(57)【要約】      （修正有）【課題】コンタミの蓄積に起因するバルブスティックの発生を防止する。【解決手段】冷却装置１０５は、ラジエータ１１０ａと、冷却ファン１３２と、油圧ポンプ１３０と、冷却ファン１３２を回転させる油圧モータ１３１と、作動油温センサ１６３と、冷却ファン１３２の目標回転速度を設定するコントローラと、スプールバルブを含んで構成されるファンバルブユニット１５０とを備える。コントローラ１２０は、作動油フィルタ１２７または作動油の交換からの稼働時間を計測する稼働時間計測部１２３と、作動油温に応じて、冷却ファン１３２の目標回転速度を設定する温度基準設定部１２１と、温度基準設定部１２１で設定された目標回転速度を周期的に変更する周期基準設定部１２２とを機能的に有している。周期基準設定部１２２は、稼働時間計測部１２３で計測された稼働時間が長くなるほど、目標回転速度を変更する周期を短くする。【選択図】図２
2014092137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの冷媒を冷却する熱交換器と、
前記熱交換器に外気を送風する冷却ファンと、
前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動され、前記冷却ファンを回転させる油圧モータと、
前記作動油および前記冷媒のうち少なくとも一方の温度を検出する温度検出手段と、
作動油を清浄化するフィルタまたは作動油の交換からの稼働時間を計測する稼働時間計測手段と、
前記冷却ファンの目標回転速度を設定する目標速度設定手段と、
スプールバルブを含んで構成され、前記目標速度設定手段によって設定された目標回転速度となるように前記冷却ファンの実回転速度を調節する回転速度調節手段とを備え、
前記目標速度設定手段は、前記温度検出手段で検出された温度に応じて、前記冷却ファンの目標回転速度を設定する温度基準設定部と、前記温度基準設定部で設定された目標回転速度を周期的に変更する周期基準設定部とを有し、
前記周期基準設定部は、前記稼働時間計測手段で計測された稼働時間が長くなるほど、前記目標回転速度を変更する周期を短くすることを特徴とする作業機械の冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の作業機械の冷却装置において、
前記周期基準設定部は、前記冷却ファンの目標回転速度を、少なくとも、前記温度基準設定部によって設定された目標回転速度より増加させることを特徴とする作業機械の冷却装置。
【請求項３】
請求項２に記載の作業機械の冷却装置において、
前記周期基準設定部は、前記冷却ファンの目標回転速度を、前記温度基準設定部によって設定された目標回転速度より増加させた後、前記温度基準設定部によって設定された目標回転速度より減少させ、あるいは、前記冷却ファンの目標回転速度を、前記温度基準設定部によって設定された目標回転速度よりも減少させた後、前記温度基準設定部によって設定された目標回転速度よりも増加させることを特徴とする作業機械の冷却装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の作業機械の冷却装置において、
前記周期基準設定部は、前記温度検出手段で検出された温度が高いほど、前記冷却ファンの目標回転速度を増加させておく時間を長くすることを特徴とする作業機械の冷却装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の作業機械の冷却装置において、
前記周期基準設定部により、前記冷却ファンの目標回転速度が変更されることに応じて、前記冷却ファンの目標回転速度が変更されていることを示す情報を報知する報知手段とを備えていることを特徴とする作業機械の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベルなどの作業機械の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルなどの作業機械のエンジンの冷却水を冷却するために、作業機械にはラジエータと、ラジエータに冷却風を送風する冷却ファンが搭載されている。冷却ファンは、エンジンから独立して駆動される油圧モータなどによって駆動される。冷却ファンの回転速度を制御する装置として、エンジンの冷媒の温度に応じて冷却ファンの目標回転速度を設定するものが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３０３８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、油圧ポンプで吐出した圧油を油圧モータに供給することにより冷却ファンを駆動する油圧系では、油圧系に含まれるスプールバルブに、作動油中の金属片等のコンタミが蓄積し、バルブスティックが発生するおそれがある。このため、冷却ファンの回転速度の制御にスプールバルブを利用する場合には、コンタミの蓄積に起因したバルブスティックの防止が必要である。しかしながら、特許文献１には、コンタミの蓄積を防止するための構成については、なんら開示されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、エンジンの冷媒を冷却する熱交換器と、熱交換器に外気を送風する冷却ファンと、エンジンにより駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動され、冷却ファンを回転させる油圧モータと、作動油および冷媒のうち少なくとも一方の温度を検出する温度検出手段と、作動油を清浄化するフィルタまたは作動油の交換からの稼働時間を計測する稼働時間計測手段と、冷却ファンの目標回転速度を設定する目標速度設定手段と、スプールバルブを含んで構成され、目標速度設定手段によって設定された目標回転速度となるように冷却ファンの実回転速度を調節する回転速度調節手段とを備え、目標速度設定手段は、温度検出手段で検出された温度に応じて、冷却ファンの目標回転速度を設定する温度基準設定部と、温度基準設定部で設定された目標回転速度を周期的に変更する周期基準設定部とを有し、周期基準設定部は、稼働時間計測手段で計測された稼働時間が長くなるほど、目標回転速度を変更する周期を短くすることを特徴とする作業機械の冷却装置である。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の作業機械の冷却装置において、周期基準設定部は、冷却ファンの目標回転速度を、少なくとも、温度基準設定部によって設定された目標回転速度より増加させることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の作業機械の冷却装置において、周期基準設定部は、冷却ファンの目標回転速度を、温度基準設定部によって設定された目標回転速度より増加させた後、温度基準設定部によって設定された目標回転速度より減少させ、あるいは、冷却ファンの目標回転速度を、温度基準設定部によって設定された目標回転速度よりも減少させた後、温度基準設定部によって設定された目標回転速度よりも増加させることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項２または３に記載の作業機械の冷却装置において、周期基準設定部は、温度検出手段で検出された温度が高いほど、冷却ファンの目標回転速度を増加させておく時間を長くすることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の作業機械の冷却装置において、周期基準設定部により、冷却ファンの目標回転速度が変更されることに応じて、冷却ファンの目標回転速度が変更されていることを示す情報を報知する報知手段とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、コンタミの蓄積に起因するバルブスティックの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明による冷却装置が適用される油圧ショベルを示す側面図。
【図２】冷却装置の構成を示す図。
【図３】目標回転速度テーブルを示す図。
【図４】第１流量制御弁および第２流量制御弁の開弁特性を示す模式図。
【図５】第１流量制御弁および第２流量制御弁の動作を説明する図。
【図６】制御電流と、バイパス流量との関係を示す図。
【図７】周期テーブルを示す図。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る冷却装置による冷却ファンの回転速度制御処理の動作の一例を示すフローチャート。
【図９】冷却ファンの回転速度の変化を説明する図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る冷却装置による冷却ファンの回転速度制御処理の動作を示したフローチャート。
【図１１】冷却ファンの回転速度の変化を説明する図。
【図１２】増速時間の閾値テーブルを示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明に係る冷却装置が適用される作業機械の一実施の形態について説明する。
―第１の実施の形態―
図１は、本発明による冷却装置が適用される油圧ショベル１００を示す側面図である。なお、説明の便宜上、図１に示したように前後および上下方向を規定する。
【０００９】
冷却装置は、たとえば、油圧ショベルなどの作業機械に適用される。図１に示すように、油圧ショベル１００は、走行体１０１と、走行体１０１上に旋回可能に搭載された旋回体１０３とを備える。旋回体１０３の前部にはフロント装置１０４が設けられている。
【００１０】
旋回体１０３のフレームには、運転室１０７と、エンジン室１０８と、カウンタウエイト１０９とが搭載されている。エンジン室１０８は運転室１０７の後方に配置され、カウンタウエイト１０９はエンジン室１０８の後方に配置されている。エンジン室１０８は建屋カバーによって覆われている。
【００１１】
エンジン室１０８の内部には、エンジン１９０と、冷却ファンと、複数の熱交換器とが配置されている。図２に示すように、熱交換器１１０としては、エンジン１９０の冷却水（冷媒）を冷却するラジエータ１１０ａと、作動油を冷却するオイルクーラ１１０ｂと、エンジン１９０の過給器で加圧された空気を冷却するインタークーラ１１０ｃとがある。
【００１２】
図２は、冷却装置１０５の構成を示す図である。冷却装置１０５は、エンジン１９０により駆動されるファン駆動用の油圧ポンプ１３０と、油圧ポンプ１３０から吐出される作動油（圧油）によって駆動される油圧モータ１３１と、油圧モータ１３１によって回転される冷却ファン１３２と、油圧モータ１３１の回転速度、すなわち冷却ファン１３２の回転速度を調節するためのファンバルブユニット１５０とを備えている。冷却装置１０５を構成する油圧回路には、作動油を清浄化する作動油フィルタ１２７が設けられ、油圧モータ１３１やファンバルブユニット１５０を通過した作動油は、作動油フィルタ１２７を介してタンク１９９に排出される。
【００１３】
エンジン１９０の回転速度は、エンジンコントロールダイヤル１２４の操作量の増加に伴い上昇する。油圧ポンプ１３０はエンジン１９０に直結されており、エンジン回転速度が上昇すると、油圧ポンプ１３０の回転速度が上昇し、ポンプ吐出量が増大する。油圧モータ１３１は、油圧ポンプ１３０から供給される圧油によって駆動され、冷却ファン１３２を回転させる。冷却ファン１３２が回転すると、外気が冷却風として各熱交換器１１０に送風され、ラジエータ１１０ａを通過するエンジン冷却水、オイルクーラ１１０ｂを通過する作動油、インタークーラ１１０ｃを通過する空気が冷却される。
【００１４】
ファンバルブユニット１５０は、コントローラ１２０から出力される信号に基づいて、油圧ポンプ１３０から油圧モータ１３１に供給される流量を制御することで、冷却ファン１３２の実回転速度を調節するものであり、油圧ポンプ１３０の吐出側管路とタンク１９９への戻り側管路との間に介装されている。ファンバルブユニット１５０は、第１流量制御弁１５１と、第２流量制御弁１５２とを含んで構成され、コントローラ１２０からの出力電流値に応じて第１流量制御弁１５１が動作することにより、作動油が油圧ポンプ１３０から油圧モータ１３１を介さずにタンク１９９へ流れるバイパス回路の流量を制御する。
【００１５】
ファンバルブユニット１５０によりバイパス流量を増加させることで、油圧モータ１３１に供給される流量を減少させて冷却ファン１３２を減速させることができる。ファンバルブユニット１５０によりバイパス流量を減少させることで、油圧モータ１３１に供給される流量を増加させて冷却ファン１３２を増速させることができる。
【００１６】
コントローラ１２０は、ＣＰＵや記憶装置であるＲＯＭおよびＲＡＭ、その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成されている。コントローラ１２０は、油圧ショベル１００のシステム全体の制御を行っており、冷却ファン１３２の目標回転速度を設定し、ファンバルブユニット１５０に制御信号を出力することで、冷却ファン１３２の回転速度の制御も行っている。
【００１７】
コントローラ１２０には、油圧ポンプ１３０の吐出圧を検出する吐出圧センサ１６２と、作動油温センサ１６３と、ファンバルブユニット１５０の第１流量制御弁１５１と、エンジンコントローラ１２６と、表示装置１２９と、稼働時間表示部１２８とが接続されている。作動油温センサ１６３は、検出部が作動油のタンク１９９内に配置され、作動油の温度Ｔｅを検出する。
【００１８】
エンジンコントローラ１２６は、エンジン回転速度センサ（不図示）で検出されたエンジン１９０の実回転速度と、コントローラ１２０からのエンジンの目標回転速度（指示値）とを比較して、エンジン１９０の実回転速度を目標回転速度に近づけるために燃料噴射装置（不図示）を制御する。エンジン１９０の目標回転速度は、エンジンコントロールダイヤル１２４によって設定される。
【００１９】
コントローラ１２０は、作動油温センサ１６３で検出された作動油の温度に応じて冷却ファン１３２の目標回転速度を設定する温度基準設定部１２１と、温度基準設定部１２１で設定された目標回転速度を周期的に変更する周期基準設定部１２２と、稼働時間計測部１２３とを機能的に備える。
【００２０】
コントローラ１２０は、通常、温度基準設定部１２１で設定された目標回転速度、ポンプ吐出圧の情報、および、エンジンコントロールダイヤル１２４からのエンジン目標回転速度の情報に基づいて、冷却ファン１３２の実回転速度が温度基準設定部１２１で設定された目標回転速度となるように、ファンバルブユニット１５０を制御する。さらに、コントローラ１２０は、稼働時間Ｔｏに応じた所定の周期で、周期基準設定部１２２で設定された目標回転速度、ポンプ吐出圧の情報、および、エンジンコントロールダイヤル１２４からのエンジン目標回転速度の情報に基づいて、冷却ファン１３２の実回転速度が周期基準設定部１２２で設定された目標回転速度となるように、ファンバルブユニット１５０およびエンジン１９０を制御する。以下、詳細に説明する。
【００２１】
温度基準設定部１２１は、予め記憶装置に記憶された目標回転速度テーブルを参照し、作動油温センサ１６３で検出された作動油の温度Ｔｅに基づいて、冷却ファン１３２の目標回転速度Ｖｔを設定する。
【００２２】
図３は、目標回転速度テーブルを示す図である。目標回転速度テーブルはルックアップテーブル形式でコントローラ１２０の記憶装置に記憶されている。目標回転速度テーブルは、Ｔｅ＜Ｔｅ１では冷却ファン１３２の目標回転速度Ｖｔが最低回転速度Ｖｍｉｎとなり、Ｔｅ２≦Ｔｅでは冷却ファン１３２の目標回転速度Ｖｔが最高回転速度Ｖｍａｘよりも低い所定回転速度Ｖ１となるように定められている。所定回転速度Ｖ１は、エンジンコントロールダイヤル１２４からの信号に基づき、エンジン１９０が最小回転速度（ローアイドル）で回転している状態での冷却ファン１３２の最高回転速度である。目標回転速度テーブルは、Ｔｅ１≦Ｔｅ＜Ｔｅ２では作動油温Ｔｅの上昇にしたがって、冷却ファン１３２の目標回転速度Ｖｔが最低回転速度Ｖｍｉｎから所定回転速度Ｖ１まで比例的に増加するように定められている。
【００２３】
図２に示すように、ファンバルブユニット１５０は、油圧ポンプ１３０から吐出される作動油の一部が油圧モータ１３１を介さずにタンク１９９にバイパスさせるバイパス弁としての第２流量制御弁１５２と、第２流量制御弁１５２の開度を制御する第１流量制御弁１５１とを備えている。
【００２４】
第１流量制御弁１５１は、コントローラ１２０からの制御電流Ｉによって制御される電磁比例弁であり、制御電流Ｉの大きさに応じて作動油が通過する流路面積を増減するスプール（不図示）を有している。図４（ａ）は、第１流量制御弁１５１の開弁特性を示す図であり、図４（ｂ）は第２流量制御弁１５２の開弁特性を示す図である。なお、図４では、第１流量制御弁１５１および第２流量制御弁１５２の開弁特性の定性的な傾向を模式的に示している。
【００２５】
図４（ａ）に示すように、第１流量制御弁１５１は、制御電流Ｉ＝０のときには開度０％であり、制御電流Ｉの増加にしたがって開度が大きくなり、制御電流Ｉ＝Ｉｍａｘのときには開度１００％となる。図４（ｂ）に示すように、第２流量制御弁１５２は、第１流量制御弁１５１に連動してスプール（不図示）が移動することで作動油が通過する流路面積が変化する。第１流量制御弁１５１の開度が０％になると、第２流量制御弁１５２は図２のＯＰＥＮ位置に設定され、開度は１００％となる。第１流量制御弁１５１の開度が大きくなるにしたがって、第２流量制御弁１５２の開度は小さくなり、第１流量制御弁１５１の開度が１００％になると、第２流量制御弁１５２は図２のＣＬＯＳＥ位置に設定され、開度は０％となる。
【００２６】
図５を参照して、ファンバルブユニット１５０を構成する第１流量制御弁１５１および第２流量制御弁１５２の動作について説明する。図５は、第１流量制御弁１５１および第２流量制御弁１５２の動作を説明する図である。なお、説明の便宜上、第１流量制御弁１５１が全閉したときに第２流量制御弁１５２が全開した状態（図５（ａ）参照）、第１流量制御弁１５１が全開したときに第２流量制御弁１５２が全閉した状態（図５（ｂ）参照）を例に説明する。
【００２７】
図５（ａ）は冷却ファン１３２の低速運転状態を示し、図５（ｂ）は冷却ファン１３２の高速運転状態を示している。図５（ａ）に示すように、第１流量制御弁１５１に制御電流Ｉ＝０が出力されると、第１流量制御弁１５１がばねの弾性力により全閉となる。第１流量制御弁１５１が全閉になると、第２流量制御弁１５２の第１パイロット部１５２ａおよび第２パイロット部１５２ｂのそれぞれにほぼ同一の圧力Ｐ０が作用するため、第２流量制御弁１５２がばねの弾性力により全開のＯＰＥＮ位置となる。
【００２８】
第２流量制御弁１５２が全開になると、油圧ポンプ１３０から第２流量制御弁１５２を介してタンク１９９に多くのバイパス流が流れる。このため、油圧ポンプ１３０から油圧モータ１３１に供給されるモータ駆動流量が減少し、油圧モータ１３１および冷却ファン１３２が低速で回転する。
【００２９】
図５（ｂ）に示すように、第１流量制御弁１５１に制御電流Ｉ＝Ｉｍａｘが出力されると、第１流量制御弁１５１のソレノイドが励磁され、ばねの弾性力に抗してスプールが開き側に移動し、全開となる。第１流量制御弁１５１が全開になると、油圧ポンプ１３０から吐出された作動油が絞り１５３、および、第１流量制御弁１５１を介してタンク１９９に流れる。作動油が絞り１５３を通過することで、絞り１５３の上流側と下流側との間には、圧力差が発生する。
【００３０】
第２流量制御弁１５２の第１パイロット部１５２ａに作用する圧力ＰＬに対して、第１流量制御弁１５１の第２パイロット部１５２ｂに作用する圧力ＰＨが高くなるため、第２流量制御弁１５２のスプールがばね力に抗して閉じ側に移動し、全閉のＣＬＯＳＥ位置となる。第１流量制御弁１５１が配置される管路の流路面積は、第２流量制御弁１５２が配置される管路の流路面積に比べて小さい。このため、第２流量制御弁１５２の全閉時においては、油圧ポンプ１３０から油圧モータ１３１を介さずにタンク１９９に流れるバイパス流の流量は、図５（ａ）に示した第２流量制御弁１５２の全開時に比べて小さくなる。
【００３１】
このように、第２流量制御弁１５２の開度は、第１流量制御弁１５１の開度に応じて変化するように構成され、図４（ｂ）に示すように、第２流量制御弁１５２の開弁特性は、第１流量制御弁１５１の開度が大きくなるにしたがって、開度が小さくなる特性となっている。
【００３２】
ファンバルブユニット１５０を通過するバイパス流量を増加させることにより、冷却ファン１３２の回転速度を減速させ、ファンバルブユニット１５０を通過するバイパス流量を減少させることにより、冷却ファン１３２の回転速度を増速させることができる。コントローラ１２０は、作動油温Ｔｅに応じて目標回転速度がＶｍｉｎからＶ１の間の所定速度に設定されると、冷却ファン１３２が設定された目標回転速度で回転するように、エンジンコントロールダイヤル１２４からのエンジン１９０の目標回転速度に基づいて、ファンバルブユニット１５０を制御する。
【００３３】
油圧モータ１３１には、ポンプ吐出量からバイパス流量を差し引いた分の流量が供給される。このため、油圧モータ１３１に供給する目標流量Ｑａは、油圧ポンプ１３０の回転速度、すなわち油圧ポンプ１３０が直結されたエンジン１９０の目標回転速度をＮｔ、ポンプ容量をｑ、ポンプ容積効率をηｖ、バイパス流量をＱｂとすると、以下の式（１）のようになる。
Ｑａ＝Ｎｔ×ｑ×ηｖ−Ｑｂ                                    （１）
コントローラ１２０は、エンジン１９０の目標回転速度Ｎｔに応じて、バイパス流量Ｑｂを制御することで、目標流量Ｑａを得ることができる。
【００３４】
図６は、制御電流Ｉと、バイパス流量Ｑｂとの関係を示す図である。コントローラ１２０は、上記したように、所定の制御電流Ｉを出力し、第１流量制御弁１５１を動作させることで、第２流量制御弁１５２の開度を制御し、バイパス流量Ｑｂを調整する。つまり、コントローラ１２０は、図２に示すように、目標とするバイパス流量Ｑｂが流れるように、制御電流Ｉを設定する。コントローラ１２０は、このようにしてバイパス流量Ｑｂを調整することで、油圧モータ１３１に目標流量Ｑａを供給し、冷却ファン１３２を温度基準設定部１２１により設定された目標回転速度で回転させることができる。
【００３５】
周期基準設定部１２２は、作動油温Ｔｅに応じて設定された目標回転速度を周期的に変更する。本実施の形態では、冷却ファン１３２の目標回転速度を最高回転速度Ｖｍａｘに設定した後、最小回転速度Ｖｍｉｎに設定する。周期基準設定部１２２により、目標回転速度が上記のように変更されると、冷却ファン１３２の回転速度を増減させることができる。ここで、エンジンコントロールダイヤル１２４によって設定されるエンジン目標回転速度が小さい場合（たとえば最小回転速度でエンジン１９０が運転されている場合）、ファンバルブユニット１５０のバイパス流量を最小にしたとしても、冷却ファン１３２の回転速度は最高回転速度Ｖｍａｘに達しない。このため、周期基準設定部１２２により最高回転速度Ｖｍａｘが目標回転速度として設定された場合において、エンジン回転速度が所定の回転速度よりも低いときには、エンジンコントロールダイヤル１２４の指示値によらずに、エンジン１９０の回転速度を所定の回転速度まで上昇させ、かつ、ファンバルブユニット１５０のバイパス流量を最小にする。
【００３６】
図２に示される稼働時間計測部１２３は、油圧ショベル１００の累積稼働時間Ｔｏを計測するタイマであり、図示しないタイマリセットスイッチがオンされることにより、リセットされる。コントローラ１２０の記憶装置には、予め作動油フィルタ１２７の交換時期を知らせるための稼働時間の閾値Ｔｆが記憶されており、稼働時間Ｔｏが閾値Ｔｆに達すると表示装置１２９に作動油フィルタ１２７の交換を促す表示画面を表示する。この表示画面を見た作業員は、作動油フィルタ１２７の交換作業を行い、作業後に稼働時間計測部１２３のタイマリセットスイッチ（不図示）を操作して、稼働時間計測部１２３で計測された累積稼働時間Ｔｏをリセットする。なお、作動油フィルタ１２７の交換の際、フィルタ交換と合わせて作動油を交換する場合もある。このように、稼働時間計測部１２３で計測される稼働時間Ｔｏとは、作動油フィルタ１２７または作動油の交換からの累積した稼働時間である。なお、稼働時間計測部１２３で計測された稼働時間は、稼働時間表示部１２８に表示される。
【００３７】
上述したように、本実施の形態では、温度基準設定部１２１により作動油温に応じて設定された冷却ファン１３２の目標回転速度にかかわらず、冷却ファン１３２の目標回転速度を周期基準設定部１２２により周期的に変更する。周期基準設定部１２２は、稼働時間計測部１２３で計測された稼働時間Ｔｏが長くなるほど、目標回転速度を変更する周期を短くする。
【００３８】
図７は、周期テーブルを示す図である。周期テーブルはルックアップテーブル形式でコントローラ１２０の記憶装置に記憶されている。周期テーブルは、稼働時間Ｔｏが長くなるほど、冷却ファン１３２の回転速度を変化させる周期Ｔｃが短くなるように定められている。たとえば、稼働時間Ｔｏが０〜第１周期変更時間Ｔｏ１までの間（０≦Ｔｏ＜Ｔｏ１）にあるときには、周期ＴｃはＴｃ１に設定される（Ｔｃ＝Ｔｃ１）。周期ＴｃがＴｃ１に設定されると、冷却ファン１３２の回転速度を変化させる稼働時間閾値Ｔｖが周期Ｔｃ１に応じて設定される。
【００３９】
たとえば、作動油または作動油フィルタ１２７を交換してから最初に冷却ファン１３２の回転速度を変化させる稼働時間閾値Ｔｖは、周期Ｔｃ１に設定される（Ｔｖ＝Ｔｃ１）。
【００４０】
稼働時間Ｔｏが稼働時間閾値Ｔｖ＝Ｔｃ１を経過すると（Ｔｏ≧Ｔｖ）、稼働時間閾値Ｔｖは、さらに周期Ｔｃ１を加算したＴｖ＝Ｔｃ１＋Ｔｃ１に再設定される。稼働時間閾値Ｔｖは、稼働時間Ｔｏが第１周期変更時間Ｔｏ１に達するまでの間、稼働時間Ｔｏが閾値Ｔｖを経過する度に更新される（Ｔｖ←Ｔｖ＋Ｔｃ）。
【００４１】
稼働時間Ｔｏが第１周期変更時間Ｔｏ１を経過すると、周期Ｔｃが再設定される。稼働時間Ｔｏが第１周期変更時間Ｔｏ１〜第２周期変更時間Ｔｏ２までの間（Ｔｏ１≦Ｔｏ＜Ｔｏ２）にあるときには、周期ＴｃはＴｃ１よりも短いＴｃ２に設定される。周期ＴｃがＴｃ２に設定されると、冷却ファン１３２の回転速度を変化させる稼働時間閾値Ｔｖが周期Ｔｃ２に応じて設定される。稼働時間閾値Ｔｖは、上記と同様に、稼働時間Ｔｏが閾値Ｔｖを経過する度に、周期が加算されることで更新される（Ｔｖ←Ｔｖ＋Ｔｃ２）。
【００４２】
このように、周期テーブルは、稼働時間Ｔｏに応じて周期が定められており、その周期は稼働時間Ｔｏが長くなるほど短くなるように定められている。
【００４３】
図８は、コントローラ１２０により実行される冷却ファン１３２の回転速度制御プログラムによる処理の動作の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、たとえば、図示しないイグニッションスイッチのオンにより開始される。
【００４４】
図８に示すように、ステップＳ１０１において、コントローラ１２０は、周期テーブル（図７参照）を参照して、稼働時間Ｔｏに応じた周期Ｔｃを設定し、ステップＳ１０６へ進む。ステップＳ１０６において、コントローラ１２０は、稼働時間Ｔｏ、および、周期Ｔｃに基づいて冷却ファン１３２を変速させる稼働時間閾値Ｔｖを設定し（Ｔｖ←Ｔｖ＋Ｔｃ）、ステップＳ１１１へ進む。
【００４５】
ステップＳ１１１において、コントローラ１２０は、稼働時間計測部１２３で計測された稼働時間ＴｏがステップＳ１０６で設定された稼働時間閾値Ｔｖ以上であるか否かを判定する。ステップＳ１１１で否定判定されるとステップＳ１１６へ進み、肯定判定されるとステップＳ１２６へ進む。
【００４６】
ステップＳ１１６において、コントローラ１２０は、作動油温センサ１６３で検出された作動油の温度情報を取得し、ステップＳ１２１へ進む。ステップＳ１２１において、コントローラ１２０の温度基準設定部１２１は、目標回転速度テーブル（図３参照）を参照して、作動油温Ｔｅに応じた目標回転速度Ｖｔを設定し、ステップＳ１１１に戻る。ステップＳ１１６およびステップＳ１２１は、作動油温Ｔｅに基づく通常の冷却ファン速度制御であり、ステップＳ１１１において肯定判定されるまで、繰り返し実行される。
【００４７】
ステップＳ１１１で、稼働時間Ｔｏが稼働時間閾値Ｔｖ以上であると判定された場合には、ステップＳ１２６へ進み、コントローラ１２０は表示装置１２９に警告表示させ、ステップＳ１３１へ進む。ステップＳ１３１において、コントローラ１２０は、内蔵するタイマ（不図示）により時間の計測を開始し、ステップＳ１３６へ進む。ステップＳ１３６において、コントローラ１２０の周期基準設定部１２２は、目標回転速度Ｖｔを最高回転速度Ｖｍａｘに設定し、ステップＳ１４１へ進む。
【００４８】
ステップＳ１４１において、コントローラ１２０は、タイマによる計測時間ｔが閾値ｔｔ１以上であるか否かを判定する。タイマによる計測は、計測時間ｔが予めコントローラ１２０の記憶装置に記憶された閾値ｔｔ１（一定値）を経過するまで行われる。コントローラ１２０は、ステップＳ１４１の処理を肯定判定されるまで繰り返し実行し、肯定判定されるとステップＳ１４６へ進む。
【００４９】
ステップＳ１４６において、コントローラ１２０は、タイマによる計測時間ｔをリセットした後、タイマにより時間の計測を再び開始し、ステップＳ１５１へ進む。ステップＳ１５１において、コントローラ１２０の周期基準設定部１２２は、目標回転速度Ｖｔを最低回転速度Ｖｍｉｎに設定し、ステップＳ１５６へ進む。
【００５０】
ステップＳ１５６において、コントローラ１２０は、タイマによる計測時間ｔが閾値ｔｔ２以上であるか否かを判定する。タイマによる計測は、計測時間ｔが予めコントローラ１２０の記憶装置に記憶された閾値ｔｔ２（一定値）が経過するまで行われる。コントローラ１２０は、ステップＳ１５６の処理を肯定判定されるまで繰り返し実行し、肯定判定されるとステップＳ１６１へ進む。なお、閾値ｔｔ２は、閾値ｔｔ１と同一かｔｔ１よりも小さい値が設定されている。
【００５１】
ステップＳ１６１において、コントローラ１２０は、タイマをリセットし、ステップＳ１６３へ進む。ステップＳ１６３において、コントローラ１２０は、表示装置１２９の警告表示を解除して、ステップＳ１６６へ進む。ステップＳ１６６およびステップＳ１７１は、上記したステップＳ１１６およびステップＳ１２１と同じ処理であり、コントローラ１２０の温度基準設定部１２１は、作動油の温度情報を取得（ステップＳ１６６）した後、作動油温Ｔｅに応じて目標回転速度Ｖｔを設定し（ステップＳ１７１）、リターンする。
【００５２】
第１の実施の形態の動作をまとめると次のようになる。冷却装置１０５は、基本的には、作動油温Ｔｅに応じて冷却ファン１３２の回転速度を制御するが（ステップＳ１１６，Ｓ１２１）、周期的に回転速度を増減させる（Ｓ１２６〜Ｓ１７１）。作動油フィルタ１２７または作動油の交換から累積された稼働時間Ｔｏが稼働時間閾値Ｔｖに達すると、図９に示すように、冷却ファン１３２の回転速度は、作動油温Ｔｅに応じた回転速度Ｖｏ（Ｖｍｉｎ≦Ｖｏ≦Ｖｍａｘ）から最高回転速度Ｖｍａｘまで増速され（ステップＳ１３１〜Ｓ１４１）、その後、最低回転速度Ｖｍｉｎまで減速され（ステップＳ１４６〜Ｓ１５６）、作動油温Ｔｅに応じた回転速度Ｖｏに復帰する（ステップＳ１６１〜Ｓ１７１）。
【００５３】
なお、図９に示すように、作動油温Ｔｅに応じて制御される冷却ファン１３２の回転速度Ｖｏが最低回転速度Ｖｍｉｎであった場合（Ｖｏ＝Ｖｍｉｎ）、冷却ファン１３２の回転速度は、最高回転速度Ｖｍａｘまで増速された後、最低回転速度Ｖｍｉｎに復帰する。
【００５４】
定期的に冷却ファン１３２の回転速度を増減させることにより、エンジン１９０の回転速度や作動油温がほとんど変化しない場合であっても、ファンバルブユニット１５０の作動油の流れに変化を生じさせて、それまでに蓄積されていたコンタミを回路内に流し、作動油フィルタ１２７によって回収することができる。このため、ファンバルブユニット１５０内において、過剰にコンタミが蓄積することを防止することができる。その結果、コンタミの蓄積に起因するバルブスティックを防止することができる。
【００５５】
冷却ファン１３２の目標回転速度を変更して実回転速度を変化させる処理が実行されている間（ステップＳ１３１〜Ｓ１６１）、冷却ファン１３２の目標回転速度が変更されていることを示す情報として、警告画面が表示装置１２９に表示される（ステップＳ１２６，Ｓ１６３）。警告画面が表示されることで、作業者は、エンジン１９０の回転速度がエンジンコントロールダイヤル１２４の指示値にかかわらずに上昇している可能性があること、および、冷却ファン１３２が通常よりも高速で回転していることを知ることができ、作業の安全性を確保することができる。
【００５６】
以上説明した第１の実施の形態によれば、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）作動油の温度に応じて制御された冷却ファン１３２の回転速度を、周期的に変化させるようにした。これにより、ファンバルブユニット１５０内において、過剰にコンタミが蓄積することを防止することができる。その結果、コンタミの蓄積に起因するバルブスティックを防止することができる。
【００５７】
（２）油圧ショベル１００の稼働時間Ｔｏが長くなるほど、コンタミがファンバルブユニット１５０内に蓄積しやすくなる。本実施の形態では、作動油フィルタ１２７または作動油の交換からの稼働時間Ｔｏが長くなるほど、冷却ファン１３２の回転速度を変化させる周期Ｔｃが短くなるようにしたので、効果的にコンタミの蓄積を防止することができる。
【００５８】
（３）冷却ファン１３２の回転速度が変化されることに応じて、冷却ファン１３２の回転速度が変化していることを示す情報を表示装置１２９によって報知（警告表示）するようにした。表示装置１２９によって注意喚起がなされるため、作業者は、エンジンコントロールダイヤル１２４の操作量にかかわらずにエンジン１９０の回転速度が上昇している可能性があること、冷却ファン１３２が通常時よりも高速で回転していることを知ることができる。その結果、作業の安全性を確保することができる。
【００５９】
（４）冷却ファン１３２の回転速度を、周期的に、最高回転速度Ｖｍａｘに増加させた後、最低回転速度Ｖｍｉｎに減少させるようにした。これにより、ファンバルブユニット１５０を構成する第１流量制御弁１５１および第２流量制御弁１５２の開度を最大限に変化させることができ、効果的にコンタミの蓄積を防止することができる。
【００６０】
―第２の実施の形態―
図１０および図１１を参照して第２の実施の形態に係る冷却装置について説明する。図１０は本発明の第２の実施の形態に係る冷却装置による冷却ファンの回転速度制御処理の動作を示したフローチャートであり、図８のフローチャートのステップＳ１４６〜ステップＳ１５６までの処理を実行しないようにしたものである。図１１は、冷却ファン１３２の回転速度の変化を説明する図である。図中、第１の実施の形態と同一または相当部分には同一符号を付し、相違点について主に説明する。第２の実施の形態に係る冷却装置は、第１の実施の形態に係る冷却装置と同様の構成を有している（図２参照）。
【００６１】
第１の実施の形態では、周期基準設定部１２２が、冷却ファン１３２の目標回転速度Ｖｔを最高回転速度Ｖｍａｘに設定した後、最低回転速度Ｖｍｉｎに設定し、その後、温度基準設定部１２１が作動油温Ｔｅに応じて目標回転速度Ｖｔを設定するように構成されていた。
【００６２】
これに対して第２の実施の形態では、図１０に示すように、周期基準設定部１２２が、冷却ファン１３２の目標回転速度Ｖｔを最高回転速度Ｖｍａｘに設定し、その後、温度基準設定部１２１が作動油温Ｔｅに応じて目標回転速度Ｖｔを設定するように構成されている。
【００６３】
したがって、第２の実施の形態では、図１１に示すように、作動油の温度Ｔｅに応じて制御された冷却ファン１３２の回転速度が、最高回転速度Ｖｍａｘまで増加された後、作動油の温度Ｔｅに応じた回転速度に復帰する。
【００６４】
このような第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態で説明した（１）〜（３）と同様の作用効果を奏する。
【００６５】
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
［変形例］
（１）上記した実施の形態では、タイマによる計測時間ｔが閾値ｔｔ１（一定値）となるまで、冷却ファン１３２の回転速度Ｖが最高回転速度Ｖｍａｘとなるようにしたが、本発明はこれに限定されない。作動油温Ｔｅが高いほど、閾値ｔｔ１を大きくしてもよい。
【００６６】
図１２は、増速時間の閾値テーブルを示す図であり、この閾値テーブルはルックアップテーブル形式でコントローラ１２０の記憶装置に記憶されている。閾値テーブルは、Ｔｅ＜Ｔｅ１では閾値ｔｔ１が最小値ｔｔｍｉｎとなり、Ｔｅ２≦Ｔｅでは閾値ｔｔ１が最大値ｔｔｍａｘとなるように定められている。閾値テーブルは、Ｔｅ１≦Ｔｅ＜Ｔｅ２では作動油温Ｔｅの上昇にしたがって、閾値ｔｔ１が最小値ｔｔｍｉｎから最大値ｔｔｍａｘまで比例的に増加するように定められている。
【００６７】
コントローラ１２０は、この閾値テーブルを参照して、作動油温センサ１６３で検出した作動油温Ｔｅに基づいて閾値ｔｔ１を設定する。作動油温Ｔｅが高いほど、回転速度を増加させておく時間を長くすることにより、冷却性能が向上させることができる。なお、回転速度を減少させる時間については、作動油温Ｔｅにかかわらずに閾値ｔｔ２を、たとえば最小値ｔｔｍｉｎに設定することで、冷却性能が低下する時間を短くすることができる。
【００６８】
（２）第１流量制御弁１５１および第２流量制御弁１５２の開弁特性は、図３に示したものに限定されない。
【００６９】
（３）ファンバルブユニット１５０の構成は上記したものに限定されない。油圧モータ１３１の流量を制御できる種々の構成を採用できる。また、ファンバルブユニット１５０に代えて、コントローラ１２０からの電流値に応じて設定圧を変更できる設定圧可変式のリリーフ弁を配置して、リリーフ圧を変更することで冷却ファン１３２の回転速度を制御するようにしてもよい。可変リリーフ弁を採用した場合でも、可変リリーフ弁におけるバルブスティックを防止することができる。
【００７０】
（４）上記した実施の形態では、冷却ファン１３２の回転速度を最高回転速度Ｖｍａｘまで増加させたり（第１および第２の実施の形態）、最低回転速度Ｖｍｉｎまで減少させるようにした（第１の実施の形態）が、本発明はこれに限定されない。たとえば、作動油温Ｔｅに応じて設定される目標回転速度から所定値だけ増速させたり、作動油温に応じて設定される目標回転速度から所定値だけ減速させるようにしてもよい。
【００７１】
（５）第１の実施の形態では、周期基準設定部１２２は、冷却ファン１３２の目標回転速度を、温度基準設定部１２１によって設定された目標回転速度より増加させた後、温度基準設定部１２１によって設定された目標回転速度より減少させたが、本発明はこれに限定されない。冷却ファン１３２の目標回転速度を、温度基準設定部１２１によって設定された目標回転速度よりも減少させた後、温度基準設定部１２１によって設定された目標回転速度よりも増加させるようにしてもよい。
【００７２】
（６）第２の実施の形態では、冷却ファン１３２の目標回転速度を、作動油温に基づいて設定された目標回転速度より増加させるようにしたが、本発明はこれに限定されない。冷却ファン１３２の目標回転速度を、作動油温に基づいて設定された目標回転速度より減少させ、その後、通常の作動油温に基づいて設定される目標回転速度に復帰させるようにしてもよい。
【００７３】
（７）上記した実施の形態では、作動油温Ｔｅを検出する作動油温センサ１６３を設け、温度基準設定部１２１が作動油温Ｔｅに応じて冷却ファン１３２の目標回転速度Ｔｖを設定するようにしたが、本発明はこれに限定されない。エンジン冷却水の温度検出する冷却水温センサを設け、温度基準設定部１２１が冷却水温に応じて冷却ファン１３２の目標回転速度Ｔｖを設定するようにしてもよいし、冷却水温および作動油温の情報により決定される目標回転速度のうちで大きいほうを選択して設定するようにしてもよい。
【００７４】
（８）上記した実施の形態では、油圧ショベルに本発明を適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、ホイールショベル、ホイールローダ、クレーンなど、種々の作業機械の冷却装置に適用することができる。
【００７５】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１００  油圧ショベル、１０１  走行体、１０３  旋回体、１０４  フロント装置、１０５  冷却装置、１０７  運転室、１０８  エンジン室、１０９  カウンタウエイト、１１０  熱交換器、１１０ａ  ラジエータ、１１０ｂ  オイルクーラ、１１０ｃ  インタークーラ、１２０  コントローラ、１２１  温度基準設定部、１２２  周期基準設定部、１２３  稼働時間計測部、１２４  エンジンコントロールダイヤル、１２６  エンジンコントローラ、１２７  作動油フィルタ、１２８  稼働時間表示部、１２９  表示装置、１３０  油圧ポンプ、１３１  油圧モータ、１３２  冷却ファン、１５０  ファンバルブユニット、１５１  第１流量制御弁、１５２  第２流量制御弁、１５２ａ  第１パイロット部、１５２ｂ  第２パイロット部、１６２  吐出圧センサ、１６３  作動油温センサ、１９０  エンジン、１９９  タンク
【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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