(57)【要約】【課題】  油圧ポンプの診断装置及び油圧ポンプの診断方法に関し、油圧ポンプにおける故障部位を簡素な構成で特定できるようにする。【解決手段】  回転部材と、斜板と、該回転部材に凹設された油室に嵌挿されて該回転部材と共に回転駆動され且つ一端部を該斜板に支持されて該油室内を該駆動軸方向へ摺動可能に設けられる摺動部材と、該摺動部材によって該油室から吐出される作動油の圧力及び該油圧ポンプへ要求されている出力の大きさに応じて該斜板の傾転角を調節する傾転角調節部材と、を有する油圧ポンプの診断装置であって、作動油の吐出圧を検出する吐出圧検出手段１と、該油圧ポンプへ要求されている出力の大きさを検出する出力検出手段６と、該油圧ポンプから吐出される作動油量を検出する作動油量検出手段５と、該吐出圧，該出力の大きさ及び該作動油量に基づいて該傾転角調節部材の状態を診断する診断手段３とを備える。【選択図】        図１
2007077832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸によって回転駆動される回転部材と、該駆動軸に垂直な平面に対し所定の傾転角を保持しうるように配設される斜板と、該回転部材に凹設された油室に嵌挿されて該回転部材と共に回転駆動されるとともに一端部を該斜板に支持されて該油室内を該駆動軸方向へ摺動可能に設けられる摺動部材と、該摺動部材によって該油室から吐出される作動油の圧力及び該油圧ポンプへ要求されている出力の大きさに応じて該斜板の該傾転角を調節する傾転角調節部材と、を有する油圧ポンプの診断装置であって、
該油圧ポンプから吐出される作動油の吐出圧を検出する吐出圧検出手段と、
該油圧ポンプへ要求されている出力の大きさを検出する出力検出手段と、
該油圧ポンプから吐出される作動油量を検出する作動油量検出手段と、
該吐出圧，該出力の大きさ及び該作動油量に基づいて該傾転角調節部材の状態を診断する診断手段と
を備えたことを特徴とする、油圧ポンプの診断装置。
【請求項２】
該油圧ポンプは、該油圧ポンプへ要求されている出力の大きさに応じたパイロット圧を供給するパイロット圧供給装置を有するとともに、
該傾転角調節部材は、該作動油圧及び該パイロット圧供給装置から導入されるパイロット圧の大きさに応じて該斜板を駆動し該傾転角を調節する斜板駆動部材を有し、
該出力検出手段は、該パイロット圧の大きさを検出するとともに、
該診断手段は、該パイロット圧の大きさ及び該吐出圧から該油圧ポンプが通常時に吐出する作動油の理論流量を演算し、該理論流量と該作動油量との差が所定値以上である場合に、該斜板駆動部材が固着していると診断する
ことを特徴とする、請求項１記載の油圧ポンプの診断装置。
【請求項３】
該診断手段は、該油圧ポンプへ要求されている出力の大きさの変動に対する該作動油量の変動量の比が第１所定値未満である場合に、該斜板駆動部材が固着していると診断する
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の油圧ポンプの診断装置。
【請求項４】
該診断手段は、該吐出圧に対して該作動油量の変動勾配が略不連続に変化する不連続点を発見しない場合に、該斜板駆動部材が固着していると診断する
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の油圧ポンプの診断装置。
【請求項５】
該診断手段は、該吐出圧の変動に対する該作動油量の変動をグラフとして描き、該グラフの勾配が急激に変化する折れ点を有していない場合に、該斜板駆動部材が固着していると診断する
ことを特徴とする、請求項４記載の油圧ポンプの診断装置。
【請求項６】
該作動油量検出手段は、該斜板の傾転角を検出する斜板センサを有し、該傾転角に基づいて該油圧ポンプから実際に吐出されている作動油量を算出する
ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の油圧ポンプの診断装置。
【請求項７】
該油圧ポンプと、該油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動される作業用シリンダとを搭載した作業機械における油圧ポンプの診断装置であって、
該作動油量検出手段は、該作業用シリンダへ供給される作動油流量を算出する
ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載の油圧ポンプの診断装置。
【請求項８】
該作業用シリンダは、該作業機械の作業用装置を駆動する油圧シリンダであって、
該作業用装置の水平面に対する傾斜角を検出する傾斜センサを備え、
該作動油量検出手段は、該傾斜センサで検出された該傾斜角の時間微分値に基づいて該油圧シリンダへ供給される作動油流量を算出する
ことを特徴とする、請求項７記載の油圧ポンプの診断装置。
【請求項９】
該油圧ポンプは、該回転部材及び該摺動部材を収容する収容部材と、該回転部材に隣接して設けられ該摺動部材の摺動により該油室から吐出される作動油の流路を開放又は閉塞する弁部材と、を有し、
該収容部材の内部圧力を把握する内圧把握手段と、
該内部圧力及び該吐出圧に基づいて、該弁部材の該回転部材との接触面における摩耗状態を診断する診断手段と
を備えたことを特徴とする、請求項１〜８の何れか１項に油圧ポンプの診断装置。
【請求項１０】
該油圧ポンプは、該収容部材内における該油室外部の作動油を該収容部材外へ排出するためのドレンポートを有し、
該内圧把握手段は、該ドレンポートから排出される作動油の圧力をドレン圧として検出するドレン圧検出手段を有するとともに、該ドレン圧の大きさに基づいて該内部圧力を把握する
ことを特徴とする、請求項９記載の油圧ポンプの診断装置。
【請求項１１】
該診断手段は、該吐出圧が予め設定された第１所定圧以上であり、且つ、該内部圧力が該吐出圧に応じて算出される第２所定圧以上であるときに、該弁部材の摩耗量が大きいと診断する
ことを特徴とする、請求項９又は１０記載の油圧ポンプの診断装置。
【請求項１２】
該診断手段は、該吐出圧の変動量に対する該内部圧力の変動量の比が予め設定された所定範囲内にない場合に、該弁部材の摩耗量が大きいと診断する
ことを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の油圧ポンプの診断装置。
【請求項１３】
駆動軸によって回転駆動される回転部材と、該駆動軸に垂直な平面に対し所定の傾転角を保持しうるように配設される斜板と、該回転部材に凹設された油室に嵌挿されて該回転部材と共に回転駆動されるとともに一端部を該斜板に支持されて該油室内を該駆動軸方向へ摺動可能に設けられる摺動部材と、該摺動部材によって該油室から吐出される作動油の圧力及び該油圧ポンプへ要求されている出力の大きさに応じて該斜板の該傾転角を調節する傾転角調節部材と、を有する油圧ポンプを診断する方法であって、
該油圧ポンプから吐出される該作動油の吐出圧を検出し、
該油圧ポンプへ要求されている出力の大きさを検出し、
該油圧ポンプから吐出される作動油量を検出して、
該吐出圧，該出力の大きさ及び該作動油量に基づいて該傾転角調節部材の状態を診断する
ことを特徴とする、油圧ポンプの診断方法。
【請求項１４】
駆動軸によって回転駆動される回転部材と、該駆動軸に垂直な平面に対し所定の傾転角を保持しうるように配設される斜板と、該回転部材に凹設された油室に嵌挿されて該回転部材と共に回転駆動されるとともに一端部を該斜板に支持されて該油室内を該駆動軸方向へ摺動可能に設けられる摺動部材と、該摺動部材によって該油室から吐出される作動油の圧力及び該油圧ポンプへ要求されている出力の大きさに応じて該斜板の該傾転角を調節する傾転角調節部材と、該回転部材及び該摺動部材を収容する収容部材と、該回転部材に隣接して設けられ該摺動部材の摺動により該油室から吐出される作動油の流路を開放又は閉塞する弁部材と、を有する油圧ポンプを診断する方法であって、
該油圧ポンプから吐出される該作動油の吐出圧を検出し、該油圧ポンプへ要求されている出力の大きさを検出し、該油圧ポンプから吐出される作動油量を検出するとともに、該収容部材の内部圧力を把握し、
該内部圧力及び該吐出圧に基づいて、該弁部材の該回転部材との接触面における摩耗状態を診断し、
その後、該吐出圧，該出力の大きさ及び該作動油量に基づいて該傾転角調節部材の状態を診断する
ことを特徴とする、油圧ポンプの診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機械に搭載される油圧ポンプに用いて好適な診断装置及び診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、油圧駆動式の作業用装置を搭載した作業機械において、油圧ポンプをはじめとする油圧機器，またそれらの制御装置の故障を診断する診断装置が開発されている。
例えば、特許文献１には、作業機械のブームやアーム，スティック等のフロント装置のそれぞれに設けられた角度センサから得られる角度情報に基づいてフロント装置と機械本体（キャブ）との干渉を防止する制御装置において、各センサ自体の故障を判定する判定手段を備えた構成が記載されている。この技術では、入力された角度情報が予め設定された所定の範囲内にあるか否かによって、各センサが故障しているか否かを判定する。つまり、故障していない状態では、センサで検出される情報が予め設定された所定の作動範囲内にあることを利用して、簡便に故障を判定できるようになっている。
【０００３】
ところで、油圧ポンプの故障を診断する場合、油圧ポンプから吐出される作動油の流量や吐出圧を検出して、これらの検出情報が所定の範囲内にあるか否かを判定する方法が考えられる。この方法では、例えば、作動油の吐出圧が所定範囲内にない場合には、吐出圧を調節するための部品の故障と判定し、また、作動油の流量が所定範囲内にない場合には、流量を調節するための部品の故障と判定する。
【０００４】
また、特許文献２には、可変容量型の油圧ポンプにおいて、油圧ポンプから吐出される作動油の吐出流量及び吐出圧力を検出し、予め実稼働時に記憶されたデータに基づいて算出される目標ポンプ吐出流量理論値に対して実際の吐出流量がどの程度ずれているかを演算して、油圧ポンプの故障を判定する構成が記載されている。つまり、複数のセンサから得られる検出データから定常時におけるセンサ情報の所定範囲の閾値を学習するとともに、学習した定常時における閾値と検出データとを比較することによって、非定常的な油圧ポンプの作動状態を把握できるようになっている。
【特許文献１】特許第３５３９８１５号公報（段落００４３，００４４，図１１）
【特許文献２】特開２００２−２４２８４９号公報（段落００７１〜００７３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、油圧ポンプの場合、各構成部品の故障判定が別の構成部品の故障に起因する場合がある。
例えば、シリンダ内の作動油をピストンやプランジャで押圧して吐出するピストン型の油圧ポンプの場合、シリンダ内外を出入りする作動油流量を制御するためのバルブプレートが摩耗すると、油圧ポンプから吐出される作動油流量が変化する。一方、容量可変型の油圧ポンプには、吐出圧の変動に対応して流量を増減制御してポンプ出力を一定に保つレギュレータが設けられているが、レギュレータの不具合によって油圧ポンプから吐出される作動油流量が変化することも考えられる。したがって、非定常的な作動油流量が検出された場合、その原因がバルブプレートの摩耗によるものなのか、それとも、レギュレータの不具合によるものなのかを判別することは困難であり、油圧ポンプのどの構成部品の故障であるかを特定することができない。
【０００６】
また、バルブプレートの摩耗による作動油流量の変動が、レギュレータの制御可能範囲内に収まっているような場合には、レギュレータによって作動油流量が調整されるおそれがあり、作動油流量の変動自体を検出できないことがある。つまり、上記のような判定方法では、真の故障部位を特定できない場合がある。
なお、各構成部品のそれぞれにセンサを設けて、各構成部品毎に診断を行う方法も考えられる。例えば、レギュレータの診断専用のセンサや、バルブプレートの診断専用のセンサを設けて、各センサ情報に基づく各構成部品の診断を個別に行う方法である。しかし、センサを増やすほど製造コストが増加するため、できるだけ実機に搭載するセンサの数や種類を増やさずに正確な診断を行いたい。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、油圧ポンプにおける故障部位を簡素な構成で特定することができるようにした、油圧ポンプの診断装置及び油圧ポンプの診断方法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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の油圧ポンプの診断装置（請求項１）は、駆動軸によって回転駆動される回転部材（例えば、バレル）と、該駆動軸に垂直な平面に対し所定の傾転角を保持しうるように配設される斜板（例えば、スワッシュプレート）と、該回転部材に凹設された油室に嵌挿されて該回転部材と共に回転駆動されるとともに一端部を該斜板に支持されて該油室内を該駆動軸方向へ摺動可能に設けられる摺動部材（例えば、ピストン）と、該摺動部材によって該油室から吐出される作動油の圧力及び該油圧ポンプへ要求されている出力の大きさに応じて該斜板の該傾転角を調節する傾転角調節部材（例えば、レギュレータ）と、を有する油圧ポンプの診断装置であって、該油圧ポンプから吐出される作動油の吐出圧を検出する吐出圧検出手段（例えば、吐出圧センサ）と、該油圧ポンプへ要求されている出力の大きさを検出する出力検出手段（例えば、ＰＳ圧センサ）と、該油圧ポンプから吐出される作動油量を検出する作動油量検出手段（例えば、制御スプールストロークセンサ）と、該吐出圧，該出力の大きさ及び該作動油量に基づいて該傾転角調節部材の状態を診断する診断手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
なお、吐出圧検出手段が検出する作動油の吐出圧とは、該油圧ポンプから実際に吐出されている作動油の圧力のことであり、また、該作動油量検出手段が検出する作動油量とは、該油圧ポンプから実際に吐出されている作動油の流量のことである。
また、該油圧ポンプは、該油圧ポンプへ要求されている出力の大きさに応じたパイロット圧（例えば、ＰＳ圧）を供給するパイロット圧供給装置を有するとともに、該傾転角調節部材は、該作動油圧及び該パイロット圧供給装置から導入されるパイロット圧の大きさに応じて該斜板を駆動し該傾転角を調節する斜板駆動部材（例えば、パワーピストンの制御スプール）を有し、該出力検出手段は、該パイロット圧の大きさを検出するとともに、該診断手段は、該パイロット圧の大きさ及び該吐出圧から該油圧ポンプが通常時に吐出する作動油の理論流量を演算し、該理論流量と該作動油量との差が所定値以上である場合に、該斜板駆動部材が固着していると診断することが好ましい（請求項２）。
【００１０】
また、該診断手段は、該油圧ポンプへ要求されている出力の大きさの変動に対する該作動油量の変動量の比が第１所定値未満である場合に、該斜板駆動部材が固着していると診断することが好ましい（請求項３）。
また、該診断手段は、該吐出圧に対して該作動油量の変動勾配が略不連続に変化する不連続点を発見しない場合に、該斜板駆動部材が固着していると診断することが好ましい（請求項４）。
【００１１】
この場合、該診断手段は、該吐出圧の変動に対する該作動油量の変動をグラフとして描き、該グラフの勾配が急激に変化する折れ点を有していない場合に、該斜板駆動部材が固着していると診断することが好ましい（請求項５）。
また、該作動油量検出手段は、該斜板の傾転角を検出する斜板センサを有し、該傾転角に基づいて該油圧ポンプから実際に吐出されている作動油量を算出することが好ましい（請求項６）。
【００１２】
また、該油圧ポンプと、該油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動される作業用シリンダとを搭載した作業機械における油圧ポンプの診断装置であって、該作動油量検出手段は、該作業用シリンダへ供給される作動油流量を算出することが好ましい（請求項７）。
この場合、該作業用シリンダは、該作業機械の作業用装置（例えば、ブーム，スティック，バケット等）を駆動する油圧シリンダであって、該作業用装置の水平面に対する傾斜角を検出する傾斜センサを備え、該作動油量検出手段は、該傾斜センサで検出された該傾斜角の時間微分値に基づいて該油圧シリンダへ供給される作動油流量を算出することが好ましい（請求項８）。
【００１３】
また、該油圧ポンプは、該回転部材及び該摺動部材を収容する収容部材（例えば、ケース）と、該回転部材に隣接して設けられ該摺動部材の摺動により該油室から吐出される作動油の流路を開放又は閉塞する弁部材（例えば、バルブプレート）と、を有し、該収容部材の内部圧力を把握する内圧把握手段と、該内部圧力及び該吐出圧に基づいて、該弁部材の該回転部材との接触面における摩耗状態を診断する診断手段とを備えることが好ましい（請求項９）。
【００１４】
また、該油圧ポンプは、該収容部材内における該油室外部の作動油を該収容部材外へ排出するためのドレンポートを有し、該内圧把握手段は、該ドレンポートから排出される作動油の圧力をドレン圧として検出するドレン圧検出手段を有するとともに、該ドレン圧の大きさに基づいて該内部圧力を把握することが好ましい（請求項１０）。
また、該診断手段は、該吐出圧が予め設定された第１所定圧以上であり、且つ、該内部圧力が該吐出圧に応じて算出される第２所定圧以上であるときに、該弁部材の摩耗量が大きいと診断することが好ましい（請求項１１）。
【００１５】
また、該診断手段は、該吐出圧の変動量に対する該内部圧力の変動量の比が予め設定された所定範囲内にない場合に、該弁部材の摩耗量が大きいと診断することが好ましい（請求項１２）。
また、本発明の油圧ポンプの診断方法（請求項１３）は、駆動軸によって回転駆動される回転部材と、該駆動軸に垂直な平面に対し所定の傾転角を保持しうるように配設される斜板と、該回転部材に凹設された油室に嵌挿されて該回転部材と共に回転駆動されるとともに一端部を該斜板に支持されて該油室内を該駆動軸方向へ摺動可能に設けられる摺動部材と、該摺動部材によって該油室から吐出される作動油の圧力及び該油圧ポンプへ要求されている出力の大きさに応じて該斜板の該傾転角を調節する傾転角調節部材と、を有する油圧ポンプを診断する方法であって、該油圧ポンプから吐出される該作動油の吐出圧を検出し、該油圧ポンプへ要求されている出力の大きさを検出し、該油圧ポンプから吐出される作動油量を検出して、該吐出圧，該出力の大きさ及び該作動油量に基づいて該傾転角調節部材の状態を診断することを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の油圧ポンプの診断方法（請求項１４）は、駆動軸によって回転駆動される回転部材と、該駆動軸に垂直な平面に対し所定の傾転角を保持しうるように配設される斜板と、該回転部材に凹設された油室に嵌挿されて該回転部材と共に回転駆動されるとともに一端部を該斜板に支持されて該油室内を該駆動軸方向へ摺動可能に設けられる摺動部材と、該摺動部材によって該油室から吐出される作動油の圧力及び該油圧ポンプへ要求されている出力の大きさに応じて該斜板の該傾転角を調節する傾転角調節部材と、該回転部材及び該摺動部材を収容する収容部材と、該回転部材に隣接して設けられ該摺動部材の摺動により該油室から吐出される作動油の流路を開放又は閉塞する弁部材と、を有する油圧ポンプを診断する方法であって、該油圧ポンプから吐出される該作動油の吐出圧を検出し、該油圧ポンプへ要求されている出力の大きさを検出し、該油圧ポンプから吐出される作動油量を検出するとともに、該収容部材の内部圧力を把握し、次に、該内部圧力及び該吐出圧に基づいて、該弁部材の該回転部材との接触面における摩耗状態を診断し、その後、該吐出圧，該出力の大きさ及び該作動油量に基づいて該傾転角調節部材の状態を診断することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の油圧ポンプの診断装置及び油圧ポンプの診断方法（請求項１，１３）によれば、作動油圧，ポンプ出力の大きさ及び作動油量に基づく診断により、傾転角調節部材の状態を正確に診断することができる。
また、このような診断によって、油圧ポンプの故障部位が傾転角調節部材であるかそれ以外であるかを特定することができる。
【００１８】
また、本発明の油圧ポンプの診断装置（請求項２）によれば、パイロット圧を検出することによって、油圧ポンプに要求されている出力の大きさを正確に把握することができる。また、このような診断によって、斜板駆動部材の固着状態を診断することができる。また、演算された理論流量と実際の作動油量とを比較することでこのような診断を行うため、診断のための学習を行う必要がない。
【００１９】
また、本発明の油圧ポンプの診断装置（請求項３）によれば、作動油圧の変動のない状態において、斜板駆動部材の固着状態を診断することができる。また、油圧ポンプへ要求されている出力の大きさを変動させることで、作動油量の変動量を容易に観察することができる。
また、本発明の油圧ポンプの診断装置（請求項４）によれば、油圧ポンプの出力変動のない状態において、斜板駆動部材の固着状態を診断することができる。
【００２０】
また、本発明の油圧ポンプの診断装置（請求項５）によれば、油圧ポンプから吐出される作動油圧及び作動油量の特性を利用して、容易に斜板駆動部材の固着状態を診断することができる。
また、本発明の油圧ポンプの診断装置（請求項６）によれば、斜板センサを用いることで、容易に油圧ポンプから実際に吐出される作動油量を把握することができる。
【００２１】
また、本発明の油圧ポンプの診断装置（請求項７）によれば、作業用シリンダの駆動状態において、油圧ポンプから吐出される作動油量を把握することができる。つまり、作業中であっても診断を実施することができる。
また、本発明の油圧ポンプの診断装置（請求項８）によれば、傾斜センサを利用して、作業用シリンダへ供給される作動油量を正確に把握することができる。
【００２２】
また、本発明の油圧ポンプの診断装置（請求項９）によれば、内部圧力と吐出圧とに基づく診断により、弁部材の回転部材との接触面の摩耗状態を正確に診断することができる。これにより、弁部材の摩耗を早期に発見することができる。
また、例えば、油圧ポンプから吐出される作動油流量や吐出圧の検出値から、油圧ポンプの故障が診断された場合、上記の診断によって、油圧ポンプの故障部位が弁部材であるかそれ以外であるかを特定することができる。
【００２３】
また、本発明の油圧ポンプの診断装置（請求項１０）によれば、油圧ポンプのドレンポートを利用して、容易に収容部材の内部圧力を把握することができる。
また、本発明の油圧ポンプの診断装置（請求項１１）によれば、弁部材の摩耗の促進に対して顕著に内部圧力が増加して観察される領域における、その内部圧力の大きさに基づいて、弁部材の摩耗状態を診断することができる。これにより、診断結果の信頼性を向上させることができる。
【００２４】
また、本発明の油圧ポンプの診断装置（請求項１２）によれば、油圧ポンプの吐出圧の変動特性及び収容部材の内部圧力の変動特性を利用して、弁部材の摩耗状態を診断することができる。これにより、診断を容易に行うことができる。
また、本発明の油圧ポンプの診断方法（請求項１４）によれば、油圧ポンプの診断過程において、故障部位が斜板駆動部材又は弁部材である場合に、それを特定することができる。また、内部圧力及び吐出圧に基づく診断を先に行うため、弁部材の摩耗及び斜板駆動装置の固着を正確に診断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面により、本発明の実施形態について説明する。
［第１実施形態］
図１〜図１２は、本発明の第１実施形態としての油圧ポンプの診断装置を示すものであり、図１は本診断装置の構成を示すブロック図、図２は本診断装置が適用された油圧ポンプの構成を示す側面，断面図、図３は図２のＡ矢視図、図４はメインポンプの構成を示す図２のＢ−Ｂ断面図、図５は図２の油圧ポンプにおけるバルブプレートの部品図、図６はレギュレータの構成を示す図２のＣ−Ｃ断面図、図７〜９は本診断装置の制御内容を示すフローチャート、図１０は制御スプールの診断制御にかかるブロック図、図１１は図２の油圧ポンプにおける吐出圧とケース内部圧力との関係を示すグラフ、図１２は通常時における油圧ポンプの吐出圧及び作動油圧の対応関係を示すグラフである。
【００２６】
［機械的構成］
本診断装置は、図２，図３に示す油圧ポンプ１０に適用される。この油圧ポンプ１０は、第１メインポンプ３０，第２メインポンプ４０及びレギュレータ（傾転角調節部材）２０を備えて構成される。第１メインポンプ３０及び第２メインポンプ４０は、図示しないエンジンに駆動されて高圧の作動油を吐出するピストン式のポンプである。図２において、第１メインポンプ３０の断面図を図中左半分に示し、第２メインポンプ４０の側面図を図中右半分に示す。
【００２７】
第１メインポンプ３０は、エンジンの駆動軸１２に直接連結される。一方、第２メインポンプ４０は、第１メインポンプ３０に並設され、ギヤ２３を介してエンジンに駆動される。第１メインポンプ３０及び第２メインポンプ４０は、図示しない作動油タンクから作動油の供給を受け、その作動油を加圧して吐出し、油圧回路内へ流通させるようになっており、ともに略同様の内部構造を有している。
【００２８】
続いて、図２を用いて、第１メインポンプ３０の内部構造を説明する。第１メインポンプ３０は、バレル（回転部材）１１，ピストン（摺動部材）１４，バルブプレート（弁部材）１６，スワッシュプレート（斜板）１８及びケース（収容部材）１５を備えて構成される。
ケース１５は、内部にその他の部品を収容する。エンジンの駆動軸１２は、ベアリング２６を介してケース１５の内部に挿通されている。
【００２９】
バレル１１は、エンジンの駆動軸１２の外周面にスプラインを介して嵌合する。これにより、バレル１１は駆動軸１２によって回転駆動される。また、バレル１１には、凹設された複数のシリンダ室（油室）１３が形成されている。このシリンダ室１３は、駆動軸１２の軸方向に沿って形成された筒状の空間であり、駆動軸１２を中心とした周囲に周方向へ等間隔に配置されている。なお、図２に示すように、シリンダ室１３の上端側は、上方からピストン１４を挿通できるように開放されている。また、シリンダ室１３の下端側には、シリンダ室１３の内部へ作動油を吸い込み、或いは吐き出すための流路が形成されている。
【００３０】
バルブプレート１６は、バレル１１の下面に隣接するようにケース１５に固設され、シリンダ室１２から吐出される作動油の流路を開放又は閉塞する弁部材である。このバルブプレート１６は、図５に示すように、円盤状の形状をなしており、中央部には駆動軸１２を挿通するための中央孔１６ｃが形成されている。また、中央孔１６ｃの中心を通る線でバルブプレート１６を上下方向へ分割したときの図５における上半分側には、中央孔１６ｃの周囲において弧を描くように周方向へ延設された長孔１６ａが形成されており、一方、下半分側には、周方向へ等間隔に穿設された複数の円形の小孔１６ｂが形成されている。
【００３１】
ピストン１４は、バレル１１の各シリンダ室１３内部に摺動可能に嵌装されて、バレル１１に対し出没自在に設けられる。また、各ピストン１４の頭部１４ａは略球状に形成され、リテーナ１７によって保持されている。
スワッシュプレート１８は、駆動軸１２に垂直な平面に対して所定の傾転角θ（傾斜角ともいう）を保持しうるように配設された円盤状の部材である。スワッシュプレート１８の傾転角θは、後述するレギュレータ２０によって制御される。また、スワッシュプレート１８には、リテーナ１７を駆動軸１２の周方向へ滑動自在に支持する摺動面が形成されている。バレル１１が駆動軸１２とともに回転駆動されると、リテーナ１７はピストン１４の頭部１４ａを保持した状態で、スワッシュプレート１８の摺動面上を滑動する。
【００３２】
これにより、ピストン１４の頭部１４ａが、スワッシュプレート１８の傾転角θに応じて駆動軸１２の軸方向へ移動することになり、ピストン１４はシリンダ室１３内を往復摺動するようになっている。なお、傾転角θが大きい（ただし、０＜θ＜π／２）ほど、ピストン１４の往復摺動距離（すなわち、往復ストローク）が大きくなり、傾転角θが小さいほど、往復摺動距離が小さくなる。
【００３３】
一方、駆動軸１２の回転によって、バレル１１の下面とバルブプレート１６とが当接した状態で摺動する。これにより、シリンダ室１３の内部へ作動油を吸い込み、或いは吐き出すための流路が、バルブプレート１６によって開閉されることになる。例えば、シリンダ室１３の下端がバルブプレート１６の長孔１６ａ又は小孔１６ｂと重なった状態では、シリンダ室１３と流路とが連通され、シリンダ室１３の下端が長孔１６ａ及び小孔１６ｂと重なっていない状態では、シリンダ室１３が流路に対し閉鎖されることになる。
【００３４】
なお、本実施形態では、ピストン１４の往復摺動のうち、ピストン１４がシリンダ室１３に対して伸張方向へ移動するときに、シリンダ室１３の下端が長孔１６ａと重なっている状態となり、作動油がシリンダ室１３の内部へ吸い込まれるようになっている。また、ピストン１４がシリンダ室１３に対して縮小方向へ移動するときに、シリンダ室１３の下端が小孔１６ｂと断続的に重なる状態となり、作動油がシリンダ室１３から吐出されるようになっている。
【００３５】
図４に示すように、ケース１５内部におけるバルブプレート１６の下方には、作動油の流路として、流入ライン２４及び吐出ライン２５が形成されている。各シリンダ室１３へ吸い込まれる作動油は、流入ライン２４から供給され、また、シリンダ室１３から吐出される作動油は、吐出ライン２５を通って吐出ポート２２から油圧ポンプ１０の外部へ吐出される。なお、図２に示すように、吐出ポート２２よりも下流側の配管系路上には、油圧ポンプ１０から吐出される作動油の吐出圧Ｐaを検出する吐出圧センサ（吐出圧検出手段）１が取り付けられる。なお、ここで検出された吐出圧Ｐaは、後述するコントローラ３へ入力される。
【００３６】
また、油圧ポンプ１０の側面には、ケース１５内におけるシリンダ室１３の外部の作動油を油圧ポンプ１０の外へ排出するためのドレンポート２１が設けられている。ドレンポート２１は、ケース１５内においてピストン１４とシリンダ室１３との摺動面を潤滑しながらシリンダ室１３の外部へ漏洩した作動油等をケース１５の外部へ排出して作動油タンクへ戻すためのポートである。なお、ドレンポート２１の下流側の配管経路上には、ドレンポート２１から排出される作動油の圧力（ドレン圧）Ｐbを検出するケース内圧センサ（内圧把握手段，ドレン圧検出手段）２が設けられている。なお、ケース圧センサ２は、ドレンポートから排出される作動油のドレン圧をケース１５の内部圧力として検出しており、ここではドレン圧がケース内圧（ケース１５の内部圧力）とみなされている。また、ここで検出されたケース内圧Ｐbは、後述するコントローラ３へ入力されるようになっている。
【００３７】
第１メインポンプ３０及び第２メインポンプ４０のそれぞれには、レギュレータ２０が１つずつ併設されている。レギュレータ２０は、各ポンプ３０，４０から吐出される作動油の流量を制御するための装置である。
図６に示すように、レギュレータ２０は、内部にパワーピストン１９，制御スプール２７及びストロークセンサ５を備えて構成される。パワーピストン１９は、図２に示すように、傾転ピン１９ａを介してスワッシュプレート１８に連結され、制御スプール２７の動作に連動して図２，図６中上下方向へ摺動可能に設けられる。また、制御スプール２７は、その上下両端部をスプリング２８によって支持されて通路２９内に収容される。
【００３８】
この制御スプール２７は、図２に示すＰＳポート３１からレギュレータ２０内へ導入されるパイロット圧（ＰＳ圧）Ｐc及び各ポンプ３０，４０から吐出される作動油の吐出圧Ｐaを受けて通路２９内を摺動し、各圧力の大きさに応じた位置を保持する。吐出圧Ｐaは、制御スプール２７を図６中上方向へ押し上げるように作用し、一方、ＰＳ圧Ｐcは、制御スプールを図６中下方向へ押し下げるように作用する。
【００３９】
なお、レギュレータ２０内へ導入されるＰＳ圧Ｐcの大きさは、油圧ポンプ１０へ要求されている出力の大きさに対応しており、エンジンの目標回転数を設定するエンジンダイヤルスイッチの操作位置や各種油圧アクチュエータの作動量を設定する操作レバーの操作量等に応じて、油圧ポンプ１０へ要求される出力の大きさが設定されている。
まず、レギュレータ２０内へ導入される吐出圧Ｐaが低下すると、制御スプール２７が図６中下方向へ摺動し、これに連動してパワーピストン１９が図２中下方向へ移動すると、スワッシュプレート１８の一端部がバレル１１に近接する方向へ移動して傾転角θが大きくなり、油圧ポンプ１０から吐出される作動油量Ｑが増大する。また、レギュレータ２０内へ導入される吐出圧Ｐaが上昇すると、制御スプール２７が図６中上方向へ摺動するとともにパワーピストン１９が図２中上方向へ移動し、スワッシュプレート１８の一端部がバレル１１から離隔する方向へ移動して傾転角θが小さくなり、作動油量Ｑが減少する。
【００４０】
一方、レギュレータ２０内へ導入されるＰＳ圧Ｐcが高い場合には、制御スプール２７が図６中下方向へ押し下げられやすく（下方向へストロークしやすく）なり、スワッシュプレート１８の傾転角θが大きくなりやすく、すなわち、作動油量Ｑが増大しやすくなる。逆に、ＰＳ圧Ｐcが低い場合には、制御スプール２７が図６中上方向へ押し上げられやすく（上方向へストロークしやすく）なり、スワッシュプレート１８の傾転角θが小さくなりやすく、すなわち、作動油量Ｑが減少しやすくなる。
【００４１】
このように、レギュレータ２０は、吐出圧Ｐa及びＰＳ圧Ｐcに応じてスワッシュプレート１８の傾転角θを調節することで、油圧ポンプ１０から吐出される作動油量Ｑを増減させ、ポンプ出力がＰＳ圧Ｐcに応じた所定値に保たれるようにＰ−Ｑ制御を実施する。なお、本油圧ポンプ１０における通常時の吐出圧Ｐa，作動油量Ｑ及びＰＳ圧Ｐcの対応グラフを図１２に示す。このグラフは、一般に、Ｐ−Ｑ線図と呼ばれる。
【００４２】
また、レギュレータ２０内部には、制御スプール２７の摺動ストロークＬを検出するストロークセンサ（作動油量検出手段）５が設けられ、また、ＰＳポート３１の上流側には、レギュレータ２０へ導入されるＰＳ圧Ｐcの大きさを検出するＰＳ圧センサ（出力検出手段）６が設けられている。摺動ストロークＬとは、スプリング２８の付勢力，吐出圧Ｐa及びＰＳ圧Ｐcに応じて通路２９内を摺動する制御スプール２７の実際の位置を表し、スワッシュプレート１８の傾転角θに対応するパラメータである。ストロークセンサ５で検出された制御スプール２７の摺動ストロークＬ、及び、ＰＳ圧センサ６で検出されたＰＳ圧Ｐcは、コントローラ３へ入力されるようになっている。
【００４３】
［診断構成］
図１に示すように、本油圧ポンプ１０の診断装置は、吐出圧センサ１，ケース圧センサ２，ストロークセンサ５，ＰＳ圧センサ６，コントローラ（診断手段）３及びモニタパネル４を備えて構成される。前述の通り、吐出圧センサ１及びケース圧センサ２は、それぞれ、油圧ポート２２から吐出される作動油の吐出圧Ｐa及びドレンポート２１からドレン排出される作動油のケース内圧Ｐbを検出するセンサである。また、ストロークセンサ５はレギュレータ２０の制御スプール２７の摺動ストロークＬを検出するセンサであり、ＰＳ圧センサ６はＰＳ圧Ｐcを検出するセンサである。
【００４４】
モニタパネル４は本診断装置における診断結果を表示するための装置であり、ここでは、油圧ポンプ１０が搭載される作業機械のキャブ内に設けられている。
コントローラ３は、制御ブロックとして診断部３ａ，診断結果表示部３ｂ及び記憶部３ｃを備える。まず、記憶部３ｃは、第１所定圧Ｐa0及び関数ｆを記憶している。第１所定圧Ｐa0とは、吐出圧Ｐaがバルブプレート１６の摩耗を診断可能な領域にあるか否かを判定するための閾値である。また、関数ｆとは、ケース内圧Ｐbがバルブプレート１６の摩耗状態に対応した値であるか否かを判定するための閾値としての第２所定圧Ｐb0を定めるものであり、吐出圧Ｐaに対する関数〔Ｐb0＝ｆ（Ｐa）〕である。
【００４５】
ここで、第１所定圧Ｐa0及び関数ｆの設定について、図１１に示す試験結果を用いて説明する。
バルブプレート１６の摩耗がない場合、油圧ポンプ１０から吐出される吐出圧Ｐaとケース内圧Ｐbとの関係をグラフで示すと、図１１に太実線で示すようになる。つまり、吐出圧Ｐaの増大に対し略比例してケース内圧Ｐbが上昇するが、その上昇割合は緩やかである。一方、バルブプレート１６の表面が摩耗した状態になると、図１１に破線，一点鎖線及び二点鎖線で示すように、吐出圧Ｐaの増大に対するケース内圧Ｐbの上昇割合が大きくなる。
【００４６】
また、バルブプレート１６の摩耗状態に着目すると、図１１中に破線で示すグラフよりも一点鎖線で示すグラフの方がケース内圧Ｐbの勾配が大きくなり、二点鎖線で示すグラフになると、さらに勾配が大きくなっている。つまり、摩耗が進行するほど、ケース内圧Ｐbの上昇割合が大きくなることがわかる。これは、油圧ポンプ１０の作動時には、バルブプレート１６とバレル１１とが常時摺動しているため、バルブプレート１６の表面摩耗により、摺動面に沿った方向へ作動油が流れ、ケース１５内におけるシリンダ室１３の外部へその作動油が流出して、ケース内圧Ｐbが上昇しやすくなるものと考えられる。このように、吐出圧Ｐaとケース内圧Ｐbとの対応関係は、バルブプレート１６の摩耗の進行度合いに応じて変動するものであることがわかる。
【００４７】
なお、図１１において、吐出圧Ｐaが低圧の状態では、太実線で示されるグラフよりも破線，一点鎖線及び二点鎖線で示されるグラフの方がケース内圧Ｐbが低くなっている。この現象の原因は未解明であるが、その一因として、バルブプレート１６の摩耗によるケース１５自体の液密性の低下が考えられる。つまり、吐出圧Ｐaが低圧の状態では、ケース内圧Ｐbが上がりにくくなるものと推測される。
【００４８】
また、図１１中における太実線の上下に描かれた細実線は、センサの検出誤差等を見込んだ太実線のグラフの変動幅を示している。
以上のような試験結果に基づき、第１所定圧Ｐa0及び関数ｆは、バルブプレート１６の摩耗状態（摩耗の進行度合い）にかかわらずバルブプレート１６が摩耗していることを診断可能な領域の閾値として、図１１に示すように設定される。すなわち、細実線で示された、バルブプレート１６の摩耗がない場合における吐出圧−ケース内圧の変動幅のうちの大きい方が関数ｆとして設定されると共に、関数ｆのグラフ（ここでは、上側の細実線）よりも、摩耗が進行した（ここでは、摩耗の進行度合いが小）バルブプレート１６における吐出圧−ケース内圧グラフが大きくなる点の吐出圧Ｐaが第１所定圧Ｐa0に設定される。
【００４９】
また、記憶部３ｃには、図１２に示すようなＰ−Ｑ線図が記憶されている。なお、図１２には３種類のＰＳ圧Ｐcに対応したＰ−Ｑ線図が示されているが、実際にはより多くのＰＳ圧Ｐcの大きさに対応する複数のＰ−Ｑ線図が記憶されている。また、ここで記憶されている各Ｐ−Ｑ線図に対応するＰＳ圧Ｐcの範囲は、油圧ポンプ１０へ要求されうる出力の大きさに対応したＰＳ圧Ｐcの取り得る範囲全体と同一あるいはそれよりも広い範囲となっている。
診断部３ａは、各センサ１，２，５，６から入力された吐出圧Ｐa，ケース内圧Ｐb，摺動ストロークＬ及びＰＳ圧Ｐcに応じて、油圧ポンプ１０の診断を行う。
【００５０】
［１］バルブプレート１６の診断
まず、診断部３ａは、各センサ１，２から入力された吐出圧Ｐa及びケース内圧Ｐbと第１所定圧Ｐa0及び関数ｆによって定められる第２所定圧Ｐb0とを比較して、バルブプレート１６の診断を行う。
【００５１】
吐出圧Ｐaが第１所定圧Ｐa0未満の場合には、診断が行える範囲に検出データがないため、バルブプレート１６の診断を行わない。一方、吐出圧Ｐaが第１所定圧Ｐa0以上の場合には、バルブプレート１６の摩耗状態の診断を開始し、ケース内圧Ｐbと第２所定圧Ｐb0とを比較する。
ここで、ケース内圧Ｐbが第２所定圧Ｐb0未満の場合には、バルブプレート１６が摩耗していない（摩耗の進行度合いがごく軽微である）と判断する。一方、ケース内圧Ｐbが第２所定圧Ｐb0以上の場合には、バルブプレート１６が摩耗している（ここでは、摩耗の進行度合いが小の状態よりも進行している）と判断する。
【００５２】
つまりここでは、油圧ポンプ１０の吐出圧Ｐa及びポート内圧Ｐbが、図１１のグラフ上において、Ｐa≧Ｐa0且つＰb0＝ｆ（Ｐa）のグラフよりも上側にある場合には、バルブプレート１６が摩耗していると判断し、Ｐa≧Ｐa0且つＰb0＝ｆ（Ｐa）のグラフよりも下側にある場合には、バルブプレート１６が摩耗していないと判断する。
なお、吐出圧Ｐaが第１所定圧Ｐa0未満であってバルブプレート１６の診断を行わない場合には、診断結果表示部３ｂがモニタパネル４へその旨（例えば、「リリーフをしてください」）を表示して、油圧ポンプ１０の吐出圧Ｐaをより大きくするようなオペレータ操作を促すようになっている。
【００５３】
［２］制御スプール２７の診断
次に、診断部３ａは、吐出圧Ｐa及びＰＳ圧Ｐcから理論流量Ｑcを算出するとともに、摺動ストロークＬから実流量Ｑaを算出し、理論流量と実流量とを比較して制御スプール２７の診断を行う。
図１０に示すように、診断部３ａは、記憶部３ｃに記憶されたＰ−Ｑ線図のうち、入力されたＰＳ圧Ｐcに対応するＰ−Ｑ線図を読み出すとともに、入力された吐出圧Ｐaに対応する作動油量を理論流量Ｑcとして算出する。つまりここでは、通常時の油圧ポンプ１０において、吐出圧Ｐa及びＰＳ圧Ｐcから推定される作動油流量の理論値が算出される。
【００５４】
一方、診断部３ａは、入力された制御スプール２７の摺動ストロークＬに対応するスワッシュプレート１８の傾転角θを算出し、この傾転角θ及びバレル１１の回転数に基づいて、実際に油圧ポンプ１０から吐出される作動油の実流量Ｑaを算出する。つまりここでは、スワッシュプレート１８の傾転角θに基づいて油圧ポンプから吐出される作動油量Ｑaが算出される。なお、本実施形態では図示を省略しているが、本診断装置にはバレル１１と同一回転数のエンジン回転数が入力されて、実流量Ｑaの演算に参照されるようになっている。
【００５５】
そして診断部３ａは、理論流量Ｑcと実流量Ｑaとの差｜Ｑa−Ｑc｜が所定値Ｑb以上である場合に、制御スプール２７が通路２９内で固着していると判断し、一方、差｜Ｑa−Ｑc｜が所定値Ｑb未満である場合に、制御スプール２７が固着していない（すなわち、通常の作動状態にある）と判断する。
つまりここでは、実流量Ｑaが、図１２に破線で示す、理論流量Ｑcに対して所定値Ｑbの誤差を見込んだ範囲内にある場合には制御スプール２７が固着していないと判断し、この範囲から外れている場合には制御スプール２７が固着していると判断する。
診断結果表示部３ｂは、診断部３ａにおける上記のような各判断結果を受けて、それをモニタパネル４へ表示するよう機能する。
【００５６】
［フローチャート］
図７〜図９を用いて本診断装置の制御内容を説明する。まず、図７に示すフローチャートはメインフローであり、コントローラ３内において所定周期で繰り返し実行されている。また、図８，図９に示すフローチャートは、図７に示すフローチャートのサブルーチンとして適宜呼び出され、実行される。なお、図８のフローをバルブプレートの診断フロー，図９のフローを制御スプールの診断フローと呼ぶ。
【００５７】
［１］メインフロー
図７に示すように、ステップＡ１０では、診断部３ａにおいて、バルブプレートの診断フローが実施され、続くステップＡ２０ではフラグＦAの値がＦA＝１であるか否かが判定される。
フラグＦAとは、バルブプレート１６の摩耗状態を示すフラグであり、後述するバルブプレートの診断フローで設定される。なお、フラグＦAの取り得る値とその意味は以下の通りである。
【００５８】
ＦA＝０：摩耗状態を診断しない状態
ＦA＝１：摩耗していない（摩耗の進行度合いがごく軽微である）状態
ＦA＝２：摩耗している（摩耗の進行度合いが小の状態よりも進行している）状態
このステップＡ２０で、ＦA≠１の場合にはステップＡ３０へ進み、ＦA＝１の場合にはステップＡ６０へ進む。
【００５９】
ステップＡ３０では、フラグＦAの値がＦA＝２であるか否かが判定される。ここで、ＦA≠２の場合には、ＦA＝０であることになり、ステップＡ５０へ進む。一方、ＦA＝２の場合にはステップＡ４０へ進む。
ステップＡ４０では、診断結果表示部３ｃにおいて、バルブプレート１６が摩耗していることを示す表示がなされる。また、ステップＡ５０では、バルブプレート１６の摩耗状態の診断がなされず、診断結果表示部３ｂにおいて「リリーフをしてください」とモニタパネル４へ表示されるとともに、ステップＡ６０へ進む。
【００６０】
ステップＡ６０では、診断部３ａにおいて、制御スプールの診断フローが実施され、続くステップＡ７０でフラグＦBの値がＦB＝１であるか否かが判定される。
フラグＦBとは、制御スプール２７の固着状態を示すフラグであり、後述する制御スプールの診断フローで設定される。なお、フラグＦBの取り得る値とその意味は以下の通りである。
【００６１】
ＦB＝０：制御スプール２７が通路２９内で固着している状態
ＦB＝１：制御スプール２７が通路２９内で固着していない状態
このステップＡ７０で、フラグＦBの値がＦB≠１の場合にはステップＡ８０へ進み、ＦB＝１の場合にはステップＡ９０へ進む。
ステップＡ８０では、診断結果表示部３ｃにおいて、制御スプール２７が固着していることを示す表示がなされる。一方、ステップＡ９０では、油圧ポンプ１０の診断を続行するか否かが判定される。
【００６２】
なお、油圧ポンプ１０の診断を続行する，あるいは終了する条件は任意であるが、例えば本油圧ポンプ１０を搭載した作業機械のキャブ内に、診断の実施又は終了用のスイッチを設けることが考えられる。この場合、ステップＡ９０では、スイッチからの信号に応じて診断の続行又は終了が判定される。
診断を続行する場合にはステップＡ１０へ戻って上記制御を繰り返し、また、診断を停止する場合にはこのフローを終了する。
【００６３】
なお、本フローチャートでは、バルブプレート１６の摩耗状態及び制御スプールの固着状態を診断する制御のみを示しており、本フローはこれで終了するようになっているが、本フローに続いて油圧ポンプ１０の他の構成部品の診断を行うフローを実行してもよい。
【００６４】
［２］バルブプレートの診断フロー
図８に示すように、ステップＢ１０では、吐出圧センサ１及びケース内圧センサ２から診断部３ａへ、吐出圧Ｐa及びケース内圧Ｐbが入力される。続くステップＢ２０では、吐出圧Ｐaが記憶部３ｃに記憶された第１所定圧Ｐa0以上（Ｐa≧Ｐa0）であるか否かが判定される。ここで、Ｐa≧Ｐa0である場合にはステップＢ４０へ進み、Ｐa＜Ｐa0である場合にはステップＢ３０へ進む。
【００６５】
ステップＢ３０では、診断が行える範囲に検出データがないため、診断部３ａにおいて、バルブプレート１６の診断が行われず、フラグＦAがＦA＝０に設定され、このフローを終了する。
つまり、吐出圧ＰaがＰa＜Ｐa0の領域では、図１１に示すように、たとえバルブプレート１６の摩耗の進行度合いが進んでいたとしても、正確に判定することが困難であるため、誤検出を避けるべく診断が行われず、条件（Ｐa≧Ｐa0）が満たされた場合にのみ診断が行われることになる。
【００６６】
なお、ここでオペレータ操作により、油圧回路内の作動油がリリーフするような操作がなされると、油圧ポンプ１０の吐出圧Ｐaが上昇することになる。そして、本フローが繰り返し実行される過程において、条件（Ｐa≧Ｐa0）が満たされた場合には、ステップＢ４０へ進むことになる。つまり、条件（Ｐa≧Ｐa0）が満たされるまでの間、診断待機の状態となる。
【００６７】
一方、ステップＢ４０では、診断部３ａにおいて、ケース内圧Ｐbが吐出圧Ｐaに対し関数ｆによって定められる第２所定圧Ｐb0以上〔Ｐb≧ｆ（Ｐa）〕であるか否かが判定される。ここで、Ｐb≧ｆ（Ｐa）である場合にはステップＢ５０へ進み、Ｐb＜ｆ（Ｐa）である場合にはステップＢ６０へ進む。
ステップＢ５０では、診断部３ａにおいて、バルブプレート１６が摩耗していると診断され、フラグＦAがＦA＝２に設定されてこのフローを終了する。一方、ステップＢ６０では、診断部３ａにおいて、バルブプレート１６が摩耗していないと診断されて、フラグＦAがＦA＝１に設定されてこのフローを終了する。
【００６８】
［３］制御スプールの診断フロー
図９に示すように、ステップＣ１０では、吐出圧センサ１，ストロークセンサ５及びＰＳ圧センサ６から診断部３ａへ、吐出圧Ｐa，摺動ストロークＬ及びＰＳ圧Ｐcが入力される。続くステップＣ２０では、診断部３ａにおいて、記憶部３ｃに記憶されたＰ−Ｑ線図のうち、入力されたＰＳ圧Ｐcに対応するＰ−Ｑ線図が読み込まれる。そしてステップＣ３０において、Ｐ−Ｑ線図及び入力された吐出圧Ｐaに基づき、通常時の油圧ポンプ１０における作動油量が理論流量Ｑcとして算出される。
【００６９】
一方、続くステップＣ４０では、診断部３ａにおいて、入力された摺動ストロークＬに対応するスワッシュプレート１８の傾転角θが算出され、傾転角θに基づいて油圧ポンプ１０から実際に吐出される作動油量が実流量Ｑaとして算出される。
ステップＣ５０では、診断部３ａにおいて、理論流量Ｑcと実流量Ｑaとの差｜Ｑa−Ｑc｜が所定値Ｑb以上であるか否かが判定される。ここで、｜Ｑa−Ｑc｜≧Ｑbである場合にはステップＣ６０へ進み、制御スプール２７が通路２９内で固着状態にあると診断され、フラグＦBがＦB＝０に設定されてこのフローを終了する。
【００７０】
一方、ステップＣ５０において、｜Ｑa−Ｑc｜＜Ｑbである場合にはステップＣ７０へ進み、制御スプール２７が通路２９内で固着状態にないと診断され、フラグＦBがＦB＝１に設定されてこのフローを終了する。
【００７１】
［効果］
このように、第１実施形態にかかる油圧ポンプ１０の診断装置によれば、吐出圧Ｐaとケース内圧Ｐbとに基づく診断によって、バルブプレート１６の摩耗状態を正確に診断することができる。これにより、バルブプレート１６の摩耗の進行度合いが大きくない場合であってもそれを診断できるようになり、バルブプレート１６の摩耗を早期に発見することができる。
【００７２】
また、このような吐出圧Ｐaとケース内圧Ｐbとの対応関係に着目した診断方法を用いることにより、油圧ポンプ１０の故障部位がバルブプレート１６である（バルブプレート１６の摩耗である）と診断することができる。つまり、本診断装置によれば、油圧ポンプ１０の故障部位がバルブプレート１６であるのか、それともバルブプレート１６以外であるのかを特定することができる。
【００７３】
また、本診断装置によれば、吐出圧Ｐa，摺動ストロークＬ及びＰＳ圧Ｐcに基づく診断によって、制御スプール２７の固着状態を診断することができる。また、理論流量Ｑcと実流量Ｑaとの差を算出することにより、図１２に破線で示す誤差範囲を考慮した診断が可能となり、正確に制御スプール２７の診断を行うことができる。また、検出データに基づいて常に理論流量Ｑcと実流量Ｑaとの比較を行うため、例えば、実流量Ｑaを学習するような構成が必要がない。
【００７４】
また、本診断装置によれば、バルブプレート及び制御スプールの診断フローを備えているため、油圧ポンプ１０の故障部位がバルブプレート１６であるのか、制御スプール２７であるのか、それともそれ以外の部位であるのかを特定することができる。
また、制御スプールの診断に先立ってバルブプレートの診断を実施しているため、例えば、バルブプレート１６の摩耗による作動油量Ｑaの変動が、レギュレータ２０の制御可能範囲内に収まっているような場合であっても、真の故障部位を特定することができる。
【００７５】
また、本診断装置では、制御スプール２７の摺動ストロークＬから対応するスワッシュプレート１８の傾転角θを求め、傾斜角θに基づいて油圧ポンプ１０から吐出される実流量Ｑaを算出しているため、演算が正確であり、診断の信頼性を向上させることができる。
また、診断方法について、図１１に示すような吐出圧Ｐaとケース内圧Ｐbとの対応関係を利用するにあたり、顕著にケース内圧Ｐbが増加して観察される領域で弁部材の摩耗状態を診断しているため、正確に診断することができる。
なお、本診断装置では、ドレンポート２１から排出される作動油圧をケース内圧Ｐbとして検出しているため、ケース１５の内圧を容易に把握することができる。
【００７６】
［第２実施形態］
図１３，図１４を用いて、本発明の第２実施形態としての油圧ポンプの診断装置を説明する。図１３は本診断装置における制御スプールの診断フローを示すフローチャート、図１４は制御スプール固着時における油圧ポンプ１０の吐出圧Ｐa及び作動油圧Ｑの対応関係を示すグラフである。なお、本実施形態は、第１実施形態におけるコントローラ３の診断部３ａにおける診断方法のみが異なる診断装置であり、診断部３ａにおける診断方法以外の構成は同一である。
【００７７】
本診断装置は、図１４に示す油圧ポンプ１０の特性を利用したものである。すなわち、油圧ポンプ１０において制御スプール２７が通路２９内に固着した場合には、レギュレータ２０へ導入されるＰＳ圧の大きさを変化させたとしても、油圧ポンプ１０から吐出される作動油量Ｑが略変化しない。
図１４には、制御スプール２７を３カ所の固着位置で固着した場合のそれぞれのＰ−Ｑ線図が示されているが、何れの場合であっても、ＰＳ圧の値にかかわらず、常に吐出圧Ｐaと作動油量Ｑとの関係がここに示された対応関係となる。なお、固着位置Ａとは、制御スプール２７の摺動範囲のうち、スワッシュプレート１８の傾転角θを比較的大きくする位置（例えば、図６中下方向側の位置）であり、一方、固着位置Ｃとは、傾転角θを比較的小さくする位置（例えば、図６中上方向側の位置）である。また、固着位置Ｂとは、固着位置Ａと固着位置Ｃとの中間の位置である。
【００７８】
そこで、本実施形態では、吐出圧Ｐaを保持しながらＰＳ圧を変化させる制御を実施し、作動油量Ｑが変動するか否かを観察することで、制御スプール２７の固着状態を診断するようになっている。
コントローラ３は、本診断過程において、増加するＰＳ圧Ｐcの大きさがＰc0になるまで、ＰＳ圧Ｐcを漸増させる制御を実施するようになっている。また、診断部３ａは、ＰＳ圧Ｐcの増加の前後における実流量Ｑaの変化を観察し、診断を行う。
【００７９】
具体的には、ＰＳ圧Ｐcの大きさがＰc0だけ増加したときの実流量Ｑaの変動量が、予め設定された所定値Ｑa0未満である場合には、ほとんど変化が見られないと判断して、制御スプール２７が固着状態にあると診断する。一方、実流量Ｑaの変動量がＱa0以上である場合には、制御スプール２７が固着状態にない通常の状態であると診断する。
つまり、本実施形態では、油圧ポンプ１０へ要求されている出力の大きさの変動に対する作動油量の変動量の比がＱa0／Ｐc0（第１所定値）未満である場合に、該斜板駆動部材が固着していると診断されることになる。
【００８０】
［フローチャート］
図１３に、本診断装置における制御スプールの診断フローを示す。なお、メインフロー及びバルブプレートの診断フローについては、図７，図８に示された第１実施形態におけるものと同一である。
図１３に示すように、ステップＤ１０では、カウンタｎがｎ＝１に設定される。このカウンタｎとは、ＰＳ圧Ｐc及び作動油量Ｑの変化を観察するための変数であり、ＰＳ圧Ｐcを変化させる過程において随時演算される実流量Ｑaが何サイクル目の演算結果であるかを示す値である。なお、ここでいう１サイクルとは、ｎの値が同一である一連のステップをまとめた単位フローであり、ステップＤ２０〜ステップＤ６０のステップを各１回ずつ実施する制御のことを指している。
【００８１】
続くステップＤ２０では、ストロークセンサ５及びＰＳ圧センサ６から診断部３ａへ、摺動ストロークＬ及びＰＳ圧Ｐcが入力される。そして、ステップＤ３０では、診断部３ａにおいて、入力された摺動ストロークＬに対応するスワッシュプレート１８の傾転角θが算出され、傾転角θに基づいて油圧ポンプ１０から実際に吐出される作動油量が実流量Ｑa(n)として算出される。なお、ｎ＝１の場合、実流量をＱa(1)と表記する。
【００８２】
ステップＤ４０では、診断部３ａにおいて、吐出圧を保持しながらＰＳ圧Ｐc(n)を漸増させる制御が実施される。なお、ｎ＝１の場合、ＰＳ圧をＰc(1)と表記する。
続くステップＤ５０ではカウンタｎにｎ＋１が代入される（カウンタｎに１が加算される）。そして、ステップＤ６０では、｜Ｐc(n)−Ｐc(1)｜が予め設定された所定値Ｐc0以上であるか否かが判定される。ここで、｜Ｐc(n)−Ｐc(1)｜≧Ｐc0である場合にはステップＤ７０へ進み、｜Ｐc(n)−Ｐc(1)｜＜Ｐc0である場合にはステップＤ２０へ戻って上記フローを繰り返す。
【００８３】
つまり、フローの繰り返しにより、ステップＤ３０において実流量Ｑa(n) が各サイクル毎にＱa(1)，Ｑa(2)，Ｑa(3)…と算出され、同様に、ステップＤ４０においてＰＳ圧Ｐc(n)が各サイクル毎にＰc(1)，Ｐc(2)，Ｐc(3)…と算出されることになる。そして、ステップＤ６０において、最初のサイクルのＰＳ圧Ｐc(1)と現在のサイクルのＰＳ圧Ｐc(n)との差が所定値Ｐc0以上となったときに初めて、次のフローへ進むことになる。したがって、予め設定された所定値Ｐc0が大きいほど、増加させるＰＳ圧の大きさが大きくなる。
【００８４】
ステップＤ７０では、診断部３ａにおいて、｜Ｑa(n)−Ｑa(1)｜が予め設定された所定値Ｑa0未満であるか否かが判定される。つまりこのステップでは、ＰＳ圧を所定値Ｐc0分だけ増加させたときの実流量の増加量がどれだけあるかを算出している。ここで、実流量の増加量｜Ｑa(n)−Ｑa(1)｜が所定値Ｑa0未満である場合には、ステップＤ８０へ進み、制御スプール２７が通路２９内において固着状態にあると診断され、フラグＦBがＦB＝０に設定されてこのフローを終了する。
【００８５】
一方、ステップＤ７０において、実流量の増加量｜Ｑa(n)−Ｑa(1)｜が所定値Ｑa0以上である場合には、制御スプール２７が通路２９内において固着状態にないと診断され、フラグＦBがＦB＝１に設定されてこのフローを終了する。
なお、制御スプール２７が固着している場合、吐出圧Ｐaが保持されて変化しなければ、作動油量Ｑは変化しないため、ステップＤ７０の判定にかかる所定値Ｑa0は０又は略０に近い微少値であってよい。
【００８６】
［効果］
このように、第２実施形態にかかる油圧ポンプ１０の診断装置によれば、図１４に示すような油圧ポンプ１０の特性を利用して、ＰＳ圧Ｐcの大きさを変化させた場合の実流量Ｑaの変化が殆ど見られない場合に、制御スプール２７が固着状態にあると診断することができる。
【００８７】
また、この方法は、制御スプール２７の診断において吐出圧Ｐaを使わないため、簡素な構成で実施が可能である。また、ＰＳ圧すなわちレギュレータ２０へ入力されるパイロット圧を制御することによって、容易に作動油量Ｑの変動を観察することができる。
【００８８】
［第３実施形態］
図１５，図１６を用いて、本発明の第３実施形態としての油圧ポンプの診断装置を説明する。図１５は、本診断装置における制御スプールの診断フローを示すフローチャート、図１６は制御スプール固着時における油圧ポンプの吐出圧及び作動油圧の対応関係を通常時と比較して示すグラフである。なお、本実施形態は、第１実施形態におけるコントローラ３の診断部３ａにおける診断方法のみが異なる診断装置であり、診断部３ａにおける診断方法以外の構成は同一である。
【００８９】
本診断装置は、図１６に示す油圧ポンプ１０の特性を利用したものである。すなわち、油圧ポンプ１０において制御スプール２７が通路２９内に固着していない通常時には、図１６に太実線で示すように、作動油量Ｑの変動勾配が変化する折れ点が見られる。また、この折れ点に対応する吐出圧Ｐaは、ＰＳ圧Ｐcの大きさによって変化する。しかし、
制御スプール２７が通路２９内に固着した場合には、図１６に細実線で示すように、作動油量Ｑの変動勾配が変化する折れ点が見られない。なお、このような現象は、制御スプール２７の固着位置によらず観察される。
【００９０】
そこで本実施形態では、油圧ポンプ１０から吐出される作動油の吐出圧Ｐaを変化させる制御を実施し、作動油量Ｑがどのように変動するかを観察することで、制御スプール２７の固着状態を診断するようになっている。
なおここでは、診断部３ａにおける診断の間、変化量が所定値Ｐa2以上の大きさになるまで吐出圧Ｐaを漸増させるとともに、実流量Ｑaの変動勾配（すなわち、図１６における作動油量Ｑの勾配）を算出して、変動勾配がなだらかに変化しているか否かを判定する制御が実施される。
【００９１】
また、診断部３ａは、実流量Ｑaの変動勾配Ｋ(n)を以下の式１に従って演算する。
【００９２】
【数１】
2007077832.tif 000003
【００９３】
作動油量Ｑの変動に、図１６に示すような折れ点がある場合、変動勾配Ｋ(n)の値は、折れ点を境にして急激に変化することになる。そのため、診断部３ａは、変動勾配Ｋ(n)の値に急激に変化する部分があるか、それとも、常になだらかに変化するかを判定することによって、作動油量Ｑの折れ点の有無を判定する。そして、変動勾配Ｋ(n)が略不連続に変化する不連続点を発見しない場合に、制御スプール２７が固着していると診断する。
【００９４】
［フローチャート］
図１５に、本診断装置における制御スプールの診断フローを示す。なお、メインフロー及びバルブプレートの診断フローについては、図７，図８に示された第１実施形態におけるものと同一である。
図１５に示すように、ステップＥ１０では、カウンタｎがｎ＝１に設定され、続くステップＥ２０では、吐出圧センサ１及びストロークセンサ５から診断部３ａへ、吐出圧Ｐa及び摺動ストロークＬが入力される。そして、ステップＥ３０では、診断部３ａにおいて、入力された摺動ストロークＬに対応するスワッシュプレート１８の傾転角θが算出され、傾転角θに基づいて油圧ポンプ１０から実際に吐出される作動油量が実流量Ｑa(n)として算出される。
【００９５】
ステップＥ４０では、診断部３ａにおいて、実流量の変化勾配Ｋ(n)が式１に従って演算される。
つまりこのステップでは、現在のサイクルにおける実流量Ｑa(n)と前サイクルにおける実流量Ｑa(n-1)の差を、吐出圧の変化量で割った値として変化勾配Ｋ(n)が算出される。
続くステップＥ５０では、吐出圧Ｐa(n)を漸増させる制御が実施される。なお、このステップの制御では、ＰＳ圧の制御は実施されない。これは、もしも制御スプール２７が固着状態にあれば、ＰＳ圧の増減に依らず、図１６に示すような油圧ポンプ１０の特性は不変であり、本制御への影響がないからである。つまり、ＰＳ圧については、変動させなくてもよいし、逆にＰＳ圧を変動させても（変動してしまっても）よい。そして、ステップＥ６０では、カウンタｎにｎ＋１が代入される。
【００９６】
ステップＥ７０では、｜Ｐa(n)−Ｐa(1)｜が予め設定された所定値Ｐa2以上であるか否かが判定される。ここで、｜Ｐa(n)−Ｐa(1)｜≧Ｐa2である場合には、ステップＥ８０へ進み、一方、｜Ｐa(n)−Ｐa(1)｜＜Ｐa2である場合には、ステップＥ２０へ戻って上記フローを繰り返す。
つまり、フローの繰り返しにより、ステップＥ３０において実流量Ｑa(n) が各サイクル毎にＱa(1)，Ｑa(2)，Ｑa(3)…と算出され、同様に、ステップＥ４０において変動勾配Ｋ(n)がＫ(1)，Ｋ(2)，Ｋ(3)…と算出されることになる。そして、ステップＥ７０において、最初のサイクルの吐出圧Ｐa(1)と現在のサイクルの吐出圧Ｐa(n)との差が所定値Ｐa2以上となったときに初めて、次のフローへ進むことになる。したがって、予め設定された所定値Ｐa2が大きいほど、増加させる吐出圧の大きさが大きくなる。
【００９７】
ステップＥ８０では、診断部３ａにおいて、変動勾配Ｋ(n)に不連続点が存在するか否かが判定される。つまりここでは、作動油量Ｑの変動が折れ線となるような変動勾配Ｋ(n)が検出されたか否かが判定される。
不連続点が存在する場合、作動油量Ｑの変動グラフに折れ点が見られることになり、ステップＥ９０へ進んで制御スプール２７が固着状態にないと診断され、フラグＦBがＦB＝０に設定されてこのフローを終了する。一方、不連続点が存在しない場合、つまり、変動勾配Ｋ(n)がなだらかに変化しており、作動油量Ｑの変動グラフに折れ点が見られないことになるため、ステップＥ１００へ進んで制御スプール２７が固着状態にあると診断され、フラグＦBがＦB＝１に設定されてこのフローを終了する。
【００９８】
［効果］
このように、第３実施形態にかかる油圧ポンプ１０の診断装置によれば、図１６に示すような油圧ポンプ１０の特性を利用して、吐出圧を変化させた場合の実流量Ｑaの変動勾配Ｋ(n)に不連続点が存在しない場合に、制御スプール２７が固着状態にあると診断することができる。
【００９９】
また、この方法は、ＰＳ圧Ｐcを使わないため、上記の第１，第２実施形態よりも簡素な構成で実現が可能である。また、吐出圧Ｐaを変動させることによって、容易に作動油量Ｑの変動を観察することができる。
【０１００】
［第４実施形態］
図１７，図１８を用いて、本発明の第４実施形態としての油圧ポンプの診断装置を説明する。図１７は、本診断装置における制御スプールの診断フローを示すフローチャート、図１８は、本診断装置が適用された油圧ポンプ１０を搭載する作業機械の構成を示す部分側面図である。なお、本実施形態は、第１実施形態におけるコントローラ３の診断部３ａにおける診断方法のみが異なる診断装置である。
【０１０１】
本診断装置にかかる油圧ポンプ１０は、図１８に示す作業機械に適用される。この作業機械は、作業用装置としてのブーム４１及びスティック４３を備え、ブーム４１を駆動するためのブーム油圧シリンダ４２及びスティック４３を駆動するためのスティック油圧シリンダ４４を備えている。ブーム油圧シリンダ４２及びスティック油圧シリンダ４４は、油圧ポンプ１０から吐出される作動油により作動する。また、ブーム４１には、ブーム４１自身が水平面に対してどの程度の傾斜角θBをなしているのかを検出するブーム傾斜センサ（傾斜センサ，作動油量検出手段）５ａが備えられている。なお、ブーム傾斜センサ５ａで検出された傾斜角θBは、コントローラ３の診断部３ａへ入力される。
【０１０２】
本診断装置におけるコントローラ３は、ブーム傾斜センサ５ａが検出する傾斜角θBに基づいて、油圧ポンプ１０から吐出される作動油量Ｑを算出するよう構成されている。つまり、ブーム４１のみを作動させている状態では、ブームシリンダ４２へ流入した作動油量と油圧ポンプ１０から吐出された作動油量とが等しい。したがって、傾斜角θBの変化を把握してブームシリンダ４２へ流入した作動油量を算出すれば、油圧ポンプ１０から吐出された実流量Ｑaが算出されることになる。
【０１０３】
なお、図１８において、ブーム４１とブームシリンダ４２の上端部との連結点をＰ1，ブームシリンダ４２と作業機械との連結点をＰ2，ブーム４１と作業機械との連結点をＰ3とし、点Ｐ2〜点Ｐ3間の距離をＬ1，点Ｐ1〜点Ｐ3間の距離をＬ2とおいて、点Ｐ3から各点Ｐ1，Ｐ2へ結んだ二つの直線がなす角度をθCとするとき、点Ｐ1，Ｐ2間の距離（すなわち、シリンダ長）Ｓは以下の式２のように、θCの関数として表される。
【０１０４】
【数２】
2007077832.tif 000004
【０１０５】
つまり、予めブーム４１の傾斜角θBと図１８における角度θCとの対応付けを行っておけば、ブーム４１の傾斜角θBに基づいてブームシリンダ４２のシリンダ長を把握することができる。また、傾斜角θBの単位時間あたりの変化量から、シリンダ長の単位時間あたりの変化（伸び、又は縮み）を算出することができ、ブームシリンダ４２へ流入した作動油量を算出することができ、ひいては、油圧ポンプ１０から吐出された実流量Ｑaを算出することができることになる。
【０１０６】
また、診断部３ａは、上述の第１実施形態の場合と同様に、記憶部３ｃに記憶されたＰ−Ｑ線図のうち、入力されたＰＳ圧Ｐcに対応するＰ−Ｑ線図を読み出すとともに、入力された吐出圧Ｐaに対応する作動油量を理論流量Ｑaとして算出する。
そして、理論流量Ｑcと実流量Ｑaとの差｜Ｑa−Ｑc｜が所定値Ｑd以上である場合に、制御スプール２７が通路２９内で固着していると判断し、一方、差｜Ｑa−Ｑc｜が所定値Ｑd未満である場合に、制御スプール２７が固着していない（すなわち、通常の作動状態にある）と判断する。
【０１０７】
［フローチャート］
本診断装置における制御スプールの診断フローを説明する。本診断装置では、油圧ポンプ１０から供給される作動油がブームシリンダ４２のみを駆動している状態で、以下のような制御が実施される。
図１７に示すように、ステップＦ１０では、カウンタｎがｎ＝１に設定され、続くステップＦ２０では、吐出圧センサ１，ブーム傾斜センサ５ａ及びＰＳ圧センサ６から診断部３ａへ、吐出圧Ｐa(n)，傾斜角θB(n)及びＰＳ圧Ｐc(n)が入力される。そして、ステップＦ３０では、記憶部３ｃに記憶されたＰ−Ｑ線図のうち、入力されたＰＳ圧Ｐc(n)に対応するＰ−Ｑ線図が読み込まれる。そしてステップＦ４０において、前ステップで読み込まれたＰ−Ｑ線図及び入力された吐出圧Ｐa(n)に基づき、通常時の油圧ポンプ１０における作動油量が理論流量Ｑc(n)として算出される。
【０１０８】
一方、ステップＦ５０では、傾斜角θB(n)に基づき、上記の式２に従ってブームシリンダ４２のシリンダ長Ｓ(n)が演算され、続くステップＦ６０では、以下の式３のようにシリンダ長の時間微分値が演算されてシリンダ速度Ｖ(n)が算出される。
【０１０９】
【数３】
2007077832.tif 000005
【０１１０】
そして、ステップＦ７０では、前ステップで算出されたシリンダ速度Ｖ(n)に基づいて、油圧ポンプ１０における作動油の実流量Ｑa(n)が演算される。
ステップＦ８０では、診断部３ａにおいて、理論流量Ｑcと実流量Ｑaとの差｜Ｑa−Ｑc｜が所定値Ｑd以上であるか否かが判定される。ここで、｜Ｑa−Ｑc｜≧Ｑdである場合にはステップＦ９０へ進み、制御スプール２７が通路２９内で固着状態にあると診断され、フラグＦBがＦB＝０に設定される。
【０１１１】
一方、ステップＦ８０において、｜Ｑa−Ｑc｜＜Ｑdである場合にはステップＦ１００へ進み、制御スプール２７が通路２９内で固着状態にないと診断され、フラグＦBがＦB＝１に設定される。つまりここでは、実流量Ｑaが、理論流量Ｑcに対して所定値Ｑdの誤差を見込んだ範囲内にあるか否かが判定されている。
ステップＦ１１０では、カウンタｎにｎ＋１が代入され、続くステップＦ１２０において、カウンタｎが予め設定された所定値ｎ0以上であるか否かが判定される。ここで、ｎ＜ｎ0である場合にはステップＦ２０へ戻ってフローを繰り返し、一方、ｎ≧ｎ0である場合にはこのフローを終了する。
【０１１２】
つまりここでは、ステップＦ２０〜ステップＦ１２０のフローを１サイクルとした制御をｎ0回繰り返すような制御が実施されることになり、所定値ｎ0が大きいほど、繰り返し回数が多くなる。
【０１１３】
［効果］
このように、第２実施形態にかかる油圧ポンプ１０の診断装置によれば、吐出圧Ｐa，ブーム４１の傾斜角θB及びＰＳ圧Ｐcに基づく診断によって、制御スプール２７の固着状態を診断することができる。また、理論流量Ｑcと実流量Ｑaとの差を算出することにより、誤差範囲を考慮した診断が可能となり、正確に制御スプール２７の診断を行うことができる。
【０１１４】
また、例えば上述の第１実施形態と比較すると、制御スプール２７の摺動ストロークＬを検出するためのストロークセンサ５を備える必要がなく、ブーム傾斜センサ５ａを利用して簡素な構成で油圧ポンプ１０の診断を実施することができる。
【０１１５】
［その他］
以上、本発明の第１〜第４実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【０１１６】
例えば、上述の第１〜第３実施形態にはストロークセンサ５が設けられ、ここで検出された制御スプール２７の摺動ストロークＬに基づいてスワッシュプレート１８の傾転角θを算出し、この傾転角θ及びバレル１１の回転数に基づいて実際に油圧ポンプ１０から吐出される作動油の実流量Ｑaを算出するようになっている。しかし、ストロークセンサ５に代えて、スワッシュプレート１８の傾転角θを検出するセンサを設けた構成としてもよいし、油圧ポンプ１０から吐出される作動油の実流量Ｑaを直接検出するフローメータを設けた構成としてもよい。
【０１１７】
また、上述の実施形態では、ＰＳ圧Ｐcの大きさが油圧ポンプ１０へ要求される出力の大きさとして検出されるようになっているが、その他のパラメータをその指標として要求される出力の大きさを検出する構成としてもよい。
また、第１実施形態では、理論流量Ｑcと実流量Ｑaとの差｜Ｑa−Ｑc｜が所定値Ｑb以上である場合に、制御スプール２７が通路２９内で固着していると判断されているが、制御スプールの診断フローのステップＣ５０における判定条件はこれに限定されるものではない。例えば、実流量Ｑaの理論流量Ｑcに対する比率に基づく判定を行う構成としてもよい。
【０１１８】
また、第３実施形態では、実流量Ｑaの変動勾配Ｋ(n)に基づいて折れ点の有無を診断するようになっているが、折れ点の確認方法はこのような方法に限らず種々考えられる。例えば、コントローラ３内で仮想的に吐出圧Ｐa及び実流量Ｑaの変動をグラフ（すなわち、Ｐ−Ｑ線図）として描き、そのグラフの勾配から直接折れ点の存在を確認するよう構成してもよい。
【０１１９】
また、第４実施形態では、ブーム４１の傾斜角θBを検出するブーム傾斜センサ５ａを用いて油圧ポンプ１０から吐出される作動油量Ｑを算出するように構成されているが、これに加えて、スティック４３やバケット、その他の油圧アクチュエータについても、各油圧アクチュエータへ供給される作動油の流量を把握するためのセンサを設けてもよい。
例えば、スティック４３の傾斜角を検出するスティック傾斜センサを用いる場合、ブーム４１及びスティック４３の連動時においても、作動油量Ｑを算出することが可能となる。
【０１２０】
なお、この制御では、各油圧アクチュエータへ供給される作動油の流量を把握できればよいため、例えば、ブーム傾斜センサ５ａの代わりに、ブームシリンダ長Ｓを直接検出するセンサを用いてブームシリンダ４２へ流入した作動油量を算出するような構成とすることも可能である。
また、上述の第１〜第４実施形態では、コントローラ３の診断部３ａにおいて、各センサ１，２から入力された吐出圧Ｐa及びケース内圧Ｐbと第１所定圧Ｐa0及び第２所定圧Ｐb0とを比較して、バルブプレートの診断を行うようになっている。これは、入力されたデータが、図１９に示す領域Ａに存在するか否かを判定しているのと同義であるが、この構成に加えて、例えば、入力されたデータが、図１９に示す領域Ｂに存在するか否かを判定するように構成することも考えられる。
【０１２１】
領域Ｂは、吐出圧Ｐaが０＜Ｐa≦Ｐa1、且つケース内圧Ｐbが０＜Ｐb≦Ｐb1の領域である。Ｐb1とは吐出圧Ｐaに応じて定められる値であり、関数ｇによってＰb1＝ｇ（Ｐa）と定義されている。またここでは、細実線で示された、バルブプレート１６の摩耗がない場合における吐出圧−ケース内圧の変動幅のうちの小さい方が、関数ｇとして設定される。
また、図８に示すように、バルブプレート１６の摩耗がない場合における吐出圧−ケース内圧の変動幅のうちの小さい方のグラフ（ここでは、下側の細実線）よりも、摩耗が進行した（ここでは、摩耗の進行度合いが大）バルブプレート１６における吐出圧−ケース内圧グラフが小さくなる点の吐出圧Ｐaが閾値Ｐa1に設定され、同点のケース内圧Ｐbが閾値Ｐb1に設定される。なお、領域Ａ，Ｂは、共にバルブプレート１６の摩耗している状態と摩耗していない状態とが判別可能な領域として予め設定されたものであればよい。このような構成により、吐出圧Ｐaが低圧の状態であっても、バルブプレート１６の摩耗状態を診断することができる。
【０１２２】
また、上述の実施形態では、吐出圧Ｐa及びケース内圧Ｐbと第１所定圧Ｐa0及び第２所定圧Ｐb0との比較により、バルブプレート１６の摩耗状態を診断しているが、図１１に示すような各グラフの勾配の違いを利用した診断をすることも考えられる。
例えば、各センサ１，２から入力される複数組の吐出圧Ｐa及びケース内圧Ｐbの対応関係を用いて、吐出圧Ｐbの増大に対するケース内圧Ｐaの上昇割合を算出し、この上昇割合が所定の割合以上となったときに、バルブプレート１６の摩耗していると判断するように構成することが考えられる。つまり、吐出圧Ｐaの変動量に対するケース内圧Ｐbの変動量の比（吐出圧−ケース内圧グラフの傾き）を診断することになる。
【０１２３】
このような構成により、検出された吐出圧Ｐaデータの大きさにかかわらず、バルブプレート１６の摩耗状態を容易に診断することができる。またこの場合、センサ１，２から入力される吐出圧Ｐa及びケース内圧Ｐbのデータが多いほど、検出誤差の少ない正確な上昇割合を算出できる。
また、上述の第１〜第４実施形態におけるバルブプレート１６の診断に関して、条件（Ｐa≧Ｐa0）が満たされない場合には診断が行われず、オペレータに対して油圧ポンプ１０の吐出圧Ｐaを上昇させるような報知がなされるようになっているが、このような報知は必須ではない。本診断装置におけるバルブプレート１６の摩耗状態の診断制御がオペレータの意思によって開始された場合（例えば、診断を開始するためのスイッチ操作がなされた場合）には、上述のような制御構成でもよいが、本診断制御が自動制御である場合、つまり、オペレータの意思に依らない自己診断を実施する診断装置とすることを考えると、条件（Ｐa≧Ｐa0）が満たされない場合には単に診断を実施せず、条件（Ｐa≧Ｐa0）が満たされたときにのみ診断を実施するような構成としてもよい。
【０１２４】
また、上述の第１〜第４実施形態におけるバルブプレート１６の診断では、ステップＡ５０においてモニタパネル４へ「リリーフをしてください」と表示されてオペレータ操作が促されるようになっているが、このような制御構成に加えて、リリーフをするためのオペレータによるレバー操作量が比較的小さく十分に吐出圧Ｐaが上昇しない場合に、さらに「油圧ポンプ１０の吐出圧Ｐaを上昇させてください」と表示して、より確実に油圧ポンプ１０の吐出圧Ｐaを大きくするようなオペレータ操作を促す構成としてもよい。
【０１２５】
また、上述の実施形態では、ドレン圧がケース内圧とみなされており、ケース１５の内圧を把握する手段としてドレンポート２１からのドレン圧を検出するケース内圧センサ２が用いられているが、ケース１５の内圧を把握する手段はこれに限定されず、例えば、ケース１５の内部に圧力センサを設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の第１実施形態としての油圧ポンプの診断装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本診断装置が適用された油圧ポンプの構成を示す側面図（右半部）及び断面図（左半部）である。
【図３】図２のＡ矢視図である。
【図４】図２の油圧ポンプの構成を示すＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図２の油圧ポンプにおけるバルブプレートの部品図である。
【図６】図２のレギュレータの構成を示すＣ−Ｃ断面図である。
【図７】本診断装置の制御内容を示すフローチャートである。
【図８】本診断装置によるバルブプレートの診断内容を示すフローチャートである。
【図９】本診断装置による制御スプールの診断内容を示すフローチャートである。
【図１０】制御スプールの診断制御にかかるブロック図である。
【図１１】図２の油圧ポンプにおける吐出圧とケース内圧との関係を示すグラフである。
【図１２】通常時における油圧ポンプの吐出圧及び作動油圧の対応関係を示すグラフである。
【図１３】本発明の第２実施形態としての油圧ポンプの診断装置における、制御スプールの診断内容を示すフローチャートである。
【図１４】制御スプール固着時における油圧ポンプの吐出圧及び作動油圧の対応関係を示すグラフである。
【図１５】本発明の第３実施形態としての油圧ポンプの診断装置における、制御スプールの診断内容を示すフローチャートである。
【図１６】制御スプール固着時における油圧ポンプの吐出圧及び作動油圧の対応関係を通常時と比較して示すグラフである。
【図１７】本発明の第４実施形態としての油圧ポンプの診断装置における、制御スプールの診断内容を示すフローチャートである。
【図１８】本診断装置が適用された油圧ポンプを搭載する作業機械の構成を示す部分側面図である。
【図１９】本診断装置の変形例における制御内容を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
【０１２７】
１  作動油圧センサ（作動油圧検出手段）
２  ケース内圧センサ（内圧把握手段，ドレン圧検出手段）
３  コントローラ（診断手段）
３ａ  診断部
３ｂ  診断結果表示部
４  モニタパネル
５  制御スプールストロークセンサ（作動油量検出手段）
５ａ  ブーム傾斜センサ（傾斜センサ）
６  ＰＳ圧センサ（出力検出手段）
１０  油圧ポンプ
１１  バレル（回転部材）
１２  駆動軸
１３  シリンダ室（油室）
１４  ピストン（摺動部材）
１５  ケース（収容部材）
１６  バレルプレート（弁部材）
１６ａ  長孔
１６ｂ  小孔
１６ｃ  中央孔
１７  リテーナ
１８  スワッシュプレート（斜板）
１９  パワーピストン
１９ａ  傾転ピン
２０  レギュレータ（傾転角調節部材）
２１  ドレンポート
２２  吐出ポート
２３  ギヤ
２４  流入ライン
２５  吐出ライン
２６  ベアリング
２７  制御スプール（斜板駆動部材）
２８  スプリング
２９  通路
３０  第１メインポンプ
３１  ＰＳ圧ポート
４０  第２メインポンプ
４１  ブーム
４２  ブームシリンダ
４３  スティック
４４  スティックシリンダ
【図１】
2007077832.tif 000006
【図２】
2007077832.tif 000007
【図３】
2007077832.tif 000008
【図４】
2007077832.tif 000009
【図５】
2007077832.tif 000010
【図６】
2007077832.tif 000011
【図７】
2007077832.tif 000012
【図８】
2007077832.tif 000013
【図９】
2007077832.tif 000014
【図１０】
2007077832.tif 000015
【図１１】
2007077832.tif 000016
【図１２】
2007077832.tif 000017
【図１３】
2007077832.tif 000018
【図１４】
2007077832.tif 000019
【図１５】
2007077832.tif 000020
【図１６】
2007077832.tif 000021
【図１７】
2007077832.tif 000022
【図１８】
2007077832.tif 000023
【図１９】
2007077832.tif 000024