JP6687980B2 - Fan control system - Google Patents
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Description
本発明は、ファンの回転数を制御する技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for controlling the rotation speed of a fan.
ファンの回転数を制御する技術としては、PWM制御するファンの回転数とデューティ比の関係を一次関数によって線形に定義し、当該定義に従って目標とする回転数に対して定まるデューティ比のPWM信号でファンを駆動する技術が知られている。 The technology to control the fan speed is to linearly define the relationship between the PWM fan speed and duty ratio using a linear function, and use a PWM signal with a duty ratio that is determined according to the definition for the target speed. Techniques for driving fans are known.
また、このような回転数に対して線形にPWM信号のデューティ比を定める技術において、ファンの回転数とデューティ比の関係を表す一次関数を学習する技術や（たとえば、特許文献１）や、停止状態からファンの回転を開始するときにだけ、回転数に対して線形に定まるPWM信号のデューティ比よりも大きなデューティ比のPWM信号でファンを駆動する技術（特許文献２）も知られている。 Further, in such a technique of linearly determining the duty ratio of the PWM signal with respect to the rotation speed, there is a technique of learning a linear function representing the relationship between the rotation speed of the fan and the duty ratio (for example, Patent Document 1), or stopping. There is also known a technique (Patent Document 2) in which a fan is driven by a PWM signal having a duty ratio larger than the duty ratio of the PWM signal that is linearly determined with respect to the rotation speed only when the rotation of the fan is started from the state.
また、ファンの回転数を制御する技術としては、自動車に搭載される音響装置の冷却ファンの回転数を、当該音響装置の温度や、当該音響装置が出力する音の音量や、自動車のエンジン回転数や、自動車の走行速度や、自動車の車内音量や、自動車のエアコンの風量や、自動車のウインドウの開閉状態や、自動車の周囲の環境に応じて変化させる技術が知られている（たとえば、特許文献３）。 Further, as a technique for controlling the rotation speed of the fan, the rotation speed of the cooling fan of the audio device mounted on the automobile is determined by the temperature of the audio device, the volume of the sound output by the audio device, the engine rotation of the automobile. There is known a technique of changing the number, the traveling speed of the vehicle, the volume of the vehicle, the air volume of the air conditioner of the vehicle, the opening / closing state of the window of the vehicle, and the environment around the vehicle (for example, patents Reference 3).
ファンによっては回転数とPWM信号のデューティ比の関係が線形となっておらず、このようなファンについて、回転数に対して線形に定めたPWM信号でファンを駆動すると、ファンの実際の回転数が所望の回転数より大きい回転数となってしまい、ファンの騒音によりユーザに不快感を与えてしまう場合が生じる。 Depending on the fan, the relationship between the rotation speed and the duty ratio of the PWM signal is not linear.For such a fan, if the fan is driven with a PWM signal that is defined linearly with respect to the rotation speed, the actual rotation speed of the fan Is higher than the desired number of revolutions, and the noise of the fan may make the user uncomfortable.
ここで、回転数とPWM信号のデューティ比の正しい関係をファン毎にそれぞれ算出して予め設定することは、同じ製品であっても個々のファンの個体差があるため困難であると共に、このような設定を予め行っても、ファンの経年変化による回転数とPWM信号のデューティ比の関係の変化には対応できない。 Here, it is difficult to calculate the correct relationship between the rotation speed and the duty ratio of the PWM signal for each fan and set them in advance because there are individual differences among fans even with the same product. Even if the setting is done in advance, it is not possible to deal with the change in the relationship between the rotation speed and the duty ratio of the PWM signal due to the aging of the fan.
一方で、回転数とPWM信号のデューティ比の関係を動的に学習更新するようにすれば、回転数とPWM信号のデューティ比の正しい関係を設定することができるが、このためには、当該学習更新のための比較的複雑な構成を備える必要がある。 On the other hand, if the relationship between the rotation speed and the duty ratio of the PWM signal is dynamically learned and updated, the correct relationship between the rotation speed and the duty ratio of the PWM signal can be set. It is necessary to have a relatively complicated structure for learning update.
そこで、本発明は、簡易な構成において、PWM制御されるファンの回転数を、目標とする回転数を上回らない回転数に制御することを課題とする Therefore, the present invention has an object to control the rotation speed of a PWM-controlled fan to a rotation speed that does not exceed a target rotation speed in a simple configuration.
前記課題達成のために、本発明は、ＰＷＭ信号で駆動されるファンを備えたファン制御システムに、前記ファンの回転数を検出する回転数検出手段と、設定された目標回転数に応じて前記ファンの回転数を制御する制御手段とを備えたものである。ここで、前記制御手段は、前記目標回転数として前記ファンの回転数を増加する回転数が設定されたときに、前記回転数検出手段が検出している前記ファンの現在の回転数を前記ＰＷＭ信号の現在のデューティ比で除した値を回転数変化率として、前記目標回転数から前記ファンの現在の回転数を減じた値を前記回転数変化率で除した値を、前記ＰＷＭ信号の現在のデューティ比に加えた値を目標デューティ比として算定し、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を算定した前記目標デューティ比に更新する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a fan control system including a fan driven by a PWM signal, a rotation speed detecting unit that detects a rotation speed of the fan, and the rotation speed detection unit according to a set target rotation speed. And a control means for controlling the rotation speed of the fan. Here, the control means sets the current rotation speed of the fan detected by the rotation speed detection means to the PWM when the rotation speed for increasing the rotation speed of the fan is set as the target rotation speed. The value obtained by subtracting the current rotational speed of the fan from the target rotational speed is divided by the rotational speed change rate, and the value obtained by dividing the value obtained by dividing the current duty ratio of the signal by the rotational speed change rate is the current value of the PWM signal. Is calculated as a target duty ratio, and the duty ratio of the PWM signal is updated to the calculated target duty ratio.
ここで、一般的に、ＰＷＭ信号のデューティ比を変化させたときのファンモータの回転数の変化量は、ファンモータの回転数が大きいほど小さくなる（回転数が大きいほど回り難くなる）傾向がある。 Here, in general, the amount of change in the rotation speed of the fan motor when the duty ratio of the PWM signal is changed tends to decrease as the rotation speed of the fan motor increases (it becomes difficult to rotate as the rotation speed increases). is there.
よって、本発明に係るファン制御システムのように、回転数を増加させる回転数制御を行う場合に、回転数を増加する前のファンモータの回転数をＰＷＭ信号のデューティ比で除した値を回転数変化率として求めて、前記目標回転数から前記ファンの現在の回転数を減じた値を前記回転数変化率で除した値を、前記ＰＷＭ信号の現在のデューティ比に加えた値を目標デューティ比として算定することにより、回転数を増加した後のファンモータの回転数を目標回転数以下の目標回転数に近い値に制御することができる。 Therefore, when the rotation speed control for increasing the rotation speed is performed as in the fan control system according to the present invention, the value obtained by dividing the rotation speed of the fan motor before increasing the rotation speed by the duty ratio of the PWM signal is rotated. A value obtained by subtracting a value obtained by subtracting the current rotation speed of the fan from the target rotation speed by the rotation speed change rate, which is obtained as a rate of change, is added to the current duty ratio of the PWM signal to obtain the target duty. By calculating the ratio, it is possible to control the rotation speed of the fan motor after the rotation speed is increased to a value close to or lower than the target rotation speed which is equal to or lower than the target rotation speed.
ここで、このようなファン制御システムにおいて、前記制御手段を、前記目標回転数として前記ファンの回転数を減少する回転数が設定されたときに、前記目標回転数から前記ファンの現在の回転数を減じた値を予め定めた固定値で除した値を、前記ＰＷＭ信号の現在のデューティ比に加えた値を目標デューティ比として算定し、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を算定した前記目標デューティ比に更新するものとすると共に、前記固定値を、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を算定した前記目標デューティ比に更新した場合の前記ファンの回転数が当該目標回転数以下となるように設定するようにしてもよい。 Here, in such a fan control system, when the rotation speed for reducing the rotation speed of the fan is set as the target rotation speed as the target rotation speed, the current rotation speed of the fan is calculated from the target rotation speed. A value obtained by dividing a value obtained by subtracting a value by a predetermined fixed value is calculated as a target duty ratio by adding the current duty ratio of the PWM signal to the target duty ratio obtained by calculating the duty ratio of the PWM signal. In addition to updating the fixed value, the fixed value is set so that the rotation speed of the fan becomes equal to or less than the target rotation speed when the duty ratio of the PWM signal is updated to the target duty ratio. Good.
また、このようなファン制御システムにおいて、前記制御手段は、前記ファンの回転を開始するときに、設定された目標回転数を所定値で除した値を目標デューティ比として算定し、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を算定した前記目標デューティ比に更新するものとすると共に、前記所定値を、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を算定した前記目標デューティ比に更新した場合の前記ファンの回転数が当該目標回転数以下となるように設定するようにしてもよい。 Further, in such a fan control system, the control means calculates a value obtained by dividing the set target rotation speed by a predetermined value as a target duty ratio when starting the rotation of the fan, and calculates the PWM signal of the PWM signal. The target rotation speed of the fan when the duty ratio is updated to the calculated target duty ratio and the predetermined value is updated to the target duty ratio where the duty ratio of the PWM signal is calculated is the target rotation speed. You may make it set as follows.
これらのようにすることにより、回転数を減少させる回転数制御を行う場合や、回転を開始する回転数制御を行う場合にも、回転数を減少した後のファンモータの回転数を目標回転数以下に制御することができるようになる。 By doing so, when performing the rotation speed control to reduce the rotation speed or performing the rotation speed control to start the rotation, the rotation speed of the fan motor after the reduction of the rotation speed is set to the target rotation speed. You will be able to control the following:
なお、以上のファン制御システムは、たとえば、自動車に搭載されるものである。 The fan control system described above is installed in, for example, an automobile.
以上のように、本発明によれば、簡易な構成において、PWM制御されるファンの回転数を、目標とする回転数を上回らない回転数に制御することができる。 As described above, according to the present invention, the rotation speed of the PWM-controlled fan can be controlled to a rotation speed that does not exceed the target rotation speed with a simple configuration.
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１に本実施形態に係るファンシステムの構成を示す。
図示するように、本実施形態に係るファンシステムは、ＤＣモータであるファンモータ１１と羽根車１２より構成されるファン１と、ファンモータ１１の回転数（回転速度）ＣＲを検出する回転センサ２と、ファンモータ１１をＰＷＭ信号ＰＳで駆動するＰＷＭ駆動部３と、回転コントローラ４とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 shows the configuration of a fan system according to this embodiment.
As illustrated, the fan system according to the present embodiment includes a fan 1 including a fan motor 11 that is a DC motor and an impeller 12, and a rotation sensor 2 that detects a rotation speed (rotation speed) CR of the fan motor 11. A PWM drive unit 3 for driving the fan motor 11 with the PWM signal PS, and a rotation controller 4.
ここで、回転コントローラ４は、入力するファン１の回転数の目標値である目標回転数ＴＲから、回転数の目標値ＴＲを実現するためのＰＷＭ信号ＰＳのデューティ比である目標デューティ比ＴＤを算出し、算出した目標デューティ比ＴＤをＰＷＭ駆動部３に設定し、ファンモータ１１を駆動するＰＷＭ信号ＰＳのデューティ比を、設定されてた目標デューティ比ＴＤに一致させる制御を行う。 Here, the rotation controller 4 determines a target duty ratio TD, which is a duty ratio of the PWM signal PS for realizing the target value TR of the rotation speed, from the target rotation speed TR that is the target value of the rotation speed of the input fan 1. The calculated target duty ratio TD is set in the PWM drive unit 3, and the duty ratio of the PWM signal PS for driving the fan motor 11 is controlled to match the set target duty ratio TD.
具体的には、回転コントローラ４は、デューティ比設定部４１と、回転数変化率算定部４２を備えている。
そして、デューティ比設定部４１は、目標回転数ＴＲから目標デューティ比ＴＤを算出しＰＷＭ駆動部３に設定するために、目標デューティ比設定処理を行う。
図２に、この目標デューティ比設定処理の手順を示す。
図示するように、目標デューティ比設定処理において、デューティ比設定部４１は、入力する目標回転数ＴＲと回転センサ２が検出している現在のファンモータ１１の回転数ＣＲとの差の（ＴＲ-ＣＲ）の絶対値が目標回転数ＴＲのｎ％（ｎ％はたとえば２％）超となるのを監視する（ステップ２０２）。なお、目標回転数ＴＲは常に正であるものとする。
Specifically, the rotation controller 4 includes a duty ratio setting unit 41 and a rotation speed change rate calculation unit 42.
Then, the duty ratio setting unit 41 performs the target duty ratio setting process in order to calculate the target duty ratio TD from the target rotation speed TR and set it in the PWM drive unit 3.
FIG. 2 shows the procedure of this target duty ratio setting process.
As shown in the figure, in the target duty ratio setting process, the duty ratio setting section 41 determines the difference (TR-) between the input target rotation speed TR and the current rotation speed CR of the fan motor 11 detected by the rotation sensor 2. It is monitored that the absolute value of (CR) exceeds n% (n% is, for example, 2%) of the target rotational speed TR (step 202). The target rotation speed TR is always positive.
そして、（ＴＲ-ＣＲ）の絶対値が目標回転数ＴＲのｎ％超となったならば、回転数変化率算定部４２に回転数変化率算出処理を実行させ、回転数変化率算出処理で算出された回転数変化率Ｋを取得する（ステップ２０４）。ここで、この回転数変化率算定部４２が行う回転数変化率算出処理については後述する。 When the absolute value of (TR-CR) exceeds n% of the target revolution speed TR, the revolution speed change rate calculation unit 42 is caused to execute a revolution speed change rate calculation process. The calculated rotational speed change rate K is acquired (step 204). Here, the rotational speed change rate calculation processing performed by the rotational speed change rate calculation unit 42 will be described later.
次に、ＰＷＭ駆動部３が現在出力しているＰＷＭ信号ＰＳのデューティ比ＣＤと、目標回転数ＴＲと、回転センサ２が検出している現在のファンモータ１１の回転数ＣＲと、ステップ２０４で取得した回転数変化率Ｋを用いて、目標デューティ比ＴＤを下式により算定する（ステップ２０６）。
ＴＤ=ＣＤ+{(ＴＲ-ＣＲ)/Ｋ}
そして、算定した目標デューティ比ＴＤをＰＷＭ駆動部３に設定し（ステップ２０８）、ステップ２０２からの処理に戻る。
Next, the duty ratio CD of the PWM signal PS currently output by the PWM drive unit 3, the target rotation speed TR, the current rotation speed CR of the fan motor 11 detected by the rotation sensor 2, and the step 204. The target duty ratio TD is calculated by the following equation using the acquired rotational speed change rate K (step 206).
TD = CD + {(TR-CR) / K}
Then, the calculated target duty ratio TD is set in the PWM drive unit 3 (step 208), and the process returns from step 202.
以上、デューティ比設定部４１が行う目標デューティ比設定処理について説明した。
次に、上述したように回転数変化率算定部４２が行う回転数変化率算出処理について説明する。
図３に、この回転数変化率算出処理の手順を示す。
図示するように、回転数変化率算出処理において回転数変化率算定部４２は、まず、回転センサ２が検出している現在のファンモータ１１の回転数ＣＲが０であるかどうかを調べ（ステップ３０２）、回転数ＣＲが０であれば起動時用の回転数変化率Ｋの値として予め設定しておいた固定値Ｋ０を回転数変化率Ｋの値として算定して（ステップ３０４）、算定した回転数変化率Ｋをデューティ比設定部４１に通知し回転数変化率算出処理を終了する。
The target duty ratio setting process performed by the duty ratio setting unit 41 has been described above.
Next, the rotational speed change rate calculation process performed by the rotational speed change rate calculation unit 42 as described above will be described.
FIG. 3 shows the procedure of this rotation speed change rate calculation processing.
As shown in the figure, in the rotational speed change rate calculation process, the rotational speed change rate calculation unit 42 first checks whether or not the current rotational speed CR of the fan motor 11 detected by the rotation sensor 2 is 0 (step 302) If the rotational speed CR is 0, the fixed value K0 preset as the value of the rotational speed change rate K for startup is calculated as the value of the rotational speed change rate K (step 304), and the calculation is performed. The rotation speed change rate K thus notified is notified to the duty ratio setting unit 41, and the rotation speed change rate calculation process is terminated.
一方、回転数ＣＲが０でなければ（ステップ３０２）、さらに、目標回転数ＴＲが現在のファンモータ１１の回転数ＣＲより小さいかどうかを調べ（ステップ３０６）、小さければ、回転数を減少させる回転数制御用の回転数変化率Ｋの値として予め設定しておいた固定値Ｋ１を回転数変化率Ｋの値として算定して（ステップ３０８）、算定した回転数変化率Ｋをデューティ比設定部４１に通知し回転数変化率算出処理を終了する。 On the other hand, if the rotation speed CR is not 0 (step 302), it is further checked whether or not the target rotation speed TR is smaller than the current rotation speed CR of the fan motor 11 (step 306). If it is smaller, the rotation speed is reduced. A fixed value K1 preset as the value of the rotational speed change rate K for controlling the rotational speed is calculated as the value of the rotational speed change rate K (step 308), and the calculated rotational speed change rate K is set to the duty ratio. The unit 41 is notified and the rotation speed change rate calculation process ends.
そして、目標回転数ＴＲが現在のファンモータ１１の回転数ＣＲより小さくない場合（ステップ３０６）、すなわち、目標回転数ＴＲが現在のファンモータ１１の回転数ＣＲより大きい場合には、回転センサ２が検出している現在のファンモータ１１の回転数ＣＲと、ＰＷＭ駆動部３が現在出力しているＰＷＭ信号ＰＳのデューティ比ＣＤを用いて、
Ｋ=ＣＲ/ＣＤ
によって、回転数変化率Ｋを算定し（ステップ３１０）、算定した回転数変化率Ｋをデューティ比設定部４１に通知し回転数変化率算出処理を終了する。
If the target rotation speed TR is not lower than the current rotation speed CR of the fan motor 11 (step 306), that is, if the target rotation speed TR is higher than the current rotation speed CR of the fan motor 11, the rotation sensor 2 is detected. By using the current rotation speed CR of the fan motor 11 detected by and the duty ratio CD of the PWM signal PS currently output by the PWM drive unit 3,
K = CR / CD
Thus, the rotational speed change rate K is calculated (step 310), the calculated rotational speed change rate K is notified to the duty ratio setting unit 41, and the rotational speed change rate calculation process is terminated.
以上、回転数変化率算定部４２が行う回転数変化率算出処理について説明した。
このような目標デューティ比設定処理と回転数変化率算出処理によれば、ファン１の回転を開始する起動時には、ＰＷＭ駆動部３が現在出力しているＰＷＭ信号ＰＳのデューティ比ＣＤと、目標回転数ＴＲと、回転センサ２が検出している現在のファンモータ１１の回転数ＣＲと、起動時用の回転数変化率Ｋの値として予め設定しておいた固定値Ｋ０とを用いて目標デューティ比ＴＤは、
ＴＤ=ＣＤ+{(ＴＲ-ＣＲ)/Ｋ０}
によって設定される。
ただし、起動時には、ＣＤ=０、ＣＲ=０であるので、
ＴＤ=ＴＲ/Ｋ０となる。
The rotation speed change rate calculation process performed by the rotation speed change rate calculation unit 42 has been described above.
According to the target duty ratio setting process and the rotation speed change rate calculation process, the duty ratio CD of the PWM signal PS currently output by the PWM drive unit 3 and the target rotation speed are calculated when the fan 1 starts to rotate. The target duty is calculated by using the number TR, the current rotation speed CR of the fan motor 11 detected by the rotation sensor 2, and a fixed value K0 preset as the value of the rotation speed change rate K for startup. The ratio TD is
TD = CD + {(TR-CR) / K0}
Set by.
However, at startup, since CD = 0 and CR = 0,
TD = TR / K0.
ここで、Ｋ０は、ＴＤ=ＴＲ/Ｋ０によって設定した目標デューティ比ＴＤのＰＷＭ信号ＰＳによってファンモータ１１を駆動したときに、ファンモータ１１の回転数がＴＲ以下となることが保証される値を設定する。より具体的には、たとえば、ＰＷＭ信号ＰＳのデューティ比を１％変化させたときのファンモータ１１の回転数の変化量の最大値と見込まれる値をＫ０として設定する。 Here, K0 is a value that guarantees that the rotation speed of the fan motor 11 becomes equal to or less than TR when the fan motor 11 is driven by the PWM signal PS having the target duty ratio TD set by TD = TR / K0. Set. More specifically, for example, a value expected to be the maximum value of the amount of change in the rotation speed of the fan motor 11 when the duty ratio of the PWM signal PS is changed by 1% is set as K0.
また、回転数を減少させる回転数制御を行う場合には、ＰＷＭ駆動部３が現在出力しているＰＷＭ信号ＰＳのデューティ比ＣＤと、目標回転数ＴＲと、回転センサ２が検出している現在のファンモータ１１の回転数ＣＲと、回転数を減少させる回転数制御用に予め設定しておいた固定値Ｋ１とを用いて目標デューティ比ＴＤは、
ＴＤ=ＣＤ+{(ＴＲ-ＣＲ)/Ｋ１}
によって設定される。なお、回転数を減少させる回転数制御を行う場合、(ＴＲ-ＣＲ)は負の値となる。
When performing the rotation speed control for reducing the rotation speed, the duty ratio CD of the PWM signal PS currently output by the PWM drive unit 3, the target rotation speed TR, and the current rotation speed detected by the rotation sensor 2 are detected. Using the rotational speed CR of the fan motor 11 and the fixed value K1 preset for rotational speed control to reduce the rotational speed, the target duty ratio TD is
TD = CD + {(TR-CR) / K1}
Set by. Note that (TR-CR) has a negative value when the rotation speed control for reducing the rotation speed is performed.
ここで、Ｋ１は、ＴＤ=ＣＤ+{(ＴＲ-ＣＲ)/Ｋ１}によって設定した目標デューティ比ＴＤのＰＷＭ信号ＰＳによってファンモータ１１を駆動したときに、ファンモータ１１の回転数がＴＲ以下となることが保証される値を設定する。より具体的には、たとえば、ＰＷＭ信号ＰＳのデューティ比を１％変化させたときのファンモータ１１の回転数の変化量の最大値と見込まれる値をＫ１として設定する。 Here, K1 indicates that when the fan motor 11 is driven by the PWM signal PS having the target duty ratio TD set by TD = CD + {(TR-CR) / K1}, the rotation speed of the fan motor 11 is equal to or less than TR. Set the value that is guaranteed to be. More specifically, for example, a value expected to be the maximum value of the amount of change in the rotation speed of the fan motor 11 when the duty ratio of the PWM signal PS is changed by 1% is set as K1.
そして、回転数を増加させる回転数制御を行う場合には、現在のファンモータ１１の回転数ＣＲと、ＰＷＭ駆動部３が現在出力しているＰＷＭ信号ＰＳのデューティ比ＣＤを用いて、
Ｋ=ＣＲ/ＣＤ
によって算出したＫと、ＰＷＭ駆動部３が現在出力しているＰＷＭ信号ＰＳのデューティ比ＣＤと、目標回転数ＴＲと、回転センサ２が検出している現在のファンモータ１１の回転数ＣＲとを用いて目標デューティ比ＴＤは、
ＴＤ=ＣＤ+{(ＴＲ-ＣＲ)/Ｋ}
によって設定される。
Then, when performing the rotation speed control to increase the rotation speed, the current rotation speed CR of the fan motor 11 and the duty ratio CD of the PWM signal PS currently output by the PWM drive unit 3 are used.
K = CR / CD
The calculated K, the duty ratio CD of the PWM signal PS currently output by the PWM drive unit 3, the target rotation speed TR, and the current rotation speed CR of the fan motor 11 detected by the rotation sensor 2. Using the target duty ratio TD,
TD = CD + {(TR-CR) / K}
Set by.
ここで、現在のファンモータ１１の回転数ＣＲの、ＰＷＭ駆動部３が現在出力しているＰＷＭ信号ＰＳのデューティ比ＣＤに対する比Ｋ=ＣＲ/ＣＤは、現在の状態における実際の、ＰＷＭ信号ＰＳのデューティ比を１％変化させたときのファンモータ１１の回転数の変化量を表していると考えることができる。
さて、ここで仮に、ＰＷＭ信号ＰＳのデューティ比を１％変化させたときのファンモータ１１の回転数の変化量である回転変化率がファンモータ１１の回転数によらずに一定であるものとし、この一定である回転変化率をＫｓとすれば、(ＴＲ-ＣＲ)/Ｋｓは、ファンモータ１１の回転数をＣＲからＴＲに変化させるために必要な、ＰＷＭ信号ＰＳのデューティ比の変化量を表しているので、(ＴＲ-ＣＲ)/Ｋｓを現在のデューティ比に加算したＴＤ=ＣＤ+{(ＴＲ-ＣＲ)/ Ｋｓ}によって、現在のファンモータ１１の回転数ＣＲを目標回転数ＴＲに制御できることが期待できる。
Here, the ratio K = CR / CD of the current rotation speed CR of the fan motor 11 to the duty ratio CD of the PWM signal PS currently output by the PWM drive unit 3 is the actual PWM signal PS in the current state. It can be considered that it represents the amount of change in the rotation speed of the fan motor 11 when the duty ratio is changed by 1%.
Now, suppose here that the rotation change rate, which is the change amount of the rotation speed of the fan motor 11 when the duty ratio of the PWM signal PS is changed by 1%, is constant regardless of the rotation speed of the fan motor 11. Assuming that this constant rotation rate of change is Ks, (TR-CR) / Ks is the amount of change in the duty ratio of the PWM signal PS required to change the number of rotations of the fan motor 11 from CR to TR. Since (TR-CR) / Ks is added to the current duty ratio, TD = CD + {(TR-CR) / Ks} is used to change the current rotational speed CR of the fan motor 11 to the target rotational speed TR. You can expect to be able to control.
一方で、一般的に、ＣＲ/ＣＤによって表されるＰＷＭ信号ＰＳのデューティ比を１％変化させたときのファンモータ１１の回転数の変化量すなわち回転数変化率Ｋは、ファンモータ１１の回転数ＣＲが大きいほど小さくなる（ファンモータ１１が回り難くなる）傾向がある。
よって、回転数を増加させる回転数制御を行う場合に、回転数を増加する前のファンモータ１１の回転数ＣＲとＰＷＭ信号ＰＳのデューティ比ＣＤからＫ=ＣＲ/ＣＤとして算出したＫを用いて目標デューティ比ＴＤを、ＴＤ=ＣＤ+{(ＴＲ-ＣＲ)/Ｋ}によって設定してもファンモータ１１の回転数は目標回転数ＴＲまでは増加しない。したがって、このように目標デューティ比ＴＤを設定することにより、回転数を増加した後のファンモータ１１の回転数を、目標回転数ＴＲ以下の目標回転数ＴＲに近い値に制御することができる。
On the other hand, in general, when the duty ratio of the PWM signal PS represented by CR / CD is changed by 1%, the change amount of the rotation speed of the fan motor 11, that is, the rotation speed change rate K is the rotation speed of the fan motor 11. The larger the number CR, the smaller it tends to be (the fan motor 11 becomes harder to rotate).
Therefore, when performing the rotation speed control for increasing the rotation speed, K calculated from the rotation speed CR of the fan motor 11 before increasing the rotation speed and the duty ratio CD of the PWM signal PS as K = CR / CD is used. Even if the target duty ratio TD is set by TD = CD + {(TR-CR) / K}, the rotation speed of the fan motor 11 does not increase up to the target rotation speed TR. Therefore, by setting the target duty ratio TD in this way, it is possible to control the rotation speed of the fan motor 11 after the rotation speed is increased to a value close to the target rotation speed TR which is equal to or lower than the target rotation speed TR.
以上、本発明の実施形態について説明した。
なお、本実施形態に係るファンシステムは、自動車に搭載されるオーディオ装置やナビゲーション装置の空冷を行うファンシステムや、自動車の空調システムの風量調整を行うファンシステムなどに適用することができる他、回転数制御を行うファンシステムを備える任意のシステムに適用することができる。
The embodiments of the present invention have been described above.
The fan system according to the present embodiment can be applied to a fan system for air-cooling an audio device or a navigation device mounted on a vehicle, a fan system for adjusting the air volume of an air conditioning system of a vehicle, and the like. It can be applied to any system including a fan system that performs numerical control.
１…ファン、２…回転センサ、３…ＰＷＭ駆動部、４…回転コントローラ、１１…ファンモータ、１２…羽根車、４１…デューティ比設定部、４２…回転数変化率算定部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fan, 2 ... Rotation sensor, 3 ... PWM drive part, 4 ... Rotation controller, 11 ... Fan motor, 12 ... Impeller, 41 ... Duty ratio setting part, 42 ... Rotation speed change rate calculation part.
Claims (3)
前記ファンの回転数を検出する回転数検出手段と、
設定された目標回転数に応じて前記ファンの回転数を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記目標回転数が前記ファンの現在の回転数より大きいときに、前記回転数検出手段が検出している前記ファンの現在の回転数を前記ＰＷＭ信号の現在のデューティ比で除した値を回転数変化率として、前記目標回転数から前記ファンの現在の回転数を減じた値を前記回転数変化率で除した値を、前記ＰＷＭ信号の現在のデューティ比に加えた値を目標デューティ比として算定し、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を算定した前記目標デューティ比に更新する処理を繰り返し行い、
前記目標回転数が前記ファンの現在の回転数より小さいときに、前記目標回転数から前記ファンの現在の回転数を減じた値を予め定めた固定値で除した値を、前記ＰＷＭ信号の現在のデューティ比に加えた値を目標デューティ比として算定し、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を算定した前記目標デューティ比に更新する処理を行うことを特徴とするファン制御システム。 A fan control system comprising a fan driven by a PWM signal, wherein the amount of change in the rotation speed of the fan when the duty ratio of the PWM signal is changed by 1% decreases as the rotation speed increases. ,
Rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the fan,
And a control means for controlling the rotation speed of the fan according to the set target rotation speed,
The control means is
When the target rotation speed is higher than the current rotation speed of the fan, the rotation speed is a value obtained by dividing the current rotation speed of the fan detected by the rotation speed detecting means by the current duty ratio of the PWM signal. As the change rate, a value obtained by adding the current duty ratio of the PWM signal to a value obtained by dividing the value obtained by subtracting the current rotation speed of the fan from the target rotation speed by the rotation speed change rate is calculated as the target duty ratio. Then, the processing of updating the duty ratio of the PWM signal to the calculated target duty ratio is repeated,
When the target rotation speed is lower than the current rotation speed of the fan, a value obtained by dividing a value obtained by subtracting the current rotation speed of the fan from the target rotation speed by a predetermined fixed value is used as a current value of the PWM signal. Is calculated as a target duty ratio, and a process for updating the duty ratio of the PWM signal to the calculated target duty ratio is performed .
前記制御手段は、前記ファンの回転を開始するときに、設定された目標回転数を固定的に定めた所定値で除した値を目標デューティ比として算定し、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を算定した前記目標デューティ比に更新することを特徴とするファン制御システム。When the rotation of the fan is started, the control means calculates a value obtained by dividing the set target rotation speed by a predetermined fixed value as a target duty ratio, and calculates the duty ratio of the PWM signal. A fan control system for updating to the target duty ratio.
当該ファン制御システムは、自動車に搭載されていることを特徴とするファン制御システム。The fan control system is installed in an automobile.
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