(57)【要約】【課題】  可逆自動ファン制御システムを提供する。【解決手段】  ラジエータに関連付けられたファン制御システムを作動する方法は、ある作動スピードでファンを第１の方向に回転して、第１の所定期間の間に空気をラジエータに向けて方向付ける工程を含んでもよい。第１の所定期間の終了後、第１の方向におけるファンの回転を減速し得る。本方法はまた、第１の方向と反対側の第２の方向にファンを加速する工程と、第２の所定期間の間に所定のスピードでファンを第２の方向に回転させる工程とを含んでもよい。第２の所定期間の終了後、第２の方向におけるファンの回転を減速することが可能であり、次に第１の方向のファンを作動スピードに加速することが可能である。【選択図】  図１
2004197735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジエータに関連付けられたファン制御システムを作動する方法であって、
ある作動スピードでファンを第１の方向に回転して、第１の所定期間の間に空気をラジエータに向けて方向付ける工程と、
第１の所定期間の終了後に第１の方向におけるファンの回転を減速する工程と、
第１の方向と反対側の第２の方向におけるファンの回転を所定のスピードに加速する工程と、
第２の所定期間の間に所定のスピードでファンを第２の方向に回転させる工程と、
第２の所定期間の終了後に第２の方向におけるファンの回転を減速する工程と、
第１の方向におけるファンの回転を作動スピードに加速する工程と、を含む方法。
【請求項２】
ファンを第１の方向に回転させる前記工程が、ファンに連結されるモータの第１のポートに加圧流体を供給する工程を含み、ファンを第２の方向に回転させる前記工程が、加圧流体をモータの第２のポートに供給する工程を含み、前記所定のスピードが最大スピードである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ソレノイドバルブへの電流を増加する工程をさらに含み、ソレノイドバルブが、感圧ポンプの出力を低減しかつファンの回転を減速する感圧ポンプに圧力入力を供給するように構成される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
加圧流体をモータの第１のポートおよびモータの第２のポートの一方に選択的に供給して、ファンを第１の方向および第２の方向の一方に回転させる工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
機械であって、
ラジエータと、
ラジエータに関連付けられたファンであって、ファンが第１の方向に回転されるときにラジエータに向けて空気を方向付け、かつファンが第１の方向と反対側の第２の方向に回転されるときにラジエータの方向から空気を引き込むように構成されるファンと、
第１の所定期間の間にある作動スピードでファンを第１の方向に回転させ、第１の所定期間の終了後にファンの回転を減速するように構成された少なくとも１つのコントローラであって、第２の方向におけるファンの回転を所定のスピードに加速し、第２の所定期間の間に所定のスピードで第２の方向にファンを回転させ、第２の所定期間の終了後に第２の方向におけるファンの回転を減速するようにさらに構成され、さらに第１の方向におけるファンの回転を作動スピードに加速するように構成される少なくとも１つのコントローラと、を備える機械。
【請求項６】
第１のポートと第２のポートとを有する、ファンに連結された流体作動モータと、
加圧流体を第１のポートおよび第２のポートの一方に選択的に供給して、ファンを第１の方向および第２の方向の一方に回転させるように操作可能な第１の弁と、
第１のポートおよび第２のポートの選択された一方への加圧流体の供給を変更するように操作可能な第２の弁と、
加圧流体をモータに供給するように構成されたポンプと、
をさらに含み、
少なくとも１つのコントローラが、加圧流体を第１のポートに供給してファンを第１の方向に回転させるため、および加圧流体を第２のポートに供給してファンを第２の方向に回転させるために、第１の弁を作動するように構成され、少なくとも１つのコントローラが第２の弁を作動してファンを加減速するように構成され、かつ前記所定のスピードが最大スピードである、請求項５に記載の機械。
【請求項７】
第１の弁が、ポンプからモータの第１のポートに加圧流体を方向付けるように配列された第１の位置と、ポンプからモータの第２のポートに加圧流体を方向付けるように配列された第２の位置とを有する３ポジション方向制御弁を含む、請求項６に記載の機械。
【請求項８】
ポンプが可変容量感圧ポンプである、請求項７に記載の機械。
【請求項９】
第２の弁が、圧力信号を可変容量感圧ポンプに供給するように構成された可変制御弁である、請求項８に記載の機械。
【請求項１０】
コントローラが電流を第２の弁に供給するように構成され、第２の弁への電流が増加されるときにポンプからの加圧流体の供給が減少し、第２の弁への電流が減少されるときにポンプからの加圧流体の供給が増加する、請求項９に記載の機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、機械のラジエータに関連付けられた可逆ファン、より詳しくは、可逆自動ファン制御システムおよびプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
原動力用のエンジンを使用する多くの種類の機械は、エンジンが過熱しないことを保証するために、水、不凍液等のようなクーラントをエンジンに供給するためのラジエータも含む。ラジエータは、一般に、冷却空気をラジエータに供給するファンに関連付けられる。ラジエータはファンの前に通常位置付けられ、また、ファンは、通常、エンジン用の液体クーラントを冷却するためにラジエータを通して空気を引き込む。
【０００３】
多くの種類の用途において、機械は、汚れたおよび／またはくずの多い環境で動作または移動している。この結果、汚れ、昆虫、くず等のようなデブリは、ファンがラジエータを通して空気を機械内に引き込むので、ラジエータに留まるようになる。したがって、ラジエータを通過する空気に含まれるデブリは、ラジエータ内に留まる可能性があり、実際にラジエータ内に留まることが多い。
【０００４】
いくつかの機械では、冷却ファンを停止、正転、または逆転し得るように冷却ファンの作動モードを選択的に切り換えるために、油圧回路、電気回路等を使用してもよい。例えば、ヤマギシ（Ｙａｍａｇｉｓｈｉ）への米国特許公報（特許文献１）は、クーラントの温度に基づき冷却ファンを逆転するために使用し得る制御装置を開示している。特に、制御装置は、クーラントの温度が所定の温度よりも高く、一方、油圧オイルの温度が所定の温度よりも低い場合に冷却ファンを逆転する。このことが空気の逆流を引き起こし、ラジエータ内に留まるデブリを放出させる。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，０７６，４８８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、この作動において、制御装置は、冷却水の温度が油圧オイルの所定の温度よりも高い場合に冷却ファンを逆転するに過ぎない。ファンの逆転はラジエータ内に留まるデブリを放出し得るが、この作動は、ラジエータのデブリを取り除くためにファンを逆転する自動的な一定間隔を可能にしない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の模範的な形態によれば、ラジエータに関連付けられたファン制御システムを作動する方法は、ある作動スピードでファンを第１の方向に回転して、第１の所定期間の間に空気をラジエータに向けて方向付ける工程と、第１の所定期間の終了後に第１の方向におけるファンの回転を減速する工程とを含むことができる。本方法はまた、第１の方向と反対側の第２の方向におけるファンの回転を所定のスピードに加速する工程と、第２の所定期間の間に所定のスピードでファンを第２の方向に回転させる工程と、第２の所定期間の終了後に第２の方向におけるファンの回転を減速する工程とを含み得る。本方法は、第１の方向におけるファンの回転を作動スピードに加速する工程をさらに含み得る。
【０００８】
上述の一般的な記載および以下の詳細な記載の両方は、模範的であり、また説明的なものに過ぎず、本発明を限定するものでないことを理解すべきである。
【０００９】
本明細書に組み込まれかつその一部を構成する添付図は、本発明の模範的な実施形態を例示しており、また記載と共に本発明の原理を説明するために使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明の模範的な実施形態について詳細に参照し、その実施例を添付図に示す。可能な限り、図面全体にわたって同一または同様の部分を指すために、同一の参照番号を使用する。
【００１１】
図１は、本発明の模範的な実施形態による可逆自動ファン制御システム１０の概略図である。ファン制御システム１０とは別個に配置されたラジエータ１２は、作動中に冷却する必要がある機械（図示せず）のエンジン（図示せず）または他の装置用の水、不凍液等のようなクーラントを冷却するために一般に設けられる。ファン制御システム１０は、冷却ファン１４と作動液冷却器１６とを含んでもよい。作動液冷却器１６は、機械の油圧機器を操作するためのオイルのような作動液を冷却するために一般に設けられる。冷却ファン１４を配列して、強制冷却をラジエータ１２と作動液冷却器１６とに行うことが可能である。
【００１２】
例えば、冷却ファン１４が第１の方向に駆動されるとき、冷却ファン１４からの空気流が前方方向４６にラジエータ１２と作動液冷却器１６とを通過するように、冷却ファン１４を空気通路１８に配置することができる。逆に、冷却ファン１４が第１の方向と反対側の第２の方向に回転されるとき、空気はラジエータ１２および冷却器１６から冷却ファン１４に向かって逆方向４８に流れる。冷却ファン１４を停止するか、第１の正転に駆動するか、あるいは第２の逆転に駆動することができる。
【００１３】
ファン制御システム１０は、加圧流体源（例えば感圧可変容量油圧ポンプ２０）、流体作動モータ（例えば可逆油圧モータ２６）、液リザーバ、すなわち、タンク４４を含み得る。モータ２６は第１のポート２６ａと第２のポート２６ｂとを含み得る。ファン制御システム１０はまた、加圧流体をポンプ２０から第１のポート２６ａまたは第２のポート２６ｂに選択的に方向付けることによってファン１４の回転を逆転できる第１の弁（例えば方向制御弁３６）を含み得る。模範的な実施形態では、第１の弁３６はソレノイド作動式方向制御弁であり得る。ファン制御システム１０はまた、いずれかの方向の冷却ファン１４の回転スピードを増減できる第２の弁（例えば可変制御弁６０）を含み得る。可変制御弁６０は、例えば、所望に応じて冷却ファン１４の回転スピードを増減するために、圧力信号をポンプ２０に供給するように作動する減圧弁であり得る。
【００１４】
ポンプ２０は、エンジン（図示せず）の例えばモータによって回転されるように適合し得る。ポンプ２０は、作動液をリザーバ４４からポンプ２０に供給できるように、油圧ライン２２を介してリザーバ４４に流体連結される。ポンプ２０はまた、作動液を流体ポンプ２０から弁３６、６０に供給できるように、油圧ライン２４を介して方向制御弁３６と可変制御弁６０とに流体連結される。
【００１５】
ポンプ２０は、方向制御弁３６を通し、かつ油圧ライン２８を介してモータ２６の第１のポート２６ａに流体を供給し得る。ポンプ２０は、方向制御弁３６を通し、かつ油圧ライン２９を介してモータ２６の第２のポート２６ｂに流体を供給し得る。１つの模範的な実施形態では、油圧回路１０は、油圧ライン３０ａ、３０ｂそれぞれに位置付けられた２つのリリーフ弁３２、３４を含み得る。油圧ライン３０ａ、３０ｂは油圧ライン２８、２９と流体連結される。モータ２６が損傷され得る程度に、流体圧力が余りに大きくなる場合、方向制御弁３６の位置に応じて、作動液は、適切なリリーフ弁３２、３４によりモータ２６を迂回し、かつ個々の油圧ライン３０ａ、３０ｂを通して移動することが可能である。
【００１６】
方向制御弁３６はモータ２６の回転方向を制御することが可能である。上述のように、方向制御弁３６をポンプ２０とモータ２６との間のファン制御システム１０に配置することができる。方向制御弁３６は、例えば、ファンを停止するための中立位置Ｎと、ファンを第１の前方方向に回転させるための前方位置Ｆと、ファンを第２の逆方向に回転させるための逆位置Ｒとを有する３ポジション４ポート弁であり得る。したがって、方向制御弁３６は、モータ２６を停止するか、モータ２６を正転するか、あるいはモータ２６を逆転することができる。
【００１７】
モータ２６を停止するか、あるいは正転または逆転するために、リターンスプリング４０のバイアス力と、ソレノイド３８によって発生される対抗力との間の関係に従って、方向制御弁３６のスプール弁要素（図示せず）を移動し得る。例えば、ソレノイド３８に選択的に電気的に電圧を印加して、ばね４０のバイアス力の反対方向に作用する対抗力を発生し得る。これによって、方向制御弁３６は、ポンプ２０からモータ２６に送られる流体の流動方向を遮断または制御し得る。方向制御弁３６が前方位置Ｆにあると、弁３６はポンプ２０から油圧ライン２８を介してモータ２６の第１のポート２６ａに加圧流体を方向付ける。弁３６が逆位置Ｒにあると、弁３６はポンプ２０から油圧ライン２９を介してモータ２６の第２のポート２６ｂに加圧流体を方向付ける。
【００１８】
制御装置５０は方向制御弁３６に関連付けることが可能である。制御装置５０は、方向制御弁３６の位置を中立位置Ｎ、前方位置Ｆおよび逆位置Ｒにまたそこから自動的にシフトするように適合することができる。制御装置５０は、方向制御弁３６のソレノイド３８に電気連結されたコントローラ５２を含み得る。
【００１９】
一実施形態では、手動スイッチ５４は制御装置５０に関連付けることが可能である。手動スイッチ５４は方向制御弁３６の自動制御を停止して、手動制御を可能にする。したがって、冷却ファン１４は、方向制御弁３６を逆位置Ｒに手動でシフトすることによって逆転し得る。
【００２０】
可変制御弁６０は、ポンプ２０に通信される流体圧力信号を変更するために設けることが可能である。次に、ポンプ２０に供給される流体出力信号を変更することにより、方向制御弁３６を通してモータ２６に供給されるポンプ２０からの流体出力が変更される。モータ２６への流体量を変更することにより、モータ２６の回転が増加または減少させられ、このことにより、次に冷却ファン１４の回転スピードがそれぞれ増加または減少させられる。冷却ファン１４の回転スピードの増加または減少は、第１の前方方向および第２の逆方向の両方で起こり得る。
【００２１】
可変制御弁６０の出力を油圧ライン７６を介してポンプ２０に流体連結して、流体圧力信号をポンプ２０に可変に供給し得る。弁６０は、弁６０からリザーバ４４にも作動液を排出し得るように、油圧ライン６６と６８とを介してリザーバ４４と連結し得る。弁６０はまた、ソレノイド６２とばね６４とを含み得る。弁６０を制御してポンプ２０への流体圧力信号を変更するために、制御装置７０を設けることが可能である。制御装置７０はコントローラ７２と手動スイッチ７４とを含み得る。コントローラ７０の出力端子は可変制御弁６０のソレノイド６２に電気連結し得る。コンピュータアルゴリズムと関連して、コントローラ７０は、ポンプ２０への流体圧力信号を変更するためにソレノイド６２に供給される電流を変更することが可能であり、このことにより、次にポンプ２０からの流体出力を変更し得る。
【００２２】
システム１０は、制御装置５０、７０へのシステムパラメータを分析しおよび／または命令を送信するように構成された主コントローラ８０を含み得る。コントローラ８０および制御装置５０、７０が組み合わせ可能であることを理解すべきである。コントローラ８０はコンピュータであるかあるいはコンピュータとインタフェースし得ることも理解すべきである。
【００２３】
図２を参照すると、本発明による可逆自動ファン制御プロセス１００の模範的な実施形態が記載されている。ステップ１１０において、機械のエンジン（図示せず）は、機械がターンオンされた後に始動される。模範的なプロセス１００の間、機械を停止し得るかまたは移動している場合がある。停止される場合、機械は作業運転にあり得る。
【００２４】
ステップ１２０において、エンジンが始動された後、冷却ファン１４は正規の作動スピードＶＮで第１の方向に回転し得る。第１の方向は、例えば、前方方向４６、すなわち冷却空気をラジエータ１２に供給する方向に、空気流を発生する方向であり得る。第１の方向に回転しつつ、冷却ファン１４は冷却空気をラジエータ１２に供給し得る。コントローラ８０は、正規の動作電流ＩＮを可変弁６０のソレノイド６２に方向付けることによって正規の作動スピードＶＮでファン１４を回転し得る。正規の作動スピードＶＮは、ファン１４の最大回転スピードＶＭＡＸを超えない任意のスピードであり、ラジエータ１２の温度を所望の作動範囲に維持するファン制御方式に従って決定され得る。最大回転スピードＶＭＡＸは、ファン１４の機械的および油圧的な限界によって決定され得る。制御はステップ１３０に続く。
【００２５】
次に、ステップ１３０において、コントローラ８０は、第１の所定の期間Ａまたは正規の動作期間が経過したかどうかを決定する。期間Ａが経過していた場合、制御はステップ１４０に続く。さもなければ、期間Ａが経過していなかった場合、制御はステップ１３０に戻る。
【００２６】
ステップ１４０において、期間Ａが経過していたことをコントローラ８０が決定すると、第１の方向の冷却ファン１４の回転は、第１の所定のランプ速度で、可変制御弁６０のソレノイド６２への電流を増加することによって減速される。第１のランプ速度は、ファン制御システム１０の油圧的および機械的安定性を維持しつつ、適切な逆転スピードＶＲに可能な限り迅速に達するように選択される。同様に、適切な逆転スピードＶＲは、ファン制御システム１０の油圧的および機械的安定性を維持しつつ、冷却ファン１４の逆転に使用される時間期間を最小にするように選択される。例えば、逆転前にファン１４を停止状態まで遅くすることにより、油圧的および機械的安定性の向上を提供し得るが、ファンを完全に停止するためにかかる時間は、ラジエータ１２および冷却器１６に望ましくない温度を生じる可能性がある。したがって、適切な逆転スピードＶＲを決定するとき、冷却ファン１４の油圧的および機械的安定性と、冷却ファン１４の逆転に使用される時間との間で適当な妥協を行うことが可能である。次に、制御はステップ１５０に続く。
【００２７】
可変制御弁６０のソレノイド６２への電流のランプ速度は、冷却ファン１４の加速に反比例することを理解すべきである。すなわち、ソレノイド６２への電流が増加するにつれ、冷却ファン１４は減速され、またソレノイド６２への電流が減少するにつれ、冷却ファン１４は加速される。例えば、ソレノイド６２への電流量が増加するとき、ポンプ２０からの流体出力量は減少する。ポンプ２０からの流体出力が減少するにつれ、モータ２６の回転スピードは減少し、次に冷却ファン１４を減速する。ソレノイド６２への電流が減少するとき、その逆が当てはまる。
【００２８】
冷却ファン１４の回転スピードは、可変制御弁６０のソレノイド６２に供給される電流に反比例することも理解すべきである。しかし、冷却ファン１４の回転スピードは、ソレノイド６２への電流が増減するときに瞬時に増減しないが、この理由は、冷却ファン１４およびモータ２６のそれぞれが、減速時に克服しなければならない運動量および加速時に克服しなければならない慣性モーメントをもたらす質量を有するからである。
【００２９】
ステップ１５０において、コントローラ８０は、可変制御弁６０のソレノイド６２に送られる電流が、冷却ファン１４の逆転スピードＶＲに対応する逆電流ＩＲに達したかどうかを決定する。ソレノイド６２に送られる電流が逆電流ＩＲに達した場合、制御はステップ１６０に続く。さもなければ、ソレノイド６２に送られる電流が逆電流ＩＲに達しなかった場合、制御はステップ１４０に戻る。
【００３０】
ステップ１６０において、ソレノイド６２に送られる電流が逆電流ＩＲに達したことをコントローラ８０が決定した後、コントローラ８０は第１の所定の遅延期間を開始して、冷却ファン１４が逆転スピードＶＲに減速することを可能にする。次に、ステップ１７０において、コントローラ８０はソレノイドへの逆電流ＩＲの供給を維持する。制御はステップ１８０に続く。
【００３１】
次に、ステップ１８０において、コントローラ８０は、遅延期間が経過したかどうかを決定する。遅延期間が経過していた場合、制御はステップ１９０に続く。さもなければ、遅延期間が経過していなかった場合、制御はステップ１７０に戻る。
【００３２】
ステップ１９０において、遅延期間が経過していたことをコントローラ８０が決定すると、冷却ファンの回転方向は第１の方向と反対側の第２の方向に逆転される。第２の方向は、例えば、逆方向４８、すなわちラジエータ１２から空気を引き込む方向に、空気流を発生する方向であり得る。例えば、冷却ファン１４は、コントローラ８０が方向制御弁３６のソレノイド３８を作動して弁３６をその逆転位置Ｒに移動するときに、第２の方向に逆転し得る。制御はステップ２００に続く。
【００３３】
次に、ステップ２００において、第２の方向のファン１４の回転スピードは、第２の所定のランプ速度で、可変制御弁６０のソレノイド６２への電流を減少することによって加速される。第２のランプ速度は、ファン制御システム１０の油圧的および機械的安定性を維持しつつ、所定の逆転スピードＶＭ（例えば最大逆転スピード）に可能な限り迅速に達するように選択され得る。同様に、所定の逆転スピードＶＭは、冷却ファン１４がラジエータ１２からデブリを清浄にするために必要な時間期間を最小にするように選択され得る。実施形態では、所定の逆転スピードＶＭは最大ファンスピードＶＭＡＸであり得る。次に、制御はステップ２１０に続く。
【００３４】
ステップ２１０において、コントローラ８０は、可変制御弁６０のソレノイド６２に送られる電流が、冷却ファン１４の所定の逆転スピードＶＭに対応する最小電流ＩＭＩＮに達したかどうかを決定する。ソレノイド６２に送られる電流が最小電流ＩＭＩＮに達していた場合、制御はステップ２２０に続く。さもなければ、ソレノイド６２に送られる電流が最小電流ＩＭＩＮに達していなかった場合、制御はステップ２００に戻る。
【００３５】
次に、ステップ２２０において、ソレノイド６２に送られる電流が最小電流ＩＭＩＮに達したことをコントローラ８０が決定した後、コントローラ８０は第２の所定の期間または逆転期間を開始する。次に、ステップ２３０において、コントローラ８０はソレノイドへの最小電流ＩＭＩＮの供給を維持する。逆転期間の間、冷却ファン１４は、冷却ファン１４の最大回転スピードＶＭＡＸを超えない任意の速度で第２の方向に回転し得る。制御はステップ２４０に続く。
【００３６】
ステップ２４０において、コントローラ８０は、逆転期間が経過したかどうかを決定する。逆転期間が経過していた場合、制御はステップ２５０に続く。さもなければ、逆転期間が経過していなかった場合、制御はステップ２３０に戻る。
【００３７】
ステップ２５０において、逆転期間が経過していたことをコントローラ８０が決定すると、第２の方向の冷却ファン１４の回転は、第３の所定のランプ速度で、可変制御弁６０のソレノイド６２への電流を増加することによって減速される。第３のランプ速度は、ファン制御システム１０の油圧的および機械的安定性を維持しつつ、適切な逆転スピードＶＲに可能な限り迅速に達するように選択され得る。あるいは、適切な逆転スピードＶＲとは異なる第２の適切な逆転スピードに冷却ファン１４の回転を減速してもよい。同様に、第２の適切な逆転スピードは、ファン制御システム１０の油圧的および機械的安定性を維持しつつ、冷却ファン１４の逆転に使用される時間期間を最小にするように選択可能に選択され得る。次に、制御はステップ２６０に続く。
【００３８】
次に、ステップ２６０において、コントローラ８０は、可変制御弁６０のソレノイド６２に送られる電流が、冷却ファン１４の逆転スピードＶＲに対応する逆電流ＩＲに達したかどうかを決定する。ソレノイド６２に送られる電流が逆電流ＩＲに達していた場合、制御はステップ２７０に続く。さもなければ、ソレノイド６２に送られる電流が逆電流ＩＲに達していなかった場合、制御はステップ２５０に戻る。
【００３９】
ステップ２７０において、ソレノイド６２に送られる電流が逆電流ＩＲに達したことをコントローラ８０が決定した後、コントローラ８０は第２の所定の遅延期間を開始して、冷却ファン１４が逆転スピードＶＲに減速することを可能にする。次に、ステップ２８０において、コントローラ８０はソレノイドへの逆電流ＩＲの供給を維持する。制御はステップ２９０に続く。
【００４０】
次に、ステップ２９０において、コントローラ８０は、第２の遅延期間が経過したかどうかを決定する。第２の遅延期間が経過していた場合、制御はステップ３００に続く。さもなければ、第２の遅延期間が経過していなかった場合、制御はステップ２８０に戻る。
【００４１】
ステップ３００において、第２の遅延期間が経過していたことをコントローラ８０が決定すると、冷却ファンの回転方向は第１の方向に逆転されて戻る。次に、制御はステップ３１０に続く。
【００４２】
次に、ステップ３１０において、第１の方向のファン１４の回転速度は、第４の所定のランプ速度で、可変制御弁６０のソレノイド６２への電流を減少することによって加速される。第４のランプ速度は、ファン制御システム１０の油圧的および機械的安定性を維持しつつ、正規の作動スピードＶＮに可能な限り迅速に達するように選択され得る。次に、制御はステップ３２０に続く。
【００４３】
ステップ３２０において、コントローラ８０は、可変制御弁６０のソレノイド６２に送られる電流が、冷却ファン１４の正規の作動スピードＶＮに対応する正規の動作電流ＩＮに達したかどうかを決定する。ソレノイド６２に送られる電流が正規の動作電流ＩＮに達していた場合、制御はステップ３３０に続く。さもなければ、ソレノイド６２に送られる電流が正規の動作電流ＩＮに達していなかった場合、制御はステップ３１０に戻る。
【００４４】
ステップ３３０において、ソレノイド６２に送られる電流が正規の動作電流ＩＮに達したことをコントローラ８０が決定した後、コントローラ８０は所定の正規の動作期間Ａを開始し、また制御はステップ３４０に続く。次に、ステップ３４０において、制御はステップ１２０に戻される。
【００４５】
一般に、機械に関連付けてコンピュータ（図示せず）を設けることが可能である。コンピュータは、所定の正規の動作期間Ａ、所定の遅延時間、所定の逆転期間、１つまたは複数の所定のランプ速度、および所定の電流のような制御プロセス１００の特定のパラメータを含む１つ以上のアルゴリズムを含み得る。代替的実施形態では、これらのパラメータは、機械の操作者によってアルゴリズムに入力してもよい。タイミング装置（図示せず）は、コンピュータ内に含まれるアルゴリズムに関連付けて、制御プロセス１００に関連して経過時間を監視する。
【００４６】
模範的な実施形態では、コンピュータは要求ファンアルゴリズムと逆転ファンアルゴリズムとを含むことが可能であり、これらの両方は、冷却ファンの回転方向ならびに回転スピードを制御するために利用される。コンピュータは、機械の正規の作動中に要求ファンアルゴリズムを使用し得る。時間Ａが経過した後、コンピュータは逆転ファンアルゴリズムに切り換わって、ファンの回転を遅くし、時間期間Ｃの間にファンの回転を逆転し、再びファンの回転を遅くし、また再び冷却ファンを逆転して正転に戻す。コンピュータは、冷却ファンが前方方向に回転するとき、時間期間Ａの間に要求ファンアルゴリズムに切り換わって戻ることが可能である。
【００４７】
図３は、制御プロセス１００の最中に可変制御弁６０のソレノイド６２に移動する電流対時間を示したグラフである。このグラフは正転（期間ＡとＢ）および逆転（期間ＣとＤ）の期間を含む。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
次に図１および図２を参照して、可逆ファン制御システム１０の作動について以下に詳細に説明する。一般に、機械の「正規の」作動は、冷却ファン１４を回転して前方方向４６の空気流を発生する工程を含む。１つの模範的な実施形態では、このことは、要求ファンアルゴリズムを用いることによって達成し得る。ファン１４を前方方向に回転させるために、方向制御ソレノイド弁３６はその前方位置Ｆにある。図３の「正規の」動作期間Ａの間、可変制御弁６０への電流はほぼ一定の「正規の」電流ＩＮであるので、ファン１４は一般にほぼ一定のスピードで回転する。正規のファンスピードおよび正規の電流ＩＮは機械により変化し得ることを理解すべきである。
【００４９】
冷却ファン１４が正規のスピードで前方方向に回転する所定期間Ａは、機械により変化することも理解すべきである。例えば、期間Ａは約０分〜約２４０分の範囲にあり得る。例えば、１つの模範的な実施形態では、期間Ａは約２０分であり得る。他の模範的な実施形態では、期間Ａは約３０分であり得る。期間Ａは、冷却ファン１４を逆方向に回転してデブリを取り除くことが必要、有益、および／または効率的であり得るように、ある量のデブリがラジエータ１２内に留まることが予想される時間期間を表し得る。
【００５０】
期間Ａが過ぎたことをコントローラ８０が決定するまで、冷却ファン１４を回転して、前方方向４６の空気流を発生し得る。期間Ａが過ぎた後、コントローラ８０は信号を送信して、前方方向のファンの回転スピードを減少させる。正規のスピードから適切な逆転スピードへのファンの所望の回転減速を達成するために、コントローラ８０は信号を制御装置７０に送信して、第１の所定のランプ速度で、可変制御弁６０への電流を正規の電流ＩＮから逆電流ＩＲに増加し得る。
【００５１】
逆電流ＩＲは、機械に応じて変化し得ることを理解すべきである。例えば、逆電流ＩＲは約０．０アンペア〜約５．０アンペアの範囲にあり得る。模範的な実施形態では、逆電流ＩＲは約１．５アンペアであり得る。他の模範的な実施形態では、逆電流ＩＲは約１．８アンペアであり得る。逆電流ＩＲは逆転アルゴリズムのパラメータであり得るか、あるいは機械操作者によって入力することが可能である。
【００５２】
冷却ファン１４は、ある時間期間Ｂにわたって正規の作動スピードＶＮから逆転スピードＶＲに減速される。期間Ｂの間、ソレノイド６２への電流は逆電流ＩＲに漸減され、また第１の遅延期間が経過する。期間Ｂは機械により変化し得る。例えば、期間Ｂは約０秒〜約３０秒の範囲にあり得る。模範的な実施形態では、期間Ｂは約２秒であり得る。他の模範的な実施形態では、期間Ｂは約５秒であり得る。
【００５３】
冷却ファン１４が逆転スピードＶＲに減速された後、コントローラ８０は信号を制御装置５０に送信して、方向制御弁３６を作動し、方向制御弁３６の位置をその逆位置Ｒにシフトし得る。このことにより、冷却ファン１４の回転方向が逆転されて空気流を逆方向４８に発生する。
【００５４】
冷却ファン１４の回転方向が逆転された後、コントローラ８０は信号を送信して、逆方向の冷却ファン１４の回転を加速し得る。適切な逆転スピードから所定のスピード（例えば最大スピード）への所望の回転加速を達成するために、コントローラ８０は信号を制御装置７０に送信して、第２の所定のランプ速度で、可変制御弁６０への電流を逆転トリップポイント電流ＩＲから最小電流ＩＭＩＮに減少し得る。
【００５５】
最小電流ＩＭＩＮは機械により変化し得ることを理解すべきである。例えば、最小電流ＩＭＩＮは約０．４アンペアであり得る。第２のランプ速度も機械により変化し得る。例えば、電流は、約０．０アンペア／秒〜約２．５アンペア／秒の範囲の速度で漸減し得る。模範的な実施形態では、第２のランプ速度は約１アンペア／秒であり得る。
【００５６】
ファンへの電流が最小電流ＩＭＩＮに達すると、冷却ファン１４の回転スピードは所定の逆転スピードＶＭに間もなく達する。所定の逆転スピードＶＭは高速、例えば冷却ファン１４の最大回転スピードＶＭＡＸであり得る。コントローラ８０は、所定の逆転期間の間、冷却ファン１４を逆方向に回転し得る。時間期間Ｃは、逆転スピードＶＲから所定の逆転スピードＶＭに冷却ファン１４のスピードを上昇し、かつラジエータ１２からデブリを取り除くためにかかる時間を表している。期間Ｃは機械により変化し得る。例えば、期間Ｃは約０秒〜約１２０秒の範囲にあり得る。模範的な実施形態では、期間Ｃは約２０秒であり得る。他の模範的な実施形態では、期間Ｃは約３０秒であり得る。
【００５７】
逆転期間が過ぎたことをコントローラ８０が決定すると、コントローラ８０は信号を送信して、逆方向の冷却ファン１４の回転を減速し得る。所定のスピード（例えば最大スピード）から適切な逆転スピードへの所望の回転減速を達成するために、コントローラ８０は信号を制御装置７０に送信して、第３の所定のランプ速度で、可変制御弁６０への電流を最小電流ＩＭＩＮから逆電流ＩＲに増加し得る。
【００５８】
冷却ファン１４は、ある時間期間Ｄにわたって所定の逆転スピードＶＭから逆転スピードＶＲに減速される。期間Ｄの間、ソレノイド６２への電流は逆電流ＩＲに漸減され、また第２の所定の遅延期間が経過する。期間Ｄは機械により変化し得る。例えば、期間Ｄは約０秒〜約３０秒の範囲にあり得る。模範的な実施形態では、期間Ｄは約２秒であり得る。他の模範的な実施形態では、期間Ｄは約５秒であり得る。
【００５９】
冷却ファン１４が逆転スピードＶＲに減速されると、コントローラ８０は信号を制御装置５０に送信して、方向制御弁３６を作動し、弁３６の位置をその前方位置Ｆにシフトして戻し得る。このことにより、冷却ファン１４の回転方向が逆転されて戻り、正転４６の空気流を発生する。
【００６０】
冷却ファン１４の回転が逆転されて正転４６の空気流を発生した後、コントローラ８０は信号を送信して、冷却ファン１４の回転を加速し得る。逆転スピードから正規のスピードへの所望の回転加速を達成するために、コントローラ８０は信号を制御装置７０に送信して、第４の所定のランプ速度で、可変制御弁６０への電流を逆転トリップポイント電流ＩＲから正規の電流ＩＮに減少し得る。
【００６１】
一実施形態では、コントローラ８０は信号を送信して、可変制御弁６０への電流を、コントローラ８０が逆転ファンアルゴリズムを用いて自動逆転手順を開始する前に可変制御弁６０に流れていた同一の電流に減少し得る。模範的な実施形態では、コントローラ８０は、それが冷却ファン１４の方向の回転の自動逆転を開始する直前の時間に、弁６０への電流に関する値を記憶し得る。冷却ファン１４の方向の回転が前方方向に逆転されて戻った後、コントローラ８０は、弁６０への電流を記憶された電流値に減少し得る。
【００６２】
上述のように、冷却ファン１４が逆転されると、ラジエータ１２と冷却器１６とを通過する冷却空気の逆流によって、ラジエータ１２および冷却器１６に留まるデブリを取り除くことが可能である。上述の方法を用いて、逆方向４８に流れる空気は、規則的な時間期間でラジエータ１２および冷却器１６の詰まった部分を自動的に清浄にし得る。
【００６３】
さらに、機械の操作者は、冷却ファン１４の回転を逆方向に手動で変更することによってデブリを手動で取り除き得る。これは、操作者が手動スイッチ５４を作動して方向制御弁３６をその逆位置Ｒに手動でシフトするときに行われる。したがって、自動清浄に加えて、ラジエータ１２の詰まった部分の清浄は、状況がこのような手動清浄を必要とするときにはいつでも行うことが可能である。冷却ファンの手動逆転は、自動逆転のタイミングのために期間Ａを再始動してもしなくてもよい。さらに、機械の遮断は、自動逆転のタイミングのために期間Ａを再始動してもしなくてもよい。
【００６４】
図１に示したように、本発明の模範的な実施形態の作動は１つ以上のコントローラ８０で実施することが可能である。コントローラ８０は、一般的な目的または特殊な目的のコンピュータと、プログラミングされたマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラおよび周辺の集積回路素子と、ＡＳＩＣまたは他の集積回路と、別個の素子回路のようなハードウェア電子回路または論理回路と、ＰＬＤ、ＰＬＡ、ＦＰＧＡまたはＰＡＬ等のようなプログラム可能な論理装置とを含み得る。一般に、図２に示したフローチャートを実施できる有限状態マシンが任意の装置を使用して、本発明のコントローラの機能を実施することができる。
【００６５】
本発明の範囲または精神から逸脱することなく、ファン制御システムにおいて種々の修正および変更を行うことができることが当業者には明白であろう。本発明の他の実施形態は、本明細書に開示した本発明の仕様および実施を考慮すれば当業者には明白であろう。明細書および例があくまでも模範的なものに過ぎないと考えられることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施形態による模範的な可逆自動ファン制御システムの概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による模範的な可逆自動ファン制御プロセスのフローチャートである。
【図３】図２の模範的な可逆自動ファン制御プロセスの電流対時間を示したグラフである。
【符号の説明】
【００６７】
１０  油圧回路
１２  ラジエータ
１４  ファン
１６  作動液（オイル）冷却器
１８  空気通路
２０  油圧ポンプ
２２  油圧ライン
２４  油圧ライン
２６  モータ
２６ａ  モータ２６の第１のポート
２６ｂ  モータ２６の第２のポート
２８  油圧ライン
２９  油圧ライン
３０ａ  油圧ライン
３０ｂ  油圧ライン
３２  リリーフ弁
３４  リリーフ弁
３６  第１の弁（方向制御弁）
３８  弁３６のソレノイド
４０  弁３６のリターンスプリング
４４  タンク
４６  空気流の前方方向
４８  空気流の逆方向
５０  制御装置
５２  コントローラ
５４  手動スイッチ
６０  第２の弁（可変制御弁）
６２  弁６０のソレノイド
６４  弁６０のばね
６６  油圧ライン
６８  油圧ライン
７０  制御装置
７２  コントローラ
７４  手動スイッチ
７６  油圧ライン
８０  コントローラ
１００  可逆自動ファン制御プロセス
１１０  ステップ：エンジン始動
１２０  ステップ：作動スピードでファンを第１の方向に回転
１３０  決定：所定の動作期間は経過したか？
１４０  ステップ：ファンの減速
１５０  決定：ソレノイドへの電流＝ＩＲ？
１６０  ステップ：第１の遅延期間の開始
１７０  ステップ：ソレノイドへの電流＝ＩＲ
１８０  決定：遅延期間は経過したか？
１９０  ステップ：ファンの方向の逆転
２００  ステップ：ファンを第２の方向に加速
２１０  決定：ソレノイドへの電流＝ＩＭ？
２２０  ステップ：逆転期間の開始
２３０  ステップ：ソレノイドへの電流＝ＩＭ
２４０  決定：逆転期間は経過したか？
２５０  ステップ：ファンの減速
２６０  決定：ソレノイドへの電流＝ＩＲ？
２７０  ステップ：第２の遅延期間の開始
２８０  ステップ：ソレノイドへの電流＝ＩＲ
２９０  決定：遅延期間は経過したか？
３００  ステップ：ファンの方向の逆転
３１０  ステップ：ファンを第１の方向に加速
３２０  決定：ソレノイドへの電流＝ＩＮ？
３３０  ステップ：所定の動作期間の開始
３４０  ステップ：ステップ１２０に戻る
【図１】
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【図２】
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【図３】
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