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KR102695638B1 - 건설기계의 트랙 장력 모니터링 방법 및 시스템 - Google Patents

건설기계의 트랙 장력 모니터링 방법 및 시스템 Download PDF

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KR102695638B1
KR102695638B1 KR1020190028499A KR20190028499A KR102695638B1 KR 102695638 B1 KR102695638 B1 KR 102695638B1 KR 1020190028499 A KR1020190028499 A KR 1020190028499A KR 20190028499 A KR20190028499 A KR 20190028499A KR 102695638 B1 KR102695638 B1 KR 102695638B1
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KR
South Korea
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track
track tension
data
tension
monitoring
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KR1020190028499A
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김광일
장지영
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에이치디현대인프라코어 주식회사
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Priority to CN202080017207.3A priority patent/CN113508282B/zh
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Abstract

건설기계의 트랙 장력 모니터링 방법에 있어서, 트랙 장력 모니터링을 위한 중요 인자들에 대한 데이터를 수신한다. 상기 데이터를 기초로 하여 머신 러닝 알고리즘을 수행하여 트랙 장력 상태를 판단한다. 상기 트랙 장력 상태에 관한 정보를 표시한다.

Description

건설기계의 트랙 장력 모니터링 방법 및 시스템{TRACK TENSIONG MONITORING METHOD AND SYSTEM IN CONSTRUCTION MACHINERY}
본 발명은 건설기계의 트랙 장력 모니터링 방법 및 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 무한궤도가 장착된 건설기계에 있어서 트랙의 장력을 모니터링하기 위한 방법 및 이를 수행하기 위한 트랙 장력 모니터링 시스템에 관한 것이다.
무한궤도가 장착된 건설기계에 있어서, 트랙은 트랙 스프링에 의해 탄성 지지되어 일정 범위 내에서 신축함으로써 주행 과정에서의 충격을 완화시킬 수 있다. 상기 트랙 스프링의 장력은 그리스를 주입하거나 배출시켜 조절할 수 있다. 상기 트랙이 적정 장력으로 유지되지 못 할 경우, 상기 트랙 및 하부 주행체 관련 부품들을 파손시킬 수 있다. 그러나, 고객이 상기 트랙의 장력을 어느 정도를 조정해야 하는 지 판단이 쉽지가 않고, 기존의 트랙 장력 조정 장치의 경우, 원하는 적정 수준으로 장력을 유지하기가 어렵고 고가의 복잡한 유압 회로로 인해 경제성 및 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 일 과제는 원하는 시점에서 트랙 장력을 용이하고 정확하게 진단할 수 있는 건설기계의 트랙 장력 모니터링 방법을 제공하는 데 있다.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 트랙 장력 모니터링 방법에 있어서, 트랙 장력 모니터링을 위해 지정된 중요 인자들에 대한 데이터를 수신한다. 상기 데이터를 기초로 하여 머신 러닝 알고리즘을 수행하여 트랙 장력 상태를 판단한다. 상기 트랙 장력 상태에 관한 정보를 표시한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 트랙 장력 모니터링 방법은, 상기 트랙 장력 모니터링을 위한 운전 모드를 수행하는 것을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 중요 인자들은 상기 머신 러닝 알고리즘을 위한 학습 기여도가 낮은 운전 특성 인자들의 데이터가 제거된 후 잔류하는 인자들일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 중요 인자들에 대한 데이터는 현재속도에서의 백분율하중(Percent load at current speed), 실제 엔진토크율(Actual engine percent torque) 및 유압 펌프 압력 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 중요 인자들에 대한 데이터는 연료 소비율(fuel rate)를 더 포함하며, 상기 중요 인자들에 대한 데이터는 건설기계의 상부체에 배치된 엔진 및 유압 펌프의 구동 시 획득될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 머신 러닝 알고리즘을 수행하여 상기 트랙 장력 상태를 판단하는 것은, 상기 데이터들을 기초하여 상기 머신 러닝 알고리즘을 수행하여 상기 트랙 장력 판단을 위한 단기값을 산출하고, 그리고 기 설정된 한계값과 상기 단기값을 비교하여 상기 트랙 장력 상태를 판단하는 것을 포함할 수 있다.
상기 트랙 장력 모니터링 방법은, 상기 트랙 장력 상태에 관한 정보를 상기 건설기계에 설치된 원격 관리 장치를 통해 서버에 제공하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 트랙 장력 모니터링 방법은, 상기 트랙 장력 상태에 관한 정보를 수집하여 상기 트랙 관련 부품들의 수명을 예측하여 제공하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 트랙 장력 모니터링 방법은, 상기 트랙 장력 상태에 관한 정보에 기초하여 상기 트랙의 장력을 조정하는 것을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 트랙 장력 모니터링을 위한 중요 인자들에 대한 데이터를 수신하고, 상기 데이터를 기초로 하여 머신 러닝 알고리즘을 수행하여 트랙 장력 상태를 판단할 수 있다. 상기 중요 인자들에 대한 데이터는 주행 모터로 공급되는 압력, 엔진 부하 또는 연비 변화에 관한 데이터를 포함할 수 있다. 상기 데이터를 기반으로 머신 러닝 알고리즘을 이용하여 하부체 트랙 장력 상태를 진단하고 고장 시점을 예측할 수 있다.
따라서, 작업자가 직접 트랙 장력을 측정하지 않고, 트랙 또는 하부체에 별도의 센서를 설치하지 않더라도, 원하는 시점에서 트랙 장력 상태를 용이하고 정확하게 진단할 수 있다. 또한, 트랙 장력 상태 데이터를 누적 계산하여 하부체 관련 부품의 마모 수명 혹은 고장을 예측할 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 무한궤도식 건설기계를 나타내는 측면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 나타내는 확대도이다.
도 3은 도 1의 건설기계의 주행 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 트랙 장력 모니터링 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 트랙 장력 모니터링 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 도 5의 트랙 장력 모니터링 방법에서 중요 인자들에 대한 데이터 선택 단계를 나타내는 순서도이다.
도 7은 도 5의 트랙 장력 모니터링 방법에 의해 판단된 결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명에서 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 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 안 된다.
즉, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 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.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 무한궤도식 건설기계를 나타내는 측면도이다. 도 2는 도 1의 A 부분을 나타내는 확대도이다. 도 3은 도 1의 건설기계의 주행 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 무한궤도식 건설기계(10)의 주행 시스템은 내연기관의 엔진(100), 엔진(100)에 의해 구동되는 유압 펌프(110) 및 유압 펌프(110)로부터 토출된 작동유에 의해 구동되는 주행 모터(130)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 엔진(100)은 굴삭기와 같은 건설기계의 구동원으로서 디젤 엔진을 포함할 수 있다. 엔진(100)은 동력전달장치를 통하여 유압 펌프(110)에 연결될 수 있다. 따라서, 엔진(100)으로부터의 동력은 유압 펌프(100)에 전달될 수 있다. 하나의 유압 펌프(110)가 도시되어 있지만, 적어도 2개의 유압 펌프들이 엔진(100)에 연결되어 구동될 수 있다. 유압 펌프(110)는 유압 라인을 통하여 컨트롤밸브(MCV)(120)에 연결될 수 있다. 컨트롤밸브(120)는 굴삭기에 있어서 유압 시스템의 제어를 수행하기 위한 제어장치일 수 있다. 컨트롤밸브(120)는 유압 라인을 통하여 주행 모터(130), 예를 들면, 우측용 주행유압모터 및 좌측용 주행유압모터에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 주행 모터는 유압 펌프(110)로부터 토출된 작동유의 유압에 의해 구동될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 무한궤도식 건설기계(10)는 상부 선회체(20) 및 하부 주행체(30)를 포함할 수 있다. 상부 선회체(20)는 운전실, 엔진, 붐, 암, 버켓, 각종 유압 실린더 및 카운터 웨이트 등을 포함할 수 있다. 상부 선회체(20)는 하부 주행체(30) 상에 탑재되며, 지면과 평행한 평면 상에서 회전하여 작업 방향을 설정하고, 상기 유압 실린더에 의해 상기 붐, 상기 암 및 상기 버켓을 작동시켜 작업을 수행할 수 있다. 상기 카운터 웨이트를 이용하여 작업 중인 무한궤도식 건설기계(10)의 균형을 유지할 수 있다. 하부 주행체(30)는 상부 선회체(20)를 지지하고, 상기 엔진에서 발생한 동력을 이용하여 무한궤도식 건설기계(10)를 주행시킬 수 있다.
엔진(100)에서 발생된 동력은 유압 펌프(110)에 전달되고 유압 펌프(110)로부터 토출된 작동유는 하부 주행체(30) 후방에 위치한 주행 모터(130)로 공급되어 주행 모터(130)에 회전력을 발생시키고, 이렇게 발생된 회전력은 주행 모터(130)의 스프로켓(34)으로 전달될 수 있다. 스프로켓(34)은 트랙(36)을 회전시킴으로써 무한궤도식 건설기계(10)를 전진시키거나 또는 후진시킬 수 있다. 트랙(36)의 일단은 스프로켓(34)을 감싸고 타단은 차량 전방의 아이들러(35)를 감싸도록 결합되어 시계방향 또는 반시계방향으로 무한히 회전할 수 있다. 이 때, 상부 롤러(37)는 트랙(36)이 스스로의 무게에 의해 아래로 처지는 것을 방지할 수 있다.
트랙 프레임(32)은 상부 선회체(20)와 결합되며, 하부 주행체(30)를 지지하는 역할을 수행할 수 있다. 스프로켓(34) 및 아이들러(35)는 트랙 프레임(32)에 결합될 수 있다. 또한, 트랙 프레임(32)은 하부 주행체(30)의 양 측면을 감싸도록 형성되어 외부의 이물질들로부터 아이들러(35) 및 트랙의 장력 조절 장치(40) 등을 보호할 수 있다.
주행 시 트랙(36)에 가해지는 외력은 아이들러(35)로 전달될 수 있다. 트랙의 장력 조절 장치(40)는 아이들러(35) 및 트랙 프레임(32) 사이에 설치되어 아이들러(35)에 가해지는 상기 외력에 의한 충격을 흡수할 수 있다. 또한, 트랙(36)에 작용하는 장력의 수준은 트랙의 장력 조절 장치(40) 내부에 주입되는 윤활제의 양에 의해 조절될 수 있다. 따라서, 작업자는 트랙의 장력 조절 장치(40) 내부로 윤활제를 주입하거나 또는 트랙의 장력 조절 장치(40) 내부의 윤활제를 외부로 배출시킴으로써 트랙에 가해지는 장력을 조절할 수 있다.
이하에서는, 상기 건설기계의 트랙 장력 모니터링 시스템에 대하여 설명하기로 한다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 트랙 장력 모니터링 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 건설기계의 트랙 장력 모니터링 시스템은 트랙 장력 모니터링을 위한 중요 인자들에 대한 데이터를 검출하기 위한 데이터 검출 장치, 트랙 장력 상태를 판단하기 위한 모니터링 장치(300) 및 상기 트랙 장력 상태에 관한 정보를 표시하기 위한 표시 장치(400)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 트랙 장력 모니터링 장치는 건설기계에 설치되어 상기 트랙 장력 상태에 관한 정보를 서버에 제공하기 위한 원격 관리 장치(500)를 더 포함할 수 있다.
상기 데이터 검출 장치는 상기 건설기계의 운전 특성 인자들에 대한 데이터를 수집할 수 있다. 상기 데이터 검출 장치는 모니터링 장치(300)에 상기 중요 인자들에 대한 데이터를 제공하기 위한 엔진 제어 장치(ECU)(200)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 데이터 검출 장치는 상기 건설기계에 설치되는 복수 개의 센서들(210)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 운전 특성 인자들에 대한 데이터는 엔진 회전수, 현재속도에서의 백분율하중(Percent load at current speed), 연료 소비율(fuel rate), 실제 엔진토크율(Actual engine percent torque), 유압 펌프(110)의 토출 압력, 파일럿 펌프 압력, 붐 실린더 압력, 암 실린더 압력 등을 포함할 수 있다. 상기 중요 인자들에 대한 데이터는 상기 현재속도에서의 백분율하중, 상기 실제 엔진토크율 및 상기 유압 펌프의 토출 압력 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 주용 인자에 대한 데이터는 상기 연료 소비율을 더 포함할 수 있다. 여기서 상기 백분율하중은 현재의 엔진 토크를 현재 엔진 회전수에 대응하는 엔진의 허용 토크(Available Torque)로 나눈 백분율 값을 의미하며, 상기 실제 엔진토크율은 현재의 엔진 토크를 엔진이 최대로 출력할 수 있는 엔진의 최대 토크(Maximum Torque)로 나눈 비율을 의미한다. 이러한 백분율하중 및 실제 엔진토크율은 상부체에 설치되는 엔진 제어장치 또는 차량 제어장치에서 산출될 수 있다. 유압 펌프(110)의 토출 압력은 상기 주행 모터로 공급되는 작동유의 압력을 의미하며, 유압 펌프(110)의 토출구 또는 상기 주행 모터와 연결되는 작동유 라인에 설치되는 압력 센서를 통해 측정될 수 있다. 상기 압력 센서는 상기 상부체에 위치한 작동유 라인에 설치될 수 있다.
예를 들면, 모니터링 장치(300)는 엔진 제어 장치(ECU)(200)에 연결되어 상기 현재속도에서의 백분율하중, 상기 실제 엔진토크율, 상기 연료 소비율 등에 대한 데이터를 수신할 수 있다. 모니터링 장치(300)는 유압 펌프(110)의 토출 압력을 검출하기 위한 압력 센서(210)에 연결되어 상기 유압 펌프의 토출 압력에 대한 데이터를 수신할 수 있다.
모니터링 장치(300)는 데이터 수신부(310), 판단부(320), 출력부(330) 및 저장부(340)를 포함할 수 있다.
데이터 수신부(310)는 상기 데이터 검출 장치로부터 상기 운전 특성 인자들에 대한 데이터 또는 상기 중요 인자들에 대한 데이터를 수신할 수 있다.
판단부(320)는 상기 데이터를 기초로 하여 머신 러닝 알고리즘을 수행하여 트랙 장력 상태를 판단할 수 있다. 상기 머신 러닝 알고리즘은 마할라노비스-다구찌 시스템(Mahalanobis Taguchi System, MTS), 신경망 학습법, 서포트 벡터 머신(Support Vector Machine, SVM) 및 k-최근접 이웃(k-NN) 알고리즘 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들면, 판단부(320)는 상기 운전 특성인자들에 데이터를 기초로 마할라노비스-다구찌 시스템을 수행하여 상기 트랙 장력 모니터링을 위한 한계값을 획득할 수 있다. 또한, 판단부(320)는 상기 중요 인자들에 대한 데이터를 기초로 하여 마할라노비스-다구찌 시스템을 수행하여 상기 트랙 장력 모니터링을 위한 단기값을 산출하고, 상기 한계값과 상기 단기값을 비교하여 상기 트랙 장력 상태를 판단할 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 중요 인자들에 대한 데이터는 상기 운전 특성인자들에 데이터에서 상기 한계 마할라노비스 거리값(한계값)을 결정하는 데 기여도가 낮은 상기 운전 특성인자에 대한 상기 데이터를 제거하고 남은 데이터일 수 있다. 따라서, 상기 중요 인자들에 데이터는 상기 한계 마할라노비스 거리값(한계값)을 결정하는 데 기여도가 높다고 판단될 수 있다.
출력부(330)는 상기 트랙 장력 상태에 관한 정보를 출력할 수 있다. 예를 들면, 상기 트랙 장력 상태에 관한 정보는 트랙의 처짐량, 트랙 스프링의 압력값 등을 포함할 수 있다. 출력부(330)는 표시 패널과 같은 표시 장치(400)에 상기 정보를 출력하고, 표시 장치(400)는 사용자에게 상기 트랙 장력 상태에 관한 정보를 제공할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 출력부(330)는 상기 트랙 장력 상태에 관한 정보를 상기 건설기계에 설치된 원격 관리 장치(500)를 통해 서버에 제공할 수 있다. 원격 관리 장치(500)는 TMS(Tele-Management System) 모듈일 수 있다. 상기 서버에는 상기 건설기계의 상기 트랙 장력 상태가 고객 관리 항목으로 기록 관리될 수 있다.
저장부(340)는 상기 트랙 장력 판단을 위한 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들면, 저장부(340)는 상기 예측 모델을 위한 학습, 상기 머신 러닝 알고리즘 수행 등과 같은 연산을 위한 데이터를 저장할 수 있다.
또한, 저장부(340)는 상기 트랙 장력 상태에 관한 정보를 시간별로 저장할 수 있다. 판단부(320)는 상기 저장된 트랙 장력 상태에 관한 정보를 이용하여 상기 트랙 관련 부품들의 수명을 예측하고, 출력부(330)는 상기 예측된 수명에 관한 정보를 표시 장치(400)에 출력할 수 있다.
이하에서는, 도 4의 건설기계의 트랙 장력 모니터링 시스템을 이용하여 트랙 장력을 모니터링하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 트랙 장력 모니터링 방법을 나타내는 순서도이다. 도 6은 도 5의 트랙 장력 모니터링 방법에서 중요 인자들에 대한 데이터 선택 단계를 나타내는 순서도이다. 도 7은 도 5의 트랙 장력 모니터링 방법에 의해 판단된 결과를 나타내는 그래프이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 먼저, 트랙 장력 모니터링을 위한 운전 모드를 수행하고(S100), 트랙 장력 모니터링을 위한 중요 인자들에 대한 데이터를 수신할 수 있다(S110).
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 트랙 장력 모니터링을 위해 특정 운전 모드를 수행할 수 있다. 상기 특정 운전 모드는 상기 트랙 장력 모니터링을 보다 원활하게 수행할 수 있는 건설기계의 구동 상태를 의미하며, 예를 들면, 상기 건설기계가 주행 구동만 되는 단독 주행 모드를 포함할 수 있다.
이러한 운전 모드의 수행 중에 실시간으로 데이터를 수신함으로써 노이즈들을 제거할 수 있다. 상기 운전 모드에 있어서, 차량은 등속으로 주행하면서, 실시간으로 데이터를 수집할 수 있다.
예를 들면, 상기 중요 인자들에 대한 데이터는 상기 현재속도에서의 백분율하중, 상기 실제 엔진토크율, 상기 연료 소비율 및 상기 유압 펌프의 토출 압력을 포함할 수 있다.
이어서, 상기 중요 인자들에 대한 데이터를 기초로 하여 머신 러닝 알고리즘을 수행하여 트랙 장력 상태를 판단하고(S120), 상기 트랙 장력 상태에 관한 정보를 표시할 수 있다(S130).
예를 들면, 상기 머신 러닝 알고리즘은 마할라노비스-다구찌 시스템(Mahalanobis Taguchi System, MTS), 신경망 학습법, 서포트 벡터 머신(Support Vector Machine, SVM) 및 k-최근접 이웃(k-NN) 알고리즘 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 중요 인자들에 데이터들을 기초하여 상기 마할라노비스-다구찌 시스템을 수행하여 상기 트랙 장력 판단을 위한 단기값을 산출하고, 기 설정된 한계값과 상기 단기값을 비교하여 상기 트랙 장력 상태를 판단할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 마할라노비스-다구찌 시스템의 테스트 결과, 단기 마할라노비스 거리값이 한계 마할라노비스 거리값(한계값(T))인 1.41보다 큰 경우에 비정상 MD으로 판단할 수 있다.
이후, 상기 표시된 트랙 장력 상태에 관한 정보에 따라 장력 조절 장치(40)를 이용하여 트랙의 장력을 조정할 수 있다. 작업자는 장력 조절 장치(40)의 실린더 내부에 윤활제를 주입하거나 외부로 배출하여 트랙 스프링의 압력을 조정하여 트랙(36)에 작용하는 장력을 조절할 수 있다.
이하에서는, 도 6을 참조로 하여 상기 중요 인자들에 데이터를 선택하고 학습는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, 운전 특성 인자들에 대한 데이터를 수집하고(S200), 머신 러닝을 이용하여 한계값을 획득할 수 있다(S210).
예시적인 실시예들에 있어서, 데이터 검출 장치를 통해 건설기계의 운전 특성 인자들에 대한 데이터를 수집할 수 있다. 예를 들면, 상기 운전 특성 인자들에 대한 데이터는 엔진 회전수, 현재속도에서의 백분율하중, 연료 소비율, 실제 엔진토크율, 유압 펌프의 토출 압력, 파일럿 펌프 압력, 붐 실린더 압력, 암 실린더 압력 등을 포함할 수 있다.
이어서, 상기 운전 특성 인자들에 대한 데이터들을 기초로 하여 머신 러닝 방법을 이용하여 상기 트랙 장력 상태 판단을 위한 한계값을 획득할 수 있다. 이 경우에 있어서, 예를 들면, 상기 한계값은 상기 운전 특성 인자들에 대한 상기 데이터를 기초로 상기 마할라노비스-다구찌 시스템을 통하여 구할 수 있다. 또한 상기 한계값은 한계 마할라노비스 거리값일 수 있다. 이 경우에 있어서, 트랙 스프링의 압력 센서(220)는 상기 알고리즘 학습에 이용될 수 있다. 상기 트랙 스프링의 압력 센서(220)는 머신 러닝 결과의 정합성을 판단하거나, 트랙 장력과 중요 인자들의 관련성을 사전에 파악하기 위해 설치될 수 있으며, 상기 머신 러닝 시에만 설치된 후 실제 건설기계의 운용 시에는 설치되지 않을 수 있다. 이에 따라, 실제 운용되는 건설기계의 하부체에는 트랙 장력을 측정하기 위한 센서 등의 전장품 및 기구들을 설치할 필요가 없게 될 수 있다.
이후, 상기 운전 특성 인자들에 대한 상기 데이터 중 상기 한계 마할라노비스 거리값을 결정하는 데 기여도가 낮은 적어도 하나의 상기 운전 특성 인자에 대한 상기 데이터를 제거할 수 있다(S220). 이어서, 상기 산출한 한계 마할라노비스 거리값을 더 이상 최적화 하지 않고 그대로 이용하는 경우에 학습을 종료할 수 있다(S224). 최적화를 더 진행하는 경우에, 삭제되고 남은 운전 특성 인자들의 상기 데이터에 대해 마할라노비스-다구찌 시스템을 이용하여 다시 한계값을 획득할 수 있다.
학습을 종료한 경우, 상술한 바와 같이 기여도 판단에 의해 삭제되지 않고 잔류되는 운전 특성 인자들의 데이터는 상기 한계 마할라노비스 거리값을 결정하는 데 기여도가 높다고 판단하고, 상기 중요 특성 인자로 분류할 수 있다(S240).
상술한 바와 같이, 주행 모터로 공급되는 압력, 엔진 부하 또는 연비 변화에 관한 데이터를 기반으로 머신 러닝 알고리즘을 이용하여 하부체 트랙 장력 상태를 진단하고 고장 시점을 예측할 수 있다.
따라서, 작업자가 직접 트랙 장력을 측정하지 않고, 원하는 시점에서 트랙 장력 상태를 용이하고 정확하게 진단할 수 있다. 또한, 트랙 장력 상태 데이터를 누적 계산하여 하부체 관련 부품의 마모 수명 혹은 고장을 예측할 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.
10: 무한궤도식 건설기계 20: 상부 선회체
30: 하부 주행체 32: 트랙 프레임
34: 스프로켓 35: 아이들러
36: 트랙 37: 상부 롤러
38: 하부 롤러 40: 트랙의 장력 조절 장치
100: 엔진 110: 유압 펌프
120: 컨트롤밸브 130: 주행 모터
200: 엔진 제어 장치 210: 유압 펌프 압력 센서
220: 트랙 스프링 압력 센서 300: 모니터링 장치
310: 데이터 수신부 320: 판단부
330: 출력부 340: 저장부
400: 표시 장치 500: 원격 관리 장치

Claims (9)

  1. 트랙 장력 모니터링을 위해 지정된 중요 인자들에 대한 데이터를 수신하고;
    상기 데이터를 기초로 하여 머신 러닝 알고리즘을 수행하여 트랙 장력 상태를 판단하고; 그리고
    상기 트랙 장력 상태에 관한 정보를 표시하는 것을 포함하고,
    상기 중요 인자들에 대한 데이터는 현재속도에서의 백분율하중(Percent load at current speed), 실제 엔진토크율(Actual engine percent torque), 유압 펌프 압력 및 연료 소비율(fuel rate) 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 중요 인자들에 대한 데이터는 건설기계의 상부체에 배치된 엔진 및 유압 펌프의 구동 시 획득되고,
    상기 머신 러닝 알고리즘을 수행하여 상기 트랙 장력 상태를 판단하는 것은
    상기 데이터들을 기초하여 상기 머신 러닝 알고리즘을 수행하여 상기 트랙 장력 판단을 위한 단기값을 산출하고; 그리고
    기 설정된 한계값과 상기 단기값을 비교하여 상기 트랙 장력 상태를 판단하는 것을 포함하는 건설기계의 트랙 장력 모니터링 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 트랙 장력 모니터링을 위한 운전 모드를 수행하는 것을 더 포함하는 건설기계의 트랙 장력 모니터링 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 중요 인자들은 상기 머신 러닝 알고리즘을 위한 학습 기여도가 낮은 운전 특성 인자들의 데이터가 제거된 후 잔류하는 인자들인 건설기계의 트랙 장력 모니터링 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 트랙 장력 상태에 관한 정보를 상기 건설기계에 설치된 원격 관리 장치를 통해 서버에 제공하는 것을 더 포함하는 건설기계의 트랙 장력 모니터링 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 트랙 장력 상태에 관한 정보를 수집하여 상기 트랙 관련 부품들의 수명을 예측하여 제공하는 것을 더 포함하는 건설기계의 트랙 장력 모니터링 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 트랙 장력 상태에 관한 정보에 기초하여 상기 트랙의 장력을 조정하는 것을 더 포함하는 건설기계의 트랙 장력 모니터링 방법.
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