-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Elektrogebläsevorrichtung für Fahrzeuge
und ein Verfahren zum Antreiben einer Elektrogebläsevorrichtung für Fahrzeuge,
eingesetzt beispielsweise bei einem Kühlgebläse eines Kühlers oder eines Kondensators eines
Fahrzeugs.
-
Normalerweise
wird das Kühlergebläse oder das
Kondensatorgebläse
als die Elektrogebläsevorrichtung,
die bei einem Fahrzeug vorgesehen ist, abhängig von dem Zustand der Wassertemperatur
des Kühlers
oder dem Druck des Kondensators in Betrieb gesetzt oder angehalten.
Es wird der Vorgang durchgeführt,
die Drehzahl schrittweise in Abhängigkeit von
dem Ausmaß der
erforderlichen Kühlung
einzustellen.
-
Normalerweise
stellt eine Elektrogebläsevorrichtung
für Fahrzeuge
dieser Art die Drehzahl auf drei Stufen ein, welche das Anhalten
des Kühlergebläses und
des Kondensatorgebläses
umfassen, eine Drehung mit 50% und eine Drehung mit 100%, durch
Schalten eines Relais zum Einstellen des Ausmaßes der Kühlung auf einen gewünschten
Wert.
-
Wenn
die Drehzahl durch Schalten des Relais eingestellt wird, tritt allerdings
infolge der Tatsache, dass die Einstellung der Drehzahl auf die
drei Stufen begrenzt ist, welche das Anhalten, eine Drehung mit
50% und eine Drehung mit 100% umfassen, der Nachteil auf, dass das
Ausmaß der
Kühlung
nicht ordnungsgemäß an das
Ausmaß der
erforderlichen Kühlung
angepasst werden kann.
-
Daher
wird als Vorrichtung zur Überwindung eines
derartigen Nachteils ein Elektrogebläse für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt,
bei welchem ein Kühlergebläse und ein
Kondensatorgebläse
unter Verwendung eines Halbleiterschaltelements betrieben werden,
das einer PWM-Steuerung (Impulsbreitenmodulationssteuerung) unterliegt.
Wie voranstehend geschildert, werden das Kühlergebläse und das Kondensatorgebläse durch
Einsatz des Halbleiterschaltelements betrieben, das einer PWM-Steuerung unterliegt,
so dass deren Drehzahl stufenlos eingestellt werden kann.
-
Bei
der voranstehend geschilderten Elektrogebläsevorrichtung für Fahrzeuge
ist allerdings nicht nur eine Schaltung zum Umgang mit Rauschen
erforderlich, um Übertragungsrauschen
zu verhindern, das von dem Halbleiterschaltelement beim Schalten einer
Hochfrequenz erzeugt wird, und auf eine Batterieleitung rückgekoppelt
wird, sondern wird auch Wärme,
die durch Schaltverluste durch Schalten der Hochfrequenz hervorgerufen
wird, unerwünscht
erhöht,
so dass eine Wärmeabfuhrkonstruktion
vergrößert werden
muss.
-
Als
Vorrichtung zur Lösung
der voranstehend geschilderten Nachteile stellt das Patentdokument
1 eine Elektrogebläsevorrichtung
für Fahrzeuge zur
Verfügung,
bei welcher ein Motorstrom, der dem Gebläsemotor des Gebläses zugeführt wird,
durch ein Halbleiterschaltelement gesteuert wird, und der Schaltablauf
des Halbleiterschaltelements einer PWM-Steuerung unterliegt, mit
einer Frequenz von einigen oder einigen zehn Hz oder weniger, durch eine
Steuerschaltung, um die Erzeugung von Übertragungsrauschen während des
Schaltvorgangs zu unterdrücken,
und Wärmeerzeugung
infolge von Schaltverlusten zu verringern.
-
Speziell
wird bei der Elektrogebläsevorrichtung
für Fahrzeuge,
die in dem Patentdokument 1 beschrieben wird, wie in 6 gezeigt,
die Anodenspannung einer Batterie B in dieser Reihenfolge einem
Gebläsemotor
eines Kühlergebläses F1 und
einem Teil zwischen einer Source und einem Drain eines Halbleiterschaltelements
T1 über
ein Relais R4 zugeführt,
das entsprechend dem Einschalten/Ausschalten eines Zündschalters
IG arbeitet, und wird in dieser Reihenfolge einem Gebläsemotor
eines Kondensatorgebläses
F2 und einem Teil zwischen einer Source und einem Drain eines Halbleiterschaltelements
T2 zugeführt,
das parallel geschaltet ist.
-
Weiterhin
werden die Ein/Ausschaltvorgänge
der Halbleiterschaltelement T1 und T2 gesteuert, und werden die
Gebläsemotoren
der Gebläse
F1 und F2 jeweils durch eine Gebläsesteuerung 5 betrieben, in
Abhängigkeit
von Treibersignalen von einem Schalter 7 FAN.TEMP und einem
Schalter 9 A/C.PRESS. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Einschaltverhältnis in
Abhängigkeit
von einem Detektorergebnis eingestellt, das von einem Druckdetektorsensor und
einem Wassertemperaturdetektorsensor erfasst wird, und werden die
Schaltvorgänge
der Halbleiterschaltelemente T1 und T2 einer PWM-Steuerung unterworfen,
durch eine vorbestimmte niedrige Frequenz von einigen zehn Hz oder
weniger.
-
[Patentdokument 1]
JP-A-2002-142494 -
Überlegt
man sich den Betriebsablauf der Elektrogebläsevorrichtung für Fahrzeuge
gemäß Patentdokument
1, so lassen sich die nachstehend geschilderten Einzelheiten verstehen. 7 ist
hierbei ein Signalformdiagramm, das bei einer Messung erhalten wird,
wenn ein Gebläsemotor
in der Elektrogebläsevorrichtung
für Fahrzeuge
eingesetzt wird, die im Patentdokument beschrieben wird.
-
In 7 ist
die Frequenz der PWM-Steuerung durch die Gebläsesteuerschaltung 5 auf
12 Hz eingestellt, und ist das Einschaltverhältnis auf 52% eingestellt.
Weiterhin bezeichnet in 7 a1 ein Ausgangssignal der
Gebläsesteuerschaltung 5,
b1 einen Wert, der dadurch erhalten wird, dass eine Beschleunigung
einer mechanischen Schwingung, die bei einer Stütze zum Anbringen des Gebläsemotors
erzeugt wird, als eine Spannung erhalten wird, und bezeichnet c1
einen Motorstrom, der dem Gebläsemotor
zugeführt
wird.
-
Aus 7 geht
hervor, dass die mechanische Spannung, die mit b1 bezeichnet ist,
in der Stütze
zum Anbringen des Gebläsemotors
erzeugt wird, synchron zum Ansteigen und Abfallen des Motorstroms,
bezeichnet mit c1, der dem Gebläsemotor zugeführt wird.
-
8 zeigt schematisch die Änderung
des Motorstroms des Gebläsemotors. 8(a) zeigt einen Ausgangswert der Gebläsesteuerschaltung 5. 8(b) zeigt den Motorstrom, der dem Gebläsemotor
zugeführt
wird. Hierbei ist die Anstiegszeit des dem Gebläsemotor zugeführten Motorstroms
mit tr bezeichnet, und die Abfallzeit mit tf.
-
Da
das Drehmoment des Gebläsemotors proportional
zum Motorstrom ist, ändert
sich das Drehmoment schnell während
der Anstiegszeit tr und der Abfallzeit tf. Während der Anstiegszeit wird
daher eine Störung
an die Stütze
zum Haltern des Gebläsemotors
in entgegengesetzter Richtung zur Drehung des Gebläsemotors
angelegt, so dass die Störung der
Stütze
während
der Absinkzeit ausgeschaltet wird.
-
Wie
voranstehend geschildert treten während der Anstiegszeit und
der Absinkzeit des dem Gebläsemotors
zugeführten
Stroms die Störung
und die Freigabe der Störung
in der Stütze
zum Haltern des Gebläsemotors
auf, so dass mechanische Schwingungen in der Stütze hervorgerufen werden.
-
Da
derartige mechanische Schwingungen an das Innere des Fahrzeugs über ein
Chassis übertragen
werden, tritt das Problem auf, dass diese Schwingungen zu einem
unangenehmen Gefühl
für einen
Fahrer führen,
oder der Abrieb verschiedener Gleitteile beschleunigt wird.
-
Die
vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der voranstehend
geschilderten Umstände
entwickelt, und ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in
der Bereitstellung einer Elektrogebläsevorrichtung für Fahrzeuge
und eines Verfahrens zum Betrieb der Elektrogebläsevorrichtung, welche die voranstehend
geschilderten Probleme lösen können.
-
Eine
Elektrogebläsevorrichtung
für Fahrzeuge
gemäß der vorliegenden
Erfindung betrifft eine Elektrogebläsevorrichtung, bei welcher
vorgesehen sind:
ein Motor, der ein Elektrogebläse für Fahrzeuge
antreibt;
ein Steuerschalter, der den dem Motor zugeführten Motorstrom
steuert; und
eine Steuereinheit, die den Ein/Ausschaltbetrieb
des Steuerschalters mittels Impulsbreitenmodulation steuert,
wobei
die Steuereinheit einen PWM-Impuls ausgibt, der einen Haupt-PWM-Impuls
und einen Schwingungsverringerungsimpuls innerhalb eines Zyklus aufweist,
an den Steuerschalter.
-
Vorzugsweise
wird der Schwingungsverringerungsimpuls auf 0 bis Eins eingestellt,
vor dem Haupt-PWM-Impuls, und auf Eins oder größer nach dem Haupt-PWM-Impuls
eingestellt.
-
Vorzugsweise
wird die Impulsbreite des Schwingungsverringerungsimpulses auf kleiner
als eine Anstiegszeit des Motorstroms eingestellt. Ein Impulsintervall
zwischen dem Schwingungsverringerungsimpuls und dem Haupt-PWM-Impuls wird auf kleiner
eingestellt als eine Absinkzeit des Motorstroms.
-
Vorzugsweise
wird der Haupt-PWM-Impuls als Signalformmuster gespeichert, welches
mehrere Impulsbreiten aufweist. Das Signalformmuster wird in Abhängigkeit
von der Drehzahl des Motors zurückgeholt.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird weiterhin ein Verfahren zum Betrieb einer Elektrogebläsevorrichtung
zur Verfügung
gestellt, welche ein Elektrogebläse
für Fahrzeuge
antreibt, wobei das Verfahren umfasst:
Steuern eines Motorstroms,
der einem Motor zum Antrieb des Gebläses zugeführt wird, durch Ein/Ausschaltvorgänge; und
Steuern
des Ein/Ausschaltvorgangs durch die Impulsbreitenmodulation durch
einen PWM-Impuls, der einen Haupt-PWM-Impuls und einen Schwingungsverringerungsimpuls
innerhalb eines Zyklus aufweist.
-
Vorzugsweise
weist das Verfahren weiterhin auf:
Speichern des Haupt-PWM-Impulses
als ein Signalformmuster, welches mehrere Impulsbreiten aufweist;
und
Zurückholen
des Signalformmusters in Abhängigkeit von
der Drehzahl des Motors.
-
Bei
der Elektrogebläsevorrichtung
für Fahrzeuge
und dem Verfahren zum Antrieb der Elektrogebläsevorrichtung für Fahrzeuge
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird bei der PWM-Steuerung, bei welcher der Motorstrom,
der dem Motor zugeführt wird,
um das Gebläse
anzutreiben, durch den Ein/Ausschaltvorgang gesteuert wird, der
PWM-Impuls, der durch Hinzufügen
des Schwingungsverringerungsimpulses zum Haupt-PWM-Impuls erhalten wird,
innerhalb eines Zyklus eingesetzt. Daher werden die Anstiegszeit
und die Abfallzeit des Motorstroms verlängert, um Drehmomentänderungen
des Motors zu verringern.
-
Bei
der Elektrogebläsevorrichtung
für Fahrzeuge
und dem Betriebsverfahren für
die Elektrogebläsevorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung werden Änderungen
des Drehmoments des Motors abgemildert, so dass die Stütze zum
Anbringen des Motors nicht zu einem Zeitpunkt stark gestört wird, und
teilweise zerstört
wird. Daher können
die mechanischen Schwingungen der Stütze verringert werden, um die
mechanischen Schwingungen zu verringern, die auf das Innere des
Fahrzeugs über
ein Chassis übertragen
werden, und kann sicher verhindert werden, dass bei einem Fahrer
ein unangenehmes Gefühl
auftritt, oder dass der Abrieb verschiedener Gleitteile beschleunigt
wird.
-
Die
Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
-
1 schematisch
eine Ausführungsform
einer Elektrogebläsevorrichtung
für Fahrzeuge
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
-
2 ein
Flussdiagramm zur Erläuterung des
Antriebsverfahrens der in 1 gezeigten
Elektrogebläsevorrichtung
für Fahrzeuge;
-
3 ein
Signalformdiagramm zur Erläuterung
eines Gateimpulses zu einem Halbleiterschaltelement von einer Gatesignalerzeugungsschaltung, erhalten
durch eine Gatesignalformgebungsschaltung, die in 1 gezeigt
ist;
-
4 ein
Signalformdiagramm, das erhalten wird, wenn der Gebläsemotor
von 1 im Betrieb ist;
-
5 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung
einer anderen Elektrogebläsevorrichtung für Fahrzeuge,
wenn die Konstruktion der Elektrogebläsevorrichtung für Fahrzeuge
nach 1 geändert ist;
-
6 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung
einer üblichen
Elektrogebläsevorrichtung für Fahrzeuge;
-
7 ein
Signalformdiagramm, welches jenen Fall zeigt, bei welchem der in 6 gezeigte
Gebläsemotor
in Betrieb ist; und
-
8A und 8B schematische
Darstellungen der Änderung
des Stroms des in 6 dargestellten Gebläsemotors.
-
Bei
der vorliegenden Ausführungsform
wird bei einer PWM-Steuerung (oder Regelung) durch eine Steuereinheit
zum Steuern des Motorstroms, der einem Motor zum Antrieb eines Gebläses zugeführt wird,
durch den Ein/Ausschaltbetrieb eines Steuerschalters ein PWM-Impuls
erhalten, der durch Hinzufügen
eines Schwingungsverringerungsimpulses zu einem Haupt-PWM-Impuls innerhalb
eines Zyklus erhalten wird. Daher werden die Anstiegszeit und die
Absinkzeit des Motorstroms verlängert,
um die Änderung
des Drehmoments des Motors zu verringern. Eine Stütze zum
Anbringen des Motors wird zeitlich nicht stark gestört, und
nur teilweise gestört, so
dass die mechanischen Schwingungen der Stütze verringert werden.
-
Auf
diese Weise werden die mechanischen Schwingungen, die ins Innere
eines Fahrzeugs über ein
Chassis übertragen
werden, verringert, so dass sicher verhindert werden kann, dass
sich ein Fahrer unbehaglich fühlt,
oder eine Beschleunigung des Abriebs verschiedener Gleitteile verhindert
werden kann.
-
Als
nächstes
werden Einzelheiten einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nachstehend geschildert. 1 zeigt
schematisch eine Ausführungsform
einer Elektrogebläsevorrichtung
für Fahrzeuge
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
Wie
aus 1 hervorgeht, weist die Elektrogebläsevorrichtung
für Fahrzeuge
eine Gatesignalerzeugungsschaltung 10 auf, eine Gatesignalformgebungsschaltung 11,
ein Halbleiterschaltelement, und einen Gebläsemotor 13. In der
Zeichnung bezeichnet D1 eine Diode, die parallel zum Gebläsemotor 13 geschaltet
ist. Mit 14 ist eine Sicherung bezeichnet. Weiterhin bilden
die Gatesignalerzeugungsschaltung 10 und die Gatesignalformgebungsschaltung 11 eine Steuerschaltung.
Darüber
hinaus bildet das Halbleiterschaltelement 12 einen Steuerschalter,
und bildet der Gebläsemotor 13 einen
Motor.
-
Die
Gatesignalerzeugungsschaltung 10 erzeugt einen PWM-Impuls
(Impulsbreitenmodulationsimpuls) einer Spannung, die zum Betrieb
des Halbleiterschaltelements 12 benötigt wird. Der PWM-Impuls,
der durch die Gatesignalerzeugungsschaltung 10 erzeugt
wird, enthält
einen Schwingungsverringerungsimpuls, und entsprechende Einzelheiten
werden nachstehend geschildert.
-
Die
Gatesignalformgebungsschaltung 11 weist Widerstände R1 und
R2 und eine Diode D2 auf, um den PWM-Impuls auszuformen, der von
der Gatesignalerzeugungsschaltung 10 erzeugt wird, um so Übertragungsrauschen
zu verringern, und den PWM-Impuls dem Gate des Halbleiterschaltelements 12 zuzuführen.
-
Das
Halbleiterschaltelement ist ein FET (Feldeffekttransistor), und
wird ein- und ausgeschaltet entsprechend dem PWM-Impuls von der
Gatesignalerzeugungsschaltung 10, geformt durch die Gatesignalformgebungsschaltung 11.
Wenn das Halbleiterschaltelement 12 eingeschaltet wird,
wird eine Anodenspannung (VB) von einer Batterie (Darstellung weggelassen) über ein
Relais (Darstellung weggelassen), das in Abhängigkeit von dem Ein/Ausschaltvorgang
eines Zündschalters
(Darstellung weggelassen) arbeitet, dem Gebläsemotor 13 über die
Sicherung zugeführt.
-
Der
Gebläsemotor 13 empfängt einen
Motorstrom von der Batterie (die nicht dargestellt ist), in Abhängigkeit
von dem Ein/Ausschaltvorgang des Halbleiterschaltelements 12,
das einer PWM-Steuerung unterliegt, damit sich ein Gebläse dreht.
Zur Erleichterung der Beschreibung ist der Gebläsemotor 13 in einem
Zustand dargestellt, bei welchem er entweder bei einem Kühlergebläse oder
einem Kondensatorgebläse
vorgesehen ist.
-
Als
nächstes
wird der Betriebsablauf der Elektrogebläsevorrichtung für Fahrzeuge
nachstehend beschrieben. Zuerst wird, wie in 2 gezeigt, der
PWM-Impuls, der
durch Hinzufügen
des Schwingungsverringerungsimpulses zu einem nachstehend erläuterten
Hauptimpuls erhalten wird, von der Gatesignalerzeugungsschaltung 10 ausgegeben,
um den Gebläsemotor 13 zu
betreiben (Schritt S1). Zu diesem Zeitpunkt wird der PWM-Impuls
von der Gatesignalerzeugungsschaltung 10 so geformt, dass Übertragungsrauschen
verringert wird, durch die Gatesignalformgebungsschaltung 11,
und wird an das Gate des Halbleiterschaltelements 12 ausgegeben
(Schritt S2).
-
Auf
diese Weise wird das Halbleiterschaltelement 12 abhängig von
dem PWM-Impuls (Schritt S3) ein/ausgeschaltet, so dass dann, wenn
das Halbleiterschaltelement 12 eingeschaltet ist, die Anodenspannung
(VB) von der Batterie (die nicht dargestellt ist) über das
Relais (das nicht dargestellt ist), das abhängig von dem Ein/Ausschaltvorgang
des Zündschalters
arbeitet (der nicht dargestellt ist), dem Gebläsemotor 13 über die
Sicherung 14 zugeführt
wird. Daher wird der Gebläsemotor 13 auf
eine Drehzahl eingestellt, die an den PWM-Impuls angepasst ist (Schritt
S4).
-
Daher
weist ein Gateimpuls als der PWM-Impuls zu dem Halbleiterschaltelement 12 von
der Gatesignalerzeugungsschaltung 10, der durch die Gatesignalformgebungsschaltung 14 erhalten
wird, etwa 4 bis 15 V bei Hi (Einschaltzeit) und etwa 1,5 bis –15 V bei
Lo (Abschalten) auf, wie in 3 gezeigt.
-
Der
PWM-Impuls von der Gatesignalerzeugungsschaltung 10 weist
0 oder einen Schwingungsverringerungsimpuls a auf, den Haupt-PWM-Impuls b nach
dem Schwingungsverringerungsimpuls a, sowie einen oder mehrere Schwingungsverringerungsimpulse
c und d auf, nach dem Haupt-PWM-Impuls b, die innerhalb eines Zyklus
erzeugt werden.
-
Die
Anzahl der Erzeugungsvorgänge
der Schwingungsverringerungsimpulse a, c und d wird so erhöht, dass
der Abnahmeeffekt bezüglich
mechanischer Schwingungen einer Stütze zum Anbringen des Gebläsemotors 13 erhöht wird.
Selbst wenn die Anzahl der Erzeugungsvorgänge von Schwingungsverringerungsimpulsen
erhöht
wird, auf eine erforderliche Anzahl oder mehr, erreicht der Verringerungseffekt
bezüglich
der mechanischen Schwingungen eine Obergrenze. Weiterhin wird, wenn
die Anzahl an Erzeugungsvorgängen
der Schwingungsverringerungsimpulse a, c und d auf die erforderliche
Anzahl oder mehr erhöht
wird, die Anzahl an Schaltvorgängen
des Halbleiterschaltelements 12 erhöht, wodurch die Wärmeerzeugung
des Halbleiterschaltelements 12 oder der Diode D1 vergrößert wird.
-
Infolge
eines Versuches ließ sich
feststellen, dass dann, wenn die Anzahl an Schwingungsverringerungsimpulsen
vor einem Haupt-PWM-Impuls b gleich 0 oder mehr ist, und dann, wenn
die Anzahl an Schwingungsverringerungsimpulsen c und d nach dem
Haupt-PWM-Impuls b gleich Eins oder Zwei ist, der Verringerungseffekt
bezüglich
mechanischer Schwingungen der Stütze
zum Anbringen des Gebläsemotors 13 wirksam
ist.
-
Hierbei
ist mit tm eine Impulsbreite des Haupt-PWM-Impulses b bezeichnet.
Wenn ein Einschaltverhältnis
zum Erzielen einer erforderlichen Drehzahl des Gebläsemotors 13 gleich
n ist, und ein PWM-Zyklus gleich T ist, gilt die Beziehung tm =
T/n. Weiterhin geben tn1, tn2 und tn3 jeweils die Impulsbreite der
Schwingungsverringerungsimpulse a, c bzw. d an. Weiterhin bezeichnet
td1 ein Impulsintervall zwischen dem Schwingungsverringerungsimpuls a
und dem Haupt-PWM-Impuls b, bezeichnet td2 ein Impulsintervall zwischen
dem Haupt-PWM-Impuls
b und dem Schwingungsverringerungsimpuls c, und bezeichnet td3 ein
Impulsintervall zwischen dem Schwingungsverringerungsimpuls c und
dem Schwingungsverringerungsimpuls d.
-
Hierbei
werden vorzugsweise tn1, tn2 und tn3 so eingestellt, dass sie kleiner
sind als tr (eine Anstiegszeit), und werden vorzugsweise td1, td2
und td3 so eingestellt, dass sie kleiner sind als tf (eine Abfallzeit).
tr (die Anstiegszeit) und tf (die Absinkzeit) geben jeweils die
Zeit in dem Motorstrom an, der in 8(b) dargestellt
ist. Weiterhin können
tn1, tn2 und tn3, die jeweils die Impulsbreite des zugehörigen Schwingungsverringerungsimpulses
a, b bzw. c darstellen, gleich oder unterschiedlich sein. Darüber hinaus
können
die Impulsintervalle td1, td2 und td3 gleich oder verschieden sein.
-
Selbst
wenn die Impulsbreite tm des Haupt-PWM-Impulses b so geändert wird,
dass die Drehzahl des Gebläsemotors 13 geändert wird,
sind die Impulsbreiten tn1, tn2 und tn3 sowie die Impulsintervalle
td1, td2 und td3 der Schwingungsverringerungsimpulse jeweils konstant.
-
Bei
dem PWM-Impuls von der Gatesignalerzeugungsschaltung 10 wird
die Anzahl an Signalformmustern des Haupt-PWM-Impulses b auf beispielsweise
9 Muster eingestellt, in Abständen
von 10% bis 10 bis 90%, und wird vorher in der Gatesignalerzeugungsschaltung 10 gespeichert.
Das Signalformmuster, das eine erforderliche Drehzahl des Gebläsemotors 13 erfüllt, kann
abgerufen und ausgegeben werden. Daher kann der Gebläsemotor 13 11 Umdrehungsmuster
aufweisen, einschließlich
einer Drehung mit 0% (Anhalten) und einer Drehung von 100%, so dass
das Ausmaß der
Kühlung
ordnungsgemäß auf das
Ausmaß der
gewünschten
Kühlung eingestellt
werden kann.
-
Hierbei
werden die Signalformmuster des Hauptimpulses b auf beispielsweise
in Intervallen von 10% eingestellt, aber ist die vorliegende Erfindung
nicht hierauf beschränkt.
Ein Bezugstakt kann so ausgebildet sein, dass der PWM-Zyklus T auf
256 unterteilt wird, so dass die Impulsbreite des Haupt-PWM-Impulses b von
außen
durch einen Digitalwert von beispielsweise 6 Bit geändert wird.
-
Wenn
dann der PWM-Impuls, wie in 3 gezeigt,
von der Gatesignalerzeugungsschaltung 10 ausgegeben wird,
und weiterhin so umgeformt wird, dass das Übertragungsrauschen durch die
Gatesignalformgebungsschaltung 11 verringert wird, und dem
Gate des Halbleiterschaltelements 12 zugeführt wird,
werden die Anstiegszeit tr und die Abfallzeit tf des Motorstroms
verringert, welcher dem Gebläsemotor 13 zugeführt wird,
der in 8(b) dargestellt ist.
-
Dies
führt dazu,
dass die Änderung
des Drehmoments des Gebläsemotors 13 abgemildert wird,
und die Stütze
zum Anbringen des Gebläsemotors 13 nicht
stark im Verlauf der Zeit gestört
wird, oder bricht, so dass mechanische Schwingungen, die auf die
Stütze
einwirken, verringert werden.
-
4 ist
ein Signalformdiagramm zur Erläuterung
des Betriebs des Gebläsemotors 13.
In 4 ist die Frequenz des PWM-Impulses, der von der Gatesignalerzeugungsschaltung 10 abgegeben
wird, auf 12 Hz eingestellt, ist der PWM-Zyklus T auf 83,3 ms eingestellt,
und ist das Einschaltverhältnis
auf 50% eingestellt. Hierbei ist die Drehzahl des Gebläsemotors 13 im
Wesentlichen ebenso wie dann, wenn das Einschaltverhältnis auf
52% eingestellt ist, wie in 7 dargestellt
ist.
-
Weiterhin
wird bei dem PWM-Impuls, der von der Gatesignalerzeugungsschaltung 10 ausgegeben wird,
wie in 3 gezeigt, der einen Schwingungsverringerungsimpuls
a vor dem Haupt-PWM-Impuls b erzeugt, und werden die beiden Schwingungsverringerungsimpulse
c und d nach dem Haupt-PWM-Impuls
b innerhalb eines Zyklus erzeugt.
-
Weiterhin
sind die Impulsbreiten tn1, tn2 und tn3 der Schwingungsverringerungsimpulse
a, c und d jeweils auf 1,2 ms eingestellt, und sind deren Impulsintervalle
td1, td2 und td3 jeweils auf 0,8 ms eingestellt.
-
Weiterhin
ist mit a1 ein Ausgangssignal von der Gatesignalerzeugungsschaltung 10 bezeichnet, ist
mit b1 ein Wert bezeichnet, der durch Umwandlung der Beschleunigung
der mechanischen Schwingung, die in der Stütze zum Anbringen des Gebläsemotors 13 erzeugt
wird, in eine Spannung erhalten wird, und ist mit c1 der dem Gebläsemotor 13 zugeführte Strom
bezeichnet.
-
Wie
aus einem Vergleich der 4 und 7 hervorgeht,
wird der Spitzenwert der mechanischen Spannungen, die in der Stütze zum
Anbringen des Gebläsemotors,
bezeichnet mit b1, erzeugt werden, auf etwa die Hälfte verringert.
Dieser Effekt tritt, wie voranstehend geschildert, aufgrund der
Tatsache auf, dass der eine Schwingungsverringerungsimpuls a vor
dem Haupt-PWM-Impuls b erzeugt werden kann, und die beiden Schwingungsverringerungsimpulse
c und d nach dem Haupt-PWM-Impuls
b erzeugt werden können,
wodurch die Anstiegszeit tr und die Abfallzeit tf des Motorstroms,
bezeichnet mit c1, der dem Gebläsemotor 13 zugeführt wird,
vergrößert werden.
Daher kann die Änderung
des Drehmoments des Gebläsemotors 13 abgemildert
werden, so dass die Stütze
zum Anbringen des Gebläsemotors 13 nicht
stark gestört
wird, oder teilweise bricht.
-
Wie
voranstehend geschildert, wird bei der vorliegenden Ausführungsform
bei der PWM-Steuerung, bei welcher der dem Gebläsemotor 13 zum Antrieb
des Gebläses
zugeführte
Motorstrom durch den Ein/Ausschaltvorgang des Halbleiterschaltelements 12 gesteuert
wird, der PWM-Impuls, der durch Hinzufügen der Schwingungsverringerungsimpulse
zu dem Haupt-PWM-Impuls erhalten wird, von der Gatesignalerzeugungsschaltung 10 innerhalb
eines Zyklus ausgegeben, so dass die Anstiegszeit und die Abfallzeit
des Motorstroms verlängert
werden. Daher kann eine Änderung
des Drehmoments des Gebläsemotors 13 abgemildert
werden, und wird die Stütze zum
Anbringen des Gebläsemotors 13 nicht
stark gestört,
oder teilweise zerstört.
Daher können
mechanische Schwingungen der Stütze
verringert werden.
-
Daher
werden mechanische Schwingungen, die an das Innere eines Fahrzeugs über ein
Chassis übertragen
werden, verringert, so dass ein Fahrer sicher gegen einen mangelnden
Komfort geschützt werden
kann, oder eine Beschleunigung des Abriebs verschiedener Gleitteile
verhindert werden kann.
-
Weiterhin
kann bei der vorliegenden Ausführungsform
infolge der Tatsache, dass die Anzahl an Schwingungsverringerungsimpulsen
a vor dem Haupt-PWM-Impuls b gleich 0 oder größer ist, und die Anzahl an
Schwingungsverringerungsimpulsen c und d nach dem Haupt-PWM-Impuls b gleich Eins oder
Zwei ist, der Verringerungseffekt bezüglich mechanischer Schwingungen
der Stütze
zum Anbringen des Gebläsemotors 13 sich
auswirken. Darüber
hinaus kann die Erhöhung
einer Wärmeerzeugung
des Halbleiterschaltelements 12 oder der Diode D1 infolge
der Erhöhung
der Anzahl der Schaltvorgänge
des Halbleiterschaltelements unterdrückt werden.
-
Weiterhin
können
bei der vorliegenden Ausführungsform,
da die Impulsbreiten tn1, tn2 und tn3 der Schwingungsverringerungsimpulse
kleiner eingestellt werden als die Anstiegszeit des Motorstroms, und
die Impulsintervalle td1, td2 und td3 zwischen den Schwingungsverringerungsimpulsen
und dem Haupt-PWM-Impuls kleiner eingestellt sind als die Abfallzeit
des Motorstroms, die voranstehend geschilderte Anstiegszeit und
Abfallzeit des Motorstroms verlängert
werden.
-
Weiterhin
wird bei dieser Ausführungsform bei
dem PWM-Impuls von der Gatesignalerzeugungsschaltung 10 die
Anzahl an Signalformmustern des Haupt-PWM-Impulses b auf beispielsweise
9 Muster eingestellt, die in Abständen von beispielsweise 10%
bis 10 bis 90% vorgesehen sind, und vorher in der Gatesignalerzeugungsschaltung 10 gespeichert
werden. Das Signalformmuster, das zu einer erforderlichen Drehzahl
des Gebläsemotors 13 passt,
wird abgerufen und ausgegeben. Daher kann der Gebläsemotor 13 11
Muster der Drehzahl aufweisen, einschließlich einer Drehzahl von 0%
(Anhalten) und einer Drehzahl von 100%, so dass das Ausmaß der Kühlung ordnungsgemäß auf das
Ausmaß der gewünschten
Kühlung
eingestellt werden kann.
-
Weiterhin
kann bei dieser Ausführungsform der
Bezugstakt so ausgebildet werden, dass der PWM-Zyklus T durch 256
geteilt wird, so dass die Impulsbreite des Haupt-PWM-Impulses b
von außen durch
einen Digitalwert von beispielsweise 6 Bits geändert wird. In diesem Fall
wird die Drehzahl des Gebläsemotors 13 digital
gesteuert.
-
Weiterhin
kann bei der vorliegenden Ausführungsform
infolge der Tatsache, dass der PWM-Impuls, der in der Gatesignalerzeugungsschaltung 10 erzeugt
wird, so geformt ist, dass er das Übertragungsrauschen durch die
Gatesignalformgebungsschaltung 11 verringert, und an das
Halbleiterschaltelement 12 ausgegeben wird, der Ein/Ausschaltvorgang
des Halbleiterschaltelements 12 durch einen geeigneten
PWM-Impuls gesteuert werden.
-
Bei
der vorliegenden Ausführungsform
wird als der Gebläsemotor 13 ein
Doppelpolmotor eingesetzt, jedoch ist die vorliegende Erfindung
nicht auf diese Ausführungsform
beschränkt.
Die vorliegende Erfindung kann bei einem Gebläsemotor 13A eingesetzt
werden, der zwei Paare von Bürsten 13a bis 13d aufweist,
wie dies in 5 gezeigt ist.
-
In
diesem Fall wird eine Anodenspannung (VB) von einer Batterie (nicht
dargestellt), wenn ein Halbleiterschaltelement 12 durch
einen PWM-Impuls ein- bzw. ausgeschaltet wird, von einer Gatesignalerzeugungsschaltung 10 über eine
Gatesignalformgebungsschaltung 11, an ein erstes Paar der
Bürsten 13a und 13c angelegt.
-
Weiterhin
ist zusätzlich
ein Halbleiterschaltelement 15 vorgesehen, das durch einen
Hochdrehzahl-Umdrehungsschalter 14a ein- bzw. ausgeschaltet
wird, so dass eine Source-Spannung
(Vcc), welche an den Ein/Ausschaltbetrieb des Halbleiterschaltelements 15 angepasst
ist, an ein zweites Paar von Bürsten 13b und 13d angelegt
wird.
-
Auch
in diesem Fall wird die Schwankung des Drehmoments des Gebläsemotors 13A ausgeglichen,
wird eine Stütze
zur Anbringung des Gebläsemotors 13A nicht
wesentlich in ihrem zeitlichen Ablauf beeinträchtigt, und werden mechanische Schwingungen
verringert.
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die Steuerung eines Gebläsemotors
für Fahrzeuge
beschränkt,
und kann bei der Steuerung eines Kühlgebläsemotors eingesetzt werden,
der bei einem Personalcomputer angebracht ist, oder bei der Steuerung
eines Motors eines Haushaltsgeräts
eingesetzt werden, beispielsweise bei einem Elektrogebläse.
-
Zwar
wurde die Erfindung anhand ihrer speziellen, bevorzugten Ausführungsformen
erläutert und
beschrieben, jedoch wissen Fachleute auf diesem Gebiet, dass verschiedene Änderungen
und Modifikationen auf Grundlage der erfindungsgemäßen Lehre vorgenommen
werden können.
Offensichtlich sind derartige Änderungen
und Modifikationen von dem Wesen, Umfang und der Vorgehensweise
der Erfindung umfasst, wie sie sich aus der Gesamtheit der vorliegenden
Anmeldeunterlagen ergeben, und von den beigefügten Patentansprüchen umfasst
sein sollen.
-
Die
vorliegende Erfindung beruht auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-202756 ,
eingereicht am 26. Juli 2006, deren Gesamtinhalt durch Bezugnahme
in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen wird.
-
Fig. 1:
- 10
- Gatesignalerzeugungsschaltung
- 1
- Gatesignalformgebungsschaltung
- a
- Motorstrom
-
Fig. 2:
- S1
- Ausgabe
eines PWM-Impulses, der durch Hinzufügung eines Schwingungsverringerungsimpulses
zu einem Haupt-PWM-Impuls
erhalten wird, von der Gatesignalerzeugungsschaltung
- S2
- Ausformen
des PWM-Impulses von der Gatesignalerzeugungsschaltung so, dass Übertragungsrauschen
verringert wird, durch die Gatesignalformgebungsschaltung, und Ausgabe
des PWM-Impulses an das Gate des Halbleiterschaltelements
- S3
- Ein/Ausschalten
des Halbleiterschaltelements in Abhängigkeit von dem PWM-Impuls
- S4
- Einstellung
des Gebläsemotors
bezüglich der
Drehzahl zur Anpassung an den PWM-Impuls
- END
- Ende
-
Fig. 3:
- tn1,
tn2, tn3
- Impulsbreite
des Schwingungsverringerungsimpulses
- tm
- Impulsbreite
des Haupt-PWM-Impulses
- T
- PWM-Zyklus
- td1,
td2, td3
- Impulsintervall
-
Fig. 5:
- 10
- Gatesignalerzeugungsschaltung
- 11
- Gatesignalformgebungsschaltung
- a
- Motorstrom
- 13A
- Gebläsemotor
- 14a
- Hochgeschwindigkeitsdrehzahlschalter
-
Fig. 6:
- Fan
Control Circuit
- Gebläsesteuer
-
Fig. 8A:
- Output
of Fan Control Circuit
- Ausgangswert
der Gebläsesteuerschaltung
-
Fig. 8B:
- Motor
Current
- Motorstrom