JPH1185253A - Device and method for abnormality/fault diagnosis of working machine - Google Patents

Device and method for abnormality/fault diagnosis of working machine

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JPH1185253A
JPH1185253A JP24433697A JP24433697A JPH1185253A JP H1185253 A JPH1185253 A JP H1185253A JP 24433697 A JP24433697 A JP 24433697A JP 24433697 A JP24433697 A JP 24433697A JP H1185253 A JPH1185253 A JP H1185253A
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input
dynamic element
failure diagnosis
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祥二 戸澤
Tomoaki Ono
智昭 小野
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Caterpillar Mitsubishi Ltd
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Caterpillar Mitsubishi Ltd
Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately diagnose abnormality and a fault of a working machine such as a construction machine by providing a decision part, etc., which decides whether or not input/output response data obtained by a detection part is within a previously found proper range. SOLUTION: A test signal output part 21 outputs a test signal to a dynamic element (hydraulc pump, control valve or the like) such as a hydraulic shovel and a detection part 23 detects input/output response data for the dynamic element. A decision part 24 compares the input/output response data obtained by the detection part 23 with corresponding proper range data in a memory 22 to decide whether or not the input/output response data is within the previously found proper range. An abnormality/fault diagnostic part 25 judges that the dynamic element which is diagnozed is abnormal or faulty when it is decided that the input/output response data is not within the proper range. Further, an abnormality/fault prediction part 27 estimates the time that the diagnosed dynamic element requires to enter the abnormal or faulty state according to the comparison result of the comparison part 26 to predict the abnormality or fault.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、作業機械の異常/
故障診断装置及び方法に関し、特に、油圧ショベルやブ
ルドーザなどの建設機械の異常や故障を診断するのに用
いて好適な、異常/故障診断装置及び方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
More particularly, the present invention relates to an abnormality / failure diagnosis apparatus and method suitable for diagnosing an abnormality or a failure of a construction machine such as a hydraulic shovel or a bulldozer.

【0002】[0002]

【従来の技術】図10は一般的な作業機械としての油圧
ショベルの一例を示す模式図で、この図10に示すよう
に、通常、油圧ショベルは、無限軌条部500Aを有す
る下部走行体500上に、運転操作室(キャビン)60
0付きの上部旋回体100をそなえており、さらにこの
上部旋回体100に、ブーム200,スティック30
0,バケット400からなる関節式アーム機構を装備し
た構成となっている。
2. Description of the Related Art FIG. 10 is a schematic view showing an example of a hydraulic shovel as a general working machine. As shown in FIG. 10, a hydraulic shovel is usually mounted on a lower traveling body 500 having an infinite rail section 500A. The operation room (cabin) 60
The upper revolving superstructure 100 is provided with a boom 200 and a stick 30.
0, an articulated arm mechanism comprising a bucket 400 is provided.

【0003】そして、この油圧ショベルには、ブーム2
00のための油圧シリンダ120,スティック300の
ための油圧シリンダ121,バケット400のための油
圧シリンダ122が装備されるとともに、少なくとも、
これらの各油圧シリンダ120〜122のための油圧回
路(図示略)が設けられており、この油圧回路内の油圧
ポンプの吐出量や油圧シリンダ120〜122用の制御
弁をオペレータの操作(キャビン600内の操作レバー
の操作)に応じて電子制御して油圧シリンダ120〜1
22への作動油の供給量(油圧)を適宜変更することに
より、油圧シリンダ120〜122の伸縮変位量が変化
してブーム200,スティック300,バケット400
がそれぞれ駆動されるようになっている。
[0003] The hydraulic excavator has a boom 2
00, a hydraulic cylinder 121 for the stick 300, and a hydraulic cylinder 122 for the bucket 400.
A hydraulic circuit (not shown) for each of the hydraulic cylinders 120 to 122 is provided, and a discharge amount of a hydraulic pump in the hydraulic circuit and a control valve for the hydraulic cylinders 120 to 122 are operated by an operator (the cabin 600). Electronically controlled according to the operation of the operating lever in the hydraulic cylinders 120-1.
By appropriately changing the supply amount (oil pressure) of the working oil to the hydraulic cylinder 22, the amount of expansion and contraction displacement of the hydraulic cylinders 120 to 122 changes, and the boom 200, the stick 300, and the bucket 400
Are respectively driven.

【0004】ところで、このような建設機械は、通常、
建設現場や災害復旧現場などをはじめ、非常に過酷な状
況で使用されることが多いため、その異常や故障に対し
て適切な処置が行なわれる必要がある。そこで、従来
は、上記の油圧ポンプや制御弁,シリンダ120〜12
2などの動作部分(動的要素)にセンサを取り付け、そ
のセンサで得られた電気的な信号(以下、センサ信号と
いう)が予め求めておいた適正値になっているかどうか
を比較・判定することによって、建設機械の異常や故障
の診断を行なうようになっている。
By the way, such construction machines are usually
Since it is often used in extremely severe conditions, such as construction sites and disaster recovery sites, it is necessary to take appropriate measures for its abnormalities and failures. Therefore, conventionally, the above-described hydraulic pump, control valve, cylinders 120 to 12 are used.
2, a sensor is attached to an operation part (dynamic element) such as 2 and an electric signal (hereinafter, referred to as a sensor signal) obtained by the sensor is compared and determined whether or not it has an appropriate value determined in advance. In this way, an abnormality or a failure of the construction machine is diagnosed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような診断手法では、上記の操作レバーの位置や建設機
械の稼働条件によってセンサ信号が大きく変化してしま
うような動的要素については、そのセンサ信号の適正値
範囲が広がってしまうので、正確な異常/故障診断を行
なうのは非常に困難である。
However, according to the above-described diagnostic method, a dynamic element whose sensor signal greatly changes depending on the position of the operation lever or the operating condition of the construction machine is not detected by the sensor. Since the appropriate value range of the signal is widened, it is very difficult to perform accurate abnormality / failure diagnosis.

【0006】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、建設機械などの作業機械(特に、作業機械の
動的要素)の異常や故障を正確に診断できるようにし
た、作業機械の異常/故障診断装置及び方法を提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has been developed in order to accurately diagnose abnormalities or failures of a working machine such as a construction machine (particularly, dynamic elements of the working machine). It is an object of the present invention to provide an abnormality / failure diagnosis apparatus and method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】このため、請求項1記載
の本発明の作業機械の異常/故障診断装置は、作業機械
の動的要素についての異常/故障診断装置であって、動
的要素に対する入出力応答データを検出する検出手段
と、この検出手段で得られた入出力応答データが予め求
めておいた適正範囲内にあるかどうかを判定する判定手
段と、この判定手段で、上記の入出力応答データが適正
範囲内にないと判定されると、上記動的要素が異常もし
くは故障であると診断する異常/故障診断手段とをそな
えて構成されたことを特徴としている。
According to the present invention, there is provided an abnormality / failure diagnosis apparatus for a working machine according to the first aspect of the present invention, which is an abnormality / failure diagnosis apparatus for a dynamic element of a working machine. Detecting means for detecting input / output response data to the input / output means, determining means for determining whether the input / output response data obtained by the detecting means is within an appropriate range determined in advance, and this determining means When the input / output response data is determined not to be within the proper range, the dynamic element is configured to include abnormality / failure diagnosis means for diagnosing an abnormality or a failure.

【0008】また、請求項2記載の本発明の作業機械の
異常/故障診断装置は、請求項1記載の構成において、
上記の動的要素への入力信号がステップ的に変化する場
合に、上記の検出手段が、上記の入出力応答データとし
て、出力信号の過渡応答データを検出するように構成さ
れ、上記の判定手段が、上記過渡応答データが予め求め
ておいた適正範囲内にあるかどうかを判定するように構
成され、上記の異常/故障診断手段が、上記過渡応答デ
ータが適正範囲内にないと判定されると、上記動的要素
が異常もしくは故障であると診断するように構成された
ことを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an abnormality / failure diagnosis apparatus for a working machine according to the first aspect of the invention.
When the input signal to the dynamic element changes stepwise, the detection means is configured to detect transient response data of an output signal as the input / output response data, and the determination means Is configured to determine whether the transient response data is within an appropriate range determined in advance, and the abnormality / failure diagnosis means determines that the transient response data is not within the appropriate range. And that the dynamic element is diagnosed as abnormal or faulty.

【0009】さらに、請求項3記載の本発明の作業機械
の異常/故障診断装置は、請求項2記載の構成におい
て、上記の検出手段が、上記の出力信号の過渡応答デー
タとして、出力信号の入力信号に対する遅れ時間応答デ
ータを検出するように構成されたことを特徴としてい
る。また、請求項4記載の本発明の作業機械の異常/故
障診断装置は、請求項2記載の構成において、上記の検
出手段が、上記の出力信号の過渡応答データとして、出
力信号の振幅減衰応答データを検出するように構成され
たことを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the work machine abnormality / failure diagnosis apparatus according to the second aspect, the detecting means includes the output signal transient response data as the output signal transient response data. The delay time response data for the input signal is detected. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the work machine abnormality / failure diagnosis apparatus according to the second aspect, wherein the detecting means outputs the output signal amplitude decay response as the transient response data of the output signal. It is characterized by being configured to detect data.

【0010】さらに、請求項5記載の本発明の異常/故
障診断装置は、請求項1記載の構成において、上記の動
的要素への入力信号の変化量が所定の変化量以下の場合
に、上記の検出手段が、上記の入出力応答データとし
て、上記動的要素の非動作時にその動的要素に試験信号
を入力したときの動特性データを検出するように構成さ
れ、上記の判定手段が、上記動特性データが予め求めて
おいた適正範囲内にあるかどうかを判定するように構成
され、上記の異常/故障診断手段が、上記動特性データ
が該適正範囲内にないと判定されると、上記動的要素が
異常もしくは故障であると診断するように構成されたこ
とを特徴としている。
Further, according to a fifth aspect of the present invention, in the abnormality / failure diagnosis apparatus according to the first aspect of the present invention, when a change amount of the input signal to the dynamic element is equal to or less than a predetermined change amount, The detection means is configured to detect, as the input / output response data, dynamic characteristic data when a test signal is input to the dynamic element when the dynamic element is not operating, and the determination means includes: Is configured to determine whether the dynamic characteristic data is within an appropriate range determined in advance, and the abnormality / failure diagnosis means determines that the dynamic characteristic data is not within the appropriate range. And that the dynamic element is diagnosed as abnormal or faulty.

【0011】また、請求項6記載の本発明の異常/故障
診断方法は、作業機械の動的要素についての異常/故障
診断方法であって、前記の動的要素に対する入出力応答
データを検出する検出ステップと、この検出ステップで
得られた入出力応答データが予め求めておいた適正範囲
内にあるかどうかを判定する判定ステップと、この判定
ステップで、上記の入出力応答データが該適正範囲内に
ない場合に、上記動的要素が異常もしくは故障であると
診断する故障診断ステップとをそなえて構成されたこと
を特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an abnormality / failure diagnosis method for a dynamic element of a work machine, wherein input / output response data for the dynamic element is detected. A detecting step, a determining step of determining whether or not the input / output response data obtained in the detecting step is within an appropriate range determined in advance, and in the determining step, the input / output response data is A failure diagnosis step for diagnosing that the dynamic element is abnormal or a failure when the dynamic element is not within the range.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の実
施の形態について説明する。図1は本発明の一実施形態
にかかる作業機械としての油圧ショベルを模式的に示す
図で、この図1に示すように、本実施形態にかかる油圧
ショベルは、進行方向に対して左右に無限軌条部500
Aを有する下部走行体500上に、運転操作室600付
き上部旋回体(建設機械本体)100が水平面内で回転
自在に設けられた構成となっている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing a hydraulic shovel as a working machine according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the hydraulic shovel according to the present embodiment is infinitely left and right with respect to the traveling direction. Rail 500
An upper revolving unit (construction machine main body) 100 with a driving operation room 600 is provided on a lower traveling unit 500 having an A to be rotatable in a horizontal plane.

【0013】そして、この上部旋回体100に対して、
一端が回動可能に接続されるブーム(アーム部材)20
0が設けられ、更にブーム200に対して、一端が関節
部を介して回動可能に接続されるスティック(アーム部
材)300が設けられている。さらに、スティック30
0に対して、一端が関節部を介して回動可能に接続さ
れ、先端が地面を掘削し内部に土砂を収容可能なバケッ
ト(作業部材)400がが設けられている。なお、図1
において符号112で示すものはバケット400の歯先
である。
Then, with respect to the upper revolving superstructure 100,
Boom (arm member) 20 whose one end is rotatably connected
0, and a stick (arm member) 300 whose one end is rotatably connected to the boom 200 via a joint. In addition, stick 30
A bucket (working member) 400 having one end rotatably connected to the base through an articulation portion and excavating the ground at its tip and capable of storing earth and sand therein is provided. FIG.
, The tip of the bucket 400 is indicated by reference numeral 112.

【0014】また、この図1に示すように、本油圧ショ
ベルには、上記のブーム200,スティック300,バ
ケット400に対して、ブーム油圧シリンダ120,ス
ティック油圧シリンダ121,バケット油圧シリンダ1
22(以下、ブーム油圧シリンダ120をブームシリン
ダ120又は単にシリンダ120ということがあり、ス
ティック油圧シリンダ121をスティックシリンダ12
1又は単にシリンダ121ということがあり、バケット
油圧シリンダ122をバケットシリンダ122又は単に
シリンダ122ということがある)が設けられている。
As shown in FIG. 1, the hydraulic excavator includes a boom hydraulic cylinder 120, a stick hydraulic cylinder 121, and a bucket hydraulic cylinder 1 with respect to the boom 200, the stick 300, and the bucket 400.
22 (hereinafter, the boom hydraulic cylinder 120 may be referred to as the boom cylinder 120 or simply the cylinder 120, and the stick hydraulic cylinder 121 is referred to as the stick cylinder 12
1 or simply the cylinder 121, and the bucket hydraulic cylinder 122 is sometimes referred to as the bucket cylinder 122 or simply the cylinder 122).

【0015】ここで、ブームシリンダ120は、上部旋
回体100に対して一端が回動可能に接続されるととも
に、ブーム200に対して他の一端が回動可能に接続さ
れ、即ち上部旋回体100とブーム200との間に介装
されて、端部間の距離が伸縮することにより、ブーム2
00を上部旋回体100に対して回動させることができ
るものである。
Here, one end of the boom cylinder 120 is rotatably connected to the upper swing body 100, and the other end is rotatably connected to the boom 200, that is, the upper swing body 100. The boom 200 is interposed between the boom 200 and the boom 200 by extending and contracting the distance between the ends.
00 can be rotated with respect to the upper swing body 100.

【0016】また、スティックシリンダ121は、ブー
ム200に対して一端が回動可能に接続されるととも
に、スティック300に対して他の一端が回動可能に接
続され、即ちブーム200とスティック300との間に
介装されて、端部間の距離が伸縮することにより、ステ
ィック300をブーム200に対して回動させることが
できるものである。
The stick cylinder 121 has one end rotatably connected to the boom 200 and the other end rotatably connected to the stick 300, that is, the connection between the boom 200 and the stick 300. The stick 300 can be rotated with respect to the boom 200 by being interposed therebetween and by expanding and contracting the distance between the ends.

【0017】さらに、バケットシリンダ122は、ステ
ィック300に対して一端が回動可能に接続されるとと
もに、バケット400に対して他の一端が回動可能に接
続され、即ちスティック300とバケット400との間
に介装されて、端部間の距離が伸縮することにより、バ
ケット400をスティック300に対して回動させるこ
とができるものである。なお、バケット油圧シリンダ1
22の先端部には、リンク機構130が設けられてい
る。
Further, the bucket cylinder 122 has one end rotatably connected to the stick 300 and the other end rotatably connected to the bucket 400, that is, the connection between the stick 300 and the bucket 400. The bucket 400 can be rotated with respect to the stick 300 by being interposed between the sticks 300 as the distance between the ends expands and contracts. The bucket hydraulic cylinder 1
A link mechanism 130 is provided at the distal end of 22.

【0018】また、図示しないが、左右の無限軌条部5
00Aをそれぞれ駆動する油圧モータや、上部旋回体1
00を旋回駆動する旋回モータも設けられている。そし
て、図1,図2にそれぞれ示すように、上述の油圧ショ
ベルには、少なくとも、シリンダ120〜122や上記
の旋回モータ123のための油圧回路2が設けられてお
り、さらに、この油圧回路2には、図2に示すように、
作動油タンク11,エンジン(ディーゼルエンジン)E
によって駆動される油圧ポンプ12,コントロールバル
ブ(3方切り替え弁)13A〜13D等が介装されてい
る。
Although not shown, the left and right endless rail portions 5 are provided.
00A and the upper revolving unit 1
A turning motor for turning 00 is also provided. As shown in FIGS. 1 and 2, the hydraulic excavator is provided with at least a hydraulic circuit 2 for the cylinders 120 to 122 and the turning motor 123. As shown in FIG. 2,
Hydraulic oil tank 11, engine (diesel engine) E
, A control valve (three-way switching valve) 13A to 13D and the like are interposed.

【0019】ここで、作動油タンク11は、作動油を貯
溜するものであり、油圧ポンプ12は、この作動油タン
ク11内の作動油を所定の圧油として吐出供給するもの
で、ここでは、ピストン型可変容量ポンプとして構成さ
れており、ポンプ12内に設けられたピストン(図示
略)のストローク量を変更することで作動油の流量制御
が可能になっている。即ち、上記ピストンの一端を斜板
(クリーププレート:図示略)に当接するように構成
し、この斜板の傾き(傾転角)を傾転角制御装置12a
により変更することでピストンのストローク量を変更し
てポンプ12の吐出量を変更するようになっている。
Here, the hydraulic oil tank 11 stores hydraulic oil, and the hydraulic pump 12 discharges and supplies the hydraulic oil in the hydraulic oil tank 11 as a predetermined pressure oil. It is configured as a piston type variable displacement pump, and the flow rate of hydraulic oil can be controlled by changing the stroke amount of a piston (not shown) provided in the pump 12. That is, one end of the piston is configured to abut on a swash plate (creep plate: not shown), and the inclination (tilt angle) of the swash plate is determined by the tilt angle control device 12a.
Thus, the stroke amount of the piston is changed to change the discharge amount of the pump 12.

【0020】また、コントロールバルブ13A〜13D
は、シリンダ120〜122,旋回モータ123への作
動油の供給方向を切り替えてシリンダ120〜122の
伸縮、旋回モータ123の回転方向を制御するためのも
ので、ここでは、それぞれ中立位置から図2中に示す矢
印B方向に切り替えられると、シリンダ120〜122
については、内室124に作動油が供給されるとともに
内室125から作動油が抜かれてシリンダ120が伸び
る一方、矢印A方向に切り替えられると、内室125に
作動油が供給されるとともに内室124から作動油が抜
かれてシリンダ120が縮むようになっており、旋回モ
ータ123については、矢印A,B方向の切り替えに応
じてその回転方向が逆転するようになっている。
The control valves 13A to 13D
Are used to control the expansion and contraction of the cylinders 120 to 122 and the rotation direction of the rotation motor 123 by switching the supply direction of the hydraulic oil to the cylinders 120 to 122 and the rotation motor 123. When switching is performed in the direction of arrow B shown in FIG.
With respect to the above, while the hydraulic oil is supplied to the inner chamber 124 and the hydraulic oil is drawn out from the inner chamber 125 and the cylinder 120 is extended, when switching is performed in the direction of arrow A, the hydraulic oil is supplied to the inner chamber 125 and Hydraulic oil is extracted from the cylinder 124 so that the cylinder 120 contracts, and the rotation direction of the swing motor 123 is reversed in accordance with the switching between the directions of the arrows A and B.

【0021】なお、これらの各コントロールバルブ13
A〜13Dの切り替え制御は、いずれも、上部旋回体1
00内に設けられたコントローラ1によって行なわれる
が、このコントローラ1では、オペレータが運転操作室
600内のブーム/バケット操作レバー6,スティック
/旋回操作レバー8を操作することにより得られる操作
情報に基づいてコントロールバルブ13A〜13Dのた
めの切り替え制御信号を生成して、各コントロールバル
ブ13A〜13Dにそれぞれ切り替え制御信号を供給す
るようになっている。
Each of these control valves 13
The switching control of A to 13D is performed by the upper revolving superstructure 1
The operation is performed by a controller 1 provided in the operating room 600, based on operation information obtained by an operator operating a boom / bucket operation lever 6 and a stick / turn operation lever 8 in a driving operation room 600. Thus, a switching control signal for the control valves 13A to 13D is generated, and the switching control signal is supplied to each of the control valves 13A to 13D.

【0022】さらに、図2に示すように、この油圧回路
2には、作動油タンク11へのリターンライン15Aと
連通可能なリリーフバルブ14が油圧ポンプ12の吐出
口側に設けられており、油圧ポンプ12の吐出圧が所定
圧力よりも高くなると、このリリーフバルブ20が開い
てポンプ12により加圧された作動油がタンク11に戻
されるようになっている。
Further, as shown in FIG. 2, the hydraulic circuit 2 is provided with a relief valve 14 which can communicate with a return line 15A to the hydraulic oil tank 11 on the discharge port side of the hydraulic pump 12. When the discharge pressure of the pump 12 becomes higher than a predetermined pressure, the relief valve 20 is opened, and the hydraulic oil pressurized by the pump 12 is returned to the tank 11.

【0023】そして、上記のコントローラ1は、本実施
形態では、上記油圧ショベル(作業機械)の異常/故障
診断装置と異常/故障予知装置としての機能を有してお
り、このために、例えば図3に示すように、試験信号出
力部21,メモリ22,検出部23,判定部24,異常
/故障診断部25,比較部26及び異常/故障予知部2
7を有して構成されている。なお、この図3において、
符号28で示すものはモニタやプリンタなどの外部装置
で、異常/故障診断部25での診断結果や異常/故障予
知部27での予知結果を表示もしくはプリントアウトで
きるようになっている。
In the present embodiment, the controller 1 has a function as an abnormality / failure diagnosis device and an abnormality / failure prediction device for the excavator (working machine). As shown in FIG. 3, the test signal output unit 21, the memory 22, the detection unit 23, the determination unit 24, the abnormality / failure diagnosis unit 25, the comparison unit 26, and the abnormality / failure prediction unit 2
7. In FIG. 3,
Reference numeral 28 denotes an external device such as a monitor or a printer, which can display or print out a diagnosis result of the abnormality / failure diagnosis unit 25 and a prediction result of the abnormality / failure prediction unit 27.

【0024】ここで、上記の試験信号出力部21は、後
述するインパルス信号やホワイトノイズなどの試験信号
を油圧ショベルの動的要素(油圧ポンプ12やコントロ
ールバルブ13A〜13Dなど)に出力するものであ
る。ただし、この試験信号は、システム(油圧ショベ
ル)の性能に影響を与えない程度の大きさ,時間で出力
される(例えば、上記の操作レバー6,8が中立位置に
あり上記の動的要素が動作していないときなど)。
The test signal output section 21 outputs a test signal such as an impulse signal or white noise, which will be described later, to dynamic elements of the excavator (such as the hydraulic pump 12 and the control valves 13A to 13D). is there. However, this test signal is output with a magnitude and time that does not affect the performance of the system (hydraulic shovel) (for example, when the operation levers 6 and 8 are in the neutral position and the dynamic element is When it's not working).

【0025】また、メモリ22は、適正範囲データとし
て予め求めておいた上記動的要素の正常動作時の入出力
応答データ(遅れ時間応答データ:出力信号が目標値の
63.2%に達するまでの時間応答データ,振幅減衰応
答データ:出力信号に対するオーバシュート量/アンダ
ーシュート量)や経年変化特性データ,後述する異常/
故障予知処理時に検出された経年変化特性データなどを
記憶しておくものであり、検出部23は、上記動的要素
に対する入出力応答データを検出するもので、本実施形
態では、下記項目(1),(2)に示すように、診断対
象の動的要素の特性に応じたデータを検出するようにな
っている。
The memory 22 stores input / output response data (delay time response data: output signal reaches 63.2% of the target value) during normal operation of the dynamic element previously determined as appropriate range data. Time response data, amplitude decay response data: overshoot amount / undershoot amount for output signal), aging characteristic data,
The storage unit stores aging characteristic data detected at the time of the failure prediction processing, and the detection unit 23 detects input / output response data for the dynamic element. In the present embodiment, the following items (1) ) And (2), data corresponding to the characteristics of the dynamic element to be diagnosed is detected.

【0026】(1)動的要素への入力信号(制御信号)
がステップ的に変化する場合は、その動的要素からの出
力信号の入力信号に対する遅れ時間応答データや前記出
力信号の振幅減衰応答データなどの過渡応答データを、
上記の入出力応答データとして検出する。 (2)動的要素への入力信号の変化がなだらかもしくは
一定(変化量が所定の変化量以下)な場合は、上記の操
作レバー6,8が中立位置にあり動的要素の非動作時に
その動的要素に試験信号出力部21から試験信号(イン
パルス信号もしくはホワイトノイズ)を入力したときの
インパルス応答データもしくは周波数応答データなどの
動特性データを、上記の入出力応答データとして検出す
る。
(1) Input signal (control signal) to dynamic element
If step changes, transient response data such as delay time response data or amplitude decay response data of the output signal of the output signal from the dynamic element to the input signal,
Detected as the above input / output response data. (2) When the change of the input signal to the dynamic element is gentle or constant (the amount of change is equal to or less than a predetermined amount of change), the operation levers 6 and 8 are in the neutral position, and when the dynamic element is not operated, Dynamic characteristic data such as impulse response data or frequency response data when a test signal (impulse signal or white noise) is input from the test signal output unit 21 to the dynamic element is detected as the input / output response data.

【0027】ただし、この項目(2)に示すように操作
レバー6,8が中立位置にあり動的要素の非動作状態で
あるときには、本実施形態では、所要の時間間隔で、試
験信号出力部21から上記動的要素に試験信号を入力す
ることにより、その動的要素の動特性データを時間的に
複数分検出するようになっている。なお、このようにし
て得られた動特性データはメモリ22に一時的に記憶さ
れる。
However, when the operating levers 6 and 8 are in the neutral position and the dynamic element is in the non-operating state as shown in the item (2), in the present embodiment, the test signal output section is provided at required time intervals. By inputting a test signal to the dynamic element from 21, dynamic characteristic data of the dynamic element is detected a plurality of times in time. The dynamic characteristic data obtained in this way is temporarily stored in the memory 22.

【0028】さらに、上記の判定部24は、この検出部
23で得られた入出力応答データ〔過渡応答データ(遅
れ時間応答データ,振幅減衰応答データ),インパルス
応答データもしくは周波数応答データ〕とメモリ22内
の対応する適正範囲データとを比較して、上記入出力応
答データが予め求めておいた適正範囲内にあるかどうか
を判定するものであり、異常/故障診断部25は、この
判定部24で、上記の入出力応答データが適正範囲内に
ないと判定されると、診断対象の上記動的要素が異常も
しくは故障であると診断するものである。
Further, the determination section 24 stores the input / output response data [transient response data (delay time response data, amplitude attenuation response data), impulse response data or frequency response data] obtained by the detection section 23 and a memory. 22 to determine whether or not the input / output response data is within the previously determined appropriate range. The abnormality / failure diagnosis unit 25 determines whether the input / output response data is within the appropriate range determined in advance. If it is determined at 24 that the input / output response data is not within the appropriate range, the dynamic element to be diagnosed is diagnosed as being abnormal or faulty.

【0029】また、比較部26は、上述の検出部23で
得られた動特性データ(インパルス応答データもしくは
周波数応答データ)とメモリ22内の対応する適正範囲
データ(予め求めておいた経年変化特性データ)とを比
較するものであり、異常/故障予知部27は、この比較
部26での比較結果に応じて、診断対象の動的要素が異
常もしくは故障に至るまでの時間を推定して、この時間
に基づいて、上記動的要素についての異常/故障予知を
行なうものである。
The comparing section 26 is adapted to store the dynamic characteristic data (impulse response data or frequency response data) obtained by the above-described detecting section 23 and the corresponding appropriate range data (predetermined aging characteristic) in the memory 22. The abnormality / failure prediction unit 27 estimates the time until the dynamic element to be diagnosed becomes abnormal or failure according to the comparison result of the comparison unit 26, Based on this time, abnormality / failure prediction of the dynamic element is performed.

【0030】以下、上述のごとく構成された本実施形態
におけるコントローラ1の動作について詳述する。 (a)異常/故障診断 まず、ここでは、コントローラ1による油圧ショベル
(動的要素)の異常/故障診断について説明する。
Hereinafter, the operation of the controller 1 according to the present embodiment configured as described above will be described in detail. (A) Abnormal / Failure Diagnosis First, the abnormality / failure diagnosis of the hydraulic shovel (dynamic element) by the controller 1 will be described.

【0031】(a1)動的要素へステップ的に変化する
信号が入力される場合の異常/故障診断 図4に示すように、コントローラ1は、油圧ポンプ12
やコントロールバルブ13A〜13Dなどの動的要素
に、操作レバー6,8の操作に応じて、例えば図5に示
すようなステップ信号31を入力して(ステップA
1)、入力したステップ信号31に対するステップ応答
データ(遅れ時間応答データ,振幅減衰応答データ)を
検出部23において検出する(ステップA2)。
(A1) Abnormal / Fault Diagnosis When a Stepwise Changing Signal is Input to the Dynamic Element As shown in FIG.
For example, a step signal 31 as shown in FIG. 5 is input to dynamic elements such as the control valves 13A to 13D according to the operation of the operation levers 6 and 8 (step A).
1) The detection unit 23 detects step response data (delay time response data and amplitude attenuation response data) for the input step signal 31 (step A2).

【0032】すると、コントローラ1では、判定部24
がメモリ22から適正範囲の判断基準となるステップ応
答データを読み出し(ステップA3)、検出部23で検
出された上記のステップ応答データがメモリ22内の予
め求めておいた適正範囲内にあるかどうかを判定する
(ステップA4)。例えば、図5に示すような油圧ポン
プ12の基準ステップ応答特性32に基づき、出力信号
の遅れ時間は最大で0.5秒、出力信号に対するオーバ
シュート量/アンダーシュート量は5%以内というデー
タがメモリ22記憶されているとすると、判定部24
は、図5中に破線で示すようなステップ応答特性33に
ついては出力信号の遅れ時間が0.7秒であるために適
正範囲外であると判定し、図5中に一点鎖線で示すよう
なステップ応答特性34についてはオーバシュート量が
5%以上であるために適正範囲外であると判定する。
Then, in the controller 1, the determination unit 24
Reads out the step response data serving as a criterion for determining an appropriate range from the memory 22 (step A3), and determines whether the step response data detected by the detection unit 23 is within the previously determined appropriate range in the memory 22. Is determined (step A4). For example, based on the reference step response characteristic 32 of the hydraulic pump 12 as shown in FIG. 5, data that the delay time of the output signal is 0.5 seconds at the maximum and the amount of overshoot / undershoot relative to the output signal is within 5%. If it is stored in the memory 22, the determination unit 24
Determines that the step response characteristic 33 as shown by the broken line in FIG. 5 is out of the proper range because the delay time of the output signal is 0.7 seconds, and is indicated by the dashed line in FIG. The step response characteristic 34 is determined to be outside the appropriate range because the overshoot amount is 5% or more.

【0033】そして、このように、判定部24において
検出部23で検出されたデータが適正範囲外であると判
定されると、異常/故障診断部25が、上記の動的要素
(油圧ポンプ12やコントロールバルブ13A〜13D
など)に異常もしくは故障が発生していると診断し(ス
テップA4のNOルートからステップA5)、その診断
結果を外部装置28へ出力する(ステップA7)。
When the determining unit 24 determines that the data detected by the detecting unit 23 is out of the proper range, the abnormality / failure diagnosing unit 25 sets the dynamic element (the hydraulic pump 12 And control valves 13A to 13D
(Step A5 from the NO route of step A4) and outputs the diagnosis result to the external device 28 (step A7).

【0034】なお、判定部24において検出部23で検
出されたデータが適正範囲内であると判定された場合、
異常/故障診断部25は、上記の動的要素が正常である
と診断し(ステップA4のYESルートからステップA
6)、その旨を外部装置28へ出力する(ステップA
7)。 (a2)動的要素への入力信号の変化がなだらかもしく
は一定の場合異常/故障診断 図6に示すように、まず、コントローラ1は、例えば、
操作レバー6,8が中立位置にあるときに、試験信号出
力部21から油圧ポンプ12へインパルス信号もしくは
ホワイトノイズなどの試験信号を入力する(ステップB
1)。そして、コントローラ1は、入力した試験信号に
対する応答(インパルス応答データや周波数応答データ
などの動特性データ)を検出部23において検出する
(ステップB2)。
When the determining unit 24 determines that the data detected by the detecting unit 23 is within the proper range,
The abnormality / failure diagnosis unit 25 diagnoses that the above dynamic element is normal (from the YES route of step A4 to step A).
6), and the fact is output to the external device 28 (step A).
7). (A2) When the change of the input signal to the dynamic element is gentle or constant Abnormal / failure diagnosis As shown in FIG. 6, first, the controller 1
When the operation levers 6 and 8 are at the neutral position, a test signal such as an impulse signal or white noise is input from the test signal output unit 21 to the hydraulic pump 12 (step B).
1). Then, the controller 1 detects a response to the input test signal (dynamic characteristic data such as impulse response data and frequency response data) in the detection unit 23 (step B2).

【0035】すると、コントローラ1では、判定部24
がメモリ22から適正範囲の判断基準となる動特性デー
タを読み出し(ステップB3)、検出部23で検出され
た上記の動特性データがメモリ22内の予め求めておい
た適正範囲内にあるかどうかを判定する(ステップB
4)。例えば、上記試験信号としてホワイトノイズを油
圧ポンプ12に入力し、図7に示すようなBODE線図
における基準動特性35に基づき、ピークゲインもしく
は出力信号の位相が90度のときの周波数は約1.5〜
2.5Hzの範囲内というデータが適正範囲データとし
てメモリ22に記憶されているものとすると、判定部2
4は、図7中に破線で示すような動特性36については
ピークゲイン(位相90度)時の周波数が約1.6Hz
であるので適正範囲内であると判定し、図7中に一点鎖
線で示すような動特性37についてはピークゲイン(位
相90度)時の周波数が1.5Hzよりも小さいので適
正範囲外であると判定する。
Then, in the controller 1, the determination unit 24
Reads out dynamic characteristic data serving as a criterion for determining an appropriate range from the memory 22 (step B3), and determines whether the dynamic characteristic data detected by the detection unit 23 is within a previously determined appropriate range in the memory 22. (Step B
4). For example, white noise is input to the hydraulic pump 12 as the test signal, and the frequency when the peak gain or the phase of the output signal is 90 degrees is about 1 based on the reference dynamic characteristic 35 in the BODE diagram as shown in FIG. .5-
Assuming that the data within the range of 2.5 Hz is stored in the memory 22 as appropriate range data, the determination unit 2
4, the frequency at the time of the peak gain (phase 90 degrees) is about 1.6 Hz for the dynamic characteristic 36 as shown by the broken line in FIG.
Therefore, it is determined that the frequency is within the appropriate range, and the frequency at the time of the peak gain (phase 90 degrees) is smaller than 1.5 Hz for the dynamic characteristic 37 as indicated by the one-dot chain line in FIG. Is determined.

【0036】そして、判定部24において検出部23で
検出されたデータが適正範囲外であると判定され場合
は、異常/故障診断部25が、油圧ポンプ12に異常も
しくは故障が発生していると診断し(ステップB4のN
OルートからステップB5)、その診断結果を外部装置
28へ出力する(ステップB7)。一方、判定部24に
おいて検出部23で検出されたデータが適正範囲内であ
ると判定された場合、異常/故障診断部25は、油圧ポ
ンプ12が正常に動作していると診断し(ステップB4
のYESルートからステップB6)、その旨を外部装置
28へ出力する(ステップB7)。
If the judging section 24 judges that the data detected by the detecting section 23 is out of the proper range, the abnormality / failure diagnosing section 25 judges that the hydraulic pump 12 has an abnormality or a failure. Diagnosis (N in step B4)
From the O route, step B5), the diagnosis result is output to the external device 28 (step B7). On the other hand, when the determination unit 24 determines that the data detected by the detection unit 23 is within the appropriate range, the abnormality / failure diagnosis unit 25 diagnoses that the hydraulic pump 12 is operating normally (step B4).
From the YES route of step B6), the fact is output to the external device 28 (step B7).

【0037】以上のように、本実施形態のコントローラ
(作業機械の異常/故障診断装置)1によれば、油圧シ
ョベルの油圧ポンプ12やコントロールバルブ13A〜
13Dなどの動的要素に対する入出力応答データを検出
して、その入出力応答データが予め求めておいた適正範
囲内にないと、上記の動的要素が異常もしくは故障であ
ると診断するので、従来のように動的要素の動作変位の
大小や動的要素の稼働条件によって適正範囲を変更する
必要がなく、常に正確に、油圧ショベルの異常や故障を
認識してその異常や故障に対して適切な処置を施すこと
ができる。
As described above, according to the controller (working machine abnormality / failure diagnosis device) 1 of the present embodiment, the hydraulic pump 12 of the hydraulic shovel and the control valves 13A to 13A are provided.
Input / output response data for a dynamic element such as 13D is detected, and if the input / output response data is not within an appropriate range obtained in advance, the dynamic element is diagnosed as abnormal or faulty. It is not necessary to change the appropriate range depending on the magnitude of the operation displacement of the dynamic element or the operating conditions of the dynamic element as in the past. Appropriate measures can be taken.

【0038】(b)異常/故障予知 次に、以下では、コントローラ1による油圧ショベル
(動的要素)の異常/故障予知について、図8に示すフ
ローチャート(ステップC1〜C7)を参照しながら説
明する。図8に示すように、まず、コントローラ1は、
操作レバー6,8が中立位置にあり動的要素の非動作状
態であるときに、試験信号出力部21から例えば油圧ポ
ンプ12にホワイトノイズを試験信号として入力し(ス
テップC1)、検出部23により油圧ポンプ12の動特
性データ(例えば、周波数応答データ:1次共振点の周
波数)を検出する(ステップC2)。
(B) Abnormal / Failure Prediction Next, the abnormality / failure prediction of the hydraulic shovel (dynamic element) by the controller 1 will be described with reference to a flowchart (steps C1 to C7) shown in FIG. . As shown in FIG. 8, first, the controller 1
When the operating levers 6 and 8 are in the neutral position and the dynamic element is in a non-operating state, white noise is input as a test signal from the test signal output unit 21 to, for example, the hydraulic pump 12 (step C1). The dynamic characteristic data of the hydraulic pump 12 (for example, frequency response data: frequency at the primary resonance point) is detected (step C2).

【0039】なお、このとき、コントローラ1は、上述
のように動的要素が非動作状態にあることを条件とし
て、所要の時間間隔(例えば、1時間おき)で、油圧ポ
ンプ12に上記の試験信号を入力して、油圧ポンプの周
波数応答データを複数分検出し得られたデータをメモリ
22に記憶しておく(ステップC3)。そして、コント
ローラ1は、比較部26により、メモリ22から予め求
めておいた経年変化特性データを読み出して(ステップ
C4)、この経年変化特性データと上述のごとく複数分
検出された周波数応答データがなす経年変化特性とを比
較部26により比較し(ステップC5)、その比較結果
に応じて、異常/故障予知部27により、油圧ポンプ1
2が異常もしくは故障に至るまでの時間を推定して、こ
の時間に基づいて、油圧ポンプ12についての異常/故
障予知を行なう(ステップC6)。
At this time, the controller 1 applies the above-described test to the hydraulic pump 12 at required time intervals (for example, every one hour) on condition that the dynamic element is in the non-operating state as described above. A signal is input, and data obtained by detecting a plurality of frequency response data of the hydraulic pump is stored in the memory 22 (step C3). Then, the controller 1 reads out the aging characteristic data obtained in advance from the memory 22 by the comparing unit 26 (step C4), and forms the aging characteristic data with the frequency response data detected by the plurality as described above. The aging characteristic is compared with the aging characteristic by the comparing unit 26 (step C5).
2 estimates the time until an abnormality or failure occurs, and predicts an abnormality / failure of the hydraulic pump 12 based on the estimated time (step C6).

【0040】例えば、予め求めておいた正常な油圧ポン
プ12の基準経年変化特性が図9中に実線(符号38参
照)で示すようになっており、周波数1.5〜2.5H
zが油圧ポンプ12の周波数応答の適正範囲であったと
する。この場合、比較部26は、この図9に示す経年変
化特性38(例えば、或る時間における特性38の傾
き)と、検出部23により検出された複数分の周波数応
答データを結んだときの傾きとを比較する。
For example, the reference aging characteristic of the normal hydraulic pump 12 obtained in advance is as shown by a solid line (see reference numeral 38) in FIG.
It is assumed that z is within the appropriate range of the frequency response of the hydraulic pump 12. In this case, the comparison unit 26 calculates the aging characteristic 38 (for example, the inclination of the characteristic 38 at a certain time) shown in FIG. 9 and the inclination when the plurality of frequency response data detected by the detection unit 23 are connected. Compare with

【0041】そして、この比較の結果、例えば図9中に
破線(符号39参照)で示すように、検出部23により
検出された複数分の周波数応答データを結んだときの傾
きの方が経年変化特性38の傾きよりも異常に大きい場
合、異常/故障予知部27は、油圧ポンプ12の周波数
応答が上記の適正範囲を外れるまでの時間が非常に短い
と判断して、正常な油圧ポンプ12よりも早い時期に異
常や故障が生じるであろうと油圧ポンプ12の異常/故
障を予知する。
As a result of this comparison, for example, as shown by a broken line (see reference numeral 39) in FIG. 9, the inclination when a plurality of pieces of frequency response data detected by the detection unit 23 are connected changes over time. If the slope is abnormally larger than the slope of the characteristic 38, the abnormality / failure predicting unit 27 determines that the time required for the frequency response of the hydraulic pump 12 to be outside the above-described appropriate range is extremely short, and Also, the abnormality / failure of the hydraulic pump 12 is predicted if an abnormality or a failure will occur at an early stage.

【0042】なお、図8に示すように、この異常/故障
予知結果(例えば、油圧ポンプ12が異常/故障に至る
までの時間など)は、外部装置28へ出力される(ステ
ップC7)。以上のように、本実施形態のコントローラ
(作業機械の異常/故障予知装置)1によれば、油圧ポ
ンプ12の周波数特性39を検出し、得られた周波数特
性39と予め求めておいた基準経年変化特性38とを比
較し、その比較結果に応じて、油圧ポンプ12が異常も
しくは故障に至るまでの時間を推定して、この時間に基
づいて、油圧ポンプ12についての異常/故障予知を行
なうので、油圧ポンプ12があとどのくらいもつかを極
めて容易に認識することができる。
As shown in FIG. 8, the result of the abnormality / failure prediction (for example, the time until the hydraulic pump 12 reaches the abnormality / failure) is output to the external device 28 (step C7). As described above, according to the controller (work machine abnormality / failure prediction device) 1 of the present embodiment, the frequency characteristic 39 of the hydraulic pump 12 is detected, and the obtained frequency characteristic 39 and the reference aging obtained in advance. Since the time until the hydraulic pump 12 reaches an abnormality or a failure is estimated based on the comparison result with the change characteristic 38, and the abnormality / failure of the hydraulic pump 12 is predicted based on the estimated time. It is very easy to recognize how long the hydraulic pump 12 will last.

【0043】従って、油圧ポンプ12に異常や故障が発
生することを未然に防ぐことが可能になり、油圧ショベ
ルの使用効率を大幅に向上させることができる。また、
油圧ポンプ12に対する無駄な交換や修理などを大幅に
削減することができ、油圧ポンプ12自体の使用効率を
大幅に向上させることもできる。なお、上述した異常/
故障予知処理では、試験信号としてホワイトノイズを油
圧ポンプ12に入力しその時の周波数応答特性を動特性
データとして検出しているが、インパルス信号を入力し
その時のインパルス応答データを動特性データとして検
出するようにしてもよい。この場合、比較部26は、得
られたインパルス応答データと予め求めておいた経年変
化特性データとを比較するようになる。
Accordingly, it is possible to prevent an abnormality or a failure from occurring in the hydraulic pump 12, and the use efficiency of the hydraulic shovel can be greatly improved. Also,
Useless replacement or repair of the hydraulic pump 12 can be greatly reduced, and the use efficiency of the hydraulic pump 12 itself can be greatly improved. In addition, the above-mentioned abnormalities /
In the failure prediction process, white noise is input to the hydraulic pump 12 as a test signal and the frequency response characteristic at that time is detected as dynamic characteristic data. However, an impulse signal is input and the impulse response data at that time is detected as dynamic characteristic data. You may do so. In this case, the comparing unit 26 compares the obtained impulse response data with the previously obtained aging characteristic data.

【0044】また、上述した異常/故障予知処理では、
試験信号を入力する動的要素として油圧ポンプ12を例
にしたが、少なくとも、操作レバー6,8が中立位置に
あり油圧ショベルの動的要素が非動作状態であれば、他
の動的要素についても同様に異常/故障予知を行なうこ
とが可能であり、上記と同様の作用効果を得ることがで
きる。
In the abnormality / failure prediction process described above,
Although the hydraulic pump 12 is taken as an example of a dynamic element for inputting a test signal, at least if the operating levers 6 and 8 are in the neutral position and the dynamic element of the excavator is in a non-operating state, the other dynamic elements Can also perform abnormality / failure prediction in the same manner, and the same operation and effect as described above can be obtained.

【0045】さらに、上述した実施形態では、本発明を
油圧ショベルに適用した場合について説明しているが、
本発明はこれに限定されるものではなく、トラクタ,ロ
ーダ,ブルドーザ等の建設機械をはじめ、少なくとも動
的要素を有する作業機械であれば同様に適用され、いず
れの場合においても上述と同様の作用効果を得ることが
できる。
Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a hydraulic excavator has been described.
The present invention is not limited to this, and is similarly applied to construction machines such as tractors, loaders, bulldozers, etc., as long as it is a work machine having at least a dynamic element. The effect can be obtained.

【0046】そして、本発明は上述した実施形態に限定
されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で
種々変形して実施することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the present invention.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の作業機械
の異常/故障診断装置及び方法によれば、作業機械の動
的要素に対する入出力応答データを検出して、その入出
力応答データが予め求めておいた適正範囲内にないと、
上記の動的要素が異常もしくは故障であると診断するの
で、従来のように動的要素の動作変位の大小や動的要素
の稼働条件によって適正範囲を変更する必要がなく、常
に正確に、作業機械の異常や故障を認識してその異常や
故障に対して適切な処置を施すことができる。
As described above in detail, according to the work machine abnormality / failure diagnosis apparatus and method of the present invention, input / output response data for a dynamic element of a work machine is detected and the input / output response data is detected. Is not within the appropriate range previously determined,
Since the above dynamic element is diagnosed as abnormal or faulty, there is no need to change the appropriate range depending on the magnitude of the operation displacement of the dynamic element or the operating conditions of the dynamic element as in the past, and the work is always performed accurately. It is possible to recognize an abnormality or a failure of the machine and take an appropriate measure for the abnormality or the failure.

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

【図1】本発明の一実施形態にかかる作業機械としての
油圧ショベルを模式的に示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a hydraulic excavator as a working machine according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施形態の油圧ショベルにおける油圧回路の
要部の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of a hydraulic circuit in the hydraulic shovel of the present embodiment.

【図3】本実施形態の油圧ショベルにおけるコントロー
ラの要部の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of a controller in the hydraulic excavator according to the embodiment.

【図4】本実施形態の油圧ショベルにおけるコントロー
ラ(異常/故障診断)の動作を説明するためのフローチ
ャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation of a controller (abnormality / failure diagnosis) in the hydraulic excavator according to the embodiment.

【図5】本実施形態の油圧ショベルにおけるコントロー
ラ(異常/故障診断)の動作を説明するためのステップ
応答特性の一例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a step response characteristic for explaining an operation of a controller (abnormality / failure diagnosis) in the hydraulic shovel of the embodiment.

【図6】本実施形態の油圧ショベルにおけるコントロー
ラ(異常/故障診断)の動作を説明するためのフローチ
ャートである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of a controller (abnormality / failure diagnosis) in the hydraulic excavator according to the embodiment.

【図7】本実施形態の油圧ショベルにおけるコントロー
ラ(異常/故障診断)の動作を説明するための周波数応
答特性の一例を示すBODE線図である。
FIG. 7 is a BODE diagram showing an example of a frequency response characteristic for explaining an operation of a controller (abnormality / failure diagnosis) in the hydraulic shovel of the embodiment.

【図8】本実施形態の油圧ショベルにおけるコントロー
ラ(異常/故障予知)の動作を説明するためのフローチ
ャートである。
FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of a controller (abnormality / failure prediction) in the hydraulic shovel of the embodiment.

【図9】本実施形態の油圧ショベルにおけるコントロー
ラ(異常/故障予知)の動作を説明するための周波数応
答特性の一例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a frequency response characteristic for describing an operation of a controller (abnormality / failure prediction) in the hydraulic shovel of the embodiment.

【図10】一般的な作業機械としての油圧ショベルの一
例を示す模式図である。
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of a hydraulic shovel as a general working machine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コントローラ(異常/故障診断装置,異常/故障予
知装置) 2 油圧回路 6 ブーム/バケット操作レバー 8 スティック/旋回操作レバー 10 モニタ 10A モニタパネル 11 作動油タンク 12 油圧ポンプ 12a 傾転角制御装置 13A〜13D コントロールバルブ(3方切り替え
弁) 14 リリーフバルブ 15A リターンライン 21 試験信号出力部 22 メモリ 23 検出部 24 判定部 25 異常/故障診断部 26 比較部 27 異常/故障予知部 28 外部装置 32 基準ステップ応答特性 33,34 ステップ応答特性 35 基準動特性 36,37 動特性 38 基準経年変化特性 39 経年変化特性 100 上部旋回体(建設機械本体) 112 歯先 120 ブーム油圧シリンダ 121 スティック油圧シリンダ 122 バケット油圧シリンダ 123 旋回モータ 124,125 内室 130 リンク機構 200 ブーム 300 スティック 400 バケット 500 下部走行体 500A 無限軌条部 600 運転操作室 E エンジン(ディーゼルエンジン)
1 Controller (Abnormal / Failure Diagnosis Device, Abnormal / Failure Prediction Device) 2 Hydraulic Circuit 6 Boom / Bucket Operating Lever 8 Stick / Swirl Operating Lever 10 Monitor 10A Monitor Panel 11 Hydraulic Oil Tank 12 Hydraulic Pump 12a Tilting Angle Control Device 13A ~ 13D control valve (3-way switching valve) 14 relief valve 15A return line 21 test signal output unit 22 memory 23 detection unit 24 judgment unit 25 abnormality / failure diagnosis unit 26 comparison unit 27 abnormality / failure prediction unit 28 external device 32 reference step response Characteristics 33, 34 Step response characteristics 35 Reference dynamic characteristics 36, 37 Dynamic characteristics 38 Reference aging characteristics 39 Aging characteristics 100 Upper revolving superstructure (construction machine body) 112 Tooth tip 120 Boom hydraulic cylinder 121 Stick hydraulic cylinder 122 Bucket hydraulic Cylinder 123 Swing motor 124, 125 Inner chamber 130 Link mechanism 200 Boom 300 Stick 400 Bucket 500 Lower traveling body 500A Infinite rail section 600 Operation room E Engine (diesel engine)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 作業機械の動的要素についての異常/故
障診断装置であって、 該動的要素に対する入出力応答データを検出する検出手
段と、 該検出手段で得られた該入出力応答データが予め求めて
おいた適正範囲内にあるかどうかを判定する判定手段
と、 該判定手段で、該入出力応答データが該適正範囲内にな
いと判定されると、該動的要素が異常もしくは故障であ
ると診断する異常/故障診断手段とをそなえて構成され
たことを特徴とする、作業機械の異常/故障診断装置。
1. An abnormality / failure diagnosis apparatus for a dynamic element of a work machine, comprising: detecting means for detecting input / output response data for the dynamic element; and input / output response data obtained by the detecting means. Determining means for determining whether the input / output response data is within the appropriate range. If the input / output response data is determined not to be within the appropriate range, the dynamic element is abnormal or abnormal. An abnormality / failure diagnosis device for a work machine, comprising an abnormality / failure diagnosis means for diagnosing a failure.
【請求項2】 該動的要素への入力信号がステップ的に
変化する場合に、 該検出手段が、該入出力応答データとして、出力信号の
過渡応答データを検出するように構成され、 該判定手段が、該過渡応答データが予め求めておいた適
正範囲内にあるかどうかを判定するように構成され、 該異常/故障診断手段が、該過渡応答データが該適正範
囲内にないと判定されると、該動的要素が異常もしくは
故障であると診断するように構成されたことを特徴とす
る、請求項1記載の作業機械の異常/故障診断装置。
2. When the input signal to the dynamic element changes in a stepwise manner, the detecting means is configured to detect transient response data of an output signal as the input / output response data. Means is configured to determine whether the transient response data is within a previously determined proper range, and the abnormality / failure diagnostic means is determined that the transient response data is not within the proper range. 2. The abnormality / failure diagnosis device for a work machine according to claim 1, wherein the apparatus is configured to diagnose that the dynamic element is abnormal or faulty.
【請求項3】 該検出手段が、該出力信号の過渡応答デ
ータとして、該出力信号の該入力信号に対する遅れ時間
応答データを検出するように構成されたことを特徴とす
る、請求項2記載の作業機械の異常/故障診断装置。
3. The apparatus according to claim 2, wherein said detecting means is configured to detect, as transient response data of said output signal, delay time response data of said output signal with respect to said input signal. Work machine abnormality / failure diagnosis device.
【請求項4】 該検出手段が、該出力信号の過渡応答デ
ータとして、該出力信号の振幅減衰応答データを検出す
るように構成されたことを特徴とする、請求項2記載の
作業機械の異常/故障診断装置。
4. The work machine abnormality according to claim 2, wherein said detection means is configured to detect amplitude decay response data of said output signal as transient response data of said output signal. / Failure diagnosis device.
【請求項5】 該動的要素への入力信号の変化量が所定
の変化量以下の場合に、 該検出手段が、該入出力応答データとして、該動的要素
の非動作時に該動的要素に試験信号を入力したときの動
特性データを検出するように構成され、 該判定手段が、該動特性データが予め求めておいた適正
範囲内にあるかどうかを判定するように構成され、 該異常/故障診断手段が、該動特性データが該適正範囲
内にないと判定されると、該動的要素が異常もしくは故
障であると診断するように構成されたことを特徴とす
る、請求項1記載の作業機械の異常/故障診断装置。
5. When the amount of change of an input signal to the dynamic element is equal to or less than a predetermined amount of change, the detection means outputs the input / output response data as the input / output response data when the dynamic element is not operating. Is configured to detect dynamic characteristic data when a test signal is input to the control unit, and the determining unit is configured to determine whether the dynamic characteristic data is within a proper range obtained in advance. The abnormality / failure diagnosis means is configured to diagnose that the dynamic element is abnormal or faulty when it is determined that the dynamic characteristic data is not within the appropriate range. An abnormality / failure diagnosis device for a work machine according to claim 1.
【請求項6】 作業機械の動的要素についての異常/故
障診断方法であって、 該動的要素に対する入出力応答データを検出する検出ス
テップと、 該検出ステップで得られた該入出力応答データが予め求
めておいた適正範囲内にあるかどうかを判定する判定ス
テップと、 該判定ステップで、該入出力応答データが該適正範囲内
にない場合に、該動的要素が異常もしくは故障であると
診断する故障診断ステップとをそなえて構成されたこと
を特徴とする、作業機械の異常/故障診断方法。
6. A method for diagnosing abnormality / failure of a dynamic element of a work machine, comprising: a detection step of detecting input / output response data for the dynamic element; and the input / output response data obtained in the detection step. A determining step of determining whether the dynamic element is within an appropriate range determined in advance; and, in the determining step, when the input / output response data is not within the appropriate range, the dynamic element is abnormal or faulty. An abnormality / failure diagnosis method for a working machine, comprising: a failure diagnosis step of diagnosing the work machine.
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