特許 6819473 ファン制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6819473

(24)【登録日】2021年1月6日

(45)【発行日】2021年1月27日

(54)【発明の名称】ファン制御装置

(51)【国際特許分類】

   F01P 7/04 20060101AFI20210114BHJP

【ＦＩ】

   F01P7/04 N

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-113981(P2017-113981)

(22)【出願日】2017年6月9日

(65)【公開番号】特開2018-204588(P2018-204588A)

(43)【公開日】2018年12月27日

【審査請求日】2020年1月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000246273

【氏名又は名称】コベルコ建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100118049

【弁理士】

【氏名又は名称】西谷 浩治

(72)【発明者】

【氏名】廣澤 允紀

(72)【発明者】

【氏名】仙石 敬範

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 洋一郎

【審査官】 小林 勝広

(56)【参考文献】

【文献】 韓国公開特許第１０−２００６−００９４３２７（ＫＲ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３０３８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−２１１２６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｒ １６／００−１７／０２

Ｆ０１Ｐ １／００−１１／２０

Ｆ０２Ｂ ３３／００−４１／１０

Ｆ０２Ｄ １３／００−２９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンと、前記エンジンの動力により作動する負荷装置と、エンジン冷却水を冷却する冷却器と前記エンジンを過給する過給器とを備える建設機械のファン制御装置であって、
前記冷却器に送風する冷却ファンと、
前記冷却ファンを回転させる駆動部と、
前記エンジンの動力により作動し、前記冷却ファンの動力を前記駆動部に供給する動力源と、
前記動力源が前記駆動部に付与するファントルクを調整する調整部と、
前記エンジンの回転数が目標回転数を維持するように前記エンジンを制御するエンジン制御部と、
前記負荷装置及び前記動力源による負荷に応じて変動するエンジン出力の指標値を検知する検知部と、
前記指標値に基づいて前記目標回転数に対する前記エンジンの回転数の低下の有無を予測し、前記エンジンの回転数の低下を予測した場合、前記エンジンの回転数の低下を予測しない場合に比べて前記ファントルクが低下するように前記調整部にトルク指令値を出力するファントルク制御を実行するファントルク制御部とを備え、
前記検知部は、前記過給器の過給圧を前記指標値として検知するファン制御装置。

【請求項2】

エンジンと、前記エンジンの動力により作動する負荷装置と、エンジン冷却水を冷却する冷却器とを備える建設機械のファン制御装置であって、
前記冷却器に送風する冷却ファンと、
前記冷却ファンを回転させる駆動部と、
前記エンジンの動力により作動し、前記冷却ファンの動力を前記駆動部に供給する動力源と、
前記動力源が前記駆動部に付与するファントルクを調整する調整部と、
前記エンジンの回転数が目標回転数を維持するように前記エンジンを制御するエンジン制御部と、
前記負荷装置及び前記動力源による負荷に応じて変動するエンジン出力の指標値を検知する検知部と、
前記指標値に基づいて前記目標回転数に対する前記エンジンの回転数の低下の有無を予測し、前記エンジンの回転数の低下を予測した場合、前記エンジンの回転数の低下を予測しない場合に比べて前記ファントルクが低下するように前記調整部にトルク指令値を出力するファントルク制御を実行するファントルク制御部とを備え、
前記ファントルク制御部は、前記検知部が検知した指標値が第１閾値以上、且つ前記第１閾値よりも大きい第２閾値以下の領域において、前記ファントルク制御を実行するファン制御装置。

【請求項3】

前記ファントルク制御部は、前記指標値の単位時間あたりの増大量が基準増大量よりも大きい場合、前記エンジンの回転数の低下を予測する請求項１又は２に記載のファン制御装置。

【請求項4】

前記エンジン冷却水の温度を検知する温度検知部を更に備え、
前記温度検知部により検知された温度が基準温度より高ければ、前記ファントルク制御を実行しない請求項１〜３のいずれかに記載のファン制御装置。

【請求項5】

前記ファントルク制御部は、前記ファントルク制御を実行する場合、前記ファントルクを０にするトルク指令値を前記調整部に出力する請求項１〜４のいずれかに記載のファン制御装置。

【請求項6】

前記駆動部は、電動機であり、
前記調整部は、インバータであり、
前記動力源は、前記インバータを介して前記電動機に電力を供給する発電機である請求項１〜５のいずれかに記載のファン制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建設機械においてエンジンの冷却ファンを制御するファン制御装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

パワーショベル等の建設機械では、例えば、ダイヤル操作部により指定された目標回転数でエンジン回転数が一定になるようにエンジンが制御されているが、この状態において、ブーム等の作業装置に対して急激な操作が入力されてエンジン負荷が急激に増大すると、エンジン出力が不足してエンジン回転数が一時的に低下することが知られている。この場合、作業装置がオペレータの意図する速度で動作せず、操作性が悪化する。そこで、このようなエンジン回転数の低下を速やかに復帰させる技術が例えば特許文献１に開示されている。

【0003】

特許文献１では、所定時間におけるエンジン回転数低下量が所定値以上になると、エンジン回転数が所定回転数よりも高い回転数に復帰するまでアンロード弁をＯＮし、冷却ファンを駆動する油圧モータを停止させ、油圧モータに作動油を供給する補助ポンプを無負荷状態にし、エンジン回転数の復帰を早める技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００−３０３８３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１は、エンジン回転数の低下を検出した後に補助ポンプを無負荷状態にしているので、エンジン回転数が目標回転数に復帰するまでの復帰時間が増大するという問題があった。

【0006】

本発明の目的は、エンジン負荷の増大に伴ってエンジン回転数が目標回転数から低下した場合において、低下したエンジン回転数を目標回転数に速やかに復帰させるファン制御装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様におけるファン制御装置は、エンジンと、前記エンジンの動力により作動する負荷装置と、エンジン冷却水を冷却する冷却器とを備える建設機械のファン制御装置であって、
前記冷却器に送風する冷却ファンと、
前記冷却ファンを回転させる駆動部と、
前記エンジンの動力により作動し、前記冷却ファンの動力を前記駆動部に供給する動力源と、
前記動力源が前記駆動部に付与するファントルクを調整する調整部と、
前記エンジンの回転数が目標回転数を維持するように前記エンジンを制御するエンジン制御部と、
前記負荷装置及び前記動力源による負荷に応じて変動するエンジン出力の指標値を検知する検知部と、
前記指標値に基づいて前記目標回転数に対する前記エンジンの回転数の低下の有無を予測し、前記エンジンの回転数の低下を予測した場合、前記エンジンの回転数の低下を予測しない場合に比べて前記ファントルクが低下するように前記調整部にトルク指令値を出力するファントルク制御を実行するファントルク制御部とを備える。

【0008】

本態様によれば、エンジン負荷の指標値に基づいてエンジン回転数の低下の有無が予測され、エンジン回転数の低下が予測された場合、ファントルクが低下される。そのため、エンジン回転数が大きく低下する前にエンジン負荷を低下させることができ、エンジン回転数を目標回転数に速やかに復帰させることができる。その結果、操作性の低下を抑制できる。なお、ファントルクを低下させた場合、冷却ファンの冷却能力の低下が懸念されるが、ファントルクを低下させたとしても、慣性により冷却ファンの回転数は直ぐには低下しないので、冷却器に与える影響は小さい。

【0009】

上記態様において、前記建設機械は、前記エンジンを過給する過給器を更に備え、
前記検知部は、前記過給器の過給圧を前記指標値として検知することが好ましい。

【0010】

本態様によれば、エンジン出力の変化に対して応答性が高い過給圧に基づいてエンジン回転数の低下が予測されているので、エンジン回転数の低下を正確且つ速やかに予測できる。

【0011】

上記態様において、前記ファントルク制御部は、前記検知部が検知した指標値が第１閾値以上、且つ前記第１閾値よりも大きい第２閾値以下の領域において、前記ファントルク制御を実行することが好ましい。

【0012】

エンジン出力の指標値が第２閾値よりも大きい場合、エンジン出力は十分に確保されているので、ファントルク制御は不要である。一方、エンジン出力の指標値が第１閾値より小さい場合、エンジンは例えばアイドル状態にあり、エンジン回転数はこれ以上低下しない、或いは低下したとしても操作性に影響を与えないので、ファントルク制御は不要である。本態様では、指標値が第１閾値から第２閾値までの範囲外にあり、ファントルク制御が不要な場合では、ファントルク制御が実行されないので、冷却ファンの冷却性能の低下を更に抑制できる。

【0013】

上記態様において、前記ファントルク制御部は、前記指標値の単位時間あたりの増大量が基準増大量よりも大きい場合、前記エンジンの回転数の低下を予測することが好ましい。

【0014】

エンジン負荷の増大によりエンジン回転数の低下が見込まれる場合、エンジン出力の指標値の増大方向への傾きが増大する。本態様では、エンジン出力の指標値の単位時間あたりの増大量が基準増大量よりも大きい場合、エンジン回転数が低下すると予測するので、エンジン回転数の低下を正確に予測できる。

【0015】

上記態様において、前記エンジン冷却水の温度を検知する温度検知部を更に備え、
前記温度検知部により検知された温度が基準温度より高ければ、前記ファントルク制御を実行しないことが好ましい。

【0016】

本態様では、エンジン冷却水の温度が基準温度より高い場合、ファントルク制御が実行されず冷却ファンによるエンジン冷却水の冷却が優先されるので、エンジンがオーバーヒート状態になることを防止できる。

【0017】

上記態様において、前記ファントルク制御部は、前記ファントルク制御を実行する場合、前記ファントルクを０にするトルク指令値を前記調整部に出力することが好ましい。

【0018】

本態様では、ファントルク制御を実行する場合、トルク指令値が０にされるので、ファントルクを最小にし、エンジン回転数の低下をより抑制できる。なお、トルク指令値が０になっても、慣性により冷却ファンの回転数は直ぐには低下しないので、冷却ファンによる冷却性能は確保される。

【0019】

上記態様において、前記駆動部は、電動機であり、
前記調整部は、インバータであり、
前記動力源は、前記インバータを介して前記電動機に電力を供給する発電機であることが好ましい。

【0020】

本態様では、電動機で駆動される冷却ファンを採用した場合において、低下したエンジン回転数を速やかに目標回転数に復帰させることができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、低下したエンジン回転数を速やかに目標回転数に復帰させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施の形態におけるファン制御装置が適用された建設機械の外観図である。

【図2】図１に示す建設機械の構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の実施の形態において、ファントルク制御が適用される領域を示すグラフである。

【図4】エンジントルクと過給圧との関係を示すグラフである。

【図5】過給圧に応じたエンジントルクとエンジン回転数との関係を示すエンジン特性を示すグラフである。

【図6】図１に示す建設機械においてエンジン負荷が上昇したときの各種状態の変化を示す波形図である。

【図7】図１に示す建設機械の処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

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。

【0024】

図１は、本発明の実施の形態におけるファン制御装置が適用された建設機械１の外観図である。建設機械１は、油圧ショベルで構成されているが、これは一例であり、クレーン等の建設機械であってもよい。

【0025】

建設機械１は、クローラ式の下部走行体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に取り付けられた作業装置４とを備えている。

【0026】

作業装置４は、上部旋回体３に対して起伏可能に取り付けられたブーム１５と、ブーム１５の先端部に対して揺動可能に取り付けられたアーム１６と、アーム１６の先端部に対して揺動可能に取り付けられたバケット１７とを備えている。

【0027】

また、作業装置４は、上部旋回体３に対してブーム１５を起伏させるブームシリンダ１８と、ブーム１５に対してアーム１６を揺動させるアームシリンダ１９と、アーム１６に対してバケット１７を揺動させるバケットシリンダ２０とを備えている。上部旋回体３はオペレータが搭乗するキャビンを備えている。

【0028】

図２は、図１に示す建設機械１の構成を示すブロック図である。建設機械１は、エンジン２１と、負荷装置２２と、冷却器２３と、冷却ファン２４と、電動機２５と、発電機２６と、インバータ２７と、エンジン制御部２８と、過給圧センサ２９と、コントローラ３０と、目標回転数設定部３１と、過給器３２と、操作部３３と、温度センサ３４とを備える。図２において、太線は電力の流れを示し、点線は制御信号の流れを示している。

【0029】

エンジン２１は、例えば、ディーゼルエンジンで構成され、負荷装置２２と発電機２６とに動力を付与する。

【0030】

負荷装置２２は、建設機械１においてエンジン２１の動力によって作動する装置で構成される。負荷装置２２としては、例えば、ブームシリンダ１８、アームシリンダ１９、及びバケットシリンダ２０等のアクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプが採用される。また、負荷装置２２としては、例えば、上部旋回体３の油圧モータに作動油を供給する油圧ポンプや、下部走行体２の油圧モータに作動油を供給する油圧ポンプが採用される。また、油圧ポンプとしては、可変容量式の油圧ポンプが採用される。

【0031】

冷却器２３は、例えば、ラジエータで構成され、エンジン冷却水を冷却する。冷却配管２３１は、エンジン２１と冷却器２３との間でエンジン冷却水を循環させる配管である。エンジン２１の熱を吸熱したエンジン冷却水は、冷却器２３で冷却されてエンジン２１に供給される。

【0032】

冷却ファン２４は、例えば、電動式の冷却ファンで構成され、冷却器２３に送風し、冷却器２３を通過するエンジン冷却水を冷却する。電動機２５は、例えば、三相モータや単相モータで構成され、冷却ファン２４を回転させる。発電機２６は、冷却ファンの動力源である。発電機２６は、エンジン２１の駆動軸と接続されており、エンジン２１の動力を電力に変換し、インバータ２７を介して電動機２５に供給する。インバータ２７は、三相インバータや単相インバータで構成され、発電機２６が電動機２５に付与するトルクであるファントルクを調整する。

【0033】

エンジン制御部２８は、例えば、マイクロコントローラで構成され、エンジンの回転数が目標回転数設定部３１で設定された目標回転数を維持するようにエンジン２１を制御するアイソクロナス制御を実行する。ここで、エンジン制御部２８は、例えば、図略のエンジン回転計で検出されたエンジン回転数と目標回転数との偏差が０になるようにアイソクロナス制御を実行すればよい。図２の例では、エンジン制御部２８は、目標回転数設定部３１で設定された目標回転数をコントローラ３０を介して取得しているが、これは一例であり、目標回転数設定部３１から直接、目標回転数を取得してもよい。

【0034】

過給圧センサ２９は、例えば、冷却配管２３１に設けられた圧力センサで構成され、過給器３２の過給圧を検知する。

【0035】

コントローラ３０は、例えば、マイクロコントローラで構成され、建設機械１の全体制御を司る。コントローラ３０は、ファントルク制御部３０１の機能を備える。ファントルク制御部３０１は、過給圧センサ２９が検知した過給圧（指標値の一例）に基づいて、目標回転数に対するエンジン回転数の低下の有無を予測し、エンジン回転数の低下を予測した場合、エンジン回転数の低下を予測しない場合に比べてファントルクが低下するようにインバータ２７にトルク指令値を出力するファントルク制御を実行する。本実施の形態では、ファントルク制御部３０１は、ファントルク制御を実行する場合、０のトルク指令値をインバータ２７に出力する。これにより、ファントルクが０になり、発電機２６の負荷を最小にしてエンジン負荷を低下させることができ、エンジン回転数の低下を抑制できる。

【0036】

また、コントローラ３０は、操作部３３が受け付けた操作量に応じて負荷装置２２を作動させる。例えば、コントローラ３０は、操作部３３の操作量に応じたポンプ容量を決定し、決定したポンプ容量にするための制御信号を出力することで、負荷装置２２を構成する油圧ポンプのポンプ容量を調整する。

【0037】

過給器３２は、エンジン２１の排気ガスにより駆動されるタービンと、外部から空気を吸入する過給器配管とを備え、当該タービンによって吸気配管の空気を加圧し、エンジン２１に供給する。

【0038】

目標回転数設定部３１は、例えば、オペレータからの操作を受け付けるアクセルダイヤルで構成され、操作量に応じた目標回転数を設定する。

【0039】

操作部３３は、負荷装置２２の操作量を決定するために入力されるオペレータからの操作を受け付ける。例えば、操作部３３は、作業装置４に対するオペレータからの操作を受け付ける操作レバー、上部旋回体３に対するオペレータからの操作を受け付ける操作レバー、及び下部走行体２に対するオペレータからの操作を受け付ける操作レバーで構成される。

【0040】

温度センサ３４は、例えば、冷却配管２３１に設けられ、エンジン冷却水の温度を計測する。

【0041】

図３は、本発明の実施の形態において、ファントルク制御が適用される領域を示すグラフであり、縦軸は過給圧、横軸は時間を示す。ファントルク制御部３０１は、過給圧センサ２９が検知した過給圧が閾値ＴＨ１（第１閾値の一例）以上、且つ閾値ＴＨ１よりも大きい閾値ＴＨ２（第２閾値の一例）以下の領域において、ファントルク制御を実行する。

【0042】

図３に示すように、過給圧が閾値ＴＨ１以上、且つ閾値ＴＨ２以下の領域はファントルク制御が実行されるファントルク制御領域である。過給圧が閾値ＴＨ２より大きい領域、又は過給圧が閾値ＴＨ１より小さい領域は、通常制御が行われる通常制御領域である。

【0043】

ここで、閾値ＴＨ１としては、例えば、操作部３３の操作量が０であり、エンジン２１がアイドリング状態にある場合の過給圧として想定される予め定められた値が採用される。閾値ＴＨ２としては、エンジン負荷が急激に増大しても、エンジン回転数が低下しない程度に十分なエンジン出力が得られることを示す予め定められた過給圧の値が採用されている。

【0044】

通常制御とは、エンジン冷却水の温度が高くなるにつれて、冷却ファン２４の回転数を例えばリニアに増大させる制御である。ファントルク制御部３０１は、例えば、過給圧センサ２９で検出された過給圧が通常制御領域にあれば、温度センサ３４が検知したエンジン冷却水の温度に応じた回転数で冷却ファン２４を回転させるためのトルク指令値をインバータ２７に出力する。

【0045】

図３に示すように、ファントルク制御部３０１は、過給圧がファントルク制御領域にある場合、過給圧の単位時間あたりの変化量であるゲイン（＝ΔＰ／ΔＴ）が０より大きく、かつ、基準ゲイン（基準増大量の一例）よりも大きい場合、エンジン回転数が低下すると予測する。

【0046】

図４は、エンジントルクと過給圧との関係を示すグラフであり、縦軸はエンジントルクを示し、横軸は過給圧を示す。図４に示すように、過給圧が増大するにつれてエンジントルクは増大しており、過給圧がある程度の値まで上昇するとエンジントルクは飽和している。したがって、エンジントルクが飽和するまでは、エンジントルクと過給圧とは正の相関を持つことが分かる。これは、エンジン２１は、過給圧が高いほど多くの空気を吸入でき、空燃比が一定であれば燃料をより多く噴射できるからである。また、エンジントルクはエンジン出力と正の相関があるので、エンジン出力と過給圧とは正の相関がある。また、過給圧は、エンジン回転数に比べて応答性が高い。よって、過給圧は、エンジン出力の指標値として有用である。

【0047】

図５は、過給圧に応じたエンジントルクとエンジン回転数との関係を示すエンジン特性を示すグラフであり、縦軸はエンジントルクを示し、横軸はエンジン回転数を示す。グラフＧ７１は過給圧が高い場合のエンジン特性を示し、グラフＧ７２は過給圧が低い場合のエンジン特性を示している。なお、グラフＧ７１，Ｇ７２は、それぞれ、燃料噴射量を最大にしたときにエンジン２１が出力可能なエンジン回転数に応じた最大トルクを示している。

【0048】

グラフＧ７１，Ｇ７２に示すように、エンジン特性は、エンジン回転数がピークＰＫ１以下の低回転領域ではエンジン回転数が増大するにつれて増大するが、エンジン回転数がピークＰＫ１より大きな高回転領域ではエンジン回転数が増大するにつれて減少する特性を持つ。

【0049】

現在の過給圧が高く、エンジン特性がグラフＧ７１で示される場合、目標回転数Ｎ１での現在のエンジン負荷を示す点Ｐ１はグラフＧ７１よりも下側（低トルク側）に位置するので、エンジン２１は目標回転数Ｎ１を維持しつつエンジン負荷に見合うエンジントルクＴ１を出力できる。

【0050】

一方、現在の過給圧が低く、エンジン特性がグラフＧ７２で示される場合、点Ｐ１はグラフＧ７２よりも上側（高トルク側）に位置するので、目標回転数Ｎ１では燃料噴射量を最大にしても、エンジン２１はエンジントルクＴ１と同等のトルクを出力できない。この場合、エンジン２１は、グラフＧ７２においてエンジントルクＴ１を確保できるエンジン回転数であるＮ２にまでエンジン回転数を低下させる。これにより、高回転領域ではエンジン負荷が増大すると、エンジン回転数が低下するのである。

【0051】

したがって、目標回転数が高回転領域に設定された場合において、操作部３３の操作量が急激に増大すると、エンジン負荷が最大エンジン出力を超えてしまい、エンジン回転数の低下するのである。

【0052】

図６は、図１に示す建設機械１においてエンジン負荷が上昇したときの各種状態の変化を示す波形図である。図６において、（ａ）は負荷装置２２が要求する負荷トルクを示し、（ｂ）は過給圧を示し、（ｃ）は発電機２６のトルクである発電機トルクを示し、（ｄ）はエンジン回転数を示し、（ｅ）は冷却ファン２４の回転数であるファン回転数を示す。なお、図６（ｄ）において、点線はファントルク制御を適用したときのエンジン回転数の波形を示し、実線は比較例のエンジン回転数の波形を示している。また、図６（ｅ）において、点線はファントルク制御を適用したときのファン回転数の波形を示し、実線は比較例の波形を示している。比較例では、過給圧に拘わらず一律に通常制御が適用されている。

【0053】

時刻ｔ１以前では、操作部３３の操作量が０であり、エンジン２１はアイドル状態にある。このとき、エンジン２１は目標回転数設定部３１で設定された目標回転数Ｎ１で動作している。また、時刻ｔ１以前では、過給圧が閾値ＴＨ１より小さいので、通常制御の下、ファン回転数がＦ１となっている。

【0054】

時刻ｔ１では、操作部３３によりオペレータからの操作が受け付けられ、これに応じて負荷トルクが上昇し、エンジン負荷が上昇している。

【0055】

また、図６（ｂ）に示すように負荷トルクの上昇に伴って、過給圧が上昇している。この過給圧の上昇に伴って、過給圧のゲインが基準ゲイン以上になったため、０のトルク指令値がインバータ２７に出力され、図６（ｃ）に示すように発電機トルクが０になっている。

【0056】

時刻ｔ２では、過給圧が閾値ＴＨ２より大きくなったので、ファントルク制御が終了され、通常制御に制御が切り替えられている。

【0057】

図６（ｄ）を参照して、時刻ｔ１直後にエンジン回転数が徐々に低下しているのは、操作の入力直後は過給圧が低いため、十分なエンジン出力が得られず、負荷トルクがエンジン出力を超えたからである。その後、エンジン回転数が増大に転じているのは、負荷トルクの増大に伴って過給圧が増大してエンジン出力が増大し、エンジン負荷を賄うことができるからである。

【0058】

比較例では、負荷トルクの増大に拘わらず、通常制御が実行されるので、エンジン回転数のボトム値Ｎｂがファントルク制御を適用した場合のボトム値Ｎａよりも低くなっている。なお、比較例では、通常制御が実行されているので、ファン回転数はＦ１を維持している（図６（ｅ））。

【0059】

一方、本実施の形態では、過給圧のゲインが０より大きく、かつ、基準ゲインより大きくなると、エンジン回転数が低下すると予測し、発電機トルクが０にされているので、エンジン回転数が大幅に低下する前に発電機トルクを０にしてエンジン負荷を低下させることができる。そのため、本実施の形態では、エンジン回転数のボトム値Ｎａが比較例のボトム値Ｎｂより高くなっており、エンジン回転数が増大に転じるタイミングも比較例よりも速くなる。その結果、本実施の形態では、エンジン回転数が低下してから目標回転数Ｎ１に戻るまでの復帰時間ＴＦが比較例の復帰時間よりも大幅に短くなっていることが分かる。

【0060】

なお、本実施の形態では、発電機トルクが０にされているが、慣性により冷却ファン２４は直ぐには回転を停止しないので、発電機トルクが０になっても直ぐにファン回転数は低下しない。やがて、ファン回転数は低下し始めるが、時刻ｔ２では、過給圧が閾値ＴＨ２を超えて通常制御に制御が切り替えられているので、ファン回転数は速やかにＦ１に復帰されている。そのため、本実施の形態では、冷却ファン２４の冷却性能の低下を抑制できる。

【0061】

図７は、図１に示す建設機械１の処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、例えば、イグニッションキーがＯＮにされている間、所定のサンプリング間隔で繰り返される。

【0062】

まず、ファントルク制御部３０１は、過給圧センサ２９が検出した過給圧がファントルク制御領域にあるか否かを判定する（Ｓ６０１）。過給圧がファントルク制御領域にあれば（Ｓ６０１でＹＥＳ）、ファントルク制御部３０１は、過給圧のゲイン（＝ΔＰ／ΔＴ）が０より大きく、かつ、基準ゲインＴＨ３より大きいか否かを判定する（Ｓ６０２）。基準ゲインＴＨ３としては、例えば、エンジン回転数の低下が予測される予め定められた値が採用できる。

【0063】

次に、ファントルク制御部３０１は、温度センサ３４で検知されたエンジン冷却水の温度が基準温度ＴＨ４よりも小さければ（Ｓ６０３でＹＥＳ）、ファントルク制御を実行する（Ｓ６０４）。基準温度ＴＨ４としては、エンジン２１の冷却を優先しなければエンジン２１がオーバーヒートする可能性がある予め定められた値が採用される。

【0064】

一方、過給圧がファントルク制御領域にない場合（Ｓ６０１でＮＯ）、ファントルク制御部３０１は、通常制御を実行する。また、過給圧のゲインが０以下又は基準ゲインＴＨ３以下の場合（Ｓ６０２でＮＯ）、ファントルク制御部３０１は通常制御を行う（Ｓ６０５）。また、エンジン冷却水の温度が基準温度ＴＨ４以上の場合（Ｓ６０３でＮＯ）、ファントルク制御部３０１は通常制御を行う（Ｓ６０５）。Ｓ６０４、Ｓ６０５の処理が終了すると、処理はＳ６０１に戻る。

【0065】

このように、本実施の形態におけるファン制御装置によれば、過給圧に基づいてエンジン回転数の低下の有無が予測され、エンジン回転数の低下が予測された場合、ファントルク制御が実行される。そのため、エンジン回転数が大きく低下する前にエンジン負荷を低下させることができ、エンジン回転数を目標回転数に速やかに復帰させることができる。

【0066】

なお、本発明は以下の変形例が採用できる。

【0067】

（１）エンジンの出力の指標値としては、過給圧以外に、例えば、負荷装置２２を構成する油圧ポンプのポンプ圧や、エンジン２１の燃料噴射量や、エンジン制御部２８が逐次算出するエンジントルクが採用されてもよい。なお、エンジン制御部２８は、燃料噴射量と過給圧と大気圧等を用いてエンジントルクを逐次算出すればよい。

【0068】

（２）図１では、冷却ファン２４を駆動する駆動部として電動機２５が採用されているが、本発明はこれに限定されず、油圧モータが採用されてもよい。この場合、発電機２６に代えて、油圧ポンプが油圧モータの動力源として採用され、インバータ２７に代えて油圧ポンプのポンプ容量を調整するレギュレータが調整部として採用される。そして、この場合、ファントルク制御部３０１は、ポンプ容量が最小になるようにレギュレータを制御することでファントルクを低下させればよい。或いは、ファントルク制御部３０１は、油圧ポンプの油圧経路に設けられたアンロード弁を開くことで、ファントルクを低下させてもよい。

【0069】

（３）上記実施の形態では、ファントルク制御部３０１は、０のトルク指令値をインバータ２７に出力したが、０より大きなトルク指令値をインバータ２７に出力してもよい。この場合、ファントルク制御部３０１は、通常制御で用いられるトルク指令値の最小値よりも低いトルク指令値をインバータ２７に出力すればよい。

【0070】

（４）上記実施の形態では、過給圧のゲインを用いてエンジン回転数の低下を予測したが、本発明は、これに限定されず、過給圧自身を用いてエンジン回転数の低下を予測してもよい。この場合、ファントルク制御部３０１は、過給圧が予め定められた値を超えたときにエンジン回転数が低下すると予測すればよい。

【符号の説明】

【0071】

Ｎ１ 目標回転数
１ 建設機械
４ 作業装置
２１ エンジン
２２ 負荷装置
２３ 冷却器
２４ 冷却ファン
２５ 電動機
２６ 発電機
２７ インバータ
２８ エンジン制御部
２９ 過給圧センサ
３０ コントローラ
３１ 目標回転数設定部
３２ 過給器
３３ 操作部
３４ 温度センサ
３０１ ファントルク制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】