(57)【要約】【課題】エンジンの冷却水及び油圧ポンプの作動油を迅速に冷却することができる作業機械の冷却システムの提供。【解決手段】本発明に係る作業機械の冷却システムは、エンジン１１の冷却水の温度Ｔｗを検出する冷却水温度センサ２３と、油圧ポンプ１２の作動油の温度Ｔｏを検出する作動油温度センサ２４と、油圧ポンプ１２に掛かる負荷Ｌを検出する負荷検出部と、冷却水温度センサ２３によって検出されたエンジン１１の冷却水の温度Ｔｗ、作動油温度センサ２４によって検出された油圧ポンプ１２の作動油の温度Ｔｏ、及び負荷検出部によって検出された油圧ポンプ１２の負荷Ｌに基づいて、冷却ファン２２によって取込まれる冷却風の流量を制御するコントローラ３０とを備えた。【選択図】図２
2015045236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回体に設けられたエンジンと、このエンジンによって駆動される油圧ポンプと、前記エンジンの冷却水および前記油圧ポンプから吐出された作動油を冷却する熱交換器と、前記旋回体内に外気を取込んで冷却風を誘起し、この冷却風を前記熱交換器へ送風する冷却ファンとを備えた作業機械に設けられ、
前記エンジンの冷却水の温度を検出する冷却水温度検出部と、前記油圧ポンプの作動油の温度を検出する作動油温度検出部と、前記冷却水温度検出部によって検出された前記エンジンの冷却水の温度及び前記作動油温度検出部によって検出された前記油圧ポンプの作動油の温度に基づいて、前記冷却ファンによって取込まれる冷却風の流量を制御する制御部とを備えた作業機械の冷却システムにおいて、
前記油圧ポンプに掛かる負荷を検出する負荷検出部を備え、
前記制御部は、
前記冷却水温度検出部によって検出された前記エンジンの冷却水の温度、前記作動油温度検出部によって検出された前記油圧ポンプの作動油の温度、及び前記負荷検出部によって検出された前記油圧ポンプの負荷に基づいて、前記冷却ファンによって取込まれる冷却風の流量を制御することを特徴とする作業機械の冷却システム。
【請求項２】
請求項１に記載の作業機械の冷却システムにおいて、
外気の温度を検出する外気温度検出部を備え、
前記旋回体は、
外気を前記旋回体内へ吸気する吸気口と、
この吸気口の開口面積を増減する開口面積増減部とを有し、
前記制御部は、前記外気温度検出部によって検出された外気の温度、前記冷却水温度検出部によって検出された前記エンジンの冷却水の温度、前記作動油温度検出部によって検出された前記油圧ポンプの作動油の温度、及び前記負荷検出部によって検出された前記油圧ポンプの負荷に応じて、前記開口面積増減部によって増減される前記開口面積を設定して前記冷却ファンによって取込まれる冷却風の流量を調整することを特徴とする作業機械の冷却システム。
【請求項３】
請求項２に記載の作業機械の冷却システムにおいて、
前記開口面積増減部は、
前記吸気口に開閉可能に設けられた開閉ドアと、
前記吸気口の開口面積が前記制御部によって設定された前記開口面積に一致するように前記開閉ドアの開閉動作を駆動する開閉駆動部を有することを特徴とする作業機械の冷却システム。
【請求項４】
請求項３に記載の作業機械の冷却システムにおいて、
前記制御部は、
前記負荷検出部によって検出された前記油圧ポンプの負荷が所定の負荷に達していないとき、前記外気温度検出部によって検出された外気の温度、前記冷却水温度検出部によって検出された前記エンジンの冷却水の温度、及び前記作動油温度検出部によって検出された前記油圧ポンプの作動油の温度に応じて、前記開口面積増減部に対して設定する前記開口面積を演算し、
前記負荷検出部によって検出された前記油圧ポンプの負荷が所定の負荷に達したとき、前記外気温度検出部によって検出された外気の温度、前記冷却水温度検出部によって検出された前記エンジンの冷却水の温度、前記作動油温度検出部によって検出された前記油圧ポンプの作動油の温度、及び前記負荷検出部によって検出された前記油圧ポンプの負荷に応じて、前記開口面積増減部に対して設定する前記開口面積を演算し、
演算した前記開口面積を前記開閉駆動部へ出力することを特徴とする作業機械の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋回体内に取込んだ冷却風によってエンジンの冷却水及び油圧ポンプの作動油を冷却する作業機械の冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、油圧ショベル等の作業機械は、車体を走行させる走行体と、この走行体の上部に不図示の旋回装置を介して設けられ、左右方向に回動する旋回体と、この旋回体の前方に取り付けられて上下方向に回動するフロント作業機とを備えている。旋回体は、内部に格納されたエンジンと、このエンジンによって駆動される油圧ポンプとを有し、この油圧ポンプから圧油として吐出された作動油を受けてフロント作業機が動作することにより、掘削等の作業が行われる。
【０００３】
また、旋回体は、エンジンへ冷却水を供給すると共に、油圧ポンプから吐出された作動油を冷却する熱交換器を有し、この熱交換器とエンジン及び油圧ポンプとの間で熱交換を行うことにより、エンジン及び油圧ポンプを冷却して、それらの性能を維持するようにしている。一方、作業機械の作業が継続されると、熱交換器におけるエンジンの冷却水や油圧ポンプの作動油の温度が徐々に上昇するので、旋回体には外気を取込んで冷却風を誘起する冷却ファンが設けられている。
【０００４】
この冷却ファンは、回転することで生起された冷却風を熱交換器へ送風してエンジンの冷却水や油圧ポンプの作動油の各温度を低く保つことができるが、例えばエンジンの始動時のようにエンジンの冷却水や油圧ポンプの作動油の各温度が高くないときには、必要以上の流量の冷却風が送風されるのは旋回体内の機器の稼働効率やエネルギー効率の観点等から好ましくない。そこで、開口度を調整する開閉手段を備えた可変通気口部を設け、エンジンの冷却水及び油圧ポンプの作動油の温度を検出する温度センサを介して可変通気口部の開閉手段を作動させることにより、この可変通気口部の開口度を調整することができる自動調整装置が従来技術の１つとして提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−１４３４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、フロント作業機の作業対象物から受ける反力や急激な動作等によって油圧ポンプに負荷が掛かった場合には、エンジンと油圧ポンプの発熱量が大きくなるので、エンジンの冷却水及び油圧ポンプの作動油の各温度が上昇し易くなる。このとき、上述した特許文献１に開示された従来技術の自動調整装置は、エンジンの冷却水及び油圧ポンプの作動油の各温度に応じて旋回体内へ取込む冷却風の流量を制御できても、エンジンの冷却水及び油圧ポンプの作動油の各温度が上昇してから可変通気口部の開閉手段が作動するので、エンジンの冷却水及び油圧ポンプの作動油の各温度を下げるために必要な流量の冷却風を確保するのに時間がかかり、エンジンや油圧ポンプの動作状態が損なわれることが懸念されている。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の実情からなされたもので、その目的は、エンジンの冷却水及び油圧ポンプの作動油を迅速に冷却することができる作業機械の冷却システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の作業機械の冷却システムは、旋回体に設けられたエンジンと、このエンジンによって駆動される油圧ポンプと、前記エンジンの冷却水および前記油圧ポンプから吐出された作動油を冷却する熱交換器と、前記旋回体内に外気を取込んで冷却風を誘起し、この冷却風を前記熱交換器へ送風する冷却ファンとを備えた作業機械に設けられ、前記エンジンの冷却水の温度を検出する冷却水温度検出部と、前記油圧ポンプの作動油の温度を検出する作動油温度検出部と、前記冷却水温度検出部によって検出された前記エンジンの冷却水の温度及び前記作動油温度検出部によって検出された前記油圧ポンプの作動油の温度に基づいて、前記冷却ファンによって取込まれる冷却風の流量を制御する制御部とを備えた作業機械の冷却システムにおいて、前記油圧ポンプに掛かる負荷を検出する負荷検出部を備え、前記制御部は、前記冷却水温度検出部によって検出された前記エンジンの冷却水の温度、前記作動油温度検出部によって検出された前記油圧ポンプの作動油の温度、及び前記負荷検出部によって検出された前記油圧ポンプの負荷に基づいて、前記冷却ファンによって取込まれる冷却風の流量を制御することを特徴としている。
【０００９】
このように構成した本発明は、冷却水温度検出部及び作動油温度検出部がエンジンの冷却水及び油圧ポンプの作動油の各温度を検出するだけでなく、負荷検出部が油圧ポンプに掛かる負荷を監視しているので、エンジンの冷却水及び油圧ポンプの作動油の各温度が上昇し易い状態にあることを事前に把握することができる。そして、制御部が、冷却水温度検出部で検出されたエンジンの冷却水の温度、作動油温度検出部で検出された油圧ポンプの作動油の温度、及び負荷検出部で検出された油圧ポンプの負荷に基づいて、冷却ファンによって取込まれる冷却風の流量を制御することにより、エンジンの冷却水及び油圧ポンプの作動油の各温度が上昇する前に十分な流量の冷却風を熱交換器へ送風できるので、エンジンの冷却水及び油圧ポンプの作動油を迅速に冷却することができる。
【００１０】
また、本発明に係る作業機械の冷却システムは、前記発明において、外気の温度を検出する外気温度検出部を備え、前記旋回体は、外気を前記旋回体内へ吸気する吸気口と、この吸気口の開口面積を増減する開口面積増減部とを有し、前記制御部は、前記外気温度検出部によって検出された外気の温度、前記冷却水温度検出部によって検出された前記エンジンの冷却水の温度、前記作動油温度検出部によって検出された前記油圧ポンプの作動油の温度、及び前記負荷検出部によって検出された前記油圧ポンプの負荷に応じて、前記開口面積増減部によって増減される前記開口面積を設定して前記冷却ファンによって取込まれる冷却風の流量を調整することを特徴としている。
【００１１】
このように構成した本発明は、外気の温度を考慮した上でエンジンの冷却水及び油圧ポンプの作動油の各温度、及び油圧ポンプの負荷に対して、旋回体内へ取込まれる冷却風の流量を開口面積増減部によって適宜調整できるので、エンジンの冷却水及び油圧ポンプの作動油の各温度を低く保つのに必要な流量の冷却風を吸気口から熱交換器へ的確に導くことができる。
【００１２】
また、本発明に係る作業機械の冷却システムは、前記発明において、前記開口面積増減部は、前記吸気口に開閉可能に設けられた開閉ドアと、前記吸気口の開口面積が前記制御部によって設定された前記開口面積に一致するように前記開閉ドアの開閉動作を駆動する開閉駆動部を有することを特徴としている。このように構成すると、旋回体内へ取込まれる冷却風の流量の制御を開口面積増減部による開閉ドアの開閉動作だけで容易に行うことができるので、制御部の制御動作に要する消費電力を抑えて省エネルギー化を図ることができる。
【００１３】
また、本発明に係る作業機械の冷却システムは、前記発明において、前記制御部は、前記負荷検出部によって検出された前記油圧ポンプの負荷が所定の負荷に達していないとき、前記外気温度検出部によって検出された外気の温度、前記冷却水温度検出部によって検出された前記エンジンの冷却水の温度、及び前記作動油温度検出部によって検出された前記油圧ポンプの作動油の温度に応じて、前記開口面積増減部に対して設定する前記開口面積を演算し、前記負荷検出部によって検出された前記油圧ポンプの負荷が所定の負荷に達したとき、前記外気温度検出部によって検出された外気の温度、前記冷却水温度検出部によって検出された前記エンジンの冷却水の温度、前記作動油温度検出部によって検出された前記油圧ポンプの作動油の温度、及び前記負荷検出部によって検出された前記油圧ポンプの負荷に応じて、前記開口面積増減部に対して設定する前記開口面積を演算し、演算した前記開口面積を前記開閉駆動部へ出力することを特徴としている。
【００１４】
このように構成した本発明は、油圧ポンプの負荷が所定の負荷に達するまでは、エンジンの冷却水及び油圧ポンプの作動油の各温度が変化しても、開口面積増減部が開閉駆動部によってその変化に適応した吸気口の開口面積の増減を行うことができるので、制御部で演算された適切な流量の冷却風を熱交換器へ送風することができる。そして、本発明は、油圧ポンプの負荷が大きくなって所定の負荷に達したときには、制御部による演算に油圧ポンプの負荷を反映して開口面積増減部の開閉駆動部が速やかに駆動することにより、吸気口から取込まれる冷却風の流量を油圧ポンプの負荷に対して応答良く調整することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の作業機械の冷却システムによれば、制御部は、冷却水温度検出部で検出されたエンジンの冷却水の温度、及び作動油温度検出部で検出された油圧ポンプの作動油の温度に加え、負荷検出部で検出された油圧ポンプの負荷も考慮して、冷却ファンによって取込まれる冷却風の流量を制御するようにしているので、エンジンの冷却水及び油圧ポンプの作動油の各温度が上昇する前に十分な流量の冷却風を熱交換器へ送風することができる。これにより、エンジンの冷却水及び油圧ポンプの作動油を迅速に冷却することができるので、油圧ポンプの負荷の上昇に十分に対応することができ、従来よりもエンジンや油圧ポンプを良好な状態に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る冷却システムの一実施形態が備えられる作業機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す図である。
【図２】本発明に係る作業機械の冷却システムの一実施形態の構成を示す図である。
【図３】本実施形態に備えられたコントローラの各構成の機能を説明する図である。
【図４】本実施形態に備えられたルーバドアの構成を説明する図であり、（ａ）図は図２に示す構成の要部の拡大図、（ｂ）図は（ａ）図に示すＡ部の拡大図である。
【図５】本実施形態に係る記憶部に記憶されたエンジン回転数における油圧ポンプの吐出流量と吐出圧との関係を示す図である。
【図６】本実施形態に係る記憶部に記憶された外気の温度におけるエンジンの冷却水の温度と吸気口の開口面積との関係を示す図である。
【図７】本実施形態に係る記憶部に記憶された外気の温度における油圧ポンプの作動油の温度と吸気口の開口面積との関係を示す図である。
【図８】本実施形態に係る記憶部に記憶された油圧ポンプの負荷と吸気口の開口面積との関係を示す図である。
【図９】本実施形態に備えられたコントローラの演算部の制御動作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】
【００１７】
以下、本発明に係る作業機械の冷却システムを実施するための形態を図に基づいて説明する。
【００１８】
本発明に係る冷却システムの一実施形態は、作業機械として、例えば図１に示す油圧ショベル１に設けられる。この油圧ショベル１は、走行体２と、この走行体２の上側に配置され、旋回フレーム３ａを有する旋回体３と、この旋回体３の前方に取り付けられて上下方向に回動するフロント作業機４とから構成されている。このフロント作業機４は、基端が旋回フレーム３ａに回動可能に取り付けられて上下方向に回動するブーム４Ａと、このブーム４Ａの先端に回動可能に取り付けられたアーム４Ｂと、このアーム４Ｂの先端に回動可能に取り付けられたバケット４Ｃとから構成されている。
【００１９】
上述の旋回体３は、例えば車体の後方に配置され、車体のバランスを保つカウンタウェイト５と、車体の前方左側に配置され、フロント作業機４を操作する操作者が乗車するキャブ６と、これらカウンタウェイト５とキャブ６の間に配置されたエンジンルーム７と、このエンジンルーム７の上部に設けられ、車体の上部の外装を形成する車体カバー８とを備えている。
【００２０】
旋回体３は、図２に示すようにエンジンルーム７内に格納されたエンジン１１と、このエンジン１１に供給する空気を過給するターボチャージャ（図示せず）と、エンジン１１によって駆動される油圧ポンプ１２と、この油圧ポンプ１２に管路５０を介して接続され、油圧ポンプ１２から圧油として吐出された作動油の流れを制御するコントロールバルブ１３とを備えている。
【００２１】
旋回体３は、コントロールバルブ１３から供給される作動油によって動作するアクチュエータを備えており、このアクチュエータは、例えば旋回体３とブーム４Ａとを接続し、伸縮することによってブーム４Ａを回動させるブームシリンダ４ａと、ブーム４Ａの上側に配置されると共にブーム４Ａとアーム４Ｂとを接続し、伸縮することによってアーム４Ｂを回動させるアームシリンダ４ｂと、アーム４Ｂとバケット４Ｃとを接続し、伸縮することによってバケット４Ｃを回動させるバケットシリンダ４ｃとを含んでいる。なお、これらのブームシリンダ４ａ、アームシリンダ４ｂ、及びバケットシリンダ４ｃは、図示されないが、コントロールバルブ１３に配管を介して接続され、コントロールバルブ１３から作動油が供給されて伸縮動作を行うようになっている。
【００２２】
旋回体３は、エンジン１１の前方右側に配置され、エンジン１１に供給される燃料を貯蔵する燃料タンク（図示せず）と、この燃料タンクの後方に配置され、油圧ポンプ１２に管路５１を介して吸入される作動油を貯蔵する作動油タンク１６と、エンジン１１の左側方に配置され、エンジン１１及び油圧ポンプ１２との間で熱交換を行う熱交換器１７とを備えている。
【００２３】
この熱交換器１７は、例えばエンジン１１の冷却水を作成するラジエータ１７Ａと、作動油を冷却するオイルクーラ１７Ｂと、ターボチャージャによって過給された空気を冷却するインタクーラ（図示せず）とを備えている。そして、エンジン１１とラジエータ１７Ａが管路５２ａ，５２ｂで接続されており、ラジエータ１７で作成された冷却水が管路５２ａ，５２ｂを流通してエンジン１１とラジエータ１７との間で循環することにより、エンジン１１の熱が冷却水に奪われてエンジン１１が冷却される。
【００２４】
また、オイルクーラ１７Ｂとコントロールバルブ１３は管路５３ａで接続され、オイルクーラ１７Ｂと作動油タンク１６は管路５３ｂで接続されている。従って、ブームシリンダ４ａ、アームシリンダ４ｂ、及びバケットシリンダ４ｃからコントロールバルブ１３へ戻った作動油は、管路５３ａを介してオイルクーラ１７Ｂへ流入して冷却され、管路５３ｂを流通して作動油タンク１６へ戻る。
【００２５】
旋回体３は、エンジンルーム７に設けられ、外気を内部へ吸気する吸気口２１と、エンジン１１の出力軸に接続され、外気を吸気口２１から内部へ取込んで冷却風を誘起し、この冷却風を熱交換器１７へ送風する冷却ファン２２とを備えており、この冷却風によって熱交換器１７に戻ったエンジン１１の冷却水及び油圧ポンプ１２の作動油を放熱して冷却するようにしている。
【００２６】
本発明の第１実施形態では、旋回体３は、エンジン１１の冷却水の温度を検出する冷却水温度検出部としての冷却水温度センサ２３と、油圧ポンプ１２の作動油の温度を検出する作動油温度検出部としての作動油温度センサ２４と、油圧ポンプ１２に掛かる負荷を検出する後述の負荷検出部とを備えている。冷却水温度センサ２３は、例えばエンジン１１とラジエータ１７Ａとの間の管路５２ｂに設けられ、この管路５２ｂを流通する冷却水の温度を測定するようにしている。作動油温度センサ２４は、例えば油圧ポンプ１２と作動油タンク１６との間の管路５１に設けられ、この管路５１を流通する作動油の温度を測定するようにしている。
【００２７】
そして、旋回体３は、冷却水温度センサ２３によって検出されたエンジン１１の冷却水の温度、作動油温度センサ２４によって検出された油圧ポンプ１２の作動油の温度、及び負荷検出部によって検出された油圧ポンプ１２の負荷に基づいて、冷却ファン２２によって取込まれる冷却風の流量を制御する制御部としてのコントローラ３０を備えている。
【００２８】
具体的には、このコントローラ３０は、例えば図３に示すように各種の情報を記憶する記憶部３０Ａと、この記憶部３０Ａに記憶された情報及び入力された情報に基づいて各種の演算を行う演算部３０Ｂとを有している。また、旋回体３は、例えばエンジンルーム７の吸気口２１の近傍に設けられ、外気の温度を検出する外気温度検出部としての外気温度センサ２７と、吸気口２１の開口面積を増減する後述の開口面積増減部とを有している。
【００２９】
コントローラ３０の演算部３０Ｂは、外気温度センサ２７によって検出された外気の温度、冷却水温度センサ２３によって検出されたエンジン１１の冷却水の温度、作動油温度センサ２４によって検出された油圧ポンプ１２の作動油の温度、及び負荷検出部によって検出された油圧ポンプ１２の負荷に応じて、開口面積増減部によって増減される開口面積を設定して冷却ファン２２によって取込まれる冷却風の流量を調整するようにしている。
【００３０】
上述の開口面積増減部は、吸気口２１に開閉可能に設けられた開閉ドアを有し、この開閉ドアは、例えば図４に示すように吸気口２１に複数の羽根板３１Ａが回動可能に組付けられたルーバドア３１から成っている。また、開口面積増減部は、吸気口２１の開口面積がコントローラ３０によって設定された開口面積に一致するようにルーバドア３１の開閉動作を駆動する開閉駆動部を有している。
【００３１】
この開閉駆動部は、例えば演算部３０Ｂとハーネス３２を介して接続され、出力軸がルーバドア３１の回動中心となる各羽根板３１Ａの基端側に連結された複数のモータ３３から構成されており、ルーバドア３１の各羽根板３１Ａと各モータ３３の出力軸が一体となっている。従って、各モータ３３が演算部３０Ｂから入力を受けて各羽根板３１Ａと一体となって回動することにより、各モータ３３の回動角度に応じて各羽根板３１Ａが開閉して吸気口２１の開口面積が増減する。
【００３２】
旋回体３は、均し作業等の軽負荷作業を行うときの作業モードであるエコノミーモード、エコノミーモードよりも高負荷の作業を行うときの作業モードである高負荷モードを選択する不図示の作業モードスイッチと、各作業モードにおいてエンジン１の回転数を調整できるエンジンコントロールダイヤル２５を有している。また、旋回体３は、エンジン１１の回転数を検出するエンジン回転数検出部としてのエンジン回転数センサを有している。このエンジン回転数センサは、例えば図示されないが、エンジンコントロールダイヤル２５内に格納されており、このエンジンコントロールダイヤル２５の入力値を検出してエンジン１１の回転数を検出する。
【００３３】
旋回体３は、油圧ポンプ１２の吐出圧を検出する吐出圧検出部としての吐出圧センサ２６Ａと、油圧ポンプ１２の吐出流量を検出する吐出流量検出部としての吐出流量センサ２６Ｂとを有している。吐出圧センサ２６Ａは、例えばコントロールバルブ１３と油圧ポンプ１２との間の管路５０に設けられ、管路５０内の圧力を測定するようにしている。吐出流量センサ２６Ｂは、例えば油圧ポンプ１２の斜板（図示せず）の傾転角を検出して吐出流量を測定するようにしている。
【００３４】
また、コントローラ３０の記憶部３０Ａは、例えば図５に示すようにエンジン１１の回転数における油圧ポンプ１２の吐出圧Ｐと吐出流量Ｑとの関係（以下、便宜的にＰ−Ｑ関係と呼ぶ）を予め記憶しており、図３に示すようにエンジン回転数センサによって検出されたエンジン１１の回転数、吐出圧センサ２６Ａによって検出された油圧ポンプ１２の吐出圧Ｐ、及び吐出流量センサ２６Ｂによって検出された油圧ポンプ１２の吐出流量Ｑを記憶している。
【００３５】
上述の負荷検出部は、例えば図示されないが、コントローラ３０の演算部３０Ｂ内に格納されており、記憶部３０Ａに記憶されたＰ−Ｑ関係に対して、エンジン回転数センサによって検出されたエンジン１１の回転数、吐出圧センサ２６Ａによって検出された油圧ポンプ１２の吐出圧Ｐ、及び吐出流量センサ２６Ｂによって検出された油圧ポンプ１２の吐出流量Ｑを適用して油圧ポンプ１２の負荷を演算するようにしている。すなわち、本実施形態では演算部３０Ｂにおいて油圧ポンプ１２の負荷が演算される。
【００３６】
ここで、油圧ポンプ１２の負荷は、例えば油圧ポンプ１２の吐出圧Ｐと吐出流量Ｑとの積で表され、記憶部３０Ａに記憶されたＰ−Ｑ関係は、例えば図５に示すように油圧ポンプ１２の負荷が所定の負荷に達している領域、すなわち油圧ポンプ１２の吐出圧Ｐと吐出流量Ｑとの積が所定値Ｌ１（図８参照）以上であることを示す高負荷領域Ｂが示されている。なお、Ｐ−Ｑ関係は、エンジン１１の回転数、油圧ポンプ１２の吐出圧Ｐ、及び油圧ポンプ１２の吐出流量Ｑの３次元で表されるが、図５では説明を分かり易くするために油圧ポンプ１２の吐出圧Ｐと吐出流量Ｑの２次元で表現されている。
【００３７】
また、記憶部３０Ａは、例えば図６に示すように外気の温度におけるエンジン１１の冷却水の温度Ｔｗと吸気口２１の開口面積Ｓｗの関係（以下、便宜的にＴｗ−Ｓｗ関係と呼ぶ）を予め記憶しており、このＴｗ−Ｓｗ関係は、外気の温度におけるエンジン１１の冷却水の温度Ｔｗが所定の温度Ｔ１以上のときに吸気口２１が開口するように設定され、エンジン１１の冷却水の温度Ｔｗに対して吸気口２１の開口面積Ｓｗが大きくなる比例関係に設定されている。なお、Ｔｗ−Ｓｗ関係は、外気の温度、エンジン１１の冷却水の温度Ｔｗ、及び吸気口２１の開口面積Ｓｗの３次元で表されるが、図６では説明を分かり易くするためにエンジン１１の冷却水の温度Ｔｗと吸気口２１の開口面積Ｓｗの２次元で表現されている。
【００３８】
記憶部３０Ａは、例えば図７に示すように外気の温度における油圧ポンプ１２の作動油の温度Ｔｏと吸気口２１の開口面積Ｓｏの関係（以下、便宜的にＴｏ−Ｓｏ関係と呼ぶ）を予め記憶しており、このＴｏ−Ｓｏ関係は、油圧ポンプ１２の作動油の温度Ｔｏが所定の温度Ｔ２以上のときに吸気口２１が開口するように設定され、油圧ポンプ１２の作動油の温度Ｔｏに対して吸気口２１の開口面積Ｓｏが大きくなる比例関係に設定されている。なお、Ｔｏ−Ｓｏ関係は、外気の温度、油圧ポンプ１２の作動油の温度Ｔｏ、及び吸気口２１の開口面積Ｓｏの３次元で表されるが、図７では説明を分かり易くするために油圧ポンプ１２の作動油の温度Ｔｏと吸気口２１の開口面積Ｓｏの２次元で表現されている。なお、エンジン１１の冷却水の温度Ｔｗ、油圧ポンプ１２の作動油の温度Ｔｏは、外気の温度の影響を受けるために、図６に示すＴｗ−Ｓｗ関係、図７に示すＴｏ−Ｓｏ関係は、外気温度センサ２７によって検出される外気の温度に応じた関係として記憶されるものである。
【００３９】
記憶部３０Ａは、例えば図８に示すように油圧ポンプ１２の負荷Ｌと吸気口２１の開口面積Ｓｌの関係（以下、便宜的にＬ−Ｓｌ関係と呼ぶ）を予め記憶しており、このＬ−Ｓｌ関係は、油圧ポンプ１２の負荷Ｌが所定の負荷Ｌ１以上のときに吸気口２１の開口面積Ｓｌが所定の面積Ｓ１となるように設定され、油圧ポンプ１２の負荷Ｌに対して吸気口２１の開口面積Ｓｌが大きくなる比例関係に設定され、油圧ポンプ１２の負荷Ｌが所定値Ｌ２以上のときに吸気口２１の開口面積Ｓｌが最大値Ｓ２となるように設定されている。
【００４０】
本実施形態では、コントローラ３０の演算部３０Ｂは、演算した油圧ポンプ１２の負荷Ｌが所定の負荷Ｌ１に達していないとき、外気温度センサ２７によって検出された外気の温度、冷却水温度センサ２３によって検出されたエンジン１１の冷却水の温度Ｔｗ、及び作動油温度センサ２４によって検出された油圧ポンプ１２の作動油の温度Ｔｏに応じて、上述の開口面積増減部に対して設定する開口面積を演算し、演算した開口面積を対応するモータ３３の回動角度に変換してモータ３３へ出力するようにしている。
【００４１】
また、演算部３０Ｂは、演算した油圧ポンプ１２の負荷Ｌが所定の負荷Ｌ１に達したとき、外気温度センサ２７によって検出された外気の温度、冷却水温度センサ２３によって検出されたエンジン１１の冷却水の温度Ｔｗ、作動油温度センサ２４によって検出された油圧ポンプ１２の作動油の温度Ｔｏ、及び演算した油圧ポンプ１２の負荷Ｌに応じて、開口面積増減部に対して設定する開口面積を演算し、演算した開口面積を対応するモータ３３の回動角度に変換してモータ３３へ出力するようにしている。
【００４２】
次に、本実施形態に係るコントローラ３０の演算部３０Ｂの制御動作を図９のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００４３】
本実施形態では、まずコントローラ３０の演算部３０Ｂは、外気温度センサ２７によって検出された外気の温度、冷却水温度センサ２３によって検出されたエンジン１１の冷却水の温度Ｔｗ、及び作動油温度センサ２４によって検出された油圧ポンプ１２の作動油の温度Ｔｏの各状態量を入力すると共に、エンジン回転数センサによって検出されたエンジン１１の回転数、吐出圧センサ２６Ａによって検出された油圧ポンプ１２の吐出圧Ｐ、及び吐出流量センサ２６Ｂによって検出された油圧ポンプ１２の吐出流量Ｑの各状態量を記憶部３０Ａを介して入力する（手順Ｓ１）。
【００４４】
演算部３０Ｂは、記憶部３０Ａに記憶されたＰ−Ｑ関係（図５参照）に対して、エンジン回転数センサによって検出されたエンジン１１の回転数、吐出圧センサ２６Ａによって検出された油圧ポンプ１２の吐出圧Ｐ、及び吐出流量センサ２６Ｂによって検出された油圧ポンプ１２の吐出流量Ｑを適用して油圧ポンプ１２の負荷Ｌを演算する（手順Ｓ２）。そして、演算部３０Ｂは、演算した油圧ポンプ１２の負荷Ｌが所定の負荷Ｌ１に達しているかどうか、すなわち油圧ポンプ１２の吐出圧Ｐと吐出流量Ｑとの積が所定値Ｌ１以上となる高負荷領域Ｂの範囲内にあるかどうかを判断する（手順Ｓ３）。
【００４５】
手順Ｓ３において、演算部３０Ｂは、手順Ｓ２で演算した油圧ポンプ１２の負荷Ｌが所定の負荷Ｌ１に達していないと判断した場合（手順Ｓ３／Ｎｏ）、記憶部３０Ａに記憶されたＴｗ−Ｓｗ関係（図６参照）に対して、外気温度センサ２７によって検出された外気の温度及び冷却水温度センサ２３によって検出されたエンジン１１の冷却水の温度Ｔｗを適用し、エンジン１１の冷却水の温度Ｔｗを低く保つのに必要な吸気口２１の開口面積Ｓｗを演算する（手順Ｓ４）。
【００４６】
また、演算部３０Ｂは、記憶部３０Ａに記憶されたＴｏ−Ｓｏ関係（図７参照）に対して、外気温度センサ２７によって検出された外気の温度及び作動油温度センサ２４によって検出された油圧ポンプ１２の作動油の温度Ｔｏを適用し、油圧ポンプ１２の作動油の温度Ｔｏを低く保つのに必要な吸気口２１の開口面積Ｓｏを演算する（手順Ｓ５）。次に、演算部３０Ｂは、例えば手順Ｓ４で演算した吸気口２１の開口面積Ｓｗと手順Ｓ５で演算した吸気口２１の開口面積Ｓｏとを比較し、開口面積Ｓｗが開口面積Ｓｏよりも大きいかどうかを判断する（手順Ｓ６）。
【００４７】
このとき、演算部３０Ｂは、開口面積Ｓｗが開口面積Ｓｏよりも大きいと判断すると（手順Ｓ６／Ｙｅｓ）、手順Ｓ４で演算した開口面積Ｓｗを演算結果として決定し（手順Ｓ７）、開口面積Ｓｗが開口面積Ｓｏよりも大きくないと判断すると（手順Ｓ６／Ｎｏ）、手順Ｓ５で演算した開口面積Ｓｏを演算結果として決定する（手順Ｓ８）。そして、演算部３０Ｂは、決定した演算結果を対応するモータ３３の回動角度に変換してモータ３３へ出力する（手順Ｓ９）。
【００４８】
一方、手順Ｓ３において、演算部３０Ｂは、手順Ｓ２で演算した油圧ポンプ１２の負荷Ｌが所定の負荷Ｌ１に達していると判断した場合（手順Ｓ３／Ｙｅｓ）、記憶部３０Ａに記憶されたＴｗ−Ｓｗ関係（図６参照）に対して、外気温度センサ２７によって検出された外気の温度及び冷却水温度センサ２３によって検出されたエンジン１１の冷却水の温度Ｔｗを適用し、エンジン１１の冷却水の温度Ｔｗを低く保つのに必要な吸気口２１の開口面積Ｓｗを演算する（手順Ｓ１０）。
【００４９】
また、演算部３０Ｂは、記憶部３０Ａに記憶されたＴｏ−Ｓｏ関係（図７参照）に対して、外気温度センサ２７によって検出された外気の温度及び作動油温度センサ２４によって検出された油圧ポンプ１２の作動油の温度Ｔｏを適用し、油圧ポンプ１２の作動油の温度Ｔｏを低く保つのに必要な吸気口２１の開口面積Ｓｏを演算する（手順Ｓ１１）。
【００５０】
さらに、演算部３０Ｂは、記憶部３０Ａに記憶されたＬ−Ｓｌ関係（図８参照）に対して、手順Ｓ２で演算した油圧ポンプ１２の負荷Ｌを適用し、エンジン１１の冷却水及び油圧ポンプ１２の作動油を冷却するのに必要な吸気口２１の開口面積Ｓｌを演算する（手順Ｓ１２）。次に、演算部３０Ｂは、例えば手順Ｓ１２で演算した吸気口２１の開口面積Ｓｌと手順Ｓ１０で演算した吸気口２１の開口面積Ｓｗとを比較し、開口面積Ｓｌが開口面積Ｓｗよりも大きいかどうかを判断する（手順Ｓ１３）。
【００５１】
手順Ｓ１３において、演算部３０Ｂは、開口面積Ｓｌが開口面積Ｓｗよりも大きいと判断すると（手順Ｓ１３／Ｙｅｓ）、手順Ｓ１２で演算した開口面積Ｓｌを演算結果として決定し（手順Ｓ１４）、開口面積Ｓｌが開口面積Ｓｗよりも大きくないと判断すると（手順Ｓ１３／Ｎｏ）、例えば手順Ｓ１０で演算した吸気口２１の開口面積Ｓｗと手順Ｓ１１で演算した吸気口２１の開口面積Ｓｏとを比較し、開口面積Ｓｗが開口面積Ｓｏよりも大きいかどうかを判断する（手順Ｓ１５）。
【００５２】
手順Ｓ１５において、演算部３０Ｂは、開口面積Ｓｗが開口面積Ｓｏよりも大きいと判断すると（手順Ｓ１５／Ｙｅｓ）、手順Ｓ１０で演算した開口面積Ｓｗを演算結果として決定し（手順Ｓ１６）、開口面積Ｓｗが開口面積Ｓｏよりも大きくないと判断すると（手順Ｓ１５／Ｎｏ）、手順Ｓ１１で演算した開口面積Ｓｏを演算結果として決定する（手順Ｓ１７）。そして、演算部３０Ｂは、手順Ｓ１４、手順Ｓ１６、又は手順Ｓ１７で決定した演算結果を対応するモータ３３の回動角度に変換してモータ３３へ出力する（手順Ｓ９）。手順Ｓ９の動作が行われると、手順Ｓ１からの動作が繰り返される。
【００５３】
このように構成した本実施形態によれば、冷却水温度センサ２３及び作動油温度センサ２４がエンジン１１の冷却水及び油圧ポンプ１２の作動油の各温度Ｔｗ，Ｔｏを検出するだけでなく、コントローラ３０が油圧ポンプ１２に掛かる負荷をエンジン回転数センサ、吐出圧センサ２６Ａ、及び吐出流量センサ２６Ｂで監視しているので、エンジン１１の冷却水及び油圧ポンプ１２の作動油の各温度Ｔｗ，Ｔｏが上昇し易い状態にあることを事前に把握することができる。
【００５４】
そして、コントローラ３０の演算部３０Ｂが、冷却水温度センサ２３で検出されたエンジンの冷却水の温度Ｔｗ、作動油温度センサ２４で検出された油圧ポンプ１２の作動油の温度Ｔｏ、及び演算した油圧ポンプ１２の負荷Ｌに基づいて、冷却ファン２２によって取込まれる冷却風の流量を制御することにより、エンジン１１の冷却水及び油圧ポンプ１２の作動油の各温度Ｔｗ，Ｔｏが上昇する前に十分な流量の冷却風を熱交換器１７へ送風できるので、エンジン１１の冷却水及び油圧ポンプ１２の作動油を迅速に冷却することができる。これにより、油圧ポンプ１２の負荷Ｌの上昇に十分に対応できるので、エンジン１１や油圧ポンプ１２を良好な状態に保つことができる。
【００５５】
また、本実施形態は、コントローラ３０の演算部３０Ｂは、外気温度センサ２７によって検出された外気の温度、冷却水温度センサ２３によって検出されたエンジン１１の冷却水の温度Ｔｗ、作動油温度センサ２４によって検出された油圧ポンプ１２の作動油の温度Ｔｏ、及び演算した油圧ポンプ１２の負荷Ｌに応じて、モータ３３へ出力される吸気口２１の開口面積Ｓｗ，Ｓｏ，Ｓｌのうちいずれかを選択して冷却ファン２２によって取込まれる冷却風の流量を調整している。従って、外気の温度を考慮した上でエンジン１１の冷却水及び油圧ポンプ１２の作動油の各温度Ｔｗ，Ｔｏ、及び油圧ポンプ１２の負荷Ｌに対して、旋回体３内へ取込まれる冷却風の流量をモータ３３とルーバドア３１で適宜調整できるので、エンジン１１の冷却水及び油圧ポンプ１２の作動油の各温度Ｔｗ，Ｔｏを低く保つのに必要な流量の冷却風を吸気口２１から熱交換器１７へ的確に導くことができる。これにより、エンジン１１の冷却水及び油圧ポンプ１２の作動油の熱の発散効率を向上させることができる。
【００５６】
また、本実施形態は、吸気口２１に設けられたルーバドア３１を演算部３０Ｂから指令を受けたモータ３３の駆動力で回動させるようにしているので、旋回体３内へ取込まれる冷却風の流量の制御をルーバドア３１の開閉動作だけで容易に行うことができる。特に、本実施形態では、上述したようにルーバドア３１の開閉動作によって旋回体３内へ取込まれる冷却風の流量を調整できるので、冷却ファン２２の回転動作が制限されず、冷却ファン２２の駆動源であるエンジン１１に余分な負荷が掛かるのを抑制することができる。さらに、ルーバドア３１はハーネス３２及びモータ３３を介して旋回体３の吸気口２１に取付ける構成であり、ルーバドア３１の取付作業において旋回体３の構造を変更しなくて済むので、取付作業にかかるコストを抑えることができ、作業性に優れている。
【００５７】
また、本実施形態は、図９に示すように手順Ｓ３において演算部３０Ｂが、油圧ポンプ１２の負荷Ｌが所定の負荷Ｌ１に達していない（負荷Ｌが負荷Ｌ１よりも小さい）と判断したときには、記憶部３０ＡのＴｗ−Ｓｗ関係に対して外気温度センサ２７と冷却水温度センサ２３の検出値を適用して得られた吸気口２１の開口面積Ｓｗ、及び記憶部３０ＡのＴｏ−Ｓｏ関係に対して外気温度センサ２７と作動油温度センサ２４の検出値を適用して得られた吸気口２１の開口面積Ｓｏのうち開口面積が大きい方を選択してモータ３３へ出力している。そのため、エンジン１１の冷却水及び油圧ポンプ１２の作動油の各温度Ｔｗ，Ｔｏが変化しても、ルーバドア３１がモータ３３への出力値に相当する回動角度だけ回動することにより、各温度Ｔｗ，Ｔｏの変化に適応した吸気口２１の開口面積の増減を行うことができるので、演算部３０Ｂで演算された適切な流量の冷却風を熱交換器１７へ送風することができる。
【００５８】
そして、本実施形態は、手順Ｓ３において演算部３０Ｂが、油圧ポンプ１２の負荷Ｌが所定の負荷Ｌ１に達していると判断したときには、記憶部３０ＡのＬ−Ｓｌ関係に対して演算した油圧ポンプ１２の負荷Ｌを適用して得られた吸気口２１の開口面積Ｓｌが開口面積Ｓｗ，Ｓｏよりも大きくなると、モータ３３が速やかに駆動してルーバドア３１が開閉することにより、吸気口２１から取込まれる冷却風の流量を油圧ポンプ１２の負荷Ｌに対して応答良く調整することができる。従って、エンジン１１の冷却水と油圧ポンプ１２の作動油の各温度Ｔｗ，Ｔｏの変化、及び油圧ポンプ１２の負荷Ｌの上昇に対して、コントローラ３０による旋回体３内への冷却風の流量の制御の応答性を高めることができる。
【００５９】
また、本実施形態は、演算部３０Ｂは、記憶部３０ＡのＰ−Ｑ関係に対して、エンジン回転数センサによって検出されたエンジン１１の回転数、吐出圧センサ２６Ａによって検出された油圧ポンプ１２の吐出圧Ｐ、及び吐出流量センサ２６Ｂによって検出された油圧ポンプ１２の吐出流量Ｑを適用して油圧ポンプ１２の負荷Ｌを演算しているので、油圧ポンプ１２の出力変化に対応した演算結果を迅速に得ることができる。これにより、コントローラ３０が油圧ポンプ１２の負荷状況を正確に判断できるので、旋回体３内へ取込まれる冷却風の流量を精度良く制御することができる。従って、コントローラ３０による旋回体３内への冷却風の流量の制御に対する信頼性を高めることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１  油圧ショベル（作業機械）
３  旋回体
４  フロント作業機
４ａ  ブームシリンダ
４ｂ  アームシリンダ
４ｃ  バケットシリンダ
７  エンジンルーム
８  車体カバー
１１  エンジン
１２  油圧ポンプ
１３  コントロールバルブ
１６  作動油タンク
１７  熱交換器
１７Ａ  ラジエータ
１７Ｂ  オイルクーラ
２１  吸気口
２２  冷却ファン
２３  冷却水温度センサ（冷却水温度検出部）
２４  作動油温度センサ（作動油温度検出部）
２５  エンジンコントロールダイヤル
２６Ａ  吐出圧センサ（吐出圧検出部）
２６Ｂ  吐出流量センサ（吐出流量検出部）
２７  外気温度センサ（外気温度検出部）
３０  コントローラ
３０Ａ  記憶部
３０Ｂ  演算部
３１  ルーバドア（開閉ドア）
３１Ａ  羽根板
３２  ハーネス
３３  モータ（開閉駆動部）
５０，５１，５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂ  管路
【図１】
2015045236.tif 000003
【図２】
2015045236.tif 000004
【図３】
2015045236.tif 000005
【図４】
2015045236.tif 000006
【図５】
2015045236.tif 000007
【図６】
2015045236.tif 000008
【図７】
2015045236.tif 000009
【図８】
2015045236.tif 000010
【図９】
2015045236.tif 000011