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公開番号2025032969
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-12
出願番号2024109731
出願日2024-07-08
発明の名称ファン制御システム、及び作業機
出願人株式会社クボタ
代理人弁理士法人R&C
主分類F01P 7/04 20060101AFI20250305BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】ファンの駆動制御がより適切に行われるファン制御システムと、そのようなファン制御システムを備えた作業機を提供する。
【解決手段】ファン制御システムは、ファン32と、ファン32の周辺に設けられた防塵具31と、ファンを正逆回転させるファン駆動部33と、ファン駆動部33を駆動制御するファン制御部51と、ファン32の駆動挙動に基づいて、防塵具31の目詰まり度を算定する目詰まり度算出部53と、目詰まり度に基づいてファン32の逆転をファン制御部51に指令する逆転指令部54とを備える。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
ファン制御システムであって、
ファンと、
前記ファンの周辺に設けられた防塵具と、
前記ファンを正逆回転させるファン駆動部と、
前記ファン駆動部を駆動制御するファン制御部と、
前記ファンの駆動挙動に基づいて、前記防塵具の目詰まり度を算定する目詰まり度算出部と、
前記目詰まり度に基づいて前記ファンの逆転を前記ファン制御部に指令する逆転指令部と、を備えたファン制御システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記ファン駆動部はファンモータであり、前記ファンモータは、前記ファン制御部からの駆動信号によって駆動制御される請求項１に記載のファン制御システム。
【請求項３】
前記駆動挙動は、前記ファンの回転速度、または前記ファンの駆動時間、あるいは前記回転速度と前記駆動時間の両方とにより求められる請求項１に記載のファン制御システム。
【請求項４】
前記ファンの逆転時間は、予め設定された一定時間である請求項１に記載のファン制御システム。
【請求項５】
前記ファンの逆転時間は、前記目詰まり度に基づいて変更される可変時間である請求項１に記載のファン制御システム。
【請求項６】
前記ファンは、冷却メディアを通じて熱機器を冷却する冷却ファンであり、前記冷却メディアの温度または前記熱機器の温度を検知する内部温度検知部が備えられ、前記目詰まり度算出部は、前記内部温度検知部によって検知された検知温度と前記駆動挙動とに基づいて、前記防塵具の目詰まり度を算定する請求項１に記載のファン制御システム。
【請求項７】
外気温度を検知する外部温度検知部が備えられ、前記目詰まり度算出部は、前記外気温度と前記検知温度と前記駆動挙動とに基づいて、前記目詰まり度を算定する請求項６に記載のファン制御システム。
【請求項８】
前記冷却メディアは、冷却風と冷却液とヒートパイプとのうちの少なくとも１つである請求項６に記載のファン制御システム。
【請求項９】
前記熱機器は、ラジエータとエンジンと電動モータとインバータとバッテリのうちの少なくとも１つである請求項６に記載のファン制御システム。
【請求項１０】
冷却メディアを通じて熱機器を冷却する冷却ファンと、
前記冷却ファンの周辺に設けられた防塵具と、
前記冷却ファンを正逆回転させるファン駆動部と、
前記ファン駆動部を駆動制御するファン制御部と、
前記冷却メディアの温度または前記熱機器の温度を検知する内部温度検知部と、
前記内部温度検知部によって検知された検知温度と、前記冷却ファンの駆動挙動とに基づいて、前記防塵具の目詰まり度を算定する目詰まり度算出部と、
前記目詰まり度に基づいて前記冷却ファンの逆転を前記ファン制御部に指令する逆転指令部と、を備えた作業機。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファン制御システムと、ファン制御システムを備えた作業機に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
作業機には、ラジエータやエンジンなどの熱機器を冷却するための外気を冷却ファンの回転により吸入する構造が備えられ、そのような熱機器を収納している熱機器収納空間に、外気（冷却風）とともに草や塵埃などが侵入することを防ぐ除塵具が設けられている。しかし、除塵具による除塵を続けていると塵埃が除塵具に付着堆積し、冷却風の吸入量が低下し、冷却風による熱機器に対する冷却が低下するという問題点がある。この問題を解決するための従来の技術として、例えば、特許文献１に示されている収穫機では、塵埃発生量の予測に基づいて、設定された刈取作業時間が経過すると、その都度、冷却ファンの回転状態を正回転状態から逆回転状態に切り換えて除塵具に逆向きの風を与えて、除塵具に付着している塵埃を吹き飛ばして除去し、熱機器収納空間への冷却風量を回復させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平１１－３６８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１によるファン制御システムでは、除塵具に草詰まりが発生していようがしていまいが、所定の周期で冷却ファンが逆転させられるので、冷却ファンが必ずしも効率的に駆動されないことがある。また、必要がない場合でも冷却ファンが逆転されると、冷却ファンの回転方向切替に要求されるエネルギが無駄となる問題や、回転方向切替機構の耐久性を低下などの問題が生じる。
【０００５】
上記実情に鑑み、本発明の目的は、ファンの駆動制御がより適切に行われるファン制御システムと、そのようなファン制御システムを備えた作業機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるファン制御システムは、ファンと、前記ファンの周辺に設けられた防塵具と、前記ファンを正逆回転させるファン駆動部と、前記ファン駆動部を駆動制御するファン制御部と、前記ファンの駆動挙動に基づいて、前記防塵具の目詰まり度を算定する目詰まり度算出部と、前記目詰まり度に基づいて前記ファンの逆転を前記ファン制御部に指令する逆転指令部とを備える。
【０００７】
なお、本願における「目詰まり度」なる語句は、防塵具における空気流通孔などの塞がり度合いを示すものであり、例えば、目詰まり度が０％は、防塵具が新品状態でその空気流通孔が全く塞がれていない状態を表し、目詰まり度が１００％は、防塵具の空気流通孔などが完全に塞がれた状態を表す。目詰まり度の単位は％でなくてもよい。本願では、目詰まり度は、ファンの駆動挙動に基づいて算定される。例えば、目詰まり度は、駆動挙動を変数とする関数を用いて算定可能であり、この関数は実験的、経験的に求めることができる。目詰まり度をＫとし、目詰まり度を導出する関数をＧとし、駆動挙動を駆動挙動１：α１、駆動挙動２：α２、駆動挙動３：α３、・・・とすれば、この関係は、次式で表される。
Ｋ＝Ｇ（α１，α２，α３，・・・）
例えば、α１，α２，α３，・・・として、ファン駆動時間、ファン回転速度、ファンの目標回転数に対する実回転数との差、ファン回転数変動幅、などが挙げられる。
そのような関数は、ルックアップテーブル化すると好都合である。また、目詰まり度は、決定木アルゴリズムを用いて求めることも可能である。
【０００８】
本発明による構成によれば、ファンの駆動挙動に基づいて、防塵具の目詰まり度が算定される。例えば、ファンが長時間駆動しているにもかかわらず、ファン効果が不十分な場合、防塵具の目詰まり度が高いと算定される。防塵具の目詰まり度が高いと算定されると、逆転指令部がファン制御部に逆転指令を与えることで、ファンは逆転し、防塵具の目詰まりを解消する。このように、ファンは目詰まり度が高いと算定された時に逆転されるので、ファンの無駄な逆転が抑制され、ファンの適切な駆動制御が実現される。
【０００９】
ファンの正逆転駆動は、機械伝動機構を用いて正逆切替可能に回転動力をファンに伝達する構成よりも、電動モータによって正逆切替可能に回転動力をファンに伝達する構成が容易である。このことから、本発明では、前記ファン駆動部はファンモータであり、前記ファンモータは、前記ファン制御部からの駆動信号によって駆動制御されることが提案される。
【００１０】
防塵具の目詰まり度は、ファンが強力にかつ長時間にわたって駆動されている場合には大きくなり、ファンが弱く短時間駆動されている場合には小さくなる傾向がある。このことからは、本発明では、前記冷却ファンの駆動挙動は、前記ファンの回転速度、または前記ファンの駆動時間、あるいは前記回転速度と前記駆動時間の両方とにより求められる。
この構成では、防塵具の目詰まり度が、容易に取得し易い検出パラメータを用いて、適切に算定される。
（【００１１】以降は省略されています）

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