特開 2025-54532 建設機械

(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】P2025054532

(43)【公開日】2025-04-08

(54)【発明の名称】建設機械

(51)【国際特許分類】

   F01P 11/16 20060101AFI20250331BHJP

   F01P 7/04 20060101ALI20250331BHJP

   E02F 9/00 20060101ALI20250331BHJP

【ＦＩ】

F01P11/16 E

F01P7/04 Z

E02F9/00 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023163612

(22)【出願日】2023-09-26

(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】110003096

【氏名又は名称】弁理士法人第一テクニカル国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】東 祐司

(72)【発明者】

【氏名】小泉 博史

【テーマコード（参考）】

2D015

【Ｆターム（参考）】

2D015CA02

(57)【要約】      （修正有）

【課題】冷却対象の流体への入熱状況によらずに流体温度の過大なオーバーシュートを防止することができる建設機械を提供する。
【解決手段】油圧ショベルは、冷却ファン７７と、冷却ファン７７により冷却されるオイルクーラ７３と、オイルクーラ７３を流れる作動油の温度を検出する作動油温センサ７３ｓと、冷却ファン７７の回転数を制御する車体コントローラ５１と、を備え、車体コントローラ５１は、作動油温センサ７３ｓにより検出された作動油の実温度と、予め定められた目標温度との温度差に応じて比例積分制御により冷却ファン７７の目標回転数を設定し、比例積分制御の積分制御において、積分項の出力値Ｎ＿Ｉを所定の積分項下限値Ｎ＿Ｉｍｉｎ以上に制限する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷却ファンと、
前記冷却ファンにより冷却される熱交換器と、
前記熱交換器を流れる流体の温度を検出する温度検出器と、
前記冷却ファンの回転数を制御するコントローラと、を備えた建設機械において、
前記コントローラは、前記温度検出器により検出された前記流体の実温度と、予め定められた目標温度との温度差に応じて比例積分制御により前記冷却ファンの目標回転数を設定し、
前記比例積分制御の積分制御において、積分項の出力値を所定の下限値以上に制限する
ことを特徴とする建設機械。

【請求項2】

請求項１に記載の建設機械において、
大気温を検出可能な大気温検出器をさらに備え、
前記コントローラは、前記大気温検出器により検出された大気温に応じて、前記下限値を制御する
ことを特徴とする建設機械。

【請求項3】

請求項１に記載の建設機械において、
車体負荷を検出可能な車体負荷検出器をさらに備え、
前記コントローラは、前記車体負荷検出器により検出された車体負荷に応じて、前記下限値を制御する
ことを特徴とする建設機械。

【請求項4】

請求項２に記載の建設機械において、
車体負荷を検出可能な車体負荷検出器をさらに備え、
前記コントローラは、前記大気温検出器により検出された大気温又は前記車体負荷検出器により検出された車体負荷に応じて、前記下限値を制御する
ことを特徴とする建設機械。

【請求項5】

請求項４に記載の建設機械において、
前記コントローラは、前記大気温により決定される下限値または前記車体負荷により決定される下限値のうちいずれか大きい方の下限値を用いて前記積分項の出力値を制限する
ことを特徴とする建設機械。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれか１項に記載の建設機械において、
前記コントローラは、前記積分項の出力値の候補値が前記下限値よりも小さい場合は、前記下限値を前記積分項の出力値とし、前記候補値が前記下限値以上である場合は、前記候補値を前記積分項の出力値とする
ことを特徴とする建設機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱交換器を冷却する冷却ファンを備えた建設機械に係り、特に、エンジンの回転数に関わらずに冷却ファンの回転数を設定可能な建設機械に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に油圧ショベルなどの建設機械に使用され、熱交換器を冷却する冷却ファンには、エンジンクランク軸と連結され、エンジンクランク軸の回転に伴い回転されるものや、エンジンとは切り離され、油圧モータや電動モータによって独自に駆動され、回転数を設定可能なものがある。後者の独自に回転数を設定可能に駆動される冷却ファンの制御方法には、熱交換器を流れる流体の実温度を監視し、検出された実温度と目標温度との差分に応じて比例積分制御器により冷却ファンの目標回転数を設定し、実温度が目標温度になるように冷却ファンの目標回転数を可変制御するものがある。

【0003】

建設機械においては、例えばエンジン冷却水や、アクチュエータを駆動する作動油などが冷却対象の流体となる。冷却ファンによる冷却風の増減に対する流体の実温度の応答遅れのため、積分制御による負側への蓄積に起因して冷却ファンの実回転数の立ち上がりが遅れ、流体の実温度が目標温度に対して過大となる大きなオーバーシュートが発生する場合がある。この場合、過大なオーバーシュートに対し過剰に冷却ファンの目標回転数が高く設定され、そのため流体の実温度が低下しすぎて低すぎる目標回転数が設定される、といった現象が繰り返される場合がある。その結果、冷却ファンの実回転数が目標値付近でハンチングを起こし、聴感の悪化によりオペレータや周囲者に不快感を与える恐れがある。また、過度に流体が高温となった場合には車体に不具合を起こす原因となる可能性もあり、流体温度の過大なオーバーシュートは避けることが望ましい。

【0004】

流体温度のオーバーシュートを抑制するファン回転数制御方法として、例えば特許文献１には、ファン目標回転数がファン最低回転数に達するまでは、実温度と目標温度との温度差に応じて比例積分制御器の比例要素のみによりファン目標回転数を設定し、ファン目標回転数がファン最低回転数を超えたときは、実温度と目標温度との温度差に応じて、比例積分制御器の比例要素と積分要素とによりファン目標回転数を設定することで、比例積分制御器における積分の負側に対する蓄積を制限する方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４２０６００８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、建設機械において流体への入熱状況は様々であるため、ファン目標回転数がファン最低回転数に達した後、流体の実温度が長時間目標温度に到達しない場合も考えられる。このような場合には、実温度と目標温度の差分に応じた比例積分制御を行っても、実温度が目標温度に到達しない間の積分器における負側の蓄積に起因して、流体温度の過大なオーバーシュートが発生する恐れがある。

【0007】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷却対象の流体への入熱状況によらずに流体温度のオーバーシュートを抑制することができる建設機械を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明の建設機械は、冷却ファンと、前記冷却ファンにより冷却される熱交換器と、前記熱交換器を流れる流体の温度を検出する温度検出器と、前記冷却ファンの回転数を制御するコントローラと、を備えた建設機械において、前記コントローラは、前記温度検出器により検出された前記流体の実温度と、予め定められた目標温度との温度差に応じて比例積分制御により前記冷却ファンの目標回転数を設定し、前記比例積分制御の積分制御において、積分項の出力値を所定の下限値以上に制限することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、冷却対象の流体への入熱状況によらずに流体温度の過大なオーバーシュートを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態の油圧ショベルの全体構造の一例を示す側面図である。

【図2】図１の油圧ショベルに備えられる旋回体上の機器配置形態の一例を示す、旋回体を上方から見た透視図である。

【図3】油圧ショベルの冷却ファンの制御に関わる構成の一例を示すブロック図である。

【図4】作動油温度に基づく比例積分制御による目標回転数の制御方法の一例を示したブロック図である。

【図5】図４の積分項出力値決定部における処理の一例を示したフローチャートである。

【図6】図５のステップＳ４における積分項下限値の決定方法の一例を示したブロック図である。

【図7】積分項出力値の制限を行わない比較例における、横軸に時間、縦軸に流体への入熱、流体の実温度及び目標温度、比例項出力値及び積分項出力値、冷却ファンの実回転数及び目標回転数が示されたタイムチャートである。

【図8】積分項出力値の制限を行う本実施形態における、横軸に時間、縦軸に流体への入熱、流体の実温度及び目標温度、比例項出力値及び積分項出力値、冷却ファンの実回転数及び目標回転数が示されたタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。

【0012】

＜油圧ショベルの全体構成＞
本実施形態では、建設機械としてクローラ式の油圧ショベルを例にとって説明する。図１は本実施形態の油圧ショベルの全体構造の一例を示す側面図、図２は図１の油圧ショベルに備えられる旋回体上の機器配置形態の一例を示す、旋回体を上方から見た透視図である。

【0013】

図１に示すように、油圧ショベル１は、走行体２と、走行体２上に回転自在に設けられた旋回体３と、旋回体３に取り付けられた作業装置４とを備えている。作業装置４は、旋回体３に俯仰動作可能に取り付けられたブーム４１と、ブーム４１の先端に俯仰動作可能に取り付けられたアーム４２と、アーム４２の先端に俯仰動作可能に取り付けられたバケット４３と、ブーム４１を作動させるブームシリンダ４４と、アーム４２を作動させるアームシリンダ４５と、バケット４３を作動させるバケットシリンダ４６とを備えている。

【0014】

旋回体３は、メインフレーム３０と、カウンタウエイト３１と、運転室３２と、建屋カバー３３などにより構成されている。メインフレーム３０は、旋回体３のベースであり、複数の鋼板、鋼材を接合することにより、車体の前後左右に延びる支持構造体を構成している。メインフレーム３０の車体前方には、作業装置４が俯仰動作可能に取り付けられている。カウンタウエイト３１は、メインフレーム３０の車体後方に設置されており、作業装置４との重量バランスをとる錘の役割を果たしている。運転室３２は、メインフレーム３０の前方左側に搭載されている。

【0015】

図２に示すように、運転室３２の内部にはオペレータが着座する運転席５０や、車体コントローラ５１（コントローラの一例）が設けられている。建屋カバー３３は、メインフレーム３０上に搭載されるエンジン６１や、クーリングパッケージ７２などの機器を仕切るカバーである。建屋カバー３３内には、車体中央後方に位置するエンジン室６０と、車体左側後方に位置するラジエータ室７０が設けられている。エンジン室６０内には、エンジン６１及び油圧ポンプ６２がクランク軸を左右方向に伸ばした横置き姿勢で配置されている。ラジエータ室７０内には、大気温センサ７１（図３参照）や、クーリングパッケージ７２などが搭載されている。

【0016】

＜冷却ファンの制御に関わる構成＞
次に、油圧ショベル１の冷却ファンの制御に関わる構成について図３を用いて説明する。図３は油圧ショベル１の冷却ファンの制御に関わる構成の一例を示すブロック図である。

【0017】

図３に示すように、油圧ポンプ６２はエンジン６１に直結されており、エンジン６１の出力により駆動される。油圧ポンプ６２近傍にはポンプ流量・吐出圧センサ６２ｓ（車体負荷検出器の一例）が設けられ、ポンプ流量及び吐出圧情報（車体負荷の一例）を車体コントローラ５１に送信する。

【0018】

クーリングパッケージ７２は、作業装置４の駆動に使用される作動油を冷却するオイルクーラ７３（熱交換器の一例）と、エンジン冷却水を冷却するラジエータ７４（熱交換器の一例）と、ターボ過給機（図示せず）によってエンジン６１に供給されるインテークエアを冷却するインタークーラ７５（熱交換器の一例）と、冷却ファン７７と、冷却ファン７７を駆動するファンモータ７６とを有する。オイルクーラ７３、ラジエータ７４、及びインタークーラ７５は、冷却ファン７７により冷却される。

【0019】

オイルクーラ７３内を流れる作動油（流体の一例）、ラジエータ７４内を流れるエンジン冷却水（流体の一例）、インタークーラ７５内を流れるインテークエア（流体の一例）の流路には、それぞれ作動油温センサ７３ｓ、エンジン冷却水温センサ７４ｓ、インテークエア温度センサ７５ｓが設けられている。作動油温センサ７３ｓ（温度検出器の一例）は作動油の温度を検出し、温度情報を車体コントローラ５１に送信する。エンジン冷却水温センサ７４ｓ（温度検出器の一例）はエンジン冷却水の温度を検出し、温度情報を車体コントローラ５１に送信する。インテークエア温度センサ７５ｓ（温度検出器の一例）は、インテークエアの温度を検出し、温度情報を車体コントローラ５１に送信する。

【0020】

ファンモータ７６は、車体コントローラ５１からの回転数指令に従って駆動される。冷却ファン７７は、車体コントローラ５１によって回転数を制御され、オイルクーラ７３、ラジエータ７４、及びインタークーラ７５に冷却風を送風する。

【0021】

大気温センサ７１（大気温検出器の一例）は、大気温を検出し、温度情報を車体コントローラ５１に送信する。

【0022】

＜冷却ファンの制御方法＞
次に、冷却ファン７７の制御方法について、作動油を例にとって図４、図５、及び図６を用いて説明する。図４は作動油温度に基づく比例積分制御による目標回転数の制御方法の一例を示したブロック図、図５は図４の積分項出力値決定部における処理の一例を示したフローチャート、図６は図５のステップＳ４における積分項下限値の決定方法の一例を示したブロック図である。図４、図５、及び図６の処理は、主に車体コントローラ５１で行われる。本実施形態では、図４、図５、及び図６の処理の主体が車体コントローラ５１であるものとして説明する。

【0023】

図４に示すように、車体コントローラ５１は、作動油温センサ７３ｓにより検出された作動油の実温度Ｔｍｏと、予め定められた作動油の目標温度Ｔｔｏとの温度差に応じて、比例積分制御により冷却ファン７７の目標回転数Ｎ＿ｔを設定する。具体的には、作動油温センサ７３ｓにより検出された作動油の実温度Ｔｍｏから予め設定された作動油の目標温度Ｔｔｏを減じた偏差Ｅｏが、比例器Ｓ１及び積分器Ｓ２に入力される。比例器Ｓ１は、偏差Ｅｏに比例ゲインを乗算し、比例項出力値Ｎ＿Ｐとして出力する。積分器Ｓ２は、偏差Ｅｏに積分ゲインを乗算し、乗算した値と、前回の積分項出力値Ｎ＿Ｉを加算し、積分項出力候補値Ｎ＿Ｉｔとする。積分器Ｓ２は、積分項出力候補値Ｎ＿Ｉｔを積分項出力値決定部Ｓ３に入力し、後述する演算により積分項出力値Ｎ＿Ｉを決定する。

【0024】

車体コントローラ５１は、比例器Ｓ１の比例項出力値Ｎ＿Ｐと、積分器Ｓ２の積分項出力値Ｎ＿Ｉと、予め定められたオフセット回転数Ｎ＿Ｏとを足し合わせて、冷却ファン７７の目標回転数Ｎ＿ｔを設定する。オフセット回転数Ｎ＿Ｏは、実温度Ｔｍｏと目標温度Ｔｔｏが一致する場合の無補正の冷却ファン７７の回転数である。つまり車体コントローラ５１は、基準となるオフセット回転数Ｎ＿Ｏを比例項出力値Ｎ＿Ｐ及び積分項出力値Ｎ＿Ｉにより補正することで、目標回転数Ｎ＿ｔを設定する。

【0025】

車体コントローラ５１は、前述の積分項出力値決定部Ｓ３において、図５に示す処理を実行する。図５に示すように、ステップＳ４では、車体コントローラ５１は、後述の図６に示す方法で積分項下限値Ｎ＿Ｉｍｉｎ（所定の下限値の一例）を決定する。車体コントローラ５１は、ステップＳ４の処理終了後、ステップＳ５に進む。

【0026】

ステップＳ５では、車体コントローラ５１は、入力された積分項出力候補値Ｎ＿ＩｔがステップＳ４で決定した積分項下限値Ｎ＿Ｉｍｉｎを下回るか否かを判断する。車体コントローラ５１は、積分項出力候補値Ｎ＿Ｉｔが積分項下限値Ｎ＿Ｉｍｉｎを下回る場合はステップＳ６に進み（ステップＳ５：ＹＥＳ）、積分項出力候補値Ｎ＿Ｉｔが積分項下限値Ｎ＿Ｉｍｉｎ以上である場合はステップＳ７に進む（ステップＳ５：ＮＯ）。

【0027】

ステップＳ６では、車体コントローラ５１は、積分項出力値Ｎ＿Ｉを積分項下限値Ｎ＿Ｉｍｉｎに決定し、積分項出力値決定部Ｓ３の処理を終了する。その後、図４に示す処理にリターンする。ステップＳ７では、車体コントローラ５１は、積分項出力値Ｎ＿Ｉを積分項出力候補値Ｎ＿Ｉｔに決定し、積分項出力値決定部Ｓ３の処理を終了する。その後、図４に示す処理にリターンする。

【0028】

上述したように、積分項出力値Ｎ＿Ｉは、前回の積分項出力値Ｎ＿Ｉに今回の偏差Ｅｏに積分ゲインを乗算した値を蓄積した値である。積分項出力値Ｎ＿Ｉは、作動油の実温度Ｔｍｏが目標温度Ｔｔｏよりも高い場合には偏差Ｅｏが正の値となるため正側に蓄積され、作動油の実温度Ｔｍｏが目標温度Ｔｔｏよりも低い場合には偏差Ｅｏが負の値となるため負側に蓄積される。そして、図５に示す処理により、積分項出力値Ｎ＿Ｉは積分項下限値Ｎ＿Ｉｍｉｎを下回らないように制限される。

【0029】

なお、上述したステップは一例であって、上記ステップの少なくとも一部を削除又は変更してもよいし、上記以外のステップを追加してもよい。また、上記ステップの少なくとも一部の順番を変更してもよいし、複数のステップが単一のステップにまとめられてもよい。

【0030】

次に、車体コントローラ５１が前述のステップＳ４において実行する、積分項下限値Ｎ＿Ｉｍｉｎの決定方法について図６を用いて説明する。図６に示すように、車体コントローラ５１は、大気温及び車体負荷に応じて積分項下限値Ｎ＿Ｉｍｉｎを制御する。

【0031】

具体的には、車体コントローラ５１は、テーブルＴ１に基づいて大気温に応じた積分項下限値Ｎ＿Ｉｍｉｎｔ１を決定する。テーブルＴ１は、大気温センサ７１により検出される大気温を入力として、大気温に応じた積分項下限値Ｎ＿Ｉｍｉｎｔ１を出力とする。積分項下限値Ｎ＿Ｉｍｉｎは、比例積分制御における下限値を設定するため、冷却ファン７７の回転数を一定以上下げることができなくなる。このため、積分項下限値Ｎ＿Ｉｍｉｎの値が大きいほど冷却ファン７７の立ち上がりが早くなりオーバーシュートを防止し易くなるが、冷却ファン７７の回転数が平均して高くなるために燃費が悪化する可能性があり、小さい場合にはその逆の現象が起きやすい。例えば、大気温が低くなるにつれて、作動油の目標温度Ｔｔｏでのヒートバランスの成立に必要な風量も小さくなるが、積分項下限値Ｎ＿Ｉｍｉｎの設定によって必要以上に大きな風量しか出せなくなり、過冷却となって燃費に悪影響を与える恐れがある。そのため、過冷却を回避するために、テーブルＴ１では、大気温ごとに必要な風量を事前に算出あるいは実験的に確認し、その大気温における作動油の目標温度Ｔｔｏでのヒートバランスの成立に必要な回転数とできるように、大気温ごとの積分項下限値Ｎ＿Ｉｍｉｎｔ１が設定されている。

【0032】

また、車体コントローラ５１は、テーブルＴ２に基づいて車体負荷に応じた積分項下限値Ｎ＿Ｉｍｉｎｔ２を決定する。テーブルＴ２は、例えばポンプ流量・吐出圧センサ６２ｓにより検出されるポンプ流量及び吐出圧をもとに計算されたポンプ出力を入力として、ポンプ出力に応じた積分項下限値Ｎ＿Ｉｍｉｎｔ２を出力とする。車体負荷が小さい場合、つまり作動油への入熱が小さい場合には実温度Ｔｍｏの上昇速度は遅いため、車体負荷が大きな場合と比べて冷却ファン７７の回転数の立ち上がりが遅れても大きなオーバーシュートは起こらない。そのため、テーブルＴ２では、ポンプ出力が小さい場合（入熱が小さい場合）には、冷却ファン７７の動き出しを遅らせることで燃費の悪化を防止できるように、積分項下限値Ｎ＿Ｉｍｉｎｔ２が小さくなるように設定されている。

【0033】

車体コントローラ５１は、ステップＳ８にて、大気温により決定される積分項下限値Ｎ＿Ｉｍｉｎｔ１または車体負荷により決定される積分項下限値Ｎ＿Ｉｍｉｎｔ２のうち、いずれか大きい方の下限値を選択し、積分項下限値Ｎ＿Ｉｍｉｎに決定する。これにより、車体に不具合を与える可能性のあるオーバーシュートを防ぐことを最優先とすることができる。

【0034】

＜実施形態の効果＞
本実施形態により得られる効果について、図７及び図８を用いて説明する。図７は積分項出力値の制限を行わない比較例におけるタイムチャート、図８は積分項出力値の制限を行う本実施形態におけるタイムチャートである。各タイムチャートでは、横軸に時間、縦軸に流体への入熱、流体の実温度及び目標温度、比例項出力値及び積分項出力値、冷却ファン７７の実回転数及び目標回転数等が示されている。

【0035】

前述のように、積分器Ｓ２は、流体の実温度と目標温度との偏差に積分ゲインを乗算した値と前回の積分項出力値を加算する。このため、図７に示すように、流体の実温度が目標温度に到達しない状態が長く続くほど、積分項出力値の負側への蓄積が次第に大きくなる。このとき、冷却ファン７７の実回転数は、冷却ファン自体のハード・ソフト上の制限により最低回転数が定められているため、図７に示すように最低回転数を維持することとなる。この状態から流体への入熱が増大して流体の実温度が上昇を開始し（時間Ｔ１）、実温度が目標温度を超えると（時間Ｔ２）、積分器Ｓ２は積分項出力値の正側への蓄積を開始する。目標回転数が最低回転数を超えた時点で冷却ファン７７の実回転数が上昇し始め（時間Ｔ３）、その後は比例積分制御によって、流体の実温度が目標温度に維持されるように冷却ファン７７の回転数が制御される。

【0036】

図７に示す比較例の場合、積分項出力値の負側への蓄積が大きいことに起因して、流体の実温度が目標温度を超えてから冷却ファン７７の実回転数が上昇し始めるまでのタイムラグ（時間Ｔ２と時間Ｔ３の間の時間）が長くなり、その結果、流体の実温度が目標温度を大きく超えて上昇してしまうオーバーシュート現象が発生している。

【0037】

これに対し、本実施形態では、図８に示すように、積分項出力値が積分項下限値以上に制限される。これにより、流体の実温度が目標温度に到達しない状態が長く続いた場合でも、積分項出力値の負側への蓄積は増大しない。その結果、例えば図８に示す例では、冷却ファン７７の目標回転数及び実回転数は最低回転数を下回らずに維持されている。この状態から流体への入熱が増大して流体の実温度が上昇を開始すると（時間Ｔ１）、比例項出力値の増加により冷却ファン７７の目標回転数及び実回転数も上昇を開始する。実温度が目標温度を超えると（時間Ｔ２）、積分器Ｓ２は積分項出力値の正側への蓄積を開始し、冷却ファン７７の目標回転数及び実回転数はさらに上昇する。すなわち、積分項出力値の負側への蓄積の制限により積分項出力値が積分項下限値に維持されている状態において、実温度が目標温度を上回った場合に積分項出力値の正側への蓄積が開始される。その後は比例積分制御によって、流体の実温度が目標温度に維持されるように冷却ファン７７の回転数が制御される。

【0038】

図８に示す本実施形態の場合、流体の実温度が上昇を開始すると直ちに冷却ファン７７の実回転数が上昇しており、流体の実温度が目標温度を超えてから冷却ファン７７の実回転数が上昇し始めるまでのタイムラグが無い。したがって、流体への入熱状況によらずに流体温度の過大なオーバーシュートを抑制することができる。

【0039】

なお、積分項出力値の負側への蓄積の制限幅が小さいほど（すなわち積分項下限値を大きくするほど）前述のタイムラグを小さくすることができる。しかしながら、積分項下限値は実質的に冷却ファン７７の回転数の制御上の下限値を設定するものである。このため、制限幅が小さすぎる場合には、過冷却状態となっている場合でも冷却ファン７７の回転数を適切な回転数まで低下できないという現象が発生し、燃費の悪化を招く可能性がある。そこで本実施形態においては、前述のように大気温と車体負荷をモニタリングして積分項下限値を制御することにより、車体環境・状態に応じて適切な制限幅とすることができる。その結果、不必要な燃費の悪化を防ぎつつ過大なオーバーシュートを防止することができる。

【0040】

また、本実施形態では特に、大気温により決定される積分項下限値または車体負荷により決定される積分項下限値のうちいずれか大きい方の下限値を用いて積分項出力値を制限する。これにより、車体に不具合を与える可能性のあるオーバーシュートを防ぐことを最優先とすることができる。

【0041】

また、本実施形態では特に、車体コントローラ５１は、積分項出力値の負側への蓄積の制限により積分項出力値が積分項下限値に維持されている状態において、実温度が目標温度を上回った場合に積分項出力値の正側への蓄積を開始する。これにより、流体の実温度が目標温度を超えた場合に直ちに冷却ファン７７の実回転数を上昇させることができるので、流体温度の過大なオーバーシュートを効果的に抑制できる。

【0042】

＜変形例＞
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

【0043】

例えば、上記実施形態では大気温及び車体負荷の両方に応じて積分項下限値を制御する場合について説明したが、大気温又は車体負荷のいずれか一方に応じて積分項下限値を制御してもよい。この場合、前述したステップＳ８の処理は不要となる。

【0044】

また上記実施形態では、作動油の実温度と目標温度に基づいて冷却ファン７７の目標回転数を設定する例を記載したが、これに限られない。作動油以外の流体、例えばエンジン冷却水又はインテークエアの実温度と目標温度に基づいて冷却ファン７７の目標回転数を設定してもよい。その場合にも、上記実施形態と同様の手法が適用可能である。

【0045】

また上記実施形態では、１つの冷却ファン７７で複数の熱交換器（オイルクーラ７３、ラジエータ７４、及びインタークーラ７５）を冷却する例を記載したが、これに限られない。例えば、１つの冷却ファン７７で単体の熱交換器を冷却する場合や、複数の熱交換器がそれぞれ別個の冷却ファンで冷却される場合にも、上記実施形態と同様の手法が適用可能である。

【0046】

また上記実施形態では、積分器の離散化に後進オイラー法を用いたものを記載したが、例えば前進オイラー法などその他の離散化手法を用いてもよい。

【0047】

また上記実施形態では、建設機械としてクローラ式の油圧ショベル１を例に挙げて説明したが、本発明の適用対象はこれに限るものではない。例えば、油圧クレーン、ホイールローダ等、エンジンの回転数に関わらずに冷却ファンの回転数を設定可能な他の建設機械にも広く適用することができる。

【0048】

また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

【0049】

また、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、上記した内容に限定されるものではない。すなわち、本発明によって、上述されていない課題を解決したり、上述されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。

【符号の説明】

【0050】

１ 油圧ショベル（建設機械の一例）
５１ 車体コントローラ（コントローラの一例）
６２ｓ ポンプ流量・吐出圧センサ（車体負荷検出器の一例）
７１ 大気温センサ（大気温検出器の一例）
７３ オイルクーラ（熱交換器の一例）
７３ｓ 作動油温センサ（温度検出器の一例）
７４ ラジエータ（熱交換器の一例）
７４ｓ エンジン冷却水温センサ（温度検出器の一例）
７５ インタークーラ（熱交換器の一例）
７５ｓ インテークエア温度センサ（温度検出器の一例）
７７ 冷却ファン
Ｎ＿Ｉ 積分項出力値
Ｎ＿Ｉｍｉｎ 積分項下限値（所定の下限値の一例）
Ｎ＿Ｉｍｉｎｔ１ 積分項下限値
Ｎ＿Ｉｍｉｎｔ２ 積分項下限値
Ｎ＿ｔ 目標回転数
Ｓ１ 比例器
Ｓ２ 積分器
Ｔｍｏ 実温度
Ｔｔｏ 目標温度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】