JP2004508480A - 建設機械および／または作業機械における内燃機関のファン駆動装置を制御するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、建設機械および／または作業機械における、特に互いに独立した複数の冷却回路を備えた内燃機関のファン駆動装置を制御するための方法であって、ファン駆動装置の消費出力を、建設機械および／または作業機械の予め規定可能な作業経過時にゼロの方に制御し、この消費出力を、作業経過の消費出力に加える方法に関する。

Description

【０００１】
本発明は、建設機械および／または作業機械における、特に互いに独立した複数の冷却回路を備えた内燃機関のファン駆動装置を制御するための方法に関する。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許第１９５３５６７４号明細書では、特にディーゼルエンジンの、高出力の強力な掘削機駆動装置の冷却装置を制御するための方法であって、ディーゼルエンジンの領域に設けられたサーモスタットによって、予め設定された水温時に、ディーゼルエンジンからファンと協働する水冷装置への流れ経路を開放し、流れ経路の領域に配置された温度測定装置によってファンを次のように制御する、すなわち、サーモスタット制御された水温よりも高い予め設定可能な温度範囲内で、ファンの回転数が０ｍｉｎ^−１と最大回転数との間の範囲内に調整されるようにファンを制御する方法が提案されている。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許第１９８２５７５９号明細書によれば、例えばファンのような補助装置を駆動するために、閉じた循環回路内で流動可能にエンジンに接続されている調節ポンプを備えた、液圧式の駆動装置構成群が公知である。補助ポンプは、閉じた循環回路内における流動媒体の損失を再び補充するために、機能的に、ポンプとエンジンとタンクとに接続され得る。ポンプに接続されている補助循環回路は循環通路を有しており、この循環通路は、タンクの必要な容積を減少させるために、エンジンの下流側で、流動可能に閉じた循環回路に接続されている。
【０００４】
建設機械および／または作業機械、特に液圧掘削機は、例えばジブの持ち上げ、下部走行体に対する上部旋回体の旋回等の、部分的に常に繰り返される同じ作業運動から得られる所定の最大出力のために設計されている。
【０００５】
この建設機械または作業機械、特に液圧掘削機の内燃機関は、一般的に水で冷却される。この場合、調整可能なファンが設けられており、このファンは、特に内燃機関によって制御される、液圧式の独立した駆動装置によって、内燃機関の冷却回路内で上昇する温度に応じて、オン・オフ形式で制御される。
【０００６】
建設機械または作業機械、特に液圧掘削機の正常な運転状態では、ファンは通常、内燃機関の冷却回路内で予め設定された温度値を超えた時にスイッチオンされる。この時にスイッチオンされたファンは、冷却回路の温度を制御するために所定の駆動出力をも必要とする。
【０００７】
これにより内燃機関のフルの駆動出力は、例えばジブの持ち上げのためには、スイッチオンされたファンの出力取り出しに起因して、利用できない。したがって、所定の限界範囲内で、内燃機関の、作業経過に配分され得る出力ではもはや足りなくなるという結果が生じ得る。
【０００８】
本発明の課題は、内燃機関の領域において出力に不都合な影響を及ぼすことなく、建設機械または作業機械の作業運動性能を、出力を高めることによって高めることができるような、ファン駆動装置を制御するための方法および装置を提供することである。
【０００９】
この課題は、建設機械および／または作業機械における、特に互いに独立した複数の冷却回路を備えた内燃機関のファン駆動装置を制御するための方法において、ファン駆動装置の消費出力を、建設機械および／または作業機械の予め規定可能な作業経過時にほぼゼロに制御し、この消費出力を前記作業経過の消費出力に加える方法によって解決される。
【００１０】
本発明の有利な実施態様は、関連する方法記載の従属請求項に示されている。
【００１１】
この課題は、建設機械および／または作業機械における、特に互いに独立した複数の冷却回路を備えた内燃機関のファン駆動装置を制御するための装置において、少なくとも１つの切換えスイッチと、冷却回路ごとに少なくとも１つのＰＩ制御装置と、該ＰＩ制御装置に後置接続された少なくとも１つの比較装置と、作動機構に作用結合している少なくとも１つのパルス幅変調器とが設けられている装置によっても解決される。
【００１２】
ＰＩ制御装置は、本発明の別の思想によれば、μ・コントローラ・ＰＩ制御装置である。
【００１３】
本発明によれば、内燃機関の、互いに独立して作業する複数の冷却回路を、ファン駆動装置により、共通の作動機構を介して、種々異なる少なくとも２つの温度・目標値に制御することが可能になる。これにより、ファン駆動装置の消費出力を、所定の作業運動時にほぼゼロにし（ファンは空転する）、次いでこのファン出力を作業運動に加えることができる。
【００１４】
冷却回路ごとのμ・コントローラ・ＰＩ制御装置で、目標値と実際値との比較を実行し、必要な調節値を冷却回路ごとに算出する。このＰＩ制御装置に後置接続された比較装置によって、それぞれの調節値から最大の調節値を算出し、この調節値をＰＷＭ段（パルス幅変調器）にさらに送る。このＰＷＭ段は、作動機構に接続されている。所定の作業運動時に、例えば液圧掘削機におけるジブの持ち上げ時に、冷却回路の温度・目標値をほぼ同時に引き上げる。これにより、ファン駆動装置の消費出力をほぼに制御し（ファンはさらに空転し続ける）、昇降出力を、ファン駆動出力の分だけ高める。
【００１５】
これにより、建設機械または作業機械の大きさに応じて、特に大型の液圧掘削機の場合、１つのまたは複数の駆動装置集合体の過熱を生ぜしめることなく、ジブの持ち上げ時の昇降出力を高めることができる。これは、ファン駆動出力の配分が連続的に必要であるのではなく、建設機械または作業機械の、予め規定可能な所定の作業運動時にしか必要ではないということを顧慮している。
【００１６】
唯一の図は概略図であって、以下に説明されている。
【００１７】
この実施例では互いに独立した２つの冷却装置２，３を備えた内燃機関１が示されており、これらの冷却装置２，３はそれ自体、コントローラ９を介して、ファンインペラ５を備えた調節可能なファン駆動装置４における作動機構１０に接続されている。さらに、装備６、例えば詳しく図示していない液圧掘削機のジブが示されており、このジブは概略的にしか示していない上部旋回体７に支承されていて、液圧シリンダ８によって昇降可能である。装備６の上げ下げのために働く液圧回路１１とファン駆動装置４のために働く液圧回路１２と、作動機構１０への供給のために必要な液圧回路２０とが示されている。冷却回路２にはμ・コントローラ・ＰＩ制御装置１３が、冷却回路３にはμ・コントローラ・ＰＩ制御装置１４が設けられている。このμ・コントローラ・ＰＩ制御装置１３，１４によって目標値と実際値との比較を実施し、対応する調節値を冷却回路２，３ごとに算出する。目標値は、切換えスイッチ１５によって、μ・コントローラ・ＰＩ制御装置１３，１４に提供される。μ・コントローラ・ＰＩ制御装置１３，１４によって算出された値が、このＰＩ制御装置に後置接続された比較エレメント１６に送られ、この比較エレメント１６が、それぞれの調節値から最大の調節値を算出して、この調節値をＰＷＭ段１７（パルス幅変調段）にさらに送る。このＰＷＭ段は、ライン１８を介して作動機構１０に接続されている。したがって、内燃機関１の駆動出力の一部がとりわけ装備６の作業経過に配分されるのに対して、駆動出力の他の部分は、内燃機関１を過熱から守る目的でファンインペラ５のために必要とされる。液圧シリンダ８を介した、所定の作業経過時、例えば装備６の持ち上げ時に、内燃機関１の、装備６の持ち上げに必要とされる駆動出力が完全には足りていないということが起こり得る。
【００１８】
本発明によれば、そのような作業運動時には、冷却回路２，３の温度・目標値を、スイッチ１９と切換えスイッチ１５とによって、より高い温度・目標値に引き上げる。これにより、ライン１８と作動機構１０とを介して、ファン駆動装置４の消費出力をほぼゼロに制御する。この場合、ファンインペラ５が停止に向かうかまたは空転する。それとともに、もはやファンインペラ５の運転のためには必要とされないファン駆動装置４の液圧的な駆動出力を、内燃機関１の過熱を一緒に生ぜしめることなく、装備６の昇降出力に加える。所定の運動経過の終了後、ただちに、液圧式のファン駆動装置４が再びファンインペラ５に切換えられ、その際、高められた温度・目標値が冷却回路２，３ごとに、再びスイッチ１９と切換えスイッチ１５とを介して、低い温度・目標値に配属される。この出力動作は任意の連続で繰り返すことができ、これはつまり、その都度の運動経過に配分され得る最大の出力に基づいている。
【図面の簡単な説明】
【図１】
液圧掘削機の、互いに独立した２つの冷却回路を備えた内燃機関のファン駆動装置の、本発明による制御方法を示した図である。

Claims (8)

1. 建設機械および／または作業機械における、特に互いに独立した複数の冷却回路（２，３）を備えた内燃機関（１）のファン駆動装置（４）を制御するための方法において、ファン駆動装置（４）の消費出力を、建設機械および／または作業機械の予め規定可能な作業経過時にほぼゼロに制御し、この消費出力を、前記作業経過の消費出力に加えることを特徴とする、建設機械および／または作業機械における内燃機関のファン駆動装置を制御するための方法。
2. 冷却回路（２，３）を、種々異なる少なくとも２つの温度・目標値に制御し、この場合、建設機械または作業機械の予め規定可能な作業経過時に、スイッチ（１９）と切換えスイッチ（１５）とによって、１つの温度・目標値を、より高い温度・目標値に制御し、ファン駆動装置（４）の作業出力をほぼゼロに案内する、請求項１記載の方法。
3. 複数の冷却回路（２，３）が存在する場合、それぞれの冷却回路（２，３）を、共通の作動機構（１０）を介して、種々異なる少なくとも２つの温度・目標値に制御する、請求項１または２記載の方法。
4. μ・コントローラ・ＰＩ制御装置（１３，１４）で、冷却回路（２，３）ごとに温度の目標値と実際値との比較を実施し、許容し得る調節値を冷却回路（２，３）ごとに算出する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. １つもしくは複数の前記ＰＩ制御装置（１３，１４）と協働するようになっている比較装置（１６）によって、１つもしくは複数の調節値から、最大の調節値を算出し、該調節値を、作動機構（１０）に作用結合しているパルス幅変調段（１７）にさらに送る、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 建設機械および／または作業機械の予め規定可能な作業運動時、特に液圧掘削機のジブ（６）の持ち上げ時に、全ての冷却回路（２，３）の温度・目標値をほぼ同時に引き上げ、これにより、ファン駆動装置（４）の消費出力を、特にファンインペラ（５）の空転中に、ほぼゼロに制御し、ファン駆動装置（４）の駆動出力を、建設機械および／または作業機械の運動経過に、特にジブ（６）の昇降出力に配分して、該出力を高めるようにする、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 建設機械および／または作業機械における、特に互いに独立した複数の冷却回路（２，３）を備えた内燃機関（１）のファン駆動装置（４）を制御するための装置において、少なくとも１つの切換えスイッチ（１５）と、冷却回路（２，３）ごとに少なくとも１つのＰＩ制御装置（１３，１４）と、該ＰＩ制御装置（１３，１４）に後置接続された少なくとも１つの比較装置（１６）と、作動機構（１０）に作用結合している少なくとも１つのパルス幅変調器（１７）とが設けられていることを特徴とする、建設機械および／または作業機械における内燃機関のファン駆動装置を制御するための装置。
8. ＰＩ制御装置（１３，１４）がμ・コントローラ・ＰＩ制御装置である、請求項７記載の装置。