特許 6564338 油圧機械の診断システム及び診断方法、油圧機械、油圧トランスミッション並びに再生可能エネルギー型発電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6564338

(24)【登録日】2019年8月2日

(45)【発行日】2019年8月21日

(54)【発明の名称】油圧機械の診断システム及び診断方法、油圧機械、油圧トランスミッション並びに再生可能エネルギー型発電装置

(51)【国際特許分類】

   G01M 99/00 20110101AFI20190808BHJP

【ＦＩ】

   G01M99/00 Z

【請求項の数】12

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2016-35546(P2016-35546)

(22)【出願日】2016年2月26日

(65)【公開番号】特開2017-151019(P2017-151019A)

(43)【公開日】2017年8月31日

【審査請求日】2017年9月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】誠真ＩＰ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】林 利和

(72)【発明者】

【氏名】湯下 篤

(72)【発明者】

【氏名】鍵本 良実

(72)【発明者】

【氏名】野口 俊英

【審査官】 松岡 智也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１２４８４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５２３４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５２４１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５３０９９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２７８６９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１６７７３８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０３Ｄ １／００−８０／８０

Ｆ０４Ｂ １／００−１５／０８、４９／００−５１／００

Ｆ１６Ｋ １／００−１／５４

Ｇ０１Ｍ １３／００−１３／０４、９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転シャフトと、シリンダと、前記シリンダと共に作動室を形成するピストンと、前記作動室に対して設けられる高圧弁及び低圧弁と、を有し、前記回転シャフトの回転運動と前記ピストンの往復運動との間で変換を行うように構成された油圧機械を診断するための診断システムであって、
前記作動室の圧力を検出するための圧力センサと、
前記圧力センサの検出結果に基づいて、前記高圧弁の損傷を検知するための損傷検知部と、を備え、
前記高圧弁は、シートと、前記シートに対して前記油圧機械の高圧ライン側から当接するように構成されたポペットである弁体と、を含むポペット弁であり、
前記損傷検知部は、前記ピストンの往復運動のサイクル毎の前記作動室の圧力の最大値の頻度分布を示す統計値に基づいて、前記高圧弁の前記弁体の損傷を検知するように構成され、
前記損傷検知部は、Ｐｍａｘ＿ａｖｅ＋ａ×σ（ただし、Ｐｍａｘ＿ａｖｅは統計期間における前記作動室の圧力の前記最大値の平均であり、σは前記統計期間における前記作動室の圧力の前記最大値の標準偏差であり、ａはａ≧０を満たす任意の値である。）が閾値以上であるときに、前記高圧弁の前記弁体に損傷が生じたと判定するように構成された
ことを特徴とする油圧機械を診断するための診断システム。

【請求項2】

回転シャフトと、シリンダと、前記シリンダと共に作動室を形成するピストンと、前記作動室に対して設けられる高圧弁及び低圧弁と、を有し、前記回転シャフトの回転運動と前記ピストンの往復運動との間で変換を行うように構成された油圧機械を診断するための診断システムであって、
前記作動室の圧力を検出するための圧力センサと、
前記圧力センサの検出結果に基づいて、前記高圧弁の損傷を検知するための損傷検知部と、を備え、
前記高圧弁は、シートと、前記シートに対して前記油圧機械の高圧ライン側から当接するように構成されたポペットである弁体と、を含むポペット弁であり、
前記損傷検知部は、前記ピストンの往復運動のサイクル毎の前記作動室の圧力の最大値の頻度分布を示す統計値に基づいて、前記高圧弁の前記弁体の損傷を検知するように構成され、
前記損傷検知部は、Ｐｍａｘ＿ａｖｅ＋ａ×σ（ただし、Ｐｍａｘ＿ａｖｅは統計期間における前記作動室の圧力の前記最大値の平均であり、σは前記統計期間における前記作動室の圧力の前記最大値の標準偏差であり、ａはａ≧０を満たす任意の値である。）の前記統計期間における増加速度に基づいて、前記高圧弁の前記弁体の損傷度を評価するように構成されたことを特徴とする油圧機械を診断するための診断システム。

【請求項3】

前記高圧弁の初期状態における前記作動室の圧力の前記最大値の前記統計値に基づいて、閾値を決定するように構成された閾値設定部をさらに備え、
前記損傷検知部は、前記作動室の圧力の前記最大値の前記統計値と、前記閾値設定部で設定された前記閾値との比較結果に基づいて、前記高圧弁の前記弁体の損傷を検知するように構成された
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の油圧機械を診断するための診断システム。

【請求項4】

前記高圧弁は、
前記シートと、
ポペット本体、および、該ポペット本体から前記シート側に突出したリッジを有する前記ポペットと、
を含み、
前記高圧弁は、該高圧弁の閉状態において、前記ポペットの前記リッジが前記シートに当接することで、前記高圧ラインと前記作動室とを非連通状態とするように構成されたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の油圧機械を診断するための診断システム。

【請求項5】

回転シャフトと、
シリンダと、
前記シリンダと共に作動室を形成するピストンと、
前記作動室に対して設けられる高圧弁及び低圧弁と、
請求項１乃至４の何れか一項に記載の診断システムと、を備えることを特徴とする油圧機械。

【請求項6】

前記診断システムにより前記高圧弁の前記弁体の損傷が検知されたときに、該高圧弁に対応する前記シリンダを、押しのけ容積を生成しない休止状態とするように構成された
ことを特徴とする請求項５に記載の油圧機械。

【請求項7】

圧油を生成するための油圧ポンプと、
前記油圧ポンプからの前記圧油によって駆動されるように構成された油圧モータと、
前記油圧ポンプの吐出口と前記油圧モータの吸込口とを接続する高圧ラインと、
前記油圧モータの吐出口と前記油圧ポンプの吸込口とを接続する低圧ラインと、
を備え、
前記油圧ポンプ又は前記油圧モータの少なくとも一方は請求項５又は６に記載の油圧機械である
ことを特徴とする油圧トランスミッション。

【請求項8】

再生可能エネルギーを受け取って回転するように構成されたロータと、
前記ロータによって駆動されて作動油を昇圧するように構成された油圧ポンプと、
前記油圧ポンプにより昇圧された作動油によって駆動されるように構成された油圧モータと、
前記油圧ポンプの吐出口と前記油圧モータの吸込口とを接続する高圧ラインと、
前記油圧モータの吐出口と前記油圧ポンプの吸込口とを接続する低圧ラインと、
前記油圧モータによって駆動されるように構成された発電機と、を備え、
前記油圧ポンプ又は前記油圧モータの少なくとも一方は、請求項５又は６に記載の油圧機械である
ことを特徴とする再生可能エネルギー型発電装置。

【請求項9】

回転シャフトと、シリンダと、前記シリンダと共に作動室を形成するピストンと、前記作動室に対して設けられる高圧弁及び低圧弁と、を有し、前記回転シャフトの回転運動と前記ピストンの往復運動との間で変換を行うように構成された油圧機械の診断方法であって、
前記作動室の圧力を検出する圧力検出ステップと、
前記圧力検出ステップでの検出結果に基づいて、前記高圧弁の損傷を検知する損傷検知ステップと、を備え、
前記高圧弁は、シートと、前記シートに対して前記油圧機械の高圧ライン側から当接するように構成されたポペットである弁体と、を含むポペット弁であり、
前記損傷検知ステップでは、前記ピストンの往復運動のサイクル毎の前記作動室の圧力の最大値の頻度分布を示す統計値に基づいて、前記高圧弁の前記弁体の損傷を検知し、
前記損傷検知ステップでは、Ｐｍａｘ＿ａｖｅ＋ａ×σ（ただし、Ｐｍａｘ＿ａｖｅは統計期間における前記作動室の圧力の前記最大値の平均であり、σは前記統計期間における前記作動室の圧力の前記最大値の標準偏差であり、ａはａ≧０を満たす任意の値である。）が閾値以上であるときに、前記高圧弁の前記弁体に損傷が生じたと判定する
ことを特徴とする油圧機械の診断方法。

【請求項10】

回転シャフトと、シリンダと、前記シリンダと共に作動室を形成するピストンと、前記作動室に対して設けられる高圧弁及び低圧弁と、を有し、前記回転シャフトの回転運動と前記ピストンの往復運動との間で変換を行うように構成された油圧機械の診断方法であって、
前記作動室の圧力を検出する圧力検出ステップと、
前記圧力検出ステップでの検出結果に基づいて、前記高圧弁の損傷を検知する損傷検知ステップと、を備え、
前記高圧弁は、シートと、前記シートに対して前記油圧機械の高圧ライン側から当接するように構成されたポペットである弁体と、を含むポペット弁であり、
前記損傷検知ステップでは、前記ピストンの往復運動のサイクル毎の前記作動室の圧力の最大値の頻度分布を示す統計値に基づいて、前記高圧弁の前記弁体の損傷を検知し、
前記損傷検知ステップでは、Ｐｍａｘ＿ａｖｅ＋ａ×σ（ただし、Ｐｍａｘ＿ａｖｅは統計期間における前記作動室の圧力の前記最大値の平均であり、σは前記統計期間における前記作動室の圧力の前記最大値の標準偏差であり、ａはａ≧０を満たす任意の値である。）の前記統計期間における増加速度に基づいて、前記高圧弁の前記弁体の損傷度を評価する
ことを特徴とする油圧機械の診断方法。

【請求項11】

前記高圧弁の初期状態における前記作動室の圧力の前記最大値の前記統計値に基づいて、閾値を決定する閾値設定ステップをさらに備え、
前記損傷検知ステップでは、前記作動室の圧力の前記最大値の前記統計値と、前記閾値設定ステップで設定された前記閾値との比較結果に基づいて、前記高圧弁の前記弁体の損傷を検知する
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の油圧機械の診断方法。

【請求項12】

請求項９乃至１１の何れか一項に記載の方法により油圧機械を診断するステップと、
前記損傷検知ステップで前記高圧弁の前記弁体の損傷が検知されたときに、該高圧弁に対応する前記シリンダを、押しのけ容積を生成しない休止状態とする、又は、該高圧弁を交換するステップと、を備えることを特徴とする油圧機械のメンテナンス方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、油圧機械の診断システム及び診断方法、油圧機械、油圧トランスミッション並びに再生可能エネルギー型発電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、油圧ポンプや油圧モータ等の油圧機械が知られている。
例えば、特許文献１には、シリンダとピストンにより形成される作動室の周期的な容積変化を利用し、作動流体の流体エネルギーと回転シャフトの回転エネルギーとの間で変換するようにした油圧機械が記載されている。

【0003】

また、特許文献２には、作動室と作動室外部の高圧ラインとの連通状態を切り替えるための高圧弁として、ポペット弁を採用した油圧機械が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許公開第２０１０／００４０４７０号明細書

【特許文献2】国際公開第２０１３／１１８１８２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、油圧機械においてバルブに損傷が生じると、油圧機械の性能低下や、油圧機械の寿命低減の原因となり得る。油圧機械の性能低下や寿命低減を未然に防ぐためには、バルブの損傷を適切に検知することが重要である。

【0006】

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、高圧弁の損傷を適切に検知可能な油圧機械の診断システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る油圧機械の診断システムは、
回転シャフトと、シリンダと、前記シリンダと共に作動室を形成するピストンと、前記作動室に対して設けられる高圧弁及び低圧弁と、を有し、前記回転シャフトの回転運動と前記ピストンの往復運動との間で変換を行うように構成された油圧機械の診断システムであって、
前記作動室の圧力を検出するための圧力センサと、
前記圧力センサの検出結果に基づいて、前記高圧弁の損傷を検知するための損傷検知部と、を備え、
前記高圧弁は、シートと、前記シートに対して前記油圧機械の高圧ライン側から当接するように構成されたポペットである弁体と、を含むポペット弁であり、
前記損傷検知部は、前記ピストンの往復運動のサイクル毎の前記作動室の圧力の最大値に基づいて、前記高圧弁の前記弁体の損傷を検知するように構成される。

【0008】

上述の高圧弁（ポペット弁）は、ポペットに対して高圧ライン側から作用する力（流体力や弁体を付勢する力）よりも、作動室側から作用する力が大きくなったときに開く。本発明者の鋭意検討の結果、高圧弁の開閉時に、ポペットは高圧ラインの高圧に晒されながらシートとの衝突及び離脱を繰り返すことで、該ポペットに変形や摩耗等の損傷が生じることがあることが明らかになった。また、本発明者の知見によれば、このような損傷によりポペットのうちシートに当接する当接面の面積が大きくなると、ポペットにおいて高圧ライン側の受圧面積が作動室側の受圧面積に比べて相対的に増加し、作動室圧力がより大きくならないと高圧弁が開かない事象が発生する場合がある。
この点、上記（１）の構成では、ピストンの往復運動のサイクル毎の作動室の圧力の最大値を取得する。ここで、該作動室圧力の最大値は、各サイクルにおいて高圧弁が開くのに必要とされる作動室圧力に相当する。よって、上記（１）の構成によれば、ピストンの往復運動のサイクル毎の作動室の圧力の最大値に基づいて、高圧弁の弁体の損傷（変形や摩耗など）を検知することができる。

【0009】

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記損傷検知部は、Ｐｍａｘ＿ａｖｅ＋ａ×σ（ただし、Ｐｍａｘ＿ａｖｅは統計期間における前記作動室の圧力の前記最大値の平均であり、σは前記統計期間における前記作動室の圧力の前記最大値の標準偏差であり、ａはａ≧０を満たす任意の値である。）が閾値以上であるときに、前記高圧弁の前記弁体に損傷が生じたと判定するように構成される。
本発明者の知見によれば、油圧機械において、高圧弁の弁体の損傷の程度が大きいほど、ピストンの往復運動のサイクル毎の作動室圧力の最大値は大きい傾向にある。
そこで、上記（２）の構成のように、Ｐｍａｘ＿ａｖｅ＋ａ×σの値と閾値との比較によって、高圧弁の弁体の損傷の有無を判定することができる。

【0010】

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記損傷検知部は、Ｐｍａｘ＿ａｖｅ＋ａ×σ（ただし、Ｐｍａｘ＿ａｖｅは統計期間における前記作動室の圧力の前記最大値の平均であり、σは前記統計期間における前記作動室の圧力の前記最大値の標準偏差であり、ａはａ≧０を満たす任意の値である。）の前記統計期間における増加速度に基づいて、前記高圧弁の前記弁体の損傷度を評価するように構成される。
本発明者の知見によれば、油圧機械において、高圧弁の弁体の損傷の程度が大きいほど、ピストンの往復運動のサイクル毎の作動室圧力の最大値は大きい傾向にある。よって、上記（３）の構成のように、Ｐｍａｘ＿ａｖｅ＋ａ×σの値の増加速度に基づいて、高圧弁の弁体の損傷度（損傷状態の進行度合い）を把握することができる。

【0011】

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（３）の何れかの構成において、
前記損傷検知部は、前記作動室の圧力の前記最大値が閾値を超過した回数に基づいて、前記高圧弁の前記弁体の損傷を検知するように構成される。
本発明者の知見によれば、油圧機械において、高圧弁の弁体の損傷の程度が大きいほど、ピストンの往復運動のサイクル毎の作動室圧力の最大値は大きい傾向にある。よって、上記（４）の構成のように、作動室圧力の最大値が閾値を超過した回数に基づいて、高圧弁の弁体の損傷の有無を検知することができる。

【0012】

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（４）の何れかの構成において、
前記高圧弁の初期状態における前記作動室の圧力の前記最大値の統計値に基づいて、閾値を決定するように構成された閾値設定部をさらに備え、
前記損傷検知部は、前記作動室の圧力の前記最大値又は該最大値の統計値と、前記閾値設定部で設定された前記閾値との比較結果に基づいて、前記高圧弁の前記弁体の損傷を検知するように構成される。
作動室の圧力計測により得られる圧力波形は、油圧機械にて用いられている高圧弁の個体毎に異なる。
上記（５）の構成によれば、高圧弁の初期状態における作動室圧力の最大値の統計値に基づいて閾値を決定するので、個々の高圧弁に対して、それぞれ適切な閾値を設定することができる。

【0013】

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（５）の何れかの構成において、
前記高圧弁は、
シートと、
ポペット本体、および、該ポペット本体から前記シート側に突出したリッジを有するポペットと、
を含み、
前記高圧弁は、該高圧弁の閉状態において、前記ポペットの前記リッジが前記シートに当接することで、前記高圧ラインと前記作動室とを非連通状態とするように構成される。
上記（６）で述べた構成を高圧弁が有する場合、シートとの繰り返しの衝突により、高圧弁のポペットのリッジの先端の摩耗が進行すると、ポペットにおいて高圧ライン側の受圧面積が作動室側の受圧面積に比べて相対的に増加し、作動室圧力がより大きくならないと高圧弁が開かない事象が発生しやすくなる。この点、上記（１）で述べたように、作動室圧力の最大値に着目することで、高圧弁のポペットのリッジの摩耗発生を適切に検知することができる。

【0014】

（７）本発明の少なくとも一実施形態に係る油圧機械は、
回転シャフトと、
シリンダと、
前記シリンダと共に作動室を形成するピストンと、
前記作動室に対して設けられる高圧弁及び低圧弁と、
上記（１）〜（６）の何れかに記載の診断システムと、を備える。

【0015】

上記（７）の構成では、ピストンの往復運動のサイクル毎の作動室の圧力の最大値を取得する。ここで、該作動室圧力の最大値は、各サイクルにおいて高圧弁が開くのに必要とされる作動室圧力に相当する。よって、上記（７）の構成によれば、ピストンの往復運動のサイクル毎の作動室の圧力の最大値に基づいて、高圧弁の弁体の損傷（変形や摩耗など）を検知することができる。

【0016】

（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の構成において、
前記診断システムにより前記高圧弁の前記弁体の損傷が検知されたときに、該高圧弁に対応する前記シリンダを、押しのけ容積を生成しない休止状態とするように構成される。
上記（８）の構成によれば、高圧弁の損傷が検知されたときに、該高圧弁に対応するシリンダを休止状態とし、又は、高圧弁を交換する。これにより、高圧弁の損傷時に油圧機械に与える負荷を低減して油圧機械の寿命低減を抑制しながら、油圧機械の運転を行うことができる。

【0017】

（９）本発明の少なくとも一実施形態に係る油圧トランスミッションは、
圧油を生成するための油圧ポンプと、
前記油圧ポンプからの前記圧油によって駆動されるように構成された油圧モータと、
前記油圧ポンプの吐出口と前記油圧モータの吸込口とを接続する高圧ラインと、
前記油圧モータの吐出口と前記油圧ポンプの吸込口とを接続する低圧ラインと、
を備え、
前記油圧ポンプ又は前記油圧モータの少なくとも一方は上記（７）又は（８）に記載の油圧機械である。

【0018】

上記（９）の構成では、ピストンの往復運動のサイクル毎の作動室の圧力の最大値を取得する。ここで、該作動室圧力の最大値は、各サイクルにおいて高圧弁が開くのに必要とされる作動室圧力に相当する。よって、上記（９）の構成によれば、ピストンの往復運動のサイクル毎の作動室の圧力の最大値に基づいて、高圧弁の弁体の損傷（変形や摩耗など）を検知することができる。

【0019】

（１０）本発明の少なくとも一実施形態に係る再生エネルギー型発電装置は、
再生可能エネルギーを受け取って回転するように構成されたロータと、
前記ロータによって駆動されて作動油を昇圧するように構成された油圧ポンプと、
前記油圧ポンプにより昇圧された作動油によって駆動されるように構成された油圧モータと、
前記油圧ポンプの吐出口と前記油圧モータの吸込口とを接続する高圧ラインと、
前記油圧モータの吐出口と前記油圧ポンプの吸込口とを接続する低圧ラインと、
前記油圧モータによって駆動されるように構成された発電機と、を備え、
前記油圧ポンプ又は油圧モータの少なくとも一方は、請求項（７）又は（８）に記載の油圧機械である。

【0020】

上記（１０）の構成では、ピストンの往復運動のサイクル毎の作動室の圧力の最大値を取得する。ここで、該作動室圧力の最大値は、各サイクルにおいて高圧弁が開くのに必要とされる作動室圧力に相当する。よって、上記（１０）の構成によれば、ピストンの往復運動のサイクル毎の作動室の圧力の最大値に基づいて、高圧弁の弁体の損傷（変形や摩耗など）を検知することができる。

【0021】

（１１）本発明の少なくとも一実施形態に係る油圧機械の診断方法は、
回転シャフトと、シリンダと、前記シリンダと共に作動室を形成するピストンと、前記作動室に対して設けられる高圧弁及び低圧弁と、を有し、前記回転シャフトの回転運動と前記ピストンの往復運動との間で変換を行うように構成された油圧機械の診断方法であって、
前記作動室の圧力を検出する圧力検出ステップと、
前記圧力検出ステップでの検出結果に基づいて、前記高圧弁の損傷を検知する損傷検知ステップと、を備え、
前記高圧弁は、シートと、前記シートに対して前記油圧機械の高圧ライン側から当接するように構成されたポペットと、を含むポペット弁であり、
前記損傷検知ステップでは、前記ピストンの往復運動のサイクル毎の前記作動室の圧力の最大値に基づいて、前記高圧弁の前記弁体の損傷を検知する。

【0022】

上述の高圧弁（ポペット弁）は、ポペットに対して高圧ライン側から作用する力（流体力や弁体を付勢する力）よりも、作動室側から作用する力が大きくなったときに開く。本発明者の鋭意検討の結果、高圧弁の開閉時に、ポペットは高圧ラインの高圧に晒されながらシートとの衝突及び離脱を繰り返すことで、該ポペットに変形や摩耗等の損傷が生じることがあることが明らかになった。また、本発明者の知見によれば、このような損傷によりポペットのうちシートに当接する当接面の面積が大きくなると、ポペットにおいて高圧ライン側の受圧面積が作動室側の受圧面積に比べて相対的に増加し、作動室圧力がより大きくならないと高圧弁が開かない事象が発生する場合がある。
この点、上記（１１）の方法では、ピストンの往復運動のサイクル毎の作動室の圧力の最大値を取得する。ここで、該作動室圧力の最大値は、各サイクルにおいて高圧弁が開くのに必要とされる作動室圧力に相当する。よって、上記（１１）の方法によれば、ピストンの往復運動のサイクル毎の作動室の圧力の最大値に基づいて、高圧弁の弁体の損傷（変形や摩耗など）を検知することができる。

【0023】

（１２）幾つかの実施形態では、上記（１１）の方法において、
前記損傷検知ステップでは、Ｐｍａｘ＿ａｖｅ＋ａ×σ（ただし、Ｐｍａｘ＿ａｖｅは統計期間における前記作動室の圧力の前記最大値の平均であり、σは前記統計期間における前記作動室の圧力の前記最大値の標準偏差であり、ａはａ≧０を満たす任意の値である。）が閾値以上であるときに、前記高圧弁の前記弁体に損傷が生じたと判定する。
本発明者の知見によれば、油圧機械において、高圧弁の弁体の損傷の程度が大きいほど、ピストンの往復運動のサイクル毎の作動室圧力の最大値は大きい傾向にある。
そこで、上記（１２）の方法のように、Ｐｍａｘ＿ａｖｅ＋ａ×σの値と閾値との比較によって、高圧弁の弁体の損傷の有無を判定することができる。

【0024】

（１３）幾つかの実施形態では、上記（１１）又は（１２）の方法において、
前記損傷検知ステップでは、Ｐｍａｘ＿ａｖｅ＋ａ×σ（ただし、Ｐｍａｘ＿ａｖｅは統計期間における前記作動室の圧力の前記最大値の平均であり、σは前記統計期間における前記作動室の圧力の前記最大値の標準偏差であり、ａはａ≧０を満たす任意の値である。）の前記統計期間における増加速度に基づいて、前記高圧弁の前記弁体の損傷度を評価する。
本発明者の知見によれば、油圧機械において、高圧弁の弁体の損傷の程度が大きいほど、ピストンの往復運動のサイクル毎の作動室圧力の最大値は大きい傾向にある。よって、上記（１３）の方法のように、Ｐｍａｘ＿ａｖｅ＋ａ×σの値の増加速度に基づいて、高圧弁の弁体の損傷度（損傷状態の進行度合い）を把握することができる。

【0025】

（１４）幾つかの実施形態では、上記（１１）〜（１３）の何れかの方法において、
前記高圧弁の初期状態における前記作動室の圧力の前記最大値の統計値に基づいて、閾値を決定する閾値設定ステップをさらに備え、
前記損傷検知ステップでは、前記作動室の圧力の前記最大値又は該最大値の統計値と、前記閾値設定ステップで設定された前記閾値との比較結果に基づいて、前記高圧弁の前記弁体の損傷を検知する。
作動室の圧力計測により得られる圧力波形は、油圧機械にて用いられている高圧弁の個体毎に異なる。
上記（１４）の方法によれば、高圧弁の初期状態における作動室圧力の最大値の統計値に基づいて閾値を決定するので、個々の高圧弁に対して、それぞれ適切な閾値を設定することができる。

【0026】

（１５）幾つかの実施形態では、上記（１１）〜（１４）の何れかの方法において、
前記損傷検知ステップで前記高圧弁の前記弁体の損傷が検知されたときに、該高圧弁に対応する前記シリンダを、押しのけ容積を生成しない休止状態とする、又は該高圧弁を交換するステップをさらに備える。
上記（１５）の方法によれば、高圧弁の損傷が検知されたときに、該高圧弁に対応するシリンダを休止状態とし、又は、該高圧弁を交換する。これにより、高圧弁の損傷時に油圧機械に与える負荷を低減して油圧機械の寿命低減を抑制しながら、油圧機械の運転を行うことができる。

【発明の効果】

【0027】

本発明の少なくとも一実施形態によれば、高圧弁の損傷を適切に検知可能な油圧機械の診断システムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】一実施形態に係る風力発電装置の概略図である。

【図2】一実施形態に係る油圧機械の構成を示す概略図である。

【図3】一実施形態に係る診断システムの構成を示す概略図である。

【図4】一実施形態に係る高圧弁の構成を示す概略断面図である。

【図5】一実施形態に係る高圧弁のシート部を示す図である。

【図6】作動室圧力の最大値の頻度分布の一例を示すグラフである。

【図7】作動室圧力の最大値の頻度分布の一例を示すグラフである。

【図8】作動室圧力の最大値の統計値の経時変化の一例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

【0030】

まず、一実施形態に係る診断システム及び診断方法の適用対象である油圧機械（油圧モータ）を備えた風力発電装置の全体構成について説明する。
図１は、一実施形態に係る風力発電装置の概略図である。同図に示すように、風力発電装置１は、再生可能エネルギーとしての風を受けて回転するように構成されたロータ３と、ロータ３の回転を伝達するための油圧トランスミッション７と、電力を生成するための発電機１６とを備える。

【0031】

ロータ３は、少なくとも一本のブレード２と、ブレード２が取り付けられるハブ４とを含む。

【0032】

油圧トランスミッション７は、回転シャフト６を介してロータ３に連結される油圧ポンプ８と、油圧モータ１０と、油圧ポンプ８の吐出側と油圧モータ１０の吸込側とを接続する高圧ライン１２と、油圧モータ１０の吐出側と油圧ポンプ８の吸込側とを接続する低圧ライン１４と、を含む。

【0033】

発電機１６は、油圧モータ１０の出力軸を介して油圧モータ１０に連結される。一実施形態では、発電機１６は、電力系統に連系されるとともに、油圧モータ１０によって駆動される同期発電機である。

【0034】

なお、油圧ポンプ８及び油圧モータ１０や発電機１６は、タワー１９上に設置されたナセル１８の内部に設置されてもよい。

【0035】

図１に示す風力発電装置１では、ロータ３の回転エネルギーは、油圧ポンプ８及び油圧モータ１０を含む油圧トランスミッション７を介して発電機１６に入力され、発電機１６において電力が生成されるようになっている。
ブレード２が風を受けると、風の力によってロータ３全体が回転し、油圧ポンプ８がロータ３によって駆動されて作動油を加圧し、高圧の作動油（圧油）を生成する。油圧ポンプ８で生成された圧油は高圧ライン１２を介して油圧モータ１０に供給され、この圧油によって油圧モータ１０が駆動される。そして、出力軸を介して油圧モータ１０に接続される発電機１６において電力が生成される。油圧モータ１０で仕事をした後の低圧の作動油は、低圧ライン１４を経由して油圧ポンプ８に再び流入するようになっている。
油圧ポンプ８及び油圧モータ１０は、押しのけ容積が調節可能な可変容量型であってもよい。

【0036】

幾つかの実施形態では、油圧ポンプ又は油圧モータ１０の少なくとも一方は、以下で説明する油圧機械２０である。

【0037】

次に、一実施形態に係る油圧機械及の構成について説明する。図２は、一実施形態に係る油圧機械の構成を示す概略図である。

【0038】

一実施形態に係る診断システム及び診断方法における診断対象である油圧機械２０は、図２に示すように、回転シャフト３２と、シリンダ２１と、シリンダ２１と共に作動室２４を形成するピストン２２と、作動室２４に対して設けられる高圧弁２８及び低圧弁３０と、回転シャフト３２の回転運動とピストン２２の往復運動との間の変換を行うためのカム２６（変換機構）とを有する。カム２６は、ピストン２２に当接するカム曲面を有する。
なお、油圧機械２０において、複数のシリンダ２１及びピストン２２が、油圧機械２０の周方向に沿って配列されている。

【0039】

ピストン２２は、ピストン２２の往復運動を回転シャフト３２の回転運動にスムーズに変換する観点から、シリンダ２１内を摺動するピストン本体部２２Ａと、該ピストン本体部２２Ａに取り付けられ、カム２６のカム曲面に当接するピストンローラー又はピストンシューとで構成することが好ましい。なお図２には、ピストン２２がピストン本体部２２Ａとピストンシュー２２Ｂとからなる例を示した。

【0040】

カム２６は、油圧機械２０の回転シャフト（クランクシャフト）３２の軸中心Ｏから偏心して設けられた偏心カムである。ピストン２２が上下動を一回行う間に、カム２６及びカム２６が取り付けられた回転シャフト３２は一回転するようになっている。
他の実施形態では、カム２６は、複数のローブ（凸部）を有する環状のマルチローブドカム（リングカム）であり、この場合には、カム２６及びカム２６が取り付けられた回転シャフト３２が一回転する間に、ピストン２２は上下動をローブの数だけ行うようになっている。

【0041】

高圧弁２８は、作動室２４と作動室２４の外部に設けられた高圧ライン１２との間の高圧連通ライン３４に設けられており、作動室２４と高圧ライン１２との連通状態を切り替え可能に構成されている。低圧弁３０は、作動室２４と作動室２４の外部に設けられた低圧ライン１４との間の低圧連通ライン３６に設けられており、作動室２４と低圧ライン１４との連通状態を切り替え可能に構成されている。

【0042】

各々のピストン２２は、各々のシリンダ２１内に摺動可能に設けられる。各ピストン２２は、各シリンダ２１によって案内され、シリンダ２１の中心軸に沿って、下死点と上死点との間で往復運動するようになっている。ピストン２２の往復運動の結果、各々のシリンダ２１と各々のピストン２２とで囲まれた作動室２４の容積は周期的に変化する。

【0043】

こうした作動室２４の周期的な容積変化を伴うピストン２２の往復運動は、カム２６の回転運動との間で運動モードが変換されるようになっている。

【0044】

例えば、油圧機械２０が油圧ポンプ８である場合、回転シャフト３２とともにカム２６が回転すると、カム面に合わせてピストン２２が周期的に上下動し、ピストン２２が下死点から上死点に向かうポンプ工程と、ピストン２２が上死点から下死点に向かう吸入工程とが繰り返される。そのため、ピストン２２とシリンダ２１の内壁面によって形成される作動室２４の容積は周期的に変化する。すなわち、油圧ポンプ８では、吸入工程において高圧弁２８を閉じ低圧弁３０を開くことで低圧ライン１４から作動室２４内に作動油を流入させるとともに、ポンプ工程において高圧弁２８を開き低圧弁３０を閉じることで作動室２４から高圧ライン１２に圧縮された作動油を送り出す。
このようにして、油圧機械２０の回転シャフト３２とともに回転するカム２６の回転運動がピストン２２の往復運動に変換され、作動室２４の周期的な容積変化が起こり、作動室２４で高圧の作動油（圧油）が生成される。

【0045】

一方、油圧機械２０が油圧モータ１０である場合、油圧ポンプ８により生成される高圧ライン１２と低圧ライン１４との差圧によって、ピストン２２が周期的に上下動し、ピストン２２が上死点から下死点に向かうモータ工程と、ピストン２２が下死点から上死点に向かう排出工程とが繰り返される。油圧モータ１０の運転中、ピストン２２とシリンダ２１の内壁面によって形成される作動室２４の容積は周期的に変化する。すなわち、油圧モータ１０では、モータ工程において高圧弁２８を開き低圧弁３０を閉じることで高圧ライン１２から作動室２４内に作動油を流入させるとともに、排出工程において高圧弁２８を閉じ低圧弁３０を開くことで作動室２４内で仕事をした作動油を低圧ライン１４に送り出す。
このようにして、作動室２４への圧油の導入によってピストン２２の往復運動が起こり、この往復運動がカム２６の回転運動に変換される結果、カム２６とともに油圧機械２０の回転シャフト３２が回転する。

【0046】

上述したように、カム２６の働きにより、油圧機械２０の回転シャフト３２の回転エネルギー（機械的エネルギー）と作動油の流体エネルギーとの間でエネルギーが変換され、油圧機械２０が油圧ポンプ８又は油圧モータ１０としての所期の役割を果たすようになっている。

【0047】

診断・制御部１００を含む診断システム１０１は、上述の構成を有する油圧機械２０（油圧ポンプ８又は油圧モータ１０）の高圧弁２８の損傷を検知するように構成されている。

【0048】

図３は、一実施形態に係る診断システムの構成を示す概略図である。
図３に示すように、油圧機械の診断システム１０１は、油圧機械２０の各作動室２４の圧力を検出するための圧力センサ７２と、回転シャフト３２の回転数を検出するための回転数センサ７４と、圧力センサ７２及び／又は回転数センサ７４による検出結果に基づいて油圧機械２０の診断及び制御を行うための診断・制御部１００と、を含む。
診断システム１０１の診断・制御部１００は、損傷検知部１０２と、閾値設定部１０４と、バルブ制御部１０６と、を含み、診断システム１０１は、以下に説明するように、油圧機械２０の高圧弁２８の損傷を検知するように構成されている。

【0049】

ここで、図４は、幾つかの実施形態に係る高圧弁２８の構成を示す概略断面図である。図４に例示する高圧弁２８は、ポペット（弁体）３５を含む可動ユニット４０と、可動ユニット４０を開弁位置と閉弁位置とに移動させるためのアクチュエータとして機能するソレノイドコイル４２と、スプリング４４と、シート４６とを備えている。図４に示す高圧弁２８は、ノーマルクローズ式のポペット形電磁弁であり、ポペット３５がシート４６に対して油圧機械２０の高圧ライン１２側（すなわち高圧連通ライン３４側）から当接するように構成されている。
また、図４に示す高圧弁２８は、ポペット３５からシート４６側に突出したリッジ４８を有する。高圧弁２８が閉止された状態であるとき、該リッジ４８がシート４６に当接することで、高圧ライン１２と作動室２４とが非連通状態となるようになっている。

【0050】

高圧弁２８は、作動室２４と高圧ライン１２（又は高圧連通ライン３４）（図２参照）との連通状態を、ソレノイドコイル４２の電磁力又はスプリング４４の付勢力に起因した可動ユニット４０の移動により切り替え可能に構成されている。

【0051】

図４に示す高圧弁２８の開閉は、バルブコントローラからの制御信号（開閉指令）により制御されるようになっている。幾つかの実施形態では、診断・制御部１００のバルブ制御部１０６（図３参照）から高圧弁２８に開閉指令の制御信号が付与されるようになっている。
図４に示す高圧弁２８は、ノーマルクローズ式の電磁弁である。すなわち、バルブ制御部１０６からの制御信号によって高圧弁２８が励磁されていないときには、可動ユニット４０は、スプリング４４によってシート４６に向かって付勢されて、作動室２４と高圧ライン１２とが連通しない位置（ノーマル位置）に保持される。バルブ制御部１０６からの制御信号によって高圧弁２８が励磁されると、可動ユニット４０は、電磁力によってスプリング４４の付勢力に抗して、作動室２４と高圧ライン１２とが連通する位置（励磁位置）に移動する。

【0052】

なお、幾つかの実施形態は、高圧弁２８は図４に示す電磁弁でなくてもよい。一実施形態では、油圧機械２０の高圧弁２８は、作動室２４から高圧ライン１２に向かう作動油の流れのみを許容するポペット式の逆止弁であってもよい。

【0053】

ここで、図５は、高圧弁２８のポペット３５とシート４６との当接部を示す図である。図５において、（ａ）に図示されるポペット３５は初期状態（新品）のポペットであり、（ｂ）に図示されるポペット３５は、ある程度の試用期間を経て、ポペット３５の先端に摩耗が生じた状態となっている。
上述の高圧弁（ポペット弁）２８（例えば図４に示す高圧弁２８）は、ポペット３５に対して高圧ライン１２側から作用する力（高圧油の流体力やスプリング４４による付勢力）よりも、作動室２４側から作用する力が大きくなったときに開く。そして、高圧弁２８の開閉時に、ポペット３５は高圧ライン１２の高圧に晒されながらシート４６との衝突及び離脱を繰り返すことで、図５の（ｂ）に示すように、該ポペット３５に変形や摩耗等の損傷が生じることがある。

【0054】

このような損傷が生じると、ポペット３５のうちシート４６に当接する当接面の面積が大きくなる。例えば、図５の（ａ）における当接面の面積はＳ１及びＳ２であり、一方、図５の（ｂ）における当接面の面積はＳ３及びＳ４であり、図５の（ａ）の場合に比べて大きくなっている。
この場合、ポペット３５において高圧ライン１２側の受圧面積（図５において圧力Ｐ_ＨＰを受ける面積）が作動室２４側の受圧面積（図５において圧力Ｐ_ＷＣを受ける面積）に比べて相対的に増加する。このため、図５（ｂ）に示す場合では、図５（ａ）に示す場合に比べて、作動室２４内の圧力がより大きくならないと高圧弁２８が開かない事象が発生する場合がある。

【0055】

特に、図４に示す高圧弁２８のように、ポペット３５がリッジ４８を有する場合、シート４６との繰り返しの衝突によりリッジ４８の先端の摩耗が進行すると、ポペット３５において高圧ライン１２側の受圧面積が作動室側の受圧面積に比べて相対的に増加し、作動室圧力がより大きくならないと高圧弁２８が開かない事象が発生しやすくなる。

【0056】

幾つかの実施形態に係る油圧機械２０の診断方法は、この事象に着目して高圧弁２８の摩耗などの損傷を検知するものである。

【0057】

幾つかの実施形態に係る油圧機械２０の診断方法では、まず、作動室２４の圧力（作動室圧力）を検出する（圧力検出ステップ）。圧力検出ステップでは、油圧機械２０の各シリンダ２１に設けられた圧力センサ７２を用いて各シリンダ２１の作動室圧力を検出してもよい。

【0058】

次に、圧力検出ステップでの作動室圧力の検出結果に基づいて、高圧弁２８の損傷を検知する（損傷検知ステップ）。損傷検知ステップは、損傷検知部１０２（図３参照）によって実施されてもよい。

【0059】

損傷検知ステップにて、高圧弁２８に損傷が生じていると判定された場合には、油圧機械２０のシリンダ２１のうち、該高圧弁２８に対応するシリンダ２１を、押しのけ容積を生成しない休止状態としてもよい。あるいは、損傷検知ステップにて、高圧弁２８に損傷が生じていると判定された場合には、該高圧弁２８を交換してもよい。

【0060】

なお、油圧機械２０のシリンダ２１を休止状態とするには、該シリンダ２１に対応する高圧弁２８及び低圧弁３０に対して、バルブ制御部１０６（図３参照）から、適切な開閉指令の制御信号を送る。油圧機械２０（油圧モータ１０又は油圧ポンプ）においてシリンダ２１を休止状態とするには、該シリンダ２１に対応する高圧弁２８を閉状態に維持するとともに、低圧弁３０を開状態に維持する。これにより、シリンダ２１と高圧ライン１２とは非連通状態となるとともに、シリンダ２１と低圧ライン１４とは連通状態となるので、作動油は、作動室２４と低圧ライン１４との間で流出入するのみである。よって、該シリンダ２１に対応するピストン２２は、実質的に仕事をせず、又は仕事をされない。

【0061】

以下、幾つかの実施形態に係る損傷検知ステップについて、より具体的に説明する。

【0062】

一実施形態では、損傷検知ステップにおいて、ピストン２２の往復運動のサイクル毎の作動室２４の圧力（作動室圧力）の最大値Ｐｍａｘに基づいて、高圧弁２８の前記弁体の損傷を検知するように構成される。

【0063】

ピストン２２の往復運動のサイクル毎の作動室圧力の最大値Ｐｍａｘは、各サイクルにおいて高圧弁２８が開くのに必要とされる作動室圧力に相当する。そして、図５を参照して説明したように、ポペット（弁体）３５に摩耗等の損傷が発生して、ポペット３５にいて高圧ライン１２側の受圧面積が作動室２４側の受圧面積よりも相対的に増加した場合、作動室２４内の圧力がより大きくならないと、高圧弁２８が開かないことがある。

【0064】

ここで、図６は、図５に示す高圧弁２８の２つのケース（ａ）（ｂ）のそれぞれについて、サイクル毎に取得した作動室圧力の最大値Ｐｍａｘの頻度分布の一例を示すグラフである。なお、図６のグラフの縦軸は相対頻度を示し、横軸は作動室圧力（筒内圧力）の最大値Ｐｍａｘを示す。また、図６のグラフにおいて、（ａ）は図５のケース（ａ）（初期状態のポペット３５を用いた場合）における頻度分布であり、（ｂ）は図５のケース（ｂ）（損傷がある程度進んだポペット３５を用いた場合）における頻度分布である。Ｐｍａｘ＿ａ１及びＰｍａｘ＿ｂ１は、それぞれケース（ａ）及び（ｂ）におけるＰｍａｘ＿ａｖｅ（ただし、Ｐｍａｘ＿ａｖｅは統計期間Ｔｓにおける作動室圧力の最大値Ｐｍａｘの平均である）であり、Ｐｍａｘ＿ａ２及びＰｍａｘ＿ｂ２は、それぞれケース（ａ）及び（ｂ）におけるＰｍａｘ＿ａｖｅ＋ａ×σ（ただし、σは統計期間Ｔｓにおける作動室圧力の最大値Ｐｍａｘの標準偏差であり、ａはａ≧０を満たす任意の値である。）である。なお、上述の式において、ここでは一例として、ａ＝３とする。
なお、Ｐｍａｘ＿ａｖｅ及びＰｍａｘ＿ａｖｅ＋ａ×σは、それぞれ、作動室圧力の最大値Ｐｍａｘの統計値である。

【0065】

図６のグラフによれば、状態（ｂ）における作動室圧力の最大値の頻度分布は、ケース（ａ）における作動室圧力の最大値の頻度分布に比べて、全体的に、より高圧側の分布となっている。また、作動室圧力の最大値Ｐｍａｘの平均値Ｐｍａｘ＿ａｖｅ及びＰｍａｘ＿ａｖｅ＋ａ×σに関しては、ケース（ａ）におけるＰｍａｘ＿ａ１及びＰｍａｘ＿ａ２よりも、ケース（ｂ）におけるＰｍａｘ＿ｂ１及びＰｍａｘ＿ｂ２のほうがそれぞれ大きい。

【0066】

このように、高圧弁２８において、初期状態であり損傷が生じていないポペット３５を用いたケース（ａ）と、稼働時間が経過して損傷が生じているポペット３５を用いたケース（ｂ）とでは、ピストン２２の往復運動のサイクル毎に算出される作動室圧力の最大値に差異が現れる。
よって、上述のように、ピストン２２の往復運動のサイクル毎の作動室２４の圧力の最大値に基づいて、高圧弁２８の弁体（ポペット）３５の損傷（変形や摩耗など）を検知することができる。
例えば、ピストン２２の往復運動のサイクル毎に取得されるＰｍａｘ＿ａｖｅ又はＰｍａｘ＿ａｖｅ＋ａ×σを監視することによって、高圧弁２８のポペット３５の損傷（変形や摩耗など）を検知することができる。

【0067】

上述したように、作動室圧力の最大値Ｐｍａｘは、高圧弁２８に生じた摩耗等の損傷が進行（拡大）するにつれて増加する傾向となる。
そこで、一実施形態では、損傷検知ステップにおいて、作動室圧力の最大値Ｐｍａｘの平均（Ｐｍａｘ＿ａｖｅ）が閾値以上であるときに、高圧弁２８のポペット（弁体）３５に損傷が生じていると判定するようにしてもよい。
また、一実施形態では、損傷検知ステップにおいて、Ｐｍａｘ＿ａｖｅ＋ａ×σ（但しａ≧０）が閾値以上であるときに、高圧弁２８のポペット（弁体）３５に損傷が生じていると判定するようにしてもよい。

【0068】

図７は、油圧機械２０における２つのシリンダＡ，Ｂについて、ピストンサイクル毎に取得した作動室圧力の最大値Ｐｍａｘの頻度分布の一例を示すグラフである。図７において、Ｐｍａｘ＿Ａ２及びＰｍａｘ＿Ｂ２は、それぞれ、シリンダＡ及びＢについて算出されたＰｍａｘ＿ａｖｅ＋３×σを示し、Ｐｍａｘ＿ｔｈは、該油圧機械２０における各シリンダについて設定されたＰｍａｘ＿ａｖｅ＋３×σに関する閾値を示す。
図７のグラフに示すように、シリンダＡについて算出されたＰｍａｘ＿Ａ２は、閾値Ｐｍａｘ＿ｔｈよりも小さいため、シリンダＡについては、高圧弁２８に損傷は発生していないと判定される。
一方、シリンダＢについて算出されたＰｍａｘ＿Ｂ２は、閾値Ｐｍａｘ＿ｔｈよりも大きいため、シリンダＢについては、高圧弁２８に損傷が発生していると判定される。

【0069】

このようにして、油圧機械２０を構成する複数のシリンダ２１のそれぞれについて、Ｐｍａｘ＿ａｖｅ＋３×σ（あるいはＰｍａｘ＿ａｖｅでもよい）を算出して閾値と比較することで、複数のシリンダ２１のうち、高圧弁２８に損傷が発生しているシリンダ２１を特定することができる。

【0070】

また、高圧弁２８に損傷が発生していると特定されたシリンダ２１を、上述したように、押しのけ容積を生成しない休止状態としてもよく、あるいは、該高圧弁２８を交換してもよい。これにより、高圧弁２８の損傷時に油圧機械２０に与える負荷を低減して油圧機械２０の寿命低減を抑制しながら、油圧機械２０の運転を行うことができる。

【0071】

作動室圧力の最大値Ｐｍａｘの平均（Ｐｍａｘ＿ａｖｅ）又は上述のＰｍａｘ＿ａｖｅ＋ａ×σの閾値は、診断・制御部１００の閾値設定部１０４によって決定してもよい。

【0072】

これらの閾値は、例えば高圧弁２８を収容するバルブブロックなど、高圧弁２８以外の油圧機械２０の部品の寿命等を考慮して決定してもよい。
また、これらの閾値は、高圧弁２８の初期状態（初期品）における作動室２４の圧力の最大値Ｐｍａｘの統計値に基づいて決定するようにしてもよい。

【0073】

例えば、Ｐｍａｘ＿ａｖｅ＋３×σを用いて高圧弁２８の損傷検知を行う場合、該統計値と比較する閾値として、損傷検知対象の高圧弁２８の初期品についての、所定期間におけるＰｍａｘ＿ａｖｅ＋３×σ＋α（αは安全率であり、α≧０である）を用いてもよい。

【0074】

閾値は、損傷検知対象の複数の高圧弁２８に対して、それぞれ個別に設定してもよい。

【0075】

一実施形態では、損傷検知ステップにおいて、Ｐｍａｘ＿ａｖｅ又はＰｍａｘ＿ａｖｅ＋ａ×σ（但し、ａ≧０）の統計期間における増加速度に基づいて、高圧弁２８の弁体（ポペット）３５の損傷度（損傷状態の進行度合い）を評価する。

【0076】

ここで図８は、油圧機械２０における２つのシリンダＣ及びＤに関して、所定期間毎（例えば１０分毎）に算出したＰｍａｘ＿ａｖｅ及びＰｍａｘ＿ａｖｅ＋３×σ（図中において「３σ上限」と表記）の経時変化の一例を示すグラフである。図中のＰｍａｘ＿ｔｈ（ａｖｅ）は、診断対象の油圧機械２０におけるＰｍａｘ＿ａｖｅの閾値であり、Ｐｍａｘ＿ｔｈ（３σ）は、診断対象の油圧機械２０におけるＰｍａｘ＿ａｖｅ＋３×σの閾値である。なお、本実施形態では、シリンダＣ及びＤに対して共通の上記閾値が設定されている。

【0077】

Ｐｍａｘ＿ａｖｅ又はＰｍａｘ＿ａｖｅ＋３×σの経時変化のデータにおいて、一時点における統計値の値と、該統計値の時間に対する上昇速度（図中におけるグラフの傾き）を算出すれば、閾値に達するまでの時間が予測可能である。
例えば、図８のグラフにおいて、各シリンダのＰｍａｘ＿ａｖｅ＋３×σ（３σ上限）に着目すると、任意の統計期間（例えば、ここでは期間ｔ０〜ｔ１）の間における“３σ上限”の増加速度（すなわち当該期間における各データの近似直線Ｌｃ，Ｌｄの傾きｃ，ｄ）の値と、時刻ｔ_１における“３σ上限”の値とから、各シリンダの余寿命（すなわち、各シリンダの“３σ上限”の値が閾値に到達するまでの時間）を予測することができる。

【0078】

なお、図８に示すグラフによれば、シリンダＣに係る上述の傾きｃのほうがシリンダＤに係る傾きｄよりも大きく、また、時刻ｔ_１における“３σ上限”の値もシリンダＣのほうが大きいため、シリンダＣのほうが余寿命が短いと推定することができる。

【0079】

このように、Ｐｍａｘ＿ａｖｅ又はＰｍａｘ＿ａｖｅ＋ａ×σの統計期間におけるトレンドを監視することで、高圧弁２８の弁体（ポペット）３５の損傷度（損傷状態の進行度合い）を評価することができる。

【0080】

また、一実施形態では、損傷検知ステップにおいて、作動室圧力の最大値Ｐｍａｘが閾値を超過した回数に基づいて、高圧弁２８の弁体（ポペット３５）の損傷を検知するようにしてもよい。
上述したように、油圧機械２０において、高圧弁２８の弁体（ポペット３５）の損傷の程度が大きいほど、ピストン２２の往復運動のサイクル毎の作動室圧力の最大値Ｐｍａｘは大きい傾向にある。このため、作動室圧力の最大値Ｐｍａｘが閾値を超過した回数に基づいて、高圧弁２８の弁体（ポペット３５）の損傷の有無を検知することができる。

【0081】

例えば、一実施形態では、損傷検知ステップにおいて、作動室圧力の最大値Ｐｍａｘが閾値を超過した回数が規定回数を超過した時に、高圧弁２８の弁体（ポペット３５）に損傷が発生したと判定するようにしてもよい。

【0082】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

【0083】

本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

【符号の説明】

【0084】

１ 風力発電装置
２ ブレード
３ ロータ
４ ハブ
６ 回転シャフト
７ 油圧トランスミッション
８ 油圧ポンプ
１０ 油圧モータ
１２ 高圧ライン
１４ 低圧ライン
１６ 発電機
１８ ナセル
１９ タワー
２０ 油圧機械
２１ シリンダ
２２ ピストン
２２Ａ ピストン本体部
２２Ｂ ピストンシュー
２４ 作動室
２６ カム
２８ 高圧弁
３０ 低圧弁
３２ 回転シャフト
３４ 高圧連通ライン
３５ ポペット
３６ 低圧連通ライン
４０ 可動ユニット
４２ ソレノイドコイル
４４ スプリング
４６ シート
４８ リッジ
７２ 圧力センサ
７４ 回転数センサ
１００ 制御部
１０１ 診断システム
１０２ 損傷検知部
１０４ 閾値設定部
１０６ バルブ制御部
Ｏ 軸中心

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】