JP2019044432A - 電磁弁識別装置、及びそれを備える制御ユニット - Google Patents

電磁弁識別装置、及びそれを備える制御ユニット Download PDF

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Abstract

【課題】 製造コストの上昇を抑えつつ電磁弁の個体識別を実現する電磁弁識別装置を提供する。
【解決手段】 電磁弁識別装置は、油圧アクチュエータを動かして作業を行う建設機械及び産業車両を含む産業機械に搭載される電磁弁識別装置であって、油圧アクチュエータに圧油を流して作動させる油圧機器における電磁弁のソレノイドに交流電流を流すインダクタンス計測回路と、インダクタンス計測回路によってソレノイドに流される交流電流に基づいてソレノイドのインダクタンスを演算する演算部と、演算されるソレノイドのインダクタンスを電磁弁の個体識別情報として記憶する記憶部とを備えるものである。
【選択図】 図2

Description

本発明は、建設機械及び産業車両を含む産業機械に搭載される電磁弁の個体識別を行うための電磁弁識別装置、及びそれを備える制御ユニットに関する。
油圧ショベル、ホイルローダ等の建設機械、及びフォークリフト等の走行可能な産業車両では、バケット及びフォーク等のアタッチメントを動かして種々の作業を行うことができるようになっている。このような機能を有する建設機械や産業車両は、油圧シリンダ及び油圧モータ等の油圧アクチュエータを作動させてアタッチメントを動かしている。油圧アクチュエータは、作動油を供給して駆動させるようになっており、産業車両には、油圧アクチュエータに作動油を供給すべく油圧機器を備えている。油圧機器は、油圧ポンプの傾転角を変更したり流量制御弁のスプールを移動させたりすべく複数の電磁弁を備えている。
他の機器類と同様に電磁弁もまた故障等によって交換に迫られることがあり、往々にして交換される。一般に、油圧機器では、適正な電磁弁と交換されることによって油圧機器の機能が保障される。従って、交換する際には、建設機械や産業車両が組立・製造される段階において搭載される電磁弁と同等の機能と品質を有する適正品を用いることが好ましい。しかし、実際には、品質が低い不適正品の電磁弁が交換部品として用いられる場合があり、そのような場合には油圧機器が所望の機能を発揮することができず、最悪の場合には油圧機器や産業車両の各種機器を損傷させることが考えられる。そこで、交換の際に不適製品が使用されないようにすべく、例えば特許文献1及び2のような装置が知られている。
特許文献1に記載の識別装置では、交換可能な部品にICチップを取付け、ICチップに記憶される情報を検知して正規品(適正品)か模倣品(不適正品)かを判断するようになっている。また、特許文献2に記載の不適正部品使用防止システムでは、交換可能な部品に対して部品IDを付し、入力手段によって部品IDを入力させるようになっている。また、入力された部品IDは無線通信網を介してデータサーバに送信され、入力された部品IDが未使用部品の部品IDであるか否かを照合して不適正品の使用を防いでいる。
特許第4399524号明細書 特開2016−98528号公報
特許文献1の識別装置では、交換可能な部品に関してICチップに記憶される情報によってその部品の個体識別を行っており、部品毎にICチップを取付ける必要がある。また、個体識別を行うべくICチップの情報を検知するセンサを各所に設ける必要がある。それ故、部品点数が増加し、また製造コストが増加する。
特許文献2の不適正部品使用防止システムでは、交換可能な部品に関して部品IDを付すことによってその部品の個体識別を行うようにしているが、部品IDをデータサーバに送信することによって個体識別を行う必要がある。それ故、無線通信機及びデータサーバが必要であり、製造コストが増加する。
そこで本発明は、製造コストを抑えつつ電磁弁の個体識別を行うことができる電磁弁識別装置を提供することを目的としている。
本発明の電磁弁識別装置は、油圧アクチュエータを動かして作業を行う建設機械及び産業車両を含む産業機械に搭載されるものであって、前記油圧アクチュエータに圧油を流して作動させる油圧機器における電磁弁のソレノイドに交流電流を流すインダクタンス計測回路と、前記インダクタンス計測回路によって前記ソレノイドに流される交流電流に基づいて前記ソレノイドのインダクタンスを演算する演算部と、前記演算される前記ソレノイドのインダクタンスを前記電磁弁の個体識別情報として記憶する記憶部とを備えるものである。
本発明に従えば、電磁弁のソレノイドのインダクタンスを個体識別情報として記憶する。ソレノイドのインダクタンスの値は、同一個体のソレノイドにおいて固有の値を示すが、同じ巻き数及び線径のソレノイドであっても同一個体のソレノイドでなければ異なる数値を示す、即ちソレノイド毎にバラつきを有することが通常である。従って、電磁弁のソレノイドのインダクタンスを電磁弁の個体識別情報として用いることができる。つまり、このような電磁弁識別装置を産業車両に搭載させることによって電磁弁及びそれを備える部品の個体識別を行うことができる。従って、電磁弁の個体識別を行うべく、各産業車両に搭載される電磁弁、及びそれを備える部品毎にICチップを取り付けたりIDを付して管理したりする必要がなく、製造コストを抑えることができる。
上記発明において、前記演算部で演算される前記ソレノイドのインダクタンスを用いて前記電磁弁の交換を判定する判定基準に基づいて前記電磁弁の交換の有無を判定する交換判定部を備えていてもよい。
上記構成に従えば、個体識別情報であるソレノイドのインダクタンスを用いて電磁弁の交換の有無を判定することができる。それ故、各産業車両に搭載される電磁弁、及びそれを備える部品毎にICチップを取り付けたりIDを付して管理したりすることなく、簡易な構成で電磁弁の交換の有無を判定することができる。
上記発明において、前記判定基準には、事前に前記演算部によって演算され且つ前記記憶部に記憶された基準インダクタンスと、前記演算部によって演算される前記ソレノイドの実測インダクタンスとが相違することが含まれ、前記交換判定部は、前記実測インダクタンスが前記基準インダクタンスと相違すると、前記電磁弁の交換があったと判定してもよい。
上記構成に従えば、同じインダクタンスの電磁弁、即ち同一の電磁弁が継続的に搭載され続けているか否かを判定することができ、同一の電磁弁が継続的に搭載されていないとすると何れかのタイミングで交換されていると判断することができる。それ故、交換作業が行われたかを確実に判定することができる。
上記発明において、前記演算部は、予め定められる基準値設定条件を充足すると前記ソレノイドの基準インダクタンスを演算し、前記記憶部は、前記演算部で演算された前記基準インダクタンスを記憶してもよい。
上記構成に従えば、電磁弁を交換した際、基準値設定条件を充足させることによって、交換した電磁弁のインダクタンスを基準インダクタンスとして記憶し直すことができる。他方、基準値設定条件を充足させないと基準インダクタンスを設定し直すことができないので、基準インダクタンスを勝手に変更してあたかも電磁弁が交換されていないように見せかけることを抑制することができる。
上記発明において、前記判定基準には、前記演算部によって演算される前記ソレノイドの実測インダクタンスが予め定められる許容範囲内にあることが含まれ、前記交換判定部は、前記実測インダクタンスが前記許容値内から外れていると、前記電磁弁の交換があったと判定してもよい。
上記構成に従えば、交換される電磁弁のインダクタンス、即ち実測インダクタンスが許容範囲外か否かで電磁弁の交換を判定するので、許容範囲外のインダクタンスを備える電磁弁が交換品として採用されることを抑制することができる。なお、許容範囲は、例えば、同一品ではないが略同一の機能を発揮可能な電磁弁、例えば適正品の電磁弁における製造誤差(公差)の範囲である。そうすると、インダクタンスが許容範囲外にある電磁弁、即ち模倣品等のような不適正品の電磁弁の交換を見出すことができる。
上記発明において、前記ソレノイドに直流電流を流して前記ソレノイドの抵抗値を計測する抵抗計測部を備え、前記判定基準には、事前に前記抵抗計測部によって計測された基準抵抗値と、前記抵抗計測部によって計測される前記ソレノイドの実測抵抗値とが相違することが含まれ、前記交換判定部は、前記実測抵抗値と前記基準抵抗値と比較して前記電磁弁の交換の有無を判定してもよい。
上記構成に従えば、電磁弁のソレノイドの抵抗値に基づいて電磁弁の交換を判定している。抵抗値は、同じ巻き数及び線径のソレノイドにおいて、インダクタンスよりソレノイド毎のバラツキが少ない。それ故、電磁弁のソレノイドの抵抗値を基準抵抗値と比較することによって電磁弁の型式等を特定することができる。それ故、電磁弁のソレノイドのインダクタンスと共に抵抗値を個体識別に用いることで、電磁弁及びそれを備える部品の個体識別を更に正確に行うことができる。
本発明の電磁弁識別装置は、油圧アクチュエータを動かして作業を行う建設機械及び産業車両を含む産業機械に搭載される電磁弁識別装置であって、前記油圧アクチュエータに圧油を流して作動させる油圧機器における電磁弁のソレノイドに直流電流を流して前記ソレノイドの抵抗値を計測する抵抗計測部と、前記抵抗計測部によって計測される前記ソレノイドの抵抗値を用いて、前記電磁弁の交換を判定する判定基準に基づいて前記電磁弁の交換の有無を判定する交換判定部を備えるものである。
本発明に従えば、個体識別情報であるソレノイドの抵抗を用いて電磁弁の交換の有無を判定することができる。それ故、各産業車両に搭載される電磁弁、及びそれを備える部品毎にICチップを取り付けたりIDを付して管理したりすることなく、簡易な構成で電磁弁の交換の有無を判定することができる。しかも、通常は、従来の制御装置のハードウエアの構成はそのままで、ソフトウエア又は制御ロジックを変更するだけで、上記の効果を得られることができる。また、前記ソレノイドの抵抗値はそのインダクタンスに比べて、少ない部品構成で検出することができるので、インダクタンスに基づいて判定する場合より安価に判定することができる。
上記発明において、記判定基準には、事前に前記抵抗計測部によって計測された基準抵抗値と、前記抵抗計測部によって計測される前記ソレノイドの実測抵抗値とが相違することが含まれてもよい。
上記構成に従えば、抵抗値を比較するだけで、電磁弁の交換の有無を判定することができる。
本発明の制御ユニットは、前述する何れかの電磁弁識別装置と、前記産業車両に搭載され、前記電磁弁のソレノイドに電流を与えて前記電磁弁の動作を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記交換判定部によって電磁弁の交換があったと判定されると前記電磁弁の動作が制限されるものである。
上記構成に従えば、交換された電磁弁が不適正品等であったり電磁弁が不適正な方法で交換されたりする等して油圧機器の機能が低下した状態で使用されることを抑制することができる。
本発明によれば、製造コストの上昇を抑えつつ電磁弁の個体識別を行うことができる。
本発明の第1実施形態の制御ユニットを備える油圧機器の構成を示す油圧回路図である。 図1の制御ユニットの機能ブロックを示すブロック図である。 図2の制御ユニットが備えるLCR計測回路の構成を示す電気回路図である。 図2に示す制御ユニットが実行する個体識別処理の手順を示すフローチャートである。 図4の基準値計測モードにおいて実行される基準値計測処理の手順を示すフローチャートである。 図4の実測値計測モードにおいて実行される実測値計測処理の手順を示すフローチャートである。 第2実施形態の制御ユニットの機能ブロックを示すブロック図である。
以下、本発明に係る第1及び第2実施形態の制御ユニット1,1Aについて図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、説明する上で便宜上使用するものであって、発明の構成の向き等をその方向に限定するものではない。また、以下に説明する制御ユニット1,1Aは、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
<建設機械及び産業車両>
産業機械の一例である建設機械及び産業車両では、種々のアタッチメントを動かして種々の作業を行うようになっている。建設機械としては、例えば、油圧ショベル、ホイルローダ、クレーン、スキッドステアローダ、及び高所作業車があり、また産業車両としては、フォークリフト等があり、それらは掘削及び運搬等の作業を行うことができるようになっている。例えば、油圧ショベルは、バケットを備えており、バケットによって掘削するようになっている。また、油圧ショベルは、走行可能な車体を有しており、車体を走行させることによって掘削位置を変更したり、土砂等を運搬したりできるようになっている。このように構成されている油圧ショベルでは、バケットがブーム及びアームを介して車体に取り付けられており、バケット、ブーム、及びアーム各々に対して前後及び上下に揺動させることによって掘削作業を行うようになっており、それらを油圧シリンダによって揺動させる。
油圧アクチュエータの一例である油圧シリンダは、そこに圧油である作動油を流すことで作動するようになっている。即ち、油圧シリンダは、そこに流される作動油の方向に応じて伸長及び収縮し、またそこに流される作動油の流量に応じた速度で動くようになっている。このように油圧シリンダは、そこに流される作動油によって駆動するようになっており、油圧ショベルには、作動油を油圧シリンダに流すべく油圧駆動装置2が備わっている。
<油圧機器>
図1に示すように油圧駆動装置2は、主に油圧ポンプ装置11と、複数の流量制御装置12と、ブリードオフ弁13と、を備えている。なお、図1では、複数の流量制御装置12のうち、最も上流側に位置する1つの流量制御装置12だけを示し、他の流量制御装置12については図示を省略する。油圧ポンプ装置11は、油圧アクチュエータに作動油を供給すべく作動油を吐出するように構成されており、油圧ポンプ21と、レギュレータ22と、電磁比例弁23とを有している。油圧ポンプ21は、図示しないエンジン等の駆動源に連結されており、駆動源によって回転駆動されるようになっている。油圧ポンプ21は、回転駆動することによってタンク15から作動油を吸引し、主通路16に吐出するようになっている。また、油圧ポンプ21は、可変容量型の斜板ポンプであり、斜板21aを有している。斜板21aは、その傾転角を変えられるようになっており、傾転角を変えることによって油圧ポンプ21の吐出容量が変わるようになっている。このような機能を有する斜板21aには、レギュレータ22が取り付けられ、レギュレータ22には、電磁比例弁23が取り付けられ、前記レギュレータ22は油圧ポンプ21のケーシングに一体的に形成されている。
レギュレータ22は、斜板21aの傾転角を変えるための機構であり、図示しないサーボピストンを有している。サーボピストンは、斜板21aと連結され且つその軸線に沿って往復運動できるようになっている。このように構成されているサーボピストンは、その位置を変えることによって斜板21aの傾転角を変えられるようになっている。また、サーボピストンは、そこに入力されるパイロット圧pに応じて位置を変えるようになっており、レギュレータ22には、サーボピストンにパイロット圧pを与えるべく電磁比例弁23が接続されている。
電磁比例弁23は、いわゆる正比例型の電磁弁であって、そこに入力される電流(吐出容量指令電流)に応じた圧力のパイロット油を出力するようになっている。更に詳細に説明すると、電磁比例弁23は、レギュレータ22と、タンク15と、パイロットポンプ(図示せず)とに接続されている。また、電磁比例弁23は、ソレノイド23aを有し、ソレノイド23aに流す電流に応じてレギュレータ22とタンク15との接続状態及びこれらの間の開度を調整するとともに、レギュレータ22とパイロットポンプとの接続状態及びこれらの間の開度を調整するようになっている。即ち、電磁比例弁23では、ソレノイド23aに電流が流れていない状態でレギュレータ22とタンク15が接続されている。他方、ソレノイド23aに電流を流すことによって、レギュレータ22とタンク15との間が閉じられてレギュレータ22とパイロットポンプとが接続される。また、レギュレータ22とパイロットポンプとの間は、ソレノイド23aに流す電流に応じて開度が増大するとともにレギュレータ22とタンクとの開度は減少する。
このように構成される電磁比例弁23は、ソレノイド23aに流される電流に応じた圧力のパイロット圧pをレギュレータ22に出力する。これにより、レギュレータ22のサーボピストンは、吐出容量指令電流に応じた位置へと移動し、その位置に応じた傾転角へと斜板21aが傾転する。それ故、吐出容量指令電流に応じた吐出流量の作動油が油圧ポンプ21から主通路16に吐出される。主通路16には、複数の流量制御装置12、本実施形態では3つの流量制御装置12が並列して接続されている。
3つの流量制御装置12は、油圧アクチュエータ毎に対応させて設けられている。本実施形態の油圧ショベルでは、説明の便宜上、3つのシリンダが備わっている。即ち、油圧ショベルは、ブームを動かすブーム用シリンダ、アームを動かすアーム用シリンダ、及びバケットを動かすバケット用シリンダが備わっている。3つの流量制御装置12は、油圧シリンダの各々に対応付けており、対応する油圧シリンダに流れる作動油の方向及び流量を制御するようになっている。これら3つの流量制御装置12は、対応付けられる対象が異なることを除いて基本的に同様の構成を有している。それ故、以下では、図1にも示される最も上流側に位置するブーム用シリンダに対応付けられたブーム用の流量制御装置12の構成についてだけ説明し、その他の2つの流量制御装置であるアーム用の流量制御装置、及びバケット用の流量制御装置の構成については、ブーム用の流量制御装置12の構成に対する説明を参照して、それらの詳しい説明を省略する。
流量制御装置12は、流量制御弁25と、一対の電磁比例弁26L,26Rとを有しており、流量制御弁25は、ブーム用シリンダに流す作動油の方向及び流量を制御するようになっている。更に詳細に説明すると、流量制御弁25は、主通路16の他に、タンク通路17を介してタンク15に接続されている。また、流量制御弁25は、ロッド側通路18及びヘッド側通路19を介してブーム用シリンダに接続されている。ここで、ロッド側通路18は、ブーム用シリンダのロッド側のポートに接続されており、ヘッド側通路19は、ブーム用シリンダのヘッド側のポートに接続されている。それ故、ロッド側通路18に作動油を供給し且つヘッド側通路19の作動油を排出させることによってブーム用シリンダが収縮する。逆に、ロッド側通路18の作動油を排出し且つヘッド側通路19に作動油を供給することによってブーム用シリンダが伸長する。
また、流量制御弁25は、スプール25aを有しており、スプール25aの位置に応じて4つの通路16〜19の接続状態を切換える。即ち、スプール25aは、中立位置Mに位置する際、4つの通路16〜19の全てを遮断している。他方、スプール25aが第1オフセット位置Lに移動すると、ロッド側通路18が主通路16に接続され、ヘッド側通路19がタンク通路17に接続される。また、スプール25aが第2オフセット位置Rに移動すると、ロッド側通路18がタンク通路17に接続され、ヘッド側通路19が主通路16に接続される。また、これら4つの通路16〜19は、スプール25aの位置に応じて接続される通路16〜19との間の開度が変わるようになっている。これにより、流量制御弁25は、スプール25aの位置に応じた流量をブーム用シリンダに流すことができる、即ちスプール25aの位置に応じた速度でブーム用シリンダを動かすことができる。このような機能を有するスプール25aは、パイロット圧pL,pRが互いに抗するように作用しており、パイロット圧pL,pRの差圧に応じた位置に移動するようになっている。これらのパイロット圧pL,pRをスプール25aに作用させるべく、流量制御弁25には一対の電磁比例弁26L,26Rが設けられている。
一対の電磁比例弁26L,26Rの各々は、同様の構成を有する正比例型の電磁比例弁であり、そこに入力される作動指令電流に応じたパイロット圧pL,pRを出力する。更に詳細に説明すると、電磁比例弁26L,26Rは、流量制御弁25と、タンク15と、パイロットポンプ(図示せず)とに接続されている。また、電磁比例弁26L,26Rでは、共にソレノイド26aを有し、ソレノイド26aに流す電流に応じてタンク15及びパイロットポンプと流量制御弁25との接続状態、及びそれらの間の開度を調整するようになっている。即ち、電磁比例弁26L,26Rは、油圧ポンプ装置11の電磁比例弁23と同様の機能を有しており、そこに流される作動指令電流に応じたパイロット圧pL,pRを出力する。これにより、流量制御弁25のスプール25aは、作動指令電流に応じた位置に移動し、作動指令電流に応じた方向及び流量の作動油をブーム用シリンダに流す。即ち、流量制御弁25は、作動指令電流に応じた方向且つ速度でブーム用シリンダを伸縮させることができる。また、主通路16には、ブーム用シリンダを含む各油圧シリンダに流す流量を調整すべくブリードオフ弁13が接続されている。
ブリードオフ弁13は、電磁比例弁であって、主通路16を流れる作動油をタンク15に流す、即ちブリードオフする機能を有する。このような機能を有するブリードオフ弁13は、ソレノイド13aを備えており、ソレノイド13aにブリードオフ指令電流が入力されるようになっている。ブリードオフ弁13は、ソレノイド13aにブリードオフ指令電流が入力されると、主通路16とタンク15との間をブリードオフ指令電流に応じた開度に調整する。これにより、ブリードオフ指令電流に応じた流量の作動油をブリードオフすることができ、主通路16に流れる作動油の流量を調整することができる。このような機能を有するブリードオフ弁13は、そこにブリードオフ指令電流を入力すべく、制御ユニット1が電気的に接続されている。
<制御ユニット>
図2に示す制御ユニット1は、例えばCPU(Central Processing Unit)の他、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を有している(何れも図示せず)。ROMには、CPUが実行するプログラム、各種固定データ等が記憶されている。CPUが実行するプログラムは、例えばフレキシブルディスク、CD−ROM、メモリカード等の各種記憶媒体に保存されており、これらの記憶媒体からROMにインストールされる。このように構成されているRAMには、プログラム実行時に必要なデータが一時的に記憶されている。制御ユニット1は、ブリードオフ弁13のソレノイド13aの他に、油圧ポンプ装置11の電磁比例弁23のソレノイド23a、及び一対の電磁比例弁26R,26Lの各々のソレノイド26aに電気的に接続されており、各弁13,23,26R,26Lの動作を制御すべく制御装置31を備えている。
制御装置31は、図示しない操作装置に接続されており、操作装置は、ブーム、アーム、及びバケットに夫々対応付けられた3つの操作レバーを有している。操作装置は、操作レバーが操作されると操作方向及び操作量に応じた操作指令を制御装置31に出力し、制御装置31は、入力された操作指令に応じてソレノイド13a,23a,26aに指令電流を流す。これにより、各油圧シリンダが操作レバーの操作方向に応じた方向、且つ操作レバーの操作量に応じた速度で伸縮する。制御装置31は、このように各弁13,23,26R,26Lの動作を制御することによって各油圧シリンダを動かしている。
また、制御装置31は、油圧駆動装置2の動作モードを通常モード及び制限モードの何れかを選択するようになっている。制限モードでは、油圧駆動装置2の機能を制限(例えば、各比例弁23,26R,26Lから出力可能なパイロット圧p,pL,pRの上限値を低く設定)し、各油圧シリンダにおける最大出力を制限するようになっている。他方、通常モードでは、各弁23,26R,26Lの機能を制限することなく、各油圧シリンダがその有する機能を最大限発揮できる(即ち、設計時に設定される最大出力を各油圧シリンダにて出力可能な状態となっている)。これらの2つのモードは、油圧ショベルに搭載されている油圧ポンプ装置11に応じて切換えられる。更に詳細に説明すると、搭載される油圧ポンプ装置11が適正品(即ち、正規品)でない、又は適正に交換されていない場合、制御装置31は制限モードを選択する。そして、制限モードに切り替えるか否かを判定すべく、制御ユニット1では、油圧ショベルに搭載されている油圧ポンプ装置11の個体識別(より詳しくは、油圧ポンプ装置11の電磁比例弁23の個体識別)を行うようになっている。また、油圧ポンプ装置11の個体識別を電磁比例弁23によって行うべく、制御ユニット1は電磁弁識別装置32を備えている。
<電磁弁識別装置>
電磁弁識別装置32は、電磁比例弁23の個体識別を行うべく、電磁比例弁23のソレノイド23aの抵抗値及びインダクタンスを計測する。ソレノイド23aの抵抗値は、同じ型式の電磁比例弁におけるソレノイドにおいてその個体に寄らずバラツキが少ない。他方、インダクタンスは、同一個体のソレノイド23aにおいて固有の値を示すが、同じ型式の電磁比例弁であっても(即ち、同じ巻き数及び線径のソレノイドであっても)その周囲に配置される磁性体の形状および寸法のばらつき等により同一個体のソレノイド23aでなければ個体毎に異なる数値を示すことが多い。即ち、ソレノイド23aは、個体毎にバラつきを有している。従って、電磁比例弁23では、抵抗値とインダクタンスによって電磁比例弁の個体識別を行うことができる。これら型式の特定及び個体識別を行うべく、電磁弁識別装置32は、LCR計測回路41、演算部42、記憶部43、抵抗計測部44、及び判定部45を有している。LCR計測回路41は、インダクタンス計測回路の一例であり、電磁比例弁23のソレノイド23aのインダクタンスを計測するようになっている。LCR計測回路41は、例えば4端子法によって電磁比例弁23と接続される図3のような回路によって構成されている。なお、LCR計測回路41で採用される接続方法及び回路構成は、図3のようなものに限定されず、電磁比例弁23のソレノイド23aのインダクタンスを計測可能な公知の回路を採用することができる。
LCR計測回路41は、制御装置31と共に1つの基板上に形成されて制御ユニット1を構成している。なお、LCR計測回路41は、必ずしも同一基板上に形成されている必要はなく、後述する演算部42及び記憶部43と共に別の装置(例えばLCRメータ)として構成されてもよい。また、LCR計測回路41と制御装置31とが同一の基板上に形成されている制御ユニット1は、インターフェース1a〜1dを有しており、各ソレノイド13a,23a,26aは、それらのハーネス13b,23b,26bをインターフェース1a〜1dに夫々繋ぐことで電気的に接続されるようになっている。これらのインターフェース1a〜1dには、別々の信号線を介して制御装置31と繋がっている。例えば、インターフェース1aには、油圧ポンプ装置11における電磁比例弁23のハーネス23bが接続されており、制御装置31は、信号線1e,1fを介してインターフェース1aと接続されている。また、信号線1e,1fには、後述する4つの端子Hc,Hp,Lp,Lcを介してLCR計測回路41が接続されている。以下では、LCR計測回路41の構成について更に詳細に説明する。
LCR計測回路41は、発振器51と、電流−電圧変換器52と、ベクトル電圧計53とを有している。発振器51は、制御装置31からの指令に応じて予め定められた周波数(例えば、100Hz)の交流電流を発生させるようになっており、内部抵抗Rsを有している。発振器51は、第1の端子Hcを有しており、第1の端子Hcが第1信号線1eに接続されている。他方、第2信号線1fには、電流−電圧変換器52の第2端子Lcが接続されている。電流−電圧変換器52は、基準抵抗52aと制御アンプ52bとを有し、浮遊容量54の影響を抑えつつ電磁比例弁23のソレノイド23aに流れる交流電流を電圧に変換して検出できるようにしている。即ち、基準抵抗52aの前後には、電磁比例弁23のソレノイド23aに流れる交流電流に応じた電圧差が生じるようになっており、ベクトル電圧計53によって基準抵抗52aに印加される電圧が計測される。
ベクトル電圧計53について更に詳細に説明すると、ベクトル電圧計53は、2つの電圧計53a,53bを有している。第1電圧計53aは、第3端子Hpを介して第1信号線1eに接続されると共に、第4端子Lpを介して第2信号線1fに接続されている。これにより、電磁比例弁23のソレノイド23aに印加される電圧V1を測定する。また、第2電圧計53bは、基準抵抗52aの前後に夫々接続され、基準抵抗52aに印加される電圧V2を計測する。このようにして計測される2つの電圧V1,V2に基づいてソレノイド23aのインダクタンスを計測することができ、計測される電圧V1,V2は、発振器51から出力される交流電流と共に演算部42に出力される。
演算部42は、発振器51から出力される交流電流を参照し、ベクトル電圧計53にて計測される2つの電圧V1,V2に基づいてソレノイド23aのインダクタンスを演算する。演算されるインダクタンスは、図2に示す記憶部43にて記憶される。また、記憶部43には、インダクタンスの他に、ソレノイド23aの抵抗値も記憶するようになっており、電磁弁識別装置32は、抵抗値を計測すべく抵抗計測部44を有している。抵抗計測部44は、ソレノイド23aの抵抗値を計測するようになっている。即ち、制御装置31からソレノイド23aに予め定められる直流電流が流されると、ソレノイド23aに印加される電圧を計測し、この電圧と流された直流電流とに基づいてソレノイド23aの抵抗値を演算する。記憶部43は、演算される抵抗値をインダクタンスと共に記憶する。これにより、油圧ポンプ装置11の電磁比例弁23の個体識別情報、即ち油圧ポンプ装置11の個体識別情報である抵抗値及びインダクタンスを記憶部43に記憶することができる。また、記憶されるインダクタンス及び抵抗値は、後述する演算する際に選択されているモードに応じて基準値及び実測値として夫々記憶されるようになっている。このように記憶される基準値及び実測値は、判定部45において以下のように用いられる。
判定部45は、主に電磁比例弁23の交換、即ち油圧ポンプ装置11の交換の有無を判定する。即ち、判定部45は、正規品判定及び交換判定の2つの判定を行う。正規品判定では、以下のような判定基準に基づいて電磁比例弁23の交換、即ち油圧ポンプ装置11の交換を判定する。即ち、判定基準は、実測値として記憶される実測抵抗値及び実測インダクタンスの各々が各々に対して定められた許容範囲(即ち、抵抗値許容範囲及びインダクタンス許容範囲)内の数値であるか否かである。例えば、正規品の電磁比例弁23の場合、ソレノイド23aが予め定められた製造誤差(公差)内で製造されており、その製造誤差を超えるような数値の抵抗値及びインダクタンスが計測されることは故障した場合など例外を除いて無い。それ故、実測抵抗値及び実測インダクタンスの各々が各々の製造誤差に応じて定められる許容範囲を外れた場合、判定部45は、油圧ポンプ装置11が正規品でないと判定する。他方、実測抵抗値及び実測インダクタンスの各々が許容範囲内の数値であれば、判定部45は、油圧ポンプ装置11が正規品と判定する。
他方、交換判定では、基準値と実測計測値とを比較してそれらが相違しているか否かの判定基準に基づいて電磁比例弁23の交換、即ち油圧ポンプ装置11の交換を判定する。即ち、電磁比例弁23のソレノイド23aの抵抗値によって型式の特定を行い、そのインダクタンスによって電磁比例弁23の個体同一性の判定を行うことができる。これにより、実測計測値と基準値とを比較することによって同一の電磁比例弁23が継続的に搭載されているか否かを判定することができ、その判定結果に基づいて電磁比例弁23の交換の有無、即ち油圧ポンプ装置11の交換の有無を判定することができる。このように、判定部45は、正規品判定及び交換判定によって、油圧ポンプ装置11に正規品が使用されているか及び油圧ポンプ装置11の交換が行われていないかを判定し、不適正品が使用されたり交換が行われたりしている場合には、制御装置31が各油圧シリンダの動きを制限するようになっている。
このように制御ユニット1は、基準値及び許容範囲に基づいて、正規品判定及び交換判定の判定を行っている。また、制御ユニット1では、前述の通り、以下で説明するモードに応じて基準値(基準抵抗値及び基準インダクタンス)を記憶したり、実測計測値(実測抵抗値及び実測インダクタンス)を記憶したりするようになっている。このようなモードを選択すべく、制御ユニット1には計測モード選択装置46が電気的に接続されている。計測モード選択装置46は、例えば操作パネルによって構成され、基準値計測モードと実測値計測モードとを選択可能に構成されている。基準値計測モードは、基準抵抗値及び基準インダクタンスを記憶部43に記憶させるべく、それらを計測するモードである。即ち、基準値計測モードでは、計測される抵抗値及びインダクタンスを使用する油圧ポンプ装置11の個体識別情報として記憶部43に記憶する。制御ユニット1では、このような基準値の記憶をもって使用する油圧ポンプ装置11が登録されている。本実施形態では、基準値計測モードが選択されることが基準値設定条件を充足することに相当する。他方、実測値計測モードは、実測抵抗値及び実測インダクタンスを計測し、これらの実測抵抗値及び実測インダクタンスに基づいて正規品判定及び交換判定を実行するモードであり、油圧ポンプ装置11の個体識別を行うモードである。
このように計測モード選択装置46は、2つのモードのうち何れかのモードを選択可能に構成されており、選択されると選択されたモードに応じた処理が行われるように制御装置31に指令を与える。なお、基準値計測モードは、登録される油圧ポンプ装置11が無暗に変更されることを防ぐべく、予め設定されるパスワード等を入力しないと選択できないようにすることが好ましい。即ち、製造工場及び認定工場等以外の場所では、基準値計測モードが選択できず、実測値計測モードが常時選択されるようにすることが好ましい。これにより、基準値を変更してあたかも電磁比例弁23が交換されていないように見せかけることを抑制することができ、製造工場及び認定工場等以外で不適正な方法で油圧ポンプ装置11が交換されることを抑制することができる。このように制御ユニット1では、計測モード選択装置46のモード選択に応じて、使用される油圧ポンプ装置11を登録したり、使用される油圧ポンプ装置11の個体識別を行ったりする。以下では、制御ユニット1における個体識別処理の手順について、図4乃至6のフローチャートを参照しながら説明する。
<個体識別処理>
制御ユニット1による個体識別処理は、油圧ショベルのメインスイッチがオンになって制御ユニット1に電源が供給されると開始し、図4に示すようにステップS1に移行する。計測モード判定工程であるステップS1では、計測モード選択装置46によって選択されるモードが基準値計測モードであるか否かを判定する。基準値計測モードが選択されていると判定すると、ステップS2に移行する。基準値計測工程であるステップS2では、図5に示す基準値計測処理が実行される。基準値計測処理は、ソレノイド23aの基準抵抗値及び基準インダクタンスを計測し、それらを記憶部43に記憶する処理である。基準値計測処理が実行されるとステップS11に移行する。
基準抵抗値計測工程であるステップS11では、油圧ポンプ装置11の電磁比例弁23におけるソレノイド23aの基準抵抗値を計測する。即ち、制御装置31は、電磁比例弁23のソレノイド23aに予め定められる直流電流を流し、抵抗計測部44にソレノイド23aに印加される電圧を計測させてソレノイド23aの基準抵抗値を演算させる。基準抵抗値が演算されると、ステップS12に移行する。基準インダクタンス計測工程であるステップS12では、油圧ポンプ装置11の電磁比例弁23におけるソレノイド23aの基準インダクタンスを計測する。即ち、制御装置31は、LCR計測回路41の発振器51を駆動して交流電流を出力させ、ベクトル電圧計53に電圧V1,V2を計測させる。更に、制御装置31は、演算部42に計測された電圧V1,V2に基づいてソレノイド23aの基準インダクタンスを演算させる。基準インダクタンスが演算されると、ステップS13に移行する。
基準値記憶工程であるステップS13では、ステップS11にて計測された基準抵抗値及びステップS12にて計測された基準インダクタンスを記憶部43に記憶させる。このようにして記憶される基準抵抗値及び基準インダクタンスは、油圧ポンプ装置11の個体識別情報として記憶部43に記憶され、これにより搭載されている油圧ポンプ装置11の電気特性が制御ユニット1に登録される。登録されると、ステップS14に移行する。モード終了工程であるステップS14では、制御装置31が基準値計測モードを終了させる。これにより、基準値計測処理が終了し、ステップS2からステップS1に戻る。また、ステップS1において、実測値計測モードが選択されていると判定すると、ステップS3に移行する。
計測待機工程であるステップS3では、抵抗値及びインダクタンスが計測されてから所定時間経過しているか否かを判定する。即ち、制御装置31は、前述する基準値計測処理又は後述する実測値計測処理が終了してからの経過時間を計測し、経過時間が所定時間以上であるか否かを判定する。経過時間が所定時間未満の場合、ステップS1に戻り、経過時間が所定時間以上の場合、ステップS4に移行する。実測値計測工程であるステップS4では、図6に示す実測値計測処理が実行される。実測値計測処理は、基準値と比較するための実測計測値としてソレノイド23aの抵抗値(即ち、実測抵抗値)及びインダクタンス(即ち、実測インダクタンス)を計測する処理である。実測値計測処理が実行されるとステップS21に移行する。
実測抵抗値計測工程であるステップS21では、油圧ポンプ装置11の電磁比例弁23におけるソレノイド23aの実測抵抗値を計測する。即ち、制御装置31は、電磁比例弁23のソレノイド23aに予め定められる直流電流を流し、抵抗計測部44にソレノイド23aに印加される電圧を計測させてソレノイド23aの実測抵抗値を演算させる。実測抵抗値が演算されると、ステップS22に移行する。実測インダクタンス計測工程であるステップS22では、油圧ポンプ装置11の電磁比例弁23におけるソレノイド23aの実測インダクタンスを計測する。即ち、制御装置31は、LCR計測回路41の発振器51を駆動して交流電流を出力させ、ベクトル電圧計53に電圧V1,V2を計測させる。更に、制御装置31は、演算部42に計測された電圧V1,V2に基づいてソレノイド23aの実測インダクタンスが演算される。実測インダクタンスが演算されると、ステップS23に移行する。
実測計測値記憶工程であるステップS23では、ステップS21にて計測された実測抵抗値、及びステップS22にて計測された実測インダクタンスを記憶部43に記憶させる。即ち、実測抵抗値及び実測インダクタンスは、現在搭載されている油圧ポンプ装置11の個体識別情報として記憶部43に記憶される。記憶されると、ステップS24に移行する。
正規品判定工程であるステップS24では、ステップS24にて記憶された実測計測値に基づいて判定部45が正規品判定を実行し、現在搭載されている油圧ポンプ装置11が正規品か否かを判定する。即ち、判定部45は、実測抵抗値が予め定められる抵抗値許容範囲内の数値であるか否を判定し、また実測インダクタンスが予め定められるインダクタンス許容範囲内の数値であるか否かを判定する。実測抵抗値及び実測インダクタンスの何れも各々の許容範囲内の数値であると判定されると、ステップS25に移行する。
交換判定工程であるステップS25では、基準値計測処理で記憶された基準値とステップS24にて記憶された実測計測値とに基づいて判定部45が交換判定を実行し、現在搭載されている油圧ポンプ装置11が基準値計測処理を実行した後に交換されたものか否かを判定する。即ち、判定部45は、基準抵抗値と実測抵抗値とを比較して相違しているか否か(即ち、一致するか否か)を判定し、また基準インダクタンスと実測インダクタンスとを比較して相違しているか否か(即ち、一致するか否か)を判定する。なお、一致するとは、必ずしも基準値と実測値とが完全に一致している場合だけでなく、基準値に対して実測値が所定の範囲内に収まっている場合も含まれる。つまり、基準値と実測値との差が所定の閾値内にある場合は、基準値と実測値とが一致する(相違しない)と判定する。このように、実測抵抗値及び実測インダクタンスが共に対応する基準値と相違していない、即ち一致すると判定されるとステップS26に移行する。
通常モード設定工程であるステップS26では、油圧駆動装置2の動作モードが通常モードに設定(又は維持)される。これにより、制御装置31は、油圧駆動装置2の機能を最大限発揮させることを容認する。このように通常モードに設定されると実測値計測処理が終了する。他方、実測値計測処理のステップS24において実測抵抗値及び実測インダクタンスの何れかが各々の許容範囲内でないと判定部45が判定したり、ステップS25において基準インダクタンスと実測インダクタンスとを比較して相違していると判定部45が判定したりすると、ステップS27に移行する。
制限モード設定工程であるステップS27では、油圧駆動装置2の動作モードが制限モードに設定される(又は維持される)。これにより、油圧駆動装置2の機能が制限され、各油圧シリンダで出力可能な最大出力が制限されるようになっている。即ち、非正規品の油圧ポンプ装置11が搭載されたり、適正な手順にて油圧ポンプ装置11が交換されなかったりすると、低いレベルの出力でしか油圧ポンプ装置11を作動させることができなくなる。これにより、非正規品の油圧ポンプ装置11が搭載されたり、適正な手順にて油圧ポンプ装置11が交換されなかったりして、油圧駆動装置2の性能が低下している場合、その性能を超えるオーバーワークを油圧駆動装置2にさせて故障等することを防ぐことができる。このように制限モードに設定されると、実測値計測処理が終了する。なお、制限モードは、ステップS26に移行して動作モードが通常モードに設定されるまで継続される。即ち、油圧駆動装置2の機能は、ステップS24にておける実測抵抗値及び実測インダクタンスの何れかが各々の許容範囲外の数値であると判定されたり、ステップS25において基準インダクタンスと実測インダクタンスとを比較して相違していると判定されたりしている限り、制限されるようになっている。他方、認定工場等にて油圧ポンプ装置11を正規品に交換して基準値計測処理で基準値を設定し直すことによって、制限モードを解除して通常モードに戻すことができる。
このように、油圧駆動装置2の動作モードが通常モード及び制限モードの何れかに設定されると、実測値計測処理終了する。実測値系計測処理が終了すると、ステップS4からステップS1に戻って再度計測モードの判定を行う。それ故、個体識別処理では、基準値計測モードが選択されるまで所定時間毎に実測計測処理が繰り返され、油圧ショベルのメインスイッチがオフにされることによって終了する。
このように電磁弁識別装置32を産業車両に搭載させることによって、電磁比例弁23及びそれを備える油圧ポンプ装置11の個体識別を行わせることができる。それ故、電磁比例弁23の個体識別を行うべく、各産業車両に搭載される電磁比例弁23、及び油圧ポンプ装置11毎にICチップを取り付けたりIDを付して管理したりする必要がなく、製造コストを抑えることができる。また、ソレノイド23aのインダクタンスだけでなく抵抗値も用いているので、インダクタンスだけを用いる場合に比べて電磁比例弁23及びそれを備える油圧ポンプ装置11の個体識別を更に正確に行うことができる。
また、制御ユニット1は、計測されるインダクタンスを基準インダクタンスと比較することによって電磁比例弁23の交換の有無を判定することができる。それ故、油圧ポンプ装置11毎にICチップを取り付けたりIDを付して管理したりすることなく、簡易な構成で油圧ポンプ装置11の交換の有無を判定することができる。特に、基準インダクタンスと実測インダクタンスとが相違するか否かによって、同一の電磁比例弁23が継続的に搭載され続けていることを判定することができる。同一の電磁比例弁23が継続的に搭載されていないとすると何れかのタイミングで交換されていると判断することができる。それ故、交換作業が行われたかを確実に判定することができる。従って、交換作業が行われた否かを判定することができ、この交換が適正な手順にて交換が行われていない場合も含めて油圧駆動装置2の機能を制限することができる。
また、制御ユニット1では、電磁比例弁23を交換した際、基準値計測処理を実行させることによって、基準インダクタンス及び基準抵抗値(即ち、基準値)を設定し直すことができる。他方、基準値計測処理を実行できない状態で電磁比例弁23が交換される場合には、基準値を変更できずに基準値が油圧駆動装置2の機能を制限され続けることになる。それ故、認定工場等、適正な手順にて交換を行うことができる基準値計測処理を実行できるようにすることで、適正な手順にて交換した場合にのみ油圧駆動装置2に機能を最大限発揮させるようにすることができる。また、基準値計測処理を実行しないと基準値を設定し直すことができないので、基準値を変更してあたかも電磁比例弁23が交換されていないように見せかけることを抑制することができる。
<第2実施形態>
第2実施形態の制御ユニット1Aは、第1実施形態の制御ユニット1と構成が類似している。従って、第2実施形態の制御ユニット1Aの構成については、第1実施形態の制御ユニット1と異なる点について主に説明し、同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。
第2実施形態の制御ユニット1Aでは、図7に示すように電磁弁識別装置32A及び制御装置31を備え、電磁弁識別装置32Aが記憶部43、抵抗計測部44、及び判定部45Aを有している。即ち、制御ユニット1Aは、ソレノイド23aの抵抗値を計測すべく、制御装置31からソレノイド23aに予め定められる直流電流を流す。そして、その際に抵抗計測部44がソレノイド23aに印加される電圧を計測し、この電圧と流された直流電流とに基づいてソレノイド23aの抵抗値を演算する。記憶部43は、演算される抵抗値を、油圧ポンプ装置11の電磁比例弁23の個体識別情報、即ち油圧ポンプ装置11の個体識別情報として記憶する。また、記憶される抵抗値は、選択されているモードに応じて基準抵抗値及び実測抵抗値として夫々記憶されるようになっている。このように記憶される基準抵抗値及び実測抵抗値は、電磁比例弁23の交換、即ち油圧ポンプ装置11の交換の有無を判定する際に用いられる。
即ち、電磁比例弁23は、そのソレノイド23aの抵抗値によって型式の特定を行うことができ、記憶される基準抵抗値と実測抵抗値と比較することによって同一の電磁比例弁23が継続的に搭載されているか否かを判定することができる。それ故、その判定結果に基づいて電磁比例弁23の交換の有無、即ち油圧ポンプ装置11の交換の有無を判定することができる。それ故、判定部45Aは、記憶される基準抵抗値と実測抵抗値とが相違しているかの判定基準に基づいて電磁比例弁23の交換、即ち油圧ポンプ装置11の交換の有無を判定する。このように判定部45Aは、交換判定によって油圧ポンプ装置11の交換が行われていないかを判定し、不適正品が使用されたり交換が行われたりしている場合には、制御装置31が各油圧シリンダの動きを規制するようになっている。
このように制御ユニット1Aは、基準値計測モードと実測値計測モードとを選択すべく計測モード選択装置46に電気的に接続され、計測モード選択装置46によってモードを選択できるようになっている。なお、基準値計測モードでは、抵抗計測部44によって計測される抵抗値を基準抵抗値として記憶部43に記憶する、即ち計測される抵抗値を油圧ポンプ装置11の個体識別情報として記憶部43に記憶する。他方、実測値計測モードでは、実測抵抗値と予め記憶される基準抵抗値とに基づいて前述するような交換判定が行われる。なお、第1実施形態の制御ユニット1と同様、基準値計測モードは製造工場及び認定工場等以外の場所で選択できず、実測値計測モードが常時選択されるようにすることが好ましい。
このように制御ユニット1Aでは、計測モード選択装置46のモード選択に応じて、使用される油圧ポンプ装置11を登録したり、使用される油圧ポンプ装置11の個体識別を行ったりする。なお、制御ユニット1Aにおける個体識別処理の手順は、第1実施形態の制御ユニット1における個体識別処理と類似しており、以下では主に異なる点について説明する。
制御ユニット1Aにおける個体識別処理では、基準値計測処理のステップS11においてソレノイド23aの基準抵抗値を計測するとステップS13に移行し、計測された基準抵抗値を油圧ポンプ装置11の個体識別情報として記憶部43に記憶させる。また、実測値計測処理のステップS21において電磁比例弁23におけるソレノイド23aの実測抵抗値を計測するとステップS23に移行し、計測された実測抵抗値を油圧ポンプ装置11の個体識別情報として記憶部43に記憶させる。記憶させると次にステップ24にて許容値内であることの確認をし、許容値内と確認された後、ステップS25に移行し、基準値計測処理で記憶された基準抵抗値とステップS24にて記憶された実測抵抗値とを比較し、現在搭載されている油圧ポンプ装置11が基準値計測処理を実行した後に交換されたものか否かを判定する。交換されていない場合にはステップS26に移行して通常モードを設定し、交換されている場合にはステップS27に移行して油圧駆動装置2の動作モードを制限モードに設定する(又は維持する)。
このように制御ユニット1Aは、計測される抵抗値によって電磁比例弁23の交換の有無を判定することができる。より具体的には、基準抵抗値と実測抵抗値とを比較することによって、同一の電磁比例弁23が継続的に搭載され続けていることを判定することができる。それ故、油圧ポンプ装置11毎にICチップを取り付けたりIDを付して管理したりすることなく、簡易な構成で油圧ポンプ装置11の交換の有無を判定することができる。
その他、第2実施形態の制御ユニット1Aは、第1実施形態の制御ユニット1と同様の作用効果を奏することができる。
<その他の実施形態>
第1及び第2実施形態の制御ユニット1、1Aでは、識別対象を油圧ポンプ装置11の電磁比例弁23としているが、必ずしもそれに限定されない。識別対象は、例えば流量制御装置12及びブリードオフ弁13であってもよい。流量制御装置12の場合、流量制御装置12の電磁比例弁26L,26Rのソレノイド26aの抵抗値及びインダクタンスのうち少なくとも1つを計測して流量制御装置12の個体識別を行う。またブリードオフ弁13の場合、ブリードオフ弁13のソレノイド13aの抵抗値及びインダクタンスのうち少なくとも1つを計測してブリードオフ弁13の個体識別を行ってもよい。また、制御ユニット1、1Aにおいて実施される個体識別は、1つの電磁比例弁23に限定されず、複数の電磁比例弁13,23,26L,26Rであってもよい。この場合、LCR計測回路41及び抵抗計測部44は、切換装置を介して各電磁比例弁13,23,26L,26Rに接続され、計測対象を切換装置によって切換えながらインダクタンス及び抵抗値を計測する。
また、第1及び第2実施形態の制御ユニット1,1Aにおいて、個体識別が行われている個体は電磁比例弁であるが、電磁比例弁に限定されず、ソレノイドを有する電磁式の弁、即ち電磁弁であればよい。更に、制御ユニット1では、ソレノイド23aのインダクタンス及び抵抗値の両方を計測しているが、必ずしも両方を計測する必要はない。即ち、制御ユニット1Aのようにソレノイド23aの抵抗だけを計測して個体識別情報として記憶したり、ソレノイド23aのインダクタンスだけを計測して個体識別情報として記憶したりしてもよい。また、それらの個体識別情報に基づいて電磁比例弁23の交換の判定を行ったりしてもよい。
また、制御ユニット1の判定部45は、正規品判定及び交換判定の両方を実行しているが、必ずしも両方を実行する必要はない。即ち、判定部45は、正規品判定及び交換判定を何れか一方だけを実行するようにしてもよい。また、制御ユニット1は、正規品判定及び交換判定をも実行せずに電磁比例弁23の個体識別情報を記憶部43に記憶するだけでもよい。個体識別情報を記憶することによって、油圧駆動装置2が故障した際に正規品の使用の有無及び適正に交換されたか否かを判定することができる。また、交換判定では、基準値計測処理で計測されて記憶される基準インダクタンスに基づいて交換判定を行っているが、基準インダクタンスは必ずしもこのような値に限定されない。例えば、前回の実測値計測処理において計測された実測インダクタンスを基準インダクタンスとし、前回の実測値計測処理において計測された実測インダクタンスと今回の実測値計測処理において計測される実測インダクタンスとを比較するようにしてもよい。
また、LCR計測回路は4端子法で構成されなくてもよく、例えば2端子法で構成されても良い。更に、制御ユニット1では、正規品判定において正規品でないと判定された場合と交換判定において適正に交換されていない場合とで、同じように油圧駆動装置2を制限するようになっているが、必ずしもそのようにする必要はない。例えば、正規品であるが適正に交換されていない場合に比べて正規品でない電磁弁が使われた場合の方が、油圧シリンダの最大出力(最大速度または最大推進力)を強く制限するようにしてもよい。これにより、正規品の交換を促すことができる。
更に、第1及び第2実施形態の制御ユニット1,1Aは、走行可能な建設機械及び産業車両に適用されているが、適用されるものは必ずしもこれらに限定されない。例えば、適用されるものは、固定式の産業機械であってもよい。
1,1A 制御ユニット
2 油圧駆動装置
11 油圧ポンプ装置
13 ブリードオフ弁(電磁弁)
13a ソレノイド
23 電磁比例弁(電磁弁)
23a ソレノイド
26L,26R 電磁比例弁(電磁弁)
26a ソレノイド
31 制御装置
32,32A 電磁弁識別装置
41 LCR計測回路(インダクタンス計測回路)
42 演算部
43 記憶部
44 抵抗計測部
45,45A 判定部(交換判定部)
46 計測モード選択装置

Claims (9)

  1. 油圧アクチュエータを動かして作業を行う建設機械及び産業車両を含む産業機械に搭載される電磁弁識別装置であって、
    前記油圧アクチュエータに圧油を流して作動させる油圧機器における電磁弁のソレノイドに交流電流を流すインダクタンス計測回路と、
    前記インダクタンス計測回路によって前記ソレノイドに流される交流電流に基づいて前記ソレノイドのインダクタンスを演算する演算部と、
    前記演算される前記ソレノイドのインダクタンスを前記電磁弁の個体識別情報として記憶する記憶部とを備える、電磁弁識別装置。
  2. 前記演算部で演算される前記ソレノイドのインダクタンスを用いて前記電磁弁の交換を判定する判定基準に基づいて前記電磁弁の交換の有無を判定する交換判定部を備える、請求項1に記載の電磁弁識別装置。
  3. 前記判定基準には、事前に前記演算部によって演算され且つ前記記憶部に記憶された基準インダクタンスと、前記演算部によって演算される前記ソレノイドの実測インダクタンスとが相違することが含まれ、
    前記交換判定部は、前記実測インダクタンスが前記基準インダクタンスと相違すると、前記電磁弁の交換があったと判定する、請求項2に記載の電磁弁識別装置。
  4. 前記演算部は、予め定められる基準値設定条件を充足すると前記ソレノイドの基準インダクタンスを演算し、
    前記記憶部は、前記演算部で演算された前記基準インダクタンスを記憶する、請求項3に記載の電磁弁識別装置。
  5. 前記判定基準には、前記演算部によって演算される前記ソレノイドの実測インダクタンスの値が予め定められた許容範囲内にあることが含まれ、
    前記交換判定部は、前記実測インダクタンスが前記許容範囲から外れていると、前記電磁弁の交換があったと判定する、請求項2乃至4の何れか1つに記載の電磁弁識別装置。
  6. 前記ソレノイドに直流電流を流して前記ソレノイドの抵抗値を計測する抵抗計測部を備え、
    前記判定基準には、事前に前記抵抗計測部によって計測された基準抵抗値と、前記抵抗計測部によって計測される前記ソレノイドの実測抵抗値とが相違することが含まれ、
    前記交換判定部は、前記実測抵抗値と前記基準抵抗値と比較して前記電磁弁の交換の有無を判定する請求項2乃至5の何れか1つに記載の電磁弁識別装置。
  7. 油圧アクチュエータを動かして作業を行う建設機械及び産業車両を含む産業機械に搭載される電磁弁識別装置であって、
    前記油圧アクチュエータに圧油を流して作動させる油圧機器における電磁弁のソレノイドに直流電流を流して前記ソレノイドの抵抗値を計測する抵抗計測部と、
    前記抵抗計測部によって計測される前記ソレノイドの抵抗値を用いて、前記電磁弁の交換を判定する判定基準に基づいて前記電磁弁の交換の有無を判定する交換判定部を備える、電磁弁識別装置。
  8. 前記判定基準には、事前に前記抵抗計測部によって計測された基準抵抗値と、前記抵抗計測部によって計測される前記ソレノイドの実測抵抗値とが相違することが含まれる、請求項7に記載の電磁弁識別装置。
  9. 請求項2乃至8の何れか1つに記載の電磁弁識別装置と、
    前記産業車両に搭載され、前記電磁弁のソレノイドに電流を与えて前記電磁弁の動作を制御する制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、前記交換判定部によって電磁弁の交換があったと判定されると前記電磁弁の動作が制限される、制御ユニット。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230278844A1 (en) * 2022-03-07 2023-09-07 Terex South Dakota, Inc. System and method for controlling a movement function of a machine

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07318602A (ja) * 1994-05-27 1995-12-08 New Japan Radio Co Ltd コイル測定装置
JP3801273B2 (ja) * 1996-09-20 2006-07-26 カヤバ工業株式会社 電磁弁駆動回路
JP2002174358A (ja) * 2000-12-08 2002-06-21 Smc Corp 故障診断機能付電磁弁
JP2002235596A (ja) * 2001-02-06 2002-08-23 Denso Corp 燃料噴射システム
DE102005060414A1 (de) * 2005-12-15 2007-06-21 Bosch Rexroth Ag Elektrohydraulische Steuervorrichtung, Ventil und Ansteuerelektronik
JP4609567B2 (ja) * 2008-10-29 2011-01-12 コベルコ建機株式会社 ハイブリッド作業機械
JP5554573B2 (ja) * 2010-01-11 2014-07-23 Ckd株式会社 電磁弁駆動装置及び電磁弁
JP2014145351A (ja) * 2013-01-30 2014-08-14 Toyota Industries Corp 圧縮機用制御弁及び圧縮機の製造方法
KR20140101279A (ko) * 2013-02-08 2014-08-19 스미토모 겐키 가부시키가이샤 쇼벨 및 쇼벨의 제어방법
US20140263606A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Clark Equipment Company Valve identification system

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