KR102325861B1 - 유압 작업 기계 - Google Patents

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츠토무 우다가와
시게유키 사쿠라이
유키히토 스즈키
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히다치 겡키 가부시키 가이샤
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Abstract

2개의 유압 펌프에 의해 좌우의 주행 유압 모터를 독립적으로 구동하는 유압 작업 기계로서, 좌우의 주행 장치의 이상을 높은 정밀도로 검출할 수 있는 유압 작업 기계를 제공한다. 제 1 유압 펌프(11)의 토출압인 제 1 펌프 압력을 검출하는 제 1 압력 검출 장치(13)와, 제 2 유압 펌프(21)의 토출압인 제 2 펌프 압력을 검출하는 제 2 압력 검출 장치(23)를 구비하고, 제어 장치(2)는, 주행 조작 검출 장치(5) 및 작업 조작 검출 장치(3, 4)의 검출 결과로부터, 작업 장치(103)가 조작되지 않고 주행 조작 장치(6, 7)가 조작되고, 또한 좌우의 주행 장치(50, 60)가 직진 주행중이라고 판정한 경우에, 상기 제 1 펌프 압력 및 상기 제 2 펌프 압력의 일방에서 타방을 뺀 차압값에 의거하여 이상 판정 평가값을 산출하고, 이 이상 판정 평가값과 소정의 판정 기준값(84)과의 비교 결과에 의거하여 상기 좌우의 주행 장치 중 어느 일방에 이상이 있다고 판정한다.

Description

유압 작업 기계
본 발명은, 유압 셔블 등의 좌우의 주행 장치를 구비한 유압 작업 기계에 관한 것이다.
유압 모터 등의 액압 회전기의 이상(異常) 검출에 관한 선행 기술로서, 예를 들면 특허 문헌 1이 있다.
특허 문헌 1에는, 승압된 작동유에 의해 구동되는 적어도 2개 이상의 액압 회전기를 가지는 유압 작업 기계(건설 기계)에 있어서의 액압 회전기의 마모 검출 장치로서, 상기 복수의 액압 회전기의 각 유출 포트로부터의 작동유를 합류하는 합류 회로와, 상기 복수의 액압 회전기의 각 유입 포트에 상기 승압된 작동유를 각각 분류 공급하는 분류 회로와, 상기 복수의 액압 회전기의 동등 개소에 마련한 각각의 온도 검출부와, 상기 각 온도 검출부의 온도를 각각 측정하는 온도 계측 수단과, 상기 각 온도 계측 수단이 측정한 상기 각 온도 검출부로부터의 온도 신호를 도입하고, 비교 연산하여, 상기 복수의 액압 회전기의 마모를 검출하는 연산 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 액압 회전기의 마모 검출 장치가 기재되어 있다.
일본국 특허 제5499334호 공보
특허 문헌 1에 기재된 액압 회전기의 마모 검출 장치에 의하면, 유압 작업 기계에 마련된 좌우의 주행 유압 모터의 고장 혹은 마모를 검출할 수 있지만, 좌우의 주행 유압 모터에 의해 구동되는 감속기, 스프로킷, 트랙 링크(체인), 트랙 링크의 궤도를 지지하는 아이들러, 롤러 등의 이상(마찰력의 증대)을 검출할 수는 없다.
또한, 특허 문헌 1에 기재된 액압 회전기의 마모 검출 장치는, 복수의 액압 회전기의 온도 조건과 부하 조건을 맞춘 상태에서 유압 모터로서 이용된 액압 회전기의 마모를 검출하는 방법을 채용하고 있으며, 복수의 액압 회전기의 각 유출 포트로부터의 작동유를 합류하는 합류 회로와, 복수의 액압 회전기의 각 유입 포트에 상기 승압된 작동유를 각각 분류 공급하는 분류 회로를 구비하고 있기 때문에, 2개의 유압 펌프에 의해 좌우의 주행 유압 모터를 독립적으로 구동하는 유압 작업 기계에는 적용할 수 없다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 2개의 유압 펌프에 의해 좌우의 주행 유압 모터를 독립적으로 구동하는 유압 작업 기계로서, 좌우의 주행 장치의 이상을 높은 정밀도로 검출할 수 있는 유압 작업 기계를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 가변 용량형의 제 1 유압 펌프 및 제 2 유압 펌프와, 상기 제 1 유압 펌프로부터 공급되는 압유에 의해 구동되는 좌측 주행 유압 모터를 가지는 좌측 주행 장치와, 상기 제 2 유압 펌프로부터 공급되는 압유에 의해 구동되는 우측 주행 유압 모터를 가지는 우측 주행 장치와, 상기 제 1 유압 펌프 및 상기 제 2 유압 펌프 중 적어도 일방으로부터 공급되는 압유에 의해 구동되는 유압 액추에이터와, 상기 유압 액추에이터에 의해 구동되는 작업 장치와, 상기 좌측 주행 장치 및 상기 우측 주행 장치를 조작하기 위한 주행 조작 장치와, 상기 작업 장치를 조작하기 위한 작업 조작 장치와, 상기 주행 조작 장치의 조작에 따라 상기 제 1 유압 펌프 및 상기 제 2 유압 펌프의 펌프 용량을 제어하는 제어 장치와, 상기 주행 조작 장치의 조작 내용을 검출하는 주행 조작 검출 장치와, 상기 작업 조작 장치의 조작 내용을 검출하는 작업 조작 검출 장치를 구비한 작업 기계에 있어서, 상기 제 1 유압 펌프의 토출압인 제 1 펌프 압력을 검출하는 제 1 압력 검출 장치와, 상기 제 2 유압 펌프의 토출압인 제 2 펌프 압력을 검출하는 제 2 압력 검출 장치를 더 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 주행 조작 검출 장치 및 상기 작업 조작 검출 장치의 검출 결과로부터, 상기 작업 장치가 조작되지 않고 상기 주행 조작 장치가 조작되며, 또한 상기 좌측 주행 장치 및 상기 우측 주행 장치가 직진 주행중이라고 판정한 경우에, 상기 제 1 펌프 압력 및 상기 제 2 펌프 압력의 일방에서 타방을 뺀 값에 의거하여 이상 판정 평가값을 산출하고, 이 이상 판정 평가값과 소정의 판정 기준값과의 비교 결과에 의거하여 상기 좌측 주행 장치 및 상기 우측 주행 장치 중 어느 일방에 이상이 있다고 판정하는 것으로 한다.
이상과 같이 구성한 본 발명에 의하면, 주행 단독 조작중 또한 직진 주행중(좌우의 주행 장치가 제 1 및 제 2 유압 펌프에 의해 동등하게 구동되고 있을 때)에, 제 1 펌프 압력 및 제 2 펌프 압력의 일방에서 타방을 뺀 차압값에 의거하여 이상 판정 평가값을 산출하고, 이 이상 판정 평가값을 소정의 판정 기준값과 비교함으로써, 좌우의 주행 장치 중 어느 일방의 이상을 검출할 수 있다.
또한, 제 1 펌프 압력 및 제 2 펌프 압력의 일방에서 타방을 뺀 차압값에 의거하여 이상 판정 평가값을 산출함으로써, 유온(油溫)의 변화나 좌우의 주행 장치의 경년(經年) 열화 등에 의한 제 1 및 제 2 펌프 압력에 대한 영향이 상쇄되기 때문에, 좌우의 주행 장치의 이상 검출의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 2개의 유압 펌프에 의해 좌우의 주행 유압 모터를 독립적으로 구동하는 유압 작업 기계에 있어서, 좌우의 주행 장치의 이상을 높은 정밀도로 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유압 셔블의 측면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 하부 주행체의 투시 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타내는 좌우의 주행 구동 장치의 단면도이다.
도 4는 도 1에 나타내는 유압 셔블에 탑재된 유압 구동 장치의 개략 구성도이다.
도 5는 도 1에 나타내는 유압 셔블의 주행 구동 계통을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 3에 나타내는 컨트롤러에 의한 좌우의 주행 장치의 이상 판정 플로우를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 3에 나타내는 컨트롤러의 기능 블록도이다.
도 8은 제 2 실시예에 따른 컨트롤러에 의한 좌우의 주행 장치의 이상 판정 플로우를 나타내는 도면이다.
도 9는 제 2 실시예에 따른 컨트롤러의 기능 블록도이다.
도 10은 제 2 실시예에 따른 유압 셔블에 있어서 좌우의 주행 장치의 각 로스 토크가 동일 정도인 경우의 주행 속도, 제 1 펌프 압력(좌측 주행 모터 부하압) 및 제 2 펌프 압력(우측 주행 모터 부하압)의 경시(經時) 변화의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11은 제 3 실시예에 따른 컨트롤러에 의한 좌우의 주행 장치의 이상 판정 플로우를 나타내는 도면이다.
도 12는 제 3 실시예에 따른 컨트롤러의 기능 블록도이다.
도 13a는 제 3 실시예에 따른 유압 셔블에 있어서 좌우의 주행 장치의 각 로스 토크가 동일 정도인 경우의 차압 적산값의 경시 변화의 일례를 나타내는 도면이다.
도 13b는 제 3 실시예에 따른 유압 셔블에 있어서 좌측 주행 장치의 로스 토크가 큰 경우의 차압 적산값의 경시 변화의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14는 제 4 실시예에 따른 컨트롤러에 의한 좌우의 주행 장치의 이상 판정 플로우를 나타내는 도면이다.
도 15는 도 1에 나타내는 유압 셔블의 주행 속도와 제 1 및 제 2 펌프 압력과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 16은 제 4 실시예에 따른 컨트롤러의 기능 블록도이다.
도 17은 제 5 실시예에 따른 주행 구동 계통을 나타내는 도면이다.
도 18a는 제 5 실시예에 따른 컨트롤러에 의한 좌우의 주행 장치의 이상 판정 플로우를 나타내는 도면이다.
도 18b는 제 5 실시예에 따른 컨트롤러에 의한 좌우의 주행 장치의 이상 판정 플로우를 나타내는 도면이다.
도 19는 제 5 실시예에 따른 컨트롤러의 기능 블록도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태와 관련된 유압 작업 기계로서 유압 셔블을 예로 들어, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 각 도면 중, 동등한 부재에는 동일한 부호를 부여하고, 중복된 설명은 적절히 생략한다.
실시예 1
도 1은, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유압 셔블의 측면도이다.
도 1에 있어서, 유압 셔블(100)은, 하부 주행체(101)와, 하부 주행체(101) 상에 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체(102)와, 상부 선회체(102)의 전측(前側)에 장착된 프론트 작업 장치(103)를 구비하고 있다.
프론트 작업 장치(103)는, 상부 선회체(102)의 우측 전부(前部)에 상하 방향으로 회전 운동 가능하게 장착된 붐(104)과, 이 붐(104)의 선단부에 상하, 전후 방향으로 회전 운동 가능하게 장착된 아암(105)과, 이 아암(105)의 선단부에 상하, 전후 방향으로 회전 운동 가능하게 장착된 버킷(106)과, 붐(104)을 구동하는 유압 액추에이터로서의 붐 실린더(33)와, 아암(105)을 구동하는 유압 액추에이터로서의 아암 실린더(34)와, 버킷(106)을 구동하는 유압 액추에이터로서의 버킷 실린더(35)를 구비하고 있다. 상부 선회체(102)의 좌측 전부에는, 운전실(110)이 마련되어 있다. 운전실(110)에는, 하부 주행체(101)를 조작하기 위한 주행 조작 장치로서의 좌우의 주행 레버 장치(6, 7)(도 5에 나타냄), 상부 선회체(102) 및 프론트 작업 장치(103)를 조작하기 위한 작업 조작 장치로서의 좌우의 조작 레버 장치(8, 9)(도 5에 나타냄) 등이 배치되어 있다.
도 2는, 도 1에 나타내는 하부 주행체(101)의 투시 사시도이다.
도 2에 있어서, 하부 주행체(101)는, 트랙 프레임(41)과, 트랙 프레임(41)의 좌우에 마련된 좌우의 주행 장치(50, 60)를 구비하고 있다. 좌우의 주행 장치(50, 60)는, 좌우의 주행 구동 장치(51, 61)와, 좌우의 주행 구동 장치(51, 61)에 의해 구동되는 좌우의 크롤러(트랙 링크 및 슈)(52, 62)와, 좌우의 크롤러(52, 62)를 지지하는 좌우의 프론트 아이들러(53, 63) 및 좌우의 상하 롤러(도시 생략)를 구비하고 있다.
도 3은, 도 2에 나타내는 좌우의 주행 구동 장치(51, 61)의 단면도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 좌측 주행 구동 장치(51)는, 유압 모터로 이루어지는 좌측 주행 모터(31)와, 좌측 주행 모터(31)에 의해 구동되는 좌측 주행 감속기(54)와, 좌측 주행 모터(31)를 제동하는 좌측 브레이크 밸브(55)를 일체로 구비하고 있다. 마찬가지로, 우측 주행 구동 장치(61)는, 유압 모터로 이루어지는 우측 주행 모터(32)와, 우측 주행 모터(32)에 의해 구동되는 우측 주행 감속기(64)와, 우측 주행 모터(32)를 제동하는 우측 브레이크 밸브(65)를 일체로 구비하고 있다.
좌우의 주행 장치(50, 60)는, 상술한 바와 같이 다수의 구동력 전달 부재로 구성되어 있으며, 또한, 토사나 빗물 등과의 접촉이 많은 가혹한 환경에서 사용되기 때문에, 고장이 발생하기 쉽다. 상정되는 고장으로서는, 베어링이나 피스톤 등의 슬라이딩부의 마모나 깎임, 소부(燒付), 기어의 치면 마모나 치(齒) 이지러짐, 축 파손 등이 있다.
도 2로 되돌아가, 트랙 프레임(41)의 상부에는 상부 선회체(102)를 선회 가능하게 연결하기 위한 선회륜(42)이 마련되어 있다. 선회륜(42)의 중심 위치에는, 하부 주행체(101)와 상부 선회체(102)와의 사이에서 압유를 유통시키기 위한 센터 조인트(43)가 배치하여 마련되어 있다. 좌우의 주행 구동 장치(51, 61)와 센터 조인트(43)는, 배관(44)에 의해 접속되어 있다.
하부 주행체(101)는, 상술한 바와 같이 상부 선회체(102)를 회전 운동 가능하게 연결하기 위한 기구를 가지고 있기 때문에, 센서 등을 설치하는 것이 용이하지는 않다. 그러나, 본 발명과 관련된 유압 셔블(100)에서는, 후술과 같이 제 1 및 제 2 펌프 압력에 의거하여 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상 판정을 행할 수 있기 때문에, 하부 주행체(101)에 센서 등을 설치할 필요는 없다.
도 4는, 도 1에 나타내는 유압 셔블(100)에 탑재된 유압 구동 장치의 개략 구성도이다.
도 4에 있어서, 유압 구동 장치(200)는, 원동기로서의 엔진(1)과, 엔진(1)에 의해 구동되는 제 1 및 제 2 펌프(11, 21)와, 제 1 펌프(11)와 좌측 주행 모터(31), 붐 실린더(33), 아암 실린더(34), 선회 모터(36) 및 어태치먼트용 유압 액추에이터(37)와의 사이에서 압유의 흐름을 제어하는 다련 방향 제어 밸브로 이루어지는 제 1 컨트롤 밸브 유닛(12)과, 제 2 펌프(21)와 우측 주행 모터(32), 붐 실린더(33), 아암 실린더(34) 및 버킷 실린더(35)와의 사이에서 압유의 흐름을 제어하는 다련 방향 제어 밸브로 이루어지는 제 2 컨트롤 밸브 유닛(22)과, 좌측 주행 모터(31)를 조작하기 위한 좌측 주행 레버(6a)를 가지는 좌측 주행 레버 장치(6)(도 5에 나타냄)와, 우측 주행 모터(32)를 조작하기 위한 우측 주행 레버(7a)를 가지는 우측 주행 레버 장치(7)(도 5에 나타냄)와, 아암 실린더(34) 및 선회 모터(36)를 조작하기 위한 좌측 조작 레버(8a)를 가지는 좌측 조작 레버 장치(8)(도 5에 나타냄)와, 붐 실린더(33) 및 버킷 실린더(35)를 조작하기 위한 우측 조작 레버(9a)를 가지는 우측 조작 레버 장치(9)(도 5에 나타냄)와, 오퍼레이터에 의한 붐 실린더(33), 아암 실린더(34) 및 버킷 실린더(35)의 조작(프론트 조작)을 검출하는 작업 조작 검출 장치로서의 프론트 조작 검출 장치(3)(도 5에 나타냄)와, 오퍼레이터에 의한 선회 모터(36)의 조작(선회 조작)을 검출하는 작업 조작 검출 장치로서의 선회 조작 검출 장치(4)(도 5에 나타냄)와, 오퍼레이터에 의한 좌우의 주행 모터(31, 32)의 조작(주행 조작)을 검출하는 주행 조작 검출 장치(5)(도 5에 나타냄)와, 제어 장치로서의 컨트롤러(2)(도 5에 나타냄)를 구비하고 있다.
도 5는, 유압 셔블(100)의 주행 구동 계통을 나타내는 도면이다.
도 5에 있어서, 주행 구동 계통은, 제 1 및 제 2 펌프(11, 21)와, 좌우의 주행 모터(31, 32)와, 좌우의 주행 모터(31, 32)에 의해 각각 구동되는 좌우의 주행 감속기(54, 64)와, 제 1 컨트롤 밸브 유닛(12)의 일부를 구성하고, 제 1 펌프(11)와 좌측 주행 모터(31)와의 사이에서 압유의 흐름을 제어하는 좌측 주행용 방향 제어 밸브(12a)와, 제 2 컨트롤 밸브 유닛(22)의 일부를 구성하고, 제 2 펌프(21)와 우측 주행 모터(32)와의 사이에서 압유의 흐름을 제어하는 우측 주행용 방향 제어 밸브(22a)와, 좌측 주행용 방향 제어 밸브(12a)와 좌측 주행 모터(31)를 접속하는 유로에 마련된 좌측 브레이크 밸브(55)와, 우측 주행용 방향 제어 밸브(22a)와 우측 주행 모터(32)를 접속하는 유로에 마련된 우측 브레이크 밸브(65)를 구비하고 있다.
제 1 및 제 2 펌프(11, 21)는, 가변 용량형의 유압 펌프이며, 틸팅량(펌프 용량)을 조정하기 위한 펌프 레귤레이터(11a, 21a)를 각각 구비하고 있다.
좌우의 주행 모터(31, 32)는, 모터 용량(틸팅량)을 변화시킴으로써 변속을 행한다. 좌우의 주행 감속기(54, 64)는, 관성이 큰 차체를 구동하기 때문에, 높은 감속비를 가지는 다단(예를 들면 3단)의 유성 기어 기구로 이루어진다.
좌우의 브레이크 밸브(55, 65)는, 카운터 밸런스 밸브이며, 좌우의 주행 모터(31, 32)의 배압을 조정함으로써, 내리막 주행 시 등에 작용하는 관성 토크에 의해 좌우의 주행 모터(31, 32)가 일주(逸走)하는 것을 방지하는 것이다.
제 1 펌프(11)와 제 1 컨트롤 밸브 유닛(12)을 접속하는 유로에는, 제 1 펌프(11)의 토출압(제 1 펌프 압력)을 압력 신호로 변환하여, 컨트롤러(2)에 출력하는 제 1 압력 검출 장치로서의 제 1 압력 센서(13)가 마련되어 있다. 또한, 제 2 펌프(21)와 제 2 컨트롤 밸브 유닛(22)을 접속하는 유로에는, 제 2 펌프(21)의 토출압(제 2 펌프 압력)을 압력 신호로 변환하여, 컨트롤러(2)에 출력하는 제 2 압력 검출 장치로서의 제 2 압력 센서(23)가 마련되어 있다.
컨트롤러(2)는, 좌우의 조작 레버 장치(8, 9)로부터 프론트 조작 검출 장치(3)를 통하여 입력되는 프론트 조작 신호와, 좌측 조작 레버 장치(8)로부터 선회 조작 검출 장치(4)를 통하여 입력되는 선회 조작 신호와, 좌우의 주행 레버 장치(6, 7)로부터 주행 조작 검출 장치(5)를 통하여 입력되는 주행 조작 신호 등에 의거하여, 제 1 및 제 2 펌프(11, 21)의 목표 토출 유량을 산출하고, 이들 목표 토출 유량에 의거하여 제 1 및 제 2 펌프(11, 21)의 틸팅량(틸팅 지령값)을 산출하며, 이들 틸팅 지령값에 따른 지령 신호를 펌프 레귤레이터(11a, 21a)에 출력한다. 이에 따라, 제 1 및 제 2 펌프(11, 21)의 토출 유량은, 각 목표 토출 유량과 일치하도록 제어된다.
또한, 컨트롤러(2)는, 조작 검출 장치(3~5)로부터의 각 조작 신호 및 제 1 및 제 2 압력 센서(13, 23)에 의해 검출한 각 압력값(제 1 및 제 2 펌프 압력)에 의거하여, 유압 셔블(100)이 소정의 동작 상태에 있을 때에, 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상 진단을 행한다.
도 6은, 도 5에 나타내는 컨트롤러(2)에 의한 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상 판정 플로우를 나타내는 도면이다. 이하, 이상 판정 플로우를 구성하고 있는 각 단계에 대하여 차례로 설명한다.
우선, 단계 S10에서, 프론트 조작 검출 장치(3)로부터의 프론트 조작 신호에 의거하여, 프론트 조작이 없는지 여부를 판정한다.
단계 S10에서 프론트 조작이 없다(Yes)라고 판정한 경우에는, 단계 S20에서, 선회 조작 검출 장치(4)로부터의 선회 조작 신호에 의거하여, 선회 조작이 없는지 여부를 판정한다. 한편, 단계 S10에서 프론트 조작이 있다(No)라고 판정한 경우에는, 단계 S10으로 되돌아간다.
단계 S20에서 선회 조작이 없다(Yes)라고 판정한 경우에는, 단계 S30에서, 주행 조작 검출 장치(5)로부터의 주행 조작 신호에 의거하여, 주행 조작이 있는지 여부를 판정한다. 한편, 단계 S20에서 프론트 조작이 있다(No)라고 판정한 경우에는, 단계 S10으로 되돌아간다.
단계 S30에서 주행 조작이 있다(Yes)라고 판정한 경우에는, 단계 S40에서, 제 1 틸팅 지령값과 제 2 틸팅 지령값에 의거하여, 직진 주행중인지 여부를 판정한다. 여기서, 주행 단독 조작중에 제 1 틸팅 지령값과 제 2 틸팅 지령값이 동등한 경우에는, 제 1 및 제 2 펌프(11, 21)로부터 좌우의 주행 모터(31, 32)에 공급되는 각 유량이 동등해진다. 이 때, 좌우의 주행 모터(31, 32)의 각 회전수가 동등해져, 좌우의 주행 장치(50, 60)는 직진 주행한다. 따라서, 제 1 틸팅 지령값과 제 2 틸팅 지령값이 동등한지 여부에 의거하여, 직진 주행중인지 여부를 판정할 수 있다. 구체적으로는, 제 1 및 제 2 펌프(11, 21)나 좌우의 주행 모터(31, 32) 등의 제조 오차를 고려하여, 제 1 틸팅 지령값과 제 2 틸팅 지령값과의 차분이 소정의 임계값 이하일 때에, 좌우의 주행 장치(50, 60)가 직진 주행중이라고 판정한다. 한편, 단계 S30에서 주행 조작이 없다(No)라고 판정한 경우에는, 단계 S10으로 되돌아간다.
단계 S40에서 직진 주행중이다(Yes)라고 판정한 경우에는, 제 1 펌프 압력에서 제 2 펌프 압력을 뺀 차압값을 이상 판정 평가값으로서 산출한다(단계 S50). 한편, 단계 S40에서 직진 주행중이 아니다(No)라고 판정한 경우에는, 단계 S10으로 되돌아간다.
단계 S50에 이어, 단계 S60에서, 단계 S50에서 산출한 차압값이 소정의 상한값 이하인지 여부를 판정한다. 여기서, 소정의 상한값에는, 압력 검출 오차나 제 1 및 제 2 펌프(11, 21)나 좌우의 주행 장치(50, 60)의 제조 오차 등을 고려한 판정 기준값(84)(도 7에 나타냄)이 설정된다. 주행 단독 조작중이고 또한 직진 주행중에 좌우의 주행 장치의 각 로스 토크가 동일 정도인 경우에는, 좌우의 주행 모터(31, 32)가 제 1 및 제 2 펌프(11, 21)에 의해 동등하게 구동되기 때문에, 제 1 및 제 2 펌프 압력이 동일한 정도가 되어, 차압값은 소정의 상한값 이하가 된다. 한편, 주행 단독 조작중이고 또한 직진 주행중에 좌측 주행 장치(50)의 로스 토크가 우측 주행 장치(60)의 로스 토크보다 큰 경우에는, 제 1 펌프 압력이 제 2 펌프 압력에 비하여 커져, 차압값은 소정의 상한값보다 커진다.
단계 S60에서 차압값이 소정의 상한값보다 크다(No)라고 판정한 경우에는, 단계 S70에서, 좌측 주행 장치(50)에 이상이 있다고 판정한다.
단계 S60에서 차압값이 소정의 상한값 이하이다(Yes)라고 판정한 경우에는, 단계 S80에서, 차압값이 소정의 하한값 이상인지 여부를 판정한다. 소정의 하한값에는, 판정 기준값(84)(도 7에 나타냄)의 부호를 마이너스로 한 값이 설정된다. 주행 단독 조작중이고 또한 직진 주행중에 좌우의 주행 장치(50, 60)의 각 로스 토크가 동일 정도인 경우에는, 좌우의 주행 모터(31, 32)가 제 1 및 제 2 펌프(11, 21)에 의해 동등하게 구동되기 때문에, 제 1 및 제 2 펌프 압력이 동일한 정도가 되어, 차압값은 소정의 하한값 이상이 된다. 한편, 주행 단독 조작중이고 또한 직진 주행중에 우측 주행 장치(60)의 로스 토크가 좌측 주행 장치(50)의 로스 토크보다 큰 경우에는, 제 2 펌프 압력이 제 1 펌프 압력에 비하여 커져, 차압값은 소정의 하한값보다 작아진다.
단계 S80에서 차압값이 소정의 하한값보다 작다(No)라고 판정한 경우에는, 단계 S90에서, 우측 주행 장치(60)에 이상이 있다고 판정한다. 한편, 단계 S80에서 차압값이 소정의 하한값 이상이다(Yes)라고 판정한 경우에는, 단계 S100에서, 좌우의 주행 장치(50, 60)에 이상은 없다고 판정한다.
단계 S70, S90 또는 S100에 이어, 단계 S110에서, 단계 S70, S90 또는 S100에 있어서의 판정 결과를, 운전실(110)에 배치되어 있는 모니터 등을 통하여 오퍼레이터에게 통지하거나, 또는, 통신 등을 통하여 차량 관리자나 서비스 부문 등에게 통지하고, 단계 S10으로 되돌아간다.
도 7은, 도 3에 나타내는 컨트롤러(2)의 기능 블록도이다.
도 7에 있어서, 컨트롤러(2)는, 주행 단독 조작 판정부(71)와, 제 1 펌프 틸팅 지령값 산출부(72)와, 제 2 펌프 틸팅 지령값 산출부(73)와, 직진 주행 판정부(74)와, 진단 조건 판정부(75)와, 차압값 산출부(81)와, 유효 차압값 추출부(82)와, 이상 판정부(83)와, 판정 기준값(84)을 구비하고 있다.
주행 단독 조작 판정부(71)는, 주행 조작 검출 장치(5)로부터의 주행 조작 신호와, 프론트 조작 검출 장치(3)로부터의 프론트 조작 신호와, 선회 조작 검출 장치(4)로부터의 선회 조작 신호에 의거하여, 주행 단독 조작이 행해지고 있는지 여부를 판정하고, 판정 결과를 진단 조건 판정부(75)에 출력한다. 진단 조건 판정부(75)는, 도 6에 나타내는 단계 S10, S20, S30에 상당한다.
제 1 펌프 틸팅 지령값 산출부(72)는, 주행 조작 검출 장치(5)로부터의 주행 조작 신호와, 프론트 조작 검출 장치(3)로부터의 프론트 조작 신호와, 선회 조작 검출 장치(4)로부터의 선회 조작 신호에 의거하여, 제 1 펌프(21)의 틸팅 지령값(제 1 틸팅 지령값)을 산출하여, 직진 주행 판정부(74)에 출력한다. 마찬가지로, 제 2 펌프 틸팅 지령값 산출부(73)는, 주행 조작 검출 장치(5)로부터의 주행 조작 신호와, 프론트 조작 검출 장치(3)로부터의 프론트 조작 신호와, 선회 조작 검출 장치(4)로부터의 선회 조작 신호에 의거하여, 제 2 펌프(21)의 틸팅 지령값(제 2 틸팅 지령값)을 산출하여, 직진 주행 판정부(74)에 출력한다. 또한, 제 1 및 제 2 펌프 틸팅 지령값 산출부(72, 73)는, 차체 제어를 위한 제어 로직의 일부이며, 좌우의 주행 레버(6a, 7a)(도 5에 나타냄) 및 좌우의 조작 레버(8a, 9a)(도 5에 나타냄)의 조작량에 따라 펌프 유량을 증가시키는 포지티브 제어가 채용되는 것이 일반적이지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
직진 주행 판정부(74)는, 제 1 펌프 틸팅 지령값 산출부(72)로부터의 제 1 틸팅 지령값과, 제 2 펌프 틸팅 지령값 산출부(73)로부터의 제 2 틸팅 지령값에 의거하여, 직진 주행중인지 여부를 판정하고, 판정 결과를 진단 조건 판정부(75)에 출력한다. 구체적으로는, 제 1 틸팅 지령값과 제 2 틸팅 지령값과의 차분이 소정의 임계값 이하일 때에는 직진 주행중이라고 판정하고, 제 1 틸팅 지령값과 제 2 틸팅 지령값과의 차분이 소정의 임계값보다 클 때에는 직진 주행중이 아니라고 판정한다. 직진 주행 판정부(74)는, 도 6에 나타내는 단계 S40에 상당한다.
진단 조건 판정부(75)는, 주행 단독 조작 판정부(71)로부터의 판정 결과와, 직진 주행 판정부(74)로부터의 판정 결과에 의거하여, 주행 단독 조작중이고 또한 직진 주행중인지 여부를 판정하고, 판정 결과를 유효 차압값 추출부(82)에 출력한다. 진단 조건 판정부(75)는, 도 6에 나타내는 단계 S10, S20, S30, S40에 상당한다.
차압값 산출부(81)는, 제 1 압력 센서(13)로부터의 압력값(제 1 펌프 압력)에서 제 2 압력 센서(23)로부터의 압력값(제 2 펌프 압력값)을 뺀 차압값을 산출하여, 유효 차압값 추출부(82)에 출력한다.
유효 차압값 추출부(82)는, 진단 조건 판정부(75)로부터의 판정 결과가 유효한 경우(주행 단독 조작중이고 또한 직진 주행중인 경우)에는, 차압값 산출부(81)로부터의 차압값을 이상 판정부(83)에 출력하고, 진단 조건 판정부(75)로부터의 판정 결과가 무효인 경우(주행 복합 조작중이 아닌 경우 또는 직진 주행중이 아닌 경우)에는, 차압값으로서 제로를 이상 판정부(83)에 출력한다. 유효 차압값 추출부(82) 및 차압값 산출부(81)는, 도 6에 나타내는 단계 S50에 상당한다.
이상 판정부(83)는, 유효 차압값 추출부(82)로부터의 차압값과 판정 기준값(84)의 비교 결과에 의거하여, 좌우의 주행 장치(50, 60) 중 어느 일방에 이상이 있는지 여부를 판정하고, 판정 결과를 출력한다. 여기서, 판정 기준값(84)은 경험적으로 구해지는 값이며, 적절히 수정할 필요가 발생한다고 생각된다. 이 때문에, 컨트롤러(2)는, 판정 기준값(84)을 외부로부터 변경할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 이상 판정부(83)의 판정 결과는, 표시 장치나 무선 통신 장치 등에 출력된다. 이에 따라, 오퍼레이터, 차량 관리자, 서비스 부문은, 이상을 조속히 파악할 수 있다. 이상 판정부(83)는, 도 6에 나타내는 단계 S60, S70, S80, S90, S100, S110에 상당한다.
이상과 같이 구성한 유압 셔블(100)에 있어서의 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상 판정 동작을, 작업 시와 스티링 주행 시와 직진 주행 시로 나눠, 도 6을 참조하여 설명한다.
-작업 시-
작업 시에는, 프론트 조작 또는 선회 조작이 행해지기 때문에, 주행 단독 조작 판정부(71)의 판정 결과는 거짓이 되며, 진단 조건 판정부(75)의 판정 결과도 거짓이 된다. 이에 따라, 차압값 산출부(81)에서 산출된 차압값은 유효 차압값 추출부(82)에 의해 추출되지 않기 때문에, 이상 판정부(83)에 의한 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상 판정은 행해지지 않는다. 이에 따라, 프론트 작업 장치(103) 또는 상부 선회체(102)를 구동하는 작업 시에, 좌우의 주행 장치(50, 60)가 이상이라고 오판정되는 것을 방지할 수 있다.
-스티어링 주행 시-
스티어링 주행 시에는, 주행 조작만이 검출되기 때문에, 주행 단독 조작 판정부(71)에 의한 판정 결과는 참이 된다. 한편, 스티어링 주행 시에는, 제 1 펌프 틸팅 지령값과 제 2 펌프 틸팅 지령값과의 차가 커지기 때문에, 직진 주행 판정부(74)의 판정 결과는 거짓이 되며, 진단 조건 판정부(75)의 판정 결과도 거짓이 된다. 이에 따라, 차압값 산출부(81)에서 산출된 차압값은 유효 차압값 추출부(82)에 의해 추출되지 않기 때문에, 이상 판정부(83)에 의한 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상 판정은 행해지지 않는다. 그 결과, 좌우의 주행 장치(50, 60)가 동등하게 구동되고 있지 않은 주행 시에, 좌우의 주행 장치(50, 60)가 이상이라고 오판정되는 것을 방지할 수 있다.
-직진 주행 시-
직진 주행 시에는, 주행 조작만이 검출되기 때문에, 주행 단독 조작 판정부(71)의 판정 결과는 참이 된다. 또한, 직진 주행 시에는, 제 1 펌프 틸팅 지령값과 제 2 펌프 틸팅 지령값이 동일 정도이기 때문에, 직진 주행 판정부(74)의 판정 결과는 참이 되고, 진단 조건 판정부(75)의 판정 결과도 참이 된다. 이에 따라, 차압값 산출부(81)에서 산출된 차압값은 유효 차압값 추출부(82)에 의해 추출되기 때문에, 이상 판정부(83)에 의해 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상 판정이 행해진다.
여기서, 좌우의 주행 장치(50, 60)의 슬라이딩 저항 등에 의한 로스 토크가 동일 정도인 경우에는, 제 1 펌프 압력과 제 2 펌프 압력이 동일 정도가 되어, 차압값은 소정의 상한값 이하이고 또한 소정의 하한값 이상이 되기 때문에, 이상 판정부(83)에 의해 좌우의 주행 장치(50, 60)에 이상은 없다고 판정된다.
한편, 우측 주행 장치(60)에 비하여 좌측 주행 장치(50)의 로스 토크가 큰 경우에는, 제 1 펌프 압력이 제 2 펌프 압력에 비하여 커져, 차압값이 소정의 상한값을 상회하기 때문에, 이상 판정부(83)에 의해 좌측 주행 장치(50)에 이상이 있다고 판정된다. 또한, 좌측 주행 장치(50)에 비하여 우측 주행 장치(60)의 로스 토크가 큰 경우에는, 제 2 펌프 압력이 제 1 펌프 압력에 비하여 커져, 차압값이 소정의 하한값을 하회하기 때문에, 이상 판정부(83)에 의해 우측 주행 장치(60)에 이상이 있다고 판정된다. 이상 판정부(83)의 판정 결과는, 운전실(110)에 배치되어 있는 모니터 등을 통하여 오퍼레이터에게 통지되거나, 또는, 통신 등을 이용하여 차량 관리자에게 통지된다. 이에 따라, 오퍼레이터 또는 차량 관리자는, 조속히 보수 대응을 실시할 수 있다.
이상과 같이 구성한 본 실시예 따르면, 주행 단독 조작중이고 또한 직진 주행중(좌우의 주행 장치(50, 60)가 제 1 및 제 2 펌프(11, 21)에 의해 동등하게 구동되고 있을 때)에, 제 1 및 제 2 펌프 압력의 일방에서 타방을 뺀 차압값을 이상 판정 평가값으로서 산출하고, 이 이상 판정 평가값을 판정 기준값(84)과 비교함으로써, 좌우의 주행 장치(50, 60) 중 어느 일방의 이상을 검출할 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 펌프 압력의 일방에서 타방을 뺀 차압값을 이상 판정 평가값으로서 산출함으로써, 유온의 변화나 좌우의 주행 장치(50, 60)의 경년 열화 등에 의한 제 1 및 제 2 펌프 압력에 대한 영향이 상쇄되기 때문에, 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상 검출의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
실시예 2
본 발명의 제 2 실시예에 따른 유압 셔블에 대하여, 제 1 실시예와의 상이점을 중심으로 설명한다.
일반적으로, 좌우의 주행 장치(50, 60)의 가속 시에는, 제 1 및 제 2 펌프 압력이 크게 변동하기 때문에, 좌우의 주행 장치(50, 60)가 정상이고 또한 제 1 및 제 2 펌프(11, 21)의 각 틸팅 지령값이 동일 정도인 경우에도, 좌우의 주행 레버(6a, 7a)의 조작 타이밍의 어긋남이나 제 1 및 제 2 펌프(11, 21)의 응답성의 차이 등에 의해, 제 1 펌프 압력과 제 2 펌프 압력과의 차압이 커지는 경우가 있다.
여기서, 제 1 실시예에서는, 주행 단독 조작중이고 또한 직진 주행중(제 1 및 제 2 펌프(11, 21)의 각 틸팅 지령값이 동일 정도일 때)에, 정상 주행 시와 가속 시를 막론하고, 제 1 펌프 압력과 제 2 펌프 압력과의 차압값에 의거하여 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상 판정을 행한다. 이 때문에, 가속 시에 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상을 오검출할 우려가 있다. 본 실시예는, 가속 시 등의 비일정한 주행 상태에 있어서, 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상 판정 정밀도를 유지할 수 있도록 한 것이다.
도 8은, 본 실시예에 따른 컨트롤러(2)에 의한 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상 판정 플로우를 나타내는 도면이다. 이하, 제 1 실시예에 따른 제어 플로우(도 6에 나타냄)와의 상이점을 설명한다.
도 8에 있어서, 단계 S40에서 직진 주행중이다(Yes)라고 판정한 경우에는, 단계 S41에서, 제 1 및 제 2 펌프 압력에 대하여 각각 로우 패스 필터 처리를 행한다. 여기서, 로우 패스 필터 처리는, 좌우의 주행 장치(50, 60)의 가속 시에 발생하는 제 1 및 제 2 펌프 압력의 압력 변동을 제거하는 것이며, 일례로서 이동 평균 처리를 들 수 있다.
도 9는, 본 실시예에 따른 컨트롤러(2)의 기능 블록도이다. 이하, 제 1 실시예에 따른 기능 블록도(도 7에 나타냄)와의 상이점을 설명한다.
도 9에 있어서, 컨트롤러(2)는, 제 1 및 제 2 로우 패스 필터 처리부(85, 86)를 더 구비하고 있다.
제 1 로우 패스 필터 처리부(85)는, 제 1 압력 센서(13)로부터의 압력값(제 1 펌프 압력)에 대하여 로우 패스 필터 처리를 행한다. 마찬가지로, 제 2 로우 패스 필터 처리부(86)는, 제 2 압력 센서(23)로부터의 압력값(제 2 펌프 압력값)에 대하여 로우 패스 필터 처리를 행한다. 이에 따라, 각 압력값의 과도적인 변동 성분이 제거되어, 각 압력값의 트렌드 성분이 추출된다. 제 1 및 제 2 로우 패스 필터 처리부(85, 86)는, 도 8에 나타내는 단계 S41에 상당한다.
도 10은, 본 실시예에 따른 유압 셔블(100)에 있어서 좌우의 주행 장치(50, 60)의 각 로스 토크가 동일 정도인 경우의 주행 속도, 제 1 펌프 압력(좌측 주행 모터 부하압) 및 제 2 펌프 압력(우측 주행 모터 부하압)의 경시 변화의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10에 있어서, 좌우의 주행 장치(50, 60)의 가속 시(시각 T0~T1)에는, 제 1 및 제 2 펌프 압력(도면 중 실선으로 나타냄)이 크게 변동한다. 이 때문에, 좌우의 주행 장치(50, 60)가 정상이고 또한 제 1 및 제 2 펌프(11, 21)의 각 틸팅 지령값이 동일 정도인 경우에도, 좌우의 주행 레버(6a, 7a)의 조작 타이밍의 어긋남이나 제 1 및 제 2 펌프(11, 21)의 응답성의 차이 등에 의해, 제 1 펌프 압력과 제 2 펌프 압력과의 차압이 커지는 경우가 있다.
이에 비하여, 로우 패스 필터 처리 후의 제 1 및 제 2 펌프 압력(도면 중 파선으로 나타냄)은, 과도적인 변동이 평준화됨으로써, 제 1 펌프 압력과 제 2 펌프 압력과의 차압은 작아진다. 따라서, 로우 패스 필터 처리 후의 제 1 펌프 압력과 제 2 펌프 압력과의 차압값을 이상 판정 평가값으로서 산출함으로써, 주행 가속 시에 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상을 오검출하는 것을 방지할 수 있다.
이상과 같이 구성한 본 실시예에 있어서도, 제 1 실시예와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 제 1 및 제 2 압력 센서(13, 23)로부터의 각 압력값(제 1 및 제 2 펌프 압력값)에 대하여 각각 로우 패스 필터 처리를 실시함으로써, 각 압력값(제 1 및 제 2 펌프 압력값)에 포함되는 과도적인 변동 성분이 제거되기 때문에, 가속 시 등의 비정상인 주행 상태에 있어서, 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상 판정 정밀도를 유지할 수 있다.
실시예 3
본 발명의 제 3 실시예에 따른 유압 셔블에 대하여, 제 2 실시예와의 상이점을 중심으로 설명한다.
일반적으로, 유압 셔블 등의 작업 기계가 사용되는 현장(지반)은 오프로드이며, 노면의 형상, 지질, 경도 등이 균일하지 않기 때문에, 차체의 좌우에서 노면 상태가 상이한 경우가 있다. 제 1 실시예에 따른 주행 구동 계통(도 5에 나타냄)에 의하면, 제 1 및 제 2 펌프의 각 토출 유량을 동등하게 제어함으로써, 차체의 좌우에서 노면 상태가 다소 상이한 경우라도 사행(蛇行)하지 않고 주행할 수 있다. 여기서, 차체의 좌우에서 노면 상태가 상이한 경우, 주행 저항 등에 의한 주행 구동 부하에 좌우차가 발생함으로써, 주행 단독 조작중이고 또한 직진 주행중에 좌우의 주행 장치(50, 60)의 각 로스 토크가 동일 정도인 경우에도, 제 1 펌프 압력과 제 2 펌프 압력과의 차압이 커지는 경우가 있다.
이에 비하여, 제 1 및 제 2 실시예에서는, 주행 단독 조작중이고 또한 직진 주행중에, 노면 상황을 막론하고, 제 1 펌프 압력과 제 2 펌프 압력과의 차압값에 의거하여 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상 판정을 행한다. 이 때문에, 노면 상황에 의해 주행 구동 부하에 좌우차가 발생한 경우에, 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상을 오검출할 우려가 있다. 본 실시예는, 노면 상황에 의한 영향을 받지 않고 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상을 검출할 수 있도록 한 것이다.
도 11은, 본 실시예에 따른 컨트롤러(2)에 의한 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상 판정 플로우를 나타내는 도면이다. 이하, 제 2 실시예에 따른 제어 플로우(도 8에 나타냄)와의 상이점을 설명한다.
도 11에 있어서, 단계 S50에서 제 1 펌프 압력에서 제 2 펌프 압력을 뺀 차압값을 산출한 후, 단계 S51에서, 차압값의 적산값(차압 적산값)을 이상 판정 평가값으로서 산출한다. 여기서, 차압 적산값은, 단계 S3에서 과거 최근에 산출한 일정 개수의 차압값의 합계값이다.
단계 S61에서, 단계 S51에서 산출한 적산값이 소정의 상한값 Imax(도 13a 및 도 13b에 나타냄) 이하인지 여부를 판정한다. 여기서, 소정의 상한값 Imax에는, 판정 기준값(84a)(도 12에 나타냄)이 설정된다. 판정 기준값(84a)에는, 예를 들면, 제 1 실시예에 있어서의 판정 기준값(84)(도 7에 나타냄)에 단계 S3에 있어서의 일정 개수를 곱한 값이 설정되어 있다.
단계 S61에서 적산값이 소정의 상한값보다 크다(No)라고 판정한 경우에는, 단계 S70 이후의 처리를 실행한다.
단계 S61에서 적산값이 소정의 상한값 이하이다(Yes)라고 판정한 경우에는, 단계 S81에서, 적산값이 소정의 하한값 Imin 이상인지 여부를 판정한다. 여기서, 소정의 하한값 Imin에는, 판정 기준값(84a)(도 12에 나타냄)의 부호를 마이너스로 한 값이 설정되어 있다.
단계 S81에서 적산값이 소정의 하한값보다 작다(No)라고 판정한 경우에는, 단계 S90 이후의 처리를 실행한다. 한편, 단계 S81에서 적산값이 소정의 하한값 이상이다(Yes)라고 판정한 경우에는, 단계 S100 이후의 처리를 실행한다.
도 12는, 본 실시예에 따른 컨트롤러(2)의 기능 블록도이다. 이하, 제 2 실시예에 따른 기능 블록도(도 9에 나타냄)와의 상이점을 설명한다.
도 12에 있어서, 본 실시예에 따른 컨트롤러(2)는, 차압값 적산부(87)를 더 구비하고, 이상 판정부(83)(도 9에 나타냄) 대신에 이상 판정부(83A)를 구비하고 있다.
차압값 적산부(87)는, 유효 차압값 추출부(82)로부터의 차압값의 적산값을 산출하여, 이상 판정부(83A)에 출력한다. 차압값 적산부(87)는, 도 11에 나타내는 단계 S51에 상당한다.
이상 판정부(83A)는, 차압값 적산부(87)로부터의 적산값과 판정 기준값(84a)에 의거하여 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상 판정을 행하고, 판정 결과를 출력한다. 이상 판정부(83A)는, 도 11에 나타내는 단계 S61, S81, S70, S90, S100, S110에 상당한다.
도 13a는, 좌우의 주행 장치(50, 60)의 각 로스 토크가 동일 정도인 경우의 차압 적산값의 경시 변화의 일례를 나타내는 도이며, 도 13b는, 좌측 주행 장치(50)의 로스 토크가 큰 경우의 차압 적산값의 경시 변화의 일례를 나타내는 도면이다.
좌우의 주행 장치(50, 60)의 각 로스 토크가 동일 정도인 경우에도, 노면 상황에 따라 좌우차에 의해 각 순간의 차압값은 크게 변동한다. 그러나, 비교적 긴 구간에서 보면, 좌측 주행 장치(50)의 구동 부하가 높아지는 장면과 우측 주행 장치(60)의 구동 부하가 높아지는 장면은 동등한 빈도로 발생하는 것이 상정된다. 따라서, 차압 적산값은, 좌측 주행 장치(50)의 구동 부하가 높을 때의 플러스의 차압값과 우측 주행 장치(60)의 구동 부하가 높을 때의 마이너스의 차압값이 상쇄됨으로써, 도 13a에 나타내는 바와 같이, 제로를 중심으로 하는 일정한 범위 내에서 변동한다. 따라서, 차압 적산값이 소정의 상한값 Imax 이하이고 또한 소정의 하한값 Imin 이상일 때에는, 좌우의 주행 장치(50, 60)가 정상이라고 판정할 수 있다.
한편, 좌측 주행 장치(50)에 이상이 있을 때에는, 플러스의 차압값이 산출되는 빈도가 마이너스의 차압값이 산출되는 빈도보다 높아지기 때문에, 도 13b에 나타내는 바와 같이, 차압 적산값은, 일정한 상승 경향을 가지는 것이 되며, 어느 시각에서 소정의 상한값 Imax를 상회한다. 따라서, 차압 적산값이 소정의 상한값 Imax를 상회한 경우에는, 좌측 주행 장치(50)에 이상이 있다고 판정할 수 있다. 마찬가지로, 차압 적산값이 소정의 하한값 Imin을 하회한 경우에는, 우측 주행 장치(60)에 이상이 있다고 판정할 수 있다.
이상과 같이 구성한 본 실시예에 있어서도, 제 2 실시예와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 차압 적산값을 이상 판정 평가값으로서 산출함으로써, 노면 상황의 영향을 배제하여 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상을 검출할 수 있다.
실시예 4
본 발명의 제 4 실시예에 따른 유압 셔블에 대하여, 제 3 실시예와의 상이점을 중심으로 설명한다.
도 5에 나타내는 주행 구동 계통에서는, 평지 또는 오르막 주행 시에는, 제 1 및 제 2 펌프에 의해 좌우의 주행 모터(31, 32)가 구동되기 때문에, 제 1 및 제 2 펌프 압력은, 좌우의 주행 장치(50, 60)의 구동에 필요한 높은 압력이 된다. 한편, 내리막 주행 시에는, 좌우의 주행 장치(50, 60)가 차체의 위치 에너지에 의해 구동되며, 좌우의 주행 모터(31, 32)는 회생 동작을 행한다. 이 때, 제 1 및 제 2 펌프(11, 21)는, 좌우의 주행 모터(31, 32)의 캐비테이션을 억제하기 위한 유량을 토출하고 있으며, 제 1 및 제 2 펌프 압력은, 좌우의 브레이크 밸브(55, 65)를 조작할 수 있을 정도의 낮은 압력이 된다.
이에 대하여, 제 1~제 3 실시예에서는, 주행 단독 조작중이고 또한 직진 주행중에, 좌우의 주행 모터(31, 32)가 역행 동작중인지 회생 동작중인지를 막론하고, 제 1 펌프 압력과 제 2 펌프 압력과의 차압값에 의거하여 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상 판정을 행한다. 그러나, 좌우의 주행 모터(31, 32)의 회생 동작 시에는, 제 1 및 제 2 펌프(11, 21)는 좌우의 주행 모터(31, 32)를 구동하고 있지 않기 때문에, 제 1 및 제 2 펌프 압력에 의거하여 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상 검출을 행하는 것은 적절하지 않다. 본 실시예는, 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상 진단을 행하는 주행 동작을 좌우의 주행 모터(31, 32)의 역행 시로 한정함으로써, 이상 판정 정밀도를 향상시킨 것이다.
도 14는, 제 4 실시예에 따른 컨트롤러(2)에 의한 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상 판정 플로우를 나타내는 도면이다. 이하, 제 3 실시예(도 11에 나타냄)와의 상이점을 설명한다.
도 14에 있어서, 단계 S30에서 주행 조작이 있다(Yes)라고 판정한 경우에는, 단계 S31에서, 좌우의 주행 모터(31, 32)가 역행 동작중인지 여부를 판정한다. 구체적으로는, 제 1 펌프 압력 또는 제 2 펌프 압력이 후술하는 소정의 임계값 Pc(도 15에 나타냄)보다 큰 경우에는, 역행 동작중이다(Yes)라고 판정하고, 제 1 펌프 압력 및 제 2 펌프 압력이 소정의 임계값 Pc 이하인 경우에는, 역행 동작중이 아니다(No)라고 판정한다.
단계 S31에서 역행 동작중이다(Yes)라고 판정한 경우에는, 단계 S40 이후의 처리를 실행한다. 한편, 단계 S31에서 역행 동작중이 아니다(No)라고 판정한 경우에는, 단계 S10으로 되돌아간다. 이에 따라, 좌우의 주행 모터(31, 32)의 회생 동작중에는, 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상 판정은 행해지지 않는다.
도 15는, 도 1에 나타내는 유압 셔블(100)의 주행 속도와 제 1 및 제 2 펌프 압력과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 15에 있어서, 평지~오르막 주행 시에는, 제 1 및 제 2 펌프 압력은, 주행 속도 및 경사도에 따라 상승한다. 한편, 내리막 주행 시에는, 좌우의 주행 모터(31, 32)가 회생 구동되기 때문에, 제 1 및 제 2 펌프 압력은, 좌우의 브레이크 밸브(55, 65)(도 5에 나타냄)를 조작할 수 있을 정도의 낮은 압력이 된다. 여기서, 평지 주행 시의 최소 펌프 압력 Pmin은 내리막 주행 시의 최대 펌프 압력보다 높기 때문에, 역행 동작중인지 여부를 판정하기 위한 임계값 Pc는, 역행 시의 최소 펌프 압력 Pa와 회생 시의 최대 펌프 압력 Pb와의 사이의 값으로 설정하면 된다.
도 16은, 제 4 실시예에 따른 컨트롤러(2)의 기능 블록도이다. 이하, 제 3 실시예(도 12에 나타냄)와의 상이점을 설명한다.
도 16에 있어서, 컨트롤러(2)는, 역행 판정부(76)를 더 구비하고, 진단 조건 판정부(75)(도 12에 나타냄) 대신에 진단 조건 판정부(75A)를 구비하고 있다.
역행 판정부(76)는, 제 1 압력 센서(13)로부터의 압력값(제 1 펌프 압력)과 제 2 압력 센서(23)로부터의 압력값(제 2 펌프 압력)에 의거하여, 좌우의 주행 모터(31, 32)가 역행 동작중인지 여부를 판정하고, 판정 결과를 진단 조건 판정부(75A)에 출력한다. 역행 판정부(76)는, 도 6에 나타내는 단계 S31에 상당한다.
진단 조건 판정부(75A)는, 주행 단독 조작 판정부(71), 직진 주행 판정부(74) 및 역행 판정부(76)로부터의 각 판정 결과에 의거하여 진단 조건의 성공 여부를 판정하고, 판정 결과를 유효 차압값 추출부(82)에 출력한다. 이에 따라, 좌우의 주행 모터(31, 32)의 회생 동작중에는, 차압값 산출부(81)에 의해 산출된 차압값은, 유효 차압값 추출부(82)에 의해 추출되지 않기 때문에, 이상 판정부(83A)에 의한 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상 판정은 행해지지 않는다.
이상과 같이 구성한 본 실시예에 있어서도, 제 3 실시예와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상 판정을 좌우의 주행 모터(31, 32)의 역행 동작중에만 행함으로써, 이상 판정 정밀도를 향상시킬 수 있다.
실시예 5
본 발명의 제 5 실시예에 따른 유압 셔블에 대하여, 제 1 실시예와의 상이점을 중심으로 설명한다.
일반적으로, 유압 셔블 등의 작업 기계는, 작업에 맞춰 주행 속도를 조절할 수 있도록, 거북(저속 주행 모드), 토끼(고속 주행 모드) 등의 복수의 주행 모드를 구비하고 있다. 여기서, 저속 주행 시에는, 제 1 및 제 2 펌프 압력이 각각 작아짐으로써, 좌우의 주행 장치(50, 60)의 정상 시에 있어서의 제 1 및 제 2 펌프 압력의 최대 차압도 작아진다. 한편, 고속 주행 시에는, 제 1 및 제 2 펌프 압력이 각각 커짐으로써, 좌우의 주행 장치(50, 60)의 정상 시에 있어서의 제 1 및 제 2 펌프 압력의 최대 차압도 커진다.
그러나, 제 1 실시예에서는, 하나의 판정 기준값(84)(도 7에 나타냄)을 이용하여 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상 판정을 행하기 때문에, 주행 모드에 의해 이상 검출 정밀도에 편차가 발생할 가능성이 있다. 예를 들면, 저속 주행 시의 이상 검출 정밀도를 높이기 위해 판정 기준값을 작은 값으로 설정한 경우, 고속 주행 시에 이상을 오검지할 우려가 있다. 한편, 고속 주행 시의 이상 검출 정밀도를 높이기 위해 판정 기준값을 큰 값으로 설정한 경우, 저속 주행 시에 이상을 검출할 수 없을 우려가 있다. 본 실시예는, 주행 모드의 전환에 의한 이상 검출 정밀도의 편차를 억제한 것이다.
도 17은, 본 실시예에 따른 주행 구동 계통을 나타내는 도면이다. 이하, 제 1 실시예(도 5에 나타냄)와의 상이점을 설명한다.
도 17에 있어서, 본 실시예에 따른 주행 구동 계통은, 좌우의 주행 장치(50, 60)의 주행 모드를 선택하기 위한 주행 모드 선택 장치로서의 주행 모드 전환 스위치(10)를 더 구비하고 있다. 주행 모드 전환 스위치(10)는, 복수의 주행 모드에 대응한 복수의 전환 위치를 가지고, 현재의 전환 위치(주행 모드)에 대응한 신호(주행 모드 신호)를 컨트롤러(2)에 출력한다. 본 실시예에 따른 주행 구동 계통은, 복수의 주행 모드로서, 거북(저속주행 모드)과 토끼(고속주행 모드)를 구비하고 있는 것으로 한다.
좌우의 주행 모터(31, 32)에는, 모터 용량(틸팅량)을 제어하는 모터 레귤레이터(31a, 32a)가 각각 마련되어 있다. 모터 레귤레이터(31a, 32a)는, 컨트롤러(2)로부터의 지령 신호에 의해 제어된다.
컨트롤러(2)는, 주행 모드 전환 스위치(10)로부터의 주행 모드 신호에 따라, 좌우의 주행 모터(31, 32)의 모터 용량(틸팅량)을 전환한다. 구체적으로는, 주행 모드가 거북인 경우에는, 좌우의 주행 모터(31, 32)의 틸팅(모터 용량)이 대틸팅(대용량)이 되도록 모터 레귤레이터(31a, 32a)를 제어한다. 한편, 주행 모드가 토끼인 경우에는, 좌우의 주행 모터(31, 32)의 틸팅(모터 용량)이 소틸팅(소용량)이 되도록 모터 레귤레이터(31a, 32a)를 제어한다.
도 18a 및 도 18b는, 본 실시예에 따른 컨트롤러(2)에 의한 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상 판정 플로우를 나타내는 도면이다. 이하, 제 1 실시예(도 6에 나타냄)와의 상이점을 설명한다.
도 18a에 있어서, 단계 S40에서 직진 주행중이다(Yes)라고 판정한 경우에는, 단계 S42에서 주행 모드가 거북인지 여부를 판정한다.
단계 S42에서 주행 모드가 거북이다(Yes)라고 판정한 경우에는, 단계 S50 이후의 처리를 실행한다. 다만, 단계 S60의 소정의 상한값에는, 거북용의 판정 기준값(84b)(도 19에 나타냄)이 설정되고, 단계 S80의 소정의 하한값에는, 거북용의 판정 기준값(84B)의 부호를 마이너스로 한 값이 설정된다. 또한, 거북용의 판정 기준값(84B)은, 후술의 토끼용의 판정 기준값(84C)(도 19에 나타냄)보다 작은 값으로 설정되어 있다. 이것은, 저속 주행 시에는, 제 1 및 제 2 펌프 압력이 각각 작아짐으로써, 좌우의 주행 장치(50, 60)의 정상 시에 있어서의 제 1 및 제 2 펌프 압력의 최대 차압이 작아지기 때문이다.
단계 S42에서 주행 모드가 거북이 아니다(No)라고 판정한 경우에는, 단계 S50, S60, S70, S80, S90, S100과 각각 마찬가지의 처리인 단계 S51, S61, S71, S81, S91, S101(도 18b에 나타냄)을 실행한다. 다만, 단계 S61의 소정의 상한값에는, 토끼용의 판정 기준값(84C)(도 19에 나타냄)이 설정되고, 단계 S81의 소정의 하한값에는, 토끼용의 판정 기준값의 부호를 마이너스로 한 값이 설정된다. 또한, 토끼용의 판정 기준값(84C)은, 거북용의 판정 기준값(84B)보다 큰 값으로 설정되어 있다. 이것은, 고속 주행 시에는, 제 1 및 제 2 펌프 압력이 각각 커짐으로써, 좌우의 주행 장치(50, 60)가 정상 시에 있어서의 제 1 및 제 2 펌프 압력의 최대 차압이 커지기 때문이다.
도 19는, 본 실시예에 따른 컨트롤러(2)의 기능 블록도이다. 이하, 제 1 실시예에 따른 기능 블록도(도 7에 나타냄)와의 상이점을 설명한다.
도 19에 있어서, 본 실시예에 따른 컨트롤러(2)는, 이상 판정부(83)(도 7에 나타냄) 대신에 이상 판정부(83B)를 구비하고, 판정 기준값(84)(도 7에 나타냄) 대신에 거북용의 판정 기준값(84B)과 토끼용의 판정 기준값(84C)을 구비하고 있다. 이상 판정부(83B)에는, 주행 모드 전환 스위치(10)로부터의 주행 모드 신호가 입력된다.
이상 판정부(83B)는, 주행 모드 전환 스위치(10)로부터 저속 주행 모드(거북)에 대응하는 주행 모드 신호가 입력된 경우는, 거북용의 판정 기준값(84B)을 이용하여 이상 판정을 행한다. 한편, 주행 모드 전환 스위치(10)로부터 고속 주행 모드(토끼)에 대응하는 주행 모드 신호가 입력된 경우에는, 토끼용의 판정 기준값(84C)을 이용하여 이상 판정을 행한다. 이상 판정부(83B)는, 도 18a 및 도 18b에 나타내는 단계 S60, S61, S70, S71, S80, S81, S90, S91, S100, S101, S110에 상당한다.
이상과 같이 구성한 본 실시예에 있어서도, 제 1 실시예와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 주행 모드에 따라 판정 기준값(84B, 84C)을 전환함으로써, 주행 모드의 전환에 의한 영향을 받지 않고 좌우의 주행 장치(50, 60)의 이상을 검출할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명은, 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들면, 상기한 실시예는, 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것으로 한정되지는 않는다. 또한, 어느 실시예의 구성에 다른 실시예의 구성의 일부를 추가하는 것도 가능하고, 어느 실시예의 구성의 일부를 삭제하거나, 혹은, 다른 실시예의 일부와 치환하는 것도 가능하다.
1…엔진(원동기), 2…컨트롤러(제어 장치), 3…프론트 조작 검출 장치(작업 조작 검출 장치), 4…선회 조작 검출 장치(작업 조작 검출 장치), 5…주행 조작 검출 장치, 6…좌측 주행 레버 장치(주행 조작 장치), 6a…좌측 주행 레버, 7…우측 주행 레버 장치(주행 조작 장치), 7a…우측 주행 레버, 8…좌측 조작 레버 장치(작업 조작 장치), 8a…좌측 조작 레버, 9…우측 조작 레버 장치(작업 조작 장치), 9a…우측 조작 레버, 10…주행 모드 전환 스위치, 11…제 1 펌프(제 1 유압 펌프), 11a…펌프 레귤레이터, 12…제 1 컨트롤 밸브 유닛, 12a…좌측 주행용 방향 제어 밸브, 13…제 1 압력 센서(제 1 압력 검출 장치), 21…제 2 펌프(제 2 유압 펌프), 21a…펌프 레귤레이터, 22…제 2 컨트롤 밸브 유닛, 22a…우측 주행용 방향 제어 밸브, 23…제 2 압력 센서(제 2 압력 검출 장치), 31…좌측 주행 모터(좌측 주행 유압 모터), 31a…모터 레귤레이터, 32…우측 주행 모터(우측 주행 유압 모터), 32a…모터 레귤레이터, 33…붐 실린더(유압 액추에이터), 34…아암 실린더(유압 액추에이터), 35…버킷 실린더(유압 액추에이터), 36…선회 모터(유압 액추에이터), 37…어태치먼트용 유압 액추에이터(유압 액추에이터), 41…트랙 프레임, 42…선회륜, 43…센터 조인트, 44…배관, 50…좌측 주행 장치, 51…좌측 주행 구동 장치, 52…좌측 크롤러, 53…좌측 프론트 아이들러, 54…좌측 주행 감속기, 55…좌측 브레이크 밸브, 60…우측 주행 장치, 61…우측 주행 구동 장치, 62…우측 크롤러, 63…우측 프론트 아이들러, 64…우측 주행 감속기, 65…우측 브레이크 밸브, 71…주행 단독 조작 판정부, 72…제 1 펌프 틸팅 지령값 산출부, 73…제 2 펌프 틸팅 지령값 산출부, 74…직진 주행 판정부, 75, 75A…진단 조건 판정부, 76…역행 판정부, 81…차압값 산출부, 82…유효 차압값 추출부, 83, 83A, 83B…이상 판정부, 84, 84A, 84B, 84C…판정 기준값, 85…제 1 로우 패스 필터 처리부, 86…제 2 로우 패스 필터 처리부, 87…차압값 적산부, 100…유압 셔블, 101…하부 주행체, 102…상부 선회체, 103…프론트 작업 장치, 104…붐, 105…아암, 106…버킷, 110…운전실, 200…유압 구동 장치.

Claims (7)

  1. 가변 용량형의 제 1 유압 펌프 및 제 2 유압 펌프와,
    상기 제 1 유압 펌프로부터 공급되는 압유에 의해 구동되는 좌측 주행 유압 모터를 가지는 좌측 주행 장치와,
    상기 제 2 유압 펌프로부터 공급되는 압유에 의해 구동되는 우측 주행 유압 모터를 가지는 우측 주행 장치와,
    상기 제 1 유압 펌프 또는 상기 제 2 유압 펌프로부터 공급되는 압유에 의해 구동되는 유압 액추에이터와,
    상기 유압 액추에이터에 의해 구동되는 작업 장치와,
    상기 좌측 주행 장치를 조작하기 위한 좌측 주행 조작 장치와,
    상기 우측 주행 장치를 조작하기 위한 우측 주행 조작 장치와,
    상기 작업 장치를 조작하기 위한 작업 조작 장치와,
    상기 좌측 주행 조작 장치 및 상기 우측 주행 조작 장치의 조작에 따라 상기 제 1 유압 펌프 및 상기 제 2 유압 펌프의 펌프 용량을 제어하는 제어 장치와,
    상기 좌측 주행 조작 장치 및 상기 우측 주행 조작 장치의 조작 내용을 검출하는 주행 조작 검출 장치와,
    상기 작업 조작 장치의 조작 내용을 검출하는 작업 조작 검출 장치를 구비한 작업 기계에 있어서,
    상기 제 1 유압 펌프의 토출압인 제 1 펌프 압력을 검출하는 제 1 압력 검출 장치와,
    상기 제 2 유압 펌프의 토출압인 제 2 펌프 압력을 검출하는 제 2 압력 검출 장치를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 좌측 주행 조작 장치 및 상기 우측 주행 조작 장치만이 조작되고, 또한 상기 좌측 주행 조작 장치 및 상기 우측 주행 조작 장치의 각각의 조작에 의거하여 상기 제 1 유압 펌프 및 상기 제 2 유압 펌프의 상기 펌프 용량의 지령 값이 동등하게 됨으로써 상기 제 1 유압 펌프로부터 상기 좌측 주행 모터에 공급되는 상기 압유의 유량과 상기 제 2 유압 펌프로부터 상기 우측 주행 유압 모터에 공급되는 상기 압유의 유량이 동등하게 되고, 이에 따라 상기 좌측 주행 장치 및 상기 우측 주행 장치가 직진 주행중이라고 판정한 경우에, 상기 제 1 펌프 압력 및 상기 제 2 펌프 압력의 일방에서 타방을 뺀 값에 의거하여 이상 판정 평가값을 산출하고, 이 이상 판정 평가값과 소정의 판정 기준값과의 비교 결과에 의거하여 상기 좌측 주행 장치 및 상기 우측 주행 장치 중 어느 일방에 이상이 있다고 판정하고,
    상기 좌측 주행 유압 모터와 상기 우측 주행 유압 모터는, 각각 상기 제 1 유압 펌프와 상기 제 2 유압에 의해 독립적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 유압 작업 기계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 제 1 유압 펌프의 펌프 용량과 상기 제 2 유압 펌프의 펌프 용량과의 차분이 소정의 임계값보다 작을 때에, 상기 좌측 주행 장치 및 상기 우측 주행 장치가 직진 주행중이라고 판정하는 것을 특징으로 하는 유압 작업 기계.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 이상 판정 평가값을 산출하기 전에, 상기 제 1 압력 검출 장치 및 상기 제 2 압력 검출 장치에서 검출된 각 압력값에 대하여 로우 패스 필터 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 유압 작업 기계.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 제 1 펌프 압력 및 상기 제 2 펌프 압력의 일방에서 타방을 뺀 값을 상기 이상 판정 평가값으로서 산출하는 것을 특징으로 하는 유압 작업 기계.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 제 1 펌프 압력 및 상기 제 2 펌프 압력의 일방에서 타방을 뺀 값의 적산값을 상기 이상 판정 평가값으로서 산출하는 것을 특징으로 하는 유압 작업 기계.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 제 1 펌프 압력 또는 상기 제 2 펌프 압력이 소정의 압력보다 작은 경우에는, 상기 이상 판정 평가값을 산출하지 않는 것을 특징으로 하는 유압 작업 기계.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 좌측 주행 장치 및 상기 우측 주행 장치의 주행 모드를 선택하기 위한 주행 모드 선택 장치를 더 구비하고,
    상기 좌측 주행 유압 모터 및 상기 우측 주행 유압 모터는, 각각, 가변 용량형의 유압 모터이며,
    상기 제어 장치는, 상기 주행 모드 선택 장치에 의해 선택된 주행 모드에 따라 상기 좌측 주행 유압 모터 및 상기 우측 주행 유압 모터의 모터 용량을 제어하고,
    상기 제어 장치는, 상기 주행 모드 선택 장치에 의해 선택된 주행 모드마다 상기 이상 판정 평가값을 산출하며, 상기 주행 모드 선택 장치에 의해 선택된 주행 모드에 따라 상기 소정의 판정 기준값을 전환하는 것을 특징으로 하는 유압 작업 기계.
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