JP6816764B2 - 故障検知装置 - Google Patents

故障検知装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6816764B2
JP6816764B2 JP2018509666A JP2018509666A JP6816764B2 JP 6816764 B2 JP6816764 B2 JP 6816764B2 JP 2018509666 A JP2018509666 A JP 2018509666A JP 2018509666 A JP2018509666 A JP 2018509666A JP 6816764 B2 JP6816764 B2 JP 6816764B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
pilot
state
failure detection
oil passage
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
JP2018509666A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2017171022A1 (ja
Inventor
直人 川淵
直人 川淵
吉田　尚史
尚史 吉田
康裕 福森
康裕 福森
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.)
Tadano Ltd
Original Assignee
Tadano 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 Tadano Ltd filed Critical Tadano Ltd
Publication of JPWO2017171022A1 publication Critical patent/JPWO2017171022A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6816764B2 publication Critical patent/JP6816764B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B19/00—Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
    • F15B19/005—Fault detection or monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B20/00—Safety arrangements for fluid actuator systems; Applications of safety devices in fluid actuator systems; Emergency measures for fluid actuator systems
    • F15B20/008—Valve failure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/31—Directional control characterised by the positions of the valve element
    • F15B2211/3105—Neutral or centre positions
    • F15B2211/3111—Neutral or centre positions the pump port being closed in the centre position, e.g. so-called closed centre
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/32—Directional control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/327—Directional control characterised by the type of actuation electrically or electronically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/32—Directional control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/329—Directional control characterised by the type of actuation actuated by fluid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/355—Pilot pressure control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/36—Pilot pressure sensing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/505—Pressure control characterised by the type of pressure control means
    • F15B2211/50509—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means
    • F15B2211/50518—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means using pressure relief valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/505—Pressure control characterised by the type of pressure control means
    • F15B2211/50509—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means
    • F15B2211/50536—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means using unloading valves controlling the supply pressure by diverting fluid to the return line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/505—Pressure control characterised by the type of pressure control means
    • F15B2211/50554—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure downstream of the pressure control means, e.g. pressure reducing valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/55—Pressure control for limiting a pressure up to a maximum pressure, e.g. by using a pressure relief valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/575—Pilot pressure control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6316—Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a pilot pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6346—Electronic controllers using input signals representing a state of input means, e.g. joystick position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/635—Circuits providing pilot pressure to pilot pressure-controlled fluid circuit elements
    • F15B2211/6355—Circuits providing pilot pressure to pilot pressure-controlled fluid circuit elements having valve means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/67—Methods for controlling pilot pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/855—Testing of fluid pressure systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/857—Monitoring of fluid pressure systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/86—Control during or prevention of abnormal conditions
    • F15B2211/863—Control during or prevention of abnormal conditions the abnormal condition being a hydraulic or pneumatic failure
    • F15B2211/8636—Circuit failure, e.g. valve or hose failure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/87—Detection of failures

Description

本発明は、メイン回路にパイロット油圧を供給する油圧パイロット回路の故障を検知する故障検知装置に関する。
従来、産業機械、建設機械などに設けられたアクチュエータの駆動システムには、幅広く油圧が利用されている。油圧システムでは、可変容量ポンプの容量制御や、方向制御弁の切り換え制御などを行うために、油圧パイロット回路が使用されている（特許文献１）。油圧パイロット回路は、油圧による信号伝達を目的とするので、油圧回路全体の中で比較するとその使用圧力が低く、流量も少ないという特徴を持っている。そのため、油圧パイロット回路は、油圧回路の中でもコンタミ（不純物の混入）の影響を受けやすい部分となっている。
特開平８−２１０３０７号公報
油圧パイロット回路に切換弁を設けた場合には、コンタミにより切換弁のスプールがスティック（固着）するという故障が心配される。特に、ソレノイド弁において、励磁側でスプールがスティックした場合には、非励磁にしてもスプールが戻らなくなってしまうという故障が考えられる。
本発明の目的は、通常のレバー操作に伴い、自動的に油圧パイロット回路の故障を検知することができる故障検知装置を提供することである。
本発明に係る故障検知装置は、
パイロット圧源と、
アクチュエータに作動圧を供給するコントロール弁に対してパイロット圧を供給するパイロット圧供給部と、
前記パイロット圧源と前記パイロット圧供給部とを接続するパイロット油路と、
前記パイロット油路に配置され、前記パイロット油路の圧力を制御する圧力制御部と、を備えるパイロット回路の故障検知装置であって、
前記パイロット油路における前記圧力制御部のパイロット圧供給方向下流側の圧力を計測する圧力センサーと、
前記アクチュエータを動作させるための操作を受け付ける操作レバーが中立状態に戻されることに伴い、前記圧力制御部を制御して前記パイロット油路の圧力を順次切り換え、このときの前記圧力センサーの計測結果に基づいて故障診断を行うコントローラと、を備えることを特徴とする。
本発明の故障検知装置によれば、通常のレバー操作に伴い、自動的に油圧パイロット回路の故障を検知することができる。
本発明に係る故障検知装置を備える油圧システムの一例を示す図である。 図１に示した故障検知装置による故障検知処理の一例を示すフローチャートである。 故障検知の際の正常なパイロット油路圧の変化を示すグラフである。 故障判定例を示す表である。 本発明に係る故障検知装置を備える油圧システムの他の一例を示す図である。
図１は、本発明に係る故障検知装置を備える油圧システム１の一例を示す図である。図１に示すように、油圧システム１は、アクチュエータ２２に作動圧を供給するメイン回路１Ａ、メイン回路１Ａのコントロール弁２０にパイロット圧を供給する油圧パイロット回路１Ｂ及び油圧パイロット回路１Ｂの故障診断を行う故障検知装置１Ｃを備える。
油圧パイロット回路１Ｂは、パイロット圧源２、シーケンス弁３、減圧弁４、パイロット圧アンロード用ソレノイド弁６、コントローラ７、減圧ユニット１０、パイロット油路５、１３、及びリモコン弁１４等を備える。
シーケンス弁３は、油圧パイロット回路１Ｂの下限圧力を規定する圧力調整弁である。ここでは、シーケンス弁３の圧力設定値がａ［ＭＰａ］であるものとして説明する。この場合、シーケンス弁３は、パイロット圧源２の圧力が設定値ａ［ＭＰａ］より高くなると開弁し、他回路への油路に連通する。
減圧弁４は、油圧パイロット回路１Ｂを適正圧力に保持する圧力調整弁である。ここでは、減圧弁４の圧力設定値がｂ［ＭＰａ］であるものとして説明する。シーケンス弁３の設定圧力値ａ［ＭＰａ］と減圧弁４の設定圧力値ｂ［ＭＰａ］とは、ｂ＞ａの関係となっている。シーケンス弁３と減圧弁４との働きによって、減圧弁４を出たパイロット油路５の圧力範囲は、ａ〜ｂ［ＭＰａ］に保たれる。例えば、シーケンス弁３の設定圧力値ａが３．０［ＭＰａ］、減圧弁４の設定圧力値ｂが３．５［ＭＰａ］である場合、減圧弁４から出力される油圧は、３．０〜３．５［ＭＰａ］となる。
パイロット圧アンロード用ソレノイド弁６は、コントローラ７から出力される切換信号に従って、油圧パイロット回路１Ｂをオンロード状態とアンロード状態のいずれかに切り換える。具体的には、パイロット圧アンロード用ソレノイド弁６は、図１に示すように、非通電時に遮断位置（出力ポートと入力ポートが遮断された状態）となり、油圧パイロット回路１Ｂをアンロード状態に切り換える。一方、パイロット圧アンロード用ソレノイド弁６は、通電時に連通位置（出力ポートと入力ポートが連通している状態）となり、油圧パイロット回路１Ｂをオンロード状態に切り換える。
減圧ユニット１０は、パイロット圧減圧切換ソレノイド弁１１及び減圧弁１２を有する。パイロット圧減圧切換ソレノイド弁１１は、コントローラ７から出力される切換信号に従って、減圧ユニット１０から出力するパイロット圧を減圧状態と非減圧状態のいずれかに切り換える。減圧弁１２は、パイロット圧アンロード用ソレノイド弁６から出力されたパイロット圧を減圧して出力する。ここでは、減圧弁１２の設定圧力値がｃ［ＭＰａ］であるものとして説明する。減圧弁１２の設定圧力値ｃ［ＭＰａ］とシーケンス弁３の設定圧力値ａ［ＭＰａ］とは、ｃ＜ａの関係となっている。パイロット圧アンロード用ソレノイド弁６及び減圧ユニット１０は、油路パイロット回路１Ｂの圧力を制御する圧力制御部を構成する。
減圧ユニット１０は、コントローラ７からの切換信号に従うパイロット圧減圧切換ソレノイド弁１１の動作により、油圧パイロット回路１Ｂを、ａ〜ｂ［ＭＰａ］のパイロット圧が出力される非減圧状態、又はｃ［ＭＰａ］のパイロット圧が出力される減圧状態に切換可能となっている。パイロット圧減圧切換ソレノイド弁１１が遮断位置となっている場合、油圧パイロット回路１Ｂは減圧状態となり、パイロット圧減圧切換ソレノイド弁１１が連通位置となっている場合、油圧パイロット回路１Ｂは非減圧状態となる。なお、図１では、パイロット圧減圧切換ソレノイド弁１１は、遮断位置となっている。
パイロット油路５は、減圧弁４とパイロット圧アンロード用ソレノイド弁６を接続する油路である。パイロット油路１３は、減圧ユニット１０とリモコン弁１４を接続する油路である。減圧ユニット１０から出力されたパイロット圧は、パイロット油路１３を介してリモコン弁１４に供給される。
リモコン弁１４は、操作レバー１５に一体的に組み込まれた油圧機器である。リモコン弁１４は、コントロール弁２０に対してパイロット圧を供給するパイロット圧供給部を構成する。リモコン弁１４は、操作レバー１５の操作に連動して動作し、操作レバー１５の操作方向に対応するパイロット油路１６、１７に、操作量に応じたパイロット圧を出力する。操作レバー１５の操作量が大きいほど、出力されるパイロット圧は高くなる。
操作レバー１５が操作されて非中立状態になると、リモコン弁１４が開き、コントロール弁２０にパイロット圧が供給される。一方、操作レバー１５が操作されず中立状態になっていると、リモコン弁１４が閉じて、コントロール弁２０にパイロット圧は供給されない。操作レバー１５は、操作位置が中立か非中立かを検出し、検出結果を示す電気信号をコントローラ７に出力する。
メイン回路１Ａは、コントロール弁２０、油圧源２１及び油圧タンク２３等を備える。コントロール弁２０は、リモコン弁１４からパイロット油路１６又は１７を経由して供給されるパイロット圧により駆動方向を切り換えられる。コントロール弁２０は、切り換えられた駆動方向と開度に応じて、油圧源２１からの油圧をアクチュエータ２２に供給するとともに、アクチュエータ２２からの油を油圧タンク２３に戻す。
故障検知装置１Ｃは、コントローラ７、圧力センサー１８及び警報器２４を有する。コントローラ７は、パイロット圧アンロード用ソレノイド弁６及びパイロット圧減圧切換ソレノイド弁１１の通電状態を制御する。圧力センサー１８は、パイロット油路１３の圧力、すなわち圧力制御部（パイロット圧アンロード用ソレノイド弁６及び減圧ユニット１０）のパイロット圧供給方向下流側の圧力を計測し、計測結果を示す圧力信号をコントローラ７に出力する。警報器２４は、コントローラ７からの警報信号により、警報を発する。
上記構成の油圧システム１において、コントローラ７は、操作レバー１５から非中立状態を示す電気信号（操作信号）を受け取ると、パイロット圧アンロード用ソレノイド弁６にオンロード切換信号（通電）を出力すると共に、減圧ユニット１０のパイロット圧減圧切換ソレノイド弁１１に非減圧切換信号（通電）を出力する。これにより、パイロット油路５からパイロット圧アンロード用ソレノイド弁６及び減圧ユニット１０を経由して、パイロット油路１３に非減圧状態のパイロット圧（ａ〜ｂ［ＭＰａ］）が供給される。また、リモコン弁１４からコントール弁２０に対して、操作レバー１５の操作量に応じたパイロット圧が出力される。これにより、コントール弁２０が動作してアクチュエータ２２の一方の油室に作動油が供給され、アクチュエータ２２が操作レバー１５の操作量に応じた速度で駆動される。
以下、故障検知装置１Ｃによる故障検知の方法を、図２に示したフローチャートに従って説明する。また、故障検知処理時のパイロット油路１３の圧力（以下、「パイロット油路圧Ｐｐ」と称する）の正常な変化を図３に示す。なお、コントローラ７には、故障検知のための判定値が記憶されているものとする。
ステップ１において、コントローラ７は、操作レバー１５が中立状態に戻されることに伴い、操作レバー１５から中立状態であることを示す中立信号（電気信号）を受け取る。コントローラ７は、操作レバー１５が中立状態に戻されてからＡ秒間、パイロット圧アンロード用ソレノイド弁６及び減圧ユニット１０の状態をそのまま維持する。すなわち、パイロット圧アンロード用ソレノイド弁６は通電状態で維持され、油圧パイロット回路１Ｂはオンロード状態に維持される。また、パイロット圧減圧切換ソレノイド弁１１は通電状態に維持され、油圧パイロット回路１Ｂは非減圧状態に維持される。このときの油圧パイロット回路１Ｂの状態を「オンロード非減圧状態」（第１の圧力）と称する。
ステップ２において、コントローラ７は、パイロット圧アンロード用ソレノイド弁６及び減圧ユニット１０の状態が保持されているＡ秒間に、圧力センサー１８により計測されたパイロット油路圧Ｐｐ（計測結果）を受け取り、記録する。このときのパイロット油路圧Ｐｐを「オンロード非減圧圧力Ｐｏ」と称する。図３に示すように、正常なオンロード非減圧圧力Ｐｏは、ａ〜ｂ［ＭＰａ］である。
ステップ３において、コントローラ７は、操作レバー１５が中立状態に戻されてからＡ秒間経過後に、パイロット圧アンロード用ソレノイド弁６の通電状態を維持したまま、減圧ユニット１０を減圧状態（パイロット圧減圧切換ソレノイド弁１１を非通電状態）に切り換え、さらにＢ秒間この状態を維持する。このときの油圧パイロット回路１Ｂの状態を「オンロード減圧状態」と称する。
ステップ４において、減圧ユニット１０を減圧状態に切り換えた後のＢ秒間に、圧力センサー１８により計測されたパイロット油路圧Ｐｐ（計測結果）を受け取り、記録する。このときのパイロット油路圧Ｐｐを「オンロード減圧圧力Ｐｒ」（第２の圧力）と称する。図３に示すように、正常なオンロード減圧圧力Ｐｒは、ｃ［ＭＰａ］である。
ステップ５において、コントローラ７は、操作レバー１５が中立状態に戻されてから（Ａ+Ｂ）秒経過後に、パイロット圧アンロード用ソレノイド弁６を非通電状態に切り換える。油圧パイロット回路１Ｂは、アンロード状態となる。
ステップ６において、コントローラ７は、圧力センサー１８により計測されたパイロット油路圧Ｐｐを受け取り、記録する。このときのパイロット油路圧Ｐｐを「アンロード圧力Ｐｕ」（第３の圧力）と称する。図３に示すように、正常なアンロード圧力Ｐｕは、０［ＭＰａ］程度である。
ステップ７において、コントローラ７は、ステップ２で記録したオンロード非減圧圧力Ｐｏと、予め記憶している判定値（ａ〜ｂ［ＭＰａ］）とを比較する。オンロード非減圧圧力Ｐｏと判定値との差が所定の範囲内であればステップ８に進み、範囲外であればステップ１２に進む。
ステップ８において、コントローラ７は、ステップ４で記録したオンロード減圧圧力Ｐｒと、予め記憶している判定値（ｃ［ＭＰａ］）とを比較する。オンロード減圧圧力Ｐｒと判定値との差が所定の範囲内であればステップ９に進み、範囲外であればステップ１２に進む。
ステップ９において、コントローラ７は、ステップ６で記録したアンロード圧力Ｐｕと、予め記憶している判定値（０［ＭＰａ］）とを比較する。アンロード圧力Ｐｕと判定値との差が所定の範囲内であればステップ１０に進み、範囲外であればステップ１２に進む。
ステップ１０において、コントローラ７は、上記ステップ７からステップ９での判定がすべて範囲内と判定されたので、油圧パイロット回路１Ｂが正常であることを検知する。ステップ１１では、そのまま油圧回路の操作が継続される。
ステップ１２において、コントローラ７は、ステップ７からステップ９までのいずれかで、オンロード非減圧圧力Ｐｏ、オンロード減圧圧力Ｐｒ及びアンロード圧力Ｐｕのいずれかが範囲外であると判定されたので、油圧パイロット回路１Ｂが故障していることを検知する。
このとき、ステップ１３において、コントローラ７は、警報器２４に警報信号を出力する。警報器２４は、油圧パイロット回路１Ｂが故障していることを警報することで、オペレータに故障を知らせる。
なお、上述した故障検知処理は、操作レバー１５が中立状態で保持されているときにだけ実行される。すなわち、処理の途中で操作レバー１５が非中立状態となった場合は、その時点で故障検知処理は終了となる。操作レバー１５が中立状態となっている非作業中は、油圧パイロット回路１Ｂの圧力状態が安定するので、誤検知を防止でき、確実に故障を検知することができる。
図４は、上述した故障検知処理における油圧回路の操作状態と、パイロット圧アンロード用ソレノイド弁６及びパイロット圧減圧切換ソレノイド弁１１の通電状態、そのときの両ソレノイド弁６、１１によるパイロット油路の状態（パイロット油路圧Ｐｐ）、正常圧力、及び故障判定値例をまとめた表である。
故障検知装置１Ｃは、図１に示す油圧パイロット回路１Ｃに使用されているシーケンス弁３、減圧弁４、１２、及びソレノイド弁６、１１の故障を検知することができる。特に、頻繁に切り換え操作されるパイロット圧アンロード用ソレノイド弁６と、パイロット圧減圧切換ソレノイド弁１１の断線又はコンタミによるスティックなどの故障を検知することができる。
このように、故障検知装置１Ｃは、パイロット圧源２と、アクチュエータ２２に作動圧を供給するコントロール弁２０に対してパイロット圧を供給するリモコン弁１４（パイロット圧供給部）と、パイロット圧源２とリモコン弁１４とを接続するパイロット油路５、１３と、パイロット油路５、１３に配置され、パイロット油路５、１３の圧力を制御する圧力制御部と、を備えるパイロット回路１Ｂの故障検知装置である。故障検知装置１Ｃは、パイロット油路１３における圧力制御部のパイロット圧供給方向下流側の圧力を計測する圧力センサー１８と、アクチュエータ２２を動作させるための操作を受け付ける操作レバー１５が中立状態に戻されることに伴い、圧力制御部を制御してパイロット油路１３の圧力を順次切り換え、このときの圧力センサー１８の計測結果に基づいて故障診断を行うコントローラ７と、を備える。
本実施の形態では、油圧パイロット回路１Ｂの圧力制御部は、パイロット回路をオンロード状態又はアンロード状態に切り換えるパイロット圧アンロード用ソレノイド弁６、パイロット圧アンロード用ソレノイド弁６のパイロット圧供給方向下流側に配置され、オンロード状態となっているパイロット回路を減圧状態又は非減圧状態に切り換える減圧ユニット１０と、を含む。
以上のように、故障検知装置１Ｃは、操作レバー１５の操作と同時にパイロット圧が供給される油圧パイロット回路１Ｂにおいて、操作レバー１５が中立状態に戻されることを起点として、所定時間を置いて油圧パイロット回路１Ｂのソレノイド弁６、１１を順次制御して、パイロット圧を落としていく方向で切り換える。そして、その間にパイロット油路１３の圧力を測定し、判定値と比較することにより故障診断を行う。したがって、操作レバー１５の通常の操作中に自動的に何度も油圧パイロット回路１Ｂの故障診断を行うことができる。
特に、ソレノイド弁６、１１が切換側でコンタミによりスティックして戻らなくなった場合にも確実にその故障を検知することができる。故障検知により故障修理等の対応を迅速に取ることが可能となるので、油圧システム１を備えた産業機械、建設機械等の信頼性を高めることができる。
図５は、本発明に係る故障検知装置を備える油圧システムの他の一例を示す図である。油圧システム３０は、図１に示した油圧システム１と次の２点で相違する。
１つ目の相違点は、図１に示す油圧システム１では、操作レバー１５に内蔵されたリモコン弁１４がメイン回路１Ａのコントロール弁２０にパイロット圧を供給するのに対し、図５に示す油圧システム３０では、油圧パイロット回路３０Ｂの電磁比例弁２５がメイン回路３０Ａのコントロール弁２０にパイロット圧を供給する点である。すなわち、電磁比例弁２５は、コントロール弁２０に対してパイロット圧を供給するパイロット圧供給部を構成する。
２つ目の相違点は、図１に示す油圧システム１の操作レバー１５は、操作レバー１５が中立状態か非中立状態かを検出し、その電気信号のみをコントローラ７に出力するのに対し、図５に示す油圧システム３０の操作レバー２６は、操作レバー２６の操作方向及び操作量に応じた操作信号（電気信号）をコントローラ３２に出力する点である。
油圧システム３０では、コントローラ３２は、操作レバー２６の操作方向に対応する電磁比例弁２５に対して、操作量に応じた駆動電気信号を出力する。電磁比例弁２５は、コントローラ３２から受け取った駆動電気信号に比例するパイロット圧を生成し、コントロール弁２０に供給する。以上のように、図５に示す油圧システム３０は、いわゆる電気操作システムを用いた回路となっている。その他の構成は図１で説明した油圧システム１と共通するので以下の説明を省略する。
図１に示す油圧システム１と同様に、図５に示した油圧システム３０において、コントローラ３２は、操作レバー２６から非中立状態を示す電気信号（操作電気信号）を受け取ると、パイロット圧アンロード用ソレノイド弁６にオンロード切換電気信号（通電）を出力すると共に、減圧ユニット１０のパイロット圧減圧切換ソレノイド弁１１に非減圧切換電気信号（通電）を出力する。これにより、パイロット油路５からパイロット圧アンロード用ソレノイド弁６及び減圧ユニット１０を経由して、パイロット油路２７に非減圧状態のパイロット圧（ａ〜ｂ［ＭＰａ］）が供給される。また、操作レバー２６の操作量に応じた駆動電気信号が電磁比例弁２５に出力され、電磁比例弁２５は、駆動電気信号に比例して生成したパイロット圧をコントロール弁２０に供給する。これにより、コントロール弁２０が動作してアクチュエータ２２の一方の油室に作動油が供給され、アクチュエータ２２が操作レバー２６の操作量に応じた速度で駆動される。
また、図５に示した電気操作システムを用いた油圧システム３０でも、図２に示したフローチャートに従って故障検知装置３０Ｃによる故障検知処理が行われる。したがって、図１に示す油圧システム１と同様に、操作レバー２６が中立状態に戻されることを起点として、所定時間を置いて油圧パイロット回路３０Ｂのソレノイド弁６、１１を順次制御して、パイロット圧を切り換える。その間にパイロット油路２７の圧力を測定し、判定値と比較することにより故障診断を行う。したがって、操作レバー２６の通常の操作中に自動的に何度も油圧パイロット回路３０Ｂの故障を検知することができる。
特に、ソレノイド弁６及び１１が切換側でコンタミによりスティックした場合に確実に故障を検知することができる。故障検知により故障修理等の対応を迅速に取ることが可能となるので、油圧システム３０を備えた建設機械等の信頼性を高めることができる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、実施の形態では、１個のパイロット圧減圧切換ソレノイド弁１１と、１個の減圧弁１２を備えた減圧ユニット１０による、１段階で減圧可能な油圧パイロット回路１Ｂの例を説明したが、圧力制御部として、２段階以上で減圧可能な減圧ユニットを備えた油圧パイロット回路にも本発明が適用可能なことは勿論である。その場合にも、パイロット圧減圧切換ソレノイド弁の制御方法と故障検知用の判定値を追加変更することにより対応できる。すなわち、操作レバーが中立に戻されることを起点として所定時間を置いて油圧パイロット回路のソレノイド弁を順次制御して、油圧パイロット回路の圧力状態を切り換えていき、その間にパイロット油路の圧力を測定し判定値と比較することで、操作レバー操作中に自動的に何度も油圧パイロット回路の故障を検知することが可能である。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
２０１６年３月３１日出願の特願２０１６−０７０９９３の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
１ 油圧システム
１Ａ メイン回路
１Ｂ 油圧パイロット回路
１Ｃ 故障検知装置
２ パイロット圧源
６ パイロット圧アンロード用ソレノイド弁（圧力制御部）
７ コントローラ
１０ 減圧ユニット（圧力制御部）
１１ パイロット圧減圧切換ソレノイド弁
１２ 減圧弁
５、１３ パイロット油路
１４ リモコン弁（パイロット圧供給部）
１５ 操作レバー
１８ 圧力センサー
２０ コントロール弁
２２ アクチュエータ

Claims (5)

  1. パイロット圧源と、
    アクチュエータに作動圧を供給するコントロール弁に対してパイロット圧を供給するパイロット圧供給部と、
    前記パイロット圧源と前記パイロット圧供給部とを接続するパイロット油路と、
    前記パイロット油路に配置され、前記パイロット油路の圧力を制御する圧力制御部と、を備えるパイロット回路の故障検知装置であって、
    前記パイロット油路における前記圧力制御部のパイロット圧供給方向下流側の圧力を計測する圧力センサーと、
    前記アクチュエータを動作させるための操作を受け付ける操作レバーが中立状態に戻されることに伴い、前記圧力制御部を制御して前記パイロット油路の圧力を順次切り換え、このときの前記圧力センサーの計測結果に基づいて故障診断を行うコントローラと、を備えることを特徴とする故障検知装置。
  2. 前記圧力制御部は、前記パイロット回路をオンロード状態又はアンロード状態に切り換えるパイロット圧アンロード用ソレノイド弁を含むことを特徴とする請求項１に記載の故障検知装置。
  3. 前記圧力制御部は、前記パイロット圧アンロード用ソレノイド弁のパイロット圧供給方向下流側に配置され、前記オンロード状態となっている前記パイロット回路を減圧状態又は非減圧状態に切り換える減圧ユニットと、を含むことを特徴とする請求項２に記載の故障検知装置。
  4. 前記コントローラは、前記操作レバーが中立状態に戻された後のオンロード非減圧状態における第１の圧力と、前記操作レバーが前記中立状態に戻されてからＡ時間経過後のオンロード減圧状態における第２の圧力と、前記操作レバーが前記中立状態に戻されてから（Ａ＋Ｂ）時間経過後のアンロード状態における第３の圧力と、に基づいて故障診断を行うことを特徴とする請求項３に記載の故障検知装置。
  5. 前記コントローラは、前記第１の圧力、前記第２の圧力及び前記第３の圧力と、それぞれに対応して予め設定された判定値とを比較することにより故障診断を行うことを特徴とする請求項４に記載の故障検知装置。
JP2018509666A 2016-03-31 2017-03-31 故障検知装置 Active JP6816764B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016070993 2016-03-31
JP2016070993 2016-03-31
PCT/JP2017/013646 WO2017171022A1 (ja) 2016-03-31 2017-03-31 故障検知装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2017171022A1 JPWO2017171022A1 (ja) 2019-02-07
JP6816764B2 true JP6816764B2 (ja) 2021-01-20

Family

ID=59965989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018509666A Active JP6816764B2 (ja) 2016-03-31 2017-03-31 故障検知装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10920804B2 (ja)
EP (1) EP3438470B1 (ja)
JP (1) JP6816764B2 (ja)
CN (1) CN108779792B (ja)
WO (1) WO2017171022A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109268347B (zh) * 2018-11-26 2024-02-13 湖北华电江陵发电有限公司 一种发电机组及其汽轮机遮断预警系统
CN113007159B (zh) * 2021-02-09 2023-03-10 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 液压张紧方法、液压张紧装置和连续采煤机
CN114295349B (zh) * 2021-12-23 2023-11-17 广东华控汽车科技有限公司 一种节气门体功能测试设备
CN114439815A (zh) * 2022-01-25 2022-05-06 北京三一智造科技有限公司 回转缓冲阀用测试系统及测试主机

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3910314A (en) * 1973-08-16 1975-10-07 Koehring Co High-speed shutoff and dump valve
JP2556838Y2 (ja) * 1992-12-28 1997-12-08 東洋運搬機株式会社 荷役車両の油圧回路
JPH08210307A (ja) 1995-02-07 1996-08-20 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd アタッチメント作動油圧回路
JP3277986B2 (ja) * 1997-05-14 2002-04-22 日立建機株式会社 油圧式建設作業機械の制御装置
JPH11294402A (ja) * 1998-04-13 1999-10-26 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 油圧弁制御装置
CN100350159C (zh) * 2001-01-19 2007-11-21 日立建机株式会社 液压马达的故障检测装置
CN1736829A (zh) * 2004-08-21 2006-02-22 山东临工工程机械有限公司 装载机工作液压系统嵌入式故障诊断装置
JP4896774B2 (ja) * 2007-02-28 2012-03-14 日立建機株式会社 油圧作業機械の安全装置
CN102561450B (zh) * 2012-02-20 2014-06-25 上海三一重机有限公司 一种挖掘机电控主泵切换为液控的控制结构及控制方法
CN103046610B (zh) * 2012-12-28 2015-09-02 三一重机有限公司 一种行走信号检测装置及行走机械
JP6474908B2 (ja) * 2015-09-25 2019-02-27 日立建機株式会社 作業機械の油圧システム
CN108884846B (zh) * 2016-03-24 2020-05-15 株式会社多田野 故障诊断装置
JP6487872B2 (ja) * 2016-03-30 2019-03-20 日立建機株式会社 作業機械の駆動制御装置
JP6731373B2 (ja) * 2017-03-30 2020-07-29 日立建機株式会社 建設機械

Also Published As

Publication number Publication date
EP3438470A4 (en) 2019-11-06
EP3438470B1 (en) 2022-01-26
WO2017171022A1 (ja) 2017-10-05
US20200291971A1 (en) 2020-09-17
CN108779792A (zh) 2018-11-09
EP3438470A1 (en) 2019-02-06
US10920804B2 (en) 2021-02-16
JPWO2017171022A1 (ja) 2019-02-07
CN108779792B (zh) 2020-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6816764B2 (ja) 故障検知装置
JP6603568B2 (ja) 油圧駆動システム
JP2017110672A5 (ja)
US9284719B2 (en) Hydraulic system for construction machine having electronic hydraulic pump
JP2006308073A (ja) 建設機械の油圧駆動システム
EP3249117B1 (en) Control system for construction machine
WO2012023229A1 (ja) 建設機械のフィルタ目詰まり検出装置
JP2012030741A (ja) 航空機アクチュエータの制御装置
JP2007002462A (ja) 作業機械の油圧回路
US20140158235A1 (en) Hydraulic control system for construction machinery
CN110785348A (zh) 操舵控制系统以及操舵装置的停止方法
CN107917114B (zh) 检测非指令性阀芯定位并阻止流体流向液压执行器的方法
US10119249B2 (en) Control device for confluence flow rate of working device for construction machinery and control method therefor
US20230113357A1 (en) Pump backstream prevention structure for semiconductor fabrication equipment
JP5117972B2 (ja) アクチュエータ装置及びパワーアシスト装置
JP3924088B2 (ja) 油圧機械の制御装置
JP2010048359A (ja) 建設機械のポンプ制御回路
US9664208B2 (en) Engine control method of construction machine
KR101451110B1 (ko) 건설기계용 유압장비 진단유닛
US11913480B2 (en) Integrated pressure diagnostic for off-highway steering isolation circuit
JP2013036404A (ja) 蒸気タービンシステム及び蒸気タービンシステムの保安装置の運転状態切換方法
KR100969371B1 (ko) 자동변속기의 유압 해방 방법 및 그 장치
KR102475528B1 (ko) 건설기계의 제어장치 및 제어방법
JP6641852B2 (ja) 作業機械の油圧システム及びその制御方法
KR102309868B1 (ko) 전자비례감압밸브 진단 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20190617

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20191126

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191226

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201124

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201207

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6816764

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250