CN117836518A - 泵的诊断装置及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明目的在于提供能够进行精确诊断的泵的诊断装置及工程机械。液压泵1的诊断装置40具有：动作指示部42，其输出使液压挖掘机200的液压致动器29进行特定动作的动作指示；测定条件设定部44，其设定特定动作中的液压泵1的压力测定时的采样条件；运算部46，其获取以设定的采样条件在特定动作中采样的压力的测定值，运算液压泵1的压力脉动的振幅；异常判定部47，其基于所运算的压力脉动的振幅来判定液压泵1有无异常；以及输出部48，其输出异常判定部47的判定结果。

Description

泵的诊断装置及工程机械

技术领域

本发明涉及泵的诊断装置及包含该诊断装置的工程机械。

背景技术

在搭载于液压挖掘机等工程机械的液压泵中，有通过对排出压力、泄放压力这样的液压泵的压力进行分析而无需分解液压泵地进行液压泵的诊断的装置(例如，专利文献1)。

专利文献1中公开了根据与液压泵的旋转频率一致的压力的频率成分进行液压泵的诊断的技术。根据专利文献1，在液压泵的活塞滑靴产生磨耗时，由于与液压泵的旋转频率一致的压力的频率成分增大，因此能够通过分析该压力的频率成分来进行液压泵的诊断。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-170509号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在进行挖掘、回旋等动作的运行中的工程机械中，由于液压泵的负荷时刻变化，因此液压泵的转速也时刻变化，因而可能无法稳定地获取液压泵的压力频率成分。因此，在专利文献1公开的技术中，在进行精确诊断的方面存在改善的余地。

鉴于上述情况，本发明的目的在于提供能够进行精确诊断的泵的诊断装置及工程机械。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的泵的诊断装置搭载于工程机械，且通过由所述工程机械的原动机驱动而向所述工程机械的液压致动器供给压油，所述泵的诊断装置的特征在于，具有：动作指示部，其输出使所述液压致动器进行特定动作的动作指示；测定条件设定部，其设定所述特定动作中的所述泵的压力的测定时的采样条件；运算部，其获取根据所设定的所述采样条件在所述特定动作中采样的所述压力的测定值，运算所述泵的压力脉动的振幅；异常判定部，其基于所运算的所述压力脉动的振幅来判定所述泵有无异常；以及输出部，其将所述异常判定部的判定结果向显示装置输出。

另外，本发明的工程机械包含：能够自行的下部行驶体；上部回旋体，其能够回旋地支承于所述下部行驶体；前部作业装置，其设置于所述上部回旋体；液压致动器，其驱动所述前部作业装置；泵，其向所述液压致动器供给压油；压力传感器，其测定所述泵的压力；以及显示装置，其向操作者进行多种信息显示，所述工程机械的特征在于，具备使所述显示装置显示用于进行所述前部作业装置的动作的操作指示且进行所述泵的诊断的控制装置，所述控制装置使所述显示装置显示下述画面：向所述操作者示出所述工程机械的实际姿态与诊断用姿态的差异，并向所述操作者指示使所述工程机械进行诊断用的动作的操作，设定所述诊断用的动作中的所述压力的测定时的采样条件，基于根据所设定的所述采样条件在所述诊断用的动作中采样的所述压力的测定值来运算所述泵的压力脉动的振幅，基于所运算的所述压力脉动的振幅来判定所述泵有无异常，使所述显示装置显示有无所述异常的判定结果。

发明效果

根据本发明，能够提供能够进行精确诊断的泵的诊断装置及工程机械。

附图说明

图1是示出液压泵的构成的图。

图2是说明包含图1所示的液压泵的液压挖掘机的构成的图。

图3是说明图1所示的液压泵的异常时的压力的时间变化的图。

图4是说明包含图1所示的液压泵的诊断装置的液压挖掘机的功能的构成的框图。

图5是示出由图4所示的动作指示部输出的动作指示的显示例的图。

图6是说明通过图4所示的测定条件设定部设定的采样速率的图。

图7是示出图6所示的测定值的概率密度的分布的图。

图8是示出图4所示的异常判定部的判定结果的显示例的图。

图9是示出通过图4所示的诊断装置进行的诊断处理的流程图。

图10是示出通过图9所示的诊断处理确定的液压泵的异常度的显示例的图。

具体实施方式

以下，使用附图说明本发明的实施方式。只要没有特别提及，关于各实施方式中标注同一附图标记的构成，在各实施方式中具有相同的功能，省略其说明。

在本实施方式中，作为泵的诊断装置，以排出向工程机械的构成要素传递动力的工作油的液压泵1的诊断装置40为例进行说明。在本实施方式中，作为工程机械，以图5所示的液压挖掘机200为例进行说明，说明诊断装置40搭载于液压挖掘机200的情况。但是，本发明的诊断装置也能够应用于液压挖掘机200以外的工程机械例如轮式装载机、自卸卡车或道路机械等中搭载的液压泵。

另外，本发明的诊断装置也能够设置于工程机械的外部。在该情况下，例如，诊断装置具有能够与该工程机械或该液压泵通信的构成。并且，诊断装置构成为从该工程机械或该液压泵接收诊断所需的信息而执行诊断处理，并将诊断所需的指示及诊断结果向工程机械发送。

图1是示出液压泵1的构成的图。图1是沿着液压泵1的轴方向的示意性剖视图。

图1所示的液压泵1是可变容量型的斜板式轴向活塞泵。液压泵1也可以是斜轴式的活塞泵、叶片泵或齿轮泵。液压泵1被用于液压挖掘机200等工程机械，由发动机或马达等原动机30旋转驱动。液压泵1包含外壳2、轴3、缸体4、活塞5、斜板6及阀板7。

外壳2包含有底筒状的外壳主体8和封堵外壳主体8的开口部的盖体9。盖体9在与外壳主体8之间形成排油室10。在外壳主体8上设有泄油口11。泄油口11经由排泄配管12与贮存工作油的油箱13连接。轴3能够旋转地支承于外壳2，伴随原动机30的旋转而旋转。

缸体4借助设置在轴3的外周的花键而固定于轴3的外周。缸体4在外壳主体8的内部伴随轴3的旋转而旋转。缸体4以其一端面与斜板6相对而其另一端面在阀板7上滑动的方式配置。

缸体4设有多个缸孔14。各缸孔14设置为，以轴3为中心，在缸体4的周向上等间隔配置。各缸孔14以与缸体4的轴方向平行延伸的方式设置。各缸孔14在阀板7侧开口，与排出口15及吸入口16连通。

活塞5以能够在各缸孔14的内部滑动的方式配置。滑靴18以能够相对于活塞5摆动的方式设置在活塞5的斜板6侧。各活塞5与缸体4的旋转相伴而在缸孔14内沿着轴方向往复运动。由此，各活塞5从吸入口16向缸孔14内吸入工作油，对吸入的工作油进行压缩，并将压油从排出口15排出。滑靴18能够滑动地与斜板6的平滑面抵接。滑靴18与缸体4的旋转相伴而以描绘圆轨道的方式相对于斜板6的平滑面滑动。

斜板6由设置于外壳2的盖体9的斜板支承部件19能够倾转地支承。斜板6的与盖体9相反一侧的面成为供滑靴18滑动的平滑面。通过滑靴18伴随缸体4的旋转而在斜板6的平滑面上滑动，从而活塞5能够在缸孔14内往复运动。在斜板6的盖体9侧的面上设有由凸曲面构成的一对腿部(仅图示一方)。设置于斜板6的一对腿部与设置在斜板支承部件19的与盖体9相反一侧的面的一对凹曲面(仅图示一方)匹配。

在此，为了提高活塞5的滑动特性，在缸孔14与活塞5之间形成未图示的微小间隙。该间隙与外壳2的排油室10连通。缸孔14内的压油的一部分经由该间隙向外壳2的排油室10漏出。另外，为了提高滑靴18的滑动特性，在滑靴18与斜板6之间形成未图示的微小间隙。该间隙经由设置在滑靴18及活塞5的内部的通路与缸孔14的内部连通。缸孔14内的压油的一部分经由该间隙向外壳2的排油室10漏出。

图2是说明包含图1所示的液压泵1的液压挖掘机200的构成的图。

液压泵1的泄油口11经由排泄配管12与油箱13连接。液压泵1的吸入口16经由吸入配管20与油箱13连接。液压泵1吸入从油箱13经由吸入配管20供给的工作油。液压泵1的排出口15经由排出配管21与控制阀22连接。液压泵1将压油经由排出配管21向控制阀22压送。控制阀22向液压挖掘机200的各液压致动器29分配压油。

液压挖掘机200包含能够自行的下部行驶体201、能够回旋地支承于下部行驶体201的上部回旋体202、以及设置于上部回旋体202的前部作业装置203(参见图5)。前部作业装置203具有由动臂缸驱动的动臂204、由斗杆缸驱动的斗杆205及由铲斗缸驱动的铲斗206。液压挖掘机200的液压致动器29例如为动臂缸、斗杆缸、铲斗缸、回旋马达或走行马达等。来自液压致动器29的返回油经由控制阀22及回油管23返回油箱13。

在排出配管21、排泄配管12及吸入配管20上分别设有测定液压泵1的多种压力的压力传感器24a～24c。压力传感器24a测定液压泵1的排出压力。压力传感器24b测定液压泵1的泄放压力。压力传感器24c测定液压泵1的吸入压力。压力传感器24a～24c的各输出信号被输入对液压挖掘机200的多种动作进行控制(例如对液压泵1、控制阀22及原动机30的动作进行控制)的控制装置25。需要说明的是，在本实施方式中，也将压力传感器24a～24c合并称为“压力传感器24”。

控制装置25根据压力传感器24的输出信号运算液压泵1的压力的测定值。另外，控制装置25具有根据该测定值的时间序列数据来运算液压泵1的压力波形的振幅的运算部、和存储用于判定液压泵1有无异常的阈值的存储部。控制装置25通过将压力波形的振幅与阈值比较来进行液压泵1的诊断，并将诊断结果向报知装置26输出。另外，控制装置25将使液压挖掘机200进行特定动作的动作指示向报知装置26输出，作为用于进行液压泵1的诊断的诊断条件。

报知装置26将该诊断结果或动作指示向液压挖掘机200的操作者即液压挖掘机200的搭乘者报知。报知装置26也可以向以液压挖掘机200的管理者为首的除了操作者以外的用户报知。操作者按照由报知装置26报知的动作指示来操作操作杆27及发动机控制盘28(以下也称为“引擎控盘28”)，使液压挖掘机200动作，以使液压泵1成为能够诊断的状态。需要说明的是，引擎控盘28是用于操作作为原动机30的发动机转速的操作装置。操作杆27是用于操作下部行驶体201、上部回旋体202及前部作业装置203这种构成液压挖掘机200的各装置的操作装置。

另外，控制装置25接受操作者对操作杆27及引擎控盘28的操作，对液压挖掘机200的动作进行控制。具体来说，从操作杆27及引擎控盘28输出的操作信号被输入至控制装置25。控制装置25根据所输入的操作信号控制控制阀22、原动机30及液压泵1的动作。此时，控制装置25监视在进行按照动作指示的操作(与诊断用的动作对应的操作)的情况下是否成为期待的液压挖掘机200的姿态(诊断用姿态)、液压泵1的压力(诊断用的压力)，在满足诊断条件的情况下，进行液压泵1的诊断。

图3是说明图1所示的液压泵1异常时的压力的时间变化的图。图3的横轴表示时间，图3的纵轴表示液压泵1的压力。图3示出在多个活塞5中的一部分活塞产生损伤的情况下的液压泵1的压力的时间变化。

如上所述，当液压泵1被原动机30驱动时，缸体4旋转，活塞5在缸孔14内往复运动。此时，缸孔14内的压油的一部分经由缸孔14与活塞5的间隙及滑靴18与斜板6的间隙向外壳2的排油室10漏出。在活塞5、缸孔14或滑靴18产生某种损伤的情况下，这些间隙变大。若这些间隙变大，则排出口15、吸入口16或泄油口11与排油室10之间的工作油的移动量增加。在该情况下，排出口15、吸入口16或泄油口11中的压力(排出压力、吸入压力或泄放压力)变化。

具体来说，在损伤的活塞5、缸孔14或滑靴18通过排出口15时，排油室10的压力上升。并且，如图3所示，设想在与液压泵1的各端口连接的配管上产生具有与液压泵1的旋转周期的整数倍一致的周期的压力脉动(图3的虚线)。通过将设想的压力脉动的振幅与阈值比较，从而能够进行液压泵1的诊断。

但是，通常，例如由斜板6的倾转引起的压力的时间变化中的变化幅度、由液压挖掘机200的运行引起的压力的时间变化中的变化幅度大于该压力脉动的振幅范围(即，由液压泵1的异常引起的压力的时间变化中的变化幅度)。由此，为了精确地进行液压泵1的诊断，区分液压泵1的压力的时间变化是否是由液压泵1的异常引起的变化很重要。

图4是说明包含图1所示的液压泵1的诊断装置40的液压挖掘机200的功能的构成的框图。图5是示出通过图4所示的动作指示部42输出的动作指示的显示例的图。图6是说明由图4所示的测定条件设定部44设定的采样速率的图。图7是示出图6所示的测定值的概率密度的分布的图。图8是示出图4所示的异常判定部47的判定结果的显示例的图。

液压泵1的诊断装置40构成为包含处理器及存储装置，通过由处理器执行存储装置中存储的程序，从而实现诊断装置40的各种功能。需要说明的是，在本实施方式中，液压泵1的诊断装置40安装在液压挖掘机200的控制装置25内。

如图4所示，诊断装置40的输入侧与液压挖掘机200上搭载的温度传感器31、姿态传感器32、转速传感器33、操作量传感器34及压力传感器24连接。温度传感器31是测定工作油的温度的传感器。姿态传感器32是测定液压挖掘机200的姿态的传感器。姿态传感器32包含测定动臂204的转动角度的动臂角度传感器、测定斗杆205的转动角度的斗杆角度传感器、测定铲斗206的转动角度的铲斗角度传感器以及测定上部回旋体202的回旋角度的回旋角度传感器。转速传感器33是测定原动机30的转速的传感器。操作量传感器34是测定操作杆27及引擎控盘28的各操作量的传感器。

在诊断装置40的输出侧连接显示装置35。显示装置35是报知装置26的一部分，是本实施方式中设置在液压挖掘机200的驾驶室中的显示器。需要说明的是，在诊断装置40设置于液压挖掘机200的外部的情况下，显示装置35例如可能包含设置于管理者等除了液压挖掘机200的操作者以外的用户的信息终端的显示器，其中，该管理者对位于远离液压挖掘机200的位置的除了液压挖掘机200以外的其他工程机械整体地进行管理。

在本实施方式中，诊断装置40具有诊断条件设定部41、测定执行部45、运算部46、异常判定部47及输出部48。

诊断条件设定部41设定液压泵1的诊断条件。例如，诊断条件包含与液压挖掘机200的状态或动作相关的条件以及与液压泵1的压力的测定相关的条件。具体来说，诊断条件设定部41具有动作指示部42、监视部43及测定条件设定部44。

动作指示部42将使液压挖掘机200进行特定动作以使液压泵1成为能够诊断的状态的动作指示向输出部48输出。输出部48使显示装置35显示由动作指示部42输出的动作指示。在本实施方式中，动作指示是用于指示操作者使液压挖掘机200进行特定动作以使液压泵1的转速、工作油的温度以及液压挖掘机200的姿态及装载等状态成为适合于液压泵1的诊断的状态的信息。

在本实施方式中，动作指示部42输出使显示装置35显示下述画面的动作指示：向操作者示出液压挖掘机200的实际姿态与诊断用姿态的差异，向操作者指示使液压挖掘机200进行诊断用的动作的操作，以使液压挖掘机200的前部作业装置203(例如动臂204、动臂204及斗杆205)在成为规定的诊断用姿态后进行规定的诊断用的动作。

更具体来说，如图5所示，由动作指示部42输出的动作指示也可以包含第1动作指示53及第2动作指示54。第1动作指示53是使液压挖掘机200成为规定的状态的动作指示。第2动作指示54是使基于第1动作指示53而成为规定的状态的液压挖掘机200进行规定的动作的动作指示。

图5示出在显示装置35上显示包含第1动作指示53及第2动作指示54的画面51的例子。在图5的例子中，第1动作指示53向操作者指示使液压挖掘机200的铲斗206成为空载的状态，调整使得各项目55的实测值(Value)落在目标范围(Target)内。即，图5所示的实测值(Value)是与液压挖掘机200的实际姿态对应的信息的一例，图5所示的目标范围(Target)是与诊断用姿态对应的信息的一例。动作指示部42通过使显示装置35显示该实测值(Value)及目标范围(Target)二者的画面51，从而向操作者示出液压挖掘机200的实际姿态与诊断用姿态的差异。

在图5的例子中，第2动作指示54向操作者指示，在与第1动作指示53对应的操作后，操作引擎控盘28将原动机30的转速设为最小，对操作杆27的动臂上扬操作杆进行满行程操作，big使其释放30秒。

需要说明的是，作为向操作者示出液压挖掘机200的实际姿态与诊断用姿态的差异的其他方法，例如，能够举出将与实际姿态和诊断用姿态对应的两幅液压挖掘机200的侧视图或其一部分显示在画面51的图像显示区域52中，或者将上述的实测值(Value)与目标范围(Target)的差量显示在画面51上。

通过操作者根据第1动作指示53及第2动作指示54操作液压挖掘机200，从而液压泵1的转速、工作油的温度以及液压挖掘机200的姿态及装载等的状态成为与液压泵1的诊断匹配的定常状态。诊断装置40在该定常状态下测定液压泵1的压力，进行液压泵1的诊断。特别是，诊断装置40根据第2动作指示54对操作杆27的动臂上扬操作杆进行满行程操作，在释放30秒的过程中测定液压泵1的压力。

由此，诊断装置40能够将与液压挖掘机200的状态或动作相关的条件设为始终相同的条件，稳定地测定液压泵1的压力。因此，诊断装置40能够明确区分该压力的时间变化是否为由液压泵1的异常引起的变化。由此，诊断装置40能够准确且稳定地进行液压泵1的诊断。

监视部43获取温度传感器31、姿态传感器32、转速传感器33、操作量传感器34及压力传感器24的各测定值，操作者按照来自动作指示部42的动作指示监视是否进行液压挖掘机200的操作。监视部43将这些传感器测定值、监视结果向输出部48输出。输出部48使显示装置35显示由监视部43输出的监视结果等。

由此，诊断装置40能够向操作者报知其是否正在按照动作指示部42的动作指示进行液压挖掘机200的操作。操作者能够尽早调节操作杆27或引擎控盘28的操作量。因此，诊断装置40能够将与液压挖掘机200的状态或动作相关的条件可靠地设为相同的条件并测定工作油的压力，因此能够更加准确且稳定地进行液压泵1的诊断。

另外，在本实施方式中，诊断装置40按照上述方式将与诊断用姿态对应的监视部43的监视参数、与诊断用的动作对应的监视部43的监视参数的变化方式存储为监视基准。诊断装置40基于成为监视基准的参数与实际的监视结果的背离状况，判定是否成为由动作指示部42指示的诊断用姿态或是否进行了诊断用的动作。并且，诊断装置40在未成为该诊断用姿态或未进行诊断用的动作的情况下，使显示装置35显示表示未能进行适当条件(推荐姿态及推荐动作)的诊断的信息(例如“诊断失败”的文字信息)。另外，在上述情况下，诊断装置40使动作指示部42再次进行在变为诊断用姿态后进行诊断用的动作的动作指示。需要说明的是，即使在进行了适当条件下的诊断的情况下，诊断装置40也能够使显示装置35显示表示进行了该诊断的信息(例如“诊断成功”的文字信息)。

测定条件设定部44将与液压泵1的压力测定相关的条件设定于测定执行部45。具体来说，测定条件设定部44将液压挖掘机200的特定动作中(即诊断用的动作中)的压力测定时的采样条件设定于测定执行部45。详细来说，测定条件设定部44设定液压泵1的压力测定时的采样速率。使用图6及图7如后说明由测定条件设定部44设定的采样速率的详细。

测定执行部45按照由测定条件设定部44设定的条件，测定液压挖掘机200的特定动作中的液压泵1的压力。具体来说，测定执行部45根据由测定条件设定部44设定的采样速率对液压泵1的压力进行采样。测定执行部45在规定的采样时间内利用压力传感器24a～24c中的至少一个压力传感器24对液压泵1的压力进行采样。通过该采样，测定执行部45离散地获取该压力的测定值。由测定执行部45获取的该压力的测定值是离散地获取的该压力的时间序列数据。测定执行部45将所获取的测定值向运算部46输出。

运算部46基于所获取的该压力的测定值来运算设想为该压力的时间变化的压力脉动的振幅。即，运算部46获取根据由测定条件设定部44设定的采样条件(具体来说为采样速率)在液压挖掘机200的特定动作中采样的液压泵1的压力的测定值，基于所获取的该压力的测定值来运算液压泵1的压力脉动的振幅。具体来说，运算部46针对根据由测定条件设定部44设定的采样速率而离散地获取的该压力的测定值进行统计处理，由此运算该压力的测定值的范围，从而运算压力脉动的振幅范围(振幅)。运算部46也可以运算离散获取的该压力的测定值的方差，并根据运算的方差来运算压力脉动的振幅。运算部46将所运算的压力脉动的振幅向异常判定部47输出。

异常判定部47基于由运算部46运算的压力脉动的振幅来判定液压泵1有无异常。具体来说，异常判定部47预先存储用于判定液压泵1有无异常的阈值。异常判定部47在由运算部46运算的压力脉动的振幅为预先存储的阈值以上的情况下，判定为液压泵1有异常。异常判定部47在由运算部46运算的压力脉动的振幅低于预先存储的阈值的情况下，判定为液压泵1正常。异常判定部47将液压泵1的异常判定结果向输出部48输出。

此外，异常判定部47也可以预先存储大小不同的多个阈值。大小不同的多个阈值是用于确定液压泵1的异常度的阈值。异常判定部47通过将由运算部46运算的压力脉动的振幅与大小不同的多个阈值比较来确定液压泵1的异常度。异常判定部47将所确定的液压泵1的异常度向输出部48输出。输出部48将由异常判定部47确定的液压泵1的异常度向显示装置35输出并使其显示。

由此，诊断装置40能够定量地表示液压泵1的异常有多重大，并向用户报知液压泵1发生重大异常的预兆。用户能够在液压泵1故障之前计划液压泵1的修理或更换的时期。因此，诊断装置40能够大幅缩短液压挖掘机200的停机时间，能够提高液压挖掘机200的生产率。

在此，使用图6及图7说明由测定条件设定部44设定的采样速率。如上所述，设想在活塞5、缸孔14或滑靴18发生某种损伤的情况下，液压泵1的泄放压力、排出压力或吸入压力产生压力脉动。为了获取该压力脉动的准确压力波形，通常需要以压力脉动的频率(以下也称为“脉动频率”)的10倍以上的高时间分辨率对液压泵1的压力进行采样。另外，作为根据压力波形进行液压泵1的诊断的方法，可以对以高时间分辨率采样的压力波形进行频率分析。

但是，在使用频率分析的方法进行液压泵1的诊断的情况下，压力测定设备及运算处理装置的成本非常高。此外，液压泵1的转速直接受到原动机30的转速变化的影响，原动机30的转速在液压挖掘机200的运行中时刻变化，因此可能无法稳定地获取压力的频率成分。因此，即使使用频率分析的方法进行液压泵1的诊断，也很难进行精确的诊断。

因而，在本实施方式的诊断装置40中，以小于液压泵1的压力频率(脉动频率)的采样速率对该压力进行采样。诊断装置40对基于所设定的采样速率离散地获取的该压力的测定值进行统计处理，从而运算设想为该压力的时间变化的压力脉动的振幅。诊断装置40基于所运算的压力脉动的振幅来判定液压泵1有无异常。诊断装置40以上述方式进行液压泵1的诊断。

需要说明的是，诊断装置40避开液压泵1的压力频率(脉动频率)的0.5n倍(n为整数)附近的采样速率进行该压力的采样。例如，如图6的上部的曲线图61所示，考虑液压泵1产生压力脉动，并以该压力的频率(脉动频率)的0.5倍的采样速率进行该压力的采样。在该情况下，诊断装置40以该压力的波形63(即压力脉动的波形)的频率的0.5倍的采样速率获取该压力的测定值64。所获取的测定值64的范围(从测定值64的最大值到最小值的范围)与波形63的振幅范围(从正方向的振幅的峰值到负方向的振幅的峰值的范围)不同。将图7的“附图标记64”与“附图标记63”比较也可知，测定值64的概率密度的分布与波形63的概率密度的分布明显不同。这样的现象在以该压力的波形63的频率的0.5n倍附近的采样速率测定该压力的情况下也相同。由此，当诊断装置40以液压泵1的压力频率(脉动频率)的0.5n倍附近的采样速率进行该压力的采样时，很难以涵盖设想为该压力的时间变化的压力脉动的全范围振幅的方式进行运算。

另一方面，例如，如图6的下部的曲线图62所示，考虑液压泵1产生压力脉动而避开液压泵1的压力频率(脉动频率)的频率的0.5n倍附近的采样速率进行该压力的采样的情况。在该情况下，诊断装置40获取该压力的测定值65。所获取的测定值65的范围(从测定值65的最大值到最小值的范围)与波形63的振幅范围(从正方向的振幅的峰值到负方向的振幅的峰值的范围)一致。将图7的“附图标记65”与“附图标记63”比较也可知，测定值65的概率密度的分布与波形63的概率密度的分布大致一致。由此，当诊断装置40避开液压泵1的压力频率(脉动频率)的0.5n倍附近的采样速率进行该压力的采样时，能够以涵盖设想为该压力的时间变化的压力脉动的全范围振幅的方式进行运算。避开液压泵1的压力频率(脉动频率)的0.5n倍附近的采样速率的采样速率是能够运算压力脉动的全范围振幅的采样速率。

需要说明的是，如专利文献1所示，液压泵1的压力频率能够根据液压泵1的转速、即原动机30的转速和液压泵1的活塞5的数量求出。液压泵1的压力频率的0.5n倍附近的采样速率能够根据采样时间的倒数求出。

由此，测定条件设定部44将测定液压泵1的压力时的采样速率设为小于该压力的频率(脉动频率)且能够运算压力脉动的全范围振幅的采样速率。测定执行部45以由测定条件设定部44设定的采样速率进行液压泵1的压力的采样。运算部46通过运算以由测定条件设定部44设定的采样速率离散地获取的该压力的测定值的范围，从而运算压力脉动的振幅范围。异常判定部47基于由运算部46运算的压力脉动的振幅来判定液压泵1有无异常。

由此，即使诊断装置40以大幅低于使用频率分析的方法的情况轩的采样速率进行液压泵1的压力的采样，也能够获取具有足以判定液压泵1有无异常的精度及准确度的压力脉动的振幅。由此，诊断装置40容易进行液压泵1的准确且稳定的诊断。

输出部48将由动作指示部42输出的动作指示、由监视部43输出的监视结果等向显示装置35输出并使其显示。此外，输出部48将异常判定部47的判定结果向显示装置35输出并使其显示。输出部48使用数值、文字、图、颜色等使显示装置35显示异常判定部47的判定结果。

需要说明的是，在本实施方式中，液压挖掘机200搭载有多个液压泵1。在本实施方式中，运算部46关于多个液压泵1分别获取该压力的测定值，关于多个液压泵1分别运算压力脉动的振幅。异常判定部47关于多个液压泵1分别判定异常的有无。输出部48使显示装置35的一个画面一并显示针对多个液压泵1各自的异常判定部47的判定结果。

图8示出在显示装置35上显示包含显示异常判定部47的判定结果的区域82的画面81的例子。在图8的例子中，作为多个液压泵1，在画面81上一并显示针对4个液压泵83～86各自的异常判定结果87。另外，在本实施方式中，如图8所示，在显示装置35示意性地显示液压挖掘机200中的液压泵83～86的搭载布局的基础上，将异常判定部47对液压泵83～86的诊断结果与其重叠显示。

由此，诊断装置40能够使显示装置35以用户容易直观比较的方式显示搭载于同一液压挖掘机200的多个液压泵1的诊断结果。

图9是由图4所示的诊断装置40进行的诊断处理的流程图。

诊断装置40使用用于判定液压泵1有无异常的阈值Pa(0)和用于确定液压泵1的异常度的阈值Pa(i)(i＝1～n)进行图9所示的诊断处理。在图9的例子中，自变量i越大，阈值Pa(i)越小，确定液压泵1的异常度越低。

阈值Pa(0)及阈值Pa(i)可以是预先决定的值，也可以是在液压泵1的压力测定时运算的值。阈值Pa(0)及阈值Pa(i)可以是根据在搭载于同一液压挖掘机200的同一种类的其他液压泵1中测定的压力的时间平均值运算的值，也可以是根据在该其他液压泵1中运算的压力脉动的振幅运算的值。阈值Pa(0)及阈值Pa(i)也可以是根据以液压泵1的转速为首的液压泵1的动作状况经验求出的值。

在步骤s1中，诊断装置40测定液压泵1的压力，获取该压力的测定值。

在步骤s2中，诊断装置40基于所获取的测定值来运算压力脉动的振幅Pa。

在步骤s3中，诊断装置40判定所运算的压力脉动的振幅Pa是否为阈值Pa(0)以上。诊断装置40在压力脉动的振幅Pa低于阈值Pa(0)的情况下转入步骤s4。诊断装置40在压力脉动的振幅Pa为阈值Pa(0)以上的情况下转入步骤s5。

在步骤s4中，诊断装置40判定为液压泵1正常。然后，诊断装置40转入步骤s10。

在步骤s5中，诊断装置40判定为液压泵1有异常。

在步骤s6中，诊断装置40将阈值Pa(i)的自变量i设定为其下限值1。

在步骤s7中，诊断装置40判定阈值Pa(i)的自变量i是否大于其上限值n。诊断装置40在自变量i大于其上限值n的情况下转入步骤s10。诊断装置40在自变量i为其上限值n以下的情况下转入步骤s8。

在步骤s8中，诊断装置40判定所运算的压力脉动的振幅Pa是否为阈值Pa(i)以上。诊断装置40在压力脉动的振幅Pa为阈值Pa(i)以上的情况下，确定与阈值Pa(i)对应的液压泵1的异常度。然后，诊断装置40转入步骤s10。与阈值Pa(i)对应的液压泵1的异常度预先决定。另一方面，诊断装置40在压力脉动的振幅Pa低于阈值Pa(i)的情况下转入步骤s9。

在步骤s9中，诊断装置40使阈值Pa(i)的自变量i递增。然后，诊断装置40转入步骤s7。

在步骤s10中，诊断装置40将液压泵1有无异常的判定结果及所确定的液压泵1的异常度，向显示装置35输出并使其显示。然后，诊断装置40结束图9所示的诊断处理。

图10是示出通过图9所示的诊断处理确定的液压泵1的异常度的显示例的图。

图10示出显示装置35显示包含区域102的画面101的例子，在该区域102中显示作为多个液压泵1的两个液压泵103、104的各异常度的演变。在图10的例子中，在画面101上一并显示过去到当前的规定期间中的液压泵103、104的异常度的演变。在图10的例子中，用户能够通过点击画面101的图标105来变更区域102的显示内容，例如变更显示异常度的演变期间等。在图10的例子中，示出液压泵104的异常度大致稳定。在图10的例子中，示出液压泵103的异常度从某个时刻急剧上升且液压泵103发生重大异常。由于诊断装置40能够向用户报知图10所示的液压泵103这样发生重大异常的预兆，因此能够提醒液压泵1的修理或更换。

如上所述，诊断装置40是搭载于液压挖掘机200且被液压挖掘机200的原动机30驱动而向液压挖掘机200的液压致动器29供给压油的液压泵1的诊断装置。诊断装置40具有：输出使液压致动器29进行特定动作的动作指示的动作指示部42；设定特定动作中的液压泵1的压力测定时的采样条件的测定条件设定部44；获取在特定动作中根据由所设定的采样条件采样得到的压力的测定值并运算液压泵1的压力脉动的振幅的运算部46；基于所运算的压力脉动的振幅来判定液压泵1有无异常的异常判定部47；以及将异常判定部47的判定结果向显示装置35输出的输出部48、。

由此，诊断装置40能够将与液压挖掘机200的状态或动作相关的条件始终设为相同的条件，稳定地测定液压泵1的压力。因此，诊断装置40能够明确地区分液压泵1的压力的时间变化是否为由液压泵1的异常引起的变化。由此，诊断装置40能够准确且稳定地进行液压泵1的诊断。因此，根据本实施方式，能够提供能够进行精确诊断的液压泵1的诊断装置40。

需要说明的是，在上述的实施方式中，测定条件设定部44以能够运算压力脉动的全范围振幅的方式，将测定液压泵1的压力时的采样速率设定为小于该压力的频率(脉动频率)。

但是，测定条件设定部44也可以以能够运算压力脉动的全范围振幅的方式设定驱动液压泵1的原动机30的转速而非测定液压泵1的压力时的采样速率。具体来说，测定条件设定部44也可以以所设定的采样速率小于液压泵1的压力频率(脉动频率)的方式设定原动机30的转速。并且，动作指示部42也可以输出以所设定的转速使原动机30旋转的动作指示。

由此，即使在难以适当设定采样速率的情况下，诊断装置40也能够获取具有足以判定液压泵1有无异常的精度及准确度的压力脉动的振幅。由此，与使用频率分析的方法的情况相比，诊断装置40能够容易地进行液压泵1的准确且稳定的诊断。诊断装置40能够应用于液压挖掘机200。

另外，液压挖掘机200是一种工程机械，其包含：能够自行的下部行驶体201；能够回旋地支承于下部行驶体201的上部回旋体202；设置于上部回旋体202的前部作业装置203；驱动前部作业装置203的液压致动器29；向液压致动器29供给压油的液压泵1；测定液压泵1的压力的压力传感器24；以及向操作者进行多种信息显示的显示装置35。液压挖掘机200具备控制装置25，该控制装置25使显示装置35显示用于进行前部作业装置203的动作的操作指示，且进行液压泵1的诊断。控制装置25使显示装置35显示画面51，该画面51向操作者示出液压挖掘机200的实际姿态与诊断用姿态的差异，且向操作者指示使液压挖掘机200进行诊断用的动作的操作。控制装置25设定诊断用的动作中的该压力测定时的采样条件。控制装置25基于以所设定的采样条件在诊断用的动作中采样的该压力的测定值来运算液压泵1的压力脉动的振幅。控制装置25基于所运算的压力脉动的振幅来判定液压泵1有无异常。控制装置25使显示装置35显示有无异常的判定结果。

由此，液压挖掘机200能够将与液压挖掘机200的状态或动作相关的条件设为始终相同的条件，稳定地测定液压泵1的压力。因此，液压挖掘机200能够明确地区分液压泵1的压力的时间变化是否为由液压泵1的异常引起的变化。由此，液压挖掘机200能够准确且稳定地进行液压泵1的诊断。因而，根据本实施方式，能够提供液压泵1的能够进行精确诊断的液压挖掘机200。

以上对本发明的实施方式进行了详细说明，但本发明并非限定于上述实施方式，能够在不脱离权利要求书记载的本发明的精神的范围内进行多种变更。本发明能够将某个实施方式的构成追加到其他实施方式的构成中、将某个实施方式的构成置换为其他实施方式或将某个实施方式的构成的一部分删除。

附图标记说明

1…液压泵(泵)、24…压力传感器、25…控制装置、29…液压致动器、30…原动机、35…显示装置、40…诊断装置、42…动作指示部、44…测定条件设定部、46…运算部、47…异常判定部、48…输出部、200…液压挖掘机(工程机械)、201…下部行驶体、202…上部回旋体、203…前部作业装置、204…动臂、205…斗杆、206…铲斗

Claims (7)

1.一种泵的诊断装置，其搭载于工程机械，且通过由所述工程机械的原动机驱动而向所述工程机械的液压致动器供给压油，所述泵的诊断装置的特征在于，包括：

动作指示部，其输出使所述液压致动器进行特定动作的动作指示；

测定条件设定部，其设定所述特定动作中的所述泵的压力的测定时的采样条件；

运算部，其获取根据所设定的所述采样条件在所述特定动作中采样的所述压力的测定值，运算所述泵的压力脉动的振幅；

异常判定部，其基于所运算的所述压力脉动的振幅来判定所述泵有无异常；以及

输出部，其将所述异常判定部的判定结果向显示装置输出。

2.根据权利要求1所述的泵的诊断装置，其特征在于，

所述测定条件设定部将所述压力的测定时的采样速率设定得小于所述压力的脉动频率，

所述运算部通过运算以所设定的所述采样速率采样的所述压力的测定值的范围来运算所述压力脉动的振幅范围。

3.根据权利要求1所述的泵的诊断装置，其特征在于，

所述测定条件设定部以所述压力的测定时的采样速率小于所述压力的脉动频率方式设定所述原动机的转速，

所述动作指示部输出以所设定的所述转速使所述原动机旋转的动作指示。

4.根据权利要求1所述的泵的诊断装置，其特征在于，

所述工程机械搭载有多个所述泵，

所述运算部关于多个所述泵分别获取所述压力的测定值，关于多个所述泵分别运算所述压力脉动的振幅，

所述异常判定部关于多个所述泵分别判定有无所述异常，

所述输出部将关于多个所述泵各自的判定结果一并显示在所述显示装置的一个画面上。

5.根据权利要求1所述的泵的诊断装置，其特征在于，

所述异常判定部通过将运算的所述压力脉动的振幅与大小不同的多个阈值比较来确定所述泵的异常度，

所述输出部将所确定的所述泵的异常度向所述显示装置输出。

6.根据权利要求1所述的泵的诊断装置，其特征在于，

所述工程机械是包含具有动臂、斗杆及铲斗的前部作业装置的液压挖掘机，

所述动作指示部输出使所述显示装置显示下述画面的动作指示：向所述液压挖掘机的操作者示出所述液压挖掘机的实际姿态与诊断用姿态的差异，并向所述操作者指示使所述液压挖掘机进行诊断用的动作的操作。

7.一种工程机械，其包含：

能够自行的下部行驶体；

上部回旋体，其能够回旋地支承于所述下部行驶体；

前部作业装置，其设置于所述上部回旋体；

液压致动器，其驱动所述前部作业装置；

泵，其向所述液压致动器供给压油；

压力传感器，其测定所述泵的压力；以及

显示装置，其向操作者进行多种信息显示，

所述工程机械的特征在于，

具备使所述显示装置显示用于进行所述前部作业装置的动作的操作指示且进行所述泵的诊断的控制装置，

所述控制装置使所述显示装置显示下述画面：向所述操作者示出所述工程机械的实际姿态与诊断用姿态的差异，并向所述操作者指示使所述工程机械进行诊断用的动作的操作，

设定所述诊断用的动作中的所述压力的测定时的采样条件，

基于根据所设定的所述采样条件在所述诊断用的动作中采样的所述压力的测定值来运算所述泵的压力脉动的振幅，

基于所运算的所述压力脉动的振幅来判定所述泵有无异常，

使所述显示装置显示有无所述异常的判定结果。