(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械に搭載されて前記建設機械の作業機に作動油を供給する作動油供給装置であって、
前記作業機を駆動する油圧アクチュエータに作動油を供給する作業機ポンプと、
冷却ファンを駆動する油圧モータに作動油を供給するファンポンプと、
前記油圧アクチュエータおよび前記作業機ポンプ間を接続する油圧回路から分岐して前記ファンポンプに接続される油圧回路上に設けられ、前記ファンポンプの吐出部を前記油圧アクチュエータおよび前記油圧モータ間で切り換えて接続する回路切換弁と、
前記作業機の動作を操作するための操作体と、
前記作業機の動作位置を検出する動作位置検出器と、
前記操作体から出力される操作信号および前記動作位置検出器の検出信号に基づいて、前記回路切換弁を切り換えるコントローラとを備えた
ことを特徴とする作動油供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載の作動油供給装置において、
前記コントローラは、前記ファンポンプのポンプ容量を最小にしてから前記回路切換弁を切り換える
ことを特徴とする作動油供給装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の作動油供給装置において、
作動油および冷却水のうちの少なくとも何れか一方の温度を検出する温度センサを備え、
前記コントローラは、前記温度センサの検出信号および前記動作位置検出器の検出信号に基づいて、前記回路切換弁の切り換えを禁止する
ことを特徴とする作動油供給装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れかに記載の作動油供給装置において、
エンジンの出力を操作するためのアクセル開度を検出するアクセル開度センサを備え、
前記コントローラは、前記操作体の操作信号、前記動作位置検出器の検出信号、および前記アクセル開度センサの検出信号に基づいて、前記回路切換弁を切り換える
ことを特徴とする作動油供給装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３の何れかに記載の作動油供給装置において、
エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサを備え、
前記コントローラは、前記操作体の操作信号、前記動作位置検出器の検出信号、および前記エンジン回転数センサの検出信号に基づいて、前記回路切換弁を切り換える
ことを特徴とする作動油供給装置。
【請求項６】
建設機械であって、
作業機を駆動する油圧アクチュエータと、
冷却ファンを駆動する油圧モータと、
請求項１ないし請求項５の何れかに記載の作動油供給装置とを備えている
ことを特徴とする建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動油供給装置および建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設機械においては、エンジン等を冷却するための冷却ファンを油圧モータで駆動したり、ダンプトラックの作業機であるボディ（ホイストまたはベッセルと称することもある）や、油圧ショベルまたはホイールローダの作業機を油圧アクチュエータで駆動したりしている。このようなファンの駆動および作業機の駆動においては、その用途や必要とされる特性がそれぞれ異なることから、ファン駆動用の油圧回路と作業機駆動用の油圧回路とは別々に設けられ、各油圧回路がそれぞれ油圧ポンプを有するのが一般的である。
【０００３】
このうち、ファン駆動用に用いられる油圧ポンプ（以下、ファンポンプと称する）は、ファンが作業機に比べて小さくかつ重量も軽いことから、比較的ポンプ容量の小さな小型のものが使用される。これに対し、作業機の駆動には、ファン駆動用の油圧モータなどに比べて多量の作動油を供給する必要があるため、作業機駆動用の油圧ポンプ（以下、作業機ポンプと称する）には、ポンプ容量の大きな大型のものが使用される。大型のサイズの油圧ポンプはコストが高く、また大きな配置スペースを必要とすることから、作業機ポンプの小型化が望まれている。
【０００４】
ここで、ファン駆動用の油圧回路および作業機駆動用の油圧回路の構成に関し、ファンポンプと、作業機を旋回させる旋回モータに作動油を供給する旋回用ポンプとを備えた油圧ショベルにおいて、作動油の流路を切り換えることで、旋回用ポンプからの作動油をファン駆動用の油圧モータに供給するようにした構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−４６７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、ファンの清掃能力の向上を目的としており、旋回用ポンプからの作動油をファン駆動用の油圧モータに供給するよう構成されている。すなわち、ファン駆動用の油圧モータから旋回用ポンプに作動油を供給することはできず、当然のことながら、作業機ポンプに作動油を供給することもできない。このため、作業機の駆動には作業機ポンプ単独で作動油を供給せざるを得ず、作業機ポンプには従来通り大型のサイズのものを使用しなければならない。従って、作動油供給装置全体のコストが高くなってしまうという問題がある。また、作業機ポンプの配置に大きなスペースを必要とするため、レイアウトの自由度が低下するという問題もある。
【０００７】
本発明の目的は、作業機の動作性能を維持したまま、コストを低減でき、かつ、レイアウトの自由度を向上できる作動油供給装置、およびこの作動油供給装置を備えた建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明の作動油供給装置は、建設機械に搭載されて前記建設機械の作業機に作動油を供給する作動油供給装置であって、前記作業機を駆動する油圧アクチュエータに作動油を供給する作業機ポンプと、冷却ファンを駆動する油圧モータに作動油を供給するファンポンプと、前記油圧アクチュエータおよび前記作業機ポンプ間を接続する油圧回路から分岐して前記ファンポンプに接続される油圧回路上に設けられ、前記ファンポンプの吐出部を前記油圧アクチュエータおよび前記油圧モータ間で切り換えて接続する回路切換弁と、前記作業機の動作を操作するための操作体と、前記作業機の動作位置を検出する動作位置検出器と、前記操作体から出力される操作信号および前記動作位置検出器の検出信号に基づいて、前記回路切換弁を切り換えるコントローラとを備えたことを特徴とする。
【００１０】
第２発明の作動油供給装置は、第１発明に記載の作動油供給装置において、前記コントローラは、前記ファンポンプのポンプ容量を最小にしてから前記回路切換弁を切り換えることを特徴とする。
【００１１】
第３発明の作動油供給装置は、第１発明または第２発明に記載の作動油供給装置において、作動油および冷却水のうちの少なくとも何れか一方の温度を検出する温度センサを備え、前記コントローラは、前記温度センサの検出信号および前記動作位置検出器の検出信号に基づいて、前記回路切換弁の切り換えを禁止することを特徴とする。
【００１２】
第４発明の作動油供給装置は、第１発明ないし第３発明の何れかに記載の作動油供給装置において、エンジンの出力を操作するためのアクセル開度を検出するアクセル開度センサを備え、前記コントローラは、前記操作体の操作信号、前記動作位置検出器の検出信号、および前記アクセル開度センサの検出信号に基づいて、前記回路切換弁を切り換えることを特徴とする。
【００１３】
第５発明の作動油供給装置は、第１発明ないし第３発明の何れかに記載の作動油供給装置において、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサを備え、前記コントローラは、前記操作体の操作信号、前記動作位置検出器の検出信号、および前記エンジン回転数センサの検出信号に基づいて、前記回路切換弁を切り換えることを特徴とする。
【００１４】
第６発明の建設機械は、作業機を駆動する油圧アクチュエータと、冷却ファンを駆動する油圧モータと、第１発明ないし第５発明の何れかに記載の作動油供給装置とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１発明の作動油供給装置によれば、作動油供給装置は、ファンポンプの吐出部を、作業機を駆動する油圧アクチュエータおよび冷却ファンを駆動する油圧モータ間で切り換えて接続する回路切換弁を備えている。このような構成によれば、回路切換弁を切り換えることで、作業機用の油圧アクチュエータとファンポンプの吐出部とが接続されるため、ファンポンプからの作動油を作業機に供給することができる。これにより、作業機には、作業機ポンプからの作動油に加えて、ファンポンプからの作動油も供給される。従って、作業機への作動油の供給量が増えるため、作業機の動作速度を向上させることができる。
【００１６】
また、ファンポンプからも作動油が供給されるため、作業機の動作性能を維持したまま、作業機ポンプのポンプサイズをファンポンプの容量分だけ小さくすることができる。従って、作動油供給装置全体のコストを低減することができる。
さらには、作業機ポンプのポンプサイズを小さくすることができるので、レイアウトの自由度を向上させることができる
【００１７】
また、回路切換弁は、作業機の動作を操作するための操作体から出力される操作信号と、作業機の動作位置を検出する動作位置検出器の検出信号とに基づいて切り換えられる。これによれば、作業機の動作状況を的確に判定できるので、作業機の動作状況によっては回路を切り換える必要がない場合に、回路切換弁が切り換わることを防ぐことができる。従って、不要な回路切り換えを防止できるので、ファンの冷却効率が低下するのを防止することができる。
【００１８】
第２発明の作動油供給装置によれば、作動油供給装置は、ファンポンプのポンプ容量を最小にしてから回路切換弁を切り換えるので、ファンポンプの吐出圧が低くなった状態で回路切換弁を切り換えることができる。このため、回路の切換時に、瞬間的に作動油の圧力が上昇するいわゆるピーク圧が発生するのを防止できる。特に、作業機の駆動開始時は、作業機を駆動する油圧アクチュエータの油圧が非常に高く、かつその後次第に低下していくことから、回路切換時のファンポンプの吐出圧を低下させることに加えて、このように回路切換のタイミングを遅らせることは、ピーク圧の発生防止に大きく貢献する。
【００１９】
第３発明の作動油供給装置によれば、作動油供給装置は、作動油や冷却水の温度を検出する温度センサの検出信号、および作業機の動作位置を検出する動作位置センサの検出信号に基づいて、回路切換弁の切り換えを禁止する。これによれば、作動油または冷却水の温度が高く回路切換を行わない方がよい場合や、例えば、作業機の動作を途中で一旦止めたり高い頻度で停止させたりする場合であって回路の切り換えを行う必要がない場合に、回路の切り換えを禁止することができる。このため、冷却ファンによる冷却が必要な場合はファンポンプからファンモータへの作動油の供給を優先させることができ、作動油や冷却水の温度が許容範囲内であっても、回路の切換が不要な場合は、不必要に回路が切り換わることを防ぐことができる。従って、冷却ファンによる冷却効率を低下させることなく、適切な回路切り換えを行うことができる。
【００２０】
第４発明の作動油供給装置によれば、作動油供給装置は、操作体の操作信号、動作位置検出器の検出信号、およびアクセル開度センサの検出信号に基づいて、前記回路切換弁を切り換える。ここで、作業機の動作速度を上げる場合は、作業機ポンプを駆動するエンジンの回転数を上昇させるために。オペレータによってアクセル開度が大きくされる。このため、アクセル開度を考慮することで、作業機の動作速度を上げる必要があることをより的確に判定することができる。従って、回路の切換が不要な場合に、不必要に回路が切り換わることを効果的に防ぐことができるので、冷却ファンによる冷却効率の低下をより一層防ぐことができる。
【００２１】
第５発明の作動油供給装置によれば、作動油供給装置は、操作体の操作信号、動作位置検出器の検出信号、およびエンジン回転数センサの検出信号に基づいて、回路切換弁を切り換える。ここで、作業機の動作速度を上げる場合は、オペレータによってアクセル開度が大きくされ、作業機ポンプを駆動するエンジンの回転数が上昇する。このため、エンジン回転数を考慮することで、作業機の動作速度を上げる必要があることをより的確に判定することができる。従って、第４発明と同様に、冷却ファンによる冷却効率の低下をより効果的に防ぐことができる。
【００２２】
第６発明の建設機械によれば、上述した効果を奏し得る建設機械を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に本発明の各実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、後述する第２実施形態以降において、次説する第１実施形態と同一の構成部分には同じ符合を付すとともに、その説明を省略する。
【００２４】
〔第１実施形態〕
〔１−１〕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）１の構成を模式的に示す図１において、ダンプトラック１は、作動油供給量調節部２、ステアリング機構駆動部３、作業機駆動部４、ファン駆動部５、回路切換弁６、およびコントローラ７を備えている。
【００２５】
作動油供給量調節部２は、ステアリング機構駆動部３および作業機駆動部４への作動油の供給量を調節する部分であり、作業機ポンプ２１、ロードセンシング弁２２、パイロット圧切換弁２３、およびプライオリティ弁２４を備えている。作業機ポンプ２１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型の油圧ポンプであり、ロードセンシング弁２２の弁位置に応じて吐出量が変化する。パイロット圧切換弁２３は、作業機ポンプ２１の吐出量を最大流量に切り換えるための位置切換弁であり、コントローラ７からの制御指令に応じてパイロット圧切換弁２３のソレノイドが通電され、弁位置が切り換わる。作業機ポンプ２１からの作動油は、プライオリティ弁２４によってステアリング機構駆動部３および作業機駆動部４間で分配される。この際、プライオリティ弁２４は、パイロットラインの圧力差に応じて、ステアリング機構駆動部３に優先的に作動油を分配する。
【００２６】
ステアリング機構駆動部３は、オペレータのステアリング操作に応じて、図示しないステアリング機構を駆動する部分であり、ステアリングバルブ３１およびステアリングシリンダ３２を備えている。ステアリングバルブ３１は、ステアリングホイールの回転角度や回転速度に応じて弁位置の切り換えが可能であり、ステアリングシリンダ３２は、作業機ポンプ２１から供給される作動油の流量とステアリングバルブ３１の弁位置とに応じて、ステアリング機構を動作させる。
【００２７】
作業機駆動部４は、土砂の荷降ろし等の作業用に構成され、ボディ（作業機）４１、ホイストシリンダ４２、ホイストバルブ４３、およびボディ制御用電磁弁４４を備えている。ボディ４１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４１および車体フレーム間はホイストシリンダ（油圧アクチュエータ）４２で連結され、ホイストシリンダ４２の両端部分がボディ４１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４２は、作業機ポンプ２１から供給される作動油で駆動され、ホイストバルブ４３の弁位置の切り換えに応じて、ホイストシリンダ４２が伸縮する。ホイストバルブ４３は、ボディ制御用電磁弁４４によって、ボディ４１の下げ、浮き、保持、および上げのそれぞれの弁位置に切り換えられ、ホイストシリンダ４２が伸縮することで、ボディ４１が車体フレームに対して起伏動作を行う。
【００２８】
ファン駆動部５は、冷却ファン（以下、単にファンと称する）５１を駆動する部分であり、油圧駆動式のファンモータ（油圧モータ）５２と、ファンポンプ５３とを備えている。ファンモータ５２の出力軸にはファン５１が設けられ、ファン５１はファンモータ５２の駆動により回転する。ファンモータ５２およびファンポンプ５３は、回路切換弁６を介して油圧的に接続されており、ファンモータ５２の回転数はファンポンプ５３の吐出量に応じて変化する。ファンポンプ５３は、エンジンを動力源として駆動される可変容量型の油圧ポンプであり、ポンプ容量を変化させる斜板等の容量可変部５３１と、容量可変部５３１を駆動する電磁弁等のレギュレータ部５３２とを備えている。レギュレータ部５３２が、コントローラ７からの制御指令により容量可変部５３１を駆動し、容量可変部５３１がポンプ容量を変えることで、ファンポンプ５３の吐出量が変化する。
【００２９】
回路切換弁６は、ソレノイドへの通電により弁位置が切り換わる方向切換弁であり、ステアリングシリンダ３２およびホイストシリンダ４２と作業機ポンプ２１とを接続する油圧回路から分岐して、ファンポンプ５３に接続される油圧回路上に設けられている。ファンポンプ５３からの作動油は、回路切換弁６の弁位置の切換により、ステアリングシリンダ３２およびホイストシリンダ４２と、ファンモータ５２との間で切り換えて供給される。
【００３０】
コントローラ７は、作動油供給量調節部２、ステアリング機構駆動部３、および作業機駆動部４における作動油の流量制御を行う手段として構成され、パイロット圧切換弁２３、ボディ制御用電磁弁４４、レギュレータ部５３２、および回路切換弁６に対する制御指令の生成および出力を行う。このため、コントローラ７の入力側には、冷却水の温度を検出する水温センサ８（温度センサ）、作動油の温度を検出する油温センサ９（温度センサ）、ボディ４１の支承軸Ｐ部分に設けられてボディ４１の動作位置を検出するポテンショメータ等の動作位置検出器１０、およびボディ４１を操作するためのボディ操作レバー（操作体）１１が、それぞれ電気的に接続されている。また、コントローラ７の出力側には、パイロット圧切換弁２３、ボディ制御用電磁弁４４、レギュレータ部５３２、および回路切換弁６が、それぞれ電気的に接続されている。
【００３１】
以上のような構成のダンプトラック１において、作動油供給装置１００は、作業機ポンプ２１、ファンポンプ５３、回路切換弁６、コントローラ７、水温センサ８、油温センサ９、動作位置検出器１０、およびボディ操作レバー１１を備えて構成される。作動油供給装置１００は、コントローラ７からの制御指令によりボディ４１の動作時に回路切換弁６の弁位置を切り換えて、ファンポンプ５３からの作動油を作業機駆動部４に供給する。この際、作動油供給装置１００は、ファンポンプ５３の吐出量を調節して、ファン５１の回転数を制御する。
【００３２】
〔１−２〕コントローラ７の制御構造
次に、図２を参照して、コントローラ７による作動油供給の制御構造について説明する。
コントローラ７は、記憶手段７１、回路切換許可手段７２、操作入力状態判定手段７３、回路切換状態判定手段７４、ポンプ容量状態判定手段７５、ポンプ制御指令生成手段７６、および回路切換制御指令生成手段７７を備えている。
【００３３】
記憶手段７１は、回路切換を許可するにあたっての作動油温および冷却水温の上限温度である基準温度を記憶している。また、記憶手段７１は、回路切換制御が開始してからの経過時間、回路切換弁６を切り換えてからの経過時間、および回路切換状態からの復帰制御が開始してからの経過時間を、その都度改めて記憶する。
【００３４】
回路切換許可手段７２は、ファンポンプ５３からの作動油をステアリング機構駆動部３および作業機駆動部４に供給するための回路切換を許可する。具体的に、回路切換許可手段７２は、水温センサ８、油温センサ９、および動作位置検出器１０の検出値に基づいて、回路切換の可否について判定を行い、回路切換を認めてもよい場合は、回路切換弁６の切換およびこれに伴うファンポンプ５３の容量制御を許可する。
操作入力状態判定手段７３は、ボディ操作レバー１１からの操作入力信号に基づき、ボディ操作レバー１１がどのような入力状態にあるかを判定する。すなわち、操作入力状態判定手段７３は、ボディ操作レバー１１の入力状態が、ボディ４１の上げ、下げ、浮き、および保持の何れの状態にあるかを判定する。
【００３５】
回路切換状態判定手段７４は、回路切換弁６の切換状態を判定する。つまり、回路切換状態判定手段７４は、回路切換弁６のソレノイドへの通電がオフの状態では、回路切換弁６が切り換わっていないと判定し、ファンポンプ５３から吐出された作動油がファン駆動に用いられていることを認識する。一方、回路切換状態判定手段７４は、回路切換弁６のソレノイドへの通電がオンの状態では、回路切換弁６が切り換わっていると判定し、ファンポンプ５３からの作動油がステアリング機構駆動部３や作業機駆動部４に供給されていることを認識する。
【００３６】
ポンプ容量状態判定手段７５は、容量可変部５３１の駆動により変化するファンポンプ５３のポンプ容量の状態を判定する。具体的に、ポンプ容量状態判定手段７５は、ファンポンプ５３の容量が最小となったか、最大となったか、またはファン駆動制御時の目標ポンプ容量と同じレベルになったかを判定する。
【００３７】
ポンプ制御指令生成手段７６は、回路切換許可手段７２による回路切換許可の有無および各判定手段７３〜７５の判定結果に基づいて、ファンポンプ５３の制御指令の生成および出力を行う。
同様に、回路切換制御指令生成手段７７は、回路切換許可手段７２による回路切換許可の有無および各判定手段７３〜７５の判定結果に基づいて、回路切換弁６の制御指令の生成および出力を行う。
【００３８】
〔１−３〕作動油供給装置１００の作用
以下では、図３〜図６に基づき、作動油供給装置１００の作用、その中でも特にコントローラ７の作用について説明する。
先ず、コントローラ７は、図３に示すように、各温度信号、ボディ４１の回転角度信号、およびボディ操作レバー１１の操作入力信号を読み込んだ後、回路切換許可手段７２が、油温および冷却水温が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１）。油温および冷却水温が所定値以下でないと判定された場合、回路切換許可手段７２は、回路切換許可フラグをリセットする（ステップＳ２）。反対に、油温および冷却水温が所定値以下であると判定された場合、回路切換許可手段７２は、さらにボディ４１が着座位置にあるか否かを判定し（ステップＳ３）、着座位置にあると判定した場合、回路切換許可手段７２は、回路切換許可フラグをセットする（ステップＳ４）。そして、コントローラ７は、回路切換許可フラグがセットされているか否かを判定する（ステップＳ５）。
【００３９】
ステップＳ５で回路切換許可フラグがセットされていると判定されると、操作入力状態判定手段７３は、ボディ操作レバー１１の入力状態が、ボディ４１の上げの状態にあるか否かを判定する（ステップＳ６）。ボディ操作レバー１１が上げの状態にあると判定されると、図４にも示すように、コントローラ７は、回路の切換制御を実施し（ステップＳ７）、上げ以外の状態にあると判定されると、コントローラ７は、ボディ４１の位置を判定した上で位置回路切換の許可を取り消す。すなわち、回路切換許可手段７２は、ボディ４１が着座位置にあるか否かを判定し（ステップＳ８）、着座位置にないと判定された場合は、回路切換許可手段７２が回路切換許可フラグをリセットする（ステップＳ９）。
【００４０】
一方、ステップＳ５で回路切換許可フラグがセットされていない場合、コントローラ７は、図４にも示すように、回路切換を通常時の状態に復帰させるための復帰制御を実施する（ステップＳ１０）。
【００４１】
ここで、コントローラ７による回路切換制御について、さらに詳しく説明する。コントローラ７の判定に基づいて、回路切換制御が実施されることになった場合、図５に示すように、回路切換状態判定手段７４は、回路切換弁６のソレノイドへの通電状態から、回路切換弁６がオフの状態にあるか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【００４２】
ステップＳ１１で回路切換弁６がオフ、すなわち回路切換弁６が切り換わっていないと判定されると、ポンプ容量状態判定手段７５は、ファンポンプ５３のポンプ容量が最小の状態となっているか否かを判定する（ステップＳ１２）。ここで、ポンプ容量の変化速度はファンポンプ５３のハード構成によって異なるため、ファンポンプ５３の種類によっては、容量可変部５３１を駆動するようレギュレータ部５３２に指令しても、すぐにポンプ容量が指令通りの大きさになるとは限らない。このため、本実施形態では、図４に示すように、記憶手段７１が、回路切換制御の開始からの経過時間を記憶し、ポンプ容量状態判定手段７５は、この経過時間がポンプ容量の最小化に必要な時間ｔ０を経過した場合に、ポンプ容量が最小になっていると判定するようにしている。
【００４３】
図５に戻り、ステップＳ１２でポンプ容量が最小になっていないと判定されると、ポンプ制御指令生成手段７６は、ポンプ容量を徐々に小さくしていくような制御指令を生成し、ファンポンプ５３に出力する（ステップＳ１３）。これにより、図４に示すように、ポンプ容量は次第に小さくなり、ファンポンプ５３は、最小の容量を有した状態で作動油を吐出するようになる。そして、図５のステップＳ１２でポンプ容量が最小になっていると判定されると、回路切換制御指令生成手段７７は、回路切換弁６を切り換える制御指令を生成し、回路切換弁６に出力する（ステップＳ１４）。
【００４４】
一方、ステップＳ１１で回路切換弁６がオン、すなわち回路切換弁６が切り換わっていると判定されると、ポンプ制御指令生成手段７６は、ファンポンプ５３のポンプ容量が最大となるようにポンプ容量を徐々に大きくしていく制御指令を生成し、ファンポンプ５３に出力する（ステップＳ１５）。本実施形態では、図４に示すように、記憶手段７１が、回路切換弁６を切り換えてからの経過時間を記憶し、ポンプ容量状態判定手段７５は、この経過時間がポンプ容量の最大化に必要な時間ｔ１を経過した場合に、ポンプ容量が最大になっていると判定する。なお、可変容量型ポンプでは、ポンプ容量を増加させる場合は、指令値に対する追従性が高いことが多い。このようなファンポンプ５３において、レギュレータ部５３２への制御指令を所定の変化率で変化させた場合、ポンプ容量が最小から最大になるまでの時間ｔ１は、図４に示すように、実際に容量が変化していた時間と同じになる。
【００４５】
次に、コントローラ７による、回路切換状態からの復帰制御について詳しく説明する。コントローラ７の判定に基づいて、回路切換復帰制御が実施されることになった場合、図６に示すように、回路切換状態判定手段７４は、回路切換弁６のソレノイドへの通電状態から、回路切換弁６がオンの状態にあるか否かを判定する（ステップＳ２１）。
ステップＳ２１で回路切換弁６がオン、すなわち回路切換弁６が切り換わっていると判定された場合、ポンプ容量状態判定手段７５は、ファンポンプ５３のポンプ容量が最小の状態となっているか否かを判定する（ステップＳ２２）。すなわち、ポンプ容量状態判定手段７５は、図４に示すように、復帰制御が開始してからの経過時間を記憶しておき、この経過時間がポンプ容量の最小化に必要な時間ｔ２を経過した場合に、ポンプ容量が最小となっていると判定する。
【００４６】
図６に戻り、ステップＳ２２でポンプ容量が最小になっていないと判定されると、ポンプ制御指令生成手段７６は、ファンポンプ５３のポンプ容量が最小となるようにポンプ容量を徐々に小さくしていく制御指令を生成し、ファンポンプ５３に出力する（ステップＳ２３）。ステップＳ２２でポンプ容量が最小になっていると判定されると、回路切換制御指令生成手段７７は、回路切換弁６をオフにして回路切換弁６の切り換え状態を解除する制御指令を生成し、回路切換弁６に出力する（ステップＳ２４）。
【００４７】
一方、ステップＳ２１で回路切換弁６がオフ、すなわち回路切換弁６が切り換わっていいないと判定された場合、ポンプ容量状態判定手段７５は、ファンポンプ５３のポンプ容量がファン駆動時の制御容量となっているか否かを判定する（ステップＳ２５）。ポンプ容量がファン駆動時の制御容量となっていない場合、ポンプ制御指令生成手段７６は、ポンプ容量がファン駆動時の制御容量となるようにポンプ容量を徐々に大きくしていく制御指令を生成し、ファンポンプ５３に出力する（ステップＳ２６）。これにより、コントローラ７による回路切換弁６の切り換えおよびこれに伴うファンポンプ５３の容量制御は終了し、通常のファン駆動状態に復帰することになる。
【００４８】
その後は、図４に示すように、ボディ４１が着座位置に戻るまでは、回路切換が禁止される。このため、ボディ４１が着座位置にない状態では、オペレータがボディ操作レバー１１の入力状態を上げの状態に操作しても、回路が切り換えられることはない。当然のことながら、ホイストシリンダ４２の伸長側のストロークエンド位置でボディ４１を上下動させる泥落とし作業のように、ボディ操作レバー１１が頻繁に操作される場合は、回路が切り換えられない。
【００４９】
ここで、建設機械では、操作レバー位置をロックする機能が設定されていることが多く、例えば、ダンプトラック１の場合は、ボディ４１の位置がロック解除位置まで起伏すると、ボディ操作レバー１１のロック状態を自動的に解除して中立位置に戻すいわゆるキックアウト制御が行われる。ボディ操作レバー１１のロック状態からキックアウト制御が行われた場合でも、ボディ操作レバー１１が中立位置に戻ることにかわりはないため、キックアウト制御終了後にボディ操作レバー１１を操作しても、回路が切り換えられることはない。
【００５０】
以上のように、本実施形態の作動油供給装置１００は、作動油や冷却水の温度、ボディ操作レバー１１の操作位置、およびボディ４１の動作位置に応じて、回路切換弁６を切り換えるとともに、回路切換弁６の切り換えに際して、ファンポンプ５３の吐出量を調節している。これにより、作動油供給装置１００は、作業機ポンプ２１からの作動油と合わせ、ファンポンプ５３からの作動油をホイストシリンダ４２に供給してボディ４１の動作に利用し、なおかつ回路切換時のピーク圧の発生を防止している。従って、ファン５１による冷却効率を低下させることなく、ボディ４１の動作速度を向上させることができる。
【００５１】
〔第２実施形態〕
次に、図７に基づき、本発明の第２実施形態について説明する。
前述した第１実施形態では、ダンプトラック１は、ステアリング機構駆動部３を備えており、作業機ポンプ２１が、作業機駆動部４およびステアリング機構駆動部３に作動油を供給していた。
これに対し、第２実施形態では、図７に示すように、ダンプトラック１は、ステアリング機構駆動部３を備えおらず、作業機ポンプ２１が、作業機駆動部４のみに作動油を供給する点が相違する。
【００５２】
具体的に、作動油供給量調節部２は、ロードセンシング弁２２、パイロット圧切換弁２３、およびプライオリティ弁２４を備えおらず、作業機ポンプ２１の吐出側は、ホイストシリンダ４２に油圧的に接続されている。
このような構成においても、コントローラ７が回路切換弁６の弁位置を切り換えるとともに、これに伴うファンポンプ５３の容量制御を行うことで、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
〔第３実施形態〕
次に、図８に基づき、本発明の第３実施形態について説明する。
前述した第１実施形態および第２実施形態では、コントローラ７は、回路切換が許可されている状態で、ボディ操作レバー１１の入力状態がボディ４１の上げの状態となった場合に、回路切換を実施していた。
これに対し、第３実施形態では、コントローラ７は、ボディ操作レバー１１の入力状態の他にアクセル開度も参照し、ボディ操作レバー１１の入力状態がボディ４１の上げの状態で、かつアクセル開度が所定値以上の場合に、回路切換を実施する点が相違する。
【００５４】
具体的に、本実施形態の作動油供給装置１００は、図８に示すように、コントローラ７の入力側に電気的に接続されたアクセル開度センサ１２を備えている。そして、コントローラ７の操作入力状態判定手段７３は、ボディ操作レバー１１からの操作入力信号およびアクセル開度センサ１２からのアクセル開度信号に基づき、オペレータの操作入力状態を判定する。なお、本実施形態のダンプトラック１の全体構成は、図１および図７から明らかであるため、図示を省略する。
【００５５】
以下、第１実施形態の説明に用いた図３を参照しつつ、本実施形態の作動油供給装置１００の作用について説明する。
先ず、コントローラ７は、各温度信号、ボディ４１の回転角度信号、ボディ操作レバー１１の操作入力信号、およびアクセル開度センサ１２からのアクセル開度信号を読み込み、図３のステップＳ１〜Ｓ５の回路切換許可フローを処理する。そして、回路切換許可フラグがセットされていると判定されると、操作入力状態判定手段７３は、図３のステップＳ６の処理のかわりに、ボディ操作レバー１１の入力状態がボディ４１の上げの状態で、かつアクセル開度が所定値以上となっているか否かを判定する。この判定を行うことで、ボディ４１の上げの状態であっても、アクセル開度が小さい場合には回路切換が行われなくなる。そして、コントローラ７は、回路切換許可手段７２による回路切換フラグのセット状態や操作入力状態判定手段７３の判定結果に応じて、回路切換制御または回路切換状態からの復帰制御をおこなう。なお、これらの処理は、第１実施形態および第２実施形態と同じであるため、詳細な説明を省略する。
【００５６】
以上のように、本実施形態の作動油供給装置１００は、第１実施形態および第２実施形態の構成に加えてアクセル開度センサ１２を備えており、回路切換を行うか否かの判定にアクセル開度が考慮される。これにより、不要な回路切り換えをより防止することができるので、ファンの冷却効率が低下するのを効果的に防ぐことができる。
【００５７】
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、作業機の動作を操作するための操作体としてボディ操作レバー１１が用いられていたがこれに限られず、例えば、ダイヤルを回転して操作するものや、ペダルを踏むことで操作するものなど、作業機の動作を操作するものであれば、本発明の操作体として用いることができる。
【００５８】
前記各実施形態では、ポンプ容量状態判定手段７５は、回路切換制御の開始からの経過時間や復帰制御が開始してからの経過時間が、ポンプ容量の最小化に必要な時間ｔ０，ｔ２を経過した場合に、ポンプ容量が最小となっていると判定し、回路切換弁６を切り換えてからの経過時間が、ポンプ容量の最大化に必要な時間ｔ１を経過した場合に、ポンプ容量が最大になっていると判定していたがこれに限られない。例えば、レギュレータ部５３２への指令に対する容量可変部５３１の追従性が高く、ポンプ容量が指令通りの大きさにすぐに変化するようなファンポンプ５３を用いた場合には、容量可変部５３１の動作位置から、具体的には斜板の傾倒角度が最小となった際に、ポンプ容量が最小になっていると判定し、斜板の傾倒角度が最大となった際に、ポンプ容量が最大になっていると判定するようにしてもよい。
【００５９】
前記第３実施形態では、ボディ操作レバー１１からの操作入力信号およびアクセル開度センサ１２からのアクセル開度信号に基づいて回路切換を行っていたがこれに限られず、例えば、アクセル開度センサ１２のかわりにエンジン回転数センサを設け、ボディ操作レバー１１の入力状態がボディ４１の上げの状態で、かつかつエンジン回転数が所定値以上となっている場合に回路切換を行うようにしてもよい。作業機の動作速度を上げるためにオペレータがアクセルを踏み込んだ際は、エンジン回転数も上昇することから、エンジン回転数を用いた場合でも、アクセル開度を用いたときと同様の回路切換判定を行うことができる。従って、この場合でも、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
前記各実施形態では、作業機ポンプ２１に可変容量型の油圧ポンプが用いられていたがこれに限られず、例えば、固定容量型のものが用いられてもよい。
前記各実施形態では、作業機を駆動する油圧アクチュエータとしてホイストシリンダ４２が用いられていたが、例えば、油圧モータのような他の油圧アクチュエータであってもよい。
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これに限られず、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。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、建設機械に利用できる他、ともに油圧駆動される冷却ファンおよび作業機を備えた作業機械にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】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。
【図２】前記第１実施形態に係る作動油供給装置を構成するコントローラの制御ブロック図。
【図３】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。
【図４】前記第１実施形態に係る作動油供給装置の作用を説明するためのタイミングチャート。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】本発明の第２実施形態に係る建設機械の構成を示す模式図。
【図８】本発明の第３実施形態に係る作動油供給装置を構成するコントローラの制御ブロック図。
【符号の説明】
【００６３】
１…ダンプトラック（建設機械）６…回路切換弁、７…コントローラ、８…水温センサ（温度センサ）、９…油温センサ（温度センサ）、１０…動作位置検出器、１１…ボディ操作レバー（操作体）、１２…アクセル開度センサ、２１…作業機ポンプ、４１…ボディ（作業機）、４２…ホイストシリンダ（油圧アクチュエータ）、５１…冷却ファン、５２…ファンモータ（油圧モータ）、５３…ファンポンプ、１００…作動油供給装置。
【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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