CN112368452A - 工程机械 - Google Patents

Abstract

抑制发动机的输出降低等劣化诊断的运用所需要的成本，同时提高发动机劣化的诊断精度。为此，控制器(37)(发动机诊断装置)判断液压泵(12)是否处于用于获得发动机(10)的诊断数据的预定负荷状态(变成液压泵(12)的负荷扭矩稳定后的状态的动作情形)，在判断为液压泵(12)处于预定负荷状态时，将与速度传感控制的扭矩指令值(Ta)有关的控制量作为发动机(10)的诊断数据而使其有效化，将该有效化后的控制量作为现在的特征量来使用而生成时刻历程数据，并能够将该时刻历程数据作为发动机诊断用的趋势数据而显示于显示装置(38)。

Description

工程机械

技术领域

本发明涉及具有发动机诊断装置的液压挖掘机、起重机等工程机械。

背景技术

液压挖掘机、起重机等工程机械中，作为液压驱动***的动力源通常使用柴油发动机(以下仅称为发动机)。该发动机的异常关联至发动机的输出降低，会产生导致工程机械的性能降低以及动作限制等的重大影响，由此要求检测异常来进行预防保养。因此，从以往就提出了各种发动机诊断技术。

例如，作为发动机诊断技术而知道日本专利4853921号公报所记载的技术。

在该以往技术中，每当运转一定时间之后由车身管理用控制器来收集与发动机输出相关联的信号的大小、和表示其发生频度的关系的频度分布信息，将这些数据由无线通信功能向积累服务器发送而将数据积累。并且，将这些积累后的多个频度分布信息按时间系列排列比较，由此检测发动机的输出降低，判断发动机输出降低。

根据该以往技术，能够长期间确认发动机输出的大小和其发生频度信息，因此能够确认每个车身的经年度时间的输出降低等，可以掌握发动机的劣化状况。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利4853921号公报

发明内容

专利文献1所述的以往的发动机诊断技术中，对发动机输出相当的大小和其频度信息在某个期间内进行收集积累，并按时间系列进行比较，因此不需要用于判断的阈值，能够通过车身单个机体内的特征量的变化程度来判断发动机的劣化程度。但是，实际中作用于作业机的负荷会因作业内容而不同，由此严密来说，输出的差异会从作业负荷的差异中受到影响。尤其，若想要观察经年度时间的劣化，则具有长期间内的作业内容会在作业现场等不同的情况，预想到作业负荷当然也会不同。在这种情况下认为，发动机输出倾向会从其现场受到影响，并非纯粹地反映发动机的性能，虽然作为统计性的倾向多少有些作用，但作为用于判断的特征量，会包括较大的不确定性(误差)。

另外，因为长期间的频度信息是必要的，所以需要大量数据，需要用于运算处理的存储空间，还需要用于运算的成本(高级控制器)。在专利文献1中，为了抑制该成本，没有使用车载控制器，而是经由远程通信使用积累服务器等来进行处理，但是，这是为了抑制车载控制器的成本而采取的构成，在现在的车载控制器技术、控制技术水平下，处理数据是庞大的，可以说证明了难以通过现在的车载控制器来应对。另外，对于积累服务器，虽然能够处理巨大的数据，但是会另外需要用于传送来自车身的大量数据的通信费用，在该情况下，也会产生用于实现诊断控制逻辑的成本。

本发明是鉴于这种状况而做出的，以提供一种工程机械为目的，该工程机械能够抑制发动机的输出降低等劣化诊断的运用所需要的成本，同时提高发动机劣化的诊断精度。

为了实现上述目的，本发明具备：发动机；液压***，其具有由该发动机驱动的可变容量型的液压泵、由所述液压泵的排出油驱动的液压执行机构、和以使所述液压泵的输入扭矩不超出最大吸收扭矩的方式控制所述液压泵的排油容积的调节器；控制器，其运算速度传感控制的扭矩指令值，其中，所述速度传感控制用于控制所述调节器，以使得所述液压泵的最大吸收扭矩伴随所述液压泵的负荷扭矩增大且所述发动机的转速降低而减少；和发动机诊断装置，其进行所述发动机的诊断，其中，所述发动机诊断装置由所述控制器构成，所述控制器判断所述液压泵是否处于用于获得所述发动机的诊断数据的预定负荷状态，在判断为所述液压泵处于所述预定负荷状态时，将与所述速度传感控制的扭矩指令值有关的控制量作为所述发动机的诊断数据而使其有效化，将该有效化后的控制量作为现在的特征量来使用而生成时刻历程数据，并将能够该时刻历程数据作为发动机诊断用的趋势数据而显示于显示装置。

这样地，在控制器中，判断液压泵是否处于预定负荷状态，在判断为液压泵处于预定负荷状态时，将与速度传感控制的扭矩指令值有关的控制量作为所述发动机的诊断数据而使其有效化，并将其作为发动机诊断用的趋势数据而能够显示，由此能够大幅减少作为发动机的诊断数据而被控制器提取的数据量，抑制发动机的输出降低等劣化诊断的运用所需要的成本。

另外，作为发动机的诊断数据，通过使液压泵处于预定负荷状态时的与速度传感控制的扭矩指令值有关的控制量有效化并生成发动机诊断用的时刻历程数据，而能够抑制基于测量误差等导致的诊断干扰，高精度地掌握发动机的输出降低状况，提高发动机劣化的诊断精度。

发明效果

根据本发明，能够抑制发动机的输出降低等劣化诊断的运用所需要的成本，同时提高发动机劣化的诊断精度。

附图说明

图1是表示本发明的工程机械的代表例、即液压挖掘机的图。

图2是表示本发明的第1实施方式的液压挖掘机中搭载的液压***及其控制***的图。

图3是详细表示调节器的图。

图4是表示控制器的处理内容的功能框图。

图5是表示要求流量运算部和目标倾转量运算部的运算内容的功能框图。

图6是表示由来自扭矩控制电磁阀的扭矩控制压设定的液压泵的扭矩特性以及最大扭矩的变化的图。

图7A是表示状态判断部的处理内容的流程图。

图7B是表示状态判断部的处理内容的功能框图。

图8是表示显示装置的显示画面中显示的发动机诊断用的趋势数据的一例的图。

图9是表示成为液压泵的计算负荷扭矩相对于液压泵的实际的负荷扭矩而具有某一误差范围的倾向的图。

图10是表示本发明的第2实施方式中的控制器的处理内容的功能框图。

图11A是表示泵倾转量运算部以及状态判断部的处理内容的流程图。

图11B是表示泵倾转量运算部的处理内容的功能框图。

图11C是表示状态判断部的处理内容的功能框图。

图11D是表示状态判断部的变形例的图。

图12是表示将负荷率基准值设为不同的值时的特征量的趋势数据的一例的图。

图13是表示将负荷率基准值设为不同的值时的特征量的趋势数据的一例的图。

图14是表示变形例的显示装置的显示画面中显示的发动机诊断用的趋势数据的一例的图。

具体实施方式

以下，基于附图来说明本发明的实施方式。

＜第1实施方式＞

图1是表示本发明的工程机械的代表例、即液压挖掘机的图。

液压挖掘机具有行驶体101、该行驶体101上配置的旋转体102、和该旋转体102上安装的前作业机、即作业装置103。

行驶体101具有左右一对的履带101a、101b(图1中仅表示一侧)，履带101a、101b分别由行驶马达110a、110b(仅表示一侧)驱动，进行行驶。旋转体102由旋转马达102a驱动，在行驶体101上旋转。

作业装置103由能够沿上下方向转动地安装于旋转体102的动臂104、能够转动地安装于该动臂104的斗杆105、和能够转动地安装于该斗杆105的铲斗106构成。动臂104由动臂液压缸112驱动，斗杆105由斗杆液压缸113驱动，铲斗106由铲斗液压缸114驱动。在旋转体102上的前侧位置，具有构成驾驶室的舱室120。

图2是表示包括本发明的第1实施方式的液压挖掘机中搭载的液压***及其控制***的整体构成的图。

首先，说明液压***。

液压挖掘机上搭载的液压***具有：作为原动机的柴油发动机10(以下仅称为发动机)；由发动机10驱动的可变容量型的液压泵12；内置有多个控制滑阀的控制阀16，该多个控制滑阀控制向多个液压执行机构14(图2中为了方便仅图示一个)供给的液压油的流动；与液压泵12的排出油路连接并限制从液压泵12向控制阀16供给的压力(液压泵12的排出压)的上限的主溢流阀18；生成对内置于控制阀16的多个控制滑阀进行切换的指令先导压(操作信号)的液压先导式的多个操作装置20(图2中为了方便仅图示一个)；内置有选择从多个操作装置20向控制阀16引导的指令先导压中最高的指令先导压并生成泵流量控制压的多个往复滑阀的往复滑阀组22；和控制液压泵12的倾转量(排油容积、即容量)并控制液压泵12的排出流量的调节器24。

多个操作装置20分别具有操作杆20a，操作员通过对操作杆20a进行操作而生成指令先导压，该指令先导压向控制阀16引导，由此驱动作为对象的液压执行机构。

将这样地从液压泵12排出的液压油经由控制阀16向液压执行机构14供给，由此成为图1所示的液压挖掘机动作的构造。

调节器24具有驱动液压泵12的排油容积变更部件(例如斜盘)的泵促动器26、和控制引导至该泵促动器26的液压而控制液压泵12的倾转量的泵流量控制阀28以及泵扭矩控制阀30。

接着说明控制***。

控制***具有：由操作员的旋转操作而生成发动机10的目标转速的指示信号的旋转刻度盘式的目标转速指示装置32；检测发动机10的转速(实际转速)的发动机旋转传感器33；检测液压泵12的排出压的压力传感器21；作为检测由多个操作装置20生成的指令先导压(操作信号)的操作检测装置的多个压力传感器35(图2中为了方便仅图示一个)；检测由往复滑阀组22生成的泵流量控制压的压力传感器36；输入来自目标转速指示装置32的指示信号和来自发动机旋转传感器33以及压力传感器21、35、36的检测信号并进行规定的运算处理的控制器37；输入来自控制器37的显示信号并显示特征量的时刻历程数据(后述)的显示装置38；和输入来自控制器37的指令信号并分别向调节器24的泵流量控制阀28以及泵扭矩控制阀30输出流量控制压以及扭矩控制压的流量控制电磁阀39以及扭矩控制电磁阀40。

图3是详细说明调节器24的图。

调节器24具有驱动液压泵12的排油容积变更部件的泵促动器26、和控制引导至该泵促动器26的驱动压而控制液压泵的倾转量的泵流量控制阀28以及泵扭矩控制阀30。

泵促动器26是具有阶梯式工作活塞26a的伺服活塞，该工作活塞26a具有大径受压部26b和小径受压部26c，从油箱压由泵流量控制阀28以及泵扭矩控制阀30调整为先导泵Pp的某个先导压范围内的压力的控制压引导至大径受压部26b，先导泵Pp的某个先导压引导至小径受压部26c。当相同的先导泵Pp的某个先导压一起引导至两受压部26b、26c时，工作活塞26a向图示左方向移动，减小液压泵12的斜盘的倾转量而使泵排出流量减少，当引导至大径受压部26b的压力降低时，工作活塞26a向图示右方向移动，增大液压泵12的斜盘的倾转量而使泵排出流量增大。

泵流量控制阀28具有受压部28a，从流量控制电磁阀39输出的流量控制压引导至该受压部28a。

若从流量控制电磁阀39输出的流量控制压变低，则泵流量控制阀28的滑阀向图示左方向移动，来自先导泵Pp的某个先导压从泵流量控制阀28和泵扭矩控制阀30通过并引导至大径受压部26b，液压泵12的倾转量变小且泵排出流量减少。

若从流量控制电磁阀39输出的泵流量控制压变高，则泵流量控制阀28的滑阀向图示右方向移动，大径受压部26b的压力从泵扭矩控制阀30和泵流量控制阀28通过而引导至排放部(油箱)，液压泵12的倾转量变大且泵排出流量增大。

这样地，泵流量控制阀28控制泵排出流量，以使其成为与泵流量控制压相应的泵流量。

泵扭矩控制阀30具有引导有液压泵12的排出压的受压部30a、和引导有从扭矩控制电磁阀40输出的扭矩控制压的受压部30b，弹簧30c位于受压部30a、30b的相反侧。

当由液压泵12的引导至受压部30a的排出压产生的液压压力低于弹簧30c的施加力与由扭矩控制电磁阀40的引导至受压部30b的扭矩控制压产生的液压压力之间的差值时，泵扭矩控制阀30的滑阀向图示右方向移动，使大径受压部26b与泵流量控制阀28连通，成为由泵流量控制阀28决定的泵排出流量。

当由液压泵12的引导至受压部30a的排出压产生的液压压力高于弹簧30c的施加力与由从扭矩控制电磁阀40引导至受压部30b的扭矩控制压产生的液压压力之间的差值时，泵扭矩控制阀30的滑阀向图示左方向移动，于是来自先导泵Pp的某个先导压通过泵扭矩控制阀30引导至大径受压部26b，液压泵12的倾转量变小且泵排出流量减少。

这样地进行控制，使得根据液压泵12的排出压的上升而使液压泵12的排出流量减少，液压泵12的吸收扭矩不会超过由弹簧30c的施加力与由从扭矩控制电磁阀40引导至受压部30b的扭矩控制压产生的液压压力之间的差值而定的最大扭矩。

另外，该最大扭矩是通过来自扭矩控制电磁阀40的扭矩控制压而可变的。后面说明这一点。

图4是表示控制器37的处理内容的功能框图。

控制器37判断液压泵12是否处于用于获得发动机10的诊断数据的预定负荷状态，在判断为液压泵12处于预定负荷状态时，将与速度传感控制的扭矩指令值有关的控制量作为发动机10的诊断数据而使其有效化，将该有效化后的控制量作为现在的特征量来使用而生成时刻历程数据，使该时刻历程数据作为发动机诊断用的趋势数据而能够显示于显示装置38。

以下进行详细说明。

控制器37具有正泵控制的流量控制运算部65和速度传感控制的扭矩控制运算部66。

流量控制运算部65具有：基于由压力传感器36检测到的泵流量控制压(最高指令先导压)来计算要求流量的要求流量运算部45；从算出的要求流量计算液压泵12的目标倾转量的目标倾转量运算部46；和将算出的目标倾转量转换为流量控制电磁阀39的指令电流并输出的电流转换部47。

图5是表示要求流量运算部45和目标倾转量运算部46的运算内容的功能框图。要求流量运算部45设定了使要求流量随着泵流量控制压变高而增大的泵流量控制压和要求流量的图表，并通过使由压力传感器36检测到的泵流量控制压参照该图表而计算所对应的要求流量。目标倾转量运算部46设定了使目标倾转量随着要求流量增大而增大的要求流量和目标倾转量的图表，并通过使由算出的要求流量参照该图表而计算所对应的目标倾转量。

电流转换部47构成为，生成随着目标倾转量变大而变大的指令电流，流量控制电磁阀39由该指令电流励磁，向泵流量控制阀28的受压部28a输出流量控制压力，如上所述地控制液压泵12的排出流量。由此，液压泵12能够以根据操作装置20的操作杆20a的操作量(要求流量)而使液压泵12的排出流量增加的、被称为正泵控制的方式控制液压泵12的排出流量。

返回图4，速度传感控制的扭矩控制运算部66具有：基于由目标转速指示装置32指示的发动机10的目标转速和由发动机旋转传感器33检测到的发动机10的实际转速来进行实际转速－目标转速＝转速偏差的运算并计算转速偏差ΔN的偏差运算部51；从算出的转速偏差ΔN计算扭矩修正量ΔTa的修正量运算部52；计算由挖掘机的驾驶动作或模式等而定的液压泵12的基准扭矩T0的基准扭矩运算部53；通过将所述扭矩修正量Δta与该基准扭矩T0相加来修正基准扭矩T0并计算液压泵12的新的扭矩指令值Ta的相加运算部54；和将算出的扭矩指令值Ta转换为扭矩控制电磁阀40的指令电流并输出的电流转换部55。电流转换部55构成为，输出随着扭矩指令值Ta变得比基准扭矩T0小而变大的指令电流，扭矩控制电磁阀40由该指令电流励磁，向泵扭矩控制阀30的受压部30b输出扭矩控制压力，如上所述地控制液压泵12的最大吸收扭矩。

图6是表示由来自扭矩控制电磁阀40的扭矩控制压所设定的液压泵12的扭矩特性以及最大扭矩的变化的图。当由修正量运算部52运算的扭矩修正量ΔTa为零，且相加运算部54算出与由基准扭矩运算部53算出的基准扭矩T0相等的扭矩指令值Ta，且从扭矩控制电磁阀40向泵扭矩控制阀30的受压部30b输出的扭矩控制压为规定值时，由调节器24设定的液压泵12的扭矩特性以及最大扭矩分别为Sa以及Tmaxa。若液压泵12的吸收扭矩(负荷扭矩)增加而发动机10的实际转速降低，则扭矩修正量ΔTa成为负值，由相加运算部54算出的扭矩指令值Ta减少。此时，伴随扭矩指令值Ta的减少，扭矩控制电磁阀40向泵扭矩控制阀30的受压部30b输出的扭矩控制压上升，随着该扭矩控制压上升，由调节器24设定的液压泵12的扭矩特性以及最大扭矩如图6中箭头所示地分别从Sa以及Tmaxa减少为Sb以及Tmaxb、Sc以及Tmaxc。

在如液压挖掘机那样地使用发动机10来驱动液压泵12的情况下，若液压泵12的负荷高于发动机的扭矩，则无法进行泵驱动而会导致发动机熄火。为了防止该发动机熄火，设有发动机10的速度传感控制的扭矩控制运算部66。

根据该速度传感控制，即使在发动机输出(扭矩)等因某些要因而降低的情况下，也会调整液压泵12的输出(吸收扭矩)，控制为发动机输出与泵吸收扭矩平衡的状态。因此，通过掌握该泵控制状态，能够间接地掌握发动机10的驱动状态。

控制器37还具有作为进行发动机10诊断的发动机诊断装置的发动机诊断运算部67。发动机诊断运算部67基于如上所述的思考来掌握由速度传感控制进行的泵控制状态，由此进行发动机10的诊断。

图4中，发动机诊断运算部67具有：状态判断部56，其判断液压泵12是否处于用于获得发动机10的诊断数据的预定负荷状态；控制量运算部57，其在该状态判断部56的判断结果被满足(为真)，并判断为液压泵12处于预定负荷状态时，将与上述速度传感控制的扭矩指令值Ta有关的控制量、即扭矩修正量ΔTa作为发动机10的诊断数据而使其有效化并将其提取；滤波处理部58，其相对于该有效化后的扭矩修正量ΔTa*(有效化后的控制量)实施用于稳定化的低通滤波处理；时刻历程数据生成部59，其将经由滤波处理部58的有效化后的扭矩修正量ΔTa*(有效化后的控制量)作为现在的特征量来使用，并相对于该特征量计算其大小和其变化且附加时间历程信息，生成发动机诊断用的特征量的时刻历程数据；记忆装置60，其将所生成的特征量的时刻历程数据保存；和显示运算部61，其根据来自显示装置38的显示要求而读取记忆装置60中保存的规定期间的特征量的时刻历程数据，并使该时刻历程数据作为发动机诊断用的趋势数据而显示于显示装置38。

显示装置38具有操作部38a和显示画面38b，对操作部38a进行操作而向控制器37输出显示要求信号，将从记忆装置60经由控制器37的显示运算部61获得的规定期间的特征量的时刻历程数据作为发动机诊断用的趋势数据而显示于显示画面38b。

此外，发动机诊断运算部67虽然将控制量运算部57中作为发动机的诊断数据而有效化的控制量设为扭矩修正量ΔTa，但只要是与速度传感控制的扭矩指令值Ta有关的控制量，也可以为除此之外的控制量。例如，在修正量运算部52是比例要素的运算部的情况下，将以比例系数倍不同的前级输入的转速偏差ΔN设为控制量，也能够获得同样的效果。另外，也可以将速度传感控制的扭矩指令值Ta本身设为控制量。

另外，显示装置38并不限定于具备于液压挖掘机，可以为具备于管理室等外部的显示装置，在该情况下，只要经由无线通信方式进行信息的授受即可。

接着，具体说明状态判断部56的判断处理。

在本实施方式中，状态判断部56中，为了获得发动机10的诊断数据，而将预定的液压泵12的负荷状态限定为满足发动机10的诊断条件的液压***的特定动作情形，将扭矩修正值ΔTa作为发动机的诊断数据而使其有效化。在此，满足发动机10的诊断条件的液压***的特定动作情形意味着成为液压泵12的负荷扭矩(吸收扭矩)稳定后的状态的动作情形。

具体地，当发动机10或工作油的暖风驾驶时等，根据作业的容易性以及安全确保的方面会经常出现如下情况：将动臂104举起并将动臂液压缸112设为行程终止的状态，且对动臂用的操作装置20的操作杆20a进行满载操作，使液压泵12的排出压上升至主溢流阀18的设定压力为止，将主溢流阀18设为溢流状态。在该动作情形下，由于液压泵12的排出流量和排出压保持为固定值，所以能够容易推定液压泵12的负荷状态。状态判断部56中，将这种液压泵12的负荷状态(液压泵12的排出压以主溢流阀18的溢流压为固定，液压泵12的倾转量为固定的负荷状态)推定为满足发动机10的诊断条件的特定动作情形，将液压泵12的预定负荷状态限制为这种动作情形，使扭矩修正值ΔTa有效化，设为扭矩修正量ΔTa*。

图7A是表示状态判断部56的处理内容的流程图。

状态判断部56基于由压力传感器35(操作检测装置)检测到的操作装置20的操作信号和由压力传感器21检测到的液压泵12的排出压，来判断是否操作装置20被向动臂抬升方向满载操作且主溢流阀18处于溢流状态(步骤S100、S110)，当操作装置20向动臂抬升方向满载操作且主溢流阀18处于溢流状态时，判断为液压***处于上述特定动作情形，液压泵12处于预定负荷状态，输出有效动作标识(步骤S120)。

图7B是表示状态判断部56的处理内容的功能框图。

状态判断部56将由压力传感器35(操作检测装置)检测到的操作装置20的动臂抬升的操作信号(指令先导压)、和由设定部61a预先设定的动臂抬升满载操作的操作信号(指令先导压)在比较部61b中进行比较，来判断动臂抬升的操作信号是否为动臂抬升满载操作的操作信号以上。另外，将由压力传感器21检测到的液压泵12的排出压、和由设定部62a预先设定的主溢流阀18的设定压力在比较部62b中进行比较，来判断液压泵12的排出压是否为主溢流阀18的设定压力以上。这些判断中，在动臂抬升的操作信号为动臂抬升满载操作的操作信号以上且液压泵12的排出压为主溢流阀18的设定压力以上的情况(AND条件成立的情况)下，液压***判断为处于上述的特定动作情形，状态判断部56输出有效动作标识(步骤S120)。该有效动作标识成为判断为液压泵12处于用于获得发动机10的诊断数据的预定负荷状态下的标识。

此外，上述实施方式中，检测操作杆20a的满载操作而进行特定动作情形的判断。但是，若能够直接掌握液压泵12的倾转量，也可以代替操作杆20a的满载操作，直接计算倾转量来评价。该情况下，倾转量为最大值的条件并非必要，只要能够检测到被控制为某个固定值(稳定后的状态)的状态即可。更进一步来说，只要了解液压泵的负荷扭矩处于稳定后的状态即可，由于负荷扭矩＝压力×倾转量，所以通过求出倾转量成为固定值的状态和排出压成为固定(最大)的状态，就能够评价为：成为液压泵12的负荷扭矩稳定后的状态，液压泵12处于预定负荷状态。

接着，说明本实施方式的动作。

在液压挖掘机的驾驶作业中，控制器37进行以下运算。在此，针对满足发动机10的诊断条件的特定动作情形是操作杆为动臂抬升的满载操作且液压泵12的排出压为溢流压力的情况，进行说明。

状态判断部56中，从压力传感器35的检测信号获得动臂抬升的操作信号(指令先导压)，并将其与预先设定的动臂抬升满载操作的操作信号在比较部61b中进行比较，判断动臂抬升的操作信号是否为动臂抬升满载操作的操作信号以上。另外，从压力传感器21的检测信号获得液压泵12的排出压，将其与主溢流阀18的设定压力在比较部62b中进行比较，判断液压泵12的排出压是否为主溢流阀18的设定压力以上。在这两个比较部61b、62b中，AND条件成立的情况下，判断为液压泵12处于用于获得发动机10的诊断数据的预定负荷状态，有效动作标识成为真值。

控制量运算部57中，输入该有效动作标识和扭矩修正量ΔTa而使扭矩修正量ΔTa有效化，提取扭矩修正量ΔTa*。对于该有效化后的扭矩修正量ΔTa*，在滤波处理部58中实施有效区间内的低通滤波处理，设为稳定后的状态量。该状态量是现在时刻中的特征量。对于该特征量，在时刻历程数据生成部59中计算其大小和变化且向其附加时间历程信息，生成发动机诊断用的特征量的时刻历程数据，并在记忆装置60中保存。在此的特征量的时刻历程数据虽然在线上逐次计算，但也能够通过减少至为了作为时刻历程数据的显示所必要的样本数量，而减少记忆装置60的所使用的存储空间。例如，对于故障和劣化的掌握，即使为1个/小时和1个/天等的数据，大多也能够充分表现出其倾向，因此通过隔开间隔地提取为对于故障和劣化的掌握足够的样本数据，能够使要处理的信息极小化。

由此，在以使某一特定的液压泵的负荷起作用的方式使液压***动作的情况下，基于其发动机目标转速与实际转速之间的偏差ΔN来计算扭矩修正量ΔTa，并对该值实施滤波处理而以抑制动态影响的方式作为特征量而计算，能够算出稳定的特征量。使用该特征量来制作发动机诊断用的时刻历程数据并将其保存于记忆装置60，由此能够将时刻历程数据的大小和变化的倾向作为发动机诊断用的趋势数据而显示于显示装置38。

图8是表示在显示装置38的显示画面38b中显示的发动机诊断用的趋势数据的一例的图。操作员或保养人员等的确认者操作显示装置38而在显示画面中如图8所示地显示该趋势数据，通过观察其经时间的变化，能够判断发动机10的劣化程度。

这样地，根据本实施方式，控制器37中，判断液压泵12是否处于预定负荷状态，在判断为液压泵12处于预定负荷状态时，将与速度传感控制的扭矩指令值Ta有关的控制量(例如扭矩修正值ΔTa)作为发动机10的诊断数据而使其有效化，并能够作为发动机诊断用的趋势数据显示，由此，作为发动机10的诊断数据而被控制器37提取的数据量大幅减少，能够抑制发动机10的输出降低等劣化诊断的运用所需要的成本。

另外，作为发动机10的诊断数据，将液压泵12处于预定负荷状态(变成液压泵12的负荷扭矩稳定后的状态的动作情形)时的与速度传感控制的扭矩指令值Ta有关的控制量有效化来生成发动机诊断用的时刻历程数据，由此如图8所示地抑制基于测量误差等的诊断干扰，高精度地掌握发动机10的输出降低状况，能够提高发动机劣化的诊断精度。

此外，在上述实施方式中说明了液压泵为一个的情况，但在液压泵为多个的情况下，同样地计算对液压泵施加的负荷并将其合计，由此也能够计算多个液压泵的负荷状态。另外，针对扭矩修正量ΔTa，多个液压泵由同一发动机驱动，因此通过计算一个液压泵的扭矩修正量ΔTa，能够掌握发动机的状态。

＜第2实施方式＞

说明本发明的第2实施方式。

第1实施方式中，在状态判断部56中，将用于获得发动机10的诊断数据的液压泵12的“预定负荷状态”限定为满足发动机10的诊断条件的液压***的特定动作情形，由此能够高精度地掌握液压泵12的负荷状态。因此，能够抑制诊断干扰，能够高精度地掌握发动机10的输出降低状况。

但是，另一方面，由于将用于获得发动机10的诊断数据的液压泵12的“预定负荷状态”限定为特定动作情形，所以还设想了如下情况：根据操作员的驾驶方法和作业内容、在现场的限制等环境，导致这种限定的动作情形的发生频度少，因情况而导致用于获得诊断数据的动作情形希少，无法提供高质量诊断。

第2实施方式对这一点进行改善，能够充分获得发动机10的诊断数据。以下进行详细说明。对与第1实施方式相同的部分标注相同的附图标记，并省略说明。

首先，说明本实施方式的考虑方法。

液压泵12的倾转量由控制器37控制，由此液压泵12的倾转量能够在控制器37内算出。另外，液压泵12的排出压由压力传感器21检测，能够在控制器37内利用。由此，能够使用这些泵倾转量和泵排出压来计算液压泵12的负荷状态。

作用于液压泵12的负荷扭矩T由以下数式表现。

T＝q×P/2π

q：液压泵12的倾转量(cc/rev)

P：液压泵12的排出压

在液压泵12为多个的情况下，计算各自的倾转量q和排出压P来求出负荷扭矩T，并将这些扭矩合计，由此能够计算泵整体的扭矩。

在具有这种液压泵12的液压***中，若考虑压力传感器25的测量误差和干扰等，则其算出的扭矩的误差状况为如图9所示。作为误差要因而具有液压泵12的排出压的检测误差和液压泵12的倾转量的计算误差，因此如图9所示地成为，液压泵12的计算负荷扭矩相对于液压泵12的实际的负荷扭矩具有某一误差范围的倾向。由此有效的是：在能够从外缩小这种误差要因的泵负荷扭矩的更大区域内进行诊断评价。

图10是表示本发明第2实施方式中的控制器37A的处理内容的功能框图。

控制器37A中，流量控制运算部65和速度传感控制的扭矩控制运算部66与第1实施方式相同。但是，发动机诊断运算部(发动机诊断装置)67A还具有泵倾转量运算部64，对于状态判断部56A，代替压力传感器35的检测信号(动臂抬升指令)，而输入了由流量控制运算部65的目标倾转量运算部46算出的目标倾转量，在这些点上不同于第1实施方式的发动机诊断运算部67。

图11A是表示泵倾转量运算部64和状态判断部56A的处理内容的流程图。

控制器37A在泵倾转量运算部64中，基于由速度传感控制的扭矩控制运算部66算出的扭矩指令值Ta、由压力传感器21检测到的液压泵12的排出压、和由正泵控制的流量控制运算部65算出的目标倾转量来计算液压泵12的现在的倾转量(步骤S200)。接着，控制器37A在状态判断部56A中，使用泵倾转量运算部64中算出的泵倾转量、和由压力传感器21检测到的液压泵12的排出压来计算液压泵12的负荷扭矩(步骤S210)，并且通过使该负荷扭矩除以液压泵12的最大泵扭矩Tmax而计算泵负荷率(步骤S220)，判断该泵负荷率是否为预定泵负荷率以上(步骤S230)，在泵负荷率为预定泵负荷率以上时，判断为液压泵12处于预定负荷状态，输出有效动作标识(步骤S240)。

图11B是表示泵倾转量运算部64的处理内容的功能框图。泵倾转量运算部64具有限制倾转量运算部70和最小值选择部71。

限制倾转量运算部70中设定了图6所示的液压泵12的扭矩特性，泵倾转量运算部64在限制倾转量运算部70中，基于由速度传感控制的扭矩控制运算部66算出的扭矩指令值Ta和由压力传感器21检测到的液压泵12的排出压来计算速度传感控制的限制泵倾转量。即，限制倾转量运算部70以随着扭矩指令值Ta变小而使最大扭矩变小的方式更新液压泵12的扭矩特性，使液压泵12的排出压与该扭矩特性参照，计算此时的速度传感控制的限制泵倾转量。

接着，泵倾转量运算部64在最小值选择部71中，将由限制倾转量运算部70算出的限制泵倾转量和由正泵控制的流量控制运算部65算出的目标倾转量中较小的一个作为液压泵12的现在的倾转量而选择。

这样地，泵倾转量运算部64进行模仿了调节器24的动作的运算处理，由此推断液压泵12的现在的倾转量。

此外，在液压泵12具有检测倾转量的位置传感器的情况下，也可以代替泵倾转量运算部64的计算值，使用该位置传感器的测量值。

图11C是表示状态判断部56A的处理内容的功能框图。此外，图11C表示液压泵为两个的情况。状态判断部56A具有扭矩运算部72a、72b、相加运算部73、泵负荷率运算部74、泵负荷率基准值设定部75、和比较部76。

状态判断部56A在扭矩运算部72a中，使用由泵倾转量运算部64算出的液压泵12的倾转量和由压力传感器21检测到的液压泵12的排出压，根据上述数式计算液压泵12的负荷扭矩。同样地，在扭矩运算部72b中，也计算未图示的液压泵的负荷扭矩。接着，在相加运算部73中，通过将这些负荷扭矩相加来计算两个液压泵的合计负荷扭矩。接着，状态判断部56A在泵负荷率运算部74中，使两个液压泵的合计负荷扭矩除以液压泵12的泵规格的最大泵扭矩Tmax，由此计算泵负荷率。泵负荷率基准值设定部75中，作为泵负荷率基准值而预先设定了满足发动机10的诊断条件的泵负荷率，状态判断部56A接着在比较部76中，对由泵负荷率运算部74算出的泵负荷率和该泵负荷率基准值进行比较，只要由泵负荷率运算部74算出的泵负荷率为泵负荷率基准值以上，则判断为两个液压泵处于用于获得发动机10的诊断数据的预定负荷状态，输出有效动作标识。

发动机诊断运算部67A基于该有效动作标识与第1实施方式同样地进行特征量的计算，能够将发动机诊断用的趋势数据显示于显示装置38。

接着，说明第2实施方式的动作。

第2实施方式中，当基于操作员进行的通常作业中两个液压泵12处于预先设定的负荷率基准值以上时，判断为两个液压泵处于用于获得发动机10的诊断数据的预定负荷状态，仅在此时将扭矩修正值ΔTa作为发动机的诊断数据而使其有效化，来计算特征量。在此，满足发动机10的诊断条件的泵负荷率(泵负荷率基准值)例如为70％，将算出的泵负荷率为70％以上时的状态设为两个液压泵处于用于获得发动机10的诊断数据的预定负荷状态。

在泵倾转量运算部64中，当液压挖掘机进行某一动作时，依次计算两个液压泵的倾转量，在状态判断部56A的扭矩运算部72a、72b中，基于该泵倾转量和输入的两个液压泵的排出压，运算两个液压泵的负荷扭矩，这些负荷扭矩由相加运算部73相加，计算泵整体的负荷扭矩。并且，泵负荷率运算部74中，计算对于泵规格的最大泵扭矩Tmax的负荷率，比较部76中，对算出的负荷率和作为泵负荷率基准值的70％进行比较，由于算出的负荷率为70％以下的情况不满足条件，所以不进行新的特征量的计算，保持前回值。负荷率为70％以上的情况下，有效动作标识为真值，与第1实施方式同样地，进行以下的运算。

控制量运算部57中，输入该有效动作标识和扭矩修正量ΔTa而使扭矩修正量ΔTa有效化，提取扭矩修正量ΔTa*。对于该有效化后的扭矩修正量ΔTa*，在滤波处理部58中实施低通滤波处理，得到现在时刻中的特征量。在时刻历程数据生成部59中，计算该特征量的大小和变化且向其附加时间历程信息，生成发动机诊断用的特征量的时刻历程数据，并在记忆装置60中保存。在显示运算部61中，根据来自显示装置38的显示要求而读取出记忆装置60中保存的规定期间的特征量的时刻历程数据，使该时刻历程数据作为发动机诊断用的趋势数据而显示于显示装置38。

由此，与第1实施方式同样地，能够抑制发动机10的输出降低等劣化诊断的运用所需要的成本，同时提高发动机劣化的诊断精度。

另外，在本实施方式中，并不限定于动作的发生频度少的特定动作情形，由此能够充分确保获得诊断数据的动作情形，能够始终得到良好的诊断结果。

＜第2实施方式的变形例＞

在第2实施方式中，将泵负荷率基准值设为70％，但在想要更多地确保获得诊断数据的动作情形来进行评价的情况下，只要更加缩小负荷率即可。

图12以及图13表示将负荷率基准值设为不同值时的特征量的趋势数据的一例。图12以及图13都表示了负荷率基准值为70％的情况和为50％的情况，图12表示特征量的变化比较小的情况，图13表示特征量逐渐增加的情况。

根据图12以及图13各自中的负荷率基准值为70％的情况和为50％的情况的比较可知地，负荷率基准值为50％的情况与负荷率基准值为70％的情况相比，可以使用的特征量增加，由此，能够评价更详细的变化，但也如之前所述地，由于成为负荷率小的区域，所以会含有误差等，该结果为，易于受到干扰的影响。由此优先为，将所使用的特征量的数据数量和其干扰的影响之间的平衡考虑在内地设定泵负荷率基准值。

因为这种情况，所以优选为，通过能够从外部任意变更负荷率基准值，而能够与状况相符地设定负荷率基准值。

图11C与这种变形例配合地进行表示。即，图11B中如单点划线所示地设置负荷率指示装置77，操作员通过操作负荷率指示装置77而能够调整泵负荷率基准值设定部的负荷率基准值。

另外，因为有时能想象到操作员自身调整负荷率基准值会很麻烦，所以也可以为，设定多个负荷率基准值，分别运算特征量并显示趋势数据。

图11D表示这种变形例。图11D所示的状态判断部56B中，相对于图11C所示的状态判断部56A追加了泵负荷率基准值设定部75a和比较部76a，在泵负荷率基准值设定部75设定了70％的负荷率基准值，在泵负荷率基准值设定部75a设定了50％的负荷率基准值。在比较部76、76a中，比较分别算出的负荷率和负荷率基准值，在比较部76中算出的负荷率为70％以上的情况下，输出第1有效动作标识，在比较部76a中算出的负荷率为50％以上的情况下，输出第2有效动作标识。

控制量运算部57、滤波处理部58、时刻历程数据生成部59、记忆装置60、显示运算部61中，分别响应第1以及第2有效动作标识来运算处理各自的特征量，并能够显示趋势数据。

图14是表示这种变形例中的显示装置38的显示画面38b上显示的发动机诊断用的趋势数据的一例的图。如图14所示，在显示画面38b中显示了将特征量的偏差变动倾向反映出的两种类型的趋势数据，能够同时确认这两种类型的趋势数据。由此，操作员、保养人员等确认者能够同时确认多个基于负荷率基准值获得的诊断数据，能够一边亲自确认经过一边进行判断，掌握稳定的结果。

附图标记说明

10 发动机

12 液压泵

14 液压执行机构

16 控制阀

18 主溢流阀

20 操作装置

20a 操作杆

21 压力传感器

22 往复滑阀组

24 调节器

26 泵促动器

28 泵流量控制阀

30 泵扭矩控制阀

32 目标转速指示装置

33 发动机旋转传感器

35 压力传感器(操作检测装置)

36 压力传感器

37、37A 控制器(发动机诊断装置)

38 显示装置

39 流量控制电磁阀

40 扭矩控制电磁阀

45 要求流量运算部

46 目标倾转量运算部

47 电流转换部

51 偏差运算部

52 修正量运算部

53 基准扭矩运算部

54 相加运算部

55 电流转换部

56、56A 状态判断部

57 控制量运算部

58 滤波处理部

59 时刻历程数据生成部

60 记忆装置

61 显示运算部

64 泵倾转量运算部

65 流量控制运算部

66 扭矩控制运算部

67、67A 发动机诊断运算部(发动机诊断装置)

70 限制倾转量运算部

71 最小值选择部

72a、72b 扭矩运算部

73 相加运算部

74 泵负荷率运算部

75、75a 泵负荷率基准值设定部

76、76a 比较部

77 负荷率指示装置。

Claims (8)

1.一种工程机械，其具备：

发动机；

液压***，其具有由该发动机驱动的可变容量型的液压泵、由所述液压泵的排出油驱动的液压执行机构、和以使所述液压泵的输入扭矩不超出最大吸收扭矩的方式控制所述液压泵的排油容积的调节器；

控制器，其运算速度传感控制的扭矩指令值，其中，所述速度传感控制用于控制所述调节器，以使得所述液压泵的最大吸收扭矩伴随所述液压泵的负荷扭矩增大且所述发动机的转速降低而减少；和

发动机诊断装置，其进行所述发动机的诊断，所述工程机械的特征在于，

所述发动机诊断装置由所述控制器构成，

所述控制器判断所述液压泵是否处于用于获得所述发动机的诊断数据的预定负荷状态，

所述控制器在判断为所述液压泵处于所述预定负荷状态时，将与所述速度传感控制的扭矩指令值有关的控制量作为所述发动机的诊断数据而使其有效化，

所述控制器将该有效化后的控制量作为现在的特征量来使用而生成时刻历程数据，并能够将该时刻历程数据作为发动机诊断用的趋势数据显示于显示装置。

2.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，

所述液压***还具备限制所述液压泵的排出压的上限的主溢流阀，

在所述液压***处于变成所述液压泵的负荷扭矩稳定后的状态的特定动作情形时，所述控制器判断为所述液压泵处于所述预定负荷状态。

3.根据权利要求2所述的工程机械，其特征在于，还具备：

具有动臂的作业装置；

所述动臂的操作装置；

检测所述操作装置的操作信号的操作检测装置；

与所述液压泵的排出油路连接的主溢流阀；和

检测所述液压泵的排出压的压力传感器，

所述液压执行机构是驱动所述动臂的动臂液压缸，

所述控制器基于由所述操作检测装置检测到的所述操作装置的动臂抬升的操作信号和由所述压力传感器检测到的所述液压泵的排出压，来判断是否所述操作装置被向动臂抬升方向满载操作且所述主溢流阀处于溢流状态，当所述操作装置被向动臂抬升方向满载操作且所述主溢流阀处于溢流状态时，判断为所述液压***处于所述特定动作情形，且所述液压泵处于所述预定负荷状态。

4.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，

所述控制器计算所述液压泵的负荷扭矩，并通过将所述负荷扭矩除以所述液压泵的最大泵扭矩而计算泵负荷率，判断该泵负荷率是否为预定泵负荷率以上，在所述泵负荷率为预定泵负荷率以上时，判断为所述液压泵处于所述预定负荷状态。

5.根据权利要求4所述的工程机械，其特征在于，

所述控制器能够作为所述泵负荷率而设定多个不同的值，通过各个所述不同的泵负荷率分别判断所述负荷扭矩是否为预定泵负荷率以上，针对每个所述不同的泵负荷率而能够将所述特征量的时刻历程数据作为所述发动机诊断用的趋势数据显示于所述显示装置。

6.根据权利要求4所述的工程机械，其特征在于，

还具备负荷率指示装置，

所述控制器能够根据所述负荷率指示装置的指示而变更所述泵负荷率。

7.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，还具备：

对所述发动机的目标转速做出指令的目标转速指令装置；和

检测所述发动机的实际转速的旋转传感器，

所述控制器以随着所述目标转速与所述实际转速之间的转速偏差增大而使所述扭矩指令值减少、且使所述液压泵的最大吸收扭矩减少的方式生成速度传感控制的扭矩修正值，

所述控制器当判断为所述液压泵处于所述预定负荷状态时，将所述扭矩修正值、所述转速偏差和所述扭矩指令值的三者中的某一个作为所述控制量提取并使其作为所述发动机的诊断数据而有效化。

8.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，

所述控制器对作为所述发动机的诊断数据有效化后的所述控制量实施滤波处理使其平滑化，将该平滑化后的控制量作为所述现在的特征量来使用，而生成所述时刻历程数据。

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