JP4568331B2

JP4568331B2 - 油圧駆動ファンの制御装置

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Publication number: JP4568331B2
Application number: JP2007533216A
Authority: JP
Inventors: 孝造奥田; 啓二柳原; 幸志星
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2005-08-29
Filing date: 2006-08-28
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2026-08-28
Also published as: JPWO2007026627A1; WO2007026627A1; KR20080028999A; GB2442177A; GB2442177B; DE112006002204T5; KR101139887B1; KR101005001B1; CN101253315A; DE112006002204B4; CN101253315B; GB0801605D0; US7921816B2; US20090145376A1; KR20100108618A

Description

この発明は、油圧ショベル等の建設機械における油圧駆動ファンの制御装置に関するものである。

油圧ショベル等の建設機械においては、車体にエンジンが搭載され、そのエンジンの回転により油圧ポンプ等を介して、旋回装置やブーム等を含む作業機構が作動されるようになっている。また、車体には冷却ファン及びその冷却ファンを回転させるための油圧モータが搭載され、エンジンの回転にともない油圧ポンプを介して油圧モータが回転されて、冷却ファンが送風回転される。この回転により、エンジンを冷却するための冷却水や、油圧モータ等を動作させるための作動油等の作動流体が冷却されるようになっている。

ところで、このような建設機械においては、冷却ファンがエンジンと直結されていると、同冷却ファンがエンジンの回転数に従った固定関係の回転数で回転される。このため、作動油等の温度が低くて、冷却の必要がない場合でも、エンジンが高速で回転されると、冷却ファンも高速で回転されて、過冷却状態になるとともに、エンジン出力が無駄に消費され、さらには、冷却ファンの回転にともなう周囲騒音が大きくなるという問題があった。

このような問題に対処するため、冷却ファンを油圧モータにより回転させるようにして、冷却ファンの回転数を単独で制御できるようにした建設機械が一般化している。そして、特許文献１及び特許文献２に開示されている建設機械においては、作動油等の温度が低くて、冷却の必要がない場合には、ファン用油圧ポンプから吐出される作動油の流量が少なくなるようにバルブにより制御される。これにより、冷却ファンの回転数が下げられて、エンジンの負担が低減され、エンジンの出力を、ブーム等を動作させるメイン油圧ポンプ等の駆動に有効利用することができる。それとともに、冷却ファンの回転数の低下により、冷却ファンの回転にともなう周囲騒音を低減することができる。

ところが、これらの従来の構成においては、冷却ファンの回転数低下により、冷却ファンの回転数がエンジンの回転数と所定の関係になったとき、冷却ファンとエンジンとの間で共振が生じて、大きな騒音や振動を発生するという問題があった。

すなわち、エンジン及び冷却ファンの回転時には、数式１における（１）式の関係が成立し、ファン１次周波数音とエンジン１次周波数音と間の周波数の差が所定値、例えば１０ヘルツ（Ｈｚ）以内になったとき、それらが共鳴して、大きく、かつ不快な共振騒音と振動が発生する。特に、全て作業機レバー１８が操作されず、中立位置に配置された状態においては、作業機機を構成する油圧ポンプ等の各種機器が動作されていないため、共振音や共振にともなう騒音や振動が際立ち、不快さが倍加される結果となる。なお、この共振を発生させるファン１次周波数音とエンジン１次周波数音との間における周波数の差の値は、車種や吸音材の有無等によって多少相違する。

特開２０００−１１０５６０号公報特開２００５−８３３４４号公報

この発明の目的は、作動流体による冷却効果等に悪影響が及びことなく、冷却ファンとエンジンとの間で共振騒音や振動が発生することを抑制することができるようにすることにある。

この発明の第１の態様にかかる油圧駆動ファンの制御装置においては、油圧モータにより回転され、エンジンの作動に関与する作動流体の冷却のために送風を行う冷却ファンと、前記作動流体の温度を検出するための第１検出手段と、その第１検出手段の検出結果に応じて前記油圧モータの回転数を調整する調整手段と、作業機レバーに対する操作の有無を判別することにより、前記エンジンによって動作される作業機構の休止の有無を検出するための第２検出手段と、前記冷却ファンと前記エンジンとの共振が抑制されるように、前記第２検出手段による検出結果に応じて、前記調整手段の動作を制御し、油圧モータの回転数を調整させる制御手段とを備えている。

この第１の態様にかかる油圧駆動ファンの制御装置においては、作業機レバーの操作状態に基づいて第２検出手段にて作業機構の休止状態が検出された場合には、制御手段により調整手段の動作が制御されて、油圧モータの回転数が調整される。よって、作動流体の冷却効果等に影響をあたえることなく、冷却ファンの回転数を調整変更することができて、冷却ファンとエンジンとの間で共振が発生するのを抑制することができる。

第２の態様において、前記作動流体は、油圧モータを動作させるための作動油であって、第１検出手段は、作動油の温度を検出する。

第３の態様において、前記作動流体は、エンジンを冷却するための冷却水であって、第１検出手段は、冷却水の温度を検出する
第４の態様において、前記作動流体は、油圧モータを動作させるための作動油及びエンジンを冷却するための冷却水であって、第１検出手段は、作動油及び冷却水の温度を検出する
第５の態様において、前記制御手段は、作業機レバーが操作されていない場合に、冷却ファンの回転数が低下するように前記調整手段の動作を行わせる。作業機レバーが操作されていない場合は、作業機が休止状態にあるため、冷却ファンの回転数の低下が許容されるとともに、燃費の向上に有効である。

第６の態様において、前記制御手段は、作動流体の温度が所定値よりも低い場合に、冷却ファンの回転数が低下するように前記調整手段の動作を行わせる。作動流体の温度が低い場合は、作業機が休止状態にあるため、冷却ファンの回転数の低下が許容されるとともに、燃費の向上に有効である。

第７の態様において、前記制御手段は、作業機レバーが操作されていない場合であって、かつ作動流体の温度が所定値よりも低い場合に、冷却ファンの回転数が低下するように前記調整手段の動作を行わせる。

第８の態様において、前記制御手段は、作業機レバーが操作されている場合に、冷却ファンの回転数が上昇するように前記調整手段の動作を行わせる。冷却ファンが操作された状態においては、作業機が稼働状態にあるため、冷却ファンの回転数を上昇させることについては問題ない。

第９の態様において、前記制御手段は、作動流体の温度が所定値よりも高い場合に、冷却ファンの回転数が上昇するように前記調整手段の動作を行わせる。

第１０の態様において、前記制御手段は、作業機レバーが操作されていない場合であって、かつ作動流体の温度が所定値よりも低い場合には、冷却ファンの回転数が低下するように前記調整手段の動作を行わせ、作業機レバーが操作されているとともに、作動流体の温度が所定値よりも高い場合には、冷却ファンの回転数が上昇するように前記調整手段の動作を行わせる。

第１１の態様において、前記制御手段は、記憶部を備え、その記憶部に記憶されたマップ中のデータを抽出して、その抽出されたデータに従って調整手段の動作を制御する。このように、マップのデータに従って調整手段の動作を制御することは、その制御を短時間で素早く行うことを可能にする。

第１２の態様において、前記制御手段は、記憶部を備え、その記憶部に記憶された数式に従って調整手段の動作を制御する。このように、数式に従って調整手段の動作を制御すようにすれば、制御のために保持すべきデータ量が少なくなり、記憶部の負担が軽減する。

第１３の態様において、前記制御手段は、全ての作業機レバーが動作位置から中立位置に切替え操作されたとき、あらかじめ定められた遅延時間を待って、エンジン及び冷却ファンの回転数が常用域から所定の低回転数領域まで低下されるように、エンジン及び油圧モータの動作を制御する。このようにすれば、作業機レバーが中立位置を通過するだけでエンジン回転数がダウンしてしまうような煩わしさを避けつつ、全ての作業機レバーが中立位置に配置されたときには、エンジン回転数の低下により燃費の節約等が図ることができる。

第１４の態様において、前記制御手段は、全ての作業機レバーが中立位置にある状態から少なくともひとつの作業機レバーが動作位置に切替え操作されたときに、エンジンの回転数が低回転数領域から常用域にただちに上昇されるとともに、冷却ファンの回転数が所定時間かけて徐々に上昇されるように、エンジン及び油圧モータの動作を制御する。このようにすれば、全ての作業機レバーが中立位置にある状態から少なくともひとつの作業機レバーが動作位置に切替え操作されたときに、エンジンの回転数が低回転数領域から常用域にただちに上昇されるとともに、冷却ファンの回転数が所定時間かけて徐々に上昇されるため、作動油の圧力が急騰するのが防止され、作動油の流通路や各種の油圧機器が破損するおそれが防止される。

第１実施形態の油圧ショベルを示す正面図。図１の油圧ショベルの電気的回路構成を示すブロック図。図１の油圧ショベルにおいて作業機レバーの操作とエンジン及び冷却ファンの回転数との関係を示すグラフ。第１実施形態の油圧ショベルにおける冷却ファンの回転数の調整動作を示すフローチャート。第２実施形態の油圧ショベルにおける冷却ファンの回転数の調整動作を示すフローチャート。第３実施形態の油圧ショベルにおける冷却ファンの回転数の調整動作を示すフローチャート。第４実施形態の油圧ショベルにおける冷却ファンの回転数の調整動作を示すフローチャート。

以下に、この発明を油圧ショベルに具体化した第１実施形態を、図１〜図４に基づいて説明する。

図１に示すように、この油圧ショベルにおいては、下部走行体１１の両側に履帯１２が設けられ、これらの履帯１２の回転により下部走行体１１が走行される。下部走行体１１の上部には旋回装置１３を介して上部旋回体１４が旋回可能に取り付けられ、その上部旋回体１４上にはエンジン１５やその関連機構が搭載されるとともに、その側方には作業用のブーム１６が突設されている。上部旋回体１４上には運転室１７が設けられ、その運転室１７内には走行制御レバーを含む複数の作業機レバー１８が設けられている。そして、これらの作業機レバー１８の操作にともない、前記履帯１２，旋回装置１３及びブーム１６を含む各種の作業機構がエンジン１５の駆動により、後述する油圧ポンプ等の油圧機構を介して作動されるようになっている。

前記油圧ショベルの上部旋回体１４上には、図２に示す冷却ファン２１及びその冷却ファン２１を回転させるためのファン用油圧モータ２２が搭載されている。同じく図２に示すように、エンジン１５にはファン用油圧ポンプ２３が連結され、このエンジン１５の回転によりファン用油圧ポンプ２３が回転作動されるようになっている。そして、油圧ポンプ２３が作動されることにより、その油圧ポンプ２３から調整手段としての電磁比例制御バルブ２４を介して前記油圧モータ２２に作動流体としての作動油が供給されて、その油圧モータ２２が回転されるようになっている。なお、この第１実施形態においては、冷却ファン２１の羽根枚数は６枚で、エンジン１５は直列６気筒である。

前記冷却ファン２１には、エンジン１５内に吸引される作動流体としての空気を冷却するためのインテークエアクーラ２５、油圧ポンプ２３や油圧モータ２２を巡る作動油を冷却するためのオイルクーラ２６、及び、作動流体としてのエンジン１５の冷却水を冷却するためのラジエータ２７が対向配置されている。そして、油圧モータ２２にて冷却ファン２１が回転されることにより、これらのインテークエアクーラ２５、オイルクーラ２６及びラジエータ２７に対して冷却のための送風が行われる。

前記冷却水及び作動油のそれぞれの経路内には、第１検出手段としての水温センサ２８及び作動油の温度センサ２９が設けられている。そして、エンジン１５の回転時に、これらのセンサ２８，２９により冷却水及び作動油の温度が検出されて、その検出結果が制御手段としての制御装置３０に対して出力される。この制御装置３０は、図示しないＣＰＵ（中央処理装置）や記憶部３４等を有する。エンジン１５及び冷却ファン２１には、エンジン回転数センサ３１及びファン回転数センサ３２が付設されている。そして、エンジン１５及び冷却ファン２１の回転時に、これらのセンサ３１，３２によりエンジン１５及び冷却ファン２１の回転数が検出されて、その検出結果が前記制御装置３０に対して出力される。

前記各作業機レバー１８の近傍には、第２検出手段としてのそれぞれレバースイッチ３３が配設されている。そして、エンジン１５の回転時に、この各種レバースイッチ３３により各作業機レバー１８に対する操作の有無が判別される。この判別により、ブーム１６等を含む作業機構が休止状態にあるか否かが検出されて、その検出結果が前記制御装置３０に対して出力される。

前記制御装置３０内の記憶部３４には、油圧ショベル全体の動作を制御するためのプログラム、及びそのプログラムの実行に必要な各種データが設定記憶されているとともに、作業実行にともなって発生するワーキングデータが一時的に記憶される。前記各種データとしては、例えば表１〜表３に示すマップが記憶されている。表１に示すマップには、エンジン１５の最低回転数の８５０ｒｐｍから常用域である最高回転数の２０００ｒｐｍまでの間における所定回転数ごと（例えば、１００ｒｐｍごと）に、エンジン１次周波数音の周波数が記憶されている。また、表２に示すマップには、冷却ファン２１の定常回転域における最低回転数の５００ｒｐｍから最高回転数の１１００ｒｐｍまでの間における所定回転数ごと（例えば、１００ｒｐｍごと）に、ファン１次周波数音の周波数が記憶されている。さらに、表３に示すマップには、エンジン１５の所定回転数ごと（例えば、１００ｒｐｍごと）に、冷却ファン２１を定常，低速または高速で回転制御するための定常回転数，低速回転数及び高速回転数が記憶されている。すなわち、表３のマップ中における冷却ファン２１の定常回転数は、エンジン回転数ごとに複数の値が設定されており、制御装置３０は、エンジン負荷や作動油の温度等の各種のファクターに応じて、設定されたファン回転数データのなかから最適なものを選択して、その選択されたファン回転数が実行されるように電磁比例制御バルブ２４の動作を制御して、前記油圧モータ２２の回転数を制御する。

すなわち、前記制御装置３０は、エンジン１５の回転中に、作業機レバー１８の操作状態を示すレバースイッチ３３からの検出信号の有無と、水温センサ２８及び作動油の温度センサ２９からの冷却水及び作動油の温度検出結果と、エンジン１５の回転数と冷却ファン２１の回転数とが共振範囲内にあるか否かの判断と基づいて、電磁比例制御バルブ２４を作動制御する。この作動制御により、ファン用油圧ポンプ２３からファン用油圧モータ２２への作動油の流量を変更して、冷却ファン２１の回転数を表３のマップに基づいて調整する。

また、前記制御装置３０は、図３に示すように、作業機レバー１８が動作位置から中立位置に切替え操作されて、全ての作業機レバー１８が中立位置に配置されたとき、エンジン１５及び油圧モータ２２の動作を以下のように制御する。

すなわち、この場合、制御装置３０は、全ての作業機レバー１８が中立位置に配置されたときから、あらかじめ定められた所定の遅延時間Ｔ１(約４秒)を待って、エンジン１５の回転数を例えば常用域である高速の２０００ｒｐｍから所定の低回転数領域である中速の１４００ｒｐｍに低下させ、それとともに、冷却ファン２１の回転数も、全ての作業機レバー１８が中立位置に配置されたときから、所定時間Ｔ１(約４秒)を待って低下させる。この結果、例えばひとつの作業機レバー１８が１つの作動位置から中立位置を通過して他の作動位置に切替え操作された場合のように、作業機レバー１８の中立位置通過時にエンジン回転数が即時ダウンし、続いてその作業機レバー１８が他の作業位置に達することによって回転数が復帰するようなエンジン回転数変動の煩わしさを避けることができる。

そして、全ての作業機レバー１８が中立位置に配置された状態においては、遅延時間Ｔ１を経てエンジン回転数が低下し、この回転数低下により燃費の節約等が図られる。なお、この場合、ファン回転数の低下量は、作動油の温度等に応じて、表３に示すマップに従って制御される。

さらに、全作業機レバー１８の中立位置への配置にともなうエンジン回転数の低下後において、制御装置３０は、各作業機レバー１８のうちの少なくともひとつが中立位置から動作位置に切替え操作されたとき、制御装置３０はエンジン１５及び油圧モータ２２の動作をさらに制御する。すなわち、この場合、制御装置３０は、作業機レバー１８の動作位置への切替えにともない、直ちにエンジン１５の回転数を中速の１４００ｒｐｍから高速の２０００ｒｐｍに上昇させるとともに、冷却ファン２１の回転数を所定時間Ｔ２（２〜３秒）かけて徐々に上昇させる。この結果、ファン用油圧ポンプ２３内、あるいはファン用油圧ポンプ２３からファン用油圧モータ２２に供給される作動油の圧力が急騰するのが防止され、作動油の流通路や各種の油圧機器が破損するおそれが防止される。

次に、前記のように構成された油圧駆動ファンの制御装置の動作を図４に示すフローチャートに従って説明する。なお、この図４及び後述する図５及び図６に示すフローチャートは、記憶部３４内に格納されたプログラムが制御装置３０の制御のもとに進行するものである。

さて、油圧駆動ファンの制御装置において、エンジン１５の回転時には、制御装置３０の制御により、冷却ファン２１の回転数が調整される。すなわち、ステップ１０１において、各レバースイッチ３３により、全ての作業機レバー１８が非操作状態あるか否かが検出される。少なくとも一つの作業機レバー１８が操作されて動作位置に配置された状態においては、ステップ１０６に進行して表３に示すマップの検索が行われ、冷却ファン２１の１つの定常回転数がエンジン１５の回転数に応じて選択される。そして、それに応じてステップ１０７において電磁比例制御バルブ２４の作動により油圧ポンプ２３から油圧モータ２２への作動油の流量が調整され、冷却ファン２１が選択された定常回転数で回転される。

前記ステップ１０１において、全ての作業機レバー１８が中立位置に配置されて、油圧ショベルの作業機器が休止状態にあると判断された場合には、ステップ１０２においてエンジン１５の回転数がエンジン回転数センサ３１により検出される。次いで、ステップ１０３において冷却ファン２１び回転数がファン回転数センサ３２により検出される。次のステップ１０４においては水温センサ２８及び作動油の温度センサ２９により冷却水及び作動油の温度Ｔｗ，Ｔｏがそれぞれ検出される。

その後、ステップ１０５において、前記ステップ１０２及び１０３の検出結果に基づいて、エンジン１５の１次周波数音と冷却ファン２１の１次周波数音とが共振範囲にある状態か否かが判断される。つまり、このステップ１０５においては、冷却ファン２１の検出回転数及びエンジン１５の検出回転数に基づいて、記憶部３４に記憶された表１及び表２に示す冷却ファン２１及びエンジン１５の１次周波数が求められる。そして、これらの１次周波数の差が所定値以内にあるか否かが判断される。

このステップ１０５の判別において、一次周波数音が共振範囲にないと判断された場合には、前記のようにステップ１０６に進行して表３に示すマップの検索が行われた後に、ステップ１０７において冷却ファン２１が選択された定常回転数を維持するように回転される。

一方、前記ステップ１０５において共振範囲内にあると判断された場合には、ステップ１０８において、冷却水の温度検出結果が所定値（例えば、水温オーバーヒートであると判断される温度）以上であるか否かが判別され、所定値以上の場合は、ステップ１１２に移行する。そして、ステップ１１２においては、表３に示すマップが検索され、ステップ１１３においてエンジン回転数に応じたファン高速回転数（表３のマップにおいては６５０〜１３００ｒｐｍ）で冷却ファン２１が回転される。このファン高速回転により、表３のマップ及び前記数式１から明らかなように、エンジン１５の１次周波数音と冷却ファン２１の１次周波数音との共振が回避される。

一方、前記ステップ１０８の判別において、冷却水の温度検出結果が所定値未満である場合には、ステップ１０９において作動油の温度検出結果が所定値（例えば、作動油の温度オーバーヒートであると判断される温度）であるか否かが判別される。そして、作動油の温度検出結果が所定値以上である場合には、前記ステップ１１２に進行して、前記と同様にマップの検索が行われた後に、ステップ１１３において冷却ファン２１が共振を避けるファン高速回転数で回転される。

これに対して、ステップ１０９の判別において、作動油の温度検出結果が所定値未満であるとされた場合には、ステップ１１０において表３に示すマップが検索され、エンジン１５の回転数に対応した冷却ファン２１の低速回転数（表３のマップにおいては３５０〜８５０ｒｐｍ）が求められる。そして、ステップ１１９において、冷却ファン２１がエンジン１５の回転数に対応した所定のファン低速回転数で回転される。このファン低速回転の場合には、表３のマップ及び前記数式１から明らかなように、エンジン１５の１次周波数音と冷却ファン２１の１次周波数音との共振が回避される。

すなわち、表１〜３から明らかなように、エンジン回転数に対応した冷却ファン２１の定常回転数において、最も低い回転数に設定された場合、例えば、エンジン回転数が１４００ｒｐｍの場合で、冷却ファン２１の定常回転数が８００ｒｐｍの場合は、エンジンが直列６気筒で、冷却ファン２１の羽根枚数が６枚であるから、数式１から、それらの１次周波数音はそれぞれ７０ヘルツ，８０ヘルツとなる。その結果、それらの差が１０ヘルツしかないため、それらの周波数音が互いに共振して、不快な共鳴音と振動が発生する。従って、両者の１次周波数が共振領域を大きく外れるように、ファン回転数を例えば５８０ｒｐｍまでダウンさせる制御が実行され、あるいは、ファン回転数を６５０ヘルツまでアップさせる制御が実行される。

以上のように、この実施形態においては、全ての作業機レバー１８が中立位置にあって、エンジン１５と冷却ファン２１とが共振範囲に設定されるときに、冷却水及び作動油の少なくとも一方が所定温度以上である場合には、ファン回転数が高速になって、共振が回避される。また、冷却水及び作動油が所定温度以下である場合には、すなわち、冷却ファンの回転数低下が許容される条件下においては、ファン回転数が低速になって、共振が回避されるとともに、燃費の向上が可能になる。

従って、この実施形態によれば、作動流体よる冷却効果等に悪影響が及ぶことなく、共振騒音や振動が発生するおそれを抑制することができる。また、この実施形態によれば、冷却ファン２１の回転数の制御をマップに従って行うように構成されているため、その制御を迅速に行うことができる。

次に、この発明の第２実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。すなわち、この第２実施形態においては、図５に示すように、はじめにステップ１０２の処理が実行され、ステップ１０１の処理がステップ１０５の処理の次に実行される点において、前記第１実施形態と相違している。

すなわち、ステップ１０２〜１０４において、エンジン回転数，ファン回転数，冷却水の温度Ｔｗ，作動油の温度Ｔｏの検出がそれぞれ実行される。

次いで、ステップ１０５において冷却ファン２１の１次周波数音とエンジン１５の１次周波数音とが共振範囲にあるか否かが判別された後、共振範囲にない場合は、ステップ１０６において表３に示すマップが検索されて、ステップ１０７において冷却ファン２１が定常回転数で回転される。

冷却ファン２１の１次周波数音とエンジン１５の１次周波数音とが共振範囲にあると判別された場合には、ステップ１０１に進行して、全ての作業機レバー１８が中立位置にあるか否かが判別される。そして、いずれかの作業機レバー１８が操作されている場合には、ステップ１１２において表３のマップが検索され、エンジン１５の回転数に対応した冷却ファン２１の高速回転数が求められるとともに、ステップ１１３において冷却ファン２１がその高速回転数にて回転される。このため、エンジン１５の１次周波数音と冷却ファン２１の１次周波数音との共振が避けられる。

これに対して、いずれの作業機レバー１８も操作されていない場合には、ステップ１０８に進行して、冷却水の検出温度Ｔｗが所定値以上であるか否かが判別される。そして、それらの検出温度が所定値以上である場合には、前記ステップ１１２及び１１３に進行して、マップの検索が行われた後に冷却ファン２１がファン高速回転数にて回転される。

また、ステップ１０８において、冷却水の検出温度Ｔｗが所定値以上ではないと判別された場合には、ステップ１０９において、油の検出温度Ｔｏが判別され、検出温度Ｔｏが所定値以上である場合には、前記ステップ１１２，１１３に進行する。検出温度Ｔｏが所定値未満の場合は、ステップ１１０に進行して表３に示すマップが検索され、ステップ１１１において、冷却ファン２１がファン低速回転数にて回転されて、共振領域が回避される。

従って、この第２実施形態においても、前記第１実施形態と同様な効果を得ることができる。

次に、この発明の第３実施形態を前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。

この第３実施形態においては、図６のフローチャートに示すように、前記第２実施形態におけるステップ１１２及びステップ１１３が省略されている。そして、ステップ１０８及びステップ１０７において、冷却水及び作動油の温度Ｔｗ，Ｔｏが所定値以上であると判断された場合は、ステップ１０６に進行して表３に示すマップが検索され、ステップ１０７において定常回転数が選択される。なお、ステップ１０８及びステップ１０７において温度Ｔｗ，Ｔｏが所定値以上であると判断されることは、例えば水温がオーバーヒート状態の場合であるため、その頻度は低い。従って、冷却ファン２１が共振範囲内に位置する状態においてその回転数が維持されるケースはほとんど存在しない。

次に、この発明の第４実施形態を、前記第２実施形態と異なる部分を中心に説明する。

さて、この第４実施形態では、共振を避けるための冷却ファン２１の低速回転及び高速回転がマップに基づくことなく演算に基づいて実行されるものであり、図７のフローチャートに示すように、前記第２実施形態のフローチャートにおけるステップ１１２，１１０のマップ検索動作に代えて、ステップ１１６及びステップ１１５において数式１に示す演算動作が実行される。

すなわち、ステップ１１６においては、数式２に示す式（１）に基づいて、冷却ファン２１のファン高速回転数（最終指令値：Ｎｆａ）が求められ、次のステップ１１１において冷却ファン２１がこの高速回転数で回転される。

さらに、ステップ１１５においては、数式２に示す式（２）に基づいて、冷却ファン２１のファン低速回転数（最終指令値：Ｎｆａ）が求められ、次のステップ１１３において冷却ファン２１がこの低速回転数で回転される。

従って、この第４実施形態においては、機種ごとの冷却ファン２１の低速、高速回転数に関するマップを用意する必要がなく、このため、記憶部の負担が少なくなるとともに、油圧ショベルの仕様や車種が異なっても、それに応じたマップを用意する必要がなく、汎用性に優れたものとなる。

なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、前記第１実施形態のように、はじめに全てのレバーが中立位置であるか否かの判別をするとともに、冷却水の温度Ｔｗ及び作動油の温度Ｔｏの検出後に共振範囲であるか否かの判断を行うルーチンにおいて、共振を回避するためのファン高速回転数及びファン低速回転数の取得を前記第４実施形態のように演算により行うようにしてもよい。

また、前記各実施形態における冷却ファン２１の回転数の調整制御を、油圧ショベルとは異なった油圧駆動ファンの制御装置、例えばブルドーザに実施することも可能である。

さらに、冷却水または作動油のうち一方の温度のみを検出して、その検出結果に応じてファン回転数が制御されて、共振が回避されるようにしてもよい。

Claims

油圧モータにより回転され、エンジンの作動に関与する作動流体の冷却のために送風を行う冷却ファンと、
前記作動流体の温度を検出するための第１検出手段と、
その第１検出手段の検出結果に応じて前記油圧モータの回転数を調整する調整手段と、
作業機レバーに対する操作の有無を判別することにより、前記エンジンによって動作される作業機構の休止の有無を検出するための第２検出手段と、
前記冷却ファンと前記エンジンとの共振が抑制されるように、前記第２検出手段による検出結果に応じて、前記調整手段の動作を制御し、油圧モータの回転数を調整させる制御手段とを備え、
前記制御手段は、全ての作業機レバーが動作位置から中立位置に切替え操作されたとき、あらかじめ定められた遅延時間を待って、エンジン及び冷却ファンの回転数が常用域から所定の低回転数領域まで低下されるように、エンジン及び油圧モータの動作を制御することを特徴とする油圧駆動ファンの制御装置。
油圧モータにより回転され、エンジンの作動に関与する作動流体の冷却のために送風を行う冷却ファンと、
前記作動流体の温度を検出するための第１検出手段と、
その第１検出手段の検出結果に応じて前記油圧モータの回転数を調整する調整手段と、
作業機レバーに対する操作の有無を判別することにより、前記エンジンによって動作される作業機構の休止の有無を検出するための第２検出手段と、
前記冷却ファンと前記エンジンとの共振が抑制されるように、前記第２検出手段による検出結果に応じて、前記調整手段の動作を制御し、油圧モータの回転数を調整させる制御手段とを備え、
前記制御手段は、全ての作業機レバーが中立位置にある状態から少なくともひとつの作業機レバーが動作位置に切替え操作されたときに、エンジンの回転数が低回転数領域から常用域にただちに上昇されるとともに、冷却ファンの回転数が所定時間かけて徐々に上昇されるように、エンジン及び油圧モータの動作を制御することを特徴とする油圧駆動ファンの制御装置。
前記作動流体は、油圧モータを動作させるための作動油であって、第１検出手段は、作動油の温度を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の油圧駆動ファンの制御装置。
前記作動流体は、エンジンを冷却するための冷却水であって、第１検出手段は、冷却水の温度を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の油圧駆動ファンの制御装置。
前記作動流体は、油圧モータを動作させるための作動油及びエンジンを冷却するための冷却水であって、第１検出手段は、作動油及び冷却水の温度を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の油圧駆動ファンの制御装置。
前記制御手段は、作業機レバーが操作されていない場合に、冷却ファンの回転数が低下するように前記調整手段の動作を行わせることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の油圧駆動ファンの制御装置。
前記制御手段は、作動流体の温度が所定値よりも低い場合に、冷却ファンの回転数が低下するように前記調整手段の動作を行わせることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の油圧駆動ファンの制御装置。
前記制御手段は、作業機レバーが操作されていない場合であって、かつ作動流体の温度が所定値よりも低い場合に、冷却ファンの回転数が低下するように前記調整手段の動作を行わせることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の油圧駆動ファンの制御装置。
前記制御手段は、作業機レバーが操作されている場合に、冷却ファンの回転数が上昇するように前記調整手段の動作を行わせることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の油圧駆動ファンの制御装置。
前記制御手段は、作動流体の温度が所定値よりも高い場合に、冷却ファンの回転数が上昇するように前記調整手段の動作を行わせることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の油圧駆動ファンの制御装置。
前記制御手段は、作業機レバーが操作されていない場合であって、かつ作動流体の温度が所定値よりも低い場合には、冷却ファンの回転数が低下するように前記調整手段の動作を行わせ、作業機レバーが操作されているとともに、作動流体の温度が所定値よりも高い場合には、冷却ファンの回転数が上昇するように前記調整手段の動作を行わせることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の油圧駆動ファンの制御装置。
前記制御手段は、記憶部を備え、その記憶部に記憶されたマップ中のデータを抽出して、その抽出されたデータに従って調整手段の動作を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の油圧駆動ファンの制御装置。
前記制御手段は、記憶部を備え、その記憶部に記憶された数式に従って調整手段の動作を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の油圧駆動ファンの制御装置。