JP2002357126A - 冷却ファンの制御方法および装置 - Google Patents
冷却ファンの制御方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷却ファンの制御方法および装置を提供す
る。 【解決手段】 本発明の実施形態において、作業機械の
ファンを制御する方法および装置が提供される。この方
法は、吸気マニホールドにおける空気の温度を検出する
ステップと、エンジン冷却液の温度を検出するステップ
と、作動油の温度を検出するステップと、変速機流体の
温度を検出するステップとを含む。この方法はまた、検
出された温度のうちの少なくとも一つの温度に対応して
ファンを制御するステップを含む。
る。 【解決手段】 本発明の実施形態において、作業機械の
ファンを制御する方法および装置が提供される。この方
法は、吸気マニホールドにおける空気の温度を検出する
ステップと、エンジン冷却液の温度を検出するステップ
と、作動油の温度を検出するステップと、変速機流体の
温度を検出するステップとを含む。この方法はまた、検
出された温度のうちの少なくとも一つの温度に対応して
ファンを制御するステップを含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、作業機械の冷却フ
ァンの制御に関し、より詳しくは、ファンに提供される
パワーの量を制御することによって随時冷却ファンの速
度を制御する制御アルゴリズムに関する。
ァンの制御に関し、より詳しくは、ファンに提供される
パワーの量を制御することによって随時冷却ファンの速
度を制御する制御アルゴリズムに関する。
【０００２】
【従来の技術】ホイールローダ、油圧式ショベル、フォ
ワーダー、または履帯式トラクタのような作業機械は、
一般に、運転中に大量の機関熱を発生する。この機関熱
は、しばしば、作業現場における高い大気温度によって
増大する。さらに、機械の運転をより静粛にさせようと
して、機械のエンジン室はしばしば重厚に包囲され、絶
縁され、これがまたエンジン室の温度を上昇させる。し
たがって、エンジン室から熱を引き出し、押し出し、ま
たは放散させるために冷却ファンまたは他の気流供給装
置を作動させることが望ましい。
ワーダー、または履帯式トラクタのような作業機械は、
一般に、運転中に大量の機関熱を発生する。この機関熱
は、しばしば、作業現場における高い大気温度によって
増大する。さらに、機械の運転をより静粛にさせようと
して、機械のエンジン室はしばしば重厚に包囲され、絶
縁され、これがまたエンジン室の温度を上昇させる。し
たがって、エンジン室から熱を引き出し、押し出し、ま
たは放散させるために冷却ファンまたは他の気流供給装
置を作動させることが望ましい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】逆に、大抵の場合、規
則により、作業機械によって生じるノイズは所定レベル
または比率未満でなければならないことが要求される。
機械によって生じるノイズの大部分は機械の冷却ファン
によって起こるので、冷却ファンの運転を調整してノイ
ズ量を最小限に抑えつつ、所望の冷却特性をも維持する
ことができれば好都合となる。これはたいてい、低減し
た速度で冷却ファンを運転することで、またはファンを
選択的にオフにすることで行われる。
則により、作業機械によって生じるノイズは所定レベル
または比率未満でなければならないことが要求される。
機械によって生じるノイズの大部分は機械の冷却ファン
によって起こるので、冷却ファンの運転を調整してノイ
ズ量を最小限に抑えつつ、所望の冷却特性をも維持する
ことができれば好都合となる。これはたいてい、低減し
た速度で冷却ファンを運転することで、またはファンを
選択的にオフにすることで行われる。
【０００４】冷却ファン制御アルゴリズムの例は、Ｄｉ
ｐｃｈａｎｄ Ｖ．Ｎｉｓｈａｒその外の２０００年４
月４日に発行された米国特許第６，０４５，４８２号
（以後’４８２として引用）で開示されている。’４８
２は、多数のエンジンおよび／またはエンジン付属装置
動作条件、およびエンジン冷却装置の動作を制御する様
々なエンジン動作状態に対応する制御コンピュータを含
むエンジン冷却システムへの気流を制御するシステムを
開示する。エンジンおよび／またはエンジン付属装置動
作条件の例は、エンジン冷却液温度、エンジン冷却液温
度の変化率、吸気マニホールド空気温度、空調冷媒圧
力、およびファン速度係数を含む。
ｐｃｈａｎｄ Ｖ．Ｎｉｓｈａｒその外の２０００年４
月４日に発行された米国特許第６，０４５，４８２号
（以後’４８２として引用）で開示されている。’４８
２は、多数のエンジンおよび／またはエンジン付属装置
動作条件、およびエンジン冷却装置の動作を制御する様
々なエンジン動作状態に対応する制御コンピュータを含
むエンジン冷却システムへの気流を制御するシステムを
開示する。エンジンおよび／またはエンジン付属装置動
作条件の例は、エンジン冷却液温度、エンジン冷却液温
度の変化率、吸気マニホールド空気温度、空調冷媒圧
力、およびファン速度係数を含む。
【０００５】したがって、この技術は、作業機械からの
一つ以上の温度入力を測定し、冷却ファンを監視する必
要もなしに冷却ファンを制御し、作業機械によって生じ
るノイズを減少させるように冷却ファンを制御し、モー
タを直に駆動するポンプを比例的に調整し、ドライバ診
断および液圧系統の不安定を防止するために比例調節の
変化率を制限し、低燃料消費を提供し、低温周囲条件に
おけるエンジン吸気および作動油の過冷却を低減し、よ
り快適なオペレータ操作性を提供し、適時且つ効率的に
使用され、製造および使用がより経済的となる作業機械
用の冷却ファン制御システムの装置および方法を模索し
てきた。
一つ以上の温度入力を測定し、冷却ファンを監視する必
要もなしに冷却ファンを制御し、作業機械によって生じ
るノイズを減少させるように冷却ファンを制御し、モー
タを直に駆動するポンプを比例的に調整し、ドライバ診
断および液圧系統の不安定を防止するために比例調節の
変化率を制限し、低燃料消費を提供し、低温周囲条件に
おけるエンジン吸気および作動油の過冷却を低減し、よ
り快適なオペレータ操作性を提供し、適時且つ効率的に
使用され、製造および使用がより経済的となる作業機械
用の冷却ファン制御システムの装置および方法を模索し
てきた。
【０００６】本発明は、上述の１つまたはそれ以上の課
題を克服することに向けられている。
題を克服することに向けられている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の実施形態におい
て、作業機械のファンを制御する方法が提供される。こ
の方法は、吸気マニホールドにおける空気の検出された
温度に対応する吸気マニホールド空気温度信号を生成す
るステップと、エンジン冷却液の検出された温度に対応
するエンジン冷却液温度信号を生成するステップと、作
動油の検出された温度に対応する作動油だめ温度信号を
生成するステップと、変速機流体の検出された温度に対
応する変速機潤滑油温度信号を生成するステップとを含
む。この方法はまた、吸気マニホールド空気温度信号、
エンジン冷却液温度信号、作動油だめ温度信号、変速機
潤滑油温度信号を読み取り、応答的にファン電流値を計
算するステップと、ファン電流値を読み取り、応答的に
ファンを制御するステップとを含む。
て、作業機械のファンを制御する方法が提供される。こ
の方法は、吸気マニホールドにおける空気の検出された
温度に対応する吸気マニホールド空気温度信号を生成す
るステップと、エンジン冷却液の検出された温度に対応
するエンジン冷却液温度信号を生成するステップと、作
動油の検出された温度に対応する作動油だめ温度信号を
生成するステップと、変速機流体の検出された温度に対
応する変速機潤滑油温度信号を生成するステップとを含
む。この方法はまた、吸気マニホールド空気温度信号、
エンジン冷却液温度信号、作動油だめ温度信号、変速機
潤滑油温度信号を読み取り、応答的にファン電流値を計
算するステップと、ファン電流値を読み取り、応答的に
ファンを制御するステップとを含む。
【０００８】本発明の実施形態において、エンジン冷却
ファンを制御する装置が提供される。この装置は、１個
またはそれ以上の温度センサ、電子制御モジュール、お
よびファン制御装置を含む。これらの温度センサは、一
つ以上の温度を測定し、応答的に一つ以上の温度信号を
生成するようになっている。電子制御モジュールは、温
度信号を受け、応答的にファン電流信号を生成するよう
になっている。ファン制御装置は、ファン電流信号を受
け、応答的にエンジン冷却ファンへ提供される駆動力を
制御するようになっている。
ファンを制御する装置が提供される。この装置は、１個
またはそれ以上の温度センサ、電子制御モジュール、お
よびファン制御装置を含む。これらの温度センサは、一
つ以上の温度を測定し、応答的に一つ以上の温度信号を
生成するようになっている。電子制御モジュールは、温
度信号を受け、応答的にファン電流信号を生成するよう
になっている。ファン制御装置は、ファン電流信号を受
け、応答的にエンジン冷却ファンへ提供される駆動力を
制御するようになっている。
【０００９】本発明の実施形態において、作業機械用の
エンジン冷却システムにおける使用法が提供される。こ
の方法は、少なくとも一つの温度入力に基づいて電流信
号を発生するステップと、電流信号を読み取り、応答的
に冷却部材へ電力を提供するステップとを含む。
エンジン冷却システムにおける使用法が提供される。こ
の方法は、少なくとも一つの温度入力に基づいて電流信
号を発生するステップと、電流信号を読み取り、応答的
に冷却部材へ電力を提供するステップとを含む。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施形態は、作
業機械のファンを制御する方法および装置を提供する。
以下の説明では、単なる例としてホイールローダを使用
する。本発明は、例えば、油圧式ショベル、または履帯
式トラクタのような他の種類の作業機械に適用されても
良い。
業機械のファンを制御する方法および装置を提供する。
以下の説明では、単なる例としてホイールローダを使用
する。本発明は、例えば、油圧式ショベル、または履帯
式トラクタのような他の種類の作業機械に適用されても
良い。
【００１１】図１で示されるように、作業機械の冷却フ
ァン制御システム１００は、吸気マニホールド空気温度
センサ１０２、エンジン冷却液温度センサ１０４、作動
油だめ温度センサ１０６、および変速機潤滑油温度セン
サ１０８を含む。作業機械の任意の他の温度特性が、本
発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、これらの
４種類のものに追加して、またはそれらの代わりに、検
出され、監視されても良い。吸気マニホールド空気温度
センサ１０２は、作業機械の吸気マニホールドにおける
空気の検出温度に対応する吸気マニホールド空気温度信
号（ｔｉ）を生成する。エンジン冷却液温度センサ１０
４は、作業機械のエンジン冷却液の検出温度に対応する
エンジン冷却液温度信号（ｔｅ）を生成する。作動油だ
め温度センサ１０６は、作業機械の作動油だめ内の作動
油の検出温度に対応する作動油だめ空気温度信号
（ｔｈ）を生成する。変速機潤滑油温度センサ１０８
は、作業機械の変速機流体の検出温度に対応する変速機
潤滑油温度信号（ｔｔ）を生成する。
ァン制御システム１００は、吸気マニホールド空気温度
センサ１０２、エンジン冷却液温度センサ１０４、作動
油だめ温度センサ１０６、および変速機潤滑油温度セン
サ１０８を含む。作業機械の任意の他の温度特性が、本
発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、これらの
４種類のものに追加して、またはそれらの代わりに、検
出され、監視されても良い。吸気マニホールド空気温度
センサ１０２は、作業機械の吸気マニホールドにおける
空気の検出温度に対応する吸気マニホールド空気温度信
号（ｔｉ）を生成する。エンジン冷却液温度センサ１０
４は、作業機械のエンジン冷却液の検出温度に対応する
エンジン冷却液温度信号（ｔｅ）を生成する。作動油だ
め温度センサ１０６は、作業機械の作動油だめ内の作動
油の検出温度に対応する作動油だめ空気温度信号
（ｔｈ）を生成する。変速機潤滑油温度センサ１０８
は、作業機械の変速機流体の検出温度に対応する変速機
潤滑油温度信号（ｔｔ）を生成する。
【００１２】電子制御モジュール（以後ＥＣＭとして引
用）１１０は、ｔｉ、ｔｅ、ｔｈ、ｔｔ信号を読み取
り、冷却ファン１１４を駆動させて作業機械のエンジン
室へ気流を与えるファン電気液圧（Ｅ／Ｈ）弁１１２を
通過する作動油流量を応答的に制御するファン電流値
（Ｉ）を生成する。
用）１１０は、ｔｉ、ｔｅ、ｔｈ、ｔｔ信号を読み取
り、冷却ファン１１４を駆動させて作業機械のエンジン
室へ気流を与えるファン電気液圧（Ｅ／Ｈ）弁１１２を
通過する作動油流量を応答的に制御するファン電流値
（Ｉ）を生成する。
【００１３】冷却ファン１１４としてここで引用された
要素は、エンジン室へ冷却気流を与えるように動作する
一つ以上のシングル、デュアル、または可変速度ファ
ン、または任意の他の電気式、電子式、または電気液圧
駆動可能な装置を含むことは理解されよう。
要素は、エンジン室へ冷却気流を与えるように動作する
一つ以上のシングル、デュアル、または可変速度ファ
ン、または任意の他の電気式、電子式、または電気液圧
駆動可能な装置を含むことは理解されよう。
【００１４】好ましい実施形態において、ＥＣＭ１１０
は、イリノイ州、ショームバーグにあるＭｏｔｏｒｏｌ
ａ Ｉｎｃ．社製のマイクロプロセッサチップを含むコ
ンピュータである。但し、他の適当なＥＣＭも技術上既
知であり、それらの任意のものを本発明の実施形態と関
連して難なく容易に使用することもできる。特定のプロ
グラムコードを、選択されたマイクロプロセッサチップ
用の特定のアセンブリ言語またはマイクロコードで、図
２で示されたフロー図から難なく容易に書き込むことも
できる。
は、イリノイ州、ショームバーグにあるＭｏｔｏｒｏｌ
ａ Ｉｎｃ．社製のマイクロプロセッサチップを含むコ
ンピュータである。但し、他の適当なＥＣＭも技術上既
知であり、それらの任意のものを本発明の実施形態と関
連して難なく容易に使用することもできる。特定のプロ
グラムコードを、選択されたマイクロプロセッサチップ
用の特定のアセンブリ言語またはマイクロコードで、図
２で示されたフロー図から難なく容易に書き込むことも
できる。
【００１５】コンピュータは、ｔｉ、ｔｅ、ｔｈ、ｔｔ
信号を受け、それらのｔｉ、ｔｅ、ｔｈ、ｔｔ信号に対
応してファン電流値（Ｉ）を提供するようになってい
る。好ましくは、コンピュータは、多数の命令を処理す
ることができる多くの難なく入手可能なコンピュータの
うちの一つである。コンピュータは、分散構造環境で構
成され、システムを形成する複数の処理装置を含めても
良いことは理解されよう。
信号を受け、それらのｔｉ、ｔｅ、ｔｈ、ｔｔ信号に対
応してファン電流値（Ｉ）を提供するようになってい
る。好ましくは、コンピュータは、多数の命令を処理す
ることができる多くの難なく入手可能なコンピュータの
うちの一つである。コンピュータは、分散構造環境で構
成され、システムを形成する複数の処理装置を含めても
良いことは理解されよう。
【００１６】図２は、本発明の好ましい実施形態に基づ
くアルゴリズムを詳説するフロー図である。プログラム
の実行は、第１の制御ブロック２００で開始する。
ｔｉ、ｔ ｅ、ｔｈ、ｔｔ信号は、第２の制御ブロック２
０２においてＥＣＭ１１０によって読み取られる。
ｔｉ、ｔｅ、ｔｈ、ｔｔ信号のうちのいずれか一つの信
号の読みに関わるエラーがある場合（つまり、これらの
信号のいずれかが使用不能か、または不適当である場
合）、第３の制御ブロック２０４において誤った信号に
対してデフォルト値が選ばれる。読み取りエラーの有無
に関わらず、ＥＣＭ１１０は、第４の制御ブロック２０
６において、ｔｉ、ｔｅ、ｔｈ、ｔｔ信号のそれぞれに
対する対応エラー信号ｔｉ’、ｔｅ’、ｔｈ’、ｔｔ’
を計算する。これらのエラー信号ｔｉ’、ｔｅ’、
ｔｈ’、ｔｔ’は、元のｔｉ、ｔｅ、ｔｈ、ｔｔ信号と
元のｔｉ、ｔｅ、ｔｈ、ｔｔ信号のそれぞれに対する所
定乗数値および目標値とに対応して計算される。
くアルゴリズムを詳説するフロー図である。プログラム
の実行は、第１の制御ブロック２００で開始する。
ｔｉ、ｔ ｅ、ｔｈ、ｔｔ信号は、第２の制御ブロック２
０２においてＥＣＭ１１０によって読み取られる。
ｔｉ、ｔｅ、ｔｈ、ｔｔ信号のうちのいずれか一つの信
号の読みに関わるエラーがある場合（つまり、これらの
信号のいずれかが使用不能か、または不適当である場
合）、第３の制御ブロック２０４において誤った信号に
対してデフォルト値が選ばれる。読み取りエラーの有無
に関わらず、ＥＣＭ１１０は、第４の制御ブロック２０
６において、ｔｉ、ｔｅ、ｔｈ、ｔｔ信号のそれぞれに
対する対応エラー信号ｔｉ’、ｔｅ’、ｔｈ’、ｔｔ’
を計算する。これらのエラー信号ｔｉ’、ｔｅ’、
ｔｈ’、ｔｔ’は、元のｔｉ、ｔｅ、ｔｈ、ｔｔ信号と
元のｔｉ、ｔｅ、ｔｈ、ｔｔ信号のそれぞれに対する所
定乗数値および目標値とに対応して計算される。
【００１７】第５の制御ブロック２０８において、制御
温度信号（Ｔ）は、エラー信号ｔｉ’、ｔｅ’、
ｔｈ’、ｔｔ’から選ばれる。Ｔの選択は、所定の方法
で行われ、選ばれた所定の乗数値および目標値の調整を
経て調整される。どのエラー信号ｔ ｉ’、ｔｅ’、
ｔｈ’、ｔｔ’をＴとして使用するかを選ぶ１つの選択
肢は、エラー信号ｔｉ’、ｔｅ’、ｔｈ’、ｔｔ’の中
から最高位のものを選ぶことである。
温度信号（Ｔ）は、エラー信号ｔｉ’、ｔｅ’、
ｔｈ’、ｔｔ’から選ばれる。Ｔの選択は、所定の方法
で行われ、選ばれた所定の乗数値および目標値の調整を
経て調整される。どのエラー信号ｔ ｉ’、ｔｅ’、
ｔｈ’、ｔｔ’をＴとして使用するかを選ぶ１つの選択
肢は、エラー信号ｔｉ’、ｔｅ’、ｔｈ’、ｔｔ’の中
から最高位のものを選ぶことである。
【００１８】選ばれたエラー信号ｔｉ’、ｔｅ’、
ｔｈ’、ｔｔ’に関係なく、第６の制御ブロック２１０
においてＰＩコントローラまたは他のハードウェアまた
はソフトウェア装置は、Ｔに対応するファン電流値
（Ｉ）を生成する。入力としてＴを用いて、Ｉが、アル
ゴリズム、ルックアップテーブル、チャート、それらの
任意の組合せ、または入力から出力を予測できる任意の
他の方法を使用して生成されても良い。Ｉの生成におい
てエラーがある場合、Ｉは、第７の制御ブロック２１２
において所定最小ファン電流値（Ｉｍｉｎ）に設定され
る。
ｔｈ’、ｔｔ’に関係なく、第６の制御ブロック２１０
においてＰＩコントローラまたは他のハードウェアまた
はソフトウェア装置は、Ｔに対応するファン電流値
（Ｉ）を生成する。入力としてＴを用いて、Ｉが、アル
ゴリズム、ルックアップテーブル、チャート、それらの
任意の組合せ、または入力から出力を予測できる任意の
他の方法を使用して生成されても良い。Ｉの生成におい
てエラーがある場合、Ｉは、第７の制御ブロック２１２
において所定最小ファン電流値（Ｉｍｉｎ）に設定され
る。
【００１９】Ｉに関連したエラーの有無に関係なく、Ｉ
は、第１の判定ブロック２１４においてＩｍｉｎと比較
される。ＩがＩｍｉｎ未満である場合、Ｉは、第７の制
御ブロック２１２においてＩｍｉｎに設定される。Ｉが
Ｉｍｉｎよりも大きい場合、何の変更も行われない。制
御は第２の判定ブロック２１６へ至る。
は、第１の判定ブロック２１４においてＩｍｉｎと比較
される。ＩがＩｍｉｎ未満である場合、Ｉは、第７の制
御ブロック２１２においてＩｍｉｎに設定される。Ｉが
Ｉｍｉｎよりも大きい場合、何の変更も行われない。制
御は第２の判定ブロック２１６へ至る。
【００２０】第２の判定ブロック２１６において、Ｉは
Ｉｍａｘと比較される。ＩがＩｍａ ｘよりも大きい場
合、Ｉは、第８の制御ブロック２１８においてＩｍａｘ
に設定される。ＩがＩｍａｘ未満である場合、何の変更
も行われない。制御は、第３の判定ブロック２１６へ至
る。
Ｉｍａｘと比較される。ＩがＩｍａ ｘよりも大きい場
合、Ｉは、第８の制御ブロック２１８においてＩｍａｘ
に設定される。ＩがＩｍａｘ未満である場合、何の変更
も行われない。制御は、第３の判定ブロック２１６へ至
る。
【００２１】第３の判定ブロック２２０において、Ｉ
（ｄＩ／ｄｔ）の変化率は、最大変化率値（ｄＩ／ｄ
ｔ）ｍａｘと比較される。ｄＩ／ｄｔが（ｄＩ／ｄｔ）
ｍａｘよりも大きい場合、ｄＩ／ｄｔは、第９の制御ブ
ロック２２２において（ｄＩ／ｄｔ）ｍａｘに設定され
る。ｄＩ／ｄｔが（ｄＩ／ｄｔ）ｍａｘ未満である場
合、何の変更も行われない。制御は第１０の制御ブロッ
ク２２４に至る。
（ｄＩ／ｄｔ）の変化率は、最大変化率値（ｄＩ／ｄ
ｔ）ｍａｘと比較される。ｄＩ／ｄｔが（ｄＩ／ｄｔ）
ｍａｘよりも大きい場合、ｄＩ／ｄｔは、第９の制御ブ
ロック２２２において（ｄＩ／ｄｔ）ｍａｘに設定され
る。ｄＩ／ｄｔが（ｄＩ／ｄｔ）ｍａｘ未満である場
合、何の変更も行われない。制御は第１０の制御ブロッ
ク２２４に至る。
【００２２】第１０の制御ブロック２２４において、Ｉ
に対応する信号がファン電気液圧（Ｅ／Ｈ）弁１１２へ
提供される。第１１の制御ブロック２２６において、フ
ァンＥ／Ｈ弁は、Ｉの値に対応して冷却ファン１１４へ
供給される作動油を制御する。第１２の制御ブロック２
２８において、作動油は冷却ファン１１４の速度（Ｆ）
を制御する。都合良く、Ｉに対応する信号をファン電気
液圧（Ｅ／Ｈ）弁１１２へ提供するエラーがある場合、
Ｉは、第１３の制御ブロック２３０においてＩ ｍｉｎで
あると仮定され、制御が第１１の制御ブロック２２６に
戻る。エラーの存在に関係なく、プログラム論理は、第
１２の制御ブロック２２８から第１の制御ブロック２０
０へ戻る。
に対応する信号がファン電気液圧（Ｅ／Ｈ）弁１１２へ
提供される。第１１の制御ブロック２２６において、フ
ァンＥ／Ｈ弁は、Ｉの値に対応して冷却ファン１１４へ
供給される作動油を制御する。第１２の制御ブロック２
２８において、作動油は冷却ファン１１４の速度（Ｆ）
を制御する。都合良く、Ｉに対応する信号をファン電気
液圧（Ｅ／Ｈ）弁１１２へ提供するエラーがある場合、
Ｉは、第１３の制御ブロック２３０においてＩ ｍｉｎで
あると仮定され、制御が第１１の制御ブロック２２６に
戻る。エラーの存在に関係なく、プログラム論理は、第
１２の制御ブロック２２８から第１の制御ブロック２０
０へ戻る。
【００２３】図２の論理は、制御ループ毎に実行されて
作業機械へ所望気流を与えるのに必要な最小速度となる
ようにＦを調節する助けとなる。但し、当業者には、Ｆ
の制御についての形態が、請求の範囲で定義されたよう
に本発明の範囲を逸脱することなく温度センサの読み取
り頻度のような要因に依存する他の頻度で決定され得る
ことは知られている。
作業機械へ所望気流を与えるのに必要な最小速度となる
ようにＦを調節する助けとなる。但し、当業者には、Ｆ
の制御についての形態が、請求の範囲で定義されたよう
に本発明の範囲を逸脱することなく温度センサの読み取
り頻度のような要因に依存する他の頻度で決定され得る
ことは知られている。
【００２４】本発明の形態を特定的に示し、上記の好ま
しい実施形態を参照して説明してきたが、様々な追加的
実施形態が本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく
考慮されても良いことは当業者には理解されよう。例え
ば、温度センサは、上記例とは異なる温度を読み取り、
冷却ファンは、従来型のファン以外の空気供給装置であ
っても良く、冷却ファンは、電気液圧的ではなく電気ま
たは電子的に作動されても良い、またはオペレータは、
信号エラーが起こった場合に入力が促されても良い。但
し、このような実施形態を組み入れる装置または方法
が、請求の範囲や、それらと同等のものに基づいて決定
される場合、本発明の範囲内に含まれることは理解され
よう。
しい実施形態を参照して説明してきたが、様々な追加的
実施形態が本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく
考慮されても良いことは当業者には理解されよう。例え
ば、温度センサは、上記例とは異なる温度を読み取り、
冷却ファンは、従来型のファン以外の空気供給装置であ
っても良く、冷却ファンは、電気液圧的ではなく電気ま
たは電子的に作動されても良い、またはオペレータは、
信号エラーが起こった場合に入力が促されても良い。但
し、このような実施形態を組み入れる装置または方法
が、請求の範囲や、それらと同等のものに基づいて決定
される場合、本発明の範囲内に含まれることは理解され
よう。
【００２５】（産業上の利用可能性）明細書中で論じら
れ、添付した図面に示されるように、本発明は、冷却フ
ァン制御システム１００の方法および装置を提供する。
動作時、冷却ファン１１４が最小限で動作し、しかも作
業機械（図示せず）のエンジン室（図示せず）への正規
の気流を維持することができるように作業機械の冷却フ
ァン１１４を制御することが望ましい。
れ、添付した図面に示されるように、本発明は、冷却フ
ァン制御システム１００の方法および装置を提供する。
動作時、冷却ファン１１４が最小限で動作し、しかも作
業機械（図示せず）のエンジン室（図示せず）への正規
の気流を維持することができるように作業機械の冷却フ
ァン１１４を制御することが望ましい。
【００２６】動作時、ＥＣＭ１１０は、少なくとも一個
の温度センサから少なくとも一つの温度信号を受ける。
これらの信号の例は、吸気マニホールド空気温度信号
（ｔｉ）、エンジン冷却液温度信号（ｔｅ）、作動油だ
め空気温度信号（ｔｈ）、および変速機潤滑油温度信号
（ｔｔ）である。これらの温度は、エラー信号ｔｉ’、
ｔｅ’、ｔｈ’、ｔｔ’を提供するために修正され、こ
れらの信号は、元のｔｉ、ｔｅ、ｔｈ、ｔｔ信号と、元
のｔｉ、ｔｅ、ｔｈ、ｔｔ信号のそれぞれの所定乗数値
および目標値とに対応して計算される。エラー信号
ｔｉ’、ｔｅ’、ｔｈ’、ｔｔ’のうち一つの信号が、
制御温度信号（Ｔ）となるべく、所定基準に従って、選
ばれる。
の温度センサから少なくとも一つの温度信号を受ける。
これらの信号の例は、吸気マニホールド空気温度信号
（ｔｉ）、エンジン冷却液温度信号（ｔｅ）、作動油だ
め空気温度信号（ｔｈ）、および変速機潤滑油温度信号
（ｔｔ）である。これらの温度は、エラー信号ｔｉ’、
ｔｅ’、ｔｈ’、ｔｔ’を提供するために修正され、こ
れらの信号は、元のｔｉ、ｔｅ、ｔｈ、ｔｔ信号と、元
のｔｉ、ｔｅ、ｔｈ、ｔｔ信号のそれぞれの所定乗数値
および目標値とに対応して計算される。エラー信号
ｔｉ’、ｔｅ’、ｔｈ’、ｔｔ’のうち一つの信号が、
制御温度信号（Ｔ）となるべく、所定基準に従って、選
ばれる。
【００２７】一旦、Ｔが選ばれると、比例コントローラ
または他の周知のハードウェアまたはソフトウェア装置
が、Ｔに対応するファン電流値（Ｉ）を生成する。Ｉ
は、それで所定最大および最小値の間で制限される。最
大および最小値は、都合良く、可変液圧ポンプの流量補
正器から、および可変変位ピストンポンプの圧力補正器
からそれぞれ生じる。Ｉが最大および最小値の間で制限
された後、時間に関するＩの変化率が所定最大変化率の
値に制限される。好ましくは、この最大変化率の値は、
ドライバ診断および液圧系統の不安定を防止する。
または他の周知のハードウェアまたはソフトウェア装置
が、Ｔに対応するファン電流値（Ｉ）を生成する。Ｉ
は、それで所定最大および最小値の間で制限される。最
大および最小値は、都合良く、可変液圧ポンプの流量補
正器から、および可変変位ピストンポンプの圧力補正器
からそれぞれ生じる。Ｉが最大および最小値の間で制限
された後、時間に関するＩの変化率が所定最大変化率の
値に制限される。好ましくは、この最大変化率の値は、
ドライバ診断および液圧系統の不安定を防止する。
【００２８】図３は、本発明の好ましい実施形態におけ
るファン電流値（Ｉ）と冷却ファン１１４の速度（Ｆ）
との間の反比例関係を例示する。図３は、例示を目的と
したものであり、この反比例関係の実際の値を必ずしも
表すものではない。容易に分かるように、この関係は、
Ｉの入力がないと、最大ファン速度となるように構成さ
れている。この機能は、失われた信号により作業機械が
オーバーヒートするのを防ぐ。
るファン電流値（Ｉ）と冷却ファン１１４の速度（Ｆ）
との間の反比例関係を例示する。図３は、例示を目的と
したものであり、この反比例関係の実際の値を必ずしも
表すものではない。容易に分かるように、この関係は、
Ｉの入力がないと、最大ファン速度となるように構成さ
れている。この機能は、失われた信号により作業機械が
オーバーヒートするのを防ぐ。
【００２９】Ｉを制御すると、応答的に冷却ファン１１
４にパワーを供給する作動油を管理する比例Ｅ／Ｈ弁へ
の電流を制御する。任意に、Ｉは、任意の冷却装置へパ
ワーを供給する任意の調節器を制御するために使用され
ても良い。
４にパワーを供給する作動油を管理する比例Ｅ／Ｈ弁へ
の電流を制御する。任意に、Ｉは、任意の冷却装置へパ
ワーを供給する任意の調節器を制御するために使用され
ても良い。
【００３０】他の装置および方法と比べると、本発明の
一定の実施形態の方法および装置は、作業機械から一つ
以上の温度入力を測定し、冷却ファンを監視する必要も
なく冷却ファンを制御し、作業機械によって生成される
ノイズを低減するように冷却ファンを制御し、モータを
直接駆動するポンプを比例調整し、ドライバ診断および
液圧系統の不安定を防止するために比例調整の変化率を
制限し、低燃料消費量を提供し、低温周囲条件における
エンジン吸気および作動油の過冷却を低減し、オペレー
タ操作性を提供し、適時且つ効率的な使用、および製造
および使用がより経済的となる利点を有する。このよう
な利点は、特に、ホイールローダや他の作業機械の設
計、製造、および運転に組み入れるだけの価値がある。
さらに、本発明は、未だ発見されていない他の利点を提
供しても良い。
一定の実施形態の方法および装置は、作業機械から一つ
以上の温度入力を測定し、冷却ファンを監視する必要も
なく冷却ファンを制御し、作業機械によって生成される
ノイズを低減するように冷却ファンを制御し、モータを
直接駆動するポンプを比例調整し、ドライバ診断および
液圧系統の不安定を防止するために比例調整の変化率を
制限し、低燃料消費量を提供し、低温周囲条件における
エンジン吸気および作動油の過冷却を低減し、オペレー
タ操作性を提供し、適時且つ効率的な使用、および製造
および使用がより経済的となる利点を有する。このよう
な利点は、特に、ホイールローダや他の作業機械の設
計、製造、および運転に組み入れるだけの価値がある。
さらに、本発明は、未だ発見されていない他の利点を提
供しても良い。
【００３１】好ましい実施形態をホイールローダとの関
連で説明しているが、本発明は、他の作業機械に同様の
機能を提供するように容易に適合可能であることは理解
されよう。本発明の他の形態、目的、および利点は、図
面、明細書および請求の範囲の検討によって得られるこ
とができる。
連で説明しているが、本発明は、他の作業機械に同様の
機能を提供するように容易に適合可能であることは理解
されよう。本発明の他の形態、目的、および利点は、図
面、明細書および請求の範囲の検討によって得られるこ
とができる。
【図１】本発明の好ましい実施形態のブロック線図であ
る。
る。
【図２】本発明の好ましい実施形態に基づくアルゴリズ
ムのフロー図である。
ムのフロー図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態におけるファン電流
値（Ｉ）と冷却ファン１１４の速度（Ｆ）との間の反比
例関係を表すグラフである。
値（Ｉ）と冷却ファン１１４の速度（Ｆ）との間の反比
例関係を表すグラフである。
１００ 冷却ファン制御システム １０２ 吸気マニホールド空気温度センサ １０４ エンジン冷却液温度センサ １０６ 作動油だめ温度センサ １０８ 変速機潤滑油温度センサ １１０ 電子制御モジュール（ＥＣＭ） １１２ ファン電気液圧Ｅ／Ｈ（電気／液圧）弁 １１４ 冷却ファン
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2D015 CA02
Claims (16)
- 【請求項１】 作業機械のファンを制御する方法であっ
て、 吸気マニホールドにおける空気の温度を検出するステッ
プと、 エンジン冷却液の温度を検出するステップと、 作動油の温度を検出するステップと、 変速機流体の温度を検出するステップと、 検出された温度の少なくとも一つに対応してファンを制
御するステップとを備える方法。 - 【請求項２】 吸気マニホールドにおける空気の検出温
度に対応する吸気マニホールド空気温度信号を生成する
ステップと、 エンジン冷却液の検出温度に対応するエンジン冷却液温
度信号を生成するステップと、 作動油の検出温度に対応する作動油だめ温度信号を生成
するステップと、 変速機流体の検出温度に対応する変速機潤滑油温度信号
を生成するステップと、 吸気マニホールド空気温度信号、エンジン冷却液温度信
号、作動油だめ温度信号、および変速機潤滑油温度信号
を読み取り、応答的にファン電流値を計算するステップ
と、 ファン電流値を読み取り、応答的にファンを制御するス
テップとをさらに備える請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 吸気マニホールド空気温度信号、吸気マ
ニホールド空気温度乗数、および吸気マニホールド空気
温度目標値に対応する吸気マニホールド空気温度エラー
信号を計算するステップと、 エンジン冷却液温度信号、エンジン冷却液温度乗数、お
よびエンジン冷却液温度目標値に対応するエンジン冷却
液温度エラー信号を計算するステップと、 作動油だめ温度信号、作動油だめ温度乗数、および作動
油だめ温度目標値に対応する作動油だめ温度エラー信号
を計算するステップと、 変速機潤滑油温度信号、変速機潤滑油温度乗数、および
変速機潤滑油温度目標値に対応する変速機潤滑油温度エ
ラー信号を計算するステップと、 制御温度信号として、吸気マニホールド空気温度エラー
信号、エンジン冷却液温度エラー信号、作動油だめ温度
エラー信号、および変速機潤滑油温度エラー信号のうち
の一つを選ぶステップと、 制御温度信号に対応するファン電流値を生成するステッ
プとをさらに備える請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 ファン電流値を読み取り、応答的にファ
ン電気液圧弁への動力を調節してファンを制御するステ
ップをさらに備える請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 制御温度信号として、吸気マニホールド
空気温度エラー信号、エンジン冷却液温度エラー信号、
作動油だめ温度エラー信号および、変速機潤滑油温度エ
ラー信号のうちの最高値を有する一つを選ぶステップ
と、 吸気マニホールド空気温度エラー信号、エンジン冷却液
温度エラー信号、作動油だめ温度エラー信号、および変
速機潤滑油温度エラー信号のいずれもの使用不能または
不適当であるデフォルト値を選ぶステップとをさらに備
える請求項３に記載の方法。 - 【請求項６】 最小ファン限度と最大ファン限度との間
にファン電流値を制限するステップと、 ファン電流値の変化率を所定の率制限値に制限するステ
ップと、 ファン電流値が使用不能または不適当である場合に、 ファン電気液圧弁を最小ファン限度において動作するよ
うに制御するステップと、をさらに備える請求項４に記
載の方法。 - 【請求項７】 エンジン冷却ファンを制御する装置であ
って、 一つ以上の温度を測定し、応答的に一つ以上の温度信号
を生成するようにされた１つ以上の温度センサと、 温度信号を受け、応答的にファン電流信号を生成するよ
うにされた電子制御モジュールと、 ファン電流信号を受け、応答的にエンジン冷却ファンへ
提供される駆動力を制御するようにされたファン制御装
置とを備える装置。 - 【請求項８】 測定される温度は、吸気マニホールド空
気温度、エンジン冷却液温度、作動油だめ温度、変速機
潤滑油温度、エンジン付属装置温度、および機械付属装
置温度からなる群から選ばれる請求項７に記載の装置。 - 【請求項９】 電子制御モジュールは、一つ以上の温度
信号のそれぞれに所定の重み付け係数を乗じて各温度信
号の重み付け温度信号を生成し、重み付け温度信号の一
つを選択し、選択された重み付け温度信号に対応する所
望のファン電流信号を生成することによって、ファン電
流信号を計算する請求項８に記載の装置。 - 【請求項１０】 電子制御モジュールは、選択された重
み付け温度信号となるべく最大値を有する重み付け温度
信号を選択する請求項８に記載の装置。 - 【請求項１１】 電子制御モジュールは、一つ以上の温
度信号が使用不能または不適当である場合に、デフォル
ト温度信号と仮定する請求項９に記載の装置。 - 【請求項１２】 ファン電流信号は、エンジン冷却ファ
ンの結果の速度に反比例する請求項１０に記載の装置。 - 【請求項１３】 ファン電流信号は、上限値、下限値、
および変化率の値によって制限されている請求項１１に
記載の装置。 - 【請求項１４】 ファン電流信号は、弁への電流を制御
し、弁はポンプへの液圧パワーを制御し、ポンプはモー
タを駆動し、モータはエンジン冷却ファンを駆動する請
求項１２に記載の装置。 - 【請求項１５】 作業機械のエンジン冷却システムにお
ける使用法であって、 少なくとも１つの検出温度値に基づき少なくとも一つの
温度入力信号を発生するステップと、 少なくとも一つの温度入力信号に基づき電流信号を発生
するステップと、 電流信号を読み取り、応答的に冷却部材へのパワーを制
御するステップと、 使用不能または不適当な検出温度値の場合にデフォルト
温度入力信号を提供するステップとを備える方法。 - 【請求項１６】 上限値、下限値、および変化率値で電
流信号を制限するステップと、 電流信号を読み取り、応答的に弁へ所定量の電力を提供
するステップと、 弁の位置に対応して冷却部材を駆動するモータへ液圧パ
ワーを提供するステップとをさらに備える請求項１５に
記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/851,455 | 2001-05-08 | ||
| US09/851,455 US6571751B2 (en) | 2001-05-08 | 2001-05-08 | Method and apparatus for cooling fan control algorithm |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002357126A true JP2002357126A (ja) | 2002-12-13 |
Family
ID=25310803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002130156A Pending JP2002357126A (ja) | 2001-05-08 | 2002-05-01 | 冷却ファンの制御方法および装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6571751B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002357126A (ja) |
| DE (1) | DE10210586A1 (ja) |
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| JP2007127036A (ja) * | 2005-11-02 | 2007-05-24 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 走行式作業機械の冷却ファン駆動装置 |
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| US7072818B1 (en) * | 1999-11-30 | 2006-07-04 | Synplicity, Inc. | Method and system for debugging an electronic system |
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| 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 |
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2002
- 2002-03-11 DE DE10210586A patent/DE10210586A1/de not_active Withdrawn
- 2002-05-01 JP JP2002130156A patent/JP2002357126A/ja active Pending
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
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| A521 | Written amendment |
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| A02 | Decision of refusal |
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