WO2002057662A1

WO2002057662A1 - Detecteur d'anomalies dans un moteur hydraulique et vehicule a commande hydraulique

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Publication number: WO2002057662A1
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Inventors: Kazuhiro Ichimura
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Description

明細書油圧モ一タの故障検出装置およぴ'油圧駆動車雨技術分野

本発明は、ホイール式油圧ショベル等の油圧駆動車雨に搭載された油圧モータの故障を検出する装置に関する。背景技術

一般に、ホイール式油圧ショベル等の油圧駆動車両は、油圧ポンプと油圧ボンプからの吐出油によつて駆動される走行用油圧モータとを有する。この油圧モータの出力軸はトランスミツションの入力軸に連結され、油圧モータの回転はトランスミツションを介して車輪に伝達される。油圧モータにはドレン室が設けられ, 油圧モー夕からのドレン油はドレン室を介してタンクに回収される。

上述した油圧駆動車両において、例えば油圧機器やオイルクーラ等の損傷により油圧モータに供給される圧油が高温になると、圧油の粘性が低下し、油圧モータの正常な動作が妨げられて、油圧モータが破損するおそれがある。油圧モータが破損すると油圧ポンプからの吐出油はドレン室に流入し、場合によってはトランスミツションに流入するその結果、トランスミツションの内部が油で満たされ、トランスミッションに大きな抵抗が作用することとなり、走行性能が悪化する。また、ミッションオイルに油圧モータからの油が混ざるとミッションオイルの性能が悪化し、トランスミツションの駆動に悪影響を及ぼすおそれがある。発明の開示

本発明の目的は、油圧モータの異常動作をできるだけ早期に検出し、油圧モ一夕の損傷および損傷による被害を最小限に抑えるようにした油圧モータの故障検出装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、上記油圧モータの故障検出装置を搭載した油圧駆動車両を提供することにある。上記目的を達成するために、本発明による油圧モータの故障検出装置は、原動機によつて駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出油によつて駆動する油圧モータと、油圧モータの異常動作の予兆を検出する異常検出装置と、異常検出装置により油圧モータの異常動作の予兆が検出されると、警報を発する警報装置とを備える。

また、本発明による油圧駆動車両は、原動機によって駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出油によつて駆動する走行用油圧モータと、走行用油圧モータの異常動作の予兆を検出する異常検出装置と、異常検出装置により走行用油圧モータの異常動作の予兆が検出されると、警報を発する警報装置とを備える _c これにより、オペレータは油圧モータの異常動作を早期に認識することができ , 油圧モータの損傷およぴ損傷による被害を最小限に抑えることができる。

警報を発する代わりに油圧モータの駆動を制限するようにしてもよい。

油圧モータは走行モータとすることができ、走行モータの異常動作の予兆が検出されると、原動機の回転数を低減することが望ましい。また、走行を停止させるようにしてもよく、走行停止後に制動力を作用させるようにしてもよい。さらに、走行モータの異常動作の予兆が検出されると、原動機の再始動を禁止することが望ましい。また、警報を発するようにしてもよい。

油圧モータの異常動作の予兆は、油圧モータのドレン温度や、油圧モータの回転数、油圧モータの入口圧力などにより検出することができる。

作業の開始が検出されると、警報の作動や車雨の走行制限を無効化するようにしてもよい。

これらの制御は、リセット指令によりリセット可能とすることが望ましい。リセット指令は原動機の停止により発生するようにしてもよい。図面の簡単な説明

図 1 は、本発明の第 1の実施の形態に係わる油圧モータの故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルの構成を示す回路図。

図 2は、本発明が適用される走行モータの断面図。

図 3は、本発明の第 1の実施の形態に係わる故障検出装置を構成するコント口ーラの詳細を説明する概念図。

図 4は、コントローラでの処理の一例を示すフローチヤ一ト。

図 5は、本発明の第 2の実施の形態に係わる油圧モータの故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルの構成を示す回路図。

図 6は、本発明の第 2の実施の形態に係わる故障検出装置を構成するコントローラの詳細を説明する概念図。

図 7は、本発明の第 3の実施の形態に係わる油圧モータの故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルの構成を示す回路図。

図 8は、本発明の第 3の実施の形態に係わる故障検出装置を構成するコントローラの詳細を説明する概念図。

図 9は、本発明の第 4の実施の形態に係わる油圧モータの故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルの構成を示す回路図。

図 1 0は、本発明の第 4の実施の形態に係わる故障検出装置を構成するコントローラの詳細を説明する概念図。

図 1 1 は、本発明の第 5の実施の形態に係わる油圧モータの故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルの構成を示す回路図。

図 1 2は、本発明の第 5の実施の形態に係わる故障検出装置を構成するコントローラの詳細を説明する概念図。

図 1 3は、本発明の第 6の実施の形態に係わる油圧モータの故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルの構成を示す回路図。

図 1 4は、本発明の第 6の実施の形態に係わる故障検出装置を構成するコントローラの詳細を説明する概念図。

図 1 5は、本発明の第 7の実施の形態に係わる油圧モータの故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルの構成を示す回路図。

図 1 6は、本発明の第 7の実施の形態に係わる故障検出装置を構成するコントローラの詳細を説明する概念図。発明を実施するための最良の形態

一第 1の実施の形態— 以下、図 1〜 4を用いて本発明の第 1の実施の形態による故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルについて適用する。ホイ一ル式油圧ショベルは、ホィ一ル式（タイヤ式）の走行体上に旋回体を旋回可能に搭載し、この旋回体に作業用ァタツチメントを取付けたものである。走行体には図 1 に示す走行用油圧回路で駆動される走行用油圧モータ 1が設けられている。

図 1 に示すように、エンジン 2により駆動されるメインポンプ 3からの吐出油は、コントロールバルブ 4 によりその方向および流量が制御され、カウンタバランスバルブ 5を内蔵したブレーキバルブ 6を経て走行モータ 1 に供給される。走行モータ 1の出力軸 1 aにはトランスミッション 7が連結されている。走行モータ 1 の回転はトランスミッシヨン 7によつて変速され、プロペラシャフト 8，ァクスル 9を介してタイヤ 1 0に伝達される。これによつて、ホイール式油圧ショベルが走行する。このとき、走行モー夕 1からの漏れ油はドレン管路 1 1 (ドレン室）を介してタンクに回収される。なお、メインポンプ 3からの圧油は、図示しない作業用油圧回路にも供給され、作業用のァクチユエータを駆動する。

コントロールバルブ 4はパイロット回路からのパイロット圧力によってその切換方向とスト口ーク量が制御され、このスト口一ク量を制御することで車両の走行速度を制御することができる。パイロット回路はパイロットポンプ 2 1 と、ァクセルペダル 2 2の踏み込み量に応じてパイロット 2次圧 P 1を発生する走行パイロットバルブ 2 3 と、ノ、。ィロットバルブ 2 3への戻り油を遅延するスローリターンバルブ 2 4 と、車雨の前進、後進、中立を選択する前後進切換バルブ 2 5 とを有する。前後進切換バルブ 2 5は電磁切換弁により構成され、図示しないスイツチの操作によつてその位置が切り換えられる。

図 1 は前後進切換弁 2 5が中立（N位置）で、かつ、走行パイロットバルブ 2 3が操作されていない状態を示している。したがって、コントロールバルブ 4は中立位置にあり、メインポンプ 3からの圧油はタンクに戻り、車両は停止している。スィッチ操作により前後進切換バルブ 2 5を前進（F位置）または後進（R 位置）に切り換え、アクセルペダル 2 2を踏み込み操作すると、踏み込み量に応じたパイロット 2次圧 P 1がコントロールバルブ 4のパイロットポートに作用し、パイロット 2次圧 P 1に応じたストローク量でコントロールバルブ 4は切り換わるこれによつて、メインポンプ 3からの吐出油がコントロールバルブ 4、センタージョイント 1 2、ブレーキバルブ 6 を経由して走行モータ 1 に導かれ、走行モー夕 1が駆動する。このとき、走行モータ 1からの漏れ油（ドレン油）はドレン管路（ドレン室） 1 1 を介してタンクに回収される。

走行中にペダル 2 2を離すと走行パィロットバルブ 2 3がパィロットポンプ 2 1からの圧油を遮断し、その出口ポートがタンクと連通される。その結果、コントロールバルブ 4のパイロットポ一トに作用していた圧油が前後進切換バルブ 2 5 ,スローリターンバルブ 2 4，走行パイロットバルブ 2 3 を介してタンクに戻る。このとき、スローリターンバルブ 2 4の絞りにより戻り油が絞られるから、コントロールバルブ 4は徐々に中立位置に切り換わる。コントロールバルブ 4が中立位置に切り換わると、メインポンプ 3から走行モータ 1への圧油（駆動圧）の供給が遮断され、カウンタバランスバルブ 5 も図の中立位置に切り換わる。

この場合、車体は車体の慣性力により走行を続け、走行モータ 1はモータ作用からポンプ作用に変わり、図中 Bポート側が吸入、 Aポート側が吐出となる。走行モータ 1からの圧油は、カウンタバランスバルブ 5の絞り（中立絞り）により絞られるため、力ゥンタバランスバルブ 5 と走行モータ 1 との間の圧力が上昇して走行モータ 1 にブレーキ圧として作用する。これにより走行モータ 1 はプレーキトルクを発生し、車体を制動させる。ポンプ作用中に吸入流量が不足すると、走行モータ 1 にはメイクアツプポート 1 3 より油量が補充される。ブレーキ圧はリリーフバルブ 1 4 , 1 5によりその最高圧力が規制される。

ェンジン 2のガバナ 2 aは、リンク機構 3 1 を介してパルスモータ 3 2に接続され、パルスモータ 3 2の回転によりエンジン 2の回転数が制御される。すなわち、パルスモータ 3 2の正転で回転数が上昇し、逆転で低下する。ガバナ 2 aにはリンク機構 3 1 を介してポテンショメータ 3 3が接続され、ポテンショメ一夕 3 3 によりエンジン 2の回転数に応じたガバナレバー角度を検出する。この検出値は、制御回転数 N e としてコントローラ 3 0に入力される。

コントローラ 3 0にはまた、走行パイ口ットバルブ 2 3の踏み込み操作に応じたパイロット 2次圧 P 1を検出する圧力センサ 3 と、走行モータ 1からのドレン油の温度 Tを検出する温度センサ 3 5 と、リセットスィッチ 3 6 と、エンジンキ ―の操作によってオン/オフするキースィツチ 3 7 とがそれぞれ接続されている。キースィッチ 3 7には電源 3 8が接続され、キースィッチ 3 7のオンによってコントローラ 3 0に電源が供給される。これによりコントローラ 3 0では後述するような所定の演算を行い、パルスモータ 3 2に制御信号を出力してパルスモータ

3 2の回転を制御するとともに、ブザー 3 9およぴブザーランプ 4 0に制御信号を出力してその作動を制御する。

ここで、走行モータ 1の構造について説明する。図 2は可変容量型走行モータ 1の断面図である。図 2 に示すように、走行モータ 1 の出力軸 1 aのフランジ 4 1 には周方向に複数のピストン 4 2 ( 1本のみ図示）が連結されている。これらピストン 4 2は、シリンダブ口ック 4 3に形成された油室 4 3 aにピストンリング 4 2 aを介して摺動可能に揷入されている。シリンダブ口ック 4 3の先端は斜板 4 4に当接し、その当接面は互いに円錐状に形成されている。斜板 4 4はシリンダブ口ック 4 3 とともに矢印方向に摇動可能であり、この摇動量に応じてモータ容量が変化する。

斜板 4 4 と斜板 4 4 に連なるモータカバー 4 5には、不図示の油の流入口およぴ流出口がそれぞれ半位相にわたって設けられている。そして、流入口を介してメィンポンプ 3からの圧油が油室 4 3 aに流入し、流出口を介して油室 4 3 aの油がタンクに流出する。これによつて、ピストン 4 2が油室 4 3 a内を摺動し、斜板 4 4 とシリンダブ口ック 4 3の当接を保ったまま、シリンダブ口ック 4 3 ,ピストン 4 2 a と一体にモ一タ 1 の出力軸 1 aが回転する。モータ出力軸 1 aにはトランスミッション 7の入力軸 7 aがスプライン結合され、走行モータ 1 の回転はトランスミッション 7に伝達される。

このとき、メインポンプ 3から油室 4 3 aに供給される圧油の一部は、斜板 4 4 とシリンダブロック 4 3 との当接面の隙間あるいはビストン 4 2 と油室 4 3 a との指動面の隙間からドレン室 1 1 に漏れ、漏れ油はモータケ一シング 4 6の底部に開口されたドレン孔 1 1 aを介して、タンクに戻される。

その際、例えば、旋回体に設けられる油圧機器やオイルクーラ等の損傷により走行モータ 1に供給される圧油が高温になると、圧油の粘性が低下し、ピストン

4 2の摺動面に油膜切れが生じ、スムーズな摺動が妨げられて摺動面に焼き付きが発生する。この焼き付きにより、以下のような問題が生じるおそれがある。すなわち、ピストン 4 2がシリンダブ口ック 4 3に固着し (かじり）、シリンダブロック 4 3はピストン 4 2 に引っ張られながら回転し、シリンダブ口ック 4 3 と斜板 4 4 との隙間が部分的に大きくなる。あるいは、ピストンリング 4 2 aが破損し、摺動面の隙間が大きくなる。これにより、この隙間を介してメインポンプ 3からの圧油が大量にドレン室 1 1 に流入し、ドレン室 1 1内の油量が増加する。その結果、ドレン室 1 1内の油はシールリング S Rを介してトランスミッション 7内に流入し、トランスミッション 7に大きな抵抗が作用することとなり、走行性能が悪化する。

このような問題を避けるため、本実施の形態では温度センサ 3 5によつて走行モータ 1が異常動作を引き起こす原因を早期に検出する。すなわち、異常動作の予兆を検出する。そして、この予兆の検出により、油圧ポンプ 1からドレン室 1 1への大量の油漏れを未然に防ぎ、走行モータ 1の損傷および損傷による被害を最小限に抑える。

図 3 はコントローラ 3 0の詳細を説明する概念図である。エンジンキースイツチ 3 7のオンによってコントローラ 3 0には電源が供給され、処理が開始される。関数発生器 3 0 1 は、温度センサ 3 5により検出されたドレン油の温度が予め設定された所定値 T a以上のとき、 R S型フリップフロップ 3 0 2のセット端子 Sにセット信号を出力する。ここで、所定値 T aは、油の粘性が低下し、ピストン 4 2 の摺動面に油切れを発生させる可能性のあるドレン油の温度に設定され、温度検出値 Tが所定値 T a以上になると、走行モータ 1の故障の予兆が現れ、ドレン室 1 1 にポンプ吐出油が大量に流入する可能性が大きくなる。

フリップフロップ 3 0 2 のセット端子 Sにセット信号が入力されると、フリツプフロップ 3 0 2は端子 Qからハイレベル信号を出力して切換回路 3 0 3 を接点 a側に切り換える。これによつて、ブザー 3 9およびブザーランプ 4 0に電源が供給され、ブザー音が発生し、ブザーランプ 4 0が点灯する。

リセットスイッチ 3 6 をオンすると、リセットスイッチ 3 6 はフリップフロップ 3 0 2のリセット端子 Rにリセット信号を出力する。このリセット信号によつてフリップフロップ 3 0 2は端子 Qをローレベルとして切換回路 3 0 3を接点 b 側に切り換える。これによつて、ブザー 3 9およぴブザーランプ 4 0への電源の供給が絶たれ、ブザー音が停止し、ブザーランプ 4 0が消灯する。

関数発生器 3 0 4には、図示のように走行パイ口ット圧の増加に伴いエンジン回転数が増加するという関係が予め設定されている。関数発生器 3 0 4は、この関係を用いて圧力センサ 3 4の検出値 P 1に応じた回転数 Nを設定し、その設定値 Nを切換回路 3 0 5に出力する。切換回路 3 0 5は切換回路 3 0 3の切換に応じて切り換わる。すなわち、切換回路 3 0 3が接点 a側に切り換わると切換回路 3 0 5 も接点 a側に切り換わり、切換回路 3 0 3が接点 b側に切り換わると切換回路 3 0 5 も接点 b側に切り換わる。これによつて、切換回路 3 0 5は関数発生器 3 0 4 により設定された回転数 N、または回転数設定器 3 0 6 に予め設定されたアイドル回転数 N iのいずれかを選択し、目標回転数 N yとしてサーポ制御部 3 0 7に出力する。サーポ制御部 3 0 7では、ポテンショメータ 3 3 により検出したガバナレバーの変位量に相当する制御回転数 N 0 と比較され、図 4に示す手順にしたがつて両者が一致するようにパルスモータ 3 2が制御される。

図 4 において、まずステップ S 2 1で回転数指令値 N yと制御回転数 N Θ とをそれぞれ読み込み、ステップ S 2 2 に進む。ステップ S 2 2では、 N 0— N yの結果を回転数差 Aとしてメモリに格納し、ステップ S 2 3 において、予め定めた基準回転数差 Kを用いて、 I A I ≥ Kか否かを判定する。肯定されるとステツプ S 2 4に進み、回転数差 A > 0か否かを判定し、 A > 0ならば制御回転数 N 0が回転数指令値 N yよりも大きい、つまり制御回転数が目標回転数よりも高いから、ェンジン回転数を下げるためステップ S 2 5でモータ逆転を指令する信号をパルスモ一夕 3 2 に出力する。これによりパルスモータ 3 2が逆転しェンジン 2の回転数が低下する。

—方、 A≤ 0ならば制御回転数 N 0が回転数指令値 N yよりも小さい、つまり制御回転数が目標回転数よりも低いから、エンジン回転数を上げるためステップ S 2 6でモータ正転を指令する信号を出力する。これにより、パルスモータ 3 2力正転し、ェンジン回転数が上昇する。ステップ S 2 3が否定されるとステップ S 2 7に進んでモータ停止信号を出力し、これによりエンジン 2の回転数が一定値に保持される。ステップ S 2 5〜 S 2 7を実行すると始めに戻る。以上のように構成された油圧駆動車両の故障検出装置の特徴的な動作について具体的に説明する。

( 1 ) 走行モータの正常時

走行モータ 1が正常状態では、ピストン 4 2はスムーズに摺動し、ドレン油の温度は所定値 T a以下に保たれる。したがって、コントローラ 3 0の切換回路 3 0 3およぴ切換回路 3 0 5はともに接点 b側に切り換わり、ブザー 3 9およぴブザ一ランプ 4 0の作動が停止する。この状態で、前後進切換バルブ 2 5を前進または後進に切り換え、アクセルペダル 2 2を操作すると、その操作量に応じて走行パイロット圧 P 1が発生する。サーボ制御部 3 0 7では、この走行パイロット圧 P 1に応じた目標回転数 N yとポテンショメータ 3 3からの検出値に相当する制御回転数とを比較し、両者が一致するようにパルスモータ 3 2を制御する。これによって、ペダル操作量の増加に伴いェンジン回転数が増加する。

( 2 ) 走行モータの異常時

走行モータ 1 に供給される圧油の温度が上昇すると、モータピストン 4 2の摺動部に油膜切れが発生し、焼き付きの可能性が生じる。そして、ドレン油の温度が所定値 T aに達すると、関数発生器 3 0 1 はフリップフロップ 3 0 2のセット端子にセット信号を出力し、フリップフロップ 3 0 2の Q端子からのハィレベル信号により切換回路 3 0 3を接点 a側に切り換える。これによつて、ブザー音が発生するとともにブザーランプ 4 0が点灯する。その結果、オペレータは、走行モータ 1の故障の予兆を認識し、ブレーキ操作等、モータ 1の異常動作に対応した操作を行い、走行モータ 1 の回転を停止させる。これによつて、走行モータ 1 の破損等を未然に防ぐことができ、ドレン室 1 1への大量の油漏れ等、モータ 1の故障による被害を最小限に抑えることができる。

また、切換回路 3 0 3の切換により切換回路 3 0 5 も接点 a側に切り換わる。これによつて、ペダル操作の大きさに拘わらずエンジン回転数がアイドル回転数 N iまで低下し、ポンプ吐出量の低下により走行モータ 1の回転数も低下する。その結果、走行モータ 1 の焼き付きが自動的に防止される。また、車両が減速されるのでブレーキ操作により車両を速やかに停止することができる。燃費の無駄使いも防止できる。走行モータ 1の動作の復帰はリセットスイッチ 3 6の操作による。ドレン油の温度が所定値 T a以下となつた状態でリセットスイッチ 3 6が操作されると、フリップフロップ 3 0 2の Q端子はローレベル信号になり、切換回路 3 0 3が接点 b 側に切り換えられ、切換回路 3 0 5 も接点 b側に切り換わる。これによつて、ブザ一音が停止するとともに、ブザ一ランプ 4 0が消灯する。つまり、オペレータは意識的に警報の作動を停止させることができる。またこのとき、エンジン回転数を再びペダル操作に応じた値に制御することができる。その結果、走行モータ 1の修理のために車両をトレーラで運搬する際に、車両を自走させてトレーラに搭載することができる。なお、リセットスィッチ 3 6の操作の代わりにェンジンキースィッチ 3 7をオフしてもよい。

このように第 1 の実施の形態によると、ドレン油の温度上昇により走行モー夕 1の故障の予兆を検出し、ブザー音やブザーランプ 4 0などの警報を発生させるようにしたので、走行モータ 1が破損に至る前にオペレータはモータ 1の停止操作を行うことができ、走行モ一タ 1の破損を未然に防ぐことができる。また、モータ 1の故障の予兆が現れると、エンジン回転数をアイドル回転数 N iまで下げて走行モータ 1 の駆動を制限するようにしたので、走行モータ 1 の損傷が自動的に防止される。さらに、エンジン回転数をアイドル回転数とするので、車両が減速され、車雨をゆつくりと路肩に寄せて停止させることができ、また、燃費の無駄使いも防止できる。さらにまた、リセットスィッチ 3 6が操作されるまで、あるいはエンジンキースィッチ 3 7がオフされるまで警報およぴ車両の走行制限は解除されないので、オペレータは走行モータ 1の異常状態を確実に認識することができる。そして、ドレン油の温度が所定値 T a以下となったときにリセットスイツチ 3 6 を操作、あるいはエンジンキースィツチ 3 7をオンすると、ペダル操作によるエンジン回転数の上昇が可能となり、車雨をトレーラなどに搭載する作業を容易に行うことができる。

一第 2の実施の形態一

走行モータ 1が過回転するとピストン 4 2の摺動部の摩擦力が増加してピストン 4 2が焼き付き、走行モータ 1が破損するおそれがある。そこで、第 2 の実施の形態では、走行モータ 1の回転数が所定値 N a以上に増加したときに走行モータ 1の故障の予兆を検出する。以下、図 5， 6 を用いて本発明の第 2の実施の形態について説明する。図 5は、第 2の実施の形態に係わる故障検出装置を搭載したホィール式油圧ショベルの構成を示す回路図であり、図 6は、第 2の実施の形態に係わるコントローラ 3 0 Aの詳細を説明する概念図である。なお、図 1 , 3 と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。

図 5に示すように、モータ出力軸 l aには、モータ回転数を検出するための回転数センサ 2 6が設けられている。回転数センサ 2 6は温度センサ 3 5の代わりにコントローラ 3 0 Aに接続されている。図 6に示すように、関数発生器 2 1は、回転数センサ 2 6により検出されたモータ回転数が予め設定された所定値 N a以上のとき、フリップフロップ 3 0 2 のセット端子 Sにセット信号を出力する。ここで、所定値 N aは、モータ過回転によりピストン 4 2が焼き付く際の回転数に設定されている。これによつて、切換回路 3 0 3， 3 0 5は接点 a側に切り換わり、警報装置が作動するとともに、エンジン回転数がアイドル回転数 N iに制限される。このように第 2の実施の形態によると、走行モータ 1の過回転によりモータ 1 の故障の予兆を検出するようにしたので、ドレン温度が上昇する前に走行モー夕 1の故障を予知し、より早期に走行モータ 1 を停止させることができる。

一第 3の実施の形態一

第 3の実施の形態では、キヤビテーションが発生したときに走行モータ 1の故障の予兆を検出する。以下、図 7 , 8を用いて本発明の第 3の実施の形態について説明する。図 7は、第 3の実施の形態に係わる故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルの構成を示す回路図であり、図 8は、第 3の実施の形態に係わるコントローラ 3 0 Bの詳細を説明する概念図である。なお、図 1 , 3 と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。

図 7に示すように、走行モータ 1の出入口ポートおよびメイクアツプポート 1 3には圧力センサ 2 7〜 2 9が設けられ、これらの圧力センサ 2 7〜 2 9によつてモータ正転時、逆転時、制動時のモータ入口圧力が検出される。図 8に示すように、関数発生器 3 2 2〜 3 2 4は、圧力センサ 2 7〜 2 9により検出された圧力が負圧（0以下）のとき、オアゲート 3 2 5にハイレベル信号を出力する。圧力センサ 2 7〜 2 9の検出値がどれか 1つでも負圧になると、すなわち、キヤビテーシヨンが発生すると、オアゲート 3 2 5はフリップフロップ 3 0 2のセット端子 Sにセット信号を出力する。これによつて、切換回路 3 0 3 , 3 0 5は接点 a 側に切り換わり、警報装置が作動するとともに、ェンジン回転数がアイドル回転数 N iに制限される。

このように第 3の実施の形態によると、キヤビテーションの発生によりモータ 1の故障の予兆を検出するようにしたので、キヤビテーションが速やかに防止され、キヤビテーションの発生に伴う騒音などの問題を解決することができる。

一第 4の実施の形態—

第 1の実施の形態では、走行モータ 1の故障の予兆が検出されると、エンジン回転数をアイドル回転数 N iに下げて車両を減速させたが、第 4の実施の形態では. 車雨を停止させる。以下、図 9， 1 0を用いて本発明の第 4の実施の形態について説明する。図 9は、第 4の実施の形態に係わる故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルの構成を示す回路図であり、図 1 0は、第 4の実施の形態に係わるコントローラ 3 0 Cの詳細を説明する概念図である。なお、図 1 , 3 と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。

図 9に示すように、走行パイロットバルブ 2 3 とスローリターンバルブ 2 4の間の管路は電磁弁 4 7を介してタンクに接続可能とされている。電磁弁 4 7はコントローラ 3 0 Cからの制御信号によって開閉される。電磁弁 4 7のソレノィド 4 7 aは、図 1 0 に示すように切換回路 3 0 3 に接続されている。

ドレン油の温度が所定値 T aに達し、切換回路 3 0 3が接点 a側に切り換わると. ソレノイド 4 7 aが励磁され、電磁弁 4 7が位置口に切り換えられる。これによつて、コントロールバルブ 4のパイロットポートに作用していた圧油が前後進切換バルブ 2 5 ,スローリターンバルブ 2 4 ,電磁弁 4 7を介してタンクに戻り、コントロールバルブ 4が中立位置に切り換わる。その結果、走行モータへ 1 の圧油の供給が遮断され、ペダル操作に拘わらず車雨走行が停止するとともに、警報装置が作動し、エンジン回転数がアイドル回転数 N iに制限される。

ソレノイド 4 7 aが励磁された状態でリセットスィッチ 3 6が操作されると、切換回路 3 0 3は接点 b側に切り換わる。これによつて、ソレノイド 4 7 aが消磁され、電磁弁 4 7が位置ィに切り換えられる。その結果、ペダル操作に応じた走行パイ口ット圧をコントロールバルブ 4 のパイロットポートに作用させることができ、走行モータ 1への圧油の供給が可能となる。

このように第 4の実施の形態によると、走行モータ 1の故障の予兆が現れると、電磁弁 4 7の切換により走行パイロット圧をタンクに戻すようにしたので、ブレーキの操作を行わなくても車両は速やかに停止し、走行モータ 1の損傷および損傷による被害を最小限に抑えることができる。

一第 5の実施の形態一

第 4の実施の形態では、走行モータ 1の故障の予兆が検出されると車両を停止させたが、第 5の実施の形態では、さらにブレーキ（駐車ブレーキ）を付加する。以下、図 1 1 , 1 2を用いて本発明の第 5の実施の形態について説明する。図 1 1 は、第 5の実施の形態に係わる故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルの構成を示す回路図であり、図 1 2は、第 5の実施の形態に係わるコントローラ 3 0 Dの詳細を説明する概念図である。なお、図 9， 1 0 と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。

図 1 1 においては、車速を検出する車速センサ 4 8 と、パーキングブレーキ作動用の電磁弁 4 9が図 9に追加して設けられている。なお、パーキングブレーキは電磁弁 4 8の開閉によつて作動する周知のものであり、その図示は省略する。図 1 2に示すように、切換回路 3 0 3には切換回路 3 0 8を介して電磁弁 4 9のソレノイド 4 9 aが接続されている。関数発生器 3 0 9は車速センサ 4 8からの検出値 Vに応じて切換回路 3 0 8 を切り換える。

車両走行時には、関数発生器 3 0 9は図示のように切換回路 3 0 8を接点 b側に切り換える。これによつて、ソレノイド 4 9 aが消磁され、駐車ブレーキは解除される。走行モータ 1の故障の予兆が検出され、切換回路 3 0 3が接点 a側に切り換わると、電磁弁 4 7のソレノイド 4 7 aが励磁され、前述したように車雨が停止する。そして、車速センサ 4 8により車両停止、すなわち車速 0が検出されると、関数発生器 3 0 9は切換回路 3 0 8を接点 a側に切り換える。これによつて、ソレノイド 4 7 aが励磁され、駐車ブレーキが作動する。リセットスイツチ 3 6の操作により切換回路 3 0 3が接点 b側に切り換わると、ソレノイド 4 7 aが消磁され、駐車ブレーキが解除される。なお、関数発生器 3 0 9にタイマを接続し、車速 0が所定時間検出されてから切換回路 3 0 8を接点 a側に切り換えるようにしてもょレ

このように第 5の実施の形態によると、走行モータ 1の故障の予兆により車雨が停止されると駐車ブレーキを作動させるようにしたので、坂道等においても車両を安定して停止状態とすることができる。

一第 6の実施の形態一

第 4の実施の形態では、走行モータ 1の故障の予兆が現れると車雨走行を停止させたが、第 6の実施の形態では、これに加えてエンジン 2の再始動を禁止する。以下、図 1 3 , 1 4 を用いて本発明の第 6の実施の形態について説明する。図 1 3 は、第 6の実施の形態に係わる故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルの構成を示す回路図であり、図 1 4は、第 6実施の形態に係わるコントローラ 3 0 Eの構成を示す概念図である。なお、図 9 , 1 0 と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。

図 1 3 に示すように、コントローラ 3 0 Eにはセルモータ 5 1が接続され、セルモータ 5 1 の駆動が制御される。図 1 4 に示すように、エンジンキースィツチ

3 7はリレー 3 1 0を介してセルモータ 5 1 に接続され、切換回路 3 0 3の出力端子はリレー 3 1 0のコィルに接続されている。これによつて、走行モータ 1 の故障の予兆が検出され、切換回路 3 0 3が接点 a側に切り換わると、ソレノイド

4 7 aが励磁され、車両が停止するとともに、リレー 3 1 0のコィルが通電し、リレー接点が接点 R 1側に切り換わる。その結果、セルモータ 5 1への電源の供給が絶たれ、エンジンキースィッチ 3 7をオンしてもエンジン 2を始動すること力？できない。なお、車両停止時に駐車ブレーキを作動させるようにしてもよい。この状態でリセットスィッチ 3 6 を操作すると、切換回路 3 0 3が接点 b側に切り換わり、リレー 3 1 0のコイルの通電が停止する。これによつて、リレー接点が接点 R 2側に切り換わり、ェンジン再始動が可能となる。なお、エンジン 2の再始動は、リセットスィッチ 3 6の操作ではなく、サービスマン等が何らかの道具を用いて外部から信号を印加したときに可能としてもよい。これによつて、ォペレ一夕は自らの判断によりェンジン再始動させることができなくなる。

このように第 6の実施の形態によると、走行モータ 1の故障の予兆が検出されるとェンジン 2の再始動を禁止するようにしたので、オペレータが不用意にェンジン 2を再始動して車雨を移動させることはなく、走行モータ 1の損傷による被害を最小限に抑えることができる。

一第 7の実施の形態一

第 1の実施の形態では、走行モータ 1の故障の予兆が検出されると、走行、作業に拘わらずエンジン回転数をアイドル回転数 N iに制限したが、第 7の実施の形態では、走行時にのみエンジン回転数を制限する。以下、図 1 5 , 1 6を用いて本発明の第 7実施の形態について説明する。図 1 5は、第 7の実施の形態に係わる故障検出装置を搭載したホイール式油圧ショベルの構成を示す回路図であり、図 1 6は第 7の実施の形態に係わるコントローラ 3 0 Fの構成を示す概念図である。なお、図 1 , 3 と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。

図 1 5 に示すように、コントローラ 3 0 Fには前後進切換バルブ 2 5に切換指令を出力する前後進切換スイッチ 5 2 と、不図示の作業用ブレーキに作動指令を出力するブレーキスィツチ 5 3 とが新たに接続されている。図 1 6に示すように、フリップフロップ 3 0 2の Q端子には切換回路 3 1 1が接続され、切換回路 3 1 1は作業判定部 3 1 2からの信号によって切り換わる。作業判定部 3 1 2 には前後進切換スィツチ 5 2 とブレーキスィッチ 5 3からの信号が入力され、前後進切換バルブ 2 5が中立で、かつ、作業用ブレーキが作動のときに切換回路 3 1 1 を接点 a側に切り換え、この他の条件では接点 b側に切り換える。

これによつて、車雨走行時には切換回路 3 1 1は接点 b側に切り換わり、走行モータ 1の故障の予兆が現れると、切換回路 3 0 3 , 3 0 5を接点 a側に切り換え, エンジン回転数をアイドル回転数 N iに制限する。この状態で、前後進切換スイツチ 5 2の操作により前後進切換バルブ 2 5を中立状態とし、かつ、ブレーキスィツチ 5 3の操作により作業用ブレーキを作動すると、切換回路 3 1 1は接点 a側に切り換わる。この切換により切換回路 3 0 3， 3 0 5がともに接点 b側に切り換わり、エンジン回転数の制限が解除される。その結果、ペダル操作に応じてェンジン回転数を上昇させることができ、通常通り作業を行うことができる。その状態から前後進切換バルブ 2 5を前進または後進側に切り換え、車両走行を試みると、切換回路 3 0 3， 3 0 5がともに接点 a側に切り換わる。これにより、ェンジン回転数が再びアイドル回転数 N iまで低下する。

このように第 7の実施の形態によると、前後進切換スィツチ 5 2 とブレーキスイッチ 5 3の操作に応じて作業の開始か否かを判定し、作業時にはエンジン回転数の制限を無効化するようにしたので、走行モータ 1が故障した場合でも通常通り作業を行うことができる。なお、第 7の実施の形態は、エンジン回転数を制限するものだけではなく、車雨走行を停止したり、ェンジン再始動を禁止したり、駐車ブレーキを作動させる等、他の方法により走行制限させるものにも同様に適用することができる。

なお、上記第 1 〜第 7の実施の形態では、走行モータ 1の故障の予兆が検出されるとエンジン回転数をアイドル回転数 N iに制限するようにしたが、アイドル回転数 N iに制限することなく走行パイ口ット圧に応じた値としてもよい。これによつて、切換回路 3 0 5は不要となる。また、上記第 4〜第 7の実施の形態では、ドレン油の温度上昇により走行モータ 1の故障の予兆を検出するようにしたが、第 2、第 3の実施の形態と同様、モータ回転数の増加やキヤビテーシヨンの発生により走行モータ 1の故障の予兆を検出するようにしてもよい。

さらに、上記第 1〜第 7の実施の形態では、走行モータ 1の故障の予兆が検出されると、ブザー音を発生させるとともにブザーランプ 4 0を点灯させるようにしたが、そのいずれかだけでもよい。さらにまた、周囲に注意を喚起させるために、車両の周囲に設けられたハザードランプを点滅させるようにしてもよい。また、走行モータ 1 の故障の予兆が検出されると警報の作動と車雨の走行制限を同時に行うようにしたが、そのいずれかだけ行うのでもよい。さらに、走行モー夕 1の駆動を制限したが、走行モータ以外の他のァクチユエ一夕（例えば旋回モー夕）の駆動を制限してもよい。さらに、走行モータ以外の他のァクチユエ一夕の故障の予兆を検出するようにしてもよい。産業上の利用の可能性

以上では、ホイ一ル式油圧ショベルに油圧モータの故障検出装置を適用した例について説明したが、クローラ式油圧ショベル等、他の油圧駆動車雨にも本発明による油圧モータの故障検出装置を同様に適用することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 原動機によつて駆動される油圧ポンプと、

この油圧ポンプからの吐出油によつて駆動する油圧モータと、

前記油圧モータの異常動作の予兆を検出する異常検出装置と、

前記異常検出装置により前記油圧モータの異常動作の予兆が検出されると、警報を発する警報装置とを備える油圧モータの故障検出装置。

2 . 原動機によって駆動される油圧ポンプと、

前記異常検出装置により前記油圧モータの異常動作の予兆が検出されると、前記油圧モータの駆動を制限する駆動制限装置とを備える油圧モータの故障検出装置。

3 . 請求の範囲第 2項に記載の油圧モータの故障検出装置において、

前記油圧モータは、走行用油圧モータである。

4 . 請求の範囲第 3項に記載の油圧モータの故障検出装置において、

前記駆動制限装置は、前記原動機の回転数を制限する回転数制限装置であり、前記異常検出装置により前記走行用油圧モータの異常動作の予兆が検出されると、前記原動機の回転数を所定の回転数に低減する。

5 . 請求の範囲第 3項に記載の油圧モータの故障検出装置において、

前記駆動制限装置は、前記走行用油圧モータの駆動を停止する走行停止装置であり、前記異常検出装置により前記走行用油圧モータの異常動作の予兆が検出されると、前記走行用油圧モータを停止する。

6 . 請求の範囲第 3項に記載の油圧モータの故障検出装置において、

前記走行用油圧モータの停止を検出する停止検出装置と、前記異常検出装置により前記走行用油圧モータの異常動作の予兆が検出され、かつ、前記停止検出装置により前記走行用油圧モータの停止が検出されると、前記走行用油圧モータを制動する制動装置とを備える。

7 . 請求の範囲第 3項に記載の油圧モータの故障検出装置において、

前記異常検出装置により前記走行用油圧モータの異常動作の予兆が検出されると、前記原動機の再始動を禁止する再始動禁止装置をさらに備える。

8 . 請求の範囲第 2項に記載の油圧モータの故障検出装置において、

前記異常検出装置により前記油圧モータの異常動作の予兆が検出されると、警報を発する警報装置をさらに備える。

9 . 請求の範囲第 1項に記載の油圧モータの故障検出装置において、

前記異常検出装置は、前記油圧モータのドレン温度により前記油圧モータの異常動作の予兆を検出する。

1 0 . 請求の範囲第 1項に記載の油圧モータの故障検出装置において、前記異常検出装置は、前記油圧モータの回転数により前記油圧モータの異常動作の予兆を検出する。

1 1 . 請求の範囲第 1項に記載の油圧モータの故障検出装置において、前記異常検出装置は、前記油圧モータの入口圧力により前記油圧モータの異常動作の予兆を検出する。

1 2 . 請求の範囲第 2項に記載の油圧モータの故障検出装置において、前記異常検出装置は、前記油圧モータのドレン温度により前記油圧モータの異常動作の予兆を検出する。

1 3 . 請求の範囲第 2項に記載の油圧モータの故障検出装置において、前記異常検出装置は、前記油圧モータの回転数により前記油圧モータの異常動作の予兆を検出する。

1 4 . 請求の範囲第 2項に記載の油圧モータの故障検出装置において、前記異常検出装置は、前記油圧モータの入口圧力により前記油圧モータの異常動作の予兆を検出する。

1 5 . 請求の範囲第 1項に記載の油圧モータの故障検出装置において、作業状態か否かを検出する作業検出装置と、

前記作業検出装置により作業状態が検出されると、前記警報装置による警報発生を無効化する警報制御装置とを備える。

1 6 . 請求の範囲第 2項に記載の油圧モータの故障検出装置において、作業状態か否かを検出する作業検出装置と、

前記作業検出装置により作業状態が検出されると、前記駆動制限装置による前記油圧モータの駆動制限を無効化する駆動制限制御装置とを備える。

1 7 . 請求の範囲第 1項に記載の油圧モータの故障検出装置において、前記警報装置をリセットするリセット指令スイッチを備える。

1 8 . 請求の範囲第 2項に記載の油圧モータの故障検出装置において、前記駆動制限装置をリセットするリセット指令スイッチを備える。

1 9 . 請求の範囲第 1項に記載の油圧モータの故障検出装置において、イグニッションキースイツチの操作により前記警報装置をリセットする。

2 0 . 請求の範囲第 2項に記載の油圧モータの故障検出装置において、イグニッションキースイツチの操作により前記駆動制限装置をリセットする。

2 1 . 原動機によつて駆動される油圧ポンプと、

この油圧ポンプからの吐出油によって駆動する走行用油圧モータと、前記走行用油圧モータの異常動作の予兆を検出する異常検出装置と、前記異常検出装置により前記走行用油圧モータの異常動作の予兆が検出されると、警報を発する警報装置とを備える油圧駆動車両。

2 2 . 原動機によって駆動される油圧ポンプと、

この油圧ポンプからの吐出油によつて駆動する走行用油圧モータと、前記走行用油圧モータの異常動作の予兆を検出する異常検出装置と、前記異常検出装置により前記走行用油圧モータの異常動作の予兆が検出されると、前記走行用油圧モータの駆動を制限する駆動制限装置とを備える油圧駆動車両。