JPH0694869B2 - 油圧ポンプの故障診断装置 - Google Patents

油圧ポンプの故障診断装置

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JPH0694869B2
JPH0694869B2 JP58214775A JP21477583A JPH0694869B2 JP H0694869 B2 JPH0694869 B2 JP H0694869B2 JP 58214775 A JP58214775 A JP 58214775A JP 21477583 A JP21477583 A JP 21477583A JP H0694869 B2 JPH0694869 B2 JP H0694869B2
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    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/10Other safety measures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B51/00Testing machines, pumps, or pumping installations

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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、油圧ショベル.クレーン、その他種種の油圧
機械、油圧装置の動力源として広汎に使用される油圧ポ
ンプの故障診断装置に係わり、特に、おしのけ容積可変
機構を備えた油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの圧油
によって駆動される少なくとも1つの油圧アクチュエー
タと、前記油圧アクチュエータを非作動状態に拘束する
ブレーキ装置とを有する油圧駆動装置に備えられる油圧
ポンプの故障診断装置に関する。
従来技術 油圧ポンプは、油圧シヨベル.クレーン、その他の油圧
機械、油圧装置にあつて、油圧エネルギを発生させる最
重要の機械であり、油圧ポンプの故障や経年変化等によ
る性能低下は、これを動力源とする機械、装置の動作に
重大な障害を与えることになる。このため、使用される
油圧ポンプに対してそのチエツクを行なうことが要求さ
れている。このように、油圧ポンプのチエツクを行な
い、その故障、性能低下(以下、これを故障で代表す
る。)の判定を行なう従来装置について説明する。
第1図は従来の故障診断装置の油圧回路図である。1は
診断の対象となる可変容量油圧ポンプ、1aは可変容量油
圧ポンプのおしのけ容積可変機構(以下、これを斜板で
代表する。)、2は可変容量油圧ポンプの吐出圧に応じ
て斜板1aを操作するレギユレータ、4は診断のための油
圧テスタである。油圧テスタ4は油圧を測定する圧力計
4a、油の流量を測定する流量計4b、可変容量油圧ポンプ
1の吐出管路を絞り、吐出圧を上昇させる手動の可変絞
り4cで構成されている。5は可変容量油圧ポンプ1に連
結されてその回転数を測定する回転計である。なお、3a
は可変容量油圧ポンプ1と油圧テスタ4とを接続する油
圧ホース等の配管、3bは油圧テスタ4と作動油タンクへ
の管路とを接続する油圧ホース等の配管を示す。
可変容量油圧ポンプ1の故障を診断するには、まず、少
なくとも1つの油圧アクチユエータに接続されて該油圧
アクチユエータを駆動するための油圧回路を構成してい
る可変容量油圧ポンプ1の吐出し側に接続されている配
管を、図示の部分aと部分bとで切離し、部分a,b間に
配管3a,3b、油圧テスタ4を接続する。次に、可変容量
油圧ポンプ1をエンジン等の原動機(図示せず)で駆動
し、そのときの可変容量油圧ポンプ1の回転数Nを回転
計5により計測する。この状態において、可変絞り4cを
操作し、圧力計4aの圧力(可変容量油圧ポンプ1の吐出
圧)が設定値Prefになるまで管路を絞り、このときの
可変容量油圧ポンプ1の吐出量Qを流量計4bにより計測
する。この場合、吐出量は吐出圧力に応じてレギユレー
タ2により制御される斜板1aの変位すなわち傾転量によ
り決定される。次に、前記回転数Nと前記設定圧力P
refとに基づいて可変容量油圧ポンプ1の理論的な吐出
量Qrefを算出する。最後に、この吐出量Qrefとさきに
計測した吐出量Qとを比較し、その差が許容値を超えた
とき、この可変容量油圧ポンプ1は故障状態にあると判
定する。
このような従来の故障診断装置にあつては、故障診断は
できるものの、診断を行う場合、設置されている油圧配
管の一部を切離して配管3a,3b,油圧テスタ4を取付けね
ばならず、この作業に多くの時間を要し、又、油圧配管
の切離し時に配管内に塵埃等の異物が混入するおそれが
あつた。さらに、診断自体、可変絞り4cを操作して圧力
計4a、流量計4bの指示値を続み取らねばならず、この点
でも多くの時間を要し、診断も面倒であつた。さらに
又、大型油圧シヨベルのように機械、装置が多数の油圧
ポンプを備えているものであり、いずれかの油圧ポンプ
に故障が発生している場合、前記従来の故障診断装置で
はどの油圧ポンプが故障しているかを見出すには多くの
時間を要していた。
発明の目的 本発明の目的は、上記従来の問題点を解決し、油圧配管
の切離しおよび油圧テスタの取付を行なうことなく、自
動的かつ迅速に故障診断を行なうことができるととも
に、多数の油圧ポンプに対して同時に故障診断を行なう
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。
発明の構成 この目的を達成するため本発明によれば、第2図に示す
ように、おしのけ容積可変機構11aを備えた油圧ポンプ1
1と、前記油圧ポンプ11からの圧油によって駆動される
少なくとも1つの油圧アクチュエータ23と、前記油圧ア
クチュエータ23を非作動状態に拘束するブレーキ装置24
とを有する油圧駆動装置に備えられる油圧ポンプ11の故
障診断装置において、(a)前記油圧ポンプの吐出圧力
を検出する圧力検出装置14a,14bと、(b)前記おしの
け容積可変機構11aの変位を検出する変位検出装置13
と、(c)前記油圧ポンプ11の故障診断の開始を指示す
るスタート装置18と、(d)前記油圧ポンプ11の故障診
断を行なう制御装置17とを有し、(e)前記制御装置17
は、(i)前記スタート装置18の指示に応答して前記ブ
レーキ装置24の作動を指示するブレーキ作動手段170
と、(ii)前記おしのけ容積可変機構11aの所定方向の
変位を所定量ずつ増加させる変位増加手段、前記変位増
加手段による変位増加中に前記圧力検出装置14a,14bの
検出値と所定の設定圧力とを比較する第1の比較手段、
及び前記圧力検出装置14a,14bの検出値が前記設定圧力
にほぼ等しくなった時点での前記変位検出装置13の検出
値を読み取る変位読取手段を有するデータ収集手段171
と、(iii)前記変位読取手段に記憶された前記変位検
出装置13の検出値と前記おしのけ容積可変機構の予じめ
定められた設定変位とを比較する第2の比較手段、及び
前記変位検出装置13の検出値が前記設定変位より大きい
時に故障信号を発生する故障信号発生手段とを有する故
障判定手段172とを備え、(f)さらに、前記故障判定
手段172の故障信号に応答して作動し故障の表示を行な
う表示装置19を有していることを特徴とする油圧ポンプ
の故障診断装置が提供される。
この油圧ポンプ11の故障診断装置による故障診断は、油
圧ポンプ11を使用する油圧回路に装備したままで行われ
る。スタート装置18により故障診断の開始が指示される
と、まず、ブレーキ装置が作動状態となって油圧アクチ
ュエータ23が非作動状態に拘束される。そして、おしの
け容積可変機構11aは、変位増加手段によってその変位
を所定のステップで増加してゆき、これに従って油圧ポ
ンプ11の吐出圧も増大してゆく。この吐出圧力は第1の
比較手段によって所定の設定圧力と比較され、前記設定
圧力に達すると、その時の変位検出装置13の検出値、即
ちおしのけ容積可変機構11aの変位量が変位読取手段に
読み取られる。上記変位増加手段、第1の比較手段、及
び変位読取手段はデータ収集手段171に含まれる。次
に、第2の比較手段において変位読取手段より取り出さ
れた容積可変機構11aの変位量は予じめ定められた設定
変位と比較され、故障信号発生手段において上記容積可
変機構11aの変位量が上記設定変位より小さい時に油圧
ポンプは正常であると判断され、一方、上記設定変位よ
り大きい時には油圧ポンプには故障が存在すると判断さ
れて故障信号が発生する。上記第2の比較手段及び故障
信号発生手段は故障判定手段172に含まれる。さらに、
故障信号に応答して表示器19が作動し故障の表示が行な
われる。
実施例 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第3図は本発明の一実施例に係わる油圧ポンプの故障診
断装置のブロツク図である。第2図に示す部分と同様な
部分には同一の符号が付されている。図中、11は両傾転
形の可変容量油圧ポンプ(以下、実施例の説明におい
て、これを単に油圧ポンプと称する。)11aは油圧ポン
プ11の(+)方向と(−)方向に変位し得るおしのけ容
積可変機構すなわち斜板、12は斜板11aを駆動するレギ
ユレータ、13は斜板11aの変位すなわち傾転量を検出す
る変位検出器でありポテンシヨメータ等で構成されてい
る。14a,14bは油圧ポンプ11の吐出圧力を検出する圧力
検出器、23は油圧ポンプ11に接続されこれにより駆動さ
れる油圧アクチユエータであり、図示の実施例ではこの
油圧アクチユエータ23は、例えば油圧シヨベルの走行体
の駆動に使用される油圧モータである。
24は油圧モータ23を非作動状態に拘束するブレーキ装置
であり、これはブレーキシユー24a、シリンダ室24b、バ
ネ24cよりなり、シリンダ室24bに油圧源25から圧油が送
られることによりバネ24cが縮められてブレーキシユー2
4aが油圧モータ23から放れ、シリンダ室24bをタンク26
に連結するとバネ24cが伸びてブレーキシユー24aが油圧
モータ23に接触してブレーキが掛ける。15はブレーキ用
切換弁であり、ブレーキ装置24のシリンダ室24bと油圧
源25及びタンク26との連通を切換える。切換弁15は電気
信号により切換えられ、電気信号オフでA位置になつ
て、シリンダ室24bをタンク26に連通してブレーキ装置2
4を作動し、電気信号オンでB位置となつてシリンダ室2
4bを油圧源25に連通し、ブレーキ装置24を解除する。
16は油圧ポンプ11の吐出量および吐出方向、即ち斜板11
aの傾転量および傾転方向を指示する操作レバーであ
る。17は変位検出器13からの信号Y、圧力検出器14a,14
bからの信号P,P、操作レバー16からの信号Xを入
力し、これらの信号に基づいて油圧ポンプ11の故障診断
を行なう制御装置である。
制御装置17は、図示実施例ではマイクロコンピユータで
構成されており、各信号を切換えて入力するマルチプレ
クサ17a、入力したアナログ信号をデイジタル信号に変
換するA/D変換器17b、入力した信号等に基づき必要な演
算、制御を行なう中央処理装置(CPU)17c、CPU17cの処
理プログラム、その他の数値が記憶されているリードオ
ンリメモリ(ROM)17d、入力信号や演算結果等が一時記
憶されるランダムアクセスメモリ(RAM)17e、演算処理
の結果得られた信号をレギユレータ12、切換弁15及び表
示器19に出力する出力部17f、故障診断を行なうか否か
のスタートスイツチ18からの信号を入力する入力部17g
で構成される。スタートスイツチ18は故障診断の実施を
指示する時OFFからONに切換えられる。表示器19は発光
ダイオード等より成り、故障と判断されたときこれを表
示する。
次に、第3図に示す本実施例の故障診断装置の診断原理
を第4図に示す油圧ポンプ吐出圧のグラフを参照して説
明する。第4図のグラフでは、横軸に斜板11aの傾転量
(変位)Yが、又、縦軸に油圧ポンプ11の吐出圧力P
(P)がとつてある。今、ブレーキ装置24を作動状態
として油圧ポンプ11を駆動し、斜板11aを中立位置(吐
出量が0)から(+)又は(−)方向に徐々に傾転させ
てゆくと、油圧ポンプ吐出圧力はある傾転量以後増大
し、設定されたリリーフ圧に至つて一定となる。ところ
で、油圧ポンプ11に故障がない場合、ある定められた吐
出圧力P(設定圧力)を発生させるための斜板11aの
傾転量Yはある範囲内の値となる。しかし、油圧ポン
プ11に、例えば許容量以上の内部漏れQ(第3図)等
の故障が存在していると、前記設定圧力Pを発生させ
るための斜板11aの傾転量Yは上記範囲を超えた大き
な値となる。
そこで、ブレーキ装置24を作動状態とし、斜板11aを中
立位置とした状態から、斜板11aをいずれかの方向、例
えば(+)方向に少しずつ傾転させてゆき、圧力検出器
14aの検出値が前記設定圧力Prに達したときの斜板11aの
傾転量Yaを変位検出器13から読みとり、予め定めた傾転
量Yraと比較する。ここで、この傾転量Yraは油圧ポン
プ11に故障がない場合に設定圧力Pを発生させる傾転
量を超えたある値であり、油圧ポンプ11が故障であるか
否かを判断するための値、即ち故障判定値である。そし
て、比較の結果、変位検出器13から読みとられた値Y
が故障判定値Yra以上のとき故障信号を出力して表示器
19を作動させ、油圧ポンプ11の故障を表示する。同様の
動作を(−)の傾転方向についても行なう。かくして、
油圧ポンプ11の故障診断を実施することができる。
以下、本実施例の制御装置17のROM17dに記憶されている
故障診断の動作手順を第5図乃至第8図に示すフローチ
ヤートを参照しながら詳細に説明する。
最初に制御装置17はマルチプレクサ17aを切換えて、順
次、操作レバー16のレバー指令信号X、圧力検出器14a,
14bで検出された圧力信号P,P、変位検出器13で検
出された斜板11aの傾転量信号Yを入力し、A/D変換器17
bを経てRAM17eに一時記憶する(ステツプS−1。以下
各ステツプをS−2,S−3……で表わす。)。次に、ス
タートスイツチ18がONかOFFかを判断する(S−2)。
例えば、故障診断を行なう場合、このスタートスイツチ
18はONであり、故障診断を行なわない場合はOFFであ
る。
スタートスイツチ18がOFFの場合は油圧ポンプ11の通常
の制御動作を行なう。即ち、油圧ポンプ11に接続された
油圧モータ23を駆動するときは切換弁15B位置に切換え
てブレーキ装置24を解除するON信号を、油圧モータ23の
停止のときは切換弁15をA位置に切換えてブレーキ装置
24を作動するOFF信号を出力部17fから切換弁15に出力す
る(S−3)。次に、ポンプ傾転サーボルーチン(S−
4)へ移る。ここでは、ポンプ傾転量Yをレバー指令値
Xに一致させるような制御が行なわれる。この制御の動
作手順を第6図に示すフローチヤートにしたがつて説明
する。まず、読みとられたレバー指令値Xと実際のポン
プ傾転量Yとの偏差ΔYが演算され(S−4−1)、次
いで、この偏差ΔYの正、負およびΔY=0の判断がな
される(S−4−2)。偏差ΔYが正のとき(ポンプ傾
転量Yがレバー指令値Xに達していないとき)、出力部
17fからレギユレータ12へ、ポンプの傾転を(+)方向
へ駆動する信号が出力され(S−4−3)、偏差ΔYが
負のときは(−)方向へ駆動する信号が出力され(S−
4−5)、偏差ΔYが0のときはポンプの傾転を停止す
る信号が出力される(S−4−4)。通常の動作におい
ては、以上の動作手順が制御装置17において繰返えされ
油圧モータ23は操作レバー16の操作に応じて駆動され
る。
次に、スタートスイツチ18がONとされ、故障診断が指示
されている場合の動作手順を説明する。この場合、ステ
ツプS−2でスタートスイツチ18のON状態が確認される
ので、処理はブレーキ作動手段を構成する次のステツプ
S−5へ移行する。ステツプS−5においては、切換弁
15をA位置としブレーキ装置24を作動状態とするOFF信
号が出力される。次いで、故障診断のステツプに入つた
のがスタートスイツチをONとした後初めてであるか否か
が判断される(S−6)。初めてである場合、初期変位
方向決定手段を構成するステツプS−7において、故障
診断のため斜板11aをどちらの方向へ動かすかを指示す
る傾転方向フラグを(+)方向にセツトする。ボンプ調
整手段を構成するステツプS−8およびS−9におい
て、操作レバー16の状態の如何に拘わらず、ポンプ傾転
指令Xを中立とし(S−8)、レバー指令値Xを値X
に書換え(S−9)、前述のステツプS−4へ移行し
て斜板11aを中立位置とする。
ここで、処理は再びステツプS−1,S−2,S−5を経てス
テツプS−6へ移行する。ステツプS−6では、ステツ
プS−5を経過する処理が初めてではないことが判断さ
れるので、ステツプS−10へ移行し、データ収集が終了
していることを示すデータ収集終了フラグ(後述する)
がセツトされているか否かを判断する。この場合、デー
タ収集は終了していないので、データ収集手段を構成す
るデータ収集ルーチン(S−11)へ移行する。
第7図にこのデータ収集の動作手順のフローチヤートが
示される。まず、さきのステツプS−7でセツトされた
傾転方向フラグが(+)であるか否かが判断され(S−
11−1)、この方向が(+)であれば、圧力検出器14a
で検出してステツプS−1で読込んだ圧力PをRAM17e
から取出し、第1の比較手段を構成するステツプS−11
-2において、前述の設定圧力P(判定圧力値)と比較
する。圧力Pが設定圧力Pより低い場合、変位判定
手段を構成するステツプS−11−3において、このとき
のポンプ傾転指令Xが、ポンプ傾転量のある定められ
た最大値XLmax以上か否かを判断する。
ここで、ステツプS−11−3においてこのような処理を
行なう理由について述べる。上述したステツプS−11−
1,S−11−2,S−11−3,及び後述するステツプS−11−4,
S−11−12,S−4を経て実行される動作は、ポンプ傾転
量を中立状態(X=0)から所定の1単位ずつ(+)
方向へ増加させてゆく動作であり、この動作は圧力P
が設定圧力P以上になるまで継続してなされる。とこ
ろが、油圧ポンプ11が故障しており、その故障の程度に
よつてはポンプ傾転量Xをいくら増加しても設定圧力
に達しない場合がある。したがつて、この動作にお
けるポンプ傾転量の最大値XLmaxを予め決めておき、ポ
ンプ傾転量がこの最大値XLmaxを超えたときは、油圧ポ
ンプ11に上記故障が発生しているとしてポンプ傾転量増
加の動作を停止させるようにすれば、以後の無駄な動作
の実行を防止することができる。この最大値XLmaxの値
は前述の故障判定値Yraより大きな値に選定される。
ステツプS−11−3で、ポンプ傾転指令Xがその最大
値XLmaxを超えていないと判断された場合、変位量増加
手段を構成するステツプS−11−4において、ポンプ傾
転指令Xを1単位増加させる。この1単位はマイクロ
コンピユータの精度における1デイジツトとする。次い
で、レバー指令値Xを、1単位増加させた新らしいポン
プ傾転指令Xに書換え(S−11−12)、ステツプS−
4で斜板11aを駆動してこれを実行する。以上の動作
は、ステツプS−11−2で圧力Pが設定圧Pに達し
たと判定されるまで繰返えされる。ステツプS−11−2
で圧力Pが設定圧力P以上になつたと判定される
と、変位読取手段を構成するステツプS−11−5でその
ときの変位検出器13で検出された値即ちポンプ傾転量Y
を値Yとして記憶(記録)して、(+)方向のデータ
の収集を終了する。そして、次に(−)方向のデータを
収集するため、反転手段を構成するステツプS−11−6
において傾転方向フラグを(−)にセツトする。なお、
ステツプS−11−3で、ポンプ傾転指令Xが故障判定
値Yraよりも大きな最大値XLmaxを超えていると判断さ
れた場合はステツプS−11−5においてその値が記憶さ
れることとなる。ステツプS−11−2〜S−11−5は
(+)方向データ収集手段を構成する。ステツプS−11
−6で傾転方向フラグを(−)にセツトした後は、ステ
ツプS−11−12,S−4,S−1,S−2,S−5,S−6,S−10を経
て再びステツプS−11−1に至り、傾転方向フラグの判
断が行なわれる。
傾転方向フラグは前述のようにステツプS−11−6で
(−)方向にセツトされているので、今度は斜板11aを
(−)方向に増加してゆく。即ち、ポンプ傾転指令X
を1単位ずつ減少してゆき、圧力検出器14bの検出圧力
が設定圧力Pに達するまでこれを行なう。この動
作はさきに述べた(+)方向の動作と同じでありステツ
プS−11-7、S−11-8、S-11-9における動作がこれに該
当する。なお、前記ポンプ傾転指令の最大値XLmaxに相
当する値はこの場合(−)方向であるので最小値XLmin
となり符号は逆で絶対値は同じである。検出圧力P
設定圧力P以上であると判断されると(S-11-7)、そ
のときの(−)方向のポンプ傾転量Yが値Yとして記
憶(記録)される(S−11−10)。ステツプS−11−7
〜S−11−10は(−)方向データ収集手段を構成する。
このようにして、(+)方向と(−)方向のポンプ傾転
量Y,Yが記憶され、データの収集が終了すると、デ
ータ収集終了フラグがセツトされる(S−11−11)。
処理が再びステツプS−10に至つたとき、ステツプS−
11−11でデータ収集終了フラグがセツトされているの
で、これが判断され、処理は次のステツプS−12の故障
判定ルーチンへ移行する。
第8図にこの故障判定のフローチヤートが示される。即
ち、まず記憶された(+)方向におけるポンプ傾転量Y
が故障判定値Yraと比較される(S−12−1)。比較
の結果、ポンプ傾転量Yが故障判定値Yraより小さい
ときは、さきに記憶された(−)方向におけるポンプ傾
転量Yが故障判定値Yrb(故障判定値と絶対値が等し
く符号は反対)と比較される(S−12−2)。比較の結
果、ポンプ傾転量Yが故障判定値Yrbより大きいと
き、即ち、前段のステツプS−12−1の動作をも含めY
<YraかつY>Yrbであるとき、油圧ポンプ11は正
常であると判断し、表示器19を不作動とする(S−12−
3)。なお、ポンプ傾転量Yと故障判定値Yrb
(−)方向の値であるので、いずれも負の値であり、し
たがつてステツプS−12−1、S−12−2における比較
の際の不等号は逆向きとなる。ステツプS−12−1でポ
ンプ傾転量Yが故障判定値Yra以上であると判断され
たとき、又はステツプS−12−2でポンプ傾転量Y
故障判定値Yrb以下であると判断されたとき、油圧ポン
プ11は故障していると判定して表示器19を作動し(S−
12−4)、故障を外部へ報らせる。そして、ポンプ傾転
指令値Xを中立とし、レバー指令値Xを値Xに書換
え(S−12−5)、ステツプS−4において斜板11aの
位置を初期位置へ戻す。
このように、本実施例では、スタートスイツチにより故
障診断が指示されたとき、アクチユエータのブレーキ装
置を作動し、斜板を徐々に傾転させてゆき、油圧ポンプ
の吐出圧力が所定の設定圧力に達したときのポンプ傾転
量を、(+)方向と(−)方向について記録し、この値
を故障判定値と比較して油圧ポンプの故障判定を行な
い、故障と判定したとき表示器を作動させるようにした
ので、従来装置のように、わざわざ油圧配管を切離して
油圧テスタを取付けるという必要はなく、したがつて油
圧回路に異物混入のおそれなく自動的かつ迅速に故障診
断を行なうことができ、又、多数の油圧ポンプを同時に
故障診断することができる。さらに、油圧ポンプの通常
の動作を制御する制御装置を利用するので、複雑な構成
とすることなく容易に故障診断を行なうことができ、か
つ、仕業点検時にも簡単に故障診断ができ、常時油圧ポ
ンプの状態を監視することができる。
他の実施例 第9図は本発明の他の実施例に係る油圧ポンプの故障診
断装置のブロツク図である。第2図及び第3図に示す部
分と同様な部分には同一の符号が付されている。
この実施例においては検出器として、変位検出器13、圧
力検出器14a、14bの外に、油圧ポンプ11を駆動するエン
ジン等の原動機20の回転数を検出する回転数検出器21、
及び油圧ポンプ11の構成する油圧回路における作動油の
温度を検出する温度検出器22が設けられている。
制御装置27は、第3図の実施例のものと同様マイクロコ
ンピユータで構成され、マルチプレクサ27a、A/D変換器
27b、中央処理装置(CPU)27c、リードオンリメモリ(R
OM)27d、ランダムアクセスメモリ(RAM)27e、出力部2
7f、入力部27gで構成される。制御装置27は、マルチプ
レクサ27aで変位検出器からの信号Y、圧力検出器14a、
14bからの信号P、P、操作レバー16からの信号
X、回転数検出器21からの信号N、温度検出器22から
の信号Tを入力し、これらの信号に基づいて油圧ポン
プ11の故障診断を行なう。
一般に油圧ポンプ11の回転数が多くなると、油圧ポンプ
11内の摺動部分における油の洩れの量が増大する。又、
作動油の油温が上昇した場合も同じ現象が発生する。こ
のため、前述の設定圧力Pを発生させるための傾転量
、Yの絶対値は変化する。したがつて、油圧ポン
プの回転数が多くなり、又、作動油の温度が上昇したと
き、誤つて故障と判定されるおそれが生じる。そこで、
本実施例では回転数検出器21、温度検出器22の一方又は
両方を備え、その信号を制御装置27へ入力し、その信号
に基づいて前述の故障判定値Yra,Yrbを補正するもので
ある。補正の手法としては、定められた関数に基づく値
を故障判定値として記憶装置に記憶しておき前記信号を
入力し、この信号に応じて直接故障判定値Yra,Yrbを求
める手法、又は、故障判定値Yra,Yrbに前記信号に関連
した値を加算してこれを補正し新らたな故障判定値を得
る手法等種々の手法を採用することができる。
第10図に上述した関数に基づいて故障判定値Yra,Yrb
補正する手法を用いた制御装置27の動作手順のフローチ
ヤートを示す。このフローチヤートの第5図に示したフ
ローチヤートとの違いはステツプS-1をステツプS-1′に
変更したことと、油温による第1の補正手段と回転数に
よる第2の補正手段を構成するステツプS-13を追加した
ことであり、他のステツプS-2〜S-12は同一である。
第10図においてステツプS-1′では、エンジン回転数N
作動油の温度T をA/D変換器27bより読み込みRAM27e
に一時記憶することが新たに加えられる。
ステツプS-13はステツプS-1′で読み込んだエンジン回
転数N、油温T により、ステツプS-12で使用するY
ra,Yrbを補正するYra.Yrbの補正ルーチンであり、その
手順の詳細を第11図に示す。
第11図の手順では、まずステツプS-13-1において、油温
により第12図に示す油温補正係数テーブルから補正
係数Kを読み出す。ステツプS-13-2において、エン
ジン回転数Nにより、第13図に示すエンジン回転数補
正係数テーブルから補正係数KNeを読み出す。
第12-13図の補正係数ケーブルは、予め、RM27dに記
憶しておく。
ステツプS-13-3においてYra,Yrbの初期設定値Yrao,Y
rboに Yra=Yrao×K×KNe …(1) Yrb=Yrbo×K×KNe …(2) の演算によつてYra,Yrbを導き出す。
rao,Yrboは第12、13図のテーブルで係数K,KNe
1となるT、Neoの時のYra,Yrbの値であり、R
M27dに予め記憶しておく。
ここで、第12、13図の補正係数テーブルについて説明す
る。第12、13図は各々、油温T 、エンジン回転数N
に関する補正係数K,KNeのテーブルの一例を示した
ものである。
一般に、作動油の粘度は油温の上昇と共に指数関数的に
低くなり、油の漏れ量は粘度と反比例の関係で多くな
る。Yra,Yrbは漏れ量に一致する吐出量を得られる傾転
位置であるので、従つてTとKのテーブルは一般
的には第12図の形になる。また、油圧ポンプのバルブプ
レート面における漏れは2つの面の間の速度差つまり回
転数に比例して大きくなる。一方向一傾転における吐出
量は回転数に比例して大きくなる。漏れと吐出量では吐
出量の方が桁違いに大きく、漏れによる影響は少ないと
考えられる。そこでNとKNeのテーブルは一般的に第
13図の形になる。ただし、これらのテーブルはポンプの
形式により特性が違つてくることから、そのポンプの形
式毎に決められるものである。
このようにYra・Yrbの補正ルーチンにより故障判定値
ra、Yrbを補正することにより、故障判定ルーチンS-
12ではこの補正されたYra、Yrbを用いて、第8図に示
す手順で判定を行なう。
なお第11図のフローチヤートにおいては油温とエンジン
回転数の両方で補正を行なつているが、これはどちらか
一方でもかまわない。
このように、本実施例では、さきの実施例の構成に加え
て、さらに油圧ポンプの回転数、作動油の油温に応じて
故障判定値を補正するようにしたので、さきの実施例と
同じ効果を奏するばかりでなく、より一層精度の高い故
障診断を行なうことができる。
なお、以上の実施例では、油圧ポンプの(+)、(−)
の両方向の設定圧力における傾転量を故障判定値と比較
して故障判定を行なう例を示したが、必ずしも両方向に
限ることはなく、いずれか一方向のみでも故障判定を行
なうことができる。又、故障の判定があつたとき、表示
器を作動するようにしたが、この表示器は発光ダイオー
ド以外にも種々の表示器を採用することができ、さら
に、必ずしも表示器に限ることはなく表示器の代りに、
警報器又は原動機を停止する停止装置を用いてもよく、
故障の判定があつたときに出力される故障信号は種々の
形態で利用できる。さらに又、故障診断を行なうか否か
を決定するスタートスイツチは手動であつてもよいのは
勿論、手動ではなくて他の動作、例えば油圧ポンプを駆
動する原動機の始動動作と連動して閉じ、所定時間後開
放するスイツチとすることもでき、又、スイツチを閉じ
たときでなくスイツチを開いたとき故障診断を行なうよ
うにすることもできる。
発明の効果 以上述べたように、本発明では、油圧アクチユエータの
ブレーキ装置を作動した状態で油圧ポンプのおしのけ容
積可変機構の変位を増加してゆき、油圧ポンプの吐出圧
力が設定圧力に達したときの変位を故障判定値である設
定変位と比較し、おしのけ容積可変機構の変位が少なく
とも設定変位とほぼ等しくなつた場合、故障信号を出力
するようにしたので、従来装置のように、わざわざ油圧
配管を切離して油圧テスタを取付ける必要はなく、した
がつて油圧回路に異物が混入するおそれなく、常時自動
的かつ迅速に故障診断を行なうことができ、又、多数の
油圧ポンプを同時に故障診断をすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の油圧ポンプの故障診断装置の油圧回路
図、第2図は本発明の油圧ポンプの故障診断装置の基本
構成を示すブロツク図、第3図は本発明の一実施例に係
る油圧ポンプの故障診断装置のブロツク図、第4図は油
圧ポンプのポンプ傾転量に対する吐出圧のグラフ、第5
図、第6図、第7図および第8図は第3図に示す故障診
断装置の動作を説明するフローチヤート、第9図は本発
明の他の実施例に係る油圧ポンプの故障診断装置のブロ
ツク図、第10図および第11図は第9図に示す故障診断装
置の動作を説明するフローチヤート、第12図および第13
図は第11図に示すフローチヤートで使用した油温補正係
数テーブルおよびエンジン回転数補正係数テーブルであ
る。 11……油圧ポンプ、12……レギユレータ、13……変位検
出器、14a,14b……圧力検出装置、15……切換弁、16…
…操作レバー、17、27……制御装置、17a、27a……マル
チプレクサ、17b、27b……A/D変換器、17c、27c……CP
U、17d、27d……ROM、17e、27e……RAM、17f、27f……
出力部、17g 27g……入力部、18……スタートスイツ
チ、19……表示器、21……回転数検出器、22……温度検
出器、23……油圧モータ、24……ブレーキ装置、25……
油圧源、26……タンク、170、S-5……ブレーキ作動手
段、171、S-11……データ収集手段、172、S-12……故障
判定手段、S-7……初期変位方向決定手段、S-8、S-9…
…ポンプ調整手段、S-11-2……吐出圧力判定手段、S-11
-3……変位判定手段、S-11-4……ポンプ単位量変位手
段、S-11-5……変位読取手段、S-11-2〜S-11-5……
(+)方向データ収集手段、S-11-7〜S-11-10……
(−)方向データ収集手段、S-11-6……反転手段、S-13
……第1および第2補正手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−1859(JP,A) 特開 昭57−107942(JP,A) 特公 昭55−50197(JP,B2)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】おしのけ容積可変機構を備えた油圧ポンプ
    と、前記油圧ポンプからの圧油によって駆動される少な
    くとも1つの油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュ
    エータを非作動状態に拘束するブレーキ装置とを有する
    油圧駆動装置に備えられる油圧ポンプの故障診断装置に
    おいて、 (a)前記油圧ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出装
    置と、 (b)前記おしのけ容積可変機構の変位を検出する変位
    検出装置と、 (c)前記油圧ポンプの故障診断の開始を指示するスタ
    ート装置と、 (d)前記油圧ポンプの故障診断を行なう制御装置とを
    有し、 (e)前記制御装置は、(i)前記スタート装置の指示
    に応答して前記ブレーキ装置の作動を指示するブレーキ
    作動手段と、(ii)前記おしのけ容積可変機構の所定方
    向の変位を所定量ずつ増加させる変位増加手段、前記変
    位増加手段による変位増加中に前記圧力検出装置の検出
    値と所定の設定圧力とを比較する第1の比較手段、及び
    前記圧力検出装置の検出値が前記設定圧力にほぼ等しく
    なった時点での前記変位検出装置の検出値を読み取る変
    位読取手段を有するデータ収集手段と、(iii)前記変
    位読取手段に記憶された前記変位検出装置の検出値と前
    記おしのけ容積可変機構の予じめ定められた設定変位と
    を比較する第2の比較手段、及び前記変位検出装置の検
    出値が前記設定変位より大きい時に故障信号を発生する
    故障信号発生手段を有する故障判定手段とを備え、 (f)さらに、前記故障判定手段を故障信号に応答して
    作動し故障の表示を行なう表示装置 を有していることを特徴とする油圧ポンプの故障診断装
    置。
  2. 【請求項2】前記データ収集手段はさらに、前記変位量
    増加手段の操作に先立って、前記おしのけ容積可変機構
    の変位の指令値が予じめ定められた設定最大値より大き
    いか否かを判断する変位判定手段を有し、前記指令値が
    前記設定最大値よりも小さい時には前記変位量増加手段
    の操作が行なわれ、前記指令値が前記設定最大値とほぼ
    等しくなった時には前記変位読取手段が前記変位検出装
    置の検出値を読み取る特許請求の範囲第1項記載の装
    置。
  3. 【請求項3】前記制御装置は、(iv)前記スタート装置
    の指示に応答して、前記データ収集手段及び故障判定手
    段の操作に先立って、前記おしのけ容積可変機構の変位
    をゼロに設定するポンプ調整手段をさらに備えている特
    許請求の範囲第1項記載の装置。
  4. 【請求項4】前記油圧ポンプは(+)方向と(−)方向
    に変位し得るおしのけ容積可変機構を備え、前記制御手
    段は、(v)前記データ収集手段及び故障判定手段の操
    作に先立って、前記データ収集手段における前記おしの
    け容積可変機構の最初の変位方向を決定する初期変位方
    向決定手段をさらに備えている特許請求の範囲第1項の
    装置。
  5. 【請求項5】前記変位増加手段は、前記おしのけ容積可
    変機構の(+)方向の変位を所定量ずつ増加させる
    (+)方向変位増加手段と、前記おしのけ容積可変機構
    の(−)方向の変位を所定量ずつ増加させる(−)方向
    変位増加手段を有し、前記第1の比較手段は、前記
    (+)方向変位増加手段による変位増加中に前記圧力検
    出装置の(+)方向の検出値と所定の設定圧力とを比較
    する(+)方向圧力比較手段と、前記(−)方向変位増
    加手段による変位増加中に前記圧力検出装置の(−)方
    向の検出値と所定の設定圧力とを比較する(−)方向圧
    力比較手段とを有し、前記変位読取手段は、前記圧力検
    出装置の(+)方向の検出値が前記設定圧力にほぼ等し
    くなった時点での前記変位検出装置の(+)方向の検出
    値を読み取る(+)方向変位読取手段と、前記圧力検出
    装置の(−)方向の検出値が前記設定圧力にほぼ等しく
    なった時点での前記変位検出装置の(−)方向の検出値
    を読み取る(−)方向変位読取手段とを有し、前記デー
    タ収集手段は、前記初期変位方向決定手段によって決定
    された最初の変位方向に前記おしのけ容積可変機構を変
    位させて前記(+)方向変位読取手段及び前記(−)方
    向変位読取手段のいずれか一方でデータを収集した後、
    前記変位方向を反転させ前記(+)方向変位読取手段及
    び前記(−)方向変位読取手段の他方でデータを収集す
    る反転手段とを有する特許請求の範囲第4項記載の装
    置。
  6. 【請求項6】前記制御装置は、(vi)前記油圧ポンプに
    使用される作動油の温度に応じて前記設定変位を補正す
    る第1の補正手段を有する特許請求の範囲第1項記載の
    装置。
  7. 【請求項7】前記制御装置は、(vii)前記油圧ポンプ
    の回転数に応じて前記設定変位を補正する第2の補正手
    段を有する特許請求の範囲第1項記載の装置。
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