KR102087490B1 - Hydraulic drive apparatus - Google Patents

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KR102087490B1
KR102087490B1 KR1020180010494A KR20180010494A KR102087490B1 KR 102087490 B1 KR102087490 B1 KR 102087490B1 KR 1020180010494 A KR1020180010494 A KR 1020180010494A KR 20180010494 A KR20180010494 A KR 20180010494A KR 102087490 B1 KR102087490 B1 KR 102087490B1
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spool
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도루 가와타니
유타카 구보야마
다카아키 가와세
쇼타 요시다
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나부테스코 가부시키가이샤
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Abstract

It is correctly determined whether or not a flow rate control valve is in an abnormal state due to working fluid leakage. A fluid pressure drive apparatus (1) comprises: the flow rate control valve having a first movable part and controlling a discharge amount of the working fluid in accordance with a position of the first movable part; an actuator having a second movable part capable of changing position in accordance with the discharge amount of the working fluid from the flow rate control valve; and an abnormality determination part (4a) for determining whether the abnormal state of the flow rate control valve has occurred based on the correlation between an actual position of the first movable part for discharging the working fluid and displacement velocity of the second movable part.

Description

유체압 구동 장치{HYDRAULIC DRIVE APPARATUS}HYDRAULIC DRIVE APPARATUS

본 발명은 유량 제어 밸브를 구비한 유체압 구동 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fluid pressure drive device having a flow control valve.

특허문헌 1에는, 압연기의 유압 압하 장치를 제어하는 유압 압하 서보 밸브의 고장을 자동적으로 진단하는 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 1에서는, 서보 밸브의 스풀 위치의 명령값과 실제의 스풀 위치의 편차가 역치를 초과하였는지 여부에 의해, 서보 밸브가 고장났는지 여부를 판단하고 있다.Patent Document 1 discloses a method for automatically diagnosing a failure of a hydraulic pressure reduction servovalve controlling a hydraulic pressure reduction device of a rolling mill. In Patent Literature 1, it is judged whether or not the servovalve has failed by whether or not the deviation between the command value of the spool position of the servovalve and the actual spool position has exceeded the threshold.

또한, 특허문헌 2에는, 연소 장치에 공급되는 연료량을 제어하는 비례 밸브의 개방도 설정용 전류 검출값에 기초하여, 비례 밸브의 구동 회로의 이상 판정을 행하는 방법이 개시되어 있다.In addition, Patent Literature 2 discloses a method of performing abnormality determination of a drive circuit of a proportional valve based on a current detection value for setting an opening degree of a proportional valve that controls the amount of fuel supplied to a combustion device.

일본 특허 공개 제2016-50785호 공보Japanese Patent Publication No. 2016-50785 일본 특허 공개 제2016-183807호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2016-183807

특허문헌 1은, 스풀과 서보 밸브의 사이에 이물이 막히는 것을 요인으로 한 서보 밸브의 고장을 판단하는 것이다. 특허문헌 2는, 비례 밸브의 구동 회로 내의 회로 구성 소자의 고장을 판단하는 것이다.Patent document 1 judges the failure of the servovalve based on the clogging of a foreign material between a spool and a servovalve. Patent document 2 judges the failure of the circuit component in the drive circuit of a proportional valve.

작동유의 토출량을 제어하는 유량 제어 밸브의 고장의 일 양태로서, 유량 제어 밸브의 작동유 누설이 있다. 유량 제어 밸브 내에서 이동하는 가동부(예를 들어 스풀)는, 중립 위치에서는 확실하게 작동유를 시일하고, 가동부가 중립 위치로부터 벗어나면 작동유를 토출해야만 한다.As one aspect of the failure of the flow control valve for controlling the discharge amount of the hydraulic oil, there is a leakage of the hydraulic oil of the flow control valve. The movable portion (for example, a spool) moving in the flow control valve must reliably seal the hydraulic oil in the neutral position and discharge the hydraulic oil when the movable portion is out of the neutral position.

그런데, 유량 제어 밸브 내의 작동유 중에 이물이 혼입되어 있는 경우, 이물에 의해 가동부가 깎이거나 하여, 중립 위치에서도 작동유가 누출될 우려가 있다. 유량 제어 밸브 내에서 작동유 누설이 있으면, 작동유의 토출량과 토출압을 의도대로 제어할 수 없게 되고, 유량 제어 밸브에 의해 구동되는 구동부나, 구동부에 의해 제어되는 액추에이터를 오동작시킬 우려가 있다. 또한, 오일 누설량이 과대해지면, 작동유의 공급이 부족하고, 충분한 작동 유압이 얻어지지 않게 될 우려가 있다.By the way, in the case where foreign matter is mixed in the hydraulic oil in the flow control valve, the moving part may be shaved by the foreign matter, and the hydraulic oil may leak even in the neutral position. If there is leakage of hydraulic oil in the flow control valve, the discharge amount and discharge pressure of the hydraulic oil cannot be controlled as intended, and there is a fear of malfunction of the drive unit driven by the flow control valve or the actuator controlled by the drive unit. In addition, when the oil leakage amount becomes excessive, there is a fear that supply of hydraulic oil is insufficient and sufficient operating oil pressure cannot be obtained.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적은, 유량 제어 밸브가 작동유 누설에 의한 상태 이상을 일으켰는지 여부를 정확하게 판단할 수 있는 유체압 구동 장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a fluid pressure drive device capable of accurately determining whether or not the flow rate control valve has caused abnormal state due to leakage of hydraulic oil.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양태에서는, 제1 가동부를 갖고, 상기 제1 가동부의 위치에 따라 작동유의 토출량을 제어하는 유량 제어 밸브와,In order to solve the said subject, in one aspect of this invention, the flow control valve which has a 1st movable part and controls the discharge amount of hydraulic fluid according to the position of a said 1st movable part,

상기 유량 제어 밸브로부터의 작동유의 토출량에 따라 위치를 변화 가능한 제2 가동부를 갖는 액추에이터와,An actuator having a second movable portion capable of changing its position in accordance with the discharge amount of the hydraulic oil from the flow control valve;

상기 작동 유체를 토출하는 상기 제1 가동부의 실위치와 상기 제2 가동부의 변위 속도의 상관 관계에 기초하여, 상기 유량 제어 밸브의 상태 이상의 유무를 판단하는 이상 판단부를 구비하는 유체압 구동 장치가 제공된다.Provided is a fluid pressure drive device having an abnormality determination unit for determining the presence or absence of the state of the flow control valve on the basis of the correlation between the actual position of the first movable portion for discharging the working fluid and the displacement speed of the second movable portion. do.

상기 유량 제어 밸브 및 상기 액추에이터를 소정 기간 동작시키는 동안에서의 상기 제1 가동부의 실위치 및 상기 제2 가동부의 변위 속도에 기초하여, 상기 상관 관계를 나타내는 상관 함수를 구하는 상관 관계 검출부를 더 구비하고 있어도 되고,And a correlation detector for obtaining a correlation function representing the correlation, based on the actual position of the first movable portion and the displacement speed of the second movable portion during operation of the flow control valve and the actuator for a predetermined period. May be,

상기 이상 판단부는, 상기 상관 함수와, 상기 소정 기간 내에서의 상기 제1 가동부의 실위치 및 상기 제2 가동부의 변위 속도에 기초하여, 상기 유량 제어 밸브의 상태 이상의 유무를 판단해도 된다.The abnormality determining unit may determine the presence or absence of a state of the flow control valve based on the correlation function, the actual position of the first movable part and the displacement speed of the second movable part within the predetermined period.

상기 이상 판단부는,The abnormality determination unit,

상기 소정 기간 내에, 상기 상관 함수와의 어긋남이 소정의 역치 이상으로 된 빈도가 소정의 값 이상 있는지 여부를 판정하는 빈도 판정부와,A frequency determining unit that determines whether or not the frequency at which the deviation from the correlation function is equal to or greater than a predetermined threshold within the predetermined period is equal to or greater than a predetermined value;

상기 빈도 판정부에서 상기 빈도가 상기 소정의 값 이상 있다고 판정되면, 상기 유량 제어 밸브에 상태 이상이 있다고 추측하는 이상 추측부를 가져도 된다.When the frequency determining unit determines that the frequency is equal to or greater than the predetermined value, an abnormality guessing unit may be inferred that the flow rate control valve has a state abnormality.

상기 이상 판단부는,The abnormality determination unit,

상기 소정 기간 내에 있어서의 상기 제1 가동부의 실위치 및 상기 제2 가동부의 변위 속도의 상기 상관 함수로부터의 변동 정도를 검출하는 변동 정도 검출부와,A variation degree detecting section for detecting a degree of variation from the correlation function between the actual position of the first movable portion and the displacement speed of the second movable portion within the predetermined period;

상기 변동 정도 혹은 변동 정도의 변화가 소정의 역치 이상인지 여부를 판정하는 변동 정도 판정부와,A variation degree determining unit that determines whether the variation degree or the variation in the variation degree is equal to or greater than a predetermined threshold value;

상기 변동 정도 판정부에서 상기 역치 이상이라고 판정되면, 상기 유량 제어 밸브에 상태 이상이 있다고 추측하는 이상 추측부를 가져도 된다.When it determines with the said fluctuation degree determination part more than the said threshold value, you may have an abnormality guess part which guesses that there is a state abnormality in the said flow control valve.

상기 이상 판단부는,The abnormality determination unit,

상기 소정 기간 내에 있어서 상기 상관 함수의 기울기 혹은 기울기의 변화가 소정의 역치 이상으로 되었는지 여부를 판정하는 기울기 판정부와,An inclination determination unit that determines whether or not the inclination or the change in inclination of the correlation function is greater than or equal to a predetermined threshold within the predetermined period;

상기 기울기 판정부에서 상기 역치 이상으로 되었다고 판정되면, 상기 유량 제어 밸브에 상태 이상이 있다고 추측하는 이상 추측부를 가져도 된다.When it is determined that the inclination determination unit is equal to or greater than the threshold value, an abnormality guessing unit may be inferred that there is a state abnormality in the flow control valve.

상기 이상 판단부는,The abnormality determination unit,

상기 소정 기간 내에 있어서, 상기 제1 가동부의 실위치가 기준 위치인 경우의 상기 상관 함수 상의 상기 제2 가동부의 변위 속도와, 상기 제2 가동부의 변위 속도가 제로인 경우의 상기 상관 함수 상의 상기 제1 가동부의 실위치 중 적어도 한쪽이 소정의 역치를 초과하였는지, 혹은 소정의 역치 이상 변화하였는지 여부를 판정하는 상관 함수 판정부와,Within the predetermined period, the first displacement on the correlation function when the displacement speed of the second movable portion on the correlation function and the displacement velocity on the second movable portion when the actual position of the first movable portion is a reference position is zero. A correlation function determination unit that determines whether at least one of the actual positions of the movable portion has exceeded the predetermined threshold value or has changed by more than the predetermined threshold value;

상기 상관 함수 판정부에서 상기 개소가 있다고 판정되면, 상기 유량 제어 밸브에 상태 이상이 있다고 추측하는 이상 추측부를 가져도 된다.When it is determined in the correlation function determination unit that the point exists, an abnormality guessing unit may be inferred that the flow rate control valve has a state abnormality.

상기 이상 판단부는, 상기 제1 가동부가 이동을 개시하고 나서 상기 제2 가동부의 변위 속도가 변화하기 시작할 때까지의 시간 지연을 고려하여, 상기 유량 제어 밸브의 상태 이상의 유무를 판단해도 된다.The said abnormality determination part may judge the presence or absence of the state of the said flow control valve in consideration of the time delay from the start of the movement of the first movable part until the displacement speed of the second movable part starts to change.

상기 이상 판단부는, 상기 시간 지연이 미리 정한 제한 시간을 초과한 경우에는, 상기 유량 제어 밸브에 상태 이상이 있다고 판단해도 된다.The abnormality determining unit may determine that the flow rate control valve has a state abnormality when the time delay exceeds a predetermined time limit.

상기 액추에이터는, 상기 제2 가동부는 위치에 따라, 다른 액추에이터에 대한 작동유의 공급량을 제어하는 밸브여도 된다.The actuator may be a valve that controls a supply amount of hydraulic oil to another actuator, depending on the position of the second movable portion.

상기 제1 가동부는 스풀이고,The first movable part is a spool,

상기 유량 제어 밸브는 스풀 밸브여도 된다.The flow control valve may be a spool valve.

본 발명에 따르면, 유량 제어 밸브가 작동유 누설에 의한 상태 이상을 일으켰는지 여부를 정확하게 판단할 수 있다.According to the present invention, it is possible to accurately determine whether or not the flow rate control valve has caused an abnormal state due to the hydraulic oil leakage.

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유체압 구동 장치의 개략 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는, FV 스풀의 실위치와 ACTV 피스톤의 변위 속도의 상관 관계를 도시하는 그래프이다.
도 3은, 이상 판단부의 제1 예의 처리 수순을 도시하는 흐름도이다.
도 4는, 이상 판단부의 제2 예의 처리 수순을 도시하는 흐름도이다.
도 5는, 소정 기간 내의 각 상관 데이터의 변동 정도의 일례를 도시하는 도면이다.
도 6은, 이상 판단부의 제3 예의 처리 수순을 도시하는 흐름도이다.
도 7은, 이상 판단부의 제4 예의 처리 수순을 도시하는 흐름도이다.
도 8은, FV 스풀의 위치가 변화하고 나서 ACTV 피스톤의 변위 속도가 변화할 때까지의 시간 지연의 변동을 도시하는 도면이다.
도 9는, FV의 작동유 누설량과 시간 지연의 길이의 상관 관계를 도시하는 도면이다.1 is a block diagram showing a schematic configuration of a fluid pressure drive device according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing a correlation between the actual position of the FV spool and the displacement speed of the ACTV piston.
3 is a flowchart showing the processing procedure of the first example of the abnormality determination unit.
4 is a flowchart showing the processing procedure of the second example of the abnormality determination unit.
5 is a diagram illustrating an example of a degree of variation of each correlation data within a predetermined period.
6 is a flowchart showing the processing procedure of the third example of the abnormality determination unit.
7 is a flowchart showing the processing procedure of the fourth example of the abnormality determination unit.
FIG. 8 is a diagram showing the variation of the time delay from the position of the FV spool to the displacement speed of the ACTV piston.
9 is a diagram showing a correlation between the hydraulic oil leakage amount of the FV and the length of the time delay.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여, 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail.

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유체압 구동 장치(1)의 개략 구성을 도시하는 블록도이다. 도 1의 유체압 구동 장치(1)는, 유량 제어 스풀 밸브(이하, FV)(2)와, 액추에이터(이하, ACTV)(3)와, 컨트롤러(4)를 구비하고 있다. FV(2)는 유량 제어 밸브의 일례이다.1 is a block diagram showing a schematic configuration of a fluid pressure drive device 1 according to an embodiment of the present invention. The fluid pressure drive device 1 of FIG. 1 includes a flow control spool valve (hereinafter referred to as FV) 2, an actuator (hereinafter referred to as an ACTV) 3, and a controller 4. FV 2 is an example of a flow control valve.

FV(2)는, 중공의 슬리브 내를 이동 가능한 스풀(제1 가동부, 이하, FV 스풀)(2a)을 갖는다. FV(2)는, FV 스풀(2a)의 위치에 따라 작동유의 토출량을 제어한다. ACTV(3)는, 중공의 슬리브 내를 이동 가능한 피스톤(제2 가동부, 이하, ACTV 피스톤)(3a)을 갖는다. ACTV(3)는, FV(2)로부터의 작동유의 토출량에 따라 ACTV 피스톤(3a)의 위치를 가변시킨다.The FV 2 has a spool (first movable portion, hereinafter referred to as an FV spool) 2a that can move in the hollow sleeve. The FV 2 controls the discharge amount of the hydraulic oil in accordance with the position of the FV spool 2a. The ACTV 3 has a piston (2nd movable part, hereinafter, an ACTV piston) 3a which can move in a hollow sleeve. The ACTV 3 changes the position of the ACTV piston 3a in accordance with the discharge amount of the hydraulic oil from the FV 2.

FV(2)는, FV 스풀(2a)의 위치를 검출하는 스풀 센서(이하, FV 스풀 센서)(2b)를 구비하고 있어도 된다. FV 스풀 센서(2b)는, 예를 들어 FV(2)의 긴 변 방향의 일단부에 설치되고, FV 스풀(2a)과의 거리를 비접촉으로 검출한다. FV 스풀 센서(2b)에서 검출한 FV 스풀(2a)의 위치는, 컨트롤러(4)에 전달된다.The FV 2 may include a spool sensor (hereinafter referred to as FV spool sensor) 2b that detects the position of the FV spool 2a. The FV spool sensor 2b is provided, for example, at one end in the long side direction of the FV 2 and detects a distance from the FV spool 2a in a non-contact manner. The position of the FV spool 2a detected by the FV spool sensor 2b is transmitted to the controller 4.

ACTV(3)는, ACTV 피스톤(3a)의 위치를 검출하는 피스톤 센서(이하, ACTV 피스톤 센서)(3b)를 구비하고 있어도 된다. ACTV 피스톤 센서(3b)는, 예를 들어 ACTV(3)의 긴 변 방향의 일단부에 설치되고, ACTV 피스톤(3a)과의 거리를 비접촉으로 검출한다. ACTV 피스톤 센서(3b)에서 검출한 ACTV 피스톤(3a)의 위치는, 컨트롤러(4)에 전달된다.The ACTV 3 may include a piston sensor (hereinafter referred to as an ACTV piston sensor) 3b that detects the position of the ACTV piston 3a. The ACTV piston sensor 3b is provided, for example, at one end in the long side direction of the ACTV 3 and detects the distance from the ACTV piston 3a in a non-contact manner. The position of the ACTV piston 3a detected by the ACTV piston sensor 3b is transmitted to the controller 4.

컨트롤러(4)는, FV 스풀(2a)의 위치를 명령하는 신호를 FV(2)에 보낸다. FV(2)는, 예를 들어 전자기 밸브이며, 컨트롤러(4)로부터의 명령 신호에 따른 위치에 FV 스풀(2a)을 이동시킨다. 컨트롤러(4)는, 이상 판단부(4a)를 갖는다. 이상 판단부(4a)는, FV 스풀(2a)이 한창 이동하고 있는 중의 FV 스풀(2a)의 실위치와 ACTV 피스톤(3a)의 변위 속도의 상관 관계에 기초하여, FV(2)나 ACTV(3) 등의 상태 이상의 유무를 판단한다.The controller 4 sends a signal to the FV 2 instructing the position of the FV spool 2a. FV 2 is an electromagnetic valve, for example, and moves FV spool 2a to the position according to the command signal from controller 4. The controller 4 has the abnormality determination part 4a. The abnormality determination unit 4a is based on the correlation between the actual position of the FV spool 2a and the displacement speed of the ACTV piston 3a while the FV spool 2a is moving. 3) It is judged whether there is any abnormality in the lamp.

FV 스풀(2a)이 중립 위치일 때에는, 본래적으로는 FV(2)로부터 작동유는 토출되지 않고, ACTV 피스톤(3a)은 정지 상태이다. 즉, ACTV 피스톤(3a)은, FV 스풀(2a)이 중립 위치로 되기 직전에 ACTV 피스톤(3a)이 존재하는 위치에서 계속해서 정지한다.When the FV spool 2a is in the neutral position, the hydraulic oil is not discharged from the FV 2 inherently, and the ACTV piston 3a is in a stopped state. That is, the ACTV piston 3a continues to stop at the position where the ACTV piston 3a exists just before the FV spool 2a becomes the neutral position.

FV 스풀(2a)을 중립 위치부터 제1 방향으로 어긋나게 하면, ACTV(3)의 하단부에 작동유가 공급되고, ACTV 피스톤(3a)은 상방으로 이동한다. 이에 의해, 예를 들어 ACTV(3)의 액추에이터축(5)이 상방으로 변위된다. 한편, FV 스풀(2a)을 중립 위치로부터 제1 방향과는 역방향인 제2 방향으로 어긋나게 하면, ACTV(3)의 상단부에 작동유가 공급되고, ACTV 피스톤(3a)은 하방으로 이동한다. 이에 의해, ACTV(3)의 액추에이터축(5)이 하방으로 변위된다.When the FV spool 2a is shifted in the first direction from the neutral position, hydraulic oil is supplied to the lower end of the ACTV 3, and the ACTV piston 3a moves upward. Thereby, for example, the actuator shaft 5 of the ACTV 3 is displaced upward. On the other hand, when the FV spool 2a is shifted from the neutral position in the second direction opposite to the first direction, hydraulic oil is supplied to the upper end of the ACTV 3, and the ACTV piston 3a moves downward. As a result, the actuator shaft 5 of the ACTV 3 is displaced downward.

또한, ACTV(3)는 직접 액추에이터축(5)을 움직이는 것이 아니라, 별도로 설치한 액추에이터에 작동유를 공급하는 제어 밸브여도 된다. 이때, ACTV(3)에 의해 작동유의 공급을 받는 액추에이터는 1개에 한정되지 않고, ACTV 피스톤(3a)의 위치에 따라 복수의 액추에이터를 구동해도 된다. 예를 들어, 복수의 액추에이터는, 연료 분사 펌프와 배기 밸브 액추에이터여도 된다. ACTV 피스톤(3a)의 이동 위치를 복수 개소로 순서대로 전환함으로써, ACTV(3)는 연료 분사 펌프와 배기 밸브 액추에이터를 교대로 구동할 수 있다.In addition, the ACTV 3 may be a control valve for supplying hydraulic oil to an actuator provided separately, instead of directly moving the actuator shaft 5. At this time, the actuator supplied with the hydraulic oil by the ACTV 3 is not limited to one, but may operate a plurality of actuators according to the position of the ACTV piston 3a. For example, the plurality of actuators may be a fuel injection pump and an exhaust valve actuator. By switching the movement position of the ACTV piston 3a in order to a plurality of places, the ACTV 3 can drive the fuel injection pump and the exhaust valve actuator alternately.

FV 스풀(2a)이 중립 위치에 있는 경우에는, FV(2)로부터 ACTV(3)로 작동유가 토출되지 않도록, 확실하게 작동유가 시일되어 있지 않으면 안된다. 또한, FV 스풀(2a)이 중립 위치로부터 조금이라도 어긋나면, 작동유가 흘러야 한다. FV(2) 내에 공급되는 작동유에 혼입된 이물에 의해, FV 스풀(2a)이 깎이거나, FV 스풀(2a)과 함께 작동유 유로를 형성하는 FV(2)의 슬리브가 깎일 우려가 있다. FV 스풀(2a)이나 슬리브가 깎이면, FV(2) 내에서 작동유 누설이 발생해 버린다. FV(2) 내에서 작동유 누설이 발생하면, FV 스풀(2a)이 중립 위치라도, ACTV 피스톤(3a)이 이동해 버리거나, FV 스풀(2a)을 중립 위치로부터 소정의 위치까지 이동시켜도 FV(2)로부터 토출되는 작동 유량이 줄고, ACTV 피스톤(3a)의 변위 속도가 느려질 우려가 있다. 또한, 오일 누설량이 과대해지면, 작동유의 공급이 부족하여 충분한 작동 유압이 얻어지지 않게 되고, 동일한 계통의 작동유를 사용하는 다른 기기에까지 영향을 미칠 우려가 있다.When the FV spool 2a is in the neutral position, the hydraulic fluid must be sealed reliably so that the hydraulic oil is not discharged from the FV 2 to the ACTV 3. In addition, when the FV spool 2a is slightly shifted from the neutral position, the hydraulic oil should flow. Foreign matter mixed into the hydraulic oil supplied into the FV 2 may cause the FV spool 2a to be shaved or the sleeve of the FV 2 forming the hydraulic oil flow path together with the FV spool 2a to be shaved. If the FV spool 2a or the sleeve is shaved, hydraulic oil leakage occurs in the FV 2. When hydraulic oil leakage occurs in the FV 2, even if the FV spool 2a is in the neutral position, the ACTV piston 3a may move, or the FV spool 2a may be moved from the neutral position to the predetermined position. There is a fear that the operating flow rate discharged from the air is reduced and the displacement speed of the ACTV piston 3a is slowed down. In addition, when the oil leakage amount is excessive, there is a possibility that sufficient supply hydraulic pressure will not be obtained due to insufficient supply of hydraulic oil, and it may affect other equipment using hydraulic oil of the same system.

이와 같이, FV(2) 내에서 작동유 누설이 발생하면, ACTV(3)를 정상적으로 구동시킬 수 없게 되고, 최악의 경우에는 다른 기기의 작동에도 문제가 발생하기 때문에, FV(2) 내에서의 작동유 누설의 상황을 수시로 검출ㆍ감시할 필요가 있다.In this way, when the hydraulic oil leaks in the FV 2, the ACTV 3 cannot be driven normally, and in the worst case, problems occur in the operation of other equipment. Therefore, the hydraulic oil in the FV 2 is prevented. It is necessary to detect and monitor the leakage situation from time to time.

FV(2) 내의 작동유 누설을 검출하는 일 수단으로서, FV(2) 내에 작동유를 공급하는 공급 포트 주변에 유량계를 접속하는 것이 고려된다. FV 스풀(2a)을 중립 위치로 설정하였을 때에는, 본래적으로는 공급 포트에는 작동유는 흐르지 않을 것이므로, 유량계로 작동유의 흐름을 확인할 수 있다면, 작동유 누설이 있다고 판단할 수 있다. 그러나, 유량계를 FV(2)에 접속하면, FV(2)의 비용이 상승해 버린다.As one means of detecting the hydraulic oil leakage in the FV 2, it is considered to connect a flowmeter around a supply port for supplying the hydraulic oil in the FV 2. When the FV spool 2a is set to the neutral position, since the hydraulic fluid will not flow to the supply port inherently, it can be judged that there is leakage of hydraulic oil if the flowmeter can confirm the flow of the hydraulic oil. However, when the flowmeter is connected to the FV 2, the cost of the FV 2 increases.

본 발명자는 FV 스풀(2a)이 한창 이동하고 있는 중의 FV 스풀(2a)의 실제의 위치(실위치)와 ACTV 피스톤(3a)의 변위 속도의 사이에는, 상관 관계가 있음을 알아냈다. 도 2는, FV 스풀(2a)의 실위치와 ACTV 피스톤(3a)의 변위 속도의 상관 관계를 도시하는 그래프이다. 도 2의 횡선은 FV 스풀(2a)의 실위치이다. 횡선의 중심은 기준점 0이며, 기준점 0보다 우측은 예를 들어 FV 스풀(2a)을 상방으로 이동시키고, 기준점 0보다 좌측은 예를 들어 FV 스풀(2a)을 하방으로 이동시킨 경우를 도시하고 있다. 기준점 0에서는, FV(2)로 유출입되는 작동유 유량은 제로이다. 기준점 0으로부터 우측 또는 좌측으로 이격될수록, FV(2)로 유출입되는 작동유 유량은 증대된다. 도 2에서는, 기준점 0으로부터 우측을 「대」, 좌측을 「소」라고 표기하고 있지만, 어느 한쪽은 ACTV(3)에 작동유를 공급하여 ACTV 피스톤(3a)을 누르는 방향의 힘을 발생시키고, 다른 쪽은 ACTV(3)로부터 작동유를 인입하여 ACTV 피스톤(3a)을 끌어당기는 방향의 힘을 발생시킨다. 이와 같이, FV 스풀(2a)을 기준점 0으로부터 우측과 좌측의 어느 쪽으로 이동시켰을 때, FV(2)로부터 작동유가 토출되는지, 혹은 FV(2)에 작동유가 공급되는지는 임의이며, 애플리케이션마다 설정 가능하다.The inventors found out that there is a correlation between the actual position (actual position) of the FV spool 2a and the displacement speed of the ACTV piston 3a while the FV spool 2a is in full swing. 2 is a graph showing a correlation between the actual position of the FV spool 2a and the displacement speed of the ACTV piston 3a. 2 is a real position of the FV spool 2a. The center of the horizontal line is the reference point 0, and the right side of the reference point 0, for example, moves the FV spool 2a upward, and the left side of the horizontal line, for example, shows the case where the FV spool 2a is moved downward. . At the reference point 0, the hydraulic oil flow rate flowing in and out of the FV 2 is zero. The farther to the right or the left from the reference point 0, the flow rate of the hydraulic oil flowing in and out of the FV 2 increases. In Fig. 2, the right side is indicated as "large" and the left side as "small" from the reference point 0, but one of them supplies hydraulic oil to the ACTV 3 to generate a force in the direction of pushing the ACTV piston 3a, and the other. The side draws in hydraulic oil from the ACTV 3 to generate a force in the direction of pulling the ACTV piston 3a. In this way, when the FV spool 2a is moved from the reference point 0 to the right side or the left side, it is arbitrary whether the hydraulic oil is discharged from the FV 2 or the hydraulic oil is supplied to the FV 2. Do.

도 2의 그래프는, FV 스풀(2a)의 실위치를 복수대로 변화시켰을 때의 ACTV 피스톤(3a)의 변위 속도를 플롯하여, 각 플롯을 선으로 연결한 것이다. 다소의 변동이 있기는 하지만, FV 스풀(2a)의 실위치와 ACTV 피스톤(3a)의 변위 속도의 상관 관계는, 도 2의 실선 직선에 근사할 수 있다. 본 명세서에서는, 이 실선 직선을 상관 함수라고 칭한다.The graph of FIG. 2 plots the displacement speed of the ACTV piston 3a when the actual position of the FV spool 2a is changed in plural numbers, and connects each plot with a line. Although there are some variations, the correlation between the actual position of the FV spool 2a and the displacement speed of the ACTV piston 3a can be approximated by the solid line straight line in FIG. 2. In this specification, this solid line straight line is called a correlation function.

본 발명자의 검토에 따르면, FV(2)에 작동유 누설이 증대되는 경우에, FV 스풀(2a)의 실위치와 ACTV 피스톤(3a)의 변위 속도의 상관 관계를 구하면, 상관 함수에 변화가 나타남을 알 수 있었다.According to the inventor's review, when the hydraulic oil leakage increases in the FV 2, a correlation is found in the correlation function when the correlation between the actual position of the FV spool 2a and the displacement speed of the ACTV piston 3a is obtained. Could know.

그래서, 컨트롤러(4) 내에 이상 판단부(4a)를 설치하여, 이하의 제1 예 내지 제4 예 중 적어도 하나에 기초하여, FV(2) 및 ACTV(3)의 상태 이상의 유무를 판단하기로 하였다.Therefore, the abnormality determination unit 4a is provided in the controller 4, and based on at least one of the following first to fourth examples, it is determined whether or not the state of the FV 2 and the ACTV 3 is abnormal. It was.

후술하는 바와 같이, 제1 예 내지 제4 예의 컨트롤러(4)는, 이상 판단부(4a) 외에, 상관 관계 검출부(4b)를 갖는다. 상관 관계 검출부(4b)는, FV(2)와 ACTV(3)를 소정 기간 동작시키는 동안에서의 FV 스풀(2a)의 실위치와 ACTV 피스톤(3a)의 변위 속도에 기초하여, 양자의 상관 관계를 검출한다.As described later, the controller 4 of the first to fourth examples has a correlation detector 4b in addition to the abnormality determiner 4a. The correlation detection unit 4b performs a correlation between the two based on the actual position of the FV spool 2a and the displacement speed of the ACTV piston 3a during the operation of the FV 2 and the ACTV 3 for a predetermined period. Detect.

제1 예는, 소정 기간 내에 상관 함수와의 어긋남이 소정의 역치 이상으로 된 빈도에 의해, FV(2) 및 ACTV(3)에 상태 이상이 발생하였는지 여부를 판단하는 것이다. 보다 상세하게는, 제1 예에 의한 이상 판단부(4a)는, 빈도 판정부(4c)와 이상 추측부(4d)를 갖는다. 빈도 판정부(4c)는, 소정 기간 내에, 상관 함수와의 어긋남이 소정의 역치 이상으로 된 빈도가 소정의 값 이상 있는지 여부를 판정한다. 이상 추측부(4d)는, 빈도 판정부(4c)에서 빈도가 소정의 값 이상 있다고 판정되면, FV(2) 혹은 ACTV(3)에 상태 이상이 있다고 추측한다.In the first example, it is determined whether or not a state abnormality has occurred in the FV 2 and the ACTV 3 by the frequency at which the deviation from the correlation function becomes equal to or greater than a predetermined threshold within a predetermined period. In more detail, the abnormality determination part 4a which concerns on a 1st example has the frequency determination part 4c and the abnormality estimation part 4d. The frequency determining unit 4c determines whether or not the frequency at which the deviation from the correlation function is equal to or greater than the predetermined threshold within a predetermined period is equal to or greater than the predetermined value. If the abnormality estimation unit 4d determines that the frequency is greater than or equal to the predetermined value by the frequency determining unit 4c, the abnormality estimation unit 4d assumes that there is a state abnormality in the FV 2 or the ACTV 3.

도 3은, 이상 판단부(4a)의 제1 예의 처리 수순을 도시하는 흐름도이다. 우선, 시각 t를 초기 시각 t0으로 설정한다(스텝 S1). 이어서, FV(2)와 ACTV(3)를 동작시켜, 정기적 또는 비정기적으로 FV 스풀(2a)의 실위치 SPt와 대응하는 ACTV 피스톤(3a)의 실위치 SMt를 도입한다(스텝 S2).3 is a flowchart showing the processing procedure of the first example of the abnormality determination unit 4a. First, time t is set to initial time t0 (step S1). Subsequently, the FV 2 and the ACTV 3 are operated to introduce the actual position SMt of the ACTV piston 3a corresponding to the actual position SPt of the FV spool 2a (step S2).

이어서, ACTV 피스톤(3a)의 변위 속도 dSMt/dt를 연산한다(스텝 S3). 이에 의해, FV 스풀(2a)의 실위치 SPt와 ACTV 피스톤(3a)의 변위 속도의 상관 관계를 구할 수 있다.Next, the displacement velocity dSMt / dt of the ACTV piston 3a is calculated (step S3). As a result, the correlation between the actual position SPt of the FV spool 2a and the displacement speed of the ACTV piston 3a can be obtained.

이어서, 스텝 S2의 처리를 개시하고 나서 소정 기간 dT가 경과하였는지 여부를 판정한다(스텝 S4). 소정 기간 dT가 아직 경과하지 않은 경우에는, 스텝 S2 내지 S4의 처리를 반복하여, FV 스풀(2a)의 실위치와 ACTV 피스톤(3a)의 변위 속도에 관한 상관 데이터의 검출수를 증가시킨다.Subsequently, it is determined whether dT has elapsed for a predetermined period after starting the process of step S2 (step S4). If the predetermined period dT has not yet passed, the processing of steps S2 to S4 is repeated to increase the number of detections of correlation data relating to the actual position of the FV spool 2a and the displacement speed of the ACTV piston 3a.

소정 기간 dT를 경과한 경우, 소정 기간 내의 FV 스풀(2a)의 실위치와 ACTV 피스톤(3a)의 변위 속도에 기초하여, 상관 함수 f(SPt)를 구한다(스텝 S5). 이 스텝 S5에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 예를 들어 횡축을 FV 스풀(2a)의 실위치로 하고, 종축을 ACTV 피스톤(3a)의 변위 속도로 하였을 때의 소정 기간 내의 각 상관 데이터에 기초하여, 상관 근사 연산을 행하여, 상관 함수 f(SPt)를 구한다. 상관 함수는, 이상적으로는 예를 들어 도 2의 실선 직선으로 표시된다.When the predetermined period dT has elapsed, the correlation function f (SPt) is obtained based on the actual position of the FV spool 2a and the displacement speed of the ACTV piston 3a within the predetermined period (step S5). In this step S5, as shown in Fig. 2, for example, the horizontal axis represents the actual position of the FV spool 2a, and the vertical axis represents the correlation data within a predetermined period when the displacement velocity of the ACTV piston 3a is used. Based on the correlation approximation operation, a correlation function f (SPt) is obtained. The correlation function is ideally represented by a solid straight line, for example in FIG. 2.

이어서, 소정 기간(시각 t=t0 내지 dT인 동안)의 각 상관 데이터가 상관 함수로부터 어느 정도 괴리되어 있는지를 나타내는 괴리값 ΔdSM을 연산한다(스텝 S6). 괴리값 ΔdSM은, 이하의 식 (1)로 계산할 수 있다.Next, a deviation value ΔdSM indicating how far the correlation data is from the correlation function for a predetermined period (during time t = t0 to dT) is calculated (step S6). The deviation value ΔdSM can be calculated by the following equation (1).

ΔdSM=(dSMt/dt-f(SPt))2 … (1)ΔdSM = (dSMt / dt-f (SPt)) 2 . (One)

이어서, 괴리값 ΔdSM이 소정의 역치 이상인 상관 데이터의 수가 소정개 n 이상 있는지 여부를 판정한다(스텝 S7). 소정개 이상인 경우에는, 소정의 경고 처리를 행한다(스텝 S8). 소정의 경고 처리란, FV(2) 혹은 ACTV(3)가 상태 이상을 일으킬 가능성이 높음을 도시하지 않은 컨트롤 패널 등에 표시한다. 혹은, 알람음이나 음성 등에 의한 경고 처리를 행해도 된다. 스텝 S8의 처리가 끝난 후, 혹은 스텝 S7에서 소정개 미만이라고 판정된 경우에는, 스텝 S1 이후의 처리를 정기적 또는 비정기적으로 반복한다.Subsequently, it is determined whether or not the number of correlation data whose deviation value ΔdSM is equal to or greater than a predetermined threshold value is n or more (step S7). In the case of more than a predetermined number, a predetermined warning process is performed (step S8). The predetermined warning processing indicates a control panel or the like not shown that the FV 2 or the ACTV 3 has a high possibility of causing an abnormal state. Alternatively, warning processing by an alarm sound or a voice may be performed. After the process of step S8 is complete | finished, or when it determines with less than predetermined number in step S7, the process after step S1 is repeated regularly or irregularly.

한편, 제2 예는, 상관 함수와의 변동 상태에 의해, FV(2)에 상태 이상이 발생하였는지 여부를 판단하는 것이다. 보다 상세하게는, 제2 예에 따른 이상 판단부(4a)는, 변동 정도 검출부(4e)와, 변동 정도 판정부(4f)와, 이상 추측부(4d)를 갖는다. 변동 정도 검출부(4e)는, 소정 기간 내에 있어서의 FV 스풀(2a)의 실위치 및 ACTV 피스톤(3a)의 변위 속도의 상관 함수로부터의 변동 정도를 검출한다. 변동 정도 판정부(4f)는, 변동 정도 혹은 변동 정도의 변화가 소정의 역치 이상인지 여부를 판정한다. 이상 추측부(4d)는, 변동 정도 판정부(4f)에서 역치 이상이라고 판정되면, FV(2) 혹은 ACTV(3)에 상태 이상이 있다고 추측한다.On the other hand, the second example is to determine whether or not a state abnormality has occurred in the FV 2 based on the change state with the correlation function. In more detail, the abnormality determination part 4a which concerns on a 2nd example has the variation degree detection part 4e, the variation degree determination part 4f, and the abnormality estimation part 4d. The variation degree detection part 4e detects the variation degree from the correlation function of the real position of the FV spool 2a and the displacement speed of the ACTV piston 3a in a predetermined period. The variation degree determination unit 4f determines whether the variation degree or the change in the variation degree is equal to or greater than a predetermined threshold value. When the abnormality estimation unit 4d determines that the variation degree determination unit 4f is equal to or larger than the threshold value, the abnormality estimation unit 4d assumes that there is a state abnormality in the FV 2 or the ACTV 3.

도 4는, 이상 판단부(4a)의 제2 예의 처리 수순을 도시하는 흐름도이다. 도 4의 스텝 S11 내지 S15는, 도 3의 스텝 S1 내지 S5와 마찬가지이다. 스텝 S15에서 상관 함수가 구해지면, 소정 기간 내의 각 상관 데이터에 대하여, 상관 함수와의 변동 정도를 검출한다(스텝 S16). 변동 정도는, 결정 계수 R2로 구할 수 있다. 결정 계수 R2는, 이하의 식 (2)로 나타낼 수 있다. 식 (2)에서는, 소정 기간 내의 각 상관 데이터를 (xi, yi), 상관 함수를 f(xi), yi의 평균을 μY로 하고 있다.4 is a flowchart showing the processing procedure of the second example of the abnormality determination unit 4a. Steps S11 to S15 in FIG. 4 are similar to steps S1 to S5 in FIG. 3. When the correlation function is obtained in step S15, the degree of variation with the correlation function is detected for each correlation data within the predetermined period (step S16). The degree of variation can be determined by the coefficient of determination R 2. The crystal coefficient R 2 can be represented by the following formula (2). In Formula (2), each correlation data within a predetermined period is (x i , y i ), the correlation function is f (x i ), and the average of y i is µY.

Figure 112018009766461-pat00001
Figure 112018009766461-pat00001

이어서, 변동 정도(예를 들어 결정 계수 R2)가 소정의 역치 이상인지 여부를 판정한다(스텝 S17). 변동 정도가 역치 이상인 경우에는, 소정의 경고 처리를 행한다(스텝 S18). 스텝 S18의 처리가 끝난 후, 혹은 역치 미만인 경우에는, 스텝 S11 이후의 처리를 반복한다.Next, it is determined whether the variation degree (for example, the determination coefficient R 2 ) is more than the predetermined threshold (step S17). If the degree of variation is equal to or greater than the threshold value, a predetermined warning process is performed (step S18). After the process of step S18 is complete | finished or it is less than a threshold value, the process after step S11 is repeated.

도 5는, 소정 기간 내의 각 상관 데이터의 변동 정도의 일례를 도시하는 도면이다. 도 5의 횡축은 내부 누설량[L/분], 종축은 변동 정도 즉 결정 계수 R2이다. 종축은 아래쪽일수록 변동이 크고, 위쪽일수록 변동이 작다. 도 5의 예에서는, 상관 데이터 p1이 변동 정도가 역치 이상이라고 판정된다.5 is a diagram illustrating an example of a degree of variation of each correlation data within a predetermined period. 5, the horizontal axis represents internal leakage amount [L / min], and the vertical axis represents variation degree, that is, determination coefficient R 2 . The vertical axis has a larger fluctuation at the bottom, and the larger a fluctuation at the top. In the example of FIG. 5, it is determined that the variation degree of the correlation data p1 is equal to or greater than the threshold value.

한편, 제3 예는, 상관 함수의 기울기 변화에 의해, FV(2)에 상태 이상이 발생하였는지 여부를 판단하는 것이다. 보다 상세하게는, 제3 예에 따른 이상 판단부(4a)는, 기울기 판정부(4g)와 이상 추측부(4d)를 갖는다. 기울기 판정부(4g)는, 소정 기간 내에 있어서, 상관 함수의 기울기 변화가 소정의 역치 이상으로 되었음을 판정한다. 이상 추측부(4d)는, 기울기 판정부(4g)에서 상관 함수의 기울기 혹은 기울기 변화가 소정의 역치 이상으로 되었다고 판정되면, FV(2) 혹은 ACTV(3)에 상태 이상이 있다고 추측한다.On the other hand, the third example determines whether or not a state abnormality has occurred in the FV 2 due to the change in the slope of the correlation function. In more detail, the abnormality determination part 4a which concerns on a 3rd example has the inclination determination part 4g and the abnormality estimation part 4d. The inclination determination unit 4g determines that the inclination change of the correlation function is equal to or greater than a predetermined threshold within a predetermined period. The abnormality estimation unit 4d estimates that there is a state abnormality in the FV 2 or the ACTV 3 when the inclination determination unit 4g determines that the inclination or the inclination change of the correlation function is greater than or equal to the predetermined threshold.

도 6은, 이상 판단부(4a)의 제3 예의 처리 수순을 도시하는 흐름도이다. 도 6의 스텝 S21 내지 S25는, 도 3의 스텝 S1 내지 S5와 마찬가지이다. 스텝 S25에서 상관 함수가 구해지면, 상관 함수의 기울기가 급격하게 변화하였는지 여부를 판정한다(스텝 S26). 보다 구체적으로는, 상관 함수의 기울기가 과거의 실적에 대하여 변화가 있는지 여부를 판정한다. 그리고, 역치 이상으로 변화한 경우에는, 소정의 경고 처리를 행한다(스텝 S27). 스텝 S27의 처리가 끝난 후, 혹은 역치 이상으로 되지 않은 경우에는, 기울기의 과거 실적을 갱신한다(스텝 S28). 그 후, 스텝 S21 이후의 처리를 반복한다.6 is a flowchart showing the processing procedure of the third example of the abnormality determination unit 4a. Steps S21 to S25 of FIG. 6 are the same as those of steps S1 to S5 of FIG. 3. When the correlation function is obtained in step S25, it is determined whether or not the slope of the correlation function has changed rapidly (step S26). More specifically, it is determined whether the slope of the correlation function changes with respect to past performance. And when it changes to more than a threshold value, predetermined warning process is performed (step S27). After the process of step S27 ends, or when it does not become more than a threshold value, the past performance of a slope is updated (step S28). After that, the process after step S21 is repeated.

한편, 제4 예는, 상관 함수의 X 절편과 Y 절편 중 적어도 한쪽이 급격하게 변화하였는지 여부에 따라, FV(2)에 상태 이상이 발생하였는지 여부를 판단하는 것이다. 보다 상세하게는, 제4 예에 따른 이상 판단부(4a)는, 상관 함수 판정부(4h)와 이상 추측부(4d)를 갖는다. 상관 함수 판정부(4h)는, 소정 기간 내에 있어서, FV 스풀(2a)의 실위치가 기준 위치인 경우의 상관 함수 상의 ACTV 피스톤(3a)의 변위 속도와, ACTV 피스톤(3a)의 변위 속도가 제로인 경우의 상관 함수 상의 FV 스풀(2a)의 실위치 중 적어도 한쪽이 소정의 역치를 초과하였는지, 혹은 소정의 역치 이상 변화하였는지 여부를 판정한다. 이상 추측부(4d)는, 상관 함수 판정부(4h)에서 역치 이상 변화하였다고 판정되면, FV(2) 혹은 ACTV(3)에 상태 이상이 있다고 추측한다.On the other hand, the fourth example is to determine whether or not a state abnormality has occurred in the FV 2 according to whether or not at least one of the X and Y intercepts of the correlation function changes abruptly. In more detail, the abnormality determination part 4a which concerns on a 4th example has the correlation function determination part 4h and the abnormality estimation part 4d. The correlation function determination unit 4h is configured to have a displacement speed of the ACTV piston 3a and a displacement speed of the ACTV piston 3a on the correlation function when the actual position of the FV spool 2a is a reference position within a predetermined period. It is determined whether at least one of the actual positions of the FV spool 2a on the correlation function in the case of zero exceeds the predetermined threshold or changes more than the predetermined threshold. When the abnormality estimation unit 4d determines that the threshold function has changed by the correlation function determination unit 4h, the abnormality estimation unit 4d assumes that there is a state abnormality in the FV 2 or the ACTV 3.

도 7은, 이상 판단부(4a)의 제4 예의 처리 수순을 도시하는 흐름도이다. 도 7의 스텝 S31 내지 S35는, 도 3의 스텝 S1 내지 S5와 마찬가지이다. 스텝 S35에서 상관 함수가 구해지면, 이어서 상관 함수의 X 절편과 Y 절편 중 적어도 한쪽이 급격하게 변화하였는지 여부를 판정한다(스텝 S36). X 절편은, ACTV 피스톤(3a)의 변위 속도가 제로인 경우의 상관 함수 상의 FV 스풀(2a)의 실위치이다. Y 절편은, FV 스풀(2a)의 실위치가 기준 위치인 경우의 상관 함수 상의 ACTV 피스톤(3a)의 변위 속도이다. X 절편과 Y 절편 중 적어도 한쪽이, 과거의 실적값과 비교하여, 역치 이상 변화하면, 소정의 경고 처리를 행한다(스텝 S37). 스텝 S37의 처리가 끝난 후, 혹은 역치 이상의 X 절편과 Y 절편의 변화가 없는 경우에는, X 절편과 Y 절편의 과거 실적을 갱신한다(스텝 S38). 그 후, 스텝 S31 이후의 처리를 반복한다.7 is a flowchart showing the processing procedure of the fourth example of the abnormality determination unit 4a. Steps S31 to S35 of FIG. 7 are the same as those of steps S1 to S5 of FIG. 3. When the correlation function is obtained in step S35, it is then determined whether at least one of the X and Y intercepts of the correlation function has suddenly changed (step S36). The X intercept is the actual position of the FV spool 2a on the correlation function when the displacement speed of the ACTV piston 3a is zero. The Y intercept is the displacement velocity of the ACTV piston 3a on the correlation function when the actual position of the FV spool 2a is the reference position. If at least one of the X intercept and the Y intercept is changed in the threshold value or more compared with the past performance value, a predetermined warning process is performed (step S37). After the process of step S37 is complete | finished, or when there is no change of the X segment and Y segment more than a threshold value, the past performance of X segment and Y segment is updated (step S38). After that, the process after step S31 is repeated.

상술한 제1 예 내지 제4 예는, FV(2) 내의 작동유 누설에 의한 상태 이상을 판단하는 일례에 지나지 않으며, 그 밖의 방법으로 FV(2)의 상태 이상을 판단해도 된다. 제3 예 및 제4 예에서는, 과거의 실적에 대한 변화를 감시하여 상태 이상을 검지하였지만, 단순하게 역치를 초과한 경우에 상태 이상을 검지하도록 해도 된다. 또한, 상관 함수를 구할 때에는, FV 스풀(2a)의 위치가 변화하고 나서 ACTV 피스톤(3a)의 변위 속도가 변화할 때까지 시간 지연이 발생하기 때문에, 시간 지연을 고려하여, 최적의 시간 지연을 예상하여, 상관 함수를 구해도 된다.The above-described first to fourth examples are merely examples for determining a state abnormality due to the leakage of the hydraulic oil in the FV 2, and may also determine the state abnormality of the FV 2 by other methods. In the third example and the fourth example, the state abnormality is detected by monitoring the change in the past performance, but the state abnormality may be detected simply when the threshold value is exceeded. In addition, when obtaining the correlation function, since a time delay occurs from the position of the FV spool 2a to the displacement speed of the ACTV piston 3a, a time delay occurs. In anticipation, a correlation function may be obtained.

도 8은, FV 스풀(2a)의 위치가 변화하고 나서 ACTV 피스톤(3a)의 변위 속도가 변화할 때까지의 시간 지연과 상관 함수에 대한 데이터의 변동 정도의 관계를 도시하는 도면이다. 도 8의 횡축은 시간 지연의 길이, 종축은 변동 정도이며, 종축의 아래쪽일수록 변동이 크고, 위쪽일수록 변동이 작아짐을 나타낸다. 도 8의 플롯과 같이, 각 상관 데이터의 시간 지연이 변동되는 경우에는, 변동이 최소로 될 때의 시간 지연을 최적의 시간 지연으로 하여, 이 최적의 시간 지연을 예상하여, 상관 함수를 구해도 된다.FIG. 8 is a diagram showing a relationship between the time delay from the position of the FV spool 2a to the displacement speed of the ACTV piston 3a and the degree of change of data with respect to the correlation function. 8 represents the length of time delay, and the vertical axis represents the degree of variation. The lower axis of the vertical axis shows larger fluctuations, and the higher axis shows smaller fluctuations. As shown in the plot of Fig. 8, when the time delay of each correlation data fluctuates, a correlation function may be obtained by estimating the optimum time delay as the time delay when the fluctuation is minimized. .

또한, FV(2) 내에서 작동유 누설이 발생하면, 작동유 누설이 없는 경우에 비하여, 상기의 최적의 시간 지연이 길어진다. 그래서, FV 스풀(2a)의 위치가 변화하고 나서 ACTV 피스톤(3a)의 변위 속도가 변화할 때까지의 최적 시간 지연이 소정의 역치 이상인지 여부를 판정하고, 소정의 역치 이상이면, FV(2)의 상태 이상이 발생하였다고 판단해도 된다.In addition, when hydraulic oil leaks in FV2, the said optimal time delay becomes long compared with the case where there is no hydraulic fluid leak. Therefore, it is determined whether the optimum time delay from the position of the FV spool 2a to the displacement speed of the ACTV piston 3a is greater than or equal to the predetermined threshold, and if it is equal to or greater than the predetermined threshold, the FV (2) is determined. You may judge that abnormality of the () state generate | occur | produced.

도 9는, FV(2)의 작동유 누설량과 최적 시간 지연의 길이의 상관 관계를 도시하는 도면이다. 도 9의 횡축은 작동유 누설량[L/분], 종축은 최적 시간 지연이다. 종축의 아래쪽일수록 최적 시간 지연이 길고, 위쪽일수록 최적 시간 지연이 짧다. 도 9의 상관 데이터 p2는 작동유 누설량이 최대이고, 또한 최적 시간 지연도 최장이기 때문에, FV(2)의 상태 이상이라고 판단된다.9 is a diagram showing a correlation between the hydraulic oil leakage of the FV 2 and the length of the optimum time delay. 9, the horizontal axis represents hydraulic fluid leakage [L / min], and the vertical axis represents an optimum time delay. The lower side of the vertical axis has a longer optimum time delay, and the upper side has a shorter optimal time delay. It is determined that the correlation data p2 in Fig. 9 is the state of the FV 2 or more because the hydraulic oil leakage is the largest and the optimum time delay is the longest.

상술한 제1 내지 제4 예에서는, FV 스풀(2a)의 실위치와 ACTV 피스톤(3a)의 변위 속도에 기초하여, 양자의 상관 관계를 검출하고 있지만, FV 스풀(2a)의 실위치는, ACTV 피스톤(3a)을 이동시키는 경우와, FV(2)의 도시하지 않은 탱크로 작동 유체를 복귀시키는 경우에 변화한다. 이 중, 탱크로 작동 유체를 복귀시키는 경우 쪽이, ACTV(3)측의 영향을 받지 않기 때문에, 보다 정확하게 FV 스풀(2a)의 실위치를 계측할 수 있다. FV(2)의 탱크로 작동 유체를 복귀시키는 경우에 FV 스풀(2a)의 실위치를 계측함으로써, FV(2)의 상태 이상의 유무를 보다 고정밀도로 판단할 수 있다.In the first to fourth examples described above, the correlation between the two is detected based on the actual position of the FV spool 2a and the displacement speed of the ACTV piston 3a, but the actual position of the FV spool 2a is It changes when the ACTV piston 3a is moved and when the working fluid is returned to the tank (not shown) of the FV 2. Among these, when the working fluid is returned to the tank, since the side is not influenced by the ACTV 3 side, the actual position of the FV spool 2a can be measured more accurately. When the working fluid is returned to the tank of the FV 2, by measuring the actual position of the FV spool 2a, the presence or absence of the abnormal state of the FV 2 can be determined with higher accuracy.

이와 같이, 본 실시 형태에서는, FV 스풀(2a)이 한창 이동하고 있는 중의 FV 스풀(2a)의 실위치와 ACTV 피스톤(3a)의 변위 속도의 상관 관계에 기초하여, FV(2)의 상태 이상의 유무를 판단하기 때문에, FV(2) 내의 작동유 누설에 의한 FV(2)의 상태 이상을 고정밀도로 검출할 수 있다. 본 실시 형태는, FV(2) 내에서 작동유 누설이 발생하면, FV 스풀(2a)의 실위치와 ACTV 피스톤(3a)의 변위 속도의 상관 관계가 변화하는 것에 착안한 것이며, 상관 관계의 변화를 검출하는 구체적인 방법은 특별히 상관없다. 예를 들어, 상술한 바와 같이, 소정 기간 내에서의 FV 스풀(2a)의 실위치와 ACTV 피스톤(3a)의 변위 속도의 상관 관계로부터 상관 함수를 구하고, 상관 함수와의 어긋남이나 변동 정도에 의해, FV(2)의 상태 이상을 판단해도 되고, 상관 함수의 기울기, X 절편, Y 절편 등으로부터 FV(2)의 상태 이상을 판단해도 된다. 본 실시 형태에 따르면, 유량계를 설치하지 않고, FV(2) 내의 작동유 누설을 검출할 수 있기 때문에, FV(2)에 작동유 누설 검출용 유량계를 설치할 필요가 없어지고, FV(2)의 비용 상승을 피할 수 있다.As described above, in the present embodiment, the state of the FV s 2 or more is based on the correlation between the actual position of the FV spool 2a and the displacement speed of the ACTV piston 3a while the FV spool 2a is in full swing. In order to judge the presence or absence, the abnormality of the state of the FV2 by the leakage of the hydraulic fluid in the FV2 can be detected with high precision. In the present embodiment, when the hydraulic oil leakage occurs in the FV 2, the correlation between the actual position of the FV spool 2a and the displacement speed of the ACTV piston 3a changes. The specific method of detection does not matter in particular. For example, as described above, a correlation function is obtained from the correlation between the actual position of the FV spool 2a and the displacement speed of the ACTV piston 3a within a predetermined period, and the deviation or variation with the correlation function is determined. , The state abnormality of the FV 2 may be determined, or the state abnormality of the FV 2 may be determined from the slope of the correlation function, the X intercept, the Y intercept, and the like. According to this embodiment, since the hydraulic oil leak in FV2 can be detected without providing a flowmeter, it is no longer necessary to provide a hydraulic oil leak detection flowmeter in FV2, and the cost of FV2 rises. Can be avoided.

상술한 실시 형태에서는, FV(2)와 ACTV(3)를 구비한 유체압 구동 장치(1)에 대하여 설명하였지만, 본 실시 형태는, 유량 제어 밸브와 구동부를 구비한 유체압 구동 장치(1)에 폭넓게 적용 가능하다. 유량 제어 밸브는, 제1 가동부를 갖고, 제1 가동부의 위치에 따라 작동유의 토출량을 제어하는 것이면 된다. 유량 제어 밸브의 구체예는, 상술한 FV(2) 등의 스풀 밸브 외에, 포핏 밸브, 볼 밸브, 니들 밸브 등에도 적용 가능하다. 구동부는, 유량 제어 밸브로부터의 작동유의 토출량에 따라 위치를 가변 가능한 제2 가동부를 갖고, 제2 가동부의 위치에 따라 액추에이터축(5)을 직접 구동하는 것 외에, 제2 가동부는 위치에 따라, 별도로 설치한 액추에이터에 대한 작동유의 공급량을 제어하는 밸브여도 된다. 구동부의 구체예는, 상술한 피스톤식 액추에이터 ACTV(3) 외에, 스풀 밸브나 포핏 밸브여도 되고, 유압 모터 등의 유체압 구동 모터여도 된다.In the above-described embodiment, the fluid pressure drive device 1 including the FV 2 and the ACTV 3 has been described. In the present embodiment, the fluid pressure drive device 1 including the flow control valve and the drive unit is provided. Widely applicable to The flow control valve may have a first movable part and control the discharge amount of the hydraulic oil in accordance with the position of the first movable part. The specific example of a flow control valve is applicable also to a poppet valve, a ball valve, a needle valve, etc. other than the spool valves, such as FV2 mentioned above. The drive part has a second movable part whose position can be changed in accordance with the discharge amount of the hydraulic oil from the flow control valve, and in addition to directly driving the actuator shaft 5 according to the position of the second movable part, the second movable part is dependent on the position, It may be a valve that controls the amount of hydraulic oil supplied to a separately installed actuator. A specific example of the drive unit may be a spool valve or a poppet valve in addition to the piston actuator ACTV 3 described above, or may be a hydraulic pressure drive motor such as a hydraulic motor.

본 발명의 형태는, 상술한 개개의 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 당업자가 상도할 수 있는 다양한 변형도 포함하는 것이며, 본 발명의 효과도 상술한 내용에 한정되지 않는다. 즉, 특허청구범위에 규정된 내용 및 그의 균등물로부터 도출되는 본 발명의 개념적인 사상과 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 추가, 변경 및 부분적 삭제가 가능하다.The form of the present invention is not limited to the above-described individual embodiments, but also includes various modifications that may be conceived by those skilled in the art, and the effects of the present invention are not limited to the above-described contents. That is, various additions, changes, and partial deletions may be made without departing from the concept and spirit of the present invention derived from the contents defined in the claims and their equivalents.

1: 유체압 구동 장치
2: 유량 제어 밸브(FV)
2a: FV 스풀
2b: FV 스풀 센서
3: 액추에이터(ACTV)
3a: ACTV 피스톤
3b: ACTV 피스톤 센서
4: 컨트롤러
4a: 이상 판단부
4b: 상관 관계 검출부
4c: 빈도 판정부
4d: 이상 추측부
4e: 변동 정도 검출부
4f: 변동 정도 판정부
4g: 기울기 판정부
4h: 상관 함수 판정부
5: 액추에이터축1: hydraulic pressure driving device
2: flow control valve (FV)
2a: FV Spool
2b: FV Spool Sensor
3: Actuator (ACTV)
3a: ACTV piston
3b: ACTV piston sensor
4: controller
4a: abnormal judgment unit
4b: correlation detector
4c: frequency judging section
4d: abnormal guess
4e: variation detection unit
4f: variation degree determining unit
4g: tilt determination unit
4h: correlation function determination unit
5: actuator shaft

Claims (10)

제1 가동부를 갖고, 상기 제1 가동부의 위치에 따라 작동 유체의 토출량을 제어하는 유량 제어 밸브와,
상기 유량 제어 밸브로부터의 작동 유체의 토출량에 따라 위치를 변화 가능한 제2 가동부를 갖는 액추에이터와,
상기 제1 가동부의 실위치를 검지하는 센서와,
상기 작동 유체를 토출하는 상기 제1 가동부의 실위치와 상기 제2 가동부의 변위 속도의 상관 관계에 기초하여, 상기 유량 제어 밸브의 작동유 누설에 의한 상태 이상의 유무를 판단하는 이상 판단부를 구비하는, 유체압 구동 장치.A flow control valve having a first movable portion and controlling a discharge amount of the working fluid in accordance with the position of the first movable portion;
An actuator having a second movable portion capable of changing its position in accordance with the discharge amount of the working fluid from the flow control valve;
A sensor for detecting the actual position of the first movable part;
A fluid having an abnormality determining unit for determining the presence or absence of a state abnormality due to the hydraulic oil leakage of the flow control valve, based on a correlation between the actual position of the first movable part discharging the working fluid and the displacement speed of the second movable part. Pressure driving device. 제1항에 있어서, 상기 유량 제어 밸브 및 상기 액추에이터를 소정 기간 동작시키는 동안에서의 상기 제1 가동부의 실위치 및 상기 제2 가동부의 변위 속도에 기초하여, 상기 상관 관계를 나타내는 상관 함수를 구하는 상관 관계 검출부를 구비하고,
상기 이상 판단부는, 상기 상관 함수와, 상기 소정 기간 내에서의 상기 제1 가동부의 실위치 및 상기 제2 가동부의 변위 속도에 기초하여, 상기 유량 제어 밸브의 상태 이상의 유무를 판단하는, 유체압 구동 장치.The correlation according to claim 1, wherein a correlation function for obtaining the correlation is obtained based on the actual position of the first movable portion and the displacement speed of the second movable portion during operation of the flow control valve and the actuator for a predetermined period. Equipped with a relationship detector,
The abnormality determining unit determines the presence or absence of a state of the flow rate control valve based on the correlation function, the actual position of the first movable part and the displacement speed of the second movable part within the predetermined period. Device. 제2항에 있어서, 상기 이상 판단부는,
상기 소정 기간 내에, 상기 상관 함수와의 어긋남이 소정의 역치 이상으로 된 빈도가 소정의 값 이상 있는지 여부를 판정하는 빈도 판정부와,
상기 빈도 판정부에서 상기 빈도가 상기 소정의 값 이상 있다고 판정되면, 상기 유량 제어 밸브에 상태 이상이 있다고 추측하는 이상 추측부를 갖는, 유체압 구동 장치.The method of claim 2, wherein the abnormality determination unit,
A frequency determining unit that determines whether or not the frequency at which the deviation from the correlation function is equal to or greater than a predetermined threshold within the predetermined period is equal to or greater than a predetermined value;
And a abnormality estimating unit for inferring that the flow rate control valve has a state abnormality when the frequency determining unit determines that the frequency is equal to or greater than the predetermined value. 제2항에 있어서, 상기 이상 판단부는,
상기 소정 기간 내에 있어서의 상기 제1 가동부의 실위치 및 상기 제2 가동부의 변위 속도의 상기 상관 함수로부터의 변동 정도를 검출하는 변동 정도 검출부와,
상기 변동 정도 혹은 변동 정도의 변화가 소정의 역치 이상인지 여부를 판정하는 변동 정도 판정부와,
상기 변동 정도 판정부에서 상기 역치 이상이라고 판정되면, 상기 유량 제어 밸브에 상태 이상이 있다고 추측하는 이상 추측부를 갖는, 유체압 구동 장치.The method of claim 2, wherein the abnormality determination unit,
A variation degree detecting section for detecting a degree of variation from the correlation function between the actual position of the first movable portion and the displacement speed of the second movable portion within the predetermined period;
A variation degree determining unit that determines whether the variation degree or the variation in the variation degree is equal to or greater than a predetermined threshold value;
And an abnormality estimating unit for inferring that the flow rate control valve has a state abnormality when the variation degree determining unit determines that the threshold value is equal to or larger than the threshold value. 제2항에 있어서, 상기 이상 판단부는,
상기 소정 기간 내에 있어서 상기 상관 함수의 기울기 혹은 기울기의 변화가 소정의 역치 이상으로 되었는지 여부를 판정하는 기울기 판정부와,
상기 기울기 판정부에서 상기 역치 이상으로 되었다고 판정되면, 상기 유량 제어 밸브에 상태 이상이 있다고 추측하는 이상 추측부를 갖는, 유체압 구동 장치.The method of claim 2, wherein the abnormality determination unit,
An inclination determination unit that determines whether or not the inclination or the change in inclination of the correlation function is greater than or equal to a predetermined threshold within the predetermined period;
And an abnormality estimating unit for inferring that the flow rate control valve has a state abnormality when it is determined that the inclination determination unit is equal to or greater than the threshold value. 제2항에 있어서, 상기 이상 판단부는,
상기 소정 기간 내에 있어서, 상기 제1 가동부의 실위치가 기준 위치인 경우의 상기 상관 함수 상의 상기 제2 가동부의 변위 속도와, 상기 제2 가동부의 변위 속도가 제로인 경우의 상기 상관 함수 상의 상기 제1 가동부의 실위치 중 적어도 한쪽이 소정의 역치를 초과하였는지, 혹은 소정의 역치 이상으로 변화하였는지 여부를 판정하는 상관 함수 판정부와,
상기 상관 함수 판정부에서 역치라고 판정되면, 상기 유량 제어 밸브에 상태 이상이 있다고 추측하는 이상 추측부를 갖는, 유체압 구동 장치.The method of claim 2, wherein the abnormality determination unit,
Within the predetermined period, the displacement speed of the second movable part on the correlation function when the actual position of the first movable part is a reference position, and the first displacement on the correlation function when the displacement speed of the second movable part is zero. A correlation function determination unit that determines whether at least one of the actual positions of the movable portion has exceeded the predetermined threshold or has changed above the predetermined threshold;
And a abnormality guessing unit for inferring that there is a state abnormality in said flow control valve, when it determines with a threshold value by the said correlation function determination part. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이상 판단부는, 상기 제1 가동부가 이동을 개시하고 나서 상기 제2 가동부의 변위 속도가 변화하기 시작할 때까지의 시간 지연을 고려하여, 상기 유량 제어 밸브의 상태 이상의 유무를 판단하는, 유체압 구동 장치.The said abnormality determination part is a thing in any one of Claim 1 thru | or 6 considering the time delay from the start of a movement of a said 1st movable part until a displacement speed of a said 2nd movable part starts to change, The said A fluid pressure drive device for determining whether or not a state of a flow control valve is abnormal. 제7항에 있어서, 상기 이상 판단부는, 상기 시간 지연이 미리 정한 제한 시간을 초과한 경우에는, 상기 유량 제어 밸브에 상태 이상이 있다고 판단하는, 유체압 구동 장치.The fluid pressure drive device according to claim 7, wherein the abnormality determining unit determines that there is a state abnormality in the flow rate control valve when the time delay exceeds a predetermined time limit. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액추에이터는, 상기 제2 가동부의 위치에 따라, 다른 액추에이터에 대한 작동 유체의 공급량을 제어하는 밸브인, 유체압 구동 장치.The fluid pressure drive device according to any one of claims 1 to 6, wherein the actuator is a valve for controlling a supply amount of a working fluid to another actuator according to the position of the second movable part. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 가동부는 스풀이고,
상기 유량 제어 밸브는 스풀 밸브인, 유체압 구동 장치.The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the first movable part is a spool,
And the flow control valve is a spool valve.
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