特許 7594171 油圧ユニットおよび油圧アクチュエータの診断方法

(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】

(24)【登録日】2024-11-26

(45)【発行日】2024-12-04

(54)【発明の名称】油圧ユニットおよび油圧アクチュエータの診断方法

(51)【国際特許分類】

   F15B 20/00 20060101AFI20241127BHJP

【ＦＩ】

F15B20/00 D

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020165645

(22)【出願日】2020-09-30

(65)【公開番号】P2022057405

(43)【公開日】2022-04-11

【審査請求日】2023-09-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000002853

【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100183232

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 敏行

(72)【発明者】

【氏名】池本 貴正

(72)【発明者】

【氏名】河田 健一

【審査官】松浦 久夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０２５９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０７０４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１４７６９９９（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】国際公開第２０１３／１２８６２２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－９７８２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１５Ｂ ２０／００

Ｆ１５Ｂ １／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

油圧アクチュエータ（３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）に作動油を供給する油圧ポンプ（１２）と、
上記油圧ポンプ（１２）を駆動するモータ（１３）と、
上記モータ（１３）の回転速度を検出する回転速度センサ（１６）と、
上記油圧ポンプ（１２）が吐出する作動油の圧力を検出する圧力センサ（１５）と、
上記モータ（１３）を制御する制御部（２０）と
を備え、
上記油圧アクチュエータ（３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）の保圧工程では、
上記油圧ポンプ（１２）から吐出される作動油の流量を一定に保つように上記モータ（１３）の回転速度が制御される流量一定制御と、
上記油圧ポンプ（１２）から吐出される作動油の圧力を一定に保つように上記モータ（１３）の回転速度が制御される圧力一定制御と
が行われ、
上記制御部（２０）は、上記モータ（１３）を制御中に上記保圧工程の開始信号の入力の有無を判定し、上記保圧工程の開始信号の入力があると判定した場合、上記流量一定制御において上記圧力センサ（１５）が検出した作動油の圧力が、所定の基準圧力を超えているとき、または、上記圧力一定制御において上記油圧ポンプ（１２）から吐出される作動油の流量が、所定の基準流量を超えているとき、上記油圧アクチュエータ（３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）が異常であると判定する、油圧ユニット。

【請求項2】

上記油圧ポンプ（１２）の容量を検出する容量検出部（１２ａ）を備え、
上記制御部（２０）は、上記容量検出部（１２ａ）により検出された上記油圧ポンプ（１２）の容量に基づいて上記油圧ポンプ（１２）から吐出される作動油の流量を算出する、請求項１に記載の油圧ユニット。

【請求項3】

上記開始信号は、上記油圧アクチュエータ（３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）と上記油圧ポンプ（１２）との間に設けられるバルブ（４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）の状態変更を表す信号である、請求項１又は２に記載の油圧ユニット。

【請求項4】

油圧ユニットの油圧ポンプ（１２）によって作動油が供給される油圧アクチュエータ（３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）の異常を診断する油圧アクチュエータ（３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）の診断方法であって、
上記油圧ユニットは、
上記油圧ポンプ（１２）を駆動するモータ（１３）と、
上記モータ（１３）の回転速度を検出する回転速度センサ（１６）と、
上記油圧ポンプ（１２）が吐出する作動油の圧力を検出する圧力センサ（１５）と、
上記モータ（１３）を制御する制御部（２０）と
を備え、
上記油圧アクチュエータ（３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）の保圧工程では、
上記油圧ポンプ（１２）から吐出される作動油の流量を一定に保つように上記モータ（１３）の回転速度が制御される流量一定制御と、
上記油圧ポンプ（１２）から吐出される作動油の圧力を一定に保つように上記モータ（１３）の回転速度が制御される圧力一定制御と
が行われ、
上記制御部（２０）による上記モータ（１３）の制御中に上記保圧工程の開始信号の入力の有無を判定し、上記保圧工程の開始信号の入力があると判定した場合、上記流量一定制御において上記圧力センサ（１５）が検出した作動油の圧力が、所定の基準圧力を超えているとき、または、上記圧力一定制御において上記油圧ポンプ（１２）から吐出される作動油の流量が、所定の基準流量を超えているとき、上記油圧アクチュエータ（３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）が異常であると判定する工程を備える、油圧アクチュエータ（３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）の診断方法。

【請求項5】

複数の油圧アクチュエータ（３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）に作動油を供給する油圧ポンプ（１２）と、
上記油圧ポンプ（１２）を駆動するモータ（１３）と、
上記モータ（１３）の回転速度を検出する回転速度センサ（１６）と、
上記油圧ポンプ（１２）が吐出する作動油の圧力を検出する圧力センサ（１５）と、
上記モータ（１３）を制御する制御部（２０）と
を備え、
各油圧アクチュエータ（３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）の保圧工程では、
上記油圧ポンプ（１２）から吐出される作動油の流量を一定に保つように上記モータ（１３）の回転速度が制御される流量一定制御と、
上記油圧ポンプ（１２）から吐出される作動油の圧力を一定に保つように上記モータ（１３）の回転速度が制御される圧力一定制御と
が行われ、
上記制御部（２０）は、上記モータ（１３）を制御中に上記複数の油圧アクチュエータ（３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）のうちのいずれかの油圧アクチュエータ（３）において上記保圧工程が開始されたことを示す開始信号の入力の有無を判定し、上記保圧工程の開始信号の入力があると判定した場合、上記流量一定制御において上記圧力センサ（１５）が検出した作動油の圧力が、所定の基準圧力を超えているとき、または、上記圧力一定制御において上記油圧ポンプ（１２）から吐出される作動油の流量が、所定の基準流量を超えているとき、上記保圧工程が行われている上記油圧アクチュエータ（３）が異常であると判定する、油圧ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、油圧ユニットおよび油圧アクチュエータの診断方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の油圧ユニットとしては、複数の油圧シリンダを備え、各油圧シリンダのヘッド側とロッド側とのそれぞれに、作動油フィルタと、作動油フィルタの入口と出口との間の差圧を検知する差圧計とを設けたものがある（特許文献１参照）。上記油圧ユニットでは、差圧計により検出された差圧が所定値を超えた場合に、油圧シリンダの内部リークの発生を検出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００１－２２１２０７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、上記従来の油圧ユニットでは、各油圧シリンダの異常を診断するために、各油圧シリンダに対して２つの作動油フィルタおよび２つの差圧計を設ける必要がある。そのため、油圧シリンダの数が増えるほど油圧ユニットの構成が複雑になるという問題がある。

【0005】

本開示は、油圧シリンダの異常を診断するための構成を簡素にできる油圧ユニットを提案する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の油圧ユニットは、
油圧アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプと、
上記油圧ポンプを駆動するモータと、
上記モータの回転速度を検出する回転速度センサと、
上記油圧ポンプが吐出する作動油の圧力を検出する圧力センサと、
上記モータを制御する制御部と
を備え、
上記油圧アクチュエータの保圧工程では、
上記油圧ポンプから吐出される作動油の流量を一定に保つように上記モータの回転速度が制御される流量一定制御と、
上記油圧ポンプから吐出される作動油の圧力を一定に保つように上記モータの回転速度が制御される圧力一定制御と
が行われ、
上記制御部は、上記モータを制御中に上記保圧工程の開始信号が入力された場合、上記流量一定制御において上記圧力センサが検出した作動油の圧力が、所定の基準圧力を超えているとき、または、上記圧力一定制御において上記油圧ポンプから吐出される作動油の流量が、所定の基準流量を超えているとき、上記油圧アクチュエータが異常であると判定する。

【0007】

本開示の油圧ユニットによれば、油圧ポンプが吐出する作動油の圧力又は流量を用いて油圧アクチュエータの異常を診断する。これにより、油圧アクチュエータに異常を診断する機器を別途設ける必要がない。その結果、油圧アクチュエータの異常を診断するための構成を簡素にできる。これは、油圧ユニットに接続される油圧アクチュエータが複数あるときに特に有効である。

【0008】

一実施形態の油圧ユニットは、
上記油圧ポンプの容量を検出する容量検出部を備え、
上記制御部は、上記容量検出部により検出された上記油圧ポンプの容量に基づいて上記油圧ポンプから吐出される作動油の流量を算出する。

【0009】

上記実施形態によれば、容量検出部により検出された油圧ポンプの容量に基づいて油圧ポンプから吐出される作動油の流量を算出できる。

【0010】

一実施形態の油圧ユニットでは、上記開始信号は、上記油圧アクチュエータと上記油圧ポンプとの間に設けられるバルブの状態変更を表す信号である。

【0011】

上記実施形態によれば、制御部に入力される開始信号として、油圧アクチュエータと油圧ポンプとの間に設けられるバルブの状態変更を表す信号を用いるので、例えば、油圧アクチュエータが搭載される主機において開始信号を別途生成する必要がない。その結果、油圧ユニットと上記主機とを含む油圧システム全体として、油圧アクチュエータの異常を診断するための構成および制御を簡素にできる。

【0012】

本開示の油圧アクチュエータの診断方法は、油圧ユニットの油圧ポンプによって作動油が供給される油圧アクチュエータの異常を診断する油圧アクチュエータの診断方法であって、
上記油圧ユニットは、
上記油圧ポンプを駆動するモータと、
上記モータの回転速度を検出する回転速度センサと、
上記油圧ポンプが吐出する作動油の圧力を検出する圧力センサと、
上記油圧アクチュエータの保圧工程の開始信号が入力され、上記モータを制御する制御部と
を備え、
上記保圧工程では、
上記油圧ポンプから吐出される作動油の流量を一定に保つように上記モータの回転速度が制御される流量一定制御と、
上記油圧ポンプから吐出される作動油の圧力を一定に保つように上記モータの回転速度が制御される圧力一定制御と
が行われ、
上記制御部による上記モータの制御中に上記開始信号が上記制御部に入力された場合、上記流量一定制御において上記圧力センサが検出した作動油の圧力が、所定の基準圧力を超えているとき、または、上記圧力一定制御において上記油圧ポンプから吐出される作動油の流量が、所定の基準流量を超えているとき、上記油圧アクチュエータが異常であると判定する工程を備える。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本開示の第１実施形態に係る油圧ユニットを用いた油圧システムの概略ブロック図である。

【図2】第１実施形態に係る油圧ユニットの動作を説明するためのフローチャートである。

【図3】第１実施形態に係る油圧アクチュエータの異常診断制御を説明するためのフローチャートである。

【図4】第１実施形態に係る油圧アクチュエータの診断処理を説明するためのフローチャートである。

【図5】本開示の第２実施形態に係る油圧ユニットを用いた油圧システムの概略ブロック図である。

【図6】本開示の第３実施形態に係る油圧アクチュエータの異常診断制御を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態に係る油圧ユニット及び油圧アクチュエータの診断方法を説明する。

【0015】

［第１実施形態］
図１は、本開示の第１実施形態に係る油圧ユニット１を用いた油圧システムの概略ブロック図である。

【0016】

図１を参照すると、本実施形態の油圧ユニット１は、工作機械（例えば、プレス機械）のような主機２に流体的に接続される。

【0017】

主機２は、３つの油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃと３つの方向切換弁４Ａ，４Ｂ，４Ｃとを有する油圧回路を備える。油圧ユニット１は、方向切換弁４Ａ，４Ｂ，４Ｃのそれぞれを介して油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃと流体的に接続されている。油圧ユニット１は、油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃに作動油を供給して、油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを駆動する。本実施形態の油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、本開示に係る油圧アクチュエータの一例である。

【0018】

以下の説明において、油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのそれぞれを特に区別する必要がない場合、油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちの１つを単に油圧シリンダ３という場合がある。同様に、方向切換弁４Ａ，４Ｂ，４Ｃのそれぞれを特に区別する必要がない場合、方向切換弁４Ａ，４Ｂ，４Ｃのうちの１つを単に方向切換弁４という場合がある。

【0019】

方向切換弁４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの始動、停止、及び運動方向を制御する。本実施形態の方向切換弁４は、電磁切換弁である。方向切換弁４は、方向切換弁４の動作状態を表すモニタ信号を出力する。

【0020】

方向切換弁４は、第１ソレノイド４ａが励磁かつ第２ソレノイド４ｂが非励磁の場合、左側の第１切換位置となる。第１切換位置では、油圧シリンダ３のヘッド側のポートと、油圧ユニット１の吐出側とが連通する。また、第１切換位置では、油圧シリンダ３のロッド側のポートと、油タンク４ｃとが連通する。

【0021】

一方で、方向切換弁４は、第１ソレノイド４ａが非励磁かつ第２ソレノイド４ｂが励磁の場合、右側の第２切換位置となる。第２切換位置では、油圧シリンダ３のロッド側のポートと、油圧ユニット１の吐出側とが連通する。また、第２切換位置では、油圧シリンダ３のヘッド側のポートと、油タンク４ｃとが連通する。

【0022】

方向切換弁４は、第１ソレノイド４ａが非励磁かつ第２ソレノイド４ｂが非励磁の場合、中立位置となる。中立位置では、方向切換弁４の全てのポートが閉鎖されている。

【0023】

また、主機２は、主機制御装置５を備えている。主機制御装置５は、方向切換弁４Ａ，４Ｂ，４Ｃのそれぞれに対して、第１ソレノイド４ａを励磁する励磁信号と、第２ソレノイド４ｂを励磁する励磁信号とを出力する。これにより、主機制御装置５は、方向切換弁４の切換位置を切り換える。一方で、主機制御装置５には、方向切換弁４から動作状態を表すモニタ信号が入力される。

【0024】

本実施形態の主機制御装置５は、主機２が通常の運転（例えば、プレス加工）を行うときに、油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを順次動作させる。つまり、本実施形態では、油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちの複数の油圧シリンダ３が同時に動作することがない。例えば、油圧シリンダ３Ａが動作しているとき、方向切換弁４Ａは、第１切換位置又は第２切換位置となっており、方向切換弁４Ｂ，４Ｃは、中立位置となっている。

【0025】

油圧ユニット１は、油圧シリンダ３と流体的に接続された油圧回路１０と、油圧回路１０を制御するユニット制御装置２０とを備える。本実施形態のユニット制御装置２０は、本開示に係る制御部の一例である。

【0026】

（油圧回路）
油圧回路１０は、作動油を貯留する作動油タンク１１と、作動油を作動油タンク１１から油圧シリンダ３に供給する油圧ポンプ１２と、油圧ポンプ１２を駆動するモータ１３とを備える。また、油圧回路１０は、油圧ポンプ１２の吐出側と油圧シリンダ３とを流体的に接続する吐出流路１４を備える。また、油圧回路１０は、吐出流路１４内の作動油の圧力を検出する圧力センサ１５を備える。

【0027】

本実施形態の油圧ポンプ１２は、作動油タンク１１内の作動油を吸入して吐出する固定容量型ポンプである。

【0028】

本実施形態のモータ１３は、油圧ポンプ１２に機械的に接続され、油圧ポンプ１２を駆動する可変速モータである。本実施形態のモータ１３は、ＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）モータである。本実施形態のモータ１３には、パルスジェネレータ１６が接続されている。パルスジェネレータ１６は、モータ１３の回転速度（単位時間当たりの回転数）を表すパルス信号を出力する。本実施形態のパルスジェネレータ１６は、本開示に係る回転速度センサの一例である。

【0029】

吐出流路１４は、方向切換弁４Ａを介して油圧シリンダ３Ａに接続されている。同様に、吐出流路１４は、方向切換弁４Ｂを介して油圧シリンダ３Ｂに接続されている。吐出流路１４は、方向切換弁４Ｃを介して油圧シリンダ３Ｃに接続されている。

【0030】

圧力センサ１５は、吐出流路１４内の作動油の圧力を検出して、圧力信号を出力する。言い換えれば、圧力センサ１５は、油圧ポンプ１２の吐出圧力を検出して、圧力信号を出力する。

【0031】

（ユニット制御装置）
本実施形態のユニット制御装置２０は、ＰＱ制御部２１と、速度検出部２２と、速度制御部２３と、インバータ２４と、異常判定部２５とを備える。ユニット制御装置２０には、主機制御装置５から圧力指令信号と、流量指令信号と、油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのいずれかにおいて保圧工程を開始することを示す開始信号とが入力される。

【0032】

ＰＱ制御部２１には、圧力センサ１５によって検出された圧力信号が入力される。ＰＱ制御部２１は、入力された圧力信号と、図２に示す吐出圧力－吐出流量特性（以下、Ｐ－Ｑ特性という）とに基づいて、速度制御部２３に速度指令信号を出力する。

【0033】

速度検出部２２には、パルスジェネレータ１６からパルス信号が入力される。速度検出部２２は、パルス信号の入力間隔を測定することにより、モータ１３の単位時間当たりの回転数（以下、回転速度という）を現在回転速度として検出して、速度信号を出力する。

【0034】

速度制御部２３には、ＰＱ制御部２１から速度指令が入力され、速度検出部２２から速度信号が入力される。速度制御部２３は、入力された速度指令信号と速度信号とを用いて速度制御演算を行い、インバータ２４に電流指令信号を出力する。

【0035】

インバータ２４は、速度制御部２３から入力された電流指令信号に基づいて、モータ１３に駆動信号を出力することにより、モータ１３の回転速度を制御する。

【0036】

本実施形態では、ＰＱ制御部２１と、速度制御部２３と、インバータ２４とは、主機２が通常の運転を行うときに実行される油圧シリンダ３の保圧工程において、図２に示すＰ－Ｑ特性に基づいて、油圧ポンプ１２の流量一定制御と、圧力一定制御とを切り換えて行う。図２は、本実施形態の油圧ユニット１の吐出圧力－吐出流量特性を示す図である。

【0037】

油圧シリンダ３の保圧工程では、油圧シリンダ３のピストンを目標位置に移動させるまで流量一定制御を行い、ピストンが目標位置に移動した後は圧力一定制御を行う。つまり、油圧シリンダ３の保圧工程では、流量一定制御を実行した後に、流量一定制御に続いて圧力一定制御を実行する。流量一定制御と圧力一定制御とは、同時に実行されない。

【0038】

図２を参照すると、流量一定制御では、油圧ポンプ１２の吐出流量が流量設定値Ｑａとなるように、モータ１３の回転速度（油圧ポンプ１２の回転速度）が制御される。本実施形態では、油圧ポンプ１２が固定容量型ポンプであるので、油圧ポンプ１２の吐出流量は、ポンプ容量（１回転当たりの吐出流量）とモータ１３の回転速度の積で求められる。流量設定値Ｑａは、主機制御装置５から入力される流量指令信号により決定される。

【0039】

流量一定制御では、各吐出圧力において、油圧ポンプ１２の吐出流量が流量設定値Ｑａとなるように、モータ１３の回転速度（油圧ポンプの回転速度）が設定されており、モータ１３の回転速度は、その設定された回転速度設定値Ｎａになるように制御される。

【0040】

流量一定制御における作動油の圧力の上昇（図２におけるＡ点からＢ点への遷移）は、例えば、油圧シリンダ３のピストンと、上記ピストンを収容するケーシングとの間に設けられたパッキンの摩耗に起因する。パッキンが摩耗すると、ピストンが移動する際の摩擦が増加し、圧力センサ１５により検出される圧力が上昇する。

【0041】

圧力一定制御では、油圧ポンプ１２の吐出圧力が圧力設定値Ｐａとなるようにモータ１３の回転速度（油圧ポンプ１２の回転速度）が制御される。圧力設定値Ｐａは、主機制御装置５から入力される圧力指令信号により決定される。

【0042】

圧力一定制御における油圧ポンプ１２の作動油の吐出流量の増加（例えば、図２におけるＣ点からＤ点への遷移）は、油圧シリンダ３の内部における作動油の漏れ量の増加に起因する。油圧シリンダ３の内部における作動油の漏れ量が増加すると、吐出流路１４における作動油の圧力が低下し、圧力設定値Ｐａを下回る。これにより、油圧ポンプ１２の吐出圧力を圧力設定値Ｐａに保持するために、油圧ポンプ１２の吐出流量が増加する。

【0043】

また、図１を参照すると、異常判定部２５は、圧力センサ１５から圧力信号（吐出圧力）が入力され、速度検出部２２から速度信号（モータ１３の単位時間当たりの回転数を表す信号）が入力される。異常判定部２５は、入力された吐出圧力と、入力されたモータ１３の単位時間当たりの回転数から得られる油圧ポンプ１２の吐出流量とにより、油圧シリンダ３の状態を判定する。

【0044】

本実施形態の異常判定部２５は、油圧シリンダ３の状態の判定結果を主機制御装置５に出力する。これにより、例えば、異常判定部２５による判定結果が、油圧シリンダ３が異常であることを示している場合には、主機２に警告が通知される。

【0045】

（油圧シリンダの異常診断制御）
以下、図３を参照して、本実施形態に係るユニット制御装置２０による油圧シリンダ３の異常診断制御について説明する。図３は、本実施形態のユニット制御装置２０による油圧シリンダ３の異常診断制御のフローチャートである。本実施形態の異常診断制御は、主機２が通常の運転を行っているときに、同時に実行される。

【0046】

図３を参照すると、ユニット制御装置２０は、油圧ユニット１が待機状態から運転状態になったときに、油圧シリンダ３の異常診断制御を開始する。

【0047】

まず、異常診断制御が開始すると、ユニット制御装置２０は、主機制御装置５からの開始信号の入力の有無を判定する（ステップＳ１）。本実施形態では、主機制御装置５は、油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを順次動作させるため、ユニット制御装置２０には、油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのいずれかにおいて保圧工程が開始されたことを表す開始信号が入力される。具体的には、ユニット制御装置２０には、油圧シリンダ３Ａにおいて保圧工程が開始されたことを表す開始信号、油圧シリンダ３Ｂにおいて保圧工程が開始されたことを表す開始信号、及び油圧シリンダ３Ｃにおいて保圧工程が開始されたことを表す開始信号が入力される。これにより、ユニット制御装置２０は、油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちどの油圧シリンダ３において保圧工程が開始されたかを特定できる。本実施形態の開始信号は、油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃいずれかにおいて保圧工程を開始することを表す信号である。

【0048】

ステップＳ１において、上記開始信号の入力が無いと判定された場合、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１を繰り返す。

【0049】

一方で、ステップＳ１において、上記開始信号の入力が有ると判定された場合、ユニット制御装置２０は、保圧工程を開始する油圧シリンダ３について、診断処理を実行する（ステップＳ２）。

【0050】

その後、ユニット制御装置２０は、油圧ユニット１が停止しているか否かを判定する（ステップＳ３）。

【0051】

ステップＳ３において、油圧ユニット１が停止していると判定された場合、ユニット制御装置２０は、異常診断制御を終了する。

【0052】

一方で、ステップＳ３において、油圧ユニット１が運転していると判定された場合、ステップＳ１に戻る。

【0053】

（油圧シリンダの診断処理）
図４は、異常診断制御において実行される診断処理のフローチャートである。

【0054】

図４を参照すると、本実施形態の診断処理が開始すると、ユニット制御装置２０は、流量一定制御（図２に示す）を開始する（ステップＳ１０）。

【0055】

次に、ユニット制御装置２０は、圧力センサ１５により検出された圧力Ｐと、所定の基準圧力Ｐｔとの大小関係を判定する（ステップＳ１１）。

【0056】

ステップＳ１１において、圧力センサ１５により検出された圧力Ｐが所定の基準圧力Ｐｔ以上であると判定された場合、ユニット制御装置２０は、診断対象の油圧シリンダ３において、パッキンの摩耗が発生していると判定する（ステップＳ１４）。

【0057】

油圧シリンダ３毎に設定される所定の基準圧力Ｐｔは、ユニット制御装置２０に設けられた不揮発性メモリのような記憶部（図示せず）に記憶されていてもよい。この場合、開始信号とともに、保圧工程を開始する油圧シリンダ３の情報が主機制御装置５からユニット制御装置２０に入力される。

【0058】

また、油圧シリンダ３毎に設定される所定の基準圧力Ｐｔは、主機制御装置５に設けられた不揮発性メモリのような記憶部（図示せず）に記憶されていてもよい。この場合、開始信号とともに、保圧工程を開始する油圧シリンダ３の基準圧力Ｐｔを示す信号が主機制御装置５からユニット制御装置２０に入力される。

【0059】

その後、ユニット制御装置２０は、主機２に警告を通知し（ステップＳ１５）、診断処理を終了する。ユニット制御装置２０から主機２に警告を通知することで、主機２において、保圧工程を開始した油圧シリンダ３に異常があることを特定できる。

【0060】

一方で、ステップＳ１１において、圧力センサ１５により検出された圧力Ｐが所定の基準圧力Ｐｔ未満であると判定された場合、ユニット制御装置２０は、診断対象の油圧シリンダ３において、パッキンの摩耗が発生していないと判定し（ステップＳ１２）、流量一定制御を終了する（ステップＳ１３）。

【0061】

次に、ユニット制御装置２０は、圧力一定制御を開始する（ステップＳ１６）。

【0062】

そして、ユニット制御装置２０は、油圧ポンプ１２から吐出された作動油の流量Ｑと、所定の基準流量Ｑｔとの大小関係を判定する（ステップＳ１７）。ここで、本実施形態では、油圧ポンプ１２が固定容量型ポンプであるので、モータ１３の回転速度Ｎと、基準流量Ｑｔに対応する所定の基準回転速度Ｎｔとの大小関係を判定してもよい。

【0063】

また、ユニット制御装置２０に油圧シリンダ３において保圧工程の開始されたことを表す開始信号が入力された後、図示しないタイマにより予め定めた一定時間が経過したときに、ユニット制御装置２０は、油圧ポンプ１２から吐出された作動油の流量Ｑと、所定の基準流量Ｑｔとの大小関係を判定してもよい。これにより、保圧工程を開始した後において、油圧ポンプ１２から吐出された作動油の圧力が上昇して圧力設定値Ｐａ（図２に示す）に到達した後に、圧力が安定した状態で油圧シリンダ３の診断を実行できる。

【0064】

油圧シリンダ３毎に設定される所定の基準流量Ｑｔは、ユニット制御装置２０に設けられた不揮発性メモリのような記憶部（図示せず）に記憶されていてもよい。この場合、開始信号とともに、保圧工程を開始する油圧シリンダ３の情報が主機制御装置５からユニット制御装置２０に入力される。

【0065】

また、油圧シリンダ３毎に設定される所定の基準流量Ｑｔは、主機制御装置５に設けられた不揮発性メモリのような記憶部（図示せず）に記憶されていてもよい。この場合、開始信号とともに、保圧工程を開始する油圧シリンダ３の基準流量Ｑｔを示す信号が主機制御装置５からユニット制御装置２０に入力される。

【0066】

ステップＳ１７において、油圧ポンプ１２から吐出された作動油の流量Ｑが、所定の基準流量Ｑｔ以上であると判定された場合、ユニット制御装置２０は、診断対象の油圧シリンダ３において、油圧シリンダ３の内部における作動油の漏れがあると判定する（ステップＳ２０）。

【0067】

その後、ユニット制御装置２０は、主機２に警告を通知し（ステップＳ２１）、診断処理を終了する。ユニット制御装置２０から主機２に警告を通知することで、主機２において、保圧工程を開始した油圧シリンダ３に異常があることを特定できる。

【0068】

一方で、ステップＳ１７において、油圧ポンプ１２から吐出された作動油の流量Ｑが、所定の基準流量Ｑｔ未満であると判定された場合、ユニット制御装置２０は、診断対象の油圧シリンダ３において、油圧シリンダ３の内部における作動油の漏れがないと判定する（ステップＳ１８）。

【0069】

その後、ユニット制御装置２０は、圧力一定制御を終了し（ステップＳ１９）、診断処理を終了する。

【0070】

本実施形態の油圧ユニット１によれば、以下の作用効果を奏する。

【0071】

本実施形態の油圧ユニット１によれば、油圧ポンプ１２が吐出する作動油の圧力又は流量を用いて油圧シリンダ３の異常を診断する。これにより、油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのそれぞれに異常を診断する機器を別途設ける必要がない。その結果、油圧シリンダ３の異常を診断するための構成を簡素にできる。

【0072】

なお、本実施形態において油圧ポンプ１２に、油圧ポンプ１２の容量を検出する容量検出部１２ａ（図１参照）を設けてもよい。この場合、油圧ポンプ１２として可変容量型ポンプを用い、モータ１３として定速モータを用いてもよい。油圧ポンプ１２として可変容量型ポンプを用いる場合であっても、油圧ポンプ１２の吐出流量は、容量検出部１２ａにより検出されたポンプ容量とモータ１３の回転速度との積で求められる。

【0073】

［第２実施形態］
第２実施形態では、方向切換弁４Ａ，４Ｂ，４Ｃからモニタ信号がユニット制御装置２０に入力される点を除いて、第１実施形態と同様の構成を有しており、図２から図４を援用する。第２実施形態において、第１実施形態と同様の構成には、同一の参照符号を付して示し、その詳細な説明を省略する。

【0074】

図５は、第２実施形態に係る油圧ユニット１を用いた油圧システムの概略ブロック図である。

【0075】

図５を参照すると、本実施形態のユニット制御装置２０の異常判定部２５には、方向切換弁４Ａ，４Ｂ，４Ｃの動作状態を表すモニタ信号が入力される。本実施形態の方向切換弁４の動作状態を表すモニタ信号は、本開示に係るバルブの状態変更を表す信号の一例である。

【0076】

本実施形態では、油圧シリンダ３の異常診断制御に用いる開始信号（保圧工程を開始することを示す信号）として、上記モニタ信号を用いる。具体的には、図３に示すステップＳ１において、ユニット制御装置２０は、方向切換弁４Ａ，４Ｂ，４Ｃのうちの１つの方向切換弁４から、中立位置から第１切換位置に変化したことを表すモニタ信号が入力された場合に、開始信号が入力されたと判定する。例えば、方向切換弁４Ａから、中立位置から第１切換位置に変化したことを表すモニタ信号が入力された場合に、油圧シリンダ３Ａを診断対象として、診断処理（図３に示すステップＳ２）を実行する。

【0077】

第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

【0078】

上記実施形態によれば、ユニット制御装置２０に入力される開始信号として、油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのそれぞれと油圧ポンプ１２との間に設けられる方向切換弁４Ａ，４Ｂ，４Ｃのモニタ信号を用いる。このため、例えば、油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃが搭載される主機２において開始信号を別途生成する必要がない。その結果、油圧ユニット１と主機２とを含む油圧システム全体として、油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの異常を診断するための構成および制御を簡素にできる。

【0079】

［第３実施形態］
第３実施形態では、油圧シリンダ３の異常診断制御を除いて、第１実施形態と同様の構成を有しており、図１－２、及び図４を援用する。第３実施形態において、第１実施形態と同様の構成には、同一の参照符号を付して示し、その詳細な説明を省略する。

【0080】

本実施形態の主機制御装置５は、主機２の通常の運転（例えば、プレス加工）において油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちの複数の油圧シリンダ３を同時に動作させることがある。つまり、本実施形態では、主機２での加工工程中に、方向切換弁４Ａ，４Ｂ，４Ｃのうちの複数の方向切換弁４が同時に第１切換位置（又は第２切換位置）となることがある。

【0081】

本実施形態の主機制御装置５は、油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのそれぞれの異常を診断するために、油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃにおいて順次保圧工程を行う診断モードを備える。主機制御装置５は、診断モードが開始したとき及び診断モードを終了したときに、ユニット制御装置２０に診断モード信号を出力する。上記診断モードでは、主機制御装置５は、油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃにおいて順次保圧工程を行い、油圧シリンダ３において保圧工程を開始する度に開始信号をユニット制御装置２０に出力する。具体的には、ユニット制御装置２０には、油圧シリンダ３Ａにおいて保圧工程が開始されたことを表す開始信号、油圧シリンダ３Ｂにおいて保圧工程が開始されたことを表す開始信号、及び油圧シリンダ３Ｃにおいて保圧工程が開始されたことを表す開始信号が入力される。これにより、ユニット制御装置２０は、油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちどの油圧シリンダ３において保圧工程が開始されたかを特定できる。

【0082】

図６は、本実施形態のユニット制御装置２０による油圧シリンダ３の異常診断制御のフローチャートである。本実施形態の異常診断制御は、主機２の通常の運転とは別に実行される。

【0083】

図６を参照すると、ユニット制御装置２０は、主機制御装置５から診断モードを開始したことを示す診断モード信号が入力されたときに、油圧シリンダ３の異常診断制御を開始する。

【0084】

まず、異常診断制御が開始すると、ユニット制御装置２０は、主機制御装置５からの開始信号の有無を判定する（ステップＳ１０１）。主機制御装置５は、診断モードにおいて油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃにおいて順次保圧工程を行うため、ユニット制御装置２０には、油圧シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのいずれかにおいて保圧工程が開始されたことを表す開始信号が入力される。

【0085】

ステップＳ１０１において、上記開始信号の入力が無いと判定された場合、ステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０１を繰り返す。

【0086】

一方で、ステップＳ１０１において、上記開始信号の入力が有ると判定された場合、ユニット制御装置２０は、保圧工程を開始する油圧シリンダ３について、診断処理を実行する（ステップＳ１０２）。ここで、本実施形態の診断処理は、第１実施形態の診断処理（図４参照）と同一であり、その詳細な説明を省略する。

【0087】

その後、ユニット制御装置２０は、全ての油圧シリンダ３について診断処理を行ったか否かを判定する（ステップＳ１０３）。具体的には、ユニット制御装置２０は、主機制御装置５から診断モードを終了したことを表す診断モード信号が入力されたときに、全ての油圧シリンダ３について診断処理を行ったと判定する。

【0088】

ステップＳ１０３において、全ての油圧シリンダ３について診断処理を行ったと判定された場合、ユニット制御装置２０は、異常診断制御を終了する。

【0089】

一方で、ステップＳ１０３３において、全ての油圧シリンダ３について診断処理が行われていないと判定された場合、ステップＳ１０１に戻る。

【0090】

第３実施形態では、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

【0091】

以上、実施形態を説明したが、特許請求の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

【符号の説明】

【0092】

１ 油圧ユニット
２ 主機
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ 油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ 方向切換弁（バルブ）
５ 主機制御装置
１１ 作動油タンク
１２ 油圧ポンプ
１２ａ 容量検出部
１３ モータ
１４ 吐出流路
１５…圧力センサ
１６…パルスジェネレータ（回転速度センサ）
２０…ユニット制御装置（制御部）
２１…ＰＱ制御部
２２…速度検出部
２３…速度制御部
２４…インバータ
２５…異常判定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】