JPH0633775B2 - Fault diagnosis device for hydraulic pump - Google Patents

Fault diagnosis device for hydraulic pump

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JPH0633775B2
JPH0633775B2 JP2963784A JP2963784A JPH0633775B2 JP H0633775 B2 JPH0633775 B2 JP H0633775B2 JP 2963784 A JP2963784 A JP 2963784A JP 2963784 A JP2963784 A JP 2963784A JP H0633775 B2 JPH0633775 B2 JP H0633775B2
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hydraulic pump
hydraulic
signal
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failure
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桂一郎 宇野
修一 一山
幸雄 青柳
正起 金原
知彦 安田
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、工作機械・建設機械等に備えられた油圧シス
テムにおいて、その油圧源である油圧ポンプの故障診断
を行なう油圧ポンプの故障診断装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hydraulic pump failure diagnosis device for performing a failure diagnosis of a hydraulic pump that is a hydraulic power source in a hydraulic system provided in a machine tool, a construction machine, or the like. Regarding

[従来の技術] 油圧ポンプに故障が発生している場合、これを知らずに
そのまま運転を継続していると、やがてはその故障が拡
大して急激な運転停止等の事態を生じ、油圧ポンプによ
り駆動されていた油圧システムが作動不能に陥り、危険
状態が発生するおそれがあるし、又、その油圧システム
に関連する作業はすべて中止しなければならず、作業能
率を著るしく損うおそれもある。このような状態を避け
るためには、油圧ポンプの故障をそれが軽度であるうち
に見出し、適宜の対策を実施することが必要である。
[Prior Art] If a hydraulic pump has a failure and continues to operate without knowing it, the failure will eventually spread and cause a sudden stop of operation. There is a risk that the hydraulic system that was being driven will become inoperable, creating a dangerous condition, and that all work related to that hydraulic system will have to be stopped, which will significantly reduce work efficiency. is there. In order to avoid such a state, it is necessary to find out a failure of the hydraulic pump while it is mild and take appropriate measures.

従来、油圧ポンプの故障を見出す装置、即ち油圧ポンプ
の故障診断装置としては、油圧ポンプから生じる振動周
波数を検出し、この振動周波数に基づいて故障の有無を
判断する手段が提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a device for detecting a failure of a hydraulic pump, that is, a failure diagnosis device for a hydraulic pump, there has been proposed a means for detecting a vibration frequency generated from the hydraulic pump and determining whether or not there is a failure based on the vibration frequency.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、この手段では、予め各油圧ポンプについ
て実験等を行ない、その油圧ポンプに故障が生じた場合
の振動周波数特性を把握しておかねばならず、その作業
には多くの時間と労力を費さねばならず、極めて不経済
かつ面倒であった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, with this means, it is necessary to conduct an experiment or the like in advance for each hydraulic pump and to grasp the vibration frequency characteristics when a failure occurs in the hydraulic pump. Had to spend a lot of time and effort, was extremely uneconomical and troublesome.

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。上記従来の欠点を除き、油圧ポンプの
故障の有無を極めて容易に判定することができる油圧ポ
ンプの故障診断装置を提供するにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is. Excluding the conventional drawbacks described above, it is an object of the present invention to provide a failure diagnosis device for a hydraulic pump that can very easily determine whether or not there is a failure in the hydraulic pump.

[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するため、本発明は、油圧アクチユエ
ータを駆動する油圧ポンプにおいて、前記油圧ポンプの
回転数を検出する回転数検出装置と、この回転数検出装
置により検出された回転数に基づいて前記油圧ポンプの
理論吐出量を求める第1の演算手段と、前記油圧ポンプ
から前記油圧アクチユエータへ供給された実際の吐出量
を求める第2の演算手段と、前記理論吐出量と前記実際
の吐出量との偏差を演算する第2の演算手段と、この第
3の演算手段で演算された偏差と予め定められた設定値
とを比較する比較手段と、この比較手段による比較の結
果前記偏差が前記設定値以上のとき異常信号を出力する
異常信号出力手段とを設けたことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention relates to a hydraulic pump for driving a hydraulic actuator, a rotational speed detecting device for detecting the rotational speed of the hydraulic pump, and the rotational speed detecting device. A first calculating means for obtaining a theoretical discharge amount of the hydraulic pump based on the rotation speed detected by the second calculating means; and a second calculating means for obtaining an actual discharge amount supplied from the hydraulic pump to the hydraulic actuator. Second calculation means for calculating the deviation between the theoretical discharge quantity and the actual discharge quantity, comparison means for comparing the deviation calculated by the third calculation means with a predetermined set value, and this comparison Means for outputting an abnormal signal when the deviation is equal to or more than the set value as a result of comparison by the means.

[作用] 第1の演算手段により油圧ポンプの回転数から得られる
当該油圧ポンプの理論吐出量を求め、又、第2の演算手
段により油圧ポンプから油圧アクチユエータへ供給され
た実際の吐出量を求め、理論吐出量と実際の吐出量との
偏差が設定値以上か否かを比較し、設定値以上である場
合に、油圧ポンプの異常を知らせる異常信号を出力す
る。
[Operation] The first calculating means obtains the theoretical discharge amount of the hydraulic pump obtained from the rotational speed of the hydraulic pump, and the second calculating means obtains the actual discharge amount supplied from the hydraulic pump to the hydraulic actuator. , Compares whether or not the deviation between the theoretical discharge amount and the actual discharge amount is equal to or greater than a set value, and when the deviation is equal to or greater than the set value, outputs an abnormality signal indicating an abnormality of the hydraulic pump.

[実施例] 以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。[Examples] Hereinafter, the present invention will be described based on illustrated examples.

第1図は本発明の第1の実施例に係る故障診断装置の系
統図である。図で、1は油圧ポンプ、2は油圧ポンプ1
を回転駆動する内燃機関等の駆動源、3は油圧ポンプ1
によ駆動される油圧シリンダ、4は油圧ポンプ1と油圧
シリンダ3との間に介在し油圧シリンダ3の駆動を制御
する切換弁である。5は油圧シリンダ3の変位量を検出
してそれに応じた変位量信号xを出力する変位計、6は
切換弁4のストロークを検出して操作信号eを出力する
リミットスイッチである。このリミットスイッチ6の操
作信号eは、切換弁4のストロークが最大ストロークで
あるときのみ所定の値となり、その他のストロークの場
合は0である。7は油圧ポンプ1の回転数を検出する回
転計であり、回転数に応じた回転数信号nを出力する。
8は信号x、e、nを入力して所要の演算、制御を行な
うマイクロコンピュータを使用した制御装置、9は制御
装置8の出力信号により作動する表示装置である。
FIG. 1 is a system diagram of a failure diagnosis device according to a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a hydraulic pump, 2 is a hydraulic pump 1
A drive source such as an internal combustion engine for rotationally driving the engine 3 is a hydraulic pump 1
The hydraulic cylinders 4 driven by means of a switching valve are interposed between the hydraulic pump 1 and the hydraulic cylinder 3 to control the driving of the hydraulic cylinder 3. Reference numeral 5 is a displacement gauge that detects the displacement amount of the hydraulic cylinder 3 and outputs a displacement amount signal x corresponding thereto, and 6 is a limit switch that detects the stroke of the switching valve 4 and outputs an operation signal e. The operation signal e of the limit switch 6 has a predetermined value only when the stroke of the switching valve 4 is the maximum stroke, and is 0 in other strokes. Reference numeral 7 denotes a tachometer that detects the number of revolutions of the hydraulic pump 1, and outputs a number-of-revolutions signal n corresponding to the number of revolutions.
Reference numeral 8 is a control device using a microcomputer for inputting signals x, e, and n to perform required arithmetic operations and control, and 9 is a display device operated by an output signal of the control device 8.

次に、本実施例の動作を第2図に示すフローチャートを
参照しながら説明する。一般に、油圧ポンプに故障が発
生すると、その故障は前述の振動周波数の変化となって
現われるばかりでなく、効率の低下となっても現われ
る。本実施例では、この効率低下の現象をとらえ、これ
を、回転数信号nに基づく油圧ポンプの理論吐出量と、
変位量信号xに基づく油圧ポンプの実際の吐出量との差
を求めることにより観察し、故障診断を実行しようとす
るものである。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Generally, when a failure occurs in the hydraulic pump, the failure not only appears as a change in the above-mentioned vibration frequency but also appears as a decrease in efficiency. In the present embodiment, the phenomenon of this efficiency decrease is captured, and this phenomenon is calculated based on the theoretical discharge amount of the hydraulic pump based on the rotation speed signal n.
It is intended to perform a failure diagnosis by observing by obtaining a difference from the actual discharge amount of the hydraulic pump based on the displacement amount signal x.

まず、制御装置8を構成するマイクロコンピュータは操
作信号eを読込み(手順S)、この信号eが0である
か否か判断する(手順S)。信号eが0である場合、
切換弁4がフルストロークにないので、手順S,S
が繰返えされる。ここで、フルストロークを検出する理
由について述べる。第1図に示すように、本実施例の故
障診断装置は油圧開回路に適用される。したがって、フ
ルストローク以外の場合、油圧ポンプ1からの圧油は、
その一部が絞り捨てられ、すべての圧油が油圧シリンダ
3に入らず、その結果、実際の吐出量の演算(後述)が
不正確になるのである。このため、フルストロークの検
出が必要となる。
First, the microcomputer constituting the control device 8 reads the operation signal e (procedure S 1 ) and judges whether or not the signal e is 0 (procedure S 2 ). If the signal e is 0,
Since the switching valve 4 is not in full stroke, steps S 1 , S 2
Is repeated. Here, the reason for detecting the full stroke will be described. As shown in FIG. 1, the failure diagnosis device of this embodiment is applied to a hydraulic open circuit. Therefore, in the case other than the full stroke, the pressure oil from the hydraulic pump 1 is
A part of the oil is discarded and all the pressure oil does not enter the hydraulic cylinder 3, resulting in inaccurate calculation of the actual discharge amount (described later). Therefore, it is necessary to detect the full stroke.

手順Sで信号eが0でなく、切換弁4がフルストロー
ク操作されたと判断されると、次に回転数信号nが読込
まれ(手順S)、この信号nに基づいて理論吐出量Q
が演算される(手順S)。この演算は次式により実
行される。
Procedure not 0 the signal e at S 2, the switching valve 4 is determined to have been full-stroke operation, then the rotational speed signal n is read in (Step S 3), theoretical discharge amount based on the signal n Q
0 is calculated (procedure S 4 ). This calculation is executed by the following equation.

=D・n ただし、値Dは油圧ポンプ1のおしのけ容積であり、油
圧ポンプ1がギヤポンプの場合には定数として与えられ
る。
Q 0 = D · n However, the value D is the displacement volume of the hydraulic pump 1, and is given as a constant when the hydraulic pump 1 is a gear pump.

次に、油圧ポンプ1の実際の吐出量が演算される。この
演算は次のように実行される。まず、変位量信号xが読
込まれる(手順S)。次に、手順Sのタイマルーチ
ンにより所定の微小時間経過後、再び当該時間経過後の
変位量信号x′が読込まれる(手順S)。次いで、今
回読込まれた信号x′とさきに読込まれた信号xとの差
Δx(Δx=x′−x)が演算され(手順S)、差Δ
xと前記タイマルーチンにおける微小時間とに基づいて
油圧シリンダ3の変位速度Δが求められる(手順
)。この速度Δに基づき、油圧ポンプ1の実際の
吐出量Q1が次式により演算される(手順S10)。
Next, the actual discharge amount of the hydraulic pump 1 is calculated. This operation is performed as follows. First, the displacement amount signal x is read (procedure S 5 ). Then, after a predetermined short time by the timer routine procedures S 6, again displacement signal x after the time 'is read (Step S 7). Next, the difference Δx (Δx = x′−x) between the signal x ′ read this time and the signal x read earlier is calculated (procedure S 8 ), and the difference Δ
The displacement speed Δ of the hydraulic cylinder 3 is obtained based on x and the minute time in the timer routine (step S 9 ). Based on this speed Δ, the actual discharge amount Q 1 of the hydraulic pump 1 is calculated by the following equation (step S 10 ).

=A・Δ ただし、値Aは油圧シリンダ2のボトム側の受圧面積で
ある。
Q 1 = A · Δ However, the value A is the pressure receiving area on the bottom side of the hydraulic cylinder 2.

このようにして求められた油圧ポンプ1の理論吐出量Q0
と実際の吐出量Q1とに基づいて、手順S11では油圧ポン
プ1の効率低下の程度ΔQ(ΔQ=Q−Q)が演算
される。この値ΔQが小さい程効率が大であり、逆に値
ΔQが大きければ効率低下が著しいということになる。
次に、値ΔQは予め定められた設定値ΔQと比較され
る(手順S12)。設定値ΔQは油圧ポンプ1身体の構
造、油圧システムの使用態様等、種々の条件によって決
定される。手順S12において、値ΔQが設定値ΔQ
満であるときは、油圧ポンプ1が正常であると判定し、
表示装置9に正常判定信号を出力する(S13)。又、値
ΔQが設定値ΔQs以上であるときは、油圧ポンプ1に故
障が発生していると判定し、表示装置9に異常判定信号
を出力する。手順S13又は手順S14における処理が終了
すると、手順は再びSに戻り、同一手順が繰返えされ
る。この結果、係員は表示装置9をみることにより油圧
ポンプ1に故障が発生しているか否かを知ることがで
き、所要の処置をとって事故を未然に防止することがで
きる。
The theoretical discharge amount Q 0 of the hydraulic pump 1 thus obtained
In step S 11 , the degree ΔQ (ΔQ = Q 0 −Q 1 ) of the efficiency decrease of the hydraulic pump 1 is calculated based on the actual discharge amount Q 1 and the actual discharge amount Q 1 . The smaller the value ΔQ is, the higher the efficiency is. On the contrary, the larger the value ΔQ is, the more the efficiency is significantly reduced.
Next, the value ΔQ is compared with a predetermined set value ΔQ 5 (step S 12 ). The set value ΔQ 5 is determined according to various conditions such as the structure of the body of the hydraulic pump 1 and the usage of the hydraulic system. When the value ΔQ is less than the set value ΔQ s in step S 12 , it is determined that the hydraulic pump 1 is normal,
And it outputs the normality determination signal to the display device 9 (S 13). When the value ΔQ is equal to or greater than the set value ΔQ s , it is determined that the hydraulic pump 1 has a failure, and the abnormality determination signal is output to the display device 9. When the processing in step S 13 or step S 14 is completed, the procedure returns to S 1 again, and the same procedure is repeated. As a result, the clerk can know whether the hydraulic pump 1 is out of order by looking at the display device 9, and can take necessary measures to prevent the accident.

このように、本実施例では、切換弁が最大ストロークと
なったとき、油圧ポンプの回転数からその理論吐出量
を、又、油圧シリンダの変位量から実際の吐出量を求
め、両者の差が設定値未満のとき正常、設定値以上のと
き故障を表示するようにしたので、油圧ポンプの故障の
判定を極めて容易に行なうことができる。さらに、変位
計、回転計、表示装置は多くの場合油圧システムに備え
られているので、この場合にはこれらを兼用すれば安価
に構成することができ、又、マイクロコンピュータを備
えた油圧システムにおいては、これを利用することもで
きる。さらに又、設定値を小さくすれば故障発生が近い
ことを予知することができる。
As described above, in this embodiment, when the switching valve reaches the maximum stroke, the theoretical discharge amount is obtained from the rotation speed of the hydraulic pump, and the actual discharge amount is obtained from the displacement amount of the hydraulic cylinder. Since the normality is displayed when the value is less than the set value and the failure is displayed when the value is equal to or more than the set value, the failure determination of the hydraulic pump can be performed extremely easily. Further, since the displacement gauge, the tachometer, and the display device are often provided in the hydraulic system, it is possible to configure them at low cost by using them together, and in a hydraulic system provided with a microcomputer. Can also take advantage of this. Furthermore, if the set value is reduced, it can be predicted that a failure will occur soon.

第3図は本発明の第2の実施例に係る油圧ショベルにお
ける油圧ポンプの故障診断装置の系統図である。図で、
10は油圧ショベルに搭載された可変容量形油圧ポンプ、
11は油圧ショベルの下部走行体、11Mは走行油圧モー
タ、12は上部旋回体、12Mは旋回油圧モータ、13は上部
旋回体12に可回動に支持されたブーム、14はブーム13に
可回動に支持されたアーム、15はアーム14に可回駆に支
持されたバケット、16はブームシリンダ、17はアームシ
リンダ、18はバケットシリンダである。19Lはアーム
シリンダ17を駆動してアーム14を操作するアームレバ
ー、19L1は旋回油圧モータ12Mを駆動して上部旋回体12
を旋回操作する旋回レバー、19Lは走行モータ11Mを
駆動して下部走行体11を走行操作する走行レバーであ
る。なお、他の操作レバーについては図示および説明を
省略する。20L0、20L1、20L2はレバーストローク計であ
り、それぞれアームレバー19L0、旋回レバー19L1、走行
レバー19L2の操作量に応じた操作信号l0,l1,l2を出力
する。21は油圧ポンプ10の回転数を検出しそれに応じた
回転数信号nを出力する回転計、22は油圧ポンプ10の傾
転角を検出しそれに応じた傾転角信号αを出力する傾転
角度計、23はブーム13とアーム14の相対角を検出しそれ
に応じた角度信号θを出力するフロント角度計である。
24は各信号l0,l1,l2,n,α,θを入力して故障診断
を行なう制御装置であり、マイクロコンピュータを用い
て構成される。25は制御装置24の出力信号により作動す
る表示装置である。
FIG. 3 is a system diagram of a failure diagnosis device for a hydraulic pump in a hydraulic excavator according to a second embodiment of the present invention. In the figure,
10 is a variable displacement hydraulic pump mounted on a hydraulic excavator,
11 is a lower traveling body of the hydraulic excavator, 11M is a traveling hydraulic motor, 12 is an upper revolving body, 12M is a revolving hydraulic motor, 13 is a boom rotatably supported by the upper revolving body 12, and 14 is a rotatable body on the boom 13. The arm 15 is movably supported, 15 is a bucket rotatably supported by the arm 14, 16 is a boom cylinder, 17 is an arm cylinder, and 18 is a bucket cylinder. 19L 0 is an arm lever that drives the arm cylinder 17 to operate the arm 14. 19L 1 is a swing hydraulic motor 12M that drives the upper swing body 12.
The pivoting lever pivoting operation, 19L 2 is a traveling lever for traveling operation of the lower traveling body 11 by driving the traveling motor 11M. The illustration and description of the other operating levers are omitted. 20L 0 , 20L 1 and 20L 2 are lever stroke meters, which output operation signals l 0 , l 1 and l 2 corresponding to the operation amounts of the arm lever 19L 0 , the swing lever 19L 1 and the traveling lever 19L 2 , respectively. Reference numeral 21 is a tachometer that detects the rotation speed of the hydraulic pump 10 and outputs a rotation speed signal n corresponding thereto, and 22 is a tilt angle that detects the tilt angle of the hydraulic pump 10 and outputs a tilt angle signal α corresponding thereto. Reference numeral 23 is a front angle meter that detects the relative angle between the boom 13 and the arm 14 and outputs an angle signal θ corresponding thereto.
Reference numeral 24 is a control device for inputting each signal l 0 , l 1 , l 2 , n, α, θ to perform a failure diagnosis, which is configured by using a microcomputer. Reference numeral 25 is a display device which is operated by an output signal of the control device 24.

次に、本実施例の動作を第4図に示すフローチャートお
よび第5図に示すアームシリンダの変位線図を参照しな
がら説明する。今、仮に、油圧ポンプ10の圧油を供給す
るアクチュエータが走行モータ11M、旋回モータ12Mお
よびアームシリンダ17の3つであるとする。このよう
に、油圧ポンプ10の圧油供給対象となるアクチュエータ
が複数ある場合、油圧ポンプ10の実際の吐出量を求める
ためには、そのうちの1つのアクチュエータのみ使用さ
れている状態でそのアクチュエータの変位を検出する必
要がある。本実施例では、この1つのアクチェエータと
してアームシリンダ17が選定されている。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flow chart shown in FIG. 4 and the displacement diagram of the arm cylinder shown in FIG. Now, suppose that the actuators for supplying the hydraulic oil of the hydraulic pump 10 are the traveling motor 11M, the swing motor 12M, and the arm cylinder 17. As described above, when there are a plurality of actuators to which the hydraulic oil of the hydraulic pump 10 is supplied, in order to obtain the actual discharge amount of the hydraulic pump 10, only one of the actuators is used and the displacement of that actuator is used. Need to detect. In this embodiment, the arm cylinder 17 is selected as this one actuator.

まず、旋回レバー19L1の操作信号l1が読込まれ(手順S
21)、信号l1が0であるか否か判断される(手順
22)。油圧ポンプ10の圧油が旋回モータ12Mに供給さ
れているときには信号l1は0にならず、アームシリンダ
17による実際の吐出量の演算は不可能であるから、処理
は再び最初の手順S21に戻る。旋回モータ12Mに圧油が
供給されておらず、信号l1が0であるときには、走行レ
バー19L2の操作信号l2が読込まれ(手順S23)、信号l2
が0であるか否か判断される(手順S24)。走行モータ
11Mに圧油が供給されているときには、処理は手順S21
に戻り、圧油が供給されていないときには、アームレバ
ー19L0の操作信号l0が読込まれる(手順S25)。読込ま
れた信号l0は、予め設定されているアームレバー19L0
最大操作信号と比較される(手順S26)。この最大操作
信号は、さきの実施例における切換弁4のフルストロー
クの信号eと同じ理由で設定されるものである。信号l0
が最大操作量信号に達していないときには、処理は手順
21に戻る。一方、信号l0が最大操作量信号に達してい
るときには、処理は手順S27に移り、回転数信号nと傾
転角信号αとが読込まれる。次いで、信号n,αに基づ
いて油圧ポンプ10の理論吐出量Qが演算される(手順
23)。この演算はさきの実施例における手順S4におけ
る処理と同じく、Q=D・nにより行なわれるが、可
変容量形油圧ポンプの場合、おしのけ容積Dは次のよう
になる。
First, the operation signals l 1 of the swivel lever 19L 1 is read in (Step S
21 ), it is judged whether or not the signal l 1 is 0 (step S 22 ). When the pressure oil of the hydraulic pump 10 is being supplied to the swing motor 12M, the signal l 1 does not become 0, and the arm cylinder
Since it is impossible to calculate the actual discharge amount by 17, the process returns to the first step S 21 . Pressure oil is not supplied to the swing motor 12M, when the signal l 1 is 0, travel lever 19L 2 of the operation signal l 2 is read rare (Step S 23), signal l 2
There is judged whether or not 0 (Step S 24). Traveling motor
When the pressure oil is supplied to 11M, the process steps S 21
Returning to, when the pressure oil is not supplied, the operation signal l 0 of the arm lever 19L 0 is read (Step S 25). The read signal l 0 is compared with a preset maximum operation signal of the arm lever 19L 0 (step S 26 ). This maximum operation signal is set for the same reason as the full stroke signal e of the switching valve 4 in the previous embodiment. Signal l 0
When but does not reach the maximum operation amount signal, the process returns to step S 21. On the other hand, when the signal l 0 has reached the maximum operation amount signal, the process proceeds to step S 27 , and the rotation speed signal n and the tilt angle signal α are read. Next, the theoretical discharge amount Q 0 of the hydraulic pump 10 is calculated based on the signals n and α (step S 23 ). This calculation is performed by Q 0 = D · n as in the process in step S 4 in the previous embodiment, but in the case of the variable displacement hydraulic pump, the agate volume D is as follows.

アキシャル斜軸式のとき アキシャル斜板式のとき ただし、 D1……斜軸式のコネクティングロッド取付端ピッチ円直
径 D2……斜板式のシリンダブロックのシリンダ穴ピッチ円
直径 d……シリンダブロックに設けられたシリンダの直径 z……シリンダブロックに設けられたシリンダの数 α1,α2……斜軸、斜板の傾転角 このように、手順S23において理論吐出量Q0が算出され
ると、次に、角度信号θが読込まれ(手順S20)、タイ
マルーチン(手順S30)による所定の微小時間経過後、
再び角度信号(この時の角度信号をθ′とする)が読込
まれる。手順S32ではこれら2つの角度信号θ,θ′に
基づいて変位量Δxが演算される。この変位量Δxの演
算を、第5図に示す線図により説明する。第3図におい
て、ブーム13におけるアームシリンダ17の結合点をB、
アーム14におけるアームシリンダ17の結合点をC、ブー
ム13とアーム14との結合点をDとし、結合点Bと結合点
D間の距離をc、結合点Cと結合点D間の距離をbとす
る。結合点B,C,Dを結ぶ線分が第5図に示されてい
る。今、タイマルーチンによる時間経過の間、アームシ
リンダ17のロッドが伸長し、結合点Cが位置C′に移行
したとする。このとき読込まれる角度信号が信号θ′で
あるので、変位角度Δθは角度(θ′−θ)となる。こ
こで、変位前の結合点B、C間の距離をxとすると、x
は次式で表わされる。
Axial oblique axis type Axial swash plate type However, D 1 …… Sloping shaft type connecting rod mounting end pitch circle diameter D 2 …… Cylinder hole pitch circle diameter of swash plate type cylinder block d …… Cylinder block diameter on cylinder block z …… Cylinder block Number of installed cylinders α 1 , α 2 ... Oblique axis, tilt angle of swash plate When the theoretical discharge amount Q 0 is calculated in step S 23 , the angle signal θ is read next. (Procedure S 20 ), after a predetermined minute time by the timer routine (Procedure S 30 ),
The angle signal (the angle signal at this time is designated as θ ') is read again. In step S 32 , the displacement amount Δx is calculated based on these two angle signals θ and θ ′. The calculation of the displacement amount Δx will be described with reference to the diagram shown in FIG. In FIG. 3, the connecting point of the arm cylinder 17 in the boom 13 is B,
The connection point of the arm cylinder 17 in the arm 14 is C, the connection point of the boom 13 and the arm 14 is D, the distance between the connection points B and D is c, and the distance between the connection points C and D is b. And A line segment connecting the connecting points B, C and D is shown in FIG. Now, it is assumed that the rod of the arm cylinder 17 extends and the connecting point C moves to the position C'during the passage of time by the timer routine. Since the angle signal read at this time is the signal θ ′, the displacement angle Δθ becomes the angle (θ′−θ). If the distance between the connecting points B and C before displacement is x, then x
Is expressed by the following equation.

又、アームシリンダ17の伸長分をΔxとすると、結合点
Bと位置C′間の距離は次式で表わされる。
When the extension of the arm cylinder 17 is Δx, the distance between the connecting point B and the position C ′ is expressed by the following equation.

したがって、アームシリンダ17の変位量Δxは、 となる。 Therefore, the displacement amount Δx of the arm cylinder 17 is Becomes

手順S32において変位量Δxが求められると、それ以降
の手順S33〜S33の処理は、さきに実施例における手順
〜S14の処理と全く同じく、速度Δの演算、実際
の吐出量Q1の演算、偏差ΔQの演算、偏差ΔQと設定値
ΔQとの比較、表示装置25への出力となる。これらの
処理の詳細はさきの実施例における説明に準じる。
When the displacement amount Δx is obtained in step S 32 , the processing of the subsequent steps S 33 to S 33 is exactly the same as the processing of steps S 9 to S 14 in the embodiment, the calculation of the speed Δ and the actual discharge. The quantity Q 1 is calculated, the deviation ΔQ is calculated, the deviation ΔQ is compared with the set value ΔQ s, and output to the display device 25. The details of these processes follow the description in the previous embodiment.

このように、本実施例では、アームシリンダのみが操作
されており、かつ、その操作量が最大操作量であるとき
のみ、油圧ポンプの回転数からその理論吐出量を、又、
アームシリンダの変位量から実際の吐出量を求め、両者
の差が設定値未満のとき正常、設定値以上のとき故障を
表示するようにし、さらに、制御装置をマイクロコンピ
ュータにより構成するとともに、レバーストローク計、
回転計、傾転角度計、フロント角度計が設置されておれ
ば、これを用いることによりさきの実施例と同じ効果を
奏する。
As described above, in the present embodiment, only when the arm cylinder is operated and the operation amount is the maximum operation amount, the theoretical discharge amount from the rotational speed of the hydraulic pump, and
The actual discharge amount is calculated from the displacement amount of the arm cylinder, and when the difference between the two is less than the set value, normal is displayed, and when the difference is more than the set value, the failure is displayed. Total,
If a tachometer, a tilt angle meter, and a front angle meter are installed, the same effect can be obtained by using them.

なお、上記実施例の説明では、油圧開回路に用いられる
油圧ポンプの故障診断装置について説明したが、油圧閉
回路に適用できるのは当然である。又、実際の吐出量を
求める場合に用いるアクチュエータとして、油圧シリン
ダを例示したが油圧モータを用いれば演算がより容易と
なる。さらに、制御装置はマイクロコンピュータではな
く、アナログ回路により構成することもできる。さらに
又、故障診断は常時実行する必要はなく、適宜の開閉器
等を設置することにより任意のときのみ実行するように
することがきる。又、設定値ΔQsを定数とせず、吐出圧
力や油圧ポンプ回転数をパラメータとする変数とすれば
より一層精度を向上させることができる。
In the description of the above embodiment, the failure diagnosis device for the hydraulic pump used in the hydraulic open circuit has been described, but it is naturally applicable to the hydraulic closed circuit. Further, although the hydraulic cylinder is exemplified as the actuator used for obtaining the actual discharge amount, the calculation becomes easier if the hydraulic motor is used. Further, the control device can be configured by an analog circuit instead of the microcomputer. Furthermore, the failure diagnosis does not have to be executed all the time, and can be executed only at any time by installing an appropriate switch or the like. Further, if the set value ΔQ s is not a constant but a variable having the discharge pressure and the rotational speed of the hydraulic pump as parameters, the accuracy can be further improved.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上述べたように、本発明では、油圧ポンプの回転数に
基づいて理論吐出量を求め、アクチュエータの変位量に
基づいて実際の吐出量を求め、両者の偏差を設定値と比
較して故障判定を行なうようにしたので、油圧ポンプの
故障の有無を極めて容易に判定することができる。
As described above, in the present invention, the theoretical discharge amount is obtained based on the rotational speed of the hydraulic pump, the actual discharge amount is obtained based on the displacement amount of the actuator, and the deviation between the two is compared with the set value to determine the failure. Therefore, it is possible to very easily determine whether or not there is a failure in the hydraulic pump.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の第1の実施例に係る故障診断装置の系
統図、第2図は第1図に示す制御装置の動作を説明する
フローチャート、第3図は本発明の第2の実施例に係る
油圧ショベルにおける油圧ポンプの故障診断装置、第4
図は第3図に示す制御装置の動作を説明するフローチャ
ート、第5図は第3図に示すアームシリンダ変位量の演
算を説明する線図である。 1、10……油圧ポンプ、3……油圧シリンダ、4……切
換弁、5……変位計、6……リミットスイッチ、7、21
……回転計、8、24……制御装置、9、25……表示装
置、17……アームシリンダ、19L0……アームレバー、19
L1……旋回レバー、19L2……走行レバー、20L0、20L1
20L2……レバーストローク計、22……傾転角度計、23…
…フロント角度計。
FIG. 1 is a system diagram of a failure diagnosis device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flow chart for explaining the operation of the control device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a second embodiment of the present invention. Failure diagnosis device for hydraulic pump in hydraulic excavator according to example 4,
FIG. 5 is a flow chart for explaining the operation of the control device shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a diagram for explaining the calculation of the arm cylinder displacement amount shown in FIG. 1, 10 ... hydraulic pump, 3 ... hydraulic cylinder, 4 ... switching valve, 5 ... displacement meter, 6 ... limit switch, 7,21
...... Tachometer, 8,24 …… Control device, 9,25 …… Display device, 17 …… Arm cylinder, 19L 0 …… Arm lever, 19
L 1 …… Swing lever, 19L 2 …… Travel lever, 20L 0 , 20L 1 ,
20L 2 …… Lever stroke meter, 22 …… Tilting angle meter, 23…
… Front angle meter.

フロントページの続き (72)発明者 金原 正起 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 安田 知彦 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭59−162395(JP,A)Front page continuation (72) Inventor Masaki Kanehara 650 Kintatemachi, Tsuchiura, Ibaraki Prefecture Tsuchiura Plant, Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Tsuchiura Factory (56) References JP-A-59-162395 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】油圧アクチュエータを駆動する油圧ポンプ
において、前記油圧ポンプの回転数を検出する回転数検
出装置と、この回転数検出装置により検出された回転数
に基づいて前記油圧ポンプの理論吐出量を求める第1の
演算手段と、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエー
タへ供給された実際の吐出量を求める第2の演算手段
と、前記理論吐出量と前記実際の吐出量との偏差を演算
する第3の演算手段と、この第3の演算手段で演算され
た偏差と予め定められた設定値とを比較する比較手段
と、この比較手段による比較の結果前記偏差が前記設定
値以上のとき異常信号を出力する異常信号出力手段とを
設けたことを特徴とする油圧ポンプの故障診断装置。
1. In a hydraulic pump for driving a hydraulic actuator, a rotation speed detection device for detecting the rotation speed of the hydraulic pump, and a theoretical discharge amount of the hydraulic pump based on the rotation speed detected by the rotation speed detection device. A first calculation means for calculating the actual discharge amount supplied from the hydraulic pump to the hydraulic actuator, a second calculation means for calculating the actual discharge amount supplied from the hydraulic pump to the hydraulic actuator, and a second calculation device for calculating a deviation between the theoretical discharge amount and the actual discharge amount. No. 3 calculation means, comparison means for comparing the deviation calculated by the third calculation means with a preset value, and an abnormal signal when the deviation is greater than the set value as a result of comparison by the comparison means. A fault diagnosis device for a hydraulic pump, comprising:
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