JP6687985B2

JP6687985B2 - Cooling equipment for construction machinery

Info

Publication number: JP6687985B2
Application number: JP2017174376A
Authority: JP
Inventors: 毅一佐藤
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2017-09-11
Filing date: 2017-09-11
Publication date: 2020-04-28
Anticipated expiration: 2037-09-11
Also published as: JP2019049238A

Description

本発明は、建設機械の冷却装置に関する。 The present invention relates to a cooling device for a construction machine.

油圧ショベル等の建設機械には、冷却装置が搭載されている。この冷却装置は、冷却ファンと、冷却ファンで生起された冷却風によって、被冷却流体を冷却する冷却器（詳細には、例えば、作動油を冷却するオイルクーラや、エンジン冷却水を冷却するラジエータ等）を備えている。一般的に、冷却ファンは、エンジンの回転軸に連結されている。そのため、被冷却流体の温度が低い場合でも、冷却ファンの回転数が高くて過冷却となる可能性がある。 A construction machine such as a hydraulic excavator is equipped with a cooling device. This cooling device includes a cooling fan and a cooler that cools a fluid to be cooled by a cooling wind generated by the cooling fan (specifically, for example, an oil cooler that cools working oil or a radiator that cools engine cooling water). Etc.). Generally, the cooling fan is connected to the rotating shaft of the engine. Therefore, even when the temperature of the fluid to be cooled is low, the rotation speed of the cooling fan may be high, resulting in overcooling.

そこで、冷却ファンを駆動するファン駆動装置と、被冷却流体の温度を検出する検出器と、検出器で検出された被冷却流体の温度に応じて冷却ファンの回転数を可変制御するようにファン駆動装置を制御するコントローラとを設けることが提唱されている。ファン駆動装置は、例えば油圧駆動式であれば、冷却ファンを駆動するファンモータ（油圧モータ）と、エンジンによって駆動されるファンポンプと、ファンポンプからファンモータへの作動油（圧油）の供給流量を可変制御する流量制御装置（詳細には、例えば、ファンポンプの容量を可変制御するレギュレータ、若しくは、ファンモータの給排流路に設けられて作動油の流量を可変制御するファンバルブ）とを備えている。 Therefore, a fan drive device that drives the cooling fan, a detector that detects the temperature of the fluid to be cooled, and a fan that variably controls the rotation speed of the cooling fan according to the temperature of the fluid to be cooled detected by the detector. It has been proposed to provide a controller for controlling the drive device. If the fan drive device is, for example, a hydraulic drive type, a fan motor (hydraulic motor) that drives a cooling fan, a fan pump that is driven by an engine, and a supply of hydraulic oil (pressure oil) from the fan pump to the fan motor. A flow rate control device that variably controls the flow rate (specifically, for example, a regulator that variably controls the capacity of a fan pump, or a fan valve that is provided in a supply / discharge flow path of a fan motor and variably controls the flow rate of hydraulic oil). Is equipped with.

従来技術のコントローラの制御方法について説明する。第１の従来技術のコントローラは、被冷却流体の温度と冷却ファンの目標回転数の関係であって、被冷却流体の温度の上昇に応じて冷却ファンの目標回転数が増加するように予め設定された制御テーブルを記憶する。そして、この制御テーブルを用い、検出器で検出された被冷却流体の温度に応じた冷却ファンの目標回転数を決定する。そして、この冷却ファンの目標回転数に基づき、ファン駆動装置への制御信号を生成して出力する。 A control method of the conventional controller will be described. The controller according to the first conventional technique has a relationship between the temperature of the fluid to be cooled and the target rotation speed of the cooling fan, and is preset so that the target rotation speed of the cooling fan increases as the temperature of the fluid to be cooled increases. The stored control table. Then, using this control table, the target rotation speed of the cooling fan is determined according to the temperature of the fluid to be cooled detected by the detector. Then, based on the target rotation speed of the cooling fan, a control signal to the fan drive device is generated and output.

第２の従来技術（例えば特許文献１参照）のコントローラは、検出器で検出された被冷却流体の温度と予め設定された目標温度との偏差に基づいて、冷却ファンの目標回転数を決定する。そして、この冷却ファンの目標回転数に基づき、ファン駆動装置への制御信号を生成して出力する。 A controller according to a second conventional technique (see, for example, Patent Document 1) determines a target rotation speed of a cooling fan based on a deviation between a temperature of a fluid to be cooled detected by a detector and a preset target temperature. . Then, based on the target rotation speed of the cooling fan, a control signal to the fan drive device is generated and output.

特開２０００−１１０５６０号公報JP, 2000-110560, A

上述した第１の従来技術は、被冷却流体の温度制御の安定性の点で優れているものの、次のような改善の余地がある。第１の従来技術で用いられる制御テーブルは、制御条件を想定した上で、被冷却流体の温度と冷却ファンの目標回転数の関係を予め設定したものである。詳細には、例えば、建設機械の作業負荷に伴う発熱量を想定した上で、被冷却流体の温度に応じて必要な冷却量を想定し、さらに、大気温度を想定した上で、必要な冷却量を得るための冷却ファンの目標回転数を予め設定したものである。しかし、例えば建設機械の作業負荷が低下すれば、被冷却流体の温度が同じであっても、必要な冷却量が減少する。あるいは、例えば冬季のように大気温度が低下すれば、冷却ファンの回転数が同じであっても冷却力が増加する。そのため、冷却ファンの回転数を下げて動力を低減する余地がある。 Although the above-mentioned first conventional technique is excellent in stability of temperature control of the fluid to be cooled, there is room for improvement as described below. The control table used in the first prior art is a table in which the relationship between the temperature of the fluid to be cooled and the target rotational speed of the cooling fan is preset, assuming control conditions. Specifically, for example, assuming the amount of heat generated due to the work load of construction machinery, the amount of cooling required according to the temperature of the fluid to be cooled is assumed, and further, assuming the atmospheric temperature, the required cooling is performed. The target rotational speed of the cooling fan for obtaining the quantity is preset. However, for example, if the work load of the construction machine is reduced, the required cooling amount is reduced even if the temperature of the cooled fluid is the same. Alternatively, if the atmospheric temperature decreases, for example, in winter, the cooling power increases even if the rotation speed of the cooling fan is the same. Therefore, there is room to reduce the power by reducing the rotation speed of the cooling fan.

かといって、第１の従来技術に代えて、上述した第２の従来技術（いわゆるフィードバック制御）を採用すれば、動力の低減を図れるかもしれないが、むだ時間（言い換えれば、冷却ファンの回転数が変化してからそれに応じた被冷却流体の温度の変化があらわれるまでの時間）の長さの影響により、被冷却流体の温度制御が不安定となってハンチングやオーバーシュートを起こす可能性がある。 However, if the above-described second conventional technique (so-called feedback control) is adopted instead of the first conventional technique, power may be reduced, but dead time (in other words, rotation of the cooling fan). The temperature control of the cooled fluid may become unstable and hunting or overshoot may occur due to the influence of the length of time from the change in the number of times until the temperature of the cooled fluid changes accordingly). is there.

本発明は、上記事柄に鑑みてなされたものであり、その目的は、被冷却流体の温度制御の安定性を図ることができ、且つ、動力の低減を図ることができる建設機械の冷却装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above matters, and an object of the present invention is to provide a cooling device for a construction machine capable of achieving stability of temperature control of a fluid to be cooled and reducing power. To provide.

上記目的を達成するために、本発明は、冷却ファンと、前記冷却ファンを駆動する油圧駆動式又は電動式のファン駆動装置と、前記冷却ファンで誘起された冷却風によって被冷却流体を冷却する冷却器と、前記被冷却流体の温度を検出する検出器と、前記検出器で検出された被冷却流体の温度に応じて前記冷却ファンの回転数を可変制御するように前記ファン駆動装置を制御するコントローラとを備えた建設機械の冷却装置において、前記コントローラは、前記被冷却流体の温度と前記冷却ファンの目標回転数の関係であって、前記被冷却流体の温度の上昇に応じて前記冷却ファンの目標回転数が増加するように設定された制御テーブルを記憶するテーブル記憶部と、前記冷却ファンの回転数が変化してからそれに応じた前記被冷却流体の温度の変化があらわれるまでのむだ時間以上の間隔となるように予め設定された第１周期にて、前記検出器で検出された被冷却流体の温度と予め設定された目標温度との偏差に基づいて前記制御テーブルを補正する補正制御部と、前記むだ時間未満の間隔となるように予め設定された第２周期にて、前記補正制御部で補正された制御テーブルを用い、前記検出器で検出された被冷却流体の温度に応じた前記冷却ファンの目標回転数を決定するファン回転数決定部と、前記第２周期にて、前記ファン回転数決定部で決定された前記冷却ファンの目標回転数に基づいて前記ファン駆動装置への制御信号を生成して出力するファン制御部とを有する。 To achieve the above object, the present invention cools a fluid to be cooled by a cooling fan, a hydraulic drive type or an electric type fan drive device for driving the cooling fan, and cooling air induced by the cooling fan. A cooling device, a detector for detecting the temperature of the fluid to be cooled, and the fan driving device to variably control the rotation speed of the cooling fan according to the temperature of the fluid to be cooled detected by the detector. In the cooling device for a construction machine, the controller is a relationship between a temperature of the fluid to be cooled and a target rotation speed of the cooling fan, and the controller performs the cooling in accordance with an increase in temperature of the fluid to be cooled. A table storage unit that stores a control table set so that the target rotation speed of the fan increases, and a temperature of the fluid to be cooled corresponding to the rotation speed of the cooling fan after the rotation speed changes. Based on the deviation between the temperature of the fluid to be cooled detected by the detector and the preset target temperature in the first period preset so as to be an interval longer than the dead time until the change of A correction control unit that corrects the control table and a control table that is corrected by the correction control unit in a second cycle that is preset so that the interval is less than the dead time are detected by the detector. A fan rotation speed determination unit that determines a target rotation speed of the cooling fan according to the temperature of the cooled fluid, and a target rotation speed of the cooling fan that is determined by the fan rotation speed determination unit in the second cycle. And a fan control unit for generating and outputting a control signal to the fan driving device based on the above.

本発明によれば、被冷却流体の温度制御の安定性を図ることができ、且つ、動力の低減を図ることができる。 According to the present invention, the stability of the temperature control of the fluid to be cooled can be achieved, and the power can be reduced.

本発明の一実施形態におけるホイール式油圧ショベルの構造を表す側面図である。It is a side view showing the structure of the wheel type hydraulic excavator in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態における油圧ショベルの冷却装置の構成を油圧システムの一部と共に表す概略図である。It is a schematic diagram showing the composition of the cooling device of the hydraulic excavator in one embodiment of the present invention with a part of hydraulic system. 本発明の一実施形態におけるコントローラの機能的構成を関連機器と共に表すブロック図である。It is a block diagram showing functional composition of a controller in one embodiment of the present invention with related equipment. 本発明の一実施形態におけるコントローラのテーブル記憶部に記憶された初期の制御テーブルを表す図である。It is a figure showing the initial control table memorize | stored in the table memory | storage part of the controller in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態におけるコントローラの処理手順を表すフローチャートである。It is a flow chart showing a processing procedure of a controller in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態におけるコントローラの補正制御部で補正された制御テーブルを表す図である。It is a figure showing the control table amended by the amendment control part of the controller in one embodiment of the present invention.

本発明の適用対象の建設機械としてホイール式油圧ショベルを例にとり、本発明の一実施形態を説明する。 An embodiment of the present invention will be described by taking a wheel hydraulic excavator as an example of a construction machine to which the present invention is applied.

図１は、本実施形態におけるホイール式油圧ショベルの構造を表す側面図である。 FIG. 1 is a side view showing the structure of a wheel hydraulic excavator according to this embodiment.

本実施形態のホイール式油圧ショベルは、車体１と、車体１に連結された作業装置２とを備えている。車体１は、前後左右の車輪３で走行する下部走行体４と、下部走行体４の上側に旋回可能に設けられた上部旋回体５とで構成されている。下部走行体４は、図示しない走行モータによって駆動するようになっている。上部旋回体５は、図示しない旋回モータによって駆動するようになっている。 The wheel hydraulic excavator of this embodiment includes a vehicle body 1 and a work device 2 connected to the vehicle body 1. The vehicle body 1 is composed of a lower traveling body 4 that travels on the front, rear, left, and right wheels 3, and an upper revolving body 5 that is provided above the lower traveling body 4 so as to be rotatable. The lower traveling body 4 is driven by a traveling motor (not shown). The upper swing body 5 is driven by a swing motor (not shown).

作業装置２は、上部旋回体５の前部（詳細には、後述する旋回フレーム１２の前部）に鉛直方向に回動可能に連結されたブーム６と、ブーム６に鉛直方向に回動可能に連結されたアーム７と、アーム７に鉛直方向に回動可能に連結されたバケット８とを備えている。ブーム６、アーム７、及びバケット８は、ブームシリンダ９、アームシリンダ１０、及びバケットシリンダ１１によってそれぞれ駆動するようになっている。 The work device 2 includes a boom 6 vertically rotatably connected to a front portion of the upper swing body 5 (specifically, a front portion of a swing frame 12 described later) and a boom 6 vertically rotatable to the boom 6. The arm 7 is connected to the arm 7 and the bucket 8 is connected to the arm 7 so as to be vertically rotatable. The boom 6, the arm 7, and the bucket 8 are driven by the boom cylinder 9, the arm cylinder 10, and the bucket cylinder 11, respectively.

上部旋回体５は、基礎構造体をなす旋回フレーム１２と、旋回フレーム１２の前部左側に設けられたキャブタイプの運転室１３と、旋回フレーム１２の前部右側に設けられた燃料タンク（図示せず）及び作動油タンク１４（後述の図２参照）と、旋回フレーム１２の後端に設けられたカウンタウエイト１５と、旋回フレーム１２の後部（言い換えれば、運転室１３、燃料タンク、及び作動油タンク１４とカウンタウエイト１５の間）に形成された機械室１６とを備えている。運転室１３には、運転席、前後進切替レバー、ステアリングハンドル、アクセルペダルブレーキペダル、及び作業用の操作レバー等が設けられている。機械室１６には、エンジン１７（後述の図２参照）等の機器が搭載されている。 The upper revolving structure 5 includes a revolving frame 12 forming a basic structure, a cab type cab 13 provided on the front left side of the revolving frame 12, and a fuel tank provided on the right front side of the revolving frame 12 (see FIG. (Not shown) and a hydraulic oil tank 14 (see FIG. 2, which will be described later), a counterweight 15 provided at the rear end of the revolving frame 12, and a rear portion of the revolving frame 12 (in other words, the cab 13, the fuel tank, and the operation). A machine room 16 formed between the oil tank 14 and the counterweight 15). The operator's cab 13 is provided with a driver's seat, a forward / reverse switching lever, a steering wheel, an accelerator pedal brake pedal, an operation lever for work, and the like. Equipment such as an engine 17 (see FIG. 2, which will be described later) is mounted in the machine room 16.

上述した油圧ショベルには、複数の油圧アクチュエータ（詳細には、上述した走行モータ、旋回モータ、ブームシリンダ９、アームシリンダ１０、及びバケットシリンダ１１等）を駆動する油圧システムと共に、この油圧システムで用いられる作動油を冷却する冷却装置が搭載されている。図２は、本実施形態における油圧ショベルの冷却装置の構成を油圧システムの一部と共に表す概略図である。なお、この図２においては、油圧システムの構成のうち、代表として、ブームシリンダ９の駆動に係わる構成を表す。 The hydraulic excavator described above is used in this hydraulic system together with a hydraulic system that drives a plurality of hydraulic actuators (specifically, the traveling motor, the swing motor, the boom cylinder 9, the arm cylinder 10, the bucket cylinder 11 and the like described above). A cooling device for cooling the working oil is installed. FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the hydraulic excavator cooling device according to the present embodiment together with a part of the hydraulic system. Note that, in FIG. 2, among the configurations of the hydraulic system, a configuration relating to the drive of the boom cylinder 9 is shown as a representative.

本実施形態の油圧システムは、エンジン１７によって駆動され、作動油タンク１４から作動油を吸い込んで吐出する油圧ポンプ１８と、油圧ポンプ１８からブームシリンダ９への作動油（圧油）の流れを制御するコントロールバルブ１９とを備えている。 The hydraulic system of the present embodiment controls the flow of hydraulic oil (pressure oil) from the hydraulic pump 18 to the boom cylinder 9, which is driven by the engine 17 and sucks and discharges hydraulic oil from the hydraulic oil tank 14. And a control valve 19 for controlling.

コントロールバルブ１９は、例えば操作レバーの操作に応じて生成された油圧操作信号又は電気操作信号などによって切換えられる。これにより、油圧ポンプ１８からブームシリンダ９への作動油の流れを制御する。具体的には、例えば、油圧ポンプ１８からの作動油をブームシリンダ９のロッド側に供給し、ブームシリンダ９のボトム側からの作動油を作動油タンク１４に戻して、ブームシリンダ９を縮短させる。あるいは、例えば、油圧ポンプ１８からの作動油をブームシリンダ９のボトム側に供給し、ブームシリンダ９のロッド側からの作動油を作動油タンク１４に戻して、ブームシリンダ９を伸長させるようになっている。 The control valve 19 is switched by, for example, a hydraulic operation signal or an electric operation signal generated according to the operation of the operation lever. This controls the flow of hydraulic fluid from the hydraulic pump 18 to the boom cylinder 9. Specifically, for example, hydraulic oil from the hydraulic pump 18 is supplied to the rod side of the boom cylinder 9, hydraulic oil from the bottom side of the boom cylinder 9 is returned to the hydraulic oil tank 14, and the boom cylinder 9 is shortened. . Alternatively, for example, the hydraulic oil from the hydraulic pump 18 is supplied to the bottom side of the boom cylinder 9, the hydraulic oil from the rod side of the boom cylinder 9 is returned to the hydraulic oil tank 14, and the boom cylinder 9 is extended. ing.

本実施形態の冷却装置は、冷却ファン２０と、冷却ファン２０を駆動する油圧駆動式のファン駆動装置２１と、コントロールバルブ１９から作動油タンク１４へ作動油を戻す流路に設けられ、冷却ファン２０で誘起された冷却風によって作動油を冷却するオイルクーラ２２（冷却器）と、例えば作動油タンク１４内の作動油の温度を検出する温度センサ２３（検出器）と、温度センサ２３で検出された作動油の温度に応じて冷却ファン２０の回転数を可変制御するようにファン駆動装置２１を制御するコントローラ２４とを備えている。 The cooling device of the present embodiment is provided with a cooling fan 20, a hydraulically driven fan drive device 21 for driving the cooling fan 20, a flow path for returning the hydraulic oil from the control valve 19 to the hydraulic oil tank 14, and the cooling fan. An oil cooler 22 (cooler) that cools the hydraulic oil by the cooling air induced by 20, a temperature sensor 23 (detector) that detects the temperature of the hydraulic oil in the hydraulic oil tank 14, and a temperature sensor 23 that detects the temperature. The controller 24 controls the fan drive device 21 so as to variably control the rotation speed of the cooling fan 20 in accordance with the temperature of the operating oil.

ファン駆動装置２１は、冷却ファン２０を駆動するファンモータ（油圧モータ）２５と、エンジン１７によって駆動されるファンポンプ２６と、ファンモータ２５の給排流路に設けられ、ファンポンプ２６からファンモータ２５への作動油（圧油）の供給流量を制御するファンバルブ２７とで構成されている。ファンバルブ２７は、コントローラ２４からの制御信号によって駆動してファンモータ２５への作動油の流量を可変制御し、これによって冷却ファン２０の回転数を可変制御するようになっている。 The fan drive device 21 is provided in a fan motor (hydraulic motor) 25 that drives the cooling fan 20, a fan pump 26 that is driven by the engine 17, and a supply / discharge path of the fan motor 25. 25, and a fan valve 27 that controls the flow rate of the hydraulic oil (pressure oil) supplied to the motor 25. The fan valve 27 is driven by a control signal from the controller 24 to variably control the flow rate of hydraulic oil to the fan motor 25, thereby variably controlling the rotation speed of the cooling fan 20.

次に、本実施形態の要部であるコントローラ２４について説明する。 Next, the controller 24, which is the main part of this embodiment, will be described.

図３は、本実施形態におけるコントローラ２４の機能的構成を関連機器と共に表すブロック図である。 FIG. 3 is a block diagram showing the functional configuration of the controller 24 in this embodiment together with related devices.

本実施形態のコントローラ２４は、プログラムに基づいて演算処理や制御処理を実行する演算制御部（例えばＣＰＵ）と、プログラムや演算処理の結果を記憶する記憶部（例えばＲＯＭ、ＲＡＭ）等を有するものである。コントローラ２４は、機能的構成として、テーブル記憶部２８、補正制御部２９、ファン回転数決定部３０、及びファン制御部３１を有している。 The controller 24 of the present embodiment has an arithmetic control unit (for example, CPU) that executes arithmetic processing and control processing based on a program, a storage unit (for example, ROM, RAM) that stores the results of the program and arithmetic processing, and the like. Is. The controller 24 has a table storage unit 28, a correction control unit 29, a fan rotation speed determination unit 30, and a fan control unit 31 as a functional configuration.

テーブル記憶部２８は、作動油の温度と冷却ファン２０の目標回転数の関係が設定された初期の制御テーブル（図４参照）を記憶するとともに、補正制御部２９で補正された制御テーブル（後述の図６（ａ）又は図６（ｂ）参照）を記憶するようになっている。 The table storage unit 28 stores an initial control table (see FIG. 4) in which the relationship between the temperature of the hydraulic oil and the target rotation speed of the cooling fan 20 is set, and the control table corrected by the correction control unit 29 (described later). 6 (a) or 6 (b)) is stored.

上述した制御テーブルは、図示のように作動油の温度と冷却ファン２０の目標回転数の関係を表す特性線として表されるものであり、作動油の温度の上昇に応じて（本実施形態では比例して）冷却ファン２０の目標回転数が増加するように設定されている。言い換えれば、作動油の温度と冷却ファン２０の目標回転数が１対１の関係で設定されている。また、冷却ファン２０の目標回転数の上限値Ｎmax及び下限値Ｎminが設定されている。なお、本実施形態の初期の制御テーブルでは、作動油の温度がＴａからＴｂまで上昇するのに従い（但し、作動油の目標温度をＴｒとした場合に、Ｔａ＜Ｔｒ＜Ｔｂ）、冷却ファン２０の目標回転数が下限値Ｎminから上限値Ｎmaxまで増加するように設定されており、差分（Ｔｂ−Ｔｒ）＜差分（Ｔｒ−Ｔａ）として設定されている。但し、差分（Ｔｂ−Ｔｒ）≒差分（Ｔｒ−Ｔａ）として設定されてもよいし、差分（Ｔｂ−Ｔｒ）＞差分（Ｔｒ−Ｔａ）として設定されてもよい。 The control table described above is represented as a characteristic line representing the relationship between the temperature of the hydraulic oil and the target rotation speed of the cooling fan 20 as shown in the figure, and is increased according to the increase in the temperature of the hydraulic oil (in the present embodiment, The target rotation speed of the cooling fan 20 is set to increase (in proportion). In other words, the temperature of the hydraulic oil and the target rotation speed of the cooling fan 20 are set in a one-to-one relationship. Further, an upper limit value Nmax and a lower limit value Nmin of the target rotation speed of the cooling fan 20 are set. In the initial control table of the present embodiment, as the temperature of the hydraulic oil rises from Ta to Tb (however, when the target temperature of the hydraulic oil is Tr, Ta <Tr <Tb), the cooling fan 20 Is set so as to increase from the lower limit value Nmin to the upper limit value Nmax, and the difference (Tb-Tr) <difference (Tr-Ta) is set. However, the difference (Tb-Tr) ≈difference (Tr-Ta) may be set, or the difference (Tb-Tr)> difference (Tr-Ta) may be set.

補正制御部２９は、補正量演算部３２及びテーブル補正部３３を有している。補正量演算部３２は、むだ時間（詳細には、冷却ファン２０の回転数が変化してからそれに応じた作動油の温度の変化があらわれるまでの時間であり、本実施形態では１００秒）以上の間隔となるように予め設定された長周期（第１周期。詳細には、例えば１００秒の間隔）にて、温度センサ２３で検出された作動油の温度Ｔｉと予め設定された目標温度Ｔｒとの偏差ΔＴｉに基づいて前回の制御テーブル（詳細には、１回目の補正時は初期の制御テーブル、２回目以降の補正時は前回補正の制御テーブル）に対する補正量ΔＮｉを演算するようになっている（下記の式（１）参照）。なお、式（１）中のγは制御ゲイン（補正係数）であり、γ＞０である。 The correction control unit 29 has a correction amount calculation unit 32 and a table correction unit 33. The correction amount calculation unit 32 is a dead time (specifically, the time from the change in the rotation speed of the cooling fan 20 to the change in the temperature of the hydraulic oil corresponding thereto, which is 100 seconds in this embodiment). Of the hydraulic oil temperature Ti detected by the temperature sensor 23 and a preset target temperature Tr in a long cycle (first cycle; more specifically, for example, an interval of 100 seconds) that is set in advance. The correction amount ΔNi for the previous control table (specifically, the initial control table for the first correction, and the control table for the previous correction for the second and subsequent corrections) is calculated based on the deviation ΔTi from (See formula (1) below). Note that γ in the equation (1) is a control gain (correction coefficient), and γ> 0.

ΔＮｉ＝γ×ΔＴｉ＝γ×（Ｔｉ−Ｔｒ）・・・（１）
テーブル補正部３３は、前述した長周期にて、テーブル記憶部２８で記憶された前回の制御テーブルを読込み、補正量演算部３２で演算された補正量ΔＮｉに基づいて前回の制御テーブルを補正し、補正後の制御テーブルをテーブル記憶部２８に記憶させるようになっている。 ΔNi = γ × ΔTi = γ × (Ti-Tr) (1)
The table correction unit 33 reads the previous control table stored in the table storage unit 28 in the long cycle described above, and corrects the previous control table based on the correction amount ΔNi calculated by the correction amount calculation unit 32. The corrected control table is stored in the table storage unit 28.

また、テーブル補正部３３は、むだ時間未満の間隔となるように予め設定された短周期（第２周期。詳細には、例えば１００ミリ秒の間隔）にて、テーブル記憶部２８で記憶された最新の制御テーブル（すなわち、補正後の制御テーブル。但し、補正が行われる前は初期の制御テーブル）を読込み、ファン回転数決定部３０に出力するようになっている。ファン回転数決定部３０は、前述した短周期にて、テーブル補正部３３から入力した制御テーブルを用い、温度センサ２３で検出された作動油の温度に対応する冷却ファン２０の目標回転数を決定するようになっている。 In addition, the table correction unit 33 is stored in the table storage unit 28 in a short cycle (second cycle; more specifically, for example, an interval of 100 milliseconds) set in advance so that the interval is less than the dead time. The latest control table (that is, the corrected control table, but before correction is the initial control table) is read and output to the fan rotation speed determination unit 30. The fan rotation speed determination unit 30 determines the target rotation speed of the cooling fan 20 corresponding to the temperature of the hydraulic oil detected by the temperature sensor 23 using the control table input from the table correction unit 33 in the short cycle described above. It is supposed to do.

ファン制御部３１は、前述した短周期にて、ファン回転数決定部３０で決定された冷却ファン２０の目標回転数に対応する制御信号を生成するようになっている。詳細には、例えば、図示しない回転数センサで検出された冷却ファン２０の回転数と目標回転数との偏差に基づいて、制御信号を生成する。あるいは、冷却ファン２０の目標回転数に対応するファンモータ２５への作動油の供給流量を演算し、この供給流量を得るための制御信号を生成してもよい。そして、生成した制御信号をファン駆動装置２１のファンバルブ２７へ出力するようになっている。 The fan control unit 31 is configured to generate a control signal corresponding to the target rotation speed of the cooling fan 20 determined by the fan rotation speed determination unit 30 in the short cycle described above. Specifically, for example, the control signal is generated based on the deviation between the rotation speed of the cooling fan 20 detected by a rotation speed sensor (not shown) and the target rotation speed. Alternatively, the supply flow rate of the hydraulic oil to the fan motor 25 corresponding to the target rotation speed of the cooling fan 20 may be calculated, and a control signal for obtaining this supply flow rate may be generated. Then, the generated control signal is output to the fan valve 27 of the fan drive device 21.

図５は、本実施形態におけるコントローラ２４の処理手順を表すフローチャートである。なお、この図５において、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４は、上述した短周期で行われるものである。また、ステップＳ１０５及びＳ１０６は、ステップＳ１０２がＹＥＳとなる場合であって、長周期で行われるものである。 FIG. 5 is a flowchart showing the processing procedure of the controller 24 in this embodiment. Note that, in FIG. 5, steps S101 to S104 are performed in the short cycle described above. Further, steps S105 and S106 are performed when the step S102 is YES and are performed in a long cycle.

ステップＳ１０１では、コントローラ２４は、温度センサ２３で検出された作動油の温度を取得する。その後、ステップＳ１０２に進み、コントローラ２４の補正制御部２９は、テーブル補正周期（長周期）に達したか否かを判定する。最初は、テーブル補正周期に達していないため、ステップＳ１０２の判定がＮＯとなって、ステップＳ１０３に移る。 In step S101, the controller 24 acquires the temperature of the hydraulic oil detected by the temperature sensor 23. After that, the process proceeds to step S102, and the correction control unit 29 of the controller 24 determines whether or not the table correction cycle (long cycle) has been reached. Initially, since the table correction cycle has not been reached, the determination in step S102 is NO, and the process proceeds to step S103.

ステップＳ１０３では、補正制御部２９のテーブル補正部３３は、テーブル記憶部２８で記憶された初期の制御テーブルを読込み、ファン回転数決定部３０に出力する。ファン回転数決定部３０は、テーブル補正部３３から入力した初期の制御テーブルを用い、温度センサ２３で検出された作動油の温度に対応する冷却ファン２０の目標回転数を決定する。その後、ステップＳ１０４に進み、ファン制御部３１は、ファン回転数決定部３０で決定された冷却ファン２０の目標回転数に対応する制御信号を生成し、生成した制御信号をファン駆動装置２１のファンバルブ２７へ出力する。その後、１回目のテーブル補正周期に達するまでの間、上述したステップＳ１０１，Ｓ１０３，Ｓ１０４の手順を繰り返す。 In step S 103, the table correction unit 33 of the correction control unit 29 reads the initial control table stored in the table storage unit 28 and outputs it to the fan rotation speed determination unit 30. The fan rotation speed determination unit 30 uses the initial control table input from the table correction unit 33 to determine the target rotation speed of the cooling fan 20 corresponding to the temperature of the hydraulic oil detected by the temperature sensor 23. After that, in step S104, the fan control unit 31 generates a control signal corresponding to the target rotation speed of the cooling fan 20 determined by the fan rotation speed determination unit 30, and uses the generated control signal as the fan of the fan drive device 21. Output to the valve 27. After that, the procedure of steps S101, S103, and S104 described above is repeated until the first table correction cycle is reached.

ステップＳ１０２にて１回目のテーブル補正周期に達した場合は、その判定がＹＥＳとなって、ステップＳ１０５に移る（このとき、カウント時間はリセットされる）。ステップＳ１０５では、補正制御部２９の補正量演算部３２は、温度センサ２３で検出された作動油の温度Ｔ１と目標温度Ｔｒとの偏差ΔＴ１に基づいて初期の制御テーブルに対する補正量ΔＮ１を演算する。その後、ステップＳ１０６に進み、補正制御部２９のテーブル補正部３３は、図６（ａ）で示すように、初期の制御テーブルの特性線を補正量ΔＮ１だけシフトするように補正する。詳細には、図示のように検出温度Ｔ１＜目標温度Ｔｒであれば、冷却ファン２０の目標回転数を減少させるように、制御テーブルの特性線を補正する。また、検出温度Ｔ１＞目標温度Ｔｒであれば、冷却ファン２０の目標回転数を増加させるように、制御テーブルの特性線を補正する。但し、冷却ファン２０の目標回転数の下限値Ｎmin及び上限値Ｎmaxは固定したままである。そして、補正後の制御テーブルをテーブル記憶部２８に記憶させる。 If the first table correction cycle has been reached in step S102, the determination is yes and the process moves to step S105 (at this time, the count time is reset). In step S105, the correction amount calculation unit 32 of the correction control unit 29 calculates the correction amount ΔN1 for the initial control table based on the deviation ΔT1 between the temperature T1 of the hydraulic oil detected by the temperature sensor 23 and the target temperature Tr. . After that, the process proceeds to step S106, and the table correction unit 33 of the correction control unit 29 corrects the characteristic line of the initial control table so as to be shifted by the correction amount ΔN1, as shown in FIG. 6A. More specifically, if the detected temperature T1 <the target temperature Tr as shown in the figure, the characteristic line of the control table is corrected so as to reduce the target rotation speed of the cooling fan 20. If the detected temperature T1> the target temperature Tr, the characteristic line of the control table is corrected so as to increase the target rotation speed of the cooling fan 20. However, the lower limit value Nmin and the upper limit value Nmax of the target rotational speed of the cooling fan 20 remain fixed. Then, the corrected control table is stored in the table storage unit 28.

その後、ステップＳ１０３に進み、補正制御部２９のテーブル補正部３３は、テーブル記憶部２８で記憶された１回目の補正後の制御テーブルを読込み、ファン回転数決定部３０に出力する。ファン回転数決定部３０は、テーブル補正部３３から入力した１回目の補正後の制御テーブルを用い、温度センサ２３で検出された作動油の温度に対応する冷却ファン２０の目標回転数を決定する。その後、ステップＳ１０４に進み、ファン制御部３１は、ファン回転数決定部３０で決定された冷却ファン２０の目標回転数に対応する制御信号を生成し、生成した制御信号をファン駆動装置２１のファンバルブ２７へ出力する。その後、２回目のテーブル補正周期に達するまでの間、上述したステップＳ１０１，Ｓ１０３，Ｓ１０４の手順を繰り返す。 Then, in step S103, the table correction unit 33 of the correction control unit 29 reads the control table after the first correction stored in the table storage unit 28 and outputs it to the fan rotation speed determination unit 30. The fan rotation speed determination unit 30 determines the target rotation speed of the cooling fan 20 corresponding to the temperature of the hydraulic oil detected by the temperature sensor 23, using the control table after the first correction input from the table correction unit 33. . After that, in step S104, the fan control unit 31 generates a control signal corresponding to the target rotation speed of the cooling fan 20 determined by the fan rotation speed determination unit 30, and uses the generated control signal as the fan of the fan drive device 21. Output to the valve 27. After that, the procedure of steps S101, S103, and S104 described above is repeated until the second table correction cycle is reached.

ステップＳ１０２にて２回目のテーブル補正周期に達した場合は、その判定がＹＥＳとなって、ステップＳ１０５に移る（このとき、カウント時間はリセットされる）。ステップＳ１０５では、補正制御部２９の補正量演算部３２は、温度センサ２３で検出された作動油の温度Ｔ２と目標温度Ｔｒとの偏差ΔＴ２に基づいて１回目の補正後の制御テーブルに対する補正量ΔＮ２を演算する。その後、ステップＳ１０６に進み、補正制御部２９のテーブル補正部３３は、図６（ｂ）で示すように、１回目の補正後の制御テーブルの特性線を補正量ΔＮ２だけシフトするように補正する。そして、補正後の制御テーブルをテーブル記憶部２８に記憶させる。 If the second table correction cycle has been reached in step S102, the determination is yes and the process moves to step S105 (at this time, the count time is reset). In step S105, the correction amount calculation unit 32 of the correction control unit 29 determines the correction amount for the control table after the first correction based on the deviation ΔT2 between the temperature T2 of the hydraulic oil detected by the temperature sensor 23 and the target temperature Tr. Calculate ΔN2. After that, the process proceeds to step S106, and the table correction unit 33 of the correction control unit 29 corrects the characteristic line of the control table after the first correction so as to shift by the correction amount ΔN2, as shown in FIG. 6B. . Then, the corrected control table is stored in the table storage unit 28.

その後、ステップＳ１０３に進み、補正制御部２９のテーブル補正部３３は、テーブル記憶部２８で記憶された２回目の補正後の制御テーブルを読込み、ファン回転数決定部３０に出力する。ファン回転数決定部３０は、テーブル補正部３３から入力した２回目の補正後の制御テーブルを用い、温度センサ２３で検出された作動油の温度に対応する冷却ファン２０の目標回転数を決定する。その後、ステップＳ１０４に進み、ファン制御部３１は、ファン回転数決定部３０で決定された冷却ファン２０の目標回転数に対応する制御信号を生成し、生成した制御信号をファン駆動装置２１のファンバルブ２７へ出力する。その後、３回目のテーブル補正周期に達するまでの間、上述したステップＳ１０１，Ｓ１０３，Ｓ１０４の手順を繰り返す。 After that, the process proceeds to step S 103, the table correction unit 33 of the correction control unit 29 reads the control table after the second correction stored in the table storage unit 28, and outputs it to the fan rotation speed determination unit 30. The fan rotation speed determination unit 30 determines the target rotation speed of the cooling fan 20 corresponding to the temperature of the hydraulic oil detected by the temperature sensor 23, using the control table after the second correction input from the table correction unit 33. . After that, in step S104, the fan control unit 31 generates a control signal corresponding to the target rotation speed of the cooling fan 20 determined by the fan rotation speed determination unit 30, and uses the generated control signal as the fan of the fan drive device 21. Output to the valve 27. After that, the procedure of steps S101, S103, and S104 described above is repeated until the third table correction cycle is reached.

以上のように本実施形態においては、むだ時間未満の間隔となるように予め設定された短周期にて、制御テーブルを用い、作動油の検出温度に応じた冷却ファンの目標回転数を決定する。これにより、短周期にてフィードバック制御を行う場合と異なり、むだ時間の長さの影響を受けずに、作動油の温度制御の安定性を図ることができる。また、むだ時間以上の間隔となるように予め設定された長周期にて、作動油の検出温度と目標温度との偏差に基づいて、前述した制御テーブルを補正する。これにより、例えば油圧ショベルの作業負荷や大気温度などの制御条件が変動しても、作動油の温度を目標温度に近づけることができる。そして、例えば油圧ショベルの作業負荷が低減する場合や大気温度が低下する場合に、冷却ファン２０の回転数を下げて、動力の低減を図ることができる。 As described above, in the present embodiment, the target rotation speed of the cooling fan corresponding to the detected temperature of the hydraulic oil is determined by using the control table in a short cycle preset so that the interval is less than the dead time. . Thereby, unlike the case where the feedback control is performed in a short cycle, the stability of the temperature control of the hydraulic oil can be achieved without being affected by the length of the dead time. In addition, the control table described above is corrected based on the deviation between the detected temperature of the hydraulic oil and the target temperature in a long cycle set in advance so as to be an interval of the dead time or more. As a result, even if control conditions such as the work load of the hydraulic excavator and the atmospheric temperature change, the temperature of the hydraulic oil can be brought close to the target temperature. Then, for example, when the work load of the hydraulic excavator is reduced or when the atmospheric temperature is reduced, the rotational speed of the cooling fan 20 can be reduced to reduce the power.

なお、上記一実施形態においては、ファンポンプ２６からファンモータ２５への作動油の供給流量を可変制御する流量制御装置として、ファンバルブ２７を備えた場合を例にとって説明したが、これに限られず、例えば、ファンポンプ２６の容量を可変制御するレギュレータを備えてもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。 In the above-described embodiment, the case where the fan valve 27 is provided as a flow rate control device that variably controls the supply flow rate of the hydraulic oil from the fan pump 26 to the fan motor 25 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, a regulator that variably controls the capacity of the fan pump 26 may be provided. Also in this case, the same effect as described above can be obtained.

また、上記一実施形態においては、油圧駆動式のファン駆動装置２１を備えた場合を例にとって説明したが、これに限られず、電動式のファン駆動装置を備えてもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。 Further, in the above-described embodiment, the case where the hydraulically driven fan driving device 21 is provided has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and an electrically driven fan driving device may be provided. Also in this case, the same effect as described above can be obtained.

なお、以上においては、本発明の適用対象の冷却装置として、作動油を冷却する冷却装置を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で変形が可能である。エンジン１７の冷却水を冷却する冷却装置に適用してもよい。すなわち、冷却装置は、冷却ファンで誘起された冷却風によってエンジン１７の冷却水を冷却するラジエータ（冷却器）と、エンジン１７の冷却水の温度を検出する温度センサ（検出器）と、温度センサで検出された冷却水の温度に応じて冷却ファンの回転数を可変制御するようにファン駆動装置を制御するコントローラとを備えてもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。 In the above, as the cooling device to which the present invention is applied, the cooling device for cooling the hydraulic oil has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and modifications may be made without departing from the spirit and technical idea of the present invention. It is possible. You may apply to the cooling device which cools the cooling water of the engine 17. That is, the cooling device includes a radiator (cooler) that cools the cooling water of the engine 17 by the cooling air induced by the cooling fan, a temperature sensor (detector) that detects the temperature of the cooling water of the engine 17, and a temperature sensor. A controller for controlling the fan drive device so as to variably control the rotation speed of the cooling fan in accordance with the temperature of the cooling water detected in (3). Also in this case, the same effect as described above can be obtained.

また、本発明の適用対象の建設機械として、ホイール式油圧ショベルを例にとって説明したが、これに限られず、クローラ式油圧ショベルやローダ等の他の建設機械に適用してもよい。 Further, although the wheel type hydraulic excavator has been described as an example of the construction machine to which the present invention is applied, the present invention is not limited to this, and may be applied to other construction machines such as a crawler type hydraulic excavator and a loader.

２０冷却ファン
２１ファン駆動装置
２２オイルクーラ（冷却器）
２３温度センサ（検出器）
２４コントローラ
２８テーブル記憶部
２９補正制御部
３０ファン回転数決定部
３１ファン制御部 20 Cooling fan 21 Fan drive device 22 Oil cooler (cooler)
23 Temperature sensor (detector)
24 controller 28 table storage unit 29 correction control unit 30 fan rotation speed determination unit 31 fan control unit

Claims

A cooling fan, a hydraulic drive type or an electric type fan drive device that drives the cooling fan, a cooler that cools a cooled fluid by cooling air induced by the cooling fan, and a temperature of the cooled fluid is detected. A cooling device for a construction machine, comprising: a detector for controlling the fan drive device so as to variably control the rotation speed of the cooling fan in accordance with the temperature of the fluid to be cooled detected by the detector. ,
The controller is
The relationship between the temperature of the fluid to be cooled and the target rotation speed of the cooling fan, and stores a control table set so that the target rotation speed of the cooling fan increases in accordance with a rise in the temperature of the cooling fluid. A table storage section for
Detected by the detector in the first cycle preset so as to have an interval of a dead time or more from the change of the rotation speed of the cooling fan to the change of the temperature of the cooled fluid corresponding to the change. A correction control unit that corrects the control table based on a deviation between the temperature of the cooled fluid and a preset target temperature;
The cooling according to the temperature of the fluid to be cooled detected by the detector is performed by using the control table corrected by the correction control unit in the second cycle set in advance so that the interval is less than the dead time. A fan rotation speed determination unit that determines a target rotation speed of the fan,
A fan control unit that generates and outputs a control signal to the fan drive device based on the target rotation speed of the cooling fan determined by the fan rotation speed determination unit in the second cycle. Cooling equipment for construction machinery.

The cooling device for a construction machine according to claim 1,
The correction control unit calculates a correction amount of the target rotation speed of the cooling fan based on a deviation between the temperature of the fluid to be cooled detected by the detector and the target temperature in the first cycle, A cooling device for a construction machine, wherein a characteristic line representing a relationship between a temperature of the fluid to be cooled and a target rotation speed of the cooling fan is shifted by the correction amount as a control table.