JP3650099B2

JP3650099B2 - 油圧モータの故障検出装置

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Publication number: JP3650099B2
Application number: JP2002557701A
Authority: JP
Inventors: 和弘一村
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2001-01-19
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2005-05-18
Anticipated expiration: 2021-01-19
Also published as: EP1361378A1; CN100350159C; US20040060206A1; DE60138652D1; JPWO2002057662A1; US6912803B2; EP1361378A4; CN1214196C; EP1361378B1; KR20020087087A; CN1418298A; DE60139909D1; CN1696517A; EP1881240A1; KR100491485B1; WO2002057662A1; EP1881240B1

Description

【０００１】
技術分野
本発明は、ホイール式油圧ショベル等の油圧駆動車両に搭載された油圧モータの故障を検出する装置に関する。
【０００２】
背景技術
一般に、ホイール式油圧ショベル等の油圧駆動車両は、油圧ポンプと油圧ポンプからの吐出油によって駆動される走行用油圧モータとを有する。この油圧モータの出力軸はトランスミッションの入力軸に連結され、油圧モータの回転はトランスミッションを介して車輪に伝達される。油圧モータにはドレン室が設けられ、油圧モータからのドレン油はドレン室を介してタンクに回収される。
【０００３】
上述した油圧駆動車両において、例えば油圧機器やオイルクーラ等の損傷により油圧モータに供給される圧油が高温になると、圧油の粘性が低下し、油圧モータの正常な動作が妨げられて、油圧モータが破損するおそれがある。油圧モータが破損すると油圧ポンプからの吐出油はドレン室に流入し、場合によってはトランスミッションに流入する。その結果、トランスミッションの内部が油で満たされ、トランスミッションに大きな抵抗が作用することとなり、走行性能が悪化する。また、ミッションオイルに油圧モータからの油が混ざるとミッションオイルの性能が悪化し、トランスミッションの駆動に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００４】
発明の開示
本発明の目的は、油圧モータの異常動作をできるだけ早期に検出し、油圧モータの損傷および損傷による被害を最小限に抑えるようにした油圧モータの故障検出装置を提供することにある。
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明による油圧モータの故障検出装置は、原動機によって駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出油によって駆動する油圧モータと、油圧モータの異常動作の予兆を検出する異常検出装置と、異常検出装置により油圧モータの異常動作の予兆が検出されると、警報を発する警報装置と、作業状態か否かを検出する作業検出装置と、作業検出装置により作業状態が検出されると、警報装置による警報発生を無効化する警報制御装置とを備える。
これにより、オペレータは油圧モータの異常動作を早期に認識することができ、油圧モータの損傷および損傷による被害を最小限に抑えることができる。
警報を発する代わりに油圧モータの駆動を制限するようにしてもよい。
油圧モータは走行モータとすることができ、走行モータの異常動作の予兆が検出されると、原動機の回転数を低減することが望ましい。また、走行を停止させるようにしてもよく、走行停止後に制動力を作用させるようにしてもよい。さらに、走行モータの異常動作の予兆が検出されると、原動機の再始動を禁止することが望ましい。また、警報を発するようにしてもよい。
油圧モータの異常動作の予兆は、油圧モータのドレン温度や、油圧モータの回転数、油圧モータの入口圧力などにより検出することができる。
これらの制御は、リセット指令によりリセット可能とすることが望ましい。リセット指令は原動機の停止により発生するようにしてもよい。
【０００６】
発明を実施するための最良の形態
−第１の実施の形態−
以下、図１〜４を用いて本発明の第１の実施の形態による故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルについて適用する。ホイ−ル式油圧ショベルは、ホイール式（タイヤ式）の走行体上に旋回体を旋回可能に搭載し、この旋回体に作業用アタッチメントを取付けたものである。走行体には図１に示す走行用油圧回路で駆動される走行用油圧モータ１が設けられている。
【０００７】
図１に示すように、エンジン２により駆動されるメインポンプ３からの吐出油は、コントロールバルブ４によりその方向および流量が制御され、カウンタバランスバルブ５を内蔵したブレーキバルブ６を経て走行モータ１に供給される。走行モータ１の出力軸１ａにはトランスミッション７が連結されている。走行モータ１の回転はトランスミッション７によって変速され、プロペラシャフト８,アクスル９を介してタイヤ１０に伝達される。これによって、ホイール式油圧ショベルが走行する。このとき、走行モータ１からの漏れ油はドレン管路１１（ドレン室）を介してタンクに回収される。なお、メインポンプ３からの圧油は、図示しない作業用油圧回路にも供給され、作業用のアクチュエータを駆動する。
【０００８】
コントロールバルブ４はパイロット回路からのパイロット圧力によってその切換方向とストローク量が制御され、このストローク量を制御することで車両の走行速度を制御することができる。パイロット回路はパイロットポンプ２１と、アクセルペダル２２の踏み込み量に応じてパイロット２次圧Ｐ1を発生する走行パイロットバルブ２３と、パイロットバルブ２３への戻り油を遅延するスローリターンバルブ２４と、車両の前進、後進、中立を選択する前後進切換バルブ２５とを有する。前後進切換バルブ２５は電磁切換弁により構成され、図示しないスイッチの操作によってその位置が切り換えられる。
【０００９】
図１は前後進切換弁２５が中立（Ｎ位置）で、かつ、走行パイロットバルブ２３が操作されていない状態を示している。したがって、コントロールバルブ４は中立位置にあり、メインポンプ３からの圧油はタンクに戻り、車両は停止している。スイッチ操作により前後進切換バルブ２５を前進（Ｆ位置）または後進（Ｒ位置）に切り換え、アクセルペダル２２を踏み込み操作すると、踏み込み量に応じたパイロット２次圧Ｐ1がコントロールバルブ４のパイロットポートに作用し、パイロット２次圧Ｐ1に応じたストローク量でコントロールバルブ４は切り換わる。これによって、メインポンプ３からの吐出油がコントロールバルブ４、センタージョイント１２、ブレーキバルブ６を経由して走行モータ１に導かれ、走行モータ１が駆動する。このとき、走行モータ１からの漏れ油（ドレン油）はドレン管路（ドレン室）１１を介してタンクに回収される。
【００１０】
走行中にペダル２２を離すと走行パイロットバルブ２３がパイロットポンプ２１からの圧油を遮断し、その出口ポートがタンクと連通される。その結果、コントロールバルブ４のパイロットポートに作用していた圧油が前後進切換バルブ２５,スローリターンバルブ２４,走行パイロットバルブ２３を介してタンクに戻る。このとき、スローリターンバルブ２４の絞りにより戻り油が絞られるから、コントロールバルブ４は徐々に中立位置に切り換わる。コントロールバルブ４が中立位置に切り換わると、メインポンプ３から走行モータ１への圧油（駆動圧）の供給が遮断され、カウンタバランスバルブ５も図の中立位置に切り換わる。
【００１１】
この場合、車体は車体の慣性力により走行を続け、走行モータ１はモータ作用からポンプ作用に変わり、図中Ｂポート側が吸入、Ａポート側が吐出となる。走行モータ１からの圧油は、カウンタバランスバルブ５の絞り（中立絞り）により絞られるため、カウンタバランスバルブ５と走行モータ１との間の圧力が上昇して走行モータ１にブレーキ圧として作用する。これにより走行モータ１はブレーキトルクを発生し、車体を制動させる。ポンプ作用中に吸入流量が不足すると、走行モータ１にはメイクアップポート１３より油量が補充される。ブレーキ圧はリリーフバルブ１４,１５によりその最高圧力が規制される。
【００１２】
エンジン２のガバナ２ａは、リンク機構３１を介してパルスモータ３２に接続され、パルスモータ３２の回転によりエンジン２の回転数が制御される。すなわち、パルスモータ３２の正転で回転数が上昇し、逆転で低下する。ガバナ２ａにはリンク機構３１を介してポテンショメータ３３が接続され、ポテンショメータ３３によりエンジン２の回転数に応じたガバナレバー角度を検出する。この検出値は、制御回転数Ｎθとしてコントローラ３０に入力される。
【００１３】
コントローラ３０にはまた、走行パイロットバルブ２３の踏み込み操作に応じたパイロット２次圧Ｐ1を検出する圧力センサ３４と、走行モータ１からのドレン油の温度Ｔを検出する温度センサ３５と、リセットスイッチ３６と、エンジンキーの操作によってオン／オフするキースイッチ３７とがそれぞれ接続されている。キースイッチ３７には電源３８が接続され、キースイッチ３７のオンによってコントローラ３０に電源が供給される。これによりコントローラ３０では後述するような所定の演算を行い、パルスモータ３２に制御信号を出力してパルスモータ３２の回転を制御するとともに、ブザー３９およびブザーランプ４０に制御信号を出力してその作動を制御する。
【００１４】
ここで、走行モータ１の構造について説明する。図２は可変容量型走行モータ１の断面図である。図２に示すように、走行モータ１の出力軸１ａのフランジ４１には周方向に複数のピストン４２（１本のみ図示）が連結されている。これらピストン４２は、シリンダブロック４３に形成された油室４３ａにピストンリング４２ａを介して摺動可能に挿入されている。シリンダブロック４３の先端は斜板４４に当接し、その当接面は互いに円錐状に形成されている。斜板４４はシリンダブロック４３とともに矢印方向に揺動可能であり、この揺動量に応じてモータ容量が変化する。
【００１５】
斜板４４と斜板４４に連なるモータカバー４５には、不図示の油の流入口および流出口がそれぞれ半位相にわたって設けられている。そして、流入口を介してメインポンプ３からの圧油が油室４３ａに流入し、流出口を介して油室４３ａの油がタンクに流出する。これによって、ピストン４２が油室４３ａ内を摺動し、斜板４４とシリンダブロック４３の当接を保ったまま、シリンダブロック４３,ピストン４２ａと一体にモータ１の出力軸１ａが回転する。モータ出力軸１ａにはトランスミッション７の入力軸７ａがスプライン結合され、走行モータ１の回転はトランスミッション７に伝達される。
【００１６】
このとき、メインポンプ３から油室４３ａに供給される圧油の一部は、斜板４４とシリンダブロック４３との当接面の隙間あるいはピストン４２と油室４３ａとの摺動面の隙間からドレン室１１に漏れ、漏れ油はモータケーシング４６の底部に開口されたドレン孔１１ａを介して、タンクに戻される。
【００１７】
その際、例えば、旋回体に設けられる油圧機器やオイルクーラ等の損傷により走行モータ１に供給される圧油が高温になると、圧油の粘性が低下し、ピストン４２の摺動面に油膜切れが生じ、スムーズな摺動が妨げられて摺動面に焼き付きが発生する。この焼き付きにより、以下のような問題が生じるおそれがある。すなわち、ピストン４２がシリンダブロック４３に固着し（かじり）、シリンダブロック４３はピストン４２に引っ張られながら回転し、シリンダブロック４３と斜板４４との隙間が部分的に大きくなる。あるいは、ピストンリング４２ａが破損し、摺動面の隙間が大きくなる。これにより、この隙間を介してメインポンプ３からの圧油が大量にドレン室１１に流入し、ドレン室１１内の油量が増加する。その結果、ドレン室１１内の油はシールリングＳＲを介してトランスミッション７内に流入し、トランスミッション７に大きな抵抗が作用することとなり、走行性能が悪化する。
【００１８】
このような問題を避けるため、本実施の形態では温度センサ３５によって走行モータ１が異常動作を引き起こす原因を早期に検出する。すなわち、異常動作の予兆を検出する。そして、この予兆の検出により、油圧ポンプ１からドレン室１１への大量の油漏れを未然に防ぎ、走行モータ１の損傷および損傷による被害を最小限に抑える。
【００１９】
図３はコントローラ３０の詳細を説明する概念図である。エンジンキースイッチ３７のオンによってコントローラ３０には電源が供給され、処理が開始される。関数発生器３０１は、温度センサ３５により検出されたドレン油の温度が予め設定された所定値Ｔa以上のとき、ＲＳ型フリップフロップ３０２のセット端子Ｓにセット信号を出力する。ここで、所定値Ｔaは、油の粘性が低下し、ピストン４２の摺動面に油切れを発生させる可能性のあるドレン油の温度に設定され、温度検出値Ｔが所定値Ｔa以上になると、走行モータ１の故障の予兆が現れ、ドレン室１１にポンプ吐出油が大量に流入する可能性が大きくなる。
【００２０】
フリップフロップ３０２のセット端子Ｓにセット信号が入力されると、フリップフロップ３０２は端子Ｑからハイレベル信号を出力して切換回路３０３を接点ａ側に切り換える。これによって、ブザー３９およびブザーランプ４０に電源が供給され、ブザー音が発生し、ブザーランプ４０が点灯する。
【００２１】
リセットスイッチ３６をオンすると、リセットスイッチ３６はフリップフロップ３０２のリセット端子Ｒにリセット信号を出力する。このリセット信号によってフリップフロップ３０２は端子Ｑをローレベルとして切換回路３０３を接点ｂ側に切り換える。これによって、ブザー３９およびブザーランプ４０への電源の供給が絶たれ、ブザー音が停止し、ブザーランプ４０が消灯する。
【００２２】
関数発生器３０４には、図示のように走行パイロット圧の増加に伴いエンジン回転数が増加するという関係が予め設定されている。関数発生器３０４は、この関係を用いて圧力センサ３４の検出値Ｐ1に応じた回転数Ｎを設定し、その設定値Ｎを切換回路３０５に出力する。切換回路３０５は切換回路３０３の切換に応じて切り換わる。すなわち、切換回路３０３が接点ａ側に切り換わると切換回路３０５も接点ａ側に切り換わり、切換回路３０３が接点ｂ側に切り換わると切換回路３０５も接点ｂ側に切り換わる。これによって、切換回路３０５は関数発生器３０４により設定された回転数Ｎ、または回転数設定器３０６に予め設定されたアイドル回転数Ｎiのいずれかを選択し、目標回転数Ｎyとしてサーボ制御部３０７に出力する。サーボ制御部３０７では、ポテンショメータ３３により検出したガバナレバーの変位量に相当する制御回転数Ｎθと比較され、図４に示す手順にしたがって両者が一致するようにパルスモータ３２が制御される。
【００２３】
図４において、まずステップＳ２１で回転数指令値Ｎyと制御回転数Ｎθとをそれぞれ読み込み、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、Ｎθ−Ｎyの結果を回転数差Ａとしてメモリに格納し、ステップＳ２３において、予め定めた基準回転数差Ｋを用いて、｜Ａ｜≧Ｋか否かを判定する。肯定されるとステップＳ２４に進み、回転数差Ａ＞０か否かを判定し、Ａ＞０ならば制御回転数Ｎθが回転数指令値Ｎyよりも大きい、つまり制御回転数が目標回転数よりも高いから、エンジン回転数を下げるためステップＳ２５でモータ逆転を指令する信号をパルスモータ３２に出力する。これによりパルスモータ３２が逆転しエンジン２の回転数が低下する。
【００２４】
一方、Ａ≦０ならば制御回転数Ｎθが回転数指令値Ｎyよりも小さい、つまり制御回転数が目標回転数よりも低いから、エンジン回転数を上げるためステップＳ２６でモータ正転を指令する信号を出力する。これにより、パルスモータ３２が正転し、エンジン回転数が上昇する。ステップＳ２３が否定されるとステップＳ２７に進んでモータ停止信号を出力し、これによりエンジン２の回転数が一定値に保持される。ステップＳ２５〜Ｓ２７を実行すると始めに戻る。
【００２５】
以上のように構成された油圧駆動車両の故障検出装置の特徴的な動作について具体的に説明する。
（１）走行モータの正常時
走行モータ１が正常状態では、ピストン４２はスムーズに摺動し、ドレン油の温度は所定値Ｔa以下に保たれる。したがって、コントローラ３０の切換回路３０３および切換回路３０５はともに接点ｂ側に切り換わり、ブザー３９およびブザーランプ４０の作動が停止する。この状態で、前後進切換バルブ２５を前進または後進に切り換え、アクセルペダル２２を操作すると、その操作量に応じて走行パイロット圧Ｐ1が発生する。サーボ制御部３０７では、この走行パイロット圧Ｐ1に応じた目標回転数Ｎyとポテンショメータ３３からの検出値に相当する制御回転数Ｎθとを比較し、両者が一致するようにパルスモータ３２を制御する。これによって、ペダル操作量の増加に伴いエンジン回転数が増加する。
【００２６】
（２）走行モータの異常時
走行モータ１に供給される圧油の温度が上昇すると、モータピストン４２の摺動部に油膜切れが発生し、焼き付きの可能性が生じる。そして、ドレン油の温度が所定値Ｔaに達すると、関数発生器３０１はフリップフロップ３０２のセット端子にセット信号を出力し、フリップフロップ３０２のＱ端子からのハイレベル信号により切換回路３０３を接点ａ側に切り換える。これによって、ブザー音が発生するとともにブザーランプ４０が点灯する。その結果、オペレータは、走行モータ１の故障の予兆を認識し、ブレーキ操作等、モータ１の異常動作に対応した操作を行い、走行モータ１の回転を停止させる。これによって、走行モータ１の破損等を未然に防ぐことができ、ドレン室１１への大量の油漏れ等、モータ１の故障による被害を最小限に抑えることができる。
【００２７】
また、切換回路３０３の切換により切換回路３０５も接点ａ側に切り換わる。これによって、ペダル操作の大きさに拘わらずエンジン回転数がアイドル回転数Ｎiまで低下し、ポンプ吐出量の低下により走行モータ１の回転数も低下する。その結果、走行モータ１の焼き付きが自動的に防止される。また、車両が減速されるのでブレーキ操作により車両を速やかに停止することができる。燃費の無駄使いも防止できる。
【００２８】
走行モータ１の動作の復帰はリセットスイッチ３６の操作による。ドレン油の温度が所定値Ｔa以下となった状態でリセットスイッチ３６が操作されると、フリップフロップ３０２のＱ端子はローレベル信号になり、切換回路３０３が接点ｂ側に切り換えられ、切換回路３０５も接点ｂ側に切り換わる。これによって、ブザー音が停止するとともに、ブザーランプ４０が消灯する。つまり、オペレータは意識的に警報の作動を停止させることができる。またこのとき、エンジン回転数を再びペダル操作に応じた値に制御することができる。その結果、走行モータ１の修理のために車両をトレーラで運搬する際に、車両を自走させてトレーラに搭載することができる。なお、リセットスイッチ３６の操作の代わりにエンジンキースイッチ３７をオフしてもよい。
【００２９】
このように第１の実施の形態によると、ドレン油の温度上昇により走行モータ１の故障の予兆を検出し、ブザー音やブザーランプ４０などの警報を発生させるようにしたので、走行モータ１が破損に至る前にオペレータはモータ１の停止操作を行うことができ、走行モータ１の破損を未然に防ぐことができる。また、モータ１の故障の予兆が現れると、エンジン回転数をアイドル回転数Ｎiまで下げて走行モータ１の駆動を制限するようにしたので、走行モータ１の損傷が自動的に防止される。さらに、エンジン回転数をアイドル回転数とするので、車両が減速され、車両をゆっくりと路肩に寄せて停止させることができ、また、燃費の無駄使いも防止できる。さらにまた、リセットスイッチ３６が操作されるまで、あるいはエンジンキースイッチ３７がオフされるまで警報および車両の走行制限は解除されないので、オペレータは走行モータ１の異常状態を確実に認識することができる。そして、ドレン油の温度が所定値Ｔa以下となったときにリセットスイッチ３６を操作、あるいはエンジンキースイッチ３７をオンすると、ペダル操作によるエンジン回転数の上昇が可能となり、車両をトレーラなどに搭載する作業を容易に行うことができる。
【００３０】
−第２の実施の形態−
走行モータ１が過回転するとピストン４２の摺動部の摩擦力が増加してピストン４２が焼き付き、走行モータ１が破損するおそれがある。そこで、第２の実施の形態では、走行モータ１の回転数が所定値Ｎa以上に増加したときに走行モータ１の故障の予兆を検出する。以下、図５,６を用いて本発明の第２の実施の形態について説明する。図５は、第２の実施の形態に係わる故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルの構成を示す回路図であり、図６は、第２の実施の形態に係わるコントローラ３０Ａの詳細を説明する概念図である。なお、図１,３と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。
【００３１】
図５に示すように、モータ出力軸１ａには、モータ回転数を検出するための回転数センサ２６が設けられている。回転数センサ２６は温度センサ３５の代わりにコントローラ３０Ａに接続されている。図６に示すように、関数発生器２１は、回転数センサ２６により検出されたモータ回転数が予め設定された所定値Ｎa以上のとき、フリップフロップ３０２のセット端子Ｓにセット信号を出力する。ここで、所定値Ｎaは、モータ過回転によりピストン４２が焼き付く際の回転数に設定されている。これによって、切換回路３０３,３０５は接点ａ側に切り換わり、警報装置が作動するとともに、エンジン回転数がアイドル回転数Ｎiに制限される。
【００３２】
このように第２の実施の形態によると、走行モータ１の過回転によりモータ１の故障の予兆を検出するようにしたので、ドレン温度が上昇する前に走行モータ１の故障を予知し、より早期に走行モータ１を停止させることができる。
【００３３】
−第３の実施の形態−
第３の実施の形態では、キャビテーションが発生したときに走行モータ１の故障の予兆を検出する。以下、図７,８を用いて本発明の第３の実施の形態について説明する。図７は、第３の実施の形態に係わる故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルの構成を示す回路図であり、図８は、第３の実施の形態に係わるコントローラ３０Ｂの詳細を説明する概念図である。なお、図１,３と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。
【００３４】
図７に示すように、走行モータ１の出入口ポートおよびメイクアップポート１３には圧力センサ２７〜２９が設けられ、これらの圧力センサ２７〜２９によってモータ正転時、逆転時、制動時のモータ入口圧力が検出される。図８に示すように、関数発生器３２２〜３２４は、圧力センサ２７〜２９により検出された圧力が負圧（０以下）のとき、オアゲート３２５にハイレベル信号を出力する。圧力センサ２７〜２９の検出値がどれか１つでも負圧になると、すなわち、キャビテーションが発生すると、オアゲート３２５はフリップフロップ３０２のセット端子Ｓにセット信号を出力する。これによって、切換回路３０３,３０５は接点ａ側に切り換わり、警報装置が作動するとともに、エンジン回転数がアイドル回転数Ｎiに制限される。
【００３５】
このように第３の実施の形態によると、キャビテーションの発生によりモータ１の故障の予兆を検出するようにしたので、キャビテーションが速やかに防止され、キャビテーションの発生に伴う騒音などの問題を解決することができる。
【００３６】
−第４の実施の形態−
第１の実施の形態では、走行モータ１の故障の予兆が検出されると、エンジン回転数をアイドル回転数Ｎiに下げて車両を減速させたが、第４の実施の形態では、車両を停止させる。以下、図９,１０を用いて本発明の第４の実施の形態について説明する。図９は、第４の実施の形態に係わる故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルの構成を示す回路図であり、図１０は、第４の実施の形態に係わるコントローラ３０Ｃの詳細を説明する概念図である。なお、図１,３と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。
【００３７】
図９に示すように、走行パイロットバルブ２３とスローリターンバルブ２４の間の管路は電磁弁４７を介してタンクに接続可能とされている。電磁弁４７はコントローラ３０Ｃからの制御信号によって開閉される。電磁弁４７のソレノイド４７ａは、図１０に示すように切換回路３０３に接続されている。
【００３８】
ドレン油の温度が所定値Ｔaに達し、切換回路３０３が接点ａ側に切り換わると、ソレノイド４７ａが励磁され、電磁弁４７が位置ロに切り換えられる。これによって、コントロールバルブ４のパイロットポートに作用していた圧油が前後進切換バルブ２５,スローリターンバルブ２４,電磁弁４７を介してタンクに戻り、コントロールバルブ４が中立位置に切り換わる。その結果、走行モータへ１の圧油の供給が遮断され、ペダル操作に拘わらず車両走行が停止するとともに、警報装置が作動し、エンジン回転数がアイドル回転数Ｎiに制限される。
【００３９】
ソレノイド４７ａが励磁された状態でリセットスイッチ３６が操作されると、切換回路３０３は接点ｂ側に切り換わる。これによって、ソレノイド４７ａが消磁され、電磁弁４７が位置イに切り換えられる。その結果、ペダル操作に応じた走行パイロット圧をコントロールバルブ４のパイロットポートに作用させることができ、走行モータ１への圧油の供給が可能となる。
【００４０】
このように第４の実施の形態によると、走行モータ１の故障の予兆が現れると、電磁弁４７の切換により走行パイロット圧をタンクに戻すようにしたので、ブレーキの操作を行わなくても車両は速やかに停止し、走行モータ１の損傷および損傷による被害を最小限に抑えることができる。
【００４１】
−第５の実施の形態−
第４の実施の形態では、走行モータ１の故障の予兆が検出されると車両を停止させたが、第５の実施の形態では、さらにブレーキ（駐車ブレーキ）を付加する。以下、図１１,１２を用いて本発明の第５の実施の形態について説明する。図１１は、第５の実施の形態に係わる故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルの構成を示す回路図であり、図１２は、第５の実施の形態に係わるコントローラ３０Ｄの詳細を説明する概念図である。なお、図９,１０と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。
【００４２】
図１１においては、車速を検出する車速センサ４８と、パーキングブレーキ作動用の電磁弁４９が図９に追加して設けられている。なお、パーキングブレーキは電磁弁４８の開閉によって作動する周知のものであり、その図示は省略する。図１２に示すように、切換回路３０３には切換回路３０８を介して電磁弁４９のソレノイド４９ａが接続されている。関数発生器３０９は車速センサ４８からの検出値Ｖに応じて切換回路３０８を切り換える。
【００４３】
車両走行時には、関数発生器３０９は図示のように切換回路３０８を接点ｂ側に切り換える。これによって、ソレノイド４９ａが消磁され、駐車ブレーキは解除される。走行モータ１の故障の予兆が検出され、切換回路３０３が接点ａ側に切り換わると、電磁弁４７のソレノイド４７ａが励磁され、前述したように車両が停止する。そして、車速センサ４８により車両停止、すなわち車速０が検出されると、関数発生器３０９は切換回路３０８を接点ａ側に切り換える。これによって、ソレノイド４７ａが励磁され、駐車ブレーキが作動する。リセットスイッチ３６の操作により切換回路３０３が接点ｂ側に切り換わると、ソレノイド４７ａが消磁され、駐車ブレーキが解除される。なお、関数発生器３０９にタイマを接続し、車速０が所定時間検出されてから切換回路３０８を接点ａ側に切り換えるようにしてもよい。
【００４４】
このように第５の実施の形態によると、走行モータ１の故障の予兆により車両が停止されると駐車ブレーキを作動させるようにしたので、坂道等においても車両を安定して停止状態とすることができる。
【００４５】
−第６の実施の形態−
第４の実施の形態では、走行モータ１の故障の予兆が現れると車両走行を停止させたが、第６の実施の形態では、これに加えてエンジン２の再始動を禁止する。以下、図１３,１４を用いて本発明の第６の実施の形態について説明する。図１３は、第６の実施の形態に係わる故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルの構成を示す回路図であり、図１４は、第６実施の形態に係わるコントローラ３０Ｅの構成を示す概念図である。なお、図９,１０と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。
【００４６】
図１３に示すように、コントローラ３０Ｅにはセルモータ５１が接続され、セルモータ５１の駆動が制御される。図１４に示すように、エンジンキースイッチ３７はリレー３１０を介してセルモータ５１に接続され、切換回路３０３の出力端子はリレー３１０のコイルに接続されている。これによって、走行モータ１の故障の予兆が検出され、切換回路３０３が接点ａ側に切り換わると、ソレノイド４７ａが励磁され、車両が停止するとともに、リレー３１０のコイルが通電し、リレー接点が接点Ｒ1側に切り換わる。その結果、セルモータ５１への電源の供給が絶たれ、エンジンキースイッチ３７をオンしてもエンジン２を始動することができない。なお、車両停止時に駐車ブレーキを作動させるようにしてもよい。
【００４７】
この状態でリセットスイッチ３６を操作すると、切換回路３０３が接点ｂ側に切り換わり、リレー３１０のコイルの通電が停止する。これによって、リレー接点が接点Ｒ2側に切り換わり、エンジン再始動が可能となる。なお、エンジン２の再始動は、リセットスイッチ３６の操作ではなく、サービスマン等が何らかの道具を用いて外部から信号を印加したときに可能としてもよい。これによって、オペレータは自らの判断によりエンジン再始動させることができなくなる。
【００４８】
このように第６の実施の形態によると、走行モータ１の故障の予兆が検出されるとエンジン２の再始動を禁止するようにしたので、オペレータが不用意にエンジン２を再始動して車両を移動させることはなく、走行モータ１の損傷による被害を最小限に抑えることができる。
【００４９】
−第７の実施の形態−
第１の実施の形態では、走行モータ１の故障の予兆が検出されると、走行、作業に拘わらずエンジン回転数をアイドル回転数Ｎiに制限したが、第７の実施の形態では、走行時にのみエンジン回転数を制限する。以下、図１５,１６を用いて本発明の第７実施の形態について説明する。図１５は、第７の実施の形態に係わる故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルの構成を示す回路図であり、図１６は第７の実施の形態に係わるコントローラ３０Ｆの構成を示す概念図である。なお、図１,３と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。
【００５０】
図１５に示すように、コントローラ３０Ｆには前後進切換バルブ２５に切換指令を出力する前後進切換スイッチ５２と、不図示の作業用ブレーキに作動指令を出力するブレーキスイッチ５３とが新たに接続されている。図１６に示すように、フリップフロップ３０２のＱ端子には切換回路３１１が接続され、切換回路３１１は作業判定部３１２からの信号によって切り換わる。作業判定部３１２には前後進切換スイッチ５２とブレーキスイッチ５３からの信号が入力され、前後進切換バルブ２５が中立で、かつ、作業用ブレーキが作動のときに切換回路３１１を接点ａ側に切り換え、この他の条件では接点ｂ側に切り換える。
【００５１】
これによって、車両走行時には切換回路３１１は接点ｂ側に切り換わり、走行モータ１の故障の予兆が現れると、切換回路３０３,３０５を接点ａ側に切り換え、エンジン回転数をアイドル回転数Ｎiに制限する。この状態で、前後進切換スイッチ５２の操作により前後進切換バルブ２５を中立状態とし、かつ、ブレーキスイッチ５３の操作により作業用ブレーキを作動すると、切換回路３１１は接点ａ側に切り換わる。この切換により切換回路３０３,３０５がともに接点ｂ側に切り換わり、エンジン回転数の制限が解除される。その結果、ペダル操作に応じてエンジン回転数を上昇させることができ、通常通り作業を行うことができる。その状態から前後進切換バルブ２５を前進または後進側に切り換え、車両走行を試みると、切換回路３０３,３０５がともに接点ａ側に切り換わる。これにより、エンジン回転数が再びアイドル回転数Ｎiまで低下する。
【００５２】
このように第７の実施の形態によると、前後進切換スイッチ５２とブレーキスイッチ５３の操作に応じて作業の開始か否かを判定し、作業時にはエンジン回転数の制限を無効化するようにしたので、走行モータ１が故障した場合でも通常通り作業を行うことができる。なお、第７の実施の形態は、エンジン回転数を制限するものだけではなく、車両走行を停止したり、エンジン再始動を禁止したり、駐車ブレーキを作動させる等、他の方法により走行制限させるものにも同様に適用することができる。
【００５３】
なお、上記第１〜第７の実施の形態では、走行モータ１の故障の予兆が検出されるとエンジン回転数をアイドル回転数Ｎiに制限するようにしたが、アイドル回転数Ｎiに制限することなく走行パイロット圧に応じた値としてもよい。これによって、切換回路３０５は不要となる。また、上記第４〜第７の実施の形態では、ドレン油の温度上昇により走行モータ１の故障の予兆を検出するようにしたが、第２、第３の実施の形態と同様、モータ回転数の増加やキャビテーションの発生により走行モータ１の故障の予兆を検出するようにしてもよい。
【００５４】
さらに、上記第１〜第７の実施の形態では、走行モータ１の故障の予兆が検出されると、ブザー音を発生させるとともにブザーランプ４０を点灯させるようにしたが、そのいずれかだけでもよい。さらにまた、周囲に注意を喚起させるために、車両の周囲に設けられたハザードランプを点滅させるようにしてもよい。また、走行モータ１の故障の予兆が検出されると警報の作動と車両の走行制限を同時に行うようにしたが、そのいずれかだけ行うのでもよい。さらに、走行モータ１の駆動を制限したが、走行モータ以外の他のアクチュエータ（例えば旋回モータ）の駆動を制限してもよい。さらに、走行モータ以外の他のアクチュエータの故障の予兆を検出するようにしてもよい。
【００５５】
産業上の利用の可能性
以上では、ホイール式油圧ショベルに油圧モータの故障検出装置を適用した例について説明したが、クローラ式油圧ショベル等、他の油圧駆動車両にも本発明による油圧モータの故障検出装置を同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる油圧モータの故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルの構成を示す回路図。
【図２】本発明が適用される走行モータの断面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係わる故障検出装置を構成するコントローラの詳細を説明する概念図。
【図４】コントローラでの処理の一例を示すフローチャート。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係わる油圧モータの故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルの構成を示す回路図。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係わる故障検出装置を構成するコントローラの詳細を説明する概念図。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係わる油圧モータの故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルの構成を示す回路図。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係わる故障検出装置を構成するコントローラの詳細を説明する概念図。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係わる油圧モータの故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルの構成を示す回路図。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係わる故障検出装置を構成するコントローラの詳細を説明する概念図。
【図１１】本発明の第５の実施の形態に係わる油圧モータの故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルの構成を示す回路図。
【図１２】本発明の第５の実施の形態に係わる故障検出装置を構成するコントローラの詳細を説明する概念図。
【図１３】本発明の第６の実施の形態に係わる油圧モータの故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルの構成を示す回路図。
【図１４】本発明の第６の実施の形態に係わる故障検出装置を構成するコントローラの詳細を説明する概念図。
【図１５】本発明の第７の実施の形態に係わる油圧モータの故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルの構成を示す回路図。
【図１６】本発明の第７の実施の形態に係わる故障検出装置を構成するコントローラの詳細を説明する概念図。

Claims

原動機によって駆動される油圧ポンプと、
この油圧ポンプからの吐出油によって駆動する油圧モータと、
前記油圧モータの異常動作の予兆を検出する異常検出装置と、
前記異常検出装置により前記油圧モータの異常動作の予兆が検出されると、警報を発する警報装置と、
作業状態か否かを検出する作業検出装置と、
前記作業検出装置により作業状態が検出されると、前記警報装置による警報発生を無効化する警報制御装置とを備える油圧モータの故障検出装置。
原動機によって駆動される油圧ポンプと、
この油圧ポンプからの吐出油によって駆動する油圧モータと、
前記油圧モータの異常動作の予兆を検出する異常検出装置と、
前記異常検出装置により前記油圧モータの異常動作の予兆が検出されると、前記油圧モータの駆動を制限する駆動制限装置と、
作業状態か否かを検出する作業検出装置と、
前記作業検出装置により作業状態が検出されると、前記駆動制限装置による前記油圧モータの駆動制限を無効化する駆動制限制御装置とを備える油圧モータの故障検出装置。
請求項２に記載の油圧モータの故障検出装置において、
前記油圧モータは、走行用油圧モータである。
請求項３に記載の油圧モータの故障検出装置において、
前記駆動制限装置は、前記原動機の回転数を制限する回転数制限装置であり、前記異常検出装置により前記走行用油圧モータの異常動作の予兆が検出されると、前記原動機の回転数を所定の回転数に低減する。
請求項３に記載の油圧モータの故障検出装置において、
前記駆動制限装置は、前記走行用油圧モータの駆動を停止する走行停止装置であり、前記異常検出装置により前記走行用油圧モータの異常動作の予兆が検出されると、前記走行用油圧モータを停止する。
請求項３に記載の油圧モータの故障検出装置において、
前記走行用油圧モータの停止を検出する停止検出装置と、
前記異常検出装置により前記走行用油圧モータの異常動作の予兆が検出され、かつ、前記停止検出装置により前記走行用油圧モータの停止が検出されると、前記走行用油圧モータを制動する制動装置とを備える。
請求項３に記載の油圧モータの故障検出装置において、
前記異常検出装置により前記走行用油圧モータの異常動作の予兆が検出されると、前記原動機の再始動を禁止する再始動禁止装置をさらに備える。
請求項２〜７のいずれか１項に記載の油圧モータの故障検出装置において、
前記異常検出装置により前記油圧モータの異常動作の予兆が検出されると、警報を発する警報装置をさらに備える。
請求項１または８に記載の油圧モータの故障検出装置において、
前記警報装置をリセットするリセット指令スイッチを備える。
請求項２〜８のいずれか１項に記載の油圧モータの故障検出装置において、
前記駆動制限装置をリセットするリセット指令スイッチを備える。
請求項１または８に記載の油圧モータの故障検出装置において、
イグニッションキースイッチの操作により前記警報装置をリセットする。
請求項２〜８のいずれか１項に記載の油圧モータの故障検出装置において、
イグニッションキースイッチの操作により前記駆動制限装置をリセットする。
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の油圧モータの故障検出装置において、
前記異常検出装置は、前記油圧モータのドレン温度により前記油圧モータの異常動作の予兆を検出する。
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の油圧モータの故障検出装置において、
前記異常検出装置は、前記油圧モータの回転数により前記油圧モータの異常動作の予兆を検出する。
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の油圧モータの故障検出装置において、
前記異常検出装置は、前記油圧モータの入口圧力により前記油圧モータの異常動作の予兆を検出する。