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JP7526571B2 - State estimation device, control valve, state estimation program, and state estimation method - Google Patents

State estimation device, control valve, state estimation program, and state estimation method Download PDF

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JP7526571B2 JP2020038871A JP2020038871A JP7526571B2 JP 7526571 B2 JP7526571 B2 JP 7526571B2 JP 2020038871 A JP2020038871 A JP 2020038871A JP 2020038871 A JP2020038871 A JP 2020038871A JP 7526571 B2 JP7526571 B2 JP 7526571B2
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Description

本発明は、制御弁の状態を推定するための状態推定装置、制御弁、状態推定プログラム、および状態推定方法に関する。 The present invention relates to a state estimation device for estimating the state of a control valve, a control valve, a state estimation program, and a state estimation method.

船舶などの移動体に搭載されたエンジンを制御するために、油圧サーボバルブなどの制御弁が使用される。電気的に制御可能な制御弁を使用してエンジンへの燃料の供給やエンジンからの排気などをきめ細かく制御することにより、エンジンの熱効率を向上させることができ、燃料の消費量を抑えることができる。 Control valves such as hydraulic servo valves are used to control engines installed on moving objects such as ships. By using electrically controllable control valves to precisely control the supply of fuel to the engine and the exhaust from the engine, the thermal efficiency of the engine can be improved and fuel consumption can be reduced.

特許第5465365号Patent No. 5465365

船舶は、洋上を航行するため、搭載された制御弁に故障や不具合などが発生したとしても即座に対処できるとは限らない。従来は、船舶が港湾に停泊しているときなどに、故障や不具合などが発生した制御弁を取り外し、工場などに持ち込んで点検して、必要な修理や交換などを実施していた。しかし、船舶が航行不能な状態に陥って多大な損害を生じる事態を抑えるためには、制御弁の状態を的確に把握し、故障や不具合により動作不能となる前に適切な処置を講じておくことが非常に重要である。 Because ships sail on the ocean, it is not always possible to immediately deal with a malfunction or other problem that occurs in the onboard control valves. Conventionally, when the ship is anchored in port, the control valve with the malfunction or problem would be removed and brought to a factory or other facility for inspection, and any necessary repairs or replacements would be carried out. However, in order to prevent the ship from becoming unable to sail and causing significant damage, it is extremely important to accurately grasp the condition of the control valve and take appropriate measures before it becomes inoperable due to a malfunction or problem.

本発明は、こうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、制御弁の状態をより精確に推定するための技術を提供することにある。 The present invention was made in consideration of these problems, and its purpose is to provide a technology for more accurately estimating the state of a control valve.

上記課題を解決するために、本発明のある態様の状態推定装置は、第1可動部の位置に応じて作動流体の流量を制御する制御弁における第1可動部の目標位置および実位置と第1可動部を駆動する駆動部に供給された電流の値とを含むデータセットの検知情報を取得する取得部と、取得部により取得された検知情報に基づいて作動流体の清浄度を推定する推定部とを備える。 To solve the above problem, a state estimation device according to one embodiment of the present invention includes an acquisition unit that acquires detection information of a data set including a target position and an actual position of a first movable part in a control valve that controls the flow rate of a working fluid depending on the position of the first movable part and a value of a current supplied to a drive unit that drives the first movable part, and an estimation unit that estimates the cleanliness of the working fluid based on the detection information acquired by the acquisition unit.

本発明のさらに別の態様は、制御弁である。この制御弁は、位置を指定するための制御信号に応じて位置が変化し、位置に応じて作動流体の流量が制御される第1可動部と、第1可動部の目標位置および実位置と第1可動部を駆動する駆動部に供給された電流の値とを含むデータセットの検知情報を取得する取得部と、取得部により取得された検知情報に基づいて作動流体の清浄度を推定する推定部とを備える。 Yet another aspect of the present invention is a control valve. This control valve includes a first movable part whose position changes in response to a control signal for specifying a position, and whose flow rate of a working fluid is controlled in response to the position, an acquisition unit that acquires detection information of a data set including a target position and an actual position of the first movable part and a value of a current supplied to a drive unit that drives the first movable part, and an estimation unit that estimates the cleanliness of the working fluid based on the detection information acquired by the acquisition unit.

本発明のさらに別の態様は、状態推定プログラムである。この状態推定プログラムは、コンピュータを、第1可動部の位置に応じて作動流体の流量を制御する制御弁における第1可動部の目標位置および実位置と第1可動部を駆動する駆動部に供給された電流の値とを含むデータセットの検知情報を取得する取得部、取得部により取得された検知情報に基づいて作動流体の清浄度を推定する推定部として機能させる。 Yet another aspect of the present invention is a state estimation program. This state estimation program causes a computer to function as an acquisition unit that acquires detection information of a data set including a target position and an actual position of a first movable part in a control valve that controls the flow rate of a working fluid depending on the position of the first movable part and a value of a current supplied to a drive unit that drives the first movable part, and an estimation unit that estimates the cleanliness of the working fluid based on the detection information acquired by the acquisition unit.

本発明のさらに別の態様は、状態推定方法である。この状態推定方法は、コンピュータに、第1可動部の位置に応じて作動流体の流量を制御する制御弁における第1可動部の目標位置および実位置と第1可動部を駆動する駆動部に供給された電流の値とを含むデータセットの検知情報を取得するステップと、取得するステップにおいて取得された検知情報に基づいて作動流体の清浄度を推定するステップとを実行させる。 Yet another aspect of the present invention is a state estimation method. This state estimation method causes a computer to execute a step of acquiring detection information of a data set including a target position and an actual position of a first movable part in a control valve that controls a flow rate of a working fluid depending on the position of the first movable part and a value of a current supplied to a drive part that drives the first movable part, and a step of estimating the cleanliness of the working fluid based on the detection information acquired in the acquiring step.

本発明のさらに別の態様は、状態推定装置である。この状態推定装置は、第1可動部の位置に応じて作動流体の流量を制御する制御弁における第1可動部の目標位置または実位置と作動流体の流量に応じて位置を変化させる第2可動部の実位置とを含むデータセットの検知情報を取得する取得部と、取得部により取得された検知情報に基づいて第2可動部の位置を検知するための検知部の異常を推定する推定部とを備える。 Yet another aspect of the present invention is a state estimation device. This state estimation device includes an acquisition unit that acquires detection information of a data set including a target position or actual position of a first movable part in a control valve that controls the flow rate of a working fluid according to the position of the first movable part and an actual position of a second movable part that changes its position according to the flow rate of the working fluid, and an estimation unit that estimates an abnormality in a detection unit for detecting the position of the second movable part based on the detection information acquired by the acquisition unit.

本発明のさらに別の態様は、制御弁である。この制御弁は、位置を指定するための制御信号に応じて位置が変化し、位置に応じて作動流体の流量が制御される第1可動部と、第1可動部の目標位置または実位置と作動流体の流量に応じて位置を変化させる第2可動部の実位置とを含むデータセットの検知情報を取得する取得部と、取得部により取得された検知情報に基づいて第2可動部の位置を検知するための検知部の異常を推定する推定部とを備える。 Yet another aspect of the present invention is a control valve. This control valve includes a first movable part whose position changes in response to a control signal for specifying a position and whose flow rate of a working fluid is controlled in response to the position, an acquisition unit that acquires detection information of a data set including a target position or an actual position of the first movable part and an actual position of a second movable part whose position changes in response to the flow rate of the working fluid, and an estimation unit that estimates an abnormality in the detection unit for detecting the position of the second movable part based on the detection information acquired by the acquisition unit.

本発明のさらに別の態様は、状態推定プログラムである。この状態推定プログラムは、コンピュータを、第1可動部の位置に応じて作動流体の流量を制御する制御弁における第1可動部の目標位置または実位置と作動流体の流量に応じて位置を変化させる第2可動部の実位置とを含むデータセットの検知情報を取得する取得部、取得部により取得された検知情報に基づいて第2可動部の位置を検知するための検知部の異常を推定する推定部として機能させる。 Yet another aspect of the present invention is a state estimation program. This state estimation program causes a computer to function as an acquisition unit that acquires detection information of a data set including a target position or actual position of a first movable part in a control valve that controls the flow rate of a working fluid according to the position of the first movable part and an actual position of a second movable part that changes its position according to the flow rate of the working fluid, and an estimation unit that estimates an abnormality in a detection unit for detecting the position of the second movable part based on the detection information acquired by the acquisition unit.

本発明のさらに別の態様は、状態推定方法である。この状態推定方法は、コンピュータに、第1可動部の位置に応じて作動流体の流量を制御する制御弁における第1可動部の目標位置または実位置と作動流体の流量に応じて位置を変化させる第2可動部の実位置とを含むデータセットの検知情報を取得するステップと、取得するステップにおいて取得された検知情報に基づいて第2可動部の位置を検知するための検知部の異常を推定するステップとを実行させる。 Yet another aspect of the present invention is a state estimation method. This state estimation method causes a computer to execute a step of acquiring detection information of a data set including a target position or actual position of a first movable part in a control valve that controls the flow rate of a working fluid according to the position of the first movable part and an actual position of a second movable part that changes its position according to the flow rate of the working fluid, and a step of estimating an abnormality of a detection part for detecting the position of the second movable part based on the detection information acquired in the acquiring step.

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、プログラム、プログラムを記録した一時的なまたは一時的でない記憶媒体、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 In addition, any combination of the above components, or mutual substitution of the components or expressions of the present invention among methods, devices, programs, temporary or non-temporary storage media on which programs are recorded, systems, etc. are also valid aspects of the present invention.

本発明によれば、制御弁の状態をより精確に推定することができる。 The present invention allows the state of the control valve to be estimated more accurately.

本発明の実施形態に係る管理システムの構成を示す図である。1 is a diagram showing a configuration of a management system according to an embodiment of the present invention; 船舶に搭載された油圧サーボバルブの周辺の構成を概略的に示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a hydraulic servo valve and its surroundings mounted on a ship. 油圧サーボバルブの構成を概略的に示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a hydraulic servo valve. パイロットバルブの弁体の第1方向の位置とポートの開閉状態を模式的に示す模式図である。4 is a schematic diagram showing the position of a valve body of a pilot valve in a first direction and the open/closed state of a port. FIG. サーボバルブ制御装置の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a servo valve control device. 学習装置および状態推定装置の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a learning device and a state estimation device. 本実施形態の状態推定方法の手順を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing the procedure of a state estimation method according to the present embodiment. 実施例1-1に係る学習装置と状態推定装置の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of a learning device and a state estimation device according to an embodiment 1-1. 実施例1-2に係る学習装置と状態推定装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a learning device and a state estimation device according to an embodiment 1-2. 実施例1-3に係る学習装置と状態推定装置の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating the configuration of a learning device and a state estimation device according to Examples 1-3. 実施例1-4に係る学習装置と状態推定装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a learning device and a state estimation device according to Examples 1-4. 実施例1-5に係る学習装置と状態推定装置の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating the configuration of a learning device and a state estimation device according to Examples 1-5. 実施例2に係る学習装置と状態推定装置の構成を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a learning device and a state estimation device according to a second embodiment. パイロットバルブのスプールとメインバルブのスプールの動作を模式的に示す図である。5A and 5B are diagrams illustrating the operation of a spool of a pilot valve and a spool of a main valve. 実施例3に係る学習装置と状態推定装置の構成を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a learning device and a state estimation device according to a third embodiment. 実施例4に係る学習装置と状態推定装置の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating the configuration of a learning device and a state estimation device according to a fourth embodiment. パイロットバルブのスプールとメインバルブのスプールの動作を模式的に示す図である。5A and 5B are diagrams illustrating the operation of a spool of a pilot valve and a spool of a main valve. 実施例5に係る学習装置と状態推定装置の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating the configuration of a learning device and a state estimation device according to a fifth embodiment. メインバルブのスプールの位置センサの状態を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the state of a spool position sensor of the main valve. 実施例6に係る学習装置と状態推定装置の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating the configuration of a learning device and a state estimation device according to a sixth embodiment. 実施例7に係る学習装置と状態推定装置の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating the configuration of a learning device and a state estimation device according to a seventh embodiment.

以下、本発明を好適な実施形態をもとに各図面を参照しながら説明する。実施形態および変形例では、同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。 The present invention will be described below based on a preferred embodiment with reference to the drawings. In the embodiments and modified examples, identical or equivalent components and parts are given the same reference numerals, and duplicated explanations will be omitted as appropriate. Furthermore, the dimensions of the parts in each drawing are shown enlarged or reduced as appropriate to facilitate understanding. Furthermore, some of the parts that are not important for explaining the embodiment are omitted in each drawing.

また、第1、第2などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。 In addition, terms including ordinal numbers such as first and second are used to describe various components, but these terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another and do not limit the components.

図1は、本発明の実施形態に係る管理システムの構成を示す。管理システム1は、制御弁の動作に関連する情報に基づいて制御弁を管理する。管理システム1は、任意の制御弁を管理するために利用可能であるが、本実施形態では、船舶2に搭載されたエンジンを制御するための油圧サーボバルブを管理する例について主に説明する。管理システム1は、学習装置300および状態推定装置400を備える。学習装置300は、油圧サーボバルブに関連する情報に基づいて油圧サーボバルブの状態を推定するための推定モデルを学習する。状態推定装置400は、学習装置300により学習された推定モデルを使用して油圧サーボバルブの状態を推定する。 Figure 1 shows the configuration of a management system according to an embodiment of the present invention. The management system 1 manages a control valve based on information related to the operation of the control valve. Although the management system 1 can be used to manage any control valve, this embodiment will mainly describe an example of managing a hydraulic servo valve for controlling an engine mounted on a ship 2. The management system 1 includes a learning device 300 and a state estimation device 400. The learning device 300 learns an estimation model for estimating the state of the hydraulic servo valve based on information related to the hydraulic servo valve. The state estimation device 400 estimates the state of the hydraulic servo valve using the estimation model learned by the learning device 300.

学習装置300は、推定モデルを学習するための学習データを使用して推定モデルを学習する。学習データは、船舶2において実際に油圧サーボバルブまたは油圧サーボバルブと同種の別の油圧サーボバルブが使用されたときに記録されたログデータであってもよいし、油圧サーボバルブまたは油圧サーボバルブと同種の別の油圧サーボバルブが船舶2以外の試験環境などにおいて使用されたときに記録された試験データであってもよいし、油圧サーボバルブの動作をシミュレートするためのシミュレータにより生成されたシミュレーションデータであってもよいし、それらのうちの2以上の組合せであってもよい。以降、とくに明記しない限り、ログデータまたは試験データは、状態を推定する対象となる油圧サーボバルブ自体が使用または試験されたときに記録されたログデータまたは試験データであってもよいし、当該油圧サーボバルブと同種の別の油圧サーボバルブが使用または試験されたときに記録されたログデータまたは試験データであってもよいし、それらの組合せであってもよい。 The learning device 300 learns the estimation model using learning data for learning the estimation model. The learning data may be log data recorded when the hydraulic servo valve or another hydraulic servo valve of the same type as the hydraulic servo valve is actually used in the ship 2, or test data recorded when the hydraulic servo valve or another hydraulic servo valve of the same type as the hydraulic servo valve is used in a test environment other than the ship 2, or simulation data generated by a simulator for simulating the operation of the hydraulic servo valve, or a combination of two or more of them. Hereinafter, unless otherwise specified, the log data or test data may be log data or test data recorded when the hydraulic servo valve itself, the state of which is to be estimated, is used or tested, or log data or test data recorded when another hydraulic servo valve of the same type as the hydraulic servo valve is used or tested, or a combination of them.

学習データとしてログデータを使用する場合、状態を推定する対象となる油圧サーボバルブと同様の環境で実際に油圧サーボバルブが使用されたときに収集されたログデータに基づいて推定モデルを学習することができるので、推定モデルの精度を向上させることができる。この場合、船舶2にログデータを記憶するためのログデータ記憶装置を搭載し、船舶2が着岸したときなどにログデータ記憶装置からログデータを読み出して学習装置300に供給してもよい。また、船舶2に船陸間通信のための通信装置を搭載し、通信網3を介して船舶2から学習装置300にログデータを送信してもよい。 When log data is used as learning data, the estimation model can be learned based on log data collected when the hydraulic servo valve is actually used in an environment similar to that of the hydraulic servo valve whose state is to be estimated, thereby improving the accuracy of the estimation model. In this case, the ship 2 may be equipped with a log data storage device for storing the log data, and the log data may be read from the log data storage device when the ship 2 is docked, for example, and supplied to the learning device 300. In addition, the ship 2 may be equipped with a communication device for ship-to-shore communication, and the log data may be transmitted from the ship 2 to the learning device 300 via the communication network 3.

学習データとして試験データまたはシミュレーションデータを使用する場合、様々な状態または環境において油圧サーボバルブが使用されたときのデータを大量に生成することができるので、推定モデルの精度および汎用性を向上させることができる。例えば、発生頻度が非常に低い故障が実際に発生したときのログデータを入手することが困難であったとしても、その故障を試験的に発生させたときの試験データや、その故障をシミュレーションしたときのシミュレーションデータを使用して推定モデルを学習することにより、そのような故障も的確に推定することが可能な推定モデルを生成することができる。 When test data or simulation data is used as learning data, a large amount of data can be generated when the hydraulic servo valve is used in various conditions or environments, thereby improving the accuracy and versatility of the estimation model. For example, even if it is difficult to obtain log data when a fault that occurs very rarely actually occurs, an estimation model that can accurately estimate such faults can be generated by training the estimation model using test data when the fault is experimentally generated or simulation data when the fault is simulated.

学習装置300は、状態推定装置400において使用されている学習済みの推定モデルをさらに学習して更新してもよい。 The learning device 300 may further learn and update the learned estimation model used in the state estimation device 400.

状態推定装置400は、船舶2に搭載された油圧サーボバルブに関連する情報を取得し、推定モデルを使用して油圧サーボバルブの状態を推定する。状態推定装置400は、船舶2に搭載されたログデータ記憶装置からログデータを読み出し、読み出したログデータに基づいて船舶2の過去の航行における油圧サーボバルブの状態を推定してもよい。また、状態推定装置400は、船舶2に搭載された船陸間通信のための通信装置から通信網3を介して油圧サーボバルブに関連する情報を受信し、受信した情報に基づいて航行中の船舶2における油圧サーボバルブの状態を推定してもよい。また、状態推定装置400は、船舶2に搭載され、油圧サーボバルブに関連する情報をリアルタイムに取得して油圧サーボバルブの状態を推定してもよい。この場合、状態推定装置400による推定結果は、船陸間通信により船舶2の所有者、管理主体、保守主体などに送信されてもよい。 The state estimation device 400 acquires information related to the hydraulic servo valve mounted on the ship 2 and estimates the state of the hydraulic servo valve using an estimation model. The state estimation device 400 may read log data from a log data storage device mounted on the ship 2 and estimate the state of the hydraulic servo valve in the past navigation of the ship 2 based on the read log data. The state estimation device 400 may also receive information related to the hydraulic servo valve from a communication device for ship-to-shore communication mounted on the ship 2 via the communication network 3 and estimate the state of the hydraulic servo valve in the ship 2 currently sailing based on the received information. The state estimation device 400 may also be mounted on the ship 2 and acquire information related to the hydraulic servo valve in real time to estimate the state of the hydraulic servo valve. In this case, the estimation result by the state estimation device 400 may be transmitted to the owner, management entity, maintenance entity, etc. of the ship 2 via ship-to-shore communication.

本実施形態の技術によれば、過去または現在の油圧サーボバルブの状態を的確に推定することができるので、油圧サーボバルブに故障や不具合などが生じていたとしても、迅速かつ適切に処置を講じることができる。また、油圧サーボバルブに故障や不具合などが生じていなかった場合も、将来の航行において油圧サーボバルブに故障や不具合が生じる可能性や油圧サーボバルブの寿命などを、現在または過去の油圧サーボバルブの状態から的確に予測することができる。このように、本実施形態の技術は、とくに船舶2などの移動体の安全性および効率を向上させるために、非常に重要な意義を有している。 According to the technology of this embodiment, the past or present state of the hydraulic servo valve can be accurately estimated, so that even if a failure or malfunction occurs in the hydraulic servo valve, measures can be taken quickly and appropriately. Even if there is no failure or malfunction in the hydraulic servo valve, the possibility of a failure or malfunction occurring in the hydraulic servo valve during future navigation and the lifespan of the hydraulic servo valve can be accurately predicted from the current or past state of the hydraulic servo valve. In this way, the technology of this embodiment is extremely significant for improving the safety and efficiency of moving bodies such as the ship 2.

図2は、船舶2に搭載された油圧サーボバルブ100の周辺の構成を概略的に示す。船舶2に搭載されたエンジン80は、複数の気筒81およびセンサ82を備える。センサ82は、エンジン80の回転数、負荷、圧力、排気温度などを検知する。油圧サーボバルブ100は、複数の気筒81のそれぞれに対応して設けられ、それぞれの気筒81における燃料の噴射や排気などを制御する。本実施形態では、油圧サーボバルブ100は、スプールの位置を電気的に制御することによりアクチュエータに供給される作動油の流量を制御するパイロットバルブと、パイロットバルブにより制御されるアクチュエータの一例であるメインバルブとを備える。油圧サーボバルブ100は、メインバルブのスプールの位置に応じて、噴射弁や排気弁などを駆動するために設けられた別のアクチュエータへ供給する作動油の流量を制御する。別の例では、油圧サーボバルブ100は、メインバルブのスプールの移動により噴射弁や排気弁などを直接駆動してもよい。 Figure 2 shows a schematic diagram of the configuration around the hydraulic servo valve 100 mounted on the ship 2. The engine 80 mounted on the ship 2 includes a plurality of cylinders 81 and a sensor 82. The sensor 82 detects the engine 80's speed, load, pressure, exhaust temperature, and the like. The hydraulic servo valve 100 is provided corresponding to each of the plurality of cylinders 81, and controls the fuel injection and exhaust of each cylinder 81. In this embodiment, the hydraulic servo valve 100 includes a pilot valve that controls the flow rate of hydraulic oil supplied to the actuator by electrically controlling the position of a spool, and a main valve, which is an example of an actuator controlled by the pilot valve. The hydraulic servo valve 100 controls the flow rate of hydraulic oil supplied to another actuator provided to drive an injection valve, an exhaust valve, and the like, according to the position of the spool of the main valve. In another example, the hydraulic servo valve 100 may directly drive an injection valve, an exhaust valve, and the like by moving the spool of the main valve.

エンジン制御装置91は、船舶2の航行を制御するための図示しないコントロールパネルから入力される指示に応じて、エンジン80の回転数などを決定し、サーボバルブ制御装置110に指示を入力する。サーボバルブ制御装置110は、エンジン制御装置91からの指示に応じて、複数の油圧サーボバルブ100のメインバルブのスプールの目標位置を算出し、それぞれのメインバルブのスプールの位置が算出された目標位置となるように、それぞれのパイロットバルブのスプールの位置を制御する。サーボバルブ制御装置110は、ジャンクションボックス92を介して複数の油圧サーボバルブ100のそれぞれからメインバルブのスプールの実位置を示す情報を取得し、メインバルブのスプールの目標位置および実位置に基づいて、パイロットバルブのスプールの目標位置を算出して油圧サーボバルブ100へ出力することにより、メインバルブのスプールの位置をフィードバック制御する。サーボバルブ制御装置110は、P制御、PI制御、PID制御など、任意の方式でメインバルブのスプールの位置をフィードバック制御してもよい。 The engine control device 91 determines the rotation speed of the engine 80 and inputs instructions to the servo valve control device 110 in response to instructions input from a control panel (not shown) for controlling the navigation of the ship 2. The servo valve control device 110 calculates the target positions of the spools of the main valves of the multiple hydraulic servo valves 100 in response to instructions from the engine control device 91, and controls the positions of the spools of the pilot valves so that the positions of the spools of the main valves become the calculated target positions. The servo valve control device 110 obtains information indicating the actual positions of the spools of the main valves from each of the multiple hydraulic servo valves 100 via the junction box 92, and calculates the target position of the spools of the pilot valves based on the target and actual positions of the spools of the main valves and outputs the calculated target positions to the hydraulic servo valves 100, thereby feedback-controlling the position of the spools of the main valves. The servo valve control device 110 may feedback-control the position of the spools of the main valves using any method, such as P control, PI control, or PID control.

サーボバルブ制御装置110は、エンジン制御装置91からの入力データ、油圧サーボバルブ100への出力データ、ジャンクションボックス92を介して取得される油圧サーボバルブ100およびエンジン80の状態を示す各種の検知データなどをログデータ記憶装置90に記録する。 The servo valve control device 110 records input data from the engine control device 91, output data to the hydraulic servo valve 100, and various detection data indicating the status of the hydraulic servo valve 100 and the engine 80 obtained via the junction box 92 in the log data storage device 90.

本図では、ログデータ記憶装置90がサーボバルブ制御装置110に接続された例を示すが、ログデータ記憶装置90は、ジャンクションボックス92に接続されてもよいし、ジャンクションボックス92と油圧サーボバルブ100の間に接続されてもよいし、油圧サーボバルブ100内に搭載されてもよい。ログデータ記憶装置90をサーボバルブ制御装置110に接続する場合は、ログデータ記憶装置90をエンジン80から比較的離れた位置に設置することができるので、エンジン80において発生する振動や熱などの影響を抑えることができる。また、既存の船舶2にログデータ記憶装置90を設置する際に必要な配線などの変更を少なくすることができる。ログデータ記憶装置90をジャンクションボックス92に接続する場合は、油圧サーボバルブ100のパイロットバルブのスプールの実位置を示すデータがサーボバルブ制御装置110に送信されないように構成されている場合であってもパイロットバルブのスプールの実位置を示すデータを取得して記録することができるので、より精確に油圧サーボバルブ100の状態を推定することができる。ログデータ記憶装置90を油圧サーボバルブ100とジャンクションボックス92の間に接続する場合は、油圧サーボバルブ100のパイロットバルブのスプールの実位置を示すデータに加えて、油圧サーボバルブ100に供給される電圧または電流の値を取得することができるので、より精確に油圧サーボバルブ100の状態を推定することができる。ログデータ記憶装置90を油圧サーボバルブ100内に搭載する場合も同様である。 In this figure, an example in which the log data storage device 90 is connected to the servo valve control device 110 is shown, but the log data storage device 90 may be connected to the junction box 92, may be connected between the junction box 92 and the hydraulic servo valve 100, or may be mounted within the hydraulic servo valve 100. When the log data storage device 90 is connected to the servo valve control device 110, the log data storage device 90 can be installed at a position relatively far from the engine 80, so that the effects of vibrations and heat generated in the engine 80 can be suppressed. In addition, the amount of wiring and other changes required when installing the log data storage device 90 in an existing ship 2 can be reduced. When the log data storage device 90 is connected to the junction box 92, even if the data indicating the actual position of the spool of the pilot valve of the hydraulic servo valve 100 is configured not to be transmitted to the servo valve control device 110, the data indicating the actual position of the spool of the pilot valve can be acquired and recorded, so that the state of the hydraulic servo valve 100 can be more accurately estimated. When the log data storage device 90 is connected between the hydraulic servo valve 100 and the junction box 92, in addition to the data indicating the actual position of the spool of the pilot valve of the hydraulic servo valve 100, the value of the voltage or current supplied to the hydraulic servo valve 100 can be obtained, so that the state of the hydraulic servo valve 100 can be estimated more accurately. The same applies when the log data storage device 90 is installed inside the hydraulic servo valve 100.

状態推定装置400が船舶2に搭載される場合、状態推定装置400は、ログデータ記憶装置90からデータを取得してもよいし、ログデータ記憶装置90に代えて設置されてもよい。この場合も、上記のように、状態推定装置400は、サーボバルブ制御装置110に接続されてもよいし、ジャンクションボックス92に接続されてもよいし、ジャンクションボックス92と油圧サーボバルブ100の間に接続されてもよいし、油圧サーボバルブ100内に搭載されてもよい。 When the state estimation device 400 is installed on the ship 2, the state estimation device 400 may acquire data from the log data storage device 90, or may be installed in place of the log data storage device 90. In this case, as described above, the state estimation device 400 may be connected to the servo valve control device 110, may be connected to the junction box 92, may be connected between the junction box 92 and the hydraulic servo valve 100, or may be installed within the hydraulic servo valve 100.

図3は、油圧サーボバルブ100の構成を概略的に示す。油圧サーボバルブ100は、パイロットバルブ10と、メインバルブ20を備える。パイロットバルブ10は、サーボバルブ制御装置110からの指令に基づいて被制御機器であるメインバルブ20への作動油48の送出状態を変化させることにより、メインバルブ20のスプール28の位置を制御する。 Figure 3 shows a schematic configuration of the hydraulic servo valve 100. The hydraulic servo valve 100 includes a pilot valve 10 and a main valve 20. The pilot valve 10 controls the position of the spool 28 of the main valve 20 by changing the state of delivery of hydraulic oil 48 to the main valve 20, which is a controlled device, based on a command from the servo valve control device 110.

パイロットバルブ10は、複数のボルトB1によりメインバルブ20に連結されている。パイロットバルブ10にはボルトB1を貫通させるための複数の貫通孔10hが設けられる。メインバルブ20にはボルトB1が螺合するための複数の雌ねじ20hが設けられる。複数の貫通孔10hは、複数の雌ねじ20hの位置に対応する位置に配置される。ボルトB1を貫通孔10hを通じて雌ねじ20hに螺合することにより、パイロットバルブ10はメインバルブ20に連結される。ボルトB1を外すことにより、パイロットバルブ10はメインバルブ20から分離される。 The pilot valve 10 is connected to the main valve 20 by a number of bolts B1. The pilot valve 10 is provided with a number of through holes 10h for passing the bolts B1 through. The main valve 20 is provided with a number of female threads 20h for screwing the bolts B1 into. The number of through holes 10h are arranged at positions corresponding to the positions of the number of female threads 20h. The pilot valve 10 is connected to the main valve 20 by screwing the bolts B1 into the female threads 20h through the through holes 10h. The pilot valve 10 is separated from the main valve 20 by removing the bolts B1.

図3のメインバルブ20の油圧系統は、作動油48を貯留するドレインタンク44と、ドレインタンク44の作動油48を加圧して送出する油圧ポンプ42とを含む。油圧ポンプ42から送出された作動油48は、メインバルブ20内のポンプ側配管部22pを通じて、メインバルブ20の内部とパイロットバルブ10とに供給される。パイロットバルブ10とメインバルブ20の内部から排出される作動油48は、メインバルブ20内のタンク側配管部22tを通じて、ドレインタンク44に戻される。ポンプ側配管部22pとタンク側配管部22tを総称するときはメインバルブ配管部という。 The hydraulic system of the main valve 20 in FIG. 3 includes a drain tank 44 that stores hydraulic oil 48, and a hydraulic pump 42 that pressurizes and discharges the hydraulic oil 48 from the drain tank 44. The hydraulic oil 48 discharged from the hydraulic pump 42 is supplied to the inside of the main valve 20 and the pilot valve 10 through the pump side piping section 22p in the main valve 20. The hydraulic oil 48 discharged from the pilot valve 10 and the inside of the main valve 20 is returned to the drain tank 44 through the tank side piping section 22t in the main valve 20. The pump side piping section 22p and the tank side piping section 22t are collectively referred to as the main valve piping section.

パイロットバルブ10は、本体部10bと、スプール12と、ポート16と、スプール駆動部18とを主に含む。スプール12は、第1可動部として機能し、シャフト12sと、シャフト12sと一体に移動する複数の弁体14とを有する。スプール12は、スプール駆動部18によって駆動され、第1方向に進退する。以下、便宜上、スプール12がスプール駆動部18から第1方向に沿って延出する方向(図1で下向き)を「延出方向」、「延出側」といい、その延出方向と反対の方向を「反延出方向」、「反延出側」という。 The pilot valve 10 mainly includes a main body 10b, a spool 12, a port 16, and a spool drive unit 18. The spool 12 functions as a first movable unit and has a shaft 12s and a number of valve bodies 14 that move integrally with the shaft 12s. The spool 12 is driven by the spool drive unit 18 to move forward and backward in a first direction. Hereinafter, for convenience, the direction in which the spool 12 extends from the spool drive unit 18 along the first direction (downward in FIG. 1) will be referred to as the "extension direction" and "extension side", and the direction opposite to the extension direction will be referred to as the "counter-extension direction" and "counter-extension side".

スプール12の延出側には、スプール12を反延出方向に付勢する付勢部材12hが設けられる。付勢部材12hは、例えば、第1方向に伸縮するコイルスプリングであってもよい。スプール駆動部18は、シャフト12sを第1方向に進退させるコイルなどの電磁的なアクチュエータ(不図示)を含む。スプール駆動部18は、サーボバルブ制御装置110からの指令に基づきシャフト12sを進退させ、付勢部材12hの付勢力とのバランスにより弁体14の位置を制御する。 A biasing member 12h is provided on the extension side of the spool 12 to bias the spool 12 in the direction opposite to the extension direction. The biasing member 12h may be, for example, a coil spring that expands and contracts in a first direction. The spool drive unit 18 includes an electromagnetic actuator (not shown), such as a coil, that moves the shaft 12s forward and backward in the first direction. The spool drive unit 18 moves the shaft 12s forward and backward based on a command from the servo valve control device 110, and controls the position of the valve body 14 by balancing with the biasing force of the biasing member 12h.

弁体14は、第1方向に離隔して配置される第1弁体14aと、第2弁体14bと、第3弁体14cとを含む。第2弁体14bは、第1弁体14aの反延出側に配置され、第3弁体14cは、第1弁体14aの延出側に配置される。第1弁体14aは、その第1方向の位置に応じて、後述するAポート16aの連通状態を変化させる。本体部10bは、第1方向に延びてスプール12を収容する円筒空間10sを有する。円筒空間10sは弁体14を狭い隙間を介して囲うシリンダとして機能する。 The valve body 14 includes a first valve body 14a, a second valve body 14b, and a third valve body 14c that are spaced apart in the first direction. The second valve body 14b is arranged on the opposite side of the first valve body 14a, and the third valve body 14c is arranged on the extending side of the first valve body 14a. The first valve body 14a changes the communication state of the A port 16a (described later) depending on its position in the first direction. The main body 10b has a cylindrical space 10s that extends in the first direction and houses the spool 12. The cylindrical space 10s functions as a cylinder that surrounds the valve body 14 via a narrow gap.

本体部10bにはポート16が設けられる。本実施形態のポート16は、Pポート16pと、Aポート16aと、Tポート16tとを含む。Pポート16pは、ポンプ側配管部22pに接続され、油圧ポンプ42から加圧された作動油48が供給される。Aポート16aは、メインバルブ20の作動油受入部22aに接続される。メインバルブ20のスプール28は、作動油受入部22aに供給された作動油48の圧力により移動される。Tポート16tは、タンク側配管部22tに接続され、本体部10bを流れた作動油48をタンク側配管部22tを通じてドレインタンク44に排出する。 Ports 16 are provided in the main body 10b. In this embodiment, the ports 16 include a P port 16p, an A port 16a, and a T port 16t. The P port 16p is connected to the pump side piping 22p, and is supplied with pressurized hydraulic oil 48 from the hydraulic pump 42. The A port 16a is connected to the hydraulic oil receiving portion 22a of the main valve 20. The spool 28 of the main valve 20 is moved by the pressure of the hydraulic oil 48 supplied to the hydraulic oil receiving portion 22a. The T port 16t is connected to the tank side piping 22t, and discharges the hydraulic oil 48 that has flowed through the main body 10b to the drain tank 44 through the tank side piping 22t.

メインバルブ20は、第2可動部として機能するスプール28を含む。本図ではメインバルブ20の詳細を省略しているが、メインバルブ20はパイロットバルブ10と同様の構造を有していてもよい。 The main valve 20 includes a spool 28 that functions as a second movable part. Although details of the main valve 20 are omitted in this figure, the main valve 20 may have a structure similar to that of the pilot valve 10.

パイロットバルブ10のスプール12の先端部には、スプール12の位置を検出するための位置センサ19が設けられる。メインバルブ20のスプール28の先端部には、スプール28の位置を検出するための位置センサ29が設けられる。位置センサ19により検出されたパイロットバルブ10のスプール12の実位置を示すデータと、位置センサ29により検出されたメインバルブ20のスプール28の実位置を示すデータは、配線を介してジャンクションボックス92へ送られる。 A position sensor 19 for detecting the position of the spool 12 is provided at the tip of the spool 12 of the pilot valve 10. A position sensor 29 for detecting the position of the spool 28 is provided at the tip of the spool 28 of the main valve 20. Data indicating the actual position of the spool 12 of the pilot valve 10 detected by the position sensor 19 and data indicating the actual position of the spool 28 of the main valve 20 detected by the position sensor 29 are sent to the junction box 92 via wiring.

図4は、パイロットバルブ10の弁体14の第1方向の位置とポートの開閉状態を模式的に示す模式図である。この図では説明に重要でない要素の記載を省いている。図4(a)は、弁体14がAポート16aとPポート16pとを連通させる第1領域内に位置する状態を示す。この状態では、Aポート16aは、Pポート16pからの作動油48を作動油受入部22aに供給する(以下、「供給モード」という)。供給モードでは、メインバルブ20の作動油受入部22aにはPポート16pからの作動油48が供給される。この動作により、例えば、メインバルブ20のスプール28が、エンジン80への燃料供給量を増やす方向に移動する。 Figure 4 is a schematic diagram showing the position of the valve body 14 of the pilot valve 10 in the first direction and the open/closed state of the port. Elements that are not important for the explanation are omitted in this figure. Figure 4 (a) shows the state in which the valve body 14 is located in the first region that connects the A port 16a and the P port 16p. In this state, the A port 16a supplies hydraulic oil 48 from the P port 16p to the hydraulic oil receiving portion 22a (hereinafter referred to as the "supply mode"). In the supply mode, the hydraulic oil 48 from the P port 16p is supplied to the hydraulic oil receiving portion 22a of the main valve 20. This operation causes, for example, the spool 28 of the main valve 20 to move in a direction that increases the amount of fuel supplied to the engine 80.

図4(b)は、弁体14がAポート16aを遮断してPポート16pおよびTポート16tと連通させない中立領域内に位置する状態を示す(以下、中立領域内の位置を「中立位置」ともいう)。この状態では、Aポート16aは遮断され、作動油受入部22aに対して供給も回収もしない(以下、「中立モード」という)。中立モードでは、メインバルブ20の作動油受入部22aの油圧は、弁体14が中立領域に位置する直前の状態で維持される。この動作により、例えば、メインバルブ20のスプール28が直前の位置で停止し、エンジン80への燃料供給量が直前の状態に保たれる。 Figure 4 (b) shows the state where the valve body 14 is located in the neutral region where the A port 16a is blocked and the P port 16p and the T port 16t are not connected (hereinafter, the position in the neutral region is also referred to as the "neutral position"). In this state, the A port 16a is blocked and hydraulic oil is neither supplied to nor collected from the hydraulic oil receiving portion 22a (hereinafter, referred to as the "neutral mode"). In the neutral mode, the hydraulic oil pressure in the hydraulic oil receiving portion 22a of the main valve 20 is maintained in the state just before the valve body 14 was located in the neutral region. This operation, for example, stops the spool 28 of the main valve 20 in the previous position, and the amount of fuel supplied to the engine 80 is maintained in the previous state.

図4(c)は、弁体14がAポート16aとTポート16tとを連通させる第2領域内に位置する状態を示す。この状態では、Aポート16aは、作動油受入部22aから作動油48を回収してポンプ側配管部22pに戻す(以下、「回収モード」という)。回収モードでは、メインバルブ20の作動油受入部22aの作動油48がAポート16a、Tポート16tおよびタンク側配管部22tを通じてドレインタンク44に回収される。この動作により、例えば、メインバルブ20のスプール28が、エンジン80への燃料供給量を減らす方向に移動する。 Figure 4 (c) shows the state where the valve body 14 is located in the second region that connects the A port 16a and the T port 16t. In this state, the A port 16a recovers hydraulic oil 48 from the hydraulic oil receiving section 22a and returns it to the pump side piping section 22p (hereinafter referred to as the "recovery mode"). In the recovery mode, the hydraulic oil 48 in the hydraulic oil receiving section 22a of the main valve 20 is recovered to the drain tank 44 through the A port 16a, the T port 16t, and the tank side piping section 22t. This action, for example, causes the spool 28 of the main valve 20 to move in a direction that reduces the amount of fuel supplied to the engine 80.

図5は、サーボバルブ制御装置110の構成を示す。サーボバルブ制御装置110は、電源回路120、サーボバルブ制御回路130、サーボバルブ駆動回路140、電圧検出部150、およびデータ収集回路160を含む。 Figure 5 shows the configuration of the servo valve control device 110. The servo valve control device 110 includes a power supply circuit 120, a servo valve control circuit 130, a servo valve drive circuit 140, a voltage detection unit 150, and a data collection circuit 160.

電源回路120は、外部電源から供給される電力をサーボバルブ制御回路130およびサーボバルブ駆動回路140に供給する。電圧検出部150は、電源回路120に入力される電圧または電源回路120から出力される電圧を検出する。電圧検出部150に代えて、または加えて、電源回路120に入力される電流または電源回路120から出力される電流を検出する電流検出部が設けられてもよい。 The power supply circuit 120 supplies power supplied from an external power supply to the servo valve control circuit 130 and the servo valve drive circuit 140. The voltage detection unit 150 detects the voltage input to the power supply circuit 120 or the voltage output from the power supply circuit 120. Instead of or in addition to the voltage detection unit 150, a current detection unit may be provided that detects the current input to the power supply circuit 120 or the current output from the power supply circuit 120.

サーボバルブ制御回路130は、エンジン制御装置91からの指令に基づいて、メインバルブ20のスプール28の目標位置を算出する。サーボバルブ制御回路130は、算出された目標位置にメインバルブ20のスプール28を移動させるためのパイロットバルブ10のスプール12の目標位置を算出する。サーボバルブ制御回路130は、算出されたパイロットバルブ10のスプール12の目標位置をサーボバルブ駆動回路140に入力する。 The servo valve control circuit 130 calculates the target position of the spool 28 of the main valve 20 based on a command from the engine control device 91. The servo valve control circuit 130 calculates the target position of the spool 12 of the pilot valve 10 to move the spool 28 of the main valve 20 to the calculated target position. The servo valve control circuit 130 inputs the calculated target position of the spool 12 of the pilot valve 10 to the servo valve drive circuit 140.

サーボバルブ駆動回路140は、サーボバルブ制御回路130から入力されたパイロットバルブ10のスプール12の目標位置に応じて、パイロットバルブ10のスプール駆動部18のコイルに電力を供給してスプール12を移動させる。サーボバルブ駆動回路140は、油圧サーボバルブ100内に設けられてもよい。 The servo valve drive circuit 140 supplies power to the coil of the spool drive unit 18 of the pilot valve 10 to move the spool 12 in accordance with the target position of the spool 12 of the pilot valve 10 input from the servo valve control circuit 130. The servo valve drive circuit 140 may be provided within the hydraulic servo valve 100.

パイロットバルブ10のスプール12が移動してポート16の開閉状態が変更されると、作動油48の供給または回収によってメインバルブ20のスプール28が目標位置に向けて移動する。メインバルブ20のスプール28の実位置が目標位置と一致すると、サーボバルブ制御回路130は、パイロットバルブ10のスプール12を中立位置に戻す。これにより、メインバルブ20のスプール28は目標位置で静止する。エンジン80の動作中、このような一連の制御が繰り返される。 When the spool 12 of the pilot valve 10 moves to change the open/closed state of the port 16, the spool 28 of the main valve 20 moves toward the target position by supplying or withdrawing hydraulic oil 48. When the actual position of the spool 28 of the main valve 20 matches the target position, the servo valve control circuit 130 returns the spool 12 of the pilot valve 10 to the neutral position. This causes the spool 28 of the main valve 20 to stop at the target position. This series of controls is repeated while the engine 80 is operating.

データ収集回路160は、電圧検出部150により検出された電圧値や、サーボバルブ制御回路130からサーボバルブ駆動回路140に入力されたパイロットバルブ10のスプール12の目標位置などのデータをログデータ記憶装置90に記録する。データ収集回路160は、センサ82により検知されたエンジン80の状態を示すデータや、位置センサ19により検知されたパイロットバルブ10のスプール12の実位置や、位置センサ29により検知されたメインバルブ20のスプール28の実位置などをジャンクションボックス92を介して取得し、ログデータ記憶装置90に記録する。 The data collection circuit 160 records data such as the voltage value detected by the voltage detection unit 150 and the target position of the spool 12 of the pilot valve 10 input from the servo valve control circuit 130 to the servo valve drive circuit 140 in the log data storage device 90. The data collection circuit 160 acquires data indicating the state of the engine 80 detected by the sensor 82, the actual position of the spool 12 of the pilot valve 10 detected by the position sensor 19, the actual position of the spool 28 of the main valve 20 detected by the position sensor 29, etc. via the junction box 92, and records them in the log data storage device 90.

図6は、学習装置300および状態推定装置400の構成を示す。学習装置300は、学習データ取得部301、推定モデル生成部302、および推定モデル提供部303を備える。状態推定装置400は、検知情報取得部401、状態推定部402、および推定結果出力部403を備える。 Figure 6 shows the configuration of the learning device 300 and the state estimation device 400. The learning device 300 includes a learning data acquisition unit 301, an estimation model generation unit 302, and an estimation model provision unit 303. The state estimation device 400 includes a detection information acquisition unit 401, a state estimation unit 402, and an estimation result output unit 403.

学習データ取得部301は、油圧サーボバルブ100の状態を推定するための推定モデルを学習するのに使用される学習データを取得する。学習データは、油圧サーボバルブ100の動作に関連して取得可能なデータと、その油圧サーボバルブ100の状態を示すデータとの組を含む。学習データ取得部301は、ログデータ記憶装置90に記憶されたログデータを取得してもよいし、油圧サーボバルブ100が船舶2以外の試験環境などにおいて使用されたときに記録された試験データを取得してもよいし、油圧サーボバルブ100の動作をシミュレートするためのシミュレータにより生成されたシミュレーションデータを取得してもよい。 The learning data acquisition unit 301 acquires learning data used to learn an estimation model for estimating the state of the hydraulic servo valve 100. The learning data includes a set of data that can be acquired in relation to the operation of the hydraulic servo valve 100 and data indicating the state of the hydraulic servo valve 100. The learning data acquisition unit 301 may acquire log data stored in the log data storage device 90, may acquire test data recorded when the hydraulic servo valve 100 is used in a test environment other than the ship 2, or may acquire simulation data generated by a simulator for simulating the operation of the hydraulic servo valve 100.

学習データ取得部301は、特定の状況下で記録または生成されたデータを学習データとして取得してもよい。学習データ取得部301は、取得したデータの中から、特定の状況下で記録または生成されたデータを学習データとして選択してもよい。例えば、学習データ取得部301は、推定モデルにより推定すべき特定の状態が発生したときのログデータや、試験環境において特定の状態を発生させたときの試験データや、シミュレータにより特定の状態をシミュレートしたときのシミュレーションデータを取得または選択してもよい。学習データ取得部301は、特定の環境下で油圧サーボバルブ100を動作させたときに記録または生成されたデータを学習データとして取得してもよい。例えば、学習データ取得部301は、船舶2の種類、航路、航行時期、エンジン80の種類、気筒数、累積稼働時間などに応じてデータを分類し、それらの環境ごとに別個の推定モデルを学習してもよい。 The learning data acquisition unit 301 may acquire data recorded or generated under a specific situation as the learning data. The learning data acquisition unit 301 may select data recorded or generated under a specific situation from the acquired data as the learning data. For example, the learning data acquisition unit 301 may acquire or select log data when a specific state to be estimated by the estimation model occurs, test data when a specific state occurs in a test environment, or simulation data when a specific state is simulated by a simulator. The learning data acquisition unit 301 may acquire data recorded or generated when the hydraulic servo valve 100 is operated under a specific environment as the learning data. For example, the learning data acquisition unit 301 may classify data according to the type of ship 2, route, sailing time, type of engine 80, number of cylinders, cumulative operating time, etc., and learn a separate estimation model for each of those environments.

学習データ取得部301は、取得したデータを前処理して学習データを生成してもよい。例えば、学習データ取得部301は、推定モデルにより推定すべき状態と相関のある特徴量を、取得したデータから算出して学習データとしてもよい。また、パイロットバルブ10のスプール12の目標位置または実位置、メインバルブ20のスプール28の目標位置または実位置と、別のデータとを対応づけるために、目標位置を入力してからスプール12またはスプール28の実位置が目標位置に到達するまでのオフセット時間を調整してもよい。 The learning data acquisition unit 301 may generate learning data by preprocessing the acquired data. For example, the learning data acquisition unit 301 may calculate, from the acquired data, a feature quantity that is correlated with the state to be estimated by the estimation model, and use the calculated feature quantity as learning data. In addition, in order to associate the target position or actual position of the spool 12 of the pilot valve 10 and the target position or actual position of the spool 28 of the main valve 20 with other data, an offset time from when the target position is input until the actual position of the spool 12 or spool 28 reaches the target position may be adjusted.

推定モデル生成部302は、学習データ取得部301により取得された学習データを使用して、状態推定装置400において油圧サーボバルブ100の状態を推定するために使用される推定基準を生成する。推定基準は、油圧サーボバルブ100の動作に関連して取得可能なデータと油圧サーボバルブ100の状態を示すデータとを対応付けたテーブルまたはプログラムなどであってもよい。推定基準は、油圧サーボバルブ100の動作に関連して取得可能なデータと油圧サーボバルブ100の状態を示すデータとの対応関係をモデル化した推定モデルであってもよい。推定モデルは、油圧サーボバルブ100の動作に関連して取得可能なデータを入力変数とし、油圧サーボバルブ100の状態を示すデータを算出するための数式であってもよい。この場合、推定モデル生成部302は、多変量解析、重回帰分析、主成分分析などの統計学的手法により推定モデルを生成してもよい。推定モデルは、油圧サーボバルブ100の状態を示すデータを入力層に入力し、油圧サーボバルブ100の状態を示すデータを出力層から出力するニューラルネットワークなどであってもよい。この場合、推定モデル生成部302は、学習データに含まれる、油圧サーボバルブ100の動作に関連して取得されるデータを入力層に入力したときに、そのデータに対応する油圧サーボバルブ100の状態を示すデータに近似する値が出力層から出力されるようにニューラルネットワークの中間層を調整することにより、推定モデルを学習する。推定モデルは、ルールベースの推定アルゴリズムであってもよいし、任意の形式の人工知能などであってもよい。 The estimation model generating unit 302 uses the learning data acquired by the learning data acquiring unit 301 to generate an estimation criterion used to estimate the state of the hydraulic servo valve 100 in the state estimation device 400. The estimation criterion may be a table or a program that associates data that can be acquired in relation to the operation of the hydraulic servo valve 100 with data indicating the state of the hydraulic servo valve 100. The estimation criterion may be an estimation model that models the correspondence between data that can be acquired in relation to the operation of the hydraulic servo valve 100 and data indicating the state of the hydraulic servo valve 100. The estimation model may be a mathematical formula for calculating data indicating the state of the hydraulic servo valve 100 using data that can be acquired in relation to the operation of the hydraulic servo valve 100 as input variables. In this case, the estimation model generating unit 302 may generate the estimation model by a statistical method such as multivariate analysis, multiple regression analysis, or principal component analysis. The estimation model may be a neural network that inputs data indicating the state of the hydraulic servo valve 100 to an input layer and outputs data indicating the state of the hydraulic servo valve 100 from an output layer. In this case, the estimation model generating unit 302 learns the estimation model by adjusting the intermediate layer of the neural network so that when data acquired in relation to the operation of the hydraulic servo valve 100 included in the learning data is input to the input layer, a value approximating the data indicating the state of the hydraulic servo valve 100 corresponding to the data is output from the output layer. The estimation model may be a rule-based estimation algorithm or any form of artificial intelligence.

推定モデル提供部303は、推定モデル生成部302により生成された推定モデルを状態推定装置400に提供する。推定モデル提供部303は、状態推定装置400が製造されるときに状態推定装置400に提供されてもよい。また、状態推定装置400が製造された後も学習装置300が推定モデルを学習して推定モデルを更新する場合は、所定のタイミングで更新された推定モデルを状態推定装置400に提供してもよい。 The estimation model providing unit 303 provides the estimation model generated by the estimation model generating unit 302 to the state estimation device 400. The estimation model providing unit 303 may be provided to the state estimation device 400 when the state estimation device 400 is manufactured. In addition, if the learning device 300 learns the estimation model and updates the estimation model even after the state estimation device 400 is manufactured, the estimation model providing unit 303 may provide the state estimation device 400 with the updated estimation model at a predetermined timing.

検知情報取得部401は、油圧サーボバルブ100の動作に関連して検知された情報を取得する。検知情報取得部401は、ログデータ記憶装置90に記憶されたデータを取得してもよいし、データ収集回路160から直接データを取得してもよいし、船陸間通信により船舶2からデータを取得してもよい。検知情報取得部401は、取得したデータに、推定モデルが生成されたときに使用された学習データと同様の前処理を実行してもよい。 The detection information acquisition unit 401 acquires information detected in relation to the operation of the hydraulic servo valve 100. The detection information acquisition unit 401 may acquire data stored in the log data storage device 90, may acquire data directly from the data collection circuit 160, or may acquire data from the ship 2 via ship-to-shore communication. The detection information acquisition unit 401 may perform pre-processing on the acquired data in the same manner as the learning data used when the estimation model was generated.

状態推定部402は、学習装置300により生成された推定モデルを使用して、油圧サーボバルブ100の状態を推定する。状態推定部402は、検知情報取得部401により取得されたデータを推定モデルに入力し、推定モデルから出力される油圧サーボバルブ100の状態を推定結果として取得する。 The state estimation unit 402 estimates the state of the hydraulic servo valve 100 using the estimation model generated by the learning device 300. The state estimation unit 402 inputs the data acquired by the detection information acquisition unit 401 into the estimation model, and acquires the state of the hydraulic servo valve 100 output from the estimation model as an estimation result.

推定結果出力部403は、状態推定部402による推定結果を出力する。推定結果出力部403は、状態推定部402により油圧サーボバルブ100が異常な状態にあると推定された場合に、その旨を報知してもよい。異常な状態であるか否かは、状態推定部402により出力された油圧サーボバルブ100の状態を示す状態推定データが、所定の閾値以上または所定の閾値未満になったか否か、または所定の範囲内にあるか否かによって判定されてもよいし、状態推定データの初期値からの変化量が所定の閾値以上になったか否かによって判定されてもよい。また、推定結果出力部403は、同一のエンジン80の複数の気筒81に対応して設けられている複数の油圧サーボバルブ100の状態推定結果を比較することにより、油圧サーボバルブ100が異常な状態であるか否かを判定してもよい。例えば、特定の油圧サーボバルブ100の状態推定結果の値が、複数の油圧サーボバルブ100の状態推定結果の平均値から大きく外れている場合に、その油圧サーボバルブ100が異常な状態にあると判定してもよい。複数の油圧サーボバルブ100のそれぞれの状態推定結果の偏差値を算出し、偏差値が所定の閾値、例えば80以上または30未満である油圧サーボバルブ100が異常な状態にあると判定してもよい。 The estimation result output unit 403 outputs the estimation result by the state estimation unit 402. When the state estimation unit 402 estimates that the hydraulic servo valve 100 is in an abnormal state, the estimation result output unit 403 may notify that fact. Whether or not the hydraulic servo valve 100 is in an abnormal state may be determined based on whether or not the state estimation data indicating the state of the hydraulic servo valve 100 output by the state estimation unit 402 is equal to or greater than a predetermined threshold value or less than a predetermined threshold value, or whether or not it is within a predetermined range, or based on whether or not the amount of change from the initial value of the state estimation data is equal to or greater than a predetermined threshold value. In addition, the estimation result output unit 403 may determine whether or not the hydraulic servo valve 100 is in an abnormal state by comparing the state estimation results of multiple hydraulic servo valves 100 provided corresponding to multiple cylinders 81 of the same engine 80. For example, when the value of the state estimation result of a specific hydraulic servo valve 100 is significantly different from the average value of the state estimation results of the multiple hydraulic servo valves 100, the hydraulic servo valve 100 may be determined to be in an abnormal state. The deviation value of the state estimation results for each of the multiple hydraulic servo valves 100 may be calculated, and the hydraulic servo valves 100 whose deviation value is equal to or greater than a predetermined threshold, for example, 80 or less than 30, may be determined to be in an abnormal state.

図7は、本実施形態の状態推定方法の手順を示すフローチャートである。まず、推定モデルを生成する段階の手順を説明する。油圧サーボバルブ100を搭載した船舶2が航行するときに、油圧サーボバルブ100の動作に関連するデータがログデータ記憶装置90に記録される(ステップS10)。学習装置300の学習データ取得部301は、ログデータ記憶装置90に記録されたログデータを学習データとして取得する(ステップS12)。学習データ取得部301は、試験データやシミュレーションデータも学習データとして取得する。推定モデル生成部302は、取得された学習データに基づいて推定モデルを生成する(ステップS14)。推定モデル提供部303は、生成された推定モデルを状態推定装置400に提供する(ステップS16)。 Figure 7 is a flowchart showing the steps of the state estimation method of this embodiment. First, the steps of the stage of generating an estimation model will be described. When the ship 2 equipped with the hydraulic servo valve 100 is sailing, data related to the operation of the hydraulic servo valve 100 is recorded in the log data storage device 90 (step S10). The learning data acquisition unit 301 of the learning device 300 acquires the log data recorded in the log data storage device 90 as learning data (step S12). The learning data acquisition unit 301 also acquires test data and simulation data as learning data. The estimation model generation unit 302 generates an estimation model based on the acquired learning data (step S14). The estimation model provision unit 303 provides the generated estimation model to the state estimation device 400 (step S16).

つづいて、推定モデルを使用して油圧サーボバルブ100の状態を推定する段階の手順を説明する。油圧サーボバルブ100を搭載した船舶2が航行するときに、油圧サーボバルブ100の動作に関連するデータがログデータ記憶装置90に記録される(ステップS20)。状態推定装置400の検知情報取得部401は、ログデータ記憶装置90に記録された検知情報を取得する(ステップS22)。状態推定部402は、取得された検知情報に基づいて、推定モデルを使用して油圧サーボバルブ100の状態を推定する(ステップS24)。推定結果出力部403は、推定結果を出力する(ステップS26)。 Next, the procedure for estimating the state of the hydraulic servo valve 100 using the estimation model will be described. When the ship 2 equipped with the hydraulic servo valve 100 is sailing, data related to the operation of the hydraulic servo valve 100 is recorded in the log data storage device 90 (step S20). The detection information acquisition unit 401 of the state estimation device 400 acquires the detection information recorded in the log data storage device 90 (step S22). The state estimation unit 402 estimates the state of the hydraulic servo valve 100 using the estimation model based on the acquired detection information (step S24). The estimation result output unit 403 outputs the estimation result (step S26).

本実施形態の管理システムの具体的な実施例について説明する。 A specific example of the management system of this embodiment will be described.

[実施例1:内部油漏れ量の推定]
パイロットバルブ10が長時間使用されると、弁体14が摩耗してバルブとしての節度が低下し、中立モードでも、Aポート16a、Pポート16pおよびTポート16tが互いに僅かに連通するようになる。中立モードにおいて作動油48がPポート16pからAポート16aに漏出すると、作動油受入部22aの油圧が徐々に上昇してエンジン80への燃料供給量が増加し、エンジン80の燃費の悪化を引き起こす。また、中立モードにおいて作動油48がAポート16aからTポート16tに漏出すると、作動油受入部22aの油圧が徐々に低下してエンジン80への燃料供給量が減少し、エンジン80の出力低下を引き起こす。作動油48の漏れ量が許容量を超えると、油圧サーボバルブ100は正常に機能しなくなり故障に至る。漏れ量を高精度で推定できれば、漏れ量が許容量を超える前に油圧サーボバルブ100を交換または修理して、予期せぬ故障を回避できる。
[Example 1: Estimation of Internal Oil Leakage Amount]
When the pilot valve 10 is used for a long time, the valve body 14 wears and the moderation of the valve decreases, and even in the neutral mode, the A port 16a, the P port 16p, and the T port 16t communicate with each other slightly. When the hydraulic oil 48 leaks from the P port 16p to the A port 16a in the neutral mode, the hydraulic pressure of the hydraulic oil receiving section 22a gradually increases, the amount of fuel supplied to the engine 80 increases, and the fuel efficiency of the engine 80 deteriorates. Also, when the hydraulic oil 48 leaks from the A port 16a to the T port 16t in the neutral mode, the hydraulic pressure of the hydraulic oil receiving section 22a gradually decreases, the amount of fuel supplied to the engine 80 decreases, and the output of the engine 80 decreases. When the amount of leakage of the hydraulic oil 48 exceeds the allowable amount, the hydraulic servo valve 100 does not function normally and breaks down. If the amount of leakage can be estimated with high accuracy, the hydraulic servo valve 100 can be replaced or repaired before the amount of leakage exceeds the allowable amount, thereby avoiding unexpected breakdowns.

前述したように、油圧サーボバルブ100が正常に動作している場合、パイロットバルブ10のスプール12が中立位置にあるときにメインバルブ20のスプール28は静止するが、作動油48の漏れ量が増大すると、パイロットバルブ10のスプール12が中立位置にあるときにもメインバルブ20のスプール28が移動する。本発明者らの実験により、パイロットバルブ10のスプール12が中立位置にあるときのメインバルブ20のスプール28の移動速度と作動油48の漏れ量との間に強い相関関係があることが分かっている。したがって、パイロットバルブ10のスプール12が中立位置にあるときのメインバルブ20のスプール28の移動速度から、パイロットバルブ10における内部油漏れ量を推定することができる。 As described above, when the hydraulic servo valve 100 is operating normally, the spool 28 of the main valve 20 is stationary when the spool 12 of the pilot valve 10 is in the neutral position. However, if the amount of leakage of the hydraulic oil 48 increases, the spool 28 of the main valve 20 moves even when the spool 12 of the pilot valve 10 is in the neutral position. Experiments by the inventors have shown that there is a strong correlation between the moving speed of the spool 28 of the main valve 20 when the spool 12 of the pilot valve 10 is in the neutral position and the amount of leakage of the hydraulic oil 48. Therefore, the amount of internal oil leakage in the pilot valve 10 can be estimated from the moving speed of the spool 28 of the main valve 20 when the spool 12 of the pilot valve 10 is in the neutral position.

[実施例1-1]
図8は、実施例1-1に係る学習装置と状態推定装置の構成を示す。本実施例の学習装置300において、学習データ取得部301は、パイロットバルブ実スプール位置310、メインバルブ実スプール位置311、および内部油漏れ量実測値312を学習データとして取得する。
[Example 1-1]
8 shows the configuration of a learning device and a state estimation device according to Example 1-1. In a learning device 300 of this example, a learning data acquisition unit 301 acquires an actual pilot valve spool position 310, an actual main valve spool position 311, and an actual measured internal oil leakage amount value 312 as learning data.

パイロットバルブ実スプール位置310と、メインバルブ実スプール位置311は、内部油漏れ量が実測された時点の前または後の所定期間内に油圧サーボバルブ100が使用されたときの時系列データである。この時系列データは、エンジン80の回転動作の1~数周期分の時系列データであってもよい。エンジン80の回転動作の1周期中に少なくとも数回はパイロットバルブ10のスプール12の位置が中立位置になるので、1周期分のパイロットバルブ実スプール位置310およびメインバルブ実スプール位置311の時系列データは、パイロットバルブ10のスプール12が中立位置にあるときのメインバルブ20のスプール28の移動速度を示す情報を含んでいる。 The pilot valve actual spool position 310 and the main valve actual spool position 311 are time series data when the hydraulic servo valve 100 is used within a specified period before or after the internal oil leakage amount is measured. This time series data may be time series data for one to several cycles of the rotational operation of the engine 80. Since the position of the spool 12 of the pilot valve 10 is in the neutral position at least several times during one cycle of the rotational operation of the engine 80, the time series data of the pilot valve actual spool position 310 and the main valve actual spool position 311 for one cycle includes information indicating the moving speed of the spool 28 of the main valve 20 when the spool 12 of the pilot valve 10 is in the neutral position.

内部油漏れ量実測値312は、油圧サーボバルブ100における内部油漏れ量の値である。学習データとしてログデータまたは試験データを使用する場合、内部油漏れ量実測値312は、流量計などにより実測された内部油漏れ量の値である。内部油漏れ量は油圧サーボバルブ100の使用中に急激には変化しないと考えられるので、内部油漏れ量が実測された時点の前または後の所定期間には、実測された量の作動油48が内部で漏れている状態で油圧サーボバルブ100が使用されたとみなし、その所定期間に記録されたパイロットバルブ実スプール位置310およびメインバルブ実スプール位置311と内部油漏れ量実測値312とを対応づけて学習データとする。所定期間は、油圧サーボバルブ100の使用中に内部油漏れ量が同程度のまま変わらない期間であればよく、油圧サーボバルブ100の使用時間、エンジン80の動作時間、エンジン80の回転数などにより規定されてもよい。学習データとしてシミュレーションデータを使用する場合、内部油漏れ量実測値312は、シミュレーション条件としてシミュレータに入力された内部油漏れ量の値である。 The measured internal oil leakage amount 312 is the value of the internal oil leakage amount in the hydraulic servo valve 100. When log data or test data is used as the learning data, the measured internal oil leakage amount 312 is the value of the internal oil leakage amount actually measured by a flow meter or the like. Since it is considered that the internal oil leakage amount does not change suddenly during the use of the hydraulic servo valve 100, it is assumed that the hydraulic servo valve 100 was used in a state in which the measured amount of hydraulic oil 48 was leaking inside during a predetermined period before or after the time when the internal oil leakage amount was actually measured, and the actual pilot valve spool position 310 and the actual main valve spool position 311 recorded during that predetermined period are associated with the measured internal oil leakage amount 312 to form the learning data. The predetermined period may be a period during which the amount of internal oil leakage remains the same during the use of the hydraulic servo valve 100, and may be determined by the use time of the hydraulic servo valve 100, the operation time of the engine 80, the rotation speed of the engine 80, etc. When simulation data is used as learning data, the actual internal oil leakage amount 312 is the value of the internal oil leakage amount input to the simulator as a simulation condition.

内部油漏れ量推定モデル生成部313は、学習データ取得部301により取得された学習データを使用して、状態推定装置400において油圧サーボバルブ100の内部油漏れ量を推定するために使用される内部油漏れ量推定モデルを生成する。内部油漏れ量推定モデルは、パイロットバルブ実スプール位置310およびメインバルブ実スプール位置311の所定期間の時系列データを入力層に入力し、油圧サーボバルブ100の内部油漏れ量を出力層から出力するニューラルネットワークなどであってもよい。この場合、内部油漏れ量推定モデル生成部313は、パイロットバルブ実スプール位置310およびメインバルブ実スプール位置311の所定期間の時系列データを入力層に入力したときに、内部油漏れ量実測値312に近似する値が出力層から出力されるようにニューラルネットワークの中間層を調整することにより、内部油漏れ量推定モデルを学習する。 The internal oil leakage amount estimation model generating unit 313 uses the learning data acquired by the learning data acquiring unit 301 to generate an internal oil leakage amount estimation model used to estimate the internal oil leakage amount of the hydraulic servo valve 100 in the state estimation device 400. The internal oil leakage amount estimation model may be a neural network that inputs time series data of the pilot valve actual spool position 310 and the main valve actual spool position 311 for a predetermined period to the input layer and outputs the internal oil leakage amount of the hydraulic servo valve 100 from the output layer. In this case, the internal oil leakage amount estimation model generating unit 313 learns the internal oil leakage amount estimation model by adjusting the intermediate layer of the neural network so that when the time series data of the pilot valve actual spool position 310 and the main valve actual spool position 311 for a predetermined period is input to the input layer, a value approximating the internal oil leakage amount actual measurement value 312 is output from the output layer.

内部油漏れ量推定モデル提供部314は、内部油漏れ量推定モデル生成部313により生成された内部油漏れ量推定モデルを状態推定装置400に提供する。 The internal oil leakage amount estimation model providing unit 314 provides the internal oil leakage amount estimation model generated by the internal oil leakage amount estimation model generating unit 313 to the state estimation device 400.

検知情報取得部401は、パイロットバルブ実スプール位置410およびメインバルブ実スプール位置411を検知情報として取得する。この検知情報は、内部油漏れ量推定モデルを生成するために使用した学習データと同じ所定期間の時系列データである。 The detection information acquisition unit 401 acquires the pilot valve actual spool position 410 and the main valve actual spool position 411 as detection information. This detection information is time series data for a predetermined period of time that is the same as the learning data used to generate the internal oil leakage amount estimation model.

内部油漏れ量推定部412は、学習装置300により生成された内部油漏れ量推定モデルを使用して、油圧サーボバルブ100の内部油漏れ量を推定する。内部油漏れ量推定部412は、検知情報取得部401により取得されたパイロットバルブ実スプール位置410およびメインバルブ実スプール位置411の時系列データを内部油漏れ量推定モデルに入力し、内部油漏れ量推定モデルから出力される内部油漏れ量を推定結果として取得する。 The internal oil leakage amount estimation unit 412 estimates the internal oil leakage amount of the hydraulic servo valve 100 using the internal oil leakage amount estimation model generated by the learning device 300. The internal oil leakage amount estimation unit 412 inputs the time series data of the pilot valve actual spool position 410 and the main valve actual spool position 411 acquired by the detection information acquisition unit 401 into the internal oil leakage amount estimation model, and acquires the internal oil leakage amount output from the internal oil leakage amount estimation model as an estimation result.

内部油漏れ量推定値出力部413は、内部油漏れ量推定部412により推定された内部油漏れ量の推定値を出力する。内部油漏れ量推定値出力部413は、油圧サーボバルブ100が異常な状態にあると推定された場合に、その旨を報知してもよい。異常な状態であるか否かは、内部油漏れ量推定部412により出力された内部油漏れ量の値が、所定の閾値以上であるか否かによって判定されてもよいし、内部油漏れ量の初期値からの変化量が所定の閾値以上になったか否かによって判定されてもよい。また、内部油漏れ量推定値出力部413は、同一のエンジン80の複数の気筒81に対応して設けられている複数の油圧サーボバルブ100の内部油漏れ量の値を比較することにより、油圧サーボバルブ100が異常な状態であるか否かを判定してもよい。例えば、特定の油圧サーボバルブ100の内部油漏れ量の値が、複数の油圧サーボバルブ100の内部油漏れ量の平均値から大きく外れている場合に、その油圧サーボバルブ100が異常な状態にあると判定してもよい。複数の油圧サーボバルブ100のそれぞれの内部油漏れ量の偏差値を算出し、偏差値が所定の閾値、例えば80以上または30未満である油圧サーボバルブ100が異常な状態にあると判定してもよい。 The internal oil leakage amount estimated value output unit 413 outputs an estimated value of the internal oil leakage amount estimated by the internal oil leakage amount estimation unit 412. When it is estimated that the hydraulic servo valve 100 is in an abnormal state, the internal oil leakage amount estimated value output unit 413 may notify that fact. Whether or not the hydraulic servo valve 100 is in an abnormal state may be determined based on whether or not the value of the internal oil leakage amount output by the internal oil leakage amount estimation unit 412 is equal to or greater than a predetermined threshold value, or whether or not the change amount from the initial value of the internal oil leakage amount is equal to or greater than a predetermined threshold value. In addition, the internal oil leakage amount estimated value output unit 413 may determine whether or not the hydraulic servo valve 100 is in an abnormal state by comparing the values of the internal oil leakage amounts of multiple hydraulic servo valves 100 provided corresponding to multiple cylinders 81 of the same engine 80. For example, when the value of the internal oil leakage amount of a specific hydraulic servo valve 100 is significantly different from the average value of the internal oil leakage amounts of the multiple hydraulic servo valves 100, the hydraulic servo valve 100 may be determined to be in an abnormal state. The deviation value of the internal oil leakage amount of each of the multiple hydraulic servo valves 100 may be calculated, and the hydraulic servo valves 100 whose deviation value is equal to or greater than a predetermined threshold value, for example, 80 or less than 30, may be determined to be in an abnormal state.

[実施例1-2]
図9は、実施例1-2に係る学習装置と状態推定装置の構成を示す。実施例1-2の学習装置300は、図8に示した実施例1-1の学習装置300の構成に加えて、特徴量算出部315を備える。また、実施例1-2の状態推定装置400は、図8に示した実施例1-1の状態推定装置400の構成に加えて、特徴量算出部414を備える。実施例1-1と異なる点について主に説明する。それ以外の点は実施例1-1と同様である。
[Example 1-2]
Fig. 9 shows the configurations of a learning device and a state estimation device according to Example 1-2. The learning device 300 of Example 1-2 includes a feature calculation unit 315 in addition to the configuration of the learning device 300 of Example 1-1 shown in Fig. 8. Moreover, the state estimation device 400 of Example 1-2 includes a feature calculation unit 414 in addition to the configuration of the state estimation device 400 of Example 1-1 shown in Fig. 8. The following mainly describes the differences from Example 1-1. Other points are the same as those of Example 1-1.

学習装置300の特徴量算出部315は、学習データ取得部301により取得されたパイロットバルブ実スプール位置310またはメインバルブ実スプール位置311から、内部油漏れ量と相関のある特徴量を算出する。上述したように、内部油漏れ量は、パイロットバルブ10のスプール12が中立位置にあるときのメインバルブ20のスプール28の移動速度と相関があることが本発明者らの実験によって明らかになっているので、特徴量算出部315は、パイロットバルブ実スプール位置310が中立位置にある期間のメインバルブ実スプール位置311から、メインバルブ20のスプール28の移動速度を算出する。パイロットバルブ10のスプール12が中立位置に移動してから、メインバルブ20への作動油の供給が止まってメインバルブ20のスプール28の位置が静止するまでにタイムラグがある場合は、特徴量算出部315はタイムラグを調整してからメインバルブ20のスプール28の移動速度を算出してもよい。タイムラグの調整量は、油圧サーボバルブ100の種類や、温度、作動油48の圧力、エンジン80の回転数、負荷、排気温度などの油圧サーボバルブ100が使用される環境などに応じて、実験などによって予め定められていてもよい。 The feature calculation unit 315 of the learning device 300 calculates a feature correlated with the amount of internal oil leakage from the pilot valve actual spool position 310 or the main valve actual spool position 311 acquired by the learning data acquisition unit 301. As described above, the inventors' experiments have revealed that the amount of internal oil leakage is correlated with the moving speed of the spool 28 of the main valve 20 when the spool 12 of the pilot valve 10 is in the neutral position. Therefore, the feature calculation unit 315 calculates the moving speed of the spool 28 of the main valve 20 from the main valve actual spool position 311 during the period when the pilot valve actual spool position 310 is in the neutral position. If there is a time lag between when the spool 12 of the pilot valve 10 moves to the neutral position and when the supply of hydraulic oil to the main valve 20 stops and the position of the spool 28 of the main valve 20 stops, the feature calculation unit 315 may adjust the time lag before calculating the moving speed of the spool 28 of the main valve 20. The amount of time lag adjustment may be determined in advance through experiments or the like depending on the type of hydraulic servo valve 100 and the environment in which the hydraulic servo valve 100 is used, such as the temperature, pressure of the hydraulic oil 48, the engine 80 RPM, load, and exhaust temperature.

内部油漏れ量推定モデル生成部313は、学習データ取得部301により取得された学習データと特徴量算出部315により算出された特徴量を使用して、内部油漏れ量推定モデルを生成する。内部油漏れ量推定モデル生成部313は、内部油漏れ量実測値312と特徴量算出部315により算出された特徴量を使用して内部油漏れ量推定モデルを生成してもよい。例えば、内部油漏れ量推定モデルは、特徴量を入力変数として内部油漏れ量を算出する数式であってもよい。この場合、内部油漏れ量推定モデル生成部313は、回帰分析などの統計的手法により数式を生成してもよい。内部油漏れ量推定モデル生成部313は、パイロットバルブ実スプール位置310、メインバルブ実スプール位置311、および特徴量を使用して内部油漏れ量推定モデルを生成してもよい。例えば、内部油漏れ量推定モデルは、パイロットバルブ実スプール位置310およびメインバルブ実スプール位置311の所定期間の時系列データと、その所定期間における特徴量を入力層に入力し、内部油漏れ量を出力層から出力するニューラルネットワークなどであってもよい。この場合、内部油漏れ量推定モデル生成部313は、パイロットバルブ実スプール位置310およびメインバルブ実スプール位置311の所定期間の時系列データと、その所定期間における特徴量を入力層に入力したときに、内部油漏れ量実測値312に近似する値が出力層から出力されるようにニューラルネットワークの中間層を調整することにより、内部油漏れ量推定モデルを学習する。 The internal oil leakage amount estimation model generation unit 313 generates an internal oil leakage amount estimation model using the learning data acquired by the learning data acquisition unit 301 and the feature amount calculated by the feature amount calculation unit 315. The internal oil leakage amount estimation model generation unit 313 may generate an internal oil leakage amount estimation model using the internal oil leakage amount actual measurement value 312 and the feature amount calculated by the feature amount calculation unit 315. For example, the internal oil leakage amount estimation model may be a formula that calculates the internal oil leakage amount using the feature amount as an input variable. In this case, the internal oil leakage amount estimation model generation unit 313 may generate a formula by a statistical method such as regression analysis. The internal oil leakage amount estimation model generation unit 313 may generate an internal oil leakage amount estimation model using the pilot valve actual spool position 310, the main valve actual spool position 311, and the feature amount. For example, the internal oil leakage amount estimation model may be a neural network that inputs time series data of the pilot valve actual spool position 310 and the main valve actual spool position 311 for a predetermined period and feature values for the predetermined period into an input layer and outputs the internal oil leakage amount from an output layer. In this case, the internal oil leakage amount estimation model generation unit 313 learns the internal oil leakage amount estimation model by adjusting the intermediate layer of the neural network so that when the time series data of the pilot valve actual spool position 310 and the main valve actual spool position 311 for a predetermined period and feature values for the predetermined period are input into the input layer, a value that is close to the actual internal oil leakage amount value 312 is output from the output layer.

状態推定装置400の特徴量算出部414は、内部油漏れ量推定部412が使用する内部油漏れ量推定モデルが生成されたときに特徴量算出部315が特徴量を算出した方法と同じ方法で、検知情報取得部401により取得されたパイロットバルブ実スプール位置410またはメインバルブ実スプール位置411から特徴量を算出する。内部油漏れ量推定モデルが生成されたときに使用された学習データとは異なる環境において使用された油圧サーボバルブ100のパイロットバルブ実スプール位置410およびメインバルブ実スプール位置411が検知情報取得部401により取得された場合は、特徴量算出部414は環境の差異を調整してから特徴量を算出してもよい。例えば、環境に応じてタイムラグの調整量を変更してもよい。これにより、内部油漏れ量の推定のロバスト性を向上させることができる。 The feature calculation unit 414 of the state estimation device 400 calculates the feature from the pilot valve actual spool position 410 or the main valve actual spool position 411 acquired by the detection information acquisition unit 401 in the same manner as the feature calculation unit 315 calculated the feature when the internal oil leakage amount estimation model used by the internal oil leakage amount estimation unit 412 was generated. If the pilot valve actual spool position 410 and the main valve actual spool position 411 of the hydraulic servo valve 100 used in an environment different from the learning data used when the internal oil leakage amount estimation model was generated are acquired by the detection information acquisition unit 401, the feature calculation unit 414 may calculate the feature after adjusting for the difference in the environment. For example, the adjustment amount of the time lag may be changed depending on the environment. This can improve the robustness of the estimation of the internal oil leakage amount.

[実施例1-3]
図10は、実施例1-3に係る学習装置と状態推定装置の構成を示す。図9に示した実施例1-2の学習装置300では、学習データ取得部301がパイロットバルブ実スプール位置310を取得したが、実施例1-3の学習装置300では、学習データ取得部301がパイロットバルブ実スプール位置310に代えてパイロットバルブ目標スプール位置316を取得する。また、図9に示した実施例1-2の状態推定装置400では、検知情報取得部401がパイロットバルブ実スプール位置410を取得したが、実施例1-3の状態推定装置400では、検知情報取得部401がパイロットバルブ実スプール位置410に代えてパイロットバルブ目標スプール位置415を取得する。実施例1-2と異なる点について主に説明する。それ以外の点は実施例1-1または1-2と同様である。
[Examples 1-3]
FIG. 10 shows the configuration of the learning device and state estimation device according to Example 1-3. In the learning device 300 of Example 1-2 shown in FIG. 9, the learning data acquisition unit 301 acquires the pilot valve actual spool position 310, but in the learning device 300 of Example 1-3, the learning data acquisition unit 301 acquires the pilot valve target spool position 316 instead of the pilot valve actual spool position 310. Also, in the state estimation device 400 of Example 1-2 shown in FIG. 9, the detection information acquisition unit 401 acquires the pilot valve actual spool position 410, but in the state estimation device 400 of Example 1-3, the detection information acquisition unit 401 acquires the pilot valve target spool position 415 instead of the pilot valve actual spool position 410. The following mainly describes the differences from Example 1-2. Other points are the same as those of Example 1-1 or 1-2.

前述したように、ログデータ記憶装置90の接続位置によっては、油圧サーボバルブ100が使用されているときのパイロットバルブ実スプール位置を記録できない場合がある。この場合、学習データおよび検知情報として、パイロットバルブ目標スプール位置をパイロットバルブ実スプール位置に代えて使用する。これにより、ログデータ記憶装置90の接続位置によらずに取得可能なデータを使用して、内部油漏れ量推定モデルを生成することができるとともに、その内部油漏れ量推定モデルを使用して内部油漏れ量を推定することができる。図10の例では、実施例1-2と同様に特徴量算出部315および特徴量算出部414が設けられているが、実施例1-1と同様に特徴量算出部が設けられなくてもよい。 As mentioned above, depending on the connection position of the log data storage device 90, it may not be possible to record the actual pilot valve spool position when the hydraulic servo valve 100 is in use. In this case, the pilot valve target spool position is used instead of the actual pilot valve spool position as the learning data and detection information. This makes it possible to generate an internal oil leakage amount estimation model using data that can be obtained regardless of the connection position of the log data storage device 90, and to estimate the internal oil leakage amount using the internal oil leakage amount estimation model. In the example of FIG. 10, a feature amount calculation unit 315 and a feature amount calculation unit 414 are provided as in Example 1-2, but a feature amount calculation unit may not be provided as in Example 1-1.

[実施例1-4]
図11は、実施例1-4に係る学習装置と状態推定装置の構成を示す。実施例1-4の学習装置300は、図10に示した実施例1-3の学習装置300の構成に加えて、オフセット時間算出部319を備える。また、実施例1-4の学習装置300では、学習データ取得部301がコイル駆動電圧317およびパイロットバルブ物理パラメータ318をさらに取得する。また、実施例1-4の状態推定装置400では、検知情報取得部401がコイル駆動電圧416をさらに取得する。実施例1-3と異なる点について主に説明する。それ以外の点は実施例1-1~1-3と同様である。
[Examples 1 to 4]
Fig. 11 shows the configuration of a learning device and a state estimation device according to Example 1-4. The learning device 300 of Example 1-4 includes an offset time calculation unit 319 in addition to the configuration of the learning device 300 of Example 1-3 shown in Fig. 10. Furthermore, in the learning device 300 of Example 1-4, the learning data acquisition unit 301 further acquires a coil drive voltage 317 and a pilot valve physical parameter 318. Furthermore, in the state estimation device 400 of Example 1-4, the detection information acquisition unit 401 further acquires a coil drive voltage 416. The following mainly describes the differences from Example 1-3. Other points are the same as those of Examples 1-1 to 1-3.

サーボバルブ制御装置110からパイロットバルブ10にスプール12の目標位置の指令信号が入力されてから、スプール駆動部18のコイルに電流が供給され、スプール12が実際に目標位置に到達するまでにはタイムラグがある。したがって、パイロットバルブ目標スプール位置316をパイロットバルブ実スプール位置310に代えて学習データとして使用する場合、パイロットバルブ10のスプール12の実位置がパイロットバルブ目標スプール位置316に追従するまでに要するオフセット時間を調整することにより、パイロットバルブ10のスプール12が実際に中立位置に追従したときのメインバルブ20のスプール28の位置に基づいて内部油漏れ量推定モデルを生成することができるので、内部油漏れ量推定モデルの精度を向上させることができる。 There is a time lag between when a command signal for the target position of the spool 12 is input from the servo valve control device 110 to the pilot valve 10, when a current is supplied to the coil of the spool drive unit 18, and when the spool 12 actually reaches the target position. Therefore, when the pilot valve target spool position 316 is used as learning data instead of the pilot valve actual spool position 310, by adjusting the offset time required for the actual position of the spool 12 of the pilot valve 10 to follow the pilot valve target spool position 316, an internal oil leakage amount estimation model can be generated based on the position of the spool 28 of the main valve 20 when the spool 12 of the pilot valve 10 actually follows the neutral position, thereby improving the accuracy of the internal oil leakage amount estimation model.

オフセット時間算出部319は、コイル駆動電圧317とパイロットバルブ物理パラメータ318に基づいて、オフセット時間を算出する。パイロットバルブ物理パラメータ318は、例えば、スプール駆動部18の駆動回路を構成する素子の抵抗値、コイルのインダクタンス、スプール12の質量、本体部10bとスプール12との間の摩擦係数などの物理量を含む。オフセット時間算出部319は、これらの物理パラメータとコイル駆動電圧317とを含む運動方程式からオフセット時間を算出する。パイロットバルブ10のスプール12の位置、移動方向、移動速度などに応じてオフセット時間が異なりうる場合は、これらのデータをさらに使用してオフセット時間を算出してもよい。 The offset time calculation unit 319 calculates the offset time based on the coil drive voltage 317 and the pilot valve physical parameters 318. The pilot valve physical parameters 318 include physical quantities such as the resistance value of the elements constituting the drive circuit of the spool drive unit 18, the inductance of the coil, the mass of the spool 12, and the friction coefficient between the main body 10b and the spool 12. The offset time calculation unit 319 calculates the offset time from an equation of motion including these physical parameters and the coil drive voltage 317. If the offset time may vary depending on the position, movement direction, movement speed, etc. of the spool 12 of the pilot valve 10, these data may also be used to calculate the offset time.

学習装置300が、特定の種類の油圧サーボバルブ100の内部油漏れ量を推定するための内部油漏れ量推定モデルを生成する場合は、パイロットバルブ物理パラメータ318は定数として扱われてもよい。これにより、パイロットバルブ物理パラメータ318が記録されていないログデータも学習データとして使用することができる。パイロットバルブ物理パラメータ318として、油圧サーボバルブ100の種類に応じて予め定められた定数が使用されてもよい。パイロットバルブ物理パラメータ318として、油圧サーボバルブ100の出荷時に測定された物理パラメータが使用されてもよい。これにより、油圧サーボバルブ100の個体差によるパイロットバルブの物理パラメータのばらつきの影響を抑え、より精確にオフセット時間を算出することができる。パイロットバルブ物理パラメータ318として、油圧サーボバルブ100のオーバーホールなどの保守時に測定された物理パラメータが使用されてもよい。これにより、パイロットバルブ10の経年変化の影響を抑え、より精確にオフセット時間を算出することができる。 When the learning device 300 generates an internal oil leakage amount estimation model for estimating the internal oil leakage amount of a specific type of hydraulic servo valve 100, the pilot valve physical parameter 318 may be treated as a constant. As a result, log data in which the pilot valve physical parameter 318 is not recorded can also be used as learning data. A constant that is predetermined according to the type of hydraulic servo valve 100 may be used as the pilot valve physical parameter 318. A physical parameter measured at the time of shipment of the hydraulic servo valve 100 may be used as the pilot valve physical parameter 318. As a result, the influence of the variation in the physical parameters of the pilot valve due to the individual difference of the hydraulic servo valve 100 can be suppressed, and the offset time can be calculated more accurately. As the pilot valve physical parameter 318, a physical parameter measured at the time of maintenance such as an overhaul of the hydraulic servo valve 100 may be used. As a result, the influence of the aging of the pilot valve 10 can be suppressed, and the offset time can be calculated more accurately.

内部油漏れ量推定モデル生成部313は、実施例1-1または1-2と同様に、パイロットバルブ実スプール位置410およびメインバルブ実スプール位置411を入力して内部油漏れ量を出力する内部油漏れ量推定モデルを生成してもよいし、実施例1-3と同様に、パイロットバルブ目標スプール位置415およびメインバルブ実スプール位置411を入力して内部油漏れ量を出力する内部油漏れ量推定モデルを生成してもよいし、パイロットバルブ目標スプール位置415、メインバルブ実スプール位置411、およびコイル駆動電圧416を入力して内部油漏れ量を出力する内部油漏れ量推定モデルを生成してもよいし、それらに加えてパイロットバルブ物理パラメータまたはオフセット時間をさらに入力して内部油漏れ量を出力する内部油漏れ量推定モデルを生成してもよい。本図の例では、内部油漏れ量推定モデルは、パイロットバルブ目標スプール位置415、メインバルブ実スプール位置411、およびコイル駆動電圧416を入力して内部油漏れ量を出力する。サーボバルブ制御装置110の電源回路120からコイルに供給されるコイル駆動電圧416は、エンジン80の回転数などによって変動しうるので、パイロットバルブ目標スプール位置415およびメインバルブ実スプール位置411に加えてコイル駆動電圧416を入力して内部油漏れ量を出力する内部油漏れ量推定モデルを生成することにより、オフセット時間の変動の影響を抑え、推定精度を向上させることができる。 The internal oil leakage amount estimation model generation unit 313 may generate an internal oil leakage amount estimation model that inputs the pilot valve actual spool position 410 and the main valve actual spool position 411 and outputs the internal oil leakage amount, as in Example 1-1 or 1-2, or may generate an internal oil leakage amount estimation model that inputs the pilot valve target spool position 415 and the main valve actual spool position 411 and outputs the internal oil leakage amount, as in Example 1-3, or may generate an internal oil leakage amount estimation model that inputs the pilot valve target spool position 415, the main valve actual spool position 411, and the coil drive voltage 416 and outputs the internal oil leakage amount, or may generate an internal oil leakage amount estimation model that further inputs pilot valve physical parameters or offset time in addition to them and outputs the internal oil leakage amount. In the example of this figure, the internal oil leakage amount estimation model inputs the pilot valve target spool position 415, the main valve actual spool position 411, and the coil drive voltage 416 and outputs the internal oil leakage amount. The coil drive voltage 416 supplied to the coil from the power supply circuit 120 of the servo valve control device 110 can vary depending on the engine 80 rotation speed, etc., so by generating an internal oil leakage estimation model that inputs the coil drive voltage 416 in addition to the pilot valve target spool position 415 and the main valve actual spool position 411 and outputs the internal oil leakage amount, the effect of fluctuations in the offset time can be suppressed and the estimation accuracy can be improved.

状態推定装置400の検知情報取得部401は、内部油漏れ量推定部412が使用する内部油漏れ量推定モデルに入力を要する検知情報を取得する。本図の例では、検知情報取得部401は、パイロットバルブ目標スプール位置415、メインバルブ実スプール位置411、およびコイル駆動電圧416を取得する。内部油漏れ量推定モデルにパイロットバルブ物理パラメータを入力する必要がある場合は、検知情報取得部401は、パイロットバルブ物理パラメータをさらに取得してもよい。または、内部油漏れ量推定部412は、内部油漏れ量を推定する対象となる油圧サーボバルブ100の種類に応じた物理パラメータを予め保持しておいてもよい。また、内部油漏れ量推定モデルにオフセット時間を入力する必要がある場合は、検知情報取得部401は、オフセット時間をさらに取得してもよい。または、状態推定装置400は、コイル駆動電圧416やパイロットバルブ物理パラメータなどに基づいてオフセット時間を算出するオフセット時間算出部をさらに備えてもよい。 The detection information acquisition unit 401 of the state estimation device 400 acquires detection information that needs to be input to the internal oil leakage amount estimation model used by the internal oil leakage amount estimation unit 412. In the example of this figure, the detection information acquisition unit 401 acquires the pilot valve target spool position 415, the main valve actual spool position 411, and the coil drive voltage 416. If it is necessary to input pilot valve physical parameters to the internal oil leakage amount estimation model, the detection information acquisition unit 401 may further acquire pilot valve physical parameters. Alternatively, the internal oil leakage amount estimation unit 412 may hold in advance physical parameters according to the type of hydraulic servo valve 100 to be estimated for the internal oil leakage amount. Also, if it is necessary to input an offset time to the internal oil leakage amount estimation model, the detection information acquisition unit 401 may further acquire the offset time. Alternatively, the state estimation device 400 may further include an offset time calculation unit that calculates the offset time based on the coil drive voltage 416, the pilot valve physical parameters, etc.

[実施例1-5]
図12は、実施例1-5に係る学習装置と状態推定装置の構成を示す。実施例1-5の学習装置300は、図8に示した実施例1-1の学習装置300の構成に加えて、データ選択部320を備える。また、実施例1-5の学習装置300は、図8に示した実施例1-1の状態推定装置400の構成に加えて、データ選択部417を備える。実施例1-1と異なる点について主に説明する。それ以外の点は実施例1-1~1-4と同様である。
[Examples 1 to 5]
Fig. 12 shows the configurations of a learning device and a state estimation device according to Example 1-5. The learning device 300 of Example 1-5 includes a data selection unit 320 in addition to the configuration of the learning device 300 of Example 1-1 shown in Fig. 8. Furthermore, the learning device 300 of Example 1-5 includes a data selection unit 417 in addition to the configuration of the state estimation device 400 of Example 1-1 shown in Fig. 8. The following mainly describes the differences from Example 1-1. Other points are the same as those of Examples 1-1 to 1-4.

本実施例では、内部油漏れ量推定モデルによる推定精度を向上させるために、状態推定装置400が内部油漏れ量を推定する対象となる油圧サーボバルブ100が使用される環境と同様の環境で油圧サーボバルブ100が使用されたときのログデータを使用して内部油漏れ量推定モデルを生成する。これにより、環境の影響を抑え、内部油漏れ量の推定のロバスト性を向上させることができる。 In this embodiment, in order to improve the estimation accuracy of the internal oil leakage amount estimation model, the state estimation device 400 generates the internal oil leakage amount estimation model using log data obtained when the hydraulic servo valve 100 is used in an environment similar to the environment in which the hydraulic servo valve 100 for which the internal oil leakage amount is to be estimated is used. This makes it possible to reduce the influence of the environment and improve the robustness of the estimation of the internal oil leakage amount.

データ選択部320は、学習データ取得部301により取得された学習データの中から、特定の環境において油圧サーボバルブ100が使用されたときに記録された学習データを選択する。データ選択部320は、ログデータ、試験データ、シミュレーションデータなどに含まれる油圧サーボバルブ100の使用環境を示すデータ、例えば、エンジン80の気筒81の排気温度や圧力などを参照して、特定の環境において油圧サーボバルブ100が使用されたときに記録された学習データを選択してもよい。データ選択部320は、環境ごとに学習データを分類してもよい。この場合、環境ごとに内部油漏れ量推定モデルが生成されてもよい。ログデータ、試験データ、シミュレーションデータなどの学習データは、特定の環境において記録または生成されてもよいし、記録または生成されるときに使用環境ごとに分類されてもよい。この場合、学習データ取得部301が、特定の環境において記録、生成、または分類された学習データを取得すればよいので、データ選択部320は設けられなくてもよい。 The data selection unit 320 selects the learning data recorded when the hydraulic servo valve 100 is used in a specific environment from the learning data acquired by the learning data acquisition unit 301. The data selection unit 320 may select the learning data recorded when the hydraulic servo valve 100 is used in a specific environment by referring to data indicating the usage environment of the hydraulic servo valve 100 included in the log data, test data, simulation data, etc., such as the exhaust temperature and pressure of the cylinder 81 of the engine 80. The data selection unit 320 may classify the learning data by environment. In this case, an internal oil leakage amount estimation model may be generated for each environment. The learning data such as the log data, test data, and simulation data may be recorded or generated in a specific environment, or may be classified by usage environment when recorded or generated. In this case, the learning data acquisition unit 301 only needs to acquire the learning data recorded, generated, or classified in a specific environment, so the data selection unit 320 may not be provided.

データ選択部417は、検知情報取得部401により取得された検知情報の中から、特定の環境において油圧サーボバルブ100が使用されたときに記録された検知情報を選択する。データ選択部417は、内部油漏れ量推定部412により使用される内部油漏れ量推定モデルが生成されたときに使用された学習データが記録された環境と同様の環境において記録された検知情報を選択してもよい。使用環境ごとに生成された複数の内部油漏れ量推定モデルが状態推定装置400に保持されている場合は、内部油漏れ量推定部412は、検知情報に含まれる油圧サーボバルブ100の使用環境を示すデータを参照して、使用する内部油漏れ量推定モデルを選択してもよい。この場合、データ選択部417は設けられなくてもよい。 The data selection unit 417 selects detection information recorded when the hydraulic servo valve 100 was used in a specific environment from the detection information acquired by the detection information acquisition unit 401. The data selection unit 417 may select detection information recorded in an environment similar to the environment in which the learning data used when the internal oil leakage amount estimation model used by the internal oil leakage amount estimation unit 412 was generated was recorded. When multiple internal oil leakage amount estimation models generated for each usage environment are stored in the state estimation device 400, the internal oil leakage amount estimation unit 412 may select the internal oil leakage amount estimation model to be used by referring to data indicating the usage environment of the hydraulic servo valve 100 contained in the detection information. In this case, the data selection unit 417 may not be provided.

特定のパターンでパイロットバルブ10のスプール12を動作させる試験モードにおいて油圧サーボバルブ100が動作されたときに記録された学習データを使用して内部油漏れ量推定モデルが生成されてもよい。この場合、状態推定装置400は、試験モードにおいて油圧サーボバルブ100が動作されたときに記録された検知情報を使用して内部油漏れ量を推定する。これにより、内部油漏れ量の推定のロバスト性を向上させることができる。 The internal oil leakage amount estimation model may be generated using learning data recorded when the hydraulic servo valve 100 is operated in a test mode in which the spool 12 of the pilot valve 10 is operated in a specific pattern. In this case, the state estimation device 400 estimates the internal oil leakage amount using the detection information recorded when the hydraulic servo valve 100 is operated in the test mode. This can improve the robustness of the estimation of the internal oil leakage amount.

使用環境の影響をさらに抑えるために、エンジン80が停止されているときに記録されたログデータ、試験データ、シミュレーションデータなどを学習データとして使用してもよい。エンジン80が停止されている間、エンジン制御装置91からサーボバルブ制御装置110には停止命令が出されているが、油圧ポンプ42により作動油48が加圧されている場合は、サーボバルブ制御装置110は、パイロットバルブ10のスプール12およびメインバルブ20のスプール28の固着を防止するために、エンジン80に燃料が供給されない程度の小振幅のパターンでパイロットバルブ10のスプール12を繰り返し移動させる。この固着防止動作の間に記録された学習データを使用して内部油漏れ量推定モデルを生成するとともに、状態推定装置400が油圧サーボバルブ100の内部油漏れ量を推定する際にも、固着防止動作の間に記録されたログデータを使用することにより、エンジン80の動作に伴う振動などの外乱の影響を抑え、推定精度を向上させることができる。固着防止動作のパターンは、正弦波パターン、鋸状波パターン、ディザパターンなどであってもよい。異なる複数のパターンにより固着防止動作が行われる場合は、特定のパターンでの固着防止動作が行われているときに記録された学習データおよび検知情報を使用してもよい。 In order to further reduce the influence of the operating environment, log data, test data, simulation data, etc. recorded when the engine 80 is stopped may be used as learning data. While the engine 80 is stopped, the engine control device 91 issues a stop command to the servo valve control device 110. However, when the hydraulic pump 42 pressurizes the hydraulic oil 48, the servo valve control device 110 repeatedly moves the spool 12 of the pilot valve 10 in a small amplitude pattern such that fuel is not supplied to the engine 80 in order to prevent the spool 12 of the pilot valve 10 and the spool 28 of the main valve 20 from sticking. The learning data recorded during this sticking prevention operation is used to generate an internal oil leakage amount estimation model, and when the state estimation device 400 estimates the internal oil leakage amount of the hydraulic servo valve 100, the log data recorded during the sticking prevention operation is also used to reduce the influence of disturbances such as vibrations accompanying the operation of the engine 80, thereby improving the estimation accuracy. The sticking prevention operation pattern may be a sine wave pattern, a sawtooth wave pattern, a dither pattern, etc. When anti-sticking operation is performed using multiple different patterns, learning data and detection information recorded when anti-sticking operation is performed using a specific pattern may be used.

[実施例1の変形例]
実施例1-1~1-5において学習データおよび検知情報として使用されたデータに加えて、エンジン回転数、エンジン負荷、作動油圧力、作動油温度などの他のデータのいずれか、またはそれらの任意の組合せが学習データおよび検知情報として使用されてもよい。これらのデータのうち、パイロットバルブ実スプール位置、パイロットバルブ目標スプール位置、メインバルブ実スプール位置などのデータに環境因子として影響を与えうるデータが選択されて使用されてもよい。これらのデータの影響が反映された内部油漏れ量推定モデルを生成することにより、内部油漏れ量の推定のロバスト性をさらに向上させることができる。
[Modification of the first embodiment]
In addition to the data used as the learning data and detection information in Examples 1-1 to 1-5, any of other data such as engine speed, engine load, hydraulic oil pressure, hydraulic oil temperature, or any combination thereof may be used as the learning data and detection information. Of these data, data that may affect data such as the pilot valve actual spool position, the pilot valve target spool position, and the main valve actual spool position as an environmental factor may be selected and used. By generating an internal oil leakage amount estimation model that reflects the influence of these data, the robustness of the estimation of the internal oil leakage amount can be further improved.

以上の実施例1-1~1-5において説明した特徴は、任意に組み合わせて適用されてもよい。 The features described in the above Examples 1-1 to 1-5 may be applied in any combination.

[実施例2:電源の故障判定]
実施例2では、電源回路120および電源回路120に電力を供給する電源の故障を判定する技術について説明する。電源または電源回路120が故障すると、油圧サーボバルブ100が正常に動作しなくなるので、エンジン80の出力低下などの異常を引き起こす。電源または電源回路120の故障を高精度で予測できれば、電源または電源回路120が故障する前に電源または電源回路120を交換または修理して、予期せぬ異常を回避できる。
[Example 2: Determining a Power Supply Failure]
In the second embodiment, a technique for determining failure of the power supply circuit 120 and the power supply that supplies power to the power supply circuit 120 will be described. If the power supply or the power supply circuit 120 fails, the hydraulic servo valve 100 will not operate normally, causing abnormalities such as a drop in the output of the engine 80. If a failure of the power supply or the power supply circuit 120 can be predicted with high accuracy, the power supply or the power supply circuit 120 can be replaced or repaired before the power supply or the power supply circuit 120 fails, thereby avoiding unexpected abnormalities.

エンジン80への燃料供給および排気を制御するための油圧サーボバルブ100は、エンジン80の駆動中に一定の動作を繰り返すので、パイロットバルブ10のスプール12またはメインバルブ20のスプール28の動作波形と電源電圧波形との間には一定のパターンがみられる。したがって、正常時における動作波形と電源電圧波形のパターンと、故障の兆候が現れている時の動作波形と電源電圧波形のパターンとの相違をモデル化することによって、電源又は電源回路120の故障を判定することができる。 The hydraulic servo valve 100 for controlling the fuel supply and exhaust to the engine 80 repeats a certain operation while the engine 80 is running, so a certain pattern is observed between the operating waveform of the spool 12 of the pilot valve 10 or the spool 28 of the main valve 20 and the power supply voltage waveform. Therefore, by modeling the difference between the operating waveform and power supply voltage waveform pattern under normal conditions and the operating waveform and power supply voltage waveform pattern when symptoms of a failure are present, a failure in the power supply or power supply circuit 120 can be determined.

図13は、実施例2に係る学習装置と状態推定装置の構成を示す。本実施例の学習装置300において、学習データ取得部301は、電源電圧321、パイロットバルブ実スプール位置310、および電源故障兆候指標値322を学習データとして取得する。 Figure 13 shows the configuration of a learning device and a state estimation device according to Example 2. In the learning device 300 of this example, the learning data acquisition unit 301 acquires the power supply voltage 321, the pilot valve actual spool position 310, and the power supply failure symptom index value 322 as learning data.

パイロットバルブ実スプール位置310は、電源故障兆候指標値322が実測された時点の前または後の所定期間内に油圧サーボバルブ100が使用されたときの時系列データである。電源電圧321は、パイロットバルブ実スプール位置310が記録されたときに電圧検出部150により検出された電源電圧の時系列データである。電源電圧321は、電源回路120への入力電圧であってもよいし、電源回路120からの出力電圧であってもよいし、それら双方であってもよい。これらの時系列データは、エンジン80の回転動作の1~数周期分の時系列データであってもよい。 The pilot valve actual spool position 310 is time series data when the hydraulic servo valve 100 is used within a specified period before or after the power supply failure symptom index value 322 is actually measured. The power supply voltage 321 is time series data of the power supply voltage detected by the voltage detection unit 150 when the pilot valve actual spool position 310 is recorded. The power supply voltage 321 may be the input voltage to the power supply circuit 120, the output voltage from the power supply circuit 120, or both. These time series data may be time series data for one to several cycles of the rotational operation of the engine 80.

電源故障兆候指標値322は、電源回路120の累積動作時間、電源回路120を構成するコンデンサなどの素子の劣化状態、電源回路120から放出されるエミッションノイズの実測値などに基づいて算出される。電源故障兆候指標値322の算出方法は、実験やフィールドテストなどによって定められてもよい。 The power supply failure symptom index value 322 is calculated based on the cumulative operating time of the power supply circuit 120, the deterioration state of elements such as the capacitors that make up the power supply circuit 120, and the actual measured value of the emission noise emitted from the power supply circuit 120. The method of calculating the power supply failure symptom index value 322 may be determined by experiments, field tests, etc.

学習データとしてログデータまたは試験データを使用する場合、電源故障兆候指標値322は、上記の変数の実測値に基づいて算出される。電源故障兆候指標値322は、油圧サーボバルブ100の使用中に急激には変化しないと考えられるので、電源故障兆候指標値322を算出するための変数が実測された時点の前または後の所定期間には、電源故障兆候指標値322は変化しないとみなし、その所定期間に記録された電源電圧321およびパイロットバルブ実スプール位置310と電源故障兆候指標値322とを対応づけて学習データとする。所定期間は、油圧サーボバルブ100の使用中に電源故障兆候指標値322が同程度のまま変わらない期間であればよく、油圧サーボバルブ100の使用時間、エンジン80の動作時間、エンジン80の回転数などにより規定されてもよい。学習データとしてシミュレーションデータを使用する場合、電源故障兆候指標値322は、シミュレーション条件としてシミュレータに入力された変数の値に基づいて算出される。 When log data or test data is used as the learning data, the power supply failure symptom index value 322 is calculated based on the actual measured values of the above variables. Since the power supply failure symptom index value 322 is not considered to change rapidly during use of the hydraulic servo valve 100, it is assumed that the power supply failure symptom index value 322 does not change during a predetermined period before or after the time when the variables for calculating the power supply failure symptom index value 322 are actually measured, and the power supply failure symptom index value 322 is associated with the power supply voltage 321 and the pilot valve actual spool position 310 recorded during the predetermined period and used as learning data. The predetermined period may be a period during which the power supply failure symptom index value 322 remains roughly the same during use of the hydraulic servo valve 100, and may be determined by the use time of the hydraulic servo valve 100, the operation time of the engine 80, the rotation speed of the engine 80, etc. When simulation data is used as the learning data, the power supply failure symptom index value 322 is calculated based on the values of the variables input to the simulator as simulation conditions.

電源故障判定モデル生成部323は、学習データ取得部301により取得された学習データを使用して、状態推定装置400において電源または電源回路120の故障を判定するために使用される電源故障判定モデルを生成する。電源故障判定モデルは、電源電圧321およびパイロットバルブ実スプール位置310の所定期間の時系列データを入力層に入力し、電源故障兆候指標値を出力層から出力するニューラルネットワークなどであってもよい。この場合、電源故障判定モデル生成部323は、電源電圧321およびパイロットバルブ実スプール位置310の所定期間の時系列データを入力層に入力したときに、電源故障兆候指標値322に近似する値が出力層から出力されるようにニューラルネットワークの中間層を調整することにより、電源故障判定モデルを学習する。 The power supply failure judgment model generating unit 323 uses the learning data acquired by the learning data acquiring unit 301 to generate a power supply failure judgment model used to judge a failure of the power supply or the power supply circuit 120 in the state estimation device 400. The power supply failure judgment model may be a neural network that inputs time series data of the power supply voltage 321 and the pilot valve actual spool position 310 for a predetermined period to an input layer and outputs a power supply failure symptom index value from an output layer. In this case, the power supply failure judgment model generating unit 323 learns the power supply failure judgment model by adjusting the intermediate layer of the neural network so that when time series data of the power supply voltage 321 and the pilot valve actual spool position 310 for a predetermined period is input to the input layer, a value approximating the power supply failure symptom index value 322 is output from the output layer.

電源故障判定モデル提供部324は、電源故障判定モデル生成部323により生成された電源故障判定モデルを状態推定装置400に提供する。 The power supply failure judgment model providing unit 324 provides the power supply failure judgment model generated by the power supply failure judgment model generating unit 323 to the state estimation device 400.

検知情報取得部401は、電源電圧420およびパイロットバルブ実スプール位置410を検知情報として取得する。この検知情報は、電源故障判定モデルを生成するために使用した学習データと同じ所定期間の時系列データである。 The detection information acquisition unit 401 acquires the power supply voltage 420 and the pilot valve actual spool position 410 as detection information. This detection information is time series data for a predetermined period of time that is the same as the learning data used to generate the power supply failure judgment model.

電源故障判定部421は、学習装置300により生成された電源故障判定モデルを使用して、油圧サーボバルブ100の電源または電源回路120の故障を判定する。電源故障判定部421は、検知情報取得部401により取得された電源電圧420およびパイロットバルブ実スプール位置410の時系列データを電源故障判定モデルに入力し、電源故障判定モデルから出力される電源故障兆候指標値を判定結果として取得する。電源故障判定部421は、出力された電源故障兆候指標値に基づいて、電源または電源回路120の故障の有無を判定してもよい。例えば、電源故障判定部421は、出力された電源故障兆候指標値が所定の閾値以上である場合に、電源または電源回路120が故障していると判定してもよいし、電源故障兆候指標値の初期値からの変化量が所定の閾値以上になった場合に、電源または電源回路120が故障していると判定してもよい。電源故障判定部421は、出力された電源故障兆候指標値に基づいて、電源または電源回路120が故障するまでの期間、すなわち寿命を推定してもよい。例えば、電源故障判定部421は、出力された電源故障兆候指標値を変数とする数式などを使用して寿命を推定してもよい。電源故障判定モデルは、電源故障兆候指標値に代えて、または加えて、電源または電源回路120の故障の有無、または、電源または電源回路120の寿命を出力するように構成されてもよい。 The power supply failure judgment unit 421 judges the failure of the power supply or the power supply circuit 120 of the hydraulic servo valve 100 using the power supply failure judgment model generated by the learning device 300. The power supply failure judgment unit 421 inputs the time series data of the power supply voltage 420 and the pilot valve actual spool position 410 acquired by the detection information acquisition unit 401 into the power supply failure judgment model, and acquires the power supply failure symptom index value output from the power supply failure judgment model as a judgment result. The power supply failure judgment unit 421 may judge the presence or absence of a failure of the power supply or the power supply circuit 120 based on the output power supply failure symptom index value. For example, the power supply failure judgment unit 421 may judge that the power supply or the power supply circuit 120 is faulty when the output power supply failure symptom index value is equal to or greater than a predetermined threshold value, or may judge that the power supply or the power supply circuit 120 is faulty when the amount of change from the initial value of the power supply failure symptom index value becomes equal to or greater than a predetermined threshold value. The power supply failure judgment unit 421 may estimate the period until the power supply or the power supply circuit 120 fails, i.e., the life, based on the output power supply failure symptom index value. For example, the power supply failure determination unit 421 may estimate the lifespan using a formula or the like that uses the output power supply failure symptom index value as a variable. The power supply failure determination model may be configured to output the presence or absence of a failure in the power supply or power supply circuit 120, or the lifespan of the power supply or power supply circuit 120, instead of or in addition to the power supply failure symptom index value.

同一のエンジン80の複数の気筒81に対応して設けられている複数の油圧サーボバルブ100のそれぞれに電源回路120が設けられる場合、電源故障判定部421は、それぞれの油圧サーボバルブ100の電源故障兆候指標値を比較することにより、電源回路120が故障しているか否かを判定してもよい。例えば、特定の油圧サーボバルブ100の電源故障兆候指標値が、複数の油圧サーボバルブ100の電源故障兆候指標値の平均値から大きく外れている場合に、その油圧サーボバルブ100の電源回路120が故障していると判定してもよい。複数の油圧サーボバルブ100のそれぞれの電源故障兆候指標値の偏差値を算出し、偏差値が所定の閾値、例えば80以上または30未満である油圧サーボバルブ100の電源回路120が故障していると判定してもよい。 When a power supply circuit 120 is provided for each of a plurality of hydraulic servo valves 100 provided corresponding to a plurality of cylinders 81 of the same engine 80, the power supply failure determination unit 421 may determine whether the power supply circuit 120 has failed by comparing the power supply failure symptom index values of each hydraulic servo valve 100. For example, when the power supply failure symptom index value of a specific hydraulic servo valve 100 is significantly different from the average value of the power supply failure symptom index values of the plurality of hydraulic servo valves 100, it may be determined that the power supply circuit 120 of that hydraulic servo valve 100 has failed. The deviation value of the power supply failure symptom index value of each of the plurality of hydraulic servo valves 100 may be calculated, and the power supply circuit 120 of the hydraulic servo valve 100 whose deviation value is a predetermined threshold value, for example, greater than or equal to 80 or less than 30, may be determined to have failed.

電源故障判定結果出力部422は、電源故障判定部421により判定された結果を出力する。電源故障判定結果出力部422は、電源故障判定部421により油圧サーボバルブ100の電源または電源回路120が故障していると判定された場合に、その旨を報知してもよい。電源故障判定結果出力部422は、電源故障判定部421により判定された電源または電源回路120の寿命を出力してもよい。 The power supply failure judgment result output unit 422 outputs the result judged by the power supply failure judgment unit 421. When the power supply failure judgment unit 421 judges that the power supply or the power supply circuit 120 of the hydraulic servo valve 100 has failed, the power supply failure judgment result output unit 422 may notify this fact. The power supply failure judgment result output unit 422 may output the life of the power supply or the power supply circuit 120 judged by the power supply failure judgment unit 421.

本発明者らの実験により、負荷電流のピーク値に対する電源電圧の降下量が、電源または電源回路120の故障と相関関係があることが分かっている。したがって、油圧サーボバルブ100に供給される電流の値を検出するための電流計が設けられる場合は、学習データおよび検知情報として、パイロットバルブ実スプール位置310に代えて、または加えて、電流計により測定された電流値が使用されてもよい。これにより、故障の判定精度を向上させることができる。 The inventors' experiments have shown that the amount of drop in the power supply voltage relative to the peak value of the load current is correlated with a failure of the power supply or power supply circuit 120. Therefore, if an ammeter is provided to detect the value of the current supplied to the hydraulic servo valve 100, the current value measured by the ammeter may be used as learning data and detection information instead of or in addition to the pilot valve actual spool position 310. This can improve the accuracy of failure determination.

負荷電流のピーク値に対する電源電圧の降下量は、電源電圧およびパイロットバルブ実スプール位置などから算出されてもよい。この場合、実施例1-2と同様に、学習装置300が特徴量算出部315をさらに備え、状態推定装置400が特徴量算出部414をさらに備えてもよい。 The amount of drop in the power supply voltage relative to the peak value of the load current may be calculated from the power supply voltage and the actual pilot valve spool position. In this case, similar to Example 1-2, the learning device 300 may further include a feature calculation unit 315, and the state estimation device 400 may further include a feature calculation unit 414.

学習装置300の特徴量算出部315は、学習データ取得部301により取得された電源電圧321およびパイロットバルブ実スプール位置310から、電源または電源回路120の故障と相関のある特徴量として、負荷電流のピーク値に対する電源電圧の降下量を算出する。特徴量算出部315は、パイロットバルブ実スプール位置310の変動から算出したパイロットバルブ10のスプール12の加速度または速度に基づいて、油圧サーボバルブ100に供給された電流の値を算出してもよい。特徴量算出部315は、算出された電流の値がピークとなるときの電源電圧321の値に基づいて、電源電圧の降下量を算出してもよい。電源回路120からパイロットバルブ10のスプール駆動部18のコイルに電力が供給されてから、パイロットバルブ10のスプール12が移動するまでにタイムラグがある場合は、特徴量算出部315はタイムラグを調整してからパイロットバルブ10のスプール12の加速度または速度を算出してもよい。タイムラグの調整量は、油圧サーボバルブ100の種類や、温度、作動油48の圧力、エンジン80の回転数、負荷、排気温度などの油圧サーボバルブ100が使用される環境などに応じて、実験などによって予め定められていてもよい。 The feature calculation unit 315 of the learning device 300 calculates the amount of drop in the power supply voltage relative to the peak value of the load current as a feature correlated with a failure of the power supply or the power supply circuit 120 from the power supply voltage 321 and the pilot valve actual spool position 310 acquired by the learning data acquisition unit 301. The feature calculation unit 315 may calculate the value of the current supplied to the hydraulic servo valve 100 based on the acceleration or speed of the spool 12 of the pilot valve 10 calculated from the fluctuation of the pilot valve actual spool position 310. The feature calculation unit 315 may calculate the amount of drop in the power supply voltage based on the value of the power supply voltage 321 when the calculated current value peaks. If there is a time lag between when power is supplied from the power supply circuit 120 to the coil of the spool drive unit 18 of the pilot valve 10 and when the spool 12 of the pilot valve 10 moves, the feature calculation unit 315 may adjust the time lag and then calculate the acceleration or speed of the spool 12 of the pilot valve 10. The amount of time lag adjustment may be determined in advance through experiments or the like depending on the type of hydraulic servo valve 100 and the environment in which the hydraulic servo valve 100 is used, such as the temperature, pressure of the hydraulic oil 48, the engine 80 RPM, load, and exhaust temperature.

電源故障判定モデル生成部323は、学習データ取得部301により取得された学習データと特徴量算出部315により算出された特徴量を使用して、電源故障判定推定モデルを生成する。電源故障判定モデル生成部323は、電源故障兆候指標値322と特徴量算出部315により算出された特徴量を使用して電源故障判定モデルを生成してもよい。例えば、電源故障判定モデルは、特徴量を入力変数として電源故障兆候指標値を算出する数式であってもよい。この場合、電源故障判定モデル生成部323は、回帰分析などの統計的手法により数式を生成してもよい。電源故障判定モデル生成部323は、電源電圧321、パイロットバルブ実スプール位置310、および特徴量を使用して電源故障判定モデルを生成してもよい。例えば、電源故障判定モデルは、電源電圧321およびパイロットバルブ実スプール位置310の所定期間の時系列データと、その所定期間における特徴量を入力層に入力し、電源故障兆候指標値を出力層から出力するニューラルネットワークなどであってもよい。この場合、電源故障判定モデル生成部323は、電源電圧321およびパイロットバルブ実スプール位置310の所定期間の時系列データと、その所定期間における特徴量を入力層に入力したときに、電源故障兆候指標値322に近似する値が出力層から出力されるようにニューラルネットワークの中間層を調整することにより、電源故障判定モデルを学習する。 The power supply failure judgment model generation unit 323 generates a power supply failure judgment estimation model using the learning data acquired by the learning data acquisition unit 301 and the feature amount calculated by the feature amount calculation unit 315. The power supply failure judgment model generation unit 323 may generate a power supply failure judgment model using the power supply failure symptom index value 322 and the feature amount calculated by the feature amount calculation unit 315. For example, the power supply failure judgment model may be a formula that calculates the power supply failure symptom index value using the feature amount as an input variable. In this case, the power supply failure judgment model generation unit 323 may generate the formula by a statistical method such as regression analysis. The power supply failure judgment model generation unit 323 may generate a power supply failure judgment model using the power supply voltage 321, the pilot valve actual spool position 310, and the feature amount. For example, the power supply failure judgment model may be a neural network that inputs time series data of the power supply voltage 321 and the pilot valve actual spool position 310 for a predetermined period and the feature amount for the predetermined period into an input layer and outputs the power supply failure symptom index value from an output layer. In this case, the power supply failure judgment model generation unit 323 learns the power supply failure judgment model by adjusting the intermediate layer of the neural network so that when the time series data for a specified period of time of the power supply voltage 321 and the pilot valve actual spool position 310 and the feature values for that specified period are input to the input layer, a value approximating the power supply failure symptom index value 322 is output from the output layer.

状態推定装置400の特徴量算出部414は、電源故障判定部421が使用する電源故障判定モデルが生成されたときに特徴量算出部315が特徴量を算出した方法と同じ方法で、検知情報取得部401により取得された電源電圧420およびパイロットバルブ実スプール位置410から特徴量を算出する。電源故障判定モデルが生成されたときに使用された学習データとは異なる環境において使用された油圧サーボバルブ100の電源電圧420およびパイロットバルブ実スプール位置410が検知情報取得部401により取得された場合は、特徴量算出部414は環境の差異を調整してから特徴量を算出してもよい。例えば、環境に応じてタイムラグの調整量を変更してもよい。これにより、電源故障判定のロバスト性を向上させることができる。また、電流計を実装しなくても負荷電流のピーク値に対する電源電圧の降下量を特徴量として算出することができるので、回路の効率の向上およびコストの低減を実現することができる。 The feature amount calculation unit 414 of the state estimation device 400 calculates the feature amount from the power supply voltage 420 and the pilot valve actual spool position 410 acquired by the detection information acquisition unit 401 in the same manner as the feature amount calculation unit 315 calculated the feature amount when the power supply failure judgment model used by the power supply failure judgment unit 421 was generated. If the power supply voltage 420 and the pilot valve actual spool position 410 of the hydraulic servo valve 100 used in an environment different from the learning data used when the power supply failure judgment model was generated are acquired by the detection information acquisition unit 401, the feature amount calculation unit 414 may calculate the feature amount after adjusting for the difference in the environment. For example, the adjustment amount of the time lag may be changed depending on the environment. This can improve the robustness of the power supply failure judgment. In addition, since the amount of drop in the power supply voltage relative to the peak value of the load current can be calculated as a feature amount without implementing an ammeter, it is possible to improve the efficiency of the circuit and reduce costs.

特徴量として、パイロットバルブ10のスプール12の動作の特徴を表す物理量などが算出されてもよい。例えば、パイロットバルブ10のスプール12の加速度、速度、オーバーシュート量、遅延量などが特徴量として算出されてもよい。 As the characteristic quantity, a physical quantity that represents the characteristics of the operation of the spool 12 of the pilot valve 10 may be calculated. For example, the acceleration, speed, amount of overshoot, amount of delay, etc. of the spool 12 of the pilot valve 10 may be calculated as the characteristic quantity.

学習データおよび検知情報として、パイロットバルブ実スプール位置に代えて、または加えて、パイロットバルブ目標スプール位置またはメインバルブ実スプール位置が使用されてもよい。この場合、実施例1-4と同様に、パイロットバルブ10の実スプール位置がパイロットバルブの目標スプール位置に追従するまでに要するオフセット時間を調整するために、学習装置300がオフセット時間算出部319を備えてもよい。オフセット時間算出部319は、油圧サーボバルブ100に供給される電流の値がピークとなるときの電源電圧の降下量を算出するために、油圧サーボバルブ100に供給される電流の変動と電源電圧の変動との間のオフセット時間を算出してもよい。オフセット時間を算出する方法は、実施例1-2と同様であってもよい。 As the learning data and the detection information, the pilot valve target spool position or the main valve actual spool position may be used instead of or in addition to the pilot valve actual spool position. In this case, similar to Example 1-4, the learning device 300 may be provided with an offset time calculation unit 319 to adjust the offset time required for the actual spool position of the pilot valve 10 to follow the target spool position of the pilot valve. The offset time calculation unit 319 may calculate the offset time between the fluctuation of the current supplied to the hydraulic servo valve 100 and the fluctuation of the power supply voltage in order to calculate the amount of drop in the power supply voltage when the value of the current supplied to the hydraulic servo valve 100 peaks. The method of calculating the offset time may be the same as in Example 1-2.

学習データおよび検知情報として、特定の環境において油圧サーボバルブ100が使用されたときに記録されたデータが使用されてもよい。この場合、実施例1-5と同様に、学習装置300がデータ選択部320をさらに備え、状態推定装置400がデータ選択部417をさらに備えてもよい。データ選択部320およびデータ選択部417は、特定のパターンでパイロットバルブ10のスプール12を動作させる試験モードにおいて油圧サーボバルブ100が動作されたときに記録されたデータを選択してもよい。これにより、故障判定のロバスト性を向上させることができる。データ選択部320およびデータ選択部417は、エンジン80が停止され、スプールの固着防止動作が実行されているときに記録されたデータを選択してもよい。これにより、外乱の影響を抑え、故障判定精度を向上させることができる。 As the learning data and the detection information, data recorded when the hydraulic servo valve 100 is used in a specific environment may be used. In this case, similar to the first to fifth embodiments, the learning device 300 may further include a data selection unit 320, and the state estimation device 400 may further include a data selection unit 417. The data selection unit 320 and the data selection unit 417 may select data recorded when the hydraulic servo valve 100 is operated in a test mode in which the spool 12 of the pilot valve 10 is operated in a specific pattern. This can improve the robustness of the fault determination. The data selection unit 320 and the data selection unit 417 may select data recorded when the engine 80 is stopped and the spool is prevented from sticking. This can reduce the influence of disturbances and improve the accuracy of the fault determination.

[実施例3:異物の噛み込み検知]
実施例3では、パイロットバルブ10の本体部10bとスプール12との間に異物が噛み込んだことを検知する技術について説明する。本体部10bとスプール12との間に異物が噛み込むと、パイロットバルブ10のスプール12が正常に動作しなくなるので、メインバルブ20の実スプール位置が目標スプール位置からずれてアラームが発報される。従来は、このアラームの原因を特定することはできなかったが、異物が噛み込んだことを高精度で検知できれば、アラームが発報されたときにアラームの原因を特定して適切な措置を迅速に講じることができる。
[Example 3: Detection of foreign object entrapment]
In the third embodiment, a technique for detecting that a foreign object has become caught between the main body 10b and the spool 12 of the pilot valve 10 will be described. When a foreign object becomes caught between the main body 10b and the spool 12, the spool 12 of the pilot valve 10 will not operate normally, causing the actual spool position of the main valve 20 to deviate from the target spool position and triggering an alarm. Conventionally, it was not possible to identify the cause of this alarm, but if it is possible to detect that a foreign object has become caught with high accuracy, it is possible to identify the cause of the alarm when the alarm is triggered and take appropriate measures promptly.

図14は、パイロットバルブ10のスプール12とメインバルブ20のスプール28の動作を模式的に示す。図14(a)は、油圧サーボバルブ100が正常に制御されている場合の動作例を示す。時刻t1においてメインバルブ20の目標スプール位置が入力されると、メインバルブ20のスプール28を正方向に移動させるために、時刻t2においてパイロットバルブ10の目標スプール位置として正の値が入力される。パイロットバルブ10のスプール12が目標スプール位置に追従すると、作動油がメインバルブ20に供給されて、時刻t3にメインバルブ20のスプール28が正方向に移動し始める。時刻t4においてメインバルブ20の目標スプール位置が一定値に固定され、メインバルブ20の実スプール位置が目標スプール位置に追従すると、パイロットバルブ10の目標スプール位置として中立位置が入力され、時刻t5にメインバルブ20のスプール28が目標スプール位置で静止する。 Figure 14 shows a schematic diagram of the operation of the spool 12 of the pilot valve 10 and the spool 28 of the main valve 20. Figure 14 (a) shows an example of the operation when the hydraulic servo valve 100 is normally controlled. When the target spool position of the main valve 20 is input at time t1, a positive value is input as the target spool position of the pilot valve 10 at time t2 to move the spool 28 of the main valve 20 in the positive direction. When the spool 12 of the pilot valve 10 follows the target spool position, hydraulic oil is supplied to the main valve 20, and the spool 28 of the main valve 20 starts to move in the positive direction at time t3. When the target spool position of the main valve 20 is fixed to a constant value at time t4 and the actual spool position of the main valve 20 follows the target spool position, a neutral position is input as the target spool position of the pilot valve 10, and the spool 28 of the main valve 20 stops at the target spool position at time t5.

図14(b)は、パイロットバルブ10に異物が噛み込んだ場合の動作例を示す。時刻t4までの動作は図14(a)と同様であるが、時刻t4においてパイロットバルブ10に異物が噛み込んだとする。パイロットバルブ10の目標スプール位置として中立位置が入力されているが、異物が噛み込んでいてスプール12が移動できないので、作動油がメインバルブ20に供給され続け、メインバルブ20のスプール28は正方向に移動し続ける。メインバルブ実スプール位置のフィードバック信号が目標位置から外れていくので、メインバルブ20のスプール28を目標位置に戻すために、パイロットバルブ10の目標スプール位置として負の値が入力され続ける。メインバルブ20のスプール28は、正方向の限界位置に達すると、それ以上は移動せずに限界位置で静止する。 Figure 14 (b) shows an example of operation when a foreign object is caught in the pilot valve 10. The operation up to time t4 is the same as in Figure 14 (a), but assume that a foreign object is caught in the pilot valve 10 at time t4. The neutral position is input as the target spool position of the pilot valve 10, but since the foreign object is caught and the spool 12 cannot move, hydraulic oil continues to be supplied to the main valve 20, and the spool 28 of the main valve 20 continues to move in the positive direction. Since the feedback signal of the main valve actual spool position deviates from the target position, a negative value continues to be input as the target spool position of the pilot valve 10 to return the spool 28 of the main valve 20 to the target position. When the spool 28 of the main valve 20 reaches the limit position in the positive direction, it does not move any further and stops at the limit position.

このように、パイロットバルブ10のスプール12とメインバルブ20のスプール28の動作パターンは、正常時と異物が噛み込んだ時とで大きく相違する。したがって、正常時の動作パターンと異物が噛み込んだ時の動作パターンとの相違をモデル化することによって、異物の噛み込みを検知することができる。動作パターンは、異物の種類、大きさ、量などによっても異なりうるので、異物の噛み込みの有無だけでなく、噛み込んだ異物の種類、大きさ、量なども検知しうる。いったん異物を噛み込んだ後に異物が自然に除去された場合であっても、異物を噛み込んだ履歴をログデータから検出することができるので、動作不良が生じた原因の証拠として使用することができる。船舶2などにおいては、作動油は、エンジン80を制御するための油圧サーボバルブ100だけでなく、別の装置などを制御するための油圧サーボバルブにも循環されるので、油圧サーボバルブ100においていったん噛み込んだ異物が自然に除去されたとしても、その異物が別の油圧サーボバルブなどに噛み込むことがありうる。本実施例の技術によれば、油圧サーボバルブ100における異物の噛み込みを検知し、作動油の交換などの適切な保守を実施することができるので、別の装置における異物の噛み込みを抑えることができる。 In this way, the operating patterns of the spool 12 of the pilot valve 10 and the spool 28 of the main valve 20 are significantly different between normal and when a foreign object is caught. Therefore, by modeling the difference between the operating pattern in normal and when a foreign object is caught, it is possible to detect the ingestion of a foreign object. Since the operating pattern may differ depending on the type, size, amount, etc. of the foreign object, it is possible to detect not only the presence or absence of the ingestion of a foreign object, but also the type, size, amount, etc. of the ingestion of the foreign object. Even if the foreign object is naturally removed after being caught once, the history of the ingestion of the foreign object can be detected from the log data, so it can be used as evidence of the cause of the malfunction. In a ship 2, etc., the hydraulic oil is circulated not only through the hydraulic servo valve 100 for controlling the engine 80, but also through hydraulic servo valves for controlling other devices, etc., so even if a foreign object once caught in the hydraulic servo valve 100 is naturally removed, the foreign object may be caught in another hydraulic servo valve, etc. The technology of this embodiment can detect the presence of foreign matter in the hydraulic servo valve 100 and perform appropriate maintenance such as changing the hydraulic oil, thereby preventing foreign matter from becoming caught in other devices.

図15は、実施例3に係る学習装置と状態推定装置の構成を示す。本実施例の学習装置300において、学習データ取得部301は、メインバルブ実スプール位置311、メインバルブ目標スプール位置330、パイロットバルブ目標スプール位置316、および異物データ331を学習データとして取得する。 Figure 15 shows the configuration of a learning device and a state estimation device according to Example 3. In the learning device 300 of this example, the learning data acquisition unit 301 acquires the main valve actual spool position 311, the main valve target spool position 330, the pilot valve target spool position 316, and foreign object data 331 as learning data.

メインバルブ実スプール位置311、メインバルブ目標スプール位置330、およびパイロットバルブ目標スプール位置316は、異物データ331が実測された時点の前または後の所定期間内に油圧サーボバルブ100が使用されたときの時系列データである。これらの時系列データは、エンジン80の回転動作の1~数周期分の時系列データであってもよい。 The main valve actual spool position 311, the main valve target spool position 330, and the pilot valve target spool position 316 are time series data when the hydraulic servo valve 100 is used within a specified period before or after the time when the foreign object data 331 is actually measured. These time series data may be time series data for one to several cycles of the rotational operation of the engine 80.

異物データ331は、パイロットバルブ10に噛み込んだ異物の有無、種類、大きさ、量などを表すデータである。学習データとしてログデータを使用する場合、異物データ331は、パイロットバルブ10に噛み込んだ異物の実測値である。学習データとして試験データを使用する場合、異物データ331は、パイロットバルブ10に噛み込ませた異物の実測値である。学習データとしてシミュレーションデータを使用する場合、異物データ331は、シミュレーション条件としてシミュレータに入力された異物のデータである。 Foreign object data 331 is data that indicates the presence, type, size, amount, etc. of a foreign object caught in the pilot valve 10. When log data is used as the learning data, foreign object data 331 is the actual measurement value of a foreign object caught in the pilot valve 10. When test data is used as the learning data, foreign object data 331 is the actual measurement value of a foreign object caught in the pilot valve 10. When simulation data is used as the learning data, foreign object data 331 is data on a foreign object input to the simulator as a simulation condition.

異物検知モデル生成部333は、学習データ取得部301により取得された学習データを使用して、状態推定装置400において異物の噛み込みを検知するために使用される異物検知モデルを生成する。異物検知モデルは、メインバルブ実スプール位置311、メインバルブ目標スプール位置330、およびパイロットバルブ目標スプール位置316の所定期間の時系列データを入力層に入力し、異物データを出力層から出力するニューラルネットワークなどであってもよい。この場合、異物検知モデル生成部333は、メインバルブ実スプール位置311、メインバルブ目標スプール位置330、およびパイロットバルブ目標スプール位置316の所定期間の時系列データを入力層に入力したときに、異物データ331に近似する値が出力層から出力されるようにニューラルネットワークの中間層を調整することにより、異物検知モデルを学習する。 The foreign object detection model generating unit 333 uses the learning data acquired by the learning data acquiring unit 301 to generate a foreign object detection model used to detect a foreign object caught in the state estimation device 400. The foreign object detection model may be a neural network that inputs time series data of the main valve actual spool position 311, the main valve target spool position 330, and the pilot valve target spool position 316 for a predetermined period to an input layer and outputs foreign object data from an output layer. In this case, the foreign object detection model generating unit 333 learns the foreign object detection model by adjusting the intermediate layer of the neural network so that a value approximating the foreign object data 331 is output from the output layer when the time series data of the main valve actual spool position 311, the main valve target spool position 330, and the pilot valve target spool position 316 for a predetermined period is input to the input layer.

異物検知モデル提供部334は、異物検知モデル生成部333により生成された異物検知モデルを状態推定装置400に提供する。 The foreign object detection model providing unit 334 provides the foreign object detection model generated by the foreign object detection model generating unit 333 to the state estimation device 400.

検知情報取得部401は、メインバルブ実スプール位置411、メインバルブ目標スプール位置430、およびパイロットバルブ目標スプール位置415を検知情報として取得する。この検知情報は、異物検知モデルを生成するために使用した学習データと同じ所定期間の時系列データである。 The detection information acquisition unit 401 acquires the main valve actual spool position 411, the main valve target spool position 430, and the pilot valve target spool position 415 as detection information. This detection information is time-series data for the same predetermined period as the learning data used to generate the foreign object detection model.

異物検知部431は、学習装置300により生成された異物検知モデルを使用して、パイロットバルブ10における異物の噛み込みを検知する。異物検知部431は、検知情報取得部401により取得されたメインバルブ実スプール位置411、メインバルブ目標スプール位置430、およびパイロットバルブ目標スプール位置415の時系列データを異物検知モデルに入力し、異物検知モデルから出力される異物データを判定結果として取得する。異物検知部431は、出力された異物データに基づいて、パイロットバルブ10に異物が噛み込むまでの期間を推定してもよい。この場合、同一のエンジン80の複数の気筒81に対応して設けられている複数の油圧サーボバルブ100の異物データを比較することにより、異物が噛み込むまでの期間を推定してもよい。 The foreign object detection unit 431 detects the presence of a foreign object in the pilot valve 10 using the foreign object detection model generated by the learning device 300. The foreign object detection unit 431 inputs the time series data of the main valve actual spool position 411, the main valve target spool position 430, and the pilot valve target spool position 415 acquired by the detection information acquisition unit 401 into the foreign object detection model, and acquires the foreign object data output from the foreign object detection model as a judgment result. The foreign object detection unit 431 may estimate the period until a foreign object is caught in the pilot valve 10 based on the output foreign object data. In this case, the period until a foreign object is caught may be estimated by comparing the foreign object data of multiple hydraulic servo valves 100 provided corresponding to multiple cylinders 81 of the same engine 80.

異物検知結果出力部432は、異物検知部431により判定された結果を出力する。異物検知結果出力部432は、異物検知部431によりパイロットバルブ10に異物が噛み込んでいることが検知された場合に、その旨を報知してもよい。異物検知結果出力部432は、異物検知部431により推定された異物が噛み込むまでの期間を出力してもよい。 The foreign object detection result output unit 432 outputs the result determined by the foreign object detection unit 431. When the foreign object detection unit 431 detects that a foreign object is caught in the pilot valve 10, the foreign object detection result output unit 432 may notify that fact. The foreign object detection result output unit 432 may output the period until the foreign object is caught, which is estimated by the foreign object detection unit 431.

異物の噛み込みの有無、または噛み込んだ異物の種類、大きさ、または量と相関のある特徴量が、メインバルブ実スプール位置、メインバルブ目標スプール位置、またはパイロットバルブ目標スプール位置などから算出されてもよい。この場合、実施例1-2と同様に、学習装置300が特徴量算出部315をさらに備え、状態推定装置400が特徴量算出部414をさらに備えてもよい。電源回路120からパイロットバルブ10のスプール駆動部18のコイルに電力が供給されてから、パイロットバルブ10のスプール12が移動し、メインバルブ実スプール位置がメインバルブ目標スプール位置に追従するまでにタイムラグがある場合は、特徴量算出部315はタイムラグを調整してから特徴量を算出してもよい。タイムラグの調整量は、油圧サーボバルブ100の種類や、温度、作動油48の圧力、エンジン80の回転数、負荷、排気温度などの油圧サーボバルブ100が使用される環境などに応じて、実験などによって予め定められていてもよい。 A feature value correlated with the presence or absence of a foreign object trapped, or the type, size, or amount of trapped foreign object may be calculated from the actual main valve spool position, the target main valve spool position, or the target pilot valve spool position. In this case, as in the first and second embodiments, the learning device 300 may further include a feature value calculation unit 315, and the state estimation device 400 may further include a feature value calculation unit 414. If there is a time lag between when the power supply circuit 120 supplies power to the coil of the spool drive unit 18 of the pilot valve 10 and when the spool 12 of the pilot valve 10 moves and when the actual main valve spool position follows the target main valve spool position, the feature value calculation unit 315 may adjust the time lag before calculating the feature value. The amount of adjustment of the time lag may be determined in advance by experiments or the like depending on the type of hydraulic servo valve 100, the temperature, the pressure of the hydraulic oil 48, the engine 80 rotation speed, the load, the exhaust temperature, and other environmental factors in which the hydraulic servo valve 100 is used.

学習データおよび検知情報として、パイロットバルブ目標スプール位置に代えて、または加えて、パイロットバルブ実スプール位置が使用されてもよい。学習データおよび検知情報として、パイロットバルブ目標スプール位置、パイロットバルブ実スプール位置、メインバルブ目標スプール位置、およびメインバルブ実スプール位置のうちいずれか2以上の組合せが使用されてもよい。 As the learning data and the detection information, the pilot valve actual spool position may be used instead of or in addition to the pilot valve target spool position. As the learning data and the detection information, a combination of any two or more of the pilot valve target spool position, the pilot valve actual spool position, the main valve target spool position, and the main valve actual spool position may be used.

学習データおよび検知情報として、特定の環境において油圧サーボバルブ100が使用されたときに記録されたデータが使用されてもよい。この場合、実施例1-5と同様に、学習装置300がデータ選択部320をさらに備え、状態推定装置400がデータ選択部417をさらに備えてもよい。データ選択部320およびデータ選択部417は、特定のパターンでパイロットバルブ10のスプール12を動作させる試験モードにおいて油圧サーボバルブ100が動作されたときに記録されたデータを選択してもよい。これにより、異物噛み込みの検知のロバスト性を向上させることができる。データ選択部320およびデータ選択部417は、エンジン80が停止され、スプールの固着防止動作が実行されているときに記録されたデータを選択してもよい。これにより、外乱の影響を抑え、異物噛み込みの検知精度を向上させることができる。 As the learning data and the detection information, data recorded when the hydraulic servo valve 100 is used in a specific environment may be used. In this case, similar to the first to fifth embodiments, the learning device 300 may further include a data selection unit 320, and the state estimation device 400 may further include a data selection unit 417. The data selection unit 320 and the data selection unit 417 may select data recorded when the hydraulic servo valve 100 is operated in a test mode in which the spool 12 of the pilot valve 10 is operated in a specific pattern. This can improve the robustness of the detection of foreign object entrapment. The data selection unit 320 and the data selection unit 417 may select data recorded when the engine 80 is stopped and the spool is being prevented from sticking. This can reduce the influence of disturbances and improve the detection accuracy of foreign object entrapment.

[実施例4:作動油清浄度の推定]
実施例4では、作動油の清浄度を推定する技術について説明する。油圧サーボバルブ100の動作中に、作動油に異物が混入して清浄度が低下すると、混入した異物の影響によって、パイロットバルブ10のスプール12の動作が阻害されたり、メインバルブ20に供給される作動油の圧力が低下したりして、エンジン80などの制御対象が動作不良を起こす場合がある。また、パイロットバルブ10のスプール12に異物が噛み込む可能性が増大する。作動油の清浄度を的確に推定し、作動油の清浄度が低下したときに適切な措置を迅速に講じることにより、油圧サーボバルブ100や制御対象の動作を良好に維持することができるとともに、異物の噛み込みを防止することができる。
Example 4: Estimation of hydraulic oil cleanliness
In the fourth embodiment, a technique for estimating the cleanliness of hydraulic oil will be described. If foreign matter is mixed into the hydraulic oil during operation of the hydraulic servo valve 100 and the cleanliness of the hydraulic oil is reduced, the mixed foreign matter may hinder the operation of the spool 12 of the pilot valve 10 or reduce the pressure of the hydraulic oil supplied to the main valve 20, causing the engine 80 or other controlled objects to malfunction. In addition, the possibility of foreign matter getting caught in the spool 12 of the pilot valve 10 increases. By accurately estimating the cleanliness of the hydraulic oil and quickly taking appropriate measures when the cleanliness of the hydraulic oil is reduced, the hydraulic servo valve 100 and the controlled objects can be maintained in good condition and the ingestion of foreign matter can be prevented.

微少な異物の混入(コンタミネーション)によって作動油の清浄度が低下すると、パイロットバルブ10のスプール12が摺動するときに、スプール12と本体部10bとの間に生じる摩擦力が増大し、スプール12の挙動が変化する。したがって、パイロットバルブ10のスプール駆動部18のコイルに供給される電流の波形と、パイロットバルブ10の目標スプール位置および実スプール位置の動作波形のパターンの、作動油の清浄度による相違をモデル化することによって、作動油の清浄度を推定することができる。 If the cleanliness of the hydraulic oil is reduced due to contamination by minute foreign matter, the frictional force generated between the spool 12 and the main body 10b of the pilot valve 10 increases when the spool 12 slides, causing the behavior of the spool 12 to change. Therefore, the cleanliness of the hydraulic oil can be estimated by modeling the difference due to the cleanliness of the hydraulic oil in the waveform of the current supplied to the coil of the spool drive unit 18 of the pilot valve 10 and the operating waveform patterns of the target spool position and actual spool position of the pilot valve 10.

図16は、実施例4に係る学習装置と状態推定装置の構成を示す。本実施例の学習装置300において、学習データ取得部301は、コイル印加電流341、パイロットバルブ目標スプール位置316、パイロットバルブ実スプール位置310、および作動油清浄度実測値342を学習データとして取得する。 Figure 16 shows the configuration of a learning device and a state estimation device according to Example 4. In the learning device 300 of this example, the learning data acquisition unit 301 acquires the coil applied current 341, the pilot valve target spool position 316, the pilot valve actual spool position 310, and the actual measured value of hydraulic oil cleanliness 342 as learning data.

コイル印加電流341、パイロットバルブ目標スプール位置316、およびパイロットバルブ実スプール位置310は、作動油清浄度実測値342が実測された時点の前または後の所定期間内に油圧サーボバルブ100が使用されたときの時系列データである。これらの時系列データは、エンジン80の回転動作の1~数周期分の時系列データであってもよい。 The coil applied current 341, the pilot valve target spool position 316, and the pilot valve actual spool position 310 are time series data when the hydraulic servo valve 100 is used within a specified period before or after the actual measurement of the hydraulic oil cleanliness value 342. These time series data may be time series data for one to several cycles of the rotational operation of the engine 80.

作動油清浄度実測値342は、作動油に混入した異物の数、量、大きさなどを表すデータである。学習データとしてログデータまたは試験データを使用する場合、作動油清浄度実測値342は、油圧サーボバルブ100において使用された作動油の清浄度を一般的な液中微粒子計測装置などによって測定した実測値である。作動油清浄度は、例えば、重量法、顕微鏡法、光散乱法、光遮断法、電気抵抗法、音響法、ダイナミック光散乱法などによって測定されてもよい。作動油の清浄度は油圧サーボバルブ100の使用中に急激には変化しないと考えられるので、作動油の清浄度が実測された時点の前または後の所定期間には、実測された清浄度の作動油が使用されたとみなし、その所定期間に記録されたコイル印加電流341、パイロットバルブ目標スプール位置316、およびパイロットバルブ実スプール位置310と作動油清浄度実測値342とを対応づけて学習データとする。所定期間は、油圧サーボバルブ100の使用中に作動油の清浄度が同程度のまま変わらない期間であればよく、油圧サーボバルブ100の使用時間、エンジン80の動作時間、エンジン80の回転数などにより規定されてもよい。学習データとしてシミュレーションデータを使用する場合、作動油清浄度実測値342は、シミュレーション条件としてシミュレータに入力された作動油の清浄度の値である。 The measured value of hydraulic oil cleanliness 342 is data representing the number, amount, size, etc. of foreign matter mixed into the hydraulic oil. When log data or test data is used as learning data, the measured value of hydraulic oil cleanliness 342 is an actual measurement value obtained by measuring the cleanliness of the hydraulic oil used in the hydraulic servo valve 100 using a general liquid-borne particle measuring device. The cleanliness of the hydraulic oil may be measured, for example, by a gravimetric method, a microscopic method, a light scattering method, a light blocking method, an electrical resistance method, an acoustic method, a dynamic light scattering method, etc. Since the cleanliness of the hydraulic oil is not considered to change rapidly during the use of the hydraulic servo valve 100, it is assumed that the hydraulic oil of the measured cleanliness was used during a predetermined period before or after the time when the cleanliness of the hydraulic oil was actually measured, and the coil applied current 341, the pilot valve target spool position 316, and the pilot valve actual spool position 310 recorded during that predetermined period are associated with the measured value of hydraulic oil cleanliness 342 to form learning data. The specified period may be any period during which the cleanliness of the hydraulic oil remains the same while the hydraulic servo valve 100 is in use, and may be determined by the usage time of the hydraulic servo valve 100, the operating time of the engine 80, the rotation speed of the engine 80, etc. When simulation data is used as the learning data, the measured value of cleanliness of the hydraulic oil 342 is the value of cleanliness of the hydraulic oil input to the simulator as a simulation condition.

作動油清浄度推定モデル生成部343は、学習データ取得部301により取得された学習データを使用して、状態推定装置400において使用される作動油の清浄度を推定するために使用される作動油清浄度推定モデルを生成する。作動油清浄度推定モデルは、コイル印加電流341、パイロットバルブ目標スプール位置316、およびパイロットバルブ実スプール位置310の所定期間の時系列データを入力層に入力し、作動油清浄度を出力層から出力するニューラルネットワークなどであってもよい。この場合、作動油清浄度推定モデル生成部343は、コイル印加電流341、パイロットバルブ目標スプール位置316、およびパイロットバルブ実スプール位置310の所定期間の時系列データを入力層に入力したときに、作動油清浄度実測値342に近似する値が出力層から出力されるようにニューラルネットワークの中間層を調整することにより、作動油清浄度推定モデルを学習する。 The hydraulic oil cleanliness estimation model generating unit 343 uses the learning data acquired by the learning data acquiring unit 301 to generate a hydraulic oil cleanliness estimation model used to estimate the cleanliness of the hydraulic oil used in the state estimation device 400. The hydraulic oil cleanliness estimation model may be a neural network that inputs time series data of the coil applied current 341, the pilot valve target spool position 316, and the pilot valve actual spool position 310 for a predetermined period into the input layer and outputs the hydraulic oil cleanliness from the output layer. In this case, the hydraulic oil cleanliness estimation model generating unit 343 learns the hydraulic oil cleanliness estimation model by adjusting the intermediate layer of the neural network so that a value approximating the hydraulic oil cleanliness actual measurement value 342 is output from the output layer when the time series data of the coil applied current 341, the pilot valve target spool position 316, and the pilot valve actual spool position 310 for a predetermined period are input into the input layer.

作動油清浄度推定モデル提供部344は、作動油清浄度推定モデル生成部343により生成された作動油清浄度推定モデルを状態推定装置400に提供する。 The hydraulic oil cleanliness estimation model providing unit 344 provides the hydraulic oil cleanliness estimation model generated by the hydraulic oil cleanliness estimation model generating unit 343 to the state estimation device 400.

検知情報取得部401は、コイル印加電流441、パイロットバルブ目標スプール位置415、およびパイロットバルブ実スプール位置410を検知情報として取得する。この検知情報は、作動油清浄度推定モデルを生成するために使用した学習データと同じ所定期間の時系列データである。 The detection information acquisition unit 401 acquires the coil applied current 441, the pilot valve target spool position 415, and the pilot valve actual spool position 410 as detection information. This detection information is time series data for a predetermined period of time that is the same as the learning data used to generate the hydraulic oil cleanliness estimation model.

作動油清浄度推定部442は、学習装置300により生成された作動油清浄度推定モデルを使用して、作動油の清浄度を推定する。作動油清浄度推定部442は、検知情報取得部401により取得されたコイル印加電流441、パイロットバルブ目標スプール位置415、およびパイロットバルブ実スプール位置410の時系列データを作動油清浄度推定モデルに入力し、作動油清浄度推定モデルから出力される作動油清浄度を推定結果として取得する。 The hydraulic oil cleanliness estimation unit 442 estimates the cleanliness of the hydraulic oil using the hydraulic oil cleanliness estimation model generated by the learning device 300. The hydraulic oil cleanliness estimation unit 442 inputs the time series data of the coil applied current 441, the pilot valve target spool position 415, and the pilot valve actual spool position 410 acquired by the detection information acquisition unit 401 into the hydraulic oil cleanliness estimation model, and acquires the hydraulic oil cleanliness output from the hydraulic oil cleanliness estimation model as an estimation result.

作動油清浄度推定結果出力部443は、作動油清浄度推定部442により推定された結果を出力する。作動油清浄度推定結果出力部443は、出力された作動油清浄度に基づいて作動油の清浄化や交換などの保守の要否を判定し、作動油の保守が必要であると判定された場合にその旨を報知してもよい。例えば、作動油清浄度推定結果出力部443は、出力された作動油の清浄度が所定の閾値未満であった場合に、作動油の保守が必要であると判定してもよいし、作動油清浄度の初期値からの変化量が所定の閾値以上になった場合に、作動油の保守が必要であると判定してもよい。作動油清浄度推定結果出力部443は、作動油の保守が必要となるまでの期間を推定して出力してもよい。例えば、作動油清浄度推定結果出力部443は、出力された作動油清浄度を変数とする数式などを使用して作動油の保守が必要となるまでの期間を推定してもよい。作動油清浄度推定モデルは、作動油清浄度に代えて、または加えて、作動油の保守の要否、または、作動油の保守が必要となるまでの期間を出力するように構成されてもよい。 The hydraulic oil cleanliness estimation result output unit 443 outputs the result estimated by the hydraulic oil cleanliness estimation unit 442. The hydraulic oil cleanliness estimation result output unit 443 may determine whether or not maintenance such as cleaning or replacing the hydraulic oil is necessary based on the output hydraulic oil cleanliness, and may notify the user when it is determined that maintenance of the hydraulic oil is necessary. For example, the hydraulic oil cleanliness estimation result output unit 443 may determine that maintenance of the hydraulic oil is necessary when the outputted hydraulic oil cleanliness is less than a predetermined threshold, or may determine that maintenance of the hydraulic oil is necessary when the amount of change from the initial value of the hydraulic oil cleanliness becomes equal to or greater than a predetermined threshold. The hydraulic oil cleanliness estimation result output unit 443 may estimate and output the period until maintenance of the hydraulic oil is required. For example, the hydraulic oil cleanliness estimation result output unit 443 may estimate the period until maintenance of the hydraulic oil is required using a formula or the like that uses the outputted hydraulic oil cleanliness as a variable. The hydraulic oil cleanliness estimation model may be configured to output, instead of or in addition to the hydraulic oil cleanliness, whether or not hydraulic oil maintenance is required, or the period until hydraulic oil maintenance is required.

同一のエンジン80の複数の気筒81に対応して複数の油圧サーボバルブ100が設けられる場合、作動油清浄度推定部442は、それぞれの油圧サーボバルブ100において推定された作動油清浄度に基づいて作動油の保守の要否を判定してもよい。複数の油圧サーボバルブ100において共通の作動油が循環して使用される場合に、いずれかの油圧サーボバルブ100において推定された作動油の清浄度が所定の閾値未満であった場合、別の油圧サーボバルブ100において推定された作動油の清浄度が閾値以上であったとしても、清浄度の低い作動油が循環されて別の油圧サーボバルブ100の動作に影響を与えうる。したがって、作動油清浄度推定結果出力部443は、少なくとも1つの油圧サーボバルブ100において推定された作動油の清浄度が所定の閾値未満であった場合、作動油の保守が必要であると判定してもよい。作動油清浄度推定結果出力部443は、作動油が循環する順序にさらに基づいて作動油の保守の要否を判定してもよい。例えば、上流側の油圧サーボバルブ100において作動油の保守の要否を判定するための閾値を、下流側の油圧サーボバルブ100において作動油の保守の要否を判定するための閾値よりも高くしてもよい。作動油清浄度推定結果出力部443は、複数の油圧サーボバルブ100において推定された作動油の清浄度の平均値などの統計値を算出し、算出された統計値に基づいて作動油の保守の要否を判定してもよい。 When multiple hydraulic servo valves 100 are provided corresponding to multiple cylinders 81 of the same engine 80, the hydraulic oil cleanliness estimation unit 442 may determine whether or not maintenance of the hydraulic oil is required based on the hydraulic oil cleanliness estimated in each hydraulic servo valve 100. When a common hydraulic oil is circulated and used in multiple hydraulic servo valves 100, if the cleanliness of the hydraulic oil estimated in any one of the hydraulic servo valves 100 is less than a predetermined threshold, even if the cleanliness of the hydraulic oil estimated in another hydraulic servo valve 100 is equal to or greater than the threshold, the hydraulic oil with a low cleanliness may be circulated and affect the operation of the other hydraulic servo valve 100. Therefore, the hydraulic oil cleanliness estimation result output unit 443 may determine that maintenance of the hydraulic oil is required when the cleanliness of the hydraulic oil estimated in at least one hydraulic servo valve 100 is less than a predetermined threshold. The hydraulic oil cleanliness estimation result output unit 443 may further determine whether or not maintenance of the hydraulic oil is required based on the order in which the hydraulic oil circulates. For example, the threshold value for determining whether or not hydraulic oil maintenance is required in the upstream hydraulic servo valve 100 may be set higher than the threshold value for determining whether or not hydraulic oil maintenance is required in the downstream hydraulic servo valve 100. The hydraulic oil cleanliness estimation result output unit 443 may calculate a statistical value such as the average value of the hydraulic oil cleanliness estimated in multiple hydraulic servo valves 100, and determine whether or not hydraulic oil maintenance is required based on the calculated statistical value.

作動油の清浄度と相関のある特徴量が、コイル印加電流、パイロットバルブ目標スプール位置、パイロットバルブ実スプール位置などから算出されてもよい。この場合、実施例1-2と同様に、学習装置300が特徴量算出部315をさらに備え、状態推定装置400が特徴量算出部414をさらに備えてもよい。作動油の清浄度が低下してパイロットバルブ10のスプール12と本体部10bとの間の摩擦力が増大すると、スプール12の速度または加速度が低下すると考えられるので、特徴量算出部は、パイロットバルブ実スプール位置の変化率または変化率の変化率を算出することにより、パイロットバルブ10のスプール12の速度または加速度を算出してもよい。 Feature quantities correlated with the cleanliness of the hydraulic oil may be calculated from the coil applied current, the pilot valve target spool position, the pilot valve actual spool position, and the like. In this case, similar to Example 1-2, the learning device 300 may further include a feature quantity calculation unit 315, and the state estimation device 400 may further include a feature quantity calculation unit 414. When the cleanliness of the hydraulic oil decreases and the frictional force between the spool 12 of the pilot valve 10 and the main body portion 10b increases, it is considered that the speed or acceleration of the spool 12 decreases. Therefore, the feature quantity calculation unit may calculate the speed or acceleration of the spool 12 of the pilot valve 10 by calculating the rate of change or the rate of change of the rate of change of the pilot valve actual spool position.

作動油清浄度推定モデル生成部343は、学習データ取得部301により取得された学習データと特徴量算出部315により算出された特徴量を使用して、作動油清浄度推定モデルを生成する。作動油清浄度推定モデル生成部343は、作動油清浄度実測値342と特徴量算出部315により算出された特徴量を使用して作動油清浄度推定モデルを生成してもよい。例えば、作動油清浄度推定モデルは、特徴量を入力変数として作動油清浄度を算出する数式であってもよい。この場合、作動油清浄度推定モデル生成部343は、回帰分析などの統計的手法により数式を生成してもよい。作動油清浄度推定モデルは、コイル印加電流またはパイロットバルブ目標スプール位置が所定の条件を満たすときのスプール12の速度または加速度を入力変数として作動油清浄度を算出する数式であってもよい。例えば、コイル印加電流のピーク値におけるスプール12の速度または加速度を入力変数としてもよいし、スプール12が中立位置から移動されるときのスプール12の速度または加速度を入力変数としてもよい。作動油清浄度推定モデル生成部343は、コイル印加電流341、パイロットバルブ目標スプール位置316、パイロットバルブ実スプール位置310、および特徴量を使用して作動油清浄度推定モデルを生成してもよい。例えば、作動油清浄度推定モデルは、コイル印加電流341、パイロットバルブ目標スプール位置316、およびパイロットバルブ実スプール位置310の所定期間の時系列データと、その所定期間における特徴量を入力層に入力し、作動油清浄度を出力層から出力するニューラルネットワークなどであってもよい。この場合、作動油清浄度推定モデル生成部343は、コイル印加電流341、パイロットバルブ目標スプール位置316、およびパイロットバルブ実スプール位置310の所定期間の時系列データと、その所定期間における特徴量を入力層に入力したときに、作動油清浄度実測値342に近似する値が出力層から出力されるようにニューラルネットワークの中間層を調整することにより、作動油清浄度推定モデルを学習する。 The hydraulic oil cleanliness estimation model generation unit 343 generates a hydraulic oil cleanliness estimation model using the learning data acquired by the learning data acquisition unit 301 and the feature amount calculated by the feature amount calculation unit 315. The hydraulic oil cleanliness estimation model generation unit 343 may generate a hydraulic oil cleanliness estimation model using the hydraulic oil cleanliness actual measurement value 342 and the feature amount calculated by the feature amount calculation unit 315. For example, the hydraulic oil cleanliness estimation model may be a formula that calculates the hydraulic oil cleanliness using the feature amount as an input variable. In this case, the hydraulic oil cleanliness estimation model generation unit 343 may generate a formula using a statistical method such as regression analysis. The hydraulic oil cleanliness estimation model may be a formula that calculates the hydraulic oil cleanliness using the speed or acceleration of the spool 12 when the coil applied current or the pilot valve target spool position satisfies a predetermined condition as an input variable. For example, the speed or acceleration of the spool 12 at the peak value of the coil applied current may be used as the input variable, or the speed or acceleration of the spool 12 when the spool 12 is moved from the neutral position may be used as the input variable. The hydraulic oil cleanliness estimation model generating unit 343 may generate the hydraulic oil cleanliness estimation model using the coil applied current 341, the pilot valve target spool position 316, the pilot valve actual spool position 310, and the feature amount. For example, the hydraulic oil cleanliness estimation model may be a neural network that inputs the time series data of the coil applied current 341, the pilot valve target spool position 316, and the pilot valve actual spool position 310 for a predetermined period and the feature amount for the predetermined period into an input layer and outputs the hydraulic oil cleanliness from an output layer. In this case, the hydraulic oil cleanliness estimation model generation unit 343 learns the hydraulic oil cleanliness estimation model by adjusting the intermediate layer of the neural network so that when the time series data for a specified period of time of the coil applied current 341, the pilot valve target spool position 316, and the pilot valve actual spool position 310 and the feature values for that specified period are input to the input layer, a value approximating the actual measured hydraulic oil cleanliness value 342 is output from the output layer.

状態推定装置400の特徴量算出部414は、作動油清浄度推定部442が使用する作動油清浄度推定モデルが生成されたときに特徴量算出部315が特徴量を算出した方法と同じ方法で、検知情報取得部401により取得されたコイル印加電流441、パイロットバルブ目標スプール位置415、またはパイロットバルブ実スプール位置410から特徴量を算出する。作動油清浄度推定モデルが生成されたときに使用された学習データとは異なる環境において使用された油圧サーボバルブ100のコイル印加電流441、パイロットバルブ目標スプール位置415、パイロットバルブ実スプール位置410が検知情報取得部401により取得された場合は、特徴量算出部414は環境の差異を調整してから特徴量を算出してもよい。これにより、作動油清浄度推定のロバスト性を向上させることができる。 The feature calculation unit 414 of the state estimation device 400 calculates the feature from the coil applied current 441, the pilot valve target spool position 415, or the pilot valve actual spool position 410 acquired by the detection information acquisition unit 401 in the same manner as the feature calculation unit 315 calculated the feature when the hydraulic oil cleanliness estimation model used by the hydraulic oil cleanliness estimation unit 442 was generated. If the coil applied current 441, the pilot valve target spool position 415, or the pilot valve actual spool position 410 of the hydraulic servo valve 100 used in an environment different from the learning data used when the hydraulic oil cleanliness estimation model was generated is acquired by the detection information acquisition unit 401, the feature calculation unit 414 may calculate the feature after adjusting for the difference in the environment. This can improve the robustness of the hydraulic oil cleanliness estimation.

特徴量として、パイロットバルブ10のスプール12の動作の特徴を表す別の物理量などが算出されてもよい。例えば、パイロットバルブ10のスプール12のオーバーシュート量、遅延量などが特徴量として算出されてもよい。 As the characteristic quantity, another physical quantity that represents the characteristics of the operation of the spool 12 of the pilot valve 10 may be calculated. For example, the amount of overshoot or delay of the spool 12 of the pilot valve 10 may be calculated as the characteristic quantity.

学習データおよび検知情報として、特定の環境において油圧サーボバルブ100が使用されたときに記録されたデータが使用されてもよい。この場合、実施例1-5と同様に、学習装置300がデータ選択部320をさらに備え、状態推定装置400がデータ選択部417をさらに備えてもよい。データ選択部320およびデータ選択部417は、特定のパターンでパイロットバルブ10のスプール12を動作させる試験モードにおいて油圧サーボバルブ100が動作されたときに記録されたデータを選択してもよい。これにより、作動油清浄度の推定のロバスト性を向上させることができる。データ選択部320およびデータ選択部417は、エンジン80が停止され、スプールの固着防止動作が実行されているときに記録されたデータを選択してもよい。これにより、外乱の影響を抑え、作動油清浄度の推定精度を向上させることができる。 As the learning data and the detection information, data recorded when the hydraulic servo valve 100 is used in a specific environment may be used. In this case, similar to the first to fifth embodiments, the learning device 300 may further include a data selection unit 320, and the state estimation device 400 may further include a data selection unit 417. The data selection unit 320 and the data selection unit 417 may select data recorded when the hydraulic servo valve 100 is operated in a test mode in which the spool 12 of the pilot valve 10 is operated in a specific pattern. This can improve the robustness of the estimation of the hydraulic oil cleanliness. The data selection unit 320 and the data selection unit 417 may select data recorded when the engine 80 is stopped and the spool sticking prevention operation is being performed. This can suppress the influence of disturbances and improve the estimation accuracy of the hydraulic oil cleanliness.

学習データおよび検知情報として使用されるデータに加えて、エンジン回転数、エンジン負荷、油圧ポンプ42により加圧された作動油の圧力、作動油に混入した異物を除去するためのフィルターの前後における作動油の圧力または流量、作動油の温度、電源電圧、電源電流などの他のデータのいずれか、またはそれらの任意の組合せが学習データおよび検知情報として使用されてもよい。これらのデータのうち、コイル印加電流、パイロットバルブ目標スプール位置、パイロットバルブ実スプール位置などのデータに環境因子として影響を与えうるデータが選択されて使用されてもよい。作動油の清浄度だけでなく、パイロットバルブ10のスプール12や本体部10bの内壁の摩耗によっても、パイロットバルブ10のスプール12が摺動するときの摩擦力が変化しうるので、パイロットバルブ10のスプール12や本体部10bの内壁の摩耗に影響を与えうる因子、例えば、パイロットバルブ10の累積使用時間、スプール12の累積移動距離などが学習データおよび検知情報として使用されてもよい。これらのデータの影響が反映された作動油清浄度推定モデルを生成することにより、作動油清浄度の推定のロバスト性をさらに向上させることができる。 In addition to the data used as learning data and detection information, any of other data such as engine speed, engine load, pressure of hydraulic oil pressurized by the hydraulic pump 42, pressure or flow rate of hydraulic oil before and after a filter for removing foreign matter mixed in the hydraulic oil, temperature of hydraulic oil, power supply voltage, power supply current, etc., or any combination thereof may be used as learning data and detection information. Among these data, data that may affect data such as coil applied current, pilot valve target spool position, and pilot valve actual spool position as environmental factors may be selected and used. Since the frictional force when the spool 12 of the pilot valve 10 slides may change not only due to the cleanliness of the hydraulic oil but also due to wear of the inner wall of the spool 12 of the pilot valve 10 and the main body part 10b, factors that may affect wear of the inner wall of the spool 12 of the pilot valve 10 and the main body part 10b, such as the cumulative use time of the pilot valve 10 and the cumulative movement distance of the spool 12, may be used as learning data and detection information. By generating a hydraulic oil cleanliness estimation model that reflects the influence of these data, the robustness of the hydraulic oil cleanliness estimation can be further improved.

[実施例5:位置センサ断線検知]
実施例5では、メインバルブ20のスプール28の実位置を検知するための位置センサ29が断線したことを検知する技術について説明する。位置センサ29が断線すると、スプール28の正しい実位置を示す信号を位置センサ29から受信することができなくなるので、メインバルブ20の実スプール位置が目標スプール位置からずれる。実施例3において説明したように、従来、メインバルブ20の実スプール位置が目標スプール位置からずれた場合にアラームが発報されていたが、アラームの原因を特定することはできなかった。位置センサ29が断線したことを高精度で検知できれば、アラームが発報されたときにアラームの原因を特定して適切な措置を迅速に講じることができる。
[Example 5: Position sensor disconnection detection]
In the fifth embodiment, a technique for detecting that the position sensor 29 for detecting the actual position of the spool 28 of the main valve 20 has been disconnected will be described. When the position sensor 29 is disconnected, a signal indicating the correct actual position of the spool 28 cannot be received from the position sensor 29, and the actual spool position of the main valve 20 deviates from the target spool position. As described in the third embodiment, in the past, an alarm was issued when the actual spool position of the main valve 20 deviated from the target spool position, but it was not possible to identify the cause of the alarm. If it were possible to detect that the position sensor 29 has been disconnected with high accuracy, it would be possible to identify the cause of the alarm when an alarm is issued and quickly take appropriate measures.

図17は、パイロットバルブ10のスプール12とメインバルブ20のスプール28の動作を模式的に示す。図17(a)は、油圧サーボバルブ100が正常に制御されている場合の動作例を示す。図17(a)に示す動作例は、図14(a)に示した動作例と同じである。 Figure 17 shows a schematic diagram of the operation of the spool 12 of the pilot valve 10 and the spool 28 of the main valve 20. Figure 17(a) shows an example of operation when the hydraulic servo valve 100 is normally controlled. The example of operation shown in Figure 17(a) is the same as the example of operation shown in Figure 14(a).

図17(b)は、メインバルブ20のスプール28の位置センサ29が断線した場合の動作例を示す。時刻t3までの動作は図17(a)と同様であるが、時刻t6においてメインバルブ20のスプール28の位置センサ29が断線したとする。メインバルブ20の実スプール位置のフィードバック信号は、断線した直後に急激に異常値(例えば、ゼロ)に変動し、以降は異常値のまま固定される。本図の例では、メインバルブ20の実スプール位置が目標スプール位置から正方向に外れたまま固定されるので、メインバルブ20のスプール28を目標スプール位置に戻すために、パイロットバルブ10の目標スプール位置として負の最大値が入力され続ける。そのため、現実には、破線で示すように、メインバルブ20のスプール28は負方向に移動し続け、負方向の限界位置に達すると、それ以上は移動せずに限界位置で静止する。 Figure 17(b) shows an example of operation when the position sensor 29 of the spool 28 of the main valve 20 is disconnected. The operation up to time t3 is the same as in Figure 17(a), but assume that the position sensor 29 of the spool 28 of the main valve 20 is disconnected at time t6. The feedback signal of the actual spool position of the main valve 20 abruptly changes to an abnormal value (e.g., zero) immediately after the disconnection, and thereafter remains fixed at the abnormal value. In the example of this figure, since the actual spool position of the main valve 20 is fixed while deviating from the target spool position in the positive direction, the negative maximum value continues to be input as the target spool position of the pilot valve 10 in order to return the spool 28 of the main valve 20 to the target spool position. Therefore, in reality, as shown by the dashed line, the spool 28 of the main valve 20 continues to move in the negative direction, and when it reaches the limit position in the negative direction, it stops at the limit position without moving any further.

このように、パイロットバルブ10のスプール12とメインバルブ20のスプール28の動作パターンは、正常時と位置センサ29が断線した時とで大きく相違する。したがって、正常時の動作パターンと位置センサ29が断線した時の動作パターンとの相違をモデル化することによって、位置センサ29の断線を検知することができる。メインバルブ20の実スプール位置が目標スプール位置からずれたことを報知するアラームが発報されてから時間が経過している場合であっても、位置センサ29が断線した履歴をログデータから検出することができるので、動作不良が生じた原因の証拠として使用することができる。本実施例の技術によれば、メインバルブ20の実スプール位置が目標スプール位置からずれたことを報知するアラームが発報された場合に、実施例3で説明した異物の噛み込みが原因なのか、本実施例で説明する位置センサ29の断線が原因なのかを的確に判別して適切な保守を実施することができる。また、位置センサ29の接触不良などによるチャタリングの発生についても、メインバルブ20の実スプール位置とパイロットバルブ10の目標スプール位置の動作パターンをモデル化することによって的確に検知することができる。これにより、位置センサ29が断線する前に異常を検知して適切な保守を実施することができるので、位置センサ29の断線に起因する動作不良の発生を防ぐことができる。 In this way, the operation patterns of the spool 12 of the pilot valve 10 and the spool 28 of the main valve 20 are significantly different between normal operation and when the position sensor 29 is broken. Therefore, by modeling the difference between the operation pattern in normal operation and the operation pattern when the position sensor 29 is broken, the break in the position sensor 29 can be detected. Even if time has passed since an alarm was issued to notify that the actual spool position of the main valve 20 has shifted from the target spool position, the history of the position sensor 29 being broken can be detected from the log data, and can be used as evidence of the cause of the malfunction. According to the technology of this embodiment, when an alarm is issued to notify that the actual spool position of the main valve 20 has shifted from the target spool position, it is possible to accurately determine whether the cause is the intrusion of foreign matter described in embodiment 3 or the break in the position sensor 29 described in this embodiment, and to carry out appropriate maintenance. In addition, chattering caused by poor contact of the position sensor 29 can be accurately detected by modeling the operation pattern of the actual spool position of the main valve 20 and the target spool position of the pilot valve 10. This allows an abnormality to be detected before the position sensor 29 breaks and appropriate maintenance can be performed, preventing malfunctions caused by breaks in the position sensor 29.

図18は、実施例5に係る学習装置と状態推定装置の構成を示す。本実施例の学習装置300において、学習データ取得部301は、メインバルブ実スプール位置311、パイロットバルブ目標スプール位置316、および位置センサ断線データ351を学習データとして取得する。 Figure 18 shows the configuration of a learning device and a state estimation device according to Example 5. In the learning device 300 of this example, the learning data acquisition unit 301 acquires the main valve actual spool position 311, the pilot valve target spool position 316, and the position sensor disconnection data 351 as learning data.

メインバルブ実スプール位置311およびパイロットバルブ目標スプール位置316は、位置センサ断線データ351が実測された時点の前または後の所定期間内に油圧サーボバルブ100が使用されたときの時系列データである。これらの時系列データは、エンジン80の回転動作の1~数周期分の時系列データであってもよい。 The main valve actual spool position 311 and the pilot valve target spool position 316 are time series data when the hydraulic servo valve 100 is used within a specified period before or after the point in time when the position sensor disconnection data 351 is actually measured. These time series data may be time series data for one to several cycles of the rotational operation of the engine 80.

位置センサ断線データ351は、メインバルブ20のスプール28の位置センサ29の断線の有無、タイミング、態様、原因などを表すデータである。学習データとしてログデータを使用する場合、位置センサ断線データ351は、位置センサ29が実際に断線した時の実測値である。学習データとして試験データを使用する場合、位置センサ断線データ351は、位置センサ29を断線させた時の実測値である。学習データとしてシミュレーションデータを使用する場合、位置センサ断線データ351は、シミュレーション条件としてシミュレータに入力されたデータである。 The position sensor breakage data 351 is data that indicates the presence or absence, timing, manner, cause, etc. of a breakage in the position sensor 29 of the spool 28 of the main valve 20. When log data is used as the learning data, the position sensor breakage data 351 is the actual measurement value when the position sensor 29 actually breaks. When test data is used as the learning data, the position sensor breakage data 351 is the actual measurement value when the position sensor 29 is broken. When simulation data is used as the learning data, the position sensor breakage data 351 is data input to the simulator as a simulation condition.

位置センサ断線検知モデル生成部353は、学習データ取得部301により取得された学習データを使用して、状態推定装置400において位置センサ29の断線を検知するために使用される位置センサ断線検知モデルを生成する。位置センサ断線検知モデルは、メインバルブ実スプール位置311およびパイロットバルブ目標スプール位置316の所定期間の時系列データを入力層に入力し、位置センサ断線データを出力層から出力するニューラルネットワークなどであってもよい。この場合、位置センサ断線検知モデル生成部353は、メインバルブ実スプール位置311およびパイロットバルブ目標スプール位置316の所定期間の時系列データを入力層に入力したときに、位置センサ断線データ351に近似する値が出力層から出力されるようにニューラルネットワークの中間層を調整することにより、位置センサ断線検知モデルを学習する。 The position sensor disconnection detection model generation unit 353 uses the learning data acquired by the learning data acquisition unit 301 to generate a position sensor disconnection detection model used to detect a disconnection of the position sensor 29 in the state estimation device 400. The position sensor disconnection detection model may be a neural network that inputs time series data of the main valve actual spool position 311 and the pilot valve target spool position 316 for a predetermined period to an input layer and outputs position sensor disconnection data from an output layer. In this case, the position sensor disconnection detection model generation unit 353 learns the position sensor disconnection detection model by adjusting the intermediate layer of the neural network so that a value approximating the position sensor disconnection data 351 is output from the output layer when the time series data of the main valve actual spool position 311 and the pilot valve target spool position 316 for a predetermined period is input to the input layer.

位置センサ断線検知モデル提供部354は、位置センサ断線検知モデル生成部353により生成された位置センサ断線検知モデルを状態推定装置400に提供する。 The position sensor disconnection detection model providing unit 354 provides the position sensor disconnection detection model generated by the position sensor disconnection detection model generating unit 353 to the state estimation device 400.

検知情報取得部401は、メインバルブ実スプール位置411およびパイロットバルブ目標スプール位置415を検知情報として取得する。この検知情報は、位置センサ断線検知モデルを生成するために使用した学習データと同じ所定期間の時系列データである。 The detection information acquisition unit 401 acquires the main valve actual spool position 411 and the pilot valve target spool position 415 as detection information. This detection information is time-series data for a predetermined period of time that is the same as the learning data used to generate the position sensor disconnection detection model.

位置センサ断線検知部451は、学習装置300により生成された位置センサ断線検知モデルを使用して、メインバルブ20のスプール28の位置センサ29の断線を検知する。位置センサ断線検知部451は、検知情報取得部401により取得されたメインバルブ実スプール位置411およびパイロットバルブ目標スプール位置415の時系列データを位置センサ断線検知モデルに入力し、位置センサ断線検知モデルから出力される位置センサ断線データを判定結果として取得する。位置センサ断線検知部451は、出力された位置センサ断線データに基づいて、位置センサ29が断線するまでの期間を推定してもよい。この場合、同一のエンジン80の複数の気筒81に対応して設けられている複数の油圧サーボバルブ100の位置センサ断線データを比較することにより、位置センサ29が断線するまでの期間を推定してもよい。 The position sensor disconnection detection unit 451 detects a disconnection of the position sensor 29 of the spool 28 of the main valve 20 using the position sensor disconnection detection model generated by the learning device 300. The position sensor disconnection detection unit 451 inputs the time series data of the main valve actual spool position 411 and the pilot valve target spool position 415 acquired by the detection information acquisition unit 401 to the position sensor disconnection detection model, and acquires the position sensor disconnection data output from the position sensor disconnection detection model as a judgment result. The position sensor disconnection detection unit 451 may estimate the period until the position sensor 29 disconnects based on the output position sensor disconnection data. In this case, the period until the position sensor 29 disconnects may be estimated by comparing the position sensor disconnection data of multiple hydraulic servo valves 100 provided corresponding to multiple cylinders 81 of the same engine 80.

位置センサ断線検知結果出力部452は、位置センサ断線検知部451により判定された結果を出力する。位置センサ断線検知結果出力部452は、位置センサ断線検知部451により位置センサ29が断線していることが検知された場合に、その旨を報知してもよい。位置センサ断線検知結果出力部452は、位置センサ断線検知部451により推定された位置センサ29が断線するまでの期間を出力してもよい。 The position sensor disconnection detection result output unit 452 outputs the result determined by the position sensor disconnection detection unit 451. When the position sensor disconnection detection unit 451 detects that the position sensor 29 is disconnected, the position sensor disconnection detection result output unit 452 may report this. The position sensor disconnection detection result output unit 452 may output the period until the position sensor 29 is disconnected, which is estimated by the position sensor disconnection detection unit 451.

位置センサ29の断線と相関のある特徴量が、メインバルブ実スプール位置またはパイロットバルブ目標スプール位置などから算出されてもよい。この場合、実施例1-2と同様に、学習装置300が特徴量算出部315をさらに備え、状態推定装置400が特徴量算出部414をさらに備えてもよい。メインバルブ20のスプール28の位置センサ29が断線すると、メインバルブ実スプール位置が急激に異常値に変動するので、特徴量算出部は、メインバルブ実スプール位置の変化率または変化率の変化率を算出することにより、メインバルブ20のスプール28の速度または加速度を算出してもよい。 A feature value correlated with the disconnection of the position sensor 29 may be calculated from the main valve actual spool position or the pilot valve target spool position. In this case, similar to Example 1-2, the learning device 300 may further include a feature value calculation unit 315, and the state estimation device 400 may further include a feature value calculation unit 414. When the position sensor 29 of the spool 28 of the main valve 20 disconnects, the main valve actual spool position suddenly changes to an abnormal value, so the feature value calculation unit may calculate the speed or acceleration of the spool 28 of the main valve 20 by calculating the rate of change or the rate of change of the rate of change of the main valve actual spool position.

位置センサ断線検知モデル生成部353は、学習データ取得部301により取得された学習データと特徴量算出部315により算出された特徴量を使用して、位置センサ断線検知モデルを生成する。位置センサ断線検知モデル生成部353は、位置センサ断線データ351と特徴量算出部315により算出された特徴量を使用して位置センサ断線検知モデルを生成してもよい。位置センサ断線検知モデル生成部353は、メインバルブ実スプール位置311、パイロットバルブ目標スプール位置316、および特徴量を使用して位置センサ断線検知モデルを生成してもよい。例えば、位置センサ断線検知モデルは、メインバルブ実スプール位置311およびパイロットバルブ目標スプール位置316の所定期間の時系列データと、その所定期間における特徴量を入力層に入力し、位置センサ断線データを出力層から出力するニューラルネットワークなどであってもよい。この場合、位置センサ断線検知モデル生成部353は、メインバルブ実スプール位置311およびパイロットバルブ目標スプール位置316の所定期間の時系列データと、その所定期間における特徴量を入力層に入力したときに、位置センサ断線データ351に近似する値が出力層から出力されるようにニューラルネットワークの中間層を調整することにより、位置センサ断線検知モデルを学習する。 The position sensor disconnection detection model generation unit 353 generates a position sensor disconnection detection model using the learning data acquired by the learning data acquisition unit 301 and the feature amount calculated by the feature amount calculation unit 315. The position sensor disconnection detection model generation unit 353 may generate a position sensor disconnection detection model using the position sensor disconnection data 351 and the feature amount calculated by the feature amount calculation unit 315. The position sensor disconnection detection model generation unit 353 may generate a position sensor disconnection detection model using the main valve actual spool position 311, the pilot valve target spool position 316, and the feature amount. For example, the position sensor disconnection detection model may be a neural network that inputs time series data of the main valve actual spool position 311 and the pilot valve target spool position 316 for a predetermined period and the feature amount for the predetermined period to an input layer and outputs the position sensor disconnection data from an output layer. In this case, the position sensor disconnection detection model generation unit 353 learns the position sensor disconnection detection model by adjusting the intermediate layer of the neural network so that when the time series data for a specified period of time of the main valve actual spool position 311 and the pilot valve target spool position 316 and the feature values for that specified period are input to the input layer, a value approximating the position sensor disconnection data 351 is output from the output layer.

状態推定装置400の特徴量算出部414は、位置センサ断線検知部451が使用する位置センサ断線検知モデルが生成されたときに特徴量算出部315が特徴量を算出した方法と同じ方法で、検知情報取得部401により取得されたメインバルブ実スプール位置411またはパイロットバルブ目標スプール位置415から特徴量を算出する。位置センサ断線検知モデルが生成されたときに使用された学習データとは異なる環境において使用された油圧サーボバルブ100のメインバルブ実スプール位置411およびパイロットバルブ目標スプール位置415が検知情報取得部401により取得された場合は、特徴量算出部414は環境の差異を調整してから特徴量を算出してもよい。これにより、位置センサ断線検知のロバスト性を向上させることができる。 The feature amount calculation unit 414 of the state estimation device 400 calculates the feature amount from the main valve actual spool position 411 or the pilot valve target spool position 415 acquired by the detection information acquisition unit 401 in the same manner as the feature amount calculation unit 315 calculated the feature amount when the position sensor breakage detection model used by the position sensor breakage detection unit 451 was generated. When the main valve actual spool position 411 and the pilot valve target spool position 415 of the hydraulic servo valve 100 used in an environment different from the learning data used when the position sensor breakage detection model was generated are acquired by the detection information acquisition unit 401, the feature amount calculation unit 414 may calculate the feature amount after adjusting for the difference in the environment. This can improve the robustness of the position sensor breakage detection.

特徴量として、メインバルブ20のスプール28の動作の特徴を表す別の物理量などが算出されてもよい。例えば、メインバルブ20のスプール28のオーバーシュート量、遅延量などが特徴量として算出されてもよい。 As the characteristic quantity, another physical quantity that represents the characteristics of the operation of the spool 28 of the main valve 20 may be calculated. For example, the amount of overshoot or delay of the spool 28 of the main valve 20 may be calculated as the characteristic quantity.

学習データおよび検知情報として、パイロットバルブ目標スプール位置に代えて、または加えて、パイロットバルブ実スプール位置が使用されてもよい。この場合、実施例1-4と同様に、パイロットバルブ10の実スプール位置がパイロットバルブの目標スプール位置に追従するまでに要するオフセット時間を調整するために、学習装置300がオフセット時間算出部319を備えてもよい。オフセット時間を算出する方法は、実施例1-2と同様であってもよい。学習データおよび検知情報として、パイロットバルブ目標スプール位置、パイロットバルブ実スプール位置、メインバルブ目標スプール位置、およびメインバルブ実スプール位置のうちいずれか2以上の組合せが使用されてもよい。 As the learning data and detection information, the pilot valve actual spool position may be used instead of or in addition to the pilot valve target spool position. In this case, similar to Example 1-4, the learning device 300 may be provided with an offset time calculation unit 319 to adjust the offset time required for the actual spool position of the pilot valve 10 to follow the target spool position of the pilot valve. The method of calculating the offset time may be similar to Example 1-2. As the learning data and detection information, a combination of any two or more of the pilot valve target spool position, the pilot valve actual spool position, the main valve target spool position, and the main valve actual spool position may be used.

学習データおよび検知情報として、特定の環境において油圧サーボバルブ100が使用されたときに記録されたデータが使用されてもよい。この場合、実施例1-5と同様に、学習装置300がデータ選択部320をさらに備え、状態推定装置400がデータ選択部417をさらに備えてもよい。データ選択部320およびデータ選択部417は、特定のパターンでパイロットバルブ10のスプール12を動作させる試験モードにおいて油圧サーボバルブ100が動作されたときに記録されたデータを選択してもよい。これにより、位置センサ29の断線検知のロバスト性を向上させることができる。データ選択部320およびデータ選択部417は、エンジン80が停止され、スプールの固着防止動作が実行されているときに記録されたデータを選択してもよい。これにより、外乱の影響を抑え、位置センサ29の断線の検知精度を向上させることができる。 As the learning data and the detection information, data recorded when the hydraulic servo valve 100 is used in a specific environment may be used. In this case, similar to the first to fifth embodiments, the learning device 300 may further include a data selection unit 320, and the state estimation device 400 may further include a data selection unit 417. The data selection unit 320 and the data selection unit 417 may select data recorded when the hydraulic servo valve 100 is operated in a test mode in which the spool 12 of the pilot valve 10 is operated in a specific pattern. This can improve the robustness of the disconnection detection of the position sensor 29. The data selection unit 320 and the data selection unit 417 may select data recorded when the engine 80 is stopped and an operation to prevent the spool from sticking is being performed. This can suppress the influence of disturbances and improve the detection accuracy of the disconnection of the position sensor 29.

[実施例6:位置センサ緩み検知]
実施例6では、メインバルブ20のスプール28の実位置を検知するための位置センサ29を固定するためのねじが緩むなどして位置センサ29の位置がずれたことを検知する技術について説明する。位置センサ29の位置がずれると、メインバルブ実スプール位置のフィードバック信号とメインバルブ20のスプール28の実際の位置との間にずれが生じるので、メインバルブ20のスプール28を正常に制御することができなくなり、エンジン80などの制御対象が動作不良を起こす場合がある。位置センサ29の位置がずれたことを高精度で検知できれば、ねじを締めたり位置センサ29を交換したりするなどの適切な措置を迅速に講じることができる。
[Example 6: Detection of loose position sensor]
In the sixth embodiment, a technique for detecting a deviation in the position of the position sensor 29 for detecting the actual position of the spool 28 of the main valve 20 due to, for example, loosening of the screws for fixing the position sensor 29 will be described. If the position of the position sensor 29 is deviated, a deviation occurs between the feedback signal of the main valve actual spool position and the actual position of the spool 28 of the main valve 20, making it impossible to control the spool 28 of the main valve 20 normally, which may cause a malfunction of a controlled object such as the engine 80. If it is possible to detect a deviation in the position of the position sensor 29 with high accuracy, appropriate measures such as tightening the screws or replacing the position sensor 29 can be quickly taken.

図19は、メインバルブ20のスプール28の位置センサ29の状態を示す。図19(a)は、位置センサ29が正常に取り付けられた状態を示す。位置センサ29は、スプール28の上端に切られた雌ねじ30にねじ込まれている。このねじが緩むと、図19(b)に示すように、位置センサ29とスプール28の間に隙間が生じるので、この隙間dの分だけスプール28の位置が下方にオフセットする。しかし、スプール28の位置は位置センサ29によって検知されるので、図19(a)の場合も図19(b)の場合も同じ位置が検知されることになり、下方にオフセットした実際のスプール28の位置を検知することはできない。図19(b)の状態においては、メインバルブ実スプール位置がメインバルブ目標スプール位置に正しく追従しているように見えても、スプール28の実際の位置はメインバルブ目標スプール位置よりも下方にずれているため、制御対象の動作に不具合が生じる。本実施例では、エンジン80の気筒81に燃料を供給するための燃料噴射アクチュエータに供給される制御油の量が減少し、気筒81に供給される燃料の量が減少するので、気筒81内の圧力や気筒81からの排気の温度が低下してアラームが発報される。 Figure 19 shows the state of the position sensor 29 of the spool 28 of the main valve 20. Figure 19(a) shows the state in which the position sensor 29 is normally attached. The position sensor 29 is screwed into the female thread 30 cut at the upper end of the spool 28. When this thread loosens, as shown in Figure 19(b), a gap is generated between the position sensor 29 and the spool 28, and the position of the spool 28 is offset downward by the amount of this gap d. However, since the position of the spool 28 is detected by the position sensor 29, the same position is detected in both the case of Figure 19(a) and the case of Figure 19(b), and the actual position of the spool 28 offset downward cannot be detected. In the state of Figure 19(b), even if the main valve actual spool position appears to correctly follow the main valve target spool position, the actual position of the spool 28 is shifted downward from the main valve target spool position, causing a malfunction in the operation of the controlled object. In this embodiment, the amount of control oil supplied to the fuel injection actuator for supplying fuel to cylinder 81 of engine 80 is reduced, and the amount of fuel supplied to cylinder 81 is reduced, so the pressure inside cylinder 81 and the temperature of the exhaust gas from cylinder 81 drop, causing an alarm to be issued.

このように、位置センサ29の緩みにより位置がずれた場合には、メインバルブ実スプール位置はメインバルブ目標スプール位置に追従するが、気筒81の圧力および排気温度が低下する。したがって、気筒81の圧力や排気温度などに異常が発生してアラームが発報された場合に、メインバルブ実スプール位置がメインバルブ目標スプール位置に追従していたか否かを確認することにより、位置センサ29の異常が原因であるか否かを特定することができる。エンジン80の異常を報知するアラームが発報されてから時間が経過している場合であっても、位置センサ29が緩んだことをログデータから検出することができるので、動作不良が生じた原因の証拠として使用することができる。これにより、位置センサ29の緩みを的確に検知して適切な保守を実施することができるので、エンジン80の動作不良を改善するために要する保守の費用や工数を低減させることができる。 In this way, when the position sensor 29 is displaced due to looseness, the actual main valve spool position follows the main valve target spool position, but the pressure and exhaust temperature of the cylinder 81 drop. Therefore, when an alarm is issued due to an abnormality in the pressure or exhaust temperature of the cylinder 81, it is possible to identify whether the abnormality in the position sensor 29 is the cause by checking whether the actual main valve spool position followed the main valve target spool position. Even if time has passed since an alarm was issued to notify the engine 80 of an abnormality, it is possible to detect from the log data that the position sensor 29 has loosened, and this can be used as evidence of the cause of the malfunction. This allows the looseness of the position sensor 29 to be accurately detected and appropriate maintenance to be performed, thereby reducing the maintenance costs and labor required to improve the malfunction of the engine 80.

図20は、実施例6に係る学習装置と状態推定装置の構成を示す。本実施例の学習装置300において、学習データ取得部301は、メインバルブ実スプール位置311、メインバルブ目標スプール位置330、気筒排気温度361、および位置センサ緩みデータ362を学習データとして取得する。 Figure 20 shows the configuration of a learning device and a state estimation device according to Example 6. In the learning device 300 of this example, the learning data acquisition unit 301 acquires the main valve actual spool position 311, the main valve target spool position 330, the cylinder exhaust temperature 361, and the position sensor looseness data 362 as learning data.

メインバルブ実スプール位置311、メインバルブ目標スプール位置330、および気筒排気温度361は、位置センサ緩みデータ362が実測された時点の前または後の所定期間内に油圧サーボバルブ100が使用されたときの時系列データである。これらの時系列データは、エンジン80の回転動作の1~数周期分の時系列データであってもよい。 The main valve actual spool position 311, the main valve target spool position 330, and the cylinder exhaust temperature 361 are time series data when the hydraulic servo valve 100 is used within a specified period before or after the time when the position sensor looseness data 362 is actually measured. These time series data may be time series data for one to several cycles of the rotational operation of the engine 80.

位置センサ緩みデータ362は、メインバルブ20のスプール28の位置センサ29の位置ずれの有無、程度、態様、原因などを表すデータである。学習データとしてログデータを使用する場合、位置センサ緩みデータ362は、位置センサ29が実際にずれた時の実測値である。学習データとして試験データを使用する場合、位置センサ緩みデータ362は、位置センサ29をずれさせた時の実測値である。学習データとしてシミュレーションデータを使用する場合、位置センサ緩みデータ362は、シミュレーション条件としてシミュレータに入力されたデータである。 The position sensor looseness data 362 is data that indicates the presence or absence, degree, manner, cause, etc. of position misalignment of the position sensor 29 of the spool 28 of the main valve 20. When log data is used as the learning data, the position sensor looseness data 362 is the actual measurement value when the position sensor 29 is actually misaligned. When test data is used as the learning data, the position sensor looseness data 362 is the actual measurement value when the position sensor 29 is misaligned. When simulation data is used as the learning data, the position sensor looseness data 362 is data input to the simulator as a simulation condition.

位置センサ緩み検知モデル生成部363は、学習データ取得部301により取得された学習データを使用して、状態推定装置400において位置センサ29の緩みを検知するために使用される位置センサ緩み検知モデルを生成する。位置センサ緩み検知モデルは、メインバルブ実スプール位置311、メインバルブ目標スプール位置330、および気筒排気温度361の所定期間の時系列データを入力層に入力し、位置センサ緩みデータを出力層から出力するニューラルネットワークなどであってもよい。この場合、位置センサ緩み検知モデル生成部363は、メインバルブ実スプール位置311、メインバルブ目標スプール位置330、および気筒排気温度361の所定期間の時系列データを入力層に入力したときに、位置センサ緩みデータ362に近似する値が出力層から出力されるようにニューラルネットワークの中間層を調整することにより、位置センサ緩み検知モデルを学習する。 The position sensor looseness detection model generating unit 363 uses the learning data acquired by the learning data acquiring unit 301 to generate a position sensor looseness detection model used to detect looseness of the position sensor 29 in the state estimation device 400. The position sensor looseness detection model may be a neural network that inputs time series data of the main valve actual spool position 311, the main valve target spool position 330, and the cylinder exhaust temperature 361 for a predetermined period to an input layer and outputs position sensor looseness data from an output layer. In this case, the position sensor looseness detection model generating unit 363 learns the position sensor looseness detection model by adjusting the intermediate layer of the neural network so that a value approximating the position sensor looseness data 362 is output from the output layer when the time series data of the main valve actual spool position 311, the main valve target spool position 330, and the cylinder exhaust temperature 361 for a predetermined period is input to the input layer.

位置センサ緩み検知モデル提供部364は、位置センサ緩み検知モデル生成部363により生成された位置センサ緩み検知モデルを状態推定装置400に提供する。 The position sensor loosening detection model providing unit 364 provides the position sensor loosening detection model generated by the position sensor loosening detection model generating unit 363 to the state estimation device 400.

検知情報取得部401は、メインバルブ実スプール位置411、メインバルブ目標スプール位置430、および気筒排気温度461を検知情報として取得する。この検知情報は、位置センサ緩み検知モデルを生成するために使用した学習データと同じ所定期間の時系列データである。 The detection information acquisition unit 401 acquires the main valve actual spool position 411, the main valve target spool position 430, and the cylinder exhaust temperature 461 as detection information. This detection information is time series data for a predetermined period of time that is the same as the learning data used to generate the position sensor looseness detection model.

位置センサ緩み検知部462は、学習装置300により生成された位置センサ緩み検知モデルを使用して、メインバルブ20のスプール28の位置センサ29の緩みを検知する。位置センサ緩み検知部462は、検知情報取得部401により取得されたメインバルブ実スプール位置411、メインバルブ目標スプール位置430、および気筒排気温度461の時系列データを位置センサ緩み検知モデルに入力し、位置センサ緩み検知モデルから出力される位置センサ緩みデータを判定結果として取得する。位置センサ緩み検知部462は、出力された位置センサ緩みデータに基づいて、位置センサ29が所定値以上ずれるまでの期間を推定してもよい。この場合、同一のエンジン80の複数の気筒81に対応して設けられている複数の油圧サーボバルブ100の位置センサ緩みデータを比較することにより、位置センサ29が所定値以上ずれるまでの期間を推定してもよい。 The position sensor loosening detection unit 462 detects the loosening of the position sensor 29 of the spool 28 of the main valve 20 using the position sensor loosening detection model generated by the learning device 300. The position sensor loosening detection unit 462 inputs the time series data of the main valve actual spool position 411, the main valve target spool position 430, and the cylinder exhaust temperature 461 acquired by the detection information acquisition unit 401 into the position sensor loosening detection model, and acquires the position sensor loosening data output from the position sensor loosening detection model as a judgment result. The position sensor loosening detection unit 462 may estimate the period until the position sensor 29 deviates by a predetermined value or more based on the output position sensor loosening data. In this case, the position sensor loosening data of multiple hydraulic servo valves 100 provided corresponding to multiple cylinders 81 of the same engine 80 may be compared to estimate the period until the position sensor 29 deviates by a predetermined value or more.

同一のエンジン80の複数の気筒81に対応して複数の油圧サーボバルブ100が設けられる場合、位置センサ緩み検知部462は、それぞれの油圧サーボバルブ100において推定された位置センサ緩みデータに基づいて位置センサ29の緩みを検知してもよい。例えば、位置センサ緩み検知部462は、それぞれの気筒81の排気温度を比較することにより、位置センサ29の緩みを検知してもよい。位置センサ緩み検知部462は、ある気筒81の排気温度が他の気筒81の排気温度の平均値よりも所定値以上低い場合に、その気筒81に設けられた油圧サーボバルブ100の位置センサ29が緩んでいると判定してもよい。 When multiple hydraulic servo valves 100 are provided corresponding to multiple cylinders 81 of the same engine 80, the position sensor looseness detection unit 462 may detect looseness of the position sensor 29 based on position sensor looseness data estimated in each hydraulic servo valve 100. For example, the position sensor looseness detection unit 462 may detect looseness of the position sensor 29 by comparing the exhaust temperatures of each cylinder 81. When the exhaust temperature of a certain cylinder 81 is lower than the average exhaust temperature of the other cylinders 81 by a predetermined value or more, the position sensor looseness detection unit 462 may determine that the position sensor 29 of the hydraulic servo valve 100 provided in that cylinder 81 is loose.

位置センサ緩み検知結果出力部463は、位置センサ緩み検知部462により判定された結果を出力する。位置センサ緩み検知結果出力部463は、位置センサ緩み検知部462により位置センサ29が緩んでいることが検知された場合に、その旨を報知してもよい。位置センサ緩み検知結果出力部463は、位置センサ緩み検知部462により推定された位置センサ29が所定値以上ずれるまでの期間を出力してもよい。 The position sensor looseness detection result output unit 463 outputs the result determined by the position sensor looseness detection unit 462. When the position sensor looseness detection unit 462 detects that the position sensor 29 is loose, the position sensor looseness detection result output unit 463 may report this fact. The position sensor looseness detection result output unit 463 may output the period until the position sensor 29 deviates by a predetermined value or more, as estimated by the position sensor looseness detection unit 462.

位置センサ29の緩みと相関のある特徴量が、メインバルブ実スプール位置、メインバルブ目標スプール位置、または気筒排気温度などから算出されてもよい。この場合、実施例1-2と同様に、学習装置300が特徴量算出部315をさらに備え、状態推定装置400が特徴量算出部414をさらに備えてもよい。メインバルブ20のスプール28の位置センサ29の緩みの程度が大きいほど、メインバルブ実スプール位置と実際のスプール28の位置とのずれが大きくなるので、気筒の排気温度や圧力の正常値からの低下量が大きくなると考えられる。したがって、特徴量算出部は、気筒の排気温度または圧力の正常値からの低下量、変化率、変化率の変化率などを特徴量として算出してもよい。 A feature quantity correlated with the looseness of the position sensor 29 may be calculated from the main valve actual spool position, the main valve target spool position, the cylinder exhaust temperature, or the like. In this case, as in the first and second embodiments, the learning device 300 may further include a feature quantity calculation unit 315, and the state estimation device 400 may further include a feature quantity calculation unit 414. The greater the degree of looseness of the position sensor 29 of the spool 28 of the main valve 20, the greater the deviation between the actual main valve spool position and the actual position of the spool 28, and therefore the greater the amount of decrease in the exhaust temperature or pressure of the cylinder from its normal value. Therefore, the feature quantity calculation unit may calculate the amount of decrease, the rate of change, the rate of change of the rate of change, or the like of the exhaust temperature or pressure of the cylinder from its normal value as a feature quantity.

位置センサ緩み検知モデル生成部363は、学習データ取得部301により取得された学習データと特徴量算出部315により算出された特徴量を使用して、位置センサ緩み検知モデルを生成する。例えば、位置センサ緩み検知モデルは、特徴量を入力変数として位置センサ緩みデータを算出する数式であってもよい。この場合、位置センサ緩み検知モデル生成部363は、回帰分析などの統計的手法により数式を生成してもよい。位置センサ緩み検知モデル生成部363は、位置センサ緩みデータ362と特徴量算出部315により算出された特徴量を使用して位置センサ緩み検知モデルを生成してもよい。位置センサ緩み検知モデル生成部363は、メインバルブ実スプール位置311、メインバルブ目標スプール位置330、および特徴量を使用して位置センサ緩み検知モデルを生成してもよい。例えば、位置センサ緩み検知モデルは、メインバルブ実スプール位置311およびメインバルブ目標スプール位置330の所定期間の時系列データと、その所定期間における特徴量を入力層に入力し、位置センサ緩みデータを出力層から出力するニューラルネットワークなどであってもよい。この場合、位置センサ緩み検知モデル生成部363は、メインバルブ実スプール位置311およびメインバルブ目標スプール位置330の所定期間の時系列データと、その所定期間における特徴量を入力層に入力したときに、位置センサ緩みデータ362に近似する値が出力層から出力されるようにニューラルネットワークの中間層を調整することにより、位置センサ緩み検知モデルを学習する。 The position sensor loosening detection model generation unit 363 generates a position sensor loosening detection model using the learning data acquired by the learning data acquisition unit 301 and the feature amount calculated by the feature amount calculation unit 315. For example, the position sensor loosening detection model may be a formula that calculates the position sensor loosening data using the feature amount as an input variable. In this case, the position sensor loosening detection model generation unit 363 may generate the formula by a statistical method such as regression analysis. The position sensor loosening detection model generation unit 363 may generate the position sensor loosening detection model using the position sensor loosening data 362 and the feature amount calculated by the feature amount calculation unit 315. The position sensor loosening detection model generation unit 363 may generate the position sensor loosening detection model using the main valve actual spool position 311, the main valve target spool position 330, and the feature amount. For example, the position sensor looseness detection model may be a neural network that inputs time series data for a predetermined period of time of main valve actual spool position 311 and main valve target spool position 330 and feature values for the predetermined period to an input layer and outputs position sensor looseness data from an output layer. In this case, the position sensor looseness detection model generation unit 363 learns the position sensor looseness detection model by adjusting the intermediate layer of the neural network so that when the time series data for a predetermined period of time of main valve actual spool position 311 and main valve target spool position 330 and feature values for the predetermined period are input to the input layer, a value approximating position sensor looseness data 362 is output from the output layer.

状態推定装置400の特徴量算出部414は、位置センサ緩み検知部462が使用する位置センサ緩み検知モデルが生成されたときに特徴量算出部315が特徴量を算出した方法と同じ方法で、検知情報取得部401により取得されたメインバルブ実スプール位置411、メインバルブ目標スプール位置430、または気筒排気温度461から特徴量を算出する。位置センサ緩み検知モデルが生成されたときに使用された学習データとは異なる環境において使用された油圧サーボバルブ100のメインバルブ実スプール位置411、メインバルブ目標スプール位置430、または気筒排気温度461が検知情報取得部401により取得された場合は、特徴量算出部414は環境の差異を調整してから特徴量を算出してもよい。これにより、位置センサ緩み検知のロバスト性を向上させることができる。 The feature calculation unit 414 of the state estimation device 400 calculates the feature from the main valve actual spool position 411, the main valve target spool position 430, or the cylinder exhaust temperature 461 acquired by the detection information acquisition unit 401 in the same manner as the feature calculation unit 315 calculated the feature when the position sensor looseness detection model used by the position sensor looseness detection unit 462 was generated. If the main valve actual spool position 411, the main valve target spool position 430, or the cylinder exhaust temperature 461 of the hydraulic servo valve 100 used in an environment different from the learning data used when the position sensor looseness detection model was generated is acquired by the detection information acquisition unit 401, the feature calculation unit 414 may calculate the feature after adjusting for the difference in the environment. This can improve the robustness of the position sensor looseness detection.

特徴量として、メインバルブ20のスプール28の動作の特徴を表す別の物理量などが算出されてもよい。例えば、メインバルブ20のスプール28のオーバーシュート量、遅延量などが特徴量として算出されてもよい。 As the characteristic quantity, another physical quantity that represents the characteristics of the operation of the spool 28 of the main valve 20 may be calculated. For example, the amount of overshoot or delay of the spool 28 of the main valve 20 may be calculated as the characteristic quantity.

学習データおよび検知情報として、気筒排気温度に代えて、または加えて、気筒81の圧力または圧力の最大値が使用されてもよい。また、学習データおよび検知情報として、油圧サーボバルブ100により制御される制御対象の状態や動作の良否などを示す各種のデータが使用されてもよい。 As the learning data and detection information, the pressure or maximum pressure of cylinder 81 may be used instead of or in addition to the cylinder exhaust temperature. Also, as the learning data and detection information, various data indicating the state and operation of the control object controlled by hydraulic servo valve 100 may be used.

学習データおよび検知情報として、特定の環境において油圧サーボバルブ100が使用されたときに記録されたデータが使用されてもよい。この場合、実施例1-5と同様に、学習装置300がデータ選択部320をさらに備え、状態推定装置400がデータ選択部417をさらに備えてもよい。データ選択部320およびデータ選択部417は、特定のパターンでパイロットバルブ10のスプール12を動作させる試験モードにおいて油圧サーボバルブ100が動作されたときに記録されたデータを選択してもよい。これにより、位置センサ緩み検知のロバスト性を向上させることができる。データ選択部320およびデータ選択部417は、エンジン80が停止され、スプールの固着防止動作が実行されているときに記録されたデータを選択してもよい。これにより、外乱の影響を抑え、位置センサ緩みの検知精度を向上させることができる。 As the learning data and the detection information, data recorded when the hydraulic servo valve 100 is used in a specific environment may be used. In this case, similar to the first to fifth embodiments, the learning device 300 may further include a data selection unit 320, and the state estimation device 400 may further include a data selection unit 417. The data selection unit 320 and the data selection unit 417 may select data recorded when the hydraulic servo valve 100 is operated in a test mode in which the spool 12 of the pilot valve 10 is operated in a specific pattern. This can improve the robustness of the position sensor loosening detection. The data selection unit 320 and the data selection unit 417 may select data recorded when the engine 80 is stopped and the spool sticking prevention operation is being performed. This can suppress the influence of disturbances and improve the detection accuracy of the position sensor loosening.

[実施例7:パイロットバルブの中立位置ずれ検知]
実施例7では、パイロットバルブ10のスプール12の中立位置がずれたことを検知する技術について説明する。パイロットバルブ目標スプール位置として中立位置が指令されたとき、パイロットバルブ10が正常に動作している場合は、スプール12が中立位置に移動され、メインバルブ20への作動油の供給および回収が停止されて、メインバルブ20のスプール28がメインバルブ目標スプール位置で静止する。しかし、何らかの原因によってスプール12の中立位置がずれていると、メインバルブ20への作動油の供給および回収を正常に制御することができなくなり、エンジン80などの制御対象が動作不良を起こす場合がある。パイロットバルブ10のスプール12の中立位置がずれたことを高精度で検知できれば、パイロットバルブ10の制御系統を保守したりパイロットバルブ10を交換したりするなどの適切な措置を迅速に講じることができる。
[Example 7: Detection of deviation of pilot valve from neutral position]
In the seventh embodiment, a technique for detecting the shift of the neutral position of the spool 12 of the pilot valve 10 will be described. When the neutral position is commanded as the pilot valve target spool position, if the pilot valve 10 is operating normally, the spool 12 is moved to the neutral position, the supply and recovery of hydraulic oil to the main valve 20 is stopped, and the spool 28 of the main valve 20 stops at the main valve target spool position. However, if the neutral position of the spool 12 is shifted due to some cause, the supply and recovery of hydraulic oil to the main valve 20 cannot be controlled normally, and the controlled object such as the engine 80 may malfunction. If the shift of the neutral position of the spool 12 of the pilot valve 10 can be detected with high accuracy, appropriate measures such as maintaining the control system of the pilot valve 10 or replacing the pilot valve 10 can be quickly taken.

パイロットバルブ10のスプール12の中立位置がずれる原因として、主に2つの場合がある。1つは、パイロットバルブ10のスプール12の位置を検知するための位置センサ19の異常やスプール12を駆動するための電気系統の異常などによって、スプール12を精確に中立位置に移動させることができないという電気的な原因である。もう1つは、スプール12または本体部10bが偏摩耗することによって、スプール12が中立位置にあっても弁体14がAポート16aを遮断してPポート16pおよびTポート16tの双方と連通させないようにすることができないという機械的な原因である。いずれの場合であっても、パイロットバルブ目標スプール位置として中立位置が指定されたときに、メインバルブ20のスプール28が静止せずに移動するので、メインバルブ実スプール位置のフィードバック信号がメインバルブ目標スプール位置からずれ、そのずれを補正するようにパイロットバルブ10が制御される。このように、パイロットバルブ10のスプール12とメインバルブ20のスプール28の動作パターンは、正常時とパイロットバルブ10のスプール12の中立位置がずれた時とで大きく相違する。したがって、正常時の動作パターンとスプール12の中立位置がずれた時の動作パターンとの相違をモデル化することによって、スプール12の中立位置ずれを検知することができる。動作パターンは、スプール12の中立位置からのずれの程度や原因などによっても異なりうるので、スプール12の中立位置ずれの有無だけでなく、中立位置ずれの原因、ずれの大きさなども検知しうる。 There are two main reasons why the neutral position of the spool 12 of the pilot valve 10 is shifted. One is an electrical reason that the spool 12 cannot be moved accurately to the neutral position due to an abnormality in the position sensor 19 for detecting the position of the spool 12 of the pilot valve 10 or an abnormality in the electrical system for driving the spool 12. The other is a mechanical reason that the valve body 14 cannot close the A port 16a and prevent communication with both the P port 16p and the T port 16t even when the spool 12 is in the neutral position due to uneven wear of the spool 12 or the main body 10b. In either case, when the neutral position is specified as the pilot valve target spool position, the spool 28 of the main valve 20 does not stop but moves, so that the feedback signal of the main valve actual spool position shifts from the main valve target spool position, and the pilot valve 10 is controlled to correct the shift. In this way, the operation patterns of the spool 12 of the pilot valve 10 and the spool 28 of the main valve 20 differ greatly between normal operation and when the neutral position of the spool 12 of the pilot valve 10 is shifted. Therefore, by modeling the difference between the operation pattern in normal operation and the operation pattern when the neutral position of the spool 12 is shifted, it is possible to detect the shift of the neutral position of the spool 12. Since the operation pattern can differ depending on the degree and cause of the shift of the spool 12 from the neutral position, it is possible to detect not only whether the spool 12 is shifted from the neutral position, but also the cause of the shift and the magnitude of the shift.

スプール12が偏摩耗した場合には、スプール12が正しい中立位置にあっても弁体14でAポート16aを遮断することができないので、作動油がAポート16aから漏れ出す。この内部油漏れ量を実測することにより、スプール12の中立位置ずれが偏摩耗によるものなのか電気的な原因によるものなのかを特定することができる。内部油漏れ量は、パイロットバルブ10に流量計を設けることにより測定してもよいし、パイロットバルブ10を保守する際に外部の流量計により測定してもよいし、実施例1の技術によって推定してもよい。 When the spool 12 is unevenly worn, the valve body 14 cannot close the A port 16a even if the spool 12 is in the correct neutral position, and hydraulic oil leaks out from the A port 16a. By actually measuring the amount of this internal oil leakage, it is possible to determine whether the neutral position shift of the spool 12 is due to uneven wear or an electrical cause. The amount of internal oil leakage may be measured by installing a flow meter in the pilot valve 10, may be measured with an external flow meter when maintaining the pilot valve 10, or may be estimated using the technology of Example 1.

パイロットバルブ10のスプール12の中立位置ずれが生じると、制御対象のエンジン80において、気筒81の圧力や排気温度などに異常が発生してアラームが発報される。アラームが発報された場合に、パイロットバルブ10のスプール12およびメインバルブ20のスプール28の動作パターンを確認することにより、実施例6で説明した位置センサ29の異常が原因であるのか、パイロットバルブ10のスプール12の中立位置ずれが原因であるのかを特定することができる。また、パイロットバルブ10のスプール12の中立位置ずれが原因である場合、内部油漏れ量を確認することにより、電気的な原因で中立位置がずれているのか機械的な原因で中立位置がずれているのかを特定することができる。これにより、エンジン80の動作不良の原因を的確に判定し、原因に応じて適切な保守を実施することができるので、エンジン80の動作不良を改善するために要する保守の費用や工数を低減させることができる。なお、油圧サーボバルブ100におけるフィードバック制御においてPID制御が実行される場合は、積分成分(I成分)によってある程度のずれ量が補正されるが、本実施例の技術によれば、PID制御によって中立位置ずれが補正されている場合であっても、パイロットバルブ10のスプール12の中立位置ずれを的確に検知することができる。また、P制御またはPD制御が実行される場合には、ずれ量が補正されないので、本実施例の技術がとくに有効である。 When the neutral position of the spool 12 of the pilot valve 10 is shifted, an abnormality occurs in the pressure or exhaust temperature of the cylinder 81 in the engine 80 to be controlled, and an alarm is issued. When an alarm is issued, it is possible to determine whether the cause is an abnormality in the position sensor 29 described in the sixth embodiment or a neutral position shift of the spool 12 of the pilot valve 10 by checking the operation patterns of the spool 12 of the pilot valve 10 and the spool 28 of the main valve 20. In addition, if the cause is a neutral position shift of the spool 12 of the pilot valve 10, it is possible to determine whether the neutral position is shifted due to an electrical cause or a mechanical cause by checking the amount of internal oil leakage. This allows the cause of the malfunction of the engine 80 to be accurately determined and appropriate maintenance to be performed according to the cause, thereby reducing the maintenance costs and labor required to improve the malfunction of the engine 80. When PID control is performed in the feedback control of the hydraulic servo valve 100, the deviation is corrected to a certain extent by the integral component (I component), but the technology of this embodiment can accurately detect the neutral position deviation of the spool 12 of the pilot valve 10 even when the neutral position deviation is corrected by PID control. Also, when P control or PD control is performed, the deviation is not corrected, so the technology of this embodiment is particularly effective.

図21は、実施例7に係る学習装置と状態推定装置の構成を示す。本実施例の学習装置300において、学習データ取得部301は、メインバルブ実スプール位置311、メインバルブ目標スプール位置330、パイロットバルブ実スプール位置310、気筒排気温度361、および中立位置ずれデータ371を学習データとして取得する。 Figure 21 shows the configuration of a learning device and a state estimation device according to Example 7. In the learning device 300 of this example, the learning data acquisition unit 301 acquires the main valve actual spool position 311, the main valve target spool position 330, the pilot valve actual spool position 310, the cylinder exhaust temperature 361, and the neutral position deviation data 371 as learning data.

メインバルブ実スプール位置311、メインバルブ目標スプール位置330、パイロットバルブ実スプール位置310、および気筒排気温度361は、中立位置ずれデータ371が実測された時点の前または後の所定期間内に油圧サーボバルブ100が使用されたときの時系列データである。これらの時系列データは、エンジン80の回転動作の1~数周期分の時系列データであってもよい。 The main valve actual spool position 311, the main valve target spool position 330, the pilot valve actual spool position 310, and the cylinder exhaust temperature 361 are time series data when the hydraulic servo valve 100 is used within a specified period before or after the neutral position deviation data 371 is actually measured. These time series data may be time series data for one to several cycles of the rotational operation of the engine 80.

中立位置ずれデータ371は、パイロットバルブ10のスプール12の中立位置ずれの有無、程度、原因などを表すデータである。学習データとしてログデータを使用する場合、中立位置ずれデータ371は、スプール12の中立位置ずれが実際に生じた時の実測値である。学習データとして試験データを使用する場合、中立位置ずれデータ371は、スプール12の中立位置ずれを生じさせた時の実測値である。学習データとしてシミュレーションデータを使用する場合、中立位置ずれデータ371は、シミュレーション条件としてシミュレータに入力されたデータである。 The neutral position deviation data 371 is data that indicates the presence or absence, the degree, and the cause of neutral position deviation of the spool 12 of the pilot valve 10. When log data is used as the learning data, the neutral position deviation data 371 is the actual measurement value when the neutral position deviation of the spool 12 actually occurs. When test data is used as the learning data, the neutral position deviation data 371 is the actual measurement value when the neutral position deviation of the spool 12 occurs. When simulation data is used as the learning data, the neutral position deviation data 371 is data that is input to the simulator as a simulation condition.

中立位置ずれ検知モデル生成部373は、学習データ取得部301により取得された学習データを使用して、状態推定装置400においてパイロットバルブ10のスプール12の中立位置ずれを検知するために使用される中立位置ずれ検知モデルを生成する。中立位置ずれ検知モデルは、メインバルブ実スプール位置311、メインバルブ目標スプール位置330、パイロットバルブ実スプール位置310、および気筒排気温度361の所定期間の時系列データを入力層に入力し、中立位置ずれデータを出力層から出力するニューラルネットワークなどであってもよい。この場合、中立位置ずれ検知モデル生成部373は、メインバルブ実スプール位置311、メインバルブ目標スプール位置330、パイロットバルブ実スプール位置310、および気筒排気温度361の所定期間の時系列データを入力層に入力したときに、中立位置ずれデータ371に近似する値が出力層から出力されるようにニューラルネットワークの中間層を調整することにより、中立位置ずれ検知モデルを学習する。 The neutral position deviation detection model generation unit 373 uses the learning data acquired by the learning data acquisition unit 301 to generate a neutral position deviation detection model used to detect a neutral position deviation of the spool 12 of the pilot valve 10 in the state estimation device 400. The neutral position deviation detection model may be a neural network that inputs time series data of the main valve actual spool position 311, the main valve target spool position 330, the pilot valve actual spool position 310, and the cylinder exhaust temperature 361 for a predetermined period to an input layer and outputs neutral position deviation data from an output layer. In this case, the neutral position deviation detection model generation unit 373 learns the neutral position deviation detection model by adjusting the intermediate layer of the neural network so that a value approximating the neutral position deviation data 371 is output from the output layer when the time series data of the main valve actual spool position 311, the main valve target spool position 330, the pilot valve actual spool position 310, and the cylinder exhaust temperature 361 for a predetermined period is input to the input layer.

中立位置ずれ検知モデル提供部374は、中立位置ずれ検知モデル生成部373により生成された中立位置ずれ検知モデルを状態推定装置400に提供する。 The neutral position deviation detection model providing unit 374 provides the neutral position deviation detection model generated by the neutral position deviation detection model generating unit 373 to the state estimation device 400.

検知情報取得部401は、メインバルブ実スプール位置411、メインバルブ目標スプール位置430、パイロットバルブ実スプール位置410、および気筒排気温度461を検知情報として取得する。この検知情報は、中立位置ずれ検知モデルを生成するために使用した学習データと同じ所定期間の時系列データである。 The detection information acquisition unit 401 acquires the main valve actual spool position 411, the main valve target spool position 430, the pilot valve actual spool position 410, and the cylinder exhaust temperature 461 as detection information. This detection information is time series data for a predetermined period of time that is the same as the learning data used to generate the neutral position deviation detection model.

中立位置ずれ検知部472は、学習装置300により生成された中立位置ずれ検知モデルを使用して、パイロットバルブ10のスプール12の中立位置ずれを検知する。中立位置ずれ検知部472は、検知情報取得部401により取得されたメインバルブ実スプール位置411、メインバルブ目標スプール位置430、パイロットバルブ実スプール位置410、および気筒排気温度461の時系列データを中立位置ずれ検知モデルに入力し、中立位置ずれ検知モデルから出力される中立位置ずれデータを判定結果として取得する。中立位置ずれ検知部472は、出力された中立位置ずれデータに基づいて、パイロットバルブ10のスプール12の中立位置が実際の中立位置から所定値以上ずれるまでの期間を推定してもよい。この場合、同一のエンジン80の複数の気筒81に対応して設けられている複数の油圧サーボバルブ100の中立位置ずれデータを比較することにより、パイロットバルブ10のスプール12の中立位置が実際の中立位置から所定値以上ずれるまでの期間を推定してもよい。 The neutral position deviation detection unit 472 detects the neutral position deviation of the spool 12 of the pilot valve 10 using the neutral position deviation detection model generated by the learning device 300. The neutral position deviation detection unit 472 inputs the time series data of the main valve actual spool position 411, the main valve target spool position 430, the pilot valve actual spool position 410, and the cylinder exhaust temperature 461 acquired by the detection information acquisition unit 401 into the neutral position deviation detection model, and acquires the neutral position deviation data output from the neutral position deviation detection model as a judgment result. The neutral position deviation detection unit 472 may estimate the period until the neutral position of the spool 12 of the pilot valve 10 deviates from the actual neutral position by a predetermined value or more based on the output neutral position deviation data. In this case, the neutral position deviation data of multiple hydraulic servo valves 100 provided for multiple cylinders 81 of the same engine 80 may be compared to estimate the period until the neutral position of the spool 12 of the pilot valve 10 deviates from the actual neutral position by a predetermined value or more.

同一のエンジン80の複数の気筒81に対応して複数の油圧サーボバルブ100が設けられる場合、中立位置ずれ検知部472は、それぞれの油圧サーボバルブ100において推定された中立位置ずれデータに基づいてパイロットバルブ10のスプール12の中立位置ずれを検知してもよい。例えば、中立位置ずれ検知部472は、それぞれの気筒81の排気温度を比較することにより、パイロットバルブ10のスプール12の中立位置ずれを検知してもよい。中立位置ずれ検知部472は、ある気筒81の排気温度が他の気筒81の排気温度の平均値よりも所定値以上低い場合に、その気筒81に設けられた油圧サーボバルブ100のパイロットバルブ10のスプール12の中立位置がずれていると判定してもよい。 When multiple hydraulic servo valves 100 are provided corresponding to multiple cylinders 81 of the same engine 80, the neutral position deviation detection unit 472 may detect the neutral position deviation of the spool 12 of the pilot valve 10 based on the neutral position deviation data estimated in each hydraulic servo valve 100. For example, the neutral position deviation detection unit 472 may detect the neutral position deviation of the spool 12 of the pilot valve 10 by comparing the exhaust temperatures of each cylinder 81. When the exhaust temperature of a certain cylinder 81 is lower than the average value of the exhaust temperatures of the other cylinders 81 by a predetermined value or more, the neutral position deviation detection unit 472 may determine that the neutral position of the spool 12 of the pilot valve 10 of the hydraulic servo valve 100 provided in that cylinder 81 is shifted.

中立位置ずれ検知結果出力部473は、中立位置ずれ検知部472により判定された結果を出力する。中立位置ずれ検知結果出力部473は、中立位置ずれ検知部472によりパイロットバルブ10のスプール12の中立位置がずれていることが検知された場合に、その旨を報知してもよい。中立位置ずれ検知結果出力部473は、中立位置ずれ検知部472により推定されたパイロットバルブ10のスプール12の中立位置が所定値以上ずれるまでの期間を出力してもよい。 The neutral position deviation detection result output unit 473 outputs the result determined by the neutral position deviation detection unit 472. When the neutral position deviation detection unit 472 detects that the neutral position of the spool 12 of the pilot valve 10 is shifted, the neutral position deviation detection result output unit 473 may report this. The neutral position deviation detection result output unit 473 may output the period until the neutral position of the spool 12 of the pilot valve 10 estimated by the neutral position deviation detection unit 472 shifts by a predetermined value or more.

パイロットバルブ10のスプール12の中立位置ずれと相関のある特徴量が、メインバルブ実スプール位置、メインバルブ目標スプール位置、パイロットバルブ実スプール位置、または気筒排気温度などから算出されてもよい。この場合、実施例1-2と同様に、学習装置300が特徴量算出部315をさらに備え、状態推定装置400が特徴量算出部414をさらに備えてもよい。パイロットバルブ10のスプール12の中立位置ずれの程度が大きいほど、メインバルブ実スプール位置がメインバルブ目標スプール位置からずれる程度が大きくなるので、気筒の排気温度や圧力の正常値からの変動量が大きくなると考えられる。したがって、特徴量算出部は、気筒の排気温度または圧力の正常値からの変動量、変化率、変化率の変化率などを特徴量として算出してもよい。 A feature quantity correlated with the neutral position deviation of the spool 12 of the pilot valve 10 may be calculated from the actual main valve spool position, the target main valve spool position, the actual pilot valve spool position, or the cylinder exhaust temperature. In this case, as in the first and second embodiments, the learning device 300 may further include a feature quantity calculation unit 315, and the state estimation device 400 may further include a feature quantity calculation unit 414. The greater the degree of neutral position deviation of the spool 12 of the pilot valve 10, the greater the degree to which the actual main valve spool position deviates from the target main valve spool position, and therefore the greater the deviation of the exhaust temperature or pressure of the cylinder from its normal value. Therefore, the feature quantity calculation unit may calculate the deviation, rate of change, or rate of change of the rate of change of the exhaust temperature or pressure of the cylinder from its normal value as a feature quantity.

中立位置ずれ検知モデル生成部373は、学習データ取得部301により取得された学習データと特徴量算出部315により算出された特徴量を使用して、中立位置ずれ検知モデルを生成する。例えば、中立位置ずれ検知モデルは、特徴量を入力変数として中立位置ずれデータを算出する数式であってもよい。この場合、中立位置ずれ検知モデル生成部373は、回帰分析などの統計的手法により数式を生成してもよい。中立位置ずれ検知モデル生成部373は、中立位置ずれデータ371と特徴量算出部315により算出された特徴量を使用して中立位置ずれ検知モデルを生成してもよい。中立位置ずれ検知モデル生成部373は、メインバルブ実スプール位置311、メインバルブ目標スプール位置330、パイロットバルブ実スプール位置310、および特徴量を使用して中立位置ずれ検知モデルを生成してもよい。例えば、中立位置ずれ検知モデルは、メインバルブ実スプール位置311、メインバルブ目標スプール位置330、およびパイロットバルブ実スプール位置310の所定期間の時系列データと、その所定期間における特徴量を入力層に入力し、中立位置ずれデータを出力層から出力するニューラルネットワークなどであってもよい。この場合、中立位置ずれ検知モデル生成部373は、メインバルブ実スプール位置311、メインバルブ目標スプール位置330、およびパイロットバルブ実スプール位置310の所定期間の時系列データと、その所定期間における特徴量を入力層に入力したときに、中立位置ずれデータ371に近似する値が出力層から出力されるようにニューラルネットワークの中間層を調整することにより、中立位置ずれ検知モデルを学習する。 The neutral position deviation detection model generation unit 373 generates a neutral position deviation detection model using the learning data acquired by the learning data acquisition unit 301 and the feature amount calculated by the feature amount calculation unit 315. For example, the neutral position deviation detection model may be a formula that calculates neutral position deviation data using the feature amount as an input variable. In this case, the neutral position deviation detection model generation unit 373 may generate the formula by a statistical method such as regression analysis. The neutral position deviation detection model generation unit 373 may generate a neutral position deviation detection model using the neutral position deviation data 371 and the feature amount calculated by the feature amount calculation unit 315. The neutral position deviation detection model generation unit 373 may generate a neutral position deviation detection model using the main valve actual spool position 311, the main valve target spool position 330, the pilot valve actual spool position 310, and the feature amount. For example, the neutral position deviation detection model may be a neural network that inputs time series data of the main valve actual spool position 311, the main valve target spool position 330, and the pilot valve actual spool position 310 for a predetermined period and feature values for the predetermined period into an input layer and outputs neutral position deviation data from an output layer. In this case, the neutral position deviation detection model generation unit 373 learns the neutral position deviation detection model by adjusting the intermediate layer of the neural network so that when the time series data of the main valve actual spool position 311, the main valve target spool position 330, and the pilot valve actual spool position 310 for a predetermined period and feature values for the predetermined period are input into the input layer, a value approximating the neutral position deviation data 371 is output from the output layer.

状態推定装置400の特徴量算出部414は、中立位置ずれ検知部472が使用する中立位置ずれ検知モデルが生成されたときに特徴量算出部315が特徴量を算出した方法と同じ方法で、検知情報取得部401により取得されたメインバルブ実スプール位置411、メインバルブ目標スプール位置430、パイロットバルブ実スプール位置410、または気筒排気温度461から特徴量を算出する。中立位置ずれ検知モデルが生成されたときに使用された学習データとは異なる環境において使用された油圧サーボバルブ100のメインバルブ実スプール位置411、メインバルブ目標スプール位置430、パイロットバルブ実スプール位置410、または気筒排気温度461が検知情報取得部401により取得された場合は、特徴量算出部414は環境の差異を調整してから特徴量を算出してもよい。これにより、中立位置ずれ検知のロバスト性を向上させることができる。 The feature calculation unit 414 of the state estimation device 400 calculates the feature from the main valve actual spool position 411, the main valve target spool position 430, the pilot valve actual spool position 410, or the cylinder exhaust temperature 461 acquired by the detection information acquisition unit 401 in the same manner as the feature calculation unit 315 calculated the feature when the neutral position deviation detection model used by the neutral position deviation detection unit 472 was generated. If the main valve actual spool position 411, the main valve target spool position 430, the pilot valve actual spool position 410, or the cylinder exhaust temperature 461 of the hydraulic servo valve 100 used in an environment different from the learning data used when the neutral position deviation detection model was generated is acquired by the detection information acquisition unit 401, the feature calculation unit 414 may calculate the feature after adjusting for the difference in the environment. This can improve the robustness of the neutral position deviation detection.

特徴量として、パイロットバルブ10のスプール12またはメインバルブ20のスプール28の動作の特徴を表す別の物理量などが算出されてもよい。例えば、パイロットバルブ10のスプール12またはメインバルブ20のスプール28の加速度、速度、オーバーシュート量、遅延量などが特徴量として算出されてもよい。 As the characteristic quantity, another physical quantity that represents the characteristics of the operation of the spool 12 of the pilot valve 10 or the spool 28 of the main valve 20 may be calculated. For example, the acceleration, speed, amount of overshoot, amount of delay, etc. of the spool 12 of the pilot valve 10 or the spool 28 of the main valve 20 may be calculated as the characteristic quantity.

学習データおよび検知情報として、気筒排気温度に代えて、または加えて、気筒81の圧力または圧力の最大値が使用されてもよい。また、学習データおよび検知情報として、油圧サーボバルブ100により制御される制御対象の状態や動作の良否などを示す各種のデータが使用されてもよい。 As the learning data and detection information, the pressure or maximum pressure of cylinder 81 may be used instead of or in addition to the cylinder exhaust temperature. Also, as the learning data and detection information, various data indicating the state and operation of the control object controlled by hydraulic servo valve 100 may be used.

学習データおよび検知情報として、パイロットバルブ実スプール位置に代えて、または加えて、パイロットバルブ目標スプール位置が使用されてもよい。この場合、実施例1-4と同様に、パイロットバルブ10の実スプール位置がパイロットバルブの目標スプール位置に追従するまでに要するオフセット時間を調整するために、学習装置300がオフセット時間算出部319を備えてもよい。オフセット時間を算出する方法は、実施例1-2と同様であってもよい。学習データおよび検知情報として、パイロットバルブ目標スプール位置、パイロットバルブ実スプール位置、メインバルブ目標スプール位置、およびメインバルブ実スプール位置のうちいずれか2以上の組合せが使用されてもよい。 As the learning data and detection information, the pilot valve target spool position may be used instead of or in addition to the pilot valve actual spool position. In this case, similar to Example 1-4, the learning device 300 may be provided with an offset time calculation unit 319 to adjust the offset time required for the actual spool position of the pilot valve 10 to follow the target spool position of the pilot valve. The method of calculating the offset time may be similar to Example 1-2. As the learning data and detection information, a combination of any two or more of the pilot valve target spool position, the pilot valve actual spool position, the main valve target spool position, and the main valve actual spool position may be used.

学習データおよび検知情報として、特定の環境において油圧サーボバルブ100が使用されたときに記録されたデータが使用されてもよい。この場合、実施例1-5と同様に、学習装置300がデータ選択部320をさらに備え、状態推定装置400がデータ選択部417をさらに備えてもよい。データ選択部320およびデータ選択部417は、特定のパターンでパイロットバルブ10のスプール12を動作させる試験モードにおいて油圧サーボバルブ100が動作されたときに記録されたデータを選択してもよい。これにより、中立位置ずれの検知のロバスト性を向上させることができる。データ選択部320およびデータ選択部417は、エンジン80が停止され、スプールの固着防止動作が実行されているときに記録されたデータを選択してもよい。これにより、外乱の影響を抑え、中立位置ずれの検知精度を向上させることができる。 As the learning data and the detection information, data recorded when the hydraulic servo valve 100 is used in a specific environment may be used. In this case, similar to the first to fifth embodiments, the learning device 300 may further include a data selection unit 320, and the state estimation device 400 may further include a data selection unit 417. The data selection unit 320 and the data selection unit 417 may select data recorded when the hydraulic servo valve 100 is operated in a test mode in which the spool 12 of the pilot valve 10 is operated in a specific pattern. This can improve the robustness of the detection of the neutral position deviation. The data selection unit 320 and the data selection unit 417 may select data recorded when the engine 80 is stopped and the spool is prevented from sticking. This can suppress the influence of disturbances and improve the detection accuracy of the neutral position deviation.

以上の実施例1~7において説明した特徴は、任意に組み合わせて適用されてもよい。 The features described in the above embodiments 1 to 7 may be applied in any combination.

以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明した。前述した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除などの多くの設計変更が可能である。前述の実施形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「実施形態の」「実施形態では」等との表記を付して説明しているが、そのような表記のない内容に設計変更が許容されないわけではない。 Above, examples of embodiments of the present invention have been described in detail. All of the above-mentioned embodiments merely show specific examples of how to put the present invention into practice. The contents of the embodiments do not limit the technical scope of the present invention, and many design changes such as changing, adding, or deleting components are possible within the scope of the idea of the invention defined in the claims. In the above-mentioned embodiments, the contents for which such design changes are possible are explained with the notation "in the embodiment" or "in the embodiment", but this does not mean that design changes are not permitted for contents without such notation.

[変形例]
以下、変形例について説明する。変形例の図面および説明では、実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。実施形態と重複する説明を適宜省略し、実施形態と相違する構成について重点的に説明する。
[Modification]
The following describes the modified examples. In the drawings and description of the modified examples, the same or equivalent components and members as those in the embodiment are denoted by the same reference numerals. Descriptions that overlap with the embodiment will be omitted as appropriate, and the description will focus on configurations that differ from the embodiment.

実施形態の説明では、油圧サーボバルブ100のパイロットバルブ10が3ポートのバルブである例を示したが、本発明はこれに限定されない。油圧サーボバルブ100は、その他の形式のバルブであってもよい。 In the description of the embodiment, an example was shown in which the pilot valve 10 of the hydraulic servo valve 100 is a three-port valve, but the present invention is not limited to this. The hydraulic servo valve 100 may be a valve of another type.

実施形態の説明では、油圧サーボバルブ100のパイロットバルブ10がメインバルブ20を制御する例を示したが、本発明はこれに限定されない。パイロットバルブ10の制御対象は、その他の任意のアクチュエータであってもよい。 In the description of the embodiment, an example has been shown in which the pilot valve 10 of the hydraulic servo valve 100 controls the main valve 20, but the present invention is not limited to this. The controlled object of the pilot valve 10 may be any other actuator.

実施形態の説明では、油圧サーボバルブ100が船舶2のエンジン80を制御するために使用される例を示したが、本発明はこれに限定されない。油圧サーボバルブ100は、任意の制御対象を制御するために使用されてもよい。 In the description of the embodiment, an example has been shown in which the hydraulic servo valve 100 is used to control the engine 80 of the ship 2, but the present invention is not limited to this. The hydraulic servo valve 100 may be used to control any control target.

上述の変形例は、実施形態と同様の作用・効果を奏する。 The above-mentioned modified example provides the same effects and advantages as the embodiment.

上述した実施形態と変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる実施形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。 Any combination of the above-described embodiments and modifications is also useful as an embodiment of the present invention. The new embodiment resulting from the combination has the combined effects of each of the combined embodiments and modifications.

[本発明の態様]
本発明のある態様は、状態推定装置である。この状態推定装置は、第1可動部の位置に応じて作動流体の流量を制御する制御弁における第1可動部の目標位置および実位置と第1可動部を駆動する駆動部に供給された電流の値とを含むデータセットの検知情報を取得する取得部と、取得部により取得された検知情報に基づいて作動流体の清浄度を推定する推定部とを備える。この態様によると、制御弁における作動流体の清浄度を推定することができるので、制御弁の状態に応じて適切な対応をすることができる。
[Aspects of the present invention]
One aspect of the present invention is a state estimation device. The state estimation device includes an acquisition unit that acquires detection information of a data set including a target position and an actual position of a first movable part in a control valve that controls a flow rate of a working fluid depending on a position of the first movable part and a value of a current supplied to a drive unit that drives the first movable part, and an estimation unit that estimates a cleanliness of the working fluid based on the detection information acquired by the acquisition unit. According to this aspect, it is possible to estimate the cleanliness of the working fluid in the control valve, and therefore it is possible to take an appropriate measure depending on the state of the control valve.

推定部はデータセットの検知情報に基づいて作動流体の清浄度を推定するための推定基準を使用して作動流体の清浄度を推定してもよい。この態様によると、作動流体の清浄度の推定精度を向上させることができる。 The estimation unit may estimate the cleanliness of the working fluid using an estimation criterion for estimating the cleanliness of the working fluid based on the detection information of the data set. According to this aspect, it is possible to improve the accuracy of estimating the cleanliness of the working fluid.

推定基準は所定期間内に制御弁または制御弁と同種の制御弁が使用されたときのデータセットの値と所定期間において実測された作動流体の清浄度との関係に基づいて生成されたものであってもよい。この態様によると、作動流体の清浄度の推定精度を向上させることができる。 The estimation criteria may be generated based on the relationship between the values of a data set when the control valve or a control valve of the same type as the control valve is used within a specified period of time and the cleanliness of the working fluid actually measured within the specified period of time. According to this aspect, the accuracy of estimating the cleanliness of the working fluid can be improved.

推定基準はデータセットの値から算出される特徴量と作動流体の清浄度の実測値との関係に基づいて生成されたものであり、推定部は取得部により取得された検知情報から特徴量を算出し、算出された特徴量に基づいて作動流体の清浄度を推定してもよい。この態様によると、作動流体の清浄度の推定精度を向上させることができる。 The estimation criterion is generated based on the relationship between the feature amount calculated from the values of the data set and the actual measured value of the cleanliness of the working fluid, and the estimation unit may calculate the feature amount from the detection information acquired by the acquisition unit and estimate the cleanliness of the working fluid based on the calculated feature amount. According to this aspect, it is possible to improve the estimation accuracy of the cleanliness of the working fluid.

特徴量は第1可動部の速度または加速度であってもよい。この態様によると、作動流体の清浄度との間で高い相関を有する特徴量を使用して作動流体の清浄度を推定することができるので、作動流体の清浄度の推定精度を向上させることができる。 The feature value may be the speed or acceleration of the first movable part. According to this aspect, the cleanliness of the working fluid can be estimated using a feature value that has a high correlation with the cleanliness of the working fluid, thereby improving the accuracy of estimating the cleanliness of the working fluid.

取得部は推定基準を生成するために使用されたデータセットの値が記録されたときの制御弁または制御弁と同種の制御弁の使用環境と同様の使用環境におけるデータセットの検知情報を取得してもよい。この態様によると、作動流体の清浄度の推定のロバスト性を向上させることができる。 The acquisition unit may acquire detection information of the dataset in a usage environment similar to the usage environment of the control valve or a control valve of the same type as the control valve when the value of the dataset used to generate the estimation criterion was recorded. According to this aspect, it is possible to improve the robustness of the estimation of the cleanliness of the working fluid.

使用環境は制御弁または制御弁と同種の制御弁の制御対象が停止され、かつ、第1可動部の固着防止動作が行われている状況であってもよい。この態様によると、作動流体の清浄度の推定のロバスト性を向上させることができる。 The usage environment may be a situation in which the control valve or a control object of the same type as the control valve is stopped and an anti-sticking operation of the first movable part is being performed. According to this aspect, the robustness of the estimation of the cleanliness of the working fluid can be improved.

状態推定装置は、推定部により推定された作動流体の清浄度が一定以下である場合にその旨を報知する報知部をさらに備えてもよい。この態様によると、制御弁の作動流体の異常を的確に把握することができ、制御弁の状態に応じて適切な対応をすることができる。 The state estimation device may further include a notification unit that notifies the user when the cleanliness of the working fluid estimated by the estimation unit is below a certain level. According to this aspect, an abnormality in the working fluid of the control valve can be accurately detected, and appropriate measures can be taken depending on the state of the control valve.

報知部は作動流体の清浄度が閾値を下回るまでの時間を推定して報知してもよい。この態様によると、制御弁の作動流体の異常を的確に予測することができ、制御弁の状態に応じて適切な対応をすることができる。 The notification unit may estimate the time until the cleanliness of the working fluid falls below a threshold and notify the user. According to this embodiment, an abnormality in the working fluid of the control valve can be accurately predicted, and appropriate measures can be taken according to the state of the control valve.

制御弁はエンジンに供給される燃料の量を調整するための制御弁であってもよい。この態様によると、エンジンを制御するための制御弁の異常を的確に把握することができ、制御弁の状態に応じて適切な対応をすることができる。 The control valve may be a control valve for adjusting the amount of fuel supplied to the engine. According to this embodiment, an abnormality in the control valve for controlling the engine can be accurately detected, and appropriate measures can be taken according to the state of the control valve.

制御弁は複数の気筒を有するエンジンのそれぞれの気筒に供給される燃料の量を調整するためにそれぞれの気筒に設けられ、推定部は複数の気筒に設けられた複数の制御弁のそれぞれに関する情報を比較することにより作動流体の異常を判定してもよい。この態様によると、エンジンを制御する制御弁の異常を的確に把握することができ、制御弁の状態に応じて適切な対応をすることができる。 The control valve may be provided for each cylinder of an engine having multiple cylinders to adjust the amount of fuel supplied to each cylinder, and the estimation unit may determine an abnormality in the working fluid by comparing information about each of the multiple control valves provided for the multiple cylinders. According to this aspect, an abnormality in the control valve that controls the engine can be accurately identified, and appropriate measures can be taken depending on the state of the control valve.

本発明の別の態様は、制御弁である。この制御弁は、位置を指定するための制御信号に応じて位置が変化し、位置に応じて作動流体の流量が制御される第1可動部と、第1可動部の目標位置および実位置と第1可動部を駆動する駆動部に供給された電流の値とを含むデータセットの検知情報を取得する取得部と、取得部により取得された検知情報に基づいて作動流体の清浄度を推定する推定部とを備える。この態様によると、制御弁における作動流体の清浄度を推定することができるので、制御弁の状態に応じて適切な対応をすることができる。 Another aspect of the present invention is a control valve. This control valve includes a first movable part whose position changes in response to a control signal for specifying a position and whose flow rate of a working fluid is controlled in response to the position, an acquisition unit that acquires detection information of a data set including a target position and an actual position of the first movable part and a value of a current supplied to a drive unit that drives the first movable part, and an estimation unit that estimates the cleanliness of the working fluid based on the detection information acquired by the acquisition unit. According to this aspect, since the cleanliness of the working fluid in the control valve can be estimated, appropriate measures can be taken in response to the state of the control valve.

本発明のさらに別の態様は、状態推定プログラムである。この状態推定プログラムは、コンピュータを、第1可動部の位置に応じて作動流体の流量を制御する制御弁における第1可動部の目標位置および実位置と第1可動部を駆動する駆動部に供給された電流の値とを含むデータセットの検知情報を取得する取得部、取得部により取得された検知情報に基づいて作動流体の清浄度を推定する推定部として機能させる。この態様によると、制御弁における作動流体の清浄度を推定することができるので、制御弁の状態に応じて適切な対応をすることができる。 Yet another aspect of the present invention is a state estimation program. This state estimation program causes a computer to function as an acquisition unit that acquires detection information of a data set including a target position and an actual position of a first movable part in a control valve that controls the flow rate of the working fluid depending on the position of the first movable part and a value of a current supplied to a drive part that drives the first movable part, and an estimation unit that estimates the cleanliness of the working fluid based on the detection information acquired by the acquisition unit. According to this aspect, since it is possible to estimate the cleanliness of the working fluid in the control valve, it is possible to take appropriate measures depending on the state of the control valve.

本発明のさらに別の態様は、状態推定方法である。この状態推定方法は、コンピュータに、第1可動部の位置に応じて作動流体の流量を制御する制御弁における第1可動部の目標位置および実位置と第1可動部を駆動する駆動部に供給された電流の値とを含むデータセットの検知情報を取得するステップと、取得するステップにおいて取得された検知情報に基づいて作動流体の清浄度を推定するステップとを実行させる。この態様によると、制御弁における作動流体の清浄度を推定することができるので、制御弁の状態に応じて適切な対応をすることができる。 Yet another aspect of the present invention is a state estimation method. This state estimation method causes a computer to execute a step of acquiring detection information of a data set including a target position and an actual position of a first movable part in a control valve that controls the flow rate of the working fluid depending on the position of the first movable part and a value of a current supplied to a drive part that drives the first movable part, and a step of estimating the cleanliness of the working fluid based on the detection information acquired in the acquiring step. According to this aspect, since it is possible to estimate the cleanliness of the working fluid in the control valve, it is possible to take appropriate measures depending on the state of the control valve.

本発明のある態様は、状態推定装置である。この状態推定装置は、第1可動部の位置に応じて作動流体の流量を制御する制御弁における第1可動部の目標位置または実位置と作動流体の流量に応じて位置を変化させる第2可動部の実位置とを含むデータセットの検知情報を取得する取得部と、取得部により取得された検知情報に基づいて第2可動部の位置を検知するための検知部の異常を推定する推定部とを備える。この態様によると、制御弁における第2可動部の位置を検知するための検知部の異常を推定することができるので、制御弁の状態に応じて適切な対応をすることができる。 One aspect of the present invention is a state estimation device. This state estimation device includes an acquisition unit that acquires detection information of a data set including a target position or actual position of a first movable part in a control valve that controls the flow rate of a working fluid according to the position of the first movable part and an actual position of a second movable part that changes its position according to the flow rate of the working fluid, and an estimation unit that estimates an abnormality in a detection unit for detecting the position of the second movable part based on the detection information acquired by the acquisition unit. According to this aspect, since it is possible to estimate an abnormality in the detection unit for detecting the position of the second movable part in the control valve, it is possible to take appropriate measures according to the state of the control valve.

推定部はデータセットの検知情報に基づいて検知部の異常を推定するための推定基準を使用して検知部の異常を推定してもよい。この態様によると、検知部の異常の推定精度を向上させることができる。 The estimation unit may estimate the abnormality of the detection unit using an estimation criterion for estimating the abnormality of the detection unit based on the detection information of the dataset. According to this aspect, it is possible to improve the accuracy of estimating the abnormality of the detection unit.

推定基準は所定期間内に制御弁または制御弁と同種の制御弁が使用されたときのデータセットの値と検知部の状態に関する情報との関係に基づいて生成されたものであってもよい。この態様によると、検知部の異常の推定精度を向上させることができる。 The estimation criteria may be generated based on the relationship between the values of the data set and information about the state of the detection unit when the control valve or a control valve of the same type as the control valve is used within a specified period of time. According to this aspect, it is possible to improve the accuracy of estimating an abnormality in the detection unit.

検知部の状態に関する情報は検知部の断線の有無、タイミング、態様、または原因であってもよい。この態様によると、検知部の異常の推定精度を向上させることができる。 The information regarding the state of the detection unit may be the presence or absence, timing, manner, or cause of a disconnection in the detection unit. According to this embodiment, the accuracy of estimating an abnormality in the detection unit can be improved.

推定基準はデータセットの値から算出される特徴量と検知部の状態に関する情報との関係に基づいて生成されたものであり、推定部は取得部により取得されたデータセットの検知情報から特徴量を算出し、算出された特徴量に基づいて検知部の異常を推定してもよい。この態様によると、検知部の異常の推定精度を向上させることができる。 The estimation criterion is generated based on the relationship between the feature amount calculated from the values of the dataset and the information on the state of the detection unit, and the estimation unit may calculate the feature amount from the detection information of the dataset acquired by the acquisition unit, and estimate an abnormality in the detection unit based on the calculated feature amount. According to this aspect, it is possible to improve the accuracy of estimating the abnormality in the detection unit.

特徴量は第2可動部の速度または加速度であってもよい。この態様によると、検知部の異常との間で高い相関を有する特徴量を使用して検知部の異常を推定することができるので、検知部の異常の推定精度を向上させることができる。 The feature value may be the speed or acceleration of the second movable part. According to this aspect, the feature value that has a high correlation with the abnormality of the detection part can be used to estimate the abnormality of the detection part, thereby improving the accuracy of estimating the abnormality of the detection part.

取得部は推定基準を生成するために使用されたデータセットの値が記録されたときの制御弁または制御弁と同種の制御弁の使用環境と同様の使用環境におけるデータセットの検知情報を取得してもよい。この態様によると、検知部の異常の推定のロバスト性を向上させることができる。 The acquisition unit may acquire detection information of a dataset in a usage environment similar to the usage environment of the control valve or a control valve of the same type as the control valve when the value of the dataset used to generate the estimation criterion was recorded. According to this aspect, it is possible to improve the robustness of the estimation of anomalies by the detection unit.

使用環境は制御弁または制御弁と同種の制御弁の制御対象が停止され、かつ、第1可動部および第2可動部の固着防止動作が行われている状況であってもよい。この態様によると、検知部の異常の推定のロバスト性を向上させることができる。 The usage environment may be a situation in which the control valve or a control object of the same type as the control valve is stopped, and an anti-sticking operation of the first movable part and the second movable part is being performed. According to this aspect, the robustness of the estimation of an abnormality of the detection unit can be improved.

状態推定装置は、推定部により検知部に異常があると推定された場合にその旨を報知する報知部をさらに備えてもよい。この態様によると、制御弁の検知部の異常を的確に把握することができ、制御弁の状態に応じて適切な対応をすることができる。 The state estimation device may further include a notification unit that notifies the user when the estimation unit estimates that there is an abnormality in the detection unit. According to this aspect, it is possible to accurately grasp the abnormality in the detection unit of the control valve, and to take appropriate measures according to the state of the control valve.

報知部は検知部に異常が発生するまでの時間を推定して報知してもよい。この態様によると、制御弁の検知部の異常を的確に予測することができ、制御弁の状態に応じて適切な対応をすることができる。 The notification unit may estimate the time until an abnormality occurs in the detection unit and notify the user. According to this embodiment, an abnormality in the detection unit of the control valve can be accurately predicted, and appropriate measures can be taken according to the state of the control valve.

制御弁はエンジンに供給される燃料の量を調整するための制御弁であってもよい。この態様によると、エンジンを制御するための制御弁の異常を的確に把握することができ、制御弁の状態に応じて適切な対応をすることができる。 The control valve may be a control valve for adjusting the amount of fuel supplied to the engine. According to this embodiment, an abnormality in the control valve for controlling the engine can be accurately detected, and appropriate measures can be taken according to the state of the control valve.

本発明の別の態様は、制御弁である。この制御弁は、位置を指定するための制御信号に応じて位置が変化し、位置に応じて作動流体の流量が制御される第1可動部と、第1可動部の目標位置または実位置と作動流体の流量に応じて位置を変化させる第2可動部の実位置とを含むデータセットの検知情報を取得する取得部と、取得部により取得された検知情報に基づいて第2可動部の位置を検知するための検知部の異常を推定する推定部とを備える。この態様によると、制御弁における第2可動部の位置を検知するための検知部の異常を推定することができるので、制御弁の状態に応じて適切な対応をすることができる。 Another aspect of the present invention is a control valve. This control valve includes a first movable part whose position changes in response to a control signal for specifying a position and whose flow rate of a working fluid is controlled in response to the position, an acquisition unit that acquires detection information of a data set including a target position or actual position of the first movable part and an actual position of a second movable part whose position changes in response to the flow rate of the working fluid, and an estimation unit that estimates an abnormality in the detection unit for detecting the position of the second movable part based on the detection information acquired by the acquisition unit. According to this aspect, since it is possible to estimate an abnormality in the detection unit for detecting the position of the second movable part in the control valve, it is possible to take appropriate measures in response to the state of the control valve.

本発明のさらに別の態様は、状態推定プログラムである。この状態推定プログラムは、コンピュータを、第1可動部の位置に応じて作動流体の流量を制御する制御弁における第1可動部の目標位置または実位置と作動流体の流量に応じて位置を変化させる第2可動部の実位置とを含むデータセットの検知情報を取得する取得部、取得部により取得された検知情報に基づいて第2可動部の位置を検知するための検知部の異常を推定する推定部として機能させる。この態様によると、制御弁における第2可動部の位置を検知するための検知部の異常を推定することができるので、制御弁の状態に応じて適切な対応をすることができる。 Yet another aspect of the present invention is a state estimation program. This state estimation program causes a computer to function as an acquisition unit that acquires detection information of a data set including a target position or actual position of a first movable part in a control valve that controls the flow rate of a working fluid according to the position of the first movable part and an actual position of a second movable part that changes its position according to the flow rate of the working fluid, and an estimation unit that estimates an abnormality in a detection unit for detecting the position of the second movable part based on the detection information acquired by the acquisition unit. According to this aspect, since it is possible to estimate an abnormality in the detection unit for detecting the position of the second movable part in the control valve, it is possible to take appropriate measures according to the state of the control valve.

本発明のさらに別の態様は、状態推定方法である。この状態推定方法は、コンピュータに、第1可動部の位置に応じて作動流体の流量を制御する制御弁における第1可動部の目標位置または実位置と作動流体の流量に応じて位置を変化させる第2可動部の実位置とを含むデータセットの検知情報を取得するステップと、取得するステップにおいて取得された検知情報に基づいて第2可動部の位置を検知するための検知部の異常を推定するステップとを実行させる。この態様によると、制御弁における第2可動部の位置を検知するための検知部の異常を推定することができるので、制御弁の状態に応じて適切な対応をすることができる。 Yet another aspect of the present invention is a state estimation method. This state estimation method causes a computer to execute a step of acquiring detection information of a data set including a target position or actual position of a first movable part in a control valve that controls the flow rate of a working fluid according to the position of the first movable part and an actual position of a second movable part that changes its position according to the flow rate of the working fluid, and a step of estimating an abnormality in a detection part for detecting the position of the second movable part based on the detection information acquired in the acquiring step. According to this aspect, since it is possible to estimate an abnormality in the detection part for detecting the position of the second movable part in the control valve, it is possible to take an appropriate response according to the state of the control valve.

1・・管理システム、2・・船舶、10・・パイロットバルブ、12・・スプール、16・・ポート、18・・スプール駆動部、19・・位置センサ、20・・メインバルブ、28・・スプール、29・・位置センサ、48・・作動油、80・・エンジン、81・・気筒、82・・センサ、90・・ログデータ記憶装置、91・・エンジン制御装置、92・・ジャンクションボックス、100・・油圧サーボバルブ、110・・サーボバルブ制御装置、120・・電源回路、130・・サーボバルブ制御回路、140・・サーボバルブ駆動回路、150・・電圧検出部、160・・データ収集回路、300・・学習装置、301・・学習データ取得部、302・・推定モデル生成部、303・・推定モデル提供部、310・・パイロットバルブ実スプール位置、311・・メインバルブ実スプール位置、315・・特徴量算出部、316・・パイロットバルブ目標スプール位置、320・・データ選択部、341・・コイル印加電流、342・・作動油清浄度実測値、343・・作動油清浄度推定モデル生成部、344・・作動油清浄度推定モデル提供部、351・・位置センサ断線データ、353・・位置センサ断線検知モデル生成部、354・・位置センサ断線検知モデル提供部、400・・状態推定装置、401・・検知情報取得部、402・・状態推定部、403・・推定結果出力部、410・・パイロットバルブ実スプール位置、411・・メインバルブ実スプール位置、414・・特徴量算出部、415・・パイロットバルブ目標スプール位置、417・・データ選択部、441・・コイル印加電流、442・・作動油清浄度推定部、443・・作動油清浄度推定結果出力部、451・・位置センサ断線検知部、452・・位置センサ断線検知結果出力部。 1. Management system, 2. Ship, 10. Pilot valve, 12. Spool, 16. Port, 18. Spool drive unit, 19. Position sensor, 20. Main valve, 28. Spool, 29. Position sensor, 48. Hydraulic oil, 80. Engine, 81. Cylinder, 82. Sensor, 90. Log data storage device, 91. Engine control device, 92. Junction box, 100. Hydraulic servo valve, 1 10. Servo valve control device, 120. Power supply circuit, 130. Servo valve control circuit, 140. Servo valve drive circuit, 150. Voltage detection unit, 160. Data collection circuit, 300. Learning device, 301. Learning data acquisition unit, 302. Estimation model generation unit, 303. Estimation model provision unit, 310. Pilot valve actual spool position, 311. Main valve actual spool position, 315. Feature amount calculation unit, 316 Pilot valve target spool position, 320: data selection unit, 341: coil applied current, 342: actual measured value of hydraulic oil cleanliness, 343: hydraulic oil cleanliness estimation model generation unit, 344: hydraulic oil cleanliness estimation model provision unit, 351: position sensor disconnection data, 353: position sensor disconnection detection model generation unit, 354: position sensor disconnection detection model provision unit, 400: state estimation device, 401: detection information acquisition unit, 402: state State estimation unit, 403... Estimation result output unit, 410... Actual pilot valve spool position, 411... Actual main valve spool position, 414... Feature amount calculation unit, 415... Pilot valve target spool position, 417... Data selection unit, 441... Coil applied current, 442... Hydraulic oil cleanliness estimation unit, 443... Hydraulic oil cleanliness estimation result output unit, 451... Position sensor disconnection detection unit, 452... Position sensor disconnection detection result output unit.

Claims (11)

第1可動部の位置に応じて作動流体の流量を制御する制御弁における前記第1可動部の目標位置および実位置と前記第1可動部を駆動する駆動部に供給された電流の値とを含むデータセットの検知情報を取得する取得部と、
前記取得部により取得された検知情報に基づいて前記作動流体の清浄度を推定する推定部と
を備え
前記清浄度は前記作動流体内に含まれる異物の量が少ないほど大きくなる指標であり、
前記推定部は前記データセットの検知情報に基づいて前記作動流体の清浄度を推定するための推定基準を使用して前記作動流体の清浄度を推定し、
前記取得部は前記推定基準を生成するために使用された前記データセットの値が記録されたときの制御弁または前記制御弁と同種の制御弁の使用環境と同様の使用環境における前記データセットの検知情報を取得し、
前記使用環境は前記制御弁または前記制御弁と同種の制御弁の制御対象が停止され、かつ、前記第1可動部の固着防止動作が行われている状況である
状態推定装置。
an acquisition unit that acquires detection information of a data set including a target position and an actual position of a first movable part in a control valve that controls a flow rate of a working fluid in accordance with a position of the first movable part and a value of a current supplied to a drive unit that drives the first movable part;
an estimation unit that estimates a cleanliness level of the working fluid based on the detection information acquired by the acquisition unit ,
The degree of cleanliness is an index that increases as the amount of foreign matter contained in the working fluid decreases,
The estimation unit estimates the cleanliness of the working fluid using an estimation criterion for estimating the cleanliness of the working fluid based on the detection information of the data set;
the acquisition unit acquires detection information of the data set in a usage environment similar to a usage environment of the control valve or a control valve of the same type as the control valve when the value of the data set used to generate the estimation criterion was recorded;
The operating environment is a situation in which the control valve or a control target of the same type as the control valve is stopped and an operation to prevent the first movable part from sticking is being performed.
State estimator.
前記推定基準は所定期間内に前記制御弁または前記制御弁と同種の制御弁が使用されたときの前記データセットの値と前記所定期間において実測された前記作動流体の清浄度との関係に基づいて生成されたものである請求項に記載の状態推定装置。 2. The state estimation device according to claim 1, wherein the estimation standard is generated based on a relationship between a value of the data set when the control valve or a control valve of the same type as the control valve is used within a specified period of time and a cleanliness of the working fluid actually measured within the specified period of time. 前記推定基準は前記データセットの値から算出される特徴量と前記作動流体の清浄度の実測値との関係に基づいて生成されたものであり、
前記推定部は前記取得部により取得された検知情報から前記特徴量を算出し、算出された特徴量に基づいて前記作動流体の清浄度を推定する請求項に記載の状態推定装置。
the estimation criterion is generated based on a relationship between a feature amount calculated from values of the data set and an actual measurement value of the cleanliness of the working fluid,
The state estimating device according to claim 2 , wherein the estimating unit calculates the feature amount from the detection information acquired by the acquiring unit, and estimates the cleanliness of the working fluid based on the calculated feature amount.
前記特徴量は前記第1可動部の速度または加速度である請求項に記載の状態推定装置。 The state estimating device according to claim 3 , wherein the characteristic amount is a speed or an acceleration of the first movable part. 前記推定部により推定された前記作動流体の清浄度が一定以下である場合にその旨を報知する報知部をさらに備える請求項1からのいずれかに記載の状態推定装置。 The state estimating device according to claim 1 , further comprising a notification unit that notifies a user when the cleanliness of the working fluid estimated by the estimation unit is equal to or lower than a certain level. 前記報知部は前記作動流体の清浄度が閾値を下回るまでの時間を推定して報知する請求項に記載の状態推定装置。 The state estimating device according to claim 5 , wherein the notification unit estimates a time until the cleanliness of the working fluid falls below a threshold value and notifies the user. 前記制御弁はエンジンに供給される燃料の量を調整するための制御弁である請求項1からのいずれかに記載の状態推定装置。 7. The state estimating device according to claim 1, wherein the control valve is a control valve for adjusting the amount of fuel supplied to the engine. 前記制御弁は複数の気筒を有するエンジンのそれぞれの気筒に供給される燃料の量を調整するためにそれぞれの気筒に設けられ、
前記推定部は前記複数の気筒に設けられた複数の制御弁のそれぞれに関する情報を比較することにより前記作動流体の異常を判定する請求項に記載の状態推定装置。
the control valve is provided for each cylinder of a multi-cylinder engine to adjust the amount of fuel supplied to each cylinder,
The state estimating device according to claim 7 , wherein the estimating unit determines whether or not there is an abnormality in the working fluid by comparing information relating to each of a plurality of control valves provided in the plurality of cylinders.
位置を指定するための制御信号に応じて位置が変化し、位置に応じて作動流体の流量が制御される第1可動部と、
前記第1可動部の目標位置および実位置と前記第1可動部を駆動する駆動部に供給された電流の値とを含むデータセットの検知情報を取得する取得部と、
前記取得部により取得された検知情報に基づいて前記作動流体の清浄度を推定する推定部と
を備え
前記清浄度は前記作動流体内に含まれる異物の量が少ないほど大きくなる指標であり、
前記推定部は前記データセットの検知情報に基づいて前記作動流体の清浄度を推定するための推定基準を使用して前記作動流体の清浄度を推定し、
前記取得部は前記推定基準を生成するために使用された前記データセットの値が記録されたときの制御弁または前記制御弁と同種の制御弁の使用環境と同様の使用環境における前記データセットの検知情報を取得し、
前記使用環境は前記制御弁または前記制御弁と同種の制御弁の制御対象が停止され、かつ、前記第1可動部の固着防止動作が行われている状況である制御弁。
a first movable portion whose position changes in response to a control signal for designating a position, and whose flow rate of the working fluid is controlled in response to the position;
an acquisition unit that acquires detection information of a data set including a target position and an actual position of the first movable part and a value of a current supplied to a drive unit that drives the first movable part;
an estimation unit that estimates a cleanliness level of the working fluid based on the detection information acquired by the acquisition unit ,
The degree of cleanliness is an index that increases as the amount of foreign matter contained in the working fluid decreases,
The estimation unit estimates the cleanliness of the working fluid using an estimation criterion for estimating the cleanliness of the working fluid based on the detection information of the data set;
the acquisition unit acquires detection information of the data set in a usage environment similar to a usage environment of the control valve or a control valve of the same type as the control valve when the value of the data set used to generate the estimation criterion was recorded;
The usage environment is a situation in which the control valve or a controlled object of the same type of control valve as the control valve is stopped and an operation to prevent sticking of the first movable part is performed .
コンピュータを、
第1可動部の位置に応じて作動流体の流量を制御する制御弁における前記第1可動部の目標位置および実位置と前記第1可動部を駆動する駆動部に供給された電流の値とを含むデータセットの検知情報を取得する取得部、
前記取得部により取得された検知情報に基づいて前記作動流体の清浄度を推定する推定部
として機能させ
前記清浄度は前記作動流体内に含まれる異物の量が少ないほど大きくなる指標であり、
前記推定部は前記データセットの検知情報に基づいて前記作動流体の清浄度を推定するための推定基準を使用して前記作動流体の清浄度を推定し、
前記取得部は前記推定基準を生成するために使用された前記データセットの値が記録されたときの制御弁または前記制御弁と同種の制御弁の使用環境と同様の使用環境における前記データセットの検知情報を取得し、
前記使用環境は前記制御弁または前記制御弁と同種の制御弁の制御対象が停止され、かつ、前記第1可動部の固着防止動作が行われている状況である状態推定プログラム。
Computer,
an acquisition unit that acquires detection information of a data set including a target position and an actual position of a first movable part in a control valve that controls a flow rate of a working fluid in accordance with a position of the first movable part and a value of a current supplied to a drive unit that drives the first movable part;
an estimation unit that estimates the cleanliness of the working fluid based on the detection information acquired by the acquisition unit ;
The degree of cleanliness is an index that increases as the amount of foreign matter contained in the working fluid decreases,
The estimation unit estimates the cleanliness of the working fluid using an estimation criterion for estimating the cleanliness of the working fluid based on the detection information of the data set;
the acquisition unit acquires detection information of the data set in a usage environment similar to a usage environment of the control valve or a control valve of the same type as the control valve when the value of the data set used to generate the estimation criterion was recorded;
A state estimating program in which the usage environment is a situation in which the control valve or a control target of the same type as the control valve is stopped and an operation to prevent sticking of the first movable part is being performed .
コンピュータに、
第1可動部の位置に応じて作動流体の流量を制御する制御弁における前記第1可動部の目標位置および実位置と前記第1可動部を駆動する駆動部に供給された電流の値とを含むデータセットの検知情報を取得するステップと、
前記取得するステップにおいて取得された検知情報に基づいて前記作動流体の清浄度を推定するステップと
を実行させ
前記清浄度は前記作動流体内に含まれる異物の量が少ないほど大きくなる指標であり、
前記推定するステップは前記データセットの検知情報に基づいて前記作動流体の清浄度を推定するための推定基準を使用して前記作動流体の清浄度を推定するステップを含み、
前記取得するステップは前記推定基準を生成するために使用された前記データセットの値が記録されたときの制御弁または前記制御弁と同種の制御弁の使用環境と同様の使用環境における前記データセットの検知情報を取得するステップを含み、
前記使用環境は前記制御弁または前記制御弁と同種の制御弁の制御対象が停止され、かつ、前記第1可動部の固着防止動作が行われている状況である状態推定方法。
On the computer,
A step of acquiring detection information of a data set including a target position and an actual position of a first movable part in a control valve that controls a flow rate of a working fluid in accordance with a position of the first movable part and a value of a current supplied to a drive part that drives the first movable part;
and a step of estimating the cleanliness of the working fluid based on the detection information acquired in the acquiring step .
The degree of cleanliness is an index that increases as the amount of foreign matter contained in the working fluid decreases,
the estimating step includes estimating a cleanliness level of the working fluid using an estimation criterion for estimating a cleanliness level of the working fluid based on sensor information of the data set;
The step of acquiring includes acquiring detection information of the data set in a usage environment similar to the usage environment of the control valve or a control valve of the same type as the control valve when the values of the data set used to generate the estimation criterion were recorded;
The state estimation method according to the present invention, wherein the usage environment is a situation in which the control valve or a control target of the same type as the control valve is stopped and an operation to prevent sticking of the first movable part is being performed .
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