JP2017155721A - Construction machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent any excessive load from being applied to drive a fan in respect to an engine under a situation in which abnormal state occurs at the engine.SOLUTION: A hydraulic shovel 1 comprises: an engine 12; a fan 17 operated under application of a driving force of the engine 12; a main control unit 20 for controlling a revolving speed of the fan 17; and an engine control unit 19 for limiting an output of the engine 12 rather than an output of the engine 12 kept at a normal state when an abnormal state occurs at the engine 12. The main control unit 20 obtains information for specifying a horse power rate indicating a present rate of output of the engine 12 in respect to the output of the engine 12 kept under the normal state from the engine control unit 19 and further limits the revolving speed of the fan 17 in such a manner that the revolving speed of the fan 17 is smaller as the horse power rate is lower, when the horse power rate is less than a pre-set horse power rate threshold in order to confirm that the abnormal state occurs at the engine 12.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、エンジンと、エンジンの動力を用いて作動するファンと、を備えた建設機械に関するものである。   The present invention relates to a construction machine including an engine and a fan that operates using power of the engine.

例えば、特許文献1に記載の作業機械は、エンジンと、エンジンの出力軸に接続された油圧ポンプと、油圧ポンプから吐出された作動油により駆動するファンモータと、ファンモータの出力軸に接続された空冷ファンと、を備えている。   For example, the work machine described in Patent Document 1 is connected to an engine, a hydraulic pump connected to the output shaft of the engine, a fan motor driven by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, and an output shaft of the fan motor. And an air cooling fan.

また、特許文献1に記載の作業機械は、エンジンの出力モードを切り換えるためのエンジン出力モード切り替えスイッチと、エンジン出力モード切り替えスイッチの切換状態に応じてエンジンの出力を制限するコントローラと、を備えている。   The work machine described in Patent Literature 1 includes an engine output mode switching switch for switching the engine output mode, and a controller that limits the output of the engine according to the switching state of the engine output mode switching switch. Yes.

エンジン出力モード切り替えスイッチは、エンジンの出力を制限しないPモードと、軽負荷時にエンジンの出力を制限して燃料消費量の削減を図るEモードと、の何れかを選択するためのものである。コントローラは、Eモードが選択されたときにPモードにおけるエンジンの出力に対してエンジンの出力を制限する。   The engine output mode changeover switch is for selecting one of a P mode that does not limit the output of the engine and an E mode that limits the output of the engine at a light load to reduce fuel consumption. The controller limits the engine output relative to the engine output in the P mode when the E mode is selected.

ここで、エンジン出力モードがEモードに設定されている場合、エンジンの出力が制限されているためエンジンにおける発熱量が小さい。   Here, when the engine output mode is set to the E mode, the engine output is limited, so the heat generation amount in the engine is small.

そこで、コントローラは、エンジン出力モードがEモードに設定されている場合、Pモードに設定されている場合と比べて空冷ファンの回転速度を下げるように当該回転速度を調整している。   Therefore, when the engine output mode is set to the E mode, the controller adjusts the rotational speed so as to lower the rotational speed of the air cooling fan as compared to the case where the P mode is set.

特許第5518589号公報Japanese Patent No. 5518589

特許文献1に記載の作業機械では、エンジン出力モード切り替えスイッチによりEモードが選択されてエンジンの出力が制限されたときに空冷ファンの回転速度が低下する。   In the work machine described in Patent Document 1, when the E mode is selected by the engine output mode switching switch and the output of the engine is limited, the rotation speed of the air cooling fan decreases.

一方、エンジンに異常が生じた場合(例えば、センサ[冷却水の温度を検出する水温センサ等]の故障が生じたような場合)においてもエンジンの出力は制限される。   On the other hand, even when an abnormality occurs in the engine (for example, when a failure of a sensor [a water temperature sensor that detects the temperature of cooling water, etc.] occurs), the output of the engine is limited.

しかし、特許文献1に記載の作業機械は、エンジン出力モードがEモードに設定されているときに空冷ファンの回転速度を低下させるものであり、例えば、Pモードに設定されているときにエンジンに異常が生じていても空冷ファンの回転速度は維持される。この場合、異常の発生に伴い出力が制限されたエンジンに対して空冷ファンの駆動により過剰な負荷を与えるおそれがある。   However, the work machine described in Patent Document 1 reduces the rotation speed of the air cooling fan when the engine output mode is set to the E mode. Even if an abnormality occurs, the rotation speed of the air cooling fan is maintained. In this case, there is a possibility that an excessive load is applied to the engine whose output is limited due to the occurrence of abnormality by driving the air cooling fan.

本発明の目的は、エンジンに異常が発生した状況においてファンの駆動によりエンジンに対して過剰な負荷を与えるのを防止することにある。   An object of the present invention is to prevent an excessive load from being applied to an engine by driving a fan in a situation where an abnormality occurs in the engine.

上記課題を解決するために、本発明は、建設機械であって、エンジンと、前記エンジンの動力を用いて作動するファンと、前記ファンの回転数を制御するファン制御器と、前記エンジンに異常が生じたときに正常な状態にある前記エンジンの出力よりも当該エンジンの出力を制限するエンジン制御器と、を備え、前記ファン制御器は、正常な状態にある前記エンジンの出力に対する前記エンジンの現在の出力の割合を示す馬力率を特定するための情報を前記エンジン制御器から取得し、さらに、前記馬力率が前記エンジンに異常が生じていることを確認するために予め設定された馬力率閾値以下であるときに前記馬力率が小さいほど前記ファンの回転数が小さくなるように前記ファンの回転数を制限する、建設機械を提供する。   In order to solve the above problems, the present invention provides a construction machine, an engine, a fan that operates using power of the engine, a fan controller that controls the rotational speed of the fan, and an abnormality in the engine. An engine controller that limits the output of the engine that is in a normal state when the engine occurs, and the fan controller is configured to output the engine with respect to the engine output in a normal state. Information for specifying a horsepower factor indicating a current output ratio is acquired from the engine controller, and the horsepower factor is set in advance to confirm that the engine has an abnormality. Provided is a construction machine that limits the rotational speed of the fan so that the rotational speed of the fan becomes smaller as the horsepower factor becomes smaller when the power is below a threshold value.

本発明によれば、馬力率が馬力率閾値以下であるときにエンジンに異常が生じていることを確認することができる。つまり、本発明における『馬力率閾値』は、エンジンに異常が生じたときにエンジン制御器により制限される出力の割合を基準にして予め設定されたものである。   According to the present invention, it is possible to confirm that an abnormality has occurred in the engine when the horsepower factor is equal to or less than the horsepower factor threshold value. That is, the “horsepower factor threshold” in the present invention is set in advance based on the ratio of the output limited by the engine controller when an abnormality occurs in the engine.

さらに、本発明では、エンジンに異常が生じているときに馬力率が小さいほどファンの回転数が小さくなるようにファンの回転数が制限されるため、エンジンの出力の制限が大きいほど当該エンジンに与える負荷を低減することができる。   Furthermore, in the present invention, when the engine is abnormal, the fan speed is limited so that the smaller the horsepower factor is, the smaller the fan speed is. Therefore, the greater the engine output limit, The applied load can be reduced.

したがって、本発明によれば、エンジンに異常が発生した状況においてファンの駆動によりエンジンに対して過剰な負荷を与えるのを防止することができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent an excessive load from being applied to the engine by driving the fan in a situation where an abnormality has occurred in the engine.

ここで、ファン制御器は、『馬力率を特定するための情報』として馬力率自体をエンジン制御部から取得してもよいが、馬力率がエンジンの制御に寄与していない場合には、エンジン制御部に対して余分な機能(馬力率を算出する機能)を追加することが必要となり効率が悪い。   Here, the fan controller may acquire the horsepower factor itself as “information for specifying the horsepower factor” from the engine control unit, but if the horsepower factor does not contribute to the engine control, It is necessary to add an extra function (a function for calculating a horsepower factor) to the control unit, which is inefficient.

そこで、前記建設機械において、前記ファン制御器は、正常な状態にある前記エンジンの出力に関する正常出力情報を予め記憶し、前記エンジン制御器から前記エンジンの現在の出力に関する現在出力情報を取得し、さらに、前記正常出力情報と前記現在出力情報とに基づいて前記馬力率を算出することが好ましい。   Therefore, in the construction machine, the fan controller stores in advance normal output information regarding the output of the engine in a normal state, and acquires current output information regarding the current output of the engine from the engine controller, Furthermore, it is preferable to calculate the horsepower factor based on the normal output information and the current output information.

この態様によれば、エンジン制御器に対して余分な機能を追加せず、ファンを制御するファン制御器に対して馬力率を算出する機能を追加することにより効率よく馬力率を特定することができる。   According to this aspect, it is possible to efficiently specify the horsepower factor by adding a function of calculating the horsepower factor to the fan controller that controls the fan without adding an extra function to the engine controller. it can.

ここで、ファンにより冷却される被冷却物の温度が比較的に高い状況においても馬力率が減馬力閾値以下であるときにファンの回転数を制限してもよい。しかし、この場合、エンジンに過負荷がかかるのを防止することもできる一方で、被冷却物の温度上昇によって新たな不具合が生じるおそれがある。   Here, the rotational speed of the fan may be limited when the horsepower factor is equal to or less than the horsepower reduction threshold even in a situation where the temperature of the object to be cooled by the fan is relatively high. However, in this case, it is possible to prevent the engine from being overloaded, but there is a possibility that a new problem may occur due to the temperature rise of the object to be cooled.

そこで、前記建設機械は、前記ファンにより冷却される被冷却物の温度を検出する温度検出器をさらに備え、前記ファン制御器は、前記馬力率が前記減馬力閾値以下であり、かつ、前記温度検出器により検出された前記被冷却物の温度が予め設定された温度閾値を超えるときに、前記ファンの回転数の制限を禁止することが好ましい。   Therefore, the construction machine further includes a temperature detector that detects the temperature of the object to be cooled that is cooled by the fan, and the fan controller has the horsepower factor equal to or less than the horsepower reduction threshold and the temperature. When the temperature of the object to be cooled detected by the detector exceeds a preset temperature threshold value, it is preferable to restrict the rotational speed of the fan.

この態様によれば、馬力率が馬力率閾値以下の状況であっても被冷却物の温度が温度閾値を超えるときにファンの回転数の制限を禁止することができる。そのため、被冷却物の温度上昇によって新たな不具合が生じるのを防止することができる。   According to this aspect, even when the horsepower factor is equal to or less than the horsepower factor threshold, it is possible to prohibit the restriction on the rotational speed of the fan when the temperature of the object to be cooled exceeds the temperature threshold. Therefore, it is possible to prevent a new problem from occurring due to the temperature rise of the object to be cooled.

ファン制御器は、例えば、被冷却物の温度に基づいてファンの目標回転数を設定するとともに、馬力率の大きさと目標回転数の制限率との関係を示す特性を予め記憶し、この特性と馬力率とに基づいてエンジンの出力を制限してもよい。しかし、この場合には、馬力率と制限率との関係を示す特性を準備する必要があるとともにこの特性を記憶する領域を確保する必要がある。   The fan controller, for example, sets the target rotation speed of the fan based on the temperature of the object to be cooled, and stores in advance a characteristic indicating the relationship between the magnitude of the horsepower factor and the limiting ratio of the target rotation speed. The engine output may be limited based on the horsepower factor. However, in this case, it is necessary to prepare a characteristic indicating the relationship between the horsepower factor and the limiting rate and to secure an area for storing this characteristic.

そこで、前記建設機械は、前記ファンにより冷却される被冷却物の温度を検出する少なくとも1つの温度検出器をさらに備え、前記ファン制御器は、前記温度検出器により検出された前記被冷却物の温度に基づいて前記ファンの目標回転数を設定し、前記馬力率が前記馬力率閾値以下であるときに前記目標回転数に対して前記馬力率を乗じることにより当該ファンの目標回転数を制限することが好ましい。   Therefore, the construction machine further includes at least one temperature detector that detects the temperature of the object to be cooled that is cooled by the fan, and the fan controller detects the temperature of the object to be cooled that is detected by the temperature detector. A target rotational speed of the fan is set based on temperature, and the target rotational speed of the fan is limited by multiplying the target rotational speed by the horsepower factor when the horsepower factor is equal to or less than the horsepower factor threshold value. It is preferable.

この態様によれば、被冷却物の温度に基づいて設定された目標回転数と馬力率とに基づいて目標回転数を制限することができるため、別途特性を準備すること及び当該特性を記憶する領域を確保することが不要となる。   According to this aspect, since the target rotational speed can be limited based on the target rotational speed and the horsepower factor set based on the temperature of the object to be cooled, a separate characteristic is prepared and the characteristic is stored. It becomes unnecessary to secure the area.

前記建設機械は、前記温度検出器を複数備え、前記ファン制御器は、前記各温度検出器により検出された温度に基づいて前記ファンの目標回転数をそれぞれ設定するとともに、全ての目標回転数の中から最も大きいものを選択し、選択された目標回転数に対して前記馬力率を乗じることにより当該ファンの目標回転数を制限することが好ましい。   The construction machine includes a plurality of the temperature detectors, and the fan controller sets a target rotation speed of the fan based on the temperature detected by each temperature detector, and sets all the target rotation speeds. It is preferable to limit the target rotational speed of the fan by selecting the largest one from the above and multiplying the selected target rotational speed by the horsepower factor.

この態様によれば、複数の温度検出器により検出された温度毎に目標回転数が設定され、これらの目標回転数のうちの最も大きなものが選択される。これにより、最も高い温度を基準とするファンによる冷却能力を確保しつつエンジンに対する負荷を軽減することができる。   According to this aspect, the target rotational speed is set for each temperature detected by the plurality of temperature detectors, and the largest one of these target rotational speeds is selected. As a result, it is possible to reduce the load on the engine while ensuring the cooling capacity of the fan based on the highest temperature.

なお、前記態様において、複数の温度検出器は、共通の被検出物の温度を検出するものでも、別の被検出物の温度を検出するものでもよい。 前記建設機械は、前記エンジンに接続され、傾転を変更する機能を有する油圧ポンプと、前記油圧ポンプから供給される作動油によって作動するとともに前記ファンに接続された回転軸を有する油圧モータと、をさらに備え、前記ファン制御器は、前記馬力率が前記馬力率閾値以下であるときに前記油圧ポンプの傾転を小さくするための指令を出力することが好ましい。   In the above aspect, the plurality of temperature detectors may detect the temperature of a common object to be detected, or may detect the temperature of another object to be detected. The construction machine is connected to the engine and has a function of changing tilt, a hydraulic motor that is operated by hydraulic oil supplied from the hydraulic pump and has a rotating shaft connected to the fan, Preferably, the fan controller outputs a command for reducing the tilt of the hydraulic pump when the horsepower factor is equal to or less than the horsepower factor threshold value.

この態様によれば、油圧駆動の建設機械を適用対象として用いたときに既存の油圧機器(作動油タンク等)を利用することができるため、建設機械をコンパクトに構成することができる。   According to this aspect, since an existing hydraulic device (such as a hydraulic oil tank) can be used when a hydraulically driven construction machine is used as an application target, the construction machine can be configured compactly.

一方、建設機械は、前記エンジンに接続され、前記エンジンの動力を用いて発電する発電機と、前記発電機により発電された電力によって作動するとともに前記ファンに接続された回転軸を有する電動機と、前記発電機から前記電動機へ供給される電力を制御するインバータと、をさらに備え、前記ファン制御器は、前記馬力率が前記馬力率閾値以下であるときに前記発電機から前記電動機へ供給される電力を制限するための指令を前記インバータに出力するものでもよい。   On the other hand, the construction machine is connected to the engine and generates electric power using the power of the engine, and an electric motor that operates by the electric power generated by the generator and has a rotating shaft connected to the fan; An inverter that controls electric power supplied from the generator to the electric motor, and the fan controller is supplied from the generator to the electric motor when the horsepower factor is equal to or less than the horsepower factor threshold value. A command for limiting power may be output to the inverter.

この態様によれば、ハイブリッド建設機械を適用対象として用いたときに既存のハイブリッド機器(発電電動機等)を利用することができるため、建設機械をコンパクトに構成することができる。   According to this aspect, when a hybrid construction machine is used as an application target, an existing hybrid device (such as a generator motor) can be used, so that the construction machine can be configured compactly.

また、ファンの回転数を電気的に制御するためファンの回転数を油圧制御する場合と比較してファンの回転数を正確に制御することができる。   Further, since the rotational speed of the fan is electrically controlled, the rotational speed of the fan can be controlled more accurately than in the case where the rotational speed of the fan is hydraulically controlled.

本発明によれば、エンジンに異常が発生した状況においてエンジンに対してファンを駆動するために過剰な負荷が与えられるのを防止することができる。   According to the present invention, it is possible to prevent an excessive load from being applied to drive the fan to the engine in a situation where an abnormality has occurred in the engine.

本発明の第1実施形態に係る油圧ショベルの全体構成を示す側面図である。1 is a side view showing an overall configuration of a hydraulic excavator according to a first embodiment of the present invention. 図1の油圧ショベルに設けられた駆動系統の一部を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows a part of drive system provided in the hydraulic shovel of FIG. 正常トルクマップ及び制限トルクマップを示すグラフである。It is a graph which shows a normal torque map and a limitation torque map. 図2のメイン制御器に記憶された作動油温とファン回転数との関係を示すマップである。It is a map which shows the relationship between the hydraulic oil temperature memorize | stored in the main controller of FIG. 2, and a fan rotation speed. 図2のメイン制御器に記憶されたエンジン水温とファン回転数との関係を示すマップである。It is a map which shows the relationship between the engine water temperature memorize | stored in the main controller of FIG. 2, and a fan rotation speed. 図2のメイン制御器により実行される処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process performed by the main controller of FIG. 本発明の第2実施形態に係るハイブリッドショベルに設けられた駆動系統の一部を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows a part of drive system provided in the hybrid shovel which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are examples embodying the present invention, and are not of a nature that limits the technical scope of the present invention.

<第1実施形態>
図1を参照して、本発明の第1実施形態に係る油圧ショベル1は、クローラ2aを有する下部走行体2と、下部走行体2上に旋回可能に設けられた上部旋回体3と、上部旋回体3に取り付けられたアタッチメント4と、を備えている。
<First Embodiment>
Referring to FIG. 1, a hydraulic excavator 1 according to a first embodiment of the present invention includes a lower traveling body 2 having a crawler 2a, an upper revolving body 3 provided on the lower traveling body 2 so as to be able to swivel, and an upper portion. And an attachment 4 attached to the swivel body 3.

アタッチメント4は、上部旋回体3に対して回転可能に取り付けられた基端部を有するブーム5と、ブーム5の先端部に対して回転可能に取り付けられた基端部を有するアーム6と、アーム6の先端部に対して回転可能に取り付けられたバケット7と、を有する。   The attachment 4 includes a boom 5 having a base end portion rotatably attached to the upper swing body 3, an arm 6 having a base end portion rotatably attached to the distal end portion of the boom 5, and an arm And a bucket 7 that is rotatably attached to the tip of 6.

さらに、アタッチメント4は、上部旋回体3に対してブーム5を回転駆動するブームシリンダ8と、ブーム5に対してアーム6を回転駆動するアームシリンダ9と、アーム6に対してバケット7を回転駆動するバケットシリンダ10と、を有する。   The attachment 4 further includes a boom cylinder 8 that rotates the boom 5 relative to the upper swing body 3, an arm cylinder 9 that rotates the arm 6 relative to the boom 5, and a bucket 7 that rotates relative to the arm 6. And a bucket cylinder 10 that performs.

また、油圧ショベル1は、図2に示すように当該油圧ショベル1を駆動するための駆動系統11を備えている。   The excavator 1 includes a drive system 11 for driving the excavator 1 as shown in FIG.

駆動系統11は、エンジン12と、エンジン12の出力軸に接続されたメインポンプ13と、メインポンプ13から吐出された作動油が供給される油圧駆動回路14と、エンジン12の出力軸に接続されたファン用ポンプ(油圧ポンプ)15と、ファン用ポンプ15から吐出された作動油が供給されるファン用モータ(油圧モータ)16と、ファン用モータ16に接続されたファン17と、ファン17から供給される冷却風との間で熱交換を行うための熱交換器18と、を備えている。   The drive system 11 is connected to an engine 12, a main pump 13 connected to the output shaft of the engine 12, a hydraulic drive circuit 14 to which hydraulic oil discharged from the main pump 13 is supplied, and an output shaft of the engine 12. A fan pump (hydraulic pump) 15, a fan motor (hydraulic motor) 16 to which hydraulic oil discharged from the fan pump 15 is supplied, a fan 17 connected to the fan motor 16, and the fan 17. A heat exchanger 18 for exchanging heat with the supplied cooling air.

メインポンプ13は、その傾転を変更する機能を有する、いわゆる可変容量式の油圧ポンプである。   The main pump 13 is a so-called variable displacement hydraulic pump having a function of changing its tilt.

油圧駆動回路14は、図示は省略するが、油圧アクチュエータと、メインポンプ13から油圧アクチュエータへの作動油の給排を制御する制御弁と、を有する。油圧アクチュエータは、上述のシリンダ8〜10と、上部旋回体3を旋回駆動する旋回モータ(図示せず)と、下部走行体2に設けられた走行モータ(図示せず)と、を含む。   Although not shown, the hydraulic drive circuit 14 includes a hydraulic actuator and a control valve that controls supply and discharge of hydraulic oil from the main pump 13 to the hydraulic actuator. The hydraulic actuator includes the above-described cylinders 8 to 10, a turning motor (not shown) that drives the upper turning body 3 to turn, and a traveling motor (not shown) provided on the lower traveling body 2.

ファン用ポンプ15は、その傾転を変更する機能を有する、いわゆる可変容量式の油圧ポンプである。   The fan pump 15 is a so-called variable displacement hydraulic pump having a function of changing its tilt.

ファン用モータ16は、ファン用ポンプ15から供給される作動油によって作動するとともにファン17に接続された回転軸(符号省略)を有する。   The fan motor 16 has a rotating shaft (not shown) that is operated by hydraulic oil supplied from the fan pump 15 and connected to the fan 17.

ファン17は、エンジン12の動力を用いて作動する。具体的に、ファン17は、上述のように、エンジン12の動力を用いてファン用ポンプ15から供給される作動油によってファン用モータ16が作動することに伴い作動する。   The fan 17 operates using the power of the engine 12. Specifically, the fan 17 operates as the fan motor 16 is operated by the hydraulic oil supplied from the fan pump 15 using the power of the engine 12 as described above.

熱交換器18は、エンジン12を冷却する冷却水を冷却するためのラジエータ18aと、作動油を冷却するためのオイルクーラ18bと、を備えている。   The heat exchanger 18 includes a radiator 18a for cooling the cooling water that cools the engine 12, and an oil cooler 18b for cooling the working oil.

さらに、駆動系統11は、エンジン12の駆動を制御するエンジン制御器19と、エンジン制御器19に電気的に接続され、油圧駆動回路14及びファン17の駆動を制御するメイン制御器(ファン制御器)20と、を備えている。   Further, the drive system 11 is electrically connected to the engine controller 19 that controls the drive of the engine 12 and the engine controller 19, and the main controller (fan controller) that controls the drive of the hydraulic drive circuit 14 and the fan 17. 20).

エンジン制御器19は、エンジン12に電気的に接続され、エンジン12の状態を監視するとともにエンジン12の状態に応じて当該エンジン12の駆動を制御する。   The engine controller 19 is electrically connected to the engine 12, monitors the state of the engine 12, and controls driving of the engine 12 according to the state of the engine 12.

具体的に、エンジン制御器19は、エンジン12が正常な状態においては図3の実線で示す正常トルクマップM1に従ってエンジン12の出力トルクを制御する。正常トルクマップM1は、正常な状態にあるエンジン12の回転数と出力トルクとの関係を示すものである。正常トルクマップM1は、エンジン制御器19に予め記憶されている。   Specifically, the engine controller 19 controls the output torque of the engine 12 according to a normal torque map M1 indicated by a solid line in FIG. 3 when the engine 12 is in a normal state. The normal torque map M1 shows the relationship between the rotational speed of the engine 12 and the output torque in a normal state. The normal torque map M1 is stored in the engine controller 19 in advance.

一方、エンジン制御器19は、エンジン12に異常が生じたとき(例えば、センサ[冷却水の温度を検出する水温センサ等]の故障が生じたような場合)に正常な状態にあるエンジン12の出力よりもエンジン12の出力を制限する。具体的に、エンジン制御器19は、エンジン12に異常が生じたときに図3の破線で示す制限トルクマップM2に従ってエンジン12の出力トルクを制御する。制限トルクマップM2は、異常が生じているエンジン12の回転数と出力トルクとの関係を示すものであり、エンジン12の出力トルクが0となる部分を除き、正常トルクマップM1よりも低い出力トルクの範囲に設定されている。制限トルクマップM2は、予めエンジン制御器19に記憶されていてもよいし、エンジン12の異常の程度に応じてエンジン制御器19が作成するものであってもよい。   On the other hand, the engine controller 19 determines whether the engine 12 is in a normal state when an abnormality occurs in the engine 12 (for example, when a failure of a sensor [a water temperature sensor that detects the temperature of cooling water, etc.] occurs). The output of the engine 12 is limited rather than the output. Specifically, the engine controller 19 controls the output torque of the engine 12 according to a limit torque map M2 indicated by a broken line in FIG. 3 when an abnormality occurs in the engine 12. The limit torque map M2 shows the relationship between the rotational speed of the engine 12 in which an abnormality has occurred and the output torque, and the output torque lower than the normal torque map M1 except for the portion where the output torque of the engine 12 is zero. Is set in the range. The limit torque map M2 may be stored in the engine controller 19 in advance, or may be created by the engine controller 19 according to the degree of abnormality of the engine 12.

図2を参照して、メイン制御器20は、油圧駆動回路14に作動油を供給するメインポンプ13の傾転を調整することによって油圧駆動回路14の駆動を制御する。具体的に、駆動系統11は、メインポンプ13の傾転を調整するためのレギュレータ13aと、レギュレータ13aに対して作動油を供給するためのパイロットポンプ24と、パイロットポンプ24からレギュレータ13aへの作動油の供給を制御する電磁比例弁22と、を有する。   Referring to FIG. 2, the main controller 20 controls the drive of the hydraulic drive circuit 14 by adjusting the tilt of the main pump 13 that supplies hydraulic oil to the hydraulic drive circuit 14. Specifically, the drive system 11 includes a regulator 13a for adjusting the tilt of the main pump 13, a pilot pump 24 for supplying hydraulic oil to the regulator 13a, and an operation from the pilot pump 24 to the regulator 13a. And an electromagnetic proportional valve 22 for controlling the supply of oil.

また、メイン制御器20は、ファン用モータ16に作動油を供給するファン用ポンプ15の傾転を調整することによってファン17の回転数を制御する。具体的に、駆動系統11は、ファン用ポンプ15の傾転を調整するためのレギュレータ15aと、パイロットポンプ24からレギュレータ15aへの作動油の供給を制御する電磁比例弁23と、を有する。   The main controller 20 controls the rotational speed of the fan 17 by adjusting the tilt of the fan pump 15 that supplies hydraulic oil to the fan motor 16. Specifically, the drive system 11 includes a regulator 15a for adjusting the tilt of the fan pump 15 and an electromagnetic proportional valve 23 for controlling the supply of hydraulic oil from the pilot pump 24 to the regulator 15a.

なお、レギュレータ13a、15aは同様の構成を有し、電磁比例弁22、23も同様の構成を有するため、以下、レギュレータ15a及び電磁比例弁23について説明する。   Since the regulators 13a and 15a have the same configuration and the electromagnetic proportional valves 22 and 23 have the same configuration, the regulator 15a and the electromagnetic proportional valve 23 will be described below.

電磁比例弁23は、メイン制御器20から指令を受けていない状態においてパイロットポンプ24からレギュレータ15aを遮断する位置(図2の右側位置)に付勢され、メイン制御器20から指令を受けることによりパイロットポンプ24からレギュレータ15aに作動油を供給するための位置(図2の左側位置)に切り換えられる。また、電磁比例弁23は、メイン制御器20からの指令値(電流値)の大きさに応じてレギュレータ15aに対する作動油の流量を調整可能である。   The electromagnetic proportional valve 23 is energized to a position where the pilot pump 24 shuts off the regulator 15a (right side position in FIG. 2) in a state where the command is not received from the main controller 20, and the command is received from the main controller 20. The position is switched to a position for supplying hydraulic oil from the pilot pump 24 to the regulator 15a (left side position in FIG. 2). Further, the electromagnetic proportional valve 23 can adjust the flow rate of the hydraulic oil to the regulator 15a according to the magnitude of the command value (current value) from the main controller 20.

レギュレータ15aは、パイロットポンプ24から作動油が供給されていない状態においてロッドが縮小されるように付勢され、パイロットポンプ24から作動油が供給されることによりロッドが伸長するシリンダを有する。   The regulator 15a is urged so that the rod is contracted in a state where the hydraulic oil is not supplied from the pilot pump 24, and has a cylinder in which the rod extends when the hydraulic oil is supplied from the pilot pump 24.

したがって、メイン制御器20から電磁比例弁23のソレノイドに電気指令が入力されていない状態においてはレギュレータ15aのシリンダのロッドが縮小してファン用ポンプ15の傾転が最小となる。一方、メイン制御器20から電磁比例弁23のソレノイドに電気指令が入力されることにより、レギュレータ15aのシリンダのロッドが伸長してファン用ポンプ15の傾転が増加する。   Therefore, in a state where no electrical command is input from the main controller 20 to the solenoid of the electromagnetic proportional valve 23, the cylinder rod of the regulator 15a is reduced and the tilt of the fan pump 15 is minimized. On the other hand, when an electric command is input from the main controller 20 to the solenoid of the electromagnetic proportional valve 23, the cylinder rod of the regulator 15a extends and the tilt of the fan pump 15 increases.

また、メイン制御器20は、ファン17により冷却される冷却水及び作動油(それぞれ被冷却物の一例)の温度に基づいてファン17の目標回転数を設定する。具体的に、駆動系統11は、エンジン12に設けられて冷却水の温度を検出する水温センサ(温度検出器)12aと、作動油を収容する作動油タンク21と、作動油タンク21に設けられて作動油の温度を検出する作動油温度センサ(温度検出器)21aと、を備えている。水温センサ12aは、エンジン制御器19に電気的に接続され、メイン制御器20は、エンジン制御器19を介して水温センサ12aにより検出された冷却水の温度を取得する。作動油温度センサ21aは、メイン制御器20に電気的に接続されている。なお、図2には、図面の都合上、複数の作動油タンク21が示されているが、実際には油圧ショベル1には1つの作動油タンクが設けられている。   Moreover, the main controller 20 sets the target rotation speed of the fan 17 based on the temperature of the cooling water cooled by the fan 17 and the hydraulic oil (each example of an object to be cooled). Specifically, the drive system 11 is provided in the engine 12, a water temperature sensor (temperature detector) 12 a that detects the temperature of the cooling water, a hydraulic oil tank 21 that stores hydraulic oil, and the hydraulic oil tank 21. And a hydraulic oil temperature sensor (temperature detector) 21a for detecting the temperature of the hydraulic oil. The water temperature sensor 12 a is electrically connected to the engine controller 19, and the main controller 20 acquires the temperature of the cooling water detected by the water temperature sensor 12 a via the engine controller 19. The hydraulic oil temperature sensor 21 a is electrically connected to the main controller 20. In FIG. 2, a plurality of hydraulic oil tanks 21 are shown for convenience of drawing, but in reality, the hydraulic excavator 1 is provided with one hydraulic oil tank.

メイン制御器20は、作動油の温度とファン17の回転数との関係を示す図4のマップを記憶しており、作動油温度センサ21aにより検出された作動油の温度と図4のマップとに基づいて目標回転数を特定する。   The main controller 20 stores the map of FIG. 4 showing the relationship between the temperature of the hydraulic oil and the rotational speed of the fan 17, and the temperature of the hydraulic oil detected by the hydraulic oil temperature sensor 21a and the map of FIG. Based on the above, the target rotational speed is specified.

また、メイン制御器20は、冷却水の温度とファン17の回転数との関係を示す図5に示すマップを記憶しており、水温センサ12aにより検出された冷却水の温度と図5に示すマップとに基づいて目標回転数を特定する。   Further, the main controller 20 stores the map shown in FIG. 5 showing the relationship between the temperature of the cooling water and the rotation speed of the fan 17, and the temperature of the cooling water detected by the water temperature sensor 12a and the temperature shown in FIG. The target rotational speed is specified based on the map.

そして、メイン制御器20は、作動油の温度に基づく目標回転数及び冷却水の温度に基づく目標回転数のうちの大きいものを目標回転数として設定する。   Then, the main controller 20 sets a larger one of the target rotational speed based on the hydraulic oil temperature and the target rotational speed based on the coolant temperature as the target rotational speed.

さらに、メイン制御器20は、正常な状態にあるエンジン12の出力に関する正常トルクマップ(正常出力情報:図3参照)M1を予め記憶するとともに、エンジン制御器19からエンジン12の現在の出力に関する現在出力情報を取得する。ここで、現在出力情報は、現時点においてエンジン12が正常な状態にあるときは正常トルクマップM1であり、現時点においてエンジン12に異常が生じているときは制限トルクマップM2である。   Further, the main controller 20 stores in advance a normal torque map (normal output information: see FIG. 3) M1 related to the output of the engine 12 in a normal state, and the current related to the current output of the engine 12 from the engine controller 19. Get output information. Here, the current output information is a normal torque map M1 when the engine 12 is in a normal state at the current time, and a limit torque map M2 when an abnormality occurs in the engine 12 at the current time.

そして、メイン制御器20は、正常出力情報(正常トルクマップ)と現在出力情報とに基づいて正常な状態にあるエンジン12の出力に対するエンジン12の現在の出力の割合を示す馬力率を算出する。   Then, the main controller 20 calculates a horsepower factor indicating the ratio of the current output of the engine 12 to the output of the engine 12 in a normal state based on the normal output information (normal torque map) and the current output information.

具体的に、現在出力情報が制限トルクマップM2であり、エンジン12の回転数がNである場合、メイン制御器20は、正常トルクマップM1における現在の回転数Nにおける出力トルクα1と制限トルクマップM2の現在の回転数Nにおける出力トルクα2とを用いて次の式(1)の計算を行う。   Specifically, when the current output information is the limit torque map M2 and the rotation speed of the engine 12 is N, the main controller 20 outputs the output torque α1 and the limit torque map at the current rotation speed N in the normal torque map M1. The following equation (1) is calculated using the output torque α2 at the current rotational speed N of M2.

回転数Nのときの馬力率=(α2/α1)×100・・・(1)
そして、メイン制御器20は、式(1)により得られた馬力率が予め設定された馬力率閾値以下であるときに馬力率が小さいほどファン17の回転数が小さくなるようにファン17の回転数を制限する。ここで、『減馬力閾値』は、エンジン12に異常が生じていることを確認するために、エンジン12に異常が生じたときにエンジン制御器19により制限される出力の割合を基準にして予め設定されたものである。具体的に、エンジン制御器19により制限されるエンジン12の出力の割合がエンジン12の異常の程度によって異なる場合、減馬力閾値は、エンジン制御器19により制限される出力の割合が最大のものを基準として設定されている。なお、本実施形態において、『減馬力閾値』は、95%に設定されている。
Horsepower factor at rotation speed N = (α2 / α1) × 100 (1)
Then, the main controller 20 rotates the fan 17 so that the lower the horsepower factor is, the smaller the number of revolutions of the fan 17 is when the horsepower factor obtained by the equation (1) is equal to or less than a preset horsepower factor threshold. Limit the number. Here, the “horse reduction threshold” is preliminarily determined based on the ratio of the output limited by the engine controller 19 when an abnormality occurs in the engine 12 in order to confirm that an abnormality has occurred in the engine 12. It is set. Specifically, when the ratio of the output of the engine 12 limited by the engine controller 19 differs depending on the degree of abnormality of the engine 12, the horsepower reduction threshold value is the one with the maximum ratio of the output limited by the engine controller 19. It is set as a standard. In this embodiment, the “horse reduction threshold” is set to 95%.

また、本実施形態において、メイン制御器20は、ファン17の目標回転数に対して馬力率を乗じることにより馬力率が小さいほどファン17の回転数が小さくなるようにファン17の回転数を制限する。具体的に、メイン制御器20は、ファン用ポンプ15の傾転を小さくするための指令を出力する(エンジン12が正常なときよりも小さな電気指令値を出力する)。   In the present embodiment, the main controller 20 limits the rotation speed of the fan 17 so that the lower the horsepower factor, the smaller the rotation speed of the fan 17 by multiplying the target rotation speed of the fan 17 by the horsepower factor. To do. Specifically, the main controller 20 outputs a command for reducing the tilt of the fan pump 15 (outputs a smaller electric command value than when the engine 12 is normal).

一方、メイン制御器20は、図2に示す水温センサ12a及び作動油温度センサ21aにより検出された冷却水の温度及び作動油の温度がそれぞれについて予め設定された温度閾値を超えるときには、馬力率が馬力率閾値以下であってもファン17の回転数の制限を禁止する。   On the other hand, when the temperature of the cooling water and the temperature of the hydraulic oil detected by the water temperature sensor 12a and the hydraulic oil temperature sensor 21a shown in FIG. Even if it is below the horsepower factor threshold value, the limitation on the rotational speed of the fan 17 is prohibited.

具体的に、作動油温度については、作動油温閾値が設定されている。作動油温閾値は、作動油の温度が作動油温閾値を超えた状態を維持すると油圧機器(ポンプ13、15、ファン用モータ16、及び作動油タンク21)に不具合が生じるおそれのある温度として予め設定された温度(例えば、95℃)である。   Specifically, a hydraulic oil temperature threshold is set for the hydraulic oil temperature. The hydraulic oil temperature threshold is a temperature at which a malfunction may occur in the hydraulic equipment (pumps 13 and 15, fan motor 16, and hydraulic oil tank 21) when the hydraulic oil temperature is maintained above the hydraulic oil temperature threshold. It is a preset temperature (for example, 95 ° C.).

また、冷却水の温度について、水温閾値が設定されている。水温閾値は、冷却水の温度が水温閾値を超えた状態を維持するとエンジン12の冷却が不足することにより当該エンジン12に不具合が生じるおそれのある温度として予め設定された温度(例えば、100℃)である。   Further, a water temperature threshold is set for the temperature of the cooling water. The water temperature threshold is a temperature (for example, 100 ° C.) set in advance as a temperature at which the engine 12 may fail due to insufficient cooling of the engine 12 when the temperature of the cooling water exceeds the water temperature threshold. It is.

以下、図2及び図6を参照して、メイン制御器20により実行される処理について説明する。図6は、メイン制御器20により実行される処理を示すフローチャートである。   Hereinafter, processing executed by the main controller 20 will be described with reference to FIGS. 2 and 6. FIG. 6 is a flowchart showing processing executed by the main controller 20.

当該処理が開始されると、まず、作動油温度センサ21aより検出された作動油の温度を取得し(ステップS1)、この作動油の温度と図4のマップとに基づいてオイルクーラ18bに対するファン17の目標回転数を特定する(ステップS2)。   When the processing is started, first, the temperature of the hydraulic oil detected by the hydraulic oil temperature sensor 21a is acquired (step S1), and the fan for the oil cooler 18b is obtained based on the temperature of the hydraulic oil and the map of FIG. A target rotational speed of 17 is specified (step S2).

次いで、水温センサ12aにより検出された冷却水の温度をエンジン制御器19を介して取得し(ステップS3)、この冷却水の温度と図5のマップとに基づいてラジエータ18aに対するファン17の目標回転数を特定する(ステップS4)。   Next, the temperature of the cooling water detected by the water temperature sensor 12a is acquired via the engine controller 19 (step S3), and the target rotation of the fan 17 with respect to the radiator 18a based on the temperature of this cooling water and the map of FIG. The number is specified (step S4).

そして、オイルクーラ18bに対するファン17の目標回転数とラジエータ18aに対するファン17の目標回転数との高位選択を行って目標回転数を決定する(ステップS5)。   Then, the target rotational speed is determined by performing a high-order selection between the target rotational speed of the fan 17 for the oil cooler 18b and the target rotational speed of the fan 17 for the radiator 18a (step S5).

次いで、エンジン制御器19から現時点におけるトルクマップを取得する(ステップS6)。具体的に、現時点においてエンジン12が正常な状態にあるとき、メイン制御器20は、図3の正常トルクマップM1を取得する一方、現時点においてエンジン12に異常が生じているとき、メイン制御器20は、図3の制限トルクマップM2を取得する。   Next, a current torque map is acquired from the engine controller 19 (step S6). Specifically, when the engine 12 is in a normal state at the current time, the main controller 20 acquires the normal torque map M1 of FIG. 3, while when the engine 12 is abnormal at the current time, the main controller 20 Obtains the limit torque map M2 of FIG.

ステップS6で取得したトルクマップと、メイン制御器20に予め記憶された正常トルクマップM1とを用いて前記式(1)の計算を行うことにより、馬力率を算出する(ステップS7)。   The horsepower factor is calculated by performing the calculation of the equation (1) using the torque map acquired in step S6 and the normal torque map M1 stored in the main controller 20 in advance (step S7).

エンジン12が正常な状態にあるとき、式(1)のα1及びα2の値が一致するため馬力率は100%となる一方、エンジン12に異常が生じているとき、式(1)のα2の値がα1の値よりも小さくなるため馬力率は100%未満となる。   When the engine 12 is in a normal state, the values of α1 and α2 in the equation (1) coincide with each other so that the horsepower factor becomes 100%. On the other hand, when the engine 12 has an abnormality, the α2 in the equation (1) Since the value is smaller than the value of α1, the horsepower factor is less than 100%.

次いで、馬力率が馬力率閾値よりも大きいか否かが判定される(ステップS8)。馬力率閾値は、エンジン12に異常が生じていることを確認するために、エンジン12に異常が生じたときにエンジン制御器19により制限される出力の割合を基準にして予め設定されている。   Next, it is determined whether or not the horsepower factor is greater than a horsepower factor threshold value (step S8). The horsepower factor threshold value is set in advance with reference to the ratio of the output limited by the engine controller 19 when an abnormality occurs in the engine 12 in order to confirm that an abnormality has occurred in the engine 12.

馬力率が馬力率閾値以下であると判定されると(ステップS8でNO)、作動油温度センサ21aにより検出された作動油の温度が予め設定された作動油温閾値よりも大きいか否かが判定される(ステップS9)。   If it is determined that the horsepower factor is equal to or less than the horsepower factor threshold value (NO in step S8), it is determined whether or not the temperature of the hydraulic oil detected by the hydraulic oil temperature sensor 21a is greater than a preset hydraulic oil temperature threshold value. Determination is made (step S9).

作動油の温度が作動油温閾値以下であると判定されると(ステップS9でNO)、水温センサ12aにより検出された冷却水の温度が予め設定された水温閾値よりも大きいか否かが判定される(ステップS10)。   If it is determined that the temperature of the hydraulic oil is equal to or lower than the hydraulic oil temperature threshold (NO in step S9), it is determined whether or not the temperature of the cooling water detected by the water temperature sensor 12a is greater than a preset water temperature threshold. (Step S10).

冷却水の温度が水温閾値以下であると判定されると(ステップS10でNO)、ファン17の回転数を制限するために目標回転数の補正が実行される(ステップS11)。具体的に、ステップS11では、ステップS5で決定された目標回転数に対してステップS7で算出された馬力率を乗じることによりファン17の回転数を制限する。   If it is determined that the temperature of the cooling water is equal to or lower than the water temperature threshold (NO in step S10), the target rotational speed is corrected to limit the rotational speed of the fan 17 (step S11). Specifically, in step S11, the rotational speed of the fan 17 is limited by multiplying the target rotational speed determined in step S5 by the horsepower factor calculated in step S7.

ステップS11の後、ステップS12では、電磁比例弁23に対して上記のように補正された目標回転数に対応する指令値を出力する。   After step S11, in step S12, a command value corresponding to the target rotational speed corrected as described above is output to the electromagnetic proportional valve 23.

これにより、エンジン12に異常が生じている状況、つまり、馬力率が馬力率閾値以下となる状況(ステップS8でNOの状況)であって、作動油の温度及び冷却水の温度が油圧ショベル1に異常を生じさせない程度に低い温度である状況(ステップS9及びS10でNOの状況)において、ファン17の回転数を制限することができる。したがって、エンジン12に異常が生じている状況において当該エンジン12にファンを駆動するための過剰の負荷が加えられるのを防止することができる。   As a result, the engine 12 is abnormal, that is, the horsepower factor is equal to or lower than the horsepower factor threshold value (NO in step S8), and the hydraulic oil temperature and the cooling water temperature are the hydraulic excavator 1. In a situation where the temperature is low enough not to cause an abnormality (No in steps S9 and S10), the rotation speed of the fan 17 can be limited. Therefore, it is possible to prevent an excessive load for driving the fan from being applied to the engine 12 in a situation where an abnormality occurs in the engine 12.

一方、ステップS8においてNOと判定された場合、つまり、エンジン12が正常な状態にあると判定された場合、ステップS12では、ステップS5で決定された目標回転数に対応する指令が出力される。すなわち、エンジン12が正常な状態にあるため、ファン17の回転数は制限されない。   On the other hand, if it is determined as NO in step S8, that is, if it is determined that the engine 12 is in a normal state, in step S12, a command corresponding to the target rotational speed determined in step S5 is output. That is, since the engine 12 is in a normal state, the rotational speed of the fan 17 is not limited.

また、ステップS9においてNOと判定された場合、つまり、作動油の温度が油圧機器に異常をきたすおそれのある温度であると判定された場合、ステップS12では、ステップS5で決定された目標回転数に対応する指令が出力される。このように、オイルクーラ18bの冷却をエンジン12の負荷低減に優先して実行することにより油圧機器の保護を図ることができる
さらに、ステップS10においてNOと判定された場合、つまり、冷却水の温度がエンジン12に異常をきたすおそれがある温度であると判定された場合、ステップS12では、ステップS5で決定された目標回転数に対応する指令が出力される。このように、ラジエータ18aの冷却をエンジン12の負荷低減に優先して実行することによりエンジン12の熱からの保護を図ることができる。
Further, when it is determined NO in step S9, that is, when it is determined that the temperature of the hydraulic oil is a temperature that may cause an abnormality in the hydraulic equipment, in step S12, the target rotational speed determined in step S5. A command corresponding to is output. Thus, the hydraulic equipment can be protected by preferentially performing cooling of the oil cooler 18b over the load reduction of the engine 12. Furthermore, if NO is determined in step S10, that is, the temperature of the cooling water. Is determined to be a temperature that may cause an abnormality in the engine 12, a command corresponding to the target rotational speed determined in step S5 is output in step S12. As described above, the cooling of the radiator 18a is performed in preference to the load reduction of the engine 12, thereby protecting the engine 12 from heat.

以上説明したように、馬力率が馬力率閾値以下であるときにエンジン12に異常が生じていることを確認することができる。つまり、『馬力率閾値』は、エンジンに異常が生じたときにエンジン制御器19により制限される出力の割合を基準にして予め設定されたものである。   As described above, it can be confirmed that an abnormality has occurred in the engine 12 when the horsepower factor is equal to or less than the horsepower factor threshold. That is, the “horsepower factor threshold value” is set in advance based on the ratio of the output limited by the engine controller 19 when an abnormality occurs in the engine.

さらに、エンジン12に異常が生じているときに馬力率が小さいほどファン17の回転数が小さくなるようにファン17の回転数が制限されるため、エンジン12の出力の制限が大きいほど当該エンジン12に与える負荷を低減することができる。   Further, since the rotational speed of the fan 17 is limited so that the rotational speed of the fan 17 decreases as the horsepower factor decreases when an abnormality occurs in the engine 12, the engine 12 increases as the output limit of the engine 12 increases. Can be reduced.

したがって、エンジン12に異常が発生した状況においてファン17の駆動によりエンジン12に対して過剰な負荷を与えるのを防止することができる。   Therefore, it is possible to prevent an excessive load from being applied to the engine 12 by driving the fan 17 in a situation where an abnormality has occurred in the engine 12.

また、第1実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。   Moreover, according to 1st Embodiment, there can exist the following effects.

エンジン制御器19において馬力率が算出されるのではなく、メイン制御器20において馬力率が算出される。これにより、エンジン制御器19に対して余分な機能を追加せず、ファン17を制御するメイン制御器20に対して馬力率を算出する機能を追加することにより効率よく馬力率を特定することができる。   The engine controller 19 does not calculate the horsepower factor, but the main controller 20 calculates the horsepower factor. Thus, it is possible to efficiently specify the horsepower factor by adding a function for calculating the horsepower factor to the main controller 20 that controls the fan 17 without adding an extra function to the engine controller 19. it can.

馬力率が馬力率閾値以下の状況であっても被冷却物(作動油及び冷却水)の温度が温度閾値を超えるときにファン17の回転数の制限を禁止することができる。そのため、被冷却物の温度上昇によって新たな不具合が生じるのを防止することができる。   Even in a situation where the horsepower factor is equal to or less than the horsepower factor threshold, it is possible to prohibit the limitation on the rotational speed of the fan 17 when the temperature of the object to be cooled (hydraulic oil and cooling water) exceeds the temperature threshold. Therefore, it is possible to prevent a new problem from occurring due to the temperature rise of the object to be cooled.

目標回転数に対して馬力率を乗じることによりファン17の回転数が制限される。これにより、被冷却物の温度に基づいて設定された目標回転数と馬力率とに基づいて目標回転数を制限することができるため、別途馬力率の大きさと目標回転数の制限率との関係を示す特性を準備すること及び当該特性を記憶する領域を確保することが不要となる。   The rotation speed of the fan 17 is limited by multiplying the target rotation speed by the horsepower factor. As a result, the target rotational speed can be limited based on the target rotational speed and the horsepower factor set based on the temperature of the object to be cooled, and therefore the relationship between the magnitude of the horsepower factor and the limiting rate of the target rotational speed separately. It is not necessary to prepare a characteristic indicating the above and to secure an area for storing the characteristic.

特に、第1実施形態では、複数の温度検出器(水温センサ12a及び作動油温度センサ21a)により検出された温度毎に目標回転数が設定され(ステップS2、S4)、これら目標回転数のうちの最も大きなものが選択される(ステップS5)。これにより、最も高い温度を基準とするファン17による冷却能力を確保しつつエンジン12に対する負荷を軽減することができる。   In particular, in the first embodiment, a target rotational speed is set for each temperature detected by a plurality of temperature detectors (water temperature sensor 12a and hydraulic oil temperature sensor 21a) (steps S2 and S4). Is selected (step S5). Thereby, it is possible to reduce the load on the engine 12 while ensuring the cooling capacity by the fan 17 based on the highest temperature.

ファン用ポンプ15及びファン用モータ16を用いてファン17が駆動されるため、油圧ショベル1における油圧機器(作動油タンク21等)を利用することができ、油圧ショベル1をコンパクトに構成することができる。   Since the fan 17 is driven using the fan pump 15 and the fan motor 16, hydraulic equipment (such as the hydraulic oil tank 21) in the excavator 1 can be used, and the excavator 1 can be configured in a compact manner. it can.

<第2実施形態>
第1実施形態では、ファン17が油圧駆動される例について説明したが、ファン17は、エンジン12の動力を用いて駆動するものであれば、その駆動方式は限定されない。
Second Embodiment
In the first embodiment, an example in which the fan 17 is hydraulically driven has been described. However, the driving method of the fan 17 is not limited as long as the fan 17 is driven using the power of the engine 12.

例えば、図7に示す第2実施形態に係るハイブリッドショベルでは、エンジン12により発電された電力を用いてファン17が駆動される。以下、図7を参照して第2実施形態に係る駆動系統11の第1実施形態と異なる部分を説明する。   For example, in the hybrid excavator according to the second embodiment shown in FIG. 7, the fan 17 is driven using the electric power generated by the engine 12. Hereinafter, with reference to FIG. 7, a different part from 1st Embodiment of the drive system 11 which concerns on 2nd Embodiment is demonstrated.

具体的に、第2実施形態に係るハイブリッドショベルに設けられた駆動系統11は、エンジン12の出力軸に接続され、エンジン12の動力を用いて発電する発電電動機(発電機)25と、発電電動機25によって発電された電力を用いて作動する電動機26と、発電電動機25から電動機26に供給される電力を制御するインバータ27と、を備えている。   Specifically, the drive system 11 provided in the hybrid excavator according to the second embodiment is connected to the output shaft of the engine 12, and a generator motor (generator) 25 that generates power using the power of the engine 12, and the generator motor The electric motor 26 that operates using the electric power generated by the electric motor 25 and the inverter 27 that controls electric power supplied from the electric generator motor 25 to the electric motor 26 are provided.

発電電動機25は、エンジン12の動力を用いて発電機として作動する機能と、図外の蓄電装置からの電力を用いて電動機として作動する機能と、を有する。発電電動機25が電動機として作動することにより、エンジン12は、発電電動機25の動力によってアシストされる。   The generator motor 25 has a function of operating as a generator using the power of the engine 12 and a function of operating as a motor using electric power from a power storage device (not shown). As the generator motor 25 operates as an electric motor, the engine 12 is assisted by the power of the generator motor 25.

電動機26は、ファン17に接続された回転軸(符号省略)を有する。   The electric motor 26 has a rotating shaft (reference numeral omitted) connected to the fan 17.

インバータ27は、メイン制御器20に電気的に接続されている。また、インバータ27は、メイン制御器20からの指令に応じて発電電動機25から電動機26に供給される電力を調整する。   The inverter 27 is electrically connected to the main controller 20. Further, the inverter 27 adjusts the electric power supplied from the generator motor 25 to the motor 26 in accordance with a command from the main controller 20.

メイン制御器20は、馬力率が馬力率閾値以下であるときに発電電動機25から電動機26へ供給される電力を制限するための指令をインバータ27に出力する。具体的に、メイン制御器20は、図6に示すステップS12において、目標回転数に対応する指令をインバータ27に出力する。   The main controller 20 outputs a command for limiting the power supplied from the generator motor 25 to the motor 26 to the inverter 27 when the horsepower factor is equal to or less than the horsepower factor threshold value. Specifically, the main controller 20 outputs a command corresponding to the target rotational speed to the inverter 27 in step S12 shown in FIG.

第2実施形態によれば、ハイブリッドショベルの既存のハイブリッド機器(発電電動機25等)を利用することができるため、ハイブリッドショベルをコンパクトに構成することができる。   According to the second embodiment, since an existing hybrid device (such as the generator motor 25) of the hybrid excavator can be used, the hybrid excavator can be configured in a compact manner.

また、ファン17の回転数を電気的に制御するためファン17の回転数を油圧制御する場合と比較してファン17の回転数を正確に制御することができる。   Further, since the rotational speed of the fan 17 is electrically controlled, the rotational speed of the fan 17 can be accurately controlled as compared with the case where the rotational speed of the fan 17 is hydraulically controlled.

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の態様を採用することもできる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, the following aspects can also be employ | adopted.

メイン制御器20は、正常トルクマップM1を記憶しておくことに限定されない。エンジン制御器19からメイン制御器20に馬力率が提供されてもよい。   The main controller 20 is not limited to storing the normal torque map M1. The horsepower factor may be provided from the engine controller 19 to the main controller 20.

メイン制御器20が正常トルクマップM1を記憶している場合には、当該メイン制御器20は、マップ同士を比較して馬力率を算出することに限定されない。例えば、現時点におけるエンジン12の回転数及びその回転数におけるエンジン12の出力トルクがエンジン制御器19からメイン制御器20に提供されれば、メイン制御器20は、馬力率を算出することができる。   When the main controller 20 stores the normal torque map M1, the main controller 20 is not limited to calculating the horsepower factor by comparing the maps. For example, if the engine speed at the current time and the output torque of the engine 12 at that speed are provided from the engine controller 19 to the main controller 20, the main controller 20 can calculate the horsepower factor.

ファン17の回転数の制限方法は、目標回転数に馬力率を乗じることに限定されず、メイン制御器20は、馬力率が小さいほどファン17の回転数が小さくなるように当該ファン17の回転数を制御すればよい。例えば、図6のステップS2において目標回転数に代えてファン用ポンプ15(図1参照)の目標流量を設定する場合、ステップS11においてファン用ポンプ15の目標流量に馬力率を乗じることにより目標流量を補正することができる。そして、メイン制御器20は、ステップS12において補正後の目標流量に相当する指令を電磁比例弁23に出力することにより、馬力率が小さいほどファン17の回転数が小さくなるようにファンの回転数を制限することができる。   The method of limiting the rotational speed of the fan 17 is not limited to multiplying the target rotational speed by the horsepower factor, and the main controller 20 rotates the fan 17 so that the rotational speed of the fan 17 decreases as the horsepower factor decreases. What is necessary is just to control a number. For example, when the target flow rate of the fan pump 15 (see FIG. 1) is set in step S2 of FIG. 6 instead of the target rotational speed, the target flow rate is obtained by multiplying the target flow rate of the fan pump 15 by the horsepower factor in step S11. Can be corrected. In step S12, the main controller 20 outputs a command corresponding to the corrected target flow rate to the electromagnetic proportional valve 23, so that the lower the horsepower factor, the lower the fan 17 rotational speed. Can be limited.

メイン制御器20は、例えば、被冷却物(作動油及び冷却水等)の温度に基づいてファン17の目標回転数を設定するとともに、馬力率の大きさと目標回転数の制限率との関係を示す特性を予め記憶し、この特性と馬力率とに基づいてエンジン12の出力を制限してもよい。   For example, the main controller 20 sets the target rotational speed of the fan 17 based on the temperature of the object to be cooled (hydraulic oil, cooling water, etc.), and the relationship between the magnitude of the horsepower factor and the limiting ratio of the target rotational speed. The characteristic to be shown may be stored in advance, and the output of the engine 12 may be limited based on this characteristic and the horsepower factor.

前記実施形態では、別々の被検出物(冷却水及び作動油)の温度を検出する複数の温度検出器(水温センサ12a及び作動油温度センサ21a)を例示したが、複数の温度検出器は、共通の被検出物を検出するものでもよい。   In the above embodiment, a plurality of temperature detectors (water temperature sensor 12a and hydraulic oil temperature sensor 21a) for detecting the temperatures of separate objects to be detected (cooling water and hydraulic oil) are exemplified. A common object to be detected may be detected.

建設機械は、ショベルに限定されず、クレーン及び解体機でもよく、油圧式及びハイブリッド式の建設機械に限らず電気式のものでもよい。   The construction machine is not limited to an excavator, and may be a crane and a dismantling machine. The construction machine is not limited to a hydraulic or hybrid construction machine, and may be an electric type.

M1 正常トルクマップ(正常出力情報及び現在出力情報の一例)
M2 制限トルクマップ(現在出力情報の一例)
1 油圧ショベル(建設機械の一例)
12 エンジン
12a 水温センサ(温度検出器の一例)
15 ファン用ポンプ
15a レギュレータ
16 ファン用モータ
17 ファン
19 エンジン制御器
20 メイン制御器(ファン制御器)
21a 作動油温度センサ(温度検出器の一例)
25 発電電動機(発電機の一例)
26 電動機
27 インバータ
M1 normal torque map (an example of normal output information and current output information)
M2 torque limit map (example of current output information)
1 Hydraulic excavator (an example of construction machinery)
12 Engine 12a Water temperature sensor (example of temperature detector)
15 Fan pump 15a Regulator 16 Fan motor 17 Fan 19 Engine controller 20 Main controller (fan controller)
21a Hydraulic oil temperature sensor (example of temperature detector)
25 Generator motor (an example of a generator)
26 Electric motor 27 Inverter

Claims (7)

建設機械であって、
エンジンと、
前記エンジンの動力を用いて作動するファンと、
前記ファンの回転数を制御するファン制御器と、
前記エンジンに異常が生じたときに正常な状態にある前記エンジンの出力よりも当該エンジンの出力を制限するエンジン制御器と、を備え、
前記ファン制御器は、正常な状態にある前記エンジンの出力に対する前記エンジンの現在の出力の割合を示す馬力率を特定するための情報を前記エンジン制御器から取得し、さらに、前記馬力率が前記エンジンに異常が生じていることを確認するために予め設定された馬力率閾値以下であるときに前記馬力率が小さいほど前記ファンの回転数が小さくなるように前記ファンの回転数を制限する、建設機械。
A construction machine,
Engine,
A fan that operates using the power of the engine;
A fan controller for controlling the rotational speed of the fan;
An engine controller that limits the output of the engine rather than the output of the engine in a normal state when an abnormality occurs in the engine,
The fan controller obtains information for specifying a horsepower factor indicating a ratio of a current output of the engine to an output of the engine in a normal state from the engine controller, and the horsepower factor is Limiting the number of revolutions of the fan so that the smaller the horsepower factor is, the smaller the number of revolutions of the fan is when it is less than or equal to a preset horsepower factor threshold value to confirm that an abnormality has occurred in the engine; Construction machinery.
請求項1に記載の建設機械であって、
前記ファン制御器は、正常な状態にある前記エンジンの出力に関する正常出力情報を予め記憶し、前記エンジン制御器から前記エンジンの現在の出力に関する現在出力情報を取得し、さらに、前記正常出力情報と前記現在出力情報とに基づいて前記馬力率を算出する、建設機械。
The construction machine according to claim 1,
The fan controller stores in advance normal output information regarding the output of the engine in a normal state, acquires current output information regarding the current output of the engine from the engine controller, and further includes the normal output information and A construction machine that calculates the horsepower factor based on the current output information.
請求項1又は2に記載の建設機械は、前記ファンにより冷却される被冷却物の温度を検出する温度検出器をさらに備え、
前記ファン制御器は、前記馬力率が前記減馬力閾値以下であり、かつ、前記温度検出器により検出された前記被冷却物の温度が予め設定された温度閾値を超えるときに、前記ファンの回転数の制限を禁止する、建設機械。
The construction machine according to claim 1 or 2, further comprising a temperature detector that detects a temperature of an object to be cooled that is cooled by the fan,
The fan controller rotates the fan when the horsepower factor is equal to or less than the horsepower reduction threshold value and the temperature of the object to be cooled detected by the temperature detector exceeds a preset temperature threshold value. Construction machinery that prohibits the number limit.
請求項1又は2に記載の建設機械は、前記ファンにより冷却される被冷却物の温度を検出する少なくとも1つの温度検出器をさらに備え、
前記ファン制御器は、前記温度検出器により検出された前記被冷却物の温度に基づいて前記ファンの目標回転数を設定し、前記馬力率が前記馬力率閾値以下であるときに前記目標回転数に対して前記馬力率を乗じることにより当該ファンの目標回転数を制限する、建設機械。
The construction machine according to claim 1 or 2, further comprising at least one temperature detector that detects a temperature of an object to be cooled that is cooled by the fan,
The fan controller sets a target rotational speed of the fan based on the temperature of the object to be cooled detected by the temperature detector, and the target rotational speed when the horsepower factor is equal to or less than the horsepower factor threshold value. A construction machine that limits the target rotational speed of the fan by multiplying the horsepower factor with respect to the fan.
請求項4に記載の建設機械は、前記温度検出器を複数備え、
前記ファン制御器は、前記各温度検出器により検出された温度に基づいて前記ファンの目標回転数をそれぞれ設定するとともに、全ての目標回転数の中から最も大きいものを選択し、選択された目標回転数に対して前記馬力率を乗じることにより当該ファンの目標回転数を制限する、建設機械。
The construction machine according to claim 4, comprising a plurality of the temperature detectors,
The fan controller sets the target rotational speed of the fan based on the temperature detected by each temperature detector, selects the largest target rotational speed from all the target rotational speeds, and selects the selected target A construction machine that limits the target rotational speed of the fan by multiplying the rotational speed by the horsepower factor.
請求項1〜5の何れか1項に記載の建設機械は、前記エンジンに接続され、傾転を変更する機能を有する油圧ポンプと、前記油圧ポンプから供給される作動油によって作動するとともに前記ファンに接続された回転軸を有する油圧モータと、をさらに備え、
前記ファン制御器は、前記馬力率が前記馬力率閾値以下であるときに前記油圧ポンプの傾転を小さくするための指令を出力する、建設機械。
The construction machine according to any one of claims 1 to 5, wherein the construction machine is connected to the engine and has a function of changing a tilt, and is operated by hydraulic oil supplied from the hydraulic pump and the fan. A hydraulic motor having a rotating shaft connected to
The fan controller is a construction machine that outputs a command for reducing the tilt of the hydraulic pump when the horsepower factor is equal to or less than the horsepower factor threshold value.
請求項1〜5の何れか1項に記載の建設機械は、前記エンジンに接続され、前記エンジンの動力を用いて発電する発電機と、前記発電機により発電された電力によって作動するとともに前記ファンに接続された回転軸を有する電動機と、前記発電機から前記電動機へ供給される電力を制御するインバータと、をさらに備え、
前記ファン制御器は、前記馬力率が前記馬力率閾値以下であるときに前記発電機から前記電動機へ供給される電力を制限するための指令を前記インバータに出力する、建設機械。
The construction machine according to any one of claims 1 to 5, wherein the construction machine is connected to the engine and generates electric power using power of the engine, and is operated by the electric power generated by the generator and the fan. An electric motor having a rotating shaft connected to the inverter, and an inverter that controls electric power supplied from the generator to the electric motor,
The said fan controller is a construction machine which outputs the instruction | command for restrict | limiting the electric power supplied from the said generator to the said motor to the said inverter, when the said horsepower factor is below the said horsepower factor threshold value.
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