特開 2024-141506 作業機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024141506

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】作業機械

(51)【国際特許分類】

   F01P 7/04 20060101AFI20241003BHJP

   F01P 3/20 20060101ALI20241003BHJP

   F01P 5/02 20060101ALI20241003BHJP

   F01P 7/02 20060101ALI20241003BHJP

   F01P 11/10 20060101ALI20241003BHJP

   E02F 9/00 20060101ALI20241003BHJP

   B60K 11/04 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

F01P7/04

F01P3/20 L

F01P5/02 H

F01P7/02 H

F01P7/02 G

F01P11/10 K

E02F9/00 M

B60K11/04 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023053201

(22)【出願日】2023-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000442

【氏名又は名称】弁理士法人武和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小泉 博史

(72)【発明者】

【氏名】東 祐司

【テーマコード（参考）】

2D015

3D038

【Ｆターム（参考）】

2D015CA02

3D038AA06

3D038AB09

3D038AC14

3D038AC23

3D038AC26

(57)【要約】

【課題】複数の冷却ファンによって生起された冷却風を通過させる共通の冷却風流路を有する作業機械において、オーバーヒートを防止する技術を提供する。
【解決手段】作業機械は、第１温度が高いほど速くなるように第１目標回転数を算出し、第２温度が高いほど速くなるように第２目標回転数を算出し（Ｓ１２）、第１目標回転数から第２目標回転数を減じた差分値が閾値未満の場合に（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、第１目標回転数で第１冷却ファンを回転させ（Ｓ１４）、且つ第２目標回転数で第２冷却ファンを回転させ（Ｓ１５）、差分値が閾値以上の場合に（Ｓ１３：Ｎｏ）、第１目標回転数で第１冷却ファンを回転させ（Ｓ１７）、且つ第１目標回転数から閾値を減じた修正第２目標回転数で第２冷却ファンを回転させる（Ｓ１８）ファン制御処理を実行する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷却風を生起させる第１冷却ファン及び第２冷却ファンと、
前記第１冷却ファン及び前記第２冷却ファンによって生起された冷却風を通過させる共通の冷却風流路を画定する流路部材と、
前記第１冷却ファンに対面して配置され、前記冷却風流路を通過する冷却風と第１流体を熱交換させる第１熱交換器と、
前記第２冷却ファンに対面して配置され、前記冷却風流路を通過する冷却風と第２流体を熱交換させる第２熱交換器と、
前記第１流体の温度である第１温度を検知する第１温度センサと、
前記第２流体の温度である第２温度を検知する第２温度センサと、
前記第１温度センサ及び前記第２温度センサの検知結果に基づいて、前記第１冷却ファン及び前記第２冷却ファンの回転数を制御するコントローラとを備える作業機械において、
前記コントローラは、
前記第１温度が高いほど速くなるように第１目標回転数を算出し、
前記第２温度が高いほど速くなるように第２目標回転数を算出し、
前記第１目標回転数から前記第２目標回転数を減じた差分値が閾値未満の場合に、前記第１目標回転数で前記第１冷却ファンを回転させ、且つ前記第２目標回転数で前記第２冷却ファンを回転させ、前記差分値が前記閾値以上の場合に、前記第１目標回転数で前記第１冷却ファンを回転させ、且つ前記第１目標回転数から前記閾値を減じた修正第２目標回転数で前記第２冷却ファンを回転させるファン制御処理を実行することを特徴とする作業機械。

【請求項2】

請求項１に記載の作業機械において、
前記コントローラは、前記第１温度が低いほど前記閾値を大きくすることを特徴とする作業機械。

【請求項3】

請求項１に記載の作業機械において、
前記第１流体および前記第２流体を目標温度に近づける暖機処理を開始させる暖機スイッチを備え、
前記コントローラは、前記暖機スイッチにより前記暖機処理の開始が指示された場合、前記第１温度が高いほど速くなるように算出した第１暖機回転数で前記第１冷却ファンを回転させ、且つ予め固定値に設定された第２暖機回転数で前記第２冷却ファンを回転させる前記暖機処理を、前記第１温度が第１暖機目標温度以上になるか、前記第２温度が第２暖機目標温度以上になるまで継続することを特徴とする作業機械。

【請求項4】

請求項１に記載の作業機械において、
前記第１流体および前記第２流体を目標温度に近づける暖機処理を開始させる暖機スイッチと、
前記作業機械の周囲の温度である外気温度を検知する外気温センサを備え、
前記コントローラは、前記暖機スイッチにより前記暖機処理の開始が指示された場合、前記第１温度が高いほど速くなるように算出した第１暖機回転数で前記第１冷却ファンを回転させ、且つ前記外気温度が高いほど速くなるように算出した第２暖機回転数で前記第２冷却ファンを回転させる前記暖機処理を、前記第１温度が第１暖機目標温度以上になるか、前記第２温度が第２暖機目標温度以上になるまで継続することを特徴とする作業機械。

【請求項5】

請求項１に記載の作業機械において、
前記第１流体および前記第２流体を目標温度に近づける暖機処理を開始させる暖機スイッチを備え、
前記コントローラは、前記暖機スイッチにより前記暖機処理の開始が指示された場合、前記第１温度が高いほど速くなるように算出した第１暖機回転数で前記第１冷却ファンを回転させ、且つ前記第２温度の時間変化が大きいほど速くなるように算出した第２暖機回転数で前記第２冷却ファンを回転させる前記暖機処理を、前記第１温度が第１暖機目標温度以上になるか、前記第２温度が第２暖機目標温度以上になるまで継続することを特徴とする作業機械。

【請求項6】

請求項３に記載の作業機械において、
前記コントローラは、前記暖機処理を終了した場合に、前記第１冷却ファンを規定回転数まで減速してから、前記ファン制御処理を開始することを特徴とする作業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の熱交換器及び複数の冷却ファンを備えた作業機械に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、油圧ショベルなどの作業機械には、エンジンの冷却水を冷却するラジエータ、油圧システムの作動油を冷却するオイルクーラ、過給機により圧縮された空気を冷却するインタークーラなどの複数の熱交換器が搭載されている。

【0003】

例えば、特許文献１には、複数の熱交換器と、複数の熱交換器それぞれに対面して配置された複数の冷却ファンとを備える作業機械が開示されている。また、特許文献１では、各冷却ファンが生起させた冷却風の流路が熱交換器毎に分断されている。そして、この作業機械は、複数の冷却ファンそれぞれの回転数を、対応する熱交換器内の流体の温度に応じて個別に制御している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許６７２３８１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

図１５は、従来例に係る熱交換器ユニット９０の概略図である。図１６は、図１５の熱交換器ユニット９０の熱交換器温度（Ａ）及び冷却ファン回転数（Ｂ）の推移を示す図である。図１５に示すように、他の従来例に係る熱交換器ユニット９０は、熱交換器９１ａ、９１ｂから冷却ファン９２ａ、９２ｂに至る冷却風の流路が共通化されている。以下、図１５に示す熱交換器ユニット９０に対して、前述した個別制御を適用した場合を考える。なお、図１５における矢印の太さは、冷却風の風量を表す。

【0006】

まず、図１５（Ａ）に示すように、冷却ファン９２ａ、９２ｂの回転数が同程度の場合、熱交換器９１ａ、９１ｂを通過する冷却風の風量も同程度になる。この状態から熱交換器９１ｂ内の流体の温度が上昇すると、熱交換器９１ｂを通過する冷却風の風量を増加させるために、個別制御によって冷却ファン９２ｂの回転数が速くなる。

【0007】

しかしながら、図１５（Ｂ）に示すように、冷却ファン９２ａ、９２ｂの回転数の差が大きくなると、冷却ファン９２ｂは、対面する熱交換器９１ｂのみならず、隣接する熱交換器９１ａを通過した冷却風をも吸い込んでしまう。すなわち、図１５に示す熱交換器ユニット９０において個別制御で冷却ファン９２ｂの回転数を増加させても、熱交換器９１ｂを通過する冷却風は、熱交換器９１ｂ内の温度上昇を抑えられる程には増加しない。

【0008】

その結果、図１６に示すように、熱交換器９１ｂの熱交換器温度がさらに上昇し、冷却ファン９２ｂの回転数もさらに上昇する。その結果、冷却ファン９２ａ、９２ｂの回転数の差がさらに大きくなる悪循環に陥って、熱交換器９１ｂの熱交換器温度が上限値に達する（すなわち、オーバーヒートする）。

【0009】

本発明は、上記した実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の冷却ファンによって生起された冷却風を通過させる共通の冷却風流路を有する作業機械において、オーバーヒートを防止する技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するために、本発明は、冷却風を生起させる第１冷却ファン及び第２冷却ファンと、前記第１冷却ファン及び前記第２冷却ファンによって生起された冷却風を通過させる共通の冷却風流路を画定する流路部材と、前記第１冷却ファンに対面して配置され、前記冷却風流路を通過する冷却風と第１流体を熱交換させる第１熱交換器と、前記第２冷却ファンに対面して配置され、前記冷却風流路を通過する冷却風と第２流体を熱交換させる第２熱交換器と、前記第１流体の温度である第１温度を検知する第１温度センサと、前記第２流体の温度である第２温度を検知する第２温度センサと、前記第１温度センサ及び前記第２温度センサの検知結果に基づいて、前記第１冷却ファン及び前記第２冷却ファンの回転数を制御するコントローラとを備える作業機械において、前記コントローラは、前記第１温度が高いほど速くなるように第１目標回転数を算出し、前記第２温度が高いほど速くなるように第２目標回転数を算出し、前記第１目標回転数から前記第２目標回転数を減じた差分値が閾値未満の場合に、前記第１目標回転数で前記第１冷却ファンを回転させ、且つ前記第２目標回転数で前記第２冷却ファンを回転させ、前記差分値が前記閾値以上の場合に、前記第１目標回転数で前記第１冷却ファンを回転させ、且つ前記第１目標回転数から前記閾値を減じた修正第２目標回転数で前記第２冷却ファンを回転させるファン制御処理を実行することを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、複数の冷却ファンによって生起された冷却風を通過させる共通の冷却風流路を有する作業機械において、オーバーヒートを防止することができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】油圧ショベルの側面図である。

【図2】上部旋回体の平面図である。

【図3】油圧ショベルの制御ブロック図である。

【図4】ファン制御処理のフローチャートである。

【図5】熱交換器温度と目標回転数との対応関係を示すテーブルの例を示す図である。

【図6】図４に示すファン制御処理中における熱交換器温度（Ａ）及び冷却ファン回転数（Ｂ）の推移を示す図である。

【図7】本実施形態に係る暖機制御処理のフローチャートである。

【図8】本実施形態に係る熱交換器温度と暖機回転数との対応関係を示すテーブルの例を示す図である。

【図9】図７に示す暖機制御処理中における熱交換器温度（Ａ）及び冷却ファン回転数（Ｂ）の推移を示す図である。

【図10】変形例１に係る暖機制御処理のフローチャートである。

【図11】変形例１に係る熱交換器温度と暖機回転数との対応関係を示すテーブルの例を示す図である。

【図12】変形例２に係る暖機制御処理のフローチャートである。

【図13】図１２に示す暖機制御処理中における熱交換器温度（Ａ）及び冷却ファン回転数（Ｂ）の推移を示す図である。

【図14】変形例３に係る暖機制御処理のフローチャートである。

【図15】従来例に係る熱交換器ユニットの概略図である。

【図16】図１５の熱交換器ユニットの熱交換器温度（Ａ）及び冷却ファン回転数（Ｂ）の推移を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明に係る油圧ショベル１（作業機械）の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、作業機械の具体例は油圧ショベル１に限定されず、ホイールローダ、クレーン、ダンプトラック等でもよい。また、本明細書中の前後左右は、特に断らない限り、油圧ショベル１に搭乗して操作するオペレータの視点を基準としている。

【0014】

図１は、油圧ショベル１の側面図である。図１に示すように、油圧ショベル１は、下部走行体２と、下部走行体２により支持された上部旋回体３とを備える。下部走行体２及び上部旋回体３は、車体の一例である。下部走行体２は、無限軌道帯である左右一対のクローラ４を備える。そして、走行モータ５の駆動により、左右一対のクローラ４が独立して回転する。その結果、油圧ショベル１が走行する。但し、下部走行体２は、クローラ４に代えて、装輪式であってもよい。

【0015】

上部旋回体３は、旋回モータ６によって旋回可能に下部走行体２に支持されている。上部旋回体３は、ベースとなる旋回フレーム７と、旋回フレーム７の前方左側に配置されたキャブ（運転席）８と、旋回フレーム７の後部に配置されたカウンタウェイト９と、旋回フレーム７の前方中央に上下方向に回動可能に取り付けられたフロント作業機１０（作業装置）とを主に備える。

【0016】

キャブ８には、油圧ショベル１を操作するオペレータが搭乗する空間が形成されている。そして、キャブ８の内部には、オペレータが着席するシートと、シートに着席したオペレータにより操作される操作装置が配置されている。

【0017】

操作装置は、油圧ショベル１を動作させるためのオペレータの操作を受け付ける。オペレータによって操作装置が操作されることによって、下部走行体２が走行し、上部旋回体３が旋回し、フロント作業機１０が動作する。なお、操作装置の具体例としては、レバー、ステアリングホイール、ペダル、スイッチ等が挙げられる。操作装置は、例えば、後述する暖機制御処理の実行を指示する暖機スイッチ８ａ（図３参照）と、暖機目標温度Ｔｂ＿ｈの調整を指示する調整ボタン８ｂ（図３参照）とを含む。

【0018】

また、キャブ８には、ディスプレイ８ｃ（図２参照）が配置されている。ディスプレイ８ｃは、キャブ８に搭乗したオペレータに情報を報知する報知装置の一例である。なお、報知装置の具体例は、ディスプレイ８ｃに限定されず、ＬＥＤランプ、スピーカ、またはこれらの組み合わせでもよい。

【0019】

フロント作業機１０は、上部旋回体３に起伏可能に支持されたブーム１１と、ブーム１１の先端に回動可能に支持されたアーム１２と、アーム１２の先端に回動可能に支持されたバケット１３と、ブーム１１を駆動させるブームシリンダ１４と、アーム１２を駆動させるアームシリンダ１５と、バケット１３を駆動させるバケットシリンダ１６とを含む。カウンタウェイト９は、フロント作業機１０との重量バランスを取るためのもので、上面視円弧形状を成す重量物である。

【0020】

また、上部旋回体３は、エンジン建屋２０（建屋）を支持している。エンジン建屋２０は、キャブ８及びフロント作業機１０より後方で、カウンタウェイト９より前方において、旋回フレーム７に支持されている。エンジン建屋２０は、油圧ショベル１を動作させるための構成部品を収容する空間を有する。

【0021】

図２は、上部旋回体３の平面図である。図２に示すように、エンジン建屋２０の内部には、油圧ショベル１を動作させるための構成部品として、エンジン２１、油圧ポンプ２２、及び熱交換器ユニット２３等が収容されている。

【0022】

エンジン２１は、熱交換器ユニット２３より右方で、油圧ポンプ２２より左方に配置されている。エンジン２１は、化石燃料と空気とを混合して燃焼させることによって、油圧ショベル１を動作させるための駆動力を発生させる。

【0023】

油圧ポンプ２２は、エンジン２１及び熱交換器ユニット２３より右方に配置されている。油圧ポンプ２２は、エンジン２１の出力軸に接続されて回転することによって、作動油タンク（図示省略）に貯留された作動油を、油圧アクチュエータ（走行モータ５、旋回モータ６、ブームシリンダ１４、アームシリンダ１５、及びバケットシリンダ１６）に向けて圧送する。

【0024】

熱交換器ユニット２３は、複数の流体を冷却するユニットである。本実施形態に係る熱交換器ユニット２３は、複数の熱交換器２４ａ、２４ｂと、複数の冷却ファン２５ａ、２５ｂとを備える。

【0025】

熱交換器２４ａは、エンジン２１を冷却する冷却液（流体）を冷却風と熱交換させるラジエータである。熱交換器２４ｂは、油圧アクチュエータを作動させる作動油（流体）を冷却風と熱交換させるオイルクーラである。また、熱交換器ユニット２３は、エンジン２１に搭載された過給機で圧縮された空気（流体）を冷却するインタークーラを含んでもよい。

【0026】

冷却ファン２５ａ、２５ｂは、エンジン建屋２０内を左から右に流れる冷却風を生起させる。冷却ファン２５ａ、２５ｂは、対応するファンモータ２６ａ、２６ｂ（図３参照）の駆動力によって回転する。ファンモータ２６ａ、２６ｂは、電力の供給を受けて回転する電動モータでもよいし、作動油の供給を受けて回転する油圧モータでもよい。

【0027】

冷却ファン２５ａ、２５ｂは、コントローラ３０（図３参照）の制御に従って、独立して回転数を変更可能に構成されている。より詳細には、ファンモータ２６ａ、２６ｂに供給される電力または作動油が増減されることによって、冷却ファン２５ａ、２５ｂの回転数が増減する。

【0028】

図２に示すように、熱交換器ユニット２３は、筐体２３ａを備える。筐体２３ａは、熱交換器２４ａ、２４ｂ及び冷却ファン２５ａ、２５ｂを収容する。但し、冷却風の流れの上流側の面（すなわち、左面）と、冷却風の流れの下流側の面（すなわち、右面）とは開放されている。すなわち、冷却ファン２５ａ、２５ｂによって生起された冷却風は、熱交換器ユニット２３の左面から流入し、右面から流出する。筐体２３ａは、冷却ファン２５ａ、２５ｂによって生起された冷却風を通過させる共通の冷却風流路２７を画定する流路部材の一例を構成する。

【0029】

熱交換器２４ａ、２４ｂ及び冷却ファン２５ａ、２５ｂは、筐体２３ａの内部空間に配置されている。熱交換器２４ａ、２４ｂは、冷却風の流れ方向に直交する方向（前後方向）に配列されている。また、冷却ファン２５ａ、２５ｂは、熱交換器２４ａ、２４ｂより冷却風の流れ方向の下流側において、冷却風の流れ方向に直交する方向（前後方向）に配列されている。さらに、冷却ファン２５ａ、２５ｂは、冷却風の流れ方向において、対応する熱交換器２４ａ、２４ｂに対面して配置されている。

【0030】

そのため、熱交換器２４ａには、主に冷却ファン２５ａによって生起された冷却風が供給されるものの、冷却ファン２５ｂによって生起された冷却風の一部も供給される。同様に、熱交換器２４ｂには、主に冷却ファン２５ｂによって生起された冷却風が供給されるものの、冷却ファン２５ａによって生起された冷却風の一部も供給される。換言すれば、熱交換器２４ａ、２４ｂは、共通の冷却風流路２７を通過する冷却風と流体（冷却液、空気）を熱交換させる。

【0031】

本実施形態において、熱交換器２４ａは第１熱交換器の一例であり、熱交換器２４ｂは第２熱交換器の一例であり、冷却ファン２５ａは第１冷却ファンの一例であり、冷却ファン２５ｂは第２冷却ファンの一例であり、エンジン２１の冷却液は第１流体の一例であり、油圧アクチュエータを作動させる作動油は第２流体の一例である。但し、熱交換器２４ｂを第１熱交換器とし、熱交換器２４ａを第２熱交換器としてもよい。

【0032】

また、図１に示すように、エンジン建屋２０の左側面には、給気口２８が形成されている。さらに、エンジン建屋２０の右側面には、排気口（図示省略）が形成されている。そして、冷却ファン２５ａ、２５ｂが回転することによって、給気口２８からエンジン建屋２０の内部に流入した空気（冷却風）が、熱交換器ユニット２３を通過して、排気口からエンジン建屋２０の外部に排出される。

【0033】

冷却ファン２５ａ、２５ｂによって生起される冷却風の流れ方向は、左から右に限定されない。他の例として、冷却風の流れ方向が右から左の場合、熱交換器ユニット２３内において、熱交換器２４ａ、２４ｂと、冷却ファン２５ａ、２５ｂとの配置が左右反転する。すなわち、冷却ファン２５ａ、２５ｂは、熱交換器２４ａ、２４ｂより冷却風の流れ方向の下流側に配置されていればよい。

【0034】

図３は、油圧ショベル１の制御ブロック図である。図３に示すように、油圧ショベル１は、ＣＰＵ３１（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、メモリ３２とを有するコントローラ３０を備える。メモリ３２は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、またはこれらの組み合わせで構成される。コントローラ３０は、メモリ３２に格納されたプログラムコードをＣＰＵ３１が読み出して実行することによって、後述する処理を実現する。

【0035】

但し、コントローラ３０の具体的な構成はこれに限定されず、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などのハードウェアによって実現されてもよい。

【0036】

コントローラ３０には、温度センサ３３ａ、３３ｂと、暖機スイッチ８ａと、調整ボタン８ｂとが接続されている。一方、図３には外気温センサ３４も図示されているが、本実施形態では外気温センサ３４は省略可能である。

【0037】

温度センサ３３ａ、３３ｂは、対応する熱交換器２４ａ、２４ｂの流体（冷却液、作動油）の温度（以下、「熱交換器温度」と表記する。）を検知し、検知した熱交換器温度を示す温度信号をコントローラ３０に出力する。温度センサ３３ａは第１温度センサの一例であり、温度センサ３３ｂは第２温度センサの一例であり、温度センサ３３ａで検知された熱交換器温度Ｔａは第１温度の一例であり、温度センサ３３ｂで検知された熱交換器温度Ｔｂは第２温度の一例である。

【0038】

また、コントローラ３０は、ファンモータ２６ａ、２６ｂ、及びディスプレイ８ｃの動作を制御する。より詳細には、コントローラ３０は、温度センサ３３ａ、３３ｂの検知結果に基づいて、ファンモータ２６ａ、２６ｂの回転数を制御する。さらに、コントローラ３０は、キャブ８に搭乗したオペレータに対して、ディスプレイ８ｃを通じて情報を報知する。

【0039】

次に、図４～図６を参照して、ファン制御処理を説明する。図４は、ファン制御処理のフローチャートである。図５は、熱交換器温度Ｔａ、Ｔｂと目標回転数Ｎａ、Ｎｂとの対応関係を示すテーブルの例を示す図である。図６は、図４に示すファン制御処理中における熱交換器温度（Ａ）及び冷却ファン回転数（Ｂ）の推移を示す図である。コントローラ３０は、例えば、後述する暖機処理が終了した後で且つエンジン２１が停止するまでの間、所定の時間間隔毎にファン制御処理を繰り返し実行する。

【0040】

まず、コントローラ３０は、温度センサ３３ａ、３３ｂで検知された熱交換器温度Ｔａ、Ｔｂを取得する（Ｓ１１）。次に、コントローラ３０は、取得した熱交換器温度Ｔａ、Ｔｂに対応する目標回転数Ｎａ、Ｎｂを算出する（Ｓ１２）。目標回転数Ｎａは、熱交換器温度Ｔａに対応する冷却ファン２５ａの第１目標回転数の一例である。目標回転数Ｎｂは、熱交換器温度Ｔｂに対応する冷却ファン２５ｂの第２目標回転数の一例である。

【0041】

図５（Ａ）に示すように、メモリ３２には、熱交換器２４ａの熱交換器温度Ｔａと、冷却ファン２５ａの目標回転数Ｎａとの対応関係が記憶されている。熱交換器温度Ｔａが規定温度Ｔａ＿ｌｏｗ未満のとき、目標回転数Ｎａは規定回転数Ｎａ＿ｌｏｗで一定になる。また、熱交換器温度Ｔａが規定温度Ｔａ＿ｌｏｗ以上のとき、目標回転数Ｎａは、熱交換器温度Ｔａが高くなるほど速くなる。

【0042】

また、図５（Ｂ）に示すように、メモリ３２には、熱交換器２４ｂの熱交換器温度Ｔｂと、冷却ファン２５ｂの目標回転数Ｎｂとの対応関係が記憶されている。熱交換器温度Ｔｂが規定温度Ｔｂ＿ｌｏｗ未満のとき、目標回転数Ｎｂは規定回転数Ｎｂ＿ｌｏｗで一定になる。また、熱交換器温度Ｔｂが規定温度Ｔｂ＿ｌｏｗ以上のとき、目標回転数Ｎｂは、熱交換器温度Ｔｂが高くなるほど速くなる。

【0043】

そして、コントローラ３０は、図５（Ａ）に示す対応関係に基づいて目標回転数Ｎａを算出し、図５（Ｂ）に示す対応関係に基づいて目標回転数Ｎｂを算出する。すなわち、コントローラ３０は、熱交換器温度Ｔａ、Ｔｂが高いほど速くなるように、目標回転数Ｎａ、Ｎｂを算出する。なお、熱交換器温度Ｔａ、Ｔｂと目標回転数Ｎａ、Ｎｂとは図５に示す線形な関係に限定されず、非線形な関係でもよい。

【0044】

次に、コントローラ３０は、目標回転数Ｎａから目標回転数Ｎｂを減じた差分値（＝Ｎａ－Ｎｂ）と、メモリ３２に記憶された閾値ΔＮとを比較する（Ｓ１３）。閾値ΔＮは、予め定められた固定値でもよいし、熱交換器温度Ｔａが低いほど大きな値になる可変値でもよい。

【0045】

そして、コントローラ３０は、差分値（Ｎａ－Ｎｂ）が閾値ΔＮ未満の場合に（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２で算出した目標回転数Ｎａで冷却ファン２５ａを回転させ（Ｓ１４）、ステップＳ１２で算出した目標回転数Ｎｂで冷却ファン２５ｂを回転させる（Ｓ１５）。すなわち、目標回転数Ｎａ、Ｎｂの差が小さい場合は、熱交換器温度Ｔａ、Ｔｂに基づいて、冷却ファン２５ａ、２５ｂの回転数が個別に制御される。

【0046】

一方、コントローラ３０は、差分値（Ｎａ－Ｎｂ）が閾値ΔＮ以上の場合に（Ｓ１３：Ｎｏ）、ステップＳ１２で算出した目標回転数Ｎａから閾値ΔＮを減じて、修正目標回転数Ｎｂ’を算出する（Ｓ１６）。修正目標回転数Ｎｂ’は、ステップＳ１２で算出した目標回転数Ｎｂより大きい値になる。修正目標回転数Ｎｂ’は、修正第２目標回転数の一例である。

【0047】

そして、コントローラ３０は、ステップＳ１２で算出した目標回転数Ｎａで冷却ファン２５ａを回転させ（Ｓ１７）、ステップＳ１６で算出した修正目標回転数Ｎｂ’で冷却ファン２５ｂを回転させる（Ｓ１８）。すなわち、目標回転数Ｎａ、Ｎｂの差が大きい場合は、図６（Ａ）に示すように熱交換器２４ｂが過冷却になることを許容しつつ、図６（Ｂ）に示すように冷却ファン２５ａ、２５ｂの回転数の差が一定（＝閾値ΔＮ）になるように制御される。

【0048】

なお、図５では、Ｎａ＞Ｎｂを前提とする処理を図示した。一方、Ｎａ＜Ｎｂの場合は、修正目標回転数Ｎａ’（＝Ｎｂ－ΔＮ）で冷却ファン２５ａが回転され、目標回転数Ｎｂで冷却ファン２５ｂが回転される。

【0049】

次に、図７～図９を参照して、本実施形態に係る暖機制御処理を説明する。図７は、本実施形態に係る暖機制御処理のフローチャートである。図８は、本実施形態に係る熱交換器温度Ｔａ、Ｔｂと暖機回転数Ｎａ＿ｈ１、Ｎｂ＿ｈ１との対応関係を示すテーブルの例を示す図である。図９は、図７に示す暖機制御処理中における熱交換器温度（Ａ）及び冷却ファン回転数（Ｂ）の推移を示す図である。

【0050】

コントローラ３０は、例えば、暖機スイッチ８ａを通じて暖機処理の実行が指示（すなわち、暖機スイッチ８ａがＯＮ）された場合に、図７に示す暖機制御処理を実行する。オペレータは、例えば、寒冷地で油圧ショベル１の駆動を開始した際に、暖機スイッチ８ａをＯＮに操作すればよい。

【0051】

暖機処理とは、冷却液及び作動油の温度を、油圧ショベル１が安定して動作する温度帯まで上昇させる処理である。そのため、コントローラ３０は、冷却液の温度を上昇させるためにエンジン２１を回転させ、作動油の温度を上昇させるために油圧ポンプ２２に作動油を圧送させる。本実施形態では、冷却液の目標温度を暖機目標温度Ｔａ＿ｈに設定し、作動油の目標温度を暖機目標温度Ｔｂ＿ｈに設定している。但し、コントローラ３０は、冷却液及び作動油の両方が目標温度に達するまで、暖機処理を継続する必要はない。すなわち、暖機処理とは、冷却液及び作動油それぞれを目標温度に近づける処理である。本実施形態に係る暖機処理は、冷却液及び作動油の一方が目標温度に達するまで継続される。

【0052】

なお、本実施形態では、熱交換器２４ｂの流体（作動油）の温度が、熱交換器２４ａの流体（冷却液）の温度より上昇しにくいことを前提にしている。そのため、熱交換器温度Ｔａ、Ｔｂの温度に基づいて冷却ファン２５ａ、２５ｂの回転数を個別に制御すると、熱交換器温度Ｔｂが暖機目標温度Ｔｂ＿ｈより遥かに低い状態で、熱交換器温度Ｔａが先に暖機目標温度Ｔａ＿ｈに達して暖機処理が終了してしまう。そこで、本実施形態に係る暖機制御処理では、以下のような制御を行う。

【0053】

まず、コントローラ３０は、熱交換器２４ａ、２４ｂの暖機目標温度Ｔａ＿ｈ、Ｔｂ＿ｈを取得する（Ｓ２１）。熱交換器２４ａの暖機目標温度Ｔａ＿ｈ（第１暖機目標温度）は、例えば、メモリ３２に記憶された固定値である。一方、熱交換器２４ｂの暖機目標温度Ｔｂ＿ｈ（第２暖機目標温度）は、例えば、調整ボタン８ｂを通じてオペレータが設定可能な可変値である。但し、暖機目標温度Ｔａ＿ｈ、Ｔｂ＿ｈの具体例は、前述の例に限定されない。

【0054】

次に、コントローラ３０は、温度センサ３３ａ、３３ｂで検知された熱交換器温度Ｔａ、Ｔｂを取得する（Ｓ２２）。次に、コントローラ３０は、ステップＳ２１で取得した暖機目標温度Ｔａ＿ｈと、ステップＳ２２で取得した熱交換器温度Ｔａとを比較する（Ｓ２３）。また、コントローラ３０は、ステップＳ２１で取得した暖機目標温度Ｔｂ＿ｈと、ステップＳ２２で取得した熱交換器温度Ｔｂとを比較する（Ｓ２４）。

【0055】

そして、コントローラは、熱交換器温度Ｔａが暖機目標温度Ｔａ＿ｈ未満で、且つ熱交換器温度Ｔｂが暖機目標温度Ｔｂ＿ｈ未満の場合に（Ｓ２３：Ｙｅｓ＆Ｓ２４：Ｙｅｓ）、図８（Ａ）に示す対応関係に基づいて算出された暖機回転数Ｎａ＿ｈ１（第１暖機回転数の一例）で冷却ファン２５ａを回転させ（Ｓ２５）、図８（Ｂ）に示す対応関係に基づいて算出された暖機回転数Ｎｂ＿ｈ１（第１暖機回転数の一例）で冷却ファン２５ｂを回転させる（Ｓ２６）。

【0056】

図８（Ａ）に示すように、メモリ３２には、熱交換器２４ａの熱交換器温度Ｔａと、冷却ファン２５ａの暖機回転数Ｎａ＿ｈ１との対応関係が記憶されている。熱交換器温度Ｔａが最低温度Ｔａ＿ｍｉｎ未満のとき、暖機回転数Ｎａ＿ｈ１は最低回転数Ｎａ＿ｍｉｎで一定になる。また、熱交換器温度Ｔａが最低温度Ｔａ＿ｍｉｎ以上のとき、暖機回転数Ｎａ＿ｈ１は、熱交換器温度Ｔａが高くなるほど速くなる。さらに、熱交換器温度Ｔａが暖機目標温度Ｔａ＿ｈに達すると、暖機回転数Ｎａ＿ｈ１が最高回転数Ｎａ＿ｍａｘに達する。なお、熱交換器温度Ｔａと暖機回転数Ｎａ＿ｈ１とは図８（Ａ）に示す線形な関係に限定されず、非線形な関係でもよい。

【0057】

また、図８（Ｂ）に示すように、メモリ３２には、熱交換器２４ｂの熱交換器温度Ｔｂと、冷却ファン２５ｂの暖機回転数Ｎｂ＿ｈ１との対応関係が記憶されている。暖機回転数Ｎｂ＿ｈ１は、熱交換器温度Ｔｂに拘わらず一定となる固定値である。

【0058】

すなわち、コントローラ３０は、熱交換器温度Ｔａが高いほど速くなるように算出した暖機回転数Ｎａ＿ｈ１で冷却ファン２５ａを回転させ（Ｓ２５）、予め固定値に設定された暖機回転数Ｎｂ＿ｈ１で冷却ファン２５ｂを回転させる（Ｓ２６）。

【0059】

そして、コントローラ３０は、エンジン２１が駆動している間（Ｓ２７：Ｎｏ）、ステップＳ２２～Ｓ２６の処理を繰り返し実行する。一方、コントローラ３０は、ステップＳ２２～Ｓ２６の処理を繰り返し実行する過程において、熱交換器温度Ｔａが暖機目標温度Ｔａ＿ｈ以上になるか、熱交換器温度Ｔｂが暖機目標温度Ｔｂ＿ｈ以上になった場合に（Ｓ２３：Ｎｏ／Ｓ２４：Ｎｏ）、ステップＳ２２～Ｓ２６の処理を終了する。ステップＳ２２～Ｓ２６の処理は、暖機処理の一例である。そして、コントローラ３０は、暖機処理を終了した後に、暖機スイッチ８ａをＯＦＦにして（Ｓ２８）、図４に示すファン制御処理を開始する（Ｓ２９）。

【0060】

図７に示す暖機処理（Ｓ２２～Ｓ２６）によれば、図９（Ｂ）に示すように、熱交換器温度Ｔａの上昇に伴って冷却ファン２５ａの回転数が上昇するのに対して、冷却ファン２５ｂの回転数は一定になる。これにより、図９（Ａ）に示すように、熱交換器温度Ｔａの上昇が抑制されて、熱交換器温度Ｔｂの上昇が促進される。その結果、暖機処理の終了時に、熱交換器温度Ｔｂを暖機目標温度Ｔｂ＿ｈ１に近づけることができる。なお、図９では、暖機目標温度Ｔａ＿ｈ１、Ｔｂ＿ｈ１を同一値として図示しているが、異なる値でもよい。

【0061】

上記の実施形態によれば、例えば以下の作用効果を奏する。

【0062】

上記の実施形態に係るファン制御処理によれば、熱交換器温度Ｔａ、Ｔｂに基づいて個々に算出した目標回転数Ｎａ、Ｎｂの差が閾値ΔＮ以上になる場合に、目標回転数Ｎｂに代えて、修正目標回転数Ｎｂ’（＝Ｎａ－ΔＮ）で冷却ファン２５ｂを回転させる。これにより、冷却ファン２５ａ、２５ｂの回転数の差が大きくなり過ぎることがないので、図１５（Ｂ）を参照して説明した個別制御と比較して、熱交換器２４ｂを通過した冷却風を冷却ファン２５ａが吸い込む割合が減少する。その結果、熱交換器２４ａの温度上昇を抑えることができるので、熱交換器２４ａの流体（冷却液）で冷却されるエンジン２１のオーバーヒートが防止される。

【0063】

また、上記の実施形態によれば、熱交換器温度Ｔａが低いほど閾値ΔＮを大きくし、熱交換器温度Ｔａが高いほど閾値ΔＮを小さくする。これにより、エンジン２１のオーバーヒートの危険性が低い（すなわち、熱交換器温度Ｔａが低い）ときには、目標回転数Ｎａ、Ｎｂの差が大きくなるのを許容して、冷却ファン２５ａ、２５ｂに必要最小限の冷却風を発生させる。一方、エンジン２１のオーバーヒートの危険性が高い（すなわち、熱交換器温度Ｔａが高い）ときには、目標回転数Ｎａ、Ｎｂの差が大きくなるのを阻止して、熱交換器２４ｂが過冷却になるのを許容しつつ、熱交換器２４ａを適切に冷却する。

【0064】

また、上記の実施形態に係る暖機制御処理によれば、熱交換器温度Ｔａに対応する暖機回転数Ｎａ＿ｈ１で冷却ファン２５ａを回転させ、予め固定値に設定された暖機回転数Ｎｂ＿ｈ１で冷却ファン２５ｂを回転させる。これにより、熱交換器温度Ｔａの温度上昇が抑制され、熱交換器温度Ｔｂの温度上昇が促進される。その結果、暖機処理において、相対的に温度が上昇しにくい流体（この場合は、作動油）の温度を暖機目標温度Ｔｂ＿ｈに近い温度まで上昇させることができる。

【0065】

［変形例１］
次に、図１０及び図１１を参照して、変形例１に係る暖機制御処理を説明する。図１０は、変形例１に係る暖機制御処理のフローチャートである。図１１は、変形例１に係る熱交換器温度Ｔａ、Ｔｂと暖機回転数Ｎａ＿ｈ１、Ｎｂ＿ｈ２との対応関係を示すテーブルの例を示す図である。なお、上記の実施形態との共通点の詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。

【0066】

図３に示すように、変形例１に係る油圧ショベル１は、外気温センサ３４を備える。外気温センサ３４は、油圧ショベル１の周囲の温度である外気温度Ｔｏを検知し、検知した外気温度Ｔｏを示す温度信号をコントローラ３０に出力する。

【0067】

そして、変形例１に係る暖機制御処理では、冷却ファン２５ｂの回転数制御（Ｓ３０）が、上記の実施形態（図７のＳ２６）と相違する。すなわち、変形例１に係るコントローラ３０は、ステップＳ３０において、外気温センサ３４によって検知された外気温度Ｔｏに対応する暖機回転数Ｎｂ＿ｈ２（第２暖機回転数の一例）で冷却ファン２５ｂを回転させる。より詳細には、変形例１に係るコントローラ３０は、図１１（Ｂ）に示される対応関係に従って、外気温度Ｔｏが高いほど速くなるように算出した暖機回転数Ｎｂ＿ｈ２で冷却ファン２５ｂを回転させる。

【0068】

図１１（Ｂ）に示すように、メモリ３２には、外気温度Ｔｏと、冷却ファン２５ｂの暖機回転数Ｎｂ＿ｈ２との対応関係が記憶されている。外気温度Ｔｏが最低温度Ｔｏ＿ｍｉｎ未満のとき、暖機回転数Ｎｂ＿ｈ２は最低回転数Ｎｂ＿ｍｉｎで一定になる。また、外気温度Ｔｏが最低温度Ｔｏ＿ｍｉｎ以上のとき、暖機回転数Ｎｂ＿ｈ２は、外気温度Ｔｏが高くなるほど速くなる。なお、外気温度Ｔｏと暖機回転数Ｎｂ＿ｈ２とは図１１（Ｂ）に示す線形な関係に限定されず、非線形な関係でもよい。また、図１１（Ａ）に示す熱交換器温度Ｔａと暖機回転数Ｎａ＿ｈ１との対応関係は、図８（Ａ）と共通する。

【0069】

熱交換器２４ｂ内の流体（すなわち、作動油）の温度上昇が速すぎると、油圧機器の構成部品にスティックが生じやすくなる。そして、外気温度Ｔｏが高いほど、熱交換器２４ｂも暖機されやすい。そこで、変形例１によれば、外気温度Ｔｏが高いほど冷却ファン２５ｂの暖機回転数Ｎｂ＿ｈ２が速くなるので、熱交換器２４ｂ内の流体を適切な速度で暖機することが可能になる。

【0070】

［変形例２］
次に、図１２及び図１３を参照して、変形例２に係る暖機制御処理を説明する。図１２は、変形例２に係る暖機制御処理のフローチャートである。図１３は、図１２に示す暖機制御処理中における熱交換器温度（Ａ）及び冷却ファン回転数（Ｂ）の推移を示す図である。なお、上記の実施形態との共通点の詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。

【0071】

変形例２に係るコントローラ３０は、ステップＳ３１において、暖機処理中における熱交換器温度Ｔｂの時間変化ｄＴｂに対応する暖機回転数Ｎｂ＿ｈ３（第２暖機回転数の一例）で冷却ファン２５ｂを回転させる。より詳細には、変形例２に係るコントローラ３０は、暖機処理中における熱交換器温度Ｔｂの時間変化ｄＴｂが大きいほど速くなる暖機回転数Ｎｂ＿ｈ３で冷却ファン２５ｂを回転させる。

【0072】

すなわち、コントローラ３０は、繰り返し実行する暖機処理中において、ステップＳ２２で取得した熱交換器温度Ｔｂをメモリ３２に記憶させる。次に、コントローラ３０は、メモリ３２に記憶された複数の熱交換器温度Ｔｂの時間変化ｄＴｂを算出する。時間変化ｄＴｂは、例えば、時間的に隣接する２つの熱交換器温度Ｔｂを、熱交換器温度Ｔｂの取得間隔（ステップＳ２２の実行間隔）で除すことによって算出される。

【0073】

そして、コントローラ３０は、熱交換器温度Ｔｂの時間変化ｄＴｂと暖機回転数Ｎｂ＿ｈ３との予め定められた対応関係に従って、暖機回転数Ｎｂ＿ｈ３を決定する。熱交換器温度Ｔｂの時間変化ｄＴｂと暖機回転数Ｎｂ＿ｈ３との対応関係は、例えば図１１（Ｂ）のように正の相関関係を有する。

【0074】

変形例２によれば、例えば図１３に示すように、熱交換器温度Ｔｂの上昇速度が遅くなった場合に、冷却ファン２５ｂの暖機回転数Ｔｂ＿ｈ３が遅くなるので、熱交換器２４ｂ内の流体を適切な速度で暖機することが可能になる。すなわち、暖機処理中において、冷却ファン２５ｂの暖機回転数Ｔｂ＿ｈ３を抑制することによって（図１３（Ｂ））、熱交換器温度Ｔｂの上昇が促進される（図１３（Ａ））。また、暖機処理が終了した後に、暖機回転数Ｔｂ＿ｈ３の抑制を解除することによって（図１３（Ｂ））、暖機処理中と比較して熱交換器温度Ｔｂの上昇勾配が緩やかになる（図１３（Ａ））。

【0075】

［変形例３］
次に、図１４を参照して、変形例３に係る暖機制御処理を説明する。図１４は、変形例３に係る暖機制御処理のフローチャートである。なお、上記の実施形態との共通点の詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。

【0076】

変形例３に係るコントローラ３０は、暖機処理（Ｓ２２～Ｓ２７）を終了した場合、すなわち、熱交換器温度Ｔａが暖機目標温度Ｔａ＿ｈ以上になるか、熱交換器温度Ｔｂが暖機目標温度Ｔｂ＿ｈ以上になった場合に（Ｓ２３：Ｎｏ／Ｓ２４：Ｎｏ）、冷却ファン２５ａを規定回転数Ｎａ＿ｌｏｗに減速する（Ｓ３２）。その後、コントローラ３０は、ステップＳ２８、Ｓ２９の処理を実行する。

【0077】

ここで、規定回転数Ｎａ＿ｌｏｗは、暖機処理の終了時点における暖機回転数Ｎａ＿ｈ１より小さい値に設定される。規定回転数Ｎａ＿ｌｏｗは、例えば、予め定められた固定値でもよいし、暖機処理の終了時点における暖機回転数Ｎｂ＿ｈ１と同一値でもよい。すなわち、ステップＳ３２を追加することによって、ファン制御処理（Ｓ２９）の開始時点における冷却ファン２５ａ、２５ｂの回転数の差が小さくなる。

【0078】

冷却ファン２５ａ、２５ｂの回転数の差が大きい状態でファン制御処理（Ｓ２９）を開始すると、冷却ファン２５ｂに逆流が発生する。この状態で図４のステップＳ１６の処理（すなわち、冷却ファン２５ｂの回転数を上昇させる処理）を実行すると、ファンモータ２６ｂに大きなトルクが必要になる。そこで、変形例３のように、ファン制御処理（Ｓ２９）の開始に先立って、冷却ファン２５ａ、２５ｂの回転数の差を小さくすることによって、ファン制御処理をスムーズに実行することができる。

【0079】

上述した実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

【符号の説明】

【0080】

１ 油圧ショベル（作業機械）
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
４ クローラ
５ 走行モータ
６ 旋回モータ
７ 旋回フレーム
８ キャブ
８ａ 暖機スイッチ
８ｂ 調整ボタン
８ｃ ディスプレイ
９ カウンタウェイト
１０ フロント作業機
１１ ブーム
１２ アーム
１３ バケット
１４ ブームシリンダ
１５ アームシリンダ
１６ バケットシリンダ
２０ エンジン建屋
２１ エンジン
２２ 油圧ポンプ
２３，９０ 熱交換器ユニット
２３ａ 筐体
２４ａ，２４ｂ，９１ａ，９１ｂ 熱交換器
２５ａ，２５ｂ，９２ａ，９２ｂ 冷却ファン
２６ａ，２６ｂ ファンモータ
２７ 冷却風流路
２８ 給気口
３０ コントローラ
３１ ＣＰＵ
３２ メモリ
３３ａ，３３ｂ 温度センサ
３４ 外気温センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】