(57)【要約】 【課題】流量制御弁が作動油漏れによる状態異常を起こしたか否かを正しく判断する。【解決手段】流体圧駆動装置１は、第１可動部を有し、第１可動部の位置に応じて作動流体の吐出量を制御する流量制御弁と、流量制御弁からの作動流体の吐出量に応じて位置を変化可能な第２可動部を有するアクチュエータと、前記作動流体を吐出する前記第１可動部の実位置と第２可動部の変位速度との相関関係に基づいて、流量制御弁の状態異常の有無を判断する異常判断部４ａと、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１可動部を有し、前記第１可動部の位置に応じて作動流体の吐出量を制御する流量制御弁と、
前記流量制御弁からの作動流体の吐出量に応じて位置を変化可能な第２可動部を有するアクチュエータと、
前記作動流体を吐出する前記第１可動部の実位置と前記第２可動部の変位速度との相関関係に基づいて、前記流量制御弁の状態異常の有無を判断する異常判断部と、を備える流体圧駆動装置。
【請求項２】
前記流量制御弁および前記アクチュエータを所定期間動作させている間での前記第１可動部の実位置および前記第２可動部の変位速度に基づいて、前記相関関係を表す相関関数を求める相関関係検出部を備え、
前記異常判断部は、前記相関関数と、前記所定期間内での前記第１可動部の実位置および前記第２可動部の変位速度と、に基づいて、前記流量制御弁の状態異常の有無を判断する、請求項１に記載の流体圧駆動装置。
【請求項３】
前記異常判断部は、
前記所定期間内に、前記相関関数とのずれが所定の閾値以上になった頻度が所定の値以上あるか否かを判定する頻度判定部と、
前記頻度判定部にて前記頻度が前記所定の値以上あると判定されると、前記流量制御弁に状態異常があると推測する異常推測部と、を有する、請求項２に記載の流体圧駆動装置。
【請求項４】
前記異常判断部は、
前記所定期間内における前記第１可動部の実位置および前記第２可動部の変位速度の前記相関関数からのばらつき度合を検出するばらつき度合検出部と、
前記ばらつき度合もしくはばらつき度合いの変化が所定の閾値以上か否かを判定するばらつき度合判定部と、
前記ばらつき度合判定部にて前記閾値以上と判定されると、前記流量制御弁に状態異常があると推測する異常推測部と、を有する、請求項２に記載の流体圧駆動装置。
【請求項５】
前記異常判断部は、
前記所定期間内において前記相関関数の傾きもしくは傾きの変化が所定の閾値以上になった否かを判定する傾き判定部と、
前記傾き判定部にて前記閾値以上になったと判定されると、前記流量制御弁に状態異常があると推測する異常推測部と、を有する、請求項２に記載の流体圧駆動装置。
【請求項６】
前記異常判断部は、
前記所定期間内において、前記第１可動部の実位置が基準位置の場合の前記相関関数上の前記第２可動部の変位速度と、前記第２可動部の変位速度がゼロの場合の前記相関関数上の前記第１可動部の実位置と、の少なくとも一方が所定の閾値を超えたか、もしくは所定の閾値以上に変化したか否かを判定する相関関数判定部と、
前記相関関数判定部にて閾値と判定されると、前記流量制御弁に状態異常があると推測する異常推測部と、を有する、請求項２に記載の流体圧駆動装置。
【請求項７】
前記異常判断部は、前記第１可動部が移動を開始してから前記第２可動部の変位速度が変化し始めるまでの時間遅れを考慮に入れて、前記流量制御弁の状態異常の有無を判断する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の流体圧駆動装置。
【請求項８】
前記異常判断部は、前記時間遅れが予め定めた制限時間を超えていた場合には、前記流量制御弁に状態異常があると判断する、請求項７に記載の流体圧駆動装置。
【請求項９】
前記アクチュエータは、前記第２可動部の位置に応じて、他のアクチュエータに対する作動流体の供給量を制御する弁である、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の流体圧駆動装置。
【請求項１０】
前記第１可動部は、スプールであり、
前記流量制御弁は、スプール弁である、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の流体圧駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流量制御弁を備えた流体圧駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、圧延機の油圧圧下装置を制御する油圧圧下サーボ弁の故障を自動的に診断する方法が開示されている。特許文献１では、サーボ弁のスプール位置の指令値と実際のスプール位置との偏差が閾値を超えたか否かにより、サーボ弁が故障したか否かを判断している。
【０００３】
また、特許文献２には、燃焼装置に供給される燃料量を制御する比例弁の開度設定用の電流検出値に基づいて、比例弁の駆動回路の異常判定を行う方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−５０７８５号公報
【特許文献２】特開２０１６−１８３８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、スプールとサーボ弁の間に異物が詰まることを要因としたサーボ弁の故障を判断するものである。特許文献２は、比例弁の駆動回路内の回路構成素子の故障を判断するものである。
【０００６】
作動油の吐出量を制御する流量制御弁の故障の一態様として、流量制御弁の作動油漏れがある。流量制御弁内で移動する可動部（例えばスプール）は、中立位置では確実に作動油をシールし、可動部が中立位置からずれると作動油を吐出しなければならない。
【０００７】
ところが、流量制御弁内の作動油中に異物が混入している場合、異物によって可動部が削れるなどして、中立位置でも作動油が漏れ出すおそれがある。流量制御弁内で作動油漏れがあると、作動油の吐出量と吐出圧を意図通りに制御できなくなり、流量制御弁によって駆動される駆動部や、駆動部によって制御されるアクチュエータを誤動作させるおそれがある。また、油漏れ量が過大になると、作動油の供給が不足し、十分な作動油圧が得られなくなる恐れがある。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、流量制御弁が作動油漏れによる状態異常を起こしたか否かを正しく判断できる流体圧駆動装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様では、第１可動部を有し、前記第１可動部の位置に応じて作動油の吐出量を制御する流量制御弁と、
前記流量制御弁からの作動油の吐出量に応じて位置を変化可能な第２可動部を有するアクチュエータと、
前記作動流体を吐出する前記第１可動部の実位置と前記第２可動部の変位速度との相関関係に基づいて、前記流量制御弁の状態異常の有無を判断する異常判断部と、を備える流体圧駆動装置が提供される。
【００１０】
前記流量制御弁および前記アクチュエータを所定期間動作させている間での前記第１可動部の実位置および前記第２可動部の変位速度に基づいて、前記相関関係を表す相関関数を求める相関関係検出部をさらに備えていてもよく、
前記異常判断部は、前記相関関数と、前記所定期間内での前記第１可動部の実位置および前記第２可動部の変位速度と、に基づいて、前記流量制御弁の状態異常の有無を判断してもよい。
【００１１】
前記異常判断部は、
前記所定期間内に、前記相関関数とのずれが所定の閾値以上になった頻度が所定の値以上あるか否かを判定する頻度判定部と、
前記頻度判定部にて前記頻度が前記所定の値以上あると判定されると、前記流量制御弁に状態異常があると推測する異常推測部と、を有してもよい。
【００１２】
前記異常判断部は、
前記所定期間内における前記第１可動部の実位置および前記第２可動部の変位速度の前記相関関数からのばらつき度合を検出するばらつき度合検出部と、
前記ばらつき度合もしくはばらつき度合の変化が所定の閾値以上か否かを判定するばらつき度合判定部と、
前記ばらつき度合判定部にて前記閾値以上と判定されると、前記流量制御弁に状態異常があると推測する異常推測部と、を有してもよい。
【００１３】
前記異常判断部は、
前記所定期間内において前記相関関数の傾きもしくは傾きの変化が所定の閾値以上になったか否かを判定する傾き判定部と、
前記傾き判定部にて前記閾値以上になったと判定されると、前記流量制御弁に状態異常があると推測する異常推測部と、を有してもよい。
【００１４】
前記異常判断部は、
前記所定期間内において、前記第１可動部の実位置が基準位置の場合の前記相関関数上の前記第２可動部の変位速度と、前記第２可動部の変位速度がゼロの場合の前記相関関数上の前記第１可動部の実位置と、の少なくとも一方が所定の閾値を超えたか、もしくは所定の閾値以上変化したか否かを判定する相関関数判定部と、
前記相関関数判定部にて前記箇所があると判定されると、前記流量制御弁に状態異常があると推測する異常推測部と、を有してもよい。
【００１５】
前記異常判断部は、前記第１可動部が移動を開始してから前記第２可動部の変位速度が変化し始めるまでの時間遅れを考慮に入れて、前記流量制御弁の状態異常の有無を判断してもよい。
【００１６】
前記異常判断部は、前記時間遅れが予め定めた制限時間を超えていた場合には、前記流量制御弁に状態異常があると判断してもよい。
【００１７】
前記アクチュエータは、前記第２可動部は位置に応じて、他のアクチュエータに対する作動油の供給量を制御する弁であってもよい。
【００１８】
前記第１可動部は、スプールであり、
前記流量制御弁は、スプール弁であってもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、流量制御弁が作動油漏れによる状態異常を起こしたか否かを正しく判断できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態による流体圧駆動装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】ＦＶスプールの実位置とＡＣＴＶピストンの変位速度との相関関係を示すグラフ。
【図３】異常判断部の第１例の処理手順を示すフローチャート。
【図４】異常判断部の第２例の処理手順を示すフローチャート。
【図５】所定期間内の各相関データのばらつき度合の一例を示す図。
【図６】異常判断部の第３例の処理手順を示すフローチャート。
【図７】異常判断部の第４例の処理手順を示すフローチャート。
【図８】ＦＶスプールの位置が変化してからＡＣＴＶピストンの変位速度が変化するまでの時間遅れのばらつきを示す図。
【図９】ＦＶの作動油漏れ量と時間遅れの長さとの相関関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態による流体圧駆動装置１の概略構成を示すブロック図である。図１の流体圧駆動装置１は、流量制御スプール弁（以下、ＦＶ）２と、アクチュエータ（以下、ＡＣＴＶ）３と、コントローラ４とを備えている。ＦＶ２は流量制御弁の一例である。
【００２２】
ＦＶ２は、中空のスリーブ内を移動可能なスプール（第１可動部、以下、ＦＶスプール）２ａを有する。ＦＶ２は、ＦＶスプール２ａの位置に応じて作動油の吐出量を制御する。ＡＣＴＶ３は、中空のスリーブ内を移動可能なピストン（第２可動部、以下、ＡＣＴＶピストン）３ａを有する。ＡＣＴＶ３は、ＦＶ２からの作動油の吐出量に応じてＡＣＴＶピストン３ａの位置を可変させる。
【００２３】
ＦＶ２は、ＦＶスプール２ａの位置を検出するスプールセンサ（以下、ＦＶスプールセンサ）２ｂを備えていてもよい。ＦＶスプールセンサ２ｂは、例えばＦＶ２の長手方向の一端部に取り付けられ、ＦＶスプール２ａとの距離を非接触で検出する。ＦＶスプールセンサ２ｂで検出したＦＶスプール２ａの位置は、コントローラ４に伝達される。
【００２４】
ＡＣＴＶ３は、ＡＣＴＶピストン３ａの位置を検出するピストンセンサ（以下、ＡＣＴＶピストンセンサ）３ｂを備えていてもよい。ＡＣＴＶピストンセンサ３ｂは、例えばＡＣＴＶ３の長手方向の一端部に取り付けられ、ＡＣＴＶピストン３ａとの距離を非接触で検出する。ＡＣＴＶピストンセンサ３ｂで検出したＡＣＴＶピストン３ａの位置は、コントローラ４に伝達される。
【００２５】
コントローラ４は、ＦＶスプール２ａの位置を指令する信号をＦＶ２に送る。ＦＶ２は、例えば電磁弁であり、コントローラ４からの指令信号に応じた位置にＦＶスプール２ａを移動させる。コントローラ４は、異常判断部４ａを有する。異常判断部４ａは、ＦＶスプール２ａが移動している最中のＦＶスプール２ａの実位置とＡＣＴＶピストン３ａの変位速度との相関関係に基づいて、ＦＶ２やＡＣＴＶ３等の状態異常の有無を判断する。
【００２６】
ＦＶスプール２ａが中立位置のときは、本来的にはＦＶ２から作動油は吐出されず、ＡＣＴＶピストン３ａは停止状態である。すなわち、ＡＣＴＶピストン３ａは、ＦＶスプール２ａが中立位置になる直前にＡＣＴＶピストン３ａが存在した位置に停止し続ける。
【００２７】
ＦＶスプール２ａを中立位置から第１方向にずらすと、ＡＣＴＶ３の下端部に作動油が供給され、ＡＣＴＶピストン３ａは上方に移動する。これにより、例えばＡＣＴＶ３のアクチュエータ軸５が上方に変位される。一方、ＦＶスプール２ａを中立位置から第１方向とは逆方向の第２方向にずらすと、ＡＣＴＶ３の上端部に作動油が供給され、ＡＣＴＶピストン３ａは下方に移動する。これにより、ＡＣＴＶ３のアクチュエータ軸５が下方に変位される。
【００２８】
なお、ＡＣＴＶ３は直接アクチュエータ軸５を動かすのではなく、別置きのアクチュエータへ作動油を供給する制御弁であっても良い。このとき、ＡＣＴＶ３によって作動油の供給を受けるアクチュエータは１つとは限らず、ＡＣＴＶピストン３ａの位置に応じて複数のアクチュエータを駆動してもよい。例えば、複数のアクチュエータは、燃料噴射ポンプと排気弁アクチュエータであってもよい。ＡＣＴＶピストン３ａの移動位置を複数箇所に順繰りに切り替えることで、ＡＣＴＶ３は燃料噴射ポンプと排気弁アクチュエータを交互に駆動することができる。
【００２９】
ＦＶスプール２ａが中立位置にいる場合は、ＦＶ２からＡＣＴＶ３に作動油が吐出されないように、確実に作動油をシールできていなければならない。また、ＦＶスプール２ａが中立位置から少しでもずれると、作動油が流れなければならない。ＦＶ２内に供給される作動油に混入した異物によって、ＦＶスプール２ａが削れたり、ＦＶスプール２ａとともに作動油流路を形成するＦＶ２のスリーブが削れるおそれがある。ＦＶスプール２ａやスリーブが削れると、ＦＶ２内で作動油漏れが生じてしまう。ＦＶ２内で作動油漏れが生じると、ＦＶスプール２ａが中立位置であっても、ＡＣＴＶピストン３ａが移動してしまったり、ＦＶスプール２ａを中立位置から所定の位置まで移動させてもＦＶ２から吐出される作動油量が減り、ＡＣＴＶピストン３ａの変位速度が遅くなるおそれがある。また、油漏れ量が過大になると、作動油の供給が不足して十分な作動油圧が得られなくなり、同じ系統の作動油を使用する他の機器にまで影響する恐れがある。
【００３０】
このように、ＦＶ２内で作動油漏れが生じると、ＡＣＴＶ３を正常に駆動させることができなり、最悪の場合は他の機器の作動にも不具合が生じるため、ＦＶ２内での作動油漏れの状況を随時検出・監視する必要がある。
【００３１】
ＦＶ２内の作動油漏れを検出する一手段として、ＦＶ２内に作動油を供給する供給ポート周辺に流量計を接続することが考えられる。ＦＶスプール２ａを中立位置に設定したときは、本来的には供給ポートには作動油は流れないはずであるため、流量計にて作動油の流れが確認できれば、作動油漏れがあると判断できる。しかしながら、流量計をＦＶ２に接続すると、ＦＶ２のコストが高くなってしまう。
【００３２】
本発明者は、ＦＶスプール２ａが移動している最中のＦＶスプール２ａの実際の位置（実位置）とＡＣＴＶピストン３ａの変位速度との間には、相関関係があることを見出した。図２はＦＶスプール２ａの実位置とＡＣＴＶピストン３ａの変位速度との相関関係を示すグラフである。図２の横線はＦＶスプール２ａの実位置である。横線の中心は基準点０であり、基準点０よりも右側は例えばＦＶスプール２ａを上方に移動させ、基準点０よりも左側は例えばＦＶスプール２ａを下方に移動させた場合を示している。基準点０では、ＦＶ２に流出入する作動油流量はゼロである。基準点０から右側または左側に離れるほど、ＦＶ２に流出入する作動油流量は増大する。図２では、基準点０から右側を「大」、左側を「小」と表記しているが、いずれか一方はＡＣＴＶ３に作動油を供給してＡＣＴＶピストン３ａを押す方向の力を発生し、他方はＡＣＴＶ３から作動油を引き込んでＡＣＴＶピストン３ａを引く方向の力を発生する。このように、ＦＶスプール２ａを基準点０から右側と左側のどちらに移動させたときに、ＦＶ２から作動油が吐出され、あるいはＦＶ２に作動油が供給されるかは、任意であり、アプリケーションごとに設定可能である。
図２のグラフは、ＦＶスプール２ａの実位置を複数通りに変化させたときのＡＣＴＶピストン３ａの変位速度をプロットして、各プロットを線で結んだものである。多少のばらつきはあるものの、ＦＶスプール２ａの実位置とＡＣＴＶピストン３ａの変位速度との相関関係は、図２の実線直線に近似することができる。本明細書では、この実線直線を相関関数と呼ぶ。
【００３３】
本発明者の検討によると、ＦＶ２に作動油漏れが増大する場合に、ＦＶスプール２ａの実位置とＡＣＴＶピストン３ａの変位速度との相関関係を求めると、相関関数に変化が現れることがわかった。
【００３４】
そこで、コントローラ４内に異常判断部４ａを設けて、以下の第１例〜第４例の少なくとも１つに基づいて、ＦＶ２およびＡＣＴＶ３の状態異常の有無を判断することにした。
【００３５】
後述するように、第１例〜第４例のコントローラ４は、異常判断部４ａの他に、相関関係検出部４ｂを有する。相関関係検出部４ｂは、ＦＶ２とＡＣＴＶ３を所定期間動作させている間でのＦＶスプール２ａの実位置とＡＣＴＶピストン３ａの変位速度とに基づいて、両者の相関関係を検出する。
【００３６】
第１例は、所定期間内に相関関数とのずれが所定の閾値以上になった頻度によって、ＦＶ２およびＡＣＴＶ３に状態異常が生じたか否かを判断するものである。より詳細には、第１例による異常判断部４ａは、頻度判定部４ｃと異常推測部４ｄを有する。頻度判定部４ｃは、所定期間内に、相関関数とのずれが所定の閾値以上になった頻度が所定の値以上あるか否かを判定する。異常推測部４ｄは、頻度判定部４ｃにて頻度が所定の値以上あると判定されると、ＦＶ２もしくはＡＣＴＶ３に状態異常があると推測する。
【００３７】
図３は異常判断部４ａの第１例の処理手順を示すフローチャートである。まず、時刻ｔを初期時刻ｔ０に設定する（ステップＳ１）。次に、ＦＶ２とＡＣＴＶ３を動作させて、定期的または非定期にＦＶスプール２ａの実位置ＳＰｔと対応するＡＣＴＶピストン３ａの実位置ＳＭｔとを取り込む（ステップＳ２）。
【００３８】
次に、ＡＣＴＶピストン３ａの変位速度ｄＳＭｔ／ｄｔを演算する（ステップＳ３）。これにより、ＦＶスプール２ａの実位置ＳＰｔとＡＣＴＶピストン３ａの変位速度との相関関係を求めることができる。
【００３９】
次に、ステップＳ２の処理を開始してから所定期間ｄＴが経過したか否かを判定する（ステップＳ４）。所定期間ｄＴがまだ経過していない場合は、ステップＳ２〜Ｓ４の処理を繰り返して、ＦＶスプール２ａの実位置とＡＣＴＶピストン３ａの変位速度に関する相関データの検出数を増やす。
【００４０】
所定期間ｄＴを経過した場合、所定期間内のＦＶスプール２ａの実位置とＡＣＴＶピストン３ａの変位速度とに基づいて、相関関数ｆ(ＳＰｔ)を求める（ステップＳ５）。このステップＳ５では、図２に示したように、例えば横軸をＦＶスプール２ａの実位置とし、縦軸をＡＣＴＶピストン３ａの変位速度としたときの所定期間内の各相関データに基づいて、相関近似演算を行って、相関関数ｆ(ＳＰｔ)を求める。相関関数は、理想的には例えば図２の実線直線で表される。
【００４１】
次に、所定期間（時刻ｔ＝ｔ０〜ｄＴの間）の各相関データが相関関数からどの程度乖離しているかを示す乖離値ΔｄＳＭを演算する（ステップＳ６）。乖離値ΔｄＳＭは、以下の（１）式で計算できる。
【００４２】
ΔｄＳＭ＝(ｄＳＭｔ／ｄｔ−ｆ(ＳＰｔ))２    …（１）
【００４３】
次に、乖離値ΔｄＳＭが所定の閾値以上である相関データの数が所定個ｎ以上あるか否かを判定する（ステップＳ７）。所定個以上の場合は、所定の警告処理を行う（ステップＳ８）。所定の警告処理とは、ＦＶ２もしくはＡＣＴＶ３が状態異常を起こした可能性が高いことを不図示のコントロールパネル等に表示する。あるいは、アラーム音や音声などによる警告処理を行ってもよい。ステップＳ８の処理が終わった後、あるいはステップＳ７で所定個未満と判定された場合は、ステップＳ１以降の処理を定期的または非定期に繰り返す。
【００４４】
一方、第２例は、相関関数とのばらつき具合によって、ＦＶ２に状態異常が生じたか否かを判断するものである。より詳細には、第２例による異常判断部４ａは、ばらつき度合検出部４ｅと、ばらつき度合判定部４ｆと、異常推測部４ｄとを有する。ばらつき度合検出部４ｅは、所定期間内におけるＦＶスプール２ａの実位置およびＡＣＴＶピストン３ａの変位速度の相関関数からのばらつき度合を検出する。ばらつき度合判定部４ｆは、ばらつき度合もしくはばらつき度合の変化が所定の閾値以上か否かを判定する。異常推測部４ｄは、ばらつき度合判定部４ｆにて閾値以上と判定されると、ＦＶ２もしくはＡＣＴＶ３に状態異常があると推測する。
【００４５】
図４は異常判断部４ａの第２例の処理手順を示すフローチャートである。図４のステップＳ１１〜Ｓ１５は、図３のステップＳ１〜Ｓ５と同様である。ステップＳ１５で相関関数が求まると、所定期間内の各相関データについて、相関関数とのばらつき度合を検出する（ステップＳ１６）。ばらつき度合は、決定係数Ｒ２で求めることができる。決定係数Ｒ２は、以下の（２）式で表すことができる。（２）式では、所定期間内の各相関データを（ｘｉ，ｙｉ）、相関関数をｆ(ｘｉ)、ｙｉの平均をμＹとしている。
【００４６】
【数１】
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【００４７】
次に、ばらつき度合（例えば決定係数Ｒ２）が所定の閾値以上か否かを判定する（ステップＳ１７）。ばらつき度合が閾値以上の場合は、所定の警告処理を行う（ステップＳ１８）。ステップＳ１８の処理が終わった後、あるいは閾値未満の場合は、ステップＳ１１以降の処理を繰り返す。
【００４８】
図５は所定期間内の各相関データのばらつき度合の一例を示す図である。図５の横軸は内部漏れ量［Ｌ／分］、縦軸はばらつき度合すなわち決定係数Ｒ２である。縦軸は下の方ほどばらつきが大きく、上の方ほどばらつきが小さい。図５の例では、相関データｐ１がばらつき度合が閾値以上と判定される。
【００４９】
一方、第３例は、相関関数の傾き変化によって、ＦＶ２に状態異常が生じたか否かを判断するものである。より詳細には、第３例による異常判断部４ａは、傾き判定部４ｇと異常推測部４ｄとを有する。傾き判定部４ｇは、所定期間内において、相関関数の傾き変化が所定の閾値以上になったを判定する。異常推測部４ｄは、傾き判定部４ｇにて相関関数の傾きもしくは傾き変化が所定の閾値以上になったと判定されると、ＦＶ２もしくはＡＣＴＶ３に状態異常があると推測する。
【００５０】
図６は異常判断部４ａの第３例の処理手順を示すフローチャートである。図６のステップＳ２１〜Ｓ２５は、図３のステップＳ１〜Ｓ５と同様である。ステップＳ２５で相関関数が求まると、相関関数の傾きが急激に変化したか否かを判定する（ステップＳ２６）。より具体的には、相関関数の傾きが過去の実績に対し変化があるか否かを判定する。そして、閾値以上に変化した場合は、所定の警告処理を行う（ステップＳ２７）。ステップＳ２７の処理が終わった後、あるいは閾値以上にならなかった場合は、傾きの過去実績を更新する（ステップ２８）。その後、ステップＳ２１以降の処理を繰り返す。
【００５１】
一方、第４例は、相関関数のＸ切片とＹ切片の少なくとも一方が急激に変化したか否かによって、ＦＶ２に状態異常が生じたか否かを判断するものである。より詳細には、第４例による異常判断部４ａは、相関関数判定部４ｈと異常推測部４ｄとを有する。相関関数判定部４ｈは、所定期間内において、ＦＶスプール２ａの実位置が基準位置の場合の相関関数上のＡＣＴＶピストン３ａの変位速度と、ＡＣＴＶピストン３ａの変位速度がゼロの場合の相関関数上のＦＶスプール２ａの実位置との少なくとも一方が所定の閾値を超えたか、もしくは所定の閾値以上変化したか否かを判定する。異常推測部４ｄは、相関関数判定部４ｈにて閾値以上変化したと判定されると、ＦＶ２もしくはＡＣＴＶ３に状態異常があると推測する。
【００５２】
図７は異常判断部４ａの第４例の処理手順を示すフローチャートである。図７のステップＳ３１〜Ｓ３５は、図３のステップＳ１〜Ｓ５と同様である。ステップＳ３５で相関関数が求まると、次に、相関関数のＸ切片とＹ切片の少なくとも一方が急激に変化したか否かを判定する（ステップＳ３６）。Ｘ切片は、ＡＣＴＶピストン３ａの変位速度がゼロの場合の相関関数上のＦＶスプール２ａの実位置である。Ｙ切片は、ＦＶスプール２ａの実位置が基準位置の場合の相関関数上のＡＣＴＶピストン３ａの変位速度である。Ｘ切片とＹ切片の少なくとも一方が、過去の実績値と比較して、閾値以上変化すれば、所定の警告処理を行う（ステップＳ３７）。ステップＳ３７の処理が終わった後、あるいは閾値以上のＸ切片とＹ切片の変化がない場合は、Ｘ切片とＹ切片の過去実績を更新する（ステップ３８）。その後、ステップＳ３１以降の処理を繰り返す。
【００５３】
上述した第１例〜第４例は、ＦＶ２内の作動油漏れによる状態異常を判断する一例にすぎず、その他の手法にてＦＶ２の状態異常を判断してもよい。第３例および第４例では、過去の実績に対する変化を監視し状態異常を検知したが、単純に閾値を超えた場合に状態異常を検知するようにしても良い。また、相関関数を求める際には、ＦＶスプール２ａの位置が変化してからＡＣＴＶピストン３ａの変位速度が変化するまでに時間遅れが生じるため、時間遅れを考慮に入れて、最適な時間遅れを見込んで、相関関数を求めてもよい。
【００５４】
図８はＦＶスプール２ａの位置が変化してからＡＣＴＶピストン３ａの変位速度が変化するまでの時間遅れと相関関数に対するデータのばらつき度合いの関係を示す図である。図８の横軸は時間遅れの長さ、縦軸はばらつき度合いであり、縦軸の下の方ほどばらつきが大きく、上の方ほどばらつきが小さくなることを示す。図８のプロットのように、各相関データの時間遅れがばらつく場合は、ばらつきが最小になるときの時間遅れを最適な時間遅れとして、この最適な時間遅れを見込んで、相関関数を求めてもよい。
【００５５】
また、ＦＶ２内で作動油漏れが生じると、作動油漏れがない場合と比べて、前記の最適な時間遅れが長くなる。そこで、ＦＶスプール２ａの位置が変化してからＡＣＴＶピストン３ａの変位速度が変化するまでの最適時間遅れが所定の閾値以上か否かを判定し、所定の閾値以上であれば、ＦＶ２の状態異常が生じたと判断してもよい。
【００５６】
図９はＦＶ２の作動油漏れ量と最適時間遅れの長さとの相関関係を示す図である。図９の横軸は作動油漏れ量［Ｌ／分］、縦軸は最適時間遅れである。縦軸の下の方ほど最適時間遅れが長く、上の方ほど最適時間遅れが短い。図９の相関データｐ２は作動油漏れ量が最大で、かつ最適時間遅れも最長であるため、ＦＶ２の状態異常と判断される。
【００５７】
上述した第１〜第４例では、ＦＶスプール２ａの実位置とＡＣＴＶピストン３ａの変位速度とに基づいて、両者の相関関係を検出しているが、ＦＶスプール２ａの実位置は、ＡＣＴＶピストン３ａを移動させる場合と、ＦＶ２の不図示のタンクに作動流体を戻す場合とに変化する。このうち、タンクに作動流体を戻す場合の方が、ＡＣＴＶ３側の影響を受けないため、より正確にＦＶスプール２ａの実位置を計測できる。ＦＶ２のタンクに作動流体を戻す場合にＦＶスプール２ａの実位置を計測することで、ＦＶ２の状態異常の有無をより精度よく判断できる。
【００５８】
このように、本実施形態では、ＦＶスプール２ａが移動している最中のＦＶスプール２ａの実位置とＡＣＴＶピストン３ａの変位速度との相関関係に基づいて、ＦＶ２の状態異常の有無を判断するため、ＦＶ２内の作動油漏れによるＦＶ２の状態異常を精度よく検出できる。本実施形態は、ＦＶ２内で作動油漏れが生じると、ＦＶスプール２ａの実位置とＡＣＴＶピストン３ａの変位速度との相関関係が変化することに着目したものであり、相関関係の変化を検出する具体的な手法は特に問わない。例えば、上述したように、所定期間内でのＦＶスプール２ａの実位置とＡＣＴＶピストン３ａの変位速度との相関関係から相関関数を求めて、相関関数とのずれやばらつき度合によって、ＦＶ２の状態異常を判断してもよいし、相関関数の傾き、Ｘ切片、Ｙ切片などからＦＶ２の状態異常を判断してもよい。本実施形態によれば、流量計を設けずに、ＦＶ２内の作動油漏れを検出できるため、ＦＶ２に作動油漏れ検出用の流量計を設ける必要がなくなり、ＦＶ２のコストアップを回避できる。
【００５９】
上述した実施形態では、ＦＶ２とＡＣＴＶ３を備えた流体圧駆動装置１について説明したが、本実施形態は、流量制御弁と駆動部とを備えた流体圧駆動装置１に幅広く適用可能である。流量制御弁は、第１可動部を有し、第１可動部の位置に応じて作動油の吐出量を制御するものであればよい。流量制御弁の具体例は、上述したＦＶ２等のスプール弁の他に、ポペット弁、ボール弁、ニードル弁などにも適用可能である。駆動部は、流量制御弁からの作動油の吐出量に応じて位置を可変可能な第２可動部を有し、第２可動部の位置に応じてアクチュエータ軸５を直接駆動するもののほか、第２可動部は位置に応じて、別置きのアクチュエータに対する作動油の供給量を制御する弁であってもよい。駆動部の具体例は、上述したピストン式のアクチュエータＡＣＴＶ３の他に、スプール弁やポペット弁でもよいし、油圧モータ等の流体圧駆動モータでもよい。
【００６０】
本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１  流体圧駆動装置、２  流量制御弁（ＦＶ）、２ａ  ＦＶスプール、２ｂ  ＦＶスプールセンサ、３  アクチュエータ（ＡＣＴＶ）、３ａ  ＡＣＴＶピストン、３ｂ  ＡＣＴＶピストンセンサ、４  コントローラ、４ａ  異常判断部、４ｂ  相関関係検出部、４ｃ  頻度判定部、４ｄ  異常推測部、４ｅ  ばらつき度合検出部、４ｆ  ばらつき度合判定部、４ｇ  傾き判定部、４ｈ  相関関数判定部、５  アクチュエータ軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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