WO2023053732A1

WO2023053732A1 - 作業機械および作業機械の制御方法

Info

Publication number: WO2023053732A1
Application number: PCT/JP2022/030460
Authority: WO
Inventors: 一道岡島; 洋介村井
Original assignee: 株式会社小松製作所
Priority date: 2021-09-30
Filing date: 2022-08-09
Publication date: 2023-04-06
Also published as: CN117651793A; JP2023050941A; KR20240013243A

Abstract

油圧ショベル（１）は、熱交換器ユニット（３６）と、複数の冷却ファン（５１ａ、５１ｂ、５１ｃ）と、コントローラ（６６）と、を備える。熱交換器ユニット（３６）は、少なくとも１つの熱交換器を有する。複数の冷却ファン（５１ａ、５１ｂ、５１ｃ）は、熱交換器ユニット（３６）を冷却する。コントローラ（６６）は、少なくとも１つの冷却ファンを正回転から逆回転に変更する際の回転が停止するときに、他の少なくとも１つの冷却ファンが正回転または逆回転しているように制御しながら複数の冷却ファン（５１ａ、５１ｂ、５１ｃ）を正回転から逆回転に変更する。

Description

作業機械および作業機械の制御方法

　本発明は、作業機械および作業機械の制御方法に関する。

　油圧ショベル等の作業機械には、各種流体（冷媒等）を冷却するために複数の熱交換器を有する熱交換器ユニットと、熱交換器ユニットに冷却風を供給する冷却ファンが設けられている。熱交換器ユニットには、例えば、エンジンの冷却水が通るラジエータ、油圧アクチュエータを作動させるための作動油が通るオイルクーラ、圧縮された空気が通るアフタークーラ等が配置されている（例えば、特許文献１参照）。

　作業機械が動作する現場では埃や塵が多量に浮遊している場合が多いため、特許文献１に示す作業機械では、冷却ファンの回転により熱交換器ユニットに運ばれて付着した塵や埃を、冷却ファンを逆回転させることによって吹き飛ばしている。

特開２０２０－８４５２０号公報

　しかしながら、冷却ファンを正回転から逆回転に変更して熱交換器の清掃を行う際、冷却ファンの回転が瞬間的にゼロになるため、冷媒や圧縮空気等の冷却対象流体の温度が上昇するおそれがある。そのため、エンジンが稼働しているときには、冷却ファンの逆回転による熱交換器の清掃を行い難かった。

　本開示は、冷却対象流体の温度上昇を抑制しながら、熱交換器の清掃を行うことが可能な作業機械および作業機械の制御方法を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段）

　本開示の第１の態様にかかる作業機械は、熱交換部と、複数の冷却ファンと、コントローラと、を備える。熱交換部は、少なくとも１つの熱交換器を有する。複数の冷却ファンは、熱交換部を冷却する。コントローラは、少なくとも１つの冷却ファンを正回転から逆回転に変更する際の回転が停止するときに、他の少なくとも１つの冷却ファンが正回転または逆回転しているように制御しながら複数の冷却ファンを正回転から逆回転に変更する。

　本開示の第２の態様にかかる作業機械の制御方法は、少なくとも１つの熱交換器を有する熱交換部と、熱交換部を冷却する複数の冷却ファンとを備えた作業機械の制御方法であって、少なくとも１つの冷却ファンを正回転から逆回転に変更する際の回転が停止するときに、他の少なくとも１つの冷却ファンが正回転または逆回転しているように制御しながら複数の冷却ファンを正回転から逆回転に変更する。
（発明の効果）

　本開示の態様によれば、冷却対象流体の温度上昇を抑制しながら、熱交換器の清掃を行うことが可能な作業機械および作業機械の制御方法を提供することができる。

本開示の実施形態にかかる油圧ショベルを示す斜視図である。本開示の実施形態にかかる油圧ショベルの平面図である。本開示の実施形態にかかる油圧ショベルの後部を示す斜視図である。本開示の実施形態にかかる冷却ユニットを熱交換器ユニット側から視た斜視図である。本開示の実施形態にかかる冷却ユニットを冷却ファンユニット側から視た斜視図である。本開示の実施形態にかかる冷却ユニットを油圧ショベルの左側から視た正面図である。図６のＢＢ´間の矢視断面図である。本開示の実施形態にかかる油圧ショベルの制御に関する構成を示すブロック図である。本開示の実施形態にかかる油圧ショベルの制御動作を示すフロー図である。

　本開示にかかる作業機械の一例としての油圧ショベルについて図面を参照しながら以下に説明する。

　＜構成＞
　（油圧ショベル１の概要）
　図１は、本実施の形態の油圧ショベル１の構成を示す模式図である。

　油圧ショベル１（作業機械の一例）は、車両本体２と、作業機３と、を有する。車両本体２は、図１に示すように、走行体１１と、旋回体１２を有している。走行体１１は、一対の走行装置１１ａ、１１ｂを有する。各走行装置１１ａ、１１ｂは、履帯１１ｃ、１１ｄを有している。エンジン３３（後述の図２参照）からの駆動力によって走行モータが回転して履帯１１ｃ、１１ｄが駆動されることによって油圧ショベル１が走行する。

　旋回体１２は、走行体１１上に載置されている。旋回体１２は、図示しない旋回装置によって上下方向に沿った軸を中心として走行体１１に対して旋回可能に構成されている。旋回体１２の前部左側位置には、オペレータが運転時に着座する運転席としてのキャブ３１が設けられている。キャブ３１の内部には、運転席、作業機３を操作するためのレバー、各種の表示装置等が配置されている。

　尚、本実施の形態において断りなき場合、前後左右はキャブ３１内の運転席を基準として説明する。運転席が正面に正対する方向を前方向（矢印Ｘｆ参照）とし、前方向に対向する方向を後方向（矢印Ｘｂ参照）とする。運転席が正面に正対したときの側方方向の右側、左側をそれぞれ右方向（矢印Ｙｒ参照）、左方向（矢印Ｙｌ参照）とする。また、本明細書において「高さ方向」、「鉛直方向」および「水平方向」は、特段記載のない限り、車両本体２が傾斜せずに水平な状態での方向を示している。

　作業機３は、旋回体１２の前部中央位置に取り付けられている。作業機３は、図１に示すように、ブーム２１、アーム２２、掘削バケット２３を有する。ブーム２１の基端部は、旋回体１２に回動可能に連結されている。また、ブーム２１の先端部はアーム２２の基端部に回動可能に連結されている。アーム２２の先端部は、掘削バケット２３に回動可能に連結されている。掘削バケット２３は、その開口が旋回体１２の方向（後方）を向くことができるようにアーム２２に取り付けられている。掘削バケット２３が、このような向きに取り付けられた油圧ショベル１は、バックホウと呼ばれている。

　ブーム２１、アーム２２および掘削バケット２３のそれぞれに対応するように油圧シリンダ２４～２６（ブームシリンダ２４、アームシリンダ２５およびバケットシリンダ２６）が配置されている。これらの油圧シリンダ２４～２６が駆動されることによって作業機３が駆動される。これにより、掘削等の作業が行われる。

　旋回体１２のキャブ３１の後側には、エンジンルーム３２が配置されている。図２は、エンジンルーム３２の内部構成を示す油圧ショベル１の平面図である。図３は、油圧ショベル１を後方から視た斜視図である。旋回体１２は、エンジン３３と、油圧ポンプ３４と、冷却ユニット３５と、を更に有する。エンジンルーム３２は、キャブ３１の後部側に配置されている。

　図２および図３に示すように、エンジンルーム３２は、エンジン３３、油圧ポンプ３４、および冷却ユニット３５を収容する。冷却ユニット３５、エンジン３３および油圧ポンプ３４は、左側から右側に向かって順に並んで配置されている。エンジン３３は、駆動力を発生する。エンジン３３は、ディーゼルエンジン等の内燃機関である。油圧ポンプ３４は、エンジン３３に接続される。油圧ポンプ３４は、エンジン３３によって駆動され、作動油を吐出する。油圧ポンプ３４から吐出された作動油は、上述した油圧シリンダ２４～２６等の油圧アクチュエータに供給される。

　冷却ユニット３５は、冷媒や圧縮空気等の各種冷却対象流体を冷却する。冷却ユニット３５の左側におけるエンジンルーム３２の側壁には、吸気口３２ａが配置されている。吸気口３２ａには、ネットが配置されている。油圧ポンプ３４の右側におけるエンジンルーム３２の側壁には、排出口３２ｂが配置されている。排出口３２ｂには、ネットが配置されている。冷却ユニット３５は、複数の冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃ（後述する）を有している。冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃが正回転すると、図２の矢印Ａに示すように、吸気口３２ａから外部の空気がエンジンルーム３２内に取り込まれる。エンジンルーム３２内に取り込まれた空気は、エンジン３３および油圧ポンプ３４を順に通過して排出口３２ｂから外部に排出される。

　（冷却ユニット３５）
　図４は、冷却ユニット３５の斜視図である。図４は、冷却ユニット３５を油圧ショベル１の左側から視た斜視図である。図５は、冷却ユニット３５の斜視図である。図５は、冷却ユニット３５を油圧ショベル１の右側から視た斜視図である。

　冷却ユニット３５は、図２および図５に示すように、熱交換器ユニット３６（熱交換部の一例）と、冷却ファンユニット３７と、を有する。熱交換器ユニット３６は、各種冷却対象流体を冷却する複数の熱交換器（後述する）を有する。冷却ユニット３５は、熱交換器ユニット３６に冷却風を供給する。

　熱交換器ユニット３６は、冷却ユニット３５の左側に配置されている。熱交換器ユニット３６は、冷却ユニット３５の吸気口３２ａ側に配置されている。吸気口３２ａから排出口３２ｂに向かって、熱交換器ユニット３６、冷却ファンユニット３７、エンジン３３、および油圧ポンプ３４の順に配置されている。

　（熱交換器ユニット３６）
　熱交換器ユニット３６は、図４に示すように、オイルクーラ４１と、アフタークーラ４２と、ラジエータ４３と、エアコンコンデンサ４４と、燃料クーラ４５とを有する。これらオイルクーラ４１、アフタークーラ４２、ラジエータ４３、エアコンコンデンサ４４、および燃料クーラ４５の各々は、熱交換器の一例である。

　オイルクーラ４１には、油圧シリンダ２４～２６等の油圧アクチュエータを作動させるための作動油が供給される。作動油はオイルクーラ４１を通過しながら冷却される。オイルクーラ４１は、熱交換器ユニット３６の前部に配置されている。油圧ショベル１の左右方向に沿って視て、オイルクーラ４１は、上下方向に長い略矩形状である。

　アフタークーラ４２には、図示しない過給機によって外気が取り込まれて圧縮された圧縮空気が供給される。アフタークーラ４２はエンジン３３に接続される。圧縮空気は、アフタークーラ４２を通過しながら冷却され、エンジン３３に送られる。アフタークーラ４２は、オイルクーラ４１の後側に配置されている。油圧ショベル１の左右方向に沿って視て、アフタークーラ４２は、上下方向に長い略矩形状である。アフタークーラ４２は、オイルクーラ４１よりも高く形成されている。

　ラジエータ４３には、エンジン３３の冷却水が供給される。供給された冷却水は、ラジエータ４３を通過しながら冷却され、エンジン３３に向かって排出される。ラジエータ４３は、アフタークーラ４２の後側に配置されている。油圧ショベル１の左右方向に沿って視て、ラジエータ４３は、上下方向に長い略矩形状である。ラジエータ４３は、アフタークーラ４２と概ね同じ高さに形成されている。

　オイルクーラ４１、アフタークーラ４２、およびラジエータ４３は、油圧ショベル１の前側から後側に向かって順に並んで配置されている。

　エアコンコンデンサ４４には、キャブ３１の空調に用いられるエアコンの冷媒が供給される。供給された冷媒は、エアコンコンデンサ４４を通過しながら冷却され、エアコンに向かって排出される。エアコンコンデンサ４４は、オイルクーラ４１、アフタークーラ４２、およびラジエータ４３の左側に配置されている。エアコンコンデンサ４４は、オイルクーラ４１、アフタークーラ４２、およびラジエータ４３の吸気口３２ａ側に配置されている。エアコンコンデンサ４４は、上下方向において、オイルクーラ４１、アフタークーラ４２、およびラジエータ４３の略中央に配置されている。エアコンコンデンサ４４は、前後方向において、オイルクーラ４１、アフタークーラ４２、およびラジエータ４３に亘って配置されている。

　燃料クーラ４５には、エンジン３３の燃料が供給される。燃料は燃料クーラ４５を通過しながら冷却され、エンジン３３に供給される。燃料クーラ４５は、アフタークーラ４２およびラジエータ４３の左側に配置されている。燃料クーラ４５は、アフタークーラ４２およびラジエータ４３の吸気口３２ａ側に配置されている。燃料クーラ４５は、アフタークーラ４２からラジエータ４３に亘って配置されている。燃料クーラ４５は、エアコンコンデンサ４４の下側に配置されている。

　フレーム４６は、オイルクーラ４１、アフタークーラ４２およびラジエータ４３を支持する。フレーム４６は、並んで配置されたオイルクーラ４１、アフタークーラ４２およびラジエータ４３の周縁部分を囲むように配置されている。エアコンコンデンサ４４は、オイルクーラ４１の前縁部に配置されたフレーム４６の前部分４６ａと、ラジエータ４３の後縁部に配置されたフレーム４６の後部分４６ｂに固定されている。燃料クーラ４５は、フレーム４６の後部分４６ｂと、オイルクーラ４１、アフタークーラ４２、およびラジエータ４３の下縁部に配置されたフレーム４６の下部分４６ｃに固定されている。

　オイルクーラ４１に供給される作動油、アフタークーラ４２に供給される圧縮空気、ラジエータ４３に供給される冷却水、エアコンコンデンサ４４に供給される冷媒、および燃料クーラ４５に供給される燃料の少なくとも１つは、冷却対象流体の一例に相当する。

　（冷却ファンユニット３７）
　冷却ファンユニット３７は、図５に示すように、複数の冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃと、シュラウド５２と、を有している。複数の冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、シュラウド５２に回転可能に支持されている。

　図６は、冷却ユニット３５を、油圧ショベル１の左側から視た（空気の吸引方向に沿って視た）図である。図７は、図６のＢＢ´間の矢視断面図である。図６では、オイルクーラ４１、アフタークーラ４２、およびラジエータ４３と、冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃとの位置関係を示すために、エアコンコンデンサ４４および燃料クーラ４５は二点鎖線で示し、エアコンコンデンサ４４および燃料クーラ４５の後方を実線で示す。

　冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、電動ファンである。冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、熱交換器ユニット３６の右側に配置されている。冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、オイルクーラ４１、アフタークーラ４２、およびラジエータ４３に所定間隔を空けて対向するように配置されている。

　シュラウド５２は、フレーム４６に取り付けられている。シュラウド５２は、対向面５３と、側面部５４とを含む。対向面５３は、オイルクーラ４１、アフタークーラ４２、およびラジエータ４３に所定間隔を空けて対向するように配置されている。対向面５３には、冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃが配置されている。側面部５４は、対向面５３の周縁と、オイルクーラ４１、アフタークーラ４２、およびラジエータ４３の周縁部との間を繋ぐ。側面部５４は、オイルクーラ４１、アフタークーラ４２、およびラジエータ４３の周縁部に設けられたフレーム４６に固定されている。側面部５４は、オイルクーラ４１、アフタークーラ４２、およびラジエータ４３と、対向面５３との間に形成された空間Ｓ（図７参照）の前側、後側、上側および下側を覆っている。図７に示すように、側面部５４のうち対向面５３の前端から熱交換器ユニット３６に向かって形成されている前部分５４ａが、フレーム４６の前部分４６ａに固定されている。また、側面部５４のうち対向面５３の後端から熱交換器ユニット３６に向かって形成されている後部分５４ｂが、フレーム４６の後部分４６ｂに固定されている。図５に示すように、側面部５４のうち対向面５３の下端から熱交換器ユニット３６に向かって形成されている下部分５４ｃが、フレーム４６の下部分４６ｃに固定され、側面部５４のうち対向面５３の上端から熱交換器ユニット３６に向かって形成されている上部分５４ｄが、フレーム４６の上部分４６ｄに固定される。このように、冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃが配置されている対向面５３と熱交換器ユニット３６の間が、側面部５４によって囲まれることによって、冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃの回転による冷却風が効率よく熱交換器ユニット３６に供給される。

　図６に示すように、冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃは上方から下方に向かって順に配置されている。冷却ファン５１ａは、アフタークーラ４２とラジエータ４３に対向して配置されている。冷却ファン５１ｂは、オイルクーラ４１とアフタークーラ４２に対向して配置されている。冷却ファン５１ｃは、アフタークーラ４２とラジエータ４３に対向して配置されている。ここで、冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃのうちアフタークーラ４２と重畳している面積が最も大きいのは、冷却ファン５１ｂである。冷却ファン５１ａと冷却ファン５１ｃのアフタークーラ４２と重畳する面積は概ね同じである。

　冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃが正回転すると、図２の矢印Ａに示すように、外部の空気が吸気口３２ａから吸引され、エンジンルーム３２の内部に供給される。吸気口３２ａから吸引された空気は、熱交換器ユニット３６を通過し、各々の熱交換器において冷却対象流体を冷却して、エンジン３３および油圧ポンプ３４を通過して、排出口３２ｂを通ってエンジンルーム３２から排出される。

　このような冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃの正回転によって、周囲の塵や埃が吸気口３２ａのメッシュに付着し、吸気口３２ａを通り抜けた塵や埃が熱交換器ユニット３６に付着する。吸気口３２ａおよび熱交換器ユニット３６に付着した塵や埃を吹き飛ばすために、冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを逆回転する逆転制御が実行される。冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを逆回転することによって、吸気口３２ａおよび熱交換器ユニット３６の清掃が行われる。図７において、逆回転した際の空気の流れる方向が、矢印Ｃで示されている。

　（油圧ショベル１の制御構成）
　次に、本実施の形態の油圧ショベル１の制御に関する構成について説明する。図８は、油圧ショベル１の制御に関する構成を示すブロック図である。

　油圧ショベル１は、作動油温度センサ６１と、アフタークーラ温度センサ６２と、水温センサ６３と、エンジンオイル温度センサ６４と、逆回転スイッチ６５と、コントローラ６６と、を更に有する。

　作動油温度センサ６１は、オイルクーラ４１を通る作動油の温度を検出し、検出値ｖ１をコントローラ６６に送信する。作動油温度センサ６１は、オイルクーラ４１の入口における作動油の温度を検出する。なお、これに限らず、作動油温度センサ６１は、オイルクーラ４１の出口における作動油の温度を検出してもよく、更に入口と出口の双方における作動油の温度を検出してもよい。

　アフタークーラ温度センサ６２は、アフタークーラ４２を通る空気の温度を検出し、検出値ｖ２をコントローラ６６に送信する。アフタークーラ温度センサ６２は、アフタークーラ４２の出口における空気の温度を検出する。なお、これに限らず、アフタークーラ温度センサ６２は、アフタークーラ４２の入口における空気の温度を検出してもよく、更に入口と出口の双方における空気の温度を検出してもよい。

　水温センサ６３は、ラジエータ４３を通る冷却水の温度を検出し、検出値ｖ３をコントローラ６６に送信する。水温センサ６３は、ラジエータ４３の入口における冷却水の温度を検出する。なお、これに限らず、水温センサ６３は、ラジエータ４３の出口における冷却水の温度を検出してもよく、更に入口と出口の双方における冷却水の温度を検出してもよい。

　エンジンオイル温度センサ６４は、エンジン３３のオイルパンに配置されている。エンジンオイル温度センサ６４は、エンジンオイルの温度を検出し、検出値ｖ４をコントローラ６６に送信する。

　逆回転スイッチ６５は、キャブ３１の内側に配置されている。逆回転スイッチ６５は、例えば、タッチパネルに表示されてもよいし、押しボタン式のスイッチであってもよい。逆回転スイッチ６５は、冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを逆回転させて、吸気口３２ａおよび熱交換器ユニット３６を清掃するために、運転者によって操作される。運転者が逆回転スイッチ６５を操作すると、コントローラ６６に操作信号ｏｓが送信される。

　コントローラ６６は、プロセッサおよび記憶装置を含む。プロセッサは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。或いは、プロセッサは、ＣＰＵと異なるプロセッサであってもよい。プロセッサは、操作信号ｏｓを受信すると、プログラムに従って、検出値ｖ１～ｖ４に基づいて、冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを正回転から逆回転に変更する逆回転制御を実行する。

　記憶装置は、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような不揮発性メモリおよび／またはＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性メモリを含む。記憶装置は、ハードディスク、あるいはＳＳＤ（Solid State Drive）などの補助記憶装置を含んでいてもよい。記憶装置は、非一時的な（non-transitory）コンピュータで読み取り可能な記録媒体の一例である。記憶装置は、逆回転制御を行うか否かを判定するための、第１閾値、第２閾値、第３閾値、および第４閾値を記憶する。第１閾値は、作動油温度センサ６１の検出値ｖ１に対して設定されている。第２閾値は、アフタークーラ温度センサ６２の検出値ｖ２に対して設定されている。第３閾値は、水温センサ６３の検出値ｖ３に対して設定されている。第４閾値は、エンジンオイル温度センサ６４の検出値ｖ４に対して設定されている。第１閾値、第２閾値、第３閾値、および第４閾値の少なくとも１つは、所定値の一例に相当する。

　コントローラ６６は、逆回転スイッチ６５の操作による操作信号ｏｓを受信すると、各冷却対象流体の温度に基づいて冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを逆回転可能か否か判定する。

　コントローラ６６は、各々の検出値と各々の検出値に対して設定された閾値を比較して全ての検出値が閾値以下の場合に、逆回転制御を実行する。具体的には、コントローラ６６は、作動油温度センサ６１の検出値ｖ１が第１閾値以下であり、アフタークーラ温度センサ６２の検出値ｖ２が第２閾値以下であり、水温センサ６３の検出値ｖ３が第３閾値以下であり、エンジンオイル温度センサ６４の検出値ｖ４が第４閾値以下である場合に、逆回転制御を実行する。

　第１閾値、第２閾値、第３閾値、および第４閾値は、冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃの逆回転による温度上昇を考慮して設定されている。冷却ファンが逆回転する場合の風量は、正回転する場合の風量よりも少ないため、正回転と比較して逆回転では熱交換器ユニット３６を通る冷却対象流体の温度が上昇する。第１閾値、第２閾値、第３閾値、および第４閾値は、各々の閾値に、正回転から逆回転への変更における温度上昇を加えても通常通りエンジン３３を駆動することができる温度に設定されている。

　コントローラ６６は、操作信号ｏｓを受信し、冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを逆回転可能と判断した場合、冷却ファン５１ａ、冷却ファン５１ｃ、および冷却ファン５１ｂの順に正回転から逆回転に変更する。

　具体的には、コントローラ６６は、冷却ファン５１ａに逆回転指令信号ｒｓ１を送信し、第１所定時間が経過した後に、冷却ファン５１ｃに逆回転指令信号ｒｓ２を送信し、第２所定時間が経過した後に、冷却ファン５１ｂに逆回転指令信号ｒｓ３を送信する。第１所定時間は、冷却ファン５１ａに逆回転指令信号ｒｓ１を送信してから、冷却ファン５１ａが一定の回転数で安定して逆回転するまでの間に設定されている。第２所定時間は、冷却ファン５１ｃに逆回転指令信号ｒｓ２を送信してから、冷却ファン５１ｃが一定の回転数で安定して逆回転するまでの間に設定されている。第１所定時間と第２所定時間は同じ時間に設定してもよいし、異なっていてもよい。

　コントローラ６６は、逆回転指令信号ｒｓ３を冷却ファン５１ｂに送信してから第３所定時間が経過すると、冷却ファン５１ｂ、冷却ファン５１ｃ、および冷却ファン５１ａの順に逆回転から正回転に戻す。この第３所定時間は、冷却ファン５１ｂに逆回転指令信号ｒｓ３を送信してから、冷却ファン５１ｂが一定の回転数で安定して逆回転するまでの時間に少なくとも設定されている。なお、全ての冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃが逆回転している時間は、第３所定時間を変更することによって調整することができる。例えば、第３所定時間を長くすることによって、全ての冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃが逆回転している時間を長く設定することができる。逆回転指令信号ｒｓ１、ｒｓ２、ｒｓ３は、制御信号の一例に相当する。

　冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを逆回転から正回転に戻す際には、コントローラ６６は、冷却ファン５１ｂに正回転指令信号ｐｓ１を送信し、第４所定時間が経過した後に、冷却ファン５１ｃに正回転指令信号ｐｓ２を送信する。続いて、コントローラ６６は、正回転指令信号ｐｓ２を送信して第５所定時間が経過した後に冷却ファン５１ａに正回転指令信号ｐｓ３を送信する。

　第４所定時間は、冷却ファン５１ａに正回転指令信号ｐｓ１を送信してから、冷却ファン５１ａが逆回転から一定の回転数で安定して正回転するまでの時間に設定されている。第５所定時間は、冷却ファン５１ｃに正回転指令信号ｐｓ２を送信してから、冷却ファン５１ｃが逆回転から一定の回転数で安定して正回転するまでの間に設定されている。

　上述のように、アフタークーラ４２と対向する面積が最も大きい冷却ファン５１ｂが複数の冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃのうち最も遅いタイミングで正回転から逆回転に変更されている。ここで、アフタークーラ４２は、外気を取り込んで圧縮した圧縮空気を冷却しているため、ラジエータ４３やオイルクーラ４１等の閉回路を構成している冷媒と比較して冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃの停止により温度が上昇しやすい。このため、アフタークーラ４２を通る空気の温度上昇の抑制によって、エンジン３３の駆動時であっても冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃの逆回転による清掃を行うことが可能となる。

　そのため、本実施形態では、アフタークーラ４２に送り込む風量が多い冷却ファン５１ａを他の冷却ファン５１ａ、５１ｃと比べて最後まで正回転することによって、アフタークーラ４２を通る圧縮空気の温度上昇を抑制している。

　また、冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを正回転から逆回転に戻す際には、冷却ファン５１ｂを最初に正回転に戻すことによって、早いタイミングでアフタークーラ４２に送り込む風量を多くできるため、アフタークーラ４２を通る圧縮空気の温度上昇をより抑制している。

　＜動作＞
　次に、本実施形態の油圧ショベル１の逆回転制御の動作について説明する。図９は、本実施形態の油圧ショベル１の逆回転制御の動作を示すフロー図である。

　運転者が逆回転スイッチ６５を操作すると、ステップＳ１０において、コントローラ６６は、逆回転スイッチ６５から送信される操作信号ｏｓを受信する。

　次に、ステップＳ２０において、コントローラ６６は、作動油温度センサ６１の検出値ｖ１が、第１閾値以下であるか否かを判定する。ステップＳ２０において、検出値ｖ１が第１閾値以下であると判定されない場合、制御は終了する。ステップＳ２０において、検出値ｖ１が第１閾値以下と判定された場合、制御はステップＳ３０に進む。

　ステップＳ３０において、コントローラ６６は、アフタークーラ温度センサ６２の検出値ｖ２が、第２閾値以下であるか否かを判定する。ステップＳ３０において、検出値ｖ２が第２閾値以下であると判定されない場合、制御は終了する。ステップＳ３０において、検出値ｖ２が第２閾値以下である判定された場合、制御はステップＳ４０に進む。

　ステップＳ４０において、コントローラ６６は、水温センサ６３の検出値ｖ３が、第３閾値以下であるか否かを判定する。ステップＳ４０において、検出値ｖ３が第３閾値以下であると判定されない場合、制御は終了する。ステップＳ４０において、検出値ｖ３が第３閾値以下である判定された場合、制御はステップＳ５０に進む。

　ステップＳ５０において、コントローラ６６は、エンジンオイル温度センサ６４の検出値ｖ４が、第４閾値以下であるか否かを判定する。ステップＳ５０において、検出値ｖ４が第４閾値以下であると判定されない場合、制御は終了する。ステップＳ５０において、検出値ｖ４が第４閾値以下である判定された場合、制御はステップＳ６０に進む。

　ステップＳ６０において、コントローラ６６は、冷却ファン５１ａに逆回転指令信号ｒｓ１を送信する。冷却ファン５１ａは逆回転指令信号ｒｓ１を受けて、正回転から逆回転に回転方向を変更する。

　逆回転指令信号ｒｓ１を送信してから第１所定時間が経過した後、ステップＳ７０において、コントローラ６６は、冷却ファン５１ｃに逆回転指令信号ｒｓ２を送信する。冷却ファン５１ｃは逆回転指令信号ｒｓ２を受けて、正回転から逆回転に回転方向を変更する。

　逆回転指令信号ｒｓ２を送信してから第２所定時間が経過した後、ステップＳ８０において、コントローラ６６は、冷却ファン５１ｂに逆回転指令信号ｒｓ３を送信する。冷却ファン５１ｂは逆回転指令信号ｒｓ３を受けて、正回転から逆回転に回転方向を変更する。

　次に、逆回転指令信号ｒｓ３を送信してから第３所定時間が経過した後、ステップＳ９０において、コントローラ６６は、冷却ファン５１ｂに正回転指令信号ｐｓ１を送信する。冷却ファン５１ｂは正回転指令信号ｐｓ１を受けて、逆回転から正回転に回転方向を変更する。

　次に、正回転指令信号ｐｓ１を送信してから第４所定時間が経過した後、ステップＳ１００において、コントローラ６６は、冷却ファン５１ｃに正回転指令信号ｐｓ２を送信する。冷却ファン５１ｃは正回転指令信号ｐｓ２を受けて、逆回転から正回転に回転方向を変更する。

　次に、正回転指令信号ｐｓ２を送信してから第５所定時間が経過した後、ステップＳ１２０において、コントローラ６６は、冷却ファン５１ｃに正回転指令信号ｐｓ３を送信し、制御が終了する。冷却ファン５１ａは正回転指令信号ｐｓ３を受けて、逆回転から正回転に回転方向を変更する。
　以上のように、冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを正回転から逆回転に変更することによって、熱交換器ユニット３６の清掃を行い、付着した塵や埃を吹き飛ばすことができる。

　（特徴）
　（１）
　本実施形態の油圧ショベル１（作業機械の一例）は、熱交換器ユニット３６（熱交換部の一例）と、複数の冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃと、コントローラ６６と、を備える。熱交換器ユニット３６は、少なくとも１つの熱交換器を有する。複数の冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、熱交換器ユニット３６を冷却する。コントローラ６６は、少なくとも１つの冷却ファンを正回転から逆回転に変更する際の回転が停止するときに、他の少なくとも１つの冷却ファンが正回転または逆回転しているように制御しながら複数の冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを正回転から逆回転に変更する。

　このように、複数の冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃのうち少なくとも１つの冷却ファンを正回転から逆回転に変更する際の回転が停止するときに、他の冷却ファンが正回転または逆回転しているように制御しながら、全ての冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを正回転から逆回転に変更する。

　これにより、全ての冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃが同時に停止することなく、正回転から逆回転に変更できるので、熱交換器ユニット３６の冷却対象流体の温度上昇を抑制することが可能となる。そのため、冷却対象流体の温度上昇を抑制しながら、熱交換器の清掃を行うことができる。また、冷却対象流体の温度上昇を抑制できるため、エンジン３３の稼働中であっても熱交換器の清掃を行うことができる。

　（２）
　本実施の形態の油圧ショベル１では、冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、電動ファンである。

　このように電動ファンを用いることによって正回転から逆回転への回転方向の変更を容易に行うことが可能となる。また、電動ファンは比較的小型であるため、複数個配置することができる。そのため、熱交換器の清掃を行う際に複数の電動ファンを制御することによって、冷却風が停止するタイミングの発生を防ぐことができる。

　（３）
　本実施の形態の油圧ショベル１では、コントローラ６６は、少なくとも１つの冷却ファン５１ａに正回転から逆回転に変更する逆回転指令信号ｒｓ１を送信した後、第１所定時間（所定時間の一例）の経過後に、他の少なくとも１つの冷却ファン５１ｃに正回転から逆回転に変更する逆回転指令信号ｒｓ２を送信する。また、少なくとも１つの冷却ファン５１ｂに正回転から逆回転に変更する逆回転指令信号ｒｓ２を送信した後、第２所定時間（所定時間の一例）の経過後に、他の少なくとも１つの冷却ファン５１ｂに正回転から逆回転に変更する逆回転指令信号ｒｓ３を送信する。

　例えば、第１所定時間を、冷却ファン５１ａが正回転から一定の回転数で安定して逆回転するまでの時間に設定することができる。また、第２所定時間を、冷却ファン５１ｃが正回転から一定の回転数で安定して逆回転するまでの時間に設定することができる。

　これにより、所定の冷却ファンが逆回転し始め、回転数が安定してから、他の冷却ファンの停止タイミングが発生するため、全ての冷却ファンが同時に停止するタイミングが発生することを防止できる。

　（４）
　本実施の形態の油圧ショベル１では、コントローラ６６は、複数の冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを、１つずつ順番に正回転から逆回転に変更する。

　これにより、１つずつ順番に全ての冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを正回転から逆回転に変更することができる。

　（５）
　本実施の形態の油圧ショベル１は、作動油温度センサ６１と、アフタークーラ温度センサ６２と、水温センサ６３と、エンジンオイル温度センサ６４と、を更に備える。作動油温度センサ６１は、オイルクーラ４１において熱交換される冷却対象流体の温度を検出する。アフタークーラ温度センサ６２は、アフタークーラ４２において熱交換される冷却対象流体の温度を検出する。水温センサ６３は、ラジエータ４３において熱交換される冷却対象流体の温度を検出する。コントローラ６６は、作動油温度センサ６１の検出値ｖ１が第１閾値以下、アフタークーラ温度センサ６２の検出値ｖ２が第２閾値以下、水温センサ６３の検出値ｖ３が第３閾値以下、且つエンジンオイル温度センサ６４の検出値ｖ４が第４閾値以下の場合に、複数の冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを正回転から逆回転に変更する。

　全ての冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを逆回転させた状態では、全ての冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを正回転した状態よりも冷却風の風量が少なくなる。そのため、冷却対象流体の温度は上昇する。この温度上昇分を考慮した温度に各々の閾値を設定することによって、熱交換器ユニット３６の冷却対象流体の温度が逆回転させることが可能な状態であるか否か判定した上で正回転から逆回転に変更する制御を行うことができる。

　（６）
　本実施の形態の油圧ショベル１では、熱交換器ユニット３６は、熱交換器としてアフタークーラ４２を有する。

　アフタークーラ４２は、外気を取り込んで圧縮した圧縮空気を冷却しているため、ラジエータ４３やオイルクーラ４１等の閉回路を構成している冷却対象流体と比較して冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃの停止により温度が上昇しやすい。本実施形態の油圧ショベル１では、冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを正回転から逆回転に変更する際に、全て冷却ファンが同時に停止するタイミングが発生しないため、アフタークーラ４２を通る圧縮空気の温度上昇を抑制することができる。これにより、エンジン３３の稼働中であってもアフタークーラ４２の清掃を行うことが可能となる。

　（７）
　本実施の形態の油圧ショベル１では、熱交換器ユニット３６は、複数の熱交換器として、ラジエータ４３と、オイルクーラ４１を更に有する。

　これにより、ラジエータ４３とオイルクーラ４１に対しても、冷却対象流体の温度上昇を抑制して清掃を行うことができる。

　（８）
　本実施形態の油圧ショベル１では、コントローラ６６は、空気の吸引方向に沿って視た場合においてアフタークーラ４２に重畳している面積が最も大きい冷却ファン５１ｂを、複数の冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃのうち最も遅く正回転から逆回転に変更する。

　アフタークーラ４２がラジエータ４３およびオイルクーラ４１よりも冷却対象流体が温度上昇しやすいため、アフタークーラ４２に多く風を送っている冷却ファン５１ｂを最後に逆回転させることによって、アフタークーラ４２の温度上昇を抑えることができる。

　（９）
　本実施形態の油圧ショベル１は、逆回転スイッチ６５を更に備える。逆回転スイッチ６５は、運転者によって操作され、コントローラ６６に操作信号ｏｓを送信する。コントローラ６６は、操作信号ｏｓを受信すると、複数の冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを正回転から逆回転に変更する。

　これにより、運転者が所望するタイミングで熱交換器ユニット３６を清掃することができる。

　（１０）
　本実施形態の油圧ショベルの制御方法は、少なくとも１つの熱交換器を有する熱交換器ユニット３６と、熱交換器ユニット３６を冷却する複数の冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃとを備えた油圧ショベルの制御方法であって、ステップＳ６０～ステップＳ８０において、少なくとも１つの冷却ファンを正回転から逆回転に変更する際の回転が停止するときに、他の少なくとも１つの冷却ファンが正回転または逆回転しているように制御しながら複数の冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを正回転から逆回転に変更する。

　このように、少なくとも１つの冷却ファンを正回転から逆回転に変更する際の回転が停止するときに、他の少なくとも１つの冷却ファンが正回転または逆回転しているように制御しながら、全ての冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを正回転から逆回転に変更する。

　これにより、全ての冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃが同時に停止することなく、正回転から逆回転に変更できるので、熱交換器ユニット３６における冷却対象流体の温度上昇を抑制することが可能となる。そのため、冷却対象流体の温度上昇を抑制しながら、熱交換器の清掃を行うことができる。また、冷却対象流体の温度上昇を抑制できるため、エンジン３３の稼働中であっても熱交換器の清掃を行うことができる。

　（他の実施形態）
　以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

　（Ａ）
　上記実施形態の油圧ショベル１では、冷却ファン５１ａ、冷却ファン５１ｃおよび冷却ファン５１ｂを１つずつ順番に正回転から逆回転に変更しているが、これに限られるものではない。例えば、２つの冷却ファンを同時に正回転から逆回転に変更し、その後に残り１つの冷却ファンを正回転から逆回転に変更してもよい。具体的には、例えば、冷却ファン５１ａと冷却ファン５１ｃに同時に逆回転指令信号を送信することで、冷却ファン５１ａと冷却ファン５１ｃが同時に正回転から逆回転に変更される。そして冷却ファン５１ａ、５１ｃの逆回転が一定の回転数となり安定してから、冷却ファン５１ｂに逆回転指令信号を送信することで、冷却ファン５１ｂが正回転から逆回転に変更される。

　また、１つの冷却ファンを正回転から逆回転に変更し、その後に残り２つの冷却ファンを同時に正回転から逆回転に変更してもよい。具体的には、例えば、冷却ファン５１ａに逆回転指令信号を送信することで、冷却ファン５１ａが正回転から逆回転に変更される。そして冷却ファン５１ａの逆回転が一定の回転数となり安定してから、冷却ファン５１ｂと冷却ファン５１ｃに同時に逆回転指令信号を送信することで、冷却ファン５１ｂと冷却ファン５１ｃが同時に正回転から逆回転に変更される。

　（Ｂ）
　上記実施形態の油圧ショベル１では、３つの冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃが配置されているが、３つに限らなくてもよく、２つ若しくは４つ以上の冷却ファンが設けられていてもよい。

　４つ以上の冷却ファンが設けられている場合、複数の冷却ファンを複数のグループに分けて、グループ単位で順番に正回転から逆回転に変更してもよい。複数のグループの各々に含まれる冷却ファンの数は同じでも異なっていてもよい。また、グループには必ずしも複数の冷却ファンが含まれる必要はなく、１つの冷却ファンだけが含まれていてもよい。

　（Ｃ）
　上記実施形態の油圧ショベル１では、冷却ファン５１ａを冷却ファン５１ｃよりも先に逆回転させているが、冷却ファン５１ａと冷却ファン５１ｃは、アフタークーラ４２を重畳する面積が概ね同じであるため、どちらを先に逆回転させてもよい。また、正回転に戻す際も、冷却ファン５１ａと冷却ファン５１ｃのうちいずれを先に戻してもよい。

　（Ｄ）
　上記実施形態の油圧ショベル１では、作動油温度センサ６１の検出値ｖ１が第１閾値以下、アフタークーラ温度センサ６２の検出値ｖ２が第２閾値以下、水温センサ６３の検出値ｖ３が第３閾値以下、且つエンジンオイル温度センサ６４の検出値ｖ４が第４閾値以下の場合に、複数の冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを正回転から逆回転に変更する逆回転制御を行っているが、これに限られるものではない。例えば、エンジンオイル温度センサ６４の検出値ｖ４が第４閾値以下であるかの判定が行われなくてもよい。また、上述した温度の検出値が閾値以下であるか否かの判定が全て行われなくてもよいが、少なくともアフタークーラ温度センサ６２の検出値ｖ２が第２閾値以下であるか否かの判定は行う方が好ましい。アフタークーラ４２は外部の空気を取り込んで圧縮した圧縮空気を冷却しているため、冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃの停止による温度上昇が顕著となる。このため、アフタークーラ４２の冷却対象流体である圧縮空気の温度を検出し、閾値以上であるか否かの判定を行う方が好ましい。

　（Ｅ）
　上記実施形態の油圧ショベル１では、冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを逆回転させている間は、作動油温度センサ６１の検出値、アフタークーラ温度センサ６２の検出値、水温センサ６３、およびエンジンオイル温度センサ６４の検出値を用いた温度上昇の監視が行われていないが、温度上昇の監視が行われていてもよい。

　例えば、作動油温度センサ６１の検出値ｖ１に対して第５閾値が設定され、アフタークーラ温度センサ６２の検出値ｖ２に対して第６閾値が設定され、水温センサ６３の検出値ｖ３に対して第７閾値が設定され、エンジンオイル温度センサ６４の検出値ｖ４に対して第８閾値が設定される。

　そして、ステップＳ６０～ステップＳ８０の途中であっても、作動油温度センサ６１の検出値が第５閾値以上になった場合、アフタークーラ温度センサ６２の検出値が第６閾値以上になった場合、水温センサ６３の検出値が第７閾値以上になった場合、またはエンジンオイル温度センサ６４の検出値が第４閾値以上になった場合に、コントローラ６６は、冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃの逆回転を正回転に戻してもよい。

　（Ｆ）
　上記実施形態では、運転者が逆回転スイッチ６５を操作することによって送信される操作信号を受信すると、コントローラ６６は温度の判定を行った後に、冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを逆回転させる制御を行っているため、逆回転スイッチ６５の操作がトリガーとなっているが、これに限られるものではない。例えば、コントローラ６６内または別にタイマーが設けられており、所定時間ごとに、コントローラ６６は、検出値ｖ１～ｖ４が各々の閾値以下であるか否かを判定し、閾値以下である場合、逆回転制御を実行してもよい。

　（Ｇ）
　上記実施形態の油圧ショベル１では、冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを正回転から逆回転に変更させた後に正回転に戻しているが、これに限らない。例えば、冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを逆回転させた後に、エンジン３３を停止する場合には、冷却ファン５１ａ、５１ｂ、５１ｃを逆回転させずに停止させてもよい。

　（Ｈ）
　上記実施の形態では、作業機械の一例として油圧ショベルを用いて説明したが、これに限らなくてもよく、ブルドーザ、ホイールローダ、ダンプ、フォークリフト等であってもよい。

　本開示によれば、冷却対象流体の温度上昇を抑制しながら、熱交換器の清掃を行うことが可能な効果を有し、作業機械等に有用である。

１　　　　：油圧ショベル
３６　　　：熱交換器ユニット
５１ａ　　：冷却ファン
５１ｂ　　：冷却ファン
５１ｃ　　：冷却ファン
６６　　　：コントローラ

Claims

　少なくとも１つの熱交換器を有する熱交換部と、
　前記熱交換部を冷却する複数の冷却ファンと、
　少なくとも１つの前記冷却ファンを正回転から逆回転に変更する際の回転が停止するときに、他の少なくとも１つの前記冷却ファンが正回転または逆回転しているように制御しながら前記複数の冷却ファンを正回転から逆回転に変更するコントローラと、を備えた、
作業機械。
　前記冷却ファンは、電動ファンである、
請求項１に記載の作業機械。
　前記コントローラは、少なくとも１つの前記冷却ファンに正回転から逆回転に変更する制御信号を送信した後、所定時間の経過後に、他の少なくとも１つの前記冷却ファンに正回転から逆回転に変更する制御信号を送信する、
請求項１に記載の作業機械。
　前記コントローラは、前記複数の冷却ファンを、１つずつ順番に正回転から逆回転に変更する、
請求項３に記載の作業機械。
　前記熱交換器において熱交換される冷却対象流体の温度を検出する温度センサを更に備え、
　前記コントローラは、前記温度センサの値が所定値以下の場合に、前記複数の冷却ファンを正回転から逆回転に変更する、
請求項１に記載の作業機械。
　前記熱交換部は、前記熱交換器としてアフタークーラを有する、
請求項１に記載の作業機械。
　前記熱交換部は、複数の前記熱交換器として、ラジエータと、オイルクーラを更に有する、
請求項６に記載の作業機械。
　前記コントローラは、空気の吸引方向に沿って視た場合において前記アフタークーラに重畳している面積が最も大きい前記冷却ファンを、前記複数の冷却ファンのうち最も遅く前記正回転から前記逆回転に変更する、
請求項６に記載の作業機械。
　運転者によって操作され、前記コントローラに操作信号を送信する逆回転スイッチを更に備え、
　前記コントローラは、前記操作信号を受信すると、前記複数の冷却ファンを正回転から逆回転に変更する、
請求項１に記載の作業機械。
　少なくとも１つの熱交換器を有する熱交換部と、前記熱交換部を冷却する複数の冷却ファンとを備えた作業機械の制御方法であって、
　少なくとも１つの前記冷却ファンを正回転から逆回転に変更する際の回転が停止するときに、他の少なくとも１つの前記冷却ファンが正回転または逆回転しているように制御しながら前記複数の冷却ファンを正回転から逆回転に変更する、
作業機械の制御方法。