JP5261509B2

JP5261509B2 - 建設機械

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Publication number: JP5261509B2
Application number: JP2011006332A
Authority: JP
Inventors: 佐敏澤藤; 悠喜石川; 信哉近藤
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2011-01-14
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2031-01-14
Also published as: JP2012144231A

Description

本発明は、建設機械に関する。

ダンプトラック、ホイールローダ、ブルドーザ等の建設機械では、エンジンの冷却水やトルクコンバータの作動油等をラジエータまたはオイルクーラ等の熱交換器を通して循環し、この熱交換器に冷却ファンで外気を送風することにより、エンジン等の冷却を行っている。また、建設機械には、オペレータが乗車するキャブ内を冷房または暖房するための空調装置が搭載されており、空調装置の熱交換器も冷却ファンにより冷却される。

近年、空調装置の熱交換器の冷却と、ラジエータ等の空調装置以外の装置の熱交換器の冷却とを、共通の冷却ファンにより行うように構成された建設機械が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の建設機械は、空調装置の冷房動作を検知すると、冷房を行わない場合に比べて高い回転数で冷却ファンを回転することで、空調装置の熱交換器の冷却に必要な風量を確保するように構成されている。

特開２００７−１０６２８９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の建設機械では、例えば、エンジンの始動直後のように冷却水温や作動油温が低く、空調装置により冷房したからといって直ぐに冷却ファンの回転数を高くする必要がない場合でも、空調装置の冷房動作に合わせて自動的に回転数を高くしてしまう。冷却ファンはエンジンを駆動源としているため、冷却ファンの回転数を必要以上に高くすると、その分だけエンジンの燃料消費量が増加してしまうという問題がある。特に、建設機械の冷却ファンは慣性が非常に大きく、冷却ファンの回転に要する燃料消費量は乗用車と比べて格段に多くなるため、冷却ファンの必要以上の回転を防ぎ、燃料消費量を抑制することが望まれている。

本発明の目的は、空調装置と空調装置以外の装置との間で冷却ファンを共有しつつ、エンジンの燃料消費量を抑制することができる建設機械を提供することである。

第１発明に係る建設機械は、空調装置の第１熱交換器と、前記空調装置以外の装置の第２熱交換器と、前記第２熱交換器で熱交換が行われる冷却流体の温度を検出する温度センサと、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器を冷却する冷却ファンと、前記冷却ファンを駆動する油圧モータと、前記油圧モータへの作動油の流入量を調節する流量調節手段と、前記温度センサの検出値および前記空調装置の冷房時の作動モードに基づいて、前記冷却ファンの目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、前記目標回転数設定手段により設定された目標回転数に対応する制御指令を生成して前記流量調節手段に出力する制御指令生成手段と、外気温を検出する外気温センサと、前記空調装置の設定温度および外気温の状態を判定する温度状態判定手段とを備え、前記空調装置の冷房時の作動モードには、少なくとも通常モードと、当該通常モードよりも冷却能力を抑えたエコノミーモードとがあり、前記目標回転数設定手段は、前記温度センサの検出値に基づいて温度依存目標回転数を設定する温度依存回転数設定手段と、前記空調装置の作動モードに応じてモード依存目標回転数を設定するモード依存回転数設定手段と、前記温度依存回転数設定手段により設定された温度依存目標回転数と、前記モード依存回転数設定手段により設定されたモード依存目標回転数との大きい方を前記冷却ファンの目標回転数として選択する目標回転数選択手段とを備え、前記モード依存回転数設定手段は、前記空調装置の作動モードがエコノミーモードである場合に、前記温度状態判定手段により外気温が第１閾値未満であり、かつ前記空調装置の設定温度が第２閾値を超えていると判定されたときは、通常モード時よりも低い目標回転数となるエコノミーモードに応じたモード依存目標回転数を設定し、前記温度状態判定手段により外気温が前記第１閾値以上か、または前記空調装置の設定温度が前記第２閾値以下であると判定されたときは、通常モードに応じたモード依存目標回転数を設定することを特徴とする。

第２発明に係る建設機械は、空調装置の第１熱交換器と、前記空調装置以外の装置の第２熱交換器と、前記第２熱交換器で熱交換が行われる冷却流体の温度を検出する温度センサと、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器を冷却する冷却ファンと、前記冷却ファンを駆動する油圧モータと、前記油圧モータへの作動油の流入量を調節する流量調節手段と、前記温度センサの検出値および前記空調装置の冷房時の作動モードに基づいて、前記冷却ファンの目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、前記目標回転数設定手段により設定された目標回転数に対応する制御指令を生成して前記流量調節手段に出力する制御指令生成手段と、前記建設機械のキャブの室内温度を検出する室温センサと、前記室内温度が前記空調装置の設定温度に所定値を加えた温度以上であるか否かを判定する温度状態判定手段とを備え、前記空調装置の冷房時の作動モードには、少なくとも通常モードと、当該通常モードよりも冷却能力を抑えたエコノミーモードとがあり、前記目標回転数設定手段は、前記温度センサの検出値に基づいて温度依存目標回転数を設定する温度依存回転数設定手段と、前記空調装置の作動モードに応じてモード依存目標回転数を設定するモード依存回転数設定手段と、前記温度依存回転数設定手段により設定された温度依存目標回転数と、前記モード依存回転数設定手段により設定されたモード依存目標回転数との大きい方を前記冷却ファンの目標回転数として選択する目標回転数選択手段とを備え、前記モード依存回転数設定手段は、前記空調装置の作動モードがエコノミーモードである場合に、前記温度状態判定手段により前記室内温度が前記空調装置の設定温度に所定値を加えた温度よりも低いと判定されたときは、通常モード時よりも低い目標回転数となるエコノミーモードに応じたモード依存目標回転数を設定し、前記温度状態判定手段により前記室内温度が前記空調装置の設定温度に所定値を加えた温度以上であると判定されたときは、通常モードに応じたモード依存目標回転数を設定することを特徴とする。

第１発明によれば、目標回転数設定手段が、空調装置以外の装置冷却流体の温度および空調装置の冷房時の作動モードに基づいて、冷却ファンの目標回転数を設定するため、空調装置の冷房時の作動モードに応じて冷却ファンの回転数を変化させることができる。このため、例えば、いわゆるエコノミーモードのように空調装置の冷却能力を抑えている場合であって、空調装置の熱交換器への送風量が少なくてすむような場合には、冷却ファンの回転数を低くすることができ、空調装置と空調装置以外の装置との間で冷却ファンを共有しつつ、エンジンの燃料消費量を抑制することができる。特に、冷却ファンの慣性が大きい建設機械では、燃料消費量の抑制に大きな効果を発揮する。

また、目標回転数設定手段は、空調装置以外の装置の第２熱交換器で熱交換が行われる冷却流体の温度に基づいて設定した温度依存目標回転数と、空調装置の冷房時の作動モードに応じて設定されたモード依存目標回転数との大きい方を冷却ファンの目標回転数として選択するため、冷却流体の温度が高い場合、つまり空調装置以外の装置に必要な送風量が、空調装置に必要な送風量よりも多い場合は、空調装置の作動モードにかかわらず、冷却流体の温度に合った回転数で冷却ファンを回転させることができ、冷却流体の温度上昇を確実に防止することができる。

さらに、外気温が所定の第１閾値以上のときや、空調装置の設定温度が所定の第２閾値以下のときのように、冷却ファンの回転数を高くして空調装置や空調装置以外の装置の冷却を促進する必要がある場合には、空調装置の作動モードがエコノミーモードであっても、冷却ファンを通常モード時の高い回転数で回転させることができる。従って、冷却ファンの回転数が必要以上に低下しないことから、冷却ファンによる各装置の冷却を最適化できる。

第２発明によれば、室内温度が空調装置の設定温度を超えているときのように、室内温度がオペレータの意図する温度まで低下していない場合には、空調装置の作動モードがエコノミーモードであっても、冷却ファンを通常モード時の高い回転数で回転させることで、空調装置の冷却能力を上げることができる。従って、冷却ファンの回転数が必要以上に低下しないので、オペレータの意図する室内温度を速やかに実現できる。

本発明の第１実施形態に係る建設機械の構成を示す模式図。前記第１実施形態に係るコントローラの制御ブロック図。前記第１実施形態に係る冷却ファンの温度依存回転数マップを示す図。前記第１実施形態に係る冷却ファンのモード依存回転数マップを示す図。前記第１実施形態に係るコントローラの制御フローを示すフローチャート。前記第１実施形態に係るコントローラの制御フローを示すフローチャート。前記第１実施形態に係るコントローラの作用を説明するためのグラフ。本発明の第２実施形態に係るコントローラの制御ブロック図。前記第２実施形態に係るコントローラの制御フローを示すフローチャート。

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、第２実施形態以降において、次の第１実施形態で説明する構成部材と同じ構成部材および同様な機能を有する構成部材には、第１実施形態の構成部材と同じ符号を付し、それらの説明を省略または簡略化する。

〔第１実施形態〕
〔ダンプトラックの全体構成〕
本実施形態に係る建設機械としてのダンプトラック１を模式的に示す図１において、ダンプトラック１は、エンジン２、作業機駆動部３、ファン駆動部４、第１熱交換器としてのコンデンサ５１を含む空調装置５、第２熱交換器としてのラジエータ６、第２熱交換器としてのオイルクーラ７、およびコントローラ８を備え、エンジン２により駆動される図示しない走行手段によって自走可能に構成されている。

作業機駆動部３は、作業機３１、作業機ポンプ３２、およびホイストバルブ３３を備えている。さらに、作業機３１は、ボディ（ホイストまたはベッセルと称することもある）３１１およびホイストシリンダ３１２を備えている。ボディ３１１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軸Ｐに支承されている。ボディ３１１および車体フレーム間はホイストシリンダ３１２で連結され、ホイストシリンダ３１２の両端部分がボディ３１１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３１２は、作業機ポンプ３２から供給される作動油で駆動され、ホイストバルブ３３の弁位置の切り換えに応じて、ホイストシリンダ３１２が伸縮する。このホイストシリンダ３１２の伸縮に伴って、ボディ３１１は車体フレームに対して起伏動作を行う。

ファン駆動部４は、冷却ファン（以下、単にファンと称する）４１を駆動する部分であり、油圧ポンプ４２、油圧モータ４３、およびファン逆転制御弁４４を備えている。
油圧ポンプ４２は、可変容量型であり、エンジン２を動力源として駆動することにより油圧モータ４３に作動油を供給する。この油圧ポンプ４２は、ポンプ容量を変化させる斜板等の容量可変部４２１と、容量可変部４２１を駆動する電磁弁等のレギュレータ部４２２とを備えている。レギュレータ部４２２は、コントローラ８からの制御指令により容量可変部４２１を駆動し、容量可変部４２１がポンプ容量を変えることで油圧ポンプ４２の吐出量が変化する。これら容量可変部４２１およびレギュレータ部４２２により、本実施形態における流量調節手段が構成される。

油圧モータ４３は、正逆両方向に回転可能な油圧モータであり、油圧ポンプ４２の吐出量に応じて油圧モータ４３への作動油の流入量が変化し、油圧モータ４３の回転数が変化する。油圧モータ４３の出力軸にはファン４１が設けられ、油圧モータ４３の駆動によりファン４１が回転駆動される。

ファン逆転制御弁４４は、油圧モータ４３と油圧ポンプ４２との間に設けられた電磁式の方向切換弁である。すなわち、コントローラ８からの制御指令により、ファン逆転制御弁４４の弁位置が切り換わることで、油圧モータ４３の回転方向が切り換わるようになっている。

空調装置５は、コンデンサ５１、コンプレッサ５２、およびエバポレータ５３を備え、図示しないキャブ内に設けられた操作パネル等の操作手段５４からの操作信号に従ってキャブの室内温度の調節を行う。すなわち、冷房時には、冷媒ガスがコンデンサ５１に送られ、コンデンサ５１がファン４１により冷却されて冷媒ガスの熱交換が行われることで、キャブの室内温度が調節される。空調装置５の温度設定や冷房の有無の設定、冷房時の作動モードの設定等の操作は、操作手段５４により行うことができる。

ここで、作動モードは、空調装置５による冷房時の冷却能力を決定するために準備されたモードであり、作動モードとしては、通常モードと、当該通常モードに比べて冷却能力を抑えたエコノミーモードとが予め準備されている。空調装置５の温度設定値、冷房の有無、および作動モードの種類に関する情報は、空調装置５からコントローラ８に送信される。

ラジエータ６は、エンジン２の冷却流体としての冷却水の冷却を行う。すなわち、ラジエータ６へは、エンジン２の冷却水が送られ、ラジエータ６がファン４１により冷却されて冷却水の熱交換が行われることで、冷却水が冷却される。同様に、オイルクーラ７がファン４１により冷却されることで、作業機３１やブレーキ装置の冷却流体としての作動油が冷却される。

コントローラ８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を備え、ファン４１の駆動を制御する制御手段として構成されている。コントローラ８の入力側には、冷却水温センサ９、作業機作動油温センサ１０、ブレーキ作動油温センサ１１、外気温センサ１２、室温センサ１３、エンジン回転数センサ１４、および空調装置５が電気的に接続されている。また、コントローラ８の出力側には、油圧ポンプ４２のレギュレータ部４２２およびファン逆転制御弁４４が電気的に接続されている。

以上のような構成のダンプトラック１において、コントローラ８は、各センサ９〜１３からの温度信号、エンジン回転数センサ１４からのエンジン回転数信号、および空調装置５からの各信号に基づいて、油圧ポンプ４２のレギュレータ部４２２およびファン逆転制御弁４４に対する制御指令の生成および出力を行う。そして、油圧ポンプ４２がコントローラ８からの制御指令に従って吐出量を変化させると、油圧モータ４３の回転数が油圧ポンプ４２からの吐出量に応じて変化するため、コントローラ８が油圧ポンプ４２に対する制御指令を変更することで、ファン４１の回転数を制御することができる。

〔コントローラの制御構造〕
次に、図２から図４を参照して、コントローラ８の制御構造について説明する。
図２に示すように、コントローラ８は、互いにアクセス可能に構成されたメモリ等の記憶装置８１および演算処理装置８２を備えている。
記憶装置８１は、ファン４１の温度依存回転数マップやモード依存回転数マップ、目標回転数に対応する制御指令マップを記憶している。また、記憶装置８１は、その他制御に必要なマップ、パラメータ等を記憶している。

温度依存回転数マップは、後述する温度依存目標回転数の設定に用いられるマップであり、当該温度依存回転数マップには、図３に示すように、エンジン回転数に対するファン４１の目標回転数が、冷却水温および各作動油温と関連付けて記憶されている。本実施形態の温度依存回転数マップには、高温側の冷却水温および作動油温に対応する目標回転数ラインＴＨと、低温側の冷却水温および作動油温に対応する目標回転数ラインＴＬとが記憶され、これらの中間温度領域の目標回転数については、高温側の目標回転数ラインＴＨおよび低温側の目標回転数ラインＴＬ間を補間するようになっている。

一方、モード依存回転数マップは、後述するモード依存目標回転数の設定に用いられるマップであり、当該モード依存回転数マップには、図４に示すように、エンジン回転数に対するファン４１の目標回転数が、空調装置５の冷房時の作動モードと関連付けて記憶されている。本実施形態のモード依存回転数マップには、通常モード時の目標回転数ラインＭＮと、エコノミーモード時の目標回転数ラインＭＥとが記憶されている。これら目標回転数ラインＭＮ，ＭＥは、いずれも温度依存回転数マップの高温側の目標回転数ラインＴＨと低温側の目標回転数ラインＴＬとの間に位置する目標回転数を有している。なお、図４には、目標回転数ラインＭＮ，ＭＥと温度依存回転数マップの目標回転数ラインＴＨ，ＴＬとの関係を示すために、目標回転数ラインＴＨ，ＴＬも合わせて記載してある。

演算処理装置８２は、基準温度選択手段８３、目標回転数設定手段８４、および制御指令生成手段８５を備えている。
基準温度選択手段８３は、各油温センサ１０，１１から得られる作動油温を、温度依存回転数マップに記憶されている水温と各作動油温との対応関係に従って水温に換算し、各作動油温の換算後の水温と冷却水温センサ９から得られる水温とのうち、最も高い温度を基準温度として選択する。

目標回転数設定手段８４は、温度依存回転数設定手段８４１、作動モード判定手段８４２、温度状態判定手段８４３、モード依存回転数設定手段８４４、および目標回転数選択手段８４５を備えている。

温度依存回転数設定手段８４１は、基準温度選択手段８３で選択された基準温度およびエンジン回転数に基づいて、ファン４１の温度依存目標回転数を設定する。具体的に、温度依存回転数設定手段８４１は、図３に示す温度依存回転数マップを用いて、基準温度およびエンジン回転数に対応する温度依存目標回転数を設定する。

作動モード判定手段８４２は、空調装置５の冷房時の作動モードを判定する。すなわち、作動モード判定手段８４２は、空調装置５からの受信情報に基づいて、空調装置５が冷房動作を行っているか否かを判定するとともに、空調装置５が冷房時にどの作動モードで動作しているかを判定し、判定結果をモード依存回転数設定手段８４４に出力する。

温度状態判定手段８４３は、空調装置５の設定温度の状態や外気温の状態について判定する。具体的に、温度状態判定手段８４３は、外気温が所定の第１閾値Ｔ１以上であるか否かを判定するとともに、空調装置５の設定温度が所定の第２閾値Ｔ２以下であるか否かを判定することで、空調装置５の作動モードがエコノミーモードであるにもかかわらず、通常モードの冷却能力が求められる状態を判定し、判定結果をモード依存回転数設定手段８４４に出力する。

モード依存回転数設定手段８４４は、作動モード判定手段８４２および温度状態判定手段８４３の判定結果に応じて、ファン４１のモード依存目標回転数を設定する。すなわち、モード依存回転数設定手段８４４は、図４に示すモード依存回転数マップを用いて、空調装置５の作動モードおよびエンジン回転数に対応するモード依存目標回転数を設定する。

目標回転数選択手段８４５は、温度依存回転数設定手段８４１で設定された温度依存目標回転数と、モード依存回転数設定手段８４４により設定されたモード依存目標回転数との大きい方をファン４１の最終的な目標回転数として選択する。

制御指令生成手段８５は、目標回転数設定手段８４で設定された目標回転数に対応する制御指令を生成し、当該制御指令を油圧ポンプ４２のレギュレータ部４２２へ出力する。

〔コントローラの作用〕
次に、図５から図７を参照しつつ、コントローラ８の作用について説明する。
図５のフローチャートに示すように、先ず、コントローラ８は、空調装置５および各センサ９〜１４からの信号を読み込んだ後（ステップＳＴ１）、基準温度選択手段８３が、各作動油温をそれぞれ水温に換算し、各作動油温の換算後の水温と冷却水温センサ９から得られる水温とのうち、最も高い温度を基準温度として選択する（ステップＳＴ２）。

次に、温度依存回転数設定手段８４１は、選択された基準温度およびエンジン回転数に基づいて、ファン４１の温度依存目標回転数を設定する。具体的に、温度依存回転数設定手段８４１は、基準温度が所定の高温閾値以上または所定の低温閾値以下であるか否かを判定し（ステップＳＴ３）、基準温度が高温閾値以上であると判定した場合は、図３の温度依存回転数マップに示す高温側の目標回転数ラインＴＨに沿って温度依存目標回転数を設定する（ステップＳＴ４）。また、温度依存回転数設定手段８４１は、基準温度が低温閾値以下であると判定した場合は、図３に示す低温側の目標回転数ラインＴＬに沿って温度依存目標回転数を設定し（ステップＳＴ５）、基準温度が高温閾値と低温閾値との間にあると判定した場合は、高温側の目標回転数ラインＴＨと低温側の目標回転数ラインＴＬ間を補間して温度依存目標回転数を設定する（ステップＳＴ６）。

次に、図６のフローチャートに示すように、作動モード判定手段８４２は、空調装置５が冷房動作中であるか否かを判定し（ステップＳＴ７）、空調装置５が冷房動作中であると判定した場合には、エコノミーモードが設定されているか否かをさらに判定する（ステップＳＴ８）。ステップＳＴ８でエコノミーモードが設定されていると判定されると、温度状態判定手段８４３は、外気温が所定の第１閾値Ｔ１（例えば３０℃）以上であるか否かを判定するとともに、空調装置５の設定温度が所定の第２閾値Ｔ２（例えば１８℃）以下であるか否かを判定する（ステップＳＴ９）。ここで、第１閾値Ｔ１は、第２閾値Ｔ２に比べて大きな値に設定されている。

ステップＳＴ９において、外気温が第１閾値Ｔ１未満で、かつ空調装置５の設定温度が第２閾値Ｔ２を超えていると判定された場合、モード依存回転数設定手段８４４は、図４に示すエコノミーモード時の目標回転数ラインＭＥに沿ってモード依存目標回転数を設定する（ステップＳＴ１０）。

一方、ステップＳＴ９において、外気温が第１閾値Ｔ１以上であると判定された場合や空調装置５の設定温度が第２閾値Ｔ２以下であると判定された場合、または、ステップＳＴ８において、エコノミーモードが設定されていないと判定された場合、モード依存回転数設定手段８４４は、図４に示す通常モード時の目標回転数ラインＭＮに沿ってモード依存目標回転数を設定する（ステップＳＴ１１）。

また、ステップＳＴ７において、空調装置５が冷房動作でないと判定された場合、モード依存回転数設定手段８４４は、モード依存目標回転数をゼロ値に設定する（ステップＳＴ１２）。なお、冷房オフ時のモード依存目標回転数には、図３中の目標回転数ラインＴＬで設定される温度依存目標回転数以下であれば、ゼロ値以外の値を設定してもよい。

次に、目標回転数選択手段８４５は、温度依存回転数設定手段８４１により設定された温度依存目標回転数と、モード依存回転数設定手段８４４により設定されたモード依存目標回転数との大きい方の値を選択して、ファン４１の最終的な目標回転数とする（ステップＳＴ１３）。

例えば、図７に示すように、温度依存目標回転数が目標回転数ラインＴＬに沿って設定され、空調装置５の冷房時の作動モードが通常モードに設定されている場合、エンジン回転数がＮのときのモード依存目標回転数Ｒ１は、エンジン回転数Ｎに対する温度依存目標回転数Ｒ２よりも大きいため、目標回転数選択手段８４５は、モード依存目標回転数Ｒ１をエンジン回転数がＮの場合の目標回転数として選択する。

この場合、空調装置５の冷房時の作動モードがエコノミーモードに設定されると、モード依存目標回転数は、通常モード時の回転数Ｒ１よりも小さい回転数Ｒ３となる。このモード依存目標回転数Ｒ３は温度依存目標回転数Ｒ２より大きいため、目標回転数選択手段８４５は、モード依存目標回転数Ｒ３を最終的な目標回転数として選択する。このため、空調装置５の冷房時の作動モードがエコノミーモードに設定された場合には、通常モード時に比べて、ファン４１の回転数を低下させることができる。

そして、制御指令生成手段８５は、選択された目標回転数に対応する制御指令を生成し、当該制御指令を油圧ポンプ４２のレギュレータ部４２２へ出力する（ステップＳＴ１４）。

以上のような構成のダンプトラック１によれば、コントローラ８が、冷却水温、作動油温、および空調装置５の冷房時の作動モードに基づいて、ファン４１の目標回転数を設定するため、空調装置５の冷房時の作動モードに応じてファン４１の回転数を変化させることができる。このため、エンジン２の始動直後のように冷却水温や作動油温が低く、かつエコノミーモードのように空調装置５の冷却能力を抑えている場合であって、空調装置５のコンデンサ５１への送風量が少なくてすむような場合には、空調装置５の冷房時の作動モードに合わせてファン４１の回転数を低くすることができるので、エンジン２の燃料消費量を抑制できる。

また、エコノミーモードの場合には、ファン４１の回転数を低くしてコンデンサ５１での熱交換率を低下させ、これにより空調装置５の冷却能力を低下させている。このため、例えば、コンプレッサ５２の作動および非作動を切り換える温度閾値を通常モード時とエコノミーモード時とで変化させることで、空調装置５の冷却能力を低下させる場合に比べて、コンプレッサ５２の駆動制御が簡易になる分、空調装置５の温度制御構成を簡略化することができる。

〔第２実施形態〕
前記第１実施形態では、コントローラ８の温度状態判定手段８４３は、空調装置５の設定温度の状態や外気温の状態について判定していた。
これに対して、第２実施形態に係る温度状態判定手段８４３は、空調装置５の設定温度とキャブの室内温度との関係について判定する点が相違する。

このような本実施形態では、外気温センサ１２が不要となるため、ダンプトラック１は、外気温センサ１２を備えていない。また、コントローラ８の構成は、第１実施形態のコントローラ８と類似するが、図８に示すように、温度状態判定手段８４３の入力信号および機能が第１実施形態とは異なる。具体的に、温度状態判定手段８４３は、室温センサ１３により検出されたキャブの室内温度が、空調装置５の設定温度に所定値を加えた温度以上であるか否かを判定し、判定結果をモード依存回転数設定手段８４４に出力する。

以下、図９のフローチャートを参照して、コントローラ８の作用を説明する。なお、温度依存目標回転数が設定されるまでの流れは、図５に示すフローと同様であるため、ここでの説明を省略する。

図９に示すように、ステップＳＴ７にて空調装置５が冷房動作中であると判定され、ステップＳＴ８にてエコノミーモードが設定されていると判定されると、温度状態判定手段８４３は、キャブの室内温度が空調装置５の設定温度に所定値（例えば３℃）を加えた温度以上であるかを判定する（ステップＳＴ１５）。

ステップＳＴ１５において、室内温度が空調装置５の設定温度に所定値を加えた温度よりも低いと判定されると、モード依存回転数設定手段８４４は、図４に示すエコノミーモード時の目標回転数ラインＭＥに沿ってモード依存目標回転数を設定する（ステップＳＴ１０）。一方、ステップＳＴ１５において、室内温度が空調装置５の設定温度に所定値を加えた温度以上であると判定された場合、または、ステップＳＴ８において、エコノミーモードが設定されていないと判定された場合、モード依存回転数設定手段８４４は、図４に示す通常モード時の目標回転数ラインＭＮに沿ってモード依存目標回転数を設定する（ステップＳＴ１１）。また、ステップＳＴ７において、空調装置５が冷房動作でないと判定された場合、モード依存回転数設定手段８４４は、モード依存目標回転数をゼロ値に設定する（ステップＳＴ１２）。

そして、目標回転数選択手段８４５は、温度依存目標回転数とモード依存目標回転数との大きい方の値を最終的な目標回転数とし（ステップＳＴ１３）、制御指令生成手段８５は、目標回転数に対応する制御指令を生成し、当該制御指令を油圧ポンプ４２のレギュレータ部４２２へ出力する（ステップＳＴ１４）。

本実施形態のコントローラ８によれば、前記第１実施形態と同様に、空調装置５の作動モードに合わせてファン４１の回転数を低くすることができる。また、室内温度がオペレータの意図する温度まで低下していない場合には、空調装置５の冷房時の作動モードがエコノミーモードであっても、ファン４１を通常モード時の高い回転数で回転させため、オペレータの意図する室内温度を速やかに実現することができる。

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。
例えば、前記各実施形態では、ファン４１でコンデンサ５１、ラジエータ６、およびオイルクーラ７を冷却していたが、ファン４１で冷却する対象の組み合わせとしてはこれに限られない。要するに、空調装置５と空調装置以外の装置との間で冷却ファンを共有していればよく、例えば、コンデンサ５１およびラジエータ６間のみでファン４１を共用したり、コンデンサ５１およびオイルクーラ７間のみでファン４１を共用したりしてもよい。

前記各実施形態では、記憶装置８１に高温側の目標回転数ラインＴＨと低温側の目標回転数ラインＴＬとが記憶されていたが、目標回転数ラインの数としてはこれに限られない。例えば、高温、中温、低温の目標回転数ラインを記憶させて、これら目標回転数ライン間で補間してファン４１の目標回転数を設定したり、さらに多くの目標回転数間で補間したりしてもよい。

前記各実施形態では、空調装置５の冷房時の作動モードとして通常モードとエコノミーモードが予め設定され、モード依存回転数マップにエコノミーモード時の目標回転数ラインＭＥと通常モード時の目標回転数ラインＭＮとが記憶されていたが、空調装置５の作動モードの数や、作動モードに対応する目標回転数ラインの数はこれに限られない。例えば、空調装置５の冷房時の作動モードとして、前述した通常モードおよびエコノミーモードの他に、通常モードとエコノミーモードとの間の冷却能力を発揮する第２エコノミーモードを予め設定しておくとともに、各作動モードに対応する目標回転数ラインを設けておき、各作動モードに応じたモード依存目標回転数を設定してもよい。

前記各実施形態では、基準温度を選択した上で、基準温度に対応する温度依存目標回転数を設定していたが、温度依存目標回転数の設定方法としてはこれに限られない。例えば、各油温センサ１０，１１により得られる作動油温や冷却水温センサ９により得られる冷却水温ごとに高温側および低温側の目標回転数ラインを記憶しておき、各作動油温および水温ごとに温度依存目標回転数を設定し、これらの目標回転数のうちの１つを選択して温度依存目標回転数とするようにしてもよい。この場合、コントローラ８は、基準温度選択手段８３を備えている必要はなく、目標回転数設定手段８４には、各センサ９〜１１で検出された水温および作動油温が、直接入力されることになる。

前記各実施形態では、可変容量型の油圧ポンプ４２が用いられ、油圧ポンプ４２の吐出量を変化させて油圧モータ４３への流入量を調節することで、ファン４１の回転数を制御していたが、油圧モータ４３への流入量を調節する方法としてはこれに限られない。要するに、油圧モータ４３への流入量の変化によりファン４１の回転数を制御できればよく、例えば、固定容量型の油圧ポンプの吐出側と油圧モータ４３との間に流量可変式のフローコントロールバルブを設け、このフローコントロールバルブで油圧モータ４３への流入量を調節するようにしてもよい。

前記各実施形態では、ダンプトラック１に対して本発明が適用されていたが、本発明が適用される建設機械としてはこれに限られない。要するに、空調装置と空調装置以外の装置との間で冷却ファンを共有していればよく、例えば、ホイールローダ、ブルドーザ、ショベル等の他の建設機械であってもよい。

本発明は、空調装置と空調装置以外の装置との間で冷却ファンを共有した建設機械に利用することができる。

１…ダンプトラック（建設機械）、６…ラジエータ（第２熱交換器）、７…オイルクーラ（第２熱交換器）、９…冷却水温センサ（温度センサ）、１０…トルクコンバータ作動油温センサ（温度センサ）、１１…ブレーキ作動油温センサ（温度センサ）、１２…外気温センサ、１３…室温センサ、１４…エンジン回転数センサ、４１…冷却ファン、４３…油圧モータ、５１…コンデンサ（第１熱交換器）、８４…目標回転数設定手段、８５…制御指令生成手段、４２１…容量可変部（流量調節手段）、４２２…レギュレータ部（流量調節手段）、８４１…温度依存回転数設定手段、８４３…温度状態判定手段、８４４…モード依存回転数設定手段、８４５…目標回転数選択手段。

Claims

空調装置の第１熱交換器と、
前記空調装置以外の装置の第２熱交換器と、
前記第２熱交換器で熱交換が行われる冷却流体の温度を検出する温度センサと、
前記第１熱交換器および前記第２熱交換器を冷却する冷却ファンと、
前記冷却ファンを駆動する油圧モータと、
前記油圧モータへの作動油の流入量を調節する流量調節手段と、
前記温度センサの検出値および前記空調装置の冷房時の作動モードに基づいて、前記冷却ファンの目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、
前記目標回転数設定手段により設定された目標回転数に対応する制御指令を生成して前記流量調節手段に出力する制御指令生成手段と、
外気温を検出する外気温センサと、
前記空調装置の設定温度および外気温の状態を判定する温度状態判定手段とを備え、
前記空調装置の冷房時の作動モードには、少なくとも通常モードと、当該通常モードよりも冷却能力を抑えたエコノミーモードとがあり、
前記目標回転数設定手段は、
前記温度センサの検出値に基づいて温度依存目標回転数を設定する温度依存回転数設定手段と、
前記空調装置の作動モードに応じてモード依存目標回転数を設定するモード依存回転数設定手段と、
前記温度依存回転数設定手段により設定された温度依存目標回転数と、前記モード依存回転数設定手段により設定されたモード依存目標回転数との大きい方を前記冷却ファンの目標回転数として選択する目標回転数選択手段とを備え、
前記モード依存回転数設定手段は、前記空調装置の作動モードがエコノミーモードである場合に、
前記温度状態判定手段により外気温が第１閾値未満であり、かつ前記空調装置の設定温度が第２閾値を超えていると判定されたときは、通常モード時よりも低い目標回転数となるエコノミーモードに応じたモード依存目標回転数を設定し、
前記温度状態判定手段により外気温が前記第１閾値以上か、または前記空調装置の設定温度が前記第２閾値以下であると判定されたときは、通常モードに応じたモード依存目標回転数を設定する
ことを特徴とする建設機械。
空調装置の第１熱交換器と、
前記空調装置以外の装置の第２熱交換器と、
前記第２熱交換器で熱交換が行われる冷却流体の温度を検出する温度センサと、
前記第１熱交換器および前記第２熱交換器を冷却する冷却ファンと、
前記冷却ファンを駆動する油圧モータと、
前記油圧モータへの作動油の流入量を調節する流量調節手段と、
前記温度センサの検出値および前記空調装置の冷房時の作動モードに基づいて、前記冷却ファンの目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、
前記目標回転数設定手段により設定された目標回転数に対応する制御指令を生成して前記流量調節手段に出力する制御指令生成手段と、
前記建設機械のキャブの室内温度を検出する室温センサと、
前記室内温度が前記空調装置の設定温度に所定値を加えた温度以上であるか否かを判定する温度状態判定手段とを備え、
前記空調装置の冷房時の作動モードには、少なくとも通常モードと、当該通常モードよりも冷却能力を抑えたエコノミーモードとがあり、
前記目標回転数設定手段は、
前記温度センサの検出値に基づいて温度依存目標回転数を設定する温度依存回転数設定手段と、
前記空調装置の作動モードに応じてモード依存目標回転数を設定するモード依存回転数設定手段と、
前記温度依存回転数設定手段により設定された温度依存目標回転数と、前記モード依存回転数設定手段により設定されたモード依存目標回転数との大きい方を前記冷却ファンの目標回転数として選択する目標回転数選択手段とを備え、
前記モード依存回転数設定手段は、前記空調装置の作動モードがエコノミーモードである場合に、
前記温度状態判定手段により前記室内温度が前記空調装置の設定温度に所定値を加えた温度よりも低いと判定されたときは、通常モード時よりも低い目標回転数となるエコノミーモードに応じたモード依存目標回転数を設定し、
前記温度状態判定手段により前記室内温度が前記空調装置の設定温度に所定値を加えた温度以上であると判定されたときは、通常モードに応じたモード依存目標回転数を設定する
ことを特徴とする建設機械。