JP2020020421A - 油圧駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リリーフ弁の漏れ流量の大小にかかわらず、油圧ポンプの漏れ流量を正確に測定できる油圧駆動装置を提供する。【解決手段】コントローラ３０は、第１油圧ポンプ１２ａの吐出圧が規定圧力に達したときの前記第１油圧ポンプの吐出流量を第１ポンプ理論流量として保持し、第２油圧ポンプ１２ｂの吐出圧が前記規定圧力に達したときの前記第２油圧ポンプの吐出流量を第２ポンプ理論流量として保持し、前記第１油圧ポンプおよび前記第２油圧ポンプの各吐出圧が前記規定圧力に達したときの前記第１油圧ポンプおよび前記第２油圧ポンプの合計吐出流量を合計ポンプ理論流量として保持し、前記第１ポンプ理論流量、前記第２ポンプ理論流量、および前記合計ポンプ理論流量に基づいて、前記第１油圧ポンプおよび前記第２油圧ポンプの各漏れ流量を算出する。【選択図】図４

Description

本発明は、油圧ショベルやクレーン等の作業機械に搭載される油圧駆動装置に関する。

従来の油圧ポンプの故障（漏れ）を診断する装置を開示するものとして、例えば特許文献１がある。

特許文献１には、油圧管路を介して油圧アクチュエータに圧油を供給し当該油圧アクチュエータを駆動するおしのけ容積可変機構を備えた油圧ポンプにおいて、この油圧ポンプの吐出圧を検出する圧力検出装置と、前記おしのけ容積可変機構の変位量を検出する変位量検出装置と、前記油圧管路を開閉する切換弁と、故障診断の要否を指令する指令手段とを設けるとともに、この指令手段で故障診断要の指令があったとき、前記切換弁を閉じる切換弁閉鎖手段、この切換弁閉鎖手段により前記切換弁が閉じられた状態で前記おしのけ容積可変機構の所定方向の変位を所定量ずつ増加させる変位増加手段、この変位増加手段による変位増加中前記圧力検出装置の検出値と所定の設定圧力とを比較する第１の比較手段、この圧力比較手段により前記圧力検出装置の検出値が前記設定圧力に達したと判断されたときの前記変位量検出装置の検出値と設定された変位量範囲とを比較する第２の比較手段、およびこの第２の比較手段により前記変位量検出装置の検出値が前記変位量範囲外にあるとき故障信号を発生する故障信号発生手段を設けたことを特徴とする油圧ポンプの故障診断装置が記載されている。

特許文献１に記載の油圧ポンプの故障診断装置では、油圧ポンプの油圧回路を閉じた状態でポンプ傾転量を増加してゆき、油圧ポンプの吐出圧が設定圧力に達したときのポンプ傾転量を故障判定値と比較し、ポンプ傾転量が故障判定値以上である場合、故障信号を出力するようにしたので、油圧配管を切離して油圧テスタを取付ける必要はなく、したがって油圧回路に異物が混入するおそれなく、常時自動的かつ迅速に故障診断を行なうことができ、又、多数の油圧ポンプを同時に故障診断することができる。

特公平６−９４８６８号公報

油圧ポンプの漏れ診断は、油圧ポンプに接続されている弁装置（コントロールバルブ、リリーフ弁等）からタンクに油が漏れない状態で行うことが望ましい。そのため、特許文献１の故障診断装置では、回路圧がリリーフ弁のクラッキング圧（開放圧）よりも低い状態で故障診断を行っている。

しかしながら、コントロールバルブやリリーフ弁等の弁装置では、スティックやゴミつまりが発生しないように、スプールとスプール穴との間、または弁体と弁座との間にクリアランス（隙間）が設けられており、漏れ流量をゼロにすることは困難である。特にリリーフ弁の場合、回路圧が規定圧力に達したときに速やかに開弁できるという安全弁としての性質上、スムースかつ安定した動作が求められるため、クリアランスが大きめに設定されている。また、リリーフ弁は、油圧ポンプからの大流量をタンクに排出できる必要があり、バルブサイズが大きくなるため、リリーフ弁の漏れ流量を極小に抑えることは難しいのが現状である。従って、特許文献１に記載の油圧ポンプの故障診断装置では、リリーフ弁の漏れ流量の影響により、ポンプ吐出圧が設定圧力に達したときのポンプ傾転量が故障判定値を超えてしまい、油圧ポンプが故障と誤判定されるおそれがある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、リリーフ弁の漏れ流量の大小にかかわらず、油圧ポンプの漏れ流量を正確に測定できる油圧駆動装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、原動機と、作動油を貯留するタンクと、前記原動機によって駆動され、前記タンクから吸い込んだ作動油を圧油として吐出する可変容量型の第１油圧ポンプおよび第２油圧ポンプと、複数の油圧アクチュエータと、前記第１油圧ポンプの吐出油が供給される第１吐出油路に接続され、前記第１油圧ポンプから前記複数の油圧アクチュエータの少なくとも一部に供給される圧油の流れを制御する第１方向切換弁ユニットと、前記第２油圧ポンプの吐出油が供給される第２吐出油路に接続され、前記第２油圧ポンプから前記複数の油圧アクチュエータの少なくとも一部に供給される圧油の流れを制御する第２方向切換弁ユニットと、前記第１吐出油路および前記第２吐出油路と前記タンクとの間に設けられ、前記第１油圧ポンプの吐出圧または前記第２油圧ポンプの吐出圧がクラッキング圧に達したときに開弁し、前記第１油圧ポンプまたは前記第２油圧ポンプの吐出油を前記タンクに排出するリリーフ弁と、前記原動機の回転数と前記第１油圧ポンプおよび前記第２油圧ポンプの各傾転量を制御するコントローラとを備えた油圧駆動装置において、前記第１油圧ポンプの吐出圧を検出する第１圧力検出装置と、前記第２油圧ポンプの吐出圧を検出する第２圧力検出装置とを備え、前記コントローラは、前記第２油圧ポンプの傾転量を最小傾転量に保持した状態で、前記第１油圧ポンプの傾転量を最小傾転量から増加させ、前記第１油圧ポンプの吐出圧が前記クラッキング圧よりも低く設定された規定圧力に達したときの前記第１油圧ポンプの吐出流量を第１ポンプ理論流量として保持し、前記第１油圧ポンプの傾転量を最小傾転量に保持した状態で、前記第２油圧ポンプの傾転量を最小傾転量から増加させ、前記第２油圧ポンプの吐出圧が前記規定圧力に達したときの前記第２油圧ポンプの吐出流量を第２ポンプ理論流量として保持し、前記第１油圧ポンプおよび前記第２油圧ポンプの各ポンプ傾転量を最小傾転量から増加させ、前記第１油圧ポンプおよび前記第２油圧ポンプの各吐出圧が前記規定圧力に達したときの前記第１油圧ポンプおよび前記第２油圧ポンプの合計吐出流量を合計ポンプ理論流量として保持し、前記第１ポンプ理論流量、前記第２ポンプ理論流量、および前記合計ポンプ理論流量に基づいて、前記第１油圧ポンプおよび前記第２油圧ポンプの各漏れ流量を算出することにより、前記第１油圧ポンプおよび前記第２油圧ポンプの漏れ診断を行うものとする。

以上のように構成した本発明によれば、第１油圧ポンプの吐出圧がリリーフ設定圧よりも低く設定された規定圧力に達したときの第１油圧ポンプの吐出流量（第１ポンプ理論流量）、第２油圧ポンプの吐出圧が前記規定圧力に達したときの第２油圧ポンプの吐出流量（第２ポンプ理論流量）、および第１および第２油圧ポンプの各吐出圧が前記規定圧力に達したときの第１および第２油圧ポンプの合計吐出流量（合計ポンプ理論流量）に基づいて、第１および第２油圧ポンプの各漏れ流量を算出することにより、リリーフ弁の漏れ流量の大小にかかわらず、第１および第２油圧ポンプの各漏れ流量を正確に測定することが可能となる。

本発明によれば、複数の油圧ポンプを備えた油圧駆動装置において、リリーフ弁の漏れ特性の大小にかかわらず、各油圧ポンプの漏れ流量を正確に測定することが可能となる。

本発明の実施の形態に係る油圧駆動装置が搭載された油圧ショベルの側面図である。 本発明の実施の形態に係る油圧駆動装置の概略構成図である。 図２に示すリリーフ弁のリリーフ特性を示す図である。 図２に示す油圧駆動装置の等価回路図である。 図５に示すコントローラの機能ブロック図である。 図５に示すコントローラの演算処理フローを示す図である。

以下、本発明の実施の形態に係る油圧駆動装置が搭載された作業機械として油圧ショベルを例に挙げ、図面を参照して説明する。なお、各図中、同等の部材には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。

図１は、本発明の実施の形態に係る油圧駆動装置が搭載された油圧ショベルの側面図である。

図１において、油圧ショベル１００は、走行体１０１、この走行体１０１上に旋回可能に取り付けられた旋回体１０２と、この旋回体１０２の前側に上下方向に回動可能に取り付けられた作業装置１０３とを備えている。旋回体１０２は、旋回モータ１６によって駆動される。

作業装置１０３は、旋回体１０２の前側に上下方向に回動可能に取り付けられたブーム１０４と、このブーム１０４の先端部に上下または前後方向に回動可能に取り付けられたアーム１０５と、このアーム１０５の先端部に上下または前後方向に回動可能に取り付けられたバケット１０６とを備えている。ブーム１０４は、油圧アクチュエータであるブームシリンダ１７によって駆動され、アーム１０５は油圧アクチュエータであるアームシリンダ１８によって駆動され、バケット１０６は油圧アクチュエータであるバケットシリンダ１９によって駆動される。旋回体１０２の前側には、オペレータが搭乗する運転室１１０が設けられている。

図２は、油圧ショベル１００に搭載された油圧駆動装置の概略構成図である。

図２において、油圧駆動装置２００は、エンジン（原動機）１１により駆動される可変容量式の第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂと、第１油圧ポンプ１２ａの吐出側にパラレル接続される複数の方向切換弁１３ａからなる第１方向切換弁ユニット１４ａと、第２油圧ポンプ１２ｂの吐出側にパラレル接続される複数の方向切換弁１３ｂからなる第２方向切換弁ユニット１４ｂとを備えている。

第１方向切換弁ユニット１４ａを構成する複数の方向切換弁１３ａ、および第２方向切換弁ユニット１４ｂを構成する複数の方向切換弁１３ｂはそれぞれ油圧アクチュエータに接続されている。そして、各方向切換弁１３ａ，１３ｂはパイロット方式（油圧式または電磁式）で切り換わるように構成されており、その切り換え操作は運転室１１０内に設けられた操作レバーや操作ペダル等の操作手段により行われる。また、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂからの圧油をタンク２４にバイパスするバイパスラインには、第１および第２バイパスカット弁２２ａ，２２ｂが設けられている。第１および第２バイパスカット弁２２ａ，２２ｂは、コントローラ３０（図４に示す）からの指令によって第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂからタンク２４にバイパスされる流量（以下、ブリードオフ流量）を制御する。

ここで、油圧ショベル１００に設けられる油圧アクチュエータは、油圧モータからなる左右の走行モータ１５Ｒ，１５Ｌ及び旋回モータ１６と、ブーム１０４を駆動するブームシリンダ１７と、アーム１０５を駆動するアームシリンダ１８と、バケット１０６を駆動するバケットシリンダ１９とを含む。これら油圧アクチュエータのうち、ブームシリンダ１７およびアームシリンダ１８については、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂからの圧油を合流させて供給できるようにしている。なお、本実施例に係る油圧駆動装置２００は２台の油圧ポンプ１２ａ，１２ｂを備えているが、油圧ポンプの数は作業負荷等に応じて適宜変更可能である。

第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂとタンク２４との間には、油圧回路の最高圧力を規制するためのリリーフ弁２５が設けられており、これにより油圧回路を構成する各部の保護が図られる。

図３にリリーフ弁２５のリリーフ特性を示す。

図３において、横軸はリリーフ弁２５からタンク２４へ排出される流量（リリーフ流量）を示し、縦軸は回路圧を示している。領域Ｘは、リリーフ弁２５への供給流量が十分でなく、リリーフ弁２５からの漏れにより回路圧がリリーフ弁２５のクラッキング圧（開放圧）に達していない状態を示す。これは回路圧がクラッキング圧に達する以前にリリーフ弁２５から油が漏れることにより回路圧がクラッキング圧まで立たない（供給流量が足りない）ことを意味している。すなわち、リリーフ弁２５にはある程度の漏れ流量が存在する。領域Ｙは、リリーフ弁２５に十分な流量が供給されて回路圧がクラッキング圧に達し、リリーフ弁が開いた状態を示す（この時、リリーフ流量が増加するにつれて回路圧が僅かに上昇するが、この傾向をリリーフ弁のオーバライド特性と呼ぶ）。

第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの漏れ流量の測定は、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂに接続されている弁装置（第１および第２方向切換弁ユニット１４１，１４ｂ，リリーフ弁２５等）からタンク２４に油が漏れない状態で行うことが望ましい。しかし、第１および第２方向切換弁ユニット１４１，１４ｂやリリーフ弁２５では、スティックやゴミつまりが発生しないように、スプールとスプール穴との間、または弁体と弁座との間にクリアランス（隙間）が設けられており、漏れ流量をゼロにすることは困難である。特にリリーフ弁２５の場合、回路圧が規定圧力に達したときに速やかに開弁できるという安全弁としての性質上、スムースかつ安定した動作が求められるため、クリアランスが大きめに設定されている。また、リリーフ弁２５は、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂからの大流量をタンク２４に排出できる必要があり、バルブサイズが大きくなるため、リリーフ弁２５の漏れ流量を極小に抑えることは難しいのが現状である。

そこで、本実施の形態に係る油圧駆動装置２００では、リリーフ弁２５の漏れ流量を考慮することにより、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの漏れ流量の正確な測定を可能としている。

図４に油圧駆動装置３００の等価回路を示す。

図４において、本実施の形態に係る油圧駆動装置２００は、油圧源となる第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂと、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの吐出油をタンク２４にバイパスする第１および第２バイパスカット弁２２ａ，２２ｂと、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂからの圧油の圧力を制限するリリーフ弁２５とを備えている。リリーフ弁２５は第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの各吐出圧Ｐｐ１，Ｐｐ２を制限するものであり、チェック弁を介して第１および第２吐出油路４１ａ，４１ｂに接続されている。さらに、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの漏れ診断を行うために、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの各吐出圧Ｐｐ１，Ｐｐ２をそれぞれ検出する圧力センサ２６ａ，２６ｂと、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの押しのけ容積（傾転量）を調整するためのレギュレータ２０ａ，２０ｂと、エンジン１１の回転数（以下、エンジン回転数）を制御すると共に、各機器の状態量と圧力センサ２６ａ，２６ｂからの信号を基に第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの漏れ流量を算出するコントローラ３０と、コントローラ３０が算出した漏れ流量を表示する表示装置３１とを備えている。

図４において、油圧駆動装置３００の各部の流量は以下の通りである。

ＱＢＬ１：第１油圧ポンプ１２ａのブリードオフ流量
ＱＢＬ２：第２油圧ポンプ１２ｂのブリードオフ流量
ＱＰ１Ｌｅａｋ：第１油圧ポンプ１２ａの漏れ流量
ＱＰ２Ｌｅａｋ：第２油圧ポンプ１２ｂの漏れ流量
Ｑｒｅｌｉｅｆ：リリーフ流量
ＱＰ１ｒｅｆ：第１油圧ポンプの理論吐出流量（第１ポンプ理論流量）
ＱＰ２ｒｅｆ：第２油圧ポンプの理論吐出流量（第２ポンプ理論流量）
ここで、ポンプ理論流量ＱＰ１ｒｅｆ，ＱＰ２ｒｅｆは下記の式で求められる。

ＱＰ１ｒｅｆ ＝ ｑｐ１ × Ｎｅｎｇ
ＱＰ２ｒｅｆ ＝ ｑｐ２ × Ｎｅｎｇ
ｑｐ１：第１油圧ポンプ１２ａのポンプ押しのけ容積（傾転量）
ｑｐ２：第２油圧ポンプ１２ｂのポンプ押しのけ容積（傾転量）
Ｎｅｎｇ：エンジン回転数（ポンプ回転数）
コントローラ３０は、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの診断指令を受けて、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの漏れ流量ＱＰ１Ｌｅａｋ，ＱＰ２Ｌｅａｋを算出する。この診断指令は、オペレータの指示により発生させても良いし、油圧ショベル１００が診断に適した状態となったときに自動的に発生させても良い。

図５にコントローラ３０の機能ブロック図を示す。

図５において、コントローラ３０は、第１吐出圧判定部３０ａと、第２吐出圧判定部３０ｂと、第１ポンプ理論流量保持部３０ｃと、第２ポンプ理論流量保持部３０ｄと、合計ポンプ理論流量保持部３０ｅと、漏れ流量算出部３０ｆとを有する。

第１吐出圧判定部３０ａは、第１油圧ポンプ１２ａの吐出圧Ｐｐ１が規定圧力Ｐｔｈに達したか否かを判定する。

第２吐出圧判定部３０ｂは、第２油圧ポンプ１２ｂの吐出圧Ｐｐ２が規定圧力Ｐｔｈに達したか否かを判定する。

第１ポンプ理論流量保持部３０ｃは、第１油圧ポンプ１２ａの吐出圧Ｐｐ１が規定圧力Ｐｔｈ以上の場合に、第１油圧ポンプ１２ａの吐出流量を第１ポンプ理論流量ＱＰ１ｒｅｆとして保持する。

第２ポンプ理論流量保持部３０ｄは、第２油圧ポンプ１２ｂの吐出圧Ｐｐ２が規定圧力Ｐｔｈ以上の場合に、第２油圧ポンプ１２ｂの吐出流量を第２ポンプ理論流量ＱＰ２ｒｅｆとして保持する。

合計ポンプ理論流量保持部ｅは、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの各吐出圧Ｐｐ１，Ｐｐ２が規定圧力Ｐｔｈに達したときの第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの合計吐出流量を合計ポンプ理論流量ＱＰ１２ｒｅｆとして保持する。

漏れ流量算出部３０ｆは、後述する式（１）〜（３）を連立して解くことにより、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの各漏れ流量ＱＰ１Ｌｅａｋ，ＱＰ２Ｌｅａｋを算出する。

図６にコントローラ３０の演算処理フローを示す。以下、当該フローを構成する各ステップについて順に説明する。

ステップＳ１にて、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの各流量指令値を最小流量に設定する。これにより、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの各吐出圧Ｐｐ１，Ｐｐ２が低下すると共に各吐出流量が最小となり、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂは小動力で運転される状態（スタンバイ状態）となる。

ステップＳ２にて、第１バイパスカット弁２２ａを閉じる。これにより、第１排出油路４２ａが遮断され、第１油圧ポンプ１２ａのブリードオフ流量ＱＢＬ１はゼロとなる。

ステップＳ３にて、第１油圧ポンプ１２ａの吐出圧Ｐｐ１を測定する。

ステップＳ４にて、第１油圧ポンプ１２ａの吐出圧Ｐｐ１が規定圧力Ｐｔｈ以上となったか否かを判定する。ここで、規定圧力Ｐｔｈはリリーフ設定圧（例えば３５ＭＰａ）以下で比較的高い圧力（例えば３０ＭＰａ）が望ましい。それにより、回路圧力が安定すると共に、油圧ポンプ内の小さな隙間から漏れる流量も大きくなるため、診断精度を向上させることができる。

ステップＳ４でＮｏ（第１油圧ポンプ１２ａの吐出圧Ｐｐ１が規定圧力Ｐｔｈ未満である）と判定した場合は、ステップＳ４−１へ進み、第１油圧ポンプ１２ａの傾転量ｑｐ１を微小量だけ増加させ、ステップＳ３へ戻る。このループを繰り返すことにより、第１油圧ポンプ１２ａの吐出圧Ｐｐ１が規定圧力Ｐｔｈまで上昇する。

ステップＳ４でＹｅｓ（第１油圧ポンプ１２ａの吐出圧Ｐｐ１が規定圧力Ｐｔｈ以上である）と判定した場合は、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５にて、現在（すなわち、第１油圧ポンプ１２ａの吐出圧Ｐｐ１が規定圧力Ｐｔｈに達したとき）の第１油圧ポンプ１２ａの吐出流量を第１ポンプ理論流量ＱＰ１ｒｅｆとして保持する。

ステップＳ６にて、第１バイパスカット弁２２ａを開くとともに、第１油圧ポンプ１２ａの吐出流量を最小とし、第１油圧ポンプ１２ａをスタンバイ状態に戻す。

ステップＳ７にて、第２バイパスカット弁２２ｂを閉じる。これにより、第２排出油路４２ｂが遮断され、第２油圧ポンプ１２ｂのブリードオフ流量ＱＢＬ２はゼロとなる。

ステップＳ８にて、第２油圧ポンプ１２ｂの吐出圧Ｐｐ２を測定する。

ステップＳ９にて、第２油圧ポンプ１２ｂの吐出圧Ｐｐ２が規定圧力Ｐｔｈ以上となったか否かを判定する。

ステップＳ９でＮｏ（第２油圧ポンプ１２ｂの吐出圧Ｐｐ２が規定圧力Ｐｔｈ未満である）と判定した場合は、ステップＳ９−１へ進み、第２油圧ポンプ１２ｂの傾転量ｑｐ２を微小量だけ増加させ、ステップＳ８へ戻る。このループを繰り返すことにより、第２油圧ポンプ１２ｂの吐出圧Ｐｐ２が規定圧力Ｐｔｈまで上昇する。

ステップＳ９でＹｅｓ（第２油圧ポンプ１２ｂの吐出圧Ｐｐ２が規定圧力Ｐｔｈ以上である）と判定した場合は、ステップＳ１０へ進む。

ステップＳ１０にて、第２油圧ポンプ１２ｂの現在（すなわち、第２油圧ポンプ１２ｂの吐出圧Ｐｐ２が規定圧力Ｐｔｈに達したとき）の吐出流量を第２ポンプ理論流量ＱＰ２ｒｅｆとして保持する。

ステップＳ１１にて、第２バイパスカット弁２２ｂを開くとともに、第２油圧ポンプ１２ｂの吐出流量を最小とし、第２油圧ポンプ１２ｂをスタンバイ状態に戻す。

ステップＳ１２にて、第１および第２バイパスカット弁２２ａ，２２ｂを閉じる。これにより、第１および第２排出油路４２ａ，４２ｂが遮断され、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの各ブリードオフ流量ＱＢＬ１，ＱＢＬ２はゼロとなる。

ステップＳ１３にて、第１油圧ポンプ１２ａの吐出圧Ｐｐ１を測定する。

ステップＳ１４にて、第１油圧ポンプ１２ａの吐出圧Ｐｐ１が規定圧力Ｐｔｈ以上となったか否かを判定する。

ステップＳ１４でＮｏ（第１油圧ポンプ１２ａの吐出圧Ｐｐ１が規定圧力Ｐｔｈ未満である）と判定した場合は、ステップＳ１４−１へ進み、第１油圧ポンプ１２ａの傾転量ｑｐ１を微小量だけ増加させ、ステップＳ１３へ戻る。このループを繰り返すことにより、第１油圧ポンプ１２ａの吐出圧Ｐｐ１が規定圧力Ｐｔｈまで上昇する。

ステップＳ１４でＹｅｓ（第１油圧ポンプ１２ａの吐出圧Ｐｐ１が規定圧力Ｐｔｈ以上である）と判定した場合は、ステップＳ１５へ進む。

ステップＳ１５にて、第２油圧ポンプ１２ｂの吐出圧Ｐｐ２を測定する。

ステップＳ１６にて、第２油圧ポンプ１２ｂの吐出圧Ｐｐ２が規定圧力Ｐｔｈ以上となったか否かを判定する。

ステップＳ１６でＮｏ（第２油圧ポンプ１２ｂの吐出圧Ｐｐ２が規定圧力Ｐｔｈ未満である）と判定した場合は、ステップＳ１６−１へ進み、第２油圧ポンプ１２ｂの傾転量ｑｐ２を微小量だけ増加させ、ステップＳ１５へ戻る。このループを繰り返すことにより、第２油圧ポンプ１２ｂの吐出圧Ｐｐ２が規定圧力Ｐｔｈまで上昇する。

ステップＳ１６でＹｅｓ（第２油圧ポンプ１２ｂの吐出圧Ｐｐ２が規定圧力Ｐｔｈ以上である）と判定した場合は、ステップＳ１７へ進む。

ステップＳ１７にて、現在の第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの合計吐出流量を合計ポンプ理論流量ＱＰ１２ｒｅｆとして保持する。

ステップＳ１８にて、第１および第２バイパスカット弁２２ａ，２２ｂを開くとともに、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの吐出流量を最小とする。これにより、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂはスタンバイ状態に戻る。

ステップＳ１９にて、ステップＳ５で保持した第１ポンプ理論流量ＱＰ１ｒｅｆ、ステップＳ１０で保持した第２ポンプ理論流量ＱＰ２ｒｅｆ、およびステップＳ１７で保持した合計ポンプ理論流量ＱＰ１２ｒｅｆを基に、第１油圧ポンプ１２ａの漏れ流量ＱＰ１Ｌｅａｋ、および第２油圧ポンプ１２ｂの漏れ流量ＱＰ２Ｌｅａｋを算出する。具体的な算出方法を以下に示す。

第１油圧ポンプ１２ａの吐出圧Ｐｐ１が規定圧力Ｐｔｈに達したとき（ステップＳ４でＹｅｓと判定した直後）の流量収支は以下の式で表される。

ＱＰ１Ｌｅａｋ ＋ Ｑｒｅｌｉｅｆ ＝ ＱＰ１ｒｅｆ ・・・（１）
第２油圧ポンプ１２ｂの吐出圧Ｐｐ２が規定圧力Ｐｔｈに達したとき（ステップＳ９でＹｅｓと判定した直後）の流量収支は以下の式で表される。

ＱＰ１Ｌｅａｋ ＋ Ｑｒｅｌｉｅｆ ＝ ＱＰ１ｒｅｆ ・・・（２）
第１油圧ポンプ１２ａおよび第２油圧ポンプ１２ｂの各吐出圧Ｐｐ１，Ｐｐ２が規定圧力Ｐｔｈに達したとき（ステップＳ１６でＹｅｓと判定した直後）の流量収支は以下の式で表される。

ＱＰ１Ｌｅａｋ ＋ ＱＰ２Ｌｅａｋ ＋ Ｑｒｅｌｉｅｆ ＝ ＱＰ１２ｒｅｆ ・・・・（３）
上記式（１），（２），（３）に、ステップＳ５で保持した第１ポンプ理論流量ＱＰ１ｒｅｆ、ステップＳ１０で保持した第２ポンプ理論流量ＱＰ２ｒｅｆ、およびステップＳ１７で保持した合計ポンプ理論流量ＱＰ１２ｒｅｆを代入して解くことにより、第１油圧ポンプ１２ａおよび第２油圧ポンプ１２ｂの漏れ流量ＱＰ１Ｌｅａｋ、ＱＰ２Ｌｅａｋ、およびリリーフ弁２５の漏れ流量Ｑｒｅｌｉｅｆが求まる。

ステップＳ２０にて、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの漏れ流量値を表示装置３１へ出力し、当該フローを終了する。これにより、運転室１１０のオペレータは、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの漏れ流量ＱＰ１Ｌｅａｋ，ＱＰ２Ｌｅａｋを把握することができる。

ここで計算例として、第１ポンプ理論流量ＱＰ１ｒｅｆ、第２ポンプ理論流量ＱＰ２ｒｅｆ、および合計ポンプ理論流量ＱＰ１２ｒｅｆに具体的な値を代入し、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの漏れ流量ＱＰ１Ｌｅａｋ，ＱＰ２Ｌｅａｋ、およびリリーフ漏れ流量ＱＲＬｅａｋを求めてみる。第１ポンプ理論流量ＱＰ１ｒｅｆ、第２ポンプ理論流量ＱＰ２ｒｅｆ、および合計ポンプ理論流量ＱＰ１２ｒｅｆを、
ＱＰ１ｒｅｆ ＝ ４０（Ｌ／ｍｉｎ）
ＱＰ２ｒｅｆ ＝ ３０（Ｌ／ｍｉｎ）
ＱＰ１２ｒｅｆ ＝ ６０（Ｌ／ｍｉｎ）
とすると、式（１），（２），（３）は、
ＱＰ１Ｌｅａｋ ＋ Ｑｒｅｌｉｅｆ ＝ ４０ ・・・（１）’
ＱＰ２Ｌｅａｋ ＋ Ｑｒｅｌｉｅｆ ＝ ３０ ・・・（２）’
ＱＰ１Ｌｅａｋ ＋ ＱＰ２Ｌｅａｋ ＋ Ｑｒｅｌｉｅｆ ＝ ６０ ・・・（３）’
となり、上記式（１）’，（２）’，（３）’を連立して解くと、
Ｑｒｅｌｉｅｆ ＝ １０（Ｌ／ｍｉｎ）
ＱＰ１Ｌｅａｋ ＝ ３０（Ｌ／ｍｉｎ）
ＱＰ２Ｌｅａｋ ＝ ２０（Ｌ／ｍｉｎ）
と求まる。

本実施例では、原動機１１と、作動油を貯留するタンク２４と、原動機１１によって駆動され、タンク２４から吸い込んだ作動油を圧油として吐出する可変容量型の第１油圧ポンプ１２ａおよび第２油圧ポンプ１２ｂと、複数の油圧アクチュエータ１５Ｌ，１５Ｒ，１６，１７，１８，１９と、第１油圧ポンプ１２ａの吐出油が供給される第１吐出油路４１ａに接続され、第１油圧ポンプ１２ａから複数の油圧アクチュエータ１５Ｌ，１５Ｒ，１６，１７，１８，１９の少なくとも一部（油圧アクチュエータ１５Ｒ，１６，１８）に供給される圧油の流れを制御する第１方向切換弁ユニット１４ａと、第２油圧ポンプ１２ｂの吐出油が供給される第２吐出油路４１ｂに接続され、第２油圧ポンプ１２ｂから複数の油圧アクチュエータ１５Ｌ，１５Ｒ，１６，１７，１８，１９の少なくとも一部（油圧アクチュエータ１５Ｌ，１７，１９）に供給される圧油の流れを制御する第２方向切換弁ユニット１４ｂと、第１吐出油路４１ａおよび第２吐出油路４１ｂとタンク２４との間に設けられたリリーフ弁２５と、原動機１１の回転数と第１油圧ポンプ１２ａおよび第２油圧ポンプ１２ｂの各傾転量を制御するコントローラ３０とを備えた油圧駆動装置２００において、第１油圧ポンプ１２ａの吐出圧Ｐｐ１を検出する第１圧力検出装置２６ａと、第２油圧ポンプ１２ｂの吐出圧Ｐｐ２を検出する第２圧力検出装置２６ｂとを備え、コントローラ３０は、第２油圧ポンプ１２ｂの傾転量を最小傾転量に保持した状態で、第１油圧ポンプ１２ａの傾転量を最小傾転量から増加させ、第１油圧ポンプ１２ａの吐出圧Ｐｐ１が前記リリーフ弁のクラッキング圧よりも低く設定された規定圧力Ｐｔｈに達したときの第１油圧ポンプ１２ａの吐出流量を第１ポンプ理論流量ＱＰ１ｒｅｆとして保持し、第１油圧ポンプ１２ａの傾転量を最小傾転量に保持した状態で、第２油圧ポンプ１２ｂの傾転量を最小傾転量から増加させ、第２油圧ポンプ１２ｂの吐出圧Ｐｐ２が規定圧力Ｐｔｈに達したときの第２油圧ポンプ１２ｂの吐出流量を第２ポンプ理論流量ＱＰ２ｒｅｆとして保持し、第１油圧ポンプ１２ａおよび第２油圧ポンプ１２ｂの各ポンプ傾転量を最小傾転量から増加させ、第１油圧ポンプ１２ａおよび第２油圧ポンプ１２ｂの各吐出圧Ｐｐ１，Ｐｐ２が規定圧力Ｐｔｈに達したときの第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの合計吐出流量を合計ポンプ理論流量ＱＰ１２ｒｅｆとして保持し、第１ポンプ理論流量ＱＰ１ｒｅｆ、第２ポンプ理論流量ＱＰ２ｒｅｆ、および合計ポンプ理論流量ＱＰ１２ｒｅｆに基づいて、第１油圧ポンプ１２ａおよび第２油圧ポンプ１２ｂの漏れ流量ＱＰ１Ｌｅａｋ，ＱＰ２Ｌｅａｋを算出することにより、第１油圧ポンプ１２ａおよび第２油圧ポンプ１２ｂの漏れ診断を行う。

以上のように構成した本実施例に係る油圧駆動装置２００によれば、第１油圧ポンプ１２ａの吐出圧Ｐｐ１がリリーフ設定圧よりも低く設定された規定圧力Ｐｔｈに達したときの第１油圧ポンプ１２ａの吐出流量（第１ポンプ理論流量ＱＰ１ｒｅｆ）、第２油圧ポンプ１２ｂの吐出圧Ｐｐ２が規定圧力Ｐｔｈに達したときの第２油圧ポンプ１２ｂの吐出流量（第２ポンプ理論流量ＱＰ２ｒｅｆ）、および第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの各吐出圧Ｐｐ１，Ｐｐ２が規定圧力Ｐｔｈに達したときの第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの合計吐出流量（合計ポンプ理論流量ＱＰ１２ｒｅｆ）に基づいて、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの各漏れ流量ＱＰ１Ｌｅａｋ，ＱＰ２Ｌｅａｋを算出することにより、リリーフ弁２５の漏れ流量Ｑｒｅｌｉｅｆの大小にかかわらず、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの各漏れ流量ＱＰ１Ｌｅａｋ，ＱＰ２Ｌｅａｋを正確に測定することが可能となる。

また、油圧駆動装置２００は、第１方向切換弁ユニット１４ａとタンク２４とを接続する第１排出油路４２ａに設けられ、コントローラ３０からの制御信号に応じて、第１排出油路４２ａを連通する連通位置および第１排出油路４２ａを遮断する遮断位置のいずれかに切換可能な第１バイパスカット弁２２ａと、第２方向切換弁ユニット１４ｂとタンク２４とを接続する第２排出油路４２ｂに設けられ、コントローラ５０からの制御信号に応じて、第２排出油路４２ｂを連通する連通位置および第２排出油路４２ｂを遮断する遮断位置のいずれかに切換可能な第２バイパスカット弁２２ｂとを更に備え、コントローラ３０は、第１油圧ポンプ１２ａおよび第２油圧ポンプ１２ｂの漏れ診断を行う際に、第１バイパスカット弁２２ａおよび第２バイパスカット弁２２ｂをそれぞれ遮断位置に切り換える制御信号を出力する。

これにより、方向切換弁１３ａ，１３ｂを全て中立位置に保持した状態（すなわち、油圧アクチュエータ１５Ｌ，１５Ｒ，１６，１７，１８，１９に圧油が供給されない状態）で、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの漏れ診断を行うことが可能となり、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの漏れ診断中に油圧ショベル１００の意図しない動作を防止することが可能となる。

なお、本実施の形態においては、第１および第２油圧ポンプ１２ａ，１２ｂのブリードオフ流量ＱＢＬ１，ＱＢＬ２をゼロするのに第１および第２バイパスカット弁２２ａ，２２ｂを用いたが、ブリードオフ流量ＱＢＬ１，ＱＢＬ２をゼロにするための手段はこれらに限られない。例えば第２バイパスカット弁２２ｂを設けない場合は、バケットシリンダ１９用の方向切換弁１３ｂを切り換え、バケットシリンダ１９がストロークエンドに達した状態とすることにより、第２油圧ポンプ１２ｂのブリードオフ流量ＱＢＬ２をゼロにすることができる。一方、第１油圧ポンプ１２ａ側の第１バイパスカット弁２２ａを設けない場合は、旋回モータ１６用の方向切換弁１３ａを利用する。油圧ショベル１００は、旋回停止中に旋回体１０２を停止保持するためのパーキングブレーキ（図示しない）を備えており、パーキングブレーキで旋回モータ１６をロックした状態で旋回モータ１６用の方向切換弁１３ａを切り換えることにより、第１油圧ポンプ１２ａのブリードオフ流量ＱＢＬ１をセロにすることができる。

また、図示は省略するが、油圧駆動装置２００は、可変容量型の第３油圧ポンプと、前記第３油圧ポンプの吐出圧を検出する第３圧力検出装置とを更に備え、リリーフ弁２５は、前記第３油圧ポンプの吐出油路とタンク２４との間に設けられ、コントローラ３０は、第１油圧ポンプ１２ａおよび第２油圧ポンプ１２ｂの組合せに加えて、第１油圧ポンプ１２ａおよび第３油圧ポンプの組合せ、または第２油圧ポンプ１２ｂおよび第３油圧ポンプの組合せに対して漏れ診断を行うように構成しても良い。

これにより、異なる油圧ポンプの組合せに対して漏れ診断が複数回行われるため、各油圧ポンプの漏れ流量の測定精度を確認することが可能となる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例を含んでいる。例えば、上述の実施例では、油圧ショベルに搭載される油圧駆動装置に本発明を適用した場合を説明したが、クレーン等その他の作業機械に搭載される油圧駆動装置にも適用することができる。また、上述の実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

１１…エンジン（原動機）、１２ａ…第１油圧ポンプ、１２ｂ…第２油圧ポンプ、１３ａ，１３ｂ…方向切換弁、１４ａ…第１方向切換弁ユニット、１４ｂ…第２方向切換弁ユニット、１５Ｌ…左走行モータ、１５Ｒ…右走行モータ、１６…旋回モータ、１７…ブームシリンダ、１８…アームシリンダ、１９…バケットシリンダ、２０ａ，２０ｂ…レギュレータ、２２ａ…第１バイパスカット弁、２２ｂ…第２バイパスカット弁、２４…タンク、２５…リリーフ弁、２６ａ…圧力センサ（第１圧力検出装置）、２６ｂ…圧力センサ（第２圧力検出装置）、３０…コントローラ、３０ａ…第１吐出圧判定部、３０ｂ…第２吐出圧判定部、３０ｃ…第１ポンプ理論流量保持部、３０ｄ…第２ポンプ理論流量保持部、３０ｅ…合計ポンプ理論流量保持部、３０ｆ…漏れ流量算出部、３１…表示装置、４１ａ…第１吐出油路、４１ｂ…第２吐出油路、４２ａ…第１排出油路、４２ｂ…第２排出油路、１００…油圧ショベル、２００…油圧駆動装置。

Claims (3)

1. 原動機と、
   作動油を貯留するタンクと、
   前記原動機によって駆動され、前記タンクから吸い込んだ作動油を圧油として吐出する可変容量型の第１油圧ポンプおよび第２油圧ポンプと、
   複数の油圧アクチュエータと、
   前記第１油圧ポンプの吐出油が供給される第１吐出油路に接続され、前記第１油圧ポンプから前記複数の油圧アクチュエータの少なくとも一部に供給される圧油の流れを制御する第１方向切換弁ユニットと、
   前記第２油圧ポンプの吐出油が供給される第２吐出油路に接続され、前記第２油圧ポンプから前記複数の油圧アクチュエータの少なくとも一部に供給される圧油の流れを制御する第２方向切換弁ユニットと、
   前記第１吐出油路および前記第２吐出油路と前記タンクとの間に設けられたリリーフ弁と、
   前記原動機の回転数と前記第１油圧ポンプおよび前記第２油圧ポンプの各傾転量を制御するコントローラとを備えた油圧駆動装置において、
   前記第１油圧ポンプの吐出圧を検出する第１圧力検出装置と、
   前記第２油圧ポンプの吐出圧を検出する第２圧力検出装置とを備え、
   前記コントローラは、
   前記第２油圧ポンプの傾転量を最小傾転量に保持した状態で、前記第１油圧ポンプの傾転量を最小傾転量から増加させ、前記第１油圧ポンプの吐出圧が前記リリーフ弁のクラッキング圧よりも低く設定された規定圧力に達したときの前記第１油圧ポンプの吐出流量を第１ポンプ理論流量として保持し、
   前記第１油圧ポンプの傾転量を最小傾転量に保持した状態で、前記第２油圧ポンプの傾転量を最小傾転量から増加させ、前記第２油圧ポンプの吐出圧が前記規定圧力に達したときの前記第２油圧ポンプの吐出流量を第２ポンプ理論流量として保持し、
   前記第１油圧ポンプおよび前記第２油圧ポンプの各ポンプ傾転量を最小傾転量から増加させ、前記第１油圧ポンプおよび前記第２油圧ポンプの各吐出圧が前記規定圧力に達したときの前記第１油圧ポンプおよび前記第２油圧ポンプの合計吐出流量を合計ポンプ理論流量として保持し、
   前記第１ポンプ理論流量、前記第２ポンプ理論流量、および前記合計ポンプ理論流量に基づいて、前記第１油圧ポンプおよび前記第２油圧ポンプの各漏れ流量を算出することにより、前記第１油圧ポンプおよび前記第２油圧ポンプの漏れ診断を行う
   ことを特徴とする油圧駆動装置。
2. 請求項１に記載の油圧駆動装置において、
   前記第１方向切換弁ユニットと前記タンクとを接続する第１排出油路に設けられ、前記コントローラからの制御信号に応じて、前記第１排出油路を連通する連通位置および前記第１排出油路を遮断する遮断位置のいずれかに切換可能な第１バイパスカット弁と、
   前記第２方向切換弁ユニットと前記タンクとを接続する第２排出油路に設けられ、前記コントローラからの制御信号に応じて、前記第２排出油路を連通する連通位置および前記第２排出油路を遮断する遮断位置のいずれかに切換可能な第２バイパスカット弁とを更に備え、
   前記コントローラは、前記第１油圧ポンプおよび前記第２油圧ポンプの漏れ診断を行う際に、前記第１バイパスカット弁および前記第２バイパスカット弁をそれぞれ遮断位置に切り換える制御信号を出力する
   ことを特徴とする油圧駆動装置。
3. 請求項１に記載の油圧駆動装置において、
   可変容量型の第３油圧ポンプと、
   前記第３油圧ポンプの吐出圧を検出する第３圧力検出装置とを更に備え、
   前記リリーフ弁は、前記第３油圧ポンプの吐出油路と前記タンクとの間に設けられ、
   前記コントローラは、前記第１油圧ポンプおよび前記第２油圧ポンプの組合せに加えて、前記第１油圧ポンプおよび前記第３油圧ポンプとの組合せ、または前記第２油圧ポンプおよび前記第３油圧ポンプの組合せに対して漏れ診断を行う
   ことを特徴とする油圧駆動装置。

Images