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KR102708372B1 - 건설 기계 - Google Patents

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KR102708372B1
KR102708372B1 KR1020227005712A KR20227005712A KR102708372B1 KR 102708372 B1 KR102708372 B1 KR 102708372B1 KR 1020227005712 A KR1020227005712 A KR 1020227005712A KR 20227005712 A KR20227005712 A KR 20227005712A KR 102708372 B1 KR102708372 B1 KR 102708372B1
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KR
South Korea
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hydraulic pump
flow rate
pressure
bleed
hydraulic
Prior art date
Application number
KR1020227005712A
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English (en)
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KR20220037472A (ko
Inventor
즈토무 우다가와
준지 야마모토
시게유키 사쿠라이
유키히토 스즈키
Original Assignee
히다찌 겐끼 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

편측 틸팅형 가변 용량식 유압 펌프의 미소한 누설 유량을 측정하는 것이 가능한 건설 기계를 제공한다. 건설 기계는, 유압 펌프의 압력을 검출하는 압력 센서와, 상기 유압 펌프의 블리드 오프 유량을 조정 가능한 블리드 오프 조정 장치와, 상기 유압 펌프의 누설 유량의 측정을 지시하는 입력 장치를 구비하고, 컨트롤러는, 조작 장치가 비조작 상태에 있다고 판정하고 또한 상기 입력 장치로부터 측정 지령이 입력된 경우에, 상기 유압 펌프의 유량을 유지한 상태에서, 상기 블리드 오프 조정 장치의 제어 지령값을 변화시키면서 상기 유압 펌프의 압력을 계측하고, 상기 유압 펌프의 압력이 소정의 압력에서 안정되었을 때의 상기 블리드 오프 조정 장치의 제어 지령값에 기초하여 상기 유압 펌프의 누설 유량을 산출한다.

Description

건설 기계
본 발명은, 편측 틸팅형 가변 용량식 유압 펌프를 탑재한 유압 셔블이나 크레인 등의 건설 기계에 관한 것이다.
유압 펌프의 고장을 진단하는 방법으로서 특허문헌 1이 알려져 있다.
특허문헌 1에는, 레귤레이터에 의해 토출량이 제어되는 복수의 가변 용량 유압 펌프와, 이들 가변 용량 유압 펌프 중 1개 또는 복수로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 복수의 유압 액추에이터와, 상기 각 유압 액추에이터의 구동을 제어하는 복수의 유량 제어 밸브와, 1개 또는 복수의 상기 가변 용량 유압 펌프를 중립 위치에 있는 1개 또는 복수의 상기 유량 제어 밸브를 거쳐서 탱크에 접속하는 관로를 구비한 작업 기계에 있어서, 상기 각 가변 용량 유압 펌프와 상기 유량 제어 밸브 사이에 개재되는 차압 센서를 갖는 체크 밸브와, 상기 가변 용량 유압 펌프가 상기 관로와 접속된 상태에서 상기 레귤레이터에 가변 용량 유압 펌프의 최대 토출량을 지시하는 최대 토출량 지시 수단과, 이 최대 토출량 지시 수단에 의한 최대 유량을 토출하고 있는 가변 용량 유압 펌프에 대한 상기 차압 센서를 갖는 체크 밸브의 검출 압력을 저장하는 기억 수단과, 상기 검출 압력에 기초하여 상기 각 가변 용량 유압 펌프의 양부의 판정을 행하는 고장 판정 수단을 마련한 것을 특징으로 하는 작업 기계의 유압 펌프 고장 진단 장치가 기재되어 있다.
일본 특허 제3857361호 공보
특허문헌 1에 기재된 유압 펌프 고장 진단 장치에서는, 차압 센서를 갖는 체크 밸브를 사용하고 있지만, 이하의 이유에 의해, 유량이 작은 영역에서 충분한 정밀도가 얻어지지 않는다.
체크 밸브란 순방향의 흐름을 허용하고, 역방향의 흐름을 저지하는 것으로, 차압이 소정의 압력(크래킹압)을 초과하지 않는 한 밸브 폐쇄 상태를 유지한다. 체크 밸브는, 차압이 크래킹압을 초과하면 밸브 개방되고, 차압이 커짐에 따라서 개방도가 커짐으로써, 큰 유량을 흐르게 할 수 있다. 이와 같이, 체크 밸브의 유량은 차압에 따라서 크게 변화되기 때문에, 차압으로부터 유량을 높은 정밀도로 구하는 것은 곤란하다. 특허문헌 1의 도 5(압력과 유량의 변환 맵의 특성도)가 이것을 나타내고 있다. 이 도 5에 의하면, 특히 압력(체크 밸브의 차압)이 낮은 영역에서의 유량 변화가 크기 때문에, 작은 유량 영역에서의 유량의 변환 산출 정밀도가 크게 저하되어 버린다.
여기서, 변환 산출 정밀도를 높이기 위해, 체크 밸브의 개구량을 작게 함으로써 압력에 대한 유량 변화를 작게 하는 것을 생각할 수 있지만, 진단 시 이외의 통상 동작 시에 체크 밸브에 의한 압력 손실이 커져, 에너지 손실이 발생한다는 문제가 생긴다.
본 발명은, 상기한 과제에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적은, 편측 틸팅형 가변 용량식 유압 펌프의 미소한 누설 유량을 측정하는 것이 가능한 건설 기계를 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 원동기와, 작동유를 저류하는 탱크와, 상기 원동기에 의해 구동되며, 상기 탱크로부터 흡입한 작동유를 토출하는 편측 틸팅형 가변 용량식의 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 공급되는 작동유에 의해 구동되는 복수의 유압 액추에이터와, 상기 복수의 액추에이터의 동작을 지시하는 조작 장치와, 상기 원동기의 회전수 및 상기 유압 펌프의 틸팅을 제어하는 컨트롤러를 구비한 건설 기계에 있어서, 상기 유압 펌프의 압력을 검출하는 압력 센서와, 상기 유압 펌프의 블리드 오프 유량을 조정 가능한 블리드 오프 조정 장치와, 상기 유압 펌프의 누설 유량의 측정을 지시하는 입력 장치를 구비하고, 상기 컨트롤러는, 상기 조작 장치, 상기 압력 센서, 상기 블리드 오프 조정 장치, 및 상기 입력 장치에 접속되며, 상기 조작 장치로부터의 입력 신호를 기초로 상기 조작 장치의 조작 상태를 판정하고, 상기 압력 센서의 검출 신호를 압력값으로 환산하고, 제어 지령값에 따른 제어 신호를 상기 블리드 오프 조정 장치에 출력할 수 있도록 프로그램되어 있고, 상기 조작 장치가 비조작 상태에 있다고 판정하고 또한 상기 입력 장치로부터 측정 지령이 입력된 경우에, 상기 제1 유압 펌프의 유량을 유지한 상태에서, 상기 제1 블리드 오프 조정 장치의 제어 지령값을 변화시키면서 상기 제1 유압 펌프의 압력을 계측하고, 상기 유압 펌프의 압력이 소정의 압력에서 안정되어 있을 때의 상기 블리드 오프 조정 장치의 제어 지령값에 기초하여 상기 유압 펌프의 누설 유량을 산출하는 것으로 한다.
이상과 같이 구성한 본 발명에 따르면, 유압 펌프의 유량을 유지한 상태에서, 블리드 오프 조정 장치의 조작량을 변화시키면서 유압 펌프의 압력을 계측하고, 유압 펌프의 압력이 소정의 압력에서 안정되어 있을 때의 블리드 오프 조정 장치의 제어 지령값에 기초하여 유압 펌프의 누설 유량을 산출할 수 있다. 이에 의해, 유압 펌프의 미소한 누설 유량을 측정하는 것이 가능해진다.
본 발명에 관한 건설 기계에 의하면, 편측 틸팅형 가변 용량식 유압 펌프의 미소한 누설 유량을 측정하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 유압 셔블의 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 유압 셔블에 탑재된 유압 구동 장치의 개략 구성도이다.
도 3은 가변 용량형 사축식 유압 펌프의 구조도이다.
도 4는 도 3에 도시한 컨트롤러의 기능 블록도이다.
도 5는 도 3에 도시한 컨트롤러에 의해 실행되는 펌프 누설 유량의 측정 흐름을 도시하는 도면이다.
도 6은 블리드 오프 밸브를 사용한 펌프 압력의 제어를 도시하는 도면이다.
도 7은 분석 서버측에서 진단 처리를 행하는 경우의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 있어서의 유압 구동 장치의 회로도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 있어서의 유압 구동 장치의 개략 구성도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 있어서의 펌프 누설 유량의 보정 연산 처리를 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 관한 건설 기계로서 유압 셔블을 예로 들고, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 각 도면 중, 동등한 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 중복된 설명은 적절히 생략한다.
실시예 1
도 1은, 본 발명의 제1 실시예에 관한 유압 셔블의 측면도이다.
도 1에 있어서, 유압 셔블(100)은, 주행체(101), 주행체(101) 상에 선회 가능하게 설치된 선회체(102)와, 선회체(102)의 전방측에 상하 방향으로 회동 가능하게 설치된 작업 장치(103)를 구비하고 있다.
작업 장치(103)는, 선회체(102)의 전방측에 상하 방향으로 회동 가능하게 설치된 붐(104)과, 붐(104)의 선단부에 상하 또는 전후 방향으로 회동 가능하게 설치된 암(105)과, 암(105)의 선단부에 상하 또는 전후 방향으로 회동 가능하게 설치된 버킷(106)을 구비하고 있다. 붐(104)은 유압 액추에이터인 붐 실린더(107)에 의해 구동되고, 암(105)은 유압 액추에이터인 암 실린더(108)에 의해 구동되고, 버킷(106)은 유압 액추에이터인 버킷 실린더(109)에 의해 구동된다. 선회체(102) 상의 전방측 위치에는, 오퍼레이터가 탑승하는 운전실(110)이 마련되어 있다.
도 2에 유압 셔블(100)에 탑재된 유압 구동 장치의 개략 구성을 나타낸다.
도 2에 있어서, 유압 구동 장치(200)는, 원동기로서의 엔진(20)과, 엔진(20)에 의해 구동되는 편측 틸팅형 가변 용량식의 유압 펌프(21)와, 유압 펌프(21)의 펌프 배기 용적(펌프 틸팅) qp를 제어하는 유압 파일럿식의 틸팅 제어 장치(22)와, 파일럿 유압원(도시하지 않음)으로부터의 1차압을 감압하여 생성한 파일럿압을 틸팅 제어 장치(22)에 출력하는 전자 비례 밸브(23)와, 유압 액추에이터(107∼109)와, 유압 액추에이터(107∼109)의 동작을 지시하는 조작 장치(51)와, 방향 전환 밸브 유닛(24)과, 블리드 오프 밸브(25)와, 릴리프 밸브(26)와, 압력 센서(27)와, 모니터(50)와, 유압 펌프(21)의 누설 유량의 측정을 지시하는 입력 장치(52)와, 엔진(20), 전자 비례 밸브(23), 블리드 오프 밸브(25), 모니터(50) 등을 제어하는 컨트롤러(40)를 구비하고 있다. 컨트롤러(40)는, 각 기기로부터의 신호를 입력하는 입력 인터페이스(40a)와, 중앙 연산 처리 장치(CPU) 및 그 주변 회로 등으로 구성되며, 소정의 프로그램에 따라서 각종 연산을 행하는 연산 장치(40b)와, 프로그램이나 각종 데이터를 기억하는 기억 장치(40c)와, 각 기기에 제어 신호를 출력하는 출력 인터페이스(40d)를 갖는다.
방향 전환 밸브 유닛(24)은, 유압 펌프(21)의 토출 포트에 접속된 토출 유로(펌프 토출 유로)(28)에 접속되고, 조작 장치(51)의 조작에 따라서, 유압 펌프(21)로부터 유압 액추에이터(107∼109)에 공급되는 압유의 흐름을 제어한다.
블리드 오프 밸브(25)는, 펌프 토출 유로(28)의 방향 전환 밸브 유닛(24)보다도 상류측에 마련되며, 컨트롤러(40)로부터의 밸브 제어 신호에 따라서 개폐되어, 펌프 토출 유로(28)를 연통 또는 차단한다.
릴리프 밸브(26)는, 펌프 토출 유로(28)의 압력을 제한하는 안전 밸브로, 펌프 토출 유로(28)의 블리드 오프 밸브(25)보다도 상류측에 마련되며, 펌프 토출 유로(28)의 압력(=펌프 압력 Pp)이 소정의 압력(릴리프 설정압) Pr을 초과하면 밸브 개방되어, 펌프 토출 유로(28)의 압유를 탱크(29)에 배출한다.
압력 센서(27)는, 펌프 토출 유로(28)의 블리드 오프 밸브(25)보다도 상류측에 마련되며, 펌프 토출 유로(28)의 압력(=펌프 압력 Pp)을 압력 신호로 변환하여, 컨트롤러(40)에 출력한다.
컨트롤러(40)는, 입력 장치(52)로부터의 측정 지령을 받아, 블리드 오프 밸브(25), 엔진(20)의 회전수(엔진 회전수) Neng, 펌프 틸팅 qp를 제어하고, 압력 센서(27)에 의해 검출한 펌프 압력 Pp에 기초하여, 유압 펌프(21)의 누설 유량 Qleak를 산출하여, 기억 장치(40c)에 기억시키거나, 또는 모니터(50) 등에 출력한다.
건설 기계용 유압 펌프로서는 액시얼 피스톤 타입의 펌프가 많이 사용되고 있으며, 가변 용량 기구로서 사축 타입과 사판 타입이 있다. 모두 피스톤의 스트로크 공정을 변화시켜 배기 용적을 변화시킴으로써 가변 용량을 실현하고 있다.
편측 틸팅형 가변 용량식의 유압 펌프(21)의 일례로서, 도 3에 가변 용량형 사축식 유압 펌프의 구조를 나타낸다.
도 3에 있어서, 통형의 케이싱(1)은, 일단측이 베어링 부분으로 된 대략 원통형의 케이싱 본체(1A)와, 케이싱 본체(1A)의 타단측을 폐색한 헤드 케이싱(1B)으로 구성되어 있다.
회전축(2)은 케이싱 본체(1A) 내에 회전 가능하게 마련되어 있다. 실린더 블록(3)은 케이싱 본체(1A) 내에 위치하여 회전축(2)과 함께 회전한다. 실린더 블록(3)에는, 그 축 방향으로 복수의 실린더(4)가 관통하여 마련되어 있다. 그리고, 각 실린더(4) 내에는 각각 피스톤(5)이 미끄럼 이동 가능하게 마련되며, 각 피스톤(5)에는 커넥팅 로드(6)가 설치되어 있다.
또한, 각 커넥팅 로드(6)의 선단에는 구형부(6A)가 형성되고, 각 구형부(6A)는 회전축(2)의 선단에 형성된 드라이브 디스크(7)에 요동 가능하게 지지되어 있다. 여기서, 실린더 블록(3)은 후술하는 밸브판(8)과 함께 회전축(2)에 대하여 틸팅양으로서의 틸팅각 θ를 갖고 배치되며, 이 틸팅각 θ에 의해 펌프 배기 용량이 결정된다.
밸브판(8)은, 그 일측단면에 실린더 블록(3)이 미끄럼 접촉하고, 밸브판(8)의 타측단면은 헤드 케이싱(1B)에 형성된 오목 만곡 형상의 틸팅 미끄럼 이동면(9)에 미끄럼 접촉하고 있다.
또한, 밸브판(8)의 중심에는 관통 구멍(8A)이 관통하여 마련되고, 관통 구멍(8A)에는 후술하는 센터 샤프트(10)와 요동 핀(15)의 각 선단부가 양측으로부터 각각 삽입되어 있다. 그리고, 밸브판(8)에는 실린더 블록(3)의 회전 시에 각 실린더(4)와 간헐적으로 연통하는 한 쌍의 급배 포트(도시하지 않음)가 관통하여 마련되고, 헤드 케이싱(1B)의 틸팅 미끄럼 이동면(9)에 개구되는 한 쌍의 급배 통로(도시하지 않음)는 이들 급배 포트에 밸브판(8)의 틸팅 위치(틸팅각 θ)와 관계없이 연통하도록 되어 있다.
센터 샤프트(10)는 드라이브 디스크(7)와 밸브판(8) 사이에서 실린더 블록(3)을 지지한다. 센터 샤프트(10)의 일단측에는 구형부(10A)가 형성되고, 구형부(10A)는 드라이브 디스크(7)의 축 중심 위치에 요동 가능하게 지지되어 있다. 한편, 실린더 블록(3)의 중심을 관통하여 돌출된 센터 샤프트(10)의 타단측은 밸브판(8)의 관통 구멍(8A) 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되고, 실린더 블록(3)을 밸브판(8)에 대하여 센터링하도록 되어 있다.
틸팅 기구(11)는 틸팅 미끄럼 이동면(9)을 따라 밸브판(8)을 틸팅시킨다. 틸팅 기구(11)는 헤드 케이싱(1B) 내에 형성되고, 축 방향 양단측에 유통 구멍(12A, 12B)을 가진 실린더실(12)과, 실린더실(12) 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입 끼움되어, 실린더실(12) 내에 액압실(13A, 13B)을 구획 형성한 서보 피스톤(14)과, 기단측이 서보 피스톤(14)에 고착되고, 선단측이 구 형상 선단부(15A)로 되어 밸브판(8)의 관통 구멍(8A)에 요동 가능하게 삽입 끼움된 요동 핀(15)으로 구성되어 있다.
제어부(16)는 틸팅 기구(11)를 통해 밸브판(8)을 틸팅 제어한다. 제어부(16)는 헤드 케이싱(1B)의 외측에 마련되며, 파일럿 펌프로부터 급배되는 압유량(파일럿압)을 피드백 제어하는 스로틀 전환 밸브(모두 도시하지 않음)를 구비하고 있다. 그리고, 이 스로틀 전환 밸브에는 슬리브(도시하지 않음)가 마련되고, 이 슬리브와 서보 피스톤(14)은, 헤드 케이싱(1B)의 긴 구멍(1C)에 삽입 관통된 피드백 핀(17)에 의해 일체적으로 연결되어 있다.
여기서, 제어부(16)의 스로틀 전환 밸브를 조작 레버(51) 등으로 전환 조작하면, 이때의 전환 조작량에 따른 압유(파일럿압)가 상기 파일럿 펌프로부터 유통 구멍(12A, 12B)을 통해 틸팅 기구(11)의 액압실(13A, 13B) 내에 급배되고, 액압실(13A, 13B)간의 압력차로 서보 피스톤(14)을 미끄럼 이동 변위시킴으로써, 서보 피스톤(14)은 요동 핀(15)을 통해 밸브판(8) 및 실린더 블록(3)을 틸팅각 θ로 화살표 A 방향으로 틸팅시킨다. 그리고, 상기 스로틀 전환 밸브의 슬리브는 서보 피스톤(14)의 변위에 추종하여 변위함으로써, 상기 파일럿 펌프로부터의 압유량을 피드백 제어하고, 서보 피스톤(14)의 변위량을 스로틀 전환 밸브의 전환 조작량에 대응시킨 상태로 유지한다.
이와 같은 구성을 구비한 액시얼 피스톤 타입의 가변 용량형 유압 펌프에 있어서는, 사축, 또는 사판 펌프에 있어서는 사판의 기울기양(틸팅)을 변경 가능하게 함으로써 1회전당 피스톤의 배기량을 변경하여, 펌프의 토출 유량을 가변으로 할 수 있다.
다음으로, 펌프의 토출 누설에 대해서 설명한다.
펌프의 주요한 가동부, 미끄럼 이동부로서는 상술한 바와 같이, 베어링이나 각 피스톤(5)과 각 실린더(4)의 미끄럼 이동, 실린더 블록(3)과 밸브판(8)의 미끄럼 이동부, 밸브판(8)과 헤드 케이싱(1B)의 미끄럼 이동 등을 들 수 있다. 펌프로부터의 토출유는 이 실린더 블록(3)으로부터 밸브판(8)을 경유해서 토출 포트(도시 생략)로 이송되게 되어, 이들 미끄럼 이동부가 미끄럼 이동 시에 윤활 불량 등이 일어나면 마모 등이 발생하여 틸팅 미끄럼 이동면의 간극이 커진다. 이 간극이 추가되어 부품간 클리어런스가 정상 시의 규정량보다도 커지게 되어 펌프의 토출유가 그 간극으로부터 저압부로 유출(누설)되게 된다. 그 결과, 펌프의 토출 유량이 정상 시의 토출 유량보다도 누설 유량만큼 감소해 버리게 된다.
이론 펌프 유량, 누설 유량, 및 펌프 압력의 관계에 대해서 이하에 설명한다. 여기서 말하는 이론 펌프 유량이란, 펌프의 누설 유량이 제로라고 가정한 경우의 펌프 유량이다.
유압 구동 장치(200) 내의 각 부분 유량과 펌프 압력 Pp의 관계는, 이하의 식으로 표현된다.
Figure 112022018896875-pct00001
Qpref: 이론 펌프 유량
Qleak: 펌프 누설 유량
Qrelief: 릴리프 유량
Qcb: 센터 바이패스 유량(블리드 오프 유량)
B: 체적 탄성 계수
V: 펌프 토출부 용적
또한, 이론 펌프 유량 Qpref는 이하의 식으로 표현된다.
Figure 112022018896875-pct00002
본 실시예에서는, 블리드 오프 밸브(25)의 제어에 의해 펌프 압력 Pp가 일정하게 유지되기 때문에, 식 (1)로부터 이하의 식이 얻어진다.
Figure 112022018896875-pct00003
또한, 펌프 누설 유량 Qleak의 측정은 릴리프 밸브(26)가 폐쇄된 상태(즉, 릴리프 유량 Qrelief가 제로인 상태)에서 행해지기 때문에, 식 (3)으로부터 이하의 식이 얻어진다.
Figure 112022018896875-pct00004
식 (4)에 있어서, 센터 바이패스 유량 Qcb에 오리피스의 식을 적용하면, 이하의 식이 얻어진다.
Figure 112022018896875-pct00005
C: 계수
Acb: 블리드 오프 밸브 개구 면적
ΔP: 블리드 오프 밸브 전후 압력차
ρ: 작동유 밀도
식 (5)에 있어서, 블리드 오프 밸브 전후 압력차 ΔP는 일정하고, 작동유 밀도 ρ는 거의 변화되지 않으므로, 식 (5)는 이하와 같이 간략화된다.
Figure 112022018896875-pct00006
K: 계수
식 (6)에 의하면, 유압 펌프(21)의 누설 유량 Qleak는, 이론 펌프 유량 Qpref 및 블리드 오프 밸브(25)의 개구 면적 Acb로부터 산출할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 이론 펌프 유량 Qpref가 일정한 상태에서 이 개구 면적 Acb의 변화분을 파악함으로써, 누설 유량 Qleak의 변화분을 파악하는 것이 가능해진다. 또한, 블리드 오프 밸브(25)의 제어 지령값에 대한 개구 면적 특성 데이터는 컨트롤러(40)의 기억 장치(40c)가 기억하고 있기 때문에, 개구 면적 Acb는 블리드 오프 밸브(25)의 제어 지령값으로부터 용이하게 구할 수 있다. 또한, 이론 펌프 유량 Qpref를 일정하게 함으로써, 누설 유량 Qleak가 개구 면적 Acb만의 함수가 되기 때문에, 블리드 오프 밸브(25)의 제어 지령값으로부터 용이하면서도 고정밀도로 누설 유량 Qleak를 산출하는 것이 가능해진다.
도 4에 컨트롤러(40)의 기능 블록을 도시한다. 또한, 도 4 중, 유압 펌프(21)의 누설 유량의 측정에 관한 구성만을 나타내고, 액추에이터(107∼109)의 구동에 관한 구성은 생략하였다.
도 4에 있어서, 컨트롤러(40)는, 측정 제어부(41)와, 펌프 압력 계측부(42)와, 엔진 회전수 제어부(43)와, 펌프 틸팅 제어부(44)와, 밸브 제어부(45)와, 누설 유량 산출부(46)를 구비하고 있다.
측정 제어부(41)는, 누설 유량 Qleak의 측정을 개시하는 측정 지령 및 레버 중립 신호를 받아, 엔진 회전수 제어부(43), 펌프 틸팅 제어부(44), 및 밸브 제어부(45)를 제어한다. 측정 지령은, 운전실(110)에 배치된 스위치(52) 등의 입력 장치의 조작을 통해 생성시켜도 되고, 유압 셔블(100)의 엔진(20)이 시동하여 컨트롤러(40)의 전원이 들어간 직후에 자동적으로 생성시켜도 된다. 그 경우, 컨트롤러(40)의 전원 장치(도시하지 않음)로부터 입력되는 전력 신호가 측정 지령에 상당한다. 또한, 레버 중립 신호는, 액추에이터(107∼109)의 비조작 시에 발생하는 신호이며, 액추에이터(107∼109)의 조작 레버(51)로부터의 입력 신호에 따라서 생성된다.
펌프 압력 계측부(42)는, 압력 센서(27)로부터의 압력 신호를 유압 펌프(21)의 펌프 압력 Pp로 변환하여, 밸브 제어부(45) 및 누설 유량 산출부(46)에 출력한다.
엔진 회전수 제어부(43)는, 측정 제어부(41)로부터의 지령을 받아, 엔진 회전수 Neng가 소정의 회전수(규정 회전수)가 되도록 엔진(20)을 제어한다.
펌프 틸팅 제어부(44)는, 측정 제어부(41)로부터의 지령을 받아, 유압 펌프(21)의 틸팅 qp가 원하는 값이 되도록, 전자 비례 밸브(23)의 개방도를 조절하고, 틸팅 제어 장치(22)를 구동한다.
밸브 제어부(45)는, 측정 제어부(41)로부터의 지령을 받아, 펌프 압력 Pp가 소정의 목표 압력과 일치하도록 블리드 오프 밸브(25)의 개구량(개방도)을 조정함과 함께, 밸브 개방도를 누설 유량 산출부(46)에 출력한다. 여기서 말하는 목표 압력은, 릴리프 설정압 Pr(예를 들어 35MPa)보다도 낮으며 비교적 높은 압력(예를 들어 30MPa)으로 설정된다.
누설 유량 산출부(46)는, 펌프 압력 Pp가 목표 압력과 일치하였을 때의 밸브 개방도에 기초하여 누설 유량 Qleak를 산출하고, 운전실(110)에 배치된 모니터(50) 등에 출력한다. 또한, 누설 유량 Qleak는, 운전실(110)의 작업자에 한정되지 않고, 차량 관리자나 서비스 부문 등에 통지되도록 구성해도 된다.
도 5에 컨트롤러(40)에 의해 실행되는 펌프 누설 유량의 측정 흐름을 나타낸다. 컨트롤러(40)는 오퍼레이터나 관리자, 서비스원 등의 요구에 따른 펌프 누설 유량의 측정 지령을 받아, 통상의 제어 흐름(도시하지 않음)을 중단하고, 당해 측정 흐름으로 이행한다. 이하, 당해 측정 흐름을 구성하는 각 스텝에 대해서 차례로 설명한다.
컨트롤러(40)는, 우선 조작 레버(51)가 중립인지 여부(비조작 상태인지 여부)를 판정한다(스텝 S1).
스텝 S1에서 "예"(조작 레버(51)가 중립임)라고 판정한 경우에는, 엔진 회전수를 규정 회전수로 하고, 유압 펌프(21a)의 토출 유량(펌프 유량)을 소정의 유량(규정 유량)으로 한다.
스텝 S2에 이어서, 펌프 압력 Pp를 계측한다(스텝 S3).
스텝 S3에 이어서, 펌프 압력 Pp가 목표 압력과 동등한지의 여부를 판정한다(스텝 S4).
스텝 S4에서 "아니오"(펌프 압력 Pp가 목표 압력과 동등하지 않음)라고 판정한 경우에는, 블리드 오프 밸브(25)의 개방도를 조정하고(스텝 S5), 스텝 S3으로 되돌아간다. 구체적으로는, 펌프 압력 Pp가 목표 압력보다도 낮은 경우에는 밸브 폐쇄 방향으로 개방도를 보정하고, 펌프 압력 Pp가 목표 압력보다도 높은 경우에는 밸브 개방 방향으로 개방도를 보정한다.
스텝 S4에서 "예"(펌프 압력 Pp가 목표 압력과 동등함)라고 판정한 경우에는, 블리드 오프 밸브 개방도의 데이터를 취득한다(스텝 S6).
스텝 S6에 이어서, 규정 횟수분의 데이터가 얻어졌는지 여부를 판정한다(스텝 S7). 이것은 데이터에 변동이 등이 있는 것을 고려하여 이후에 이동 평균 처리나 필터 처리 등의 평준화 처리를 행하기 위한 데이터 수를 확보하기 위한 것이며, 처리 내용이나 데이터의 취득 레이트에 따라서 규정 횟수는 설정된다.
스텝 S7에서 "아니오"(규정 횟수분의 데이터가 얻어지지 않음)라고 판정한 경우에는, 스텝 S3으로 되돌아간다.
스텝 S7에서 "예"(규정 횟수분의 데이터가 얻어짐)라고 판정한 경우에는, 최신의 규정 횟수분의 데이터에 대하여 평준화 처리를 행한다(스텝 S8).
스텝 S8에 이어서, 블리드 오프 밸브 개방도 Acb, 펌프 틸팅 qp, 및 엔진 회전수 Neng를 측정 흐름 개시 전의 상태로 되돌린다(스텝 S9).
스텝 S9에 이어서, 스텝 S9에서 산출한 블리드 오프 밸브 개구량 Acb에 기초하여 펌프 누설 유량 Qleak를 산출하고(스텝 S10), 당해 측정 흐름을 종료한다(통상의 제어 흐름으로 복귀함).
본 실시예에서는, 원동기(20)와, 작동유를 저류하는 탱크(29)와, 원동기(20)에 의해 구동되며, 탱크(29)로부터 흡입한 작동유를 토출하는 편측 틸팅형 가변 용량식의 유압 펌프(21)와, 유압 펌프(21)로부터 공급되는 작동유에 의해 구동되는 복수의 유압 액추에이터(107∼109)와, 복수의 액추에이터(107∼109)의 동작을 지시하는 조작 장치(51)와, 원동기(20)의 회전수 Neng 및 유압 펌프(21)의 틸팅 qp를 제어하는 컨트롤러(40)를 구비한 건설 기계(100)에 있어서, 유압 펌프(21)의 압력 Pp를 검출하는 압력 센서(27)와, 유압 펌프(21)의 블리드 오프 유량 Qcb를 조정 가능한 블리드 오프 조정 장치(25)와, 유압 펌프(21)의 누설 유량 Qleak의 측정을 지시하는 입력 장치(52)를 구비하고, 컨트롤러(40)는, 조작 장치(51), 압력 센서(27), 블리드 오프 조정 장치(25), 및 입력 장치(52)에 접속되며, 조작 장치(51)로부터의 입력 신호를 기초로 조작 장치(51)의 조작 상태를 판정하고, 압력 센서(27)의 검출 신호를 압력값으로 환산하고, 제어 지령값에 따른 제어 신호를 블리드 오프 조정 장치(25)에 출력할 수 있도록 프로그램되어 있고, 조작 장치(51)가 비조작 상태에 있다고 판정하고 또한 입력 장치(52)로부터 측정 지령이 입력된 경우에, 유압 펌프(21)의 유량 Qpref를 유지한 상태에서, 블리드 오프 조정 장치(25)의 제어 지령값을 변화시키면서 유압 펌프(21)의 압력 Pp를 계측하고, 유압 펌프(21)의 압력 Pp가 소정의 압력에서 안정되었을 때의 블리드 오프 조정 장치(25)의 제어 지령값에 기초하여 유압 펌프(21)의 누설 유량 Qleak를 산출한다.
또한, 본 실시예에 있어서의 컨트롤러(40)는, 조작 장치(51)로부터의 입력 신호를 기초로 조작 장치(51)가 비조작 상태에 있다고 판정하고 또한 입력 장치(52)로부터 측정 지령이 입력된 경우에, 유압 펌프(21)의 유량을 소정의 유량으로 조정하고, 유압 펌프(21)의 유량을 상기 소정의 유량으로 유지한 상태에서, 블리드 오프 조정 장치(25)의 제어 지령값을 변화시키면서 유압 펌프(21)의 압력 Pp를 계측하고, 유압 펌프(21)의 압력 Pp가 상기 소정의 압력에서 안정되었을 때의 블리드 오프 조정 장치(25)의 제어 지령값에 기초하여 유압 펌프(21)의 누설 유량 Qleak를 산출한다.
이상과 같이 구성한 본 실시예에 의하면, 유압 펌프(21)의 유량 Qpref를 유지한 상태에서, 블리드 오프 조정 장치(25)의 제어 지령값을 변화시키면서 유압 펌프(21)의 압력 Pp를 계측하고, 유압 펌프(21)의 압력 Pp가 소정의 압력에서 안정되어 있을 때의 블리드 오프 조정 장치(25)의 제어 지령값에 기초하여 유압 펌프(21)의 누설 유량을 산출할 수 있다. 이에 의해, 유압 펌프(21)의 미소한 누설 유량 Qleak를 측정하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시예에 있어서의 컨트롤러(40)는, 조작 장치(51)로부터의 입력 신호를 기초로 조작 장치(51)가 비조작 상태에 있다고 판정하고 또한 입력 장치(52)로부터 측정 지령이 입력된 경우에, 유압 펌프(21)의 유량 Qpref를 현재의 유량으로 유지한 상태에서, 블리드 오프 조정 장치(25)의 제어 지령값을 조정하면서 유압 펌프(21)의 압력 Pp를 계측하고, 유압 펌프(21)의 압력 Pp가 상기 목표 압력과 일치하였을 때의 블리드 오프 조정 장치(25)의 제어 지령값을 유압 펌프(21)의 압력 Pp 및 현재의 유량 Qpref와 대응시켜 기억해도 된다. 이 경우, 누설 유량 측정 시의 유압 펌프(21)의 유량 Qpref가 측정마다 변화되기는 하지만, 동일 또는 일정한 범위 내에 있는 압력 Pp 및 유량 Qpref에 대응시켜 기억된 블리드 오프 조정 장치(25)의 제어 지령값의 추이를 확인함으로써, 누설 유량 Qleak의 변화를 파악하는 것이 가능해진다. 또한, 누설 유량 Qleak의 측정 전후에서 유압 펌프(21)의 유량 Qpref가 변화되지 않으므로, 측정 종료 후의 조작성에의 영향을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시예에 있어서의 컨트롤러(40)는, 누설 유량 Qleak를 산출하기 전에, 블리드 오프 조정 장치(25)의 제어 지령값에 대하여 평준화 처리를 행한다. 이에 의해, 블리드 오프 조정 장치(25)의 제어 지령값으로부터 노이즈 등의 영향이 제거되므로, 누설 유량 Qleak의 측정 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다.
블리드 오프 밸브(25)를 사용한 펌프 압력 Pp의 제어의 보충을 도 6을 사용하여 설명한다. 당해 제어의 실행 중에는, 목표 압력이 지령으로서 컨트롤러(40)에 입력된다. 컨트롤러(40)는, 압력 센서(27)의 압력 신호로부터 펌프 압력 Pp를 산출하고, 펌프 압력 Pp가 목표 압력과 일치하는 블리드 오프 밸브(25)의 제어 지령값을 산출하고, 당해 제어 지령값에 따른 밸브 제어 신호를 블리드 오프 밸브(25)에 출력한다. 당해 제어의 비실행 중에는, 컨트롤러(40)는 블리드 오프 밸브(25)가 완전 개방이 되는 조작 지령을 출력한다.
본 실시예에서는, 건설 기계측에서 펌프 누설 유량 Qleak를 산출하는 구성을 설명하였지만, 유압 펌프(21)의 손상 정도를 나타내는 특징량(블리드 오프 밸브(25)의 제어 지령값, 펌프 누설 유량 Qleak 등) 및 시각 정보를 위성 통신 등을 이용한 통신 수단을 이용하여 다른 거점에 설치한 분석 서버로 전송하고, 분석 서버측에서 진단 처리를 행해도 된다.
분석 서버측에서 진단 처리를 행하는 경우의 구성예를 도 7에 도시한다. 이 예에서는 결함 판정을 위한 역치를 분석 서버측에서 용이하게 변경할 수 있다. 또한, 기계 1대만의 데이터뿐만 아니라, 비교 대상(동종, 동급 등)의 다수의 기계의 데이터를 수집할 수 있다는 점에서, 모집단으로부터의 괴리 상태나 벗어남 상태 등의 상댓값 비교로 판정 역치를 결정해도 된다. 그 경우, 사전에 판정 역치를 결정하지 않아도 운용하면서 판정 역치를 조정해 감으로써 결정되므로 설계를 간편하게 할 수 있다.
이 특징량과 시각 정보를 기초로 미리 정해진 판정 역치나 경시 경향을 기초로 펌프의 결함 징후가 진단됨으로써, 기계 외부에 있어서도 펌프의 결함 징후를 파악할 수 있다.
실시예 2
본 발명의 제2 실시예에 대해서, 제1 실시예와의 상위점을 중심으로 설명한다.
제1 실시예에서는, 블리드 오프 밸브(25)가 유압 펌프(21)의 바로 하류에 위치하고 있기 때문에, 방향 전환 밸브 유닛(24) 등의 영향을 받지 않고 유압 펌프(21)의 누설 유량을 측정할 수 있다. 그러나, 유압 펌프(21)의 토출유로 액추에이터(107∼109)를 구동하는 건설 기계(100)에 있어서는, 유압 펌프(21) 단체가 아닌 방향 전환 밸브 유닛(24)도 포함해서 누설을 평가하는 것이 바람직한 경우도 있다. 이는, 유압 액추에이터(107∼109)로의 압유 공급에는 유압 펌프(21)뿐만 아니라 방향 전환 밸브 유닛(24)도 크게 관계되기 때문이다.
도 8에 있어서, 유압 구동 장치(200)는, 엔진(원동기)(20)에 의해 구동되는 가변 용량식의 제1 및 제2 유압 펌프(21a, 21b)와, 제1 유압 펌프(21a)의 펌프 토출 유로(28a)에 패럴렐 접속되는 복수의 방향 전환 밸브(24a1)로 이루어지는 제1 방향 전환 밸브 유닛(24a)과, 제2 유압 펌프(21b)의 펌프 토출 유로(28b)에 패럴렐 접속되는 복수의 방향 전환 밸브(24b1)로 이루어지는 제2 방향 전환 밸브 유닛(24b)을 구비하고 있다.
제1 방향 전환 밸브 유닛(24a)을 구성하는 복수의 방향 전환 밸브(24a1), 및 제2 방향 전환 밸브 유닛(24b)을 구성하는 복수의 방향 전환 밸브(24b1)는 각각 유압 액추에이터(107∼109, 120L, 120R, 121) 중 어느 것에 접속되어 있다. 그리고, 각 방향 전환 밸브(24a1, 24b1)는 파일럿 방식(유압식 또는 전자식)으로 전환되도록 구성되어 있으며, 그 전환 조작은 운전실(110) 내에 마련된 조작 레버(51)나 조작 페달 등의 조작 장치(51)에 의해 행해진다. 또한, 제1 및 제2 유압 펌프(21a, 21b)로부터의 압유를 탱크(29)에 바이패스하는 바이패스 라인(60a, 60b)에는, 제1 및 제2 블리드 오프 밸브(25a, 25b)가 마련되어 있다. 제1 및 제2 블리드 오프 밸브(25a, 25b)는, 컨트롤러(40)(도 4에 도시함)로부터의 지령에 의해 제1 및 제2 유압 펌프(21a, 21b)로부터 탱크(29)에 바이패스되는 유량(블리드 오프 유량)을 제어한다.
여기서, 유압 셔블(100)에 마련되는 유압 액추에이터는, 유압 모터로 이루어지는 좌우의 주행 모터(120R, 120L) 및 선회 모터(121)와, 붐(104)을 구동하는 붐 실린더(107)와, 암(105)을 구동하는 암 실린더(108)와, 버킷(106)을 구동하는 버킷 실린더(109)를 포함한다. 이들 유압 액추에이터 중, 붐 실린더(107) 및 암 실린더(108)에 대해서는, 제1 및 제2 유압 펌프(21a, 21b)로부터의 압유를 합류시켜서 공급할 수 있도록 하고 있다. 또한, 본 실시예에 관한 유압 구동 장치(200)는 2대의 유압 펌프(21a, 21b)를 구비하고 있지만, 유압 펌프의 수는 작업 부하 등에 따라서 적절히 변경 가능하다.
제1 및 제2 유압 펌프(21a, 21b)와 탱크(29) 사이에는, 유압 회로의 최고 압력을 규제하기 위한 릴리프 밸브(26)가 마련되어 있으며, 이에 의해 유압 회로를 구성하는 각 부의 보호가 도모된다.
본 실시예는, 방향 전환 밸브 유닛(24)의 상류측에 마련된 블리드 오프 밸브(25)(도 2에 도시함) 대신에, 방향 전환 밸브 유닛(24a, 24b)의 하류측에 마련된 블리드 오프 밸브(25a, 25b)를 구비하고 있다는 점에서 제1 실시예와 상이하다. 도 8에 도시한 바와 같이, 액추에이터로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 방향 전환 밸브(24a1, 24b1)가 각 펌프의 공급 포트에 대하여 병렬로 마련되어 있고, 이들 방향 전환 밸브(24a1, 24b1)로부터의 압유의 누설이 펌프의 누설과 마찬가지로 액추에이터의 구동에 영향을 미치는 형태로 되어 있다.
본 실시예에 있어서의 유압 구동 장치(200)의 각 부분 유량과 펌프 압력 Pp의 관계는, 이하의 식으로 표현된다.
Figure 112022018896875-pct00007
Qpref: 이론 펌프 유량
Qleak: 펌프 누설 유량
Qrelief: 릴리프 유량
Qcb: 센터 바이패스 유량(블리드 오프 유량)
Qcv: 방향 제어 밸브 누설 유량
B: 체적 탄성 계수
V: 펌프 토출부 용적
또한, 펌프 누설 유량 Qleak의 측정은, 블리드 오프 밸브(25)의 제어에 의해 펌프 압력 Pp가 일정하게 유지되며, 릴리프 밸브(26)가 폐쇄된 상태(즉, 릴리프 유량 Qrelief가 제로인 상태)에서 행해지기 때문에, 식 (7)로부터 이하의 식이 얻어진다.
Figure 112022018896875-pct00008
식 (8)에 의하면, 펌프 누설 유량 Qleak와 방향 전환 밸브 누설 유량 Qcv의 합계 누설 유량이 산출되기 때문에, 유압 펌프(21a, 21b) 및 방향 전환 밸브 유닛(24a, 24b)을 포함하는 압유 공급 계통 전체의 누설 유량을 측정하는 것이 가능해진다.
펌프 누설 유량 측정 시의 동작은 제1 실시예와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략하지만, 이에 의해 압유 공급 계통 전체의 누설 유량을 미소 유량 영역으로부터 측정할 수 있음과 함께, 블리드 오프 유량 Qcb가 제로, 릴리프 유량 Qrelief가 제로로 되어 있는 상황 하에서 펌프 압력 Pp가 목표 압력(예를 들어 30MPa)을 완만하게 초과하였을 때의 이론 펌프 유량 Qpref를 통해서 압유 공급 계통 전체의 누설 유량이 고정밀도로 측정되어, 건설 기계의 압유의 공급원으로서의 손상 상태를 평가하는 것이 가능해진다.
본 실시예에 있어서의 블리드 오프 조정 장치(25a, 25b)는, 방향 전환 밸브 유닛(24a, 24b)과 탱크(29)를 접속하는 바이패스 라인(60a, 60b)에 마련되며, 컨트롤러(40)로부터의 밸브 제어 신호에 따라서 개폐하는 블리드 오프 밸브(25a, 25b)이다.
이상과 같이 구성한 본 실시예에 의하면, 유압 펌프(21a, 21b) 및 방향 전환 밸브 유닛(24a, 24b)을 포함하는 압유 공급 계통 전체의 미소한 누설 유량을 측정하는 것이 가능해진다.
실시예 3
본 발명의 제3 실시예에 대해서, 제1 실시예와의 상위점을 중심으로 설명한다.
본 실시예는 통상의 측정 환경과는 크게 상이한 경우, 측정 결과의 평가, 비교가 부적당한 경우에 있어서의 누설 유량의 평가 진단 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 예를 들어 구체적인 예로서는, 극한지에서의 극한 상태에서 진단을 실시한 경우에는 유온이 -20℃ 등으로 매우 낮은 경우도 있다. 이 경우, 펌프의 환상 간극 등으로부터 누설되는 유량은 일반적으로 오일의 점도 등의 영향을 받으므로 온도 환경이 누설 상태에 영향을 미치는 것이 상정된다. 이와 같이 작동유의 난기의 유무 등에 의해서도 크게 온도가 상이한 경우에는, 제1 실시예에서 산출된 누설 유량을 정량적으로 평가하는 것은 적절하지 않다. 본 실시예에서는, 이와 같이 측정 환경이 크게 상이한 경우에 있어서, 평가에 적합한 누설 유량을 산출하는 방법을 설명한다.
도 8의 유압 회로 구성에 도시한 바와 같이, 유압 셔블과 같은 건설 기계에 있어서는 좌우의 주행 모터(120L, 120R)가 존재하기 때문에, 좌우의 등가성을 얻기 위해서 동일 사양의 2개의 유압 펌프를 구비하는 것이 통례이다. 이들 2개의 유압 펌프가 손상 등이 없고 마찬가지의 누설 유량 특성을 갖고 있는 경우라면, 온도 등의 환경이 평소와 크게 상이한 경우라도 2개의 유압 펌프(21a, 21b)의 누설 유량은 동등해질 것이다. 반대로 말하면, 2개의 유압 펌프(21a, 2b)의 누설 유량이 크게 상이한 경우는, 누설 유량이 큰 쪽의 유압 펌프가 다른 쪽의 유압 펌프보다도 손상되어 있다고 파악할 수 있다.
따라서, 이와 같이 온도 환경이 평소와 크게 상이한 경우는, 2개의 유압 펌프의 각 누설 유량을 산출할 때에 2개의 유압 펌프의 누설 유량의 편차의 영향을 가미함으로써, 각 누설 유량에 대한 온도 환경의 변화에 의한 영향을 억제할 수 있어, 보다 적절한 누설 진단을 행할 수 있게 된다.
도 9에 본 실시예에 있어서의 유압 구동 장치(200)의 개략 구성을 나타내고, 도 10에 본 실시예에 있어서의 유압 펌프(21a, 21b)의 누설 유량 Qleak1, Qleak2의 보정 연산 처리를 나타낸다. 또한, 유압 펌프(21a, 21b)의 누설 유량 Qleak1, Qleak2의 산출 방법은 제1 실시예에서 설명한 바와 같다.
도 8에 도시한 예에서는, 누설 유량 Qleak1과 누설 유량 Qleak1, Qleak2의 편차(=Qleak1-Qleak2)의 절댓값과의 가중 평균을 보정 후의 누설 유량 Qleak1로서 산출하고, 누설 유량 Qleak2와 누설 유량 Qleak2, Qleak1의 차분(=Qleak2-Qleak1)의 절댓값과의 가중 평균을 유압 펌프(21a)의 보정 후의 누설 유량 Qleak2로서 산출한다.
누설 유량 Qleak1, Qleak2의 비중을 결정하는 계수 K1 및 누설 유량 Qleak1, Qleak2의 편차의 절댓값의 비중을 결정하는 계수 K2는, K1+K2=1의 조건을 충족하며, 표준 온도 TN에 있어서 K1이 지배적(예를 들어 0.9)이고, 온도가 저하됨에 따라서 계수 K2가 지배적(예를 들어 0.9)이 되도록 설정되어 있다.
본 실시예에 있어서의 유압 셔블(100)은 원동기(20)에 의해 구동되고, 탱크(29)로부터 흡입한 작동유를 토출하는 편측 틸팅형 가변 용량식의 제2 유압 펌프(21b)와, 제2 유압 펌프(21b)의 압력 Pp2를 검출하는 제2 압력 센서(27b)와, 제2 유압 펌프(21b)의 블리드 오프 유량 Qcb2를 조정 가능한 제2 블리드 오프 조정 장치(25b)와, 작동유의 온도를 검출하는 온도 센서(30)를 더 구비하고, 복수의 유압 액추에이터(107∼109)는, 제2 유압 펌프(21b)로부터 공급되는 작동유에 의해 구동 가능하고, 컨트롤러(40)는 제2 압력 센서(27b), 제2 블리드 오프 조정 장치(25b), 및 온도 센서(30)에 접속되며, 제2 압력 센서(27b)의 검출 신호를 압력값으로 환산하고, 제어 지령값에 따른 제어 신호를 제2 블리드 오프 조정 장치(25b)에 출력하고, 온도 센서(30)의 검출 신호를 온도값으로 변환할 수 있도록 프로그램되어 있고, 조작 장치(51)가 비조작 상태에 있다고 판정하며, 입력 장치(52)로부터 측정 지령이 입력된 경우에, 제2 유압 펌프(21b)의 유량을 유지한 상태에서, 제2 블리드 오프 조정 장치(25b)의 제어 지령값을 변화시키면서 제2 유압 펌프(21b)의 압력 Pp2를 계측하고, 제2 유압 펌프(21b)의 압력 Pp2가 소정의 압력에서 안정되었을 때의 제2 블리드 오프 조정 장치(25b)의 제어 지령값에 기초하여 제2 유압 펌프(21b)의 누설 유량 Qleak2를 산출하고, 작동유의 온도에 따라서 제1 유압 펌프(21a)의 누설 유량 Qleak1 및 제2 유압 펌프(21b)의 누설 유량 Qleak2를 보정한다.
이상과 같이 구성한 본 실시예에 의하면, 작동유의 온도에 따라서 제1 및 제2 유압 펌프(21a, 21b)의 누설 유량 Qleak1, Qleak2를 보정함으로써, 온도 환경에 관계없이 적절한 누설 진단을 행하는 것이 가능해진다.
이상, 본 발명의 실시예에 대해서 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들어, 상기한 실시예는, 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해서 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 어느 실시예의 구성에 다른 실시예의 구성의 일부를 추가하는 것도 가능하고, 어느 실시예의 구성의 일부를 삭제하거나, 혹은 다른 실시예의 일부로 치환하는 것도 가능하다.
1: 케이싱
1A: 케이싱 본체
1B: 헤드 케이싱
1C: 긴 구멍
2: 회전축
3: 실린더 블록
4: 실린더
5: 피스톤
6: 커넥팅 로드
6A: 구형부
7: 드라이브 디스크
8: 밸브판
8A: 관통 구멍
9: 틸팅 미끄럼 이동면
10: 센터 샤프트
11: 틸팅 기구
12: 실린더실
12A, 12B: 유통 구멍
13A, 13B: 액압실
14: 서보 피스톤
15: 요동 핀
15A: 구 형상 선단부
16: 제어부
17: 피드백 핀
20: 엔진(원동기)
21: 유압 펌프(제1 유압 펌프)
21a: 유압 펌프(제1 유압 펌프)
21b: 유압 펌프(제2 유압 펌프)
22, 22a, 22b: 틸팅 제어 장치
23: 전자 비례 밸브
24, 24a: 방향 전환 밸브 유닛(제1 방향 전환 밸브 유닛)
24b: 방향 전환 밸브 유닛(제2 방향 전환 밸브 유닛)
25, 25a: 블리드 오프 밸브(제1 블리드 오프 조정 장치)
25b: 블리드 오프 밸브(제2 블리드 오프 조정 장치)
26: 릴리프 밸브
27, 27a: 압력 센서(제1 압력 센서)
27b: 압력 센서(제2 압력 센서)
28, 28a, 28b: 펌프 토출 유로
29: 탱크
30: 온도 센서
40: 컨트롤러
41: 측정 제어부
42: 펌프 압력 계측부
43: 엔진 회전수 제어부
44: 펌프 틸팅 제어부
45: 밸브 제어부
46: 누설 유량 산출부
50: 모니터
51: 조작 레버(조작 장치)
52: 스위치(입력 장치)
60a, 60b: 바이패스 라인
100: 유압 셔블(건설 기계)
101: 주행체
102: 선회체
103: 작업 장치
104: 붐
105: 암
106: 버킷
107: 붐 실린더(유압 액추에이터)
108: 암 실린더(유압 액추에이터)
109: 버킷 실린더(유압 액추에이터)
110: 운전실
120L, 120R: 주행 모터(유압 액추에이터)
121: 선회 모터(유압 액추에이터)
200: 유압 구동 장치

Claims (6)

  1. 원동기와,
    작동유를 저류하는 탱크와,
    상기 원동기에 의해 구동되며, 상기 탱크로부터 흡입한 작동유를 토출하는 편측 틸팅형 가변 용량식의 제1 유압 펌프와,
    상기 제1 유압 펌프로부터 공급되는 작동유에 의해 구동되는 복수의 유압 액추에이터와,
    상기 복수의 액추에이터의 동작을 지시하는 조작 장치와,
    상기 원동기의 회전수 및 상기 제1 유압 펌프의 틸팅을 제어하는 컨트롤러를 구비한 건설 기계에 있어서,
    상기 제1 유압 펌프의 압력을 검출하는 제1 압력 센서와,
    상기 제1 유압 펌프의 블리드 오프 유량을 조정 가능한 제1 블리드 오프 조정 장치와,
    상기 제1 유압 펌프의 누설 유량의 측정을 지시하는 입력 장치를 구비하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 조작 장치, 상기 제1 압력 센서, 상기 제1 블리드 오프 조정 장치, 및 상기 입력 장치에 접속되며, 상기 조작 장치로부터의 입력 신호를 기초로 상기 조작 장치의 조작 상태를 판정하고, 상기 제1 압력 센서의 검출 신호를 압력값으로 환산하고, 제어 지령값에 따른 제어 신호를 상기 제1 블리드 오프 조정 장치에 출력할 수 있도록 프로그램되어 있고,
    상기 조작 장치가 비조작 상태에 있다고 판정하고 또한 상기 입력 장치로부터 측정 지령이 입력된 경우에, 상기 제1 유압 펌프의 유량을 유지한 상태에서, 상기 제1 블리드 오프 조정 장치의 제어 지령값을 변화시키면서 상기 제1 유압 펌프의 압력을 계측하고, 상기 제1 유압 펌프의 압력이 소정의 압력에서 안정되었을 때의 상기 제1 블리드 오프 조정 장치의 제어 지령값에 기초하여 상기 제1 유압 펌프의 누설 유량을 산출하는
    것을 특징으로 하는 건설 기계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 조작 장치가 비조작 상태에 있다고 판정하고 또한 상기 측정 지령이 입력된 경우에, 상기 제1 유압 펌프의 유량을 소정의 유량으로 조정하고, 상기 제1 유압 펌프의 유량을 상기 소정의 유량으로 유지한 상태에서, 상기 제1 블리드 오프 조정 장치의 제어 지령값을 변화시키면서 상기 제1 유압 펌프의 압력을 계측하고, 상기 제1 유압 펌프의 압력이 상기 소정의 압력에서 안정되었을 때의 상기 제1 블리드 오프 조정 장치의 제어 지령값에 기초하여 상기 제1 유압 펌프의 누설 유량을 산출하는
    것을 특징으로 하는 건설 기계.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 조작 장치가 비조작 상태에 있다고 판정하고 또한 상기 측정 지령이 입력된 경우에, 상기 제1 유압 펌프의 유량을 현재의 유량으로 유지한 상태에서, 상기 제1 블리드 오프 조정 장치의 제어 지령값을 변화시키면서 상기 제1 유압 펌프의 압력을 계측하고, 상기 제1 유압 펌프의 압력이 상기 소정의 압력과 일치하였을 때의 상기 제1 블리드 오프 조정 장치의 제어 지령값을 상기 제1 유압 펌프의 압력 및 상기 현재의 유량과 대응시켜 기억하는
    것을 특징으로 하는 건설 기계.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 제1 유압 펌프의 누설 유량을 산출하기 전에, 상기 제1 블리드 오프 조정 장치의 제어 지령값에 대하여 평준화 처리를 행하는
    것을 특징으로 하는 건설 기계.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유압 펌프로부터 상기 복수의 유압 액추에이터에 공급되는 작동유의 흐름을 제어하는 제1 방향 전환 밸브 유닛을 구비하고,
    상기 제1 블리드 오프 조정 장치는, 상기 제1 방향 전환 밸브 유닛과 상기 탱크를 접속하는 바이패스 라인에 마련되며, 상기 컨트롤러로부터의 밸브 제어 신호에 따라서 개폐하는 블리드 오프 밸브인
    것을 특징으로 하는 건설 기계.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 원동기에 의해 구동되며, 상기 탱크로부터 흡입한 작동유를 토출하는 편측 틸팅형 가변 용량식의 제2 유압 펌프와,
    상기 제2 유압 펌프의 압력을 검출하는 제2 압력 센서와,
    상기 제2 유압 펌프의 블리드 오프 유량을 조정 가능한 제2 블리드 오프 조정 장치와,
    작동유의 온도를 검출하는 온도 센서를 더 구비하고,
    상기 복수의 유압 액추에이터는, 상기 제2 유압 펌프로부터 공급되는 작동유에 의해 구동 가능하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 제2 압력 센서, 상기 제2 블리드 오프 조정 장치, 및 상기 온도 센서에 접속되며, 상기 제2 압력 센서의 검출 신호를 압력값으로 환산하고, 제어 지령값에 따른 제어 신호를 상기 제2 블리드 오프 조정 장치에 출력하고, 상기 온도 센서의 검출 신호를 온도값으로 변환할 수 있도록 프로그램되어 있고,
    상기 조작 장치가 비조작 상태에 있다고 판정하고 또한 상기 측정 지령이 입력된 경우에, 상기 제2 유압 펌프의 유량을 유지한 상태에서, 상기 제2 블리드 오프 조정 장치의 제어 지령값을 변화시키면서 상기 제2 유압 펌프의 압력을 계측하고, 상기 제2 유압 펌프의 압력이 상기 소정의 압력에서 안정되었을 때의 상기 제2 블리드 오프 조정 장치의 제어 지령값에 기초하여 상기 제2 유압 펌프의 누설 유량을 산출하고, 상기 작동유의 온도에 따라서 상기 제1 유압 펌프의 누설 유량 및 상기 제2 유압 펌프의 누설 유량을 보정하는
    것을 특징으로 하는 건설 기계.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020183665A1 (ja) * 2019-03-13 2020-09-17 日立建機株式会社 荷役作業車両
US20220243746A1 (en) * 2021-02-01 2022-08-04 The Heil Co. Hydraulic cylinder monitoring
JP2024035294A (ja) * 2022-09-02 2024-03-14 川崎重工業株式会社 液圧ポンプの性能低下検知システム
JP2024089839A (ja) * 2022-12-22 2024-07-04 Ntn株式会社 電動オイルポンプ
JP7490903B1 (ja) 2024-01-26 2024-05-27 株式会社福島製作所 グラブバケット診断装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000046015A (ja) 1998-07-28 2000-02-15 Yutani Heavy Ind Ltd 油圧回路の自己診断装置
JP2019049204A (ja) 2017-09-07 2019-03-28 日立建機株式会社 油圧駆動装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH032722Y2 (ko) * 1985-09-06 1991-01-24
CN1015021B (zh) * 1988-01-16 1991-12-04 浙江大学 泄漏电补偿容积式液压泵恒流调节系统和方法
JP3857361B2 (ja) 1996-08-12 2006-12-13 日立建機株式会社 作業機械の油圧ポンプ故障診断装置
JP4827789B2 (ja) * 2007-04-18 2011-11-30 カヤバ工業株式会社 油圧アクチュエータ速度制御装置
WO2011093378A1 (ja) * 2010-01-28 2011-08-04 日立建機株式会社 油圧作業機
JP5562285B2 (ja) * 2011-04-15 2014-07-30 日立建機株式会社 作業機械の表示装置
JP5562288B2 (ja) * 2011-05-25 2014-07-30 日立建機株式会社 建設機械の電動駆動装置
JP5559742B2 (ja) * 2011-05-25 2014-07-23 日立建機株式会社 建設機械の電動駆動装置
WO2014055731A1 (en) * 2012-10-05 2014-04-10 Eaton Corporation Automatic oil spill detection system
JP5886976B2 (ja) * 2012-10-18 2016-03-16 日立建機株式会社 作業機械
JP5972183B2 (ja) * 2013-01-22 2016-08-17 日立建機株式会社 建設機械の油圧駆動装置
WO2015173963A1 (ja) * 2014-05-16 2015-11-19 日立建機株式会社 作業機械の圧油エネルギ回生装置
JP6335093B2 (ja) * 2014-10-10 2018-05-30 川崎重工業株式会社 建設機械の油圧駆動システム
US11298446B2 (en) * 2014-12-19 2022-04-12 Fenwal, Inc. Systems and methods for calibrating pump stroke volumes during a blood separation procedure
EP3280919A1 (en) * 2015-04-09 2018-02-14 Sikorsky Aircraft Corporation System and method for health monitoring of hydraulic pumps
KR102522714B1 (ko) * 2015-09-15 2023-04-14 스미토모 겐키 가부시키가이샤 쇼벨
CN108026713B (zh) * 2015-09-16 2021-03-09 卡特彼勒Sarl 液压作业机器的液压泵控制系统
CA3001609A1 (en) * 2015-10-14 2017-04-20 Quansor Corporation Continuous flow fluid contaminant sensing system and method
JP6087034B1 (ja) * 2016-07-29 2017-03-01 株式会社小松製作所 制御システム、作業機械、及び制御方法
JP6845736B2 (ja) * 2017-04-28 2021-03-24 川崎重工業株式会社 液圧駆動システム
JP6912947B2 (ja) * 2017-06-14 2021-08-04 川崎重工業株式会社 油圧システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000046015A (ja) 1998-07-28 2000-02-15 Yutani Heavy Ind Ltd 油圧回路の自己診断装置
JP2019049204A (ja) 2017-09-07 2019-03-28 日立建機株式会社 油圧駆動装置

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CN114270041A (zh) 2022-04-01
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KR20220037472A (ko) 2022-03-24

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