CN114270041B - 工程机械 - Google Patents

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Abstract

提供能够测定单倾转型可变容量式液压泵的微小泄漏流量的工程机械。工程机械具有：检测液压泵的压力的压力传感器；能够调整所述液压泵的泄放流量的泄放调整装置；和指示所述液压泵的泄漏流量的测定的输入装置，控制器在判断为操作装置处于非操作状态且从所述输入装置输入有测定指令的情况下，在保持所述液压泵的流量的状态下，边使所述泄放调整装置的控制指令值变化边测量所述液压泵的压力，基于所述液压泵的压力在规定压力下稳定时的所述泄放调整装置的控制指令值来计算所述液压泵的泄漏流量。

Description

工程机械
技术领域
本发明涉及搭载有单倾转型可变容量式液压泵的液压挖掘机和起重机等工程机械
背景技术
作为诊断液压泵的故障的方法而已知专利文献1。
在专利文献1记载了一种作业机械的液压泵故障诊断装置，该作业机械具有：通过调节器控制排出量的多个可变容量液压泵；通过从这些可变容量液压泵的一个或多个排出的液压油而驱动的多个液压执行机构；控制所述各液压执行机构的驱动的多个流量控制阀；和将一个或多个所述可变容量液压泵经由处于中立位置的一个或多个所述流量控制阀与油箱连接的管路，其特征在于，设有：夹在所述各可变容量液压泵与所述流量控制阀之间的带差压传感器的止回阀；在所述可变容量液压泵与所述管路连接的状态下向所述调节器指示可变容量液压泵的最大排出量的最大排出量指示机构；储存所述带差压传感器的止回阀的检测压力的存储机构，该检测压力针对排出基于该最大排出量指示机构指示的最大流量的可变容量液压泵；和基于所述检测压力来判断所述各可变容量液压泵是否正常的故障判断机构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3857361号公报
发明内容
在专利文献1所述的液压泵故障诊断装置中使用了带差压传感器的止回阀，但基于以下理由，在流量小的区域无法获得充分的精度。
止回阀是允许顺向流动并阻止逆向流动的部件，只要差压不超过规定压力(开启压力)就维持闭阀状态。止回阀当差压超过开启压力时开阀，随着差压变大而使开度变大，由此能够使大流量流动。这样地，止回阀的流量根据差压而大幅变化，由此，难以根据差压以高精度求出流量。专利文献1的图5(压力与流量的转换图的特性图)表示这一情况。根据该图5，尤其在压力(止回阀的差压)低的区域内的流量变化大，由此，小流量区域内的流量的转换计算精度大幅降低。
在此，为了提高转换计算精度，考虑到通过缩小止回阀的开口量而使对于压力的流量变化变小，但在诊断时以外的通常动作时由止回阀导致的压力损失变大，产生了发生能量损耗的问题。
本发明是鉴于上述课题完成的，其目的为，提供能够测定单倾转型可变容量式液压泵的微小泄漏流量的工程机械。
为了实现上述目的，本发明的工程机械具备：原动机；储存工作油的油箱；由所述原动机驱动并将从所述油箱吸入的工作油排出的单倾转型可变容量式的第1液压泵；由从所述第1液压泵供给的工作油驱动的多个液压执行机构；指示所述多个执行机构的动作的操作装置；和控制所述原动机的转速以及所述第1液压泵的倾转的控制器，其中，所述工程机械具备：检测所述第1液压泵的压力的第1压力传感器；能够调整所述第1液压泵的泄放流量的第1泄放调整装置；和指示所述第1液压泵的泄漏流量的测定的输入装置，所述控制器与所述操作装置、所述第1压力传感器、所述第1泄放调整装置以及所述输入装置连接，并被编程为，能够基于来自所述操作装置的输入信号判断所述操作装置的操作状态，将所述第1压力传感器的检测信号换算为压力值，将与控制指令值相应的控制信号向所述第1泄放调整装置输出，在判断为所述操作装置处于非操作状态且从所述输入装置输入有测定指令的情况下，在保持所述第1液压泵的流量的状态下，边使所述第1泄放调整装置的控制指令值变化边测量所述第1液压泵的压力，基于所述第1液压泵的压力在规定压力下稳定时的所述第1泄放调整装置的控制指令值来计算所述第1液压泵的泄漏流量。
根据以上那样构成的本发明，在保持液压泵的流量的状态下，边使泄放调整装置的操作量变化边测量液压泵的压力，基于液压泵的压力在规定压力下稳定时的泄放调整装置的控制指令值来计算液压泵的泄漏流量。由此，能够测定液压泵的微小泄漏流量。
发明效果
根据本发明的工程机械，能够测定单倾转型可变容量式液压泵的微小泄漏流量。
附图说明
图1是本发明的第1实施例的液压挖掘机的侧视图。
图2是搭载于图1所示的液压挖掘机的液压驱动装置的概略构成图。
图3是可变容量型斜轴式液压泵的构造图。
图4是图3所示的控制器的功能框图。
图5是表示通过图3所示的控制器执行的泵泄漏流量的测定流程的图。
图6是表示使用泄放阀的泵压力的控制的图。
图7是表示由分析服务器侧进行诊断处理的情况的构成例的图。
图8是本发明的第2实施例中的液压驱动装置的回路图。
图9是本发明的第3实施例中的液压驱动装置的概略构成图。
图10是表示本发明的第3实施例中的泵泄漏流量的修正运算处理的图。
具体实施方式
以下，作为本发明的实施方式的工程机械而以液压挖掘机为例，参照附图进行说明。此外，各图中，对于同等部件标注同一附图标记，适当省略重复说明。
实施例1
图1是本发明的第1实施例的液压挖掘机的侧视图。
图1中，液压挖掘机100具有行驶体101、在行驶体101上能够旋转地安装的旋转体102、和在旋转体102的前侧能够沿上下方向转动地安装的作业装置103。
作业装置103具有在旋转体102的前侧能够沿上下方向转动地安装的动臂104、在动臂104的前端部能够沿上下或前后方向转动地安装的斗杆105、和在斗杆105的前端部能够沿上下或前后方向转动地安装的铲斗106。动臂104由作为液压执行机构的动臂液压缸107驱动，斗杆105由作为液压执行机构的斗杆液压缸108驱动，铲斗106由作为液压执行机构的铲斗液压缸109驱动。在旋转体102上的前侧位置，设有供操作员搭乘的驾驶室110。
图2表示搭载于液压挖掘机100的液压驱动装置的概略构成。
图2中，液压驱动装置200具有：作为原动机的发动机20；通过发动机20驱动的单倾转型可变容量式的液压泵21；控制液压泵21的泵排出容积(泵倾转)qp的液压先导式的倾转控制装置22；将来自先导液压源(未图示)的一次压减压而生成的先导压向倾转控制装置22输出的电磁比例阀23；液压执行机构107～109；指示液压执行机构107～109的动作的操作装置51；方向切换阀单元24；泄放阀25；溢流阀26；压力传感器27；显示器50；指示液压泵21的泄漏流量的测定的输入装置52；和控制发动机20、电磁比例阀23、泄放阀25、显示器50等的控制器40。控制器40具有：输入来自各设备的信号的输入接口40a；由中央运算处理装置(CPU)及周边回路等构成且按照规定程序进行各种运算的运算装置40b；存储程序和各种数据的存储装置40c；和向各设备输出控制信号的输出接口40d。
方向切换阀单元24与跟液压泵21的排出端口连接的排出油路(泵排出油路)28连接，根据操作装置51的操作，控制从液压泵21向液压执行机构107～109供给的液压油的流动。
泄放阀25与泵排出油路28的方向切换阀单元24相比设于上游侧，根据来自控制器40的阀控制信号而开闭，将泵排出油路28连通或截断。
溢流阀26是限制泵排出油路28的压力的安全阀，与泵排出油路28的泄放阀25相比设于上游侧，当泵排出油路28的压力(＝泵压力Pp)超过规定压力(溢流设定压)Pr时开阀，将泵排出油路28的液压油向油箱29排出。
压力传感器27与泵排出油路28的泄放阀25相比设于上游侧，将泵排出油路28的压力(＝泵压力Pp)转换为压力信号，向控制器40输出。
控制器40接收来自输入装置52的测定指令，控制泄放阀25、发动机20的转速(发动机转速)Neng和泵倾转qp，基于由压力传感器27检测到的泵压力Pp来计算液压泵21的泄漏流量Qleak，将其储存至存储装置40c，或向显示器50等输出。
作为工程机械用的液压泵，大多使用直轴活塞式的泵，作为可变容量机构而具有斜轴式和斜板式。哪一种都是通过使活塞的行程工序变化而使排出容积变化来实现可变容量。
作为单倾转型可变容量式的液压泵21的一例，图3表示可变容量型斜轴式液压泵的构造。
图3中，筒状的套管1由一端侧成为轴承部分的大致圆筒状的套管主体1A、和将套管主体1A的另一端侧封闭的套管头1B构成。
旋转轴2能够旋转地设在套管主体1A内。液压缸块3位于套管主体1A内与旋转轴2一同旋转。在液压缸块3中，沿其轴向穿设有多个液压缸4。并且，在各液压缸4内分别能够滑动地设有活塞5，在各活塞5安装有连结杆6。
另外，在各连结杆6的前端形成有球形部6A，各球形部6A摆动自如地支承于形成在旋转轴2的前端的驱动盘7。在此，液压缸块3与后述的阀板8一同相对于旋转轴2带有作为倾转量的倾转角θ而配设，通过该倾转角θ来决定泵排油容量。
液压缸块3与阀板8的一侧端面滑动接触，阀板8的另一侧端面与形成于套管头1B的凹弯曲状的倾转滑动面9滑动接触。
另外，在阀板8的中心穿设有贯穿孔8A，在贯穿孔8A中，从两侧分别插入有后述的中轴10和摆动销15的各前端部。并且，在阀板8中穿设有当液压缸块3的旋转时与各液压缸4间歇性连通的一对给排端口(未图示)，向套管头1B的倾转滑动面9开口的一对给排通路(未图示)无论阀板8的倾转位置(倾转角θ)如何都与这些给排端口连通。
中轴10在驱动盘7与阀板8之间支承液压缸块3。在中轴10的一端侧形成有球形部10A，球形部10A摆动自如地支承于驱动盘7的轴中心位置。另一方面，将液压缸块3的中心贯穿并突出的中轴10的另一端侧能够滑动地插入至阀板8的贯穿孔8A内，使液压缸块3相对于阀板8对中。
倾转机构11沿着倾转滑动面9使阀板8倾转。倾转机构11由形成于套管头1B内并在轴向两端侧具有油通孔12A、12B的液压缸室12、能够滑动地插嵌至液压缸室12内并在液压缸室12内划分出液压室13A、13B的伺服活塞14、和基端侧固定于伺服活塞14且前端侧成为球形状前端部15A并能够摆动地插嵌至阀板8的贯穿孔8A内的摆动销15构成。
控制部16经由倾转机构11对阀板8进行倾转控制。控制部16具有设在套管头1B的外侧并对从先导泵给排的液压油量(先导压)进行反馈控制的节流切换阀(均未图示)。并且，在该节流切换阀设有套管(未图示)，该套管和伺服活塞14通过穿插于套管头1B的长孔1C内的反馈销17而一体连结。
在此，当通过操作杆51等切换操作控制部16的节流切换阀时，与此时的切换操作量相应的液压油(先导压)从所述先导泵经由油通孔12A、12B在倾转机构11的液压室13A、13B内进行给排，通过该液压室13A、13B间的压力差而使伺服活塞14滑动位移，由此伺服活塞14经由摆动销15使阀板8以及液压缸块3带有倾转角θ地向箭头A方向倾转。并且，所述节流切换阀的套管追随伺服活塞14的位移而位移，由此对来自所述先导泵的液压油量进行反馈控制，保持在使伺服活塞14的位移量与节流切换阀的切换操作量对应的状态。
在具有这样的构成的直轴活塞式的可变容量型液压泵中，能够变更斜轴、或斜板泵中的斜板的倾斜量(倾转)，由此能够变更每一次旋转的活塞的排油量，使泵的排出流量为可变。
接着说明泵的排出泄漏。
作为泵的主要的可动部、滑动部而如上述那样地举出了轴承和各活塞5与各液压缸4之间的滑动、液压缸块3与阀板8的滑动部、阀板8与套管头1B的滑动等。来自泵的排出油从该液压缸块3经由阀板8移送至排出端口(未图示)，这些滑动部若在滑动时发生润滑不良等，则会产生摩耗等导致倾转滑动面的间隙变大。追加该间隙，导致部品间盈余大于正常时的规定量，从而泵的排出油会从该间隙向低压部流出(泄漏)。该结果为，泵的排出流量与正常时的排出流量相比减少了泄漏流量的部分。
以下说明理论泵流量、泄漏流量及泵压力的关系。在此所说的理论泵流量是假设泵的泄漏流量为零的情况下的泵流量。
液压驱动装置200内的各部位流量与泵压力Pp的关系由以下的式子表达。
数式1
Qpref：理论泵流量
Qleak：泵泄漏流量
Qrelief：溢流流量
Qcb：中央旁通流量(泄放流量)
B：体积弹性系数
V：泵排出部容积
此外，理论泵流量Qpref由以下的式子表达。
数式2
Qpref＝qp×Neng……(2)
在本实施例中，通过泄放阀25的控制而使泵压力Pp保持在固定，由此根据数式(1)能够得到以下的式子。
数式3
0＝Qpref-Qleak-Qrelief-Qcb……(3)
另外，泵泄漏流量Qleak的测定在溢流阀26关闭的状态(即，溢流流量Qrelief为零的状态)下进行，由此根据数式(3)能够得到以下的式子。
数式4
Qleak＝QPref-Qcb……(4)
数式(4)中，若对中央旁通流量Qcb适用基于孔口的公式，则能够得到以下的式子。
数式5
C：系数
Acb：泄放阀开口面积
ΔP：泄放阀前后压力差
ρ：工作油密度
数式(5)中，泄放阀前后压力差ΔP是固定的，工作油密度ρ几乎不变化，由此数式(5)能够以下那样地简化。
数式6
Qleak＝QPref-K×Acb……(6)
K：系数
根据数式(6)可知，液压泵21的泄漏流量Qleak能够根据理论泵流量Qpref以及泄放阀25的开口面积Acb计算。另外，在理论泵流量Qpref为固定的条件下捕捉该开口面积Acb的变化量，由此能够捕捉泄漏流量Qleak的变化量。此外，泄放阀25的相对于控制指令值的开口面积特性数据由控制器40的存储装置40c所存储，由此开口面积Acb能够从泄放阀25的控制指令值容易地求出。而且，通过将理论泵流量Qpref设为固定，而使泄漏流量Qleak成为仅涉及开口面积Acb的函数，由此能够从泄放阀25的控制指令值容易且高精度地计算泄漏流量Qleak。
图4表示控制器40的功能框。此外，图4中，仅表示与液压泵21的泄漏流量的测定有关的构成，省略了与执行机构107～109的驱动有关的构成。
图4中，控制器40具有测定控制部41、泵压力测量部42、发动机转速控制部43、泵倾转控制部44、阀控制部45、和泄漏流量计算部46。
测定控制部41接收使泄漏流量Qleak的测定开始的测定指令以及杆中立信号，对发动机转速控制部43、泵倾转控制部44以及阀控制部45进行控制。测定指令可以经由配置于驾驶室110的开关52等的输入装置的操作而生成，也可以在液压挖掘机100的发动机20起动并控制器40的电源接通的紧后自动生成。该情况下，从控制器40的电源装置(未图示)输入的电力信号相当于测定指令。另外，杆中立信号是在执行机构107～109的非操作时产生的信号，根据来自执行机构107～109的操作杆51的输入信号而生成。
泵压力测量部42将来自压力传感器27的压力信号转换为液压泵21的泵压力Pp，向阀控制部45以及泄漏流量计算部46输出。
发动机转速控制部43接收来自测定控制部41的指令，以使发动机转速Neng成为规定转速(规定转速)的方式控制发动机20。
泵倾转控制部44接收来自测定控制部41的指令，以使液压泵21的倾转qp成为希望值的方式调节电磁比例阀23的开度，驱动倾转控制装置22。
阀控制部45接收来自测定控制部41的指令，以使泵压力Pp与规定的目标压力一致的方式调整泄放阀25的开口量(开度)，并且将阀开度向泄漏流量计算部46输出。在此所说的目标压力设定为比溢流设定压Pr(例如35MPa)低且比较高的压力(例如30MPa)。
泄漏流量计算部46基于泵压力Pp与目标压力一致时的阀开度来计算泄漏流量Qleak，并向配置于驾驶室110的显示器50等输出。此外，泄漏流量Qleak也可以构成为，不限于驾驶室110的作业者，也向车辆管理者和服务部门等进行通知。
图5表示由控制器40执行的泵泄漏流量的测定流程。控制器40接收与操作员和管理者、服务人员等的要求相应的泵泄漏流量的测定指令，中断通常的控制流程(未图示)，转移至该测定流程。以下，依次说明构成该测定流程的各步骤。
控制器40首先判断操作杆51是否为中立(是否为非操作状态)(步骤S1)。
在判断为步骤S1为是(操作杆51为中立)的情况下，将发动机转速设为规定转速，将液压泵21a的排出流量(泵流量)设为规定的流量(规定流量)。
接着在步骤S2，测量泵压力Pp(步骤S3)。
接着在步骤S3，判断泵压力Pp是否与目标压力相等(步骤S4)。
在判断为步骤S4为否(泵压力Pp与目标压力不相等)的情况下，调整泄放阀25的开度(步骤S5)，向步骤S3返回。具体地，在泵压力Pp比目标压力低的情况下向闭阀方向修正开度，在泵压力Pp比目标压力高的情况下向开阀方向修正开度。
在判断为步骤S4为是(泵压力Pp与目标压力相等)的情况下，获取泄放阀开度的数据(步骤S6)。
接着在步骤S6中，判断是否获得了规定次数量的数据(步骤S7)。这是由于考虑在数据中存在偏差等而确保用于随后进行移动平均处理和过滤处理等的平准化处理的数据数量，根据处理内容和数据的取得速度而设定规定次数。
在判断为步骤S7为否(没有获得规定次数量的数据)的情况下，向步骤S3返回。
在判断为步骤S7为是(获得了规定次数量的数据)的情况下，相对于最新的规定次数量的数据进行平准化处理(步骤S8)。
接着在步骤S8，使泄放阀开度Acb、泵倾转qp以及发动机转速Neng恢复测定流程开始前的状态(步骤S9)。
接着在步骤S9，基于在步骤S9计算出的泄放阀开口量Acb来计算泵泄漏流量Qleak(步骤S10)，结束该测定流程(恢复通常的控制流程)。
在本实施例中，工程机械100具备：原动机20；储存工作油的油箱29；由原动机20驱动并将从油箱29吸入的工作油排出的单倾转型可变容量式的液压泵21；由从液压泵21供给的工作油驱动的多个液压执行机构107～109；指示多个执行机构107～109的动作的操作装置51；和控制原动机20的转速Neng以及液压泵21的倾转qp的控制器40，其中，工程机械100具备：检测液压泵21的压力qp的压力传感器27；能够调整液压泵21的泄放流量Qcb的泄放调整装置25；和指示液压泵21的泄漏流量Qleak的测定的输入装置52，控制器40与操作装置51、压力传感器27、泄放调整装置25以及输入装置52连接，并被编程为，能够基于来自操作装置51的输入信号判断操作装置51的操作状态，将压力传感器27的检测信号换算为压力值，将与控制指令值相应的控制信号向泄放调整装置25输出，在判断为操作装置51处于非操作状态且从输入装置52输入有测定指令的情况下，在保持液压泵21的流量Qpref的状态下，边使泄放调整装置25的控制指令值变化边测量液压泵21的压力Pp，基于液压泵21的压力Pp在规定压力下稳定时的泄放调整装置25的控制指令值来计算液压泵21的泄漏流量Qleak。
另外，本实施例中的控制器40在基于来自操作装置51的输入信号判断为操作装置51处于非操作状态且从输入装置52输入有测定指令的情况下，将液压泵21的流量调整为规定流量，在将液压泵21的流量保持于所述规定流量的状态下，边使泄放调整装置25的控制指令值变化边测量液压泵21的压力Pp，基于液压泵21的压力Pp在所述规定压力下稳定时的泄放调整装置25的控制指令值来计算液压泵21的泄漏流量Qleak。
根据以上那样构成的本实施例，能够在保持液压泵21的流量Qpref的状态下，边使泄放调整装置25的控制指令值变化边测量液压泵21的压力Pp，基于液压泵21的压力Pp在规定压力下稳定时的泄放调整装置25的控制指令值来计算液压泵21的泄漏流量Qleak。由此，能够测定液压泵21的微小的泄漏流量Qleak。
另外，本实施例中的控制器40也可以为，在基于来自操作装置51的输入信号判断为操作装置51处于非操作状态且从输入装置52输入有测定指令的情况下，在将液压泵21的流量Qpref保持于现在流量的状态下，边调整泄放调整装置52的控制指令值边测量液压泵21的压力Pp，将液压泵21的压力Pp与所述目标压力一致时的泄放调整装置25的控制指令值与液压泵21的压力Pp以及现在流量Qpref建立对应关系而存储。该情况下，虽然泄漏流量测定时的液压泵21的流量Qpref在每次测定时会变化，但通过确认与处于同一或固定的范围内的压力Pp以及流量Qpref建立对应关系地存储的泄放调整装置25的控制指令值的推移，能够掌握泄漏流量Qleak的变化。另外，由于在泄漏流量Qleak的测定前后液压泵21的流量Qpref不变化，所以能够抑制测定完成后的对操作性的影响。
另外，本实施例中的控制器40在计算泄漏流量Qleak之前，相对于泄放调整装置25的控制指令值进行平准化处理。由此，从泄放调整装置25的控制指令值去除噪音等的影响，由此能够提高泄漏流量Qleak的测定精度。
使用图6来说明利用了泄放阀25的泵压力Pp的控制的补充。在该控制的执行中，目标压力作为指令而向控制器40输入。控制器40从压力传感器27的压力信号计算泵压力Pp，计算如泵压力Pp与目标压力一致那样的泄放阀25的控制指令值，将与该控制指令值相应的阀控制信号向泄放阀25输出。在该控制的非执行中，控制器40输出如使泄放阀25全开那样的操作指令。
在本实施例中，说明了在工程机械侧计算泵泄漏流量Qleak的构成，但也可以为，将表示液压泵21的损伤程度的特征量(泄放阀25的控制指令值，泵泄漏流量Qleak等)以及时刻信息使用利用卫星通信等的通信机构而向设置在其他地方的分析服务器发送，在分析服务器侧进行诊断处理。
图7表示在分析服务器侧进行诊断处理的情况的构成例。在该例中，能够在分析服务器侧容易地变更用于不良情况判断的阈值。另外，不仅收集仅一台机械的数据，而且能够收集比较对象(同种、同级别等)的多台机械的数据，因此可以通过从母集团的乖离程度和脱离程度等的相对值比较来决定判断阈值。在该情况下，无需事先决定判断阈值，通过一边运用一边调整判断阈值而进行决定因此能够使设计变简便。
根据基于该特征量和时刻信息而预先决定的判断阈值和经时间倾斜来诊断泵的不良情况征兆，由此在机械外部也能够掌握泵的不良情况征兆。
实施例2
以与第1实施例的差异点为中心来说明本发明的第2实施例。
在第1实施例中，泄放阀25位于液压泵21的稍微下游，由此能够不受到方向切换阀单元24等的影响地测定液压泵21的泄漏流量。但是，在通过液压泵21的排出油驱动执行机构107～109的工程机械100中，有时优选为，不仅针对液压泵21单体，而且还包括方向切换阀单元24地评价泄漏。这是由于为了向液压执行机构107～109进行液压油供给，不仅液压泵21，而且方向切换阀单元24也有很大关联。
图8中，液压驱动装置200具有：由发动机(原动机)20驱动的可变容量式的第1以及第2液压泵21a、21b；由与第1液压泵21a的泵排出油路28a并列连接的多个方向切换阀24a1构成的第1方向切换阀单元24a；和由与第2液压泵21b的泵排出油路28b并列连接的多个方向切换阀24b1构成的第2方向切换阀单元24b。
构成第1方向切换阀单元24a的多个方向切换阀24a1、以及构成第2方向切换阀单元24b的多个方向切换阀24b1分别与液压执行机构107～109、120L、120R、121的任意一个连接。并且，各方向切换阀24a1、24b1构成为，通过先导方式(液压式或电磁式)切换，该切换操作通过设于驾驶室110内的操作杆51和操作踏板等的操作装置51而进行。另外，在使来自第1以及第2液压泵21a、21b的液压油向油箱29旁通的旁通管线60a、60b上设有第1以及第2泄放阀25a、25b。第1以及第2泄放阀25a、25b通过来自控制器40(图4所示)的指令而控制从第1以及第2液压泵21a、21b向油箱29旁通的流量(泄放流量)。
在此，设于液压挖掘机100的液压执行机构包括：由液压马达构成的左右的行驶马达120R、120L以及旋转马达121；驱动动臂104的动臂液压缸107；驱动斗杆105的斗杆液压缸108；和驱动铲斗106的铲斗液压缸109。针对这些液压执行机构中的动臂液压缸107以及斗杆液压缸108，能够使来自第1以及第2液压泵21a、21b的液压油合流而供给。此外，本实施例的液压驱动装置200具有两台液压泵21a、21b，但液压泵的数量能够根据作业负荷等适当变更。
在第1以及第2液压泵21a、21b与油箱29之间设有用于限制液压回路的最高压力的溢流阀26，由此谋求构成液压回路的各部分的保护。
本实施例与第1实施例的不同点在于，代替设于方向切换阀单元24的上游侧的泄放阀25(图2所示)，具有设于方向切换阀单元24a、24b的下游侧的泄放阀25a、25b。如图8所示，控制向执行机构供给的液压油的流动的方向切换阀24a1、24b1相对于各泵的供给端口并列设置，来自这些方向切换阀24a1、24b1的液压油的泄漏与泵的泄漏同样地对执行机构的驱动产生影响。
本实施例中的液压驱动装置200的各部位流量与泵压力Pp的关系由以下的式子表达。
数式7
Qpref：理论泵流量
Qleak：泵泄漏流量
Qrelief：溢流流量
Qcb：中央旁通流量(泄放流量)
Qcv：方向控制阀泄漏流量
B：体积弹性系数
V：泵排出部容积
另外，泵泄漏流量Qleak的测定在通过泄放阀25的控制使泵压力Pp保持为固定，且溢流阀26关闭的状态(即，溢流流量Qrelief为零的状态)下进行，由此根据数式(7)能够获得以下的式子。
数式8
Qleak+Qcv＝QPref-K×Acb……(8)
根据数式(8)，计算泵泄漏流量Qleak与方向切换阀泄漏流量Qcv的合计泄漏流量，由此能够测定包括液压泵21a、21b以及方向切换阀单元24a、24b的液压油供给系统整体的泄漏流量。
泵泄漏流量测定时的动作与第1实施例同样，由此省略说明，但由此，能够从微小流量区域测定液压油供给系统整体的泄漏流量，并且在泄放流量Qcb为零，溢流流量Qrelief为零的状况下通过泵压力Pp缓慢超过目标压力(例如30MPa)时的理论泵流量Qpref来高精度地测定液压油供给系统整体的泄漏流量，能够评价作为工程机械的液压油的供给源的损伤程度。
本实施例中的泄放调整装置25a、25b是设于将方向切换阀单元24a、24b与油箱29连接的旁通管线60a、60b，根据来自控制器40的阀控制信号而开闭的泄放阀25a、25b。
根据以上那样构成的本实施例，能够测定包括液压泵21a、21b以及方向切换阀单元24a、24b在内的液压油供给系统整体的微小泄漏流量。
实施例3
以与第1实施例的差异点为中心来说明本发明的第3实施例。
本实施例的目的在于，在与通常的测定环境大幅不同的情况下，提供不适合测定结果的评价、比较的情况下的泄漏流量的评价诊断方法。例如作为具体例子，在极寒地的极寒状态下实施诊断的情况下有时油温非常低至－20℃等。在该情况下，因为从泵的环状间隙等泄漏的流量通常受到油的粘度等的影响，所以设想到温度环境会对泄漏程度产生影响。在这样地因有无工作油的加热都会导致温度大幅不同的情况下，定量性地评价由第1实施例计算的泄漏流量已经不恰当。在本实施例中，说明在这样地测定环境大幅不同的情况下，计算对评价恰当的泄漏流量的方法。
如图8的液压回路构成所示，在如液压挖掘机那样的工程机械中，存在左右的行驶马达120L、120R，由此为了获得左右的等价性，具有同一规格的两个液压泵是惯例。若处于这些两个液压泵无损伤等而持有同样的泄漏流量特性的情况，则即便在温度等的环境与普通大幅不同的情况下，两个液压泵21a、21b的泄漏流量也应该为同等。相反地来讲，在两个液压泵21a、2b的泄漏流量大幅不同的情况下，能够认为泄漏流量大的一方的液压泵与另一方的液压泵相比发生损伤。
因此，在这样地温度环境与普通大幅不同的情况下，当计算两个液压泵的各泄漏流量时还考虑两个液压泵的泄漏流量的偏差的影响，由此能够抑制基于温度环境对于各泄漏流量的变化造成的影响而进行更恰当的泄漏诊断。
图9表示本实施例中的液压驱动装置200的概略构成，图10表示本实施例中的液压泵21a、21b的泄漏流量Qleak1、Qleak2的修正运算处理。此外，液压泵21a、21b的泄漏流量Qleak1、Qleak2的计算方法如第1实施例所说明地那样。
在图8所示的例中，将泄漏流量Qleak1与泄漏流量Qleak1、Qleak2的偏差(＝Qleak1－Qleak2)的绝对值的加权平均作为修正后的泄漏流量Qleak1来计算，将泄漏流量Qleak2与泄漏流量Qleak2、Qleak1的差量(＝Qleak2－Qleak1)的绝对值的加权平均作为液压泵21a的修正后的泄漏流量Qleak2来计算。
决定泄漏流量Qleak1、Qleak2的比重的系数K1以及决定泄漏流量Qleak1、Qleak2的偏差的绝对值的比重的系数K2设定为，满足K1+K2＝1的条件，且在标准温度TN中K1具有支配性(例如0.9)，随着温度降低，使系数K2成为支配性(例如0.9)。
本实施例中的液压挖掘机100还具备：由原动机20驱动并将从油箱29吸入的工作油排出的单倾转型可变容量式的第2液压泵21b；检测第2液压泵21b的压力Pp2的第2压力传感器27b；能够调整第2液压泵21b的泄放流量Qcb2的第2泄放调整装置25b；和检测工作油的温度的温度传感器30，多个液压执行机构107～109能够通过从第2液压泵21b供给的工作油而驱动，控制器40与第2压力传感器27b、第2泄放调整装置25b、以及温度传感器30连接，并被编程为，能够将第2压力传感器27b的检测信号换算为压力值，将与控制指令值相应的控制信号向第2泄放调整装置25b输出，将温度传感器30的检测信号转换为温度值，在判断为操作装置51处于非操作状态且从输入装置52输入有测定指令的情况下，在保持第2液压泵21b的流量的状态下，边使第2泄放调整装置25b的控制指令值变化边测量第2液压泵21b的压力Pp2，基于第2液压泵21b的压力Pp2在规定压力下稳定时的第2泄放调整装置25b的控制指令值来计算第2液压泵21b的泄漏流量Qleak2，根据工作油的温度来修正第1液压泵21a的泄漏流量Qleak1以及第2液压泵21b的泄漏流量Qleak2。
根据以上那样构成的本实施例，根据工作油的温度来修正第1以及第2液压泵21a、21b的泄漏流量Qleak1、Qleak2，由此能够不依赖温度环境地进行恰当的泄漏诊断。
以上，详细说明了本发明的实施例，但本发明并不限定于上述实施例，包括各种变形例。例如，上述实施例是为了易于理解地说明本发明而进行了详细说明，并没有限定于必须具有所说明的全部构成。另外，能够在某一实施例的构成中加入其它实施例的构成的一部分，也能够将某一实施例的构成的一部分删除或与其他实施例的一部分置换。
附图标记说明
1…套管，1A…套管主体，1B…套管头，1C…长孔，2…旋转轴，3…液压缸块，4…液压缸，5…活塞，6…连结杆，6A…球形部，7…驱动盘，8…阀板，8A…贯穿孔，9…倾转滑动面，10…中轴，11…倾转机构，12…液压缸室，12A、12B…油通孔，13A、13B…液压室，14…伺服活塞，15…摆动销，15A…球形状前端部，16…控制部，17…反馈销，20…发动机(原动机)，21…液压泵(第1液压泵)，21a…液压泵(第1液压泵)，21b…液压泵(第2液压泵)，22，22a、22b…倾转控制装置，23…电磁比例阀，24，24a…方向切换阀单元(第1方向切换阀单元)，24b…方向切换阀单元(第2方向切换阀单元)，25，25a…泄放阀(第1泄放调整装置)，25b…泄放阀(第2泄放调整装置)，26…溢流阀，27，27a…压力传感器(第1压力传感器)，27b…压力传感器(第2压力传感器)，28，28a、28b…泵排出油路，29…油箱，30…温度传感器，40…控制器，41…测定控制部，42…泵压力测量部，43…发动机转速控制部，44…泵倾转控制部，45…阀控制部，46…泄漏流量计算部，50…显示器，51…操作杆(操作装置)，52…开关(输入装置)，60a、60b…旁通管线，100…液压挖掘机(工程机械)，101…行驶体，102…旋转体，103…作业装置，104…动臂，105…斗杆，106…铲斗，107…动臂液压缸(液压执行机构)，108…斗杆液压缸(液压执行机构)，109…铲斗液压缸(液压执行机构)，110…驾驶室，120L，120R…行驶马达(液压执行机构)，121…旋转马达(液压执行机构)，200…液压驱动装置。

Claims (6)

1.一种工程机械，其具备：
原动机；
储存工作油的油箱；
由所述原动机驱动并将从所述油箱吸入的工作油排出的单倾转型可变容量式的第1液压泵；
由从所述第1液压泵供给的工作油驱动的多个液压执行机构；
指示所述多个执行机构的动作的操作装置；和
控制所述原动机的转速以及所述第1液压泵的倾转的控制器，所述工程机械的特征在于，具备：
检测所述第1液压泵的压力的第1压力传感器；
能够调整所述第1液压泵的泄放流量的第1泄放调整装置；和
指示所述第1液压泵的泄漏流量的测定的输入装置，
所述控制器与所述操作装置、所述第1压力传感器、所述第1泄放调整装置以及所述输入装置连接，并被编程为，能够基于来自所述操作装置的输入信号判断所述操作装置的操作状态，将所述第1压力传感器的检测信号换算为压力值，将与控制指令值相应的控制信号向所述第1泄放调整装置输出，
在判断为所述操作装置处于非操作状态且从所述输入装置输入有测定指令的情况下，在保持所述第1液压泵的流量的状态下，边使所述第1泄放调整装置的控制指令值变化边测量所述第1液压泵的压力，基于所述第1液压泵的压力在规定压力下稳定时的所述第1泄放调整装置的控制指令值来计算所述第1液压泵的泄漏流量。
2.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，
所述控制器在判断为所述操作装置处于非操作状态且输入有所述测定指令的情况下，将所述第1液压泵的流量调整为规定流量，在将所述第1液压泵的流量保持于所述规定流量的状态下，边使所述第1泄放调整装置的控制指令值变化边测量所述第1液压泵的压力，基于所述第1液压泵的压力在所述规定压力下稳定时的所述第1泄放调整装置的控制指令值来计算所述第1液压泵的泄漏流量。
3.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，
所述控制器在判断为所述操作装置处于非操作状态且输入有所述测定指令的情况下，在将所述第1液压泵的流量保持于现在流量的状态下，边使所述第1泄放调整装置的控制指令值变化边测量所述第1液压泵的压力，将所述第1液压泵的压力与所述规定压力一致时的所述第1泄放调整装置的控制指令值与所述第1液压泵的压力以及所述现在流量建立对应关系而存储。
4.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，
所述控制器在计算所述第1液压泵的泄漏流量之前，相对于所述第1泄放调整装置的控制指令值进行平准化处理。
5.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，
具有控制从所述第1液压泵向所述多个液压执行机构供给的工作油的流动的第1方向切换阀单元，
所述第1泄放调整装置是设于将所述第1方向切换阀单元与所述油箱连接的旁通管线并根据来自所述控制器的阀控制信号而开闭的泄放阀。
6.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，还具备：
由所述原动机驱动并将从所述油箱吸入的工作油排出的单倾转型可变容量式的第2液压泵；
检测所述第2液压泵的压力的第2压力传感器；
能够调整所述第2液压泵的泄放流量的第2泄放调整装置；和
检测工作油的温度的温度传感器，
所述多个液压执行机构能够通过从所述第2液压泵供给的工作油而驱动，
所述控制器与所述第2压力传感器、所述第2泄放调整装置、以及所述温度传感器连接，并被编程为，能够将所述第2压力传感器的检测信号换算为压力值，将与控制指令值相应的控制信号向所述第2泄放调整装置输出，将所述温度传感器的检测信号转换为温度值，
在判断为所述操作装置处于非操作状态且输入有所述测定指令的情况下，在保持所述第2液压泵的流量的状态下，边使所述第2泄放调整装置的控制指令值变化边测量所述第2液压泵的压力，基于所述第2液压泵的压力在所述规定压力下稳定时的所述第2泄放调整装置的控制指令值来计算所述第2液压泵的泄漏流量，根据所述工作油的温度来修正所述第1液压泵的泄漏流量以及所述第2液压泵的泄漏流量。
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