(57)【要約】【課題】エンジン負荷に拘わらず、エンジンの熱交換器に設けられたフィルタの目詰まりを正確に推定する。【解決手段】エンジンの状態（Ｎｅ、ｑｆ）と、前記冷却水ポンプのポンプ容量（ｑｗ）と、外気温度（Ｔ２Ｌｗ）と、熱交換器の熱収支とに基づいて、熱交換器への冷却水の入口温度である第１入口温度の上昇量（Ｔ１Ｈｗ）を推定し、第１入口温度の上昇量に外気温度を加算することで冷却水の推定温度である第１推定温度（Ｔｗ０）を算出する第１推定部１２と、第１検出温度が第１推定温度よりも高いという第１条件を満たす場合、警報装置３０にアラームを発報させるアラーム判定部１３とを備える。【選択図】図２
2020164052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンの冷却水を冷却する熱交換器と、前記熱交換器を冷却するファンと、前記熱交換器の前面に設けられたフィルタと、前記冷却水を循環する冷却水ポンプとを備える建設機械において前記フィルタの目詰まりを検出する検出装置であって、
前記冷却水の温度である第１検出温度を検出する第１温度センサと、
外気温度を検出する外気温度センサと、
前記目詰まりのアラームを発報する警報装置と、
前記エンジンの状態及び前記冷却水ポンプのポンプ容量を取得する取得部と、
前記エンジンの状態と、前記冷却水ポンプのポンプ容量と、前記外気温度と、前記熱交換器の熱収支とに基づいて、前記熱交換器への前記冷却水の入口温度である第１入口温度の上昇量を推定し、前記第１入口温度の上昇量に前記外気温度を加算することで前記冷却水の推定温度である第１推定温度を算出する第１推定部と、
前記第１検出温度が前記第１推定温度よりも高いという第１条件を満たす場合、前記警報装置に前記アラームを発報させるアラーム判定部とを備える検出装置。
【請求項２】
前記建設機械は、エンジンに接続された油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの作動油によってアクチュエータを作動させる油圧機器とをさらに備え、
前記熱交換器は、前記作動油をさらに冷却し、
前記取得部は、前記油圧ポンプの状態をさらに取得し、
前記作動油の温度である第２検出温度を検出する第２温度センサと、
前記エンジンの状態と、前記油圧ポンプの状態と、前記外気温度と、前記熱交換器の熱収支とに基づいて、前記熱交換器への前記作動油の入口温度である第２入口温度の上昇量を推定し、前記第２入口温度の上昇量に前記外気温度を加算することで前記作動油の推定温度である第２推定温度を算出する第２推定部とをさらに備え、
前記アラーム判定部は、前記第１条件を満たしていても、前記第２検出温度が前記第２推定温度より高いという第２条件が満たされていなければ、前記警報装置による前記アラームを発報を保留する請求項１記載の検出装置。
【請求項３】
前記アクチュエータの状態を検出するアクチュエータセンサをさらに備え、
前記第２推定部は、さらに前記アクチュエータセンサが検出した前記アクチュエータの状態に基づいて前記第２入口温度の上昇量を推定する請求項２記載の検出装置。
【請求項４】
前記建設機械は、ターボチャージャをさらに備え、
前記熱交換器は、前記ターボチャージャと前記エンジンとの間に接続され、前記ターボチャージャからの空気を冷却して前記エンジンに入力し、
前記ターボチャージャが吸入する吸入空気の量を検出する空気量センサと、
前記吸入空気の温度である第３検出温度を検出する第３温度センサと、
前記吸入空気の圧力を検出する圧力センサと、
前記エンジンの状態と、前記吸入空気の量と、前記吸入空気の圧力と、前記外気温度と、前記熱交換器の熱収支とに基づいて、前記熱交換器への前記吸入空気の入口温度である第３入口温度の上昇量を推定し、前記第３入口温度の上昇量に前記外気温度を加算することで前記吸入空気の推定温度である第３推定温度を算出する第３推定部とをさらに備え、
前記アラーム判定部は、前記第１条件が満たされていても、前記第３検出温度が前記第３推定温度より高いという第３条件が満たされていなければ、前記警報装置による前記アラームの発報を保留する請求項１〜３のいずれかに記載の検出装置。
【請求項５】
前記エンジンの状態は、前記エンジンの回転数と、前記エンジンの燃料噴射量とを含み、
前記第１入口温度の上昇量は、前記冷却水の発熱量と、前記冷却水の量と、前記ファンの風量と、前記熱交換器の第１冷却係数と、前記外気温度とを入力とし、前記第１入口温度の上昇量を出力とする、前記熱交換器の熱収支から予め算出された第１推定関数によって推定され、
前記冷却水の発熱量は、前記エンジンの回転数と、前記燃料噴射量とに基づいて算出され、
前記冷却水の量は、前記冷却水の状態と、前記エンジンの回転数とに基づいて算出され、
前記ファンの風量は、前記エンジンの回転数と、前記エンジン及び前記ファンの回転比とに基づいて算出され、
前記第１冷却係数は、前記ファンの風量に基づいて算出される請求項１記載の検出装置。
【請求項６】
前記エンジンの状態は、前記エンジンの回転数と、前記エンジンの燃料噴射量とを含み、
前記油圧ポンプの状態は、油圧ポンプ容量とポンプ圧とを含み、
前記第２入口温度の上昇量は、前記作動油の発熱量と、前記作動油の流量と、前記ファンの風量と、前記熱交換器の第２冷却係数と、前記外気温度とを入力とし、前記第２入口温度の上昇量を出力とする、前記熱交換器の熱収支から予め算出された第２推定関数によって推定され、
前記作動油の発熱量は、前記油圧ポンプ容量と、前記ポンプ圧と、前記エンジンの回転数とに基づいて算出され、
前記作動油の流量は、前記油圧ポンプ容量と前記エンジンの回転数とに基づいて算出され、
前記ファンの風量は、前記エンジンの回転数と、前記エンジン及び前記ファンの回転比とに基づいて算出され、
前記第２冷却係数は、前記ファンの風量に基づいて算出される請求項２記載の検出装置。
【請求項７】
前記アクチュエータは油圧シリンダ及び油圧モータの少なくとも一方を含み、
前記エンジンの状態は、前記エンジンの回転数と、前記エンジンの燃料噴射量とを含み、
前記油圧ポンプの状態は、油圧ポンプ容量とポンプ圧とを含み、
前記アクチュエータの状態は、前記油圧シリンダのボトム圧、ロッド圧、及びシリンダ速度と、前記油圧モータの左ポート圧、右ポート圧、及びモータ回転数との少なくとも一方を含み、
前記第２入口温度の上昇量は、前記作動油の発熱量と、前記作動油の流量と、前記ファンの風量と、前記熱交換器の第２冷却係数と、前記外気温度とを入力とし、前記第２入口温度の上昇量を出力とする、前記熱交換器の熱収支から予め算出された第２推定関数によって推定され、
前記作動油の発熱量は、前記ボトム圧、前記ロッド圧、及び前記シリンダ速度と、前記左ポート圧、前記右ポート圧、及び前記モータ回転数との少なくとも一方と、前記油圧ポンプ容量と、前記ポンプ圧と、前記エンジンの回転数とに基づいて算出され、
前記作動油の流量は、前記ボトム圧と、前記ロッド圧と、前記シリンダ速度とに基づいて算出され、
前記ファンの風量は、前記エンジンの回転数と、前記エンジン及び前記ファンの回転比とに基づいて算出され、
前記第２冷却係数は、前記ファンの風量に基づいて算出される請求項３記載の検出装置。
【請求項８】
前記エンジンの状態は、前記エンジンの回転数と、前記エンジンの燃料噴射量とを含み、
前記第３入口温度の上昇量は、前記吸入空気の発熱量と、前記吸入空気の量と、前記ファンの風量と、前記熱交換器の第３冷却係数と、前記外気温度とを入力とし、前記第３入口温度の上昇量を出力とする、前記熱交換器の熱収支から予め算出された第３推定関数によって推定され、
前記吸入空気の発熱量は、前記エンジンの回転数と、前記燃料噴射量とに基づいて算出され、
前記ファンの風量は、前記エンジンの回転数と、前記エンジン及び前記ファンの回転比とに基づいて算出され、
前記第３冷却係数は、前記ファンの風量に基づいて算出される請求項４記載の検出装置。
【請求項９】
前記エンジンと、前記熱交換器と、前記ファンと、前記フィルタと、前記冷却水ポンプと、請求項１〜８のいずれかに記載の検出装置とを備える建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械が備える熱交換器に取り付けられたフィルタの目詰まりを検出する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、建設機械においては、エンジンの冷却水を冷却するラジエーターに設けられたフィルタが目詰まりを起こすことが知られている。この場合、ラジエーターによる冷却水の冷却能力が低下し、オーバーヒートが発生してしまう。そのため、フィルタの目詰まりを速やかに検知する必要がある。そこで、特許文献１では、エンジンの冷却水の温度と大気温度との偏差を算出し、算出した偏差が所定の基準値より大きい場合にオーバーヒートの警報を発報する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１８０２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１では、フィルタが目詰まりしてラジエータの冷却能力が低下していたとしても、エンジン出力が小さければ、冷却水の温度はさほど上昇せず、冷却水の温度と基準値との偏差が基準値より大きくならないため、異常なしと判定されてしまい、フィルタ目詰まりが見逃されてしまう。
【０００５】
本発明の目的は、エンジン負荷に拘わらず、エンジンの熱交換器に設けられたフィルタの目詰まりを正確に推定できる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
エンジン負荷によってラジエータの熱収支は一律に決まるため、この熱収支から冷却水の温度上昇量を推測できる。そして、この温度上昇量に外気温度を加算することで冷却水の温度を推定できる。そこで、本発明者は、実際の冷却水の温度を、一定の基準値と比較するのではなく、推定した冷却水の温度と比較することにより、フィルタの目詰まりを精度良く検出できるとの知見を得て以下に示す発明を想到するに至った。
【０００７】
本発明の一態様は、エンジンと、前記エンジンの冷却水を冷却する熱交換器と、前記熱交換器を冷却するファンと、前記熱交換器の前面に設けられたフィルタと、前記冷却水を循環する冷却水ポンプとを備える建設機械において前記フィルタの目詰まりを検出する検出装置であって、
前記冷却水の温度である第１検出温度を検出する第１温度センサと、
外気温度を検出する外気温度センサと、
前記目詰まりのアラームを発報する警報装置と、
前記エンジンの状態及び前記冷却水ポンプのポンプ容量を取得する取得部と、
前記エンジンの状態と、前記冷却水ポンプのポンプ容量と、前記外気温度と、前記熱交換器の熱収支とに基づいて、前記熱交換器への前記冷却水の入口温度である第１入口温度の上昇量を推定し、前記第１入口温度の上昇量に前記外気温度を加算することで前記冷却水の推定温度である第１推定温度を算出する第１推定部と、
前記第１検出温度が前記第１推定温度よりも高いという第１条件を満たす場合、前記警報装置に前記アラームを発報させるアラーム判定部とを備える。
【０００８】
本構成によれば、エンジンの状態と、ファンの回転数と、冷却水ポンプのポンプ容量と、外気温度と、熱交換器の熱収支とに基づいて、熱交換器への冷却水の入口温度である第１入口温度の上昇量が推定される。そして、第１入口温度の上昇量に外気温度を加算することで冷却水の推定温度である第１推定温度が算出される。そして、第１推定温度が冷却水の検出温度である第１検出温度よりも大きいという第１条件が満たされれば、フィルタの目詰まりのアラームが発報される。
【０００９】
このように、本構成は、固定された閾値を用いるのではなくエンジンの負荷に応じて変動する第１推定温度を用いて、目詰まりの有無が判定されている。そのため、エンジン負荷に拘わらず、エンジンの熱交換器に設けられたフィルタの目詰まりを正確に推定できる。さらに、アラームが発報されるため、目詰まりによるオーバーヒートを事前に検出し、清掃を促すことで、オーバーヒートによるエンジンへのダメージを防止できる。
【００１０】
上記構成において、前記建設機械は、エンジンに接続された油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの作動油によってアクチュエータを作動させる油圧機器とをさらに備え、
前記熱交換器は、前記作動油をさらに冷却し、
前記取得部は、前記油圧ポンプの状態をさらに取得し、
前記作動油の温度である第２検出温度を検出する第２温度センサと、
前記エンジンの状態と、前記油圧ポンプの状態と、前記外気温度と、前記熱交換器の熱収支とに基づいて、前記熱交換器への前記作動油の入口温度である第２入口温度の上昇量を推定し、前記第２入口温度の上昇量に前記外気温度を加算することで前記作動油の推定温度である第２推定温度を算出する第２推定部とをさらに備え、
前記アラーム判定部は、前記第１条件を満たしていても、前記第２検出温度が前記第２推定温度より高いという第２条件が満たされていなければ、前記警報装置による前記アラームを発報を保留することが好ましい。
【００１１】
本構成によれば、エンジンの状態と、油圧ポンプの状態と、外気温度と、前記熱交換器の熱収支とに基づいて、熱交換器への作動油の入口温度である第２入口温度の上昇量が推定される。そして、第２入口温度の上昇量に外気温度を加算することで作動油の推定温度である第２推定温度が算出される。そして、第１条件が満たされていても、第２推定温度が冷却水の検出温度である第２検出温度よりも大きいという第２条件が満たされていなければ、フィルタの目詰まりのアラームの発報が保留される。そのため、冷却水の検出温度のみならず、作動油の検出温度にも基づいて、フィルタの目詰まりを推定でき、冷却水のオーバーヒートの原因がフィルタの目詰まりの影響である可能性がより高い場合にアラームを発報できる。
【００１２】
上記構成において、前記アクチュエータの状態を検出するアクチュエータセンサをさらに備え、
前記第２推定部は、さらに前記アクチュエータセンサが検出した前記アクチュエータの状態に基づいて前記第２入口温度の上昇量を推定することが好ましい。
【００１３】
本構成によれば、アクチュエータの状態に応じて、第２入口温度の上昇量を正確に推定できる。
【００１４】
上記構成において、前記建設機械は、ターボチャージャをさらに備え、
前記熱交換器は、前記ターボチャージャと前記エンジンとの間に接続され、前記ターボチャージャからの空気を冷却して前記エンジンに入力し、
前記ターボチャージャが吸入する吸入空気の量を検出する空気量センサと、
前記吸入空気の温度である第３検出温度を検出する第３温度センサと、
前記吸入空気の圧力を検出する圧力センサと、
前記エンジンの状態と、前記吸入空気の量と、前記吸入空気の圧力と、前記外気温度と、前記熱交換器の熱収支とに基づいて、前記熱交換器への前記吸入空気の入口温度である第３入口温度の上昇量を推定し、前記第３入口温度の上昇量に前記外気温度を加算することで前記吸入空気の推定温度である第３推定温度を算出する第３推定部とをさらに備え、
前記アラーム判定部は、前記第１条件が満たされていても、前記第３検出温度が前記第３推定温度より高いという第３条件が満たされていなければ、前記警報装置による前記アラームの発報を保留することが好ましい。
【００１５】
本構成によれば、エンジンの状態と、吸入空気の量と、前記吸入空気の圧力と、外気温度と、前記熱交換器の熱収支とに基づいて、熱交換器への吸入空気の入口温度である第３入口温度の上昇量が推定される。そして、第３入口温度の上昇量に外気温度を加算することで吸入空気の推定温度である第３推定温度が算出される。そして、第１条件が満たされていても、第３推定温度が冷却水の検出温度である第３検出温度よりも大きいという第３条件が満たされていなければ、フィルタの目詰まりのアラームの発報が保留される。そのため、冷却水の検出温度のみならず、熱交換器への吸入空気の検出温度にも基づいて、フィルタの目詰まりを推定でき、冷却水のオーバーヒートの原因がフィルタの目詰まりの影響である可能性がより高い場合にアラームを発報できる。
【００１６】
上記構成において、前記エンジンの状態は、前記エンジンの回転数と、前記エンジンの燃料噴射量とを含み、
前記第１入口温度の上昇量は、前記冷却水の発熱量と、前記冷却水の量と、前記ファンの風量と、前記熱交換器の第１冷却係数と、前記外気温度とを入力とし、前記第１入口温度の上昇量を出力とする、前記熱交換器の熱収支から予め算出された第１推定関数によって推定され、
前記冷却水の発熱量は、前記エンジンの回転数と、前記燃料噴射量とに基づいて算出され、
前記冷却水の量は、前記冷却水の状態と、前記エンジンの回転数とに基づいて算出され、
前記ファンの風量は、前記エンジンの回転数と、前記エンジン及び前記ファンの回転比とに基づいて算出され、
前記第１冷却係数は、前記ファンの風量に基づいて算出されることが好ましい。
【００１７】
本構成によれば、冷却水の発熱量と、冷却水の量と、ファンの風量と、熱交換器の第１冷却係数と、外気温度を入力とし、第１入口温度の上昇量を出力とし、熱交換器の熱収支から予め算出された第１推定関数を用いて第１入口温度の上昇量が推定されているため、当該上昇量を正確且つ速やかに求めることができる。
【００１８】
上記構成において、前記エンジンの状態は、前記エンジンの回転数と、前記エンジンの燃料噴射量とを含み、
前記油圧ポンプの状態は、油圧ポンプ容量とポンプ圧とを含み、
前記第２入口温度の上昇量は、前記作動油の発熱量と、前記作動油の流量と、前記ファンの風量と、前記熱交換器の第２冷却係数と、前記外気温度とを入力とし、前記第２入口温度の上昇量を出力とする、前記熱交換器の熱収支から予め算出された第２推定関数によって推定され、
前記作動油の発熱量は、前記油圧ポンプ容量と、前記ポンプ圧と、前記エンジンの回転数とに基づいて算出され、
前記作動油の流量は、前記油圧ポンプ容量と前記エンジンの回転数とに基づいて算出され、
前記ファンの風量は、前記エンジンの回転数と、前記エンジン及び前記ファンの回転比とに基づいて算出され、
前記第２冷却係数は、前記ファンの風量に基づいて算出されることが好ましい。
【００１９】
本構成によれば、作動油の発熱量と、作動油の流量と、ファンの風量と、熱交換器の第２冷却係数と、外気温度とを入力とし、第２入口温度の上昇量を出力とする、熱交換器の熱収支から予め算出された第２推定関数を用いて第２入口温度の上昇量が推定されているため、当該上昇量を正確且つ速やかに求めることができる。
【００２０】
上記構成において、前記アクチュエータは油圧シリンダ油圧シリンダ及び油圧モータの少なくとも一方を含み、
前記エンジンの状態は、前記エンジンの回転数と、前記エンジンの燃料噴射量とを含み、
前記油圧ポンプの状態は、油圧ポンプ容量とポンプ圧とを含み、
前記アクチュエータの状態は、前記油圧シリンダのボトム圧、ロッド圧、及びシリンダ速度と、前記油圧モータの左ポート圧、右ポート圧、及びモータ回転数との少なくとも一方を含み、
前記第２入口温度の上昇量は、前記作動油の発熱量と、前記作動油の流量と、前記ファンの風量と、前記熱交換器の第２冷却係数と、前記外気温度とを入力とし、前記第２入口温度の上昇量を出力とする、前記熱交換器の熱収支から予め算出された第２推定関数によって推定され、
前記作動油の発熱量は、前記ボトム圧、前記ロッド圧、及び前記シリンダ速度と、前記左ポート圧、前記右ポート圧、及び前記モータ回転数との少なくとも一方と、前記油圧ポンプ容量と、前記ポンプ圧と、前記エンジンの回転数とに基づいて算出され、
前記作動油の流量は、前記ボトム圧と、前記ロッド圧と、前記シリンダ速度とに基づいて算出され、
前記ファンの風量は、前記エンジンの回転数と、前記エンジン及び前記ファンの回転比とに基づいて算出され、
前記第２冷却係数は、前記ファンの風量に基づいて算出されることが好ましい。
【００２１】
本構成によれば、油圧シリンダのボトム圧、ロッド圧、及びシリンダ速度と、油圧モータの左ポート圧、右ポート圧、及びモータ回転数との少なくとも一方に基づいて、作動油の流量が算出される。そして、この作動油の流量と、作動油の発熱量と、ファンの風量と、熱交換器の第２冷却係数と、外気温度とを入力とし、第２入口温度の上昇量を出力とする、熱交換器の熱収支から予め算出された第２推定関数を用いて第２入口温度の上昇量が推定されているため、当該上昇量を正確且つ速やかに求めることができる。
【００２２】
上記構成において、前記エンジンの状態は、前記エンジンの回転数と、前記エンジンの燃料噴射量とを含み、
前記第３入口温度の上昇量は、前記吸入空気の発熱量と、前記吸入空気の量と、前記ファンの風量と、前記熱交換器の第３冷却係数と、前記外気温度とを入力とし、前記第３入口温度の上昇量を出力とする、前記熱交換器の熱収支から予め算出された第３推定関数によって推定され、
前記吸入空気の発熱量は、前記エンジンの回転数と、前記燃料噴射量とに基づいて算出され、
前記ファンの風量は、前記エンジンの回転数と、前記エンジン及び前記ファンの回転比とに基づいて算出され、
前記第３冷却係数は、前記ファンの風量に基づいて算出されることが好ましい。
【００２３】
本構成によれば、吸入空気の発熱量と、前記吸入空気の量と、ファンの風量と、熱交換器の第３冷却係数と、外気温度とを入力とし、第３入口温度を出力とし、熱交換器の熱収支から予め算出された第３推定関数を用いて第３入口温度の上昇量が推定されているため、当該上昇量を正確且つ速やかに求めることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、エンジン負荷に拘わらず、エンジンの熱交換器に設けられたフィルタの目詰まりを正確に推定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る検出装置が搭載される建設機械の例である油圧ショベルを示す図である。
【図２】実施の形態１に係る検出装置が適用された油圧ショベルの制御構成の一例を示すブロック図である。
【図３】燃料噴射量とエンジンが出力するエンジントルクとの相関関係を示すグラフである。
【図４】エンジン出力と冷却水の発熱量との相関関係を示すグラフである。
【図５】通過風量とファン回転数との相関関係を示すグラフである。
【図６】冷却係数と通過風量との相関関係を示すグラフである。
【図７】実施の形態１に係る検出装置の処理を示すフローチャートである。
【図８】図７のＳ１に示す冷却水温度による目詰まり検出処理の詳細を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態２に係る検出装置が適用された油圧ショベルの制御構成の一例を示す図である。
【図１０】通過風量とファン回転数との相関関係を示すグラフである。
【図１１】冷却係数と通過風量との相関関係を示すグラフである。
【図１２】実施の形態２に係る検出装置の処理を示すフローチャートである。
【図１３】図１２のＳ１３に示す作動油温度による目詰まり検出処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１４】作動油の流量とアクチュエータ流量との相関関係を示すグラフである。
【図１５】実施の形態３に係る作動油温度による目詰まり検出処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１６】実施の形態４に係る検出装置が適用された油圧ショベルの制御構成の一例を示す図である。
【図１７】エンジン出力と吸入空気によるインタークーラの発熱量との相関関係を示すグラフである。
【図１８】吸入空気の密度と吸入圧力との相関関係を示すグラフである。
【図１９】通過風量とファン回転数との相関関係を示すグラフである。
【図２０】冷却係数と通過風量との相関関係を示すグラフである。
【図２１】実施の形態４に係る検出装置の処理を示すフローチャートである。
【図２２】図２１のＳ２５に示す吸入空気温度による目詰まり検出処理の詳細を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態に係る検出装置が搭載される建設機械の例である油圧ショベル１を示す図である。この油圧ショベル１は、地面Ｇの上を走行可能な下部走行体２と、下部走行体２に搭載される上部旋回体３と、上部旋回体３に搭載される作業装置４とを備える。ここでは、検出装置が油圧ショベル１に適用される構成を例示するが、本発明はこれに限定されない。例えば、検出装置は、油圧クレーン等の他の建設機械に適用されてもよい。
【００２８】
下部走行体２及び上部旋回体３は、作業装置４を支持する機体を構成する。上部旋回体３は、旋回フレーム２１と、その上に搭載される複数の要素とを有する。当該複数の要素は、エンジンを収容するエンジンルーム２２及び運転室であるキャブ２３を含む。下部走行体２は、一対のクローラで構成され、油圧ショベル１を前方及び後方に走行させる。上部旋回体３は下部走行体に対して旋回可能に取り付けられている。
【００２９】
作業装置４は、掘削作業その他の必要な作業のための動作を行うことが可能であり、ブーム４１、アーム４２、及びバケット４３を含む。ブーム４１は、旋回フレーム２１の前端に起伏可能すなわち水平軸回りに回動可能に支持される基端部と、その反対側の先端部とを有する。アーム４２は、ブーム４１の先端部に水平軸回りに回動可能に取付けられる基端部と、その反対側の先端部とを有する。バケット４３は、アーム４２の先端部に回動可能に取付けられる。
【００３０】
ブーム４１、アーム４２、及びバケット４３のそれぞれには、複数の伸縮可能な油圧シリンダであるブームシリンダＣ１、アームシリンダＣ２、及びバケットシリンダＣ３が取り付けられている。
【００３１】
ブームシリンダＣ１は、上部旋回体３とブーム４１との間に介在し、ブーム４１に起伏動作を行わせるように伸縮する。アームシリンダＣ２は、ブーム４１とアーム４２との間に介在し、アーム４２に回動動作を行わせるように伸縮する。バケットシリンダＣ３は、アーム４２とバケット４３との間に介在し、バケット４３に回動動作を行わせるように伸縮する。
【００３２】
図２は、実施の形態１に係る検出装置が適用された油圧ショベル１の制御構成の一例を示すブロック図である。検出装置は、フィルタ５４の目詰まりを検出する装置である。
【００３３】
油圧ショベル１は、熱交換器５、油圧ポンプ６１、冷却水ポンプ６２、エンジン７、ファン８、温度センサ９１，９２、コントローラ１０、ＥＣＵ（エンジンコントールユニット）２０、及び警報装置３０を備える。なお、図１において、温度センサ９１、温度センサ９２、コントローラ１０、及び警報装置３０は検出装置の一例を構成する。
【００３４】
熱交換器５は、エンジン７の冷却水を冷却するラジエータ５１と、ブームシリンダＣ１などのアクチュエータを作動させる作動油を冷却するオイルクーラ５２と、図略のターボチャージャの吸入空気を冷却するインタークーラ５３とを備える。熱交換器５の前面にはフィルタ５４が配置されている。具体的には、ラジエータ５１、オイルクーラ５２、及びインタークーラ５３の前面の全体を覆うようにフィルタ５４は取り付けられている。フィルタ５４は、ダストを捕獲するためのフィルタである。
【００３５】
図２の例では、ラジエータ５１、オイルクーラ５２、インタークーラ５３は、冷却面が紙面の縦方向と平行な同一平面上に位置するように配置されているが、これは一例であり、冷却面が紙面の横方向と平行な同一平面上に位置するように配置されてもよい。また、図２の例では、ラジエータ５１、オイルクーラ５２、インタークーラ５３は、冷却面が同一平面上に位置するように配置されているが、これは一例であり、冷却面が紙面の縦方向と平行であって、紙面の横方向と平行に一定の間隔を設けて配置されていてもよい。この場合、フィルタ５４もラジエータ５１、オイルクーラ５２、及びインタークーラ５３に対応して３つ設けられる。また、図２の例では、上から順にオイルクーラ５２、ラジエータ５１、及びインタークーラ５３が配置されているが、これは一例であり、別の順序で配置されていてもよい。
【００３６】
エンジン７は油圧ショベル１の駆動源であり、油圧ポンプ６１を駆動させる。エンジン７は、例えばディーゼルエンジンである。油圧ポンプ６１は、エンジン７の回転軸と接続され、エンジン７からの動力によって駆動する。油圧ポンプ６１は、コントロールバルブなどを含む油圧機器（図略）に作動油を供給することによって、各種アクチュエータを作動させる。
【００３７】
冷却水ポンプ６２は、エンジン７の回転軸と接続され、エンジン７からの動力によって駆動する。冷却水ポンプ６２は、循環路５５に設けられ、エンジン７の冷却水を循環させる。循環路５５は、第１端がエンジン７に接続され、第２端がラジエータ５１の後面に設けられた入口５７に接続されている。循環路５６は、第１端がラジエータ５１の後面に設けられた出口５８に接続され、第２端がエンジン７に接続される。
【００３８】
ファン８は、プーリ７１，７２を介して、エンジン７の回転軸と接続されており、エンジン７の動力によって駆動する。ファン８は、熱交換器５の後面に風を供給することによって、ラジエータ５１を通過する冷却水を冷却する。プーリ７１はファン８の回転軸と接続されている。プーリ７２はエンジン７の回転軸と接続されている。プーリ７１とプーリ７２とはベルト７３が巻かれている。これにより、エンジン７からの動力がプーリ７２、ベルト７３、プーリ７１を介してファン８に伝達される。
【００３９】
以上により、エンジン７から排出された冷却水は、循環路５５を通り、入口５７を介してラジエータ５１に供給される。そして、冷却水は、ラジエータ５１よって冷却された後、出口５８及び循環路５６を通ってエンジン７に戻る。これが繰り返され、エンジン７が冷却水により冷却されることになる。
【００４０】
温度センサ９１は、循環路５５に接続され、循環路５５を通る冷却水の温度、すなわち、入口５７の冷却水の温度である第１検出温度Ｔｗを検出し、コントローラ１０に出力する。温度センサ９２は、例えば、ラジエータ５１の前面側に設けられ、外気温度Ｔ２Ｌｗを検出し、コントローラ１０に出力する。
【００４１】
ＥＣＵ２０は、例えば、プロセッサ及びメモリを含む電気回路で構成され、エンジン７を制御する。本実施の形態では、ＥＣＵ２０は、例えば、オペレータからの操作量に応じてエンジン回転数Ｎｅを設定し、エンジン７に出力する。また、ＥＣＵ２０は、例えば、オペレータからの操作量に応じて、エンジン７の燃料噴射量ｑｆを設定し、エンジン７に出力する。これにより、エンジン７は、ＥＣＵ２０が設定したエンジン回転数Ｎｅ及び燃料噴射量ｑｆで駆動することになる。
【００４２】
コントローラ１０は、例えば、プロセッサ及びメモリを含む電気回路で構成され、油圧ショベル１の全体制御を司る。具体的には、コントローラ１０は、取得部１１、第１推定部１２、及びアラーム判定部１３を備える。
【００４３】
取得部１１は、温度センサ９１が検出した第１検出温度Ｔｗと、温度センサ９２が検出した外気温度Ｔ２Ｌｗとを取得する。さらに、取得部１１は、ＥＣＵ２０からエンジン回転数Ｎｅ及び燃料噴射量ｑｆなどのエンジン７に対する各種の設定値を取得する。
【００４４】
第１推定部１２は、エンジン７の状態（エンジン回転数Ｎｅ、燃料噴射量ｑｆ）と、冷却水ポンプ６２のポンプ容量ｑｗと、外気温度Ｔ２Ｌｗと、ラジエータ５１の熱収支とに基づいて、ラジエータ５１への冷却水の入口温度である第１入口温度の上昇量（以下、「温度上昇量Ｔ１Ｈｗ」と記述する。）を推定する。そして、第１推定部１２は、温度上昇量Ｔ１Ｈｗに外気温度Ｔ２Ｌｗを加算することで冷却水の推定温度である第１推定温度Ｔｗ０を算出する。
【００４５】
アラーム判定部１３は、第１検出温度Ｔｗが第１推定温度Ｔｗ０よりも高いという第１条件を満たす場合、警報装置３０にアラームを発報させる。
【００４６】
警報装置３０は、キャブ２３内に設けられ、フィルタ５４の目詰まりの発生をオペレータの通知するためのアラームを発報する。具体的には、警報装置３０は、ディスプレイ及びスピーカなどで構成されている。そして、警報装置３０は、ディスプレイに目詰まりの発生を通知するメッセージ及び／又はアイコンなどを表示させることで、アラームを出力する。或いは、警報装置３０は、スピーカからフィルタの目詰まりを知らせる音声メッセージ又は警報音を表示させることでアラームを出力してもよい。なお、警報装置３０が出力するアラームには、フィルタ５４の目詰まりの解消方法が含まれていてもよい。
【００４７】
次に、実施の形態１に係る検出装置の目詰まりの検出原理について説明する。図３は、燃料噴射量ｑｆとエンジン７が出力するエンジントルクＴｅとの相関関係ＣＲ１を示すグラフであり、縦軸はエンジントルクＴｅを示し、横軸は燃料噴射量ｑｆを示している。図３に示すように、相関関係ＣＲ１は、燃料噴射量ｑｆが増大するにつれてエンジントルクＴｅが増大する特性を持っている。本実施の形態では、相関関係ＣＲ１は予めメモリに記憶されている。
【００４８】
したがって、エンジントルクＴｅは、ＥＣＵ２０が設定した燃料噴射量ｑｆから相関関係ＣＲ１を参照することで算出できる。また、エンジン出力Ｑｅは、式（１．１）に示すようにエンジントルクＴｅにエンジン回転数Ｎｅを乗じることで得られる。    
Ｑｅ＝Ｔｅ・Ｎｅ      （１．１）
【００４９】
したがって、相関関係ＣＲ１から得られたエンジントルクＴｅとＥＣＵ２０が設定したエンジン回転数Ｎｅとを式（１．１）に代入することでエンジン出力Ｑｅが算出される。なお、エンジン回転数Ｎｅは、ＥＣＵ２０が設定したものに代えて、回転数センサで検出されたものが採用されてもよい。
【００５０】
冷却水によりラジエータ５１に加わった熱量である発熱量をＱ０ｗとおく。発熱量Ｑ０ｗは、エンジン出力Ｑｅから図４の相関関係ＣＲ２を用いることで算出できる。図４は、エンジン出力Ｑｅと冷却水の発熱量Ｑ０ｗとの相関関係ＣＲ２を示すグラフであり、縦軸は発熱量Ｑ０ｗを示し、横軸はエンジン出力Ｑｅを示している。図４に示すように、相関関係ＣＲ２は、エンジン出力Ｑｅが増大するにつれて発熱量Ｑ０ｗが増大する特性を持っている。したがって、発熱量Ｑ０ｗは、式（１．１）を用いて算出されたエンジン出力Ｑｅから相関関係ＣＲ２を参照することで算出される。本実施の形態では、相関関係ＣＲ２は予めメモリに記憶されている。
【００５１】
冷却水の水量をＧｗとすると、冷却水の水量Ｇｗは式（１．２）に示すように、ポンプ容量ｑｗにエンジン回転数Ｎｅを乗じることで求まる。
Ｇｗ＝ｑｗ・Ｎｅ      （１．２）
【００５２】
ラジエータ５１において入口５７、出口５８のそれぞれの冷却水の温度上昇量をＴ１Ｈｗ、Ｔ１Ｌｗとおく。また、冷却水の密度、比熱をそれぞれρｗ、Ｃρｗとする。また、ラジエータ５１で放熱される熱量である放熱熱量をＱ１ｗとする。すると、放熱熱量Ｑ１ｗは式（１．３）により表される。
Ｑ１ｗ＝Ｇｗ・ρｗ・Ｃρｗ・（Ｔ１Ｈｗ−Ｔ１Ｌｗ）      （１．３）
【００５３】
ファン回転数Ｎｆは、式（１．４）に示すように、エンジン回転数Ｎｅにプーリ比ｊを乗じることで得られる。プーリ比ｊは、エンジン７側のプーリ７２の半径でファン８側のプーリ７１の半径を割った値である。
Ｎｆ＝Ｎｅ・ｊ      （１．４）
【００５４】
ファン８にて発生する風量がラジエータ５１を通過する通過風量Ｇａｗと、ファン回転数Ｎｆとの間には図５に示す相関関係ＣＲ３がある。図５は、通過風量Ｇａｗとファン回転数Ｎｆとの相関関係ＣＲ３を示すグラフであり、縦軸は通過風量Ｇａｗを示し、横軸はファン回転数Ｎｆを示している。図５に示すように相関関係ＣＲ３は、ファン回転数Ｎｆが増大するにつれて、通過風量Ｇａｗが増大する特性を持つ。本実施の形態では、相関関係ＣＲ３は予めメモリに記憶されている。
【００５５】
したがって、通過風量Ｇａｗは、式（１．４）で得られたファン回転数Ｎｆから相関関係ＣＲ３を参照することで算出される。
【００５６】
ここで、冷却水がラジエータ５１で冷却される熱量を冷却熱量Ｑ２ｗとする。また、ラジエータ５１の前面、後面の空気温度をそれぞれ外気温度Ｔ２Ｌｗ、空気温度Ｔ２Ｈｗとおく。さらに、空気の密度、比熱をそれぞれρａ（一定値）、Ｃρａ（一定値）とする。すると、冷却熱量Ｑ２ｗは式（１．５）で表される。
Ｑ２ｗ＝Ｇａｗ・ρａ・Ｃρａ・（Ｔ２Ｈｗ−Ｔ２Ｌｗ）      （１．５）
【００５７】
ラジエータ５１の冷却係数Ｋｗは、図６に示す相関関係ＣＲ４を持つ。図６は、冷却係数Ｋｗと通過風量Ｇａｗとの相関関係ＣＲ４を示すグラフであり、縦軸は冷却係数Ｋｗを示し、横軸は通過風量Ｇａｗを示す。図６に示すように相関関係ＣＲ４は、通過風量Ｇａｗの増大に伴って急峻に増大し、通過風量がある程度増大すると、以降緩やかに増大する特性を持つ。したがって、冷却係数Ｋｗは、通過風量Ｇａｗから相関関係ＣＲ４を参照することで得られる。本実施の形態では、相関関係ＣＲ４は予めメモリに記憶されている。
【００５８】
ラジエータ５１の放熱面積をＡｗとすると、ラジエータ５１で交換される熱量である交換熱量Ｑ３ｗは、式（１．６）で得られる。
Ｑ３ｗ＝Ｋｗ・Ａｗ・（ΔＴＨｗ−ΔＴＬｗ）／ｌｎ（ΔＴＨｗ／ΔＴＬｗ）      （１．６）
【００５９】
但し、ΔＴＨｗ＝Ｔ１Ｈｗ−Ｔ２Ｈｗ  ΔＴＬｗ＝Ｔ１Ｌｗ−Ｔ２Ｌｗ    （１．７）
バランス時においてラジエータ５１の熱収支は、Ｑ０ｗ＝Ｑ１ｗ＝Ｑ２ｗ＝Ｑ３ｗとなる。したがって、以下の式（１．８）〜（１．１０）に示す３つの式が得られる。
Ｑ０ｗ＝Ｇｗ・ρｗ・Ｃρｗ・（Ｔ１Ｈｗ−Ｔ１Ｌｗ）    （１．８）
Ｑ０ｗ＝Ｇａｗ・ρａ・Ｃρａ・（Ｔ２Ｈｗ−Ｔ２Ｌｗ）    （１．９）
Ｑ０ｗ＝Ｋｗ・Ａｗ・（ΔＴＨｗ−ΔＴＬｗ）／ｌｎ（ΔＴＨｗ／ΔＴＬｗ）    （１．１０）
【００６０】
ここで、温度上昇量Ｔ１Ｈｗ、温度上昇量Ｔ１Ｌｗ、空気温度Ｔ２Ｈｗを未知数として、式（１．８）〜（１．１０）を解くことで、温度上昇量Ｔ１Ｈｗが求まる。
【００６１】
本実施の形態では、運転状態で変わる発熱量Ｑ０ｗ、水量Ｇｗ、通過風量Ｇａｗ、冷却係数Ｋｗ、外気温度Ｔ２Ｌｗを入力として、未知数である温度上昇量Ｔ１Ｈｗを出力とする第１推定関数ｆ１（Ｑ０ｗ、Ｇｗ、Ｇａｗ、Ｋｗ、Ｔ２Ｌｗ）を予め生成してメモリに記憶させておく。そして、現在の運転状態に応じた発熱量Ｑ０ｗ、水量Ｇｗ、通過風量Ｇａｗ、冷却係数Ｋｗ、外気温度Ｔ２Ｌｗを第１推定関数ｆ１に入力することによって温度上昇量Ｔ１Ｈｗを算出する。ここで、第１推定関数ｆ１は、具体的な数式で表されてもよいし、発熱量Ｑ０ｗ、水量Ｇｗ、通過風量Ｇａｗ、冷却係数Ｋｗ、外気温度Ｔ２Ｌｗと、温度上昇量Ｔ１Ｈｗとを対応付けて記憶するマップであってもよい。
【００６２】
そして、温度上昇量Ｔ１Ｈｗに温度センサ９２で検出された外気温度Ｔ２Ｌｗが加算されてラジエータ５１の入口５７の推定温度である第１推定温度Ｔｗ０が算出される。そして、温度センサ９１で検出された第１検出温度Ｔｗが第１推定温度Ｔｗ０より高ければ、フィルタ５４の目詰まりによりラジエータ５１を通過する風量が停滞している状態であると判断されて、警報装置３０にアラームが発報され、オペレータにフィルタ５４の清掃が促される。
【００６３】
次に、実施の形態１に係る検出装置の処理について説明する。図７は、実施の形態１に係る検出装置の処理を示すフローチャートである。Ｓ１では、コントローラ１０は、冷却水温度による目詰まり検出処理を実行する。Ｓ２では、アラーム判定部１３は、Ｓ１の処理において第１条件を満たすと判定された場合（Ｓ２でＹＥＳ）、フィルタ５４に目詰まりが発生していると判定し、処理をＳ３に進める。Ｓ３では、アラーム判定部１３は警報装置３０にアラームを発報させる。
【００６４】
一方、Ｓ１の処理において第１条件を満たさないと判定された場合（Ｓ２でＮＯ）、アラーム判定部１３はフィルタ５４に目詰まりが発生していないと判定し、処理をＳ１に戻す。
【００６５】
図８は、図７のＳ１に示す冷却水温度による目詰まり検出処理の詳細を示すフローチャートである。Ｓ１０１では、取得部１１は、冷却水ポンプ６２のポンプ容量ｑｗと、冷却水の密度ρｗと、冷却水の比熱Ｃρｗと、空気の密度ρａと、空気の比熱Ｃρａと、放熱面積Ａｗと、プーリ比ｊとをメモリから取得する。なお、ポンプ容量ｑｗはコントローラ１０が設定した設定値であってもよい。
【００６６】
Ｓ１０２では、取得部１１は、ＥＣＵ２０からエンジン回転数Ｎｅ及び燃料噴射量ｑｆを取得し、温度センサ９２から外気温度Ｔ２Ｌｗを取得し、温度センサ９１から第１検出温度Ｔｗを取得する。
【００６７】
Ｓ１０３では、第１推定部１２は、相関関係ＣＲ１を参照し、燃料噴射量ｑｆに対応するエンジントルクＴｅを算出する。
【００６８】
Ｓ１０４では、第１推定部１２は、エンジントルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅとを式（１．１）に代入してエンジン出力Ｑｅを算出する。
【００６９】
Ｓ１０５では、第１推定部１２は、相関関係ＣＲ２を参照し、エンジン出力Ｑｅに対応する発熱量Ｑ０ｗを算出する。
【００７０】
Ｓ１０６では、第１推定部１２は、ポンプ容量ｑｗとエンジン回転数Ｎｅとを式（１．２）に代入し、冷却水の水量Ｇｗを算出する。
【００７１】
Ｓ１０７では、第１推定部１２は、エンジン回転数Ｎｅとプーリ比ｊとを式（１．４）に代入し、ファン回転数Ｎｆを算出する。
【００７２】
Ｓ１０８では、第１推定部１２は、相関関係ＣＲ３を参照し、ファン回転数Ｎｆに対応する通過風量Ｇａｗを算出する。
【００７３】
Ｓ１０９では、第１推定部１２は、相関関係ＣＲ４を参照し、通過風量Ｇａｗに対応する冷却係数Ｋｗを算出する。
【００７４】
Ｓ１１０では、第１推定部１２は、発熱量Ｑ０ｗ、冷却水の水量Ｇｗ、通過風量Ｇａｗ、冷却係数Ｋｗ、及び外気温度Ｔ２Ｌｗを第１推定関数ｆ１に入力し、温度上昇量Ｔ１Ｈｗを算出する。
【００７５】
Ｓ１１１では、第１推定部１２は、温度上昇量Ｔ１Ｈｗに外気温度Ｔ２Ｌｗを加算して第１推定温度Ｔｗ０を算出する。
【００７６】
Ｓ１１２では、アラーム判定部１３は、第１検出温度Ｔｗが第１推定温度Ｔｗ０より大きいという第１条件が満たされるか否かを判定する。第１検出温度Ｔｗが第１推定温度Ｔｗ０より大きければ（Ｓ１１２でＹＥＳ）、アラーム判定部１３は、第１条件を満たすと判定し（Ｓ１１３）、処理を図７に戻す。一方、第１検出温度Ｔｗが第１推定温度Ｔｗ０以下であれば（Ｓ１１２でＮＯ）、アラーム判定部１３は、第１条件を満たさないと判定し（Ｓ１１４）、処理を図７に戻す。
【００７７】
このように実施の形態１に係る検出装置によれば、ラジエータ５１の熱収支に基づいて得られた第１推定関数ｆ１を用いて温度上昇量Ｔ１Ｈｗが算出され、この温度上昇量Ｔ１Ｈｗに外気温度Ｔ２Ｌｗが加算されて第１推定温度Ｔｗ０が算出される。そして、第１検出温度Ｔｗが第１推定温度Ｔｗ０より高ければ、フィルタ５４の目詰まりが発生していると判定される。このように、本実施の形態では、固定の閾値ではなくエンジン負荷に応じて変動する第１推定温度Ｔｗ０を用いてフィルタの目詰まりを検出する。したがって、エンジン負荷に拘わらず、フィルタ５４の目詰まりを正確に推定できる。さらに、アラームが発報されるため、目詰まりによるオーバーヒートを事前に検出し、清掃を促すことで、オーバーヒートによるエンジンへのダメージを防止できる。
【００７８】
なお、実施の形態１では、第１推定関数ｆ１を用いて温度上昇量Ｔ１Ｈｗが推定されたが、本開示はこれに限定されず、熱収支から得られる式（１．８）〜（１．１０）を温度上昇量Ｔ１Ｈｗについて解くことで、温度上昇量Ｔ１Ｈｗが算出されてもよい。
【００７９】
（実施の形態２）
実施の形態２に係る検出装置は、さらに作動油の推定温度を用いてフィルタ５４の目詰まりを検出するものである。なお、本実施の形態において実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８０】
図９は、実施の形態２に係る検出装置が適用された油圧ショベル１の制御構成の一例を示す図である。図９において、図２に示した、ラジエータ５１に接続される循環路５５，５６、冷却水ポンプ６２、温度センサ９１，９２は図示が省略されている。
【００８１】
図９に示す検出装置は図２の検出装置に対して、さらに、コントロールバルブＶ２、図１で示したブームシリンダＣ１、アームシリンダＣ２、及びバケットシリンダＣ３と、温度センサ９１ａ，９２ａと、比例弁６１ａと、圧力センサ１０５とが追加されている。なお、実施の形態２においてモータＭ１は必須の構成ではない。
【００８２】
ブームシリンダＣ１、アームシリンダＣ２、及びバケットシリンダＣ３のそれぞれには、ボトム側の圧力（ボトム圧Ｐｃｈｉ）を検出する圧力センサ１０１と、ロッド側の圧力（ロッド圧Ｐｃｒｉ）を検出する圧力センサ１０２とが設けられている。さらに、ブームシリンダＣ１、アームシリンダＣ２、及びバケットシリンダＣ３のそれぞれには、シリンダのストロークを検出するストロークセンサ２０１が設けられている。
【００８３】
循環路５５ａはコントロールバルブＶ２とオイルクーラ５２の入口５７ａとの間に接続されている。循環路５５ａは、コントロールバルブＶ２から供給される作動油を入口５７ａを介してオイルクーラ５２に供給する。循環路５６ａは、オイルクーラ５２の出口５８ａと作動油タンク５９との間に接続されている。循環路５６ａは、オイルクーラ５２の出口から供給される作動油を作動油タンク５９に供給する。循環路５５ａと循環路５６ａとの間には、バイパスチェック弁Ｖ１を含むバイパス回路が接続されている。バイパスチェック弁Ｖ１を含むバイパス回路は、オイルクーラ５２を保護するために設けられている。
【００８４】
本実施の形態では、油圧ポンプ６１は可変容量ポンプで構成されている。
【００８５】
比例弁６１ａは、コントローラ１０の制御の下、油圧ポンプ６１のポンプ容量を調整することによって、油圧ポンプ６１からの作動油の吐出量を増減させる。圧力センサ１０５は、油圧ポンプ６１のポンプ圧ｐを検出する。
【００８６】
温度センサ９１ａは、循環路５５ａに接続され、循環路５５ａを通る作動油の温度、すなわち、入口５７ａの作動油の温度である第２検出温度Ｔｈを検出し、コントローラ１０に出力する。
【００８７】
温度センサ９２ａは、例えば、オイルクーラ５２の前面側に設けられ、外気温度Ｔ２Ｌｈを検出し、コントローラ１０に出力する。
【００８８】
コントローラ１０は、実施の形態１のコントローラ１０に対してさらに第２推定部１４が設けられている。取得部１１は、実施の形態１で取得する各種データに加えて、さらに温度センサ９１ａが検出した第２検出温度Ｔｈと、温度センサ９２ａが検出した外気温度Ｔ２Ｌｈとを取得する。さらに、取得部１１は、油圧ポンプ６１の状態（ポンプ圧ｐ、ポンプ容量ｑｈ）を取得する。さらに、取得部１１は、圧力センサ１０１〜１０４及びストロークセンサ２０１が検出した各種の検出値を取得する。
【００８９】
第２推定部１４は、エンジン７の状態（エンジン回転数Ｎｅ、燃料噴射量ｑｆ）と、油圧ポンプ６１の状態（ポンプ圧ｐ、ポンプ容量ｑｈ）と、外気温度Ｔ２Ｌｈとに基づいて、オイルクーラ５２への作動油の入口温度である第２入口温度の上昇量（以下、「温度上昇量Ｔ１Ｈｈ」と記述する。）を推定する。そして、第２推定部１４は、温度上昇量Ｔ１Ｈｈに外気温度Ｔ２Ｌｈを加算することで作動油の推定温度である第２推定温度Ｔｈ０を算出する。
【００９０】
アラーム判定部１３は、実施の形態１で示した第１条件に加えて、さらに第２検出温度Ｔｈが第２推定温度Ｔｈ０よりも高いという第２条件を満たすか否かを判定する。そして、アラーム判定部１３は、第１条件が満たされたとしても第２条件が満たされていない場合、警報装置３０によるアラームの発報を保留する。
【００９１】
次に、実施の形態２に係る検出装置の目詰まりの検出原理について説明する。油圧ポンプ６１のポンプ流量Ｇｐは、式（２．１）に示すように、コントローラ１０が設定したポンプ容量ｑｈとＥＣＵ２０が設定したエンジン回転数Ｎｅとを乗じることで得られる。
Ｇｐ＝ｑｈ・Ｎｅ    （２．１）
【００９２】
油圧ポンプ６１のポンプ出力Ｑｐは、式（２．２）で示すように、式（２．１）で得られたポンプ流量Ｇｐに圧力センサ１０５が検出したポンプ圧ｐを乗じることで得られる。
Ｑｐ＝Ｇｐ・ｐ    （２．２）
【００９３】
作動油により加熱されたオイルクーラ５２の熱量である発熱量Ｑ０ｈは、式（２．３）に示すようにポンプ出力Ｑｐに所定の油圧発熱比αを乗じることで得られる。
Ｑ０ｈ＝Ｑｐ・α    （２．３）
【００９４】
オイルクーラ５２に戻る作動油の流量（以下、「作動油の流量Ｇｈ」と記述する。）は、式（２．４ａ）に示すように、式（２．１）で得られたポンプ流量Ｇｐに所定の通過風量比βを乗じることで得られる。
Ｇｈ＝Ｇｐ・β    （２．４ａ）
【００９５】
オイルクーラ５２の入口５７ａ、出口５８ａの作動油の温度上昇量をそれぞれＴ１Ｈｈ、Ｔ１Ｌｈとおく。また、作動油の密度及び比熱をそれぞれρｈ、Ｃρｈ（一定）とする。
【００９６】
すると、オイルクーラ５２で放熱される熱量である放熱熱量Ｑ１ｈは、式（２．４）により表される。
Ｑ１ｈ＝Ｇｈ・ρｈ・Ｃρｈ・（Ｔ１Ｈｈ−Ｔ１Ｌｈ）    （２．４）
【００９７】
オイルクーラ５２の通過風量Ｇａｈは、式（１．４）で得られたファン回転数Ｎｆから図１０に示す相関関係ＣＲ５を参照することで得られる。図１０は、通過風量Ｇａｈとファン回転数Ｎｆとの相関関係ＣＲ５を示すグラフであり、縦軸は通過風量Ｇａｈを示し、横軸はファン回転数Ｎｆを示す。図１０に示すように相関関係ＣＲ５は、ファン回転数Ｎｆが増大するにつれて通過風量Ｇａｈが増大する特性を持つ。
【００９８】
作動油がオイルクーラ５２で冷却される熱量である冷却熱量をＱ２ｈとする。また、オイルクーラ５２の前面、後面の空気温度をそれぞれ外気温度をＴ２Ｌｈ、空気温度Ｔ２Ｈｈとする。また、空気の密度、比熱をそれぞれρａ、Ｃρａ（一定値）とする。すると、冷却熱量Ｑ２ｈは式（２．５）で表される。
Ｑ２ｈ＝Ｇａｈ・ρａ・Ｃρａ・（Ｔ２Ｈｈ−Ｔ２Ｌｈ）      （２．５）
【００９９】
オイルクーラ５２の冷却係数Ｋｈは、図１１に示す相関関係ＣＲ６を持つ。図１１は、冷却係数Ｋｈと通過風量Ｇａｈとの相関関係ＣＲ６を示すグラフであり、縦軸は冷却係数Ｋｈを示し、横軸は通過風量Ｇａｈを示す。図１１に示すように相関関係ＣＲ６は、通過風量Ｇａｈの増大に伴って急峻に増大し、通過風量Ｇａｈがある程度増大すると、以降緩やかに増大する特性を持つ。したがって、冷却係数Ｋｈは、通過風量Ｇａｈから相関関係ＣＲ６を参照することで得られる。本実施の形態では、相関関係ＣＲ６は予めメモリに記憶されている。
【０１００】
オイルクーラ５２の冷却面積をＡｈとすると、オイルクーラ５２で交換される熱量である交換熱量Ｑ３ｈは、式（２．６）で得られる。
Ｑ３ｈ＝Ｋｈ・Ａｈ・（ΔＴＨｈ−ΔＴＬｈ）／ｌｎ（ΔＴＨｈ／ΔＴＬｈ）    （２．６）
但し、ΔＴＨｈ＝Ｔ１Ｈｈ−Ｔ２Ｈｈ  ΔＴＬｈ＝Ｔ１Ｌｈ−Ｔ２Ｌｈ    （２．７）
【０１０１】
バランス時においてオイルクーラ５２の熱収支は、Ｑ０ｈ＝Ｑ１ｈ＝Ｑ２ｈ＝Ｑ３ｈとなる。したがって、以下の式（２．８）〜（２．１０）が得られる。
Ｑ０ｈ＝Ｇｈ・ρｈ・Ｃρｈ・（Ｔ１Ｈｈ−Ｔ１Ｌｈ）    （２．８）
Ｑ０ｗ＝Ｇａｈ・ρａ・Ｃρａ・（Ｔ２Ｈｈ−Ｔ２Ｌｈ）    （２．９）
Ｑ０ｗ＝Ｋｈ・Ａｈ・（ΔＴＨｈ−ΔＴＬｈ）／ｌｎ（ΔＴＨｈ／ΔＴＬｈ）    （２．１０）
【０１０２】
ここで、温度上昇量Ｔ１Ｈｈ、温度上昇量Ｔ１Ｌｈ、空気温度Ｔ２Ｈｈを未知数として、式（２．８）〜（２．１０）を解くことで、温度上昇量Ｔ１Ｈｈが求まる。
【０１０３】
本実施の形態では、運転状態で変わる発熱量Ｑ０ｈ、作動油の流量Ｇｈ、通過風量Ｇａｈ、冷却係数Ｋｈ、外気温度Ｔ２Ｌｈを入力として、未知数である温度上昇量Ｔ１Ｈｈを出力とする第２推定関数ｆ２（Ｑ０ｈ、Ｇｈ、Ｇａｈ、Ｋｈ、Ｔ２Ｌｈ）を予め生成してメモリに記憶させておく。そして、現在の運転状態に応じた発熱量Ｑ０ｈ、作動油の流量Ｇｈ、通過風量Ｇａｈ、冷却係数Ｋｈ、外気温度Ｔ２Ｌｈを第２推定関数ｆ２に入力することによって温度上昇量Ｔ１Ｈｈを算出する。ここで、第２推定関数ｆ２は、具体的な数式で表されてもよいし、発熱量Ｑ０ｈ、作動油の流量Ｇｈ、通過風量Ｇａｈ、冷却係数Ｋｈ、外気温度Ｔ２Ｌｈと、温度上昇量Ｔ１Ｈｈとを対応付けて記憶するマップであってもよい。
【０１０４】
そして、温度上昇量Ｔ１Ｈｈに温度センサ９２ａで検出された外気温度Ｔ２Ｌｈが加算されてオイルクーラ５２の入口５７ａの推定温度である第２推定温度Ｔｈ０が算出される。そして、温度センサ９１で検出された第２検出温度Ｔｈが第２推定温度Ｔｈ０より高ければ、フィルタ５４の目詰まりによりオイルクーラ５２を通過する風量が停滞している状態であると判断されて、警報装置３０にアラームが発報され、オペレータにフィルタ５４の清掃が促される。
【０１０５】
次に、実施の形態２に係る検出装置の処理について説明する。図１２は、実施の形態２に係る検出装置の処理を示すフローチャートである。Ｓ１１、Ｓ１２の処理は図７のＳ１、Ｓ２と同じである。
【０１０６】
Ｓ１３では、コントローラ１０は、作動油温度による目詰まり検出処理を実行する。Ｓ１４では、アラーム判定部１３は、Ｓ１３の処理において第２条件を満たすと判定された場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、フィルタ５４に目詰まりが発生していると判定し、処理をＳ１５に進める。Ｓ１５では、アラーム判定部１３は警報装置３０にアラームを発報させる。
【０１０７】
一方、Ｓ１３の処理において第２条件を満たさないと判定された場合（Ｓ１４でＮＯ）、アラーム判定部１３はフィルタ５４に目詰まりが発生していないと判定し、処理をＳ１１に戻す。
【０１０８】
図１３は、図１２のＳ１３に示す作動油温度による目詰まり検出処理の詳細を示すフローチャートである。Ｓ２０１では、取得部１１は、油圧発熱比αと、通過風量比βと、作動油の密度ρｈと、作動油の比熱Ｃρｈと、放熱面積Ａｈと、プーリ比ｊとをメモリから取得する。
【０１０９】
Ｓ２０２では、取得部１１は、ＥＣＵ２０からエンジン回転数Ｎｅを取得し、圧力センサ１０５から油圧ポンプ６１のポンプ圧ｐを取得し、コントローラ１０が設定した油圧ポンプ６１のポンプ容量ｑｈを取得し、温度センサ９２ａが検出した外気温度Ｔ２Ｌｈを取得し、温度センサ９１ａが検出した第２検出温度Ｔｈを取得する。
【０１１０】
Ｓ２０３では、第２推定部１４は、ポンプ容量ｑｈにエンジン回転数Ｎｅを乗じてポンプ流量Ｇｐを算出する。
【０１１１】
Ｓ２０４では、第２推定部１４は、ポンプ流量Ｇｐにポンプ圧ｐを乗じてポンプ出力Ｑｐを算出する。
【０１１２】
Ｓ２０５では、第２推定部１４は、ポンプ出力Ｑｐに油圧発熱比αを乗じて発熱量Ｑ０ｈを算出する。
【０１１３】
Ｓ２０６では、第２推定部１４は、ポンプ流量Ｇｐに通過風量比βを乗じて作動油の流量Ｇｈを算出する。
【０１１４】
Ｓ２０７では、第２推定部１４は、エンジン回転数Ｎｅにプーリ比ｊを乗じてファン回転数Ｎｆを算出する。
【０１１５】
Ｓ２０８では、第２推定部１４は、相関関係ＣＲ５を参照してファン回転数Ｎｆに対応する通過風量Ｇａｈを算出する。
【０１１６】
Ｓ２０９では、第２推定部１４は、相関関係ＣＲ６を参照して通過風量Ｇａｈに対応する冷却係数Ｋｈを算出する。
【０１１７】
Ｓ２１０では、第２推定部１４は、発熱量Ｑ０ｈ、作動油の流量Ｇｈ、通過風量Ｇａｈ、冷却係数Ｋｈ、及び外気温度Ｔ２Ｌｈを第２推定関数ｆ２に入力し、温度上昇量Ｔ１Ｈｈを算出する。
【０１１８】
Ｓ２１１では、第２推定部１４は、温度上昇量Ｔ１Ｈｈに外気温度Ｔ２Ｌｈを加算して第２推定温度Ｔｈ０を算出する。
【０１１９】
Ｓ２１２では、アラーム判定部１３は、第２検出温度Ｔｈが第２推定温度Ｔｈ０より大きいという第２条件が満たされるか否かを判定する。第２検出温度Ｔｈが第２推定温度Ｔｈ０より大きければ（Ｓ２１２でＹＥＳ）、アラーム判定部１３は、第２条件を満たすと判定し（Ｓ２１３）、処理を図１２に戻す。一方、第２検出温度Ｔｈが第２推定温度Ｔｈ０以下であれば（Ｓ２１２でＮＯ）、アラーム判定部１３は、第２条件を満たさないと判定し（Ｓ２１４）、処理を図１２に戻す。
【０１２０】
このように実施の形態２に係る検出装置によれば、オイルクーラ５２の熱収支に基づいて得られた第２推定関数ｆ２を用いて温度上昇量Ｔ１Ｈｈが算出され、この温度上昇量Ｔ１Ｈｈに外気温度Ｔ２Ｌｈが加算されて第２推定温度Ｔｈ０が算出される。そして、第２検出温度Ｔｈが第２推定温度Ｔｈ０より高ければ、第２条件を満たすと判定される。そして、第１条件が満たされていても、第２条件が満たされていなければ、アラームの発報が保留される。そのため、冷却水のオーバーヒートがフィルタ５４の目詰まり以外の影響によるものか、フィルタ５４の目詰まりの影響によるものかを区別したうえでアラームを発報することが可能となる。その結果、フィルタ５４の目詰まりを正確に通知できる。
【０１２１】
なお、実施の形態２では、第２推定関数ｆ２を用いて温度上昇量Ｔ１Ｈｈが推定されたが、本開示はこれに限定されず、熱収支から得られる式（２．８）〜（２．１０）を温度上昇量Ｔ１Ｈｈについて解くことで、温度上昇量Ｔ１Ｈｈが算出されてもよい。
【０１２２】
（実施の形態３）
実施の形態３に係る検出装置は、アクチュエータの状態に基づいて作動油の推定温度を算出し、その推定温度を用いてフィルタ５４の目詰まりを検出するものである。なお、本実施の形態において実施の形態１、２と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施の形態は、基本構成は実施の形態２と同じであるため、ブロック図は図９を用いる。
【０１２３】
本実施の形態において、モータＭ１は上部旋回体３を旋回させるための油圧モータである。コントロールバルブＶ２（油圧機器）は、油圧ポンプ６１から作動油が供給され、ブームシリンダＣ１、アームシリンダＣ２、バケットシリンダＣ３、及びモータＭ１のそれぞれに対する作動油の供給の方向及び流量を変化させる。
【０１２４】
モータＭ１には、モータＭ１のモータ回転数ωｍを検出する回転センサ２０４が設けられている。さらに、モータＭ１には、モータＭ１の左ポートのポート圧Ｐｍａを検出する圧力センサ１０３と、右ポートのポート圧Ｐｍｂを検出する圧力センサ１０４とが設けられている。
【０１２５】
本実施の形態において、取得部１１は、ブームシリンダＣ１、アームシリンダＣ２、及びバケットシリンダＣ３のそれぞれに設けられた圧力センサ１０１が検出したボトム圧Ｐｃｈｉと、ブームシリンダＣ１、アームシリンダＣ２、及びバケットシリンダＣ３のそれぞれに設けられた圧力センサ１０２が検出したロッド圧Ｐｃｒｉとを取得する。さらに、取得部１１は、ブームシリンダＣ１、アームシリンダＣ２、及びバケットシリンダＣ３のそれぞれに設けられたストロークセンサ２０１の検出値を取得し、取得した検出値に基づいて、ブームシリンダＣ１、アームシリンダＣ２、及びバケットシリンダＣ３のそれぞれのシリンダ速度Ｖｃｉを算出する。ここで、参照符号「Ｐｃｈｉ」、「Ｐｃｒｉ」、及び「Ｖｃｉ」の「ｉ」はブーム４１の場合に「１」の値をとり、アーム４２の場合に「２」の値をとり、バケット４３の場合に「３」の値をとる。
【０１２６】
本実施の形態において、第２推定部１４は、アクチュエータセンサが検出したアクチュエータの状態に基づいて温度上昇量Ｔ１Ｈｈを推定する。アクチュエータセンサは、ブームシリンダＣ１、アームシリンダＣ２、及びバケットシリンダＣ３のそれぞれに設けられた圧力センサ１０１、圧力センサ１０２、及びストロークセンサ２０１である。また、アクチュエータセンサは、モータＭ１に設けられた圧力センサ１０３，１０４、及び回転センサ２０４である。また、アクチュエータの状態は、ボトム圧Ｐｃｈｉ、ロッド圧Ｐｃｒｉ、シリンダ速度Ｖｃｉ、ポート圧Ｐｍａ，Ｐｍｂ、及びモータ回転数ωｍである。
【０１２７】
次に、実施の形態３に係る検出装置の目詰まりの検出原理について説明する。以下では、ブームシリンダＣ１、アームシリンダＣ２、及びバケットシリンダＣ３を総称してシリンダＣｉと記述する。
【０１２８】
シリンダＣｉのボトム側、ロッド側のそれぞれの受圧面積をＡｃｈｉ、Ａｃｒｉとする。すると、シリンダ動力Ｑｃｉは、以下の式（３．１）により得られる。
Ｑｃｉ＝（Ｐｃｈｉ・Ａｃｈｉ−Ｐｃｒｉ・Ａｃｒｉ）・Ｖｃｉ    （３．１）
但し、ｉ＝１：ブーム、ｉ＝２：アーム、ｉ＝３：バケットである。
【０１２９】
シリンダ動力Ｑｃｉの総和Ｑｃは、以下の式（３．２）により得られる。
Ｑｃ＝ΣＱｃｉ    （３．２）
【０１３０】
モータ等価容量をｑｍとすると、モータＭ１の動力（モータ動力Ｑｍ）は式（３．３）により得られる。
Ｑｍ＝（Ｐｍａ−Ｐｍｂ）・ｑｍ・ωｍ    （３．３）
【０１３１】
シリンダＣｉ及びモータＭ１の動力であるアクチュエータ動力Ｑｗは以下の式（３．４）で得られる。
Ｑｗ＝Ｑｃ＋Ｑｍ    （３．４）
【０１３２】
作動油によるオイルクーラ５２の発熱量Ｑ０ｈは、式（３．５）で示すように、実施の形態２で得られたポンプ出力Ｑｐからアクチュエータ動力Ｑｗを減じることで得られる。
Ｑ０ｈ＝Ｑｐ−Ｑｗ    （３．５）
【０１３３】
シリンダ速度Ｖｃｉと受圧面積Ａｃｉとより、シリンダＣｉから流出する作動油の流量（シリンダ流量Ｇｃｉ）は、以下の式（３．６）により得られる。
Ｇｃｉ＝Ａｃｉ・Ｖｃｉ  （３．６）
【０１３４】
但し、式（３．６）では、シリンダ速度ＶｃｉをシリンダＣｉの伸方向を正、縮方向を負とし、シリンダ速度Ｖｃｉが正のときの受圧面積Ａｃｉとしてロッド側の受圧面積Ａｃｒｉを採用し、シリンダ速度Ｖｃｉが負のときの受圧面積Ａｃｉとしてボトム側の受圧面積Ａｃｈｉを採用する。
【０１３５】
モータ回転数ωｍとモータ等価容量ｑｍとから、モータＭ１から流出する作動油の流量（モータ流量Ｇｍ）は式（３．７）より得られる。
Ｇｍ＝ｑｍ・ωｍ    （３．７）
【０１３６】
シリンダ流量Ｇｃｉとモータ流量Ｇｍとの総和をアクチュエータ流量Ｇｈｒとすると、アクチュエータ流量Ｇｈｒは式（３．８）により得られる。
Ｇｈｒ＝ΣＧｃｉ＋Ｇｍ    （３．８）
【０１３７】
図９に示すように、本実施の形態では、オイルクーラ保護のために、バイパスチェック弁Ｖ１を設置したバイパス回路が設けられているため、アクチュエータ流量Ｇｈｒの増大時には作動油はオイルクーラを全量通過しない。そこで、オイルクーラ５２に戻る作動油の流量Ｇｈは、アクチュエータ流量Ｇｈｒから図１４に示す相関関係ＣＲ７を参照して得られる。図１４は、作動油の流量Ｇｈとアクチュエータ流量Ｇｈｒとの相関関係ＣＲ７を示すグラフであり、縦軸は作動油の流量Ｇｈを示し、横軸はアクチュエータ流量Ｇｈｒを示している。図１４に示すように相関関係ＣＲ７は、アクチュエータ流量Ｇｈｒが所定値以下の場合、作動油の流量Ｇｈはアクチュエータ流量Ｇｈｒが増大するにつれて第１の傾きで上昇し、アクチュエータ流量Ｇｈｒが所定値より大きい場合、作動油の流量Ｇｈはアクチュエータ流量Ｇｈｒが増大するにつれて第１の傾きよりも小さい第２の傾きで増大するという特性を備えている。なお、本実施の形態では、相関関係ＣＲ７はメモリに予め記憶されている。
【０１３８】
以上により得られた作動油の流量Ｇｈを実施の形態２の式（２．４）に代入して、放熱熱量Ｑ１ｈが求められる。そして、得られた放熱熱量Ｑ１ｈと、式（３．５）で得られた発熱量Ｑ０ｈとを、実施の形態２の式（２．８）〜（２．１０）に代入することで、温度上昇量Ｔ１Ｈｈが算出される。
【０１３９】
なお、本実施の形態では、実施の形態２と同様、第２推定関数ｆ２を用いて温度上昇量Ｔ１Ｈｈが算出されてもよい。
【０１４０】
次に、実施の形態３に係る検出装置の処理について説明する。メインルーチンは図１２と同じである。但し、本実施の形態では、Ｓ１３に示す作動油温度による目詰まり検出処理が相違する。
【０１４１】
図１５は、実施の形態３に係る作動油温度による目詰まり検出処理の詳細を示すフローチャートである。Ｓ３０１では、取得部１１は、作動油の密度ρｈと、作動油の比熱Ｃρｈと、プーリ比ｊとをメモリから取得する。
【０１４２】
Ｓ３０２では、取得部１１は、圧力センサ１０５から油圧ポンプ６１のポンプ圧ｐを取得し、コントローラ１０が設定した油圧ポンプ６１のポンプ容量ｑｈを取得し、温度センサ９２ａが検出した外気温度Ｔ２Ｌｈを取得し、温度センサ９１ａが検出した第２検出温度Ｔｈを取得し、ＥＣＵ２０からエンジン回転数Ｎｅを取得する。
【０１４３】
Ｓ３０３では、第２推定部１４は、ポンプ容量ｑｈにエンジン回転数Ｎｅを乗じてポンプ流量Ｇｐを算出する。
【０１４４】
Ｓ３０４では、第２推定部１４は、ポンプ流量Ｇｐにポンプ圧ｐを乗じてポンプ出力Ｑｐを算出する。
【０１４５】
Ｓ３０５〜Ｓ３１０は、「ｉ」が順次、「１」〜「３」にインクリメントされるループ処理である。Ｓ３０５では、取得部１１は、シリンダＣｉの圧力センサ１０１からボトム圧Ｐｃｈｉを取得し、シリンダＣｉの圧力センサ１０２からロッド圧Ｐｃｒｉを取得し、ストロークセンサ２０１の検出値に基づいてシリンダ速度Ｖｃｉを算出することでシリンダ速度Ｖｃｉを取得する。
【０１４６】
Ｓ３０６では、第２推定部１４は、ボトム圧Ｐｃｈｉ、ロッド圧Ｐｃｒｉ、受圧面積Ａｃｈｉ，Ａｃｒｉ、及びシリンダ速度Ｖｃｉを式（３．１）に代入して、シリンダ動力Ｑｃｉを求める。
【０１４７】
Ｓ３０７では、シリンダ速度Ｖｃｉが０より大きいか否かが判定される。シリンダ速度Ｖｃｉが０より大きければ（Ｓ３０７でＹＥＳ）、第２推定部１４は、受圧面積Ａｃｒｉ及びシリンダ速度Ｖｃｉを式（３．６）に代入して、シリンダ流量Ｇｃｉを算出する（Ｓ３０８）。一方、シリンダ速度Ｖｃｉが０以下であれば（Ｓ３０７でＮＯ）、第２推定部１４は、受圧面積Ａｃｈｉ及びシリンダ速度Ｖｃｉを式（３．６）に代入してシリンダ流量Ｇｃｉを算出する。Ｓ３１０では、第２推定部１４は、シリンダ流量Ｇｃｉの総和ΣＧｃｉを算出する。以上のループが３回繰り返されブームシリンダＣ１、アームシリンダＣ２、及びバケットシリンダＣ３のシリンダ流量Ｇｃｉの総和が得られる。
【０１４８】
Ｓ３１１では、取得部１１は、モータＭ１の圧力センサ１０３，１０４及び回転センサ２０４のそれぞれで検出されたポート圧Ｐｍａ，Ｐｍｂ及びモータ回転数ωｍを取得する。
【０１４９】
Ｓ３１２では、第２推定部１４は、ポート圧Ｐｍａ，Ｐｍｂ、モータ等価容量ｑｍ、及びモータ回転数ωｍを式（３．３）に代入してモータ動力Ｑｍを算出する。
【０１５０】
Ｓ３１３では、第２推定部１４は、モータ回転数ωｍとモータ等価容量ｑｍとを式（３．７）に代入してモータ流量Ｇｍを算出する。
【０１５１】
Ｓ３１４では、第２推定部１４は、Ｓ３０６で求めたシリンダ動力Ｑｃｉの総和Ｑｃとモータ動力Ｑｍとを式（３．４）に代入してアクチュエータ動力Ｑｗを算出する。
【０１５２】
Ｓ３１５では、第２推定部１４は、式（２．２）で得られたポンプ出力ＱｐとＳ３１４で得られたアクチュエータ動力Ｑｗとを式（３．５）に代入し、発熱量Ｑ０ｈを算出する。
【０１５３】
Ｓ３１６では、第２推定部１４は、Ｓ３１０で得られたシリンダ流量Ｇｃｉの総和ΣＧｃｉとＳ３１３で得られたモータ流量Ｇｍとを式（３．８）に代入してアクチュエータ流量Ｇｈｒを算出する。
【０１５４】
Ｓ３１７では、相関関係ＣＲ７を参照し、Ｓ３１６で得られたアクチュエータ流量Ｇｈｒに対応する作動油の流量Ｇｈを算出する。
【０１５５】
Ｓ３１８では、第２推定部１４は、処理Ａを実行する。処理Ａは、図１３のＳ２０７〜Ｓ２１４と同じである。
【０１５６】
このように、本実施の形態によれば、アクチュエータの状態に基づいて温度上昇量Ｔ１Ｈｈを推定して、フィルタ５４の目詰まりを検出できる。
【０１５７】
なお、本実施の形態では、実施の形態２と同様、第２推定関数ｆ２に代えて式（２．８）〜（２．１０）から温度上昇量Ｔ１Ｈｈを算出してもよい。
【０１５８】
（実施の形態４）
実施の形態４に係る検出装置は、さらにターボチャージャが吸入する吸入空気の推定温度を用いてフィルタ５４の目詰まりを検出するものである。なお、本実施の形態において実施の形態１〜３と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１５９】
図１６は、実施の形態４に係る検出装置が適用された油圧ショベル１の制御構成の一例を示す図である。図１６において、図２に示した、ラジエータ５１に接続される循環路５５，５６、冷却水ポンプ６２、温度センサ９１は図示が省略されている。また、図１６において、図９で示した、循環路５５ａ，５６ａ、コントロールバルブＶ２、ブームシリンダＣ１〜バケットシリンダＣ３、モータＭ１等の油圧回路の図示は省略している。
【０１６０】
図１６に示す検出装置は図２及び図９の検出装置に対して、さらに、ターボチャージャ１８０、吸気路１８１〜１８３、排気路１８４、エアクリーナ１８６、エアフローメータ１８５（空気量センサ）、温度センサ９１ｂ、温度センサ９２ｂと、圧力センサ１１０とが追加されている。
【０１６１】
吸気路１８１は、エンジン７の空気を吸入し、ターボチャージャ１８０に供給する。ターボチャージャ１８０は、エンジン７からの排気ガスによりタービンを回し、吸気路１８１から供給された吸入空気を過給する。
【０１６２】
吸気路１８２は、ターボチャージャ１８０とインタークーラ５３の入口５７ｂとの間に接続され、過給された吸入空気をインタークーラ５３に供給する。インタークーラ５３は、供給された吸入空気を冷却する。吸気路１８３はインタークーラ５３の出口５８ｂとエンジン７のインテークとの間に接続され、インタークーラ５３で冷却された吸入空気をエンジン７に供給する。
【０１６３】
排気路１８４はエンジン７とターボチャージャ１８０との間に接続され、エンジン７の排気ガスをターボチャージャ１８０に供給する。エアクリーナ１８６は空気に含まれる塵及び埃を除去して吸気路１８１に供給する。エアフローメータ１８５は、吸気路１８１に設けられ、吸気路１８１に流れる吸入空気の量（吸入空気量Ｇａ）を検出し、ＥＣＵ２０に入力する。
【０１６４】
圧力センサ１１０は、吸気路１８２に設けられエアクリーナ１８６に供給される吸入空気の圧力（吸入圧力Ｐａ）を検出し、コントローラ１０に入力する。
【０１６５】
温度センサ９１ｂは、吸気路１８２に設けられ、吸気路１８２に流れる吸入空気の温度、すなわち、エアクリーナ１８６の入口５７ｂの吸入空気の温度である第３検出温度Ｔａを検出し、コントローラ１０に入力する。
【０１６６】
温度センサ９２ｂは、例えば、インタークーラ５３の前面に設けられ、外気温度Ｔ２Ｌａを検出し、コントローラ１０に入力する。
【０１６７】
コントローラ１０は、さらに第３推定部１５を備える。
【０１６８】
本実施の形態において、取得部１１は、エアフローメータ１８５で検出された吸入空気量Ｇａと、圧力センサ１１０で検出された吸入圧力ｐａと、温度センサ９１ｂにより検出された第３検出温度Ｔａと、温度センサ９２ｂで検出された外気温度ＴＬ２ａとを取得する。
【０１６９】
第３推定部１５は、エンジン７の状態（エンジン回転数Ｎｅ、燃料噴射量ｑｆ）と、吸入空気量Ｇａと、吸入圧力ｐａと、外気温度Ｔ２Ｌａとに基づいて、インタークーラ５３への吸入空気の入口温度である第３入口温度の上昇量（以下、「温度上昇量Ｔ１Ｈａ」）を推定する。そして、第３推定部１５は、温度上昇量Ｔ１Ｈａに外気温度Ｔ２Ｌａを加算することでオイルクーラ５２の入口５７ｂの作動油の推定温度である第３推定温度Ｔａ０を算出する。
【０１７０】
アラーム判定部１３は、実施の形態１、２で示した第１条件、第２条件に加えて、さらに第３検出温度Ｔａが第３推定温度Ｔａ０よりも高いという第３条件を満たすか否かを判定する。そして、アラーム判定部１３は、第１条件、第２条件が満たされていたとしても、第３条件が満たされていなければ、警報装置３０によるアラームの発報を保留する。
【０１７１】
次に、実施の形態４に係る検出装置の目詰まりの検出原理について説明する。図１７は、エンジン出力Ｑｅと吸入空気によるインタークーラ５３の発熱量Ｑ０ａとの相関関係ＣＲ８を示すグラフであり、縦軸は発熱量Ｑ０ａを示し、横軸はエンジン出力Ｑｅを示している。図１７に示すように、相関関係ＣＲ８は、エンジン出力Ｑｅが増大するにつれて発熱量Ｑ０ａが増大する特性を持っている。したがって、発熱量Ｑ０ａは、実施の形態１で示した式（１．１）より得られたエンジン出力Ｑｅから相関関係ＣＲ８を参照することで得られる。本実施の形態では、相関関係ＣＲ８は予めメモリに記憶されている。
【０１７２】
インタークーラ５３内は加圧されているため、インタークーラ５３における吸入空気の密度ρａｉは、圧力センサ１１０により検出された吸入圧力ｐａに対して図１８に示す相関関係ＣＲ９を持っている。図１８は、吸入空気の密度ρａｉと吸入圧力ｐａとの相関関係ＣＲ９を示すグラフであり、縦軸は吸入空気の密度ρａｉを示し、横軸は吸入圧力ｐａを示している。図１８に示すように、相関関係ＣＲ９は、吸入圧力ｐａが増大するにつれて吸入空気の密度ρａｉが増大する特性を持っている。したがって、吸入空気の密度ρａｉは、吸入圧力ｐａから相関関係ＣＲ９を参照することで得られる。本実施の形態では、相関関係ＣＲ９は予めメモリに記憶されている。
【０１７３】
吸入空気の比熱をＣρａｉ、インタークーラ５３の入口５７ｂ、出口５８ｂの吸入空気の温度の上昇量をそれぞれ温度上昇量Ｔ１Ｈａ、温度上昇量Ｔ１Ｌａ、エアフローメータ１８５により検出された吸入空気量Ｇａとする。すると、インタークーラ５３で放熱される熱量である放熱熱量Ｑ１ａは式（４．１）により得られる。
Ｑ１ａ＝Ｇａ・ρａｉ・Ｃρａｉ・（Ｔ１Ｈａ−Ｔ１Ｌａ）        （４．１）
【０１７４】
ファン回転数Ｎｆは実施の形態１で示した式（１．４）により得られる。また、インタークーラ５３の通過風量Ｇａａとファン回転数Ｎｆとは図１９に示す相関関係ＣＲ１０を持っている。図１９は、通過風量Ｇａａとファン回転数Ｎｆとの相関関係ＣＲ１０を示すグラフであり、縦軸は通過風量Ｇａａを示し、横軸はファン回転数Ｎｆを示す。図１９に示すように通過風量Ｇａａは、ファン回転数Ｎｆが増大するにつれて増大する特性を持っている。したがって、ファン回転数Ｎｆから相関関係ＣＲ１０を参照して通過風量Ｇａａが得られる。本実施の形態では、相関関係ＣＲ１０は予めメモリに記憶されている。
【０１７５】
インタークーラ５３の前面、後面の空気温度をそれぞれ外気温度Ｔ２Ｌａ、空気温度Ｔ２Ｈａとする。また、空気の密度、比熱をそれぞれρａ、Ｃρａとする。すると、インタークーラ５３で冷却される熱量である冷却熱量Ｑ２ａは、式（４．２）により得られる。
Ｑ２ａ＝Ｇａａ・ρａ・Ｃρａ・（Ｔ２Ｈａ−Ｔ２Ｌａ）    （４．２）
【０１７６】
インタークーラ５３の冷却係数Ｋａは、図２０に示す相関関係ＣＲ１１を持つ。図２０は、冷却係数Ｋａと通過風量Ｇａａとの相関関係ＣＲ１１を示すグラフであり、縦軸は冷却係数Ｋａを示し、横軸は通過風量Ｇａａを示す。図２０に示すように相関関係ＣＲ１１は、通過風量Ｇａａの増大に伴って急峻に増大し、通過風量Ｇａａがある程度増大すると、以降緩やかに増大する特性を持つ。したがって、冷却係数Ｋａは、通過風量Ｇａａから相関関係ＣＲ１１を参照することで得られる。本実施の形態では、相関関係ＣＲ１１は予めメモリに記憶されている。
【０１７７】
インタークーラ５３の放熱面積をＡａとすると、インタークーラ５３で交換される交換熱量Ｑ３ａは、式（４．３）で得られる。
Ｑ３ａ＝Ｋａ・Ａａ・（ΔＴＨａ−ΔＴＬａ）／ｌｎ（ΔＴＨａ／ΔＴＬａ）    （４．３）
【０１７８】
但し、ΔＴＨａ＝Ｔ１Ｈａ−Ｔ２Ｈａ  ΔＴＬａ＝Ｔ１Ｌ−ａＴ２Ｌａ    （４．４）
バランス時においてインタークーラ５３の熱収支は、Ｑ０ａ＝Ｑ１ａ＝Ｑ２ａ＝Ｑ３ａとなる。したがって、以下の式（４．５）〜（４．７）に示す３つの式が得られる。
Ｑ０ａ＝Ｇａ・ρａｉ・Ｃρａｉ・（Ｔ１Ｈａ−Ｔ１Ｌａ）    （４．５）
Ｑ０ａ＝Ｇａａ・ρａ・Ｃρａ・（Ｔ２Ｈａ−Ｔ２Ｌａ）    （４．６）
Ｑ０ａ＝Ｋａ・Ａａ・（ΔＴＨａ−ΔＴＬａ）／ｌｎ（ΔＴＨａ／ΔＴＬａ）    （４．７）
【０１７９】
ここで、温度上昇量Ｔ１Ｈａ、温度上昇量Ｔ１Ｌａ、空気温度Ｔ２Ｈａを未知数として、式（４．５）〜（４．７）を解くことで、温度上昇量Ｔ１Ｈａが求まる。
【０１８０】
本実施の形態では、運転状態で変わる発熱量Ｑ０ａ、吸入空気量Ｇａ、通過風量Ｇａａ、冷却係数Ｋａ、外気温度Ｔ２Ｌａを入力として、未知数である温度上昇量Ｔ１Ｈａを出力とする第３推定関数ｆ３（Ｑ０ａ、Ｇａ、Ｇａａ、Ｋａ、Ｔ２Ｌａ）を予め生成してメモリに記憶させておく。そして、現在の運転状態に応じた発熱量Ｑ０ａ、吸入空気量Ｇａ、通過風量Ｇａａ、冷却係数Ｋａ、外気温度Ｔ２Ｌａを第３推定関数ｆ３に入力することによって温度上昇量Ｔ１Ｈａを算出する。ここで、第３推定関数ｆ３は、具体的な数式で表されてもよいし、発熱量Ｑ０ａ、吸入空気量Ｇａ、通過風量Ｇａａ、冷却係数Ｋａ、外気温度Ｔ２Ｌａと、温度上昇量Ｔ１Ｈａとを対応付けて記憶するマップであってもよい。
【０１８１】
そして、温度上昇量Ｔ１Ｈａに温度センサ９２ｂで検出された外気温度Ｔ２Ｌａが加算されてオイルクーラ５２の入口５７ｂの推定温度である第３推定温度Ｔａ０が算出される。そして、温度センサ９１ｂで検出された第３検出温度Ｔａが第３推定温度Ｔａ０より高ければ、フィルタ５４の目詰まりによりオイルクーラ５２を通過する風量が停滞している状態であると判断されて、警報装置３０にアラームが発報され、オペレータにフィルタ５４の清掃が促される。
【０１８２】
次に、実施の形態４に係る検出装置の処理について説明する。図２１は、実施の形態４に係る検出装置の処理を示すフローチャートである。Ｓ２１〜Ｓ２４の処理は図１２のＳ１〜Ｓ１４と同じである。
【０１８３】
Ｓ２５では、コントローラ１０は、吸入空気温度による目詰まり検出処理を実行する。Ｓ２６では、アラーム判定部１３は、Ｓ２５の処理において第３条件を満たすと判定された場合（Ｓ２６でＹＥＳ）、フィルタ５４に目詰まりが発生していると判定し、処理をＳ７に進める。Ｓ２７では、アラーム判定部１３は警報装置３０にアラームを発報させる。
【０１８４】
一方、Ｓ２６の処理において第３条件を満たさないと判定された場合（Ｓ２６でＮＯ）、フィルタ５４に目詰まりが発生していないと判定し、処理をＳ２１に戻す。
【０１８５】
図２２は、図２１のＳ２５に示す吸入空気温度による目詰まり検出処理の詳細を示すフローチャートである。Ｓ２０１では、取得部１１は、吸入空気量Ｇａと、吸入圧力ｐａと第３検出温度Ｔａと、外気温度Ｔ２Ｌａとを取得する。
【０１８６】
Ｓ４０２では、取得部１１は、ＥＣＵ２０からエンジン回転数Ｎｅ及び燃料噴射量ｑｆを取得し、メモリからプーリ比ｊを取得する。
【０１８７】
Ｓ４０３では、第３推定部１５は、燃料噴射量ｑｆから実施の形態１の相関関係ＣＲ１を参照することでエンジントルクＴｅを算出する。
【０１８８】
Ｓ４０４では、第３推定部１５は、エンジントルクＴｅと、エンジン回転数Ｎｅとを実施の形態１の式（１．１）に代入し、エンジン出力Ｑｅを算出する。
【０１８９】
Ｓ４０５では、第３推定部１５は、相関関係ＣＲ８を参照し、エンジン出力Ｑｅに対応する発熱量Ｑ０ａを算出する。
【０１９０】
Ｓ４０６では、第３推定部１５は、相関関係ＣＲ９を参照し、吸入圧力ｐａに対応する吸入空気の密度ρａｉを算出する。
【０１９１】
Ｓ４０７では、第３推定部１５は、ファン回転数Ｎｆとプーリ比ｊとを式（１．４）に代入し、ファン回転数Ｎｆを算出する。
【０１９２】
Ｓ４０８では、第３推定部１５は、相関関係ＣＲ１０を参照し、ファン回転数Ｎｆに対応する通過風量Ｇａａを算出する。
【０１９３】
Ｓ４０９では、第３推定部１５は、相関関係ＣＲ１１を参照し、通過風量Ｇａａに対応する冷却係数Ｋａを算出する。
【０１９４】
Ｓ４１０では、第３推定部１５は、発熱量Ｑ０ａ、吸入空気量Ｇａ、通過風量Ｇａａ、冷却係数Ｋａ、外気温度Ｔ２Ｌａを第３推定関数ｆ３に入力し、温度上昇量Ｔ１Ｈａを算出する。
【０１９５】
Ｓ４１１では、第３推定部１５は、温度上昇量Ｔ１Ｈａに外気温度Ｔ２Ｌａを加算して第３推定温度Ｔａ０を算出する。
【０１９６】
Ｓ４１２では、第３検出温度Ｔａが第３推定温度Ｔａ０より大きいか否かが判定される。第３検出温度Ｔａが第３推定温度Ｔａ０より大きければ（Ｓ４１２でＹＥＳ）、アラーム判定部１３は、第３条件を満たすと判定し（Ｓ４１３）、処理を図２１に戻す。一方、第３検出温度Ｔａが第３推定温度Ｔａ０以下であれば（Ｓ４１２でＮＯ）、アラーム判定部１３は、第３条件を満たさないと判定し（Ｓ４１４）、処理を図２１に戻す。
【０１９７】
このように、実施の形態４に係る検出装置によれば、インタークーラ５３の熱収支に基づいて得られた第３推定関数ｆ３を用いて温度上昇量Ｔ１Ｈａが算出され、この温度上昇量Ｔ１Ｈａに外気温度Ｔ２Ｌａが加算されて第３推定温度Ｔａ０が算出される。そして、第３検出温度Ｔａが第３推定温度Ｔａ０より高ければ、第３条件を満たすと判定される。そして、第１条件と第２条件とが満たされていたとしても、第３条件が満たされていなければ、アラームの発報が保留される。そのため、冷却水のオーバーヒートがフィルタ５４の目詰まり以外の影響によるものか、フィルタ５４の目詰まりの影響によるものかを区別したうえでアラームを発報することが可能となる。その結果、フィルタ５４の目詰まりを正確に通知できる。
【０１９８】
なお、実施の形態４では、第１条件〜第３条件が満足された場合にアラームが発報されたが本発明はこれに限定されず、第１条件と第３条件とが満足された場合にアラームが発報されてもよい。
【０１９９】
また、実施の形態４では、第３推定関数ｆ３を用いて温度上昇量Ｔ１Ｈａが推定されたが、本開示はこれに限定されず、熱収支から得られる式（４．５）〜（４．７）を温度上昇量Ｔ１Ｈａについて解くことで、温度上昇量Ｔ１Ｈａが算出されてもよい。
【０２００】
また、実施の形態１〜４で使用される温度センサ９２、９２ａ、９２ｂは同じ温度センサであってもよい。
【符号の説明】
【０２０１】
１        ：油圧ショベル
５        ：熱交換器
７        ：エンジン
８        ：ファン
１０      ：コントローラ
１１      ：取得部
１２      ：第１推定部
１３      ：アラーム判定部
１４      ：第２推定部
１５      ：第３推定部
２０      ：ＥＣＵ
３０      ：警報装置
５１      ：ラジエータ
５２      ：オイルクーラ
５３      ：インタークーラ
５４      ：フィルタ
６１      ：油圧ポンプ
６２      ：冷却水ポンプ
９１      ：温度センサ
９１ａ    ：温度センサ
９１ｂ    ：温度センサ
９２      ：温度センサ
９２ａ    ：温度センサ
９２ｂ    ：温度センサ
１８０    ：ターボチャージャ
１８５    ：エアフローメータ
１８６    ：エアクリーナ
２０１    ：ストロークセンサ
２０４    ：回転センサ
Ｃ１      ：ブームシリンダ
Ｃ２      ：アームシリンダ
Ｃ３      ：バケットシリンダ
ｆ１      ：第１推定関数
ｆ２      ：第２推定関数
ｆ３      ：第３推定関数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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