CN103946505B - 冷却风扇控制装置 - Google Patents

冷却风扇控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103946505B
CN103946505B CN201280055959.4A CN201280055959A CN103946505B CN 103946505 B CN103946505 B CN 103946505B CN 201280055959 A CN201280055959 A CN 201280055959A CN 103946505 B CN103946505 B CN 103946505B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure
cooling fan
switching
overflow
valve
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
Application number
CN201280055959.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103946505A (zh
Inventor
兵藤幸次
岛津淳志
青木勇
田中哲二
菊池圭吾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
KCM Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KCM Corp filed Critical KCM Corp
Publication of CN103946505A publication Critical patent/CN103946505A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103946505B publication Critical patent/CN103946505B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • 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
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/02—Pumping cooling-air; Arrangements of cooling-air pumps, e.g. fans or blowers
    • F01P5/04—Pump-driving arrangements
    • F01P5/043—Pump reversing arrangements
    • 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
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/4043—Control of a bypass valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/4061—Control related to directional control valves, e.g. change-over valves, for crossing the feeding conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/4165—Control of cooling or lubricating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K25/00—Auxiliary drives
    • B60K25/02—Auxiliary drives directly from an engine shaft
    • B60K2025/026—Auxiliary drives directly from an engine shaft by a hydraulic transmission
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

本发明的冷却风扇控制装置，若在冷却风扇正向旋转时旋转方向切换开关被操作至反转侧，则使可变溢流阀的设定溢流压以规定时间下降到规定的下限值，在通过压力传感器检测的液压泵的排出压下降到预先确定的切换用压力后切换方向切换阀并将流向液压马达的液压油的流动方向向反向控制，并且使可变溢流阀的设定溢流压以规定时间上升到液压马达的反转用设定压。

Description

冷却风扇控制装置
技术领域
本发明涉及冷却风扇控制装置。
背景技术
已知在散热器等的热交换器中具有用于对冷却风进行送风的冷却风扇的作业车辆。关于这样的冷却风扇，若送风方向为一方向，则灰尘与冷却风一起被送入热交换器，成为发生阻塞的原因。因此，提案了一种冷却风扇控制装置，使冷却风扇反向旋转而使送风方向相反，由此能够除去灰尘(参照专利文献1)。
专利文献1记载的冷却风扇控制装置，在进行了用于使正向旋转中的冷却风扇反向旋转的操作时，向设定压可变式的溢流阀输出用于使液压泵的排出侧压力(液压马达的入口侧压力)降低到切换用压力的控制信号，在经过液压马达的转速下降所需要的时间后，输出使液压马达反向旋转的控制信号。然后，向可变溢流阀输出使液压泵的排出侧压力上升到反转用压力的控制信号。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006－45808号公报
发明内容
如上述那样，在专利文献1所记载的冷却风扇控制装置中，构成为，在经过液压马达的转速下降所需要的时间后，输出使液压马达反向旋转的控制信号。因此，即使在因控制器或可变溢流阀的误动作等而导致在所需的时间内液压马达的转速没有充分下降的情况下，也会输出使液压马达反向旋转的控制信号。
因此，存在如下隐患：在进行使液压马达从正向旋转变为反向旋转的反转动作时，液压回路内的压力急剧上升，对液压回路内各部分施加过度的负载，从而导致各部分的耐久性能降低。
根据本发明的第1方式，冷却风扇控制装置具有：由发动机驱动的液压泵；液压马达，通过从液压泵排出的液压油而被驱动，使用于向热交换器吹送冷却风的冷却风扇旋转；方向切换阀，切换来自液压泵的排出油的流动方向而使液压马达正转反转；控制液压泵的排出压的可变溢流阀；检测液压泵的排出压的压力传感器；用于切换冷却风扇的旋转方向的旋转方向切换开关；控制部，若在冷却风扇正向旋转时旋转方向切换开关被操作至反转侧，则该控制部使可变溢流阀的设定溢流压以规定时间下降到规定的下限值，在通过压力传感器检测的液压泵的排出压下降到预先确定的切换用压力后切换方向切换阀并将流向液压马达的液压油的流动方向向反向控制，并且使可变溢流阀的设定溢流压以规定时间上升到液压马达的反转用设定压。
根据本发明的第2方式，在第1方式的冷却风扇控制装置中，优选地，若在冷却风扇反向旋转时旋转方向切换开关被操作至正转侧，则控制部使可变溢流阀的设定溢流压以规定时间下降到规定的下限值，在通过压力传感器检测的液压泵的排出压下降到预先确定的切换用压力后切换方向切换阀并将流向液压马达的液压油的流动方向向正向控制，并且使可变溢流阀的设定溢流压以规定时间上升到液压马达的正转用设定压。
根据本发明的第3方式，在第2方式的冷却风扇控制装置中，优选地，液压马达的正转用设定压比液压马达的反转用设定压高，切换用压力比液压马达的反转用设定压低。
根据本发明的第4方式，在第1方式～第3方式的任一项的冷却风扇控制装置中，优选地，控制部包含对可变溢流阀和控制部之间的连接状态是否正常进行判定的连接状态判定部，控制部，在通过连接状态判定部判定为连接状态非正常的情况下，在冷却风扇正向旋转时，即使旋转方向切换开关被操作至反转侧，也不切换方向切换阀而是维持冷却风扇当前的旋转方向。
发明效果
根据本发明，在冷却风扇的反转动作时，能够抑制液压回路内的压力的上升，因此，不会使液压回路内的各部分的耐久性能降低，能够使正向旋转的冷却风扇顺畅地反向旋转。
附图说明
图1是作业车辆的一例即轮式装载机的侧视图。
图2是表示轮式装载机的冷却系统的概要结构的图。
图3是表示用于控制溢流阀的设定压的表的图。
图4是表示关于冷却风扇的反转动作的处理内容的流程图。
图5是说明关于使正向旋转中的冷却风扇反向旋转的反转动作的工作状态的时间图。
图6是说明关于使反向旋转中的冷却风扇正向旋转的反转动作的工作状态的时间图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的冷却风扇控制装置的一个实施方式。图1是搭载本实施方式的冷却风扇控制装置的作业车辆的一例即轮式装载机的侧视图。轮式装载机100构成为包括：具有斗杆111、铲斗112、轮胎113等的前部车身110；和具有驾驶室121、发动机室122、轮胎123等的后部车身120。发动机室122被构造盖131覆盖。在后部车身120的后方安装有配重124。
斗杆111通过未图示的斗杆液压缸的驱动沿上下方向转动，铲斗112通过铲斗液压缸115的驱动沿上下方向转动。前部车身110和后部车身120通过中央销101相互自由转动地连结，前部车身110通过转向液压缸116的伸缩相对于后部车身120向左右曲折。
在构造盖131的后方配置有散热器架135、冷却风扇单元150。在散热器架135上安装有后述的图2所示的、冷却发动机1的冷却水的散热器6、冷却工作油的油冷却器7等。散热器架135固定在后部车身120上。冷却风扇单元150具有后述的图2所示的、由风扇马达3驱动的冷却风扇4、和风扇保护罩151，该冷却风扇单元150配置在散热器架135的后方。
散热器架135以及冷却风扇单元150的侧面以及上表面被冷却器用构造盖132覆盖(图1)。冷却器用构造盖132在后方开口，通过能够开闭地安装的格栅140而被覆盖。格栅140是为使基于冷却风扇4的进气或排气与外部流通而设有多个开口的覆盖物。
图2是表示轮式装载机100的冷却系统的概要结构的图。轮式装载机100具有：发动机1；被发动机1驱动的辅机用的液压泵2；通过从液压泵2排出的液压油而驱动的风扇马达3；和通过风扇马达3而旋转的冷却风扇4。发动机1的转速伴随加速踏板15的踏入量的增加而上升。当发动机转速上升时，液压泵2的转速上升，泵排出量增大。风扇马达3被从液压泵2供给的液压油驱动，使用于向散热器6以及油冷却器7吹送冷却风的冷却风扇4旋转。
轮式装载机100具有：用于切换冷却风扇4的旋转方向的切换开关19；和切换来自液压泵2的排出油的流动方向并使风扇马达3正转反转的方向切换阀5。
方向切换阀5为电磁式切换阀，通过驾驶室121内的切换开关19的操作被向L位置(正转侧)或M位置(反转侧)切换。在切换开关19被OFF操作后，方向切换阀5被切换至L位置(正转侧)，来自液压泵2的液压油经由管路L1、L2向风扇马达3供给，风扇马达3以及冷却风扇4向正向旋转。供给至风扇马达3的油经由管路L3、L4回到油箱10。在切换开关19被ON操作后，方向切换阀5被切换至M位置(反转侧)，来自液压泵2的液压油经由管路L1、L3向风扇马达3供给，风扇马达3以及冷却风扇4向反向旋转。供给至风扇马达3的油经由管路L2、L4返回油箱10。
在管路L1和管路L4之间，夹装有对风扇马达3的入口侧压力(马达驱动压)即液压泵2的排出侧压力(以下，记载为泵排出压Pp)进行限制的设定压可变式的溢流阀23。在液压泵2的排出侧的管路L1中设有检测泵排出压Pp的压力传感器14。由压力传感器14检测到的泵排出压Pp的信息被输入至控制器17。
控制器17构成为包括运算处理装置，该运算处理装置具有CPU、ROM、RAM及其他的周边电路等。向控制器17输入来自切换开关19的ON、OFF操作信息。控制器17基于所输入的切换开关19的ON、OFF操作信息，将切换信号输出至方向切换阀5，控制方向切换阀5的切换位置。
控制器17通过控制线20与溢流阀23连接。溢流阀23为电磁式的可变溢流阀，根据来自控制器17的输出电流值(指示值)，对从液压泵2向风扇马达3供给的液压油的最高压进行规定，控制泵排出压Pp。控制器17控制溢流阀23的设定溢流压(以下，记作溢流设定压)。即，控制器17通过控制风扇马达3的入口侧压力即泵排出压Pp，而能够控制风扇马达3的转速。
控制器17通过控制线21与溢流阀23连接，在控制器17中，检测来自溢流阀23的反馈电流值。
此外，虽未图示，但轮式装载机100具有：由发动机1驱动的作业用液压泵；对从作业用液压泵排出的液压油进行控制的控制阀；和作业用液压缸(例如铲斗液压缸115、斗杆液压缸)。控制阀通过未图示的操作杆的操作被驱动，能够根据操作杆的操作量驱动执行机构。
在这样构成的轮式装载机100中，通常，在发动机1工作时，控制器17以将方向切换阀5切换至L位置(正转侧)的方式进行控制，以使得风扇马达3正转。由此，风扇马达3通过从液压泵2供给的液压油进行正转。通过风扇马达3的正转，如图2的箭头12所示，从冷却风扇4向散热器6以及油冷却器7吹送冷却风，通过与冷却风的热交换，发动机1的冷却水以及工作油被冷却。
在将外气作为冷却风而向一方向送风时，外气中包含的尘埃等堆积在散热器6或油冷却器7的风路中，使该风路变窄。其结果是，与外气的热交换的效率降低，可能导致发动机1的过热或工作油温的上升等不良情况。为了防止这样的不良情况，本实施方式中，能够使风扇马达3反转，使外气从与通常的送风方向相反的方向送风，由此，能够吹飞并除去堆积在风路中的尘埃。其结果是，能够维持散热器6以及油冷却器7的性能。
在通过操作者对切换开关19进行ON操作后，控制器17以将方向切换阀5切换至M位置(反转侧)的方式进行控制。由此，风扇马达3通过从液压泵2供给的液压油而反转。通过风扇马达3反转、即冷却风扇4反转，如图2的箭头13所示，对散热器6以及油冷却器7吹送与通常反向的外气。
若与切换开关19被ON操作同时地，进行将方向切换阀5切换至M位置(反转侧)以使风扇马达3反转的控制，则回路内压力急剧增高，在风扇马达3、方向切换阀5、溢流阀23上作用较大的负载，可能会导致各部分的耐久性能降低。
因此，本实施方式中，以如下方式进行控制：当切换开关19被ON操作时，变更溢流阀23的设定压，使泵排出压Pp减少，使风扇马达3的转速充分降低，然后将方向切换阀5切换至M位置(反转侧)。
在控制器17的ROM或RAM中存储有用于控制溢流阀23的设定压的表(参照图3)。图3(a)是为了使溢流设定压从正转用设定压(P1＝19MPa)以规定时间(T1－3秒)下降到下限值即切换用设定压(P3＝5MPa)而使用的表，以溢流设定压伴随时间的经过而直线地减少的方式确定。图3(b)是为了使溢流设定压从切换用设定压(P3＝5MPa)以规定时间(T3－4秒)上升到反转用设定压(P4＝15MPa)而使用的表，以溢流设定压伴随时间的经过而直线地增加的方式确定。
图3(c)是为了使溢流设定压从反转用设定压(P4＝15MPa)以规定时间(T4－3秒)下降到切换用设定压(P3＝5MPa)而使用的表，以溢流设定压伴随时间的经过而直线地减少的方式确定。图3(d)是为了使溢流设定压从切换用设定压(P3＝5MPa)以规定时间(T3－1秒)上升到正转用设定压(P1＝19MPa)而使用的表，以溢流设定压伴随时间的经过而直线地增加的方式确定。
控制器17根据条件参照这些表，并基于参照的表，将输出电流值向溢流阀23输出，以使溢流设定压变化。时间T1－3、T3－4、T4－3、T3－1分别以使溢流压稳定地降低或上升的方式，例如设定为2～3秒左右。
正转用设定压(P1)以及反转用设定压(P4)根据冷却风扇4的规格而设定。正转用设定压(P1)是用于使冷却风扇4以额定转速Nr正向旋转的设定压。反转用设定压(P4)是用于使冷却风扇4以额定转速Nr反向旋转的设定压。
通常，关于冷却风扇4，与以额定转速Nr正向旋转时的送风量相比，以额定转速Nr反向旋转时的送风量小。这样的冷却风扇4，与正向旋转时的空气阻力相比，反向旋转时的空气阻力小。其结果是，用于使冷却风扇4以额定转速Nr反向旋转所需的泵排出压Pp，可以比正向旋转的情况小。因此，本实施方式中，如上述那样，将风扇马达3的正转用设定压设定为P1＝19MPa，将风扇马达3的反转用设定压设定为P4＝15MPa。
与此相对，在使正转用设定压和反转用设定压为相同值的情况下，在正转时能够使冷却风扇4以额定转速Nr旋转，但反转时冷却风扇4以比额定转速Nr高的转速旋转，因此，可能会对冷却风扇4以及风扇马达3的耐久性产生不良影响。
在控制器17的ROM或RAM中，存储有切换用压力(P2)来作为用于判定由压力传感器14检测到的泵排出压Pp是否充分降低而使用的阈值。切换用压力(P2)以风扇马达3充分减速从而反转动作能够顺畅地进行的方式预先确定。切换用设定压(P3)以成为比切换用压力(P2)小的值的方式确定。本实施方式中，将切换用压力设定为P2＝6.5MPa，将切换用设定压设定为P3＝5MPa。
控制器17通过以如下方式对各部分进行控制，在使液压泵2的排出压充分降低后使冷却风扇4反转。图4是表示关于上述那样的冷却风扇4的反转动作的处理内容的流程图。图5是说明关于使正向旋转中的冷却风扇4反向旋转的反转动作的工作状态的时间图，图6是说明关于使反向旋转中的冷却风扇4正向旋转的反转动作的工作状态的时间图。轮式装载机100的未图示的点火开关被ON操作后，进行图4所示的处理的程序起动，通过控制器17反复执行。
在步骤S101中，控制器17判定切换开关19的ON、OFF操作，在切换开关19被OFF操作的情况下，将方向切换阀5切换至L位置(正转侧)，以使冷却风扇4正向旋转，并且将溢流设定压设定为正转用设定压(P1)。另一方面，在切换开关19被ON操作的情况下，将方向切换阀5切换至M位置(反转侧)，以使冷却风扇4反向旋转，并且将溢流设定压设定为反转用设定压(P4)。
即，控制器17在步骤S101中，基于切换开关19的ON、OFF操作信息，以使溢流设定压成为正转用设定压(P1)或反转用设定压(P4)的方式输出与溢流阀23对应的输出电流值(指示值)Ai。
步骤S102中，取得从溢流阀23经由控制线21向控制器17输入的反馈电流值Af的信息、以及冷却风扇4的旋转方向的信息即切换开关19的ON、OFF操作信息，进入步骤S106。
步骤S106中，对控制器17和溢流阀23之间的连接线(控制线20、21)的连接状态是否正常进行判定。控制器17对在步骤S101中向溢流阀23输出的电流值(指示值)Ai和在步骤S102中检测到的从溢流阀23向控制器17返回的反馈电流值Af进行比较。控制器17在输出电流值Ai与反馈电流值Af的差不足规定值At的情况下(|Ai－Af|＜At)判定为非断线状态，即正常。另一方面，在输出电流值Ai与反馈电流值Af的差为规定值At以上的情况下(|Ai－Af|≧At)判定为断线状态，即异常。
在步骤S106中为肯定判定时，即，在判定为控制器17和溢流阀23之间的连接线(控制线20、21)的连接状态为正常时，进入步骤S111。在步骤S111中，根据在步骤S101中检测到的切换开关19的ON、OFF操作信息对是否处于以冷却风扇4正向旋转的方式进行控制的状态进行判定。
在步骤S111中为肯定判定后时，即，判定为处于以冷却风扇4正向旋转的方式进行控制的状态时，进入步骤S116，判定切换开关19是否被ON操作(向反转侧操作)，即对切换开关19的ON操作进行监视。
在步骤S116中为肯定判定时，即，在判定为为了使以额定转速Nr正向旋转的冷却风扇4反向旋转而对切换开关19进行了ON操作时，进入步骤S121。步骤S121中，参照图3(a)所示的表，根据预先设定的特性以使溢流设定压从正转用设定压(P1)以规定时间下降到切换用设定压(P3)的方式，向溢流阀23输出控制信号(电流值Ai)。
如图5所示，在时刻T1切换开关19被ON操作时，以使溢流设定压在从时刻T1到时刻T3的期间从正转用设定压(P1)降低到切换用设定压(P3)的方式，向溢流阀23输入控制信号(电流值Ai)。因此，泵排出压Pp伴随溢流设定压的降低而减少。
如图4所示，在接下来的步骤S123中，取得由压力传感器14检测到的液压泵2的排出压Pp的信息，在步骤S126中，对检测到的泵排出压Pp是否为切换用压力即P2以下(Pp≦P2)进行判定。
在步骤S126中为肯定判定时，即，在判定为泵排出压Pp为P2以下(Pp≦P2)时，进入步骤S131。在步骤S126中为否定判定时，即判定为泵排出压Pp比P2大时，返回步骤S123取得泵排出压Pp的信息。即，控制器17在步骤S121中执行使溢流设定压以规定时间降低到切换用设定压(P3)的控制，且监视泵排出压Pp，判定泵排出压Pp是否与溢流设定压的降低相应地降低到切换用压力(P2)。
控制器17，为了在步骤S131中将流向风扇马达3的液压油的流动方向向反向控制，而将切换信号(电流或电压)向方向切换阀5输出从而将方向切换阀5切换至M位置(反转侧)，在接下来的步骤S136中在控制器17中开始内置的计时器的计数。如图5所示，在时刻T2，通过压力传感器14检测到泵排出压Pp已下降到P2以下的情况，在执行了方向切换阀5的切换控制后，方向切换阀5的滑阀(未图示)开始移动。风扇马达3的入口侧压力Pp在通过负脉冲信号(undershoot)而减少到P3以下后，伴随方向切换阀5的滑阀的移动而增加，并暂时超过溢流设定压，但不会急剧上升到会对方向切换阀5或溢流阀23、风扇马达3作用过度的负载那样的压力。
如图4所示，控制器17在步骤S141中，对基于计时器计测的计测时间t是否为预先确定的设定时间T以上(t≧T)进行判定。设定时间T被设定为与切换方向切换阀5的位置所需要的时间相当的值(例如，T＝2秒)，并预先存储在控制器17的ROM或RAM中。也就是说，控制器17对计测时间t是否为设定时间T以上进行判定，由此判定方向切换阀5的切换是否已结束。
在步骤S141中为肯定判定时，即判定为基于计时器计测的计测时间t为设定时间T以上(t≧T)时，进入步骤S146。在步骤S146中，参照图3(b)所示的表，根据预先设定的特性以使溢流设定压以规定时间从切换用设定压(P3)上升到反转用设定压(P4)的方式，向溢流阀23输出控制信号(电流值Ai)并返回。
如图5所示，在时刻T4，在判定为计测时间t为设定时间T以上时，即判定为方向切换阀5的切换结束时，以使溢流设定压在从时刻T4到时刻T5的期间从切换用设定压(P3)上升到反转用设定压(P4)的方式，向溢流阀23输入控制信号(电流值Ai)。因此，泵排出压Pp伴随溢流设定压的上升而上升到反转用压力(P4)。其结果是，冷却风扇4以额定转速Nr反向旋转，附着在热交换器上的灰尘被吹飞。
如图4所示，在步骤S111中为否定判定时，即，判定为处于以冷却风扇4反向旋转的方式进行控制的状态时，进入步骤S216。上述的步骤S116～步骤S146，为关于使正向旋转的冷却风扇4反向旋转的反转动作的处理内容，步骤S216～步骤246为关于使反向旋转的冷却风扇4正向旋转的反转动作的处理内容，进行与上述的步骤S116～步骤S146的处理同样的处理。
步骤S216中，判定切换开关19是否被OFF操作(向正转侧操作)，即监视切换开关19的OFF操作。
在步骤S216中为肯定判定时，即，判定为为了使以额定转速Nr反向旋转的冷却风扇4正向旋转而对切换开关19进行了OFF操作时，进入步骤S221。步骤S221中，参照图3(c)所示的表，根据预先设定的特性以使溢流设定压以规定时间从反转用设定压(P4)下降到切换用设定压(P3)的方式，向溢流阀23输出控制信号(电流值Ai)。
如图6所示，在时刻T6切换开关19被OFF操作后，以使溢流设定压在从时刻T6到时刻T8的期间从反转用设定压(P4)下降到切换用设定压(P3)的方式，向溢流阀23输入控制信号(电流值Ai)。因此，泵排出压Pp伴随溢流设定压的降低而减少。
如图4所示，在接下来的步骤S223中，取得由压力传感器14检测到的液压泵2的排出压Pp的信息，在步骤S226中，对检测到的泵排出压Pp是否为切换用压力即P2以下(Pp≦P2)进行判定。
在步骤S226中为肯定判定时，即在判定为泵排出压Pp为P2以下(Pp≦P2)时，进入步骤S231。在步骤S226中为否定判定时，即判定为泵排出压Pp比P2大时，返回步骤S223取得泵排出压Pp的信息。即，控制器17在步骤S221中执行使溢流设定压以规定时间降低到切换用设定压(P3)的控制，且对泵排出压Pp进行监视，判定泵排出压Pp是否与溢流设定压的降低相应地下降到切换用压力即P2。
控制器17，为了在步骤S231中将流向风扇马达3的液压油的流动方向向反向控制，而将切换信号(电流或电压)向方向切换阀5输出并将方向切换阀5切换到L位置(正转侧)，在接下来的步骤S236中在控制器17中开始内置的计时器的计数。如图6所示，在时刻T7，通过压力传感器14检测到泵排出压Pp已降低到P2以下的情况，执行了方向切换阀5的切换控制后，方向切换阀5的滑阀(未图示)开始移动。风扇马达3的入口侧压力Pp在通过负脉冲信号减少到P3以下后，伴随方向切换阀5的滑阀的移动而增加，暂时超过溢流设定压，但不会急剧上升到会对方向切换阀5或溢流阀23、风扇马达3作用过度的负载那样的压力。
如图4所示，控制器17在步骤S241中，对基于计时器计测的计测时间t是否为预先确定的设定时间T以上(t≧T)进行判定。设定时间T被设定为与切换方向切换阀5的位置所需要的时间相当的值(例如，T＝2秒)，并预先存储在控制器17的ROM或RAM中。也就是说，控制器17对计测时间t是否为设定时间T以上进行判定，由此判定方向切换阀5的切换是否已结束。
在步骤S241中为肯定判定时，即，在判定为基于计时器计测的计测时间t为设定时间T以上(t≧T)时，进入步骤S246。在步骤S246中，参照图3(d)所示的表，根据预先设定的特性以使溢流设定压以规定时间从切换用设定压(P3)上升到正转用设定压(P1)的方式，向溢流阀23输出控制信号(电流值Ai)并返回。
如图6所示，在时刻T9，在判定为计测时间t为设定时间T以上时，即判定为方向切换阀5的切换结束时，以使溢流设定压在从时刻T9到时刻T10的期间从切换用设定压(P3)上升到正转用设定压(P1)的方式，向溢流阀23输入控制信号(电流值Ai)。因此，泵排出压Pp伴随溢流设定压的上升而上升到P1。其结果是，冷却风扇4以额定转速Nr正向旋转，向热交换器导入冷却风而对冷却水以及工作油进行冷却。
在步骤S106中为否定判定时，即，在判定为控制器17和溢流阀23之间的连接线(控制线20、21)为断线等、从而其连接状态非正常时，进入步骤S310。步骤S310中，为了将控制器17和溢流阀23的连接状态处于非正常状态的情况告知操作者而使告知灯等告知部工作(点亮)，不执行上述的反转动作而返回。此外，还可以代替点亮告知灯，而发出告知音。
也就是说，在控制器17和溢流阀23的连接状态为异常的情况下，在冷却风扇4正向旋转时，即使切换开关19被操作至反转侧(ON)，控制器17也不输出将方向切换阀5切换至M位置(反转侧)的切换信号。其结果是，冷却风扇4维持当前的旋转方向(正向旋转)。同样，在控制器17和溢流阀23的连接状态为异常的情况下，在冷却风扇4反向旋转时，即使切换开关19被操作至正转侧(OFF)，控制器17也不输出将方向切换阀5切换至L位置(正转侧)的切换信号。其结果是，冷却风扇4维持当前的旋转方向(反向旋转)。
根据以上说明的本实施方式，能够发挥以下的作用效果。
(1)在冷却风扇4正向旋转时，在切换开关19被操作至反转侧(ON操作)后，控制器17控制溢流阀23的设定压并使液压泵2的排出压Pp降低到切换用压力(P2)。在通过压力传感器14检测出液压泵2的排出压Pp已降低到切换用压力(P2)的情况时，控制器17将方向切换阀5从L位置(正转侧)切换至M位置(反转)，以使从液压泵2流向风扇马达3的液压油的流动方向成为反向。然后，在通过控制器17判定为方向切换阀5的切换结束时，控制器17控制溢流阀23的设定压并使液压泵2的排出压Pp上升到反转用压力(P4)。
这样，在通过压力传感器14检测到液压泵2的排出压Pp下降到切换用压力(P2)的情况后，进行使风扇马达3向反向旋转的控制，所以，在冷却风扇4的反转动作时，能够抑制液压回路内的压力的上升。其结果是，不会使溢流阀23或方向切换阀5、风扇马达3等的耐久性能降低，能够使正向旋转的冷却风扇4顺畅地反向旋转。此外，在使反向旋转的冷却风扇4进行反转动作时也执行同样的处理，由此，不会导致各部分的耐久性能降低，能够使反向旋转的冷却风扇4顺畅地正向旋转。
与此相对，在切换开关19被ON操作后，经过规定时间后，不检测泵排出压Pp就使冷却风扇4反转的技术中(以下，记作比较例)，会产生以下问题。
在比较例中，存在如下问题：即使在由于控制器17或溢流阀23的误动作等而导致经过规定时间后泵排出压Pp没有下降到切换用压力(P2)的情况下，也进行使冷却风扇4反转的控制。其结果是，在冷却风扇4的反转动作时液压回路内的压力急剧上升，在方向切换阀5和溢流阀23、风扇马达3上作用过度的负载，可能会导致方向切换阀5和溢流阀23、风扇马达3的耐久性能降低。此外，在为了防止液压回路内的压力过度升高而设置过载溢流阀的情况下，相应地其成本升高。
比较例中，由于通过切换开关19的ON操作后的经过时间来推定风扇马达3的入口侧压力充分降低的情况，并执行反转动作的控制，所以，对于切换开关19的ON操作后的时间需要预先留出足够的宽裕度。其结果是，在冷却风扇4的反转动作时花费时间。
(2)在对溢流阀23和控制器17之间的连接线(控制线20、21)的连接状态是否正常进行判定、且在判定为非正常的情况下，无论切换开关19的ON、OFF操作如何，都不输出对方向切换阀5进行切换的切换信号，而是维持冷却风扇4的当前的旋转方向。也就是说，在因断线等导致连接状态异常的情况下，不执行上述的反转动作处理。由此，仅在溢流阀23和控制器17的连接状态正常的情况下，进行反转动作处理，能够使泵排出压Pp(马达驱动压)稳定地降低或上升。
(3)将正转用设定压(P1)设定得比反转用设定压(P4)高，使正向旋转时的液压泵排出压Pp比反向旋转时的液压泵排出压Pp高。由此，在使用与以额定转速Nr正向旋转时的送风量相比，以额定转速Nr反向旋转时的送风量小的一般的冷却风扇4的情况下，能够不对风扇马达3或冷却风扇4的耐久性产生不良影响地使风扇马达3工作。
以下的变形也在本发明的范围内，能够将一个或多个变形例与上述的实施方式组合。
[变形例]
(1)在上述的说明中，在输出电流值Ai与反馈电流值Af的差为规定值At以上的情况下，判定为控制器17和溢流阀23之间的连接线的连接状态非正常，但本发明不限于此。
还可以在输出电流值Ai与反馈电流值Af的差成为规定值At以上的次数超过规定次数时，判定为控制器17和溢流阀23之间的连接线的连接状态为异常。该情况下，防止误检测。而且，该情况下，也能够判定连接线即将断线的情况。在判定为连接线即将断线的情况下，也与上述的处理同样地，以为了将即将断线的情况报知操作者而使告知灯等告知部动作，且不进行冷却风扇4的反转动作的方式进行控制。
还可以在输出电流值Ai与反馈电流值Af的差成为规定值At以上的状态持续规定时间时，判定为控制器17和溢流阀23之间的连接线的连接状态异常。
(2)在上述的说明中，基于输出电流值Ai与反馈电流值Af的差是否不足规定值At来判定控制器17和溢流阀23之间的连接线的连接状态，但本发明不限于此。例如，还可以基于电压值来判定连接状态。
(3)在上述的说明中，将风扇马达3的正转用设定压(P1)设定得比反转用设定压(P4)高，但本发明不限于此。例如，在使用正向旋转时的风量与反向旋转时的风量没有较大差异的冷却风扇4等的情况下，还可以使正转用设定压和反转用设定压为相同的值。
(4)在上述的说明中，通过控制器17并基于由计时器计测的计测时间来判定方向切换阀5的切换结束的情况，但本发明不限于此。还可以设置机械地对方向切换阀5的切换位置进行检测的位置检测部，控制器17基于来自位置检测部的检测信号判定方向切换阀5的切换结束。
(5)上述的说明中，通过手动对切换开关19进行ON、OFF操作，由此，使冷却风扇4正转或反转，但本发明不限于此。还可以在冷却风扇4的运转中，每经过设定时间就使冷却风扇4从正转向反转进行反转动作。通过反转动作而向反向旋转的冷却风扇4，以规定时间继续反转动作后，恢复成正转动作。
(6)上述的说明中，在使冷却风扇4反转时，将溢流设定压设定为比切换用压力P2低的P3，但本发明不限于此。在使冷却风扇4反转时设定的溢流设定压还可以设定为与切换用压力P2相同的值。
(7)上述的说明中，作为作业车辆的一例以轮式装载机100为例进行了说明，但本发明不限于此，例如，还可以为叉车、伸缩臂叉装机(telehandler)、起重车等其他的作业车辆。
上述中，说明了各种实施方式以及变形例，但本发明不限于这些内容。在本发明的技术思想的范围内考虑的其他方式也包含在本发明的范围内。
以下的优先权基础申请的公开内容作为引用文献写入本说明书。
日本专利申请2011年第250021号(2011年11月15日申请)

Claims (4)

1.一种冷却风扇控制装置，具有：
由发动机驱动的液压泵；
液压马达，通过从所述液压泵排出的液压油而被驱动，使用于向热交换器吹送冷却风的冷却风扇旋转；
方向切换阀，切换来自所述液压泵的排出油的流动方向而使所述液压马达正转反转；
控制所述液压泵的排出压的可变溢流阀；
检测所述液压泵的排出压的压力传感器；
用于切换所述冷却风扇的旋转方向的旋转方向切换开关；和
对所述方向切换阀和所述可变溢流阀进行控制的控制部，
所述冷却风扇控制装置的特征在于，
若在所述冷却风扇正向旋转时所述旋转方向切换开关被操作至反转侧，则所述控制部使所述可变溢流阀的设定溢流压以第1规定时间下降到规定的下限值，在通过压力传感器检测的所述液压泵的排出压下降到预先确定的切换用压力后切换所述方向切换阀并将流向所述液压马达的液压油的流动方向向反向控制，并且使所述可变溢流阀的设定溢流压以第2规定时间上升到所述液压马达的反转用设定压。
2.如权利要求1所述的冷却风扇控制装置，其特征在于，
若在所述冷却风扇反向旋转时所述旋转方向切换开关被操作至正转侧，则所述控制部使所述可变溢流阀的设定溢流压以第3规定时间下降到规定的下限值，在通过压力传感器检测的所述液压泵的排出压下降到预先确定的切换用压力后切换所述方向切换阀并将流向所述液压马达的液压油的流动方向向正向控制，并且使所述可变溢流阀的设定溢流压以第4规定时间上升到所述液压马达的正转用设定压。
3.如权利要求2所述的冷却风扇控制装置，其特征在于，
所述液压马达的正转用设定压比所述液压马达的反转用设定压高，所述切换用压力比所述液压马达的反转用设定压低。
4.如权利要求1～3的任一项所述的冷却风扇控制装置，其特征在于，
所述控制部包含对所述可变溢流阀和所述控制部之间的连接状态是否正常进行判定的连接状态判定部，
所述控制部，在通过所述连接状态判定部判定为所述连接状态非正常的情况下，在所述冷却风扇正向旋转时，即使所述旋转方向切换开关被操作至反转侧，也不切换所述方向切换阀而是维持所述冷却风扇当前的旋转方向。
CN201280055959.4A 2011-11-15 2012-11-15 冷却风扇控制装置 Active CN103946505B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011250021A JP5868663B2 (ja) 2011-11-15 2011-11-15 冷却ファン制御装置
JP2011-250021 2011-11-15
PCT/JP2012/079688 WO2013073631A1 (ja) 2011-11-15 2012-11-15 冷却ファン制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103946505A CN103946505A (zh) 2014-07-23
CN103946505B true CN103946505B (zh) 2016-11-09

Family

ID=48429685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280055959.4A Active CN103946505B (zh) 2011-11-15 2012-11-15 冷却风扇控制装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9458758B2 (zh)
EP (1) EP2781713B1 (zh)
JP (1) JP5868663B2 (zh)
KR (1) KR20140099236A (zh)
CN (1) CN103946505B (zh)
WO (1) WO2013073631A1 (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012024207A1 (de) * 2012-12-05 2014-06-05 Hydac Fluidtechnik Gmbh Vorrichtung zur Steuerung des Betriebs eines mittels eines Hydromotors antreibbaren Lüfters einer Kühleinrichtung
JP6223840B2 (ja) * 2014-01-21 2017-11-01 住友重機械工業株式会社 射出成形機
CN105625497A (zh) * 2014-11-20 2016-06-01 斗山工程机械（中国）有限公司 一种液压油风扇转速的控制方法、装置及挖掘机
US10056807B2 (en) * 2014-12-23 2018-08-21 Orange Motor Company L.L.C. Electronically commutated fan motors and systems
CN104763695B (zh) * 2015-04-13 2017-08-29 徐州徐工施维英机械有限公司 液压系统、散热系统和工程机械
JP6466824B2 (ja) * 2015-12-04 2019-02-06 日立建機株式会社 油圧モータ制御装置
US10330126B2 (en) * 2016-12-16 2019-06-25 Caterpillar Inc. Fan control system with electro-hydraulic valve providing three fan motor operational positions
KR102316824B1 (ko) * 2017-11-17 2021-10-25 현대건설기계 주식회사 건설기계의 냉각장치
US11060262B2 (en) * 2017-11-23 2021-07-13 Volvo Construction Equipment Ab Drive system for a working machine and a method for controlling the drive system
US10479191B2 (en) * 2017-12-19 2019-11-19 Cnh Industrial America Llc Cooling systems and methods for an agricultural harvester
JP7160646B2 (ja) * 2018-11-22 2022-10-25 キャタピラー エス エー アール エル 建設機械
JP7076396B2 (ja) * 2019-03-27 2022-05-27 日立建機株式会社 作業機械
CN110778545A (zh) * 2019-11-01 2020-02-11 上海三一重机股份有限公司 风扇控制系统及工程机械车
US11555291B2 (en) * 2020-04-06 2023-01-17 Deere & Company Self-propelled work vehicle and method implementing perception inputs for cooling fan control operations
JP7253672B2 (ja) * 2021-03-19 2023-04-06 日立建機株式会社 ダンプトラック

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1696112A1 (fr) * 2005-02-25 2006-08-30 Jtekt HPI Procédé de pilotage de l'inversion du sens de rotation d'un moteur hydraulique et système de mise en oeuvre de ce procédé
CN101218421A (zh) * 2005-07-06 2008-07-09 株式会社小松制作所 用于液压驱动式冷却风扇的控制设备及控制方法
CN102292528A (zh) * 2009-01-22 2011-12-21 罗伯特·博世有限公司 静液压的风扇驱动器

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6750623B1 (en) * 2002-12-17 2004-06-15 Caterpillar Inc. Reversible automatic fan control system
JP4390201B2 (ja) * 2004-08-02 2009-12-24 キャタピラージャパン株式会社 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
JP2006057601A (ja) * 2004-08-24 2006-03-02 Sumitomo (Shi) Construction Machinery Manufacturing Co Ltd 建設機械の冷却装置
US7240486B2 (en) * 2005-04-18 2007-07-10 Caterpillar Inc Electro-hydraulic system for fan driving and brake charging
US7937938B2 (en) * 2008-04-23 2011-05-10 Caterpillar Inc. Hydraulic reversing fan valve and machine using same
JP2011184911A (ja) * 2010-03-08 2011-09-22 Kcm:Kk 冷却ファンの駆動回路
JP4900625B2 (ja) * 2010-06-24 2012-03-21 株式会社小松製作所 冷却用ファンの駆動制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1696112A1 (fr) * 2005-02-25 2006-08-30 Jtekt HPI Procédé de pilotage de l'inversion du sens de rotation d'un moteur hydraulique et système de mise en oeuvre de ce procédé
CN101218421A (zh) * 2005-07-06 2008-07-09 株式会社小松制作所 用于液压驱动式冷却风扇的控制设备及控制方法
CN102292528A (zh) * 2009-01-22 2011-12-21 罗伯特·博世有限公司 静液压的风扇驱动器

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013104386A (ja) 2013-05-30
EP2781713A1 (en) 2014-09-24
CN103946505A (zh) 2014-07-23
US9458758B2 (en) 2016-10-04
EP2781713A4 (en) 2015-06-03
JP5868663B2 (ja) 2016-02-24
US20140311140A1 (en) 2014-10-23
WO2013073631A1 (ja) 2013-05-23
KR20140099236A (ko) 2014-08-11
EP2781713B1 (en) 2016-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103946505B (zh) 冷却风扇控制装置
US7973499B2 (en) Working vehicle
JP4538427B2 (ja) 作業用車両
US9580889B2 (en) Work vehicle
CN102209655B (zh) 混合式施工机械
CN102639791B (zh) 工程机械
KR101705744B1 (ko) 작업 차량 및 그 제어 방법
WO2007139167A1 (ja) 作業用車両
JP5938341B2 (ja) 電動式建設機械
JP2007321463A (ja) 作業用車両
KR100206511B1 (ko) 배터리 구동의 작업기계
JP5390436B2 (ja) 電動式建設機械
WO2021153323A1 (ja) 作業車両用表示制御装置及び作業車両
JP2014084569A (ja) 電動式建設機械
JP4580896B2 (ja) 作業用車両
CN113227505A (zh) 作业车辆
JP2000281297A (ja) 電気駆動式作業機の安全装置
RU2638991C2 (ru) Система и способ управления температурой машины
US11560826B2 (en) Working machine
JP7445473B2 (ja) ショベル
JP2012241370A (ja) 建設機械
WO2007139168A1 (ja) 作業用車両
JP2001316078A (ja) 油圧パワーユニット仕様の作業車両の制御回路
JP6982592B2 (ja) 建設機械
JP2013060776A (ja) 建設機械

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
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
GR01 Patent grant
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20161017

Address after: Hyogo

Applicant after: KCM K. K.

Address before: Tokyo, Japan, Japan

Applicant before: Hitach Construction Machinery Co., Ltd.

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190830

Address after: Tokyo, Japan, Japan

Patentee after: Hitach Construction Machinery Co., Ltd.

Address before: Hyogo

Patentee before: KCM K. K.

TR01 Transfer of patent right