  • the signals received by the signal receiver may include a time signal, an engine RPM, a driving signal of a starting motor, a starting motor relay output signal, a starting motor solenoid output signal, a battery voltage signal, and a surface temperature of the starting motor. It may include at least two signals.
  • the event recording device may be a black box installed to diagnose a cause of a failure of the internal combustion engine starting motor.
  • the event recording apparatus may be included in an engine control apparatus.
  • the event recording device may further include a monitoring device capable of receiving the event data from the data storage unit, and the monitoring device may calculate statistical information on the event using the event data. Can be.
  • the event recording apparatus may further include an input unit configured to set or change the event condition for defining an abnormal operation of the starting motor.
  • the event recording method of the starting motor in order to achieve the above object of the present invention, it receives signals related to the operation of the starting motor.
  • the received signals are analyzed to determine whether the event condition corresponds to a cause of failure of the starting motor.
  • the receiving of the signals may include at least one of a time signal, an engine RPM, a driving signal of a starting motor, a starting motor relay output signal, a starting motor solenoid output signal, a battery voltage signal, and a surface temperature of the starting motor. Receiving two or more signals.
  • the method may further include calculating statistical information on the event using the event data.
  • the method may further include setting or changing the event condition to define abnormal operation of the starting motor.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an event recording apparatus of a starter motor according to example embodiments.
  • FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a starter motor and related components recorded by the event recording apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating terminal pins of the event recording apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a graph showing signals analyzed by the monitoring apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an event recording method of a starter motor according to example embodiments.
  • first, second, etc. are used herein to describe various members, parts, regions, and / or parts, it is obvious that these members, parts, regions, and / or parts should not be limited by these terms. Do. These terms are only used to distinguish one member, part, region or part from another region or part. Thus, the first member, part, region, or portion, which will be described below, may refer to the second member, component, region, or portion without departing from the teachings of the present invention.
  • top or “above” and “bottom” or “bottom” may be used herein to describe the relationship of certain elements to other elements as illustrated in the figures. It may be understood that relative terms are intended to include other directions of the device in addition to the direction depicted in the figures. For example, if the device is turned over in the figures, elements depicted as present on the face of the top of the other elements are oriented on the face of the bottom of the other elements described above. Thus, the exemplary term “top” may include both “bottom” and “top” directions depending on the particular direction of the figure. If the component faces in the other direction (rotated 90 degrees with respect to the other direction), the relative descriptions used herein may be interpreted accordingly.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an event recording apparatus of a starter motor according to example embodiments.
  • FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a starter motor and related components recorded by the event recording apparatus of FIG. 1.
  • 3 is a diagram illustrating terminal pins of the event recording apparatus of FIG. 1.
  • 4 is a graph illustrating signals acquired from event data by the monitoring apparatus of FIG. 1.
  • the event recording apparatus 100 of the starting motor may automatically record the operation of the starting motor 30 for starting the engine of the internal combustion engine to provide data for future failure cause analysis.
  • the event recording apparatus 100 of the starting motor may be used as a black box for the starting motor for diagnosing the cause of the failure of the starting motor.
  • the event recording apparatus 100 may be used for determining the cause according to the quality defect of the starting motor 30 mounted in the diesel engine as a driving source of a construction machine such as an excavator.
  • the black box is bracketed at a position desired by the user adjacent to the starting motor 30 in the vehicle engine room. It may be installed using a fixing member such as.
  • the event recording apparatus 100 of the starting motor may be implemented in the form of control logic embedded in the engine control unit ECU.
  • the event recording apparatus 100 of the starting motor may start by analyzing signals received by the signal receiving unit 110 and the signal receiving unit 110 for receiving signals related to the operation of the starting motor 30. It may include an event determination unit 120 for determining whether or not corresponds to an event condition that may indicate the cause of the failure of the motor 30, and a data storage unit 130 for storing the event data corresponding to the event condition. have.
  • the event recording apparatus 100 is connected to signal terminals of the starting motor and related components to receive signals applied to or output from the starting motor 30 and related components. It may include a plurality of input terminal pins (P1 to P8). In addition, the event recording apparatus 100 may include a plurality of output terminal pins P9 and P10 for communication with an external monitoring apparatus. For example, the terminal pins may be connected to the signal receiver 110 of the event recording apparatus 100 by a wiring device 102 such as a wiring harness.
  • the terminal pins may have a structure suitable for the type of signal terminals to be connected.
  • the input terminal pins may include an O-ring-shaped crimp terminal bonded to the signal terminal of the starting motor.
  • the output terminal pins may be connected to an RS232 communication cable for connection with an external computer system. Although the number of the terminal pins shown in FIG. 3 is ten, it will be understood that the number of the terminal pins is not limited thereto.
  • the first terminal pin P1 may be connected to the power supply terminal ACC ON of the key switch 40, and the second terminal pin P2 may be connected to the ground terminal GND.
  • the third terminal pin P3 may be connected to an output terminal (Relay Out) of the starter motor relay 32.
  • the fourth terminal pin P4 may be connected to a start signal of the key switch 40.
  • the fifth terminal pin P5 may be connected to an output terminal SOL.Out of the starting motor solenoid 34.
  • the sixth terminal pin P6 may be connected to the output terminal of the battery 20.
  • the seventh terminal pin P7 may be connected to a speed sensor (not shown) that measures the rotational speed RPM of the engine E / G.
  • the eighth terminal pin P8 may be connected to a temperature sensor 36 that measures the surface temperature of the starting motor 30.
  • the signal receiver 110 may receive signals related to the operation of the starting motor 30 through the input terminal pins.
  • the signal receiver 110 receives at least two signals from an engine RPM, a start signal of a start motor, a start motor relay output signal, a start motor solenoid output signal, and a battery voltage signal. can do.
  • the signal receiver 110 may receive a signal regarding the surface temperature of the starting motor 30.
  • the battery voltage from the battery 20 may be supplied to the starting motor 30 through the relay 22. Can be.
  • battery power may be sequentially supplied to the starting motor relay 32 and the starting motor solenoid 34.
  • the starter motor solenoid 34 is operated to supply power to the motor so that the pinion gear (not shown) connected to the motor protrudes forward and the ring gear of the flywheel installed on the crank shaft of the engine E / G. It can engage and can start the engine E / G.
  • the pinion gear may return to its original position and the driving of the motor may be stopped.
  • the signal receiving unit 110 may receive signals related to the operation of the starting motor 30 in real time after power is supplied to the construction machine regardless of the operation order of the starting motor 30.
  • the event determination unit 120 may analyze the signals received by the signal receiving unit 110 to determine whether the event condition corresponds to a cause of the failure of the starting motor 30.
  • the event determination unit 120 may set the event condition that defines the abnormal operation of the starting motor 30 based on the received signals.
  • Table 1 is a table showing the event conditions set in the event determining unit according to the exemplary embodiments.
  • the event determiner 120 determines that an event has occurred, and the data storage unit 130 may process the received signals as abnormal signals and store the event data. Therefore, when the signals are abnormal signals corresponding to the event condition, they may be stored as event data. On the other hand, when the received signals are normal signals that do not correspond to the event condition, they may be stored for a predetermined time in a file format or deleted sequentially.
  • the data storage unit 130 may be connected to an external monitoring device 200 to transmit the event data to the monitoring device 200.
  • the monitoring device 200 may calculate statistical information about the event using the event data.
  • the monitoring device 200 may be a computer system.
  • the term computer system may be broadly defined to include any equipment having one or more processors that execute instructions from a storage medium.
  • the monitoring device 200 may be connected to the data storage unit 130 through a data transmission medium such as wired or wireless known in the art.
  • the monitoring apparatus 200 may be connected to the data recording apparatus 100 through a wired data transmission medium such as an RS232 communication cable.
  • the monitoring device 200 may be configured to receive the event data stored in the data storage unit 130.
  • the monitoring apparatus 200 may load only desired data among data stored in the data storage unit 130 or perform various functions such as a data format.
  • the monitoring apparatus 200 may acquire and analyze graphs of signals when an event occurs using software such as a viewer program.
  • the event data determined by the event determination unit 120 and generated as an abnormal signal may include specific signals over time.
  • the monitoring device 200 includes an engine RPM, a start signal of a start motor, a start motor relay output signal, and a start motor solenoid according to time from the data storage unit 130. Graphs of the output signal SOL.Out and the battery voltage signal can be obtained and analyzed.
  • the monitoring device 200 may calculate statistical information about the event by using the event data acquired from the data storage unit 130.
  • the statistical information may mean information calculated to accumulate the number of occurrences of the event indicating the specific cause of the failure. For example, by determining the number of occurrences of a specific event, it is possible to determine whether the cause of the starter motor failure is overcracking, battery fault, vehicle system fault, engine inability to start, fault in the starter motor, delayed starter motor, generator fault, etc. Can be.
  • the monitoring apparatus 200 may be connected to the event determining unit 120 through a data transmission medium.
  • the monitoring device 200 may serve as an input unit for setting an event condition for defining an abnormal operation of the starting motor or newly changing an existing event condition.
  • the event recording apparatus of the starting motor can determine where the cause of the failure is by receiving and analyzing signals and storing important data which are applied or output to the starting motor and the components related to the starting motor. You can provide data so that In addition, to minimize the stored data, the event to be permanently recorded is pre-defined to protect the data important for the determination of the cause of the failure, and to use the storage space to increase the maximum use time to perform the event catch function (Event Catch) function can do.
  • Event Catch Event Catch
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an event recording method of a starter motor according to example embodiments.
  • the signal receiver 110 may be applied to or output from the starter motor and components related to the starter motor. May receive signals.
  • the signal receiver 110 may receive signals related to the operation of the starting motor through a plurality of input terminal pins connected to signal terminals of the starting motor and related components.
  • the signal receiver 110 may include at least two of an engine RPM, a start signal of a start motor, a start motor relay output signal, a start motor solenoid output signal, and a battery voltage signal. The above signals can be received.
  • the signal receiver 110 may receive a signal regarding the surface temperature of the starting motor by using the temperature sensor installed in the starting motor.
  • the signal is analyzed to determine whether an event condition corresponds to a cause of failure of the starting motor (S110), and event data corresponding to the event condition is stored (S120).
  • a user sets an event condition that defines an abnormal operation of the starting motor through an event determiner 120, and the event determiner 120 may determine that the received signals are in response to the event condition. If applicable, it is determined that an event has occurred, and the data storage unit 130 may process the received signals as abnormal signals and store the event data. On the other hand, when the received signals are normal signals that do not correspond to the event condition, they may be stored for a predetermined time in a file format or deleted sequentially.
  • the event data may be transmitted to the monitoring device 200, and the monitoring device 200 may calculate statistical information about the event using the event data. For example, from the data classified as the event, it may be determined whether the cause of the failure of the starter motor is overcracking, battery failure, vehicle system failure, engine starting failure, starting motor internal failure, starting motor operation delay, generator failure, or the like. have.
  • the monitoring device 200 is connected to the event determination unit 120, the monitoring device 200 may set the event conditions for defining the abnormal operation of the starting motor or newly change the existing event conditions.
  • the event recording method of the starter motor it is possible to provide data to determine the cause of the failure of the starter motor according to the external environment, by pre-defined event data to be stored permanently due to lack of storage capacity You can prevent data loss and use your storage space efficiently.
  • event recording device 110 signal receiving unit

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

시동모터의 이벤트 기록 장치는, 시동모터의 동작과 관련된 신호들을 수신하는 신호 수신부, 상기 수신된 신호들을 분석하여 상기 시동모터의 고장원인을 나타낼 수 있는 이벤트 조건에 해당하는 지 여부를 판단하는 이벤트 판단부, 및 상기 이벤트 조건에 해당하는 이벤트 데이터를 저장하는 데이터 저장부를 포함한다.

Description

시동모터의 이벤트 기록 장치 및 방법
본 발명은 시동모터의 이벤트 기록 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내연기관의 시동모터의 이벤트를 기록하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 굴삭기와 같은 건설기계는, 원동기로서 엔진을 구비하고, 상기 엔진을 이용하여 적어도 하나의 가변 용량형의 유압펌프를 회전 구동하여 상기 유압펌프로부터 토출되는 압유에 의해 유압 액추에이터를 구동하여 필요한 작업을 수행할 수 있다.
상기 건설기계의 엔진을 위한 시동모터는 다양한 외부 환경에서 작동되는 중에 고장이 발생할 수 있다. 예를 들면, 상기 작동유는 주변 환경 온도에 민감하고, 특히 주변 환경 온도가 낮을 때에 점성이 높아지므로 엔진 시동에 더욱 큰 토크가 요구되며, 이로 인해 상기 시동모터에 큰 부하가 걸려 고장이 발생할 수 있다.
따라서, 다양한 외부 환경에 따른 시동모터의 고장의 원인 분석을 위해 데이터를 수집하고 이를 분석하여 문제 발생을 최소화할 수 있는 로직 및 장치가 요구되고 있다.
본 발명의 일 과제는 시동모터의 고장 원인 진단을 위한 시동모터의 이벤트 기록 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 과제는 상기 시동모터의 이벤트 기록 장치를 이용하여 시동모터의 고장 원인을 진단할 수 있는 이벤트 기록 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 일 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 시동모터의 이벤트 기록 장치는, 시동모터의 동작과 관련된 신호들을 수신하는 신호 수신부, 상기 수신된 신호들을 분석하여 상기 시동모터의 고장원인을 나타낼 수 있는 이벤트 조건에 해당하는 지 여부를 판단하는 이벤트 판단부, 및 상기 이벤트 조건에 해당하는 이벤트 데이터를 저장하는 데이터 저장부를 포함한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 신호 수신부에서 수신하는 신호들은 시간신호, 엔진 RPM, 시동모터의 구동신호, 시동모터 릴레이 출력신호, 시동모터 솔레노이드 출력신호, 배터리 전압신호 및 시동모터의 표면 온도 중에서 적어도 2 이상의 신호들을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 이벤트 기록 장치는 내연기관 시동모터의 고장 원인 진단을 위해 설치되는 블랙박스일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 이벤트 기록 장치는 엔진제어장치에 포함될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 이벤트 기록 장치는 상기 데이터 저장부로부터 상기 이벤트 데이터를 수신 가능한 모니터링 장치를 더 포함하고, 상기 모니터링 장치는 상기 이벤트 데이터를 이용하여 상기 이벤트에 대한 통계 정보를 산출할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 이벤트 기록 장치는 상기 시동모터의 이상 작동을 규정하는 상기 이벤트 조건을 설정하거나 변경하는 입력부를 더 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 시동모터의 이벤트 기록 방법에 있어서, 시동모터의 동작과 관련된 신호들을 수신한다. 상기 수신된 신호들을 분석하여 상기 시동모터의 고장원인을 나타낼 수 있는 이벤트 조건에 해당하는 지 여부를 판단한다. 상기 이벤트 조건에 해당하는 이벤트 데이터를 저장한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 신호들을 수신하는 단계는 시간 신호, 엔진 RPM, 시동모터의 구동신호, 시동모터 릴레이 출력신호, 시동모터 솔레노이드 출력신호, 배터리 전압신호 및 시동모터의 표면 온도 중에서 적어도 2 이상의 신호들을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 방법은 상기 이벤트 데이터를 이용하여 상기 이벤트에 대한 통계 정보를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 방법은 상기 시동모터의 이상 작동을 규정하도록 상기 이벤트 조건을 설정하거나 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 외부 환경에 따른 시동모터의 고장 원인을 판단할 수 있는 데이터를 제공할 수 있으며, 영구 저장될 이벤트 데이터를 사전 규정하여 저장 용량 부족으로 인한 데이터 유실을 방지하고 저장공간을 효율적으로 사용할 수 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 예시적인 실시예들에 따른 시동모터의 이벤트 기록 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 이벤트 기록 장치에 의해 기록되는 시동모터 및 관련부품들을 나타내는 회로도이다.
도 3은 도 1의 이벤트 기록 장치의 단자 핀들을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 모니터링 장치에 의해 분석되는 신호들을 나타내는 그래프이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 시동모터의 이벤트 기록 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상술한 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역 또는 부분을 다른 영역 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 부품, 영역 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 부품, 영역 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 장치의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 장치가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상술한 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 구성 요소가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 이하 실시예들은 하나 또는 복수 개를 조합하여 구성할 수도 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 시동모터의 이벤트 기록 장치를 나타내는 블록도이다. 도 2는 도 1의 이벤트 기록 장치에 의해 기록되는 시동모터 및 관련부품들을 나타내는 회로도이다. 도 3은 도 1의 이벤트 기록 장치의 단자 핀들을 나타내는 도면이다. 도 4는 도 1의 모니터링 장치에 의해 이벤트 데이터로부터 획득된 신호들을 나타내는 그래프이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 시동모터의 이벤트 기록 장치(100)는 내연기관의 엔진을 시동시키기 위한 시동모터(30)의 동작을 자동으로 기록하여 향후 고장 원인 분석에 필요한 데이터를 제공할 수 있다. 시동모터의 이벤트 기록 장치(100)는 시동모터의 고장 원인 진단을 위한 시동모터용 블랙박스로 사용될 수 있다. 예를 들면, 이벤트 기록 장치(100)는 굴삭기와 같은 건설기계의 구동원으로서의 디젤 엔진에 탑재된 시동모터(30)의 품질 하자에 따른 원인 규명을 위해 사용될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 시동모터의 이벤트 기록 장치(100)가 상기 시동모터용 블랙박스로 사용될 경우, 상기 블랙박스는 차량 엔진룸 내의 시동모터(30)에 인접하게 사용자가 원하는 위치에 브라켓 등과 같은 고정 부재를 이용하여 설치될 수 있다. 이와 다르게, 시동모터의 이벤트 기록 장치(100)는 엔진 제어장치(ECU)에 내장된 제어 로직 형태로 구현될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 시동모터의 이벤트 기록 장치(100)는 시동모터(30)의 동작과 관련된 신호들을 수신하는 신호 수신부(110), 신호 수신부(110)에 수신된 신호들을 분석하여 시동모터(30)의 고장원인을 나타낼 수 있는 이벤트 조건에 해당하는 지 여부를 판단하는 이벤트 판단부(120), 및 상기 이벤트 조건에 해당하는 이벤트 데이터를 저장하는 데이터 저장부(130)를 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바 같이, 이벤트 기록 장치(100)는 시동모터(30) 및 이와 관련된 부품들에 인가되거나 출력되는 신호들을 수신하기 위하여 상기 시동모터 및 관련 부품들의 신호 단자들에 접속되는 복수개의 입력 단자 핀들(P1 내지 P8)을 포함할 수 있다. 또한, 이벤트 기록 장치(100)는 외부 모니터링 장치와의 통신을 위한 복수개의 출력 단자 핀들(P9, P10)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 단자 핀들은 와이어링 하네스(wiring harness)와 같은 배선 장치(102)에 의해 이벤트 기록 장치(100)의 신호 수신부(110)에 연결될 수 있다.
상기 단자 핀들은 접속되는 신호 단자들의 형태에 적합한 구조를 가질 수 있다. 상기 입력 단자 핀들은 시동모터의 신호 단자에 접속하기에 접합한 O-링 형상의 압착 단자를 포함할 수 있다. 상기 출력 단자 핀들은 외부 컴퓨터 시스템과의 연결을 위한 RS232 통신 케이블에 연결될 수 있다. 도 3에 도시된 상기 단자 핀들의 개수는 10개이지만, 상기 단자 핀들의 개수는 이에 제한되지 않음을 이해할 수 있을 것이다.
예를 들면, 제1 단자 핀(P1)은 키 스위치(40)의 전원 단자(ACC ON)에 접속될 수 있고, 제2 단자 핀(P2)은 접지 단자(GND)에 접속될 수 있다. 제3 단자 핀(P3)은 시동모터 릴레이(32)의 출력 단자(Relay Out)에 접속될 수 있다. 제4 단자 핀(P4)은 키 스위치(40)의 구동단자(Start Signal)에 접속될 수 있다. 제5 단자 핀(P5)은 시동모터 솔레노이드(34)의 출력 단자(SOL. Out)에 접속될 수 있다. 제6 단자 핀(P6)은 배터리(20)의 출력 단자에 접속될 수 있다. 제7 단자 핀(P7)은 엔진(E/G)의 회전속도(RPM)를 측정하는 속도 센서(도시되지 않음)에 접속될 수 있다. 제8 단자 핀(P8)은 시동모터(30)의 표면 온도를 측정하는 온도 센서(36)에 접속될 수 있다.
신호 수신부(110)는 상기 입력 단자 핀들을 통해 시동모터(30)의 동작과 관련된 신호들을 수신할 수 있다. 신호 수신부(110)는 엔진 RPM, 시동모터의 구동신호(Start Signal), 시동모터 릴레이 출력신호(Relay Out), 시동모터 솔레노이드 출력신호(SOL. Out) 및 배터리 전압신호 중에서 적어도 2 이상의 신호들을 수신할 수 있다. 또한, 신호 수신부(110)는 시동모터(30)의 표면 온도에 관한 신호를 수신할 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, 운전자가 키 스위치(40)를 전원 위치로 변환하여 건설기계에 전원을 공급하면, 배터리(20)로부터 배터리 전압이 릴레이(22)를 통해 시동모터(30)로 공급될 수 있다. 운전자가 키 스위치(40)를 시동 위치로 변환하면 시동모터 릴레이(32) 및 시동모터 솔레노이드(34)에 순차적으로 배터리 전원이 공급될 수 있다. 이어서, 시동모터 솔레노이드(34)가 작동하여 모터에 전원이 공급되어 상기 모터에 연결된 피니언 기어(도시되지 않음)가 전방으로 돌출되어 엔진(E/G)의 크랭크 축에 설치된 플라이 휠의 링기어와 치합되어 엔진(E/G)을 기동시킬 수 있다. 상기 엔진이 기동된 후에는 상기 피니언 기어가 원위치로 복귀하고 모터의 구동이 정지될 수 있다.
신호 수신부(110)는 시동모터(30)의 작동 순서와 관계없이 건설기계에 전원이 공급된 이후부터 실시간으로 시동모터(30)의 동작과 관련된 신호들을 수신할 수 있다.
이벤트 판단부(120)는 신호 수신부(110)에 수신된 신호들을 분석하여 시동모터(30)의 고장원인을 나타낼 수 있는 이벤트 조건에 해당하는 지 여부를 판단할 수 있다. 이벤트 판단부(120)는 수신된 상기 신호들에 기초하여 시동모터(30)의 이상 작동을 규정하는 상기 이벤트 조건을 설정할 수 있다.
표 1은 예시적인 실시예들에 따른 이벤트 판단부에서 설정된 이벤트 조건들을 나타내는 표이다.
<표 1>
Figure PCTKR2015006679-appb-I000001
이벤트 판단부(120)에서 상기 수신된 신호들이 상기 이벤트 조건에 해당될 경우 이벤트가 발생한 것으로 판단하고, 데이터 저장부(130)는 상기 수신된 신호들을 비정상 신호로 처리되어 이벤트 데이터로서 저장할 수 있다. 따라서, 상기 신호들이 상기 이벤트 조건에 해당하는 비정상 신호일 때에는 이벤트 데이터로서 저장될 수 있다. 반면, 상기 수신된 신호들이 상기 이벤트 조건에 해당하지 않는 정상 신호일 때에는 하나의 파일 형태로 일정 시간 저장되거나 순차적으로 삭제될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 데이터 저장부(130)는 외부의 모니터링 장치(200)에 연결되어 상기 이벤트 데이터를 모니터링 장치(200)로 전송할 수 있다. 모니터링 장치(200)는 상기 이벤트 데이터를 이용하여 상기 이벤트에 대한 통계 정보를 산출할 수 있다. 예를 들면, 모니터링 장치(200)는 컴퓨터 시스템일 수 있다. 상기 컴퓨터 시스템이란 용어는 저장 매체로부터의 명령어를 실행하는 하나 이상의 프로세서를 가진 임의의 장비를 포함하도록 넓게 정의될 수 있다.
모니터링 장치(200)는 당해 기술분야에서 알려진 유선 또는 무선과 같은 데이터 전송 매체를 통해 데이터 저장부(130)와 연결될 수 있다. 모니터링 장치(200)는 RS232 통신 케이블과 같은 유선 데이터 전송 매체를 통해 데이터 기록 장치(100)에 연결될 수 있다. 모니터링 장치(200)는 데이터 저장부(130)에서 저장된 이벤트 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 또한, 모니터링 장치(200)는 데이터 저장부(130)에 저장된 데이터 중에서 원하는 데이터만을 불러오거나 데이터 포맷 등과 같은 다양한 기능을 수행할 수 있다.
모니터링 장치(200)는 뷰어 프로그램과 같은 소프트웨어를 이용하여 이벤트가 발생된 경우의 신호들의 그래프들을 획득하여 분석할 수 있다. 이벤트 판단부(120)에 의해 이벤트가 발생한 것으로 판단되어 비정상 신호로서 저장된 이벤트 데이터는 시간에 따른 특정 신호들을 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 모니터링 장치(200)는 데이터 저장부(130)로부터 시간에 따른 엔진 RPM, 시동모터의 구동신호(Start Signal), 시동모터 릴레이 출력신호(Relay Out), 시동모터 솔레노이드 출력신호(SOL. Out) 및 배터리 전압신호의 그래프들을 획득 및 분석할 수 있다.
모니터링 장치(200)는 데이터 저장부(130)로부터 획득한 이벤트 데이터를 이용하여 이벤트에 대한 통계정보를 산출할 수 있다. 여기서, 통계정보는 고장의 구체적인 원인을 나타내는 이벤트가 발생한 수를 누적하도록 산출된 정보를 의미할 수 있다. 예를 들면, 특정 이벤트가 발생한 수를 파악하여 시동모터의 고장 원인이 오버크래킹, 배터리 이상, 차량 시스템 이상, 엔진 시동 불능, 시동모터 내부 이상, 시동모터 동작 지연, 발전기 이상 등인지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 모니터링 장치(200)는 데이터 전송 매체를 통해 이벤트 판단부(120)와 연결될 수 있다. 모니터링 장치(200)는 상기 시동모터의 이상 작동을 규정하는 이벤트 조건을 설정하거나 기존의 이벤트 조건을 새롭게 변경할 수 있는 입력부로서의 역할을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 시동모터의 이벤트 기록 장치는 시동모터 및 상기 시동모터와 관련된 부품들에 인가되거나 출력되는 신호들을 수신하고 이를 분석하고 중요한 데이터를 저장함으로써 고장의 원인이 어디인지를 판단할 수 있도록 데이터를 제공할 수 있다. 또한, 저장되는 데이터를 최소화 하기 위해서 영구 기록될 조건을 사전 정의하여 고장 원인의 판단에 중요한 데이터를 보호하고 저장 공간의 활용을 효율화하여 최대 사용 시간을 늘릴 수 있도록 이벤트 선택(Event Catch) 기능을 수행할 수 있다.
이하에서는, 도 1의 시동모터의 이벤트 기록 장치를 이용하여 시동모터의 이벤트를 기록하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 시동모터의 이벤트 기록 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 시동모터의 동작과 관련된 신호들을 수신한다(S100).
예시적인 실시예들에 있어서, 운전자가 건설기계에 전원을 공급하고 키 스위치를 변환하여 시동모터가 작동되면, 신호 수신부(110)는 상기 시동모터 및 상기 시동모터와 관련된 부품들에 인가되거나 출력되는 신호들을 수신할 수 있다. 신호 수신부(110)는 상기 시동모터 및 관련 부품들의 신호 단자들에 접속되는 복수개의 입력 단자 핀들을 통해 상기 시동모터의 동작과 관련된 신호들을 수신할 수 있다.
예를 들면, 신호 수신부(110)는 엔진 RPM, 시동모터의 구동신호(Start Signal), 시동모터 릴레이 출력신호(Relay Out), 시동모터 솔레노이드 출력신호(SOL. Out) 및 배터리 전압신호 중에서 적어도 2 이상의 신호들을 수신할 수 있다. 또한, 신호 수신부(110)는 상기 시동모터에 설치된 온도 센서를 이용하여 상기 시동모터의 표면 온도에 관한 신호를 수신할 수 있다.
이어서, 상기 신호들을 분석하여 상기 시동모터의 고장원인을 나타낼 수 있는 이벤트 조건에 해당하는 지 여부를 판단한 후(S110), 상기 이벤트 조건에 해당하는 이벤트 데이터를 저장한다(S120).
예시적인 실시예들에 있어서, 사용자는 이벤트 판단부(120)를 통해 상기 시동모터의 이상 작동을 규정하는 상기 이벤트 조건을 설정하고, 이벤트 판단부(120)는 상기 수신된 신호들이 상기 이벤트 조건에 해당될 경우 이벤트가 발생한 것으로 판단하고, 데이터 저장부(130)는 상기 수신된 신호들을 비정상 신호로 처리되어 이벤트 데이터로서 저장할 수 있다. 반면, 상기 수신된 신호들이 상기 이벤트 조건에 해당하지 않는 정상 신호일 때에는 하나의 파일 형태로 일정 시간 저장되거나 순차적으로 삭제될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 이벤트 데이터를 모니터링 장치(200)로 전송하고, 모니터링 장치(200)는 상기 이벤트 데이터를 이용하여 상기 이벤트에 대한 통계 정보를 산출할 수 있다. 예를 들면, 상기 이벤트로 분류된 데이터로부터 시동모터의 고장 원인이 오버크래킹, 배터리 이상, 차량 시스템 이상, 엔진 시동 불능, 시동모터 내부 이상, 시동모터 동작 지연, 발전기 이상 등인지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 모니터링 장치(200)는 이벤트 판단부(120)에 연결되고, 모니터링 장치(200)는 상기 시동모터의 이상 작동을 규정하는 상기 이벤트 조건을 설정하거나 기존의 이벤트 조건을 새롭게 변경할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 시동모터의 이벤트 기록 방법에 따르면, 외부 환경에 따른 시동모터의 고장 원인을 판단할 수 있는 데이터를 제공할 수 있으며, 영구 저장될 이벤트 데이터를 사전 규정하여 저장 용량 부족으로 인한 데이터 유실을 방지하고 저장공간을 효율적으로 사용할 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: 시동 시스템 20: 배터리
22: 릴레이 30: 시동모터
32: 시동모터 릴레이 34: 시동모터 솔레노이드
36: 온도 센서 40: 키 스위치
100: 이벤트 기록 장치 110: 신호 수신부
120: 이벤트 판단부 130: 데이터 저장부
200: 모니터링 장치

Claims (10)

  1. 시동모터의 동작과 관련된 신호들을 수신하는 신호 수신부;
    상기 수신된 신호들을 분석하여 상기 시동모터의 고장원인을 나타낼 수 있는 이벤트 조건에 해당하는 지 여부를 판단하는 이벤트 판단부; 및
    상기 이벤트 조건에 해당하는 이벤트 데이터를 저장하는 데이터 저장부를 포함하는 시동모터의 이벤트 기록 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 신호 수신부에서 수신하는 신호들은 시간 신호, 엔진 RPM, 시동모터의 구동신호, 시동모터 릴레이 출력신호, 시동모터 솔레노이드 출력신호, 배터리 전압신호 및 시동모터의 표면 온도 중에서 적어도 2 이상의 신호들을 포함하는 것을 특징으로 하는 시동모터의 이벤트 기록 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 이벤트 기록 장치는 내연기관 시동모터의 고장 원인 진단을 위해 설치되는 블랙박스인 것을 특징으로 하는 이벤트 기록 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 이벤트 기록 장치는 엔진제어장치에 포함된 것을 특징으로 하는 이벤트 기록 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터 저장부로부터 상기 이벤트 데이터를 수신 가능한 모니터링 장치를 더 포함하고, 상기 모니터링 장치는 상기 이벤트 데이터를 이용하여 상기 이벤트에 대한 통계 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 이벤트 기록 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 시동모터의 이상 작동을 규정하는 상기 이벤트 조건을 설정하거나 변경하는 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시동모터의 이벤트 기록 장치.
  7. 시동모터의 동작과 관련된 신호들을 수신하는 단계;
    상기 수신된 신호들을 분석하여 상기 시동모터의 고장원인을 나타낼 수 있는 이벤트 조건에 해당하는 지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 이벤트 조건에 해당하는 이벤트 데이터를 저장하는 단계를 포함하는 시동모터의 이벤트 기록 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 신호들을 수신하는 단계는 시간 신호, 엔진 RPM, 시동모터의 구동신호, 시동모터 릴레이 출력신호, 시동모터 솔레노이드 출력신호, 배터리 전압신호 및 시동모터의 표면 온도 중에서 적어도 2 이상의 신호들을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시동모터의 이벤트 기록 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 이벤트 데이터를 이용하여 상기 이벤트에 대한 통계 정보를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시동모터의 이벤트 기록 방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 시동모터의 이상 작동을 규정하도록 상기 이벤트 조건을 설정하거나 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시동모터의 이벤트 기록 방법.
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