KR20020093914A - 유압구동장치의 펌프고장진단장치 및 그 표시 장치 - Google Patents

유압구동장치의 펌프고장진단장치 및 그 표시 장치 Download PDF

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Abstract

유압구동장치의 펌프고장진단장치에 있어서, 작업기계의 실제 가동시에, 자동적으로 유압 펌프의 고장진단을 행할 수 있고, 아울러 유압 펌프의 마력제한제어에 문제가 있을 때의 고장을 검출할 수 있도록 한다.
복수의 가변용량형의 유압 펌프(1~6)에 대하여, 콘트롤러(50)에 의해 마력제한제어를 행한다. 유압 펌프(1~6)의 토출라인에 압력센서(221a)와 변위센서(221b)를 구비한 계측유닛(21~26)을 설치하고, 콘트롤러(50)에서, 유압 펌프마다, 그들의 검출치에 기초하고, 유압구동장치의 가동시에 펌프 토출유량이 최대로 될 때의 펌프 토출압력과 그 펌프 토출유량을 계측하여 고장진단데이터로서 수집하고, 유압 펌프마다, 수집한 펌프 토출압력에 대응하는 마력제한제어의 목표 펌프 토출유량을 연산하고, 이를 수집한 펌프 토출유량과 비교하여 유압 펌프의 고장판정을 행한다.

Description

유압구동장치의 펌프고장진단장치 및 그 표시 장치 {PUMP TROUBLE DIAGNOSING DEVICE FOR HYDRAULIC DRIVE DEVICE AND DISPLAY DEVICE OF THE DIAGNOSING DEVICE}
복수의 유압 펌프에 의해 토출된 압유(壓油)에 의해, 복수의 유압 액츄에이터를 구동시키고, 필요한 작업을 행하는 것으로서 유압 셔블(shovel) 등의 작업기계가 있다. 이러한 작업기계 중, 대형의 유압 셔블 등의 작업기계는, 하나의 유압 액추에이터를 구동할 때에 대 유량의 압유가 필요하기 때문에, 복수의 유압 펌프의 토출 압유를 합류하여, 하나의 유압 액츄에이터를 구동시키고 있다. 이로 인하여, 어떤 유압 액츄에이터의 구동에 이상을 느낀 경우, 어떤 유압 펌프에 문제가 생겼는가를 선별하지 않으면 안된다.
종래, 문제가 생긴 유압 펌프를 선별하는 펌프고장진단장치로서, 일본 특개평 10-54371호 공보에 나타낸 것이 있다. 이 펌프고장진단장치는, 복수의 유압 펌프의 토출 압유를 합류할 때에 역류를 방지하기 위해서 배치된 체크밸브에 착안하고, 이 체크밸브의 전후차압을 측정하는 차압센서를 설치하고, 또한 유압 펌프를 최대 경사전동위치로 조작하는 스위치를 배치하고, 작업기계를 조작하는 오퍼레이터 또는 작업기계를 유지보수를 하는 서비스원이, 작업기계가 실제 가동되지 않을때에 스위치를 눌러 유압 펌프를 최대 경사전동위치로 조작하고, 유압 펌프 토출유량을 최대유량으로 했을 때의 차압센서의 측정값에 의해 유압 펌프의 양호 여부를 판단하고 있다.
본 발명은 유압구동장치의 펌프고장진단장치에 관한 것으로, 특히, 복수의 가변용량형 유압 펌프에 의해 복수의 유압 액츄에이터(actuator)를 구동하여 작업을 행하는 작업기계의 유압구동장치에 구비되고, 각 유압 펌프의 고장진단을 행하는 펌프고장진단장치 및 그 표시 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 펌프고장진단장치를 이 펌프고장진단장치를 장치한 유압구동장치와 함께 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 나타내는 계측유닛의 구조의 상세도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 콘트롤러의 내부구성의 개략을 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 나타내는 콘트롤러의 ROM에 저장된 유압 펌프의 마력제한제어를 행하기 위한 입력토크제한제어의 변환맵을 도시한 도면이다.
도 5는 도 3에 나타내는 콘트롤러의 ROM에 저장된 도 2에 나타내는 압력센서의 검출전압(1) 압력의 변환맵을 도시한 도면이다.
도 6은 도 3에 나타내는 콘트롤러의 ROM에 저장된 도 2에 나타내는 변위센서의 검출전압-포핏(poppet)변위의 변환맵을 도시한 도면이다.
도 7은 도 3에 나타내는 콘트롤러의 ROM에 저장된 도 5에 나타내는포핏변위-포핏 통과유량(펌프 토출유량)의 변환맵을 도시한 도면이다.
도 8은 도 3에 나타내는 콘트롤러의 ROM에 저장된 펌프 토출압력-펌프 토출유량이론치의 변환맵을 도시한 도면이다.
도 9는 도 3에 나타내는 콘트롤러의 ROM에 저장된 데이터수집처리프로그램을 나타내는 플로차트이다.
도 10은 도 3에 나타내는 콘트롤러의 ROM에 저장된 판정출력처리프로그램을 나타내는 플로 차트이다.
도 11은 도 10에 나타내는 판정 처리프로그램에서 사용하는 데이터축적상황을 도시한 도면이다.
도 12는 도 1에 나타내는 표시 장치의 상세도이다.
도 13은 도 10에 나타내는 판정 처리프로그램에 의해 검출되는 유압 펌프의 고장사례를 도시한 도면이다.
도 14는 도 1O에 나타내는 판정 처리프로그램에 의해 검출되는 유압 펌프의 다른 고장사례를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 의한 펌프고장진단장치의 데이터수집처리프로그램을 나타내는 플로차트이다.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 의한 펌프고장진단장치의 판정출력처리프로그램을 나타내는 플로 차트이다.
도 17은 도 16에 나타내는 판정 처리프로그램에서 사용하는 데이터축적상황을 도시한 도면이다.
도 18은 도 16에 나타내는 판정 처리프로그램에 의해 검출되는 유압 펌프의 고장 사례를 도시한 도면이다.
도 19는 본 발명의 제3 실시예에 의한 펌프고장진단장치의 데이터수집처리프로그램을 나타내는 플로차트이다.
도 20은 본 발명의 제3 실시예에 의한 펌프고장진단장치의 판정출력처리프로그램을 나타내는 플로 차트이다.
도 21은 도 20에 나타내는 판정 처리프로그램에서 사용하는 데이터축적상황을 도시한 도면이다.
도 22는 본 발명의 제4 실시예에 의한 펌프고장진단장치의 데이터수집처리프로그램을 나타내는 플로차트이다.
도 23은 본 발명의 제4 실시예에 의한 펌프고장진단장치의 판정출력처리프로그램을 나타내는 플로차트이다.
도 24는 도 23에 나타내는 판정 처리프로그램에서 사용하는 데이터축적상황을 도시한 도면이다.
도 25는 본 발명의 제5 실시예에 의한 펌프고장진단장치를 이 펌프고장진단장치를 장치한 유압구동장치와 함께 도시한 도면이다.
도 26은 도 25에 나타내는 콘트롤러의 ROM에 저장된 유압 펌프의 마력제한제어를 행하기 위한 입력토크제한제어의 변환맵을 도시한 도면이다.
도 27은 도 25에 나타내는 콘트롤러의 ROM에 저장된 펌프 토출압력-펌프 토출유량이론치의 변환맵을 도시한 도면이다.
도 28은 도 25에 나타내는 콘트롤러의 ROM에 저장된 펌프고장진단장치의 판정출력처리프로그램을 나타내는 플로차트이다.
도 29는 본 발명의 제6 실시예에 의한 펌프고장진단장치를 이 펌프고장진단장치를 장치한 유압구동장치와 함께 도시한 도면이다.
도 30은 도 29에 나타내는 콘트롤러의 ROM에 저장된 펌프 토출압력-펌프 토출유량이론치의 변환맵을 도시한 도면이다.
도 31은 도 29에 나타내는 콘트롤러의 ROM에 저장된 펌프고장진단장치의 판정출력처리프로그램을 나타내는 플로 차트이다.
도 32는 본 발명의 제7 실시예에 의한 펌프고장진단장치로 이용하는 계측유닛의 구조의 상세도이다.
그러나, 상기 종래 기술에는 다음과 같은 문제가 있다.
일본 특개평 10-54371호 공보 기재의 펌프고장진단장치는, 상기와 같이 오퍼레이터 또는 서비스원이 스위치를 눌러 유압 펌프를 최대 경사전동위치로 조작하여, 유압 펌프의 고장진단을 행하는 것이다. 이로 인하여, 작업기계가 실제 가동될때가 아니라 실제 가동되지 않을 때면 유압 펌프의 고장진단을 행할 수 없고, 또한 오퍼레이터 또는 서비스원이 스위치를 일부러 누르지 않으면 되지 않아, 번거롭다.
또, 작업기계의 유압구동장치는, 일반적으로, 펌프 토출압력이 상승함에 따라서 최대 펌프 토출유량을 줄이도록 유압 펌프의 마력제한제어를 행하고 있다. 상기의 펌프고장진단장치는, 유압 펌프를 최대 경사전동위치로 조작하여 그 때의 유압 펌프 토출유량 상황에 의해 유압 펌프의 양호 여부를 판정하므로, 유압 펌프의 고장사례로서, 유압 펌프가 최대 경사전동위치로 되지 않고, 유압 펌프 토출유량이 부족되는 경우의 고장은 검출할 수 있지만, 유압 펌프의 토출압력이 상승했을 때에 유압 펌프의 토출유량이 마력제한제어의 규정대로의 값이 되지 않는 경우 등, 유압펌프의 마력제한제어에 문제가 있을 때의 고장은 검출할 수 없다.
본 발명의 제1 목적은, 작업기계의 실제 가동시에, 자동적으로 유압펌프의 고장진단을 행할 수 있는 유압구동장치의 펌프고장진단장치 및 그 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 제2 목적은, 유압 펌프의 마력제한제어에 문제가 있을 때의 고장을 검출할 수 있는 유압구동장치의 펌프고장진단장치 및 그 표시 장치를 제공하는데 있다.
(1) 상기 제1 및 제2 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 최소한 하나의 가변용량형의 유압 펌프와, 이 유압 펌프의 토출압력이 상승함에 따라서 최대 펌프 토출유량을 줄이도록 상기 유압 펌프를 제어하는 마력제한제어수단을 구비한 유압구동장치의 펌프고장진단장치에 있어서, 상기 유압 펌프의 토출유량을 검출하는 제1 센서수단과, 상기 유압 펌프의 토출압력을 검출하는 제2 센서수단과, 상기 제1 센서수단 및 제2 센서수단의 검출치에 기초하고, 상기 유압구동장치의 가동시에 펌프 토출유량과 펌프 토출압력을 계측하여 고장진단데이터로서 수집하는 데이터수집수단과, 상기 데이터수집수단으로 수집한 펌프 토출압력에 대응하는 마력제한제어의 목표 펌프 토출유량을 연산하고, 상기 데이터수집수단으로 수집한 펌프 토출유량과 그 목표 펌프 토출유량을 비교하여 상기 유압 펌프의 고장판정을 행하는 고장판정수단을 구비한다.
이와 같이 제1 및 제2 센서수단, 데이터수집수단, 고장판정수단을 설치하고, 유압구동장치의 가동시에 펌프 토출유량과 펌프 토출압력의 데이터를 수집하고, 상기 수집한 펌프 토출압력에 대응하는 마력제한제어의 목표 펌프 토출유량과 수집한 펌프 토출유량을 비교하여 유압 펌프의 고장판정을 행함으로써, 작업기계의 실제 가동시에, 자동적으로 유압 펌프의 고장진단을 행할 수 있으며, 또한 유압 펌프의 마력제한제어에 문제가 있을 때의 고장을 검출할 수 있다.
(2) 또, 상기 제1 및 제2 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 복수의 가변용량형의 유압 펌프와, 이들 유압 펌프의 각각의 토출압력이 상승함에 따라서 최대 펌프 토출유량을 줄이도록 복수의 유압 펌프를 제어하는 마력제한제어수단을 구비한 유압구동장치의 펌프고장진단장치에 있어서, 상기 복수의 유압 펌프의 각각의 토출유량을 검출하는 복수의 제1 센서수단과, 상기 복수의 유압 펌프의 각각의 토출압력을 검출하는 복수의 제2 센서수단과, 유압 펌프마다, 상기 복수의 제1 센서수단 및 제2 센서수단의 검출치에 기초하고, 상기 유압구동장치의 가동시에 펌프 토출유량과 펌프 토출압력을 계측하여 고장진단 데이터로서 수집하는 데이터수집수단과, 유압 펌프마다, 상기 데이터수집수단으로 수집한 펌프 토출압력에 대응하는 마력제한제어의 목표 펌프 토출유량을 연산하고, 상기 데이터수집수단으로 수집한 펌프 토출유량과 그 목표 펌프 토출유량을 비교하여 상기 유압 펌프의 고장판정을 행하는 고장판정수단을 구비한다.
이에 따라 상기 (1)에서 기술한 바와 같이, 작업기계의 실제 가동시에, 자동적으로 유압 펌프의 고장진단을 행할 수 있으며, 또한 유압 펌프의 마력제한제어에문제가 있을 때의 고장을 검출할 수 있음과 동시에, 유압 펌프마다 그와 같은 데이터수집, 고장판정을 행하기 때문에, 복수의 유압 펌프의 어느 것에 문제가 생겼는 가를 선별하여 유압 펌프의 고장을 검출할 수 있다.
(3) 상기 (2)에 있어서, 바람직하게는, 상기 데이터수집수단은, 유압 펌프마다, 상기 복수의 제1 센서수단 및 제2 센서수단의 검출치에 기초하고, 상기 유압구동장치의 가동시에 펌프 토출유량이 최대로 될 때의 펌프 토출압력과 그 펌프 토출유량을 계측하여 고장진단데이터로서 수집한다.
이에 의해 유압 펌프의 고장사례로서, 유압 펌프의 경사전동기구에 문제가 있어, 최대 경사전동위치로 되지 않는 경우의 고장, 유압 펌프의 마력제한제어에 문제가 있어, 전체적으로 유압 펌프의 토출유량이 마력제한제어의 규정치에 달하지 않는 경우의 고장을 검출할 수 있다.
(4) 또, 상기 (2)에 있어서, 바람직하게는, 상기 데이터수집수단은, 유압 펌프마다, 상기 복수의 제1 센서수단 및 제2 센서수단의 검출치에 기초하고, 상기 유압구동장치의 가동시에 펌프 토출압력이 최대로 될 때의 펌프 토출유량과 그 펌프 토출압력을 계측하여 고장진단데이터로서 수집한다.
이에 의해 유압 펌프의 고장사례로서, 유압 펌프의 마력제한제어에 문제가 있어, 전체적으로 유압 펌프의 토출유량이 마력제한제어의 규정치에 달하지 않는 경우의 고장, 유압 펌프의 토출압력이 상승했을 때에 유압 펌프의 토출유량이 마력제한제어의 규정치에 달하지 않는 경우의 고장을 검출할 수 있다.
(5) 또, 상기 (2)에 있어서, 바람직하게는, 상기 데이터수집수단은, 유압 펌프마다, 상기 복수의 제1 센서수단 및 제2 센서수단의 검출치에 기초하고, 상기 유압구동장치의 가동시에 펌프 토출유량이 최대로 될 때의 펌프 토출압력과 그 펌프 토출유량, 펌프 토출압력이 최대로 될 때의 펌프 토출유량과 그 펌프 토출압력을 계측하여 고장진단데이터로서 수집한다.
이에 의해 유압 펌프의 고장사례로서, 유압펌프의 경사전동기구에 문제가 있어, 최대 경사전동위치로 되지 않는 경우의 고장, 유압 펌프의 마력제한제어에 문제가 있어, 전체적으로 유압 펌프의 토출유량이 마력제한제어의 규정치에 달하지 않는 경우의 고장, 유압 펌프의 토출압력이 상승했을 때에 유압 펌프의 토출유량이 마력제한제어의 규정치에 달하지 않는 경우의 고장을 검출할 수 있다.
(6) 또, 상기 (2)에 있어서, 바람직하게는, 상기 데이터수집수단은, 유압펌프마다, 상기 복수의 제1 센서수단 및 제2 센서수단의 검출치에 기초하고, 상기 유압구동장치의 가동시에 펌프 토출유량이 최대로 될 때의 펌프 토출압력과 그 펌프 토출유량, 펌프 토출압력이 최대로 될 때의 펌프 토출유량과 그 펌프 토출압력, 펌프 토출압력이 소정의 중간압력으로 될 때의 펌프 토출유량과 그 펌프 토출압력을 계측하여 고장진단데이터로서 수집한다.
이에 의해 유압 펌프의 고장사례로서, 유압 펌프의 경사전동기구에 문제가 있어 최대 경사전동위치로 되지 않는 경우의 고장, 유압 펌프의 마력제한제어에 문제가 있어, 전체적으로 유압 펌프의 토출유량이 마력제한제어의 규정치에 달하지 않는 경우의 고장, 유압 펌프의 토출압력이 상승했을 때에 유압 펌프의 토출유량이 마력제한제어의 규정치에 달하지 않는 경우의 고장을 검출할 수 있다. 또, 유압펌프의 마력제한제어에 문제가 있는 경우의 고장을 정밀도 양호하게 검출할 수 있다.
(7) 상기(2)∼(6)에 있어서, 바람직하게는, 상기 복수의 제1 센서수단은, 각각, 각 유압 펌프의 토출라인에 설치된 체크밸브의 포핏(poppet) 변위를 계측하는 변위센서를 가지고, 상기 변위센서의 출력결과로부터 각 유압 펌프의 토출유량을 환산한다.
이에 의해 복수의 유압 펌프가 합류하는 유압시스템에 설치되는 체크 밸브를 이용하여 제1 센서수단을 구성할 수 있고, 저가인 펌프고장진단장치를 제공할 수 있다.
(8) 상기 (2)∼(6)에 있어서, 상기 복수의 제1 센서수단은, 각각, 각 유압 펌프의 토출라인에 설치된 체크밸브의 전후차압을 계측하는 차압센서를 가지고, 상기 차압센서의 출력결과로부터 각 유압 펌프의 토출유량을 환산해도 된다.
이에 따라도 복수의 유압 펌프가 합류하는 유압시스템에 설치되는 체크밸브를 이용하여 제1 센서수단을 구성할 수 있고, 저가인 펌프고장진단장치를 제공할 수 있다.
(9) 또, 상기 (2)∼(6)에 있어서, 바람직하게는, 펌프고장진단장치는, 상기 복수의 유압 펌프에 대응하여 설치된 복수의 경고등을 가지고, 상기 고장판정수단으로 복수의 유압 펌프 중 어느 하나가 고장이라고 판정되면, 그 유압 펌프에 대응하는 경고등을 점등시키는 고장표시수단을 추가로 구비한다.
이에 의해 기계조작의 오퍼레이터에 유압 펌프의 고장을 경고등으로 알 수있게 된다.
(10) 상기 (9)에 있어서, 바람직하게는, 상기 고장표시수단은, 유압펌프가 고장의 가능성이 있는 경우와 고장의 가능성이 그것보다도 높은 경우로 점등색을 변화한다.
이에 의해 기계조작의 오퍼레이터에 유압 펌프의 고장상태를 상세하게 경고하는 것이 가능하게 된다.
(11) 또, 상기 (2)∼(6)에 있어서, 바람직하게는, 상기 데이터수집수단은 상기 유압구동장치의 가동마다 상기 고장진단데이터를 수집하고, 상기 고장판정수단은 소정 회수의 가동상태의 고장진단데이터에 의한 판정결과에 기초하여 상기 유압 펌프가 고장인지 아닌지를 판정한다.
이에 의해 정밀도 양호하게 유압 펌프의 고장을 검출할 수 있다.
(l2) 또한, 상기(2)∼(6)에 있어서, 바람직하게는, 상기 고장판정수단은 복수의 펌프 토출압력·펌프 토출유량변환맵을 구비하고, 그 중하나를 선택하여, 그 변환맵을 이용하여 상기 목표 펌프 토출유량을 연산한다.
이에 의해 마력제한제어수단이, 작업모드나 엔진회전수에 따라서 미리 설정한 복수의 마력제한제어를 위한 변환맵을 구비하고, 작업기계의 실제 가동시에 마력제한제어를 위한 변환맵이 변경된 경우에도, 마력제한제어로 사용하는 변환맵에 대응한 펌프 토출압력·펌프 토출유량 변환맵을 선택할 수 있고, 상기 (1) 및 (2)에서 기술한 바와 같이 유압 펌프의 고장진단을 행할 수 있다.
(13) 또, 상기 제1 및 제2 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 복수의 가변용량형의 유압 펌프와, 이들 유압 펌프의 각각의 토출압력이 상승함에 따라서 최대 펌프 토출유량을 줄이도록 복수의 유압 펌프를 제어하는 마력제한제어수단을 구비한 유압구동장치의 펌프고장진단장치의 표시 장치에 있어서, 상기 복수의 유압 펌프에 대응하여 설치된 복수의 경고등을 가지고, 상기 펌프고장진단장치에 의해 복수의 유압 펌프 중 어느 하나에 대하여 상기 마력제어수단에 문제가 있다고 판정하면, 그 유압 펌프에 대응하는 경고등을 점등시킨다.
이에 의해 기계조작의 오퍼레이터에 유압 펌프의 고장상태를 경고등으로 경고하는 것이 가능하게 된다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
먼저, 본 발명의 제1 실시예를 도 1∼도 14에 의해 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관계되는 대형 유압 셔블에 구비되는 유압구동장치의 펌프고장진단장치를 그 유압구동장치와 함께 도시한 도면이다.
도 1에서, 본 실시예에 관계되는 유압구동장치는, 엔진(10)에 의해서 구동되는 가변용량형의 유압 펌프(1∼6)를 구비하고, 이들 유압 펌프(l∼6)는 각각 레귤레이터(1a∼6a)를 가지고, 레귤레이터(1a∼6a)는 각각 전자밸브(11∼16)로부터 출력되는 제어압력에 의해 구동되고, 유압 펌프(1∼6)의 토출유량을 제어한다. 전자밸브(11∼l6)는, 각각, 콘트롤러(controller)(50)로부터 출력되는신호라인(111∼l16)의 전류에 의해 작동하여 전환위치를 변화시키고, 파일럿펌프(7)로부터의 토출압력에 기초하여 제어압력을 생성한다. 즉, 유압 펌프(1∼6)의 토출유량은 전자밸브(11∼16)의 전환위치에 따라서 제어된다.
전자밸브(1l)를 예로서 설명하면, 콘트롤러(50)로부터 출력된 신호라인(11l)의 전류가 낮고, 전자밸브(11)가 위치(1la)에 있을 때는, 파일럿펌프(7)로부터의 압유는 레귤레이터(la)에 공급되지 않고, 레귤레이터(1a)는 유압 펌프(1)의 토출유량을 감소시키도록 작동한다. 콘트롤러(50)로부터 출력된 신호라인(111)의 전류가 높아져, 전자밸브(11)가 위치(11b)로 전환되면, 파일럿펌프(7)로부터의 압유는 레귤레이터(1a)로 공급되고, 레귤레이터(1a)는 유압 펌프(1)의 토출유량을 증가시키도록 작동한다. 다른 전자밸브(12∼l6)와 레귤레이터(2a∼6a)에 관해서도 동일하다.
콘트롤러(50)는 요구유량신호(X)와 유압 펌프(1∼6)의 토출압력에 근거하고 소정의 연산처리을 행하고, 신호라인(1l1∼116)의 전류를 생성한다(후술).
다음에, 유압 펌프(1∼6)에 의해 토출된 압유의 공급선에 대하여 설명한다.
유압 펌프(1)로부터 토출된 압유는 밸브블록(30)에 공급되고, 유압 펌프(2, 3)로부터 토출된 압유는 밸브블록(31)에 공급되고, 유압 펌프(4, 5)로부터 토출된 압유는 밸브블록(32)에 공급되고, 유압 펌프(6)로부터 토출된 압유는 밸브블록(33)에 공급된다.
밸브블록(30)에는 방향제어밸브(40)가 배치되고, 밸브블록(3l)에는 방향제어밸브(41∼44)가 배치되고, 밸브블록(32)에는 방향제어밸브(45∼48)가 배치되고, 밸브블록(33)에는 방향제어밸브(49)가 배치되고, 각 방향제어밸브(40∼49)는 각각, 도시하지 않은 유압 액츄에이터에 접속되고, 이들 유압 액츄에이터에 공급되는 압유의 유량 및 방향을 제어하고, 유압 액츄에이터를 구동한다.
본 실시예의 펌프고장진단장치는 이상과 같은 유압구동장치에 설치되며, 유압 펌프(1∼6)의 각각의 토출라인(1b∼6b)에 설치된 계측유닛(21∼26)과, 상기의 콘트롤러(50)와, 표시 장치(60)를 구비하고 있다. 계측유닛(21∼26)의 계측값은 각각 신호라인(121∼126)을 통하여 콘트롤러(50)에 보내지고, 콘트롤러(50)는 그 계측값을 이용하여 유압 펌프(1∼6)의 고장진단을 행하고, 그 진단결과를 신호라인(161∼166)을 통하여 표시 장치(60)로 이송되고, 표시 장치(60)는 펌프의 고장상황을 표시하여 오퍼레이터 또는 기계의 유지보수원에게 알린다.
다음에, 각 장치와 고장진단방법의 상세에 대하여 도 2∼도 14를 이용하여 설명한다. 처음에, 계측유닛(21∼26)의 구조에 대하여 설명한다.
계측유닛(21∼26)은 동일 구조로 되어 있고, 계측유닛(21∼26)의 상세 구조로서, 계측유닛(21)을 예로 들어, 도 2를 이용하여 설명한다.
도 2에 있어서, 계측유닛(21)은, 체크밸브 보디(21a), 체크밸브 보디(21a) 내에 배치되는 포핏(poppet)(21b), 포핏(21b)을 지지하는 스프링(21c)으로 이루어지는 체크밸브(210)와, 체크밸브(210)의 포핏(21b)과 접촉하는 검출로드(21d)와, 검출로드(21d)의 변위를 측정함으로써 포핏(21b)의 변위를 측정하는 변위센서(22lb)를 구비하고 있다. 또, 유압 펌프(1)의 토출라인(1b)에 접속된 압력센서(221a)를 구비하고 있다.
여기에서, 계측유닛(21)의 작용에 대하여 설명한다.
유압 펌프(1)로부터 밸브블록(30)에 압유가 공급될 때, 펌프 토출압력은 압력센서(221a)에 의해 검출되고, 검출된 신호는 신호라인(121a)에 의해 출력된다. 또, 밸브블록(30)에 공급되는 압유의 유량에 따라서 포핏(21b)의 변위는 변화되고, 상기 포핏(2lb)의 변위가 변위센서(221b)에 의해 검출되고, 검출된 신호는 신호라인(121b)에 의해 출력된다. 신호라인(121a)과 신호라인(121b)은 상기의 신호라인(121)을 구성하고 있다.
계측유닛(22∼26)도 동일하다.
이와 같이 각 계측유닛(21∼26)으로 계측된 유압 펌프(1∼6)의 토출압력, 유압 펌프(1∼6)의 토출유량에 따라서 변화하는 포핏변위의 각 신호는, 신호라인(121∼126)을 통하여 콘트롤러(50)에 유도된다.
또, 유압 펌프(2∼5)의 토출라인(2b∼5b)에는, 통상, 유압 펌프(2, 3) 또는 유압 펌프(4, 5)의 토출압유를 합류할 때에 압유의 역류를 방지하기 위한 체크밸브가 배치되어 있다. 유압 펌프(2∼5)에 관계되는 계측유닛(22∼25)은 상기의 체크밸브(210)로서 그 체크 밸브를 이용할 수 있다. 이와 같이 기존의 체크밸브를 이용하여 계측유닛을 구성함으로써, 계측유닛을 저가로 제작할 수 있다.
다음에 콘트롤러(50)의 상세에 대하여 설명한다.
도 3은 콘트롤러(50)의 내부구성의 개략을 도시한 도면이다.
도 3에 있어서, 콘트롤러(50)는, 요구유량신호(X) 및 계측유닛(21∼26)으로부터의 신호를 입력하는 A/D 변환기를 구비한 입력 인터페이스(inputinterface)(51), 소정의 연산, 제어를 행하는 중앙처리유닛(CPU)(52), CPU(52)의 제어프로그램 등의 소프트웨어가 저장된 리드-온리 메모리(read-only memory)(ROM)(53), 연산결과 등을 일시적으로 기억하는 랜덤 액세스 메모리(random access memory)(RAM)(54), 전자밸브(11∼16) 및 표시 장치(60)에 구동전류 및 각 유압 펌프의 고장상황의 신호를 출력하는 출력 인터페이스(55)를 가지고 있다.
다음에 콘트롤러(50)의 처리내용에 대하여 설명한다.
먼저, 콘트롤러(50)는, 전술한 바와 같이, 요구유량신호(X)와 유압 펌프(1∼6)의 토출압력에 기초하여 소정의 연산처리를 행하고, 유압 펌프(1∼6)의 토출유량을 제어하기 위한 전류를 생성한다. 요구유량신호(X)에 기초하는 유압 펌프(1∼6)의 제어방법은, 포지티브제어, 네거티브제어, 로드센싱제어 등, 유압 셔블에 탑재되는 유압시스템에 따라서 임의의 것을 이용할 수 있다. 유압 펌프(1∼6)의 토출압력은 유압 펌프(1∼6)의 마력제한제어에 이용된다.
도 4에, 유압 펌프(1∼6)의 마력제한제어를 행하기 위한 입력토크제한제어의 변환맵을 나타낸다. 상기 변환맵은 ROM(53)에 격납되어 있다. 입력토크제한제어란, 유압 펌프(1∼6)의 입력토크의 최대치를 제한하는 것으로 유압 펌프(1∼6)의 입력토크가 엔진(10)의 출력토크를 넘지 않도록 제어하는 것이며, 그 변환맵은 펌프 토출압력(P)이 상승하면 펌프 토출압력(P)과 제한목표펌프경사전동(qt)의 곱(입력토크)이 일정하게 되도록 양자의 관계가 설정되어 있다.
콘트롤러(50)는, 예를 들면 유압 펌프(1)의 토출압력으로부터 대응하는 제한목표펌프경사전동각(qt)을 구하고, 요구유량신호(X)에서 구한 요구목표펌프경사전동(qx)이 제한목표펌프경사전동각(qt) 이하 (qx≤ qt)의 때는, qx를 출력용 목표펌프경사전동각(qz)으로 하고(qz= qx), 요구목표펌프경사전동(qx)이 제한목표펌프경사전동각(qt)보다 커지면(qx > qt), qt를 출력용 목표펌프경사전동각(qz)으로 하고(qz= qt), 유압 펌프(1)의 경사전동이 제한목표펌프경사전동각(qt)을 넘지 않도록 제어하고, 입력토크의 최대치를 제한한다. 유압 펌프(2∼6)도 동일하다. 이와 같이 유압 펌프(1∼6)의 입력토크의 최대치를 제한함으로써, 결과적으로 유압 펌프(1∼6)의 소비마력이 엔진(10)의 출력마력을 넘지 않도록 제어되고, 유압 펌프(1∼6)의 마력제한제어를 행한다. 유압 펌프(1∼6)의 토출압력(P)은, 계측유닛(21∼26)으로부터 신호라인(121∼126)을 통하여 유도되는 압력센서(221a)의 출력 전압(V1)에 의해 얻을 수 있다(후술함).
다음에, 콘트롤러(50)의 펌프고장진단처리에 대하여 설명한다.
콘트롤러(50)의 ROM(53)은, 변환맵이나 소요의 수치 등이 저장된 영역(53a), 데이터수집처리프로그램이 저장된 영역(53b), 판정출력처리프로그램이 저장된 영역(53c)을 구비한다.
ROM(53)의 영역(53a)에 저장된 변환맵이나 소요의 수치에 대해 도 5∼도 8을 이용하여 설명한다.
도 5는 계측유닛(2l∼26)으로부터 신호라인(121∼l26)을 통하여 유도되는 압력센서(221a)의 출력 전압(V1)에 대한 압력치(펌프 토출압력)(P)로의 변환맵(conversion map)이다. 출력 전압(V1)이 증대됨에 따라서 압력치(P)가 증대되도록 양자의 관계가 설정되어 있다.
도 6은 계측유닛(21∼26)으로부터 신호라인(121∼126)을 통하여 유도되는 변위센서(221b)의 출력 전압(V2)에 대한 포핏변위량(x)으로의 변환맵이다. 출력 전압(V2)이 증대됨에 따라서 포핏변위량(x)이 증대되도록 양자의 관계가 설정되어 있다.
도 7은 도 6의 변환맵에 의해 변환된 포핏변위량(x)에 대한 유량치(펌프 토출유량)(Q)로의 변환맵이다. 포핏변위량(x)이 증대됨에 따라서 유량치(Q)가 증대되도록 양자의 관계가 설정되어 있다.
도 8은 도 5의 변환맵에 의해 변환된 펌프 토출압력(P)에 대한 펌프고장판정처리에 이용하는 펌프 토출유량이론치(Qth)로의 변환맵이다. 상기 변환맵은, 도 4에 나타내는 입력토크제한제어를 소정의 엔진회전수, 예를 들면, 정격의 최대회전수로 행할 때의 마력제한제어특성에 대응하는 것이며, 도 4의 관계에 맞춰, 펌프 토출압력이 상승하면 펌프 토출압력(P)과 펌프 토출유량이론치(Qth)의 곱(소비마력)이 일정하게 되 도록 양자의 관계가 설정되어 있다.
다음에, 영역(53b)과 영역(53c)에 저장된 데이터수집처리프로그램과 판정출력처리프로그램의 상세에 대하여 도 9∼도 12를 이용하여 설명한다.
계측유닛(21∼26)에 의해 계측된 계측값의 데이터수집처리 및 판정출력처리는, 각 유닛마다 동일처리내용으로 되어 있고, 상세설명으로서, 계측유닛(21)에 의해 계측된 계측값의 데이터수집처리와 판정출력처리에 대하여 설명한다.
도 9는 데이터수집처리프로그램을 나타내는 플로 차트이다. 데이터수집처리프로그램의 초기 설정으로서, 콘트롤러(50)의 장착시의 초기처리회수(n)를 0으로 설정해 둔다(S1). 데이터수집처리프로그램은, 엔진시동으로부터 엔진정지까지의 사이에 1회분의 데이터수집의 처리를 행한다.
먼저, 데이터수집처리프로그램은, 엔진시동에 의해 시작되고(S2), 과거의 데이터수집처리회수(엔진시동회수)(n)에 1을 더하고, 새로운 n 회째의 처리로 한다(S3). 계측데이터의 처리로서는, 처음에 신호라인(121a)으로부터 압력센서(221a)의 출력치를 판독하고(S4), 도 5에 나타내는 변환맵에 의해 압력치(P1)로 변환한다(S5). 다음에 신호라인(121b)으로부터 변위 센서(221b)의 출력치를 판독하고(S6), 도 6 및 도 7에 나타내는 변환맵에 의해 유량치(Q1)로 변환한다(S7). 이들 압력치(P1), 유량치(Q1)는 도 1에 나타낸 유압구동장치가 탑재되는 작업기계인 유압 셔블의 실제 가동시에 검출한 값이다. 그리고, 유량치(Q1)와 과거에 기억한 유량치(Q1)의 최대치인 D12(n)의 비교를 행하고(S8), 유량치(Q1)가 D12(n)보다 큰 경우는, 판독한 압력치(P1)를 과거에 기억한 압력치(P1)인 D11(n)으로 치환하고, 또한 유량치(Q1)를 Dl2(n)로 치환한다(S9). 상기 S4∼S9의 처리를 엔진정지까지 반복한다.
이상에 의해, 데이터수집처리회수 n회째에서의, 유압 펌프(1)가 최대유량을 토출하는 시점에서의 압력치 Dl1(n)와 유량치 D12(n)의 데이터가 얻어진다.
도 10은 판정출력처리프로그램을 나타내는 플로 차트이다. 상기 판정출력처리프로그램에서는, 먼저, 데이터수집처리회수 n회째에서의 Dl1(n), D12(n)의 값을 판독하고, 처리를 개시한다(Tl). 다음에, 도 8에 나타내는 펌프 토출압력(P)과 펌프 토출유량이론치(Qth)의 변환맵에 의해, 압력치 Dl1(n)시의 목표펌프 토출유량이론치(Qla)를 산출한다(T(2). 다음에, 상기 산출한 목표펌프 토출유량이론치(Qla)에 대하여, 실제의 펌프 토출유량 D12(n)가 몇 퍼센트 어긋나고 있는가를 하기의 계산식에 의해 계산하고, Ela 치를 산출한다(T3).
E1a = (D12(n)/Qla)×100 - 100 (%)
그리고, 산출한 E1a 치가 -10% 보다도 큰지 어떤지(실제의 펌프 토출유량 D12(n)가 목표펌프 토출유량이론치(Qla)보다 -10% 이상 틀리는지 어떤지)를 판단한다(T4). E1a 치가 -10% 보다도 크면, D17(n) 값을 0으로 한다(T5). 또, E1a 치가 -10%보다 작으면, D17(n) 값을 1로 한다(T6). 이에 의해 데이터수집처리회수 n회째에서의 판정결과가, D17(n)값이 0 또는 1로 기억된다.
다음에, 유압 펌프(1)의 고장판정을 행한다(T7). 상기 고장판정에서는, 도 11에 도시한 바와 같은 과거의 데이터수집처리회수 n-9∼n회까지의 10회의 판정결과를 판독하고, 단계 T4에서 판정한 D17(n-9)∼Dl7(n)의 값이 모두 1인지 아닌지를 판단하고, 모두 1이면(T7), 유압 펌프(1)는 고장이 났다고 판정하고, 신호라인(16l)으로부터 표시 장치(60)에 신호를 출력한다(T8).
도 12에 표시 장치(60)의 일례를 나타낸다. 표시 장치(60)는 유압 펌프(1∼6)의 각각에 대응한 6개의 램프(60a∼60f)를 가지고, 유압 펌프(1∼6)의 어느 하나가 고장이 났다고 판정하면, 그 유압 펌프에 대응하는 램프가 점등된다. 상기의 예에서는, 유압 펌프(1)가 고장이라고 판정되면, 신호라인(161)으로부터 표시 장치(60)에 출력되는 신호에 의해, 유압 펌프(l)에 대응하는 램프(60a)가 점등된다. 또, 표시 장치(60)는 모니터장치를 구비하고, 오퍼레이터의 요구에 대응하여 도 11의 데이터를 표시할 수 있도록 하여도 된다.
본 실시예에 의해 검출되는 유압 펌프(1)의 고장사례를 도 13 및 도 14에 나타낸다.
유압 펌프(1)가 정상으로 기능하고 있는 경우, 유압 펌프(1)의 최대 토출유량은 상술한 콘트롤러(50)의 마력제한제어에 의해 제한되고, 이때 펌프 토출압력-펌프 토출유량특성(이하, PQ 특성이라고 함)은, 도 13 및 도 14에서 파선으로 도시한 바와 같이 된다. 이것은, 도 8에 나타내는 펌프 토출압력(P)에 대한 펌프 토출유량이론치(Qth)로의 변환맵에 대응하는 것이다. 그러나, 유압 펌프(1)의 경사전동기구에 문제가 있어, 최대 경사전동위치로 되지 않고, 펌프 토출유량이 부족하다는 것 같은 고장의 경우는, 유압 펌프(1)의 PQ 특성은 도 13에 실선으로 도시한 바와 같은 특성이 된다. 또, 유압 펌프(1)의 마력제한제어에 문제가 있어, 펌프 토출압력 전반에 걸쳐 유압 펌프(1)의 토출유량이 마력제한제어의 규정치에 달하지 않고 부족되는 것 같은 고장의 경우는, 유압 펌프(1)의 PQ 특성은 도 14에 실선으로 도시한 바와 같이 된다.
도 10에 나타내는 플로 차트에서는, 이러한 유압 펌프(1)의 고장이 생기면, 단계 T4에서 E1a치가 -10%보다 작다고 판정되고, 단계 T6에서 D17(n)값을 1로 한다. 그리고, 10회의 데이터수집처리에서 연속하여 동일 판정결과가 얻어지면, 유압 펌프(1)가 고장이라고 판정하고, 표시 장치(60)의 대응하는 램프를 점등시킨다.
이상과 같이 본 실시예에 의하면, 작업기계의 실제 가동시에, 자동적으로 유압 펌프(1∼6) 중 어떤 유압 펌프에 문제가 발생했는가를 선별하여 고장을 검출할 수 있고, 또한 유압 펌프(1∼6)의 마력제한제어에 문제가 있을 때의 고장을 검출할 수 있다.
또, 표시 장치(60)에 모니터장치를 구비하고, 도 11의 데이터를 표시할 수 있도록 한 경우는, 그 데이터로부터 유압 펌프의 고장상황을 파악하여, 신속한 대응이 가능하게 된다.
또, 유압 펌프의 고장사례로서, 유압 펌프의 경사전동기구에 문제가 있어, 최대 경사전동위치로 되지 않는 경우, 유압 펌프의 마력제한제어에 문제가 있어 전체적으로 유압 펌프의 토출유량이 마력제한제어의 규정치에 달하지 않는 경우의 고장을 검출할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예를 도 1∼도 8, 도 15∼도 18에 의해 설명한다. 본 실시예는, 펌프고장진단장치에 관계되는 유압구동장치 및 콘트롤러의 구성은 제1 실시예의 것과 동일하고, 실가동에서의 유압 펌프의 상태를 검출하는 정보를 제1 실시예와 다르게 한 것이다.
본 실시예에서는, 제1 실시예와 마찬가지로, 도 3에 나타낸 콘트롤러의 ROM(53)의 영역(53b, 53c)에, 계측유닛(21∼26)에 의해 계측된 계측값의 데이터수집처리프로그램 및 판정출력처리프로그램이 저장되어 있다. 이들 처리는, 각 유닛마다 동일처리내용으로 되어 있고, 상세설명으로서, 계측유닛(21)에 의해 계측된 계측값의 데이터수집처리와 판정출력처리에 대하여 설명한다.
도 15는 본 실시예에 의한 펌프고장진단장치의 데이터수집처리프로그램을 나타내는 플로 차트이다. 도 9에 나타낸 것과 동일한 단계에는 동일한 부호가 부여되어 있다.
도 15에 있어서, 도 9에 나타낸 제1 실시예와 마찬가지로, 유압구동장치가 탑재되는 유압 셔블의 실가동에 의해 압력치(P1), 유량치(Q1)를 검출한다(S1∼S7). 이어서, 실가동에 의해 검출한 압력치(P1), 유량치(Q1)로부터, 압력치(P1)와 과거에 기억한 압력치(P1)의 최대치인 D15(n)의 비교를 행하고(S18), 압력치(P1)가 D15(n)보다 큰 경우는, 판독한 압력치(P1)를 D15(n)으로 치환하고, 또한 유량치(Q1)를 과거에 기억한 유량치(Q1)인 D16(n)으로 치환한다(S19). 상기 S4∼S19의 처리를 엔진정지까지 반복한다.
이상에 의해, 데이터수집처리회수 n회째에서의, 유압 펌프(1)가 최대토출압력으로 되는 시점에서의 압력치 D15(n)와 유량치 D16(n)의 데이터가 얻어진다.
도 16은 판정출력처리프로그램을 나타내는 플로 차트이다. 도 10에 나타내는 것과 동일한 단계에는 동일한 부호가 부여되어 있다.
도 16에 있어서, 상기 판정출력처리프로그램에서는, 먼저, 데이터수집처리회수 n회째에서의 D15(n), D16(n)의 값을 판독하고, 처리를 개시한다(T11). 다음에, 도 8에 나타내는 펌프 토출압력과 펌프 토출유량이론치(Qth)의 변환맵에 의해, 압력치 D15(n)시의 목표펌프 토출유량(Q1c)을 산출한다(T12). 다음에, 상기 산출한 목표펌프 토출유량이론치(Q1c)에 대하여, 실제의 펌프 토출유량 D16(n)이 몇 퍼센트 어긋나고 있는 가를 하기의 계산식에 의해 계산하고, E1c를 산출한다(T13).
E1c = (D16(n)/Q1c)×100 - 10O (%)
그리고, 산출한 E1c치가 -10% 보다도 큰지 어떤지(실제의 펌프 토출유량 D16(n)가 목표 펌프 토출유량이론치보다 -10% 이상 틀리는지 어떤지)를 판단한다(T14). E1c 치가 -10% 보다도 크면, D17(n)값을 0으로 한다(T5). 또, E1c치가 -10보다 작으면, Dl7(n)값을 1로 한다(T6). 이에 의해 데이터수집처리회수 n회째에서의 판정결과가, D17(n)값이 0이나 1로 기억된다.
다음에 유압 펌프(1)의 고장판정을 행한다(T7). 상기 고장판정에서는, 도 17에 도시한 바와 같은 과거의 데이터수집처리회수 n-9∼n회까지의 10회의 판정을 판독하고, 단계 T14에서 판정한 D17(n-9)∼D17(n)의 값이 모두 1인지 아닌지를 판단하고(T7), 모두 1이면, 유압 펌프(1)는 고장이라고 판정하고, 신호라인(161)에 의해 표시 장치(60)에 신호를 출력한다(T8). 표시 장치(60)에서는, 제1 실시예와 마찬가지로, 대응하는 램프를 점등시킨다. 또, 이 경우도, 표시 장치(60)는 모니터장치를 구비하고, 오퍼레이터의 요구에 따라서 도 11의 데이터를 표시할 수 있도록 하여도 된다.
본 실시예에 의해 검출되는 유압 펌프(1)의 고장사례로는, 먼저, 전술한 도 14에 실선으로 도시한 바와 같은, 유압 펌프의 마력제한제어에 문제가 있고, 펌프 토출압력 전반에 걸쳐 유압 펌프(1)의 토출유량이 마력제한제어의 규정치에 달하지 않고 부족되는 것과 같은 경우의 고장이 있다. 이러한 유압 펌프(1)의 고장이 생기면, 단계 T14에서 E1c치가 -10%보다 작다고 판정되고, 단계 T6에서 D17(n)값을 1로 한다. 그리고, 10회의 데이터수집처리에서 연속하여 동일 판정결과가 얻어지면, 유압 펌프(1)가 고장이라고 판정하고, 표시 장치(60)의 대응하는 램프를 점등시킨다.
또, 본 실시예에 의해 검출되는 유압 펌프(1)의 다른 고장사례로서 도 18에 실선으로 도시한 바와 같은 고장이 있다. 이것은, 유압 펌프(1)의 토출압력이 상승했을 때에 유압 펌프(l)의 토출유량이 마력제한제어의 규정치가 되지 않고, 토출유량이 부족되는 것과 같은 경우의 고장사례이다. 이러한 고장이 생긴 경우도, 단계 T14에서 E1c치가 -10%보다 작다고 판정되고, 단계 T6에서 D17(n)값을 1로 한다. 그리고, 10회의 데이터수집처리에서 연속하여 동일 판정결과가 얻어지면, 유압 펌프(1)가 고장이라고 판정하고, 표시 장치(60)의 대응하는 램프를 점등시킨다.
이상과 같이 본 실시예에 의해서도, 작업기계의 실제 가동시에, 자동적으로유압 펌프(1∼6) 중 어떤 유압 펌프에 문제가 발생했는 가를 선별하여 고장을 검출할 수 있고, 또한 유압 펌프(1∼6)의 마력제한제어에 문제가 있을 때의 고장을 검출할 수 있다.
또, 유압 펌프의 고장사례로서, 유압 펌프의 마력제한제어에 문제가 있어, 전체적으로 유압 펌프의 토출유량이 마력제한제어의 규정치에 달하지 않는 경우의 고장, 유압 펌프의 토출압력이 상승했을 때에 유압 펌프의 토출유량이 마력제한제어의 규정치에 달하지 않는 경우의 고장을 검출할 수 있다.
본 발명의 제3 실시예를 도 1∼도 8, 도 19∼도 21에 의해 설명한다. 본 실시예는, 펌프고장진단장치에 관계되는 유압 구동 장치 및 콘트롤러의 구성은 제1 실시예가 것과 같게 하고, 실가동에서의 유압 펌프의 상태를 검출하는 정보를 제1 및 제2 실시예와 다르게 한 것이다.
본 실시예에서는, 제l 실시예와 마찬가지로, 도 3에 나타낸 콘트롤러의 ROM(53)의 영역(53b, 53c)에, 계측유닛(21∼26)에 의해 계측된 계측값의 데이터수집처리프로그램 및 판정출력처리프로그램이 저장되어 있다. 이들 처리는, 각 유닛마다 동일처리내용으로 되어 있고, 상세설명으로서, 계측유닛(21)에 의해 계측된 계측값의 데이터수집처리와 판정출력처리에 대하여 설명한다.
도 19는 본 실시예에 의한 펌프고장진단장치의 데이터수집처리프로그램을 나타내는 플로 차트이다. 도 9 및 도 15에 나타내는 것으로 동일 순서에는 동일 부호가 부여되어 있다.
도 19에 있어서, 도 9 및 도 15에 나타낸 실시예와 마찬가지로, 유압구동장치가 탑재되는 유압 셔블의 실가동에 의해 압력치(P1), 유량치(Q1)를 검출한다(S1∼S7). 이어서, 실가동에 의해 검출한 유량치(Q1)와 과거에 기억한 유량치(Q1)의 최대치인 Dl2(n)의 비교를 행하고(S8), 유량치(Q1)가 D12(n)보다 큰 경우는, 판독한 압력치(P1)를 과거에 기억한 압력치(P1)인 D11(n)으로 치환하고, 또한 유량치(Q1)를 D12(n)으로 치환한다(S9). 다음에, 실가동에 의해 검출한 압력치(P1), 유량치(Q1)로부터, 압력치(Pl)와 과거에 기억한 압력치(P1)의 최대치인 D15(n)의 비교를 행하고(S18), 압력치(P1)가 D15(n)보다 큰 경우는, 판독한 압력치(P1)를 D15(n)으로 치환하고, 또한 유량치(Q1)를 과거에 기억한 유량치(Q1)인 D16(n)으로 치환한다(S19). 상기 S4∼S19의 처리를 엔진정지까지 반복한다.
이상에 의해, 데이터수집처리회수 n회째에서의, 유압 펌프(1)가 최대유량을 토출하는 시점에서의 압력치 D11(n)과 유량치 D12(n)의 데이터, 및 유압 펌프(1)가 최대 토출압력으로 되는 시점에서의 압력치 D15(n)와 유량치 D16(n)의 데이터가 얻어진다.
도 20은 판정출력처리프로그램을 나타내는 플로 차트이다. 도면 중, 도 10 및 도 16에 나타내는 것과 동일한 단계에는 동일한 부호가 부여되어 있다.
도 20에 있어서, 상기 판정출력처리프로그램에서는, 먼저, 데이터수집처리회수 n회째에서의 Dl1(n), D12(n)의 값과 D15(n), D16(n)의 값을 판독하고, 처리를 개시한다(T21). 다음에, 도 8에 나타내는 펌프 토출압력(P)과 펌프 토출유량이론치(Qth)의 변환맵에 의해, 압력치 Dll(n)시의 목표 펌프 토출유량이론치(Q1a)를 산출한다(T2). 다음에, 이 산출한 목표 펌프 토출유량이론치(Qla)에 대하여, 실제의 펌프 토출유량 D12(n)가 몇 퍼센트 어긋나고 있는 가를 하기의 계산식에 의해 계산하고, E1a치를 산출한다(T3).
E1a = (D12(n)/Q1a)×100 - 1O0 (%)
그리고, 산출한 E1a치가 -10% 보다도 큰지 어떤지(실제의 펌프 토출유량 D12(n)가 목표 펌프 토출유량이론치(Q1a)보다 -l0% 이상 틀리는지 어떤지)를 판단한다(T4). E1a 치가 -10% 보다도 크면, 도 8에 나타내는 펌프 토출압력과 펌프 토출유량이론치(Qth)의 변환맵에 의해, 압력치 D15(n)시의 목표 펌프 토출유량(Q1c)을 산출한다(T12). 다음에, 상기 산출한 목표펌프 토출유량이론치(Q1c)에 대하여, 실제의 펌프 토출유량 D16(n)가 몇 퍼센트 어긋나고 있는 가를 하기의 계산식에 의해 계산하고, E1c를 산출한다(T13).
E1c = (D16(n)/Q1c)×100 - 100 (%)
그리고, 산출한 E1c치가 -10%보다 큰지 어떤지(실제의 펌프 토출유량 D16(n)가 목표 펌프 토출유량이론치(Q1c)보다 -10% 이상 틀리는지 어떤지)를 판단한다(T14). E1c치가 -10% 보다도 크면, D17(n)값을 0으로 한다(T5). 또, E1a치, E1c치의 최소한 한 쪽이 -10%보다 작으면, D17(n)값을 1로 한다(T6). 이에 의해 데이터수집처리회수 n회째에서의 판정결과가, D17(n)값이 0이나 1로 기억된다.
다음에 유압 펌프(1)의 고장판정을 행한다(T7). 상기 고장판정에서는, 도 21에 도시한 바와 같은 과거의 데이터수집처리회수 n-9∼n회까지의 10회의 판정을 판독하고, 단계 T4와 단계 T14에서 판정한 D17(n-9)∼D17(n)의 값이 모두 1인지 아닌지를 판단하고(T7), 모두 1이면, 유압 펌프(1)는 고장이라고 판정하고, 신호라인(161)에 의해 표시 장치(60)에 신호를 출력한다(T8). 표시 장치(60)에서는, 제1 실시예와 마찬가지로, 대응하는 램프를 점등시킨다. 또, 이 경우도, 표시 장치(60)는 모니터장치를 구비하고, 오퍼레이터의 요구에 대응하여 도 11의 데이터를 표시할 수 있도록 하여도 된다.
이상과 같이 구성한 본 실시예에서는, 제1 실시예에서 설명한 바와 같이, 단계 T4, T6, T7, T8에 의해 전술한 도 13에 실선으로 도시한 바와 같은, 유압 펌프(1)가 최대 경사전동위치로 되지 않고, 펌프 토출유량이 부족되는 것과 같은 경우의 고장, 전술한 도 14에 실선으로 도시한 바와 같은, 유압 펌프(1)의 토출압력의 전체 범위에 걸쳐 유압 펌프(1)의 토출유량이 마력제한제어의 규정치에 달하지 않고 부족되는 것과 같은 경우의 고장을 검출할 수 있고, 제2 실시예에서 설명한 바와 같이, 단계 T14, T6, T7, T8에 의해, 전술한 도 14에 실선으로 도시한 바와 같은, 유압펌프(1)의 토출압력의 전체 범위에 걸쳐 유압 펌프(1)의 토출유량이 마력제한제어의 규정치에 달하지 않고 부족되는 것과 같은 경우의 고장, 전술한 도18에 실선으로 도시한 바와 같은, 유압 펌프(1)의 토출압력이 높을 때에 유압 펌프(1)의 토출유량이 마력제한제어의 규정치로 되지 않고, 토출유량이 부족되는 것과 같은 경우의 고장을 검출할 수 있다.
이상과 같이 본 실시예에 의해서도, 작업기계의 실제 가동시에, 자동적으로 유압 펌프(1∼6) 중 어떤 유압 펌프에 문제가 발생했는 가를 선별하여 고장을 검출할 수 있고, 또한 유압 펌프(1∼6)의 마력제한제어에 문제가 있을 때의 고장을 검출할 수 있다.
또, 유압 펌프의 고장사례로서, 유압 펌프의 경사전동기구에 문제가 있고 최대경사전동위치로 되지 않는 경우의 고장, 유압 펌프의 마력제한제어에 문제가 있고 전체적으로 유압 펌프의 토출유량이 마력제한제어의 규정치에 달하지 않는 경우의 고장, 유압 펌프의 토출압력이 상승했을 때에 유압 펌프의 토출유량이 마력제한제어의 규정치에 달하지 않는 경우의 고장을 검출할 수 있다.
본 발명의 제4 실시예를 도 1∼도 8, 도 22∼도 24에 의해 설명한다. 본 실시예는, 펌프고장진단장치에 관계되는 유압구동장치 및 콘트롤러의 구성은 제1 실시예의 것과 같고, 실가동에서의 유압 펌프의 상태를 검출하는 정보로서 중간 토출압력시의 펌프 토출유량의 정보를 제3 실시예에 대하여 추가한 것이다.
본 실시예에서는, 제1 실시예와 마찬가지로, 도 3에 나타낸 콘트롤러의 ROM(53)의 영역(53b, 53c)에, 계측유닛(21∼26)에 의해 계측된 계측값의 데이터수집처리프로그램 및 판정출력처리프로그램이 저장되어 있다. 이들 처리는, 각 유닛마다 동일처리내용으로 되어 있고, 상세설명으로서, 계측유닛(21)에 의해 계측된계측값의 데이터수집처리와 판정출력처리에 대하여 설명한다.
도 22는 본 실시예에 의한 펌프고장진단장치의 데이터수집처리프로그램을 나타내는 플로 차트이다. 도 9, 도 15, 도 19에 나타내는 것과 동일한 단계에는 동일한 부호가 부여되어 있다.
도 22에 있어서, 도 19에 나타낸 실시예와 마찬가지로, 유압구동장치가 탑재되는 유압 셔블의 실가동에 의해 압력치(P1), 유량치(Q1)를 검출하고(S1∼S7), 유압 펌프(1)가 최대유량을 토출하는 시점에서의 압력치 D11(n)와 유량치 D12(n)의 데이터를 수집한다(S8, S9). 다음에, 압력치(P1)가 유압 펌프(1)의 중간압력인지 어떤지를 판단한다(S28). 예를 들면, 유압 펌프(1)의 최대 토출압력이 35MPa의 경우는, 17.5MPa가 중간압력이기 때문에, 압력치(P1)가 17MPa∼18MPa의 범위에 들어가는 지 여부를 판단한다. 압력치(P1)가 중간압력인 경우는, 유량치(Q1)와 과거에 기억한 중간압력에서의 유량치(Q1)의 최대치인 D14(n)의 비교를 행하고(S38), 유량치(Q1)가 D14(n)보다 큰 경우는, 판독한 압력치(P1)를 D13(n)으로 치환하고, 유량치(Q1)를 D14(n)으로 치환한다(S29). 또한, 압력치(P1)와 과거에 기억한 압력치(P1)의 최대치인 D15(n)의 비교를 행하고(S18), 압력치(P1)가 D15(n)보다 큰 경우는, 판독한 압력치(P1)를 D15(n)으로 치환하고, 또한 유량치(Q1)를 과거에 기억한 유량치(Q1)인 D16(n)으로 치환한다(S19). 상기 S4∼S19의 처리를 엔진정지까지 반복한다.
이상에 의해, 데이터수집처리회수 n회째에서의, 유압 펌프(1)가 최대유량을 토출하는 시점에서의 압력치 D11(n)와 유량치 D12(n)의 데이터, 유압 펌프(1)가 최대 토출압력으로 되는 시점에서의 압력치 D15(n)와 유량치 D16(n)의 데이터에 더하고, 유압 펌프(1)의 토출압력이 중간압력에 있을 때에 최대 토출유량으로 되는 시점에서의 압력치 D13(n)와 유량치 D14(n)의 데이터가 얻어진다.
도 23은 판정출력처리프로그램을 나타내는 플로 차트이다. 도면 중, 도 10, 도 16, 도 20에 나타내는 것과 동일한 단계에는 동일한 부호가 부여되어 있다.
도 23에 있어서, 상기 판정출력처리프로그램에서는, 먼저, 데이터수집처리회수 n회째에서의 D11(n), D12(n)의 값, D13(n), D14(n)의 값, D15(n), D16(n)의 값을 판독하고, 처리를 개시한다(T31). 그 후의 단계에서는, 도 20에 나타낸 판정출력처리프로그램에 대하여, D13(n), D14(n)의 데이터에 의한 판정 처리가 추가되어 있다.
즉, 단계 T4에서, 산출한 E1a치가 -10% 이상 크면, 도 8에 나타내는 펌프 토출압력과 펌프 토출유량이론치(Qth)의 변환맵에 의해, 압력치 D13(n)시의 목표 펌프 토출유량이론치(Q1b)를 산출한다(T22). 다음에, 상기 산출한 목표 펌프 토출유량이론치(Q1b)에 대하여, 실제의 펌프 토출유량 D14(n)가 몇 퍼센트 어긋나고 있는 가를 하기의 계산식에 의해 계산하고, E1b를 산출한다(T23).
E1b = (D14(n)/Q1b)×100 - 100 (%)
그리고, 산출한 E1c치가 -10% 보다도 큰지 어떤지(실제의 펌프 토출유량 D14(n)가 목표 펌프 토출유량이론치(Q1b)보다 -10% 이상 틀리는지 어떤지)를 판단한다(T24). E1b치가 -10% 보다도 크면, E1c치가 -10% 보다도 큰지 어떤지(실제의 펌프 토출유량 D16(n)가 목표 펌프 토출유량이론치(Q1c)보다 -10% 이상틀리는지 어떤지)를 판단하는 T13, T14의 단계로 진행되고, E1c치가 -10% 보다도 크면, D17(n)값을 0으로 한다(T5). 또, E1a치, E1b치, E1c치의 최소한 하나가 -10%보다 작으면, D17(n)값을 1로 한다(T6). 이에 의해 데이터수집처리회수 n회째에서의 판정결과가, D17(n)값이 0이나 1로 기억된다.
다음에 유압 펌프(1)의 고장판정을 행한다(T7. 상기 고장판정에서는, 도 24에 도시한 바와 같은 과거의 데이터수집처리회수 n-9∼n회까지의 10회의 판정을 판독하고, 단계 T4와 단계 T14와 단계 24에서 판정한 D17(n-9)∼D17(n)의 값이 모두 1인지 아닌지를 판단하고(T7), 모두 1이면, 유압 펌프(1)는 고장이라고 판정하고, 신호라인(161)에 의해 표시 장치(60)에 신호를 출력한다(T8). 표시 장치(60)에서는, 제1 실시예와 동일하게, 대응하는 램프를 점등시킨다. 또, 이 경우도, 표시 장치(60)는 모니터장치를 구비하고, 오퍼레이터의 요구에 대응하여 도 11의 데이터를 표시할 수 있도록 하여도 된다.
이상과 같이 구성한 본 실시예에서는, 제3 실시예와 마찬가지로, 도 13, 도 14, 도 18에 실선으로 나타낸 바와 같은 유압 펌프의 고장을 검출할 수 있다. 또,본 실시예에서는, 단계 T24에 의해서도, 도 14, 도 18에 실선으로 나타낸 바와 같은, 유압 펌프(1)의 토출유량이 마력제한제어의 규정치에 달하지 않고 부족되는 것과 같은 경우의 고장을 검출할 수 있다.
이상과 같이 본 실시예에 의해서도, 작업기계의 실제 가동시에, 자동적으로 유압펌프(1∼6) 중 어떤 유압 펌프에 문제가 발생했는 가를 선별하여 고장을 검출할 수 있고, 또한 유압 펌프(1∼6)의 마력제한제어에 문제가 있을 때의 고장을 검출할 수 있다.
또, 유압 펌프의 고장사례로서, 유압펌프의 경사전동기구에 문제가 있고 최대 경사전동위치로 되지 않는 경우의 고장, 유압 펌프의 마력제한제어에 문제가 있고 전체적으로 유압 펌프의 토출유량이 마력제한제어의 규정치에 달하지 않는 경우의 고장, 유압 펌프의 토출압력이 상승했을 때에 유압 펌프의 토출유량이 마력제한제어의 규정치에 달하지 않는 경우의 고장을 검출할 수 있다. 또, 유압 펌프(1∼6)의 마력제한제어에 문제가 있는 경우의 고장을 보다 정밀도 양호하게 검출할 수 있다.
본 발명의 제5 실시예를 도 4∼도 8, 도 25∼도 28에 의해 설명한다. 본 실시예는, 모드전환스위치에 의해 마력제한제어특성을 변경할 수 있도록 한 유압구동장치에 본 발명을 적용하고, 또한 유압 펌프의 고장의 정도를 표시할 수 있도록 한 것이다. 도 25중, 도 1에 나타낸 것과 동일한 부재에는 동일한 부호가 부여되어 있다.
도 25에 있어서, 본 실시예에 관계되는 유압구동장치는, 도 1에 나타낸 제1실시예에 대하여 모드전환스위치(70)를 추가하고, 상기 모드전환스위치(70)의 모드정보 신호를 콘트롤러(50A)로 유도하는 구성으로 되어 있다. 모드전환스위치(70)는 통상(normal) 모드위치, 미조작(fine operating) 모드위치, 중굴착(heavy excavating) 모드위치의 3위치로 전환 가능하다.
도 26에, 본 실시예에서 사용하는 유압 펌프(1∼6)의 마력제한제어를 행하기 위한 입력토크제한제어의 변환맵을 나타낸다. 콘트롤러(50A)의 ROM(53)(도 3참조)에는 도 4에 나타낸 변환맵 대신, 도 26에 나타낸 변환맵이 저장되어 있다. 상기 변환맵은 통상 모드용 변환맵(A)과 미조작용 변환맵(B)과 중굴착용 변환맵(C)으로 구성되고, 콘트롤러(50A)는 모드전환스위치(70)의 모드정보 신호가 통상 모드위치를 나타내고 있을 때는 통상 모드용 변환맵(A)을 선택하고, 모드정보 신호가 미조작모드위치를 나타내고 있을 때는 미조작용 변환맵(B)을 선택하고, 모드정보 신호가 중굴착모드위치를 나타내고 있을 때는 중굴착용 변환맵(C)을 선택한다. 콘트롤러(50A)는 상기 선택한 변환맵을 이용하여, 제1 실시예에서 설명한 바와 같이 유압 펌프(1∼6)의 마력제한제어를 행한다.
도 27에, 본 실시예에서 사용하는 펌프 토출압력(P)에 대한 펌프 토출유량이론치(Qth)로의 변환맵을 나타낸다. 콘트롤러(50A)의 ROM(53)의 영역(53a)(도 3참조)에는 도 8에 나타내는 변환맵 대신, 도 27에 나타내는 변환맵이 저장되어 있다. 상기 맵은, 도 26에 나타낸 입력토크제한제어의 변환맵에 대응하고, 통상 모드용 변환맵 (A1)과 미조작모드용 변환맵(B1)과 중굴착모드용 변환맵(C1)으로 구성되고, 조작모드전환스위치(70)의 모드정보 신호에 따라서 대응하는 것이 선택되고, 유효로 된다.
콘트롤러(50A)의 ROM(53)의 영역(53b)(도 3참조)에 저장된 데이터수집처리프로그램은 도 19에 나타낸 제3 실시예의 것과 같다.
콘트롤러(50A)의 ROM(53)의 영역(53c)(도 3참조)에는 본 실시예에 의한 판정출력처리프로그램이 저장되어 있다. 상기 처리는, 각 유닛마다 동일처리내용으로 되어 있고, 상세설명으로서, 계측유닛(21)에 의해 계측된 계측값의 데이터수집처리와 판정출력처리에 대하여 설명한다.
도 28은 판정출력처리프로그램을 나타내는 플로 차트이다. 도면 중, 도 10 및 도 20에 나타내는 것과 동일한 단계에는 동일한 부호가 부여되어 있다.
도 28에 있어서, 상기 판정출력처리프로그램은 이하의 점에서 도 20에 나타낸 것과 다르다.
도 28에 있어서, 먼저, 최초의 단계 T21에서, 데이터수집처리회수 n회째에서의 D11(n), D12(n)의 값과 D15(n), D16(n)의 값을 판독하고, 처리를 개시한 후, 모드전환스위치(70)의 모드정보 신호에 따라서, 도 27에 나타내는 변환맵으로부터 대응하는 것을 선택하여 설정한다(T2a). 즉, 모드전환스위치(70)가 통상 모드위치에 있을 때는, 통상 모드용 변환맵(A1)을 선택하고, 모드전환스위치(70)가 미조작 모드위치에 있을 때는, 미조작용 변환맵(B1)을 선택하고, 모드전환스위치(70)가 중굴착 모드위치에 있을 때는, 중굴착용 변환맵(C1)을 선택하여, 각각 판정출력처리프로그램에서 사용하는 변환맵으로서 설정한다.
다음에, 그 설정한 변환맵에 의해, 압력치 D11(n)시의 목표 펌프 토출유량이론치(Q1a)를 산출한다(T2b). 이어서, 단계 T3에서 E1a치를 산출하고, 단계 T4에서, 산출한 E1a치가 -10% 보다도 큰지 어떤지(실제의 펌프 토출유량 D12(n)가 목표 펌프 토출유량이론치(Q1a 보다 -10% 이상 틀리는지 어떤지)를 판단한 후, E1a치가 -l0% 보다도 크면, 단계 T2a에서 설정한 변환맵에 의해 압력치 D15(n)시의 목표 펌프 토출유량(Q1c)을 산출한다(T12a). 이어서, 단계 T13에서 E1c치를 산출하고, 단계 T14에서, 산출한 E1c치가 -l0% 보다도 큰지 어떤지(실제의 펌프 토출유량 Dl5(n)이 목표 펌프 토출유량이론치(Q1a)보다 -10% 이상 틀리는지 어떤지)를 판단한 후, Elc치가 -10% 보다도 크면, D17(n)값을 0으로 한다(T5). 또, E1a치, E1c치의 최소한 한 쪽이 -10%보다 작으면, D17(n)값을 1로 한다(T6).
다음에, 도 21에 나타낸 바와 같은 과거의 데이터수집처리회수 n-9∼n 회까지의 10회의 판정을 판독하고, 단계 T4와 단계 T14에서 판정한 D17(n-9)∼D17(n)의 값이 모두 1인지 아닌지를 판단하고(T7), 모두 1이면, 유압 펌프(1)는 완전히 고장이라고 판정하고, 신호라인(161)에 의해 표시 장치(60)에 적색표시신호를 출력한다(T18). 표시 장치(60)는 대응하는 램프를 적색으로 점등시킨다. D17(n-9)∼D17(n)의 값이 모두 1이 아닌 경우는, D17(n-6)∼D17(n)의 5회의 값이 모두 1인지 아닌지를 판단하고(T17), 모두 l이면, 유압 펌프(1)는 고장의 가능성이 있다고 판정하고, 신호라인(161)에 의해 표시 장치(60)에 황색표시신호를 출력한다(T28). 표시 장치(60)는 대응하는 램프를 황색으로 점등시킨다. 또, 이 경우도, 표시 장치(60)는 모니터장치를 구비하고, 오퍼레이터의 요구에 대응하여 도 11의 데이터를 표시할 수 있도록 하여도 된다.
따라서, 본 실시예에 의하면, 모드전환스위치에 의해 마력제한제어특성을 변경할 수 있도록 한 유압구동장치에 있어서, 작업기계의 실제 가동시에, 자동적으로 유압펌프(1∼6) 중 어떤 유압 펌프에 문제가 발생했는 가를 선별하여 고장을 검출할 수 있고, 또한 유압 펌프(1∼6)의 마력제한제어에 문제가 있을 때의 고장을 검출할 수 있다.
또, 본 실시예에 의하면, 유압 펌프가 완전히 고장이 난 경우와 고장의 가능성이 있는 경우로 표시 장치(60)의 램프를 색 구분하여 점등하기 때문에, 기계조작의 오퍼레이터에 현상의 유압 펌프의 고장상태를 상세하게 경고할 수 있다.
본 발명의 제6 실시예를 도 4∼도 8, 도 29∼도 31에 의해 설명한다. 본 실시예는, 엔진회전수에 따라서 마력제한제어특성을 변경하는 경우의 것이다. 도 29 중, 도 1에 나타낸 것과 동일한 부재에는 동일한 부호가 부여되어 있다.
도 29에 있어서, 본 실시예에 관계되는 유압구동장치는, 도 1에 나타낸 제1 실시예에 대하여 회전수센서(100)를 추가하고, 상기 회전수센서(100)의 신호를 콘트롤러(50B)로 유도하는 구성으로 되어 있다.
도 30에, 본 실시예에서 사용하는 펌프 토출압력(P)에 대한 펌프 토출유량이론치(Qth)로의 변환맵을 나타낸다. 콘트롤러(50B)의 ROM(53)의 영역(53a)(도 3참조)에는 도 8에 나타내는 변환맵 대신, 도 30에 나타내는 변환맵이 저장되어 있다. 상기 맵은, 엔진회전수(N)가 저하됨에 따라서 유압 펌프의 소비마력의 제한치(최대치)가 A2, B2, C2로 순차 감소하도록 구성되고, 회전수센서(100)의 검출 신호에 따라서 대응하는 것이 선택되고, 유효로 된다.
콘트롤러(50B)의 ROM(53)의 영역(53b)(도 3참조)에 저장된 데이터수집처리프로그램은 도 19에 나타낸 제3 실시예의 것과 같다.
콘트롤러(50B)의 ROM(53)의 영역(53c)(도 3참조)에는 본 실시예에 의한 판정출력처리프로그램이 저장되어 있다. 상기 처리는, 각 유닛마다 동일처리내용으로 되어 있고, 상세설명으로서, 계측유닛(21)에 의해 계측된 계측값의 데이터수집처리와 판정출력처리에 대하여 설명한다.
도 31은 판정출력처리프로그램을 나타내는 플로 차트이다. 도면 중, 도 10, 도 20 및 도 28에 나타내는 것과 동일한 단계에는 동일 부호가 부여되어 있다.
도 31에 있어서, 상기 판정출력처리프로그램은 단계 T2c의 처리가 도 28의 단계 T2a의 처리와 다르고, 그 이외는 도 28의 것과 같다. 단계 T2c에서는, 회전수센서(100)의 검출 신호에 따라서, 도 30에 나타내는 변환맵으로부터 대응하는 것을 선택하여 설정한다. 즉, 회전수센서(100)의 검출 신호가 나타내는 엔진회전수가 정격의 최고 회전수 부근의 값일 때는, 정격 최고 회전수에 대응하는 변환맵(A2)을 선택하고, 엔진회전수가 중속 회전수 부근의 값일 때는, 중속 회전수에 대응하는 변환맵(B2)을 선택하고, 엔진회전수가 저속 회전수 부근의 값일 때는, 저속 회전수에 대응하는 변환맵(C2)을 선택하고, 각각 판정출력처리프로그램에서사용하는 변환맵으로서 설정한다. 이에 의해 엔진(10)의 회전수를 변경했을 때도, 그 엔진회전수에 대응한 P-Qth의 변환맵이 설정되고, 유압 펌프의 고장상황을 정확하게 진단할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 의하면, 엔진(10)의 회전수를 변경한 경우에도, 작업기계의 실제 가동시에, 자동적으로 유압 펌프(1∼6) 중 어떤 유압 펌프에 문제가 발생했는 가를 선별하여 고장을 검출할 수 있고, 또한 유압 펌프(1∼6)의 마력제한제어에 문제가 있을 때의 고장을 검출할 수 있다.
본 발명의 제7 실시예를 도 32에 의해 설명한다. 본 실시예는 계측유닛의 구조의 다른 예를 나타내는 것이다. 도 32중, 도 2에 나타내는 것과 동일한 것에는 동일 부호가 부여되어 있다.
도 2에 나타낸 계측유닛(2l)은 체크밸브(210)의 포핏변위를 계측하는 변위센서(21b)를 구비하고, 상기 변위센서(21b)의 출력결과에 의해 유압 펌프(1)의 토출유량을 계측하는 것으로 했지만, 본 실시의 형태에서는, 계측유닛을 도 32에 나타낸 바와 같이 차압센서(differential pressure sensor)를 가지는 구조로 한 것이다.
즉, 도 32에 있어서, 본 실시예에 관계되는 계측유닛(21C) 내에는, 체크밸브(210)의 포핏(21b)의 상류측 압력과 하류측 압력의 차이 압력을 검출하는 차압센서(221c)가 구비되어 있고, 유압 펌프(1)의 토출라인(1b)으로부터 밸브블록(30)으로 공급되는 압유의 유량에 따라서 변화되는 포핏(21b)의 전후차압을 차압센서(221c)에 의해 검출하여, 검출된 신호는 신호라인(121c)에 의해 출력된다. 신호라인(121a)과 신호라인(121c)은 신호라인(121)(도 1참조)을 구성한다.
체크밸브(210)의 포핏(21b)을 통과하는 유량과 그 전후차압에는 이하의 관계가 있다.
Q= c√ΔP/ρ
Q: 유량
c: 유량계수
ΔP: 차압
ρ: 작동유의 점성계수
콘트롤러(50)(도 1참조)에서는 신호라인(121c)에서 입력한 차압센서(221c)의 검출 신호를 이용하고, 상기 관계식으로부터 유압 펌프(1)의 토출유량을 산출한다.
유압 펌프(2∼6)의 토출라인(2b∼6b)에 배치되는 계측유닛에 관해서도 동일하다.
또, 이상의 실시예에서는, 유압 펌프의 마력제한제어를, 콘트롤러 내에 저장된 변환맵을 이용하여 전자적으로 행하는 것으로 했지만, 유압 펌프의 토출압력을 도입하는 마력제어포트를 가지고, 그 토출압력에 의해 직접유압 펌프의 경사전동을 제어하여 마력제한제어를 행하는 유압식의 레귤레이터를 사용할 수도 있고, 이 경우에도 동일하게 본 발명을 적용하여, 동일한 효과가 얻어진다.
또, 상기한 실시예에서는, 펌프 토출압력-펌프 토출유량의 이론치와 실측치의 어긋남이 어느 정도의 수치가 되었을 때에 고장이라고 판단하거나, 또는 과거의 축적된 몇회분의 데이터를 비교하여 고장진단을 판단하지만, 콘트롤러의 프로그램작성시의 설계자의 생각 또는 기계의 종류 등에 따라서 여러 가지 변경가능하고, 그들의 수치와 회수는 본 실시예에서 설명한 값에 제약을 받는 것이 아니다.
또한, 상기 실시예에서는, 도 9 등에 나타내는 데이터수집처리의 프로그램의 n회째 데이터 축적을 엔진시동시에 개시하는 것으로 했지만, 전용 개시버튼을 설치하고, 그 버튼에 의해 n회째 데이터의 축적을 개시할 수도 있고, 타이머를 장치하여, 날짜가 전환될 때 또는 정의한 시간마다 n회째 데이터의 축적을 개시할 수도 있다.
본 발명에 의하면, 작업기계의 실제 가동시에, 자동적으로 유압 펌프의 고장진단을 행할 수 있으며, 또한 유압 펌프의 마력제한제어에 문제가 있을 때의 고장을 검출할 수 있다.
또, 유압 펌프마다 그와 같은 데이터 수집, 고장판정을 행하기 때문에, 복수의 유압 펌프의 어느 것에 문제가 발생했는 가를 선별하여 유압 펌프의 고장을 검출할 수 있다.
또, 유압 펌프의 고장사례로서, 유압 펌프의 경사전동기구에 문제가 있어, 최대 경사전동위치로 되지 않는 경우의 고장, 유압 펌프의 마력제한제어에 문제가 있고 전체적으로 유압 펌프의 토출유량이 마력제한제어의 규정치에 달하지 않는 경우의 고장을 검출할 수 있다.
또한, 유압 펌프의 고장사례로서, 유압 펌프의 토출압력이 상승했을 때에 유압 펌프의 토출유량이 마력제한제어의 규정치에 달하지 않는 경우의 고장을 검출할수 있다.
또, 기계조작의 오퍼레이터에 유압 펌프의 고장상태를 경고등으로 경고하는 것이 가능하게 된다.

Claims (13)

  1. 최소한 하나의 가변용량형의 유압 펌프(1-6)와, 상기 유압 펌프의 토출압력이 상승함에 따라서 최대 펌프 토출유량을 줄이도록 상기 유압 펌프를 제어하는 마력제한제어수단(la-6a, 11-16, 50)을 구비한 유압구동장치의 펌프고장진단장치에 있어서,
    상기 유압 펌프의 토출유량을 검출하는 제1 센서수단(21-26, 221b)과,
    상기 유압 펌프의 토출압력을 검출하는 제2 센서수단(21-26, 221a)과,
    상기 제1 센서수단 및 제2 센서수단의 검출치에 기초하고, 상기 유압구동장치의 가동시에 펌프 토출유량과 펌프 토출압력을 계측하여 고장진단 데이터로서 수집하는 데이터수집수단(50, 53b)과,
    상기 데이터수집수단으로 수집한 펌프 토출압력에 대응하는 마력제한제어의 목표 펌프 토출유량을 연산하고, 상기 데이터수집수단으로 수집한 펌프 토출유량과 상기 목표 펌프 토출유량을 비교하여 상기 유압 펌프의 고장판정을 행하는 고장판정수단(50, 53c)
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 유압구동장치의 펌프고장진단장치.
  2. 복수의 가변용량형의 유압 펌프(1-6)와, 상기 유압 펌프의 각각의 토출압력이 상승함에 따라서 최대 펌프 토출유량을 줄이도록 복수의 유압 펌프를 제어하는 마력제한제어수단(la-6a, 11-16, 50)을 구비한 유압구동장치의 펌프고장진단장치에있어서,
    상기 복수의 유압 펌프의 각각의 토출유량을 검출하는 복수의 제1 센서수단(21-26, 221b)과,
    상기 복수의 유압 펌프의 각각의 토출압력을 검출하는 복수의 제2 센서수단(21-26, 221a)과,
    유압 펌프마다, 상기 복수의 제1 센서수단 및 제2 센서수단의 검출치에 기초하고, 상기 유압구동장치의 가동시에 펌프 토출유량과 펌프 토출압력을 계측하여 고장진단데이터로서 수집하는 데이터수집수단(50, 53b)과,
    유압 펌프마다, 상기 데이터수집수단으로 수집한 펌프 토출압력에 대응하는 마력제한제어의 목표 펌프 토출유량을 연산하고, 상기 데이터수집수단으로 수집한 펌프 토출유량과 상기 목표 펌프 토출유량을 비교하여 상기 유압 펌프의 고장판정을 행하는 고장판정수단(50, 53c)
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 유압구동장치의 펌프고장진단장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 데이터수집수단(50, 53b)은, 유압 펌프마다, 상기 복수의 제1 센서수단 및 제2 센서수단의 검출치에 기초하고, 상기 유압구동장치의 가동시에 펌프 토출유량이 최대로 될 때의 펌프 토출압력과 상기 펌프 토출유량을 계측하여 고장진단데이터로서 수집하는 것을 특징으로 하는 유압구동장치의 펌프고장진단장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 데이터수집수단(50, 53b)은, 유압 펌프마다, 상기 복수의 제1 센서수단 및 제2 센서수단의 검출치에 기초하고, 상기 유압구동장치의 가동시에 펌프 토출압력이 최대로 될 때의 펌프 토출유량과 그 펌프 토출압력을 계측하여 고장진단데이터로서 수집하는 것을 특징으로 하는 유압구동장치의 펌프고장진단장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 데이터수집수단(50, 53b)은, 유압 펌프마다, 상기 복수의 제1 센서수단 및 제2 센서수단의 검출치에 기초하고, 상기 유압구동장치의 가동시에 펌프 토출유량이 최대로 될 때의 펌프 토출압력과 상기 펌프 토출유량, 펌프 토출압력이 최대로 될 때의 펌프 토출유량과 상기 펌프 토출압력을 계측하여 고장진단데이터로서 수집하는 것을 특징으로 하는 유압구동장치의 펌프고장진단장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 데이터수집수단(50, 53b)은, 유압 펌프마다, 상기 복수의 제1 센서수단 및 제2 센서수단의 검출치에 기초하고, 상기 유압구동장치의 가동시에 펌프 토출유량이 최대로 될 때의 펌프 토출압력과 상기 펌프 토출유량, 펌프 토출압력이 최대에 될 때의 펌프 토출유량과 상기 펌프 토출압력, 펌프 토출압력이 소정의 중간압력으로 될 때의 펌프 토출유량과 상기 펌프 토출압력을 계측하여 고장진단데이터로서 수집하는 것을 특징으로 하는 유압구동장치의 펌프고장진단장치.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 센서수단(21-26)은 각각, 각 유압 펌프(1-6)의 토출라인(1b-6b)에 설치된 체크밸브(210)의 포핏 변위를 계측하는 변위센서(221b)를 가지고, 상기 변위센서의 출력결과로부터 각 유압 펌프의 토출유량을 환산하는 것을 특징으로 하는 유압구동장치의 펌프고장진단장치.
  8. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 센서수단(21C)은, 각각, 각 유압 펌프(1)의 토출라인에 설치된 체크밸브(210)의 전후차압을 계측하는 차압센서(221c를 가지고, 상기 차압센서의 출력결과로부터 각 유압 펌프의 토출유량을 환산하는 것을 특징으로 하는 유압구동장치의 펌프고장진단장치.
  9. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 유압 펌프(1-6)에 대응하여 설치된 복수의 경고등(60a-60f)을 가지고, 상기 고장판정수단(50, 53c)에서 복수의 유압 펌프 중 어느 하나가 고장이라고 판정하면, 그 유압 펌프에 대응하는 경고등을 점등시키는 고장표시수단(60)을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 유압구동장치의 펌프고장진단장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 고장표시수단(60)은 유압 펌프가 고장의 가능성이 있는 경우와 고장의 가능성이 그것보다도 높은 경우로 점등색을 변화하는 것을 특징으로 하는 유압구동장치의 펌프고장진단장치.
  11. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터수집수단(50, 53b)은 상기 유압구동장치의 가동마다 상기 고장진단데이터를 수집하고, 상기 고장판정수단(50, 53c)은 소정 회수의 가동분의 고장진단데이터에 의한 판정결과에 기초하여 상기 유압 펌프(1-6)가 고장인지 아닌지를 판정하는 것을 특징으로 하는 유압구동장치의 펌프고장진단장치.
  12. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고장판정수단(50B, 50C)은 복수의 펌프 토출압력·펌프 토출유량 변환맵을 구비하고, 그 중 하나를 선택하여, 그 변환맵을 이용하여 상기 목표 펌프 토출유량을 연산하는 것을 특징으로 하는 유압구동장치의 펌프고장진단장치.
  13. 복수의 가변용량형의 유압 펌프(1-6)와, 이들 유압 펌프의 각각의 토출압력이 상승함에 따라서 최대 펌프 토출유량을 줄이도록 복수의 유압 펌프를 제어하는 마력제한제어수단(la-6a, 11-16, 50)을 구비한 유압구동장치의 펌프고장진단장치의 표시 장치(60)에 있어서,
    상기 복수의 유압 펌프(1-6)에 대응하여 설치된 복수의 경고등(60a-60f)을가지고, 상기 펌프고장진단장치에 의해 복수의 유압 펌프 중 어느 하나에 대하여 상기 마력제어수단(la-6a, 11-16, 50)에 문제가 있다고 판정하면, 그 유압 펌프에 대응하는 경고등을 점등시키는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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