JPH0542628B2 - - Google Patents

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JPH0542628B2
JPH0542628B2 JP59240476A JP24047684A JPH0542628B2 JP H0542628 B2 JPH0542628 B2 JP H0542628B2 JP 59240476 A JP59240476 A JP 59240476A JP 24047684 A JP24047684 A JP 24047684A JP H0542628 B2 JPH0542628 B2 JP H0542628B2
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JP
Japan
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hydraulic cylinder
hydraulic
hydraulic pump
speed
cylinder
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JP59240476A
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Japanese (ja)
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Hajime Yasuda
Shuichi Ichama
Yukio Aoyanagi
Masaki Kanehara
Keiichiro Uno
Tomohiko Yasuda
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication of JPH0542628B2 publication Critical patent/JPH0542628B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、種々の機械、装置の駆動部の変移量
を検出するセンサにおいて、このセンサに故障が
発生しているときこれを検出するセンサの故障検
出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a sensor for detecting the amount of displacement of a driving part of various machines and devices, and a sensor that detects when a failure occurs in the sensor. The present invention relates to a failure detection device.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

種々の機械、装置の駆動部には、その駆動部の
駆動形態に応じて適宜のセンサが取付けられ、こ
のセンサにより当該駆動部の変位量や位置が検出
される。検出された値は機械、装置の制御部にと
り入れられ、この値に基づいて当該機械、装置の
所望の制御が行なわれる。
2. Description of the Related Art Appropriate sensors are attached to drive units of various machines and devices depending on the drive mode of the drive unit, and the displacement amount and position of the drive unit are detected by this sensor. The detected value is taken into the control section of the machine or device, and the desired control of the machine or device is performed based on this value.

ところで、このようなセンサの検出値に基づく
制御においては、そのセンサに故障が発生して正
確な検出ができなくなると、所期の制御が不可能
となり、制御対象である機械、装置は指令と異な
る予期しない作動を行ない、極めて危険である。
しかしながら、従来、このようなセンサの故障を
検出する適宜の手段はなく、機械、装置に上記予
期しない作動が現われてはじめてセンサの故障に
気付くのが通常であり、危険発生のおそれが常に
付随していた。
By the way, in control based on the detection value of such a sensor, if a failure occurs in the sensor and accurate detection is no longer possible, the desired control becomes impossible and the machine or device being controlled will not be able to follow the command. It can operate in different and unexpected ways and is extremely dangerous.
However, conventionally, there has been no appropriate means to detect such sensor failures, and it is common for a sensor failure to be noticed only when the above-mentioned unexpected operation occurs in a machine or device, and there is always a risk of danger occurring. was.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、上記従来の問題点を解決
し、センサの故障を確実に検出することができ、
ひいては機械、装置の安全性を向上することがで
きるセンサの故障検出装置を提供するにある。
The present invention has been made in view of these circumstances, and its purpose is to solve the above-mentioned conventional problems, to be able to reliably detect sensor failure,
Another object of the present invention is to provide a sensor failure detection device that can improve the safety of machines and equipment.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記の目的を達成するため、本発明は、油圧ポ
ンプと、この油圧ポンプの吐出油により駆動され
る油圧シリンダと、この油圧シリンダにより駆動
されるリンク機構と、このリンク機構のリンク間
の相対角度を検出するセンサとを備えたものにお
いて、少なくとも前記油圧ポンプの回転数に基づ
いて演算される当該油圧ポンプの吐出油量を、前
記油圧シリンダの内径で除算して前記油圧シリン
ダの変位速度の理論値を演算する第1の演算手段
と、前記センサの検出値および前記油圧シリンダ
と前記リンクとの連結位置の変化に基づいて前記
油圧シリンダの変位速度の理論値を演算する第2
の演算手段と、前記第1の演算手段により得られ
た値と前記第2の演算手段により得られた値との
差を演算する第3の演算手段と、この第3の演算
手段で得られた値が所定の値を超えたとき異常信
号を出力する出力手段とを設けたことを特徴とす
る。
To achieve the above object, the present invention provides a hydraulic pump, a hydraulic cylinder driven by discharge oil of the hydraulic pump, a link mechanism driven by the hydraulic cylinder, and a relative angle between the links of the link mechanism. and a sensor for detecting the displacement speed of the hydraulic cylinder by dividing the amount of oil discharged from the hydraulic pump, which is calculated based on at least the rotational speed of the hydraulic pump, by the inner diameter of the hydraulic cylinder. a first calculating means for calculating a value; and a second calculating means for calculating a theoretical value of a displacement speed of the hydraulic cylinder based on a detected value of the sensor and a change in a connection position between the hydraulic cylinder and the link.
a third calculating means for calculating the difference between the value obtained by the first calculating means and the value obtained by the second calculating means; The present invention is characterized in that it is provided with an output means for outputting an abnormal signal when the value exceeds a predetermined value.

第1の演算手段は、油圧ポンプの回転数と油圧
ポンプのおしのけ容積とを乗算することにより、
又は油圧ポンプの回転数と油圧ポンプのおしのけ
容積可変機構変位量とに基づいて、当該油圧ポン
プの吐出油量を演算し、この演算された吐出油量
を油圧シリンダの内径で除算して油圧シリンダの
変位速度を演算する。一方、第2の演算手段は、
第1の演算手段で用いた物理量とは異なる物理
量、即ち、センサで検出されたリンク間の相対角
度と、油圧シリンダとリンクとの連結位置の変化
とに基づいて油圧シリンダの変位速度を演算す
る。そして、第1の演算手段と第2の演算手段と
で得られた油圧シリンダの両変位速度の差を第3
の演算手段で演算し、両者の差が所定の値を超え
ているときセンサ異常と判断する。
The first calculation means multiplies the rotational speed of the hydraulic pump by the displacement volume of the hydraulic pump.
Alternatively, the amount of oil discharged from the hydraulic pump is calculated based on the number of revolutions of the hydraulic pump and the amount of displacement of the variable displacement mechanism of the hydraulic pump, and the calculated amount of oil discharged is divided by the inner diameter of the hydraulic cylinder to calculate the amount of oil discharged from the hydraulic cylinder. Calculate the displacement speed of On the other hand, the second calculation means is
The displacement speed of the hydraulic cylinder is calculated based on a physical quantity different from the physical quantity used in the first calculation means, that is, the relative angle between the links detected by the sensor and the change in the connection position between the hydraulic cylinder and the link. . Then, the difference between the displacement speeds of the hydraulic cylinder obtained by the first calculation means and the second calculation means is calculated as a third calculation means.
When the difference between the two exceeds a predetermined value, it is determined that the sensor is abnormal.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be explained based on illustrated embodiments.

第1図は本発明の第1の実施例に係る油圧シヨ
ベルの角度検出器の故障検出装置のブロツク図で
ある。図で、1は油圧シヨベルに塔載されたエン
ジン等の原動機、2は原動機1で駆動される油圧
ポンプ、3は油圧シヨベル本体に可回動に取付け
られたブーム、4はブーム3の支点Aに可回動に
取付けられたアーム、5はブーム3の支点Bとア
ーム4の支点Cとの間に可回動に装架された油圧
シリンダである。6は油圧ポンプ2と油圧シリン
ダ5の間の油圧回路に介在する切換弁であり、油
圧シリンダ5の駆動を制御する。7は油圧回路の
最高圧を規定するリリーフ弁であり、回路圧力が
設定圧以上のとき油をタンクTにリリーフする。
FIG. 1 is a block diagram of a failure detection device for an angle detector of a hydraulic excavator according to a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a prime mover such as an engine mounted on a hydraulic excavator, 2 is a hydraulic pump driven by the prime mover 1, 3 is a boom rotatably attached to the hydraulic excavator body, and 4 is a fulcrum A of the boom 3. An arm 5 rotatably attached to the boom 3 is a hydraulic cylinder rotatably mounted between a fulcrum B of the boom 3 and a fulcrum C of the arm 4. Reference numeral 6 denotes a switching valve interposed in the hydraulic circuit between the hydraulic pump 2 and the hydraulic cylinder 5, and controls the drive of the hydraulic cylinder 5. Reference numeral 7 denotes a relief valve that defines the maximum pressure of the hydraulic circuit, and relieves oil to the tank T when the circuit pressure is equal to or higher than the set pressure.

8はブーム3とアーム4との間の相対角度を検
出する角度検出器であり、検出された角度に応じ
た信号θを出力する。9は油圧ポンプ2の回転数
を検出する回転数検出器であり、検出された回転
数に応じた信号nを出力する。10は切換弁6に
対して設けられたリミツトスイツチであり、切換
弁6の操作がフルストロークであるときこれを検
出して信号eを出力する。11は角度信号θ、回
転数信号nおよびストローク信号eを入力して所
定の演算、制御を実行する演算制御部であり、マ
イクロコンピユータ等により構成される。12は
演算制御部11の演算結果を表示する表示部であ
る。
An angle detector 8 detects the relative angle between the boom 3 and the arm 4, and outputs a signal θ according to the detected angle. A rotation speed detector 9 detects the rotation speed of the hydraulic pump 2, and outputs a signal n corresponding to the detected rotation speed. Reference numeral 10 denotes a limit switch provided for the switching valve 6, which detects when the switching valve 6 is operated at a full stroke and outputs a signal e. Reference numeral 11 denotes an arithmetic control section which inputs the angle signal .theta., the rotational speed signal n, and the stroke signal e and executes predetermined arithmetic operations and control, and is constituted by a microcomputer or the like. Reference numeral 12 denotes a display unit that displays the calculation results of the calculation control unit 11.

切換弁6を、例えば右側位置に切換えると、原
動機1により駆動されている油圧ポンプ2からの
圧油が油圧シリンダ5のヘツド側に供給され、
又、油圧シリンダ5のロツド側は切換弁6を経て
タンクTに接続される。このため、油圧シリンダ
5のロツドは伸長し、アーム4は支点Aを中心に
時計方向に回動する。この回動により、ブーム3
とアーム4の相対角度が変化し、この変化した角
度は角度検出器8により検出され、これに応じた
信号θとして出力される。切換弁6を中立位置に
戻すと、油圧シリンダ5の作動は停止する。
When the switching valve 6 is switched, for example, to the right position, pressure oil from the hydraulic pump 2 driven by the prime mover 1 is supplied to the head side of the hydraulic cylinder 5.
Further, the rod side of the hydraulic cylinder 5 is connected to the tank T via a switching valve 6. Therefore, the rod of the hydraulic cylinder 5 is extended, and the arm 4 is rotated clockwise about the fulcrum A. This rotation causes boom 3
The relative angle of the arm 4 changes, and this changed angle is detected by the angle detector 8 and output as a signal θ corresponding to this. When the switching valve 6 is returned to the neutral position, the operation of the hydraulic cylinder 5 is stopped.

本実施例では、角度検出器5の故障の有無の判
定は演算制御部11で行なわれる。この演算制御
部11の動作を、第2図に示すフローチヤートを
参照しながら説明する。まず、リミツトスイツチ
10からの信号eを読み込み(手順S1)、切換弁
6がフルストローク操作されているか否か判断し
(手順S2)、フルストローク操作されていなければ
故障の有無の判定を行なわない。即ち、本実施例
では、油圧ポンプ2の圧油が絞り捨てられること
なく全量、油圧シリンダ5に供給されている状態
で判定を行なう。その理由は以下の動作の説明に
より明らかにされる。切換弁6がフルストローク
操作されていると判断されると、次に油圧ポンプ
2の回転数nが読み込まれ(手順S3)、これに基
づいて油圧ポンプ2の吐出量Qが演算される(手
順S4)。吐出量Qは、油圧ポンプ2のおしのけ容
積をDpとすると、Q=Dp・nにより演算され
る。なお、油圧ポンプ2のおしのけ容積Dpは当
該油圧ポンプ2の設計上の値(油圧ポンプ2が可
変容量ポンプの場合、その傾転角も算出の基礎に
なる)に基づき周知の式によつて算出されてい
る。次に、吐出量Qに基づいて油圧シリンダ5の
シリンダ速度Vpが演算される(手順S5)。このシ
リンダ速度Vpは吐出量Qが全量油圧シリンダ5
に供給された場合の理論上の速度である。速度
Vpは、油圧シリンダ5の内径をDcとすると、
Vp=Q/Dcの演算式で算出される。
In this embodiment, the arithmetic control unit 11 determines whether or not the angle detector 5 is malfunctioning. The operation of this arithmetic control section 11 will be explained with reference to the flowchart shown in FIG. First, the signal e from the limit switch 10 is read (step S 1 ), and it is determined whether or not the switching valve 6 is operated to a full stroke (step S 2 ). If the switching valve 6 is not operated to a full stroke, it is determined whether there is a failure. do not have. That is, in this embodiment, the determination is made while the entire amount of pressure oil in the hydraulic pump 2 is being supplied to the hydraulic cylinder 5 without being squeezed out. The reason for this will become clear from the explanation of the operation below. When it is determined that the switching valve 6 is operated at full stroke, the rotation speed n of the hydraulic pump 2 is read (step S 3 ), and the discharge amount Q of the hydraulic pump 2 is calculated based on this (step S 3 ). Step S4 ). The discharge amount Q is calculated by Q=Dp·n, where Dp is the displacement volume of the hydraulic pump 2. The displacement volume Dp of the hydraulic pump 2 is calculated using a well-known formula based on the design value of the hydraulic pump 2 (if the hydraulic pump 2 is a variable displacement pump, its tilt angle is also the basis for calculation). has been done. Next, the cylinder speed Vp of the hydraulic cylinder 5 is calculated based on the discharge amount Q (step S 5 ). This cylinder speed Vp means that the discharge amount Q is the full amount hydraulic cylinder 5.
This is the theoretical speed when supplied to speed
Vp is defined as the inner diameter of the hydraulic cylinder 5 as Dc.
It is calculated using the formula Vp=Q/Dc.

次に、角度検出器8から角度信号θを読み込み
(手順S6)、この角度信号θに基づいて油圧シリン
ダ5のシリンダの長さlcを演算する。このシリン
ダ長さlcの演算を第3図に示す線図を参照しなが
ら説明する。第3図で、A,B,Cは第1図に示
す支点A,B,Cの位置、C′は油圧シリンダ5の
ロツドが伸長したことによる新らしい支点位置、
θは油圧シリンダ5のロツド伸長前の角度、θ′は
ロツド伸長後の角度である。ここで、線分=
a,線分=′=b,線分=lc,線分
BC′=lc+Δlcとすると、 lc=√22−2・ ……(1) lc+Δlc=√22−2・′ であるから、油圧シリンダ5の伸長分Δlcは Δlc=√22−2・ −√22−2・′ ……(2) として求めることができる。なお、長さa,bは
既知であり、角度θ,θ′は角度検出器8により得
られる。
Next, the angle signal θ is read from the angle detector 8 (step S 6 ), and the cylinder length lc of the hydraulic cylinder 5 is calculated based on this angle signal θ. The calculation of this cylinder length lc will be explained with reference to the diagram shown in FIG. In Fig. 3, A, B, and C are the positions of the fulcrums A, B, and C shown in Fig. 1, and C' is the new fulcrum position due to the extension of the rod of the hydraulic cylinder 5.
θ is the angle of the hydraulic cylinder 5 before the rod is extended, and θ' is the angle after the rod is extended. Here, line segment =
a, line segment ='=b, line segment = lc, line segment
If BC′=lc+Δlc, then lc=√ 2 + 2 −2・……(1) lc+Δlc=√ 2 + 2 −2・′ Therefore, the extension Δlc of the hydraulic cylinder 5 is Δlc=√ 2 + 2 − It can be obtained as 2・−√ 2 + 2 −2・′ ……(2). Note that the lengths a and b are known, and the angles θ and θ' are obtained by the angle detector 8.

さて、手順S7において、上記(1)式により長さlc
を求めた後、ある微小時間Δt経過後再び角度信
号θ′を読み込み、上記(2)式により油圧シリンダ5
の伸長分Δlcを演算する。そして、微小時間Δtお
よび算出された伸長分Δlcに基づいて、油圧シリ
ンダ5のシリンダ速度Vcが演算される(手順
S8)。速度Vcの演算は、Vc≒Δlc/Δtによりなさ
れる。このシリンダ速度Vcは角度検出器8の検
出値に基づく速度であり、角度検出器8が故障し
ていない場合は、油圧シリンダ5の実際の速度と
なる。次に、手順S5で求めた理論上のシリンダ速
度Vpと、手順S8で求めた角度検出器8によるシ
リンダ速度Vcの絶対値の差ΔVを演算する(手順
S9)。次いで、差ΔVをある設定値ΔVsと比較し
(手順S10)、差ΔVが設定値ΔVs未満であるとき表
示部12に角度検出器8が正常である旨の表示を
する(手順S11)。又、手順S10において、差ΔVが
設定値ΔVs以上であるとき、即ち、油圧シリン
ダ5の理論上の速度と、角度検出器8により求め
られた速度とが相当以上異なる場合、速度Vcに
おける変数は角度信号のみであることから、角度
検出器8に故障が生じていると判断し、表示部1
2に角度検出器8が異常である旨を表示する。
Now, in step S7 , the length lc is determined by equation (1) above.
After calculating, after a certain minute time Δt has elapsed, the angle signal θ' is read again, and the hydraulic cylinder 5 is
Calculate the extension Δlc. Then, the cylinder speed Vc of the hydraulic cylinder 5 is calculated based on the minute time Δt and the calculated extension Δlc (procedure
S8 ). The velocity Vc is calculated by Vc≈Δlc/Δt. This cylinder speed Vc is a speed based on the detected value of the angle detector 8, and is the actual speed of the hydraulic cylinder 5 if the angle detector 8 is not malfunctioning. Next, calculate the difference ΔV between the absolute value of the theoretical cylinder speed Vp obtained in step S 5 and the cylinder speed Vc measured by the angle detector 8 obtained in step S 8 (step
S9 ). Next, the difference ΔV is compared with a certain set value ΔVs (step S 10 ), and when the difference ΔV is less than the set value ΔVs, a message that the angle detector 8 is normal is displayed on the display unit 12 (step S 11 ). . Further, in step S10 , when the difference ΔV is greater than or equal to the set value ΔVs, that is, when the theoretical speed of the hydraulic cylinder 5 and the speed determined by the angle detector 8 differ by a considerable amount, the variable in the speed Vc Since there is only an angle signal, it is determined that there is a failure in the angle detector 8, and the display unit 1
2 indicates that the angle detector 8 is abnormal.

なお、上記動作においては、油圧ポンプ2は正
常に作動しているものとみなすものである。又、
微小時間Δtは、演算制御部11に内蔵されたタ
イマ等により測定される。
In addition, in the above operation, it is assumed that the hydraulic pump 2 is operating normally. or,
The minute time Δt is measured by a timer or the like built into the arithmetic control unit 11.

このように、本実施例では、油圧ポンプの吐出
量に基づいて算出された理論上の油圧シリンダの
速度と、角度検出器の検出信号に基づいて算出さ
れた油圧シリンダ速度との差を求め、その差があ
る設定値以上であるとき、角度検出器に異常が発
生していると判断するようにしたので、確実に角
度検出器の故障を検出することができ、安全性を
向上せしめることができる。
In this way, in this embodiment, the difference between the theoretical hydraulic cylinder speed calculated based on the discharge amount of the hydraulic pump and the hydraulic cylinder speed calculated based on the detection signal of the angle detector is calculated, When the difference is greater than a certain set value, it is determined that an abnormality has occurred in the angle detector. This makes it possible to reliably detect failures in the angle detector and improve safety. can.

第4図は本発明の第2の実施例に係る油圧シヨ
ベルの角度検出器の故障検出装置のブロツク図で
ある。図で、第1図に示す部分と同一部分には同
一符号が付してある。11′は第1図に示す演算
制御部に対応する本実施例の演算制御部である。
14はバケツト、15はブームシリンダ、16は
バケツトシリンダ、17はブーム角度検出器、1
8はバケツト角度検出器である。第1図および第
4図から明らかなように、油圧シリンダ5はアー
ムシリンダであり、角度検出器8はアーム角度検
出器である。
FIG. 4 is a block diagram of a failure detection device for a hydraulic excavator angle detector according to a second embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals. 11' is an arithmetic control section of this embodiment corresponding to the arithmetic control section shown in FIG.
14 is a bucket, 15 is a boom cylinder, 16 is a bucket cylinder, 17 is a boom angle detector, 1
8 is a bucket angle detector. As is clear from FIGS. 1 and 4, the hydraulic cylinder 5 is an arm cylinder, and the angle detector 8 is an arm angle detector.

20はブームシリンダ15、アームシリンダ
5、バケツトシリンダ16を駆動する可変容量油
圧ポンプ(以下、単に油圧ポンプという。)、20
aは油圧ポンプ20のおしのけ容積可変機構(以
下、斜板で代表させる)、21は斜板20aの傾
転角を検出する傾転角検出器である。傾転角検出
器21からは、検出された傾転角に応じた信号α
が出力される。22aはブームレバー変位検出
器、22bはアームレバー変位検出器、22cは
バケツトレバー変位検出器であり、それぞれ信号
l1,l2,l3を出力する。各信号l1,l2,l3は、レバ
ーが中立位置にあるとき「0」、レバーが操作さ
れたとき「1」となる。23はリリーフ弁(図示
されていない)がリリーフ状態にあるか否かを検
出するリリーフ検出器であり、その出力信号γ
は、リリーフ弁がリリーフ状態にあるとき「1」、
リリーフ状態にないとき「0」となる。なお、リ
リーフ検出器は、リリーフ弁のタンク側回路に流
量検出器、又は、圧力検出器と絞りを接続するこ
とにより得られる。演算制御部11′には、油圧
ポンプ20の傾転角信号αおよび回転数信号n、
リリーフ検出信号γ、レバー変位検出信号l1,l2
l3、角度検出器8の角度信号θが入力され、これ
により、アーム4の角度検出器8の故障の有無の
判定が行なわれる。
20 is a variable capacity hydraulic pump (hereinafter simply referred to as hydraulic pump) that drives the boom cylinder 15, arm cylinder 5, and bucket cylinder 16;
21 is a tilt angle detector that detects the tilt angle of the swash plate 20a. The tilt angle detector 21 outputs a signal α corresponding to the detected tilt angle.
is output. 22a is a boom lever displacement detector, 22b is an arm lever displacement detector, and 22c is a bucket lever displacement detector, each of which has a signal.
Output l 1 , l 2 , l 3 . Each signal l 1 , l 2 , l 3 becomes "0" when the lever is in the neutral position, and becomes "1" when the lever is operated. 23 is a relief detector that detects whether a relief valve (not shown) is in a relief state, and its output signal γ
is "1" when the relief valve is in the relief state,
It becomes "0" when it is not in the relief state. Note that the relief detector is obtained by connecting a flow rate detector or a pressure detector and a throttle to the tank side circuit of the relief valve. The arithmetic control unit 11' receives a tilting angle signal α and a rotational speed signal n of the hydraulic pump 20,
Relief detection signal γ, lever displacement detection signal l 1 , l 2 ,
l 3 and the angle signal θ from the angle detector 8 are input, and it is thereby determined whether or not the angle detector 8 of the arm 4 is malfunctioning.

以下、演算制御部11′の動作を第5図に示す
フローチヤートを参照しながら説明する。まず、
レバー変位検出信号l1,l2,l3が順次読み込まれ
(手順S21)、信号l1=0、信号l2=1、信号l3=0
の条件にあるか否かが判断される(手順S22)。即
ち、アーム角度の角度検出器8の故障判定を行な
うに際し、アームレバーのみが操作され、油圧ポ
ンプ20の圧油が油圧シリンダ5のみに供給され
ている状態を第1の条件とするものである。この
条件が整つている場合、次に、リリーフ検出器2
3のリリーフ検出信号γを読み込み(手順S23)、
信号γが0か否かが判断される(手順S24)。即
ち、油圧ポンプ20の圧油がすべて油圧シリンダ
5に供給され、リリーフ弁から捨てられていない
ことが第2の条件となる。この2つの条件が整う
ことにより、さきの実施例で求めたような油圧シ
リンダ5の理論的シリンダ速度を求めることがで
きる。以下の手順S25,S26,S27は理論的シリン
ダ速度Vpを求める手段であり、さきの実施例の
手順S3,S4,S5に相当する。即ち、傾転角信号α
と回転数信号nが読み込まれ(手順S25)、これに
基き油圧ポンプ20の吐出量Qが演算され(手順
S26)、吐出量Qと油圧シリンダ5の内径に基づい
てシリンダ速度Vpが算出される(手順S27)。
The operation of the arithmetic control section 11' will be explained below with reference to the flowchart shown in FIG. first,
The lever displacement detection signals l 1 , l 2 , l 3 are read in sequence (step S 21 ), and the signal l 1 =0, the signal l 2 =1, and the signal l 3 =0.
It is determined whether the following conditions are met (step S 22 ). That is, when determining the failure of the arm angle angle detector 8, the first condition is a state in which only the arm lever is operated and pressure oil from the hydraulic pump 20 is supplied only to the hydraulic cylinder 5. . If this condition is met, then the relief detector 2
Read the relief detection signal γ of No. 3 (step S 23 ),
It is determined whether the signal γ is 0 (step S 24 ). That is, the second condition is that all the pressure oil of the hydraulic pump 20 is supplied to the hydraulic cylinder 5 and is not thrown away from the relief valve. By satisfying these two conditions, it is possible to determine the theoretical cylinder speed of the hydraulic cylinder 5 as determined in the previous example. The following steps S 25 , S 26 , and S 27 are means for determining the theoretical cylinder speed Vp, and correspond to steps S 3 , S 4 , and S 5 in the previous embodiment. That is, the tilt angle signal α
and the rotational speed signal n are read (step S 25 ), and the discharge amount Q of the hydraulic pump 20 is calculated based on this (step S 25 ).
S 26 ), the cylinder speed Vp is calculated based on the discharge amount Q and the inner diameter of the hydraulic cylinder 5 (step S 27 ).

次いで、さきの実施例における手順S6,S7,S8
と同じく、角度検出器8の検出値に基づく油圧シ
リンダ5のシリンダ速度Vcが求められる。即ち、
角度信号θが読み込まれ(手順S28)、この信号θ
に基づいて(1)式によるシリンダ長さlcが演算され
(手順S29)、内蔵されたタイマにより微小時間Δt
の経過が測定され(手順S30)、その後シリンダ長
さの伸長分Δlcが(2)式で算出され(手順S31)、上
記微小時間Δtと伸長分Δlcからシリンダ速度Vc
が演算される(手順S32)。
Next, steps S 6 , S 7 , S 8 in the previous example
Similarly, the cylinder speed Vc of the hydraulic cylinder 5 is determined based on the detected value of the angle detector 8. That is,
The angle signal θ is read (step S28 ), and this signal θ
Based on equation (1), the cylinder length lc is calculated (step S29 ), and a built-in timer calculates the minute time Δt.
The elapsed time is measured (step S 30 ), and then the elongation Δlc of the cylinder length is calculated using equation (2) (step S 31 ), and the cylinder speed Vc is calculated from the minute time Δt and the elongation Δlc.
is calculated (step S32 ).

手順S27で得られたシリンダ速度Vpと手順S32
で得られたシリンダ速度Vcは、さきの実施例の
場合と同じく、手順S33で両者の差ΔVが演算さ
れ、この差ΔVは設定値ΔVsと比較され(手順
S34)、差ΔVが設定値ΔVs未満のとき表示部12
に正常の表示がされ(手順S35)、差ΔVが設定値
ΔVs以上のとき異常の表示がされる(手順S36)。
Cylinder speed Vp obtained in step S 27 and step S 32
As in the case of the previous example, the difference ΔV between the two cylinder speeds Vc obtained in step S33 is calculated, and this difference ΔV is compared with the set value ΔVs (step S33).
S 34 ), when the difference ΔV is less than the set value ΔVs, the display section 12
is displayed as normal (step S35 ), and abnormal is displayed when the difference ΔV is greater than or equal to the set value ΔVs (step S36 ).

なお、レバー変位検出器は、油圧ポンプを駆動
源とするアクチユエータの操作レバーのすべてに
設けられるのは当然である。又、他の角度検出器
に対する故障検出も同一の手順を各角度検出器に
対して順次実行することによりなすことができ
る。
Note that it is natural that the lever displacement detector is provided on all the operating levers of the actuator whose driving source is a hydraulic pump. Further, failure detection for other angle detectors can also be performed by sequentially executing the same procedure for each angle detector.

このように、本実施例では、レバー変位検出信
号とリリーフ検出信号により、対象となる油圧シ
リンダにのみ、リリーフされない状態で圧油が供
給されていることを判断し、この状態において油
圧ポンプの吐出量に基づき算出された理論上の油
圧シリンダの速度と、角度検出器の検出信号に基
づいて算出された油圧シリンダ速度との差を求
め、その差が設定値以上であるとき、角度検出器
に異常が発生していると判断するようにしたの
で、さきの実施例と同じ効果を奏する。
In this way, in this embodiment, it is determined based on the lever displacement detection signal and the relief detection signal that pressure oil is being supplied only to the target hydraulic cylinder in a non-relieved state, and in this state, the discharge of the hydraulic pump is Find the difference between the theoretical hydraulic cylinder speed calculated based on the amount and the hydraulic cylinder speed calculated based on the detection signal of the angle detector, and if the difference is greater than the set value, the angle detector Since it is determined that an abnormality has occurred, the same effect as the previous embodiment is achieved.

なお、以上の各実施例の説明では、油圧シヨベ
ルを例示して説明したが、油圧シヨベルに限るこ
とはなく、他の機械、装置におけるセンサの故障
検出に適用できるのは当然である。さらに、演算
制御部は、機械、装置に他の目的に使用する演算
制御装置が備えられている場合、これを利用する
ことができる。さらに又、表示部に代えて、ある
いは表示部と共に、警報装置やシステム停止装置
を用いることもできる。又、差の速度が設定速度
以上である場合、直ちに異常信号を出力せず、こ
の状態が所定時間継続したときはじめて異常信号
を出力するようにすれば、速度に影響を与える過
渡的な現象により誤つた故障判定を行なうのを防
止することができる。
Although the above embodiments have been described using a hydraulic shovel as an example, the present invention is not limited to a hydraulic shovel and can of course be applied to failure detection of sensors in other machines and devices. Furthermore, if the machine or device is equipped with an arithmetic control device used for other purposes, the arithmetic control section can utilize this. Furthermore, an alarm device or a system stop device can be used in place of or in conjunction with the display section. Also, if the difference in speed is greater than or equal to the set speed, an abnormal signal is not output immediately, but only when this condition continues for a predetermined period of time. It is possible to prevent incorrect failure determination.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本発明では、同じ油圧シリ
ンダの変位速度を異なる物理量に基づいて別々に
演算し、即ち、第1の演算手段で油圧ポンプの吐
出油量および油圧シリンダの内径から油圧シリン
ダの変位速度の理論値を演算し、第2の演算手段
でセンサの検出値および油圧シリンダとリンクと
の連結位置の変化から油圧シリンダの変位速度の
理論値を演算し、このように、別々に演算した理
論値を比較するようにしたので、センサの故障を
確実に検出することができ、機械、装置の安全性
を向上することができる。
As described above, in the present invention, the displacement speed of the same hydraulic cylinder is calculated separately based on different physical quantities, that is, the first calculating means calculates the displacement speed of the hydraulic cylinder from the discharge oil amount of the hydraulic pump and the inner diameter of the hydraulic cylinder. The theoretical value of the displacement speed is calculated, and the second calculation means calculates the theoretical value of the displacement speed of the hydraulic cylinder from the detected value of the sensor and the change in the connection position between the hydraulic cylinder and the link. Since the calculated theoretical values are compared, sensor failure can be reliably detected and the safety of machines and equipment can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の実施例に係る油圧シヨ
ベルの角度検出器の故障検出装置のブロツク図、
第2図は第1図に示す装置の動作を説明するフロ
ーチヤート、第3図は第1図に示す装置の演算を
説明する線図、第4図は本発明の第2の実施例に
係る油圧シヨベルの角度検出器の故障検出装置の
ブロツク図、第5図は第4図に示す装置の動作を
説明するフローチヤートである。 2,20……油圧ポンプ、3……ブーム、4…
…アーム、5……油圧シリンダ、6……切換弁、
7……リリーフ弁、8……角度検出器、9……回
転数検出器、10……リミツトスイツチ、11,
11′……演算制御部、12……表示部、21…
…傾転角検出器、22a,22b,22c……レ
バー変位検出器。
FIG. 1 is a block diagram of a failure detection device for an angle detector of a hydraulic excavator according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a flowchart explaining the operation of the device shown in FIG. 1, FIG. 3 is a line diagram explaining the calculations of the device shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a diagram according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a block diagram of a failure detection device for an angle detector of a hydraulic excavator, and is a flowchart for explaining the operation of the device shown in FIG. 4. 2,20...Hydraulic pump, 3...Boom, 4...
...Arm, 5...Hydraulic cylinder, 6...Switching valve,
7... Relief valve, 8... Angle detector, 9... Rotation speed detector, 10... Limit switch, 11,
11'...Arithmetic control section, 12...Display section, 21...
...Tilt angle detector, 22a, 22b, 22c... Lever displacement detector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出油によ
り駆動される油圧シリンダと、この油圧シリンダ
により駆動されるリンク機構と、このリンク機構
のリンク間の相対角度を検出するセンサとを備え
たものにおいて、少なくとも前記油圧ポンプの回
転数に基づいて演算される当該油圧ポンプの吐出
油量を前記油圧シリンダの内径で除算して前記油
圧シリンダの変位速度の理論値を演算する第1の
演算手段と、前記センサの検出値および前記油圧
シリンダと前記リンクとの連結位置の変化に基づ
いて前記油圧シリンダの変位速度の理論値を演算
する第2の演算手段と、前記第1の演算手段によ
り得られた値と前記第2の演算手段により得られ
た値との差を演算する第3の演算手段と、この第
3の演算手段で得られた値が所定の値を超えたと
き異常信号を出力する出力手段とを設けたことを
特徴とするセンサの故障検出装置。
1. A hydraulic pump, a hydraulic cylinder driven by oil discharged from the hydraulic pump, a link mechanism driven by the hydraulic cylinder, and a sensor that detects the relative angle between the links of the link mechanism, a first calculating means that calculates a theoretical value of the displacement speed of the hydraulic cylinder by dividing the amount of oil discharged from the hydraulic pump, which is calculated based on at least the rotational speed of the hydraulic pump, by the inner diameter of the hydraulic cylinder; a second calculation means for calculating a theoretical value of the displacement speed of the hydraulic cylinder based on a detection value of a sensor and a change in a connection position between the hydraulic cylinder and the link; and a value obtained by the first calculation means. and a third calculation means for calculating the difference between the value obtained by the second calculation means and the value obtained by the third calculation means, and an output for outputting an abnormal signal when the value obtained by the third calculation means exceeds a predetermined value. 1. A sensor failure detection device characterized by comprising: means.
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