JP5834147B2 - 作業車両 - Google Patents
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Description
本発明は、作業車両に関する。
作業車両のエンジンには、一般に、冷却用のファンが連結されている。例えば、特許文献1には、エンジンの出力軸にクラッチ(ファンクラッチ)を介して連結されたファンが開示されている。ファンクラッチは、ファンの回転数を調節可能である。
特許文献1には、ファンの回転数の制御に関して、例えばエンジン冷却水等の冷却対象物の温度等が所定の温度範囲にあるか否かを判断する閾値を設けて、当該閾値を超えたか否かによって、ファンクラッチの接続/切断を制御する方式が開示されている。
特許文献2には、ファンクラッチの制御に関して、車両の運転状態を推定して、推定した運転状態に対応するファンの回転数を調整する制御マップによりファンクラッチを制御する方式が開示されている。
一方で、作業者にとっては、快適な作業環境で作業車両を操作することが望ましく、運転室(キャブ)内の空気調和機を適切に制御することが求められている。作業車両には、冷却対象物である空気調和機のコンデンサが設けられており、ファンの回転により当該コンデンサの冷却が必要であるが、上記特許文献1および2には、当該コンデンサを冷却するために効率的にファンの回転数を調整する点については開示されていない。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、空気調和機の動作状態に基づいて効率的にファンの回転数を制御することが可能な作業車両を提供することを目的とする。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
本発明のある局面に従う作業車両は、コンデンサと、ファンと、可変機構と、ファン制御部と、外気温度センサと、記憶部とを備える。コンデンサは、空気調和機で用いられる冷媒を冷却する。ファンは、コンデンサを冷却する。可変機構は、ファンの回転数を変更可能である。ファン制御部は、可変機構を制御する。外気温度センサは、外気温度を検出する。記憶部は、外気温度センサによって検出された外気温度に従ってそれぞれが異なるファンの回転数に設定するための複数の制御マップを記憶する。ファン制御部は、記憶部に記憶された複数の制御マップのうち空気調和機の動作状態に基づいて選択される1つの制御マップに従って可変機構を制御してファンの回転数を制御する。
本発明の作業車両によれば、空気調和機の動作状態に基づいて複数の制御マップうちの1つの制御マップが選択されて可変機構を制御するため、効率的にファンの回転数を調整することが可能である。
好ましくは、複数の制御マップのうちの一の制御マップにおいては、他の制御マップよりも低い外気温度でファンの回転数が上昇を開始する。
上記によれば、一の制御マップにおいては、ファンの回転数が上昇を開始する外気温度が低いため早期にファンの回転数を上昇させることが可能であり、空気調和機の動作状態に応じたファンの回転数の調整が可能である。
好ましくは、複数の制御マップのうちの一の制御マップにおいては、他の制御マップよりも外気温度に対するファンの回転数の変化率が大きい。
上記によれば、一の制御マップにおいては、ファンの回転数の変化率が大きいため早期にファンの回転数を上昇させることが可能であり、空気調和機の動作状態に応じたファンの回転数の調整が可能である。
好ましくは、作業車両は、ファンに回転のための駆動力を与えるエンジンをさらに備える。可変機構は、エンジンとファンとの間に設けられ、エンジンの回転数に対してファンの回転数を変更可能である。
上記によれば、エンジンの回転数に対してファンの回転数を変更可能であるためファンの回転数を適切に調整することによりエンジンの燃費改善を図ることが可能である。
好ましくは、ファンは、エンジンを冷却するエンジン冷却水および作業機で用いられる作動油の少なくとも一方をさらに冷却する。記憶部は、エンジン冷却水の温度に従ってファンの回転数を設定するためのエンジン冷却水温度制御マップおよび作動油の温度に従ってファンの回転数を設定するための作動油温度制御マップの少なくとも一方をさらに格納する。ファン制御部は、選択された制御マップと、エンジン冷却水温度制御マップおよび作動油温度制御マップの少なくとも一方とに基づいて可変機構を制御してファンの回転数を調整する。
上記によれば、エンジン冷却水温度制御マップ、作動油温度制御マップの少なくとも一方も考慮してファンの回転数を調整するため他の冷却対象物を考慮してファンの回転数を適切に調整することが可能である。
好ましくは、作業車両は、空気調和機の冷媒を圧縮するコンプレッサをさらに備える。ファン制御部は、コンプレッサのオン/オフ動作を制御するオンオフ駆動信号の状態を検出する。ファン制御部は、オンオフ駆動信号によるオン動作が第1の期間継続していることを検出した場合に、複数の制御マップのうちの他の制御マップに従って可変機構を制御し、オンオフ駆動信号によるオン動作が第1の期間よりも長い第2の期間継続していることを検出した場合に、複数の制御マップのうちの一の制御マップに従って可変機構を制御する。
上記によれば、オンオフ駆動信号のオン動作の期間が第1の期間よりも長い第2の期間継続していることを検出した場合に、一の制御マップに従って可変機構を制御するため、オンオフ駆動信号のオン動作の期間の長さに従って制御マップを切り替えるため空気調和機の負荷状態に従ってファンの回転数を適切に調整することが可能である。
好ましくは、ファン制御部は、複数の制御マップのうちの一の制御マップに従って可変機構を制御している場合に、オンオフ駆動信号によるオフ動作が第3の期間継続していることを検出した場合に、複数の制御マップのうちの他の制御マップに従って可変機構を制御し、オンオフ駆動信号によるオフ動作が第3の期間よりも長い第4の期間継続していることを検出した場合に、複数の制御マップのうちの他の制御マップに従う可変機構の制御を停止する。
上記によれば、オンオフ駆動信号のオフ動作の期間が第3の期間よりも長い第4の期間継続していることを検出した場合に、他の制御マップに従う可変機構の制御を停止する。オンオフ駆動信号のオフ動作の期間の長さに従って制御マップに従う制御を停止するため空気調和機の負荷状態に従ってファンの回転数を適切に調整することが可能である。
空気調和機の動作状態に基づいて効率的にファンの回転数を制御することが可能である。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。
<全体構成>
図1は、実施形態に基づく作業車両101の外観を説明する図である。
<全体構成>
図1は、実施形態に基づく作業車両101の外観を説明する図である。
図1に示されるように、実施形態に基づく作業車両101として、本例においては、主に油圧ショベルを例に挙げて説明する。
作業車両101は、下部走行体1と、上部旋回体3と、作業機4とを主に有している。作業車両本体は、下部走行体1と上部旋回体3とにより構成される。下部走行体1は、左右一対の履帯を有している。上部旋回体3は、下部走行体1の上部の旋回機構を介して旋回可能に装着される。
作業機4は、上部旋回体3において、上下方向に作動可能に軸支されており、土砂の掘削などの作業を行う。作業機4は、ブーム5と、アーム6と、バケット7とを含む。ブーム5は、基部が上部旋回体3に可動可能に連結されている。アーム6は、ブーム5の先端に可動可能に連結されている。バケット7は、アーム6の先端に可動可能に連結されている。また、上部旋回体3は、空気調和機により冷却された冷風が送風される運転室8等を含む。
<冷却ユニットの構成>
図2は、実施形態に基づく冷却ユニットの構成を示す斜視図である。
図2は、実施形態に基づく冷却ユニットの構成を示す斜視図である。
図2(A)、(B)に示されるように、冷却ユニットは、冷却対象物として、作業機4の駆動に用いられる作動油を冷却するオイルクーラ22と、エンジンを冷却するエンジン冷却水を冷却するラジエータ24と、図示しないターボチャージャからの圧縮空気を冷却するアフタクーラ25と、エンジンに供給する燃料を冷却する燃料クーラ27と、空気調和機の冷媒を冷却するコンデンサ29とを含む。
オイルクーラ22は、オイルクーラ入口11から作動油の供給を受けて、オイルクーラ出口15から冷却された作動油が排出される。
ラジエータ24は、ラジエータ入口ホース14からエンジン冷却水の供給を受けて、ラジエータ出口ホース19から冷却されたエンジン冷却水が排出される。また、ラジエータ24は、エンジン冷却水を貯蔵するリザーブタンク21とも接続されている。また、ラジエータ24の上部にはラジエータキャップ13が設けられ、エンジン冷却水の補給が可能となっている。
アフタクーラ25は、アフタクーラ入口ホース16から圧縮空気の供給を受けて、当該圧縮空気を冷却する。アフタークーラ25は、アフタクーラ出口ホース12から冷却された圧縮空気を排出する。そして、冷却された圧縮空気がエンジン10に供給される。
燃料クーラ27は、燃料クーラ入口26からの燃料の供給を受けて、燃料クーラ出口28から冷却された燃料が排出される。
図2(B)に示されるように、冷却ユニットの背面側にファン200が設けられ、当該冷却ユニットを冷却する構成となっている。また、ファン200は、エンジン10の出力軸と連結されて回転する。また、ファン200を覆うようにファンカバー17が設けられる。
<ファンの構成>
図3は、本実施形態に基づくファン200の外観図である。
図3は、本実施形態に基づくファン200の外観図である。
図3を参照して、ファン200は、11枚羽で構成される。ファン駆動部210は、エンジン10の出力軸202と連結され、流体クラッチによりファン200の回転を制御する。
図4は、本実施形態に基づくファン駆動部210の構成を説明する図である。
図4を参照して、ファン駆動部210は、ケース240と、クラッチ部230と、バネ221と、ソレノイド可動子216と、ソレノイドコイル214と、調整部材220と、ホール素子215とを含む。
図4を参照して、ファン駆動部210は、ケース240と、クラッチ部230と、バネ221と、ソレノイド可動子216と、ソレノイドコイル214と、調整部材220と、ホール素子215とを含む。
ケース240内のオイルたまり241にはシリコンオイルが充填されており、クラッチ部230へのシリコンオイル量を調整することによりファン200の回転制御が行なわれる。
ソレノイド可動子216は、調整部材220と連結される。ソレノイドコイル214に供給する電流量を増加させることによりソレノイド可動子216は、バネ221を縮めて調整部材220を下方向に押し下げる。一方、ソレノイドコイル214に供給する電流量を減少させることによりソレノイド可動子216を下方向に押し下げる力が弱くなり、バネ221の反発力により調整部材220は上方向に押し上げられる。
調整部材220の位置に従ってオイルたまり241からクラッチ部230に流れ込むシリコンオイル量が調節される。調整部材220を下方向に押し下げることによりクラッチ部230に流れ込むシリコンオイル量が減少する。一方、調整部材220を上方向に押し上げることによりクラッチ部230に流れ込むシリコンオイル量が増加する。
シリコンオイル量が変化することによりせん断抵抗が変化し、ファン200の回転数が変化する。クラッチ部230に流れ込むシリコンオイル量が増加することによりせん断抵抗が増加してファン200の回転数が増加する。一方で、クラッチ部230に流れ込むシリコンオイル量が減少することによりせん断抵抗が低下してファン200の回転数が減少する。
ホール素子215は、ファン200の回転数を検出して、検出結果を後述するファンコントローラに出力する。ファンコントローラは、ホール素子215で検出されたファン200の回転数が所望の回転数となるようにソレノイドコイル214に供給する電流量を制御する。
なお、上記のファン駆動部210は、シリコンオイルを用いた流体クラッチによりファン200の回転数を調整する方式について説明しているが、特にこれに限られず、電磁クラッチ等の方式を用いてファン200の回転数を調整するようにしても良い。
<空気調和機の構成>
図5は、実施形態に基づく空気調和機30の構成を示す簡略図である。
図5は、実施形態に基づく空気調和機30の構成を示す簡略図である。
図5に示されるように、作業車両101の空気調和機30は、コンデンサ29と、レシーバドライヤ31と、エキスパンションバルブ32と、感温棒33と、エバポレータ34と、ブロワファン35と、室内センサ36と、冷媒が循環する循環経路37と、コンプレッサ38と、エアコンディショナコントローラ39とを含む。また、エアコンディショナコントローラ39に対して指示する操作パネル40と、コンデンサ29を冷却するためのファン200が設けられている場合が示されている。
コンプレッサ38は、エンジンの駆動力を利用して冷媒を圧縮して、高温、高圧の気体冷媒にする。コンプレッサ38は、エアコンディショナコントローラ39により制御され、エアコンディショナコントローラ39からのオンオフ駆動信号に従って動作する。
コンプレッサ38で圧縮された高温、高圧の気体冷媒は、コンデンサ29に出力される。
コンデンサ29において、ファン200により気体冷媒を冷却して液体冷媒にする。
レシーバドライヤ31は、水分を除去する。
レシーバドライヤ31は、水分を除去する。
エキスパンションバルブ32は、感温棒33で検知した結果に基づく絞り作用により流量を調整するとともに液体冷媒を蒸発しやすい圧力まで低下させる。
エバポレータ34は、液体冷媒を気化させることにより、エバポレータ周囲の空気から熱を吸収し、空気を冷却する。
ブロワファン35は、エバポレータ34により冷却した空気をキャブ8内に送風し、キャブ8内の温度を下げる。
室内センサ36は、運転室8に設けられ、運転室8内の空気の温度を検知して、エアコンディショナコントローラ39に出力する。
また、操作パネル40は、運転室8内の空気の温度の設定が可能なように設けられており、当該操作パネル40を介して操作者は、運転室8内の空気の温度調節が可能である。
エアコンディショナコントローラ39は、室内センサ36からの温度と、操作パネル40を介して設定した温度とに基づいてコンプレッサ38を駆動するオンオフ駆動信号を出力する。具体的には、室内センサ36によって検出された運転室8内の空気の温度が操作パネル40を介して設定した温度よりも高い場合には、オンオフ駆動信号をオン状態としてコンプレッサ38に出力する。一方、室内センサ36によって検出された運転室8内の空気の温度が操作パネル40を介して設定した温度以下の場合には、オンオフ駆動信号をオフ状態としてコンプレッサ38に出力する。当該処理により、運転室8内を冷却し、設定温度に維持することが可能である。
また、オンオフ駆動信号は、ファン200を制御するファンコントローラ126(図6)にも出力される。
なお、エンジン10、コンデンサ29、ファン200、ファン駆動部210、ファンコントローラ126、メモリ125、コンプレッサ38は、それぞれ本発明の「エンジン」、「コンデンサ」、「ファン」、「可変機構」、「ファン制御部」、「記憶部」、「コンプレッサ」の一例である。
<ファン制御システム>
図6は、実施形態に基づくファン200を制御する機能ブロック図である。
図6は、実施形態に基づくファン200を制御する機能ブロック図である。
図6を参照して、ファン制御システムは、エンジン冷却水の温度を検出するエンジン冷却水温度センサ121と、作動油の温度を検出する作動油温度センサ122と、外気温度を検出する外気温度センサ123と、エアコンディショナコントローラ39と、メモリ125と、ファンコントローラ126と、エンジンコントローラ127と、エンジン回転センサ129と、ファン駆動部210と、ファン200と、メモリ125とを含む。
ファンコントローラ126は、エンジン回転センサ129で検出されたエンジン回転数をエンジンコントローラ127を介して取得する。
ファンコントローラ126は、エンジン冷却水温度センサ121で検出されたエンジン冷却水の温度を取得する。
ファンコントローラ126は、作動油温度センサ122で検出された作動油の温度を取得する。
ファンコントローラ126は、外気温度センサ123で検出された外気の温度を取得する。
ファンコントローラ126は、オンオフ駆動信号をエアコンディショナコントローラ39から取得する。
ファンコントローラ126は、エアコンディショナコントローラ39からのオンオフ駆動信号に従って空気調和機の状態を検出する検出部126Aと、ファン駆動部210を制御してファン200の回転数を調整する調整部126Bとを含む。
調整部126Bは、メモリ125に格納されている各種情報に基づいてファン200の目標回転数を設定し、設定された目標回転数で当該ファン200を回転させるためにファン駆動部210を制御する。
メモリ125は、ファンコントローラ126がファン200の目標回転数に設定するための複数の制御マップを格納する。
なお、外気温度センサ123は、本発明の「外気温度センサ」の一例である。
本実施形態においては、一例として上記制御マップのうちメモリ125に格納されている外気温度制御マップA,Bを用いて冷却対象物であるコンデンサ29を冷却するためにファン200の回転数を制御する場合について説明する。
本実施形態においては、一例として上記制御マップのうちメモリ125に格納されている外気温度制御マップA,Bを用いて冷却対象物であるコンデンサ29を冷却するためにファン200の回転数を制御する場合について説明する。
図7は、実施形態に基づくファンコントローラ126において、外気温度制御マップA,Bを用いてファン200の回転数を設定する概念図である。
図7に示されるように、外気温度制御マップAおよび外気温度制御マップBを比較すると、外気温度制御マップAは、外気温度T2℃からファン200の回転数が上昇し、外気温度制御マップBは、外気温度T3℃(T3>T2)からファン200の回転数が上昇する。したがって、外気温度制御マップAの方が外気温度制御マップBよりもファンの回転数の上昇を開始する外気温度が低い。
また、外気温度制御マップAは、外気温度T2℃からT3℃に変化した場合にファン200の回転数がファン回転数F2に上昇する。外気温度制御マップBは、外気温度T3℃からT5℃に変化した場合にファン200の回転数がファン回転数F1(<F2)に上昇する。
したがって、外気温度制御マップAのファン200の回転数が上昇する変化率は、外気温度制御マップBのファン200の回転数が上昇する変化率よりも大きい。
本実施形態においては、コンデンサ29を冷却するために空気調和機30の動作状態に従って外気温度制御マップA,Bを切り替えてファン200の回転数を制御する。
具体的には、空気調和機の動作状態を示すコンプレッサ38のオンオフ駆動信号に基づいて外気温度制御マップA,Bを切り替える。
図8は、コンプレッサ38のオンオフ駆動信号と、外気温度制御マップA,Bを切り替えるためのタイマP,Qを説明する図である。
ファンコントローラ126の検出部126Aは、コンプレッサのオンオフ駆動信号とタイマP,Qとに基づいて空気調和機の状態を検出する。そして、調整部126Bは、検出結果に基づいてファン200の回転数を調整する。
図8を照して、タイマPは、外気温度制御マップBを有効/無効にするための判定タイマである。
タイマQは、外気温度制御マップAを有効/無効にするための判定タイマである。
なお、外気温度制御マップA,Bがともに有効である場合には、外気温度制御マップAが優先される。
なお、外気温度制御マップA,Bがともに有効である場合には、外気温度制御マップAが優先される。
当該判定タイマを用いた処理は、ファンコントローラ126の検出部126Aで実行される。
検出部126Aは、タイマPを用いてコンプレッサ38のオンオフ駆動信号がオン状態になってから期間X1(<期間X0)の間、オン状態を維持しているか否かを判定する。そして、期間X1の間、オン状態を維持していると判定した場合には、外気温度制御マップBを有効に設定する。これにより調整部126Bは、外気温度制御マップBを用いたファン制御を開始する。
また、検出部126Aは、タイマPを用いてコンプレッサ38のオンオフ駆動信号がオフ状態になってから期間Y1(>期間Y0)の間、オフ状態を維持しているか否かを判定する。そして、期間Y1の間、オフ状態を維持していると判定した場合には、外気温度制御マップBを無効に設定する。これにより調整部126Bは、外気温度制御マップBを用いたファン制御を停止する。
検出部126Aは、タイマQを用いてコンプレッサ38のオンオフ駆動信号がオン状態になってから期間X0(>期間X1)の間、オン状態を維持しているか否かを判定する。空気調和機の状態として、空気調和機に対して重負荷がかかる状況か否かを判定する。そして、期間X0の間、オン状態を維持していると判定した場合には、空気調和機に対して重負荷がかかると判定して外気温度制御マップAを有効に設定する。これにより調整部126Bは、外気温度制御マップAを用いたファン制御を開始する。調整部126Bは、外気温度制御マップA,Bがともに有効の場合には外気温度制御マップAを優先する。
また、検出部126Aは、タイマQを用いてコンプレッサ38のオンオフ駆動信号がオフ状態になってから期間Y0の間、オフ状態を維持しているか否かを判定する。そして、期間Y0の間、オフ状態を維持していると判定した場合には、外気温度制御マップAを無効に設定する。これにより調整部126Bは、外気温度制御マップAを用いたファン制御を停止する。この場合、外気温度制御マップBが有効である場合には、調整部126Bは、外気温度制御マップBを用いたファン制御に切り替える。
図9は、コンプレッサ38のオンオフ駆動信号に従って外気温度制御マップを変更する具体例について説明する図である。
図9に示されるように、まず、時刻T0において、コンプレッサ38のオンオフ駆動信号がオフ状態からオン状態に遷移する。
検出部126Aは、当該遷移を検知してタイマPを用いて、期間X1の間、コンプレッサ38のオンオフ駆動信号のオン状態が継続しているか否かを判断する。検出部126Aは、判断結果に基づいてメモリ125に格納されている外気温度制御マップBを有効に設定する。そして、調整部126Bは、外気温度制御マップBを用いたファン制御を開始する。
次に、時刻T2において、検出部126Aは、タイマQを用いて期間X0の間、コンプレッサ38のオンオフ駆動信号のオン状態が継続しているか否かを判断する。検出部126Aは、判断結果に基づいてメモリ125に格納されている外気温度制御マップAを有効に設定する。調整部126Bは、外気温度制御マップA,Bがともに有効である場合に外気温度制御マップAを優先して、当該外気温度制御マップAを用いたファン制御を実行する。
次に、時刻T3において、コンプレッサ38のオンオフ駆動信号がオン状態からオフ状態に遷移する。
当該状態を検知して、検出部126Aは、タイマQを用いて期間Y0の間、コンプレッサ38のオンオフ駆動信号のオフ状態が継続しているか否かを判断する。検出部126Aは、判断結果に基づいてメモリ125に格納されている外気温度制御マップAを無効に設定する。そして、調整部126Bは、外気温度制御マップBを用いたファン制御を開始する。
時刻T3以降において時刻T4に至るまで、コンプレッサ38のオンオフ駆動信号がオン状態、オフ状態を繰り返すフロスト制御が実行される。フロスト制御の際には、外気温度制御マップBを用いたファン制御が実行される。ここで、コンプレッサ38のオンオフ駆動信号がオン状態、オフ状態を繰り返す場合に、外気温度制御マップBが有効であるのはタイマPの期間Y1がフロスト制御中におけるオンオフ駆動信号のオフ状態継続期間よりも長いからである。
次に、時刻T5において、検出部126Aは、タイマQを用いて期間X0の間、コンプレッサ38のオンオフ駆動信号のオン状態が継続しているか否かを判断する。検出部126Aは、判断結果に基づいてメモリ125に格納されている外気温度制御マップAを有効に設定する。調整部126Bは、外気温度制御マップA,Bがともに有効である場合に外気温度制御マップAを優先して、当該外気温度制御マップAを用いたファン制御を実行する。
次に、時刻T6において、コンプレッサ38のオンオフ駆動信号がオン状態からオフ状態に遷移する。
当該状態を検知して、検出部126Aは、タイマQを用いて期間Y0の間、コンプレッサ38のオンオフ駆動信号のオフ状態が継続しているか否かを判断する。検出部126Aは、判断結果に基づいてメモリ125に格納されている外気温度制御マップAを無効に設定する。そして、調整部126Bは、外気温度制御マップBを用いたファン制御を開始する。
次に、時刻T7において、検出部126Aは、タイマPを用いて期間Y1の間、コンプレッサ38のオンオフ駆動信号のオフ状態が継続しているか否かを判断する。検出部126Aは、判断結果に基づいてメモリ125に格納されている外気温度制御マップBを無効に設定する。そして、調整部126Bは、外気温度制御マップBを用いたファン制御を終了する。
当該処理により、コンプレッサ38のオンオフ駆動信号のオン状態を検知して、オン状態が期間X0の間継続している場合には、複数の制御マップのうちの外気温度制御マップAを有効にして、当該外気温度制御マップAを利用してファン200の回転数を制御する。したがって、空気調和機に重負荷がかかる状況においては、ファン200の回転数を早期に増加させてコンデンサ29の冷却を強めることにより、運転室8の空気の冷却速度を増加させることが可能である。
一方で、コンプレッサ38のオンオフ駆動信号が期間X0よりも短い期間において断続的にオン状態である場合には、複数の制御マップのうちの外気温度制御マップBを有効にして、外気温度制御マップBを利用してファンの回転数を制御する。したがって、空気調和機にかかる負荷が重負荷ではない状況においては、ファンの回転数を選択的に低い回転数に設定することによりファン200の回転数を効率的に制御することが可能である。特にエンジン10で駆動するファン200の回転数を抑えて燃費改善を図ることが可能である。
上記においては、外気温度制御マップA,Bを利用したファン制御について説明したが、さらに複数の制御マップを利用してファン200を制御することも可能である。
図10は、複数の制御マップを利用してファン200を制御する概念図である。
当該処理は、ファンコントローラ126における検出部126Aおよび調整部126Bにおける処理である。
当該処理は、ファンコントローラ126における検出部126Aおよび調整部126Bにおける処理である。
図10に示されるように、調整部126Bは、エンジン冷却水温度センサ121で検知されたエンジン冷却水の温度に従ってメモリ125に格納されているエンジン冷却水温度制御マップを参照してファン回転数を設定する。エンジン冷却水温度制御マップは、冷却対象物である冷却ユニットのラジエータ24を冷却するためにエンジン冷却水の温度に従ってファン200の回転数を設定するための制御マップである。
調整部126Bは、作動油温度センサ122で検知された作動油の温度に従ってメモリ125に格納されている作動油温度制御マップを参照してファン回転数を設定する。作動油温度制御マップは、冷却対象物である冷却ユニットのオイルクーラ22を冷却するために作動油の温度に従ってファン200の回転数を設定するための制御マップである。
上記したように検出部126Aは、空気調和機の状態を検出して外気温度制御マップを設定する。そして、調整部126Bは、外気温度センサ123で検知された外気温度に従ってメモリ125に格納されている検出部126Aで設定された外気温度制御マップを参照してファン回転数を設定する。
そして、調整部126Bは、エンジン冷却水温度制御マップを参照して設定されたファン回転数、作動油温度制御マップを参照して設定されたファン回転数、外気温度制御マップを参照して設定されたファン回転数のうちの最も高い回転数を選択する。
冷却ユニットの各冷却対象物について冷却に必要な最も高いファン回転数を選択(高回転選択)する。
また、調整部126Bは、エンジン回転センサ129で検知されたエンジン回転数に従ってメモリ125に格納されているエンジン回転数制御マップを参照してファン回転数を設定する。エンジン回転数制御マップは、エンジン10の回転数に従ってファン駆動部210を介してファン200の回転数を設定するための制御マップである。
そして、調整部126Bは、エンジン回転数制御マップを参照して設定されたファン回転数と、上記の最も高いファン回転数のうちの低い方のファン回転数を選択(低回転選択)する。
ファン200は、ファン駆動部210を介してエンジン10の出力軸と連結され、エンジン10の駆動力により回転する。したがって、エンジン回転数制御マップに従って設定されるファン回転数は、エンジンの駆動により回転可能な最大のファン回転数である。したがって、選択された最も高いファン回転数(高回転選択)が、エンジン回転数制御マップに従って設定されるファン回転数よりも大きい場合には、エンジン回転数制御マップに従って設定される最大のファン回転数に設定される。最大出力のファン回転数でファン200を回転させることが可能である。
一方で、選択された最も高いファン回転数(高回転選択)が、エンジン回転数制御マップに従って設定されるファン回転数以下である場合には、選択された最も高いファン回転数(高回転選択)に設定される。過剰なファン回転数でファン200を回転させることなく効率的にファン200を回転させることが可能である。
上記方式により、他の冷却対象物の状態も考慮して複数の制御マップに基づいてファンの回転数を適切に調整することが可能である。
<その他>
なお、本例においては、作業車両として、油圧ショベルを例に挙げて説明したが、ブルドーザ、ホイールローダ等の作業車両にも適用可能である。
なお、本例においては、作業車両として、油圧ショベルを例に挙げて説明したが、ブルドーザ、ホイールローダ等の作業車両にも適用可能である。
以上、本発明の実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
1 下部走行体、3 上部旋回体、4 作業機、5 ブーム、6 アーム、7 バケット、8 運転室、10 エンジン、11 オイルクーラ入口、12 アフタクーラ出口ホース、13 ラジエータキャップ、14 ラジエータ入口ホース、15 オイルクーラ出口、16 アフタクーラ入口ホース、17 ファンカバー、19 ラジエータ出口ホース、21 リザーブタンク、22 オイルクーラ、24 ラジエータ、25 アフタクーラ、26 燃料クーラ入口、27 燃料クーラ、28 燃料クーラ出口、29 コンデンサ、30 空気調和機、31 レシーバドライヤ、32 エキスパンションバルブ、33 感温棒、34 エバポレータ、35 ブロワファン、36 室内センサ、37 循環経路、38 コンプレッサ、39 エアコンディショナコントローラ、40 操作パネル、101 作業車両、121 エンジン冷却水温度センサ、122 作動油温度センサ、123 外気温度センサ、125 メモリ、126 ファンコントローラ、126A 検出部、126B 調整部、127 エンジンコントローラ、129 エンジン回転センサ、200 ファン、202 出力軸、210 ファン駆動部、214 ソレノイドコイル、215 ホール素子、216 ソレノイド可動子、220 調整部材、221 バネ、230 クラッチ部、240 ケース。
Claims (5)
- 空気調和機で用いられる冷媒を冷却するコンデンサと、
前記コンデンサを冷却するファンと、
前記ファンの回転数を変更可能な可変機構と、
前記可変機構を制御するファン制御部と、
外気温度を検出する外気温度センサと、
前記外気温度センサによって検出された外気温度に従ってそれぞれが異なるファンの回転数に設定するための複数の制御マップを記憶する記憶部と、
前記空気調和機の前記冷媒を圧縮するコンプレッサとを備え、
前記複数の制御マップのうちの一の制御マップにおいては、他の制御マップよりも低い外気温度で前記ファンの回転数が上昇を開始し、
前記ファン制御部は、
前記コンプレッサのオン/オフ動作を制御するオンオフ駆動信号の状態を検出し、
前記オンオフ駆動信号によるオン動作が第1の期間継続していることを検出した場合に、前記複数の制御マップのうちの前記他の制御マップに従って前記可変機構を制御し、
前記オンオフ駆動信号によるオン動作が前記第1の期間よりも長い第2の期間継続していることを検出した場合に、前記複数の制御マップのうちの前記一の制御マップに従って前記可変機構を制御する、作業車両。 - 前記複数の制御マップのうちの一の制御マップにおいては、他の制御マップよりも前記外気温度に対するファンの回転数の変化率が大きい、請求項1記載の作業車両。
- 前記ファンに回転のための駆動力を与えるエンジンをさらに備え、
前記可変機構は、前記エンジンと前記ファンとの間に設けられ、前記エンジンの回転数に対して前記ファンの回転数を変更可能である、請求項1または2に記載の作業車両。 - 前記ファンは、前記エンジンを冷却するエンジン冷却水および作業機で用いられる作動油の少なくとも一方をさらに冷却し、
前記記憶部は、前記エンジン冷却水の温度に従って前記ファンの回転数を設定するためのエンジン冷却水温度制御マップおよび前記作動油の温度に従って前記ファンの回転数を設定するための作動油温度制御マップの少なくとも一方をさらに格納し、
前記ファン制御部は、前記選択された制御マップと、前記エンジン冷却水温度制御マップおよび前記作動油温度制御マップの少なくとも一方とに基づいて前記可変機構を制御して前記ファンの回転数を制御する、請求項3に記載の作業車両。 - 前記ファン制御部は、前記複数の制御マップのうちの前記一の制御マップに従って前記可変機構を制御している場合に、前記オンオフ駆動信号によるオフ動作が第3の期間継続していることを検出した場合に、前記複数の制御マップのうちの前記他の制御マップに従って前記可変機構を制御し、
前記オンオフ駆動信号によるオフ動作が前記第3の期間よりも長い第4の期間継続していることを検出した場合に、前記複数の制御マップのうちの前記他の制御マップに従う前記可変機構の制御を停止する、請求項1に記載の作業車両。
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