JP2008267343A - Cooling fan drive control device and construction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷却ファンの駆動を制御する冷却ファン駆動制御装置およびこの冷却ファン駆動制御装置を備えた建設機械に関する。 The present invention relates to a cooling fan drive control device that controls driving of a cooling fan, and a construction machine including the cooling fan drive control device.
従来、建設機械においては、ダンプトラックのボディなどの作業機を動作させる油圧シリンダの他に、ラジエータやオイルクーラの冷却ファンを油圧駆動することが一般的である。このような建設機械は、作業機駆動用の油圧回路と冷却ファン駆動用の油圧回路とを有していることが多く、各油圧回路間で作動油タンクを共用している。また、建設機械では、作業機の油圧シリンダの駆動に必要とされる作動油量が多いため、作業機を動作させた際に比較的多量の作動油が作動油タンクから吸い上げられ、これにより作動油タンク内の圧力が低下することがある。従って、冷却ファン駆動用の油圧回路と作業機駆動用の油圧回路とで作動油タンクを共用している場合には、作動油タンク内の圧力低下の影響が冷却ファン駆動用の油圧回路にも及ぶことになる。 2. Description of the Related Art Conventionally, in construction machines, it is common to hydraulically drive a radiator or an oil cooler cooling fan in addition to a hydraulic cylinder that operates a work machine such as a dump truck body. Such construction machines often have a hydraulic circuit for driving a work machine and a hydraulic circuit for driving a cooling fan, and a hydraulic oil tank is shared between the hydraulic circuits. In addition, since a large amount of hydraulic oil is required to drive a hydraulic cylinder of a work machine in a construction machine, a relatively large amount of hydraulic oil is sucked up from the hydraulic oil tank when the work machine is operated, and this is activated. The pressure in the oil tank may drop. Therefore, when the hydraulic oil tank is shared by the hydraulic circuit for driving the cooling fan and the hydraulic circuit for driving the work machine, the influence of the pressure drop in the hydraulic oil tank is also applied to the hydraulic circuit for driving the cooling fan. It will reach.
ところで、ラジエータやオイルクーラは、冷却効率を高めるために一部が外部に露出した状態で搭載されており、外部のごみ等が付着することが多い。ごみ等が付着すると、ラジエータおよびオイルクーラに外気が当たりづらくなり、冷却効率が低下してしまう。このため、冷却ファンの回転を逆転方向に切り換え可能とし、冷却ファンを高回転数で逆転方向に回転させて、ラジエータやオイルクーラに付着したごみ等を吹き飛ばすようにした構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。 By the way, a radiator and an oil cooler are mounted in a state where a part of the radiator and the oil cooler are exposed to the outside in order to increase cooling efficiency, and external dust or the like often adheres. If dust or the like adheres, it becomes difficult for outside air to hit the radiator and the oil cooler, resulting in a decrease in cooling efficiency. For this reason, a configuration is known in which the rotation of the cooling fan can be switched in the reverse direction, and the cooling fan is rotated in the reverse direction at a high rotation speed so as to blow off dust and the like adhering to the radiator and the oil cooler ( For example, see Patent Document 1).
しかしながら、冷却ファンの逆転時には、冷却ファンを駆動する油圧モータを高回転で回転させることが多く、作業機の動作中に冷却ファンを逆転させると、作業機駆動用の油圧アクチュエータと作動油タンクを共用する油圧ポンプを作動油タンク内の圧力が低下した状態で高回転駆動することになり、油圧ポンプの吸込口でキャビテーションが発生してしまう。そして、このキャビテーションにより油圧ポンプが損傷したり、油圧ポンプのポンプ性能が低下したりするおそれがある。また、このようなキャビテーションの発生が、油圧ポンプに振動や騒音を発生させたり、油圧ポンプの耐久性を低下させたりするという問題もある。 However, during reverse rotation of the cooling fan, the hydraulic motor that drives the cooling fan is often rotated at a high speed, and if the cooling fan is reversed during operation of the work implement, the hydraulic actuator for driving the work implement and the hydraulic oil tank are installed. The shared hydraulic pump is driven at a high speed with the pressure in the hydraulic oil tank lowered, and cavitation occurs at the suction port of the hydraulic pump. The cavitation may damage the hydraulic pump or reduce the pump performance of the hydraulic pump. In addition, the occurrence of such cavitation also causes problems such as generating vibration and noise in the hydraulic pump and reducing the durability of the hydraulic pump.
本発明の目的は、冷却ファンの回転方向の切り換えに伴うキャビテーションの発生を防止し、作業機駆動用の油圧アクチュエータと作動油タンクを共用する油圧ポンプの損傷、性能低下、振動および騒音の発生を防止でき、油圧ポンプの耐久性が向上できる冷却ファン駆動制御装置および建設機械を提供することにある。 The object of the present invention is to prevent the occurrence of cavitation associated with the switching of the rotation direction of the cooling fan, and to prevent damage to the hydraulic pump sharing the hydraulic actuator for operating the work implement and the hydraulic oil tank, performance degradation, vibration and noise generation. It is an object of the present invention to provide a cooling fan drive control device and a construction machine that can prevent this and improve the durability of a hydraulic pump.
第１発明に係る冷却ファン駆動制御装置は、冷却ファンの駆動を制御する冷却ファン駆動制御装置であって、作動油タンクを作業機駆動用の油圧アクチュエータと共用し圧油を供給する油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの圧油により前記冷却ファンを駆動する油圧モータと、前記油圧モータの回転方向を逆転させる油圧モータ逆転手段と、前記油圧モータ逆転手段を用いて前記冷却ファンの逆転制御を行うファン逆転制御手段と、前記油圧アクチュエータの動作に伴って前記作動油タンク内の圧力が低下する状況にあるか否かを判定するタンク内圧低下状況判定手段と、前記タンク内圧低下状況判定手段にて前記作動油タンク内の圧力が低下する状況にあると判定されたときに、前記冷却ファンの逆転を要求する入力の受付を禁止する要求受付禁止手段とを備えていることを特徴とする。 A cooling fan drive control device according to a first aspect of the present invention is a cooling fan drive control device that controls driving of a cooling fan, a hydraulic pump that supplies hydraulic oil by sharing a hydraulic oil tank with a hydraulic actuator for driving a work implement, , A hydraulic motor that drives the cooling fan by pressure oil from the hydraulic pump, a hydraulic motor reverse rotation means that reverses the rotation direction of the hydraulic motor, and a reverse rotation control of the cooling fan using the hydraulic motor reverse rotation means A fan reverse rotation control means, a tank internal pressure reduction state determination means for determining whether or not the pressure in the hydraulic oil tank is reduced as the hydraulic actuator is operated, and a tank internal pressure reduction state determination means. A request for prohibiting acceptance of an input for requesting reverse rotation of the cooling fan when it is determined that the pressure in the hydraulic oil tank is reduced. Characterized in that it includes a biasing inhibiting means.
第２発明に係る冷却ファン駆動制御装置は、冷却ファンの駆動を制御する冷却ファン駆動制御装置であって、作動油タンクを作業機駆動用の油圧アクチュエータと共用し圧油を供給する油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの圧油により前記冷却ファンを駆動する油圧モータと、前記油圧モータの回転方向を逆転させる油圧モータ逆転手段と、前記油圧モータ逆転手段を用いて前記冷却ファンの逆転制御を行うファン逆転制御手段と、前記ファン逆転制御手段により制御される前記冷却ファンが逆転状態にあるか否かを判定するファン逆転状態判定手段と、前記ファン逆転状態判定手段にて前記冷却ファンの回転が逆転状態にあると判定されたときに、前記作業機の駆動を要求する入力の受付を禁止する要求受付禁止手段とを備えていることを特徴とする。 A cooling fan drive control device according to a second aspect of the present invention is a cooling fan drive control device that controls driving of a cooling fan, and a hydraulic pump that supplies hydraulic oil by sharing a hydraulic oil tank with a hydraulic actuator for driving a work implement; , A hydraulic motor that drives the cooling fan by pressure oil from the hydraulic pump, a hydraulic motor reverse rotation means that reverses the rotation direction of the hydraulic motor, and a reverse rotation control of the cooling fan using the hydraulic motor reverse rotation means The fan reverse rotation control means, the fan reverse rotation state determination means for determining whether or not the cooling fan controlled by the fan reverse rotation control means is in the reverse rotation state, and the cooling fan rotation by the fan reverse rotation state determination means. Request acceptance prohibiting means for prohibiting acceptance of an input for requesting driving of the work machine when it is determined that the vehicle is in a reverse rotation state. And butterflies.
第３発明に係る冷却ファン駆動制御装置は、第１発明において、前記タンク内圧低下状況判定手段は、前記油圧アクチュエータの動作状況または前記油圧アクチュエータにより駆動される前記作業機の動作状況に基づいて、前記作動油タンク内の圧力が低下する状況にあるか否かを判定することを特徴とする。 In the cooling fan drive control device according to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the tank internal pressure lowering state determining means is based on an operating state of the hydraulic actuator or an operating state of the work implement driven by the hydraulic actuator. It is determined whether or not the pressure in the hydraulic oil tank is in a state of decreasing.
第４発明に係る冷却ファン駆動制御装置は、第２発明において、前記要求受付禁止手段は、前記ファン逆転状態判定手段にて前記冷却ファンの回転が逆転状態にあると判定されたときに、当該冷却ファン駆動制御装置が搭載された走行車両の変速機に対する操作入力の受付を禁止することを特徴とする。 The cooling fan drive control device according to a fourth aspect of the present invention is the cooling fan drive control device according to the second aspect, wherein the request acceptance prohibiting means is in the state when the fan reverse rotation state determination means determines that the rotation of the cooling fan is in the reverse rotation state. The operation input to the transmission of the traveling vehicle on which the cooling fan drive control device is mounted is prohibited.
第５発明に係る冷却ファン駆動制御装置は、第１発明または第３発明に記載の冷却ファン駆動制御装置において、前記ファン逆転制御手段により制御される前記冷却ファンが逆転状態にあるか否かを判定するファン逆転状態判定手段を備え、前記要求受付禁止手段は、前記ファン逆転状態判定手段にて前記冷却ファンの回転が逆転状態にあると判定されたときに、当該冷却ファン駆動制御装置が搭載された走行車両の変速機に対する操作入力の受付を禁止することを特徴とする。 A cooling fan drive control device according to a fifth invention is the cooling fan drive control device according to the first or third invention, wherein whether or not the cooling fan controlled by the fan reverse rotation control means is in a reverse rotation state. A fan reverse rotation state determination unit for determining, and the request reception prohibition unit is mounted on the cooling fan drive control device when the fan reverse rotation state determination unit determines that the rotation of the cooling fan is in the reverse rotation state. The operation input to the transmission of the traveling vehicle is prohibited.
第６発明に係る冷却ファン駆動制御装置は、第１発明から第５発明の何れかにおいて、エンジン回転数に基づいて、エンジンが起動された状態にあるか否かを判定するエンジン起動状態判定手段を備え、前記要求受付禁止手段は、前記エンジン起動状態判定手段にて前記エンジンが起動された状態にあると判定されたときに、前記冷却ファンの逆転を要求する入力の受付を禁止することを特徴とする。 A cooling fan drive control device according to a sixth aspect of the present invention is the engine start state determination means for determining whether or not the engine is started based on the engine speed in any one of the first to fifth aspects. The request acceptance prohibiting means prohibits acceptance of an input requesting reverse rotation of the cooling fan when the engine start state determining means determines that the engine is in a started state. Features.
第７発明に係る建設機械は、作動油タンクと、作業機駆動用の油圧アクチュエータと、第１発明から第６発明の何れかの冷却ファン駆動制御装置とを備えていることを特徴とする。 A construction machine according to a seventh aspect includes a hydraulic oil tank, a hydraulic actuator for driving a work machine, and the cooling fan drive control device according to any one of the first to sixth aspects.
本発明の冷却ファン駆動制御装置によれば、油圧アクチュエータの動作に伴って作動油タンク内の圧力が低下する状況にあるか否かを判定し、作動油タンク内の圧力が低下する状況にあると判定されたときに、冷却ファンの逆転を要求する入力の受付を禁止するため、油圧アクチュエータの動作中の冷却ファンの逆転を禁止することができ、油圧ポンプの高回転駆動に伴うキャビテーションの発生を防止できる。
また、本発明の冷却ファン駆動制御装置によれば、冷却ファンが逆転状態にあるか否かを判定し、冷却ファンの回転が逆転状態にあると判定されたときに、作業機の駆動を要求する入力の受付を禁止するため、冷却ファンの逆転中の油圧アクチュエータの駆動を禁止することができ、キャビテーションの発生につながる作動油タンク内の圧力の低下を防止できる。
従って、冷却ファンの逆転時におけるキャビテーションの発生を防ぐことができるので、作動油タンクを油圧アクチュエータと共用する油圧ポンプの損傷や性能低下を防止できる。また、油圧ポンプにおける振動や騒音の発生を防ぐことができ、油圧ポンプの耐久性が低下するのを防止できる。
さらに、本発明によれば、上述した効果を奏し得る建設機械を容易に得ることができる。
According to the cooling fan drive control device of the present invention, it is determined whether or not the pressure in the hydraulic oil tank is reduced with the operation of the hydraulic actuator, and the pressure in the hydraulic oil tank is reduced. Therefore, it is possible to prohibit the reverse rotation of the cooling fan during the operation of the hydraulic actuator, and the occurrence of cavitation due to the high rotation drive of the hydraulic pump. Can be prevented.
Further, according to the cooling fan drive control device of the present invention, it is determined whether or not the cooling fan is in the reverse rotation state, and when it is determined that the rotation of the cooling fan is in the reverse rotation state, driving of the work machine is requested. Since the reception of the input to be prohibited is prohibited, the driving of the hydraulic actuator during the reverse rotation of the cooling fan can be prohibited, and the pressure drop in the hydraulic oil tank leading to the occurrence of cavitation can be prevented.
Therefore, the occurrence of cavitation during the reverse rotation of the cooling fan can be prevented, so that the hydraulic pump sharing the hydraulic oil tank with the hydraulic actuator can be prevented from being damaged and the performance can be lowered. In addition, it is possible to prevent vibration and noise from being generated in the hydraulic pump, and it is possible to prevent the durability of the hydraulic pump from being lowered.
Furthermore, according to this invention, the construction machine which can show | play the effect mentioned above can be obtained easily.
以下に本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
〔１〕ダンプトラック１の全体構成
本発明の第１実施形態に係るダンプトラック（建設機械、走行車両）１を模式的に示す図１において、ダンプトラック１は、図示しない走行手段によって自走可能に構成され、作動油タンク２、作業機３、ファン駆動部４、およびコントローラ５を備えている。
作動油タンク２は、作業機３およびファン駆動部４に供給する作動油を収容しており、作業機３の油圧回路とファン駆動部４の油圧回路とが、この作動油タンク２を共用する回路構成となっている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[1] Overall Configuration of
The hydraulic oil tank 2 contains hydraulic oil to be supplied to the work machine 3 and the
作業機３は、土砂の荷降ろし等の作業用に構成され、ボディ３１およびホイストシリンダ（油圧アクチュエータ）３２を備えている。この作業機３は、ホイストバルブ３３を介して供給される作業機用ポンプ３４からの作動油で駆動される。
ボディ３１は、土砂等を積み込むための荷台であり、ダンプトラック１の図示しない車体フレームに対して起伏自在に支承されている。ボディ３１および車体フレーム間はホイストシリンダ３２で連結され、ホイストシリンダ３２の両端部分がボディ３１および車体フレームにそれぞれ回動自在に支持されている。ホイストシリンダ３２は、作動油タンク２から作業機３への作動油の供給および作動油タンク２への作動油の戻しを行うための油圧回路上に設けられており、この油圧回路上に設けられたホイストバルブ３３および作業機用ポンプ３４の駆動により、ホイストシリンダ３２が伸縮駆動される。ホイストシリンダ３２の伸縮に伴って、ボディ３１は車体フレームに対して起伏動作し、支承軸Ｐ部分に設けられたポテンショメータ等の角度検出器３５が、支承軸Ｐ回りのボディ３１の回転角度の検出を行う。
The work machine 3 is configured for work such as unloading earth and sand, and includes a
The
ファン駆動部４は、ラジエータやオイルクーラを冷却するための冷却ファン４１を駆動する部分であり、油圧式のファンポンプ（油圧ポンプ）４２、油圧駆動式のファンモータ（油圧モータ）４３、およびファン逆転制御弁（油圧モータ逆転手段）４４を備えている。
ファンポンプ４２は、図示しないエンジンを動力源として駆動される可変容量式のピストンポンプであり、吸込口４２１から作動油を吸い込んでファンモータ４３に圧油を供給する。このファンポンプ４２は、ポンプ容量を変化させる斜板等の容量可変部４２２と、容量可変部４２２を駆動する電磁弁等のレギュレータ部４２３とを備え、コントローラ５からの制御指令によりレギュレータ部４２３が容量可変部４２２を駆動し、容量可変部４２２がポンプ容量を変えることでファンポンプ４２の吐出量が変化する。
The
The
ファンモータ４３は、正逆両方向に回転可能なピストンモータでドレンポートを有しており、ドレン管路４３１を介して作動油タンク２に接続されている。また、ファンモータ４３は、冷却ファン４１の駆動用の油圧回路上で作動油タンク２およびファンポンプ４２に接続され、ファンポンプ４２の吐出量に応じてファンモータ４３の回転数が変化する。ファンモータ４３の出力軸には冷却ファン４１が設けられ、ファンモータ４３の駆動により冷却ファン４１が回転駆動される。
The
ファン逆転制御弁４４は、ファンモータ４３の吸込側と排出側とをバイパスする位置に設けられ、ファン逆転ソレノイド４４１および方向切換弁４４２を備えている。ファン逆転制御弁４４において、ファン逆転ソレノイド４４１がコントローラ５からの制御指令に従って駆動すると、方向切換弁４４２の弁位置が切り換わり、ファンモータ４３の回転方向が切り換わる。
The fan reverse control valve 44 is provided at a position that bypasses the suction side and the discharge side of the
コントローラ５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を備え、冷却ファン４１の駆動制御を行う制御手段として構成されている。コントローラ５の入力側には、角度検出器３５、エンジンコントローラ６、エンジン冷却水や作動油の温度を検出する温度センサ７、ファン逆転スイッチ８、ボディ操作レバー９、およびシフトレバー１０が電気的に接続され、コントローラ５の出力側には、ファン逆転ソレノイド４４１、ファンポンプ４２のレギュレータ部４２３、警告ランプ１１、および警告ブザー１２が電気的に接続されている。そして、コントローラ５は、ボディ３１の回転角度信号、温度センサ７からの温度信号、およびファン逆転スイッチ８の操作入力信号に基づいて、ファンポンプ４２、ファン逆転ソレノイド４４１、警告ランプ１１、および警告ブザー１２に対する制御指令の生成および出力を行う。本実施形態の冷却ファン駆動制御装置１００は、このコントローラ５、ファンポンプ４２、ファンモータ４３、およびファン逆転制御弁４４を備えて構成される。
The
以上のような構成のダンプトラック１において、ホイストシリンダ３２を伸長させた場合には、ホイストシリンダ３２に作動油タンク２から多量の作動油が供給されることになり、作動油タンク２内の圧力が低下することがある。また、ホイストシリンダ３２は、作動油タンク２をファンポンプ４２と共用している。
ここで、冷却ファン４１は、ラジエータやオイルクーラに付着したごみ等を取り除くために、逆転時には正転時よりも高い回転数で回転されることが多い。従って、作動油タンク２内の圧力が低下している場合、つまり、ホイストシリンダ３２を伸長してボディ３１を動作させている場合に冷却ファン４１を逆転駆動すると、ファンポンプ４２の吸込口４２１でキャビテーションが発生することがある。このような場合でも、冷却ファン駆動制御装置１００において、コントローラ５が冷却ファン４１の逆転制御を禁止することで、キャビテーションの発生を抑制することができる。
In the
Here, the cooling
〔２〕冷却ファン駆動制御装置１００におけるコントローラ５の制御構造
次に、図２を参照して、冷却ファン駆動制御装置１００におけるコントローラ５の制御構造について説明する。
コントローラ５は、図２に示すように、記憶手段５１、エンジン起動状態判定手段５２、操作状態判定手段５３、タンク内圧低下状況判定手段５４、ファン逆転状態判定手段５５、ファン駆動制御手段５６、要求受付禁止手段５７、作業機制御手段５８、および変速機制御手段５９を備えている。
記憶手段５１は、冷却ファン４１の逆転制御時の目標回転数の値と、ファンポンプ４２に対する制御指令マップとを記憶している。この制御指令マップは、冷却ファン４１の目標回転数とファンポンプ４２への制御指令とを関連付けるマップであり、ファンポンプ４２への制御指令が冷却ファン４１の目標回転数ごとに記憶されている。
[2] Control Structure of
As shown in FIG. 2, the
The storage means 51 stores a value of the target rotational speed at the time of reverse rotation control of the cooling
エンジン起動状態判定手段５２は、エンジンコントローラ６から取得したエンジン回転数に基づいて、エンジンが起動された状態にあるか否かを判定する。具体的に、エンジン起動状態判定手段５２は、エンジン回転数が所定回転数未満であるか否かを判定する。
ここで、判定に用いられる所定回転数は、エンジンのアイドリング回転数よりも低い値であり、例えば５００ｒｐｍが用いられる。
操作状態判定手段５３は、ファン逆転スイッチ８からの操作入力信号に基づいて、ファン逆転スイッチ８がオンの状態にあるか否かを判定する。
Based on the engine speed acquired from the
Here, the predetermined rotation speed used for the determination is a value lower than the idling rotation speed of the engine, and for example, 500 rpm is used.
Based on an operation input signal from the fan
タンク内圧低下状況判定手段５４は、作動油タンク２内の圧力が低下する状況にあるか否かを判定する。本実施形態において、タンク内圧低下状況判定手段５４は、角度検出器３５で検出されるボディ３１の回転角度に基づいて、作業機３におけるボディ３１の動作状況、より具体的にはボディ３１が着座位置にあるか否かについて判定を行うことで、作動油タンク２内の圧力が低下する状況にあるか否かを判定する。
The tank internal pressure reduction state determination means 54 determines whether or not the pressure in the hydraulic oil tank 2 is in a state of decreasing. In the present embodiment, the tank internal pressure reduction state determination means 54 is based on the rotation angle of the
ファン逆転状態判定手段５５は、ファン逆転ソレノイド４４１の通電状態に基づいて、冷却ファン４１の回転が逆転状態にあるか否かを判定する。具体的に、ファン逆転状態判定手段５５は、ファン逆転ソレノイド４４１の通電がある場合には冷却ファン４１の回転が逆転状態にあると判定し、通電がない場合には冷却ファン４１の回転が正転状態にあると判定する。
The fan reverse rotation state determination means 55 determines whether the rotation of the cooling
ファン駆動制御手段５６は、冷却ファン４１、警告ランプ１１、および警告ブザー１２の駆動制御を実施する手段であり、ファン正転制御部５６１、ファン逆転制御部５６２、および制御指令生成部５６３を備えている。
The fan drive control means 56 is means for performing drive control of the cooling
ファン正転制御部５６１は、タンク内圧低下状況判定手段５４の判定結果に応じて、冷却ファン４１の正転制御を実施する。具体的に、ファン正転制御部５６１は、エンジン冷却水の水温や作動油の油温等に基づいて冷却ファン４１の目標回転数を設定し、制御指令生成部５６３に対して、ファンモータ４３を目標回転数で正転駆動させる制御指令の生成を要求する。また、ファン正転制御部５６１は、制御指令生成部５６３に対して、ファン逆転ソレノイド４４１、警告ランプ１１、および警告ブザー１２の駆動を停止させる制御指令の生成を要求する。
The fan forward
ファン逆転制御部５６２は、タンク内圧低下状況判定手段５４の判定結果に応じて、冷却ファン４１の逆転制御を実施する。すなわち、ファン逆転制御部５６２は、制御指令生成部５６３に対して、記憶手段５１に記憶されている目標回転数でファンモータ４３を逆転駆動させる制御指令の生成を要求するとともに、ファン逆転ソレノイド４４１の作動、警告ランプ１１の点滅、および警告ブザー１２の作動を行う制御指令の生成を要求する。
The fan reverse
制御指令生成部５６３は、ファン正転制御部５６１やファン逆転制御部５６２からの要求に応じて、ファンポンプ４２に対する制御指令の生成および出力を行う。すなわち、制御指令生成部５６３は、記憶手段５１に記憶されている制御マップを用いて、設定された目標回転数に対応する制御指令を生成し、ファンポンプ４２へ出力する。また、制御指令生成部５６３は、ファン逆転ソレノイド４４１、警告ランプ１１、および警告ブザー１２に対する制御指令の生成および出力を行う。
このようなファン駆動制御手段５６において、ファンモータ４３の正転制御を行うファン正転制御手段５６Ａがファン正転制御部５６１および制御指令生成部５６３により構成され、ファンモータ４３の逆転制御を行うファン逆転制御手段５６Ｂがファン逆転制御部５６２および制御指令生成部５６３により構成される。
The control command generation unit 563 generates and outputs a control command for the
In such a fan drive control means 56, a fan normal rotation control means 56 A that performs forward rotation control of the
要求受付禁止手段５７は、冷却ファン４１の逆転を要求する入力の受付を禁止する。すなわち、要求受付禁止手段５７は、ボディ３１が着座していない場合やエンジンが起動されている場合には、ファン逆転スイッチ８の操作を受け付けないようファン駆動制御手段５６に対して要求する。
また、要求受付禁止手段５７は、ボディ操作レバー９およびシフトレバー１０からの要求の受付を禁止する。つまり、要求受付禁止手段５７は、エンジンが起動中でファンが逆転制御中の場合には、各レバー９，１０からの操作入力を受け付けないようにし、作業機制御手段５８および変速機制御手段５９に対して、各レバー９，１０からの操作入力を受け付けないように要求する。
The request
The request
作業機制御手段５８は、ボディ操作レバー９からの操作入力信号に基づき、作業機３の制御を行う。すなわち、作業機制御手段５８は、ボディ操作レバー９の入力状態に応じて、ホイストバルブ３３に対する制御指令の生成および出力を行う。
変速機制御手段５９は、シフトレバー１０からの操作入力信号に基づき、変速機８０の制御を行う。具体的に、変速機制御手段５９は、シフトレバー１０の入力状態に応じて、変速機８０のギヤを前進、後進、ニュートラル等の位置にしたり、変速動作を行ったりするための制御指令を生成し、変速機８０に出力する。
The work implement control means 58 controls the work implement 3 based on the operation input signal from the
The transmission control means 59 controls the
〔３〕冷却ファン駆動制御装置１００におけるコントローラ５の作用
次に、図３に示されるフローチャートに基づき、冷却ファン駆動制御装置１００におけるコントローラ５の作用について説明する。
先ず、コントローラ５は、角度検出器３５や温度センサ７等の各種センサの測定値、エンジンコントローラ６におけるエンジン回転数信号、およびファン逆転スイッチ８等の操作入力信号を読み込む。
すると、エンジン起動状態判定手段５２は、エンジン回転数が所定回転数未満か否かを判定する（ステップＳ１）。
[3] Operation of
First, the
Then, the engine activation
エンジン起動状態判定手段５２にてエンジン回転数が所定値未満であると判定された場合に、操作状態判定手段５３は、ファン逆転スイッチ８からの操作入力信号に基づき、ファン逆転スイッチ８がオンの状態にあるか否かを判定する（ステップＳ２）。そして、ファン逆転スイッチ８がオフの状態にあると判定された場合に、ファン駆動制御手段５６は冷却ファン４１の正転制御を実施する（ステップＳ３）。一方、ファン逆転スイッチ８がオンの状態にあると判定された場合には、タンク内圧低下状況判定手段５４は、ボディ３１の回転角度に基づいて、ボディ３１が着座しているか否かを判定する（ステップＳ４）。
When the engine start
ステップＳ４において、ボディ３１が着座していると判定された場合に、コントローラ５は冷却ファン４１の逆転制御を実施する（ステップＳ５）。すなわち、ファン駆動制御手段５６は、制御指令を出力してファン逆転ソレノイド４４１に通電し、警告ランプ１１を点滅させる。また、ファン駆動制御手段５６は、制御指令を出力して警告ブザー１２を鳴動させる。
When it is determined in step S4 that the
ここで、ボディ３１はホイストシリンダ３２により駆動されるため、ボディ３１の動作はホイストシリンダ３２の伸長とリンクする。また、作動油タンク２内の圧力低下は、ホイストシリンダ３２の伸長によってもたらされる。つまり、作動油タンク２内の圧力が低下する状況にあるか否かは、ホイストシリンダ３２により駆動されるボディ３１の動作状況から判定できる。これによれば、比較的取得が困難な作動油タンク２内の圧力値を得ることなく、作動油タンク２内の圧力が低下する状況にあることを認識できるため、冷却ファン４１の逆転に伴うキャビテーションの発生を防ぐことができる。従って、簡易な構成により、ファンポンプ４２の損傷や性能低下を防止でき、ファンポンプ４２における振動および騒音の発生を防ぐことができる。
Here, since the
ステップＳ４でボディ３１が着座していないと判定された場合に、要求受付禁止手段５７は、ファン逆転スイッチ８の操作入力信号の受付を禁止し、ファン駆動制御手段５６に冷却ファン４１の正転制御を実施させる（ステップＳ３）。すなわち、ファン駆動制御手段５６は、ファン逆転ソレノイド４４１の通電を解除するとともに、警告ランプ１１を消灯させる。また、ファン駆動制御手段５６は、警告ブザー１２の鳴動を停止させる。
If it is determined in step S4 that the
一方、ステップＳ１でエンジン回転数が所定回転数以上と判定された場合に、ファン逆転状態判定手段５５は、ファン逆転ソレノイド４４１の通電状態から、ファン逆転ソレノイド４４１がオンの状態か否かを判定する（ステップＳ６）。
ステップＳ６で、ファン逆転ソレノイド４４１がオンの状態にあると判定された場合に、ファン駆動制御手段５６は、冷却ファン４１の逆転制御が実施されていると認識し、逆転制御を継続する（ステップＳ７）。
On the other hand, when it is determined in step S1 that the engine speed is equal to or higher than the predetermined speed, the fan reverse rotation
If it is determined in step S6 that the
このように、ステップＳ１でエンジン回転数が所定回転数以上、すなわちエンジンが起動された状態にあると判定されたときには、冷却ファン４１の回転方向は、ファン逆転ソレノイド４４１の通電状態に依存し、コントローラ５は、冷却ファン４１の逆転を要求する操作入力を受け付けなくなる。このため、エンジン起動中に冷却ファン４１の回転方向が切り換えられるのを防止することができる。従って、ファンポンプ４２の吸込口４２１でのキャビテーションの発生や、ファンポンプ４２のケースドレンのピーク圧の発生を確実に防ぐことができ、ファンポンプ４２の損傷や性能低下、ファンポンプ４２における振動および騒音の発生を防止することができる。
As described above, when it is determined in step S1 that the engine speed is equal to or higher than the predetermined speed, that is, the engine is in the activated state, the rotation direction of the cooling
ステップＳ７の後、要求受付禁止手段５７は、ボディ操作レバー９およびシフトレバー１０の操作入力の受付を禁止し、作業機制御手段５８および変速機制御手段５９に対して各レバー９，１０の操作入力を受け付けないように要求する（ステップＳ８）。
これによれば、冷却ファン４１の回転が逆転状態にあると判定されたときに、要求受付禁止手段５７は、作業機３の駆動を要求する操作入力の受付を禁止するため、冷却ファン４１の逆転駆動中には、ホイストシリンダ３２が伸長されるのを禁止することができる。これにより、冷却ファン４１の逆転中のホイストシリンダ３２の伸長に伴うキャビテーションの発生を防ぐことができ、ファンポンプ４２の損傷や性能低下、ファンポンプ４２における振動および騒音の発生をより確実に防ぐことができる。
After step S7, the request acceptance prohibiting means 57 prohibits the acceptance of the operation inputs of the
According to this, when it is determined that the rotation of the cooling
また、冷却ファン４１の回転が逆転状態にあると判定されたときに、要求受付禁止手段５７は、ダンプトラック１の変速機８０の制御に対する操作入力の受付を禁止するため、冷却ファン４１が逆転中で冷却できないにもかかわわらずダンプトラック１が走行すること防止でき、オーバーヒートが生じるのを防ぐことができる。従って、作動油の温度上昇を防ぐことができるため、ファンポンプ４２や他の油圧機器の耐久性の低下をより効果的に防止できる。
Further, when it is determined that the rotation of the cooling
一方、ステップＳ６で、ファン逆転ソレノイド４４１がオフの状態にあると判定された場合に、コントローラ５は、ファン逆転ソレノイド４４１、警告ランプ１１、および警告ブザー１２の通電を解除して、通常のファン正転制御を実施する（ステップＳ９）。つまり、ファン駆動制御手段５６は、エンジン冷却水の水温や作動油の油温等に基づいて冷却ファン４１の目標回転数を設定し、ファンモータ４３に対して目標回転数で正回転駆動させる制御指令を出力する。
On the other hand, when it is determined in step S6 that the
〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、作動油タンク２をファンポンプ４２と共用する油圧アクチュエータとしてホイストシリンダ３２が用いられていたがこれに限られず、他の油圧アクチュエータであってもファンポンプ４２と作動油タンク２を共用するものであれば、本発明の油圧アクチュエータに該当する。
[Modification of Embodiment]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
In the above-described embodiment, the hoist
前記実施形態では、タンク内圧低下状況判定手段５４において、ボディ３１の動作状況から作動油タンク２内の圧力が低下する状況にあるか否かを判定していたがこれに限られず、例えば、作動油タンク２に圧力センサを設け、この圧力センサにより検出された作動油タンク２内の圧力値を用いて判定を行ってもよい。
In the above-described embodiment, the tank internal pressure reduction
前記実施形態では、ファン駆動制御手段５６は、記憶手段５１に記憶されている制御マップを用いて目標回転数を設定し、設定した目標回転数に対応する制御指令を生成していたがこれに限られない。例えば、単位流入量当たりのファンモータ４３の回転数を予め記憶手段５１に記憶しておき、この記憶値、冷却ファン４１の目標回転数、およびファンポンプ４２の回転数から制御指令を生成するようにしてもよい。
In the above embodiment, the fan drive control means 56 sets the target rotational speed using the control map stored in the storage means 51 and generates a control command corresponding to the set target rotational speed. Not limited. For example, the rotational speed of the
前記実施形態では、ボディ３１が着座位置にあるか否かの判定を、角度検出器３５から出力されるボディ３１の回転角度信号に基づいて行っていたがこれに限られず、例えば、ホイストシリンダ３２のストロークを検出するストローク計をホイストシリンダ３２に設け、ストローク計からの出力信号に基づいて、ボディ３１が着座位置にあるか否かを判定してもよい。また、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ等の着座センサを車体フレームに設け、この着座センサからの出力信号に基づいて、ボディ３１が着座位置にあるか否かの判定をしてもよい。
In the embodiment described above, the determination as to whether or not the
前記実施形態では、ファン逆転スイッチ８の操作により、冷却ファン４１の正転および逆転を切り換えていたがこれに限られない。例えば、ダンプトラック１の所定の稼動時間毎に自動的に冷却ファン４１を所定時間（１〜２分程度）だけ逆転するプログラムにより冷却ファン４１の逆転を要求し、ラジエータやオイルクーラを清掃するようにしてもよい。
また、本発明は、ダンプトラック１以外にも、エンジン回転数に基づいて、エンジンが停止中であることを判断して冷却ファンを所定時間だけ逆回転するように構成された車両や、エンジン冷却水の水温センサや作動油の油温センサの検出値に基づいて、冷却ファンを所定時間だけ逆転するように構成された車両に適用してもよい。
In the embodiment, the forward rotation and the reverse rotation of the cooling
In addition to the
本発明は、建設機械の冷却ファンの駆動を制御する駆動する冷却ファン駆動制御装置に用いられる他、冷却ファン駆動用の油圧ポンプと作動油タンクを共用する油圧アクチュエータを備えたあらゆる走行車両に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used for a cooling fan drive control device that drives to drive a cooling fan of a construction machine, as well as any traveling vehicle that includes a hydraulic pump for driving a cooling fan and a hydraulic actuator that shares a hydraulic oil tank. can do.
１…ダンプトラック（建設機械、走行車両）、２…作動油タンク、３…作業機、５…コントローラ、３１…ボディ（駆動体）、３２…ホイストシリンダ（油圧アクチュエータ）、４１…冷却ファン、４２…ファンポンプ（油圧ポンプ）、４３…ファンモータ（油圧モータ）、４４…ファン逆転制御弁（油圧モータ逆転手段）、５２…エンジン起動状態判定手段、５４…タンク内圧低下状況判定手段、５５…ファン逆転状態判定手段、５６Ｂ…ファン逆転制御手段、５７…要求受付禁止手段、８０…変速機、１００…冷却ファン駆動制御装置。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
作動油タンクを作業機駆動用の油圧アクチュエータと共用し圧油を供給する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプからの圧油により前記冷却ファンを駆動する油圧モータと、
前記油圧モータの回転方向を逆転させる油圧モータ逆転手段と、
前記油圧モータ逆転手段を用いて前記冷却ファンの逆転制御を行うファン逆転制御手段と、
前記油圧アクチュエータの動作に伴って前記作動油タンク内の圧力が低下する状況にあるか否かを判定するタンク内圧低下状況判定手段と、
前記タンク内圧低下状況判定手段にて前記作動油タンク内の圧力が低下する状況にあると判定されたときに、前記冷却ファンの逆転を要求する入力の受付を禁止する要求受付禁止手段とを備えている
ことを特徴とする冷却ファン駆動制御装置。 A cooling fan drive control device for controlling driving of a cooling fan,
A hydraulic pump that supplies hydraulic oil by sharing the hydraulic oil tank with the hydraulic actuator for driving the work implement;
A hydraulic motor that drives the cooling fan by pressure oil from the hydraulic pump;
Hydraulic motor reversing means for reversing the rotational direction of the hydraulic motor;
Fan reverse rotation control means for performing reverse rotation control of the cooling fan using the hydraulic motor reverse rotation means;
A tank internal pressure decrease state determination means for determining whether or not the pressure in the hydraulic oil tank decreases with the operation of the hydraulic actuator;
Request acceptance prohibiting means for prohibiting acceptance of an input for requesting reverse rotation of the cooling fan when it is determined by the tank internal pressure reduction state determining means that the pressure in the hydraulic oil tank is in a state of decreasing. A cooling fan drive control device characterized by that.
作動油タンクを作業機駆動用の油圧アクチュエータと共用し圧油を供給する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプからの圧油により前記冷却ファンを駆動する油圧モータと、
前記油圧モータの回転方向を逆転させる油圧モータ逆転手段と、
前記油圧モータ逆転手段を用いて前記冷却ファンの逆転制御を行うファン逆転制御手段と、
前記ファン逆転制御手段により制御される前記冷却ファンが逆転状態にあるか否かを判定するファン逆転状態判定手段と、
前記ファン逆転状態判定手段にて前記冷却ファンの回転が逆転状態にあると判定されたときに、前記作業機の駆動を要求する入力の受付を禁止する要求受付禁止手段とを備えている
ことを特徴とする冷却ファン駆動制御装置。 A cooling fan drive control device for controlling driving of a cooling fan,
A hydraulic pump that supplies hydraulic oil by sharing the hydraulic oil tank with the hydraulic actuator for driving the work implement;
A hydraulic motor that drives the cooling fan by pressure oil from the hydraulic pump;
Hydraulic motor reversing means for reversing the rotational direction of the hydraulic motor;
Fan reverse rotation control means for performing reverse rotation control of the cooling fan using the hydraulic motor reverse rotation means;
Fan reverse state determination means for determining whether or not the cooling fan controlled by the fan reverse rotation control means is in a reverse state;
Request acceptance prohibiting means for prohibiting acceptance of an input for requesting driving of the work machine when the fan reverse rotation state determination means determines that the rotation of the cooling fan is in the reverse rotation state. A cooling fan drive control device.
前記タンク内圧低下状況判定手段は、前記油圧アクチュエータの動作状況または前記油圧アクチュエータにより駆動される前記作業機の動作状況に基づいて、前記作動油タンク内の圧力が低下する状況にあるか否かを判定する
ことを特徴とする冷却ファン駆動制御装置。 In the cooling fan drive control device according to claim 1,
The tank internal pressure reduction status determination means determines whether the pressure in the hydraulic oil tank is reduced based on the operating status of the hydraulic actuator or the operating status of the work implement driven by the hydraulic actuator. A cooling fan drive control device characterized in that it is determined.
前記要求受付禁止手段は、前記ファン逆転状態判定手段にて前記冷却ファンの回転が逆転状態にあると判定されたときに、当該冷却ファン駆動制御装置が搭載された走行車両の変速機に対する操作入力の受付を禁止する
ことを特徴とする冷却ファン駆動制御装置。 In the cooling fan drive control device according to claim 2,
The request acceptance prohibiting means is an operation input to a transmission of a traveling vehicle on which the cooling fan drive control device is mounted when the fan reverse rotation state determination means determines that the rotation of the cooling fan is in the reverse rotation state. Cooling fan drive control device characterized by prohibiting acceptance of
前記ファン逆転制御手段により制御される前記冷却ファンが逆転状態にあるか否かを判定するファン逆転状態判定手段を備え、
前記要求受付禁止手段は、前記ファン逆転状態判定手段にて前記冷却ファンの回転が逆転状態にあると判定されたときに、当該冷却ファン駆動制御装置が搭載された走行車両の変速機に対する操作入力の受付を禁止する
ことを特徴とする冷却ファン駆動制御装置。 In the cooling fan drive control device according to claim 1 or 3,
Fan reverse state determination means for determining whether or not the cooling fan controlled by the fan reverse control means is in a reverse state;
The request acceptance prohibiting means is an operation input to a transmission of a traveling vehicle on which the cooling fan drive control device is mounted when the fan reverse rotation state determination means determines that the rotation of the cooling fan is in the reverse rotation state. Cooling fan drive control device characterized by prohibiting acceptance of
エンジン回転数に基づいて、エンジンが起動された状態にあるか否かを判定するエンジン起動状態判定手段を備え、
前記要求受付禁止手段は、前記エンジン起動状態判定手段にて前記エンジンが起動された状態にあると判定されたときに、前記冷却ファンの逆転を要求する入力の受付を禁止する
ことを特徴とする冷却ファン駆動制御装置。 In the cooling fan drive control device according to any one of claims 1 to 5,
An engine activation state determination means for determining whether the engine is in an activated state based on the engine speed;
The request reception prohibiting unit prohibits reception of an input requesting reverse rotation of the cooling fan when the engine start state determination unit determines that the engine is in a started state. Cooling fan drive control device.
作動油タンクと、
作業機駆動用の油圧アクチュエータと、
請求項１から請求項６の何れかに記載の冷却ファン駆動制御装置とを備えている
ことを特徴とする建設機械。 A construction machine,
A hydraulic oil tank;
A hydraulic actuator for driving the work machine;
A construction machine comprising the cooling fan drive control device according to any one of claims 1 to 6.
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|---|---|---|---|---|
| CN103629132A (en) * | 2012-08-20 | 2014-03-12 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | Fan sharing control system and method |
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