KR101754544B1 - 건설 기계의 냉각 팬 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

난기 동작에 의한 열영향을 억제할 수 있는 건설 기계의 냉각 팬 제어 장치의 제공을 목적으로 한다. 본 발명은 메인 펌프 토출 압력 센서(25)에 의해 검출된 메인 펌프 토출 압력(P), 엔진 냉각수 온도 센서(26)에 의해 검출된 엔진 냉각수 온도(Tw), 작동유 온도 센서(27)에 의해 검출된 작동유 온도(To) 및 엔진 회전수 센서(28)에 의해 검출된 엔진 회전수(E)에 따라서 냉각 팬(21)의 회전수를 제어하는 제어부(10a)를 구비하고, 이 제어부(10a)에 의해 제어된 회전수로 냉각 팬(21)이 회전함으로써, 발생한 냉각풍을 오일 쿨러(19) 및 컨트롤 밸브(13)에 보내도록 하였다.

Description

건설 기계의 냉각 팬 제어 장치{CONTROL DEVICE FOR CONSTRUCTION MACHINE COOLING FAN}
본 발명은 유압 셔블 등의 건설 기계에 구비된 냉각 팬의 회전수를 제어하는 건설 기계의 냉각 팬 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 유압 셔블 등의 건설 기계는, 주행체의 상부에 선회 프레임을 개재해서 설치되어, 좌우 방향으로 선회하는 선회체와, 이 선회체의 전방에 설치되어서 상하 방향으로 회전하는 프론트 작업기를 구비하고 있다. 선회체는, 엔진 룸 내에 저장된 엔진과, 이 엔진에 의해 구동되는 메인 펌프와, 이 메인 펌프로부터 토출된 작동유의 흐름을 제어하는 컨트롤 밸브를 갖고 있다.
한편, 프론트 작업기는, 이 컨트롤 밸브로부터 공급되는 작동유에 의해 동작하는 액추에이터와, 이 액추에이터에 의해 구동하는 작업체를 갖고, 이 작업체에 의해 굴삭 등의 작업이 행하여진다. 이때, 엔진이 구동해서 메인 펌프로부터 컨트롤 밸브를 통해서 액추에이터에 작동유가 압유로서 토출됨으로써, 엔진 냉각수나 작동유의 온도가 서서히 상승한다.
이러한 엔진 냉각수나 작동유의 온도 상승을 억제하기 위해서, 엔진 냉각수를 냉각하는 라디에이터, 메인 펌프로부터 토출된 작동유를 냉각하는 오일 쿨러 및 회전함으로써 발생한 냉각풍에 의해 이들 라디에이터와 오일 쿨러 내를 순환하는 엔진 냉각수 및 작동유를 냉각하는 냉각 팬이 선회체 내에 설치되어 있다.
그리고, 선회체 내에서 다양한 조건이나 환경에 따라서 최적의 냉각 효율을 도모할 수 있도록, 건설 기계에는 냉각 팬의 회전수를 제어해서 냉각풍의 유량을 조정할 수 있는 냉각 팬 제어 장치가 설치되어 있다. 이러한 냉각 팬 제어 장치의 종래 기술의 하나로서, 엔진으로부터 독립해서 설치된 냉각 팬에 적용되며, 이 냉각 팬의 구동에 관련하는 후술하는 상태량을 검출하는 검출부와, 이 검출부에 의해 검출된 상태량에 기초하여 냉각 팬의 회전수를 제어하는 제어부를 구비한 유압 구동 냉각 팬의 제어 장치가 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
구체적으로는, 이 종래 기술의 유압 구동 냉각 팬의 제어 장치에서는, 냉각 팬의 구동에 관련하는 상태량으로서, 엔진 냉각수 온도, 작동유 온도 및 엔진 회전수를 사용하고 있고, 제어부는, 이들 엔진 냉각수 온도, 작동유 온도 및 엔진 회전수에 각각 대응하는 목표 팬 회전수의 데이터를 기억하고, 검출된 엔진 냉각수 온도에 대응하는 목표 팬 회전수와 검출된 작동유 온도에 대응하는 목표 팬 회전수를 비교해서 큰 쪽의 목표 팬 회전수를 선택하고, 이 선택한 목표 팬 회전수와 검출된 엔진 회전수에 대응하는 목표 팬 회전수를 비교해서 작은 쪽의 목표 팬 회전수에 따라서 냉각 팬의 회전수를 제어하도록 하고 있다. 그리고, 냉각 팬 회전수의 상한이 엔진 냉각수 온도 및 작동유 온도에 따라서 설정되어 있다.
따라서, 상술한 종래 기술의 유압 구동 냉각 팬의 제어 장치를 유압 셔블에 적용한 경우에는, 예를 들어 굴삭 등의 작업에 의해 엔진의 부하가 변동되었을 때는, 냉각 팬이 엔진 냉각수 온도 및 작동유 온도에 따라서 일정한 회전수로 제어되므로, 냉각 팬에 의한 냉각 부족이나 과냉각을 억제할 수 있다. 한편, 엔진 냉각수 온도 및 작동유 온도가 낮아지기 쉬운 한랭지 등의 환경에서 유압 셔블로 작업을 행하는 경우에는, 엔진 냉각수 온도나 작동유 온도를 신속히 상승시켜서 차체의 동작을 양호한 상태로 하기 위해서, 버킷을 클라우드 방향으로 움직이게 해서 메인 펌프의 부하를 높이는 버킷 클라우드 릴리프 등의 난기 동작이 행하여지고 있다.
일본 특허 제4285866호 공보
그러나, 특허문헌 1에 개시된 종래 기술의 유압 구동 냉각 팬의 제어 장치는, 상술한 바와 같은 엔진 냉각수 온도 및 작동유 온도가 낮아지기 쉬운 환경 하에서는, 과냉각을 회피하기 위해서 엔진 냉각수 온도 및 작동유 온도에 따라서 냉각 팬의 회전수가 냉각 능력이 작은 저속 회전수로 억제되므로, 상술한 버킷 클라우드 릴리프 등의 난기 동작이 일정한 시간 계속되면, 작동유 온도가 급상승한다.
그 때문에, 컨트롤 밸브 중 작동유가 유통하는 유로 부근에서는, 그 다른 부분에 비해서 온도가 높아져서, 컨트롤 밸브 내에서 온도 차가 발생함으로써, 온도가 높아진 부분이 열팽창하는 등의 열영향을 받으므로, 컨트롤 밸브 내의 메인 스풀이 스틱되기 쉬운 상태가 된다. 만일 메인 스풀이 스틱된 경우에는, 난기 동작이 종료되어 파일럿 레버가 조작되어도, 난기 동작에 사용되지 않은 별도의 액추에이터가 움직이지 않거나, 또는 가령 움직여도 파일럿 레버가 복귀되었을 때 정지하지 않을 우려가 있어, 조작자의 의도대로 프론트 작업기를 움직이게 할 수 없는 경우가 염려되고 있다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 실정으로부터 이루어진 것으로, 그 목적은, 난기 동작에 의한 열영향을 억제할 수 있는 건설 기계의 냉각 팬 제어 장치를 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 건설 기계 냉각 팬 제어 장치는, 엔진과, 이 엔진에 의해 구동되는 메인 펌프와, 이 메인 펌프로부터 토출된 작동유의 흐름을 제어하는 컨트롤 밸브와, 이 컨트롤 밸브로부터 공급되는 작동유에 의해 동작하는 액추에이터와, 상기 엔진을 냉각하는 엔진 냉각수를 냉각하는 라디에이터와, 상기 메인 펌프로부터 토출된 작동유를 냉각하는 오일 쿨러와, 회전함으로써 발생한 냉각풍에 의해 상기 라디에이터 내를 순환하는 엔진 냉각수를 냉각하는 제1 냉각 팬과, 상기 엔진으로부터 독립해서 설치되고, 회전함으로써 발생한 냉각풍에 의해 상기 오일 쿨러 내를 순환하는 작동유를 냉각하는 제2 냉각 팬을 구비한 건설 기계에 설치되고, 상기 냉각 팬의 구동에 관련하는 상태량을 검출하는 검출부와, 이 검출부에 의해 검출된 상태량에 기초하여, 상기 제2 냉각 팬의 회전수를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 상태량은, 엔진 냉각수 온도, 작동유 온도 및 엔진 회전수를 포함하고, 상기 검출부는, 엔진 냉각수 온도를 검출하는 엔진 냉각수 온도 센서와, 작동유 온도를 검출하는 작동유 온도 센서와, 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 센서를 포함하는 건설 기계의 냉각 팬 제어 장치에 있어서, 상기 상태량으로서, 메인 펌프 토출 압력을 포함함과 함께, 상기 검출부로서, 메인 펌프 토출 압력을 검출하는 메인 펌프 토출 압력 센서를 포함하고, 상기 컨트롤 밸브는, 상기 제2 냉각 팬이 회전해서 발생하는 냉각풍의 유로에 배치되고, 상기 제어부는, 상기 메인 펌프 토출 압력 센서에 의해 검출된 메인 펌프 토출 압력, 상기 엔진 냉각수 온도 센서에 의해 검출된 엔진 냉각수 온도, 상기 작동유 온도 센서에 의해 검출된 작동유 온도 및 상기 엔진 회전수 센서에 의해 검출된 엔진 회전수에 따라서 상기 제2 냉각 팬의 회전수를 제어하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 건설 기계 냉각 팬 제어 장치에 의하면, 제어부는, 제2 냉각 팬의 구동에 관련하는 상태량으로서, 메인 펌프 토출 압력, 엔진 냉각수 온도, 작동유 온도 및 엔진 회전수에 기초하여, 제2 냉각 팬의 회전수를 제어해서 냉각풍을 컨트롤 밸브에 보내도록 하고 있으므로, 엔진 냉각수 온도 및 작동유 온도가 낮아지기 쉬운 한랭지 등의 환경에서 난기 동작이 행하여져도, 컨트롤 밸브 내의 열을 충분히 발산시킬 수 있다. 이에 의해, 컨트롤 밸브 내의 국부적인 열의 발생이 억제되어, 난기 동작에 의한 열영향을 억제할 수 있으므로, 컨트롤 밸브 내의 메인 스풀의 스틱을 회피할 수 있고, 종래보다도 프론트 작업기의 조작 성능을 높게 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 냉각 팬 제어 장치의 일 실시 형태가 구비되는 건설 기계의 일례로서 든 유압 셔블을 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시하는 선회체의 내부의 구조를 설명하는 도면이며, 특히 각 냉각 팬, 라디에이터, 오일 쿨러 및 컨트롤 밸브의 위치 관계를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 건설 기계의 냉각 팬 제어 장치의 일 실시 형태의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시하는 차체 컨트롤러의 제어부의 구성을 설명하는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시하는 제1 설정부에서의 메인 펌프 토출 압력과 목표 팬 회전수와의 관계를 확대해서 도시하는 도면이다.
도 6은 도 4에 도시하는 제2 설정부에서의 엔진 냉각수 온도와 목표 팬 회전수와의 관계를 확대해서 도시하는 도면이다.
도 7은 도 4에 도시하는 제3 설정부에서의 작동유 온도와 목표 팬 회전수와의 관계를 확대해서 도시하는 도면이다.
도 8은 도 4에 도시하는 제4 설정부에서의 엔진 회전수와 목표 팬 회전수와의 관계를 확대해서 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 건설 기계의 냉각 팬 제어 장치를 실시하기 위한 형태를 도면에 기초하여 설명한다.
본 발명에 따른 건설 기계의 냉각 팬 제어 장치의 일 실시 형태는, 건설 기계, 예를 들어 도 1에 도시하는 유압 셔블(1)에 적용된다. 이 유압 셔블(1)은, 주행체(2)와, 이 주행체(2)의 상측에 배치되고, 선회 프레임(3a)을 갖는 선회체(3)와, 이 주행체(2)와 선회체(3)와의 사이에 개재되어, 선회체(3)를 선회시키는 선회 장치(3A)와, 선회체(3)의 전방에 설치되어서 상하 방향으로 회전하는 프론트 작업기(4)로 구성되어 있다.
이 프론트 작업기(4)는, 기단부가 선회 프레임(3a)에 회전 가능하게 설치되어서 상하 방향으로 회전하는 붐(4A)과, 이 붐(4A)의 선단에 회전 가능하게 설치된 아암(4B)과, 이 아암(4B)의 선단에 회전 가능하게 설치된 버킷(4C)으로 구성되어 있다. 상술한 선회체(3)는, 예를 들어 차체의 후방에 배치되어, 차체의 밸런스를 유지하는 카운터 웨이트(5)와, 차체의 전방 좌측에 배치되어, 프론트 작업기(4)를 조작하는 조작자가 승차하는 캡(6)과, 이들 카운터 웨이트(5)와 캡(6)의 사이에 배치된 엔진 룸(7)과, 이 엔진 룸(7)의 상부에 설치되어, 차체의 상부의 외장을 형성하는 차체 커버(8)를 구비하고 있다. 또한, 선회체(3)에는, 도시되지 않았지만, 외기를 내부에 유입시키는 흡기구가 설치되어 있다.
선회체(3)는, 도 2, 도 3에 도시한 바와 같이 차체의 동작을 제어하는 차체 컨트롤러(10)와, 엔진 룸(7) 내에 저장된 엔진(11)과, 이 엔진(11)에 공급하는 공기를 과급하는 터보 차저(도시하지 않음)와, 엔진(11)의 출력축에 접속되어, 엔진(11)에 의해 구동되는 메인 펌프(12)와, 이 메인 펌프(12)에 관로(41)를 통해서 접속되고, 메인 펌프(12)로부터 토출된 작동유의 흐름을 제어하는 컨트롤 밸브(13)를 구비하고 있다. 이 컨트롤 밸브(13)는, 도시되지 않았지만, 스트로크함으로써 액추에이터에 있어서의 작동유의 흐름 방향 및 유량을 제어하는 메인 스풀을 갖고 있다.
또한, 선회체(3)는, 컨트롤 밸브(13)로부터 공급되는 작동유에 의해 동작하는 액추에이터를 구비하고 있고, 이 액추에이터는, 선회체(3)와 붐(4A)을 접속하여, 신축함으로써 붐(4A)을 회전시키는 붐 실린더(4a)와, 붐(4A)의 상측에 배치됨과 함께 붐(4A)과 아암(4B)을 접속하여, 신축함으로써 아암(4B)을 회전시키는 아암 실린더(4b)와, 아암(4B)과 버킷(4C)을 접속하여, 신축함으로써 버킷(4C)을 회전시키는 버킷 실린더(4c)를 포함하고 있다.
또한, 선회체(3)는, 엔진(11)의 전방 우측에 배치되어, 엔진(11)에 공급되는 연료를 저장하는 연료 탱크(15)와, 이 연료 탱크(15)의 후방에 배치되어, 메인 펌프(12)에 흡입되는 작동유를 저장하는 작동유 탱크(16)와, 엔진(11)의 좌측에 배치되어, 엔진(11)을 냉각하는 엔진 냉각수를 냉각하는 라디에이터(17)와, 이 라디에이터(17)의 후방에 인접해서 배치되어, 터보 차저에 의해 과급된 공기를 냉각하는 인터쿨러(18)를 구비하고 있다. 그리고, 엔진(11)과 라디에이터(17)는, 관로(42a, 42b)로 접속되어 있고, 라디에이터(17)에서 냉각된 엔진 냉각수가 관로(42a, 42b)를 유통해서 엔진(11)과 라디에이터(17)와의 사이에서 순환하도록 되어 있다.
선회체(3)는, 라디에이터(17)와 캡(6)의 사이에 배치되어, 메인 펌프(12)로부터 토출된 작동유를 냉각하는 오일 쿨러(19)를 구비하고 있다. 이 오일 쿨러(19)와 컨트롤 밸브(13)는 관로(43a)로 접속되고, 오일 쿨러(19)와 작동유 탱크(16)는 관로(43b)로 접속되어 있다. 따라서, 붐 실린더(4a), 아암 실린더(4b) 및 버킷 실린더(4c)로부터 컨트롤 밸브(13)에 복귀된 작동유는, 관로(43a)를 통해서 오일 쿨러(19)에 유입해서 냉각되어, 관로(43b)를 유통해서 작동유 탱크(16)에 복귀되도록 되어 있다.
또한, 선회체(3)는, 엔진(11)의 라디에이터(17)측의 측부에 설치되고, 엔진(11)의 구동력에 의해 회전함으로써 발생한 냉각풍에 의해 라디에이터(17) 내를 순환하는 엔진 냉각수나 인터쿨러(18) 내의 공기를 냉각하는 제1 냉각 팬(20)과, 엔진(11)으로부터 독립해서 설치되어, 회전함으로써 발생한 냉각풍에 의해 오일 쿨러(19) 내를 순환하는 작동유를 냉각하는 제2 냉각 팬(21)을 구비하고 있다.
본 실시 형태에서는, 컨트롤 밸브(13)는, 냉각 팬(21)이 회전해서 생기는 냉각풍의 유로에 배치되어 있다. 예를 들어, 컨트롤 밸브(13)는, 엔진(11)의 전방에 배치되고, 냉각 팬(21)은 오일 쿨러(19)의 측면 중 컨트롤 밸브(13)측에 팬 슈라우드(22)를 개재해서 설치됨으로써, 이 컨트롤 밸브(13)에 대향하도록 배치되어 있다.
본 실시 형태는, 냉각 팬(21)의 구동에 관련하는 후술하는 상태량을 검출하는 검출부와, 이 검출부에 의해 검출된 상태량에 기초하여, 냉각 팬(21)의 회전수를 제어하는 제어부(10a)를 구비하고 있다. 구체적으로는, 상술한 냉각 팬(21)의 구동에 관련하는 상태량(도 4 참조)은, 메인 펌프 토출 압력(P), 엔진 냉각수 온도(Tw), 작동유 온도(To) 및 엔진 회전수(E)를 포함하고, 검출부는, 메인 펌프 토출 압력(P)을 검출하는 메인 펌프 토출 압력 센서(25)와, 엔진 냉각수 온도(Tw)를 검출하는 엔진 냉각수 온도 센서(26)와, 작동유 온도(To)를 검출하는 작동유 온도 센서(27)와, 엔진 회전수(E)를 검출하는 엔진 회전수 센서(28)를 포함하고 있다.
메인 펌프 토출 압력 센서(25)는, 메인 펌프(12)와 컨트롤 밸브(13)를 접속하는 관로(41)에 설치되고, 엔진 냉각수 온도 센서(26)는 엔진(11)과 라디에이터(17)를 접속하는 관로(42b)에 설치되어 있다. 또한, 작동유 온도 센서(27)는, 오일 쿨러(19)와 작동유 탱크(16)를 접속하는 관로(43b)에 설치되고, 엔진 회전수 센서(28)는 엔진(11)에 설치되어 있다. 상술한 제어부(10a)는 차체 컨트롤러(10) 내에 저장되어 있다.
제어부(10a)는, 메인 펌프 토출 압력 센서(25)에 의해 검출된 메인 펌프 토출 압력(P), 엔진 냉각수 온도 센서(26)에 의해 검출된 엔진 냉각수 온도(Tw), 작동유 온도 센서(27)에 의해 검출된 작동유 온도(To) 및 엔진 회전수 센서(28)에 의해 검출된 엔진 회전수(E)에 따라서 냉각 팬(21)의 회전수를 제어하도록 하고 있다. 그리고, 제어부(10a)에 의해 제어된 회전수로 냉각 팬(21)이 회전함으로써, 외기가 냉각풍으로서 선회체(3)의 흡기구로부터 내부로 도입되어, 그때 오일 쿨러(19)를 냉각하고, 그 후 컨트롤 밸브(13)측을 향해서 송풍된다.
본 실시 형태는, 메인 펌프(12)에 의해 구동되는 팬 펌프(31)와, 이 팬 펌프(31)로부터 토출된 작동유에 의해 냉각 팬(21)을 회전시키는 유압 모터(32)와, 이들 팬 펌프(31)와 유압 모터(32)를 접속하여, 작동유를 팬 펌프(31)로부터 유압 모터(32)에 유통시키는 관로(44a)와, 유압 모터(32)와 작동유 탱크(16)를 접속하여, 작동유를 유압 모터(32)로부터 작동유 탱크(16)에 복귀시키는 관로(44b)와, 이들 관로(44a, 44b)에 설치되어, 제어부(10a)에 의한 제어 지령에 따라서 팬 펌프(31)로부터 토출된 작동유의 유량을 제어하는 팬 밸브(33)와, 팬 펌프(31)로부터 유압 모터(32)를 향해서 팬 밸브(33) 내를 유통하는 작동유의 압력을 검출하는 팬 밸브 압력 센서(34)를 구비하고 있다. 이 팬 밸브 압력 센서(34)는, 팬 펌프(31)와 유압 모터(32)를 접속하는 관로(44a)에 설치되어, 검출한 압력을 제어부(10a)에 입력하도록 하고 있다.
팬 밸브(33)는, 일단부가 관로(44a)에 접속됨과 함께, 타단부가 관로(44b)에 접속되어, 관로(44a) 내의 압력이 관로(44b) 내의 압력보다도 낮을 때 개방되어 작동유를 관로(44b)로부터 관로(44a)에 복귀시키는 체크 밸브(35)와, 일단부가 관로(44a)에 접속됨과 함께, 타단부가 관로(44b)에 접속되어, 작동유를 관로(44a)로부터 관로(44b)에 흘려서 관로(44a) 내의 압력을 설정된 릴리프 압으로 제한하는 릴리프 밸브(36)와, 제어부(10a)에 의한 제어 지령을 받아서 릴리프 밸브(36)의 릴리프 압을 변경하는 전자 비례 밸브(37)를 갖고, 이 릴리프 밸브(36) 및 전자 비례 밸브(37)에는, 관로(44a) 내의 작동유가 교축 밸브를 통해서 공급되도록 되어 있다.
제어부(10a)는, 도 4에 도시한 바와 같이 메인 펌프 토출 압력(P)과 목표 팬 회전수(Np)와의 관계가 미리 설정된 제1 설정부(51)와, 이 제1 설정부(51)에서 설정된 메인 펌프 토출 압력(P)과 목표 팬 회전수(Np)와의 관계와, 메인 펌프 토출 압력 센서(25)에 의해 검출된 메인 펌프 토출 압력(P)에 기초하여 목표 팬 회전수(Np)를 연산하는 제1 연산부(도시하지 않음)를 갖고 있다. 또한, 제어부(10a)는, 엔진 냉각수 온도(Tw)와 목표 팬 회전수(Nw)와의 관계가 미리 설정된 제2 설정부(52)와, 이 제2 설정부(52)에서 설정된 엔진 냉각수 온도(Tw)와 목표 팬 회전수(Nw)와의 관계와, 엔진 냉각수 온도 센서(26)에 의해 검출된 엔진 냉각수 온도(Tw)에 기초하여 목표 팬 회전수(Nw)를 연산하는 제2 연산부(도시하지 않음)를 갖고 있다.
또한, 제어부(10a)는, 작동유 온도(To)와 목표 팬 회전수(No)와의 관계가 미리 설정된 제3 설정부(53)와, 이 제3 설정부(53)에서 설정된 작동유 온도(To)와 목표 팬 회전수(No)와의 관계와, 작동유 온도 센서(27)에 의해 검출된 작동유 온도(To)에 기초하여 목표 팬 회전수(No)를 연산하는 제3 연산부(도시하지 않음)를 갖고 있다. 또한, 제어부(10a)는, 엔진 회전수(E)와 목표 팬 회전수(Ne)와의 관계가 미리 설정된 제4 설정부(54)와, 이 제4 설정부(54)에서 설정된 엔진 회전수(E)와 목표 팬 회전수(Ne)와의 관계와, 엔진 회전수 센서(28)에 의해 검출된 엔진 회전수(E)에 기초하여 목표 팬 회전수(Ne)를 연산하는 제4 연산부(도시하지 않음)를 갖고 있다.
그리고, 제어부(10a)는, 제1 연산부에 의해 연산된 목표 팬 회전수(Np), 제2 연산부에 의해 연산된 목표 팬 회전수(Nw), 및 제3 연산부에 의해 연산된 목표 팬 회전수(No)를 비교해서 가장 큰 목표 팬 회전수를 선택하고, 이 선택한 목표 팬 회전수와 제4 연산부에 의해 연산된 목표 팬 회전수(Ne)를 비교해서 가장 작은 목표 팬 회전수를 최종 목표 팬 회전수(N)로서 선택하는 선택부(60)를 포함하고 있다.
구체적으로는, 이 선택부(60)는, 예를 들어 엔진 냉각수 온도 센서(26)에 의해 검출된 엔진 냉각수 온도(Tw)가 소정의 제1 온도(T1) 이하(도 6 참조), 작동유 온도 센서(27)에 의해 검출된 작동유 온도(To)가 소정의 제2 온도(T2) 이하(도 7 참조) 및 메인 펌프 토출 압력 센서(25)에 의해 검출된 메인 펌프 토출 압력(P)이 소정의 압력(P1) 이상(도 5 참조)일 때, 제1 연산부에 의해 연산된 목표 팬 회전수(Np)를 선택하도록 하고 있다.
여기서, 본 실시 형태에서는, 제1 설정부(51)에서의 메인 펌프 토출 압력(P)과 목표 팬 회전수(Np)와의 관계, 제2 설정부(52)에서의 엔진 냉각수 온도(Tw)와 목표 팬 회전수(Nw)와의 관계, 제3 설정부(53)에서의 작동유 온도(To)와 목표 팬 회전수(No)와의 관계, 및 제4 설정부(54)에서의 엔진 회전수(E)와 목표 팬 회전수(Ne)와의 관계는, 예를 들어 엔진 냉각수 온도(Tw)나 작동유 온도(To)가 고온이 되거나, 또는 엔진(11)의 오버히트 등을 방지하기 위해서, 목표 팬 회전수(Np, Nw, No, Ne)가 메인 펌프 토출 압력(P), 엔진 냉각수 온도(Tw), 작동유 온도(To) 및 엔진 회전수(E)의 상승에 따라서 각각 상승하도록 설정되어 있다.
따라서, 제1 설정부(51)에서의 메인 펌프 토출 압력(P)과 목표 팬 회전수(Np)와의 관계는, 예를 들어 도 5에 도시하는 바와 같이 메인 펌프 토출 압력(P)의 상승에 따라서 목표 팬 회전수(Np)가 미리 지정된 최솟값(예를 들어, 600rpm)에서부터 후술하는 최댓값까지 상승하는 비례 관계로 설정되어 있어, 메인 펌프 토출 압력(P)이 소정의 압력(P1)일 때, 목표 팬 회전수(Np)는 최솟값 600rpm으로 설정되고, 메인 펌프 토출 압력(P)이 소정의 압력(P2(>P1)) 이상일 때, 목표 팬 회전수(Np)는 후술하는 최댓값으로 설정되어 있다.
또한, 제2 설정부(52)에서의 엔진 냉각수 온도(Tw)와 목표 팬 회전수(Nw)와의 관계는, 예를 들어 도 6에 도시하는 바와 같이 엔진 냉각수 온도(Tw)의 상승에 따라서 목표 팬 회전수(Nw)가 최솟값(예를 들어, 600rpm)에서부터 최댓값(예를 들어, 2000rpm)까지 상승하는 비례 관계로 설정되어 있어, 엔진 냉각수 온도(Tw)가 소정의 제1 온도(T1) 이하일 때, 목표 팬 회전수(Nw)는 최솟값 600rpm으로 설정되고, 엔진 냉각수 온도(Tw)가 소정의 제3 온도(T3(>T1)) 이상일 때, 목표 팬 회전수(Nw)는 최댓값 2000rpm으로 설정되어 있다.
또한, 제3 설정부(53)에서의 작동유 온도(To)와 목표 팬 회전수(No)와의 관계는, 예를 들어 도 7에 도시하는 바와 같이 작동유 온도(To)의 상승에 따라서 목표 팬 회전수(No)가 최솟값(예를 들어, 600rpm)에서부터 최댓값(예를 들어, 2000rpm)까지 상승하는 비례 관계로 설정되어 있어, 작동유 온도(To)가 소정의 제2 온도(T2) 이하일 때, 목표 팬 회전수(No)는 최솟값 600rpm으로 설정되고, 작동유 온도(To)가 소정의 제4 온도(T4(>T2)) 이상일 때, 목표 팬 회전수(No)는 최댓값 2000rpm으로 설정되어 있다.
또한, 제4 설정부(54)에서의 엔진 회전수(E)와 목표 팬 회전수(Ne)와의 관계는, 예를 들어 도 8에 도시하는 바와 같이 엔진 회전수(E)의 상승에 따라서 목표 팬 회전수(Ne)가 최솟값(예를 들어, 600rpm)에서부터 최댓값(예를 들어, 2000rpm)까지 상승하는 비례 관계로 설정되어 있어, 엔진 회전수(E)가 소정의 회전수(E1)일 때, 목표 팬 회전수(Ne)는 최솟값 600rpm으로 설정되고, 엔진 회전수(E)가 소정의 회전수(E2(>E1)) 이상일 때, 목표 팬 회전수(Ne)는 최댓값 2000rpm으로 설정되어 있다.
그리고, 본 실시 형태에서는, 제1 설정부(51)에서 설정되는 소정의 압력(P1) 이상의 메인 펌프 토출 압력(P)에 대응한 목표 팬 회전수(Np)는, 제2 설정부(52), 제3 설정부(53) 및 제4 설정부(54)에서 각각 설정되는 목표 팬 회전수(Nw, No, Ne)의 최댓값 2000rpm의 약 절반 정도(예를 들어, 800rpm 내지 1200rpm)로 제한되어 있다. 즉, 상술한 제1 설정부(51)에서의 메인 펌프 토출 압력(P)과 목표 팬 회전수(Np)와의 관계 중, 목표 팬 회전수(Np)의 최댓값은, 800rpm 내지 1200rpm의 범위 내의 값이 되고, 예를 들어 1000rpm으로 설정되어 있다.
또한, 제어부(10a)는, 도 4에 도시한 바와 같이 최종 목표 팬 회전수(N)와 목표 릴리프 압(Pd)과의 관계가 미리 설정된 제5 설정부(55)와, 이 제5 설정부(55)에서 설정된 최종 목표 팬 회전수(N)와 목표 릴리프 압(Pd)과의 관계와, 선택부(60)에 의해 선택된 최종 목표 팬 회전수(N)에 기초하여 목표 릴리프 압(Pd)을 연산하는 제5 연산부(도시하지 않음)를 갖고 있다.
또한, 제어부(10a)는, 목표 릴리프 압(Pd)과 지령 전류값(I)과의 관계가 미리 설정된 제6 설정부(56)와, 이 제6 설정부(56)에서 설정된 목표 릴리프 압(Pd)과 지령 전류값(I)과의 관계와, 제5 연산부에 의해 연산된 목표 릴리프 압(Pd)에 기초하여 지령 전류값(I)을 연산하는 제6 연산부(도시하지 않음)를 갖고, 이 제6 연산부에 의해 연산된 지령 전류값(I)을 팬 밸브(33)의 전자 비례 밸브(37)에 출력하도록 하고 있다.
이어서, 난기 동작이 행하여질 때의 냉각 팬(21)의 회전수 제어에 대해서 상세하게 설명한다.
본 실시 형태에서는, 메인 펌프 토출 압력 센서(25), 엔진 냉각수 온도 센서(26), 작동유 온도 센서(27) 및 엔진 회전수 센서(28)는, 냉각 팬(21)의 구동에 관련하는 상태량으로서, 메인 펌프 토출 압력(P), 엔진 냉각수 온도(Tw), 작동유 온도(To) 및 엔진 회전수(E)를 각각 검출하고 있다.
여기서, 유압 셔블(1)이, 엔진 냉각수 온도(Tw) 및 작동유 온도(To)가 낮아지기 쉬운 한랭지 등의 환경에 놓여 있을 때는, 차체의 동작을 양호한 상태로 하기 위해서, 난기 동작으로서, 예를 들어 프론트 작업기(4)의 버킷(4C)을 클라우드 방향으로 움직이게 해서 메인 펌프(12)의 부하를 높이는 버킷 클라우드 릴리프가 행하여진다. 이에 의해, 메인 펌프 토출 압력(P)이 상승하여, 메인 펌프 토출 압력 센서(25)에 의해 검출된 메인 펌프 토출 압력(P)이, 예를 들어 소정의 압력(P1) 이상으로 되었을 때, 차체 컨트롤러(10)에 있어서의 제어부(10a)의 제1 연산부는, 제1 설정부(51)에서 설정된 메인 펌프 토출 압력(P)과 목표 팬 회전수(Np)와의 관계와, 메인 펌프 토출 압력 센서(25)에 의해 검출된 메인 펌프 토출 압력(P)(≥P1)으로부터 목표 팬 회전수(Np)(600rpm≤Np≤1000rpm)를 구한다.
또한, 버킷 클라우드 릴리프에는 엔진 회전수(E)도 상승시키게 되므로, 엔진회전수 센서(28)에 의해 검출된 엔진 회전수(E)가, 예를 들어 소정의 회전수(E2) 이상으로 되었을 때, 차체 컨트롤러(10)에 있어서의 제어부(10a)의 제4 연산부는, 제4 설정부(54)에서 설정된 엔진 회전수(E)와 목표 팬 회전수(Ne)와의 관계와, 엔진 회전수 센서(28)에 의해 검출된 엔진 회전수(E)(≥E2)로부터 목표 팬 회전수(Ne)(최댓값 2000rpm)를 구한다.
한편, 엔진 냉각수 온도 센서(26)에 의해 검출된 엔진 냉각수 온도(Tw)는, 소정의 제1 온도(T1) 이하이므로, 차체 컨트롤러(10)에 있어서의 제어부(10a)의 제2 연산부는, 제2 설정부(52)에서 설정된 엔진 냉각수 온도(Tw)와 목표 팬 회전수(Nw)와의 관계와, 엔진 냉각수 온도 센서(26)에 의해 검출된 엔진 냉각수 온도(Tw(≤T1))로부터 목표 팬 회전수(Nw)(최솟값 600rpm)를 구한다. 또한, 작동유 온도 센서(27)에 의해 검출된 작동유 온도(To)는, 소정의 제2 온도(T2) 이하이므로, 차체 컨트롤러(10)에 있어서의 제어부(10a)의 제3 연산부는, 제3 설정부(53)에서 설정된 작동유 온도(To)와 목표 팬 회전수(No)와의 관계와, 작동유 온도 센서(27)에 의해 검출된 작동유 온도(To(≤T2))로부터 목표 팬 회전수(No)(최솟값 600rpm)를 구한다.
이어서, 차체 컨트롤러(10)의 제어부(10a)의 선택부(60)는, 제1 연산부에 의해 연산된 목표 팬 회전수(Np)(600rpm≤Np≤1000rpm), 제2 연산부에 의해 연산된 목표 팬 회전수(Nw)(최솟값 600rpm), 및 제3 연산부에 의해 연산된 목표 팬 회전수(No)(최솟값 600rpm)를 비교함으로써, 가장 큰 목표 팬 회전수인 제1 연산부에 의해 연산된 목표 팬 회전수(Np)(600rpm≤Np≤1000rpm)를 선택한다. 그 후, 선택부(60)는, 이 선택한 목표 팬 회전수(Np)(600rpm≤Np≤1000rpm)와 제4 연산부에 의해 연산된 목표 팬 회전수(Ne)(최댓값 2000rpm)를 비교해서 가장 작은 목표 팬 회전수인 제1 연산부에 의해 연산된 Np(600rpm≤Np≤1000rpm)를 최종 목표 팬 회전수(N)로서 선택한다. 즉, 선택부(60)는 메인 펌프 토출 압력(P)에 대응한 목표 팬 회전수(Np)를 최종 목표 팬 회전수(N)로서 선택한다.
이어서, 차체 컨트롤러(10)의 제어부(10a)의 제5 연산부는, 제5 설정부(55)에서 설정된 최종 목표 팬 회전수(N)와 목표 릴리프 압(Pd)과의 관계와, 선택부(60)에 의해 선택된 최종 목표 팬 회전수(N)로부터 목표 릴리프 압(Pd)을 연산한다. 그리고, 차체 컨트롤러(10)의 제어부(10a)의 제6 연산부는, 제6 설정부(56)에서 설정된 목표 릴리프 압(Pd)과 지령 전류값(I)의 관계와, 제5 연산부에 의해 연산된 목표 릴리프 압(Pd)으로부터 지령 전류값(I)을 연산한 후, 이 연산한 지령 전류값(I)을 팬 밸브(33)의 전자 비례 밸브(37)에 출력한다.
이에 의해, 전자 비례 밸브(37)는, 입력된 지령 전류값(I)에 따라서 릴리프 밸브(36)의 릴리프 압을 변경하면, 팬 펌프(31)와 유압 모터(32)를 접속하는 관로(44a) 내의 압력이 변경된 릴리프 압으로 조정되므로, 유압 모터(32)는, 냉각 팬(21)을 메인 펌프 토출 압력(P)에 대응한 회전수로 회전시킨다. 따라서, 냉각 팬(21)에 의해 흡기구로부터 선회체(3) 내에 도입되어서 발생한 냉각풍이 오일 쿨러(19) 및 컨트롤 밸브(13)에 보내진다.
이렇게 구성한 본 실시 형태에 따르면, 차체 컨트롤러(10)에 있어서의 제어부(10a)는, 엔진 냉각수 온도(Tw)가 소정의 제1 온도(T1) 이하 및 작동유 온도(To)가 소정의 제2 온도(T2) 이하의 저온도이어도, 난기 동작으로서 행하여지는 버킷 클라우드 릴리프에 의한 메인 펌프 토출 압력(P)의 상승에 따라, 냉각 팬(21)의 회전수를 최솟값 600rpm보다도 상승시킬 수 있으므로, 선회체(3) 내에서 냉각 팬(21)에 의해 발생한 냉각풍을 냉각 팬(21)에 대향하는 컨트롤 밸브(13)에 보냄으로써, 컨트롤 밸브(13) 내에서 발생한 열을 충분히 발산시킬 수 있다.
따라서, 컨트롤 밸브(13) 중 작동유가 유통하는 유로 부근의 열의 발생이 억제되어, 이 유로 부근과 그 밖의 부분과의 온도 차를 완화할 수 있으므로, 난기 동작에 의한 컨트롤 밸브(13) 내의 열팽창 등의 열영향을 억제할 수 있다. 이에 의해, 컨트롤 밸브(13) 내의 메인 스풀을 원활하게 스트로크시킬 수 있으므로, 메인 스풀의 스틱을 회피할 수 있고, 프론트 작업기(4)의 조작 성능을 높게 유지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태는, 엔진 냉각수 온도(Tw) 및 작동유 온도(To)가 낮아지기 쉬운 한랭지 등의 환경에서 버킷 클라우드 릴리프가 행하여졌을 때는, 선택부(60)에 의해 메인 펌프 토출 압력(25)에 대응한 목표 팬 회전수(Np)가 냉각 팬(21)의 회전수로서 선택되지만, 버킷 클라우드 릴리프가 종료되어 실제로 유압 셔블(1)로 굴삭 등의 작업이 행해짐으로써, 엔진 냉각수 온도(Tw) 및 작동유 온도(To)가 상승했을 때는, 제2 연산부 및 제3 연산부에 의해 연산되는 목표 팬 회전수(Nw, No)가 제1 연산부에 의해 연산되는 목표 팬 회전수(Np)의 상한(1000rpm)보다도 커지므로, 선택부(60)에 의해 엔진 냉각수 온도(Tw), 작동유 온도(To) 및 엔진 회전수(E) 중 어느 하나에 대응한 목표 팬 회전수가 최종 목표 팬 회전수(N)로서 선택된다. 따라서, 차체 컨트롤러(10)의 제어부(10a)는, 선택부(60)에 의해 버킷 클라우드 릴리프의 종료 전후에 있어서 냉각 팬(21)의 회전수를 각 상태량에 대응한 목표 팬 회전수로 원활하게 전환할 수 있다. 이에 의해, 버킷 클라우드 릴리프가 종료된 직후라도, 냉각 팬(21)의 안정된 동작 상태가 얻어지므로, 유압 셔블(1)에 의한 굴삭 등의 작업에 신속히 착수할 수 있다.
또한, 본 실시 형태는, 엔진 냉각수 온도(Tw) 및 작동유 온도(To)가 낮아지기 쉬운 한랭지 등의 환경에서 버킷 클라우드 릴리프가 행하여지고, 메인 펌프 토출 압력 센서(25)에 의해 검출되는 메인 펌프 토출 압력(P)이 소정의 압력(P1) 이상으로 상승하면, 상술한 바와 같이 차체 컨트롤러(10)에 있어서의 제어부(10a)의 선택부(60)는, 제2 내지 제4 설정부(52 내지 54)에서의 엔진 냉각수 온도(Tw), 작동유 온도(To) 및 엔진 회전수(E)에 대응한 목표 팬 회전수(Nw)(최솟값 600rpm), No(최솟값 600rpm), Ne(최댓값 2000rpm)보다도, 제1 설정부(51)에서의 메인 펌프 토출 압력(P)에 대응한 목표 팬 회전수(Np)(600rpm≤Np≤2000rpm)를 우선해서 선택한다. 이에 의해, 팬 밸브(33)의 전자 비례 밸브(37) 및 릴리프 밸브(36)가 작동하여, 팬 펌프(31)와 유압 모터(32)를 접속하는 관로(44a) 내의 압력이 높아지고, 유압 모터(32)의 구동력이 증가하므로, 냉각 팬(21)의 회전수를 메인 펌프 토출 압력(P)의 상승에 따라서 용이하게 제어할 수 있다. 따라서, 버킷 클라우드 릴리프에 의한 컨트롤 밸브(13) 내의 열 발산에 적합한 유량의 냉각풍을 컨트롤 밸브(13)에 적확하게 보낼 수 있으므로, 컨트롤 밸브(13) 내의 열 발산 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태는, 제1 설정부(51)에서 설정되는 소정의 압력(P1) 이상의 메인 펌프 토출 압력(P)에 대응한 목표 팬 회전수(Np)에는 상한이 1000rpm으로 설정되어 있으므로, 난기 동작으로서 버킷 클라우드 릴리프가 행하여져, 제어부(10a)에 의해 메인 펌프 토출 압력(P)에 대응해서 냉각 팬(21)의 회전수가 제어되어도, 냉각 팬(21)은 이 1000rpm보다도 큰 회전수로 회전하지 않는다. 즉, 버킷 클라우드 릴리프에 의한 컨트롤 밸브(13) 내의 열 발산에 대하여 필요 충분한 범위에서 냉각 팬(21)을 회전시킬 수 있다. 이에 의해, 냉각 팬(21)의 회전 동작에 따라 엔진(11)에 가해지는 부하를 경감할 수 있으므로, 유압 셔블(1)의 연비 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 상술한 본 실시 형태는, 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해서 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 어떤 실시 형태의 구성의 일부를 다른 실시 형태의 구성으로 치환하는 것이 가능하고, 또한 어떤 실시 형태의 구성에 다른 실시 형태의 구성을 첨가하는 것도 가능하다.
1 : 유압 셔블(건설 기계) 3 : 선회체
3A : 선회 장치 4 : 프론트 작업기
4A : 붐 4B : 아암
4C : 버킷 4a : 붐 실린더
4b : 아암 실린더 4c : 버킷 실린더
10 : 차체 컨트롤러 10a : 제어부
11 : 엔진 12 : 메인 펌프
13 : 컨트롤 밸브 17 : 라디에이터
18 : 인터쿨러 19 : 오일 쿨러
20, 21 : 냉각 팬 25 : 메인 펌프 토출 압력 센서
26 : 엔진 냉각수 온도 센서 27 : 작동유 온도 센서
28 : 엔진 회전수 센서 31 : 팬 펌프
32 : 유압 모터 33 : 팬 밸브
34 : 팬 밸브 압력 센서 35 : 체크 밸브
36 : 릴리프 밸브 37 : 전자 비례 밸브
41, 42a, 42b, 43a, 43b, 44a, 44b : 관로
51 : 제1 설정부 52 : 제2 설정부
53 : 제3 설정부 54 : 제4 설정부
55 : 제5 설정부 56 : 제6 설정부
60 : 선택부

Claims (4)

  1. 엔진(11)과, 이 엔진(11)에 의해 구동되는 메인 펌프(12)와, 이 메인 펌프(12)로부터 토출된 작동유의 흐름을 제어하는 컨트롤 밸브(13)와, 이 컨트롤 밸브(13)로부터 공급되는 작동유에 의해 동작하는 액추에이터(4a, 4b, 4c)와, 상기 엔진(11)을 냉각하는 엔진 냉각수를 냉각하는 라디에이터(17)와, 상기 메인 펌프(12)로부터 토출된 작동유를 냉각하는 오일 쿨러(19)와, 회전함으로써 발생한 냉각풍에 의해 상기 라디에이터(17) 내를 순환하는 엔진 냉각수를 냉각하는 제1 냉각 팬(20)과, 상기 엔진(11)으로부터 독립해서 설치되어, 회전함으로써 발생한 냉각풍에 의해 상기 오일 쿨러(19) 내를 순환하는 작동유를 냉각하는 제2 냉각 팬(21)을 구비한 건설 기계(1)에 설치되고,
    상기 냉각 팬(21)의 구동에 관련하는 상태량을 검출하는 검출부(25, 26, 27, 28)와, 이 검출부(25, 26, 27, 28)에 의해 검출된 상태량에 기초하여, 상기 제2 냉각 팬(21)의 회전수를 제어하는 제어부(10a)를 구비하고, 상기 상태량은, 엔진 냉각수 온도, 작동유 온도 및 엔진 회전수를 포함하고, 상기 검출부(25, 26, 27, 28)는, 엔진 냉각수 온도를 검출하는 엔진 냉각수 온도 센서(26)와, 작동유 온도를 검출하는 작동유 온도 센서(27)와, 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 센서(28)를 포함하는 건설 기계(1)의 냉각 팬 제어 장치에 있어서,
    상기 상태량으로서, 메인 펌프 토출 압력을 포함함과 함께,
    상기 검출부(25, 26, 27, 28)로서, 메인 펌프 토출 압력을 검출하는 메인 펌프 토출 압력 센서(25)를 포함하고,
    상기 컨트롤 밸브(13)는, 상기 제2 냉각 팬(21)이 회전해서 발생하는 냉각풍의 유로에 배치되고,
    상기 제어부(10a)는,
    상기 메인 펌프 토출 압력 센서(25)에 의해 검출된 메인 펌프 토출 압력, 상기 엔진 냉각수 온도 센서(26)에 의해 검출된 엔진 냉각수 온도, 상기 작동유 온도 센서(27)에 의해 검출된 작동유 온도 및 상기 엔진 회전수 센서(28)에 의해 검출된 엔진 회전수에 따라서 상기 제2 냉각 팬(21)의 회전수를 제어하고,
    상기 제어부(10a)는, 메인 펌프 토출 압력과 목표 팬 회전수와의 관계가 미리 설정된 제1 설정부(51)와,
    이 제1 설정부(51)에서 설정된 메인 펌프 토출 압력과 목표 팬 회전수와의 관계와, 상기 메인 펌프 토출 압력 센서(25)에 의해 검출된 메인 펌프 토출 압력에 기초하여 목표 팬 회전수를 연산하는 제1 연산부와,
    엔진 냉각수 온도와 목표 팬 회전수와의 관계가 미리 설정된 제2 설정부(52)와,
    이 제2 설정부(52)에서 설정된 엔진 냉각수 온도와 목표 팬 회전수와의 관계와, 상기 엔진 냉각수 온도 센서(26)에 의해 검출된 엔진 냉각수 온도에 기초하여 목표 팬 회전수를 연산하는 제2 연산부와,
    작동유 온도와 목표 팬 회전수와의 관계가 미리 설정된 제3 설정부(53)와,
    이 제3 설정부(53)에서 설정된 작동유 온도와 목표 팬 회전수와의 관계와, 상기 작동유 온도 센서(27)에 의해 검출된 작동유 온도에 기초하여 목표 팬 회전수를 연산하는 제3 연산부와,
    엔진 회전수와 목표 팬 회전수와의 관계가 미리 설정된 제4 설정부(54)와,
    이 제4 설정부(54)에서 설정된 엔진 회전수와 목표 팬 회전수와의 관계와, 상기 엔진 회전수 센서(28)에 의해 검출된 엔진 회전수에 기초하여 목표 팬 회전수를 연산하는 제4 연산부와,
    상기 제1 연산부에 의해 연산된 목표 팬 회전수, 상기 제2 연산부에 의해 연산된 목표 팬 회전수 및 상기 제3 연산부에 의해 연산된 목표 팬 회전수를 비교해서 가장 큰 목표 팬 회전수를 선택하고, 이 선택한 목표 팬 회전수와 상기 제4 연산부에 의해 연산된 목표 팬 회전수를 비교해서 가장 작은 목표 팬 회전수를 선택하는 선택부(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 건설 기계(1)의 냉각 팬 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 선택부(60)는,
    상기 엔진 냉각수 온도 센서(26)에 의해 검출된 엔진 냉각수 온도가 소정의 제1 온도 이하, 상기 작동유 온도 센서(27)에 의해 검출된 작동유 온도가 소정의 제2 온도 이하 및 상기 메인 펌프 토출 압력 센서(25)에 의해 검출된 메인 펌프 토출 압력이 소정의 압력 이상일 때, 상기 제1 연산부에 의해 연산된 목표 팬 회전수를 선택하는 것을 특징으로 하는, 건설 기계(1)의 냉각 팬 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 설정부(51)에서 설정되는 상기 소정의 압력 이상의 메인 펌프 토출 압력에 대응한 목표 팬 회전수는, 상기 제2 설정부(52), 상기 제3 설정부(53) 및 상기 제4 설정부(54)에서 각각 설정되는 목표 팬 회전수의 최댓값의 절반 정도로 제한된 것을 특징으로 하는, 건설 기계(1)의 냉각 팬 제어 장치.
  4. 삭제
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017100535A (ja) * 2015-12-01 2017-06-08 日本車輌製造株式会社 オイルクーラファンの制御方法
JP6357492B2 (ja) * 2016-02-10 2018-07-11 日立建機株式会社 建設機械
WO2017154188A1 (ja) * 2016-03-10 2017-09-14 日立建機株式会社 建設機械
CN106224073B (zh) * 2016-08-31 2019-04-09 北京新能源汽车股份有限公司 一种双风扇转速控制方法、装置及汽车
US10214073B2 (en) * 2017-03-13 2019-02-26 Cnh Industrial America Llc Airflow control system for an agricultural machine
JP6992479B2 (ja) * 2017-12-15 2022-01-13 トヨタ自動車株式会社 冷却装置の異常診断装置
EP3674566B1 (en) * 2018-09-21 2022-08-10 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Hydraulic drive fan control device
CN109798283A (zh) * 2019-01-21 2019-05-24 江苏大学 一种远程控制多保护逻辑功能集中泵站
CN110617253B (zh) * 2019-10-10 2024-04-12 中车资阳机车有限公司 一种液力传动机车用集成化冷却装置
JP7321900B2 (ja) * 2019-11-18 2023-08-07 株式会社クボタ 旋回作業機
CN112228204A (zh) * 2020-10-29 2021-01-15 四川邦立重机有限责任公司 抓料机、挖掘机自适应独立冷却方法及系统
CN112963237B (zh) * 2021-03-17 2022-04-26 潍柴动力股份有限公司 一种检测电控硅油离合器的运行状态的方法、装置和设备
CN113530660A (zh) * 2021-07-27 2021-10-22 上海华兴数字科技有限公司 电控硅油风扇控制方法及系统
CN113833049A (zh) * 2021-09-27 2021-12-24 国机重工集团常林有限公司 一种电动挖掘机散热系统
CN116447184B (zh) * 2023-06-20 2023-09-12 中联重科股份有限公司 液压系统控制方法、计算机设备及机器可读存储介质

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3659419A (en) * 1969-10-13 1972-05-02 Hitachi Construction Machinery Hydraulic circuit of hydraulically driven vehicle
JPH05171934A (ja) * 1991-12-24 1993-07-09 Toyota Motor Corp 統合型油圧供給装置に於ける油圧駆動式冷却ファン装置の回転数制御装置
JPH1068142A (ja) * 1996-08-28 1998-03-10 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 建設機械の冷却装置
JPH11241369A (ja) * 1998-02-25 1999-09-07 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 建設機械の冷却装置
JPH11269917A (ja) 1998-03-26 1999-10-05 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 建設機械の冷却装置
JP2000303838A (ja) * 1999-04-23 2000-10-31 Hitachi Constr Mach Co Ltd エンジン負荷制御装置
JP4285866B2 (ja) * 1999-12-22 2009-06-24 株式会社小松製作所 油圧駆動冷却ファン
JP2005069203A (ja) * 2003-08-28 2005-03-17 Tcm Corp 産業用車両の冷却装置
JP2006063882A (ja) * 2004-08-26 2006-03-09 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械
KR101134275B1 (ko) 2005-04-07 2012-04-12 히다찌 겐끼 가부시키가이샤 건설 기계의 냉각 장치
JP4322841B2 (ja) * 2005-05-20 2009-09-02 日立建機株式会社 建設機械の冷却系統監視装置
KR101139887B1 (ko) 2005-08-29 2012-05-02 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 유압식 구동 팬을 위한 제어 장치
JP4573751B2 (ja) 2005-11-02 2010-11-04 日立建機株式会社 走行式作業機械の冷却ファン駆動装置
JP4725345B2 (ja) * 2006-02-08 2011-07-13 日立建機株式会社 油圧駆動式産業機械
CN101978145A (zh) * 2008-03-25 2011-02-16 株式会社小松制作所 风扇驱动控制装置及建筑机械
ATE503092T1 (de) * 2009-06-29 2011-04-15 Voegele Ag J Selbstfahrende maschine
JP5518589B2 (ja) * 2010-06-18 2014-06-11 日立建機株式会社 作業機械
US9228599B2 (en) * 2010-09-02 2016-01-05 Volvo Construction Equipment Ab Hydraulic circuit for construction equipment
JP5074571B2 (ja) 2010-10-26 2012-11-14 株式会社小松製作所 作業車両および作業車両の制御方法
CN102562248B (zh) * 2012-03-08 2014-04-16 中联重科股份有限公司 液压行走机械的冷却系统及其冷却方法、液压挖掘机

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