(57)【要約】      （修正有）【課題】ネガティブコントロール方式で制御される可変容量型ポンプの故障を簡易な構造にて精度良く判定することができる建設機械を提供する。【解決手段】可変容量型ポンプ５１の吐出流量を制御するポンプレギュレータ５１ａと、ポンプレギュレータ５１ａに入力される圧力信号を生成する電磁比例弁５１ｃと、電磁比例弁５１ｃに入力される制御指令を発信するコントローラ７０と、ネガコン絞り５１ｆの上流で発生したネガコン圧を電気信号に変換してコントローラ７０へ出力する圧力センサ５１ｉとを備え、コントローラ７０は、故障診断モードが選択されると、エンジン４２の目標回転数を故障診断モード用の目標回転数に設定し、可変容量型ポンプ５１の吐出流量を増大させ、可変容量型ポンプ５１の実ポンプ流量を演算し、可変容量型ポンプ５１の理論ポンプ流量を演算し、実ポンプ流量と理論ポンプ流量に基づき可変容量型ポンプ５１の故障判定を行う。【選択図】図２
2020076223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機と、前記原動機によって駆動される可変容量型ポンプと、前記可変容量型ポンプを油圧源とする油圧アクチュエータと、前記可変容量型ポンプからの圧油の流量及び方向を制御する方向切換弁が中立のときに前記方向切換弁を通って前記可変容量型ポンプから油タンクに連通するセンターバイパス油路と、前記センターバイパス油路の最下流に配置されたネガコン絞りと、前記可変容量型ポンプの吐出流量を制御するポンプレギュレータと、前記ポンプレギュレータに入力される圧力信号を生成する圧力信号生成装置と、前記圧力信号生成装置に入力される制御指令を発信するコントローラと、前記ネガコン絞りの上流で発生したネガコン圧を電気信号に変換して前記コントローラへ出力する電気信号生成装置と、前記方向切換弁が中立のときに前記可変容量型ポンプの故障の有無を診断する故障診断モードを選択可能なモード選択装置とを備え、
前記コントローラは、前記故障診断モードが選択されると、前記原動機の目標回転数を故障診断モード用の目標回転数に設定する目標回転数設定部と、前記電気信号に前記制御指令が前記可変容量型ポンプの吐出流量を増大させる指令となるような故障診断モード用のゲインを乗じて前記制御指令を生成する制御指令生成部と、前記ネガコン圧に基づき前記可変容量型ポンプの実ポンプ流量を演算する実ポンプ流量演算部と、前記制御指令と前記原動機の実回転数に基づき前記可変容量型ポンプの理論ポンプ流量を演算する理論ポンプ流量演算部と、前記実ポンプ流量と前記理論ポンプ流量に基づき前記可変容量型ポンプの故障判定を行う故障判定部とを備えている、建設機械。
【請求項２】
前記ネガコン絞りと並列状に配置され、前記ネガコン圧を、設定されたリリーフ圧未満に制御するリリーフ弁を備え、
前記コントローラは、前記故障診断モードが選択されると、前記リリーフ圧を第１設定圧から前記第１設定圧より高い第２設定圧に変更するリリーフ圧設定部を備えている、請求項１に記載の建設機械。
【請求項３】
前記方向切換弁に入力するパイロット圧を切断することにより前記油圧アクチュエータを作動不能にするカットオフレバーを備え、
前記カットオフレバーが上方に回動されて前記パイロット圧が切断されている場合に、前記モード選択装置は、前記故障診断モードを選択可能となる、請求項１又は２に記載の建設機械。
【請求項４】
作業者への報知を行う報知部を備え、
前記コントローラは、前記可変容量型ポンプの累計駆動時間に応じて前記故障診断モードの選択を促す報知を前記報知部に行わせる、請求項１〜３の何れかに記載の建設機械。
【請求項５】
作業者への報知を行う報知部を備え、
前記故障判定部は、前記実ポンプ流量と前記理論ポンプ流量との比であるポンプ容積効率の時間変化から故障時間を推定し、前記可変容量型ポンプの累計駆動時間が前記故障時間に近付いたときに、故障予兆ありと判定し、故障予兆ありの旨の報知を前記報知部に行わせる、請求項１〜４の何れかに記載の建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、可変容量型油圧ポンプの故障判定手段として、可変容量型油圧ポンプから延びるセンターバイパスラインの最下流に配置されたブリードオフ制御を行うための流量制御弁の開口面積を保持させて、可変容量型油圧ポンプの吐出流量を変化させ、可変容量型油圧ポンプの吐出圧を検出し、標準値と比較することにより可変容量型油圧ポンプが故障であるか否かを判定する技術が開示されている。
【０００３】
下記特許文献２には、ポンプの故障を検出するための方法として、シリンダに流れる実際の流量とシリンダに流れる期待流量を比較し、比較に応じてポンプ状態を判断する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−４６０１５号公報
【特許文献２】特開２０００−２０５１４１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の故障判定手段をネガティブコントロール制御の可変容量型油圧ポンプに使用した場合、センターバイパスラインから油タンクへ流れる流量が増えるとセンターバイパスラインの最下流に配置されたネガコン絞りから発信され、可変容量型油圧ポンプのレギュレータに入力されるネガコン圧が大きくなることから可変容量型油圧ポンプの吐出流量は小さくなるため、可変容量型油圧ポンプの吐出流量を増やして、可変容量型油圧ポンプの吐出圧と基準値を比較しても変容量型油圧ポンプが故障であるか否かを十分に判定できないという問題がある。特許文献２は、故障診断を行うたびに、作業機に特定の動きをさせねばならないこと、作業機を動かすアクチュエータの動きをセンシングするセンサを作業機に設置しなければならないことから、手軽に可変容量型油圧ポンプの故障診断を行なうことができないという問題点がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記課題に鑑み、ネガティブコントロール方式で制御される可変容量型ポンプの故障を簡易な構造にて精度良く判定することができる建設機械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】
本発明の建設機械は、原動機と、前記原動機によって駆動される可変容量型ポンプと、前記可変容量型ポンプを油圧源とする油圧アクチュエータと、前記可変容量型ポンプからの圧油の流量及び方向を制御する方向切換弁が中立のときに前記方向切換弁を通って前記可変容量型ポンプから油タンクに連通するセンターバイパス油路と、前記センターバイパス油路の最下流に配置されたネガコン絞りと、前記可変容量型ポンプの吐出流量を制御するポンプレギュレータと、前記ポンプレギュレータに入力される圧力信号を生成する圧力信号生成装置と、前記圧力信号生成装置に入力される制御指令を発信するコントローラと、前記ネガコン絞りの上流で発生したネガコン圧を電気信号に変換して前記コントローラへ出力する電気信号生成装置と、前記方向切換弁が中立のときに前記可変容量型ポンプの故障の有無を診断する故障診断モードを選択可能なモード選択装置とを備え、
前記コントローラは、前記故障診断モードが選択されると、前記原動機の目標回転数を故障診断モード用の目標回転数に設定する目標回転数設定部と、前記電気信号に前記制御指令が前記可変容量型ポンプの吐出流量を増大させる指令となるような故障診断モード用のゲインを乗じて前記制御指令を生成する制御指令生成部と、前記ネガコン圧に基づき前記可変容量型ポンプの実ポンプ流量を演算する実ポンプ流量演算部と、前記制御指令と前記原動機の実回転数に基づき前記可変容量型ポンプの理論ポンプ流量を演算する理論ポンプ流量演算部と、前記実ポンプ流量と前記理論ポンプ流量に基づき前記可変容量型ポンプの故障判定を行う故障判定部とを備えているものである。
【０００８】
本発明によれば、故障診断モード選択時に、故障診断モード用の目標回転数と故障診断モード用のゲインを設定することにより、可変容量型ポンプの故障を判定するために最適なポンプ流量を可変容量型ポンプからセンターバイパス油路に流すことができるため、ネガティブコントロール方式で制御される可変容量型ポンプの故障を簡易な構造にて精度良く判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る油圧ショベルを示す側面図である。
【図２】本実施形態に係る油圧ショベルの油圧回路を示す図である。
【図３】故障診断の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１１】
［油圧ショベルの構造］
まず、図１を参照しながら、建設機械の一例としての油圧ショベル１の概略構造について説明する。
【００１２】
下部走行体２は、エンジン４２からの動力を受けて駆動し、油圧ショベル１を走行させる。下部走行体２は、左右一対のクローラ２１，２１及び左右一対の走行モータ２２，２２（図１では右走行モータ２２は図示していない）を備える。油圧モータである左右の走行モータ２２，２２が左右のクローラ２１，２１をそれぞれ駆動することで油圧ショベル１の前後進を可能としている。また、下部走行体２には、ブレード２３、及びブレード２３を上下方向に回動させるための油圧アクチュエータであるブレードシリンダ２４が設けられている。
【００１３】
作業機３は、エンジン４２からの動力を受けて駆動し、土砂等の掘削作業を行うものである。作業機３は、ブーム３１、アーム３２、及びバケット３３を備え、これらを独立して駆動することによって掘削作業を可能としている。ブーム３１、アーム３２、及びバケット３３は、それぞれ作業部に相当し、油圧ショベル１は、複数の作業部を有する。
【００１４】
ブーム３１は、基端部が上部旋回体４の前部に支持されて、伸縮自在に可動するブームシリンダ３１ａによって回動される。また、アーム３２は、基端部がブーム３１の先端部に支持されて、伸縮自在に可動するアームシリンダ３２ａによって回動される。そして、バケット３３は、基端部がアーム３２の先端部に支持されて、伸縮自在に可動するバケットシリンダ３３ａによって回動される。ブームシリンダ３１ａ、アームシリンダ３２ａ、及びバケットシリンダ３３ａは、作業部を駆動する油圧アクチュエータに相当する。
【００１５】
バケット３３は、作業機３の先端に設けられ、掘削作業を行うためのツメを備えた容器状の部材である。バケット３３は、アーム３２の先端にピン３４を介して回動可能に取り付けられている。さらに、バケット３３は、リンク機構３５を介してバケットシリンダ３３ａと連結されている。
【００１６】
上部旋回体４は、下部走行体２に対して旋回ベアリング（図示しない）を介して旋回可能に構成されている。上部旋回体４には、操縦部４１、エンジン４２、旋回台４３、旋回モータ４４等が配置されている。油圧モータである旋回モータ４４の駆動力で上部旋回体４が旋回ベアリングを介して旋回する。また、上部旋回体４には、エンジン４２により駆動される複数の油圧ポンプ（図１では図示していない）が配設される。これらの油圧ポンプが、走行モータ２２，２２、旋回モータ４４、ブームシリンダ３１ａ、アームシリンダ３２ａ、及びバケットシリンダ３３ａ等に圧油を供給する。
【００１７】
操縦部４１には、操縦席４１１が配置されている。操縦席４１１の左右に一対の作業操作レバー４１２，４１２、前方に一対の走行レバー４１３，４１３が配置されている。作業者は、操縦席４１１に着座して作業操作レバー４１２，４１２、走行レバー４１３，４１３等を操作することによって、エンジン４２、各油圧モータ、各油圧アクチュエータ等の制御を行い、走行、旋回、作業等を行うことができる。
【００１８】
［油圧回路の構成］
図２を用いて、油圧ショベル１が有する油圧回路５について説明する。油圧回路５は、第１走行用モータ２２ａ、第２走行用モータ２２ｂ（左走行モータ２２、右走行モータ２２のいずれか）、第１作業機アクチュエータ３０ａ、第２作業機アクチュエータ３０ｂ、第３作業機アクチュエータ３０ｃ（ブームシリンダ３１ａ、アームシリンダ３２ａ、バケットシリンダ３３ａのいずれか）、油圧作業アタッチメント（油圧ハンマ等）のアタッチメント用モータ３０ｄ、旋回モータ４４と、可変容量型ポンプ５１と、固定容量型ポンプ５２と、パイロットポンプ５３と、コントローラ７０とを有する。
【００１９】
可変容量型ポンプ５１及び固定容量型ポンプ５２は、エンジン４２によって駆動され、油圧アクチュエータ（第１走行用モータ２２ａ、第２走行用モータ２２ｂ、第１作業機アクチュエータ３０ａ、第２作業機アクチュエータ３０ｂ、第３作業機アクチュエータ３０ｃ、アタッチメント用モータ３０ｄ、旋回モータ４４）へ供給される圧油を吐出する。可変容量型ポンプ５１は、第１走行用モータ２２ａ、第２走行用モータ２２ｂ、第１作業機アクチュエータ３０ａ、第２作業機アクチュエータ３０ｂ、第３作業機アクチュエータ３０ｃ、及びアタッチメント用モータ３０ｄに圧油を供給して駆動する。固定容量型ポンプ５２は、旋回モータ４４に圧油を供給して駆動する。
【００２０】
可変容量型ポンプ５１は、ポンプレギュレータ５１ａの駆動により可動斜板５１ｂの傾斜角度を変更することで圧油の吐出流量を制御可能としている。ポンプレギュレータ５１ａは、パイロットポンプ５３から吐出されたパイロット油の圧力（パイロット圧）により駆動される。
【００２１】
ポンプレギュレータ５１ａとパイロットポンプ５３との間の油路５３ａには、電磁比例弁５１ｃ（圧力信号生成装置に相当）が設けられている。電磁比例弁５１ｃは、ポンプレギュレータ５１ａに入力される圧力信号（パイロット信号圧）を生成する。電磁比例弁５１ｃは、コントローラ７０からの制御指令によりパイロット信号圧を調圧可能となっている。
【００２２】
可変容量型ポンプ５１は、第１吐出ポートＰ１と第２吐出ポートＰ２を備える、いわゆるスプリットフロータイプの油圧ポンプである。第１吐出ポートＰ１から吐出された圧油は、第１センターバイパス油路５１ｄを介して後述する第１走行用方向切換弁５５ｅ及びアタッチメント用方向切換弁５５ｄへ供給され、第２吐出ポートＰ２から吐出された圧油は、第２センターバイパス油路５１ｅを介して後述する第１作業機用方向切換弁５５ａ、第２作業機用方向切換弁５５ｂ、第３作業機用方向切換弁５５ｃ、及び第２走行用方向切換弁５５ｆへ供給される。
【００２３】
第１センターバイパス油路５１ｄの最下流には、第１ネガコン絞り５１ｆが設けられている。第１ネガコン絞り５１ｆは、第１センターバイパス油路５１ｄを流れる圧油の流れを制限して第１ネガコン絞り５１ｆの上流で第１ネガコン圧を発生させる。同様に、第２センターバイパス油路５１ｅの最下流には、第２ネガコン絞り５１ｇが設けられている。第２ネガコン絞り５１ｇは、第２センターバイパス油路５１ｅを流れる圧油の流れを制限して第２ネガコン絞り５１ｇの上流で第２ネガコン圧を発生させる。
【００２４】
圧力センサ５１ｈは、第１ネガコン圧と第２ネガコン圧のうち低圧側のネガコン圧を検出し、検出した値を電気信号に変換し、電気的なネガコン圧としてコントローラ７０に対して出力する。
【００２５】
圧力センサ５１ｉ（電気信号生成装置に相当）は、第１ネガコン圧を検出し、検出した値を電気信号に変換し、電気的なネガコン圧としてコントローラ７０に対して出力する。
【００２６】
温度センサ５１ｊは、第１ネガコン絞り５１ｆの上流での油温度を検出し、検出した値を電気信号に変換してコントローラ７０に対して出力する。
【００２７】
第１リリーフ弁５１ｋは、第１ネガコン絞り５１ｆと並列状に配置されている。第１リリーフ弁５１ｋは、第１ネガコン絞り５１ｆの上流側の第１センターバイパス油路５１ｄの圧力が所定のリリーフ圧を超えた場合に、第１センターバイパス油路５１ｄの圧油を油タンクに逃す。これにより、第１リリーフ弁５１ｋは、第１ネガコン絞り５１ｆの上流における第１ネガコン圧が予め設定されたリリーフ圧以上になった場合に、圧油を油タンクに排出して第１ネガコン圧をかかるリリーフ圧未満に制御することができる。
【００２８】
第２リリーフ弁５１ｍは、第２ネガコン絞り５１ｇと並列状に配置されており、第２ネガコン絞り５１ｇの上流における第２ネガコン圧が予め設定されたリリーフ圧以上になった場合に、圧油を油タンクに排出して第２ネガコン圧をかかるリリーフ圧未満に制御することができる。
【００２９】
固定容量型ポンプ５２から吐出された圧油は、第３センターバイパス油路５２ａを介して後述する旋回用方向切換弁５５ｇへと供給される。
【００３０】
油圧アクチュエータ（第１作業機アクチュエータ３０ａ、第２作業機アクチュエータ３０ｂ、第３作業機アクチュエータ３０ｃ、アタッチメント用モータ３０ｄ、第１走行用モータ２２ａ、第２走行用モータ２２ｂ、旋回モータ４４）には、それぞれ対応する方向切換弁５５が設けられ、方向切換弁５５は、可変容量型ポンプ５１及び固定容量型ポンプ５２から油圧アクチュエータへ圧送する圧油の方向と容量を切り換え可能なパイロット式の方向切換弁である。方向切換弁５５は、スプールを摺動させることにより複数のポジションに切り換えることが可能である。方向切換弁５５の２つのパイロットポートのいずれにもパイロット信号圧が付与されない場合、スプリングの付勢力により、方向切換弁５５は中立位置に保持される。方向切換弁５５が中立位置にある場合、圧油は、対応する油圧アクチュエータに供給されず、第１センターバイパス油路５１ｄ、第２センターバイパス油路５１ｅ、及び第３センターバイパス油路５２ａを通って油タンクに流れる。一方、方向切換弁５５の何れかのパイロットポートにパイロット信号圧が付与された場合、方向切換弁５５が中立位置から他のポジションに切り換えられて、圧油は、対応する油圧アクチュエータに供給される。
【００３１】
本実施形態においては、第１作業機アクチュエータ３０ａに対応する第１作業機用方向切換弁５５ａ、第２作業機アクチュエータ３０ｂに対応する第２作業機用方向切換弁５５ｂ、第３作業機アクチュエータ３０ｃに対応する第３作業機用方向切換弁５５ｃ、アタッチメント用モータ３０ｄに対応するアタッチメント用方向切換弁５５ｄ、第１走行用モータ２２ａに対応する第１走行用方向切換弁５５ｅ、第２走行用モータ２２ｂに対応する第２走行用方向切換弁５５ｆ、旋回モータ４４に対応する旋回用方向切換弁５５ｇが設けられている。これらの方向切換弁は、まとめてコントロールバルブと呼ばれる。
【００３２】
パイロットポンプ５３は、主に方向切換弁５５へ入力される指令としてのパイロット油を吐出する。パイロットポンプ５３は、エンジン４２によって駆動され、圧油を吐出することにより、油路５３ａ内にパイロット信号圧を発生させる。
【００３３】
また、油圧回路５には、操作装置５６が接続されている。操作装置５６は、例えばアタッチメント用モータ３０ｄを操作するためのものである。ただし、操作装置５６は、その他の作業機アクチュエータを操作するためのものでもよい。操作装置５６は、アタッチメント用方向切換弁５５ｄに供給されるパイロット圧油の向きと圧力を切り換えるためのアタッチメント用リモコン弁５６ａを有する。アタッチメント用リモコン弁５６ａには、パイロットポンプ５３から吐出された圧油が油路５３ａを介して供給される。アタッチメント用リモコン弁５６ａは、油路５３ａから分岐される油路５３ｂに接続される。油路５３ｂの中途部には、開閉弁５３ｃが配置されている。開閉弁５３ｃは、電磁バルブで構成され、ソレノイド５３ｄを備えている。
【００３４】
また、油圧回路５には、カットオフレバー５７が接続されている。カットオフレバー５７は、上下に回動可能に構成されており、下方に回動操作されると操作装置５６の操作によるアタッチメント用モータ３０ｄの作動が可能の状態となり、上方に回動操作されると操作装置５６を操作してもアタッチメント用モータ３０ｄが作動しないロック状態となるように構成されている。カットオフレバー５７には、カットオフレバー５７の回動位置を検知するカットオフスイッチ５７ａが設けられている。カットオフスイッチ５７ａは、カットオフレバー５７が下方に回動されるとＯＮされ、一方、カットオフレバー５７が上方に回動されるとＯＦＦされるように構成されている。
【００３５】
カットオフスイッチ５７ａは、開閉弁５３ｃのソレノイド５３ｄに接続されている。ソレノイド５３ｄは、カットオフレバー５７が下方に回動されてカットオフスイッチ５７ａがＯＮのとき、通電されて、開閉弁５３ｃを連通状態とする。これにより、パイロットポンプ５３からの圧油が開閉弁５３ｃを介してアタッチメント用リモコン弁５６ａへ供給される。一方、カットオフレバー５７が上方に回動されると、カットオフスイッチ５７ａはスプリングの付勢力によりＯＦＦとなり、ソレノイド５３ｄに通電されなくなり、開閉弁５３ｃはスプリングの付勢力により遮断状態となる。これにより、パイロットポンプ５３からの圧油がアタッチメント用リモコン弁５６ａへ供給されなくなり、操作装置５６を操作してもアタッチメント用方向切換弁５５ｄにパイロット圧が付与されないため、アタッチメント用モータ３０ｄに圧油が供給されず、アタッチメント用モータ３０ｄの操作が制限される。よって、カットオフレバー５７は、下方に回動操作されると操作装置５６の操作によるアタッチメント用モータ３０ｄの作動が可能の状態となり、上方に回動操作されると操作装置５６を操作してもアタッチメント用モータ３０ｄが作動しないロック状態となる。
【００３６】
コントローラ７０は、電磁比例弁５１ｃに制御指令を発信する。電磁比例弁５１ｃは、コントローラ７０によって作動制御されており、印加される制御電流値の大きさに応じて、ポンプレギュレータ５１ａに対するパイロット信号圧を調圧することができる。すなわち、制御指令は、例えば制御電流値である。
【００３７】
コントローラ７０には、モード選択スイッチ８１（モード選択装置に相当）が電気的に接続されている。モード選択スイッチ８１は、可変容量型ポンプ５１の故障の有無を診断する故障診断モードを選択するためのものである。モード選択スイッチ８１は、作業者により故障診断モードが選択されると、コントローラ７０に故障診断モード指令を発信する。コントローラ７０は故障診断モード指令に従って故障診断を実行する。
【００３８】
コントローラ７０は、制御指令生成部７１を備えている。制御指令生成部７１は、モード選択スイッチ８１により故障診断モードが選択されると、圧力センサ５１ｉから入力された電気信号に故障診断モード用のゲインを乗じて制御指令を生成する。なお、制御指令生成部７１は、第２ネガコン圧を検出して変換した電気信号に故障診断モード用のゲインを乗じて制御指令を生成するようにしてもよい。ゲインの大きさを調整して制御指令を調整することで、ポンプレギュレータ５１ａに付与されるパイロット信号圧を調整することができる。本実施形態では、故障診断モード以外のとき（通常の運転のとき）のゲインに比べ、故障診断モード用のゲインを大きくして制御指令を大きくすることで、電磁比例弁５１ｃはポンプレギュレータ５１ａに供給されるパイロット圧油の流量を減少させる（ポンプレギュレータ５１ａに付与されるパイロット信号圧を低くする）。このとき、ポンプレギュレータ５１ａは、可変容量型ポンプ５１の吐出流量を増大させる。
【００３９】
また、コントローラ７０は、目標回転数設定部７２を備えている。目標回転数設定部７２は、モード選択スイッチ８１により故障診断モードが選択されると、エンジン４２の目標回転数を故障診断モード用の目標回転数に設定する。故障診断モード用の目標回転数は、上記の故障診断モード用のゲインによる可変容量型ポンプ５１の吐出流量を実現可能な回転数とされる。コントローラ７０は、目標回転数設定部７２で設定された目標回転数となるようにエンジン４２の回転数を制御する。
【００４０】
また、コントローラ７０は、実ポンプ流量演算部７３を備えている。実ポンプ流量演算部７３は、モード選択スイッチ８１により故障診断モードが選択されると、ネガコン圧に基づき可変容量型ポンプ５１の実ポンプ流量Ｑａを演算する。具体的には、実ポンプ流量Ｑａは、下記の式（１）で求められる。なお、ａは第１ネガコン絞り５１ｆの開口面積を表し、ｃは流量係数を表し、ΔＰは第１ネガコン圧を表す。また、流量係数ｃは、油温度と流量係数ｃとの関係を表したマップと、温度センサ５１ｊで検出された油温度とを用いて求められる。また、第１ネガコン圧ΔＰは、圧力センサ５１ｉにて検出される。    
2020076223.tif 000003
【００４１】
また、コントローラ７０は、理論ポンプ流量演算部７４を備えている。理論ポンプ流量演算部７４は、モード選択スイッチ８１により故障診断モードが選択されると、制御指令生成部７１で生成された制御指令とエンジン４２の実回転数に基づき可変容量型ポンプ５１の理論ポンプ流量Ｑｐを演算する。具体的には、理論ポンプ流量Ｑｐは、下記の式（２）で求められる。なお、ｑはポンプ容量を表し、Ｎは実回転数を表す。また、ポンプ容量ｑは、制御指令とポンプ容量との関係を表したマップと、制御指令生成部７１で生成された制御指令とを用いて求められる。    
2020076223.tif 000004
【００４２】
また、コントローラ７０は、故障判定部７５を備えている。故障判定部７５は、実ポンプ流量Ｑａと理論ポンプ流量Ｑｐに基づき可変容量型ポンプ５１の故障判定を行う。具体的には、故障判定部７５は、実ポンプ流量Ｑａと理論ポンプ流量Ｑｐとの比であるポンプ容積効率ηｖ（＝Ｑａ／Ｑｐ）が閾値η１未満である場合、可変容量型ポンプ５１が故障していると判定する。故障判定部７５は、ポンプ容積効率ηｖが閾値η１以上である場合、可変容量型ポンプ５１が正常であると判定する。
【００４３】
また、コントローラ７０は、リリーフ圧設定部７６を備えている。リリーフ圧設定部７６は、第１リリーフ弁５１ｋと電気的に接続されており、第１リリーフ弁５１ｋのリリーフ圧を設定することができる。
【００４４】
図３は、故障診断の手順を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１において、作業者によりカットオフレバー５７が上方に回動される。これにより、作業者は、モード選択スイッチ８１によって故障診断モードを選択可能となる。
【００４５】
次いで、ステップＳ２において、作業者により故障診断モードが選択される。故障診断モードが選択されると、ステップＳ３において、エンジン４２の目標回転数を故障診断モード用の目標回転数Ｎ１に設定する。また、故障診断モードが選択されると、ステップＳ４において、第１リリーフ弁５１ｋのリリーフ圧を第１設定圧Ｐ１から第１設定圧Ｐ１より高い第２設定圧Ｐ２に変更する。第１ネガコン圧の上限を規定するリリーフ圧を高くすることで、故障判定の精度を上げることができる。
【００４６】
ステップＳ２で故障診断モードが選択されると、ステップＳ５において、電磁比例弁５１ｃに入力される制御指令を生成する。制御指令は、圧力センサ５１ｉから入力された電気信号（ネガコン信号）に故障診断モード用のゲインＫを乗じることで生成される。故障診断モード用のゲインＫは、故障診断モード用の目標回転数Ｎ１とともに保存されている。操作装置５６が操作されないとき、ネガコン圧が大きくなり、仮にこのネガコン圧をそのまま利用してネガティブコントロール制御を行うと可変容量型ポンプ５１の吐出流量は小さくなるが、可変容量型ポンプ５１の吐出流量が小さいと、実ポンプ流量Ｑａと理論ポンプ流量Ｑｐに基づく故障判定の精度が悪くなるという問題がある。そのため、操作装置５６が操作されない故障診断モードにおいて、故障診断モード用のゲインＫを用いて可変容量型ポンプ５１の吐出流量を増大させることで、故障判定の精度を向上させることができる。
【００４７】
また、ステップＳ２で故障診断モードが選択されると、ステップＳ６において、第１ネガコン圧に基づき可変容量型ポンプ５１の実ポンプ流量Ｑａを演算する。
【００４８】
ステップＳ５で制御指令が生成されると、ステップＳ７において、制御指令とエンジン４２の実回転数に基づき可変容量型ポンプ５１の理論ポンプ流量Ｑｐを演算する。
【００４９】
次いで、ステップＳ８において、ステップＳ６で演算された実ポンプ流量ＱａとステップＳ７で演算された理論ポンプ流量Ｑｐとによりポンプ容積効率ηｖを演算する。
【００５０】
次いで、ステップＳ９において、ポンプ容積効率ηｖが閾値η１未満であるか否かを判定する。ポンプ容積効率ηｖが閾値η１未満である場合、ステップＳ１０に進み、可変容量型ポンプ５１が故障していると判定する。一方、ポンプ容積効率ηｖが閾値η１以上である場合、ステップＳ１１に進み、可変容量型ポンプ５１が正常であると判定する。
【００５１】
［他の実施形態］
油圧ショベル１は、作業者への報知を行う報知部（図示していない）を備えていてもよい。報知部としては、モニター等の表示装置、スピーカー等の音声装置が例示される。コントローラ７０は、可変容量型ポンプ５１の累計の駆動時間を計測するカウント部を備えており、計測された累計の駆動時間が所定時間に達すると、作業者に対して故障診断モードの選択を促す報知を報知部に行わせるようにしてもよい。
【００５２】
また、故障判定部７５は、実ポンプ流量Ｑａと理論ポンプ流量Ｑｐとの比であるポンプ容積効率ηｖの時間変化から故障時間を推定し、可変容量型ポンプ５１の累計の駆動時間が当該故障時間に近付いたときに、故障予兆ありと判定し、故障予兆ありの旨の報知を報知部に行わせるようにしてもよい。通常、摩耗等の影響により実ポンプ流量Ｑａが時間の経過とともに低下するため、ポンプ容積効率ηｖも時間の経過とともに低下する。そのため、ポンプ容積効率ηｖの時間変化を見ることにより、可変容量型ポンプ５１が完全に故障する故障時間を推定することができる。よって、可変容量型ポンプ５１の累計の駆動時間が故障時間に近付いたとき、すなわち累計の駆動時間が、推定される故障時間よりも所定時間前になったときに、故障予兆ありと判定することができる。故障予兆ありの旨を作業者へ報知することで、可変容量型ポンプ５１が完全に故障し、油圧回路５全体に悪影響を及ぼすことを防止できる。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００５４】
１    油圧ショベル
２    下部走行体
３    作業機
４    上部旋回体
５    油圧回路
２２ａ  第１走行用モータ
２２ｂ  第２走行用モータ
３０ａ  第１作業機アクチュエータ
３０ｂ  第２作業機アクチュエータ
３０ｃ  第３作業機アクチュエータ
４２    エンジン
４４    旋回モータ
５１    可変容量型ポンプ
５１ａ  ポンプレギュレータ
５１ｃ  電磁比例弁
５１ｄ  第１センターバイパス油路
５１ｅ  第２センターバイパス油路
５１ｆ  第１ネガコン絞り
５１ｇ  第２ネガコン絞り
５１ｉ  圧力センサ
５２    固定容量型ポンプ
５３    パイロットポンプ
５５    方向切換弁
７０    コントローラ
７１    制御指令生成部
７２    目標回転数設定部
７３    実ポンプ流量演算部
７４    理論ポンプ流量演算部
７５    故障判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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