CN114174607B - 作业机械的管理系统 - Google Patents

作业机械的管理系统 Download PDF

Info

Publication number
CN114174607B
CN114174607B CN202080055639.3A CN202080055639A CN114174607B CN 114174607 B CN114174607 B CN 114174607B CN 202080055639 A CN202080055639 A CN 202080055639A CN 114174607 B CN114174607 B CN 114174607B
Authority
CN
China
Prior art keywords
oil
working
hydraulic
working oil
type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202080055639.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114174607A (zh
Inventor
仓迫彬
秋田秀树
本木豪一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Publication of CN114174607A publication Critical patent/CN114174607A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114174607B publication Critical patent/CN114174607B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2232Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps
    • E02F9/2235Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps including an electronic controller
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/226Safety arrangements, e.g. hydraulic driven fans, preventing cavitation, leakage, overheating
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26Indicating devices
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26Indicating devices
    • E02F9/267Diagnosing or detecting failure of vehicles
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2264Arrangements or adaptations of elements for hydraulic drives
    • E02F9/2271Actuators and supports therefor and protection therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B20/00Safety arrangements for fluid actuator systems; Applications of safety devices in fluid actuator systems; Emergency measures for fluid actuator systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63Electronic controllers
    • F15B2211/6303Electronic controllers using input signals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/655Methods of contamination control, i.e. methods of control of the cleanliness of circuit components or of the pressure fluid
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0259Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
    • G05B23/0283Predictive maintenance, e.g. involving the monitoring of a system and, based on the monitoring results, taking decisions on the maintenance schedule of the monitored system; Estimating remaining useful life [RUL]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)

Abstract

即使在液压系统的工作油被更换且工作油成为矿物油与生物降解性油混合而成的混合油时,也能够将因工作油的性能降低导致的作业机械的液压零件的破损防止于未然。因此,存储装置存储有工作油的油更换履历信息、用于判断工作油是矿物油、生物降解性油和矿物油与生物降解性油的混合油中的哪一种的油种判断值、和工作油的每个种类的异常判断值,控制器确认在油更换履历信息中是否具有未进行油种判断的油更换信息,在具有未进行油种判断的油更换信息时,基于由油传感器检测到的多个油性状各自的值和油种判断值来判断工作油的种类,并使用与工作油的种类的判断结果对应的异常判断值来判断工作油的异常。

Description

作业机械的管理系统
技术领域
本发明涉及液压挖掘机等作业机械的管理系统。
背景技术
作为在液压挖掘机等作业机械的液压回路中用作动力传递介质的工作油,正在代替矿物油而使用环保的生物降解性工作油。专利文献1对于使用这种生物降解性工作油的工程机械(作业机械),提出了如下方案:“一种工程机械的液压系统控制方法,其特征在于,在将用于工程机械的工作油的种类从矿物油类工作油向生物降解性工作油变更时,操作生物油模式(bio-oil mode)设定用开关,以限制液压泵的输出马力的方式进行切换,其中,生物油模式设定用开关的功能不同于从使用矿物油类工作油的情况下的关于泵输出马力的多个动力模式中选择必要模式的功能”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第3220579号公报
发明内容
液压挖掘机等作业机械的液压系统中使用的工作油作为其初始充填油,通常使用生产商纯正的矿物油。然而,工作油会伴随作业机械的运转而劣化,由此例如以1~2年的间隔进行更换。此时,有时会代替矿物油而使用生物降解性工作油。在该情况下,具有如下的课题。
在更换工作油的情况下,虽然将油箱的工作油排除并替换新油,但当新油的替换,在液压回路的配管和执行机构(例如液压缸)等内仍残留有旧油。因此,通过进行使执行机构工作来使液压回路内的残油循环的被称为冲洗(flashing)的操作,将尽可能接近100%的旧油替换为新油。
但是,因冲洗会消耗成本和工时,所以有时会怠于进行冲洗,或减少冲洗的次数,从而导致当从矿物油替换为生物降解性油时,无法充分地将矿物油替换为生物降解性油,成为矿物油与生物降解性油混合而成的混合油的状态。通常,若种类不同的油混合,则因混合油的性能被拉低至差性能,或引起性能上的不良反应等理由,导致作为工作油的性能降低,在该状态下持续使用工作油的情况下,作业机械的液压零件损伤的风险变高。
专利文献1虽然在将工作油从矿物油向生物降解性油变更时,操作生物油模式设定用开关来限制液压泵的输出马力,能够抑制油温的上升,但无法解决矿物油与生物降解性油混合使用的情况下的上述课题。
本发明的目的为,提供一种作业机械的管理系统,其即使在液压系统的工作油被更换且工作油成为矿物油与生物降解性油混合而成的混合油时,也能够将因工作油的性能降低导致的作业机械的液压零件的破损防止于未然。
为了解决这样的课题,本发明的作业机械的管理系统具有:作业机械,其搭载有通过工作油驱动多个执行机构的液压系统、和检测包括所述工作油的密度、介电常数在内的多个油性状的油传感器;存储装置,其存储有所述多个油性状各自的异常判断值;和控制装置,其对由所述油传感器检测到的所述多个油性状各自的值和所述存储装置内存储的所述多个油性状各自的异常判断值进行比较来诊断所述工作油的异常,其中,所述存储装置存储有所述工作油的油更换履历信息、油种判断值、和作为所述异常判断值的所述工作油的每个种类的异常判断值,其中,所述油种判断值是由所述工作油的密度和介电常数中的至少一个设定的、用于判断所述工作油是矿物油、生物降解性油、和矿物油与生物降解性油的混合油中的哪一种的值,所述控制装置确认在所述存储装置内存储的所述油更换履历信息中是否具有未进行油种判断的油更换信息,在具有未进行油种判断的油更换信息时,基于由所述油传感器检测到的所述多个油性状中至少一个的值和所述存储装置内存储的所述油种判断值来判断所述工作油的种类,并使用所述工作油的每个种类的异常判断值中的与所述工作油的种类的判断结果对应的工作油的异常判断值来判断所述工作油的异常。
发明效果
根据本发明,即使在液压系统的工作油被更换且工作油成为矿物油与生物降解性油混合而成的混合油时,也能够将因工作油的性能降低导致的作业机械的液压零件的破损防止于未然。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的作业机械(液压挖掘机)的管理系统的概略构成的图。
图2是表示作为作业机械的液压挖掘机的整体构成的图。
图3是表示液压挖掘机所具有的液压系统的图。
图4是表示作业机械用控制器和生产商用计算机的概略构成的图。
图5是表示由异常判断部、油种判断部以及过热判断部所使用的存储装置内存储的管理基准值、和由油种判断部所使用的存储装置内存储的油更换履历信息的图。
图6是表示异常判断部的异常判断的概念的图。
图7是工作油为矿物油的情况和为生物降解性油的情况下的物性值特性图、且是表示工作油的密度的温度特性(上侧)和工作油的介电常数的温度特性(下侧)的图。
图8是表示油种判断部的处理顺序的流程图。
图9是表示存储装置内存储的工作油的每个种类的过热判断值(温度阈值)的大小关系的图。
图10是表示油种判断部中的根据工作油的种类的判断结果进行的处理和阈值变更部的处理的一览图。
具体实施方式
以下,依照附图来说明本发明的实施方式。
以下,作为本发明的作业机械而以液压挖掘机为例来进行说明,但本发明不限于液压挖掘机,只要是搭载有使用工作油的液压系统的作业机械,则也同样能够适用翻斗卡车、轮式装载机、铲车、叉车、吊车等其他作业机械。
图1是表示本发明的一个实施方式的作业机械(液压挖掘机)的管理系统的概略构成的图。
图1中,作业机械的管理系统具有:搭载于液压挖掘机300(参照图2)的控制器(作业机械用控制器)110;处于制造液压挖掘机300的生产商的管理下的生产商用计算机(服务器)112;供液压挖掘机300的管理者(用户)使用的计算机(管理者用计算机)114;和供进行属于作业机械生产商或其营业厅或代理店等液压挖掘机300的故障修理和保养的服务负责人(服务人员)使用的计算机(服务用计算机)116。
虽未图示,但控制器110以及计算机112、114、116具有:用于执行各种程序的作为运算机构的运算处理装置(例如CPU);作为用于储存以该程序为代表的各种数据的存储手段的存储装置(例如ROM、RAM以及闪存等半导体存储器、硬盘驱动器等磁性存储装置(存储部));和用于进行对运算处理装置以及存储装置等的数据以及指示等的输入输出控制的输入输出运算处理装置。另外,控制器110以及计算机112、114、116以无线或有线方式与网络(例如LAN、WAN、互联网)连接,以能够相互进行数据收发的方式构成。而且,在需要向以控制器110以及计算机112、114、116的操作者为代表的人进行信息提供的情况下,也可以具有用于显示运算处理装置的处理结果等的显示装置(例如液晶显示器等),在需要从人进行信息输入的情况下,可以具有输入装置(例如数字键盘、键盘、触摸面板等)。
图2是表示液压挖掘机300的整体构成的图。
图2中,作为作业机械而熟知的液压挖掘机300具有下部行驶体301、在下部行驶体301上能够旋转地搭载的上部旋转体302、和在上部旋转体302的前部能够俯仰地安装的前作业机303。
下部行驶体301通过左右的行驶马达(液压马达)310、311的旋转来驱动左右的履带313、314,由此进行行驶。上部旋转体302通过旋转装置316所具有的旋转马达(液压马达)317的旋转而能够相对于下部行驶体301旋转。
前作业机303由动臂306、斗杆307、铲斗308构成,动臂306、斗杆307、铲斗308分别通过动臂液压缸(液压缸)321、斗杆液压缸(液压缸)322、铲斗液压缸(液压缸)323的伸缩而在上下方向上能够转动。
上部旋转体302具有形成驾驶室的舱室318,在舱室318内配置有供操作员落座的驾驶席330和供操作员操作的操作装置331等。另外,在舱室318内配置有上述的作业机械用控制器110,在上部旋转体302的后部搭载有驱动上述的多个执行机构(行驶马达310、311、旋转马达317、动臂液压缸321、斗杆液压缸322、铲斗液压缸323)的液压系统的驱动源、即发动机320。液压系统将作为动力传递介质的工作油向多个执行机构供给,驱动多个执行机构。
图3是表示液压挖掘机300所具有的液压系统的图。
图3中,附图标记500所示的液压系统具有上述的发动机320、工作油油箱502、液压泵504、控制阀506、液压执行机构508、油冷却器510以及工作油过滤器512。液压执行机构508代表图2所示的多个执行机构(行驶马达310、311、旋转马达317、动臂液压缸321、斗杆液压缸322、铲斗液压缸323),控制阀506也同样地代表多个执行机构各自的控制阀。
液压泵504是可变容量型,具有控制液压泵504的倾转角(排油容积即容量)并控制液压泵504的排出流量的调节器504a。另外,调节器504a根据液压泵504的排出压的上升而使液压泵504的倾转角变小,由此以使液压泵504的吸收转矩不超过由弹簧(未图示)设定的最大转矩的方式进行控制,防止基于过负荷导致的发动机320的失速。
工作油油箱502内的工作油通过由发动机320驱动的液压泵504而被汲取,经由控制阀506向液压执行机构508(例如动臂液压缸321)供给。控制阀506根据操作装置331(例如动臂用的操作装置)的切换位置来控制向液压执行机构508供给的液压油的流动方向和流量。由此驱动液压执行机构508,例如使动臂306动作。另外,从液压执行机构508流出的工作油在经由控制阀506引导至油冷却器510被冷却之后,经由工作油过滤器512返回工作油油箱502。油冷却器510通过由发动机320驱动的冷却风扇514所获取的空气而进行冷却。
另外,在液压系统500的例如控制阀506与液压执行机构508(例如动臂液压缸321)之间的油路配置有油传感器120,检测从油路通过的工作油的粘度、密度、介电常数等多个油性状和工作油的温度。
本实施方式中,说明油传感器120检测工作油的粘度、密度、介电常数的三个性状和检测工作油的温度的情况,但也可以为,以油传感器120作为多个油性状而检测密度、介电常数的两个油性状的方式构成系统。另外还可以为,以油传感器120检测油的色差的方式构成系统。而且也可以为,以油传感器120由多个油传感器适当分担来检测温度、粘度、密度、介电常数、色差的方式构成系统,也可以为,以在不同的多个部位检测相同性状的方式构成系统。
另外,在此,为了使说明简洁,仅说明了检测工作油的油性状以及温度的油传感器120,但液压挖掘机300在此之外,还可以具有例如检测发动机油的油性状以及温度的油传感器。
图4是表示作业机械用控制器110和生产商用计算机112的概略构成的图。
作业机械用控制器110具有存储装置103,液压挖掘机300上搭载的油传感器120的传感器信号被适当处理而作为表示油性状以及温度的物理量的信息(称为传感器信息102)向作业机械用控制器110输入,存储至存储装置103。此时,如图4所示,某一时刻中的基于油传感器120获得的密度的传感器信息102由作业机械用控制器110适当处理,作为传感器信息A1与测定时刻建立关联地存储至作业机械用控制器110的存储装置103。图4中的传感器信息A1、A2、A3、A4…表示油传感器120在不同时刻测定到的密度的传感器信息,末尾的数字随着时间经过而增加。这样地,基于油传感器120获得的密度的传感器信息A1、A2、A3、A4…作为时序数据存储至作业机械用控制器110。同样地,图中的传感器信息B1、B2、B3、B4…表示基于油传感器120获得的介电常数的传感器信息102。虽然省略说明,但由油传感器120检测的粘度以及温度也同样地作为传感器信息C1、C2、C3、C4…、D1、D2、D3、D4…而存储至存储装置103。以下这些传感器信息102有时适当省略后缀数字而表示为传感器信息A、B、C、D。
生产商用计算机(服务器)112具有控制器(控制装置)112a和存储装置112b,作业机械用控制器110的存储装置103内存储的传感器信息A、B、C、D以规定周期向生产商用计算机112发送,经由控制器104a存储至存储装置112b。传感器信息A、B、C、D也可以存储至控制器112a内的存储装置210a(后述)。
另外,生产商用计算机112的控制器104a具有供运算过程中的值存储的存储装置(RAM)210a、和执行异常判断部211、原因特定部212、处理指南发送部213、油种判断部214、过热判断部215、阈值变更部216的各处理的运算装置(CPU)210b。
在生产商用计算机112的存储装置112b内存储有工作油的多个油性状各自的异常判断值(后述),异常判断部211(控制装置)对由油传感器120检测到的多个油性状各自的值、和存储装置112b内存储的多个油性状各自的异常判断值进行比较来诊断工作油的异常。
原因特定部212在由异常判断部211判断到工作油的异常时,计算对被判断为异常的油性状的时间变化的倾向进行表示的变化量指标值,将该变化量指标值与存储装置112b内预先存储的变化量判断值进行比较来特定工作油的异常的原因。该原因特定部212的处理内容详细记载于国际申请WO2019/021502A1。
处理指南发送部213执行如下处理:将与由原因特定部212特定的原因相应的维修保养的处理指南向其他终端(例如作业机械用控制器110、管理者用计算机114及服务用计算机116的至少一个)发送。
另外,在存储装置112b存储有:工作油的油更换履历信息;油种判断值(后述),其由工作油的密度和介电常数中的至少一个设定,用于判断工作油是矿物油、生物降解性油、和矿物油与生物降解性油的混合油中的哪一种的值;和作为异常判断值的工作油的每个种类的异常判断值(后述),油种判断部214(控制装置)确认在存储装置112b内存储的油更换履历信息中是否具有未进行油种判断的油更换信息,在具有未进行油种判断的油更换信息时,基于由油传感器120检测到的多个油性状中至少一个的值和存储装置112b内存储的油种判断值来判断工作油的种类,并且异常判断部211(控制装置)使用工作油的每个种类的异常判断值中的与工作油的种类的判断结果对应的工作油的异常判断值来判断工作油的异常。
优选为,在存储装置112b内,作为上述的油种判断值而存储有分别通过工作油的密度和介电常数设定的油种判断值(后述),油种判断部214(控制装置)使用由油传感器120检测到的工作油的密度及介电常数、和存储装置112b内存储的各个油种判断值来判断工作油的种类。
另外,油种判断部214(控制装置)将由油传感器120检测到的工作油的密度和介电常数修正为不影响由油传感器120检测到的工作油的温度的值,使用该修正后的工作油的密度和介电常数来判断工作油的种类。
另外,存储装置112b分别相对于工作油的密度和介电常数存储第1阈值以及比该第1阈值大的第2阈值来作为油种判断值,油种判断部214(控制装置)在由油传感器120检测到的工作油的密度和介电常数均为第1阈值以下时,判断为工作油是矿物油,在工作油的密度以及介电常数均为第2阈值以上时,判断为工作油是生物降解性油,在工作油的密度以及介电常数均是第1阈值与第2阈值之间的值时,判断为工作油是矿物油与生物降解性油的混合油。
另外,油种判断部214(控制装置)在工作油的密度以及介电常数均是上述的第1阈值以及第2阈值的区间以外的组合时,判断为需要进行原因调查,输出原因调查请求。
而且,存储装置112b存储用于工作油的过热的判断的、工作油的每个种类的温度阈值(后述),过热判断部215(控制装置)将工作油的每个种类的温度阈值中的与工作油的种类的判断结果对应的温度阈值与由油传感器120检测到的工作油的温度进行比较,判断工作油是否处于过热状态。
阈值变更部216(控制装置)根据工作油的种类的判断结果来选择工作油的每个种类的异常判断值中的对应的异常判断值,异常判断部211(控制装置)使用该异常判断值来判断工作油的异常。
另外,阈值变更部216(控制装置)选择工作油的每个种类的温度阈值中的与工作油的种类的判断结果对应的温度阈值,过热判断部215(控制装置)使用该温度阈值来判断工作油是否处于过热状态。
图5是表示由上述的异常判断部211、油种判断部214以及过热判断部215使用的存储装置112b内存储的管理基准值、和由油种判断部214使用的存储装置112b内存储的油更换履历信息的图。
在存储装置112b内作为管理基准值而存储有以下的阈值。
<异常判断值>
在工作油为矿物油的情况下
密度:Aa1、Aa2介电常数:Ba1、Ba2粘度:Ca1、Ca1
在工作油为生物降解性油的情况下
密度:Ab1、Ab2介电常数:Bb1、Bb2粘度:Cb1、Cb2
在工作油为混合油的情况下
密度:Ac1、Ac2介电常数:Bc1、Bc2粘度:Cc1、Cc2
<油种判断值>
密度:A1、A2
介电常数:B1、B2
<过热判断值(温度阈值)>
矿物油:Ta
生物降解性油:Tb
混合油:Tc
此外,作为这些管理基准值的阈值分别按照液压挖掘机300的机械序号、机型、工作油的品种来管理保存。
另外,在存储装置112b内作为油更换履历信息而存储有以下的日期数据。
XX年XX月XX日,XX年XX月XX日,…
该油更换履历信息分别按照液压挖掘机300的机械序号来管理记录。
如图4所示,在生产商用计算机112的控制器104a,连接有显示器112c、和进行来自操作员的信息输入的未图示的输入装置(例如数字键盘、键盘、触摸面板等),管理基准值(异常判断值、油种判断值以及过热判断值)通过操作员对显示器112c和输入装置进行操作而保存至存储装置112b。
在作业机械用控制器110上还连接有显示器110a(参照图4)和未图示的输入装置,操作员对显示器110a和输入装置进行操作,向生产商用计算机112发送通知已经更换了液压挖掘机300内的工作油的开关信号,控制器104a输入该开关信号,由此油更换履历保存至存储装置112b。
也可以为,从液压挖掘机300的管理者(用户)或进行液压挖掘机300的故障修理及保养的服务负责人(服务人员)获得油更换信息,生产商用计算机112的操作员对显示器112c和输入装置进行操作而将油更换履历保存至存储装置112b。另外,在生产商用计算机112的控制器104a具有根据传感器信息102能够判断有无油更换的功能的情况下,也可以为,将通过该判断获得的油更换信息保存至存储装置112b。
图6是表示异常判断部211的异常判断的概念的图。图6的异常判断的概念是工作油为矿物油的情况下的概念。
图6中,在本实施方式中,对工作油(矿物油)的密度规定了比正常的初始值大的上方异常判断值Aa1、和比该初始值小的下方异常判断值Aa2这两个。对于工作油(矿物油)的介电常数以及粘度,也同样地规定了比正常的初始值大的上方异常判断值Ba1、Ca1、和比该初始值小的下方异常判断值Ba2、Ca2这两个。异常判断部211针对密度、介电常数、粘度,分别在传感器信息A、B、C的密度、介电常数、粘度高于上方异常判断值Aa1、Ba1、Ca1时、和低于下方异常判断值Aa2、Ba2、Ca2时判断为异常。
此外,鉴于工作油(矿物油)的性状的经时间变化的特性,也可以为,仅针对工作油(矿物油)的粘度规定上方异常判断值Ca1和下方异常判断值Ca2这两个,对工作油(矿物油)的密度以及介电常数仅规定上方的异常判断值Aa1、Ba1。在该情况下,异常判断部211针对粘度,在传感器信息C高于上方异常判断值Ca1时和低于下方异常判断值Ca2时判断为异常,针对密度和介电常数,在传感器信息A、B分别高于异常判断值Aa1、Ba1时判断为异常。
在工作油为生物降解性油的情况,和为混合油的情况下,仅异常判断值变为生物降解性油、混合油的阈值,异常判断的考虑方式相同。
图7是工作油为矿物油的情况和为生物降解性油的情况的物性值特性图,且是表示工作油的密度的温度特性(上侧)和工作油的介电常数的温度特性(下侧)的图。
在调查对作业机械使用的多种工作油时,确认了对于密度和介电常数,矿物油和生物降解性油的物性值大幅不同。例如,在40℃中矿物油的密度为0.84~0.86,介电常数为2.2~2.3,相对于此,40℃中的生物降解性油的密度为0.9~0.92,介电常数为3.0~3.4。基于差异,相对于传感器信息A的密度x以及传感器信息B的介电常数y设定油种判断值A1、A2以及油种判断值B1、B2,分为以下的(1)~(4)那样地情况进行判断,由此能够将工作油分类为矿物油、生物降解性油、它们混合油、或除此之外的油。
密度:x<A1且介电常数:y<B1→“矿物油”(1)
密度:A2<x且介电常数:B2<y→“生物降解性油”(2)
密度:A1<x<A2且介电常数:B1<x<B2→“矿物油与生分解油的混合油”(3)
上述以外的组合→“原因调查”(4)
在此,油种判断值A1、A2、B1、B2例如以下那样地设定。
油种判断值A1
对矿物油(40℃)的密度0.84~0.86的上限值0.86加上第1规定值得到的值
油种判断值A2
从生物降解性油(40℃)的密度0.9~0.92的下限值0.9减去第2规定值得到的值
油种判断值B1
对矿物油(40℃)的介电常数2.2~2.3的上限值2.3加上第3规定值得到的值
油种判断值B2
从生物降解性油(40℃)的介电常数3.0~3.4的下限值3.0减去第4规定值得到的值
在本发明中,在矿物油和生物降解性油的某一种油中含有5重量%以上的另一种油的情况下,将该油定义为混合油。基于该定义,上述第1~第4规定值只要如下设定即可。
第1规定值:在矿物油中含有5重量%的生物降解性油的情况下的密度的变化量相当的值
第2规定值:在生物降解性油中含有5重量%的矿物油的情况下的密度的变化量相当的值
第3规定值:在矿物油中含有5重量%的生物降解性油的情况下的介电常数的变化量相当的值
第4规定值:在生物降解性油中含有5重量%的矿物油的情况下的介电常数的变化量相当的值
这样设定的油种判断值A1、A2、B1、B2存储至存储装置112b。
另一方面,针对与油种判断值比较的传感器信息A、B的密度以及介电常数,为了排除工作油的温度的影响,将传感器信息A、B的密度以及介电常数修正为不会影响工作油的温度的值,使用该修正后的工作油的密度和介电常数来判断工作油的种类。具体地,油种判断值A1、A2、B1、B2以工作油的温度40℃的密度和介电常数为基准来设定,由此,基于传感器信息D的温度、预先设定的密度和介电常数的温度特性,将传感器信息A、B的密度以及介电常数也修正为40℃的密度以及介电常数。
此外,在本例中,基于工作油的温度40℃的密度和介电常数来设定油种判断值,但也可以为,基于40℃以外的适当温度的密度和介电常数来设定油种判断值。另外,油种判断值的密度以及介电常数也可以转换为不依存温度的值,传感器信息A、B的密度以及介电常数也同样地可以转换为不依存温度的值。
另外,关于判断,通过参考密度或介电常数中的一个的物性值,能够区分是矿物油还是生物降解性,但精度差。例如在油更换时水混入矿物油的情况下,密度几乎没有变化,介电常数极端变高。由此,密度成为矿物油的判断,介电常数成为生物降解性的判断,由此存在仅通过介电常数的判断无法正确判断的情况。因此,通过使用密度和介电常数的双方的值,能够区分上述的异常情况。
图8是表示油种判断部214的处理顺序的流程图。
首先,油种判断部214确认在存储装置112b内存储的油更换履历信息中是否具有未进行油种判断的油更换信息(步骤S100)。在具有未进行油种判断的油更换信息的情况下,读取存储装置112b内存储的油种判断值A1、A2、B1、B2,如上述(1)~(4)那样地分情况进行判断(步骤S110~S170)。
图9是表示存储装置112b内存储的工作油的每个种类的过热判断值(温度阈值)的大小关系的图。
在调查对作业机械使用的多种工作油时,确认了用于维持作为工作油的性能的温度上限会以矿物油、生物降解性油、混合油的顺序依次变低。因此,存储装置112b内存储的过热判断值(温度阈值)以矿物油、生物降解性油、混合油的顺序依次变低地设定为Ta>Tb>Tc。
过热判断部215从这样设定的温度阈值Ta、Tb、Tc中,根据油种判断部214中的工作油的种类的判断结果来选择与工作油的种类对应的温度阈值,当传感器信息D的温度超过其温度阈值时,判断为工作油处于过热状态。
图10是表示根据油种判断部214中的工作油的种类的判断结果进行的处理和阈值变更部216的处理的一览图。
在油种判断部214的判断结果为“矿物油与生物降解性油的混合油”和“原因调查”的情况下,为了引起顾客或服务人员的注意,油种判断部214在显示器112c中显示警告。另外,优选为,执行将这些警告信息向其他终端(例如作业机械用控制器110、管理者用计算机114以及服务用计算机116的至少一个)发送的处理,也在各个终端的显示器上显示警告。
由此在工作油为混合油的情况,或无法确定工作油为矿物油、生物降解性油、混合油中的哪一种的情况下,促使顾客或服务人员注意,能够采取恰当的应对。
阈值变更部216在油种判断部214的判断结果为“矿物油”、“生物降解性油”以及“矿物油与生物降解性油的混合油”时,根据其判断结果来变更供异常判断部211以及过热判断部215使用的异常判断值以及温度阈值。
由此,即使在液压系统的工作油被更换且工作油成为生物降解性油、或工作油成为矿物油与生物降解性油混合而成的混合油时,也能够将因工作油的性能降低导致的作业机械的液压零件的破损防止于未然。另外,能够根据工作油的种类和状态来恰当管理工作油的过热。
此外,也可以为,如图4的双点划线所示,控制器104a的运算装置210b还具有泵输出限制部217,在由油种判断部214判断为工作油是矿物油与生物降解性油的混合油时,输出使液压泵504的调节器504a的上述的最大转矩的设定值变小的电气信号,以降低液压泵504的最大吸收转矩(输出)的方式进行控制。该控制例如能够如下进行:在液压泵504的调节器504a上设置受压部,该受压部向与对液压泵504的最大转矩进行设定的弹簧相对的一侧引导有电磁阀的输出压,从泵输出限制部217向电磁阀输出电气信号,使电磁阀工作。由此在工作油为混合油的情况下,降低液压泵504的最大转矩,降低液压挖掘机300的动作输出,由此使操作员认识到工作油为混合油,能够督促工作油的恰当的更换。
以上那样地根据本实施方式,在油更换履历信息具有未进行油种判断的油更换信息时,基于由油传感器120检测到的多个油性状中至少一个的值和油种判断值来判断工作油的种类,使用与工作油的种类的判断结果对应的异常判断值来判断工作油的异常,由此,即使在液压系统的工作油被更换且工作油成为矿物油与生物降解性油混合而成的混合油时,也能够将因工作油的性能降低导致的作业机械的液压零件的破损防止于未然。
另外,使用由油传感器120检测到的工作油的密度和介电常数、和存储装置112b内存储的各个油种判断值,来判断工作油的种类,由此能够正确判断油种。
另外,使用温度修正后的工作油的密度和介电常数来判断工作油的种类,由此通过这些也能够正确判断油种。
另外,在具有未进行油种判断的油更换信息的情况下,读取存储装置112b内存储的油种判断值A1、A2、B1、B2,如上述(1)~(4)那样地分情况进行判断,由此能够判断工作油为矿物油、生物降解性油、混合油中的哪一种。另外,在工作油是混合油的情况,或不清楚工作油是矿物油、生物降解性油、混合油中的哪一种的情况下,促使顾客或服务人员注意,能够采取恰当的应对。
而且,将工作油的每个种类的温度阈值中的与工作油的种类的判断结果对应的温度阈值与由油传感器120检测到的工作油的温度进行比较,判断工作油是否处于过热状态,由此在工作油为生物降解性油时,或工作油为矿物油与生物降解性油混合而成的混合油时,也能够将因工作油的性能降低导致的作业机械的液压零件的破损防止于未然。另外,能够根据工作油的种类和状态来恰当管理工作油的过热。
另外,在判断为工作油为矿物油与生物降解性油的混合油时,以降低液压泵504的输出的方式进行控制,由此液压挖掘机300的动作输出降低,从而使操作员认识到工作油为混合油,能够督促工作油的恰当的更换。
附图标记说明
102 传感器信息
103 存储装置
110 作业机械用控制器
110a 显示器
112 生产商用计算机(服务器)
112a 控制器(控制装置)
112b 存储装置
112c 显示器
114 管理者用计算机
116 服务用计算机
120 油传感器
211 异常判断部
212 原因特定部
213 处理指南发送部
214 油种判断部
215 过热判断部
216 阈值变更部
300 液压挖掘机
301 下部行驶体
302 上部旋转体
303 前作业机
310、311、317、321、322、323 多个执行机构
500 液压系统
Aa1、Aa2、Ba1、Ba2、Ca1、Ca1 异常判断值(矿物油的密度、介电常数、粘度)
Ab1、Ab2、Bb1、Bb2、Cb1、Cb2 异常判断值(生物降解性油的密度、介电常数、粘度)
Ac1、Ac2、Bc1、Bc2、Cc1、Cc2 异常判断值(混合油的密度、介电常数、粘度)
A1、A2 油种判断值(密度)
B1、B2 油种判断值(介电常数)
Ta、Tb、Tc 温度阈值(矿物油、生物降解性油、混合油)。

Claims (5)

1.一种作业机械的管理系统,具有:
作业机械,其搭载有通过工作油驱动多个执行机构的液压系统、和检测包括所述工作油的密度、介电常数在内的多个油性状的油传感器;
存储装置,其存储有所述多个油性状各自的异常判断值;和
控制装置,其对由所述油传感器检测到的所述多个油性状各自的值和所述存储装置内存储的所述多个油性状各自的异常判断值进行比较来诊断所述工作油的异常,
所述作业机械的管理系统的特征在于,
所述存储装置存储有所述工作油的油更换履历信息、油种判断值、和作为所述异常判断值的所述工作油的每个种类的异常判断值,其中,所述油种判断值是分别由所述工作油的密度和介电常数设定的、用于判断所述工作油是矿物油、生物降解性油、和矿物油与生物降解性油的混合油中的哪一种的值,且由第1阈值以及比该第1阈值大的第2阈值构成,
所述控制装置确认在所述存储装置内存储的所述油更换履历信息中是否具有未进行油种判断的油更换信息,在具有未进行油种判断的油更换信息时,进行如下处理:
在由所述油传感器检测到的所述工作油的密度和介电常数均为所述第1阈值以下时,判断为所述工作油是矿物油,在所述工作油的密度以及介电常数均为所述第2阈值以上时,判断为所述工作油是生物降解性油,在所述工作油的密度以及介电常数均是所述第1阈值与所述第2阈值之间的值时,判断为所述工作油是矿物油与生物降解性油的混合油,在所述工作油的密度以及介电常数均是所述第1阈值以及所述第2阈值的区间以外的组合时,判断为需要进行原因调查,并使用所述工作油的每个种类的异常判断值中的与所述工作油的种类的判断结果对应的工作油的异常判断值来判断所述工作油的异常,在判断为所述工作油是矿物油与生物降解性油的混合油的情况、和在判断为所述工作油需要原因调查的情况下,输出警告信息。
2.根据权利要求1所述的作业机械的管理系统,其特征在于,
所述油传感器还检测所述工作油的温度,
所述控制装置将由所述油传感器检测到的所述工作油的密度和介电常数修正为不影响所述工作油的温度的值,使用该修正后的所述工作油的密度和介电常数来判断所述工作油的种类。
3.根据权利要求1所述的作业机械的管理系统,其特征在于,
所述油传感器还检测所述工作油的温度,
所述存储装置存储用于所述工作油的过热的判断的、所述工作油的每个种类的温度阈值,
所述控制装置将所述工作油的每个种类的温度阈值中的与所述工作油的种类的判断结果对应的工作油的温度阈值与由所述油传感器检测到的所述工作油的温度进行比较,判断所述工作油是否处于过热状态。
4.根据权利要求3所述的作业机械的管理系统,其特征在于,
所述工作油的每个种类的温度阈值以矿物油、生物降解性油、混合油的顺序依次变低。
5.根据权利要求1所述的作业机械的管理系统,其特征在于,
所述液压系统具有向多个执行机构供给液压油的可变容量型的液压泵,
所述控制装置在判断为所述工作油是矿物油与生物降解性油的混合油时,输出使所述液压泵的最大转矩的设定值变小的电气信号,以降低所述液压泵的输出的方式进行控制。
CN202080055639.3A 2019-09-03 2020-04-15 作业机械的管理系统 Active CN114174607B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-160201 2019-09-03
JP2019160201A JP7165107B2 (ja) 2019-09-03 2019-09-03 作業機械の管理システム
PCT/JP2020/016623 WO2021044660A1 (ja) 2019-09-03 2020-04-15 作業機械の管理システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114174607A CN114174607A (zh) 2022-03-11
CN114174607B true CN114174607B (zh) 2023-08-22

Family

ID=74846772

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080055639.3A Active CN114174607B (zh) 2019-09-03 2020-04-15 作业机械的管理系统

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11987955B2 (zh)
EP (1) EP3998385A4 (zh)
JP (1) JP7165107B2 (zh)
KR (1) KR102644627B1 (zh)
CN (1) CN114174607B (zh)
WO (1) WO2021044660A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023181922A1 (ja) * 2022-03-24 2023-09-28 日立建機株式会社 作業機械の管理装置及び管理システム
JP2023150356A (ja) * 2022-03-31 2023-10-16 Kyb株式会社 流体性状監視システム、流体性状センサの検出値の異常の検出方法、及びプログラム
CN114857130B (zh) * 2022-04-28 2022-12-23 南方电网科学研究院有限责任公司 一种电力高空作业车液压油在线监测系统、方法和设备
WO2024070214A1 (ja) * 2022-09-28 2024-04-04 日立建機株式会社 作業機械の管理装置及び管理システム

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010065578A (ja) * 2008-09-09 2010-03-25 Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd 建設機械のメンテナンス交換時期制御装置
CN104912646A (zh) * 2014-03-11 2015-09-16 斗山英维高株式会社 工程机械的过热防止控制方法
CN106575117A (zh) * 2014-12-15 2017-04-19 日立建机株式会社 作业机械的油特性的诊断系统
WO2019021502A1 (ja) * 2017-07-28 2019-01-31 日立建機株式会社 オイル診断システム

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3220579B2 (ja) 1993-10-05 2001-10-22 新キャタピラー三菱株式会社 建設機械の油圧システム制御方法
JP4983083B2 (ja) 2006-04-26 2012-07-25 トヨタ自動車株式会社 ベルト式無段変速機の制御装置
KR101210005B1 (ko) * 2007-09-03 2012-12-07 현대중공업 주식회사 건설기계의 오일 상태 진단장치 및 그 방법
JP6701910B2 (ja) 2016-04-15 2020-05-27 株式会社Ihi 油判定装置、および、油判定方法
JP6772936B2 (ja) 2017-04-04 2020-10-21 トヨタ自動車株式会社 可変動弁機構の異常監視システム
JP3220579U (ja) 2018-12-20 2019-03-22 エコロプラス株式会社 エアレーション装置及び油脂含有排水処理装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010065578A (ja) * 2008-09-09 2010-03-25 Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd 建設機械のメンテナンス交換時期制御装置
CN104912646A (zh) * 2014-03-11 2015-09-16 斗山英维高株式会社 工程机械的过热防止控制方法
CN106575117A (zh) * 2014-12-15 2017-04-19 日立建机株式会社 作业机械的油特性的诊断系统
WO2019021502A1 (ja) * 2017-07-28 2019-01-31 日立建機株式会社 オイル診断システム

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021038560A (ja) 2021-03-11
EP3998385A1 (en) 2022-05-18
US20220282455A1 (en) 2022-09-08
KR102644627B1 (ko) 2024-03-07
KR20220028099A (ko) 2022-03-08
EP3998385A4 (en) 2023-07-19
US11987955B2 (en) 2024-05-21
WO2021044660A1 (ja) 2021-03-11
CN114174607A (zh) 2022-03-11
JP7165107B2 (ja) 2022-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114174607B (zh) 作业机械的管理系统
KR101684820B1 (ko) 건설 기계의 이상 정보 제어 장치
US8428823B2 (en) Steering control device and steering control method for working vehicle
US9284720B2 (en) Guidance output device and guidance output method
JP6572062B2 (ja) 診断装置
KR102490904B1 (ko) 건설 기계
JP7076396B2 (ja) 作業機械
US11629480B2 (en) Working equipment with electrically powered hydraulically operated arm arrangement
JP4190347B2 (ja) フィルタ目詰まり自動検診方法
JP4286649B2 (ja) 建設機械のエンジン冷却水系統故障診断装置
US20220154430A1 (en) Method and system for monitoring track tension in construction machinery
JP4763148B2 (ja) 作業機械の表示装置
JP2020012318A (ja) 建設機械
KR20160124957A (ko) 작업기계의 제어 시스템 및 제어 방법
JP4178101B2 (ja) 建設機械の作動油冷却系統故障診断装置
JP2005207413A (ja) 建設機械のエンジン保護装置及び保護方法
WO2022270010A1 (ja) 電動作業機および電動作業機の充電システム
WO2024070214A1 (ja) 作業機械の管理装置及び管理システム
JP2019167753A (ja) ショベル及びショベルの制御システム
JP2005226493A (ja) 建設機械のエンジン管理装置
JP7423565B2 (ja) 電動式作業機械
CN117916435A (zh) 作业机械的诊断装置
US11385131B2 (en) Detachment determining device and control unit
JP2020020421A (ja) 油圧駆動装置
JP2013151786A (ja) 作業機械の情報表示システム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant