JP2007077832A - Hydraulic pump diagnostic device and hydraulic pump diagnostic method - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a diagnostic apparatus and a diagnostic method suitable for use in a hydraulic pump mounted on a work machine.
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。
2. Description of the Related Art Conventionally, in work machines equipped with hydraulically driven work devices, hydraulic devices such as hydraulic pumps and diagnostic devices for diagnosing failures in their control devices have been developed.
For example, in
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。 By the way, when diagnosing a failure of a hydraulic pump, a method of detecting whether or not the detected information is within a predetermined range by detecting the flow rate and discharge pressure of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump can be considered. . In this method, for example, when the discharge pressure of the hydraulic oil is not within a predetermined range, it is determined that the component for adjusting the discharge pressure is defective, and when the flow rate of the hydraulic oil is not within the predetermined range. Then, it is determined that the component for adjusting the flow rate has failed.
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。
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。
However, in the case of a hydraulic pump, the failure determination of each component may be caused by the failure of another component.
For example, in the case of a piston-type hydraulic pump that presses and discharges hydraulic oil in a cylinder with a piston or plunger, if the valve plate for controlling the flow rate of hydraulic oil flowing in and out of the cylinder is worn, it is discharged from the hydraulic pump The hydraulic oil flow changes. On the other hand, variable displacement hydraulic pumps are provided with a regulator that keeps the pump output constant by increasing or decreasing the flow rate in response to fluctuations in the discharge pressure. It is also conceivable that the oil flow rate changes. Therefore, when an unsteady hydraulic fluid flow rate is detected, it is difficult to determine whether the cause is due to wear of the valve plate or a malfunction of the regulator. It is not possible to identify whether a component is faulty.
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。
In addition, if the fluctuation of the hydraulic oil flow due to wear of the valve plate is within the controllable range of the regulator, the hydraulic oil flow may be adjusted by the regulator. It may not be detected. In other words, the determination method as described above may not be able to identify the true fault site.
A method of providing a sensor for each component and performing diagnosis for each component is also conceivable. For example, a sensor dedicated to diagnosis of a regulator or a sensor dedicated to diagnosis of a valve plate is provided, and each component is diagnosed individually based on each sensor information. However, as the number of sensors increases, the manufacturing cost increases. Therefore, it is desirable to make an accurate diagnosis without increasing the number and types of sensors mounted on an actual machine as much as possible.
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。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a hydraulic pump diagnostic device and a hydraulic pump diagnostic method capable of specifying a failure site in a hydraulic pump with a simple configuration. With the goal.
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。 In order to achieve the above object, a diagnostic apparatus for a hydraulic pump according to the present invention (Claim 1) includes a rotating member (for example, a barrel) rotated by a drive shaft and a predetermined inclination with respect to a plane perpendicular to the drive shaft. A swash plate (for example, a swash plate) disposed so as to be able to hold a turning angle, and is fitted into an oil chamber recessed in the rotating member and is rotationally driven together with the rotating member, and one end thereof is A sliding member (for example, a piston) supported by a swash plate so as to be slidable in the direction of the drive shaft in the oil chamber, the pressure of the hydraulic oil discharged from the oil chamber by the sliding member, and the hydraulic pressure An apparatus for diagnosing a hydraulic pump, comprising a tilt angle adjusting member (for example, a regulator) that adjusts the tilt angle of the swash plate in accordance with the magnitude of output required for the pump, the hydraulic pump The discharge pressure of hydraulic fluid discharged from Output pressure detection means (for example, discharge pressure sensor), output detection means (for example, PS pressure sensor) for detecting the magnitude of output required for the hydraulic pump, and amount of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump Hydraulic oil amount detection means (for example, a control spool stroke sensor) and diagnostic means for diagnosing the state of the tilt angle adjusting member based on the discharge pressure, the output magnitude, and the hydraulic oil amount It is characterized by having prepared.
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)。
The hydraulic oil discharge pressure detected by the discharge pressure detecting means is the pressure of the hydraulic oil actually discharged from the hydraulic pump, and the hydraulic oil amount detected by the hydraulic oil amount detecting means. Is the flow rate of the hydraulic oil actually discharged from the hydraulic pump.
In addition, the hydraulic pump has a pilot pressure supply device that supplies a pilot pressure (for example, PS pressure) corresponding to the magnitude of output required for the hydraulic pump, and the tilt angle adjusting member includes A swash plate drive member (for example, a control spool of a power piston) that drives the swash plate and adjusts the tilt angle according to the operating hydraulic pressure and the pilot pressure introduced from the pilot pressure supply device; The output detection means detects the magnitude of the pilot pressure, and the diagnosis means calculates a theoretical flow rate of the hydraulic oil that the hydraulic pump normally discharges from the magnitude of the pilot pressure and the discharge pressure, It is preferable to diagnose that the swash plate driving member is fixed when the difference between the theoretical flow rate and the hydraulic oil amount is a predetermined value or more.
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)。
In addition, the diagnosis means may fix the swash plate driving member when the ratio of the fluctuation amount of the hydraulic oil amount to the fluctuation of the output level required for the hydraulic pump is less than a first predetermined value. It is preferable to diagnose that it is (Claim 3).
Further, the diagnosis means diagnoses that the swash plate driving member is fixed when no discontinuous point at which the fluctuation gradient of the hydraulic oil amount changes substantially discontinuously with respect to the discharge pressure is found. (Claim 4).
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)。
In this case, the diagnostic means draws the fluctuation of the hydraulic oil amount with respect to the fluctuation of the discharge pressure as a graph, and when the gradient of the graph does not have a break point, the swash plate driving member It is preferable to diagnose that it has adhered (Claim 5).
Further, the hydraulic oil amount detection means has a swash plate sensor for detecting the tilt angle of the swash plate, and calculates the hydraulic oil amount actually discharged from the hydraulic pump based on the tilt angle. (Claim 6).
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)。
And a hydraulic pump diagnostic device for a work machine equipped with the hydraulic pump and a working cylinder driven by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, wherein the hydraulic oil amount detecting means It is preferable to calculate the flow rate of hydraulic oil supplied to the cylinder.
In this case, the working cylinder is a hydraulic cylinder that drives a working device (for example, a boom, a stick, a bucket, or the like) of the working machine, and includes an inclination sensor that detects an inclination angle of the working device with respect to a horizontal plane. Preferably, the hydraulic oil amount detection means calculates the hydraulic oil flow rate supplied to the hydraulic cylinder based on the time differential value of the inclination angle detected by the inclination sensor.
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)。 In addition, the hydraulic pump is disposed adjacent to the rotating member and the sliding member for housing the rotating member and the rotating member, and is discharged from the oil chamber by sliding of the sliding member. A valve member (for example, a valve plate) that opens or closes the flow path of the hydraulic oil, and based on the internal pressure and the discharge pressure, internal pressure grasping means for grasping the internal pressure of the storage member, It is preferable that diagnostic means for diagnosing the wear state of the contact surface of the valve member with the rotating member is provided.
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)。
Further, the hydraulic pump has a drain port for discharging hydraulic oil outside the oil chamber in the storage member to the outside of the storage member, and the internal pressure grasping means is hydraulic fluid discharged from the drain port. It is preferable to have a drain pressure detecting means for detecting the pressure of the pressure as a drain pressure, and to grasp the internal pressure based on the magnitude of the drain pressure.
In addition, the diagnostic means may include the valve when the discharge pressure is equal to or higher than a first predetermined pressure set in advance and the internal pressure is equal to or higher than a second predetermined pressure calculated according to the discharge pressure. It is preferable to diagnose that the amount of wear of the member is large (claim 11).
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。
Further, it is preferable that the diagnostic means diagnoses that the amount of wear of the valve member is large when the ratio of the fluctuation amount of the internal pressure to the fluctuation amount of the discharge pressure is not within a predetermined range set in advance ( Claim 12).
Further, the diagnostic method for a hydraulic pump according to the present invention (Claim 13) is arranged so as to be able to hold a predetermined tilt angle with respect to a rotating member driven to rotate by a drive shaft and a plane perpendicular to the drive shaft. And a swash plate inserted into an oil chamber recessed in the rotating member and driven to rotate together with the rotating member, and supported at one end by the swash plate and sliding in the oil chamber in the direction of the drive shaft. The sliding member provided movably, and the tilt angle of the swash plate according to the pressure of hydraulic oil discharged from the oil chamber by the sliding member and the magnitude of the output required for the hydraulic pump And a tilt angle adjusting member for adjusting the pressure of the hydraulic pump, and detecting a discharge pressure of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, and a magnitude of an output required for the hydraulic pump Detecting the amount of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, It is characterized by diagnosing the state of the inclined rotation angle adjusting member on the basis of the size and the hydraulic oil amount of output.
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。 Further, the diagnosis method for a hydraulic pump according to the present invention (Claim 14) is arranged so that a rotation member driven to rotate by a drive shaft and a predetermined tilt angle with respect to a plane perpendicular to the drive shaft can be maintained. And a swash plate inserted into an oil chamber recessed in the rotating member and driven to rotate together with the rotating member, and supported at one end by the swash plate and sliding in the oil chamber in the direction of the drive shaft. The sliding member provided movably, and the tilt angle of the swash plate according to the pressure of hydraulic oil discharged from the oil chamber by the sliding member and the magnitude of the output required for the hydraulic pump A tilt angle adjusting member for adjusting the rotation angle, an accommodating member for accommodating the rotating member and the sliding member, and an operation provided adjacent to the rotating member and discharged from the oil chamber by sliding of the sliding member A method of diagnosing a hydraulic pump having a valve member that opens or closes an oil flow path. The discharge pressure of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump is detected, the amount of output required for the hydraulic pump is detected, the amount of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump is detected, and the storage The internal pressure of the member is grasped, and then the wear state of the contact surface of the valve member with the rotating member is diagnosed based on the internal pressure and the discharge pressure, and then the discharge pressure and the magnitude of the output are measured. The state of the tilt angle adjusting member is diagnosed based on the height and the amount of hydraulic oil.
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。
According to the hydraulic pump diagnostic apparatus and hydraulic pump diagnostic method of the present invention (
Moreover, such a diagnosis can specify whether the failure site of the hydraulic pump is the tilt angle adjusting member or the other.
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。 According to the hydraulic pump diagnosis apparatus of the present invention (claim 2), the magnitude of the output required for the hydraulic pump can be accurately grasped by detecting the pilot pressure. Further, such a diagnosis makes it possible to diagnose the fixed state of the swash plate driving member. Moreover, since such a diagnosis is performed by comparing the calculated theoretical flow rate with the actual hydraulic oil amount, it is not necessary to perform learning for diagnosis.
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。
According to the hydraulic pump diagnostic device of the present invention (Claim 3), it is possible to diagnose the fixed state of the swash plate driving member in a state where there is no fluctuation in the hydraulic pressure. Further, the amount of change in the hydraulic oil amount can be easily observed by changing the magnitude of the output required for the hydraulic pump.
According to the hydraulic pump diagnostic apparatus of the present invention (Claim 4), it is possible to diagnose the fixed state of the swash plate driving member in a state where there is no fluctuation in the output of the hydraulic pump.
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。
According to the hydraulic pump diagnostic apparatus of the present invention (Claim 5), the fixed state of the swash plate driving member is easily diagnosed using the characteristics of the hydraulic pressure and hydraulic oil discharged from the hydraulic pump. be able to.
Further, according to the diagnostic apparatus for a hydraulic pump of the present invention (Claim 6), the amount of hydraulic oil actually discharged from the hydraulic pump can be easily grasped by using the swash plate sensor.
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。
According to the hydraulic pump diagnostic apparatus of the present invention (Claim 7), it is possible to grasp the amount of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump in the drive state of the working cylinder. In other words, diagnosis can be performed even during work.
Further, according to the diagnostic apparatus for hydraulic pumps of the present invention (Claim 8), the amount of hydraulic oil supplied to the working cylinder can be accurately grasped using the inclination sensor.
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。
Further, according to the diagnosis device for a hydraulic pump of the present invention (Claim 9), the wear state of the contact surface of the valve member with the rotating member can be accurately diagnosed by the diagnosis based on the internal pressure and the discharge pressure. . Thereby, wear of a valve member can be discovered at an early stage.
Also, for example, when a failure of the hydraulic pump is diagnosed from the detected value of the flow rate of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump or the discharge pressure, the failure part of the hydraulic pump is a valve member or otherwise according to the above diagnosis. It can be specified.
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。
Moreover, according to the diagnostic apparatus for a hydraulic pump of the present invention (claim 10), the internal pressure of the housing member can be easily grasped using the drain port of the hydraulic pump.
Further, according to the diagnostic apparatus for a hydraulic pump of the present invention (claim 11), based on the magnitude of the internal pressure in a region where the internal pressure is observed to increase remarkably with respect to acceleration of wear of the valve member. Thus, the wear state of the valve member can be diagnosed. Thereby, the reliability of a diagnostic result can be improved.
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。
According to the hydraulic pump diagnostic apparatus of the present invention (claim 12), the wear state of the valve member is diagnosed by utilizing the fluctuation characteristics of the discharge pressure of the hydraulic pump and the fluctuation characteristics of the internal pressure of the housing member. Can do. Thereby, diagnosis can be performed easily.
According to the method for diagnosing a hydraulic pump of the present invention (Claim 14), when the failure site is a swash plate driving member or a valve member in the diagnosis process of the hydraulic pump, it can be specified. In addition, since the diagnosis based on the internal pressure and the discharge pressure is performed first, wear of the valve member and adhesion of the swash plate driving device can be accurately diagnosed.
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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
1 to 12 show a diagnostic apparatus for a hydraulic pump as a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the diagnostic apparatus, and FIG. 2 is an application of the diagnostic apparatus. FIG. 3 is a sectional view taken along the arrow A in FIG. 2, FIG. 4 is a sectional view taken along the line BB in FIG. 2, and FIG. 5 is a valve in the hydraulic pump in FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 2 showing the configuration of the regulator, FIGS. 7 to 9 are flowcharts showing the control contents of the diagnostic device, and FIG. 10 is a block diagram relating to diagnostic control of the control spool. FIG. 11 is a graph showing the relationship between the discharge pressure and the case internal pressure in the hydraulic pump of FIG. 2, and FIG.
[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。
[Mechanical structure]
This diagnostic apparatus is applied to the
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。
The first
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。
Then, the internal structure of the 1st
The
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。
The barrel 11 is fitted to the outer peripheral surface of the
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。
The
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。
The
The
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。
As a result, the
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。
On the other hand, as the
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。
In the present embodiment, of the reciprocating sliding of the
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。
As shown in FIG. 4, an
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。
Further, a
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。
One
As shown in FIG. 6, the
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。
The
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。
The PS pressure Pc introduced into the
First, when the discharge pressure P a to be introduced into the
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。
On the other hand, when the PS pressure Pc introduced into the
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。
Thus, the
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。
Further, a stroke sensor (hydraulic oil amount detecting means) 5 for detecting the sliding stroke L of the
[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。
[Diagnostic configuration]
As shown in FIG. 1, the diagnostic device for the
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。
The monitor panel 4 is a device for displaying a diagnosis result in the present diagnostic device, and is provided in the cab of the work machine on which the
The controller 3 includes a
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。
Here, the setting of the first predetermined pressure P a0 and the function f will be described using the test results shown in FIG.
If there is no wear of the
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。
Moreover, focusing on the state of wear of the
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。
In FIG. 11, the discharge pressure P a low pressure state, the broken line than the graph shown by a thick solid line, towards the graph shown by a chain line and two-dot chain line is the case the internal pressure P b is low. The cause of this phenomenon has not been elucidated, but one possible cause is a decrease in the liquid tightness of the
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。
In addition, the thin solid line drawn above and below the thick solid line in FIG. 11 indicates the fluctuation range of the thick solid line graph in consideration of the detection error of the sensor.
Based on the test results as described above, the first predetermined pressure Pa 0 and the function f are regions in which it is possible to diagnose that the
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。
Further, a PQ diagram as shown in FIG. 12 is stored in the storage unit 3c. FIG. 12 shows a PQ diagram corresponding to three types of PS pressures P c , but actually, a plurality of PQ lines corresponding to the magnitudes of more PS pressures P c are shown. The figure is stored. Further, the range of the PS pressure P c corresponding to each PQ diagram stored here is the same as the entire possible range of the PS pressure P c corresponding to the magnitude of the output that can be requested to the
[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。
[1] Diagnosis of
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。
Discharge pressure P a is in the case of less than the first predetermined pressure P a0, there is no detected data in a range where diagnosis is performed, not performed in the diagnosis of the
Here, the case internal pressure P b is in the case of less than the second predetermined pressure P b0 determines the
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。
That is, here, when the discharge pressure P a and the port internal pressure P b of the
Incidentally, the discharge pressure P a is the case without a diagnosis of the
[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。
[2] Diagnosis Next,
As shown in FIG. 10, the
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。
On the other hand, the
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。
Then, the
In other words, here, when the actual flow rate Q a is within the range that allows the error of the predetermined value Q b with respect to the theoretical flow rate Q c shown by the broken line in FIG. 12, it is determined that the
The diagnosis
[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。
[flowchart]
The control contents of the diagnostic apparatus will be described with reference to FIGS. First, the flowchart shown in FIG. 7 is a main flow, and is repeatedly executed in the controller 3 at a predetermined cycle. 8 and 9 are appropriately called and executed as a subroutine of the flowchart shown in FIG. The flow in FIG. 8 is referred to as a valve plate diagnostic flow, and the flow in FIG. 9 is referred to as a control spool diagnostic flow.
[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。
[1] Main Flow As shown in FIG. 7, in step A10, the diagnostic flow of the valve plate is performed in the
The flag F A is a flag indicating the worn state of the
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。
F A = 0: a state in which the wear state is not diagnosed F A = 1: a state in which wear is not performed (the progress of wear is very slight) F A = 2: a state in which wear is performed (the progress of wear is small) In this step A20, if F A ≠ 1, the process proceeds to step A30, and if F A = 1, the process proceeds to step A60.
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。
In step A30, it is determined whether or not the value of the flag F A is F A = 2. Here, if F A ≠ 2, F A = 0, and the process proceeds to step A50. On the other hand, if F A = 2, the process proceeds to step A40.
In step A40, a display indicating that the
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。
In step A60, the diagnosis flow of the control spool is executed in the
The flag F B, a flag indicating
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。
F B = 0:
In step A80, a display indicating that the
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。
The conditions for continuing or ending the diagnosis of the
When continuing diagnosis, it returns to step A10 and repeats the said control, and when stopping diagnosis, this flow is complete | finished.
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。
In this flowchart, only the control for diagnosing the worn state of the
[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。
[2] As shown in the diagnostic flow chart 8 of the valve plate, in step B10, the
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。
In step B30, since there is no detection data in a range where diagnosis is possible, diagnosis of the
That is, the discharge pressure P a is in the region of the P a <P a0, as shown in FIG. 11, even though they progressed progress of wear of the
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。
Note that, by where the operator operation, the hydraulic oil in the hydraulic circuit operating such that the relief is made, so that the discharge pressure P a of the
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。
On the other hand, in step B40, the
In step B50, the
[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。
[3] As shown in the diagnostic flow diagram 9 of a control spool, in step C10, the
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。
On the other hand, in the subsequent step C40, the
In step C50, the
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。
On the other hand, if | Q a −Q c | <Q b in step C50, the process proceeds to step C70, where it is diagnosed that the
[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。
[effect]
Thus, according to the diagnostic device of the
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。
Further, by using a diagnostic method that focuses on a corresponding relationship between such discharge pressure P a and the case pressure P b, failure area of the
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。
Further, according to the diagnostic device, it is possible to discharge pressure P a, the diagnosis based on the sliding stroke L and PS pressure P c, diagnosing the fixing state of the
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。
Further, according to the present diagnostic apparatus, since the diagnostic flow of the valve plate and the control spool is provided, whether the failure part of the
Further, since the diagnosis of the valve plate is performed prior to the diagnosis of the control spool, for example, the variation of the hydraulic oil amount Q a due to wear of the
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。
Further, in this diagnostic apparatus, the tilt angle θ of the corresponding
Further, the diagnostic method, the wear state of the valve member Upon, in a region where significantly vent pressures P b is observed to increase to utilize the correspondence between the discharge pressure P a and the case pressure P b as shown in FIG. 11 Can be diagnosed accurately.
In the diagnostic apparatus, since the detecting hydraulic pressure discharged from the
[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。
[Second Embodiment]
A diagnostic apparatus for a hydraulic pump according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Figure 13 is a flowchart showing a diagnosis flow of the control spool in the diagnostic apparatus, FIG. 14 is a graph showing a relationship between the discharge pressure P a and hydraulic pressure Q of the
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。
This diagnostic apparatus utilizes the characteristics of the
FIG. 14 shows respective PQ diagrams when the
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。
Therefore, in the present embodiment, while maintaining the discharge pressure P a conduct control to change the PS pressure, hydraulic oil amount Q by observing whether changes to diagnose stuck in the
Controller 3 in this diagnostic process, to the size of the increasing PS pressure P c is P c0, adapted to implement the control to gradually increase the PS pressure P c. The
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。
Specifically, when the amount of fluctuation of the actual flow rate Q a when the magnitude of the PS pressure P c increases by P c0 is less than a preset predetermined value Q a0 , almost no change is seen. It is determined that the
In other words, in the present embodiment, when the ratio of the fluctuation amount of the hydraulic oil amount to the fluctuation of the output level required for the
[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。
[flowchart]
FIG. 13 shows a control spool diagnostic flow in the diagnostic apparatus. The main flow and the valve plate diagnosis flow are the same as those in the first embodiment shown in FIGS.
As shown in FIG. 13, in step D10, the counter n is set to n = 1. The counter n is a variable for observing changes in the PS pressure P c and the hydraulic oil amount Q, and the actual flow rate Q a calculated at any time in the process of changing the PS pressure P c is the calculation result of what cycle. It is a value indicating whether or not. Note that one cycle referred to here is a unit flow in which a series of steps having the same value of n are combined, and indicates a control in which steps D20 to D60 are performed once.
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。
In subsequent step D20, the sliding stroke L and the PS pressure Pc are input from the
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。
In step D40, the
In the subsequent step D50, n + 1 is assigned to the counter n (1 is added to the counter n). In step D60, it is determined whether or not | P c (n) −P c (1) | is equal to or greater than a predetermined value P c0 set in advance. If | P c (n) −P c (1) | ≧ P c0 , the process proceeds to step D70. If | P c (n) −P c (1) | <P c0 Returning to step D20, the above flow is repeated.
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。 That is, by repeating the flow, the actual flow rate Q a (n) is calculated as Q a (1), Q a (2), Q a (3)... In each cycle in step D30. The PS pressure P c (n) is calculated as P c (1), P c (2), P c (3)... For each cycle. In step D60, the process proceeds to the next flow only when the difference between the PS pressure P c (1) of the first cycle and the PS pressure P c (n) of the current cycle becomes equal to or greater than a predetermined value P c0. It will be. Therefore, the larger the predetermined value P c0 set in advance, the larger the PS pressure to be increased.
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。
In step D70, the
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。
On the other hand, if the increase amount | Q a (n) −Q a (1) | of the actual flow rate is greater than or equal to the predetermined value Q a0 in step D70, the diagnosis is made that the
Incidentally, if the
[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。
[effect]
As described above, according to the diagnostic apparatus for the
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。
Further, the method for the diagnosis of the
[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。
[Third Embodiment]
A hydraulic pump diagnosis apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 15 is a flowchart showing a control flow of the control spool in this diagnostic apparatus, and FIG. 16 is a graph showing a correspondence relationship between the discharge pressure of the hydraulic pump and the hydraulic pressure when the control spool is fixed compared with the normal time. In addition, this embodiment is a diagnostic apparatus which differs only in the diagnostic method in the
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。
This diagnostic apparatus utilizes the characteristics of the
When the
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。
Therefore, in this embodiment, by performing control for changing the discharge pressure P a of the hydraulic oil discharged from the
Note here, between the diagnosis in the
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。
Further, the
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。
When there is a break point as shown in FIG. 16 in the fluctuation of the hydraulic oil amount Q, the value of the fluctuation gradient K (n) changes abruptly at the break point. Therefore, the
[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。
[flowchart]
FIG. 15 shows a diagnostic flow of the control spool in this diagnostic apparatus. The main flow and the valve plate diagnosis flow are the same as those in the first embodiment shown in FIGS.
As shown in FIG. 15, in step E10, the counter n is set to n = 1, the following step E20, the
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。
In step E40, the change gradient K (n) of the actual flow rate is calculated according to
That is, in this step, the change gradient K (n) is obtained by dividing the difference between the actual flow rate Q a (n) in the current cycle and the actual flow rate Q a (n-1) in the previous cycle by the change amount of the discharge pressure. Calculated.
In step E50, the control for increasing the discharge pressure P a (n) is performed. In this step, PS pressure is not controlled. This is because if the
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。
In step E70, it is determined whether or not | P a (n) −P a (1) | is equal to or greater than a predetermined value Pa 2 . Here, if | P a (n) −P a (1) | ≧ P a2 , the process proceeds to step E80, while | P a (n) −P a (1) | <P a2 . In that case, the flow returns to step E20 to repeat the above flow.
That is, by repeating the flow, the actual flow rate Q a (n) is calculated as Q a (1), Q a (2), Q a (3)... In each cycle in step E30. The fluctuation gradient K (n) is calculated as K (1), K (2), K (3). Then, in step E70, the first time when the difference between the discharge pressure of the first cycle P a (1) and the discharge pressure of the current cycle P a (n) becomes a predetermined value P a2 or more, the process proceeds to the next flow It will be. Accordingly, the larger the predetermined value Pa2 set in advance, the larger the magnitude of the discharge pressure to be increased.
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。
In step E80, the
If there is a discontinuous point, a break point will be seen in the fluctuation graph of the hydraulic oil amount Q, the process proceeds to step E90, and it is diagnosed that the
[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。
[effect]
Thus, according to the diagnostic apparatus for the
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。 In addition, since this method does not use the PS pressure P c , it can be realized with a simpler configuration than the first and second embodiments. Further, by varying the discharge pressure P a, it is possible to observe the variation of readily hydraulic oil amount Q.
[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。
[Fourth Embodiment]
A hydraulic pump diagnosis apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 17 is a flowchart showing a diagnostic flow of a control spool in the diagnostic apparatus, and FIG. 18 is a partial side view showing a configuration of a work machine equipped with the
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。
The
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。
The controller 3 in this diagnostic apparatus is configured to calculate the hydraulic oil amount Q discharged from the
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。
In FIG. 18, the connection point between the
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。
That is, if performing the correspondence between the angle theta C in inclination angle theta B and 18 in advance the
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。
Similarly to the case of the first embodiment described above, the
When the difference | Q a −Q c | between the theoretical flow rate Q c and the actual flow rate Q a is equal to or greater than a predetermined value Q d, it is determined that the
[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。
[flowchart]
A diagnostic flow of the control spool in this diagnostic apparatus will be described. In this diagnostic apparatus, the following control is performed in a state where the hydraulic oil supplied from the
As shown in FIG. 17, in step F10, the counter n is set to n = 1, and in the subsequent step F20, the discharge pressure P a is sent from the
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。
On the other hand, in step F50, the cylinder length S (n) of the
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。
In step F70, the actual flow rate Q a (n) of the hydraulic oil in the
In step F80, the
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。
On the other hand, if | Q a −Q c | <Q d at step F80, the routine proceeds to step F100, where it is diagnosed that the
In step F110, the n + 1 is substituted into the counter n, in subsequent step F 120, whether the counter n is a predetermined value n 0 or more is determined. If n <n 0 , the process returns to step F20 to repeat the flow. On the other hand, if n ≧ n 0 , the flow ends.
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。 That is, here, control is performed such that the control in which the flow from step F20 to step F120 is one cycle is repeated n 0 times. The larger the predetermined value n 0 , the greater the number of repetitions.
[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。
[effect]
Thus, according to the diagnostic device of the
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。
Further, for example, compared with the first embodiment described above, it is not necessary to provide the
[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。
[Others]
The first to fourth embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. .
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。
For example, the
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。
In the above-described embodiment, the magnitude of the PS pressure P c is detected as the magnitude of the output required for the
In the first embodiment, when the difference | Q a −Q c | between the theoretical flow rate Q c and the actual flow rate Q a is equal to or greater than a predetermined value Q b , the
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。 In the third embodiment, it is adapted to diagnose the presence or absence of break point based on the actual flow rate Q a of variation gradient K (n), check method of broken point is not limited to such a method various Conceivable. For example, the graph the variation in virtually discharge pressure P a and the actual flow rate Q a in the controller 3 (i.e., P-Q diagram) drawn as, configured to confirm the presence of break points directly from the slope of the graph May be.
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。
Moreover, in 4th Embodiment, although comprised so that the hydraulic oil quantity Q discharged from the
For example, when a stick tilt sensor that detects the tilt angle of the
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。
In this control, it is only necessary to know the flow rate of the hydraulic oil supplied to each hydraulic actuator. For example, instead of the
Further, in the first to fourth embodiments described above, the
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。
Region B, the discharge pressure P a is 0 <P a ≦ P a1, and vent pressures P b is a region of 0 <P b ≦ P b1. P b1 is a value determined according to the discharge pressure Pa, and is defined as P b1 = g (P a ) by the function g. Here, the smaller one of the fluctuation range of the discharge pressure and the case internal pressure when there is no wear of the
Further, as shown in FIG. 8, the wear progressed more than the smaller graph (here, the thin solid line on the lower side) of the fluctuation range of the discharge pressure and the case internal pressure when the
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。
In the aforementioned embodiment, by comparing the discharge pressure P a and vent pressures P b and the first predetermined pressure P a0 and the second predetermined pressure P b0, but to diagnose the state of wear of the
For example, by using a correspondence between the plurality of sets of discharge pressure P a and vent pressures P b supplied from each of the
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。
With this configuration, regardless of the size of the detected discharge pressure P a data, the state of wear of the
Further, regarding the diagnosis of the
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。
In the diagnosis of the
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。
In the above-described embodiment, the drain pressure is regarded as the case internal pressure, and the case
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
1 Operating oil pressure sensor (Operating oil pressure detection means)
2 Case internal pressure sensor (Internal pressure grasping means, drain pressure detection means)
3 Controller (diagnostic means)
5a Boom tilt sensor (tilt sensor)
6 PS pressure sensor (output detection means)
10 Hydraulic pump 11 Barrel (Rotating member)
12
14 Piston (sliding member)
15 Case (housing member)
16 Barrel plate (valve member)
16a
19
21
28
Claims (14)
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。 A rotating member that is rotationally driven by the drive shaft, a swash plate that is disposed so as to be able to maintain a predetermined tilt angle with respect to a plane perpendicular to the drive shaft, and an oil chamber that is recessed in the rotating member. A sliding member that is inserted and rotationally driven together with the rotating member and that is supported at one end by the swash plate and is slidable in the direction of the driving shaft in the oil chamber; And a tilt angle adjusting member that adjusts the tilt angle of the swash plate in accordance with the pressure of the hydraulic oil discharged from the chamber and the magnitude of the output required for the hydraulic pump. Because
A discharge pressure detecting means for detecting a discharge pressure of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump;
Output detection means for detecting the magnitude of output required for the hydraulic pump;
Hydraulic oil amount detecting means for detecting the hydraulic oil amount discharged from the hydraulic pump;
A diagnostic device for a hydraulic pump, comprising diagnostic means for diagnosing the state of the tilt angle adjusting member based on the discharge pressure, the magnitude of the output, and the amount of hydraulic oil.
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。 The hydraulic pump has a pilot pressure supply device that supplies a pilot pressure according to the magnitude of output required for the hydraulic pump,
The tilt angle adjusting member has a swash plate driving member that drives the swash plate according to the hydraulic pressure and the pilot pressure introduced from the pilot pressure supply device to adjust the tilt angle,
The output detection means detects the magnitude of the pilot pressure,
The diagnostic means calculates a theoretical flow rate of the hydraulic oil that the hydraulic pump normally discharges from the magnitude of the pilot pressure and the discharge pressure, and a difference between the theoretical flow rate and the hydraulic oil amount is a predetermined value or more. In this case, it is diagnosed that the swash plate driving member is fixed.
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。 The diagnostic means has the swash plate driving member fixed when the ratio of the variation amount of the hydraulic oil amount to the variation in the magnitude of the output required for the hydraulic pump is less than a first predetermined value. The diagnostic device for a hydraulic pump according to claim 1 or 2, wherein
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。 The diagnostic means diagnoses that the swash plate driving member is fixed when no discontinuous point at which the fluctuation gradient of the hydraulic oil amount changes substantially discontinuously with respect to the discharge pressure is found. The diagnostic device for a hydraulic pump according to any one of claims 1 to 3.
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。 The diagnostic means draws the fluctuation of the hydraulic oil amount with respect to the fluctuation of the discharge pressure as a graph, and the swash plate driving member is fixed when there is no break point where the gradient of the graph suddenly changes. The diagnostic device for a hydraulic pump according to claim 4, wherein the diagnostic device is diagnosed as having
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。 The hydraulic oil amount detecting means has a swash plate sensor for detecting the tilt angle of the swash plate, and calculates the hydraulic oil amount actually discharged from the hydraulic pump based on the tilt angle. The diagnostic device for a hydraulic pump according to any one of claims 1 to 5, wherein the diagnostic device is a hydraulic pump diagnostic device.
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。 A hydraulic pump diagnostic apparatus in a work machine equipped with the hydraulic pump and a working cylinder driven by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump,
The hydraulic pump diagnosis apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the hydraulic oil amount detection means calculates a hydraulic oil flow rate supplied to the working cylinder.
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。 The working cylinder is a hydraulic cylinder that drives a working device of the work machine,
An inclination sensor that detects an inclination angle of the working device with respect to a horizontal plane;
8. The hydraulic pressure according to claim 7, wherein the hydraulic oil amount detecting means calculates a hydraulic oil flow rate supplied to the hydraulic cylinder based on a time differential value of the inclination angle detected by the inclination sensor. Pump diagnostic device.
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。 The hydraulic pump includes a housing member that houses the rotating member and the sliding member, and a flow path of hydraulic oil that is provided adjacent to the rotating member and is discharged from the oil chamber by sliding of the sliding member. A valve member that opens or closes,
An internal pressure grasping means for grasping the internal pressure of the housing member;
9. A diagnostic device for diagnosing a wear state of a contact surface of the valve member with the rotating member based on the internal pressure and the discharge pressure. Hydraulic pump diagnostic device.
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。 The hydraulic pump has a drain port for discharging hydraulic oil outside the oil chamber in the housing member to the outside of the housing member,
The internal pressure grasping means has drain pressure detecting means for detecting the pressure of the hydraulic oil discharged from the drain port as a drain pressure, and grasps the internal pressure based on the magnitude of the drain pressure. The diagnostic device for a hydraulic pump according to claim 9.
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。 When the discharge pressure is equal to or higher than a preset first predetermined pressure and the internal pressure is equal to or higher than a second predetermined pressure calculated according to the discharge pressure, the diagnostic means The diagnostic apparatus for a hydraulic pump according to claim 9 or 10, wherein the diagnosis is made that the amount of wear is large.
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。 The diagnostic means diagnoses that the amount of wear of the valve member is large when the ratio of the fluctuation amount of the internal pressure to the fluctuation amount of the discharge pressure is not within a predetermined range set in advance. The diagnostic device for a hydraulic pump according to any one of claims 9 to 11.
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。 A rotating member that is rotationally driven by the drive shaft, a swash plate that is disposed so as to be able to maintain a predetermined tilt angle with respect to a plane perpendicular to the drive shaft, and an oil chamber that is recessed in the rotating member. A sliding member that is inserted and rotationally driven together with the rotating member and that is supported at one end by the swash plate and is slidable in the direction of the driving shaft in the oil chamber; A hydraulic pump having a tilt angle adjusting member that adjusts the tilt angle of the swash plate according to the pressure of hydraulic oil discharged from the chamber and the magnitude of the output required for the hydraulic pump is diagnosed A method,
Detecting the discharge pressure of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump;
Detecting the magnitude of output required for the hydraulic pump;
Detecting the amount of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump,
A diagnostic method for a hydraulic pump, wherein the state of the tilt angle adjusting member is diagnosed based on the discharge pressure, the magnitude of the output, and the amount of hydraulic oil.
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。 A rotating member that is rotationally driven by the drive shaft, a swash plate that is disposed so as to be able to maintain a predetermined tilt angle with respect to a plane perpendicular to the drive shaft, and an oil chamber that is recessed in the rotating member. A sliding member that is inserted and rotationally driven together with the rotating member and that is supported at one end by the swash plate and is slidable in the direction of the driving shaft in the oil chamber; A tilt angle adjusting member that adjusts the tilt angle of the swash plate in accordance with the pressure of the hydraulic oil discharged from the chamber and the output required for the hydraulic pump, the rotating member, and the sliding member A hydraulic pump comprising: a housing member that houses the member; and a valve member that is provided adjacent to the rotating member and opens or closes a flow path of hydraulic oil discharged from the oil chamber by sliding of the sliding member A method for diagnosing
The discharge pressure of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump is detected, the amount of output required for the hydraulic pump is detected, the amount of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump is detected, and the storage Know the internal pressure of the material,
Based on the internal pressure and the discharge pressure, diagnose the wear state on the contact surface of the valve member with the rotating member,
Thereafter, the state of the tilt angle adjusting member is diagnosed on the basis of the discharge pressure, the magnitude of the output, and the amount of hydraulic oil.
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