JP3381594B2 - 自動車用冷却システムに用いられる電動ファン装置 - Google Patents
自動車用冷却システムに用いられる電動ファン装置Info
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- F01P7/04—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用冷却シス
テムに用いられる電動ファン装置に関する。
テムに用いられる電動ファン装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、冷却ファンを用いて熱交換器内を
流れる冷却媒体を冷却する自動車用冷却システムにおい
て、冷却ファンを駆動する電動モータに流れる電流を監
視し、電動モータに過電流が流れたことを検出すると、
電動モータへの通電を停止するようにしたものがある。
流れる冷却媒体を冷却する自動車用冷却システムにおい
て、冷却ファンを駆動する電動モータに流れる電流を監
視し、電動モータに過電流が流れたことを検出すると、
電動モータへの通電を停止するようにしたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した電動モータに
過電流が流れる場合としては、冷却ファンがゴミ、小石
等の異物によってロックした場合の他、冷却ファンが凍
結してロックした場合などがある。ここで、冷却ファン
の駆動要求としては、エンジン冷却からとエアコン冷媒
冷却からに大別される。そして、上記した従来のもので
は、エアコン冷媒冷却からのファン駆動要求時に、凍結
ロックによって電動モータに過電流が流れると、電動モ
ータへの通電を停止してしまうため、その後、エンジン
ルーム内の温度が上昇し、エンジン冷却からのファン駆
動要求があったとしても、電動モータを再駆動すること
ができないという問題がある。
過電流が流れる場合としては、冷却ファンがゴミ、小石
等の異物によってロックした場合の他、冷却ファンが凍
結してロックした場合などがある。ここで、冷却ファン
の駆動要求としては、エンジン冷却からとエアコン冷媒
冷却からに大別される。そして、上記した従来のもので
は、エアコン冷媒冷却からのファン駆動要求時に、凍結
ロックによって電動モータに過電流が流れると、電動モ
ータへの通電を停止してしまうため、その後、エンジン
ルーム内の温度が上昇し、エンジン冷却からのファン駆
動要求があったとしても、電動モータを再駆動すること
ができないという問題がある。
【０００４】本発明は上記問題に鑑みたもので、冷却フ
ァンが異物あるいは凍結によりロックしているときの電
動モータの通電制御を適切に行うことを目的とする。
ァンが異物あるいは凍結によりロックしているときの電
動モータの通電制御を適切に行うことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明においては、冷却ファン
（１）が設置された環境での雰囲気温度を検出する雰囲
気温センサ（１３）と、電動モータ（２）に流れる電流
が過電流であることを検出すると、電動モータに流れる
電流を制限し、雰囲気温センサによって検出された雰囲
気温度が所定温度以上になっても電動モータに流れる電
流が過電流であることを検出しているときにはその状態
が異物ロック判定の監視時間である一定時間継続する
と、電動モータへの通電を停止するモータ制御手段（１
０）を備えたことを特徴としている。
め、請求項１に記載の発明においては、冷却ファン
（１）が設置された環境での雰囲気温度を検出する雰囲
気温センサ（１３）と、電動モータ（２）に流れる電流
が過電流であることを検出すると、電動モータに流れる
電流を制限し、雰囲気温センサによって検出された雰囲
気温度が所定温度以上になっても電動モータに流れる電
流が過電流であることを検出しているときにはその状態
が異物ロック判定の監視時間である一定時間継続する
と、電動モータへの通電を停止するモータ制御手段（１
０）を備えたことを特徴としている。
【０００６】このことにより、冷却ファンが凍結ロック
していた場合には、雰囲気温度が所定温度以上になるま
で電動モータへの通電を維持しているため、その後の温
度上昇によって凍結ロックが解消されれば、定常の動作
状態にすることができる。また、雰囲気温度が所定温度
以上になっても電動モータに流れる電流が過電流である
ことを検出しているときにはその状態が異物ロック判定
の監視時間である一定時間継続すると、異物によるロッ
クであるとして、電動モータへの通電を停止する。従っ
て、冷却ファンが異物あるいは凍結によりロックしてい
るときの電動モータの通電制御を適切に行うことができ
る。
していた場合には、雰囲気温度が所定温度以上になるま
で電動モータへの通電を維持しているため、その後の温
度上昇によって凍結ロックが解消されれば、定常の動作
状態にすることができる。また、雰囲気温度が所定温度
以上になっても電動モータに流れる電流が過電流である
ことを検出しているときにはその状態が異物ロック判定
の監視時間である一定時間継続すると、異物によるロッ
クであるとして、電動モータへの通電を停止する。従っ
て、冷却ファンが異物あるいは凍結によりロックしてい
るときの電動モータの通電制御を適切に行うことができ
る。
【０００７】
【０００８】なお、上記した所定温度としては、請求項
２に記載の発明ように、雰囲気温度が所定温度になった
ときに、前記一定時間内で冷却ファンの解凍が終了でき
る温度に設定することができる。従って、凍結ロックで
あれば、少なくとも雰囲気温度が所定温度になった後の
前記一定時間内で冷却ファンの解凍が終了できているた
め、過電流検出による通電停止を行わないようにするこ
とができる。
２に記載の発明ように、雰囲気温度が所定温度になった
ときに、前記一定時間内で冷却ファンの解凍が終了でき
る温度に設定することができる。従って、凍結ロックで
あれば、少なくとも雰囲気温度が所定温度になった後の
前記一定時間内で冷却ファンの解凍が終了できているた
め、過電流検出による通電停止を行わないようにするこ
とができる。
【０００９】また、雰囲気温センサとしては、請求項３
に記載の発明のように、電動モータへの通電制御を行う
ための回路素子を搭載した回路基板（１２）上に設ける
ようにすることができる。このようにすれば、モータ制
御手段を構成する回路素子と雰囲気温センサとを同一回
路基板に搭載することができるため、雰囲気温センサを
別の場所に設けた場合に比べ構成を簡単にすることがで
きる。
に記載の発明のように、電動モータへの通電制御を行う
ための回路素子を搭載した回路基板（１２）上に設ける
ようにすることができる。このようにすれば、モータ制
御手段を構成する回路素子と雰囲気温センサとを同一回
路基板に搭載することができるため、雰囲気温センサを
別の場所に設けた場合に比べ構成を簡単にすることがで
きる。
【００１０】なお、上記した括弧内の符号は、後述する
実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。
実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施形態に係る
電動ファン装置の取り付け構造を示す。電動ファン装置
は、冷却ファン１と、この冷却ファン１を駆動する電動
モータ２を備えている。冷却ファン１によって発生する
冷却風の上流側には、エアコン（Ａ／Ｃ）用冷媒を冷却
する熱交換器であるコンデンサ３、およびエンジン冷却
水を冷却する熱交換器であるラジエータ４が配設されて
いる。
電動ファン装置の取り付け構造を示す。電動ファン装置
は、冷却ファン１と、この冷却ファン１を駆動する電動
モータ２を備えている。冷却ファン１によって発生する
冷却風の上流側には、エアコン（Ａ／Ｃ）用冷媒を冷却
する熱交換器であるコンデンサ３、およびエンジン冷却
水を冷却する熱交換器であるラジエータ４が配設されて
いる。
【００１２】電動モータ２は、モータ制御装置１０によ
って駆動制御される。このモータ制御装置１０は、図２
に示すように、電動モータ２への通電制御を行うための
回路素子、すなわ後述する各回路１０１〜１１０を構成
する回路素子が回路基板１２の一方の面に搭載され、回
路基板１２の他方の面に放熱フィン１１が取り付けられ
た構成となっている。なお、図では、後述するＭＯＳト
ランジスタ１０１がヒートシンク１４を介して回路基板
１２に取り付けられている状態を示している。また、回
路基板１２の一方の面には雰囲気温センサ１３が取り付
けられており、この雰囲気温センサ１３は、冷却ファン
１が設置された環境での雰囲気温度を検出する。
って駆動制御される。このモータ制御装置１０は、図２
に示すように、電動モータ２への通電制御を行うための
回路素子、すなわ後述する各回路１０１〜１１０を構成
する回路素子が回路基板１２の一方の面に搭載され、回
路基板１２の他方の面に放熱フィン１１が取り付けられ
た構成となっている。なお、図では、後述するＭＯＳト
ランジスタ１０１がヒートシンク１４を介して回路基板
１２に取り付けられている状態を示している。また、回
路基板１２の一方の面には雰囲気温センサ１３が取り付
けられており、この雰囲気温センサ１３は、冷却ファン
１が設置された環境での雰囲気温度を検出する。
【００１３】図３に、電動ファン装置の電気的な構成を
示す。モータ制御装置１０は、車載バッテリ５から図示
しないイグニッションスイッチを介した電源供給を受け
て動作し、エンジン制御ＥＣＵ２０から出力されるファ
ン駆動信号に基づいて電動モータ２の通電制御を行う。
すなわち、エンジン制御ＥＣＵ２０は、エンジン制御を
行うに必要な各種センサ信号を取り込んでエンジン制御
を行うとともに、エンジン冷却からの駆動要求、エアコ
ン冷媒冷却からの駆動要求に応じたファン駆動信号を出
力し、モータ制御装置１０は、そのファン駆動信号に基
づいて電動モータ２の通電制御を行う。なお、エンジン
制御ＥＣＵ２０に入力される各種センサ信号としては、
エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ２１、外気
温を検出する外気温センサ２２、車速を検出する車速セ
ンサ２３、Ａ／Ｃスイッチ２４などが含まれている。
示す。モータ制御装置１０は、車載バッテリ５から図示
しないイグニッションスイッチを介した電源供給を受け
て動作し、エンジン制御ＥＣＵ２０から出力されるファ
ン駆動信号に基づいて電動モータ２の通電制御を行う。
すなわち、エンジン制御ＥＣＵ２０は、エンジン制御を
行うに必要な各種センサ信号を取り込んでエンジン制御
を行うとともに、エンジン冷却からの駆動要求、エアコ
ン冷媒冷却からの駆動要求に応じたファン駆動信号を出
力し、モータ制御装置１０は、そのファン駆動信号に基
づいて電動モータ２の通電制御を行う。なお、エンジン
制御ＥＣＵ２０に入力される各種センサ信号としては、
エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ２１、外気
温を検出する外気温センサ２２、車速を検出する車速セ
ンサ２３、Ａ／Ｃスイッチ２４などが含まれている。
【００１４】モータ制御装置１０は、エンジン制御ＥＣ
Ｕ２０からのファン駆動信号に基づいて、電動モータ２
をパルス幅変調（ＰＷＭ）制御する。このため、モータ
制御装置１０は、電動モータ２を駆動する半導体スイッ
チング素子としてのＭＯＳトランジスタ１０１と、エン
ジン制御ＥＣＵ２０からのファン駆動信号に基づきその
ファン駆動信号に応じた電圧レベルの信号を出力する信
号処理回路１０２と、信号処理回路１０２からの信号に
応じたデューティ比でＭＯＳトランジスタ１０１を駆動
する駆動回路１０３と、ＭＯＳトランジスタ１０１のス
イッチング時の伝導ノイズの発生を防止するために設け
られた平滑回路１０４と、逆起電力吸収用のダイオード
１０５とを備えている。
Ｕ２０からのファン駆動信号に基づいて、電動モータ２
をパルス幅変調（ＰＷＭ）制御する。このため、モータ
制御装置１０は、電動モータ２を駆動する半導体スイッ
チング素子としてのＭＯＳトランジスタ１０１と、エン
ジン制御ＥＣＵ２０からのファン駆動信号に基づきその
ファン駆動信号に応じた電圧レベルの信号を出力する信
号処理回路１０２と、信号処理回路１０２からの信号に
応じたデューティ比でＭＯＳトランジスタ１０１を駆動
する駆動回路１０３と、ＭＯＳトランジスタ１０１のス
イッチング時の伝導ノイズの発生を防止するために設け
られた平滑回路１０４と、逆起電力吸収用のダイオード
１０５とを備えている。
【００１５】また、モータ制御装置１０は、電動モータ
２に流れる電流が過電流になったときに、電動モータ２
に流れる電流を制限し、所定タイミングで電動モータへ
の通電を停止する機能を有している。このため、モータ
制御装置１０は、モータ印加電圧を検出するモータ電圧
検出回路１０６と、モータ印加電圧とモータ電流とから
電動モータ２に流れる電流が過電流になったことを検出
するとハイレベル信号を出力する過電流検出回路１０７
と、雰囲気温センサ１３からの信号により雰囲気温度が
所定温度ＴM 以上のときにハイレベル信号を出力する温
度検出回路１０８と、過電流検出回路１０７と温度検出
回路１０８からの信号の論理積をとるＡＮＤゲート１０
９と、ＡＮＤゲート１０９の出力がハイレベルになった
とき一定時間後にハイレベル信号を出力する時間処理回
路（遅延回路）１１０とを備えている。
２に流れる電流が過電流になったときに、電動モータ２
に流れる電流を制限し、所定タイミングで電動モータへ
の通電を停止する機能を有している。このため、モータ
制御装置１０は、モータ印加電圧を検出するモータ電圧
検出回路１０６と、モータ印加電圧とモータ電流とから
電動モータ２に流れる電流が過電流になったことを検出
するとハイレベル信号を出力する過電流検出回路１０７
と、雰囲気温センサ１３からの信号により雰囲気温度が
所定温度ＴM 以上のときにハイレベル信号を出力する温
度検出回路１０８と、過電流検出回路１０７と温度検出
回路１０８からの信号の論理積をとるＡＮＤゲート１０
９と、ＡＮＤゲート１０９の出力がハイレベルになった
とき一定時間後にハイレベル信号を出力する時間処理回
路（遅延回路）１１０とを備えている。
【００１６】ここで、電動モータ２をＰＷＭ制御する場
合、電動モータ２の両端電圧は、ＭＯＳトランジスタ１
０１のオン、オフによって変化するため、モータ電圧検
出回路１０６は、電動モータ２の両端電圧を平滑化して
モータ印加電圧を検出するように構成されている。ま
た、電動モータ２に流れるモータ電流、すなわちＭＯＳ
トランジスタ２１に流れる電流は、図４に示すように、
モータ印加電圧に比例しており、ロック時に電動モータ
２に流れるロック電流は、定常動作時に比べて増大する
ため、過電流検出回路１０７は、モータ電流がモータ印
加電圧に対するロック検出用しきい値を超えたときに過
電流検出を行いハイレベル信号を出力する。なお、本実
施形態では、後述する発振回路１０３ａからの発振信号
に基づきＭＯＳトランジスタ１０１がオンした時のドレ
イン電圧からモータ電流を検出するようにしている。ま
た、ロック検出用しきい値はモータ印加電圧に比例して
増大するものに限らず、所定のモータ印加電圧以上で一
定値に制限されるものであってもよい。
合、電動モータ２の両端電圧は、ＭＯＳトランジスタ１
０１のオン、オフによって変化するため、モータ電圧検
出回路１０６は、電動モータ２の両端電圧を平滑化して
モータ印加電圧を検出するように構成されている。ま
た、電動モータ２に流れるモータ電流、すなわちＭＯＳ
トランジスタ２１に流れる電流は、図４に示すように、
モータ印加電圧に比例しており、ロック時に電動モータ
２に流れるロック電流は、定常動作時に比べて増大する
ため、過電流検出回路１０７は、モータ電流がモータ印
加電圧に対するロック検出用しきい値を超えたときに過
電流検出を行いハイレベル信号を出力する。なお、本実
施形態では、後述する発振回路１０３ａからの発振信号
に基づきＭＯＳトランジスタ１０１がオンした時のドレ
イン電圧からモータ電流を検出するようにしている。ま
た、ロック検出用しきい値はモータ印加電圧に比例して
増大するものに限らず、所定のモータ印加電圧以上で一
定値に制限されるものであってもよい。
【００１７】過電流検出回路１０７からハイレベルの信
号が出力されると、駆動回路１０３は電動モータ２に流
れる電流を制限する。図５に、駆動回路１０３の具体的
な構成を示す。駆動回路１０３は、三角波信号を出力す
る発振回路１０３ａと、その三角波信号と信号処理回路
１０２から出力される信号を比較して、信号処理回路１
０２から出力される信号のレベルに応じたデューティ比
の信号を出力するコンパレータ１０３ｂと、コンパレー
タ１０３ｂの出力をＭＯＳトランジスタ１０１のゲート
に印加するバッファ１０３ｃを備え、信号処理回路１０
２から出力される信号、すなわちエンジン制御ＥＣＵ２
０から出力されるファン駆動信号に応じたデューティ比
でＭＯＳトランジスタ１０１を通電制御する。また、駆
動回路１０３は、抵抗分割により基準電圧を発生する基
準電圧発生回路１０３ｄと、スイッチ回路１０３ｅを備
えている。そして、過電流検出回路１０７から過電流検
出によってハイレベルの信号が出力されると、スイッチ
回路１０３ｅは基準電圧発生回路１０３ｄからの基準電
圧をコンパレータ１０３ｂに出力する。このことによ
り、ＭＯＳトランジスタ１０１は一定のデューティ比で
駆動される。このとき、基準電圧発生回路１０３ｄから
の基準電圧を、モータ電流がロック検出用しきい値と等
しい電流になるように設定しておくことにより、電動モ
ータ２に流れる電流を所定値に制限することができる。
号が出力されると、駆動回路１０３は電動モータ２に流
れる電流を制限する。図５に、駆動回路１０３の具体的
な構成を示す。駆動回路１０３は、三角波信号を出力す
る発振回路１０３ａと、その三角波信号と信号処理回路
１０２から出力される信号を比較して、信号処理回路１
０２から出力される信号のレベルに応じたデューティ比
の信号を出力するコンパレータ１０３ｂと、コンパレー
タ１０３ｂの出力をＭＯＳトランジスタ１０１のゲート
に印加するバッファ１０３ｃを備え、信号処理回路１０
２から出力される信号、すなわちエンジン制御ＥＣＵ２
０から出力されるファン駆動信号に応じたデューティ比
でＭＯＳトランジスタ１０１を通電制御する。また、駆
動回路１０３は、抵抗分割により基準電圧を発生する基
準電圧発生回路１０３ｄと、スイッチ回路１０３ｅを備
えている。そして、過電流検出回路１０７から過電流検
出によってハイレベルの信号が出力されると、スイッチ
回路１０３ｅは基準電圧発生回路１０３ｄからの基準電
圧をコンパレータ１０３ｂに出力する。このことによ
り、ＭＯＳトランジスタ１０１は一定のデューティ比で
駆動される。このとき、基準電圧発生回路１０３ｄから
の基準電圧を、モータ電流がロック検出用しきい値と等
しい電流になるように設定しておくことにより、電動モ
ータ２に流れる電流を所定値に制限することができる。
【００１８】また、冷却ファンが凍結によりロックした
可能性があるかどうかを調べるために雰囲気温センサ１
３および温度検出回路１０８が設けられている。温度検
出回路１０８は、雰囲気温センサ１３によって検出され
た雰囲気温度が所定温度ＴM（例えば５０℃）より低い
ときにローレベル信号を出力する。この場合、ＡＮＤゲ
ート１０９の出力はローレベルのままであるため時間処
理回路１１０の出力もローレベルの状態を維持する。時
間処理回路１１０の出力は駆動回路１０３において電動
モータ２への通電を停止するために用いられるが、時間
処理回路１１０の出力がローレベルのときには電動モー
タ２への通電が維持されるため、雰囲気温センサ１３に
よって検出された雰囲気温度が所定温度ＴM より低い間
は電動モータ２への電流制限状態が維持される。この場
合、雰囲気温度が低く電動モータ２の内部温度も低いた
め、電動モータ２の内部温度が使用限界温度に達するこ
とはない。
可能性があるかどうかを調べるために雰囲気温センサ１
３および温度検出回路１０８が設けられている。温度検
出回路１０８は、雰囲気温センサ１３によって検出され
た雰囲気温度が所定温度ＴM（例えば５０℃）より低い
ときにローレベル信号を出力する。この場合、ＡＮＤゲ
ート１０９の出力はローレベルのままであるため時間処
理回路１１０の出力もローレベルの状態を維持する。時
間処理回路１１０の出力は駆動回路１０３において電動
モータ２への通電を停止するために用いられるが、時間
処理回路１１０の出力がローレベルのときには電動モー
タ２への通電が維持されるため、雰囲気温センサ１３に
よって検出された雰囲気温度が所定温度ＴM より低い間
は電動モータ２への電流制限状態が維持される。この場
合、雰囲気温度が低く電動モータ２の内部温度も低いた
め、電動モータ２の内部温度が使用限界温度に達するこ
とはない。
【００１９】このような状態において、エンジンルーム
内の温度上昇により、冷却ファン１の凍結ロックが解消
されると、電動モータ２に過電流が流れなくなるため、
電動モータ２は定常状態で動作する。しかし、エンジン
ルーム内の温度上昇により、雰囲気温センサ１３によっ
て検出された雰囲気温度が所定温度ＴM 以上になり、温
度検出回路１０８からハイレベル信号が出力されたと
き、過電流検出回路１０７から依然としてハイレベル信
号が出力されていると、ＡＮＤゲート１０９の出力がハ
イレベルになり、時間処理回路１１０から一定時間ｔL
後にハイレベル信号が出力される。駆動回路１０３は、
図５に示すように、フリップフロップ１０３ｆとトラン
ジスタ１０３ｇを備えており、時間処理回路１１０から
ハイレベル信号が出力されると、フリップフロップ１０
３ｆがセットされ、そのＱ端子からの出力信号によりト
ランジスタ１０３ｇがオンする。このことによりコンパ
レータ１０３ｂの非反転入力端子の電圧が０Ｖになるた
め、コンパレータ１０３ｂの出力がローレベルになり、
ＭＯＳトランジスタ１０１がオフし、電動モータ２への
通電が停止される。すなわち、この場合には、凍結ロッ
クでなく異物によるロックであるとして、電動モータ２
ヘの通電を停止する。
内の温度上昇により、冷却ファン１の凍結ロックが解消
されると、電動モータ２に過電流が流れなくなるため、
電動モータ２は定常状態で動作する。しかし、エンジン
ルーム内の温度上昇により、雰囲気温センサ１３によっ
て検出された雰囲気温度が所定温度ＴM 以上になり、温
度検出回路１０８からハイレベル信号が出力されたと
き、過電流検出回路１０７から依然としてハイレベル信
号が出力されていると、ＡＮＤゲート１０９の出力がハ
イレベルになり、時間処理回路１１０から一定時間ｔL
後にハイレベル信号が出力される。駆動回路１０３は、
図５に示すように、フリップフロップ１０３ｆとトラン
ジスタ１０３ｇを備えており、時間処理回路１１０から
ハイレベル信号が出力されると、フリップフロップ１０
３ｆがセットされ、そのＱ端子からの出力信号によりト
ランジスタ１０３ｇがオンする。このことによりコンパ
レータ１０３ｂの非反転入力端子の電圧が０Ｖになるた
め、コンパレータ１０３ｂの出力がローレベルになり、
ＭＯＳトランジスタ１０１がオフし、電動モータ２への
通電が停止される。すなわち、この場合には、凍結ロッ
クでなく異物によるロックであるとして、電動モータ２
ヘの通電を停止する。
【００２０】また、過電流検出回路１０７からハイレベ
ル信号が出力されたときにおいて、雰囲気温センサ１３
によって検出された雰囲気温度が所定温度ＴM 以上であ
って温度検出回路１０８からハイレベル信号が出力され
ているときには、時間処理回路１１０による一定時間ｔ
L 経過後に、電動モータ２ヘの通電を停止する。なお、
図５に示すフリップフロップ１０３ｆは、イグニッショ
ンスイッチがオンしたことを検出する図示しないイグニ
ッション検出回路からのリセット信号により、あるいは
エンジン制御ＥＣＵ２０からファン駆動信号の出力開始
時に出力されるリセット信号によりリセットされる。
ル信号が出力されたときにおいて、雰囲気温センサ１３
によって検出された雰囲気温度が所定温度ＴM 以上であ
って温度検出回路１０８からハイレベル信号が出力され
ているときには、時間処理回路１１０による一定時間ｔ
L 経過後に、電動モータ２ヘの通電を停止する。なお、
図５に示すフリップフロップ１０３ｆは、イグニッショ
ンスイッチがオンしたことを検出する図示しないイグニ
ッション検出回路からのリセット信号により、あるいは
エンジン制御ＥＣＵ２０からファン駆動信号の出力開始
時に出力されるリセット信号によりリセットされる。
【００２１】上記した所定温度ＴM は、次のようにして
設定される。図６に、冷却ファン装置の正面図を示す。
図において、６は冷却ファン１を収納するファンシュラ
ウド、７は電動モータ２を支持する支持ステーである。
冷却ファン１とファンシュラウド６の間にはクリアラン
スＤｗが設定されており、そのクリアランスＤｗに応じ
て冷却ファン１とファンシュラウド６の間に形成される
水膜（図のハッチングで示した部分）の最大長さｌが特
定される。図７に、クリアランスＤｗと水膜の最大長さ
ｌの関係を示す。この関係から、例えば、クリアランス
Ｄｗが２．５ｍｍの場合、水膜の最大長さｌを３７ｍｍ
に設定することができる。水膜の最大長さｌを３７ｍｍ
とし、そのすべてが氷結したとき、雰囲気温度に対する
解凍時間の関係は、図８に示すようになる。この関係か
ら、所定温度ＴM は５０℃に設定される。すなわち、雰
囲気温度が５０℃であれば、上記した時間処理回路１１
０による一定時間ｔL 内に冷却ファン１の解凍を行うを
行うことができる。換言すれば、５０℃という温度は、
凍結していても時間処理回路１１０による一定時間ｔL
内に瞬時に解凍できる温度ということになる。
設定される。図６に、冷却ファン装置の正面図を示す。
図において、６は冷却ファン１を収納するファンシュラ
ウド、７は電動モータ２を支持する支持ステーである。
冷却ファン１とファンシュラウド６の間にはクリアラン
スＤｗが設定されており、そのクリアランスＤｗに応じ
て冷却ファン１とファンシュラウド６の間に形成される
水膜（図のハッチングで示した部分）の最大長さｌが特
定される。図７に、クリアランスＤｗと水膜の最大長さ
ｌの関係を示す。この関係から、例えば、クリアランス
Ｄｗが２．５ｍｍの場合、水膜の最大長さｌを３７ｍｍ
に設定することができる。水膜の最大長さｌを３７ｍｍ
とし、そのすべてが氷結したとき、雰囲気温度に対する
解凍時間の関係は、図８に示すようになる。この関係か
ら、所定温度ＴM は５０℃に設定される。すなわち、雰
囲気温度が５０℃であれば、上記した時間処理回路１１
０による一定時間ｔL 内に冷却ファン１の解凍を行うを
行うことができる。換言すれば、５０℃という温度は、
凍結していても時間処理回路１１０による一定時間ｔL
内に瞬時に解凍できる温度ということになる。
【００２２】また、時間処理回路１１０における一定時
間ｔL 、すなわち異物ロック判定の監視時間ｔL は次の
ようにして設定される。図９に、モータ起動時間に対す
るモータ電流の変化を示す。モータ起動直後は突入電流
が発生するため、それによる誤検出で通電停止しないよ
うに、監視時間ｔL の最小値が設定される。また、図１
０に、ロック時の電流印加時間に対するモータ内部温度
の関係を示す。ロック時の電流印加時間が長くなると、
電動モータ２の内部温度が上昇する。電動モータ２の内
部温度がモータ使用限界温度に達する直前が監視時間ｔ
L の最大値となる。従って、上記した最小値と最大値の
間において監視時間ｔL が設定され、例えば３．２秒に
設定することができる。
間ｔL 、すなわち異物ロック判定の監視時間ｔL は次の
ようにして設定される。図９に、モータ起動時間に対す
るモータ電流の変化を示す。モータ起動直後は突入電流
が発生するため、それによる誤検出で通電停止しないよ
うに、監視時間ｔL の最小値が設定される。また、図１
０に、ロック時の電流印加時間に対するモータ内部温度
の関係を示す。ロック時の電流印加時間が長くなると、
電動モータ２の内部温度が上昇する。電動モータ２の内
部温度がモータ使用限界温度に達する直前が監視時間ｔ
L の最大値となる。従って、上記した最小値と最大値の
間において監視時間ｔL が設定され、例えば３．２秒に
設定することができる。
【００２３】上記した実施形態によれば、モータ制御装
置１０において、電動モータ２に流れる電流が過電流で
あることを検出すると、電動モータ２に流れる電流を制
限し、雰囲気温センサ１３によって検出された雰囲気温
度が所定温度ＴM 以上になっても電動モータ２に流れる
電流が過電流であることを検出すると、電動モータ２へ
の通電を停止する。このことにより、冷却ファン１が凍
結ロックしていた場合には、過電流検出によって直ちに
電動モータ２への通電を停止するのでなく、雰囲気温度
が所定温度ＴM 以上になるまで電動モータ２への通電を
維持しているため、その後の温度上昇によって凍結ロッ
クが解消されれば、定常の動作状態になる。
置１０において、電動モータ２に流れる電流が過電流で
あることを検出すると、電動モータ２に流れる電流を制
限し、雰囲気温センサ１３によって検出された雰囲気温
度が所定温度ＴM 以上になっても電動モータ２に流れる
電流が過電流であることを検出すると、電動モータ２へ
の通電を停止する。このことにより、冷却ファン１が凍
結ロックしていた場合には、過電流検出によって直ちに
電動モータ２への通電を停止するのでなく、雰囲気温度
が所定温度ＴM 以上になるまで電動モータ２への通電を
維持しているため、その後の温度上昇によって凍結ロッ
クが解消されれば、定常の動作状態になる。
【００２４】また、凍結ロックでなく異物ロックの場合
には、雰囲気温度が所定温度ＴM 以上であっても電動モ
ータ２に流れる電流が過電流であることが検出されるた
め、このときには電動モータ２への通電が直ちに停止さ
れる。なお、上記した実施形態に対し、モータ制御装置
１０にマイクロコンピュータ等のコンピュータ手段を有
して構成することもできる。この場合、図１１のフロー
チャートに示すようにして処理が行われる。すなわち、
エンジン制御ＥＣＵ２０からファン駆動信号が入力され
たことを判定すると（ステップＳ１）、そのファン駆動
信号に応じてＭＯＳトランジスタ１０１をＰＷＭ制御す
る（ステップＳ２）。そして、モータ電圧検出回路１０
６によって検出されたモータ印加電圧およびモータ電流
から、電動モータ２に流れる電流が過電流になった否か
を判定し（ステップＳ３）、過電流になったことを判定
すると、ＭＯＳトランジスタ１０１を一定のデューティ
比で駆動して電動モータ２に流れる電流を制限する（ス
テップＳ４）。そして、雰囲気温センサ１３からの信号
により、雰囲気温度が所定温度ＴM 以上であるか否かを
判定し（ステップＳ５）、雰囲気温度が所定温度Ｔ M よ
り低い間は、過電流を判定していると、電流制限状態を
維持する。そして、雰囲気温度が所定温度ＴM 以上にな
ると、監視時間ｔL が経過したか否かを判定し（ステッ
プＳ６）、監視時間ｔL が経過したことを判定すると、
ＭＯＳトランジスタ１０１への通電を停止する（ステッ
プＳ７）。
には、雰囲気温度が所定温度ＴM 以上であっても電動モ
ータ２に流れる電流が過電流であることが検出されるた
め、このときには電動モータ２への通電が直ちに停止さ
れる。なお、上記した実施形態に対し、モータ制御装置
１０にマイクロコンピュータ等のコンピュータ手段を有
して構成することもできる。この場合、図１１のフロー
チャートに示すようにして処理が行われる。すなわち、
エンジン制御ＥＣＵ２０からファン駆動信号が入力され
たことを判定すると（ステップＳ１）、そのファン駆動
信号に応じてＭＯＳトランジスタ１０１をＰＷＭ制御す
る（ステップＳ２）。そして、モータ電圧検出回路１０
６によって検出されたモータ印加電圧およびモータ電流
から、電動モータ２に流れる電流が過電流になった否か
を判定し（ステップＳ３）、過電流になったことを判定
すると、ＭＯＳトランジスタ１０１を一定のデューティ
比で駆動して電動モータ２に流れる電流を制限する（ス
テップＳ４）。そして、雰囲気温センサ１３からの信号
により、雰囲気温度が所定温度ＴM 以上であるか否かを
判定し（ステップＳ５）、雰囲気温度が所定温度Ｔ M よ
り低い間は、過電流を判定していると、電流制限状態を
維持する。そして、雰囲気温度が所定温度ＴM 以上にな
ると、監視時間ｔL が経過したか否かを判定し（ステッ
プＳ６）、監視時間ｔL が経過したことを判定すると、
ＭＯＳトランジスタ１０１への通電を停止する（ステッ
プＳ７）。
【００２５】なお、上記した実施形態においては、１つ
の電動モータを対象として制御を行うものを示したが、
２つ以上の電動モータを対象として同様の制御を行うよ
うにしてもよい。
の電動モータを対象として制御を行うものを示したが、
２つ以上の電動モータを対象として同様の制御を行うよ
うにしてもよい。
【図１】本発明の一実施形態に係る電動ファン装置の取
り付け構造を示す図である。
り付け構造を示す図である。
【図２】電動モータ２への通電制御を行うための回路素
子を搭載した回路基板１２の構成を示す図である。
子を搭載した回路基板１２の構成を示す図である。
【図３】電動ファン装置の電気的な構成を示す図であ
る。
る。
【図４】モータ印加電圧に対するモータ電流の関係を示
す図である。
す図である。
【図５】図３中の駆動回路１０３の具体的な構成を示す
図である。
図である。
【図６】冷却ファン１とファンシュラウド６の間に水膜
が形成される状態を示す図である。
が形成される状態を示す図である。
【図７】冷却ファン１とファンシュラウド６の間のクリ
アランスに対する水膜の最大長さの関係を示す図であ
る。
アランスに対する水膜の最大長さの関係を示す図であ
る。
【図８】雰囲気温度に対する解凍時間の関係を示す図で
ある。
ある。
【図９】モータ起動時間に対するモータ電流の関係を示
す図である。
す図である。
【図１０】ロック電流印加時間に対するモータ内部温度
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図１１】コンピュータ手段を用いて構成した場合の処
理を示すフローチャートである。
理を示すフローチャートである。
１…冷却ファン、２…電動モータ、３…コンデンサ、４
…ラジエータ、１０…モータ制御装置、１３…雰囲気温
センサ、２０…エンジン制御ＥＣＵ。
…ラジエータ、１０…モータ制御装置、１３…雰囲気温
センサ、２０…エンジン制御ＥＣＵ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 竹内 和宏
愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式
会社デンソー内
(56)参考文献 特開 平９−284999（ＪＰ，Ａ)
実開 昭50−107840（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F01P 7/04
F01P 11/14
F01P 11/16
Claims (3)
- 【請求項１】 自動車用冷却システムにおける熱交換器
（３、４）に送風を行う冷却ファン（１）と、 前記冷却ファンを駆動する電動モータ（２）と、 前記電動モータへの通電を制御するモータ制御手段（１
０）と、 前記冷却ファンが設置された環境での雰囲気温度を検出
する雰囲気温センサ（１３）とを備え、 前記モータ制御手段は、前記電動モータに流れる電流が
過電流であることを検出すると、前記電動モータに流れ
る電流を制限し、前記雰囲気温センサによって検出され
た雰囲気温度が所定温度以上になっても前記電動モータ
に流れる電流が過電流であることを検出しているときに
はその状態が異物ロック判定の監視時間である一定時間
継続すると、前記電動モータへの通電を停止するもので
あることを特徴とする電動ファン装置。 - 【請求項２】 前記所定温度は、前記雰囲気温度が前記
所定温度になったときに、前記一定時間内で前記冷却フ
ァンの解凍が終了できる温度に設定されていることを特
徴とする請求項１に記載の電動ファン装置。 - 【請求項３】 前記モータ制御手段は、前記電動モータ
への通電制御を行うための回路素子を搭載した回路基板
（１２）を有し、この回路基板は前記熱交換器を通過し
た空気を受ける位置に配設されており、前記雰囲気温セ
ンサは前記回路基板上に設けられていることを特徴とす
る請求項１または２に記載の電動ファン装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35340997A JP3381594B2 (ja) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | 自動車用冷却システムに用いられる電動ファン装置 |
| US09/211,413 US6016965A (en) | 1997-12-22 | 1998-12-15 | Vehicle cooling system with electric motor overcurrent inhibiting control |
| DE19858480A DE19858480A1 (de) | 1997-12-22 | 1998-12-17 | Fahrzeug-Kühlsystem mit Regelung zur Verhinderung eines Überstroms eines Elektromotors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35340997A JP3381594B2 (ja) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | 自動車用冷却システムに用いられる電動ファン装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11182244A JPH11182244A (ja) | 1999-07-06 |
| JP3381594B2 true JP3381594B2 (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=18430649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35340997A Expired - Fee Related JP3381594B2 (ja) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | 自動車用冷却システムに用いられる電動ファン装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6016965A (ja) |
| JP (1) | JP3381594B2 (ja) |
| DE (1) | DE19858480A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101126947B1 (ko) * | 2009-11-13 | 2012-03-20 | 기아자동차주식회사 | 워터 펌프 보호 방법 |
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|---|---|---|---|---|
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| JP3521842B2 (ja) * | 2000-04-13 | 2004-04-26 | 株式会社デンソー | モータ駆動装置 |
| JP4048698B2 (ja) * | 2000-07-28 | 2008-02-20 | 株式会社デンソー | 車両用冷却ファンの制御装置および制御方法 |
| ES2171129B1 (es) * | 2000-11-08 | 2003-06-16 | Aux De Componentes Electricos | Sistema para regular la velocidad de los motores utilizados en el circuito de refrigeracion del motor de los vehiculos. |
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| GB0107354D0 (en) * | 2001-03-23 | 2001-05-16 | Gunton Bruce S | Control arrangement |
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| JP3966194B2 (ja) * | 2003-03-17 | 2007-08-29 | 株式会社デンソー | モータ制御装置 |
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-
1997
- 1997-12-22 JP JP35340997A patent/JP3381594B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-12-15 US US09/211,413 patent/US6016965A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-12-17 DE DE19858480A patent/DE19858480A1/de not_active Ceased
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19858480A1 (de) | 1999-06-24 |
| JPH11182244A (ja) | 1999-07-06 |
| US6016965A (en) | 2000-01-25 |
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