(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レギュレータにより吐出量が制御される複数の可変容量油圧ポンプと、これら可変容量油圧ポンプの１つ又は複数から吐出される圧油により駆動される複数の油圧アクチュエータと、前記各油圧アクチュエータの駆動を制御する複数の流量制御弁と、１つ又は複数の前記可変容量油圧ポンプを中立位置にある１つ又は複数の前記流量制御弁を経てタンクに接続する管路とを備えた作業機械において、前記各可変容量油圧ポンプと前記流量制御弁との間に介在する差圧センサ付きチェック弁と、前記可変容量油圧ポンプが前記管路と接続された状態で前記レギュレータに可変容量油圧ポンプの最大吐出量を指示する最大吐出量指示手段と、この最大吐出量指示手段による最大流量を吐出している可変容量油圧ポンプについての前記差圧センサ付きチェック弁の検出圧力を格納する記憶手段と、前記検出圧力に基づいて前記各可変容量油圧ポンプの良否の判定を行う故障判定手段とを設けたことを特徴とする作業機械の油圧ポンプ故障診断装置。
【請求項２】
レギュレータにより吐出量が制御される複数の可変容量油圧ポンプと、これら可変容量油圧ポンプの１つ又は複数から吐出される圧油により駆動される複数の油圧アクチュエータと、前記各油圧アクチュエータの駆動を制御する複数の流量制御弁と、１つ又は複数の前記可変容量油圧ポンプを中立位置にある１つ又は複数の前記流量制御弁を経てタンクに接続する管路とを備えた作業機械において、前記各可変容量油圧ポンプと前記流量制御弁との間に介在する差圧センサ付きチェック弁と、前記可変容量油圧ポンプが前記管路と接続された状態で前記レギュレータに可変容量油圧ポンプの最大吐出量を指示する最大吐出量指示手段と、この最大吐出量指示手段による最大流量を吐出している可変容量油圧ポンプについての前記差圧センサ付きチェック弁の検出圧力をこれに対応する流量に変換する圧力−流量変換手段と、この圧力−流量変換手段により変換された流量を格納する記憶手段と、前記検出圧力に基づいて前記各可変容量油圧ポンプの良否の判定を行う故障判定手段とを設けたことを特徴とする作業機械の油圧ポンプ故障診断装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、前記故障判定手段は、同一の前記可変容量油圧ポンプについての過去の前記検出圧力の平均値と今回の検出圧力との比較、又は過去の前記圧力−流量変換手段による変換流量の平均値と今回の変換流量との比較を行うことを特徴とする作業機械の油圧ポンプ故障診断装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２において、前記故障判定手段は、同一の前記可変容量油圧ポンプについての前回の前記検出圧力と今回の検出圧力との比較、又は前回の圧力−流量変換手段による変換流量と今回の変換流量との比較を行うことを特徴とする作業機械の油圧ポンプ故障診断装置。
【請求項５】
請求項１又は請求項２において、前記故障判定手段は、同一の容量の他の各可変容量油圧ポンプについての今回の前記検出圧力の平均値と今回の検出圧力との比較、又は今回の圧力−流量変換手段による変換流量の平均値と今回の変換流量との比較を行うことを特徴とする作業機械の油圧ポンプ故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の可変容量油圧ポンプを備え複数の油圧アクチュエータを駆動して作業を行う作業機械の各可変容量油圧ポンプの良否を判断する作業機械の油圧ポンプ故障診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ショベル等の作業機械は、エンジンにより油圧ポンプを回転駆動し、油圧ポンプから吐出される圧油で油圧アクチュエータを駆動して所要の作業を行う。したがって、油圧ポンプに不具合が生じると作業機械の作業に大きな支障を生じる。このため、油圧ポンプの良否を判断し、不具合が生じている場合には早急に部品交換等の修理を行い、作業上の支障を最小限に阻止することが重要である。従来、油圧ポンプの良否の判断（故障診断）は、流量計により油圧ポンプから吐出される流量を測定し、この流量が所定範囲内にあるか否かを見ることにより行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記流量計には、タービンフローメータ、オーバル式流量計、ピトー管を用いた流量計や、特願昭６３−１１３４３４号に記載のポペット弁の変位量を検出する流量計があるが、いずれも構造が複雑でかつ高価であり、耐震性に欠けるという問題がある。したがって、振動の少ない場所に据え付けられた小型の油圧ポンプへの流量計の取付けは可能であるが、油圧ショベルのような大きな振動を受ける作業機械の油圧ポンプへの取付けは実質的に不可能である。このため、振動の大きな作業機械の油圧ポンプに対しては、これを構成する各部品に所定の使用期間を設定し、その使用期間が経過した時点で適当な時期を見計らって当該部品を取換えているのが実情である。
【０００４】
しかし、上記使用期間は、通常、充分に余裕を見込んで設定されており、取換えを行わなくてもさらに長期間、部品使用が可能である場合がほとんどであり、上記部品取換えの手段は、経済的な観点および部品取換えの手間と時間の観点から好ましくない。さらに、大型の油圧ショベルでは、油圧ポンプに不具合が生じたとき次のような問題があった。即ち、通常、大型の油圧ショベルでは多数の油圧ポンプを搭載し、２つの油圧ポンプの吐出圧油を合流させて油圧アクチュエータを駆動している。これら油圧ポンプのいずれかに不具合が生じた場合、オペレータは油圧アクチュエータの動作速度の変化で不具合の発生を知ることができるが、油圧アクチュエータを２つの油圧ポンプの吐出圧油を合流させて駆動している場合には、当該油圧アクチュエータの動作速度が変化して油圧ポンプに不具合が発生しているのが判っても、どちらの油圧ポンプに不具合が生じているのか判断できない。
【０００５】
本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、流量計を使用することなく、安価でかつ不具合が生じている油圧ポンプを確実に特定することができる作業機械の油圧ポンプ故障診断装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、レギュレータにより吐出量が制御される複数の可変容量油圧ポンプと、これら可変容量油圧ポンプの１つ又は複数から吐出される圧油により駆動される複数の油圧アクチュエータと、前記各油圧アクチュエータの駆動を制御する複数の流量制御弁と、１つ又は複数の前記可変容量油圧ポンプを中立位置にある１つ又は複数の前記流量制御弁を経てタンクに接続する管路とを備えた作業機械において、前記各可変容量油圧ポンプと前記流量制御弁との間に介在する差圧センサ付きチェック弁と、前記可変容量油圧ポンプが前記管路と接続された状態で前記レギュレータに可変容量油圧ポンプの最大吐出量を指示する最大吐出量指示手段と、この最大吐出量指示手段による最大流量を吐出している可変容量油圧ポンプについての前記差圧センサ付きチェック弁の検出圧力を格納する記憶手段と、前記検出圧力に基づいて前記各可変容量油圧ポンプの良否の判定を行う故障判定手段とを設けたことを特徴とする。
【０００７】
又、請求項２の発明は、上記請求項１の発明において、前記検出圧力に基づいて判定を行う手段に代えて、前記検出圧力をこれに対応する流量に変換する圧力−流量変換手段を設け、この圧力−流量変換手段により変換された流量に基づいて前記各可変容量油圧ポンプの良否の判定を行うようにしたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る大型の油圧ショベルの油圧ポンプ故障診断装置を示す図である。この図で、１〜６は可変容量油圧ポンプ（以下、単に油圧ポンプという。）、７はパイロットポンプ、１ａ〜６ａは各油圧ポンプの押しのけ容積可変機構（以下、斜板で代表させる。）、１１〜１６は各斜板１ａ〜６ａの傾転量、即ち各油圧ポンプ１〜６の吐出流量を制御するレギュレータ、Ｔはタンク、ＣＶはチェック弁、ＲＶはリリーフ弁を示す。油圧ポンプ１〜３は図示しない第１の原動機（エンジン）、油圧ポンプ４〜６は図示しない第２の原動機（エンジン）で駆動される。又、油圧ポンプ２〜５は同一容量の油圧ポンプ、油圧ポンプ１、５は他の同一容量の油圧ポンプである。
【０００９】
２１、２６はそれぞれ油圧ポンプ１、６に接続され、センタバイパスを有する旋回モータ制御用の流量制御弁である。又、Ｂ23は油圧ポンプ２、３が合流する弁ブロック、Ｂ45は油圧ポンプ４、５が合流する弁ブロックを示す。弁ブロックＢ23はタンデム接続された流量制御弁２３１〜２３４と管路３０で構成され、弁ブロックＢ45はタンデム接続された流量制御弁４５１〜４５４と管路４０で構成されている。弁ブロックＢ23の流量制御弁２３１は走行モータ制御用、流量制御弁２３２はブームシリンダおよびバケットシリンダ制御用、流量制御弁２３３は予備用、流量制御弁２３４はアームシリンダ制御用の弁であり、又、弁ブロックＢ45の流量制御弁４５１はアームシリンダ制御用、流量制御弁４５２はバケットシリンダ制御用、流量制御弁４５３はブームシリンダ制御用、流量制御弁４５４は走行モータ制御用の弁である。各流量制御弁はセンタバイパス回路を有し、弁ブロックＢ23において各流量制御弁２３１〜２３４が全て中立位置とされたとき、油圧ポンプ２、３は各流量制御弁２３１〜２３４のセンタバイパス回路を経て管路３０に、さらに当該管路３０を経てタンクＴに接続される。同様に、弁ブロックＢ45において各流量制御弁４５１〜４５４が全て中立位置とされたとき、油圧ポンプ４、５は各流量制御弁４５１〜４５４のセンタバイパス回路を経て管路４０に、さらに当該管路４０を経てタンクＴに接続される。
【００１０】
上記の油圧回路において、例えば、油圧ショベルのオペレータがブームを上げるべく図示しないブーム操作用の操作レバーを操作すると、その操作量に比例したパイロット圧Ｐa が流量制御弁２３２および流量制御弁４５３の図示右側の指令入力ポートに加えられ、これら流量制御弁２３２、４５３が右側位置へ切り換えられ、油圧ポンプ２、３、４、５からの圧油が合流して図示しないブームシリンダのボトム側へ流入し、そのロッドを伸長してブームを上げ方向に駆動する。なお、流量制御弁２３２の図示左側の指令入力ポートはバケットチルト用、流量制御弁４５３の図示左側の指令入力ポートはブーム下げ用のポートである。
【００１１】
一方、各レギュレータ１１〜１６には各油圧ポンプ１〜６の稼動中に指令信号が入力され、斜板１ａ〜６ａの傾転を制御し、各油圧ポンプ１〜６の吐出流量を制御する。これを図２に示す圧力−流量特性図を参照して説明する。図２で、横軸には油圧ポンプの吐出圧力が、縦軸には油圧ポンプの吐出流量がとってある。レギュレータへの指令信号を、レギュレータ１２を例にとって説明するが、他のレギュレータの指令信号も同じである。
【００１２】
レギュレータ１２は指令信号入力ポート１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有する。なお、他のレギュレータにおける指令信号入力ポート１２ｂ、１２ｃに相当する指令信号入力ポートの図示は省略されている。指令信号入力ポート１２ａには、弁ブロックＢ23の各流量制御弁に加えられた操作パイロット圧のうちの最大圧が入力され、これにより吐出流量が増加する方向に斜板２ａが制御される（この指令信号入力ポートを操作信号入力ポートと称する）。指令信号入力ポート１２ｂには、油圧ポンプ１２の吐出圧力が入力される場合が多く、図２の実線に示すように吐出圧力が所定の大きさ以上になると吐出流量をほぼ双曲線に近い変化で低下させる方向に斜板２ａが制御される。指令信号入力ポート１２ｃには、図２の破線に示すように、圧力−流量特性を平行移動させる信号が入力される。以上の構成は、例えば、特公昭６２−２８３１８号公報や特公平１−２５９０６号公報に示されるように公知の油圧回路である。
【００１３】
次に、本実施の形態において、故障診断のため上記油圧回路に付加した構成を説明する。５１〜５６は電磁切換弁であり、常時、図示のばねで上側位置にセットされ、電気信号（ｖ1 〜ｖ6 で示されている）の入力により下側位置に切り換えられる。各電磁切換弁５１〜５６が上側位置にあるとき各レギュレータ１１〜１６の操作信号入力ポートには通常の動作における指令信号が入力され、下側位置に切り換えられたときにはパイロットポンプ７のパイロット圧が入力されて対応する油圧ポンプの吐出流量を最大とする。
【００１４】
６１は油圧ポンプ１と流量制御弁２１との間に設けられた差圧センサ付きチェック弁、６２、６３はそれぞれ油圧ポンプ２、３と弁ブロックＢ23の間の合流点の上流側に設けられた差圧センサ付きチェック弁、６４、６５はそれぞれ油圧ポンプ４、５と弁ブロックＢ45の間の合流点の上流側に設けられた差圧センサ付きチェック弁、６６は油圧ポンプ６と流量制御弁２６との間に設けられた差圧センサ付きチェック弁（詳細は後述する）である。７０はコンピュータで構成されて油圧ポンプの故障判定を行う処理装置（詳細は後述する）、８０は処理装置７０に対して判定開始を指令するスイッチ、９０は判定データを表示する表示装置である。
【００１５】
図３は上記差圧センサ付きチェック弁６１の構成を示す図である。他の差圧センサ付きチェック弁の構成も同じであるので図示は省略する。図３で、６１１は油圧ポンプ１に接続されるチェック弁、６１２はチェック弁の両側に生じる圧力の差を検出する差圧センサである。通常、チェック弁はばねでシート面に押しつけられたポペットを有し、油圧ポンプからの圧油がポペットのポンプ側の面６１１０に作用し、その作用した力が、ばね力と出口側の面６１１１に作用する力との和より大きいとポペットはシート面から離れ、圧油は入り口ポート６１３から入り、シート面にできた隙間を通って出口ポート６１４から流出する。このとき、通過する流量に対応して、チェック弁６１１の両側（入り口ポート６１３と出口ポート６１４との間の圧力差（差圧）が変化する。差圧センサ６１２は当該差圧ｄＰ61を検出して出力する。図１で、各差圧センサ付きチェック弁６１〜６６の検出信号が符号ｄＰ61〜ｄＰ64で示されている。
【００１６】
図４は図１に示す処理装置のシステム構成図である。この図で、７１は所要の演算、制御を行う中央処理ユニット（ＣＰＵ）、７２はＣＰＵ７１の制御プログラム等が格納されたリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、７３は計測結果や判定結果等が一時格納されるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、７４は時刻信号を出力するタイマ、７５はＡ／Ｄ変換器を備え、差圧センサ付きチェック弁６１〜６６の検出圧力信号ｄＰ61〜ｄＰ66やスイッチ８０の判定開始信号ｗを入力する入力インタフェース、７６はＤ／Ａ変換器を備え、各電磁切換弁５１〜５６に対する信号ｖ1 〜ｖ6 や表示装置９０に対する表示データＤを出力する出力インタフェースである。ＲＯＭ７２は、後述する変換マップや所要の数値等が格納された領域７２１、入出力処理プログラムが格納された領域７２２、判定処理プログラムが格納された領域７２３、および表示処理プログラムが格納された領域７２４を有する。
【００１７】
図５は図４に示すＲＯＭ７２の領域７２１に格納された変換マップを示す図である。この図で、横軸には図１に示す各差圧センサ付きチェック弁６１〜６６の検出圧力が、又、縦軸にはこれに対応する流量がとってある。この変換マップは次のようにして作成される。即ち、各流量制御弁を中立位置とし、各差圧センサ付きチェック弁６１〜６６に圧油を通過させて流量と差圧の関係を測定し、得られたデータをマップの形に作成する。なお、このように作成する場合には、後述するように、故障診断は油圧ポンプの吐出流量を最大流量として行われるので、変換マップも流量の大きな部分における流量と圧力との関係を作成しておけば充分である。又、図１に示す各油圧ポンプが新品である場合には、油圧ポンプの定格流量と差圧とで１点を求め、それに既知のオリフィスや管路の抵抗を用いて変換マップを作成してもよい。
【００１８】
次に、本実施の形態の動作を図６、図７および図８に示すフローチャートを参照して説明する。故障診断はスイッチ８０をオンすることによりいつでも行うことができる。ところで、大型の油圧ショベルでは、途中の休憩時間を含めて連続８時間程度の作業を行うことが多く、このような作業の場合には、当該油圧ショベルのオペレータは、作業終了時に、又は次のオペレータとの交代時に、スイッチ８０を操作することが望ましい。このスイッチ操作時には、原動機であるエンジンの回転数を最大にし、全ての操作レバーを中立位置とした状態でスイッチ８０をオンとする。これにより、スイッチ８０からの信号ｗが処理装置７０の入力インタフェース７５を介してＣＰＵ７１に読み込まれ、最初にＲＯＭ７２の領域７２２に格納されている入出力処理プログラムが起動する。この入出力処理プログラムの処理手順を図５により説明する。
【００１９】
最初に、ＣＰＵ７１はタイマ７４から現在時刻Ｔ（ｎ）を読み込む（手順Ｓ1 ）。なお、ｎはこの手順Ｓ1 の処理の回数を表す。次いで、ＣＰＵ７１は電磁切換弁５１に対する信号ｖ1 をオンとし、他の電磁切換弁５２〜５６に対する信号をオフにする。これにより、電磁切換弁５１が下側位置へ切り換えられ、レギュレータ１１の操作信号入力ポートにはパイロットポンプ７の圧力が導入され、斜板１ａは最大傾転となり、油圧ポンプ１の吐出流量は最大流量となる。したがって、差圧センサ付きチェック弁６１のチェック弁６１１の両側の差圧は上昇し、この差圧が差圧力センサ６１２により検出される。ＣＰＵ７１は差圧センサ６１２の信号ｄＰ61を読み込み、これを油圧ポンプ１の最大流量に対する圧力データＤ1 （ｎ）としてＲＡＭ７３に格納する（手順Ｓ2 ）。
【００２０】
次に、ＣＰＵ７１は電磁切換弁５２に対する信号ｖ2 をオンとし、他の電磁切換弁５１、５３〜５６に対する信号をオフにする。これにより、電磁切換弁５１は上側位置へ戻り、電磁切換弁５２が下側位置へ切り換えられ、レギュレータ１２の操作信号入力ポートにはパイロットポンプ７の圧力が導入され、斜板２ａは最大傾転となり、油圧ポンプ２の吐出流量は最大流量となり、ＣＰＵ７１は、このときの差圧センサ付きチェック弁６２の差圧センサの信号ｄＰ62を油圧ポンプ２の最大流量に対する圧力データＤ2 （ｎ）としてＲＡＭ７３に格納する（手順Ｓ3 ）。全く同様に、油圧ポンプ３〜６に対しても同じ処理を行う（手順Ｓ4 〜Ｓ7 ）。
【００２１】
次いで、ＣＰＵ７１は、ＲＯＭ７２の領域７２１に格納されている図５に示す変換マップを用いて、各圧力データＤi （ｎ）（ｉ＝１〜６）をこれらに対応する流量Ｑi （ｎ）（ｉ＝１〜６）に変換し（手順Ｓ8 ）、ＲＡＭ７３の領域Ａ（ｎ）に、時刻Ｔ（ｎ）と、各流量Ｑ1 〜Ｑ6 を格納し（手順Ｓ9 ）、入出力処理プログラムを終了する。
なお、上記手順Ｓ8 の処理では、予め記憶されている変換マップにより圧力を流量に変換したが、必ずしも変換マップによることはなく、精度は多少低下するが、変換マップの代わりに下記の演算を行って圧力に対する流量を求めるようにしてもよい。
Ｑi ＝ｋ0 ・Ｄi
ただし、ｋ0 は所定の係数である。
【００２２】
入出力処理プログラムが終了すると、次にＲＯＭ７２の領域７２３に格納されている判定処理プログラムが起動する。この判定処理プログラムの処理手順を図７を参照して説明する。ＣＰＵ７１は、各流量Ｑi に対して、前回判定以前のｋ個の流量データＱi （ｎ−１）、Ｑi （ｎ−２）、…………、Ｑi （ｎ−ｋ）をそれぞれＲＡＭ７３の領域Ａ（ｎ−１）、Ａ（ｎ−２）、…………、Ａ（ｎ−ｋ）から取り出して、それらの平均値ＱiAを算出する（手順Ｓ11）。即ち、各油圧ポンプ１〜６の前回以前のｋ個の流量の平均値Ｑ1A、Ｑ2A、…………、Ｑ6Aが得られる。
【００２３】
なお、値ｋは、今回の判定までに、例えば100 時間程度経過しているような値に選定される。さきに述べたように、オペレータの交代が約8 時間毎で、その都度オペレータにより判定がなされる場合、値ｋは12又は13（100/8 ）とされる。
【００２４】
次いで、ＣＰＵ７１は、ＴA ＝Ｔ（ｎ）−Ｔ（ｎ−ｋ）、即ち、平均値ＱiAの算出期間ＴA を求める（手順Ｓ12）。さらに、ＣＰＵ７１は、同一容量の油圧ポンプ２、３、４、５について今回得られた流量Ｑ2 （ｎ）、Ｑ3 （ｎ）、Ｑ4 （ｎ）、Ｑ5 （ｎ）の平均値ＱB を算出し（手順Ｓ13）、次に、平均値ＱB の期間ＴB ［ＴB ＝Ｔ（ｎ）−Ｔ（ｎ−ｋ）］を演算する（手順Ｓ14）。
なお、上記各期間ＴA 、ＴB はタイマ７４の時刻に基づいて算出されるが、エンジンが所定の回転数以上になっている間の時間や、油圧ポンプが所定の圧力以上、又は所定の流量以上になった時間を電気的に計測して各期間ＴA 、ＴB を算出した方が良いのは明らかである。
【００２５】
次に、ＣＰＵ７１は、次式の演算
ＥiA＝［Ｑi （ｎ）−ＱiA］×100 ／ＱiA（％）
即ち、現在の流量Ｑi が過去の長期間の平均値ＱiAに対して何％増減したかを演算し（手順Ｓ15）、これをＲＡＭ７３に格納する。
又、次式の演算
ＥiB＝［Ｑi （ｎ）−Ｑi （ｎ−１）］×100 ／Ｑi （ｎ−１）（％）
即ち、現在の流量Ｑi が前回得られた流量Ｑi （ｎ−１）に対して何％増減したかを演算し（手順Ｓ16）、これをＲＡＭ７３に格納する。
さらに、次式の演算
ＥjC＝［Ｑj （ｎ）−ＱB ］×100 ／ＱB （％）  （ｊ＝２、３、４、５）
即ち、同一容量の油圧ポンプ２、３、４、５の現在の流量Ｑ2 （ｎ）、Ｑ3 （ｎ）、Ｑ4 （ｎ）、Ｑ5 （ｎ）のそれぞれが、それらの平均値ＱB に対して何％差があるかを演算し（手順Ｓ17）、これをＲＡＭ７３に格納する。これにより判定処理プログラムを終了する。
【００２６】
上記の値ＥiAは各油圧ポンプ毎の長時間の流量平均に基づく第１の判定基準値、上記の値ＥiBは各油圧ポンプ毎の前回の流量に基づく第２の判定基準値、上記の値ＥjCは同一容量の油圧ポンプの現時点での流量平均に基づく第３の判定基準値である。第１の判定基準値は油圧ポンプの性能の緩やかな変化を判断するのに適し、第２の判定基準値は油圧ポンプの数時間程度の間に生じた急激な性能の変化の判定に有効であり、第３の判定基準値は同一容量の油圧ポンプ相互の比較により著しく差が出た油圧ポンプを見出すのに有効である。
【００２７】
判定処理プログラムが終了すると、次にＲＯＭ７２の領域７２４に格納されている表示処理プログラムが起動する。この表示処理プログラムの処理手順は図８に示すように、入出力処理プログラムおよび判定処理プログラムで得られた現在時刻Ｔ（ｎ）、前回以前ｋ回前までの経過時間ＴA 、前回からの経過時間ＴB 、第１の判定基準値ＥiA、第２の判定基準値ＥiB、および第３の判定基準値ＥjCをデータＤ（通常はシリアル信号）として表示装置９０へ出力する（手順Ｓ21）処理である。
【００２８】
図９は表示装置９０の表示例を示す図である。表示装置９０は、図示されていないが、処理装置７０から出力されるデータＤ、その他の所要データを入力する入力インタフェース、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、キャラクタジェネレータ、ＬＣＤドライバ、ＬＣＤ等で構成されており、データＤが入力されるとこれに応じて、例えば図８に示す形式で表示を行う。図８中、アンダーライン部分が入力されたデータＤにより変化する部分である。この表示例に示されるデータＤは、現在時刻Ｔ（ｎ）が「1996年4 月4日  14時30分」、ｋ回前までの経過時間ＴA が「103 時間」、前回からの経過時間ＴB が「7.6 時間」であり、又、油圧ポンプ１の第１の判定基準値Ｅ1Aが「−15％」、同じく第２の判定基準値Ｅ1Bが「−3 ％」…………、油圧ポンプ２の第３の判定基準値Ｅ2Cが「＋7 ％」、…………、油圧ポンプ５の第３の判定基準値Ｅ2Cが「＋6 ％」、油圧ポンプ６の第１の判定基準値Ｅ6Aが「−22％」、同じく第２の判定基準値Ｅ6Bが「−6 ％」である。
【００２９】
油圧ショベルのオペレータは、運転室内に設置された表示装置９０の画面を見て、各油圧ポンプ１〜６に異常が存在するか否か判断する。この判断は、油圧ポンプ相互間のばらつきを数％とし、又、管路を通過するとき生じる圧力損失は作動油の温度の影響を受け易いのでこれに数１０％の余裕をみたうえで、例えば、第１の判定基準値ＥiAについては２０％程度を、又、第２の判定基準値ＥiBについては短時間で誤判定するのを避けるため２５％程度を、さらに、第３の判定基準値ＥjCについては同じ容量の油圧ポンプであり、かつ、同一時間、同一温度での比較であって高精度が期待できるので１５％程度を、それぞれ異常か否かの判定値とする。
【００３０】
このように、本実施の形態では、油圧ポンプと流量制御弁との間に差圧センサ付きチェック弁を介在させ、判定開始のスイッチを操作することにより、１つの油圧ポンプの吐出量を最大流量に、他の全ての油圧ポンプの吐出流量を最小流量にして当該１つの油圧ポンプに対応する差圧センサ付きチェック弁の検出差圧を採取してこれに応じた流量に変換し、これを各油圧ポンプについて行い、このようにして採取した各判定毎の各流量を記憶しておき、今回得た流量を、（１）同一油圧ポンプの過去長時間の流量の平均値、（２）前回の流量、（３）同一容量の油圧ポンプの今回流量の平均値、とそれぞれ比較するようにしたので、振動の大きな作業機械の油圧ポンプであって複数の油圧ポンプを合流して使用するものであっても、各油圧ポンプ毎の故障診断を確実に行うことができる。
【００３１】
又、所定の使用時間が経過したら部品を取換える手法に比較して、各部品をその寿命寸前まで使用することができるので、部品の使用効率を高めることができ、極めて経済的である。
又、本実施の形態の故障診断を繰り返し行い、データを積み重ねてゆくことにより、判定精度を高くすることができ、これにより、故障発生より相当前の段階で当該故障を予知することができ、予めこれに対処することができる。
【００３２】
なお、上記実施の形態では、電磁切換弁を順次切り換えて各差圧センサ付きチェック弁の差圧を採取する例について説明したが、１つの電磁切換弁により全ての油圧ポンプを同時に切り換えて、各差圧を採取してもよい。この場合には電磁切換弁の切換が不要になるので、判定時間を短縮することができる。このような手段を採用する場合、各油圧ポンプの圧油は流量制御弁を通過してタンクに戻るだけであり、各油圧ポンプの吐出圧は低く、各油圧ポンプの吸収トルクは小さいが、各吸収トルクの合計がエンジンの負荷となり、エンジンの回転数が僅かながら低下し、油圧ポンプの回転数も低下して最大流量も低下するおそれがあるが、その影響が小さければ上記の手段の採用は可能である。
【００３３】
さらに、上記実施の形態では、電磁切換弁を用いるが、このような電磁切換弁を用いなくても故障判定を行うことができる。即ち、操作レバーを選択的に操作して、特定の油圧アクチュエータを特定の姿勢で操作することにより油圧ポンプの吐出流量を最大流量近くの流量にすることができる。例えば、ブームを上げ、アームを伸ばし、バケットをダンプにした姿勢から、ブームを下げる方向、アームおよびバケットを巻き込む方向にそれぞれ単独に動作させれば、油圧ポンプ２、３、４、５については、さきの実施の形態と同様の条件で差圧信号を採取することにより全ての判定処理が可能となる。この場合、図２で圧力Ｐ0 の無制御の領域での操作が可能であることが前提となるが、負荷圧力が大きくて圧力Ｐ0 より大きい定トルク制御の領域に入ったとしても、、第３の判定基準値による処理は有効であるし、再現性が良いように注意していつも同じ姿勢で動作させるならば、精度は多少低下するが、第１、第２の判定基準値による処理も、判定値を若干大きく選定するだけで有効とすることができる。一方、油圧ポンプ１、６は旋回モータに対するものであり、操作レバーを最大量に操作すれば、確実に第２図に示す定トルク制御の領域での駆動となるが、この場合でも第３の判定基準値による処理は有効である。
【００３４】
なお、上記実施の形態の説明では、油圧ショベルを例示して説明したが、油圧ショベル以外の作業機械の油圧ポンプの故障診断に適用できるのは当然である。又、差圧センサ付きチェック弁で検出した差圧を流量に変換し、この流量に基づいて故障判定を行う例について説明したが、必ずしも差圧を流量に変換する必要はなく、差圧センサ付きチェック弁で検出した差圧をそのまま用いることもできる。
又、得られたデータを、作業機械を管理する部署へ送信することにより、作業機械のオペレータでなく、当該管理部署で故障診断を行うこともできる。
又、上記実施の形態の説明では、各油圧ポンプの現在値が３つの判定基準値からどの程度のずれをもっているかを表示する例について示したが、判定値との比較の結果を表示したり、ランプ等を用いて表示することもできる。
さらに、判定は、8 時間の作業交代の都度行う例について説明したが、これに限ることはなく、エンジンを最大回転数又はこれに近い回転数とし、全ての操作レバーを中立とし、スイッチ９０を操作することによりいつでも行うことができる。
又、差圧センサの２つの接続点間のチェック弁の上流又は下流に小さな絞りを挿入して管路の圧力を高めるようにしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明では、油圧ポンプと流量制御弁との間に差圧センサ付きチェック弁を介在させ、油圧ポンプの吐出量を最大流量にして各油圧ポンプに対応する差圧センサ付きチェック弁の検出差圧を採取し（又はこれに応じた流量に変換し）、採取した各判定毎の各検出差圧（又は流量）を記憶しておき、当該検出値（又は流量）に基づいて油圧ポンプの良否の判定を行うようにしたので、振動の大きな作業機械の油圧ポンプであって複数の油圧ポンプを合流して使用するものであっても、各油圧ポンプ毎の故障診断を確実に行うことができる。
【００３６】
又、所定の使用時間が経過したら部品を取換える手法に比較して、各部品をその寿命寸前まで使用することができるので、部品の使用効率を高めることができ、極めて経済的である。
さらに、故障診断を繰り返してデータを積み重ねてゆくことにより、判定精度を高くすることができ、これにより、故障発生より相当前の段階で当該故障を予知することができ、予めこれに対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る大型の油圧ショベルの油圧ポンプ故障診断装置を示す図である。
【図２】図１に示す各油圧ポンプの吐出圧と吐出流量との関係の特性図である。
【図３】差圧センサ付きチェック弁の構成を示す図である。
【図４】図１に示す処理装置のシステム構成図である。
【図５】図１に示す圧力センサの検出圧力と流量との変換マップの特性図である。
【図６】図１に示す処理装置の動作を説明するフローチャートである。
【図７】図１に示す処理装置の動作を説明するフローチャートである。
【図８】図１に示す処理装置の動作を説明するフローチャートである。
【図９】図１に示す表示装置の表示例を示す図である。
【符号の説明】
１〜６  油圧ポンプ
７  パイロットポンプ
１１〜１６  レギュレータ
５１〜５６  電磁切換弁
６１〜６６  差圧センサ付きチェック弁
７０  処理装置
８０  スイッチ
９０  表示装置
【図１】
0003857361.tif 000002
【図２】
0003857361.tif 000003
【図３】
0003857361.tif 000004
【図４】
0003857361.tif 000005
【図５】
0003857361.tif 000006
【図６】
0003857361.tif 000007
【図７】
0003857361.tif 000008
【図８】
0003857361.tif 000009
【図９】
0003857361.tif 000010