JP7180106B2 - In-vehicle cooling system - Google Patents
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Description
本発明は、車載用冷却装置に関する。 The present invention relates to a vehicle-mounted cooling device.
車両に設ける冷却装置として、冷却性能を確保する目的で2ファンのラジエータシステムを設けることがある。この場合、2個のファンは、ブラシレスモータとブラシ付モータを1個ずつ構成するものがある。 2. Description of the Related Art As a cooling device provided in a vehicle, a two-fan radiator system is sometimes provided for the purpose of ensuring cooling performance. In this case, the two fans may comprise one brushless motor and one brushed motor.
この構成では、モータ駆動装置がエンジンECUから冷却指令信号を受信したときに、冷却指令が低い状況では寿命の長いブラシレスモータのファンを動作させ、冷却指令が高くなった場合には安価なブラシ付モータのファンも動作させることで冷却能力を補うようにしている。これにより、ブラシレスモータのファンを2個設けることなく、コストダウンと長寿命化を図ることができる。 With this configuration, when the motor drive device receives a cooling command signal from the engine ECU, the fan of the brushless motor with a long life is operated when the cooling command is low, and when the cooling command is high, an inexpensive brushless fan is operated. The fan of the motor is also operated to supplement the cooling capacity. As a result, cost reduction and life extension can be achieved without providing two brushless motor fans.
しかしながら、ブラシレスモータは、回転制御において回転位置の検出が必要なため、センサレス制御のような安価な方式を採用した場合には、リレー制御で簡易制御できるブラシ付モータと比較して外乱に対して弱くなるという課題がある。 However, brushless motors require detection of the rotational position in rotation control, so if a low-cost method such as sensorless control is adopted, the brushless motor can be easily controlled by relay control. There is a problem of weakening.
例えば、車両の走行時に車両前方から後方へ向かって発生する走行風によりファンが回転されることがあり、この場合に、ブラシレスモータを用いたファンにおいては、モータ駆動装置の回転指令値との誤差が発生したり、モータロックが発生して位置の検出信号ができない等の不具合が発生することがある。 For example, when the vehicle is running, the fan may be rotated by wind generated from the front to the rear of the vehicle. or the position detection signal cannot be generated due to motor lock.
そして、メインで作動するブラシレスモータのファンが停止してしまうと、冷却装置の本来の冷却性能を確保することができなくなり、ひいてはオーバーヒートにつながることになる。 If the fan of the brushless motor that operates mainly stops, the original cooling performance of the cooling device cannot be ensured, which leads to overheating.
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、2個のファンのモータとしてブラシレスモータおよびブラシ付きモータのものを使用する場合でも、外乱により冷却不足を発生しないようにすることができる車載用冷却装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its object is to prevent insufficient cooling due to disturbances even when brushless motors and brushed motors are used as the motors of the two fans. It is an object of the present invention to provide an in-vehicle cooling device capable of
請求項1に記載の車載用冷却装置は、バッテリを電源として駆動されるブラシレスモータを用いた第1ファンと、バッテリを電源として駆動されるブラシ付きモータを用いた第2ファンと、前記バッテリから前記第2ファンへの通電経路に設けられた通電リレーと、指令部から与えられる冷却指令に応じて、前記第1ファンを駆動し、前記冷却指令が高負荷レベルである場合に前記通電リレーをオン駆動して前記第2ファンをも駆動して送風させる駆動回路とを備え、前記駆動回路は、前記第1ファンを駆動し前記第2ファンを駆動していない状態で、前記第1ファンが外乱の影響を受けて前記ブラシレスモータの回転状態に異常が発生したことを検出したときに、前記第1ファンを停止すると共に、前記通電リレーをオン駆動して前記第2ファンを駆動する。
A vehicle-mounted cooling device according to
上記構成を採用することにより、駆動回路は、指令部から与えられる冷却指令に応じて、まず第1ファンを駆動し、第1ファンによる送風で冷却指令を満たすことができない場合に通電リレーをオン駆動して第2ファンも駆動して送風する。これにより、使用頻度の高い第1ファンに長寿命のブラシレスモータを用い、使用頻度が低い第2ファンに安価なブラシ付きモータを用いる構成で、全体として長寿命で安価な構成とすることができる。 By adopting the above configuration, the drive circuit first drives the first fan according to the cooling command given from the command unit, and turns on the energization relay when the cooling command cannot be satisfied by blowing air from the first fan. It drives and the 2nd fan also drives and blows air. As a result, a long-life brushless motor is used for the first fan, which is used frequently, and an inexpensive brushed motor is used for the second fan, which is used infrequently. .
また、上記構成では、指令部から与えられる冷却指令に対して、駆動回路による第1ファンの駆動状態で冷却能力が不足するケースとして、上記した第1ファンだけの冷却能力では不足する場合に加えて、第1ファンの運転に異常が発生していて冷却能力が不足することになる場合がある。 In addition, in the above configuration, in addition to the case where the cooling capacity of the first fan is insufficient in response to the cooling command given from the command unit, the cooling capacity of the first fan is insufficient when the first fan is driven by the drive circuit. Therefore, there is a case where an abnormality occurs in the operation of the first fan and the cooling capacity becomes insufficient.
例えば、風などの外乱の影響で第1ファンの回転状態が乱れて運転をすることができなくなる場合である。この場合には、駆動回路は、第1ファンを停止し、代わりに第2ファンを駆動して冷却をする。これによって第1ファンの異常時に限り第2ファンを駆動するので、第2ファンのブラシ付きモータの寿命を大きく短縮することにはならない。 For example, there is a case where the rotation state of the first fan is disturbed due to the influence of disturbance such as wind, and the operation becomes impossible. In this case, the drive circuit stops the first fan and instead drives the second fan for cooling. As a result, the second fan is driven only when the first fan is abnormal, so the service life of the brushed motor of the second fan is not significantly shortened.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について、図1~図9を参照して説明する。
車両には、走行時に冷却を必要とするコンデンサ1およびラジエター2が前部のボンネット内に設けられる。コンデンサ1はエアコンの冷媒を冷却するためのものであり、ラジエター2はエンジンの冷却水を冷却するためのものである。これらコンデンサ1およびラジエター2は、車両の前方から取り込む風が内側の放熱部を通過するときに内部の冷媒あるいは冷却水を冷却するように構成され、2つを前後に並べて配置している。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 9. FIG.
The vehicle is provided with a
車載用冷却装置3は、車載バッテリ(以下単にバッテリと称す)4を電源としてエンジンECU5からの冷却指令信号Sdに応じてコンデンサ1およびラジエター2の冷却をするための送風動作を実施する。第1ファン6および第2ファン7は、ラジエター2の後方に配置され、車両の前方から風を吸い込んで後方に強制的に流すように設けられる。
The vehicle-mounted
第1ファン6は、ブラシレスモータ6aにより回転駆動され、第2ファン7は、ブラシ付きモータ7aにより回転駆動される。第1ファン6はモータ駆動回路8により駆動制御される。また、第2ファン7は、バッテリ4から通電リレー9を介して通電される。通電リレー9は、モータ駆動回路8によりオンオフの制御がなされる。
The
図2は、モータ駆動回路8の信号系統のブロック構成を示している。図2において、モータ駆動回路8は、通信回路11、ブラシレスモータ回転指令回路12、三相インバータ回路13、ブラシレスモータ位置検出回路14、ブラシ付きモータ回転指令回路15、リレー信号出力回路16を備える。通信回路11は、エンジンECU5からの冷却指令信号を受信し、ブラシレスモータ回転指令回路12からの異常検知信号をエンジンECU5に送信する機能を備える。
FIG. 2 shows the block configuration of the signal system of the
ブラシレスモータ回転指令回路12は、三相インバータ回路13に回転指令信号を与えてブラシレスモータ6aの回転駆動制御を行って第1ファン6の風量を制御する。三相インバータ回路13は、バッテリ4の直流電圧を、6個のスイッチング素子をオン/オフ制御することで所定周波数の三相交流に変換してブラシレスモータ6aに給電するものである。ブラシレスモータ6aの回転位置は、ブラシレスモータ位置検出回路14により検出されていて、ブラシレスモータ回転指令回路12にその検出信号を出力する。
The brushless motor
ブラシ付きモータ回転指令回路15は、ブラシレスモータ回転指令回路12からのオンオフの駆動信号に基づいてリレー信号出力回路16に回転指令信号を出力する。リレー信号出力回路16は、回転指令信号に応じて通電リレー9にオン信号Saを出力してオン動作させ、ブラシ付きモータ7aに通電する。
The brushed motor
次に、上記構成の作用について、図3から図8も参照して説明する。
この実施形態においては、車載用冷却装置3においては、第1ファン6および第2ファン7を図3に示すファン制御処理の流れに従って制御している。まず、エンジンECU5は、ステップS1で、エンジンの稼働状況等に応じて必要な冷却指令を決定し、次のステップS2で、決定した冷却指令に対応する冷却指令信号Sdを車載用冷却装置3に送信する。
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIGS. 3 to 8 as well.
In this embodiment, in the vehicle-mounted
一方、車載用冷却装置3においては、ステップS3で、モータ駆動回路8が冷却指令信号Sdを受信する。続いて、モータ駆動回路8は、ステップS4で、受信した冷却指令信号Sdの冷却指令のレベルに対応して、初めにメインとなる第1ファン6を駆動する。
On the other hand, in the in-
具体的には、モータ駆動回路8は、ブラシレスモータ回転指令回路12において、通信回路11を介してエンジンECU5から冷却指令信号Sdを受信する。この後、モータ駆動回路8は、ブラシレスモータ回転指令回路12により、受信した冷却指令信号に対応した冷却指令の回転指令信号を生成して三相インバータ回路13に出力する。三相インバータ回路13は、バッテリ4の直流電圧を三相交流に変換してブラシレスモータ6aに給電する。
Specifically, the brushless motor
また、モータ駆動回路8は、ブラシレスモータ回転指令回路12において、ブラシレスモータ6aの回転位置をブラシレスモータ位置検出回路14からの検出信号に基づいて検出している。これにより、第1ファン6が所定回転数で回転駆動され、発生する冷却風によりコンデンサ1およびラジエター2を冷却する。なお、第1ファン6の駆動においては、三相インバータ回路13や制御回路部などに通電することで、通電される電子部品においては一定量の自己発熱がある。
In the
次に、モータ駆動回路8は、ステップS5で、ブラシレスモータ回転指令回路12により、エンジンECU5から与えられる冷却指令が高負荷レベルであるか否かを判断する。ここで、ブラシレスモータ回転指令回路12は、冷却指令信号が示すデューティが高負荷レベルを判定するために設定された閾値レベル以上であるか否かにより判断する。これは、エンジンの始動に伴う水温の上昇や、エンジンルームの温度上昇などで冷却指令が高くなった場合などに相当するものである。冷却指令が高負荷でない場合には、モータ駆動回路8は、ステップS5でNOと判断して次のステップS6に移行する。
Next, in step S5, the
次に、モータ駆動回路8は、ブラシレスモータ回転指令回路12において、ステップS6で、第1ファン6に異常が発生していないかどうかを判断し、異常がない場合にはステップS5に戻り、上記の処理を繰り返す。この場合、ブラシレスモータ回転指令回路12は、第1ファン6の異常状態として、例えばブラシレスモータ6aの回転位置を正常に検出できていない状態を意味している。例えば外乱として、車両の走行中において前方からの風によって強制回転されることで第1ファン6の回転状態が乱れる場合があり、このような異常状態が発生する。
Next, in the brushless motor
モータ駆動回路8は、上記のようにしてステップS5、S6を繰り返し実行する際に、エンジンECU5からの冷却指令が高負荷レベルに変化したときには、ステップS5でYESと判断してステップS7に移行する。モータ駆動回路8は、ステップS7で、通電リレー9にオン駆動信号を出力すべく、ブラシレスモータ回転指令回路12からブラシ付きモータ回転指令回路15に制御信号を出力する。
When the
モータ駆動回路8は、ブラシ付きモータ回転指令回路15において、リレー信号出力回路16を介して通電リレー9にオン動作をするように制御信号を出力する。これにより、ブラシ付きモータ7aがバッテリ4から給電されて第2ファン7が所定回転数で回転動作するようになる。このとき、モータ駆動回路8は、ブラシレスモータ回転指令回路12により、第2ファン7の駆動による送風量を考慮して第1ファン6の回転数を低下させることで、図4に示しているように、回転数に換算した送風量が、連続的に風量増加するように制御している。
The
この後、モータ駆動回路8は、ブラシレスモータ回転指令回路12において、ステップS8で、第1ファン6に異常が発生していないかどうかを判断し、異常がない場合にはステップS9に進む。モータ駆動回路8は、ブラシレスモータ回転指令回路12により、エンジンECU5から与えられる冷却指令が低負荷レベルに変化しているか否かを判断する。そして、ここでもNOの場合には、モータ駆動回路8は、上記したステップS8、S9を繰り返し実行する。
After that, the
この場合、エンジンECU5から与えられる冷却指令が低負荷レベルに変化している場合には、モータ駆動回路8は、ステップS9でYESと判断してステップS10に移行する。モータ駆動回路8は、ステップS10で、第2ファン7を停止するために、ブラシレスモータ回転指令回路12によりブラシ付きモータ回転指令回路15に通電リレー9の停止信号を出力する。これにより、通電リレー9がオフされ、第2ファン7の回転が停止される。モータ駆動回路8は、この後ステップS5に戻り、上述したステップS5、S6を繰り返し実行する状態に移行する。
In this case, when the cooling command given from the
このとき、モータ駆動回路8は、ブラシレスモータ回転指令回路12により、第2ファン7の停止による送風量低下を考慮して第1ファン6の回転数を増加させることで、図4に示しているように、回転数に換算した送風量が、連続的に風量増加するように制御している。
At this time, the
このようにして、第1ファン6の回転状態に異常が発生していない状態では、モータ駆動回路8は、エンジンECU5から与えられる冷却指令が低負荷である場合には第1ファン6を単独で駆動し、高負荷に変化した場合には、第2ファン7も駆動して冷却動作を実行する。この結果、第1ファン6による冷却能力を第2ファン7により補うことで冷却指令に対応することができる。
In this manner, in a state where no abnormality occurs in the rotating state of the
この場合において、第1ファン6をメインとして使用し、冷却指令が高負荷になった場合に、第2ファン7を駆動するので、全体として第2ファン7の使用頻度は少ない。これにより、第2ファン7の駆動をするブラシ付きモータ7aの長寿命化を図ることができている。
In this case, the
次に、上記のようにモータ駆動回路8により冷却制御を実施している状態において、第1ファン6の回転状態に異常が生じた場合について説明する。この状態は、図6に示すように、第1ファン6の駆動中に外乱などでブラシレスモータ6aの回転位置が乱れ、制御不能となる場合に相当している。
Next, a case where an abnormality occurs in the rotational state of the
まず、第1ファン6を単独で駆動している状態では、ステップS6で、第1ファン6の異常が検出された場合には、YESと判断してステップS11に移行する。モータ駆動回路8は、ステップS11で、第1ファン6を停止し、続くステップS12で第2ファン7を駆動すべく通電リレー9に駆動信号Saを与える。
First, in a state where the
これにより、第1ファン6が回転制御できない状態となったことを受けて、第1ファン6を停止し、代わりに第2ファン7により冷却動作を継続するようになる。この場合、モータ駆動回路8は、次のステップS13で、エンジンECU5から与えられている冷却指令に対して第2ファン7による冷却能力が足りているか否かを判断する。
As a result, when the rotation of the
モータ駆動回路8は、ステップS13で、冷却指令が能力以上である場合にはYESと判断してステップS14に移行する。モータ駆動回路8は、ステップS14で、ブラシレスモータ回転指令回路12からエンジンECU5に異常状態である旨を、通信回路11を介して通知する。これにより、このまま走行すると冷却能力不足でオーバーヒートになることを運転者に警告することができる。また、これによって、速やかに退避走行をしてエンジン停止をすることも可能となる。
In step S13, the
なお、モータ駆動回路8は、ステップS13で、冷却指令が能力以上でない場合にはNOと判断して処理を終了する。図示はしていないが、この後、第1ファン6の異常状態が回復した場合には、図3に示した通常の制御に戻ることができるし、回復しない場合には、第1ファン6の異常を表示部に表示して運転者に促すなどの対応措置を講ずることができる。
It should be noted that in step S13, the
一方、前述のようにモータ駆動回路8により冷却制御を実施している状態において、第1ファン6および第2ファン7を共に駆動しているときには、ステップS8で、第1ファン6の異常が検出されると、YESと判断してステップS15に移行する。モータ駆動回路8は、ステップS15で、第1ファン6を停止し、この後ステップS13に移行して上記同様にエンジンECU5から与えられている冷却指令に対して第2ファン7による冷却能力が足りているか否かを判断する。
On the other hand, when both the
次に、モータ駆動回路8により上記のように第1ファン6および第2ファン7の駆動制御を行う場合において、冷却指令と冷却能力の関係について図4および図5を参照して説明する。図4に示しているように、冷却指令が示すデューティがDa以下の低負荷領域では、第1ファン6を単独で駆動して送風させる。第1ファン6による送風の特性は図4中、破線で示しており、回転数の制御と共に送風量を増大させることができる。
Next, the relationship between the cooling command and the cooling capacity will be described with reference to FIGS. 4 and 5 when the
これに対して、冷却指令が示すデューティがDaを超える高負荷領域では、第2ファン7も駆動して送風させる。第2ファン7は、オンオフ制御により駆動するので、図4中点線で示すように回転数はRa[rpm]で固定されている。第1ファン6および第2ファン7を共に駆動する場合には、図4中に実線で示すように、第1ファン6の回転数を下げることで風量が連続的に増加するように設定している。なお、図4中実線で示す特性は、第1ファン6および第2ファン7を合成した場合の冷却能力をモータ回転数に換算して示すものである。
On the other hand, in a high load region where the duty indicated by the cooling command exceeds Da, the
次に、図5に示す特性は、前述した図3のステップS6あるいはS8でYESとなった場合に、第1ファン6を停止し、第2ファン7のみで冷却動作をする場合の状態を説明するものである。第2ファン7は、ブラシ付きモータ7aを通電リレー9によりオン/オフ動作で駆動するものであるから、モータ回転数はRaで一定である。このため、冷却指令がデューティDbである場合には冷却能力と一致しているので過不足なく冷却を行うことができる。また、冷却指令がデューティDb以下の場合には冷却能力は十分であるから、図3のステップS13でNOとなる状況である。
Next, the characteristics shown in FIG. 5 describe the state in which the
この場合、第2ファン7だけで冷却を実施するときには、エンジンECU5からの冷却要求に対して冷却能力が大きく過剰冷却となるのを防止するため、モータ駆動回路8により、通電リレー9を適宜のタイミングでオンオフ動作させることができる。これにより、過剰冷却を防止しつつ、燃費改善および第2ファン7のブラシ付きモータの寿命低下を抑制することができる。
In this case, when cooling is performed only by the
これに対して、冷却指令がデューティDbを超える場合には、冷却能力が不足するので、図3のステップS13でYESとなる状況である。この場合には、冷却が不足するので、このまま車両の走行を続けることは難しいが、単に第1ファン6を停止するだけの状態に競べると、第2ファン7による冷却が行われるので、退避運転を行うには運転時間を延長させることができる。 On the other hand, when the cooling command exceeds the duty Db, the cooling capacity is insufficient, so the situation is YES in step S13 of FIG. In this case, the cooling is insufficient, so it is difficult to continue running the vehicle as it is. The operating time can be extended to perform evacuation operation.
次に、上記の制御について、モータ駆動回路8による各部の信号の変化を、図7および図8を参照して説明する。図7は第1ファン6が異常状態とならない場合を示し、図8は第1ファン7が異常状態となる場合に対応している。
Next, with respect to the above control, changes in the signals of the respective parts by the
図7(a)に示すように、エンジンECU5が冷却指令のデューティを決定して時刻t0に低負荷の冷却指令信号Sdが出力される(図3ステップS1、S2)。すると、モータ駆動回路3においては、図7(b)に示すように、通信回路11において若干の遅延時間をおいた時刻t1に受信される(図3ステップS3)。モータ駆動回路3においては、図7(c)に示すように、冷却指令信号を2周期分検出した時刻t2で、第1ファン6の駆動信号を出力して駆動する(図3ステップS4)。この場合、モータ駆動回路3は、第1ファン6のブラシレスモータ6aに対して、回転数を冷却指令のデューティに対応して設定する。
As shown in FIG. 7(a), the
次に、図7(a)に示すように、エンジンECU5が冷却指令のデューティを変更して時刻t3に高負荷の冷却指令信号Sdが出力される(図3ステップS5)と、モータ駆動回路3においては、図7(b)に示すように時刻t4で受信する。モータ駆動回路3は、図7(d)に示すように、冷却指令信号を2周期分検出した時刻t5で、第2ファン7の駆動信号を出力して駆動する(図3ステップS7)。この場合、モータ駆動回路3は、第1ファン6のブラシレスモータ6aに対して、回転数を冷却指令のデューティに対応して変更設定する。
Next, as shown in FIG. 7A, when the
この後、図7(a)に示すように、エンジンECU5が冷却指令のデューティを変更して時刻t6に低負荷の冷却指令信号Sdが出力される(図3ステップS9)と、モータ駆動回路3においては、図7(b)に示すように時刻t4で受信する。モータ駆動回路3は、図7(d)に示すように、冷却指令信号を2周期分検出した時刻t5で、第2ファン7の停止をすべく通電リレー9にオフ信号を出力する(図3ステップS10)。この場合、モータ駆動回路3は、第1ファン6のブラシレスモータ6aに対して、回転数を冷却指令のデューティに対応して変更設定する。
Thereafter, as shown in FIG. 7(a), the
次に、図8および図9は、第1ファン6が外乱によって異常状態となる場合のタイムチャートである。図8および図9は、いずれも冷却指令が第2ファン7の冷却能力よりも低負荷(デューティDa以下)となっている状態で第1ファン6が異常状態となった場合である。
Next, FIGS. 8 and 9 are time charts when the
図8は、エンジンECU5からの冷却指令は低負荷で、第2ファン7の冷却能力よりも低負荷側(デューティDb以下)の状態で第1ファン6が異常状態となった場合の例を示している。モータ駆動回路8は、エンジンECU5から低負荷の冷却指令信号を受信しており、図3のステップS4の実行で第1ファン6を駆動し、続くステップS5、S6を繰り返し実行している。
FIG. 8 shows an example in which the cooling command from the
この状態で、モータ駆動回路8は、図8中時刻taで、第1ファン6の異常を検出すると(ステップS6でYES)、図8(c)に示すように、第1ファン6を停止する(図3中、ステップS11)。また、モータ駆動回路8は、図8(d)に示すように、時刻taで同時に第2ファン7を駆動する(図3中、ステップS12)。なお、このときは、冷却指令がデューティDb以下の低負荷であり、第2ファン7の冷却により冷却能力の不足は生じないので、このまま冷却動作が継続される。
In this state, when the
これによって、第1ファン6が異常状態となって駆動停止した場合に、車両のオーバーヒートを避けるためのフェールセーフ機能としてブラシ付きモータ7aで駆動する第2ファン7を単独で動作させることで、冷却性能を補うことができる。
As a result, when the
また、図9は、エンジンECU5からの冷却指令が第2ファン7の冷却能力よりも高負荷側(デューティDa以下でDbより大)の状態で第1ファン6が異常状態となった場合の例を示している。
FIG. 9 shows an example in which the cooling command from the
モータ駆動回路8は、エンジンECU5から受信する冷却指令信号が低負荷であるがデューティDbより大きく設定されており、第1ファン6を冷却指令に応じた回転数で駆動し、続くステップS5、S6を繰り返し実行している。この状態で、モータ駆動回路8は、図9中時刻taで、第1ファン6の異常を検出すると(図3中ステップS6でYES)、図9(c)に示すように、第1ファン6を停止する(図3中、ステップS11)。また、モータ駆動回路8は、図9(d)に示すように、時刻taで同時に第2ファン7を駆動する(図3中、ステップS12)。
The cooling command signal received from the
このとき、エンジンECU5からの冷却指令は低負荷であるがデューティDbより大きい高負荷側であるから、第2ファン7の冷却能力では不足が生じる。したがって、モータ駆動回路8は、冷却指令信号Sdを2サイクルに渡って受信すると、図9(e)に示すように、時刻tbで異常通知信号をエンジンECU5に通知するようになる(図3中、ステップS14)。
At this time, the cooling command from the
これにより、上記と同様にして冷却性能を補うことに加えて、第1ファン6の異常状態による第2ファン7の駆動で冷却能力が不足している状態をエンジンECU5に通知することができる。
As a result, in addition to supplementing the cooling performance in the same manner as described above, it is possible to notify the
また、図示はしていないが、エンジンECU5からの冷却指令が高負荷の場合には、第1ファン6および第2ファン7を共に駆動しており、この状態で、第1ファン6が異常状態になると、モータ駆動回路8は、第1ファン6を停止し、第2ファン7を単独で駆動する状態となる。
Also, although not shown, when the cooling command from the
この場合には、冷却指令に対して冷却能力が大きく低下することになるが、第2ファン7の駆動を継続している分、車両がオーバーヒートになるまでの時間を稼ぐことができ、これによって退避距離を伸ばすことができる。
In this case, the cooling capacity is greatly reduced in response to the cooling command, but the continuous driving of the
このような第1実施形態によれば、メインとして用いる第1ファン6の回転状態に異常が生じた場合には、モータ駆動回路8により、第1ファン6を停止して第2ファン7を駆動することで冷却動作を継続させるようにした。これにより、第1ファン6が使用できないときに第2ファン7を用いて冷却能力を補うことができる。
According to the first embodiment as described above, when an abnormality occurs in the rotational state of the
また、第1ファン6を停止して第2ファン7により冷却動作を実施する場合に、冷却指令に対する冷却能力が不足する場合には、そのまま走行してオーバーヒートとならないように、モータ駆動回路8からエンジンECU5に異常通知信号を出力するので、退避走行が必要になった場合のみ運転者に警告を出すように措置することができる。
When the cooling operation is performed by the
(第2実施形態)
図10および図11は第2実施形態を示すもので、以下、第1実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、第1ファン6が異常状態となった場合に、第2ファン7を駆動して冷却能力を補う場合の、第2ファン7の制御方法を最適な状態とするように改善するものである。
(Second embodiment)
FIGS. 10 and 11 show the second embodiment, and the differences from the first embodiment will be explained below. In this embodiment, when the
第2ファン7は、ブラシ付きモータ7aを駆動源としているが、ブラシの接点を有することから、寿命は使用時間に依存している。したがって、使用時間を短くすることが長寿命化につながるものである。一方、第2ファン7への通断電を制御する通電リレー9については、寿命は使用回数に依存しているので、使用頻度を少なくすることが長寿命化につながる。
The
このため、第2ファン7による冷却能力を保持しつつ、ブラシ付きモータ7aおよび通電リレー9の長寿命化を図ることができると良い。この実施形態では、この点を考慮して第2ファン7の駆動制御を行うようにしている。
For this reason, it is preferable that the service life of the brushed
図10は、通電リレー9の寿命と、オンオフの駆動周期の関係を示すものである。通電リレー9は、オンオフの駆動周期を長くする程、使用頻度が少なくなるので、寿命が長くなる。しかし、第2ファン7は、モータ始動期間が例えば1秒程度必要であるから、これ以上の周期に設定する必要がある。一方、第2ファン7の駆動周期を長くすることは、オン期間とオフ期間が長くなることで、冷却能力にムラが発生することになるので、冷却能力がムラにならないように適宜の周期に設定することが好ましい。
FIG. 10 shows the relationship between the life of the
したがって、通電リレー9の駆動周期は、第2ファン7のモータ始動期間以上であって、車両保証寿命を上回る範囲で、且つ冷却ムラを抑制できるように設定することが条件となり、この条件の中で冷却能力を確保することができるように駆動周期を設定することができる。
Therefore, the drive cycle of the
図11はこのような条件を満たすように駆動周期を設定したものである。例えば、エンジンECU5からの冷却指令としてデューティ30%では、通電リレー9のオン時間2分、オフ時間2分とする。第2ファン7の稼働率は50%となる。また、冷却指令がデューティ50%では、通電リレー9のオン時間2分、オフ時間1分とする。第2ファン7の稼働率は66%である。さらに、冷却指令がデューティ70%では、通電リレー9を常時オンとする。第2ファン7の稼働率は100%である。
FIG. 11 shows the drive cycle set so as to satisfy such conditions. For example, when the cooling command from the
このような第2実施形態によれば、第2ファン7を単独で駆動して冷却を行う場合には、冷却指令に応じて通電リレー9のオンオフの時間間隔を変えて第2ファン7の稼働率を調整することで冷却能力が過剰とならないように駆動制御することができる。これにより、第2ファン7および通電リレー9の長寿命化を図ることができる。
According to the second embodiment, when cooling is performed by driving the
(第3実施形態)
図12および図13は第3実施形態を示すもので、以下、第1実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、車両の使用環境の温度を考慮して第1ファン6および第2ファン7を駆動制御するようにしている。
(Third embodiment)
12 and 13 show a third embodiment, and the differences from the first embodiment will be explained below. In this embodiment, the driving of the
車両が高温環境にある場合には、エンジン始動時にエンジンルーム内に配置される電子部品への通電によって自己発熱があると、さらに温度が上昇して使用上限温度を超える場合があり、故障発生の可能性がある。例えば、電子部品として設けられる電解コンデンサは、素子内に充填された電解液の蒸散によって容量低下が懸念され、かつ他の電子部品に対して仕様温度が低い為、寿命のボトルネックとなっている。したがって、エンジン始動と同時に他の装置を作動すると、自己発熱及び周辺素子からの輻射熱によって使用上限温度を超過してしまうことになる。 If the vehicle is in a high-temperature environment, self-heating due to energization of the electronic parts located in the engine compartment when the engine is started may cause the temperature to rise further and exceed the maximum operating temperature, which may lead to failure. there is a possibility. For example, in an electrolytic capacitor provided as an electronic component, there is concern about a decrease in capacity due to transpiration of the electrolytic solution filled in the element, and because the specification temperature is lower than that of other electronic components, it is a bottleneck in life. . Therefore, if other devices are operated at the same time as the engine is started, the upper temperature limit for use will be exceeded due to self-heating and radiant heat from peripheral devices.
第1実施形態においては、エンジン始動時において、最初はメインとなる第1ファン6を駆動する方法を採用しているが、上記した高温環境下でのエンジン始動で電子部品の温度上昇による使用上限温度超過が予想される場合がある。
In the first embodiment, when the engine is started, a method of driving the main
図13は、太実線で示す電子部品の温度Taが使用上限温度Tupには達していないが、近い温度に達している状態を示している。また、第1ファン6の駆動による電子部品の自己発熱で、図13中破線で示すように、温度Thgだけ上昇するものとする。すると、エンジン始動直後の時刻t0に第1ファン6を駆動すると、モータ駆動回路8などの電子部品の温度が通電による自己発熱で一定温度Thgだけ上昇する分を温度Taに加算すると、時刻txになると一時的に使用上限温度Tupを超えてしまうことがある。
FIG. 13 shows a state in which the temperature Ta of the electronic component indicated by the thick solid line does not reach the use upper limit temperature Tup, but reaches a temperature close to it. Further, it is assumed that due to the self-heating of the electronic parts due to the driving of the
このため、この実施形態では、図12に示すように、エンジン始動時t0に、電子部品の温度Taが閾値温度Tmoよりも高い場合には、第1ファン6を駆動せず、第2ファン7を駆動する。なお、閾値温度Tmoは、使用上限温度Tupから一定温度Thg分程度低い温度に設定される。そして、第2ファン7は、ブラシ付きモータ7aを用いており、通電リレー9のオンオフだけで駆動する構成であるから、エンジンルームの電子部品への通電はないので温度上昇を抑制することができる。この後、時刻t1に第2ファン7の冷却によって電子部品の温度Taが閾値温度Tmoになると、第2ファン7を停止して第1ファン6を駆動する。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 12, when the temperature Ta of the electronic components is higher than the threshold temperature Tmo at the engine start time t0, the
これによって、第1ファン6の駆動に伴う電子部品の温度上昇が発生しても、時刻t2に達した時点で一定温度Thgが上昇した場合でも、使用上限温度Tupを超えない範囲で駆動することができるようになる。
As a result, even if the temperature of the electronic components rises due to the driving of the
(他の実施形態)
なお、本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば、以下のように変形または拡張することができる。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the scope of the invention. For example, the following modifications or extensions can be made.
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。 Although the present disclosure has been described with reference to examples, it is understood that the present disclosure is not limited to such examples or structures. The present disclosure also includes various modifications and modifications within the equivalent range. In addition, various combinations and configurations, as well as other combinations and configurations, including single elements, more, or less, are within the scope and spirit of this disclosure.
図面中、1はコンデンサ、2はラジエター、3は車載用冷却装置、4は車載バッテリ、5はエンジンECU、6は第1ファン、6aはブラシレスモータ、7は第2ファン、7aはブラシ付きモータ、8はモータ駆動回路、9は通電リレー、11は通信回路、12はブラシレスモータ回転指令回路、13は三相インバータ回路、14はブラシレスモータ位置検出回路、15はブラシ付きモータ回転指令回路、16はリレー信号出力回路である。 In the drawings, 1 is a condenser, 2 is a radiator, 3 is a vehicle cooling device, 4 is a vehicle battery, 5 is an engine ECU, 6 is a first fan, 6a is a brushless motor, 7 is a second fan, and 7a is a brushed motor. 11 is a communication circuit; 12 is a brushless motor rotation command circuit; 13 is a three-phase inverter circuit; 14 is a brushless motor position detection circuit; is the relay signal output circuit.
Claims (5)
前記バッテリを電源として駆動されるブラシ付きモータ(7a)を用いた第2ファン(7)と、
前記バッテリから前記第2ファンへの通電経路に設けられた通電リレー(9)と、
指令部から与えられる冷却指令に応じて、前記第1ファンを駆動し、前記冷却指令が高負荷レベルである場合に前記通電リレーをオン駆動して前記第2ファンをも駆動して送風させる駆動回路(8)とを備え、
前記駆動回路は、前記第1ファンを駆動し前記第2ファンを駆動していない状態で、前記第1ファンが外乱の影響を受けて前記ブラシレスモータの回転状態に異常が発生したことを検出したときに、前記第1ファンを停止すると共に、前記通電リレーをオン駆動して前記第2ファンを駆動する車載用冷却装置。 a first fan (6) using a brushless motor (6a) driven by a battery (4);
a second fan (7) using a brushed motor (7a) driven by the battery as a power source;
an energization relay (9) provided in an energization path from the battery to the second fan ;
The first fan is driven according to the cooling command given from the command unit , and when the cooling command is at a high load level, the energization relay is turned on to drive the second fan to blow air. A drive circuit (8),
The drive circuit detects that the first fan is affected by a disturbance and an abnormality has occurred in the rotation state of the brushless motor while the first fan is being driven and the second fan is not being driven. A vehicle-mounted cooling device that stops the first fan and turns on the energization relay to drive the second fan.
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