特許 6749877 冷却ファン制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6749877

(24)【登録日】2020年8月14日

(45)【発行日】2020年9月2日

(54)【発明の名称】冷却ファン制御装置

(51)【国際特許分類】

   F01P 5/04 20060101AFI20200824BHJP

   F01P 7/04 20060101ALI20200824BHJP

   F01P 5/06 20060101ALI20200824BHJP

   F01P 11/14 20060101ALI20200824BHJP

   F01P 11/16 20060101ALI20200824BHJP

   E02F 9/00 20060101ALI20200824BHJP

   B60K 11/04 20060101ALI20200824BHJP

【ＦＩ】

   F01P5/04 C

   F01P7/04 B

   F01P5/06 510A

   F01P11/14 B

   F01P11/16 B

   E02F9/00 M

   B60K11/04 A

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-185409(P2017-185409)

(22)【出願日】2017年9月26日

(65)【公開番号】特開2019-60282(P2019-60282A)

(43)【公開日】2019年4月18日

【審査請求日】2019年7月10日

(73)【特許権者】

【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】110000442

【氏名又は名称】特許業務法人 武和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】兵藤 幸次

(72)【発明者】

【氏名】青木 勇

(72)【発明者】

【氏名】田中 哲二

(72)【発明者】

【氏名】島▲崎▼ 浩司

【審査官】 北村 亮

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−０６８１４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１９３７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０２４５９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２４１６１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０９０２６２５５（ＵＳ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｐ ５／０４

Ｂ６０Ｋ １１／０４

Ｅ０２Ｆ ９／００

Ｆ０１Ｐ ５／０６

Ｆ０１Ｐ ７／０４

Ｆ０１Ｐ １１／１４

Ｆ０１Ｐ １１／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンと、前記エンジンの冷媒を冷却するラジエータと、エンジンにより駆動される油圧ポンプと、前記冷媒の温度を検出する冷媒温度センサと、外気の温度を検出する外気温度センサと、前記冷媒を前記ラジエータに供給する経路上で、前記冷媒の温度に応じて前記経路を全閉から全開の間で開閉するサーモスタットと、前記油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動され、前記ラジエータに冷却風を送風するための冷却ファンを回転させる油圧モータと、前記油圧ポンプからの吐出油の流れ方向を切り換えて前記油圧モータを正逆転させる方向切換弁と、前記冷却ファンの正・逆回転の繰り返し動作が所定の間隔時間毎に行われるように前記方向切換弁を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記外気温度センサから検出される外気温度と前記冷媒温度センサから検出される冷媒温度との関係が予め規定された所定条件になったときに、前記間隔時間の設定を変更し、
前記所定条件は、前記外気温度センサから検出される外気温度が基準値よりも高い高温条件と基準値よりも低い低温条件とを含んでおり、
前記制御部は、前記冷媒温度センサから検出される冷媒温度が前記低温条件下で第１設定温度になったとき、または前記高温条件下で前記冷媒温度センサから検出される冷媒温度が前記第１設定温度よりも高い第２設定温度になったとき、前記間隔時間を初期設定された通常時間よりも短縮することを特徴とする冷却ファン制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の冷却ファン制御装置において、
前記制御部は、前記間隔時間が前記通常時間よりも短縮された後に、前記冷媒温度センサから検出される冷媒温度が前記低温条件下で前記第１設定温度よりも低い低温側基準値になったとき、または前記高温条件下で前記第２設定温度よりも低い高温側基準値になったときに、前記間隔時間を前記通常時間に戻すことを特徴とする冷却ファン制御装置。

【請求項3】

請求項２に記載の冷却ファン制御装置において、
前記第１設定温度と前記低温側基準値は、前記サーモスタットが全閉から全開する冷媒の温度範囲内に規定されていることを特徴とする冷却ファン制御装置。

【請求項4】

請求項２または３に記載の冷却ファン制御装置において、
前記第２設定温度は、前記サーモスタットが全開する冷媒の温度以上に規定されていることを特徴とする冷却ファン制御装置。

【請求項5】

請求項１に記載の冷却ファン制御装置において、
前記制御部は、前記間隔時間が前記通常時間よりも短縮された後に前記エンジンを停止したときに、前記間隔時間を前記通常時間に戻すことを特徴とする冷却ファン制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、油圧ショベルやホイールローダ等の作業機械に搭載されるラジエータを冷却するための冷却ファン制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

油圧ショベルやホイールローダ等の作業機械のエンジンの冷却水（冷媒）を冷却するために、作業機械にはラジエータと、ラジエータに冷却風（外気）を送風する冷却ファンが搭載されている。冷却ファンはエンジンから独立して駆動される油圧モータによって駆動され、冷却ファンを回転させることでラジエータに対して冷却風を送り込むことができる。このような冷却ファンは、送風方向が一方向であると、塵埃が冷却風とともにラジエータに送り込まれて目詰まりの原因となる。そこで、冷却ファンの駆動を正逆回転制御することで、正回転中にラジエータに詰まった塵埃を、逆回転によって生じる冷却風の逆流によって除去するようにした冷却ファン制御装置が提案されている（特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１に記載の冷却ファン制御装置は、所定時間経過毎に自動的に冷却ファンの回転方向を切り換える自動モードと、オペレータの任意のタイミングによって冷却ファンの回転方向を切り換える手動モードとを有し、オペレータが手動で冷却ファンを正逆回転制御している場合に限ってエンジンの回転数に上限値を設定することにより、油圧回路を構成する油圧モータやバルブ等に大きな負荷がかからないようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４８２５００６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の冷却ファン制御装置では、自動モード設定時に、冷却ファンの回転方向が所定時間経過毎に自動的に切り換えられるため、冷却ファンの正回転中にラジエータに詰まった塵埃を逆回転によって除去することができる。しかしながら、冷却ファンの正逆回転の切り換え動作が一定の時間経過毎（例えば３０分毎）に繰り返し行われるため、冷却ファンが逆回転される前にラジエータが目詰まりしてしまうことがあり、その場合、十分な冷却能力を発揮できなくなってエンジンのオーバーヒート等の不具合が発生する虞がある。

【0006】

なお、冷却ファンの正逆回転を行う間隔時間を予め短く設定（例えば１５分毎）しておけば、ラジエータが目詰まりする前に冷却風の逆流によって塵埃を除去しやすくなるが、冷却ファンを正逆回転する反転動作時は油圧回路内の圧力が急上昇し、油圧回路を構成する油圧モータやバルブ等に過度な負荷がかかるため、稼働時間内での冷却ファンの正逆回転を行う回数が増えてしまうと、油圧モータやバルブ等の部品寿命が短くなってしまうという別の問題が発生する。

【0007】

本発明は、このような従来技術の実情からなされたもので、その目的は、ラジエータの目詰まりを適切に除去することができると共に、油圧回路を構成する油圧ポンプ等の耐久性を向上させることが可能な冷却ファン制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成するために、本発明の冷却ファン制御装置は、エンジンと、前記エンジンの冷媒を冷却するラジエータと、エンジンにより駆動される油圧ポンプと、前記冷媒の温度を検出する冷媒温度センサと、外気の温度を検出する外気温度センサと、前記冷媒を前記ラジエータに供給する経路上で、前記冷媒の温度に応じて前記経路を全閉から全開の間で開閉するサーモスタットと、前記油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動され、前記ラジエータに冷却風を送風するための冷却ファンを回転させる油圧モータと、前記油圧ポンプからの吐出油の流れ方向を切り換えて前記油圧モータを正逆転させる方向切換弁と、前記冷却ファンの正・逆回転の繰り返し動作が所定の間隔時間毎に行われるように前記方向切換弁を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記外気温度センサから検出される外気温度と前記冷媒温度センサから検出される冷媒温度との関係が予め規定された所定条件になったときに、前記間隔時間の設定を変更し、前記所定条件は、前記外気温度センサから検出される外気温度が基準値よりも高い高温条件と基準値よりも低い低温条件とを含んでおり、前記制御部は、前記冷媒温度センサから検出される冷媒温度が前記低温条件下で第１設定温度になったとき、または前記高温条件下で前記冷媒温度センサから検出される冷媒温度が前記第１設定温度よりも高い第２設定温度になったとき、前記間隔時間を初期設定された通常時間よりも短縮することを特徴としている。

【発明の効果】

【0009】

本発明の冷却ファン制御装置によれば、ラジエータの目詰まりを適切に除去することができると共に、油圧回路を構成する油圧ポンプ等の耐久性を向上させることができる。前述した以外の課題、構成、及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の冷却ファン制御装置が適用される作業車両の一例として挙げたホイールローダを示す側面図である。

【図2】本発明の実施形態に係る冷却ファン制御装置を含む油圧回路の構成図である。

【図3】冷却ファンの正逆転動作を行う間隔時間とラジエータの冷却水温度との関係を示すタイミングチャートである。

【図4】冷却ファンの正逆転動作を行う間隔時間の設定変更についての処理内容を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態を図１〜図４を参照しつつ説明する。

【0012】

図１は、本発明の実施形態に係る冷却ファン制御装置が搭載される作業車両の一例であるホイールローダ１００の側面図である。図１に示すように、ホイールローダ１００は、アーム１１１、バケット１１２、タイヤ１１３等を有する前フレーム１１０と、運転室１２１、エンジン室１２２、タイヤ１２３等を有する後フレーム１２０とで構成される。エンジン室１２２にはエンジン（不図示）が搭載されており、後フレーム１２０の後方にはカウンタウェイト１２４が取り付けられている。

【0013】

アーム１１１はアームシリンダ１１７の駆動により上下方向に回動（俯仰動）し、バケット１１２はバケットシリンダ１１５の駆動により上下方向に回動（クラウドまたはダンプ）する。前フレーム１１０と後フレーム１２０とはセンタピン１０１により互いに回動自在に連結され、ステアリングシリンダ１１６の伸縮により後フレーム１２０に対し前フレーム１１０が左右に屈折する。

【0014】

エンジン室１２２の後方には、ラジエータフレーム１３５と冷却ファンユニット１５０とが配設されている。ラジエータフレーム１３５は後フレーム１２０に固定されており、このラジエータフレーム１３５には、後述する図２に示した、エンジン１の冷却水（冷媒）を冷却するラジエータ８や、作動油を冷却するオイルクーラ９が取り付けられている。冷却ファンユニット１５０はラジエータフレーム１３５の後方に配設されており、この冷却ファンユニット１５０は、後述する図２に示した、油圧モータ３で駆動される冷却ファン４を備えている。

【0015】

後フレーム１２０には、図２に示すように、エンジン１や冷却ファン制御装置を含む油圧回路が搭載されている。この油圧回路は、エンジン１と、エンジン１により駆動される油圧ポンプ２と、油圧ポンプ２から吐出される圧油によって駆動される油圧モータ３と、油圧モータ３によって回転される冷却ファン４と、油圧ポンプ２からの吐出油の流れ方向を切り換えて冷却ファン４を正逆回転させる方向切換弁５と、油圧モータ３の回転速度を調節するための可変リリーフ弁６と、方向切換弁５や可変リリーフ弁６を制御するコントローラ７等を含むように構成されている。油圧モータ３は、ラジエータ８とオイルクーラ９に冷却風（外気）を送風する冷却ファン４を回転させる。

【0016】

エンジン１の回転数は運転室１２１に配設されたアクセルペダル１０の操作量（踏み込み量）の増加に伴い上昇し、エンジン回転数が上昇すると、油圧ポンプ２の回転数が上昇してポンプ吐出量が増大する。

【0017】

エンジン１とラジエータ８との間を連結する管路Ｌ５にサーモスタット１１が設けられており、エンジン１の熱によって上昇した冷却水は、サーモスタット１１が介設された管路Ｌ５を経由してラジエータ８に流れ込み、ラジエータ８で冷却された後、管路Ｌ６を介して再びエンジン１に戻る。サーモスタット１１は、冷却水をエンジン１からラジエータ８に供給する管路Ｌ５上で、冷却水の温度に応じて経路を全閉から全開の間で開閉する。

【0018】

本実施形態で用いられているサーモスタット１１は、開度０％となる全閉温度が８５℃であり、開度１００％となる全開温度が９５℃である。すなわち、サーモスタット１１に触れている冷却水温度が８５℃まではサーモスタット１１が全閉しており、冷却水温度が８５℃を超えるとサーモスタット１１が徐々に開き始めて開口面積が増加し、冷却水温度が９５℃に達するとサーモスタット１１が全開する。

【0019】

図示省略されているが、ファン回転用の油圧ポンプ２とは別にエンジン１により駆動される作業用の油圧ポンプを備えており、作動油は、タンク１２から当該油圧ポンプで吸い上げられて吐出され、コントロールバルブを経由してオイルクーラ９へ流れ込み、オイルクーラ９で冷却された後、再びタンク１２に戻る。

【0020】

エンジン１と油圧ポンプ２とはエンジン１の出力軸１ａを介して互いに接続されており、油圧ポンプ２はエンジン１により駆動される。油圧ポンプ２と油圧モータ３との間には方向切換弁５が設けられており、油圧ポンプ２と方向切換弁５とは管路Ｌ１により接続されている。方向切換弁５と油圧モータ３とは管路Ｌ２，Ｌ３により接続されており、方向切換弁５とタンク１２との間には管路Ｌ４が設けられている。油圧モータ３と冷却ファン４とは油圧モータ３の出力軸３ａを介して互いに接続されており、冷却ファン４は油圧モータ３によって回転される。

【0021】

油圧ポンプ２から吐出される圧油が油圧モータ３に供給されると、油圧モータ３と冷却ファン４が回転し、油圧モータ３に供給された油はタンク１２に戻る。冷却ファン４が回転すると、冷却ファン４からラジエータ８とオイルクーラ９に向けて冷却風が送風され、冷却風との熱交換によりエンジン冷却水および作動油が冷却される。なお、ラジエータ８における冷却ファン４に対向する面には、図示せぬ防塵フィルタが設けられている。

【0022】

方向切換弁５は電磁式切換弁であり、コントローラ７からの制御信号に応じて、Ｌ位置（正転側）またはＭ位置（逆転側）に切り換わる。方向切換弁５がＬ位置（正転側）にあると、油圧ポンプ２からの圧油が管路Ｌ１，Ｌ２を介して油圧モータ３に供給され、油圧モータ３と冷却ファン４が正方向に回転する。油圧モータ３に供給された油は管路Ｌ３，Ｌ４を介してタンク１２に戻る。方向切換弁５がＭ位置（逆転側）に切り換わると、油圧ポンプ２からの圧油が管路Ｌ１，Ｌ３を介して油圧モータ３に供給され、油圧モータ３と冷却ファン４が逆方向に回転する。油圧モータ３に供給された油は管路Ｌ２，Ｌ４を介してタンク１２に戻る。

【0023】

可変リリーフ弁６は電磁式の可変リリーフ弁であり、管路Ｌ１と管路Ｌ４との間に介設されている。油圧ポンプ２の吐出側の管路Ｌ１には吐出側圧力を検出する圧力センサ１３が設けられており、この圧力センサ１３で検出された吐出側圧力の情報はコントローラ７に入力される。

【0024】

コントローラ７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶装置、その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成される。コントローラ７は制御ライン１４で可変リリーフ弁６と接続されており、可変リリーフ弁６は、コントローラ７からの出力電流値（指示値）に応じて、油圧ポンプ２から油圧モータ３へ供給される圧油の最高圧を規定し、油圧ポンプ２の吐出側圧力を制御する。コントローラ７は可変リリーフ弁６の設定リリーフ圧を制御すること、すなわち、油圧モータ３の入口側圧力である油圧ポンプ２の吐出側圧力を制御することにより、冷却ファン４の回転速度を制御できる。また、可変リリーフ弁６は制御ライン１５でコントローラ７と接続されており、コントローラ７では、可変リリーフ弁６からのフィードバック電流値が検出される。

【0025】

コントローラ７には、冷却水温度センサ１６からの冷却水温度の情報と、外気温度センサ１７からの外気温度の情報がそれぞれ入力されている。冷却水温度センサ１６は冷却水の温度を検出するセンサであり、ラジエータ８の上流側の管路等に設けられている。外気温度センサ１７は外気の温度を検出するセンサであり、外気が触れる車体の外表面の所定位置に設けられている。

【0026】

コントローラ７は、ラジエータ８の防塵フィルタに詰まった塵埃を除去するために、冷却ファン４の正・逆回転の繰り返し動作が所定の間隔時間毎に行われるように方向切換弁５を制御する。

【0027】

図３は、冷却ファン４の回転方向を正逆転に切り換える間隔時間と冷却水温度センサ１６から検出される冷却水温度との関係を示すタイミングチャートである。コントローラ７の記憶装置には、外気温度センサ１７から検出される外気温度ＴＡと、冷却水温度センサ１６から検出される冷却水温度ＴＷと、冷却ファン４の正逆転動作を行う間隔時間ＴＳとの関係を対応付けたテーブルが記憶されている。詳細については後述するが、このテーブルに基づいて、コントローラ７は、外気温度ＴＡと冷却水温度ＴＷの予め設定された所定条件になったときに、間隔時間ＴＳを通常時間ＴＳ１と短縮時間ＴＳ２のいずれか一方に変更する。

【0028】

コントローラ７は、外気温度センサ１７で検出された外気温度ＴＡに応じて、図３（ａ）に示すテーブルと図３（ｂ）に示すテーブルのいずれか一方を選択し、選択したテーブルを参照して、冷却水温度センサ１６で検出された冷却水温度ＴＷに応じて、間隔時間ＴＳを通常時間ＴＳ１と短縮時間ＴＳ２のいずれか一方に設定する。

【0029】

図３（ａ）に示すテーブルは、外気温度ＴＡが基準値（例えば３０℃）よりも低いとき（外気温度ＴＡ＜３０℃）に選択される。この低温条件下において、コントローラ７は、冷却水温度ＴＷが第１設定温度ＴＷ１（例えば９１℃）になったときに、間隔時間ＴＳを初期設定された通常時間ＴＳ１（例えば３０分）から短縮して短縮時間ＴＳ２（例えば２０分）に設定変更し、その後に冷却水温度ＴＷが第１設定温度ＴＷ１よりも低い低温側基準値ＴＷ３（例えば８８℃）になったときに、間隔時間ＴＳの設定変更を解除して短縮時間ＴＳ２から通常時間ＴＳ１に戻す。

【0030】

図３（ｂ）に示すテーブルは、外気温度ＴＡが基準値（３０℃）を超えたとき（外気温度ＴＡ≧３０℃）に選択される。この高温条件下において、コントローラ７は、冷却水温度ＴＷが第１設定温度ＴＷ１よりも高い第２設定温度ＴＷ２（例えば９５℃）になったときに、間隔時間ＴＳを初期設定された通常時間ＴＳ１（３０分）から短縮して短縮時間ＴＳ２（２０分）に設定変更し、その後に冷却水温度ＴＷが第２設定温度ＴＷ２よりも低い高温側基準値ＴＷ４（例えば９０℃）になったときに、間隔時間ＴＳの設定変更を解除して短縮時間ＴＳ２から通常時間ＴＳ１に戻す。

【0031】

ここで、外気温度ＴＡが基準値よりも低い低温条件下において、第１設定温度ＴＷ１はサーモスタット１１が全開状態となる冷却水温度（９５℃）以下に規定されており、第１設定温度ＴＷ１と低温側基準値ＴＷ３は、サーモスタット１１が全閉から全開する冷却水の温度範囲内に規定されている。また、外気温度ＴＡが基準値よりも高い高温温条件下において、第２設定温度ＴＷ２はサーモスタット１１が全開状態となる冷却水温度（９５℃）以上に規定されており、高温側基準値ＴＷ４は、低温側基準値ＴＷ３よりも高温でサーモスタット１１が全閉から全開する冷却水の温度範囲内に規定されている。

【0032】

なお、間隔時間ＴＳが通常時間ＴＳ１に設定されている場合、コントローラ７は、方向切換弁５のＬ位置で冷却ファン４を３０分間正回転させた後に、方向切換弁５をＭ位置に切り換えて冷却ファン４を１分間だけ逆回転させ、その後に方向切換弁５をＬ位置に切り換えて冷却ファン４を再び３０分間正回転させるという動作を繰り返す。一方、間隔時間ＴＳが短縮時間ＴＳ２に設定された場合、コントローラ７は、方向切換弁５のＬ位置で冷却ファン４を２０分間正回転させた後に、方向切換弁５をＭ位置に切り換えて冷却ファン４を１分間だけ逆回転させ、その後に方向切換弁５をＬ位置に切り換えて冷却ファン４を再び２０分間正回転させるという動作を繰り返す。

【0033】

コントローラ７は、次のように各部を制御することで、外気温度ＴＡと冷却水温度ＴＷに基づいて、冷却ファン４を正逆回転させる方向切換弁５を制御する。図４は、冷却ファン４の正逆転動作を行う間隔時間ＴＳの設定変更についての処理内容を示すフローチャートである。ホイールローダ１００の不図示のイグニッションスイッチがオン操作されると、図４に示す処理を行うプログラムが起動されて、コントローラ７で繰り返し実行される。

【0034】

ステップＳ１において、コントローラ７は、外気温度センサ１７から検出される外気温度ＴＡの情報、および、冷却水温度センサ１６から検出される冷却水温度ＴＷの情報を取得して、ステップＳ２へ進む。

【0035】

ステップＳ２において、コントローラ７は、外気温度センサ１７で検出した外気温度ＴＡが基準値（３０℃）以上であるか否かを判定する。ステップＳ２で否定判定（Ｎｏ）されると、すなわち、外気温度ＴＡが３０℃よりも低い低温条件下ではステップＳ３へ進み、コントローラ７は、図３（ａ）に示すテーブルを参照して、以下に説明するような冷却ファン制御を実行する。

【0036】

まず、ステップＳ３において、コントローラ７は、冷却水温度センサ１６で検出した冷却水温度ＴＷが第１設定温度ＴＷ１（９１℃）以上であるか否かを判定する。ステップＳ３で否定判定（Ｎｏ）されるとステップＳ８へ進み、コントローラ７は、ステップＳ８において、冷却ファン４の正・逆回転の繰り返しを初期設定された通常時間ＴＳ１（３０分）毎に繰り返す。すなわち、ラジエータ８を流れる冷媒の冷却水温度ＴＷが９１℃まで上昇していない場合、コントローラ７は、方向切換弁５のＬ位置で冷却ファン４を３０分間正回転させた後に、方向切換弁５をＭ位置に切り換えて冷却ファン４を１分間だけ逆回転させ、その後に方向切換弁５をＬ位置に切り換えて冷却ファン４を再び３０分間正回転させるという冷却ファン制御を繰り返し実行する。

【0037】

また、ステップＳ３で肯定判定（Ｙｅｓ）されると、すなわち、ラジエータ８を流れる冷媒の冷却水温度ＴＷが９１℃以上になると、ステップＳ４へ進んで間隔時間ＴＳの時間短縮を作動させてステップＳ５へと進む。

【0038】

コントローラ７は、ステップＳ５において、初期設定された通常時間ＴＳ１（３０分）を短縮時間ＴＳ２（２０分）に設定変更し、冷却ファン４の正・逆回転の繰り返しを短縮時間ＴＳ２毎に行うファン制御を実行する。すなわち、コントローラ７は、方向切換弁５のＬ位置で冷却ファン４を２０分間正回転させた後に、方向切換弁５をＭ位置に切り換えて冷却ファン４を１分間だけ逆回転させ、その後に方向切換弁５をＬ位置に切り換えて冷却ファン４を再び２０分間正回転させるという動作を繰り返す。これにより、冷却ファン４の正回転中にラジエータ８の防塵フィルタに付着した塵埃が目詰まりする前に、冷却ファン４の逆回転によって塵埃が速やかに除去されるため、ラジエータ８の目詰まりに起因するエンジン１のオーバーヒート等を確実に防止することができる。

【0039】

ステップＳ５で短縮時間ＴＳ２のファン制御が実行されると、コントローラ７は、ステップＳ６において、冷却水温度センサ１６で検出した冷却水温度ＴＷが低温側基準値ＴＷ３（８８℃）以下になったか否かを判定する。ステップＳ６で否定判定（Ｎｏ）されるとステップＳ５に戻り、ステップＳ６で肯定判定（Ｙｅｓ）されるとステップＳ７へ進む。

【0040】

コントローラ７は、ステップＳ７で間隔時間ＴＳの設定変更を解除してステップＳ８へ進み、ステップＳ８で間隔時間ＴＳを短縮時間ＴＳ２から通常時間ＴＳ１（３０分）に戻す。すなわち、間隔時間ＴＳが短縮時間ＴＳ２に設定変更された後に、ラジエータ８を流れる冷媒の冷却水温度ＴＷが低温側基準値ＴＷ３（８８℃）まで下がると、コントローラ７は、冷却ファン４の正・逆回転の繰り返しを通常時間ＴＳ１毎に行う冷却ファン制御を実行する。

【0041】

ステップＳ８において、コントローラ７は、前述したように、方向切換弁５のＬ位置で冷却ファン４を３０分間正回転させた後に、方向切換弁５をＭ位置に切り換えて冷却ファン４を１分間だけ逆回転させ、その後に方向切換弁５をＬ位置に切り換えて冷却ファン４を再び３０分間正回転させるという冷却ファン制御を実行する。これにより、短縮時間ＴＳ２の設定時に増えてしまった稼働時間内での冷却ファン４の正逆回転を行う回数が減じられるため、冷却ファン４の正逆回転に伴う回路構成部品（油圧モータ３や方向切換弁５等）への過度な負荷が軽減され、回路構成部品の耐久性を向上させることができて燃費の低減効果にもなる。

【0042】

一方、ステップＳ２で肯定判定（Ｙｅｓ）されると、すなわち、外気温度ＴＡが３０℃以上の高温条件下になるとステップＳ１０へ進み、コントローラ７は、図３（ｂ）に示すテーブルを参照して、以下に説明するような冷却ファン制御を実行する。

【0043】

まず、ステップＳ１０において、コントローラ７は、冷却水温度センサ１６で検出した冷却水温度ＴＷが第２設定温度ＴＷ２（９５℃）以上であるか否かを判定する。ステップＳ１０で否定判定（Ｎｏ）されるとステップＳ１５へ進み、コントローラ７は、ステップＳ１５において、冷却ファン４の正・逆回転の繰り返しを初期設定された通常時間ＴＳ１（３０分）毎に繰り返す。

【0044】

また、ステップＳ１０で肯定判定（Ｙｅｓ）されると、すなわち、ラジエータ８を流れる冷媒の冷却水温度ＴＷが９５℃以上になると、ステップＳ１１へ進んで間隔時間ＴＳの時間短縮を作動させてステップＳ１２へと進む。

【0045】

コントローラ７は、ステップＳ１２において、初期設定された通常時間ＴＳ１（３０分）を短縮時間ＴＳ２（２０分）に設定変更し、冷却ファン４の正・逆回転の繰り返しを短縮時間ＴＳ２毎に行う冷却ファン制御を実行する。

【0046】

ステップＳ１２で短縮時間ＴＳ２の冷却ファン制御が実行されると、コントローラ７は、ステップＳ１３において、冷却水温度センサ１６で検出した冷却水温度ＴＷが高温側基準値ＴＷ４（９０℃）以下になったか否かを判定する。ステップＳ１３で否定判定（Ｎｏ）されるとステップＳ１２に戻り、ステップＳ１３で肯定判定（Ｙｅｓ）されるとステップＳ１４へ進む。

【0047】

コントローラ７は、ステップＳ１４で間隔時間ＴＳの設定変更を解除してステップＳ１５へ進み、ステップＳ１５で間隔時間ＴＳを短縮時間ＴＳ２から通常時間ＴＳ１（３０分）に戻す。すなわち、間隔時間ＴＳが短縮時間ＴＳ２に設定変更された後に、ラジエータ８を流れる冷媒の冷却水温度ＴＷが高温側基準値ＴＷ４（９０℃）まで下がると、コントローラ７は、冷却ファン４の正・逆回転の繰り返しを通常時間ＴＳ１毎に行う冷却ファン制御を実行する。

【0048】

以上説明したように、本実施形態に係る冷却ファン制御装置では、ラジエータ８が目詰まりしていない場合の冷却性能に基づいて想定水温（第１設定温度ＴＷ１、第２設定温度ＴＷ２）を設定しておき、この想定水温よりも実際の冷却水温度ＴＷが高くなったら目詰まり状態と判断して、冷却ファン４の正・逆回転を行う間隔時間ＴＳを初期設定された時間よりも短縮するようにしたので、ラジエータ８が目詰まりする前に適切に除去することができると共に、油圧回路を構成する油圧ポンプ２等の耐久性を向上させることができる。

【0049】

また、外気温度が低い場合と高い場合の複数条件を設定し、外気温度ＴＡ＜基準温度（３０℃）かつ冷却水温度ＴＷ≧第１設定温度ＴＷ１になった低温条件下で、間隔時間ＴＳを初期設定された通常時間ＴＳ１から短縮時間ＴＳ２に短縮すると共に、外気温度ＴＡ≧基準温度かつ冷却水温度ＴＷ≧第２設定温度ＴＷ２になった高温条件下で、間隔時間ＴＳを初期設定された通常時間ＴＳ１から短縮時間ＴＳ２に短縮するようにしたので、ラジエータ８の実際の目詰まり状態に近いタイミングで冷却ファン４を正・逆回転させることができる。

【0050】

また、間隔時間ＴＳが短縮時間ＴＳ２に短縮された後に、冷却水温度ＴＷが第１設定温度ＴＷ１よりも低い低温側基準値ＴＷ３になったとき、あるいは第２設定温度ＴＷ２よりも低い高温側基準値ＴＷ４になったときに、間隔時間ＴＳが初期設定された通常時間ＴＳ１に戻されるため、油圧回路を構成する油圧モータ３や方向切換弁５等に過度な負荷がかかることを防止できる。すなわち、ラジエータ８が目詰まり状態に近くなると間隔時間ＴＳが短縮され、ラジエータ８の目詰まり状態が解除されると間隔時間ＴＳが初期設定に戻るため、短縮時間ＴＳ２の設定時に増えてしまった稼働時間内での冷却ファン４の反転動作回数を減らすことができ、回路構成部品の耐久性を向上させることができると共に、燃料の消費量を低減することができる。

【0051】

なお、本実施形態において、低温条件下で用いられる第１設定温度ＴＷ１と低温側基準値ＴＷ３は、サーモスタット１１が全閉から全開する冷却水の温度範囲内（８５℃＜ＴＷ＜９５℃）に規定されており、高温条件下で用いられる第２設定温度ＴＷ２、サーモスタット１１が全開する冷却水の温度以上に規定されている。ただし、第１設定温度ＴＷ１と第２設定温度ＴＷ２の設定温度は必ずしも上記実施形態に限定されず、例えば、第２設定温度ＴＷ２をサーモスタット１１が全開する冷却水温度（９５℃）よりも僅かに低い温度に設定しても良い。

【0052】

また、上記した実施形態において、間隔時間ＴＳが短縮時間ＴＳ２に短縮された後、冷却水温度ＴＷが低温側基準値ＴＷ３や高温側基準値ＴＷ４まで下がる前にエンジンが停止した場合は、間隔時間ＴＳの設定変更を解除し、間隔時間ＴＳを初期状態の通常時間ＴＳ１に戻すことが好ましい。

【0053】

また、上記した実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

【符号の説明】

【0054】

１ エンジン
２ 油圧ポンプ
３ 油圧モータ
４ 冷却ファン
５ 方向切換弁
６ 可変リリーフ弁
７ コントローラ（制御部）
８ ラジエータ
９ オイルクーラ
１０ アクセルペダル
１１ サーモスタット
１２ タンク
１３ 圧力センサ
１４，１５ 制御ライン
１６ 冷却水温度センサ（冷媒温度センサ）
１７ 外気温度センサ
ＴＡ 外気温度
ＴＳ 間隔時間
ＴＳ１ 通常時間
ＴＳ２ 短縮時間
ＴＷ 冷却水温度（冷媒温度）
ＴＷ１ 第１設定温度
ＴＷ２ 第２設定温度
ＴＷ３ 低温側基準値
ＴＷ４ 高温側基準値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】