CN101253315B - 液压驱动风扇的控制装置 - Google Patents
液压驱动风扇的控制装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101253315B CN101253315B CN2006800314498A CN200680031449A CN101253315B CN 101253315 B CN101253315 B CN 101253315B CN 2006800314498 A CN2006800314498 A CN 2006800314498A CN 200680031449 A CN200680031449 A CN 200680031449A CN 101253315 B CN101253315 B CN 101253315B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- engine
- control gear
- speed
- fan
- cooling fan
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 112
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 27
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 claims description 31
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 25
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 23
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 18
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 17
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 241001269238 Data Species 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 230000000505 pernicious effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P7/00—Controlling of coolant flow
- F01P7/02—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
- F01P7/04—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
- E02F9/226—Safety arrangements, e.g. hydraulic driven fans, preventing cavitation, leakage, overheating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P7/00—Controlling of coolant flow
- F01P7/02—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
- F01P7/04—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio
- F01P7/044—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio using hydraulic drives
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D25/00—Pumping installations or systems
- F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D25/04—Units comprising pumps and their driving means the pump being fluid-driven
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
- F04D27/004—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids by varying driving speed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
- F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/663—Sound attenuation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
- F15B21/04—Special measures taken in connection with the properties of the fluid
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
Abstract
一种液压驱动风扇的控制装置，具有通过液压电机转动，并执行冷却工作流体的送风的冷却风扇。进一步，所述液压驱动风扇的控制装置具有检测所述工作流体温度的传感器，以及通过判断对工作机器操作杆是否已进行操作，来检测引擎开动的工作机构是否处在静止状态的操作杆开关。为了抑制所述冷却风扇和引擎之间的共振，液压驱动风扇的控制装置进一步按照所述操作杆开关的检测结果，调整所述液压电机的转速。在通过所述操作杆开关得到工作机器操作杆的工作状态，检测出所述工作机构处在停止状态的情况下，调整所述液压电机的转速。因此可以调整和改变所述冷却风扇的转速，从而可以防止所述冷却风扇和所述引擎之间产生的共振噪音和振动。
Description
技术领域
本发明涉及液压挖掘机等施工机械的液压驱动风扇的控制装置。
背景技术
在液压挖掘机等的施工机械中，引擎安装在车体上，包括转动装置、悬臂等的工作机构通过引擎的转动经由液压泵等而工作。并且，冷却风扇和用来转动冷却风扇的液压电机安装在车体上，随着引擎的转动，液压电机经由液压泵而转动，冷却风扇转动并吹风。通过转动，诸如用来冷却引擎的冷却水和用来启动液压电机的液压油等工作流体被冷却。
对于上述的施工机械，如果冷却风扇与引擎直接联结，冷却风扇以与引擎的转速具有固定关系的转速转动。因此，即使在液压油等的温度很低并不需要被冷却的情况下，如果引擎在高速转动，冷却风扇也会高速转动。所以，会产生过度冷却的状态，并且引擎的输出被浪费掉。进一步，冷却风扇转动的同时会有环境噪音增加的问题。
为了应对上述问题，广泛使用的施工机械设计成使得冷气扇的转速可以通过液压电机使冷气扇转动来进行独立控制。并且，在专利文献1和专利文献2中揭示的施工机械中，在液压油等的温度很低不需要被冷却的情况下，通过阀控制液压油的流量，使得从风扇用液压泵排出的的液压油的流量减少。因此，降低了冷却风扇的转速，减少了引擎的负荷，并可以有效的利用引擎的输出来驱动用来启动悬臂等的主液压泵等。同时，通过降低冷却风扇的转速，降低了由于冷却风扇转动产生的周围噪音。
但是，在上述现有的结构中，问题就是由于冷却风扇转速的降低，在冷却风扇的转速与引擎的转速产生特定关系的时候，在冷却风扇和引擎之间产生共振，从而会产生很大的噪音和振动。
具体的，当引擎和冷却风扇转动时，建立了数学表达式1中表达式(1)的关系。当风扇的主频率产生的噪音和引擎主频率产生的噪音之间的频率差在特定值，例如是10Hz以内时，会有噪音共振，产生很大很不舒服的共振噪音和振动。尤其是，在没对所有的工作机器的操作杆18进行操作，而都处在空档的状态下，诸如液压泵等构成工作机器的各种设备都不工作。因此，和共振噪音、共振一起产生的噪音和振动非常明显，会倍感不舒服。风扇主频率噪音和引擎主频率噪音之间的频率差值产生的共振因车种和有无噪音吸收材料等略有差异。
表达式1
Δf：引擎和风扇之间的频率差(Hz)
Ne：引擎转速(rpm)
C：引擎汽缸的数量
Nf：风扇转速(指令值)(rpm)
F：风扇叶片数
专利文献1：日本公开专利公报2000-110560
专利文献2：日本公开专利公报2005-83344
发明内容
本发明的目的是在不对工作流体的冷却效果等产生不利影响的同时，抑制冷却风扇和引擎之间产生的共振噪音和振动。
根据本发明的第一个方面，提供一种液压驱动风扇的控制装置。所述控制装置包括：冷却风扇，通过液压电机转动，并执行送风以冷却参与引擎工作的工作流体；第一检测装置，用于检测所述工作流体的温度；调整装置，按照所述第一检测装置的检测结果，调整所述液压电机的转速；第二检测装置，通过判断是否对工作机器操作杆进行了操作，来判断所述引擎开动的工作机构是否处在停止状态；以及控制装置，按照所述第二检测装置的检测结果，控制所述调整装置的动作，从而调整所述液压电机的转速，使得所述冷却风扇和所述引擎之间的共振被抑制，其中在没对所述工作机器操作杆进行操作、并且所述工作流体的温度低于预定值的情况下，所述控制装置使所述调整装置以使得所述冷却风扇的转速降低的方式动作。
在根据第一方面的液压驱动风扇的控制装置中，根据所述工作机器操作杆的操作状态，通过第二检测装置检测出所述工作机构处在停止状态的情况下，通过所述控制装置控制所述调整装置的动作，并调整所述液压电机的转速。因此，在不影响工作流体的冷却效果等的情况下，就可以调整和改变冷却风扇的转速，并可以抑制所述冷却风扇和引擎之间产生的共振。
根据第二方面，所述工作流体是开动液压电机的液压油，并且所述第一检测装置检测所述液压油的温度。
根据第三方面，所述工作流体是冷却所述引擎的冷却水，并且所述第一检测装置检测所述冷却水的温度。
根据第四方面，所述工作流体是开动所述液压电机的液压油和冷却所述引擎的冷却水，并且所述第一检测装置检测所述液压油和所述冷却水的温度。
根据第五方面，在已对所述工作机器操作杆进行操作的情况下，所述控制装置使所述调整装置以使得所述冷却风扇的转速增加的方式动作。因为冷却风扇工作的同时工作机器处在工作状态，增加冷却风扇的转速没有问题。
根据第六方面，在所述工作流体的温度高于预定值的情况下，所述控制装置使所述调整装置以使得所述冷却风扇的转速增加的方式动作。
根据第七方面，所述控制装置具有存储部，并提取存储在所述存储部的图表中的数据，根据所提取的数据来控制所述调整装置的动作。如上所述，根据所述图表的数据控制所述调整装置的动作使得可以在短时间内快速执行控制。
根据第八方面，所述控制装置具有存储部，并根据存储在所述存储部的数学表达式来控制所述调整装置的动作。如果根据所述数学表达式控制所述调整装置的动作，减少了所存储的用于控制的数据量，因而减轻了存储部的负荷。
根据第九方面，当所有的工作机器操作杆都从操作位置切换到空档位置时，所述控制装置控制所述引擎和所述液压电机的操作，使得在经过预定的延迟时间后，所述引擎和所述冷却风扇的转速从正常范围降低到预定的低转速范围。根据这种结构，当所有工作机器操作杆都设置在空档位置时，通过降低引擎转速来节省燃料，同时也防止工作机器操作杆通过空档位置时引起引擎转速恶性降低。
根据第十方面，当所有所述工作机器操作杆都处在空档位置的状态下，当其中至少一个所述工作机器操作杆从空档位置切换到操作位置时，所述控制装置控制所述引擎和所述液压电机的操作使得所述引擎的转速立即从低的转速范围增加到正常范围，并且所述冷却风扇的转速在预定的时间内逐渐增加。根据这种结构，因为当从所有工作机器操作杆都处在空档位置的状态下，至少一个工作机器操作杆切换到操作位置时，引擎的转速立即从低转速范围增加到正常范围，并且冷却风扇的转速在预定时间逐渐增加，可以防止液压油的压力突 然上升。因此可以防止液压油流通路径和各种液压设备损坏。
附图说明
图1是示出根据第一实施例的液压挖掘机的主视图；
图2是示出了图1中液压挖掘机的电路结构的方块图；
图3是图1的液压挖掘机的工作机器操作杆的操控和引擎的转速以及和冷却风扇的转速之间的关系图表。
图4是示出了根据第一实施例的液压挖掘机中冷却风扇的转速调整操作的流程图；
图5是示出了根据第二实施例的液压挖掘机中冷却风扇转速调整操作的流程图；
图6是示出了根据第三实施例的液压挖掘机中冷却风扇转速调整操作的流程图；以及
图7是示出了根据第四实施例的液压挖掘机中冷却风扇转速调整操作的流程图。
具体实施方式
结合图1到图4，以下说明根据本发明的第一实施例的液压挖掘机。
如图1所示，在液压挖掘机上，下部行进体11的两侧都设有履带12，并且下部行进体11通过履带12的转动而移动。上部回转体14通过回转装置13自由回转地安装在下部行进体11的上部。引擎15和与它相关联的机构安装在上部回转体14上，并且工作悬臂16以突出的方式设置在其侧部。驾驶室17设置在上部回转体14上，并且包括行进控制操作杆的多个工作机器操作杆18设置在驾驶室17内。并且，随着工作机器操作杆18的操作，通过驱动引擎15，包括履带12、回转装置13和悬臂16的各种操作机构经由下述液压泵等液压机构开动。
在液压挖掘机的上部回转体14上，装有在图2中示出的冷却风扇21和用来转动冷却风扇21的冷却风扇液压电机22。同时，如图2所示，风扇液压泵23与引擎15联结。通过引擎15的转动，风扇液压泵23进行旋转工作。并且，通过液压泵23的操作，经由作为调整装置的电磁比例控制阀24将作为工作流体的液压油从液压泵23供给液压电机22，并且液压电机22被转动。在第一实施例中，冷却风扇21的叶片数量是六个，并且引擎15是直排式六汽缸引擎。
进气冷却器25、油冷却器26以及散热器27相对于冷却风扇21设置。进气冷却器25用来冷却作为工作流体吸入引擎15的气体，油冷却器26用来冷却在液压泵23和液压电机22内循环的液压油，以及散热器27用来冷却作为工作流体的引擎15的冷却水。并且，通过液压电机22使冷却风扇21产生转动，向进气冷却器25、油冷却器26和散热器27送入冷却气体。
在冷却水和液压油各自的路径上设置用来作为第一检测部件的水温传感器28和液压油温传感器29。当引擎15转动时，冷却水和液压油的温度通过传感器28和29检测，并且将检测结果输出到作为控制部件的控制装置30。控制装置30具有中央处理单元(CPU，图中未示)和存储器部34等。另外在引擎15和冷却风扇21内分别设置有引擎转速传感器31和风扇转速传感器32。并且，当引擎15和冷却风扇21转动时，通过传感器31和32检测引擎15和冷却风扇21的转速，并将检测结果输出给控制装置30。
作为第二检测部件的操作杆开关33分别设置在各个工作机器操作杆18附近。并且，当引擎15转动时，各个操作杆开关33判断是否已操作工作机器操作杆18。根据这个判断，检测包括悬臂16等的工作机构是否处在停止状态，并将检测结果输出到控制装置30。
在控制装置30内的存储部34，设定和存储用来控制液压挖掘机整个操作的程序以及用来执行程序的各种必要数据，并且临时存储随着执行工作生成的工作数据。表格1至表3示出的图表是存储的各种数据例子。表格1所示的图表上，表示在正常范围内，从引擎15的最低转速850rpm到最高转速2000rpm之间的每预定转速(例如，每100rpm)的引擎主频率噪音的频率。并且，表格2所示的图表上，表示在冷却风扇21的正常转速范围内，从最低转速500rpm到最高转速1100rpm之间的每预定转速(例如，每100rpm)的风扇主频率噪音的频率。进一步，在表格3所示的图表上，表示在引擎15的每个预定转速(例如每100rpm)，存储有为了以正常速度、低速或高速控制冷却风扇21转动的正常转速、低转速以及高转速。换句话说，每个引擎转速设定有多个值作为表格3图表中冷却风扇21的正常转速，并且控制装置30根据诸如引擎负载、液压油温度等各种因素在设定的风扇转速数据中选择最合适的数据，来控制电磁比例控制阀24的工作，以得到选择的风扇转速，并控制液压电机22的转速。
[表格1]
| 引擎转速 (rpm) | 850 | ●●● | ●●● | ●●● | 1400 | ●●● | ●●● | ●●● | 2000 |
| 引擎主频率 (Hz) | 42.5 | ●●● | ●●● | ●●● | 70 | ●●● | ●●● | ●●● | 100 |
[表格2]
| 风扇转速(rpm) | 500 | ●●● | 800 | ●●● | 1100 |
| 风扇主频率 (Hz) | 50 | ●●● | 80 | ●●● | 110 |
[表格3]
换句话说，在引擎15转动过程中，根据有无来自示出工作机器操作杆18工作状态的操作杆开关33的检测信号、来自水温传感器28以及液压油温度传感器29的冷却水和液压油的温度检测结果、以及引擎15的转速与冷却风扇21的转速是否处在共振范围的判断，控制装置30控制电磁比例控制阀24的工作。通过这个工作控制，根据表格3的图表，通过改变从风扇液压泵23到风扇液 压电机22的液压油流量来调整冷却风扇21的转速。
如图3所示，当工作机器操作杆18从操作位置切换到空档位置以及所有工作机器操作杆18设置在空档位置时，控制装置30控制引擎15和液压电机22的工作如下。
在这种情况下，控制装置30降低引擎15的转速，例如，当所有工作机器操作杆18都设置在空档位置之后，过了预定的延迟时间T1(大约4秒)时，从正常范围的高速2000rpm降到预定低转速范围的中速1400rpm，并且当所有工作机器操作杆18都设置在空档位置之后，过了预定的延迟时间T1(大约4秒)时，降低冷却风扇21的转速。结果，防止了当例如工作机器操作杆18中的一个从一个工作位置通过空档位置切换到另一个位置时引擎转速的波动。即，防止了当工作机器操作杆18通过空档位置时引擎转速突然下降，并当工作机器操作杆18到达另一个操作位置时引擎转速再随之回复。
并且，在所有工作机器操作杆18都处在空档位置的状态中，经过延迟时间T1之后，引擎转速被降低，通过转速的降低，节省了燃料。在这种情况下，冷却风扇转速的降低量按照液压油的温度，根据表格3中的图表进行控制。
并且，随着所有工作机器操作杆18都处在空档位置的配置，降低引擎转速之后，当工作机器操作杆18中的至少一个从空档位置切换到工作位置时，控制装置30进一步控制引擎15和液压电机22的操作。换句话说，随着工作机器操作杆18切换到工作位置，控制装置30立即将引擎15的转速从中速1400rpm增加到高速2000rpm，并且在预定的时间T2(2到3秒)内逐渐增加冷却风扇21的转速。结果是，可以防止风扇液压泵23内的压力或从风扇液压泵23供给到风扇液压电机22的液压油的压力突然上升。因此，防止了液压油的流通路径和各种液压设备的破损。
下一步，结合图4的流程图，说明上述结构的液压驱动风扇的控制装置的操作。根据存储在存储部34内的程序，通过控制装置30的控制，进行图4所示、以及下述图5图6的流程图的步骤。
在液压驱动风扇的控制装置中，当引擎15转动时，通过控制装置30的控制，调整冷却风扇21的转速。换句话说，步骤101中，各个操作杆开关33检测是否所有的工作机器操作杆18都处在非工作状态。如果至少一个工作机器操作杆18已工作而设置在工作位置，程序进行到步骤106，执行表格3所示的图表的检索。然后，按照引擎15的转速，选择冷却风扇21的一个正常转速。在步骤107中，按照选择的速度，通过电磁比例控制阀24的动作，调整从液压泵23到液压电机22的液压油的流量，冷却风扇21以所选的正常转速运转。
如果在步骤101中判断所有的工作机器操作杆18都设置在空档位置，并且液压挖掘机的工作设备都处在停止状态，步骤102中通过引擎转速传感器31检测引擎15的转速。下一步，步骤103中通过风扇转速传感器32检测冷却风扇21的转速。在下一个步骤104中，水温传感器28和液压油温度传感器29分别检测冷却水温度Tw和液压油温度To。
之后，根据步骤102和103的检测结果，步骤105判断引擎15的主频率噪音和冷却风扇21的主频率噪音是否处在共振范围。换句话说，在步骤105中，根据冷却风扇21的检测转速和引擎15的检测转速，判断存储部34中存储的如表格1和2所示的冷却风扇21和引擎15的主频率。并且，判断主频率之间的差是否在预定值以内。
如果步骤105中判断主频率噪音不在共振范围内，程序进行到步骤106。在步骤106中，如上所述执行表格3所示的图表的检索。之后，在步骤107中，冷却风扇21保持以所选的正常转速转动。
另一方面，如果在步骤105中判断主频率处在共振范围内，在步骤108中判断冷却水的温度检测结果是否等于或高于预定值(例如，判断水温过热的温度)。如果冷却水温度等于或高于预定值，程序进行到步骤112。并且在步骤112中，检索表格3所示的图表，在步骤113中，冷却风扇21以对应引擎转速的风扇高转速转动(表格3所示的图表中650到1300rpm)。通过风扇高速转动，从表格3中的图表和数学表达式1很明显看出，避免了引擎15的主频率噪音和冷却风扇21的主频率噪音之间的共振。
另一方面，在上述步骤108的判断中，如果冷却水的温度检测结果小于预定值，在步骤109中判断液压油的温度检测结果是否是预定值(判断液压油温度过热的温度)。并且，如果液压油的温度检测结果等于或高于预定值，程序进行到步骤112。在步骤112中，以上述相同的方式执行图表的检索。之后，在步骤113中，为避免共振，冷却风扇以风扇高转速进行转动。
相反，在步骤109的判断中，如果液压油的温度检测结果小于预定值，在步骤110中检索表格3所示的图表，并且判断出对应引擎15转速的冷却风扇21的低转速(表格3所示的图表中350到850rpm)。然后，在步骤111中，冷却风扇21对应引擎15的转速，以预定的风扇低转速转动。在冷却风扇低速转动情况下，通过表格3中的图表和数学表达式1明显看出，避免了引擎15的主频率噪音和冷却风扇21的主频率噪音之间的共振。
如表格1至3明显所示，如果转速设定在对应引擎转速的冷却风扇21正常转速范围的最小值，例如，如果引擎转速是1400rpm，冷却风扇21的正常转速是800rpm的情况下，因为引擎是直排式六汽缸引擎，冷却风扇21的叶片数量是6，由此得出其主频率噪音分别达到70Hz和80Hz。结果，因为两者之间的差异仅为10Hz，频率噪音互相共振，产生不舒服的共振噪音和振动。因此，为了使两个主频率远偏离共振范围，执行控制使风扇转速降低，例如到580rpm， 或使风扇转速增加到650Hz。
如上所述，在本实施例中，当所有工作机器操作杆18都处在空档位置，并且引擎15和冷却风扇21都设定在共振范围时，如果冷却水和液压油中至少一个的温度等于或高于预定温度，风扇转速变得很高，从而避免了共振。并且，当冷却水和液压油的温度等于或小于预定温度，也就是，在允许冷却风扇的转速降低的条件下，风扇转速变得很低，从而避免了共振，并改进了燃料消耗。
因此，根据这个实施例，不对工作流体的冷却效果产生不良影响就可以防止共振噪音和振动。并且，根据本实施例，由于通过图表执行冷却风扇21的转速控制，可以快速执行控制。
下一步，通过集中在与第一实施例的差异来说明本发明的第二实施例。换句话说，如图5所示，第二实施例与第一实施例的不同之处在于首先执行步骤102的程序，并且步骤101的程序在步骤105的程序之后执行。
换句话说，在步骤102和104中，引擎转速、风扇转速、冷却水温度Tw以及液压油的温度To都分别检测。
下一步，在步骤105中判断冷却风扇21的主频率噪音和引擎15的主频率噪音是否处在共振范围。之后，如果主频率噪音不在共振范围，在步骤106中检索表格3的图表，并且在步骤107中，冷却风扇21以正常转速转动。
如果冷却风扇21的主频率噪音和引擎15的主频率噪音处在共振范围，程序进行到步骤101，判断是否所有的工作机器操作杆18都处在空档位置。并且，如果任意一个工作机器操作杆18已经工作，在步骤112中检索表格3的图表，判断出对应引擎15转速的冷却风扇21的高转速。然后，在步骤113中冷却风扇21以高转速转动。因此，避免了引擎15的主频率噪音和冷却风扇21的主频率噪音之间的共振。
相反，在对工作机器操作杆18都没进行操作的情况下，程序进行到步骤108，判断冷却水的检测温度Tw是否等于或高于预定值。如果检测温度等于或高于预定值，程序进行到步骤112和113，并且在执行了检索图表之后，冷却风扇21以风扇高转速转动。
进一步，如果步骤108中判断冷却水的检测温度Tw没有达到预定值以上，在步骤109中判断油检测温度To。如果检测温度To等于或高于预定值，程序进行到步骤112和113。如果检测温度To低于预定值，程序进行到步骤110并检索表格3中的图表。进一步，在步骤111，冷却风扇21以低风扇转速转动并且避开了共振范围。
因此，第二实施例具有和第一实施例相同的优点。
下一步，通过集中在与第一实施例的差异来说明本发明的第三实施例。
在第三实施例中，如图6的流程图所示，省略了第二实施例中的步骤112 和步骤113。进一步，如果在步骤108和107中判断冷却水温Tw和液压油温To等于或高于预定值，程序进行到步骤106并且检索表格3中的图。然后在步骤107中选择正常的转速。在步骤108和107中，判断温度Tw和To在预定值以上时，意味着例如水温处在过热状态，所以作出这种判断的频率很低。因此，几乎不存在冷却风扇21处在共振范围时还能维持其转速的情况。
下一步，通过集中在与第二实施例的差异来说明本发明的第四实施例。
在第四实施例中，为避免共振，根据计算而不是根据图表来执行冷却风扇21的低速和高速转动。如图7的流程图所示，在步骤116和115中执行数学表达式所示的计算操作，代替了根据第二实施例的流程图中步骤112和110的图表检索操作。
表达式2
Nfa＝(Ne×(C/2)+60·Δfo)/F (1)
Nfa＝(Ne×(C/2)-60·Δfo)/F (2)
Δf：引擎和冷却风扇之间的频率差(Hz)
Ne：引擎转速(rpm)
C：引擎汽缸数量
F：风扇叶片数量
Δfo：共振范围(Hz)
Nfa：风扇转速最终指令值(rpm)
换句话说，在步骤116中，根据数学表达式2所示的表达式(1)，判断冷却风扇21的风扇高转速(最终指令值：Nfa)，并且在下一个步骤111中，冷却风扇21以高转速转动。
进一步，在步骤115中，根据数学表示式2所示的表达式(2)，判断出冷却风扇的风扇低转速(最终指令值：Nfa)，并且在下一个步骤113中，冷却风扇21以低转速转动。
因此，在第四实施例中，对于不同的机型，无需准备与冷却风扇21的低转速和高转速相关的图表。因此，减少了存储部的负荷。同样，即使改变了液压挖掘机的规格和类型，也无需准备图表来对应改变了的规格和类型。因而，第四实施例具有极好的通用性。
本发明不限制于上述的实施例。例如，可通过以下方式实施本发明。首先，在第一实施例中，判断是否所有的操作杆都处在空档位置。然后，按程序检测冷却水温Tw和液压油温To，并判断温度Tw和To是否处在共振范围，通过第 四实施例的计算获得避免共振的风扇高转速和风扇低转速。
进一步，各个实施例中冷却风扇21转速的调整控制还可以在液压机以外的例如推土机的其它施工机械上的液压驱动风扇的控制装置上来实施。
进一步，该结构可以制成使得通过检测冷却水温和液压油温中的任一个温度，并通过与此检测结果相对应，来控制风扇的转速，从而避免共振。
Claims (10)
1.一种液压驱动风扇的控制装置，其特征在于，包括：
冷却风扇，通过液压电机转动，并执行送风以冷却参与引擎工作的工作流体；
第一检测装置，用于检测所述工作流体的温度；
调整装置，按照所述第一检测装置的检测结果，调整所述液压电机的转速；
第二检测装置，通过判断是否对工作机器操作杆已进行操作，来检测所述引擎开动的工作机构是否处在停止状态；以及
控制装置，按照所述第二检测装置的检测结果，控制所述调整装置的动作，从而调整所述液压电机的转速，使得所述冷却风扇和所述引擎之间的共振被抑制，其中在没对所述工作机器操作杆进行操作、并且所述工作流体的温度低于预定值的情况下，所述控制装置使所述调整装置以使得所述冷却风扇的转速降低的方式动作。
2.如权利要求1所述的液压驱动风扇的控制装置，其特征在于，所述工作流体为用来开动所述液压电机的液压油，并且所述第一检测装置检测所述液压油的温度。
3.如权利要求1所述的液压驱动风扇的控制装置，其特征在于，所述工作流体为冷却所述引擎的冷却水，并且所述第一检测装置检测所述冷却水的温度。
4.如权利要求1所述的液压驱动风扇的控制装置，其特征在于，所述工作流体为开动所述液压电机的液压油和冷却所述引擎的冷却水，并且所述第一检测装置检测所述液压油和所述冷却水的温度。
5.如权利要求1所述的液压驱动风扇的控制装置，其特征在于，在已对所述工作机器操作杆进行操作的情况下，所述控制装置使所述调整装置以使得所述冷却风扇的转速增加的方式动作。
6.如权利要求1所述的液压驱动风扇的控制装置，其特征在于，在所述工作流体的温度高于预定值的情况下，所述控制装置使所述调整装置以使得所述冷却风扇的转速增加的方式动作。
7.如权利要求1所述的液压驱动风扇的控制装置，其特征在于，所述控制装置具有存储部，并提取存储在所述存储部的图表中的数据，以根据所提取的数据来控制所述调整装置的动作。
8.如权利要求1所述的液压驱动风扇的控制装置，其特征在于，所述控制装置具有存储部，并根据存储在所述存储部的数学表达式来控制所述调整装置的动作。
9.如权利要求1-8中任意一项所述的液压驱动风扇的控制装置，其特征在于，当所有的工作机器操作杆都从操作位置切换到空档位置时，所述控制装置控制所述引擎和所述液压电机的操作，使得在经过预定的延迟时间后，所述引擎和所述冷却风扇的转速从正常范围降低到预定的低转速范围。
10.如权利要求1-8中任意一项所述的液压驱动风扇的控制装置，其特征在于，当所有所述工作机器操作杆都处在空档位置的状态下，当其中至少一个所述工作机器操作杆从空档位置切换到操作位置时，所述控制装置控制所述引擎和所述液压电机的操作，使得所述引擎的转速立即从低的转速范围增加到正常范围，并且所述冷却风扇的转速在预定时间内是逐渐增加的。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP248276/2005 | 2005-08-29 | ||
| JP2005248276 | 2005-08-29 | ||
| PCT/JP2006/316824 WO2007026627A1 (ja) | 2005-08-29 | 2006-08-28 | 油圧駆動ファンの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101253315A CN101253315A (zh) | 2008-08-27 |
| CN101253315B true CN101253315B (zh) | 2011-04-13 |
Family
ID=37808719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2006800314498A Active CN101253315B (zh) | 2005-08-29 | 2006-08-28 | 液压驱动风扇的控制装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7921816B2 (zh) |
| JP (1) | JP4568331B2 (zh) |
| KR (2) | KR101005001B1 (zh) |
| CN (1) | CN101253315B (zh) |
| DE (1) | DE112006002204B4 (zh) |
| GB (1) | GB2442177B (zh) |
| WO (1) | WO2007026627A1 (zh) |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2442177B (en) | 2005-08-29 | 2011-08-10 | Komatsu Mfg Co Ltd | Control device for hydraulically driven fan |
| EP2161425A4 (en) * | 2007-06-25 | 2011-05-25 | Komatsu Mfg Co Ltd | CONSTRUCTION VEHICLE AND METHOD FOR CONTROLLING THE CONSTRUCTION VEHICLE |
| CN101424273A (zh) * | 2007-10-31 | 2009-05-06 | 卡特彼勒公司 | 冷却风扇驱动系统 |
| CN101216042B (zh) * | 2008-01-04 | 2010-10-13 | 广州大华德盛科技有限公司 | 一种冷却风扇控制装置的控制方法 |
| DE102008001024A1 (de) * | 2008-04-07 | 2009-10-08 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Antriebseinrichtung, insbesondere eines Motorkühlgebläses eines Kraftfahrzeugs |
| DE102008041800B4 (de) | 2008-09-03 | 2022-07-21 | Deere & Company | Kühleinrichtung für ein Kraftfahrzeug |
| TWI435537B (zh) | 2010-02-12 | 2014-04-21 | Wistron Corp | 調變風扇轉速之風扇控制系統與風扇控制方法 |
| CN102192175A (zh) * | 2010-03-01 | 2011-09-21 | 纬创资通股份有限公司 | 调制风扇转速的风扇控制系统和方法 |
| US8985068B2 (en) * | 2010-07-22 | 2015-03-24 | Robert Bosch Gmbh | Systems and methods for avoiding resonances excited by rotating components |
| US20140026548A1 (en) * | 2011-04-15 | 2014-01-30 | Volvo Construction Equipment Ab | Method and a device for reducing vibrations in a working machine |
| CN102322329B (zh) * | 2011-08-17 | 2013-04-03 | 上海三一重机有限公司 | 一种工程机械用发动机冷却风扇的智能控制方法 |
| EP2578888B1 (de) * | 2011-10-07 | 2018-12-05 | Joseph Vögele AG | Baumaschine mit automatischer Lüfterdrehzahlregelung |
| EP2792970B1 (en) * | 2011-12-09 | 2018-10-31 | Daikin Industries, Ltd. | Container refrigeration device |
| 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 |
| RU2638991C2 (ru) * | 2013-05-03 | 2017-12-19 | Дир Энд Компани | Система и способ управления температурой машины |
| EP2873872A1 (en) * | 2013-09-18 | 2015-05-20 | Alfred Kärcher GmbH & Co. KG | Implement carrier with improved control of hydraulic fluid supply |
| JP6009480B2 (ja) | 2014-03-06 | 2016-10-19 | 日立建機株式会社 | 建設機械の冷却ファン制御装置 |
| CN105697939A (zh) * | 2014-11-27 | 2016-06-22 | 无锡市海骏液压机电设备有限公司 | 下置式液压泵支撑架 |
| ITUB20159614A1 (it) * | 2014-12-19 | 2017-06-18 | Bosch Gmbh Robert | Unita' idraulica e procedimento per l'attivazione di un'unita' idraulica |
| US10274211B2 (en) * | 2015-04-07 | 2019-04-30 | Hitachi-Johnson Controls Air Conditioning, Inc. | Air conditioner |
| JP6453484B2 (ja) * | 2015-11-13 | 2019-01-16 | 株式会社日立産機システム | 気体圧縮機 |
| CN106194813B (zh) * | 2016-10-07 | 2017-10-03 | 上海格拉曼国际消防装备有限公司 | 一种液压驱动的对旋风机的控制系统及其控制方法 |
| CN106891760B (zh) * | 2017-02-10 | 2019-07-26 | 上海蔚来汽车有限公司 | 充换电设备及其主动降噪方法 |
| US10393261B2 (en) | 2017-12-06 | 2019-08-27 | Cnh Industrial America Llc | High ambient temperature propulsion speed control of a self-propelled agricultural product applicator |
| US20190292975A1 (en) * | 2018-03-20 | 2019-09-26 | Oshkosh Corporation | Hydraulic fan arrangement |
| EP3674566B1 (en) * | 2018-09-21 | 2022-08-10 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Hydraulic drive fan control device |
| CN111255554B (zh) * | 2020-02-18 | 2021-10-29 | 潍柴动力股份有限公司 | 发动机风扇转动控制方法及设备 |
| JP7340578B2 (ja) | 2021-10-11 | 2023-09-07 | 株式会社小松製作所 | 冷却ファンの制御システム、作業機械、および冷却ファンの制御方法 |
| CN114738264A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-07-12 | 醴陵千汇实业有限公司 | 柱塞泵快速油冷系统 |
| CN115341988B (zh) * | 2022-09-06 | 2023-09-22 | 三一汽车制造有限公司 | 工程设备的散热控制方法、装置和工程设备 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6349882B1 (en) * | 1999-12-22 | 2002-02-26 | Komatsu Ltd. | Controlling device for hydraulically operated cooling fan |
| CN1093609C (zh) * | 1997-09-19 | 2002-10-30 | 日立建机株式会社 | 建筑机械的冷却装置及建筑机械 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0531209Y2 (zh) * | 1987-04-16 | 1993-08-11 | ||
| JP2667591B2 (ja) * | 1991-04-09 | 1997-10-27 | 株式会社クボタ | 作業車のエンジン冷却装置 |
| JP3823481B2 (ja) * | 1997-10-06 | 2006-09-20 | 株式会社デンソー | 自動車用冷却装置 |
| JP3295650B2 (ja) | 1998-10-08 | 2002-06-24 | 新キャタピラー三菱株式会社 | ファン回転数制御方法およびその装置 |
| JP4204137B2 (ja) * | 1999-04-22 | 2009-01-07 | 株式会社小松製作所 | 冷却用ファンの駆動制御装置 |
| US6195989B1 (en) * | 1999-05-04 | 2001-03-06 | Caterpillar Inc. | Power control system for a machine |
| JP2001193460A (ja) | 2000-01-07 | 2001-07-17 | Fuji Heavy Ind Ltd | 電動冷却ファンの回転数制御装置 |
| US6718763B2 (en) * | 2001-09-03 | 2004-04-13 | Komatsu Ltd. | Hydraulic drive unit |
| JP2005076525A (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-24 | Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd | ファン回転速度制御方法 |
| JP4464644B2 (ja) * | 2003-09-11 | 2010-05-19 | キャタピラージャパン株式会社 | ファン回転数制御方法 |
| JP4330431B2 (ja) * | 2003-11-11 | 2009-09-16 | 川崎重工業株式会社 | 冷却ファン制御システム |
| GB2442177B (en) | 2005-08-29 | 2011-08-10 | Komatsu Mfg Co Ltd | Control device for hydraulically driven fan |
-
2006
- 2006-08-28 GB GB0801605A patent/GB2442177B/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-08-28 US US12/064,250 patent/US7921816B2/en active Active
- 2006-08-28 KR KR1020087003649A patent/KR101005001B1/ko active IP Right Grant
- 2006-08-28 KR KR1020107019917A patent/KR101139887B1/ko active IP Right Grant
- 2006-08-28 WO PCT/JP2006/316824 patent/WO2007026627A1/ja active Application Filing
- 2006-08-28 JP JP2007533216A patent/JP4568331B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2006-08-28 DE DE112006002204T patent/DE112006002204B4/de active Active
- 2006-08-28 CN CN2006800314498A patent/CN101253315B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1093609C (zh) * | 1997-09-19 | 2002-10-30 | 日立建机株式会社 | 建筑机械的冷却装置及建筑机械 |
| US6349882B1 (en) * | 1999-12-22 | 2002-02-26 | Komatsu Ltd. | Controlling device for hydraulically operated cooling fan |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2442177B (en) | 2011-08-10 |
| JPWO2007026627A1 (ja) | 2009-03-05 |
| KR20100108618A (ko) | 2010-10-07 |
| US7921816B2 (en) | 2011-04-12 |
| DE112006002204B4 (de) | 2012-04-26 |
| KR101005001B1 (ko) | 2011-01-04 |
| JP4568331B2 (ja) | 2010-10-27 |
| GB2442177A (en) | 2008-03-26 |
| CN101253315A (zh) | 2008-08-27 |
| KR20080028999A (ko) | 2008-04-02 |
| GB0801605D0 (en) | 2008-03-05 |
| WO2007026627A1 (ja) | 2007-03-08 |
| DE112006002204T5 (de) | 2008-06-12 |
| US20090145376A1 (en) | 2009-06-11 |
| KR101139887B1 (ko) | 2012-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101253315B (zh) | 液压驱动风扇的控制装置 | |
| JP4285866B2 (ja) | 油圧駆動冷却ファン | |
| CN104024610B (zh) | 作业车辆 | |
| EP2703199B1 (en) | Construction machine and method for controlling cooling fan | |
| KR101754544B1 (ko) | 건설 기계의 냉각 팬 제어 장치 | |
| KR100693676B1 (ko) | 팬회전수 제어방법 | |
| EP1870576A1 (en) | Cooling device for construction machine | |
| US20080108032A1 (en) | Radial venting axial fan for a power machine | |
| KR101594272B1 (ko) | 작업 차량 | |
| WO2012166881A2 (en) | Engine system with reversible fan | |
| KR20230017761A (ko) | 전동식 건설 기계 | |
| US6286308B1 (en) | Drive unit of cooling fan | |
| JP4390201B2 (ja) | 建設機械における冷却ファン用油圧モータの駆動制御回路 | |
| JP2008031752A (ja) | 作業機械における冷却ファン | |
| JP5274722B1 (ja) | 建設機械及び冷却ファンの制御方法 | |
| JP6357492B2 (ja) | 建設機械 | |
| KR102088064B1 (ko) | 건설 장비의 엔진 회전수 제어 장치 및 제어 방법 | |
| JP2005240935A (ja) | 建設機械の作動油冷却装置 | |
| JP2013249661A (ja) | 作業機械 | |
| JP2007046554A (ja) | 建設機械用冷却装置 | |
| JP2005290890A (ja) | 作業用機械におけるオーバーヒート防止システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |