JP2013181344A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器の放熱能力を検出することによって、熱交換器が目詰まりしているか否かを判断することができる建設機械を提供すること。
【解決手段】冷却用ファンを用いて冷却水又は作動油を冷却する熱交換器を有する建設機械であって、前記熱交換器の放熱能力を検出する検出手段と、前記放熱能力に基づいて、前記熱交換器が目詰まりしているか否かを判断する制御手段とを有し、前記検出手段は、前記冷却水又は前記作動油の温度を検出する温度検出部を含み、前記制御手段は、検出した前記温度を用いて温度上昇率を算出する温度上昇率算出部と、算出した前記温度上昇率に基づいて前記熱交換器が目詰まりしているか否かを判断する目詰まり判断部と、を含む、ことを特徴とする、建設機械により上記の課題が達成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱交換器を有する建設機械に関する。

建設機械には、熱交換器を用いて、エンジンの冷却水又は油圧ポンプの作動油を冷却するものがある。ここで、熱交換器には、冷却水を冷却するラジエータ及び作動油を冷却するオイルクーラなどがある。また、建設機械には、冷却用ファンにより吸気した外気を用いて熱交換器を冷却し、その冷却される熱交換器を用いて冷却水又は作動油を冷却するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２５６４４７号公報

建設機械の熱交換器は、外気を吸気して冷却するため、外気中に含まれる塵、埃、枯葉若しくは虫など（以下、「粉塵」という。）も吸引してしまうことがある。このため、熱交換器では、吸引した粉塵が熱交換器の放熱部（フィン部など）に詰まり、放熱能力が低下する場合があった。

これに対して、機械管理者（建設機械を使用する者など）は、熱交換器が目詰まりを起こす場合に、熱交換器を清掃することによって粉塵を除去する。しかしながら、このような方法では、清掃する前に、熱交換器の目詰まりを検出する必要があった。

特許文献１に開示されている技術では、建設機械の周辺の温度（外気温）と熱交換器の入口側等の冷却媒体の温度との温度差が予め設定した閾値を越えたときに、熱交換器の目詰まりによる性能劣化であると予測している。しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、温度差が熱交換器の目詰まり以外の原因で大きくなる場合には、目詰まりによる熱交換器の性能劣化か否かを予測することができない場合があった。例えば外気温が低いとき、建設機械のエンジン負荷率が高いとき、又は、ポンプ圧が高いときには、その温度差が大きくなる場合があった。

本発明は、このような事情の下に為され、熱交換器の放熱能力を検出することによって、熱交換器が目詰まりしているか否かを判断することができる建設機械を提供することを課題とする。

本発明の一の態様によれば、冷却用ファンを用いて冷却水又は作動油を冷却する熱交換器を有する建設機械であって、前記熱交換器の放熱能力を検出する検出手段と、前記放熱能力に基づいて、前記熱交換器が目詰まりしているか否かを判断する制御手段とを有し、前記検出手段は、前記冷却水又は前記作動油の温度を検出する温度検出部を含み、前記制御手段は、検出した前記温度を用いて温度上昇率を算出する温度上昇率算出部と、算出した前記温度上昇率に基づいて前記熱交換器が目詰まりしているか否かを判断する目詰まり判断部と、を含む、ことを特徴とする、建設機械が提供される。また、前記温度検出部は、所定の時間の開始時の温度と前記所定の時間の終了時の温度を検出し、前記温度上昇率算出部は、検出した前記開始時の温度と前記終了時の温度との比を前記温度上昇率として算出することを特徴とする、建設機械が提供される。更に、前記目詰まり判断部は、予め記憶してある複数の温度上昇率から選択した一の温度上昇率と算出した前記温度上昇率とを比較することによって、前記目詰まりしているか否かを判断することを特徴とする、建設機械が提供される。

また、本発明の他の態様によれば、冷却用ファンを用いて冷却水又は作動油を冷却する熱交換器を有する建設機械であって、前記熱交換器の放熱能力を検出する検出手段と、前記放熱能力に基づいて、前記熱交換器が目詰まりしているか否かを判断する制御手段とを有し、前記検出手段は、前記冷却水又は前記作動油の温度を検出する温度検出部を含み、前記制御手段は、検出した前記温度を用いて温度上昇率を算出する温度上昇率算出部と、算出した前記温度上昇率に基づいて前記熱交換器が目詰まりしているか否かを判断する目詰まり判断部と、を含む、ことを特徴とする、建設機械であって、前記目詰まり判断部は、複数のエンジン負荷率又は複数のポンプ圧に対応する前記複数の温度上昇率から前記温度検出部が前記温度を検出したときのエンジン負荷率又はポンプ圧に対応する前記一の温度上昇率を選択することを特徴とする、建設機械が提供される。また、前記検出手段は、前記エンジン負荷率を検出するエンジン負荷率検出部又は前記ポンプ圧を検出するポンプ圧検出部を更に含むことを特徴とする、建設機械が提供される。

更に、本発明のその他の態様によれば、冷却用ファンを用いて冷却水又は作動油を冷却する熱交換器を有する建設機械であって、前記熱交換器の放熱能力を検出する検出手段と、前記放熱能力に基づいて、前記熱交換器が目詰まりしているか否かを判断する制御手段とを有し、前記検出手段は、前記冷却水又は前記作動油の温度を検出する温度検出部を含み、前記制御手段は、検出した前記温度を用いて温度上昇率を算出する温度上昇率算出部と、算出した前記温度上昇率に基づいて前記熱交換器が目詰まりしているか否かを判断する目詰まり判断部と、を含む、ことを特徴とする、建設機械であって、前記制御手段は、前記目詰まり判断部が目詰まりしていると判断した場合に、前記冷却用ファンの回転方向を反転させるファン制御部を更に含むことを特徴とする、建設機械が提供される。また、Ｉ／Ｆ手段を更に有し、前記Ｉ／Ｆ手段は、表示部及び入力部を含み、前記表示部は、前記温度検出部が検出した検出結果、前記温度上昇率算出部が算出した算出結果及び／又は前記目詰まり判断部が判断した判断結果を表示し、前記ファン制御部は、前記表示部が前記検出結果、前記算出結果及び／又は前記判断結果を表示した後に、前記入力部によって入力された情報に基づいて、前記冷却用ファンの回転方向を反転させる、ことを特徴とする、建設機械が提供される。

本発明によれば、建設機械において、熱交換器の放熱能力を検出することによって、熱交換器が目詰まりしているか否かを判断することができる。

本発明の実施形態に係る建設機械の概略構成図である。 本発明の実施形態に係る建設機械の油圧回路図である。 本発明の実施形態に係る建設機械の制御ブロック図である。 本発明の実施例１及び実施例２に係る建設機械の動作の一例を説明するフローチャート図である。 本発明の実施例１に係る建設機械の検出結果の一例を示す説明図である。 本発明の実施例２に係る建設機械の検出結果の一例を示す説明図である。

添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面の中の記載で、同一又は対応する部材又は部品には、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的としない。したがって、具体的な寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定することができる。

本実施形態に係る建設機械１００を用いて、本発明を以下に説明する。本発明は、本実施形態以外でも、冷却用ファンを用いて冷却水又は作動油を冷却する熱交換器を有する建設機械であれば、いずれのものにも用いることができる。また、建設機械には、ブルドーザ、ホイールローダ、ダンプトラック及び油圧ショベル等が含まれる。

（建設機械の構成）
本発明の実施形態に係る建設機械１００の構成を、図１を用いて説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る建設機械１００は、冷却水又は作動油を冷却する熱交換器ＨＥを有する機械である。建設機械１００は、本実施形態では、建設機械１００の各構成に動作を指示し、各構成の動作を制御する制御手段１０と、熱交換器ＨＥの放熱能力を検出する検出手段２０と、を含む。また、建設機械１００は、本実施形態では、検出手段２０が検出した検出結果等を表示するＩ／Ｆ手段（インターフェース手段）３０を含む。

ここで、熱交換器とは、冷却用ファンを用いて、エンジンの冷却水又は油圧ポンプの作動油などを冷却することができる機器である。本実施形態では、熱交換器ＨＥは、冷却水を冷却するラジエータＨＥｒ及び作動油を冷却するオイルクーラＨＥｃを用いる。また、熱交換器ＨＥは、冷却用ファンＨＥｆの回転によって外気を吸気し、吸気した外気を用いて熱交換器ＨＥの放熱部（ラジエータＨＥｒ及びオイルクーラＨＥｃのフィン部など）を冷却する。このとき、熱交換器ＨＥは、冷却される放熱部内部に冷却水又は作動油を流動することによって、冷却水又は作動油を冷却することができる。

制御手段１０は、建設機械１００の各構成に動作を指示し、各構成の動作を制御する手段である。制御手段１０は、Ｉ／Ｆ手段３０（後述する入力部３１）により入力される情報に基づいて、建設機械１００の検出手段２０（後述）、エンジン、油圧ポンプなどを制御する。また、制御手段１０は、検出手段２０の検出結果などをＩ／Ｆ手段３０（後述する表示部３２）に出力する。更に、制御手段１０は、検出手段２０が検出した熱交換器ＨＥの放熱能力に基づいて、熱交換器ＨＥが目詰まりしているか否かを判断することができる。

制御手段１０は、本実施形態では、検出手段２０が検出した温度を用いて冷却水温度及び作動油温度等の温度上昇率（以下、「実機温度上昇率Ｒｒ」という。）を算出する温度上昇率算出部１１と、建設機械１００の複数のエンジン負荷率及び／又は複数のポンプ圧に対応する複数の温度上昇率（以下、「温度上昇率Ｒｇ」という。）を予め記憶している温度上昇率記憶部１２と、算出した実機温度上昇率Ｒｒに基づいて熱交換器ＨＥ（放熱部等）が目詰まりしているか否かを判断する目詰まり判断部１３と、を含む。また、制御手段１０は、冷却用ファンＨＥｆの回転方向及び回転速度などを制御するファン制御部１４を含む。

温度上昇率算出部１１は、建設機械１００の温度上昇率を算出するものである。温度上昇率算出部１１は、本実施形態では、熱交換器ＨＥの放熱能力として、検出手段２０が検出した温度（例えば後述する図３の冷却水温度Ｔｗ又は作動油温度Ｔｏ）を用いて実機温度上昇率Ｒｒを算出する。

温度上昇率記憶部１２は、複数のエンジン負荷率及び／又は複数のポンプ圧に対応する複数の温度上昇率を記憶するものである。温度上昇率記憶部１２は、予め実験又は数値計算などによって、エンジン負荷率及び／又はポンプ圧を変化させたときの冷却水及び／又は作動油の夫々の温度上昇率を複数の温度上昇率Ｒｇとして記憶している。すなわち、温度上昇率記憶部１２は、熱交換器ＨＥが目詰まりしていない状態における複数のエンジン負荷率等に対応した複数の温度上昇率Ｒｇ（熱交換器の放熱能力）を記憶している。

目詰まり判断部１３は、熱交換器ＨＥが目詰まりしているか否かを判断するものである。目詰まり判断部１３は、本実施形態では、温度上昇率算出部１１が算出した温度上昇率に基づいて、熱交換器ＨＥが目詰まりしているか否かを判断する。具体的には、建設機械１００は、温度上昇率記憶部１２が記憶している複数の温度上昇率Ｒｇから温度検出部２１が温度を検出したときのエンジン負荷率及び／又はポンプ圧に対応する一の温度上昇率Ｒｇｓを選択し、選択した一の温度上昇率Ｒｇｓと算出した実機温度上昇率Ｒｒとを比較することによって、熱交換器ＨＥが目詰まりしているか否かを判断する。すなわち、目詰まり判断部１３は、熱交換器ＨＥの放熱能力に基づいて、熱交換器ＨＥが目詰まりしているか否かを判断することができる。なお、制御手段１０（温度上昇率算出部１１、温度上昇率記憶部１２及び目詰まり判断部１３）が熱交換器ＨＥの目詰まりを判断する動作の詳細は、後述する（熱交換器の目詰まりを判断する動作）で説明する。

ファン制御部１４は、冷却用ファンの動作を制御するものである。ファン制御部１４は、本実施形態では、冷却用ファンＨＥｆを正回転方向に回転することによって、熱交換器ＨＥ（放熱部、フィン部など）を冷却する。また、ファン制御部１４は、冷却用ファンＨＥｆの回転方向を反転する（逆回転方向に回転する）ことによって、熱交換器ＨＥ（放熱部、フィン部など）に詰まっている外気中に含まれていた塵、埃、枯葉若しくは虫など（以下、「粉塵」という。）を除去する（吹き飛ばす）ことができる。

具体的には、ファン制御部１４は、目詰まり判断部１３が目詰まりしていると判断した場合に、冷却用ファンＨＥｆの回転方向を反転する。このとき、ファン制御部１４は、冷却時（正回転方向の回転時）に吸引した、熱交換器ＨＥに詰まった粉塵を、冷却用ファンＨＥｆの反転で発生した風圧（風力）によって、建設機械１００の外部に吹き飛ばすことができる。

これにより、本実施形態に係る建設機械１００は、熱交換器ＨＥの目詰まりによる放熱能力の低下を防止することができる。また、建設機械１００は、冷却用ファンＨＥｆの回転方向を一時的に反転することにより、安定的又は継続的に熱交換器ＨＥを用いて冷却を行なうことができる。このため、建設機械１００は、熱交換器ＨＥの放熱能力の低下に起因するエンジンオイル、作動油若しくはシール部の早期劣化、潤滑不良によるエンジン機器若しくは油圧機器の破損、及び、エンジンのオーバーヒートを防止することができる。更に、建設機械１００は、熱交換器ＨＥの清掃前に冷却用ファンの回転方向を反転することによって、熱交換器ＨＥに詰まっている粉塵を除去することができるので、熱交換器ＨＥの清掃時間を短縮することができる。

なお、本実施形態に係る建設機械１００は、油圧で駆動する油圧駆動式ファン、エンジンの動力で駆動するエンジン駆動式ファン又は電動で駆動する電動式ファンなどを用いることができる。

検出手段２０は、熱交換器ＨＥの放熱能力を検出する手段である。また、検出手段２０は、エンジン負荷率及び／又はポンプ圧を検出する手段である。検出手段２０は、本実施形態では、冷却水温度Ｔｗ及び／又は作動油温度Ｔｏを検出する温度検出部２１と、エンジン負荷率Ｌｅを検出するエンジン負荷率検出部２２と、ポンプ圧Ｐｐを検出するポンプ圧検出部２３と、を含む。

温度検出部２１は、熱交換器ＨＥの放熱能力として、冷却水の冷却水温度Ｔｗ及び／又は作動油の作動油温度Ｔｏ（例えば、図５のＴｗｓ及びＴｗｅ、又は、図６のＴｏｓ及びＴｏｅ）を検出するものである。温度検出部２１には、公知の技術を用いることができる。

エンジン負荷率検出部２２は、建設機械１００に搭載しているエンジンのエンジン負荷率を検出するものである。エンジン負荷率検出部２２は、本実施形態では、エンジンＥｎｇ（図２）のエンジン負荷率Ｌｅを検出する。エンジン負荷率検出部２２がエンジン負荷率Ｌｅを検出する方法には、公知の技術を用いることができる。

ポンプ圧検出部２３は、油圧ポンプのポンプ圧を検出するものである。ポンプ圧検出部２３は、本実施形態では、油圧ポンプＰｏ（図２）のポンプ圧Ｐｐを検出する。ポンプ圧検出部２３がポンプ圧Ｐｐを検出する方法は、公知の技術を用いることができる。

Ｉ／Ｆ手段３０は、建設機械１００外部と情報の入出力を行なう情報伝達手段又は情報通信手段である。Ｉ／Ｆ手段３０は、建設機械１００の操作条件、運転条件及びその他の動作条件、並びに、温度上昇率記憶部１２が記憶する複数の温度上昇率Ｒｇなど（以下、「入力情報Ｉｍ」という。）を外部から建設機械１００に入力する入力部３１と、検出手段２０が検出した検出結果、温度上昇率算出部１１が算出した算出結果及び目詰まり判断部１３が判断した判断結果など（以下、「出力情報Ｏｒ」という。）を表示する表示部３２と、を有する。Ｉ／Ｆ手段３０には、公知の技術を用いることができる。

入力部３１は、入力情報Ｉｍを建設機械１００外部から入力するものである。入力部３１は、本実施形態では、機械管理者（建設機械を使用する者、建設機械の操作席（運転席）の操作者（運転者）、オペレータなど）が入力情報Ｉｍを入力することができる装置である。また、入力部３１は、表示部３２が目詰まり判断部１３が判断した判断結果を表示した後に、機械管理者が冷却用ファンＨＥｆの回転方向を反転させるための入力情報Ｉｍを入力することができる。

これにより、本実施形態に係る建設機械１００は、機械管理者が入力部３１を用いて入力情報Ｉｍを入力した後に、ファン制御部１４の制御によって冷却用ファンＨＥｆの回転方向を反転させることができる。このため、建設機械１００は、冷却用ファンＨＥｆの回転方向の反転によって、熱交換器ＨＥの放熱部（フィン部など）に詰まった粉塵を除去することができる。すなわち、本実施形態に係る建設機械１００は、機械管理者の判断によって、任意のタイミングで冷却用ファンＨＥｆの回転方向を反転させることができる。このため、建設機械１００の近くに人がいた場合又は物があった場合でも、機械管理者は、その人等から建設機械１００を離間した後に、入力部３１を用いて入力情報Ｉｍを入力し、冷却用ファンＨＥｆの回転方向を反転させることができる。

なお、ファン制御部１４は、目詰まり判断部１３によって熱交換器ＨＥが目詰まりしていると判断した場合に、冷却用ファンＨＥｆにファン制御信号Ｉｒを出力し、自動で冷却用ファンＨＥｆの回転方向を反転させる構成としてもよい。

表示部３２は、出力情報Ｏｒを建設機械１００外部に出力するものである。表示部３２は、本実施形態では、出力情報Ｏｒを表示する運転席モニタ３２ｍ（図２）を用いることができる。これにより、本実施形態に係る建設機械１００は、表示部３２を用いて、熱交換器ＨＥの目詰まりを機械管理者（操作者、運転者、オペレータなど）に知らせることができる。このため、建設機械１００は、機械管理者に熱交換器ＨＥの清掃を喚起することができる。

（建設機械の油圧回路）
本発明の実施形態に係る建設機械１００に用いる冷却水経路ＷＣ及び油圧回路ＯＣを、図２を用いて説明する。なお、図２では、建設機械１００の制御手段１０として、コントローラ１０ｃを用いる。また、図２では、機械動力系を二重線、油路（油圧ライン）を実線、電気制御系を実線に／／を付加して示している。

図２に示すように、本実施形態に係る建設機械１００の冷却水経路ＷＣには、エンジンＥｎｇを冷却するためにエンジンＥｎｇに冷却水を流入させる水路と、エンジンＥｎｇから流出した冷却水を流入して冷却するラジエータＨＥｒ（熱交換器ＨＥ）と、ラジエータＨＥｒの下流側の水路に冷却水（冷却後）の温度を検出する温度センサ２１ｗ（温度検出部２１）と、を有する。

また、建設機械１００の油圧回路ＯＣには、エンジンＥｎｇの動力によって駆動される可変容量式（又は定容量式）の油圧ポンプ（以下、「油圧ポンプＰｏ」という。）と、油圧ポンプＰｏの作動油の吐出側の油路に配置された油圧ポンプＰｏのポンプ圧Ｐｐを検出する圧力センサ２３ａ、２３ｂ（ポンプ圧検出部２３）と、コントローラ１０ｃから出力される電気信号に基づくパイロット圧（作動油）をアクチュエータＡｃ（油圧アクチュエータ、油圧シリンダ、油圧モータなど）に導くコントロールバルブＶｃと、作動油を冷却するオイルクーラＨＥｃ（熱交換器ＨＥ）と、オイルクーラＨＥｃの下流側の油路に作動油（冷却後）の温度を検出する温度センサ２１ｏ（温度検出部２１）と、更に下流側に作動油を貯留する作動油タンクＴｎｋと、を有する。

更に、図２に示すように、本実施形態に係る建設機械１００は、ラジエータＨＥｒ及びオイルクーラＨＥｃを冷却する冷却用ファンＨＥｆを備える。ここで、ラジエータＨＥｒ及びオイルクーラＨＥｃは、冷却用ファンＨＥｆ（の冷却風）に対して、並列又は直列に配置することができる。なお、冷却用ファンＨＥｆは、油圧駆動式ファンを用いる。また、冷却用ファンＨＥｆは、１つ又は２つ以上のファンを用いてもよい。

（熱交換器の目詰まりを判断する動作）
本発明の実施形態に係る建設機械１００が熱交換器ＨＥの目詰まりを判断する動作の一例を、図３を用いて説明する。

図３に示すように、本実施形態に係る建設機械１００は、先ず、温度検出部２１（検出手段２０）を用いて、冷却水温度Ｔｗ又は作動油温度Ｔｏを検出する。その後、建設機械１００は、検出した冷却水温度Ｔｗ又は作動油温度Ｔｏ（検出結果）を温度上昇率算出部１１及び温度上昇率記憶部１２（制御手段１０）に出力する。次いで、建設機械１００は、温度上昇率算出部１１を用いて、実機温度上昇率Ｒｒを算出する。その後、建設機械１００は、算出した実機温度上昇率Ｒｒ（算出結果）を目詰まり判断部１３（制御手段１０）に出力する。

次に、建設機械１００は、エンジン負荷率検出部２２又はポンプ圧検出部２３（検出手段２０）が検出したエンジン負荷率Ｌｅ又はポンプ圧Ｐｐを温度上昇率記憶部１２（制御手段１０）に出力する。次いで、建設機械１００は、温度上昇率記憶部１２に記憶されている複数の温度上昇率Ｒｇから、検出した冷却水温度Ｔｗ又は作動油温度Ｔｏ、及び、検出したエンジン負荷率Ｌｅ又はポンプ圧Ｐｐに対応する一の温度上昇率Ｒｇｓを選択する。その後、建設機械１００は、選択した一の温度上昇率Ｒｇｓを目詰まり判断部１３（制御手段１０）に出力する。

次いで、建設機械１００は、目詰まり判断部１３を用いて、熱交換器ＨＥが目詰まりしているか否かを判断する。すなわち、目詰まり判断部１３は、選択した一の温度上昇率Ｒｇｓと算出した実機温度上昇率Ｒｒとを比較することによって、熱交換器ＨＥが目詰まりしているか否かを判断する。また、建設機械１００は、目詰まり判断部１３の判断した判断結果（出力情報Ｏｒ）を表示部３２（Ｉ／Ｆ手段３０）に出力する。なお、建設機械１００は、温度検出部が検出した検出結果又は温度上昇率算出部が算出した算出結果も、表示部３２に出力してもよい。

その後、建設機械１００は、表示部３２で出力情報Ｏｒを表示した後に、機械管理者が入力部３１を用いて入力した入力情報Ｉｍをファン制御部１４に出力する。このとき、建設機械１００は、入力情報Ｉｍに基づいて、冷却用ファンＨＥｆを制御（例えば、冷却用ファンＨＥｆの回転方向を反転）することができる。

実施形態に係る建設機械１００を含む建設機械の実施例を用いて、本発明を説明する。
（実施例１）
（建設機械の構成）
本発明の実施例１に係る建設機械１１０の構成を、図１を用いて説明する。なお、以後の説明において、本実施例に係る建設機械１１０の構成は、実施形態の建設機械１００の構成と基本的に同様のため、異なる部分のみ説明する。

図１に示すように、本実施例に係る建設機械１１０は、エンジン負荷率検出部２２を用いてエンジン負荷率Ｌｅの変化（例えば、後述する図５）を検出することにより、熱交換器ＨＥの放熱能力を検出する。

（建設機械の油圧回路）
本実施例に係る建設機械１１０に用いる冷却水経路ＷＣ及び油圧回路ＯＣは、実施形態に係る建設機械１００の冷却水経路ＷＣ等と同様のため、説明を省略する。

（熱交換器の目詰まりを判断する動作）
本実施例に係る建設機械１１０が熱交換器ＨＥの目詰まりを判断する動作の一例を、図３、図４及び図５を用いて説明する。図４は、本実施例に係る建設機械１１０の動作の一例を説明するフローチャート図である。図５は、本実施例に係る建設機械１１０のエンジン負荷率検出部２２が検出した検出結果の一例を示す説明図である。

図４に示すように、ステップＳ４０１において、本実施例に係る建設機械１１０は、先ず、制御手段１０を用いて、入力部３１（Ｉ／Ｆ手段３０）により入力された入力情報Ｉｍに基づいて、熱交換器ＨＥの目詰まりを判断する動作を開始する。その後、ステップＳ４０２に進む。

次に、ステップＳ４０２において、建設機械１１０は、温度検出部２１（検出手段２０）を用いて、所定の時間の開始時の冷却水の冷却水温度Ｔｗｓ（図５）と所定の時間の終了時の冷却水の冷却水温度Ｔｗｅ（図５）を検出する。次いで、建設機械１１０は、検出した冷却水温度Ｔｗｓ及びＴｗｅを温度上昇率算出部１１（制御手段１０）に出力する。また、建設機械１１０は、検出した冷却水温度Ｔｗｓを温度上昇率記憶部１２（制御手段１０）に出力する。その後、ステップＳ４０３に進む。ここで、所定の時間とは、建設機械１１０の仕様、又は、冷却水の種類に対応する時間とすることができる。また、所定の時間は、建設機械１１０のエンジン負荷率Ｌｅ又はポンプ圧Ｐｐに対応する時間とすることができる。更に、所定の時間を、実験及び数値計算等により予め定められる時間とすることができる。

次に、ステップＳ４０３において、建設機械１１０は、建設機械１１０の動作状態を検出する。具体的には、建設機械１１０は、エンジン負荷率検出部２２（検出手段２０）によって、建設機械１１０のエンジンＥｎｇの所定の時間のエンジン負荷率Ｌｅの変化（図５）を検出する。また、建設機械１１０は、温度上昇率記憶部１２に予め記憶された複数の温度上昇率Ｒｇから、ステップＳ４０２で検出した所定の時間の開始時の冷却水温度Ｔｗｓ及びエンジン負荷率検出部２２が検出したエンジン負荷率Ｌｅの所定の時間内の平均エンジン負荷率Ｌｅａに対応する一の温度上昇率Ｒｇｓを選択する。次いで、建設機械１１０は、選択した一の温度上昇率Ｒｇｓを目詰まり判断部１３に出力する。その後、ステップＳ４０４に進む。

ステップＳ４０４において、建設機械１１０は、実機温度上昇率Ｒｒを算出する。具体的には、建設機械１１０は、温度上昇率算出部１１を用いて、ステップＳ４０２で検出した冷却水温度Ｔｗｓ及びＴｗｅに基づいて、実機温度上昇率Ｒｒを算出する。例えば、実機温度上昇率Ｒｒを数１により算出することができる。
［数１］
Ｒｒ＝Ｔｗｅ／Ｔｗｓ
次いで、建設機械１１０は、算出した実機温度上昇率Ｒｒを目詰まり判断部１３に出力する。その後、ステップＳ４０５に進む。

ステップＳ４０５において、建設機械１１０は、目詰まり判断部１３を用いて、ステップＳ４０３で選択した一の温度上昇率ＲｇｓとステップＳ４０４で算出した実機温度上昇率Ｒｒとを比較することにより、熱交換器ＨＥが目詰まりしているか否かを判断する。具体的には、建設機械１１０は、目詰まり判断部１３を用いて、一の温度上昇率Ｒｇｓと実機温度上昇率Ｒｒとを比較し、実機温度上昇率Ｒｒが一の温度上昇率Ｒｇｓより大きいときは熱交換器ＨＥが目詰まりしていると判断する。すなわち、熱交換器ＨＥの放熱性能が低下しているため、建設機械１１０は、熱交換器ＨＥが目詰まりしていると判断することができる。また、建設機械１１０は、実機温度上昇率Ｒｒが一の温度上昇率Ｒｇｓより小さいときは熱交換器ＨＥが目詰まりしていないと判断することができる。なお、建設機械１１０は、冷却用ファンＨＥｆの回転数及び冷却用ファンＨＥｆにより流入する冷却空気の流量は正常であるとする。

その後、建設機械１１０は、熱交換器ＨＥが目詰まりしていると判断した場合には、ステップＳ４０６に進む。また、建設機械１１０は、熱交換器ＨＥが目詰まりしていないと判断した場合には、ステップＳ４０８に進む。

ここで、目詰まり判断部１３は、一の温度上昇率Ｒｇｓと実機温度上昇率Ｒｒとを比較することにより、熱交換器ＨＥの放熱性能がどの程度低下しているかを定量的に判断することができる。これにより、建設機械１１０は、熱交換器ＨＥの目詰まりを「目詰まりしている」か「否か」で二分するだけでなく、どの程度「目詰まりしている」かの定量的な判断結果を得ることができる。また、建設機械１１０は、熱交換器ＨＥの放熱能力（予測値）にどの程度近いかの評価結果を得ることができ、運転管理者が冷却用ファンの回転方向を反転するタイミング（時期）を判断するための指針を得ることができる。例えば、どの程度「目詰まりしている」かの定量的な指標により、運転管理者は、「早期に冷却用ファンの回転方向を反転すべきか」、又は、「冷却用ファンの回転方向の反転を任意の時間経過後でもよいか」の判断をすることができる。

次に、図４に示すように、ステップＳ４０６において、建設機械１１０は、目詰まり判断部１３が判断した判断結果を、表示部３２（Ｉ／Ｆ手段３０）に表示する。その後、ステップＳ４０７に進む。なお、建設機械１１０は、建設機械１１０の不具合を未然に防止するため、ステップＳ４０２〜Ｓ４０４の検出結果及び算出結果を、運転管理者に警告するために表示部３２に表示してもよい。

ステップＳ４０７において、建設機械１１０は、機械管理者が入力した入力情報Ｉｍに基づいて、ファン制御部１４を制御する。具体的には、建設機械１１０は、冷却用ファンＨＥｆの回転方向の反転に関する入力情報Ｉｍが入力部３１に入力されたときに、ファン制御部１４を用いて冷却用ファンＨＥｆの回転方向を反転することができる。その後、ステップＳ４０８に進む。なお、回転方向の反転に関する入力情報Ｉｍは、目詰まり判断部１３が判断した判断結果（目詰まり度合い）に対応する冷却用ファンＨＥｆの回転速度又は反転する反転時間に関する情報を含んでもよい。

ステップＳ４０８において、建設機械１１０は、入力部３１により入力された入力情報Ｉｍ等に基づいて、熱交換器ＨＥの目詰まりを判断する動作を終了するか否かを判断する。具体的には、建設機械１１０は、機械管理者が建設機械１１０の使用を終了する場合には、熱交換器ＨＥの目詰まりを判断する動作を終了し、図中のＥＮＤに進む。また、建設機械１１０は、機械管理者が建設機械１１０の使用を継続する場合には、熱交換器ＨＥの目詰まりを判断する動作を継続するため、ステップＳ４０２に戻る。

以上により、本発明の実施例１に係る建設機械１１０によれば、熱交換器ＨＥの放熱能力を検出することができるので、熱交換器ＨＥが目詰まりしているか否かを判断することができる。また、本実施例に係る建設機械１１０によれば、機械管理者（操作者、運転者、オペレータなど）が入力部３１を用いて入力情報Ｉｍを入力した後に、ファン制御部１４の制御によって冷却用ファンＨＥｆの回転方向を反転させることができるので、冷却用ファンＨＥｆの回転方向の反転によって、熱交換器ＨＥの放熱部（フィン部など）に詰まった粉塵を除去することができる。すなわち、本実施例に係る建設機械１１０によれば、機械管理者の判断によって、任意のタイミングで冷却用ファンＨＥｆの回転方向を反転させることができる。このため、建設機械１１０の近くに人がいた場合又は物があった場合でも、機械管理者は、その人等から建設機械を離間した後に、入力部３１を用いて入力情報Ｉｍを入力し、冷却用ファンＨＥｆの回転方向を反転させることができる。更に、本実施例に係る建設機械１１０によれば、表示部３２を用いて、熱交換器ＨＥの目詰まりを機械管理者に知らせることができるので、機械管理者に熱交換器ＨＥの清掃を喚起することができる。
（実施例２）
（建設機械の構成）
本発明の実施例２に係る建設機械１２０の構成を、図１を用いて説明する。なお、以後の説明において、本実施例に係る建設機械１２０の構成は、実施形態の建設機械１００の構成と基本的に同様のため、異なる部分のみ説明する。

図１に示すように、本実施例に係る建設機械１２０は、ポンプ圧検出部２３を用いて油圧ポンプＰｏのポンプ圧Ｐｐの変化（例えば、後述する図６）を検出することにより、建設機械１２０の熱交換器ＨＥの放熱能力を検出する。

（建設機械の油圧回路）
本実施例に係る建設機械１２０に用いる冷却水経路ＷＣ及び油圧回路ＯＣは、実施形態に係る建設機械１００の冷却水経路ＷＣ等と同様のため、説明を省略する。

（熱交換器の目詰まりを判断する動作）
本実施例に係る建設機械１２０が熱交換器ＨＥの目詰まりを判断する動作を、図３、図４及び図６を用いて説明する。図６は、本実施例に係る建設機械１２０のポンプ圧検出部２３が検出した検出結果の一例を示す説明図である。なお、以後の説明において、建設機械１２０の動作は、実施例１と基本的に同様のため、異なる部分のみを説明する。

図４に示すように、ステップＳ４０１において、本実施例に係る建設機械１２０は、実施例１の場合と同様に、ステップＳ４０１の動作を実施する。その後、ステップＳ４０２に進む。

次に、ステップＳ４０２において、建設機械１２０は、温度検出部２１（検出手段２０）を用いて、所定の時間の開始時の作動油の作動油温度Ｔｏｓ（図６）と所定の時間の終了時の作動油の作動油温度Ｔｏｅ（図６）を検出する。次いで、建設機械１２０は、検出した作動油温度Ｔｏｓ及びＴｏｅを温度上昇率算出部１１（制御手段１０）に出力する。また、建設機械１２０は、検出した作動油温度Ｔｏｓを温度上昇率記憶部１２（制御手段１０）に出力する。その後、ステップＳ４０３に進む。ここで、所定の時間とは、建設機械１２０の仕様、又は、作動油の種類に対応する時間とすることができる。また、所定の時間は、建設機械１２０のエンジン負荷率Ｌｅ又はポンプ圧Ｐｐに対応する時間とすることができる。更に、所定の時間を、実験及び数値計算等により予め定められる時間とすることができる。

ステップＳ４０３において、建設機械１２０は、建設機械１２０の動作状態を検出する。具体的には、建設機械１２０は、ポンプ圧検出部２３（検出手段２０）を用いて、建設機械１２０の油圧ポンプＰｏの所定の時間のポンプ圧Ｐｐの変化（図６）を検出する。また、建設機械１２０は、温度上昇率記憶部１２に予め記憶された複数の温度上昇率Ｒｇから、ステップＳ４０２で検出した所定の時間の開始時の作動油温度Ｔｏｓ及びポンプ圧検出部２３が検出したポンプ圧Ｐｐの所定の時間内の平均ポンプ圧Ｐｐａに対応する一の温度上昇率Ｒｇｓを選択する。次いで、建設機械１２０は、選択した一の温度上昇率Ｒｇｓを目詰まり判断部１３に出力する。その後、ステップＳ４０４に進む。

ステップＳ４０４において、建設機械１２０は、ステップＳ４０２で検出した作動油温度Ｔｏｓ及びＴｏｅに基づいて、実機温度上昇率Ｒｒを算出する。具体的には、建設機械１２０は、温度上昇率算出部１１を用いて、実機温度上昇率Ｒｒを算出する。例えば、実機温度上昇率Ｒｒを数２により算出することができる。
［数２］
Ｒｒ＝Ｔｏｅ／Ｔｏｓ
次いで、建設機械１２０は、算出した実機温度上昇率Ｒｒを目詰まり判断部１３に出力する。その後、ステップＳ４０５に進む。

ステップＳ４０５において、建設機械１２０は、目詰まり判断部１３によって、実施例１の場合と同様に、ステップＳ４０３で選択した一の温度上昇率ＲｇｓとステップＳ４０４で算出した実機温度上昇率Ｒｒとを比較することにより、熱交換器ＨＥが目詰まりしているか否かを判断する。その後、建設機械１２０は、熱交換器ＨＥが目詰まりしていると判断した場合には、ステップＳ４０６に進む。また、建設機械１２０は、熱交換器ＨＥが目詰まりしていないと判断した場合には、ステップＳ４０８に進む。これにより、建設機械１２０は、実施例１の建設機械１１０と同様の効果を得ることができる。

次に、図４に示すように、建設機械１２０は、実施例１と同様に、ステップＳ４０６〜ステップＳ４０８の動作を実施する。これにより、建設機械１２０は、実施例１と同様の効果を得ることができる。

以上により、実施形態及び実施例を参照しながら本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されることなく、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形又は変更することが可能である。

１００、１１０、１２０：建設機械
１０ ： 制御手段、 １０ｃ ： コントローラ
１１ ： 温度上昇率算出部
１２ ： 温度上昇率記憶部
１３ ： 目詰まり判断部
１４ ： ファン制御部
２０ ： 検出手段
２１、２１ｗ、２１ｏ： 温度検出部
２２ ： エンジン負荷率検出部
２３、２３ａ、２３ｂ： ポンプ圧検出部
３０ ： Ｉ／Ｆ手段（インターフェース手段）
３１ ： 入力部
３２ ： 表示部、 ３２ｍ ： 運転席モニタ
ＨＥ ： 熱交換器
ＨＥｆ ： 冷却用ファン
ＨＥｃ ： オイルクーラ
ＨＥｒ ： ラジエータ
Ｅｎｇ ： エンジン
Ｐｏ ： 油圧ポンプ
Ｖｃ ： コントロールバルブ
Ａｃ ： アクチュエータ
Ｔｗ ： 冷却水温度、 Ｔｏ ： 作動油温度
Ｌｅ ： エンジン負荷率
Ｐｐ ： ポンプ圧
Ｒｒ、Ｒｇ、Ｒｇｓ： 温度上昇率
Ｉｒ ： ファン制御信号
Ｉｍ ： 入力情報（入力信号）
Ｏｒ ： 出力情報（出力信号）

Claims (7)

1. 冷却用ファンを用いて冷却水又は作動油を冷却する熱交換器を有する建設機械であって、
   前記熱交換器の放熱能力を検出する検出手段と、
   前記放熱能力に基づいて、前記熱交換器が目詰まりしているか否かを判断する制御手段と
   を有し、
   前記検出手段は、前記冷却水又は前記作動油の温度を検出する温度検出部を含み、
   前記制御手段は、検出した前記温度を用いて温度上昇率を算出する温度上昇率算出部と、算出した前記温度上昇率に基づいて前記熱交換器が目詰まりしているか否かを判断する目詰まり判断部と、を含む、
   ことを特徴とする、建設機械。
2. 前記温度検出部は、所定の時間の開始時の温度と前記所定の時間の終了時の温度を検出し、
   前記温度上昇率算出部は、検出した前記開始時の温度と前記終了時の温度との比を前記温度上昇率として算出することを特徴とする、請求項１に記載の建設機械。
3. 前記目詰まり判断部は、予め記憶してある複数の温度上昇率から選択した一の温度上昇率と算出した前記温度上昇率とを比較することによって、前記目詰まりしているか否かを判断することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の建設機械。
4. 前記目詰まり判断部は、複数のエンジン負荷率又は複数のポンプ圧に対応する前記複数の温度上昇率から前記温度検出部が前記温度を検出したときのエンジン負荷率又はポンプ圧に対応する前記一の温度上昇率を選択することを特徴とする、請求項３に記載の建設機械。
5. 前記検出手段は、前記エンジン負荷率を検出するエンジン負荷率検出部又は前記ポンプ圧を検出するポンプ圧検出部を更に含むことを特徴とする、請求項４に記載の建設機械。
6. 前記制御手段は、前記目詰まり判断部が目詰まりしていると判断した場合に、前記冷却用ファンの回転方向を反転させるファン制御部を更に含むことを特徴とする、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の建設機械。
7. Ｉ／Ｆ手段を更に有し、
   前記Ｉ／Ｆ手段は、表示部及び入力部を含み、
   前記表示部は、前記温度検出部が検出した検出結果、前記温度上昇率算出部が算出した算出結果及び／又は前記目詰まり判断部が判断した判断結果を表示し、
   前記ファン制御部は、前記表示部が前記検出結果、前記算出結果及び／又は前記判断結果を表示した後に、前記入力部によって入力された情報に基づいて、前記冷却用ファンの回転方向を反転させる、
   ことを特徴とする、請求項６に記載の建設機械。

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