JP2009260135A - 車載情報機器用冷却ファン制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却ファンの動作を制御して車載情報機器内部の送風方向及び風量を変化させることによって冷却効率を高める。
【解決手段】車載情報機器１の外部温度を検知する温度センサＴ０１，Ｔ０２と、車載情報機器１の内部温度を検知する温度センサＴ０３と、外部温度を検知する温度センサＴ１０，Ｔ０２及び内部温度を検知する温度センサＴ０３からの温度情報を用いて冷却ファンＦ０１，Ｆ０２の回転方向及び回転数を制御するファン制御装置１０とを備え、車載情報機器１の内部を冷却する送風方向及び送風量を変化させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、車載情報機器の内部を冷却する冷却ファンの制御方法に関するものである。

車両に搭載される車載情報機器は、機能の高度化などに伴って当該機器の内部に備えられる装置が過密化しており、発熱を伴う装置も多く存在することから内部温度が常に高くなっている。一般的な車載情報機器は、このような内部温度の上昇による機器の動作異常や破損等を防ぐために冷却用のファンを１個以上設置して内部冷却を行っている。冷却ファンの動作制御には様々なものがあって、温度情報や車速に応じて冷却ファンの回転数を制御する方法などが用いられている。
例えば、電子機器の内部に複数個の冷却ファンを設置し、一方の冷却ファンを稼働状態に制御して他方の冷却ファンを待機状態に制御するなど、各冷却ファンの稼働状態と待機状態の切り替えを行い、また、環境温度に対応して複数の冷却ファンの回転数を個別に制御するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−０６８８８１号公報（第４，５頁、図１〜４）

従来の車載情報機器用冷却ファン制御方法は以上のように冷却ファンを動作させるものなので、車載情報機器の取り付け位置や車種の差異に起因する様々な動作環境に対応して効果的に冷却するものではなく、また、高温になった車載情報機器の内部よりも外部の温度がさらに高いときには車載情報機器の内部を有効に冷却することが難しいという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、冷却ファンの動作を制御して車載情報機器内部の送風方向及び風量を変化させることによって冷却効率を高めることを目的とする。

この発明に係る車載情報機器用冷却ファン制御方法は、車載情報機器の外部温度を検知する温度センサと、車載情報機器の内部温度を検知する温度センサと、外部温度を検知する温度センサ及び内部温度を検知する温度センサからの温度情報を用いて冷却ファンの回転方向及び回転数を制御するファン制御装置とを備え、車載情報機器の内部を冷却する送風方向及び送風量を変化させるものである。

この発明によれば、ファン制御装置が、車載情報機器の外部温度を検知する温度センサ及び内部温度を検知する温度センサからの温度情報を用いて、冷却ファンの回転方向及び回転数を制御して車載情報機器の内部を冷却する送風方向及び送風量を変化させるようにしたので、車載情報機器の内部を効率よく冷却することができるという効果がある。

以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による車載情報機器用冷却ファン制御方法を用いた車載情報機器の構成を示すブロック図である。図示した実施の形態１による車載情報機器１は、当該車載情報機器１の一の部位１ａに設置され、この部位１ａにおいて車載情報機器１の外部温度を検知する温度センサＴ０１と、車載情報機器１の他の部位１ｂに設置され、この部位１ｂにおいて車載情報機器１の外部温度を検知する温度センサＴ０２と、車載情報機器１の内部の任意の部位１ｃにおいて温度を検知する温度センサＴ０３と、温度センサＴ０１の近傍に設置される冷却ファンのファンＦ０１と、温度センサＴ０２の近傍に設置される冷却ファンのファンＦ０２とを備えている。また、外部の車速検出装置２から車速情報を入力し、また温度センサＴ０１〜Ｔ０３から出力される各温度情報を入力して、ファンＦ０１及びファンＦ０２の動作制御を行うファン制御装置１０を備えている。なお、車速情報は、図１に例示した車速検出装置２から入力する接続構成に限定されず、車載情報機器１もしくはファン制御装置１０の外部から入力される。また、図１に示した車載情報機器１は、少なくとも３個の温度センサと２個の冷却ファンを備えるもので、３個以上の温度センサと２個以上の冷却ファンを備える構成であってもよい。

図２は、実施の形態１による車載情報機器用冷却ファン制御方法を用いた車載情報機器のファン制御装置の構成を示すブロック図である。この図は、図１のファン制御装置１０の構成例を示すものである。図２のファン制御装置１０は、温度センサＴ０１〜Ｔ０３からアナログ信号の温度情報を各々入力してデジタルデータへ変換するＡ／Ｄ変換部１１、Ａ／Ｄ変換部１１から出力されるデジタルデータの各温度情報を比較する比較部１２、比較部１２から出力される比較結果と外部からの車速情報とを入力して所定の演算を行う演算部１３、及び、演算部１３の演算結果を入力して各ファンＦ０１，Ｆ０２を駆動制御する駆動制御部１４を備えている。

次に動作について説明する。
図１等に示したファン制御装置１０は、温度センサＴ０３からの内部温度情報、温度センサＴ０１，Ｔ０２からの外部温度情報、車両に備えられている例えば車速検出装置２からの車速情報を入力して、それぞれファンＦ０１，Ｆ０２の最適な回転数と回転方向を決定して個別に制御する。詳しくは、ファンＦ０１，Ｆ０２の回転方向を個別に制御することにより、外部の低い温度の空気を車載情報機器１の内部へ吸い込み、また外部温度の高い側へ吹き出すように動作させる。または、すべてのファンＦ０１，Ｆ０２を吹き出しに使用する。このように車載情報機器１の内部における風の流れる方向を変えることにより冷却効率を高める。また、車両が停車しているときには、前述の車速情報を用いていずれか一方の冷却ファンを停止し、冷却ファンを1個のみ稼動させて動作音を低減させる。
このようにファン制御を行うことにより、車両の種類によって異なる取り付け部分の温度に対応することや、冷却ファンの送風経路が塞がれて冷却ファンの風量が見込めない場合にも冷却効率を高めることができるので、例えばナビゲーション装置などの車載情報機器に備えられる冷却ファンの制御には特に有用である。

図３−１及び図３−２は、実施の形態１による車載情報機器用冷却ファン制御方法の制御動作を示す説明図である。これらの図は、図１のファン制御装置１０による動作制御の一例を表す制御テーブルである。図３−１は、図３−２の制御テーブルに用いている各パラメータの内容を表したもので、図３−２はファン制御装置１０が入力した各情報に対して行う処理動作を表した制御テーブルである。詳しくは、図３−１に示したように、車速情報を“走行中”と“停車中”の２段階で表し、温度情報を“Ｈｏｔ”、“Ｍｉｄｄｌｅ”、“Ｃｏｌｄ”の３段階で表し、ファン回転数を“大”、“中”、“小”、“停止”の４段階で表し、ファン回転方向を“Ｉｎ”、“Ｏｕｔ”の２方向として、これらのパラメータを表し、当該各パラメータに基づく制御の一例を図３−２に示している。

図４〜図７は、実施の形態１による車載情報機器用冷却ファン制御方法を用いた車載情報機器の冷却動作を示す説明図である。これらの図は、図１に示した車載情報機器１の内部を冷却するときの送風方向を示したもので、図３−２に示した制御動作のうち、四例を抜粋して各図に示している。図４〜図７では、図１に示したものと同一部分に同じ符号を使用し、その部分の重複説明を省略する。
図４は、ファンＦ０１が設置されている部位１ａの外部温度、即ち温度センサＴ０１の検知温度が低く、ファンＦ０２が設置されている部位１ｂの外部温度、即ち温度センサＴ０２の検知温度が高く、またさらに温度センサＴ０３の検知温度が図３−２に示した“Ｈｏｔ”、即ち車載情報機器１の内部温度が高温のときのファン制御ならびに送風動作を示したもので、外部温度の低い側のファンＦ０１から外気を吸い込み、外部温度の高い側のファンＦ０２から内気を吹き出すように各ファンの回転数と回転方向を制御して、図中矢印で示した送風Ａが生じるように動作している状態を表している。

ファン制御装置１０は、各温度センサＴ０１〜Ｔ０３からの温度情報を入力し、前述のようにＡ／Ｄ変換部１１にて各々の温度情報をデジタルデータに変換し、これらのデータを比較部１２が比較する。比較部１２は、温度センサＴ０３からの内部温度情報と温度センサＴ０１からの外部温度情報とを比較し、また、上記の内部温度情報と温度センサＴ０２からの外部温度とを比較する。演算部１３は、これらの比較結果と前述の車速情報とを入力し、また例えば比較部１２を介して、あるいはＡ／Ｄ変換部１１から直接内部温度情報を入力する。

演算部１３は、例えば、比較部１２から図３−２に示した“Ｔ０１＜Ｔ０３”を表す比較結果、即ち、温度センサＴ０１によって検知された外部温度が温度センサＴ０３によって検知された内部温度よりも低いことを示す比較結果と、図３−２に示した“Ｔ０２≧Ｔ０３”を表す比較結果、即ち、温度センサＴ０２によって検知された外部温度が上記の内部温度以上となっていることを示す比較結果を入力する。また、前述のように例えばＡ／Ｄ変換部１１から直接あるいは間接的に図３−２に示した“Ｈｏｔ”を表す内部温度情報、即ち、車載情報機器１の内部が高温になっていることを検知した温度センサＴ０３からの内部温度情報を入力する。また、図３−２に示した“走行中”を表す車速情報を前述のように入力する。当該入力した上記の各比較結果ならびに各情報を用いた演算等を行い、当該演算結果を用いて駆動制御部１４の動作を制御する。

前述のように演算部１３の演算結果によって動作制御された駆動制御部１４は、ファンＦ０１が図３−２に示した回転数“大”で“Ｉｎ”方向に回転するように当該ファンＦ０１を駆動し、また、図３−２に示した回転数“大”で“Ｏｕｔ”方向に回転するようにファンＦ０２を駆動する。このようにファンＦ０１及びファンＦ０２を駆動して送風Ａを発生させる。

図５は、図４を用いて説明した動作例とは逆に、ファンＦ０２が設置されている部位１ｂの外部温度、即ち温度センサＴ０２の検知温度が低く、ファンＦ０１が設置されている部位１ａの外部温度、即ち温度センサＴ０１の検知温度が高く、また図４に示したものと同様に温度センサＴ０３の検知温度が図３−２の“Ｈｏｔ”のときのファン制御を示したもので、ファンＦ０２から外気を吸い込み、外部温度の高い側のファンＦ０１から内気を吹き出すように各ファンの回転数と回転方向を制御し、図中矢印で示した送風Ｂが生じるように動作している状態を表している。
このとき、ファン制御装置１０の比較部１２からは、図３−２に示した“Ｔ０１≧Ｔ０３”と“Ｔ０２＜Ｔ０３”とを表す比較結果が出力される。演算部１３は、この比較結果と、図３−２に示した温度センサＴ０３ｂの“Ｈｏｔ”を表す内部温度情報と、図３−２に示した“走行中”を表す車速情報とを入力し、これらを用いた演算を行い、当該演算結果に応じて駆動制御部１４を制御する。このとき駆動制御部１４は、図３−２に示した回転数“大”で“Ｏｕｔ”方向に回転するようにファンＦ０１を駆動し、また図３−２に示した回転数“大”で“Ｉｎ”方向に回転するようにファンＦ０２を駆動して送風Ｂを発生させる。

図６は、温度センサＴ０１，Ｔ０２が検知した外部温度がどちらも高く、また温度センサＴ０３の検知温度が図３−２の“Ｈｏｔ”のときのファン制御を示したもので、ファンＦ０１ならびにファンＦ０２のどちらからも車載情報機器１の内部から外部へ排気するように制御し、図中矢印で示した送風Ｃが生じるように動作している状態を表している。
このとき、ファン制御装置１０の比較部１２からは、図３−２に示した“Ｔ０１≧Ｔ０３”と“Ｔ０２≧Ｔ０３”とを表す比較結果が出力される。演算部１３は、この比較結果と、図３−２に示した温度センサＴ０３の“Ｈｏｔ”を表す内部温度情報と、図３−２に示した“走行中”を表す車速情報とを入力し、これらを用いた演算を行って当該演算結果に応じて駆動制御部１４を制御する。このとき駆動制御部１４は、図３−２に示した回転数“大”で“Ｏｕｔ”方向に回転するようにファンＦ０１を駆動し、また図３−２に示した回転数“大”で“Ｏｕｔ”方向に回転するようにファンＦ０２を駆動して送風Ｃを発生させる。このように、車載情報機器１の部位１ａならびに部位１ｂの外部温度がいずれも内部温度よりも高いときには、両方のファンＦ０１，Ｆ０２から内気を吹き出すようにファン制御を行う。

図７は、温度センサＴ０１，Ｔ０２が検知した外部温度がどちらも内部温度よりも低く、また温度センサＴ０３の検知温度が図３−２の“Ｍｉｄｄｌｅ”のときのファン制御を示したもので、例えばファンＦ０１のみを稼動させて、またファンＦ０２の動作を停止させて車載情報機器１の内部から外部へ排気するように制御し、図中矢印で示した送風Ｄが生じるように動作している状態を表している。
このとき、ファン制御装置１０の比較部１２からは、図３−２に示した“Ｔ０１＜Ｔ０３”と“Ｔ０２＜Ｔ０３”とを表す比較結果が出力される。演算部１３は、この比較結果と、図３−２に示した温度センサＴ０３の“Ｍｉｄｄｌｅ”を表す内部温度情報と、図３−２に示した“停止中”を表す車速情報とを入力し、これらを用いた演算を行い、当該演算結果に応じて駆動制御部１４を制御する。駆動制御部１４は、図３−２に示した回転数“小”で“Ｏｕｔ”方向に回転するようにファンＦ０１を駆動し、また図３−２に示した回転数“停止”となるようにファンＦ０２を制御して送風Ｄを発生させる。このように、車載情報機器１の部位１ａならびに部位１ｂの外部温度がいずれも内部温度よりも低く、また内部温度も車載情報装置１に弊害を及ぼすほど高温になっていないときには、車両が停止状態であれば、即ち車速情報が“停止中”を示しているときにはファンＦ０１のみを動作させて内気を吹き出し、ファンＦ０２を停止して冷却ファンが動作することによる騒音を抑制するようにファン制御を行う。

なお、ここまで説明した車載情報機器１のファンＦ０１，Ｆ０２は、回転方向ならびに回転数を変更／設定することが可能なものであるが、回転方向が一定の冷却ファンを、吸い込み専用あるいは吹き出し専用として複数備え、ファン制御装置１０がこれらの冷却ファンを制御して前述の説明と同様に外部温度及び内部温度、また車速情報を用いた冷却／送風動作を行うようにしてもよい。

図８は、実施の形態１による車載情報機器用冷却ファン制御方法を用いた他の車載情報機器の冷却動作を示す説明図である。図１等に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を使用し、その部分の重複説明を省略する。図８に示した車載情報機器１は、前述のものと同様に部位１ａにファンＦ０１と温度センサＴ０１とを備え、また、部位１ｂにファンＦ０２と温度センサＴ０２とを備え、さらに車載情報機器１の部位１ｄに外部温度を検知する温度センサＴ０４と冷却ファンのファンＴ０３とを備えている。また、前述のものと同様に車載情報機器１の内部温度を検知する温度センサＴ０３を部位１ｃに備えている。図８の車載情報機器１に備えられる図示されないファン制御装置１０は、概ね図２に示したものと同様に構成されたもので、温度センサＴ０４から出力される外部温度情報を加味してファンＴ０１〜Ｔ０３の回転方向及び回転数を制御するものである。

図８の車載情報機器１に備えられるファン制御装置１０は、図２等を用いて説明した前述のものと同様に、Ａ／Ｄ変換部１１によって変換された温度センサＴ０１，Ｔ０２，Ｔ０４からの外部温度情報ならびに温度センサＴ０３からの内部温度情報を比較部１２へ入力する。比較部１２は、これら三つの外部温度情報と一つの内部温度情報とを、前述の二つの外部温度情報と一つの内部温度情報とを比較するときと概ね同様に比較処理する。演算部１３は、当該比較結果及び外部から入力した車速情報を用いて駆動制御部１４を制御する。駆動制御部１４は、ファンＦ０１〜Ｆ０３を個別に回転方向及び回転数を制御する。

図８に示した動作状態の一例は、車両が走行中で、温度センサＴ０１が検知した部位１ａの外部温度が低く、温度センサＴ０２が検知した部位１ｂの外部温度及び温度センサＴ０４が検知した部位１ｄの外部温度が高く、また温度センサＴ０３が検知した部位１ｃの内部温度が高いとき、換言すると、車速情報が“走行中”を示し、比較部１２の比較結果が“Ｔ０１＜Ｔ０３”、“Ｔ０２≦Ｔ０３”、“Ｔ０４≦Ｔ０３”、また、温度センサＴ０３が検知した内部温度が“Ｈｏｔ”のとき、ファンＦ０１〜Ｆ０３の回転数を“大”として、外気を吸い込む方向にファンＦ０１を回転させ、内気を外部へ吹き出す方向にファンＦ０２，Ｆ０３を回転させて、図中矢印で示した送風Ｅを生じさせたものである。このように３個の冷却ファンを３箇所に配置し、また３箇所の外部温度を検知して各冷却ファンの動作を制御するときにも、前述のものと同様に外部温度及び内部温度、また車速情報を用いて送風方向及び送風量を変化させることにより同様な作用効果が得られる。

以上のように実施の形態１によれば、車載情報機器１の部位１ａにファンＦ０１と外部温度を検知する温度センサＴ０１とを配置し、車載情報機器１の部位１ｂにファンＦ０２と外部温度を検知する温度センサＴ０２とを配置し、また、車載情報機器１の部位１ｃに内部温度を検知する温度センサＴ０３を配置して、ファン制御装置１０が各温度センサからの温度情報を用いて各ファンＴ０１，Ｔ０２の回転方向及び回転数を制御するようにしたので、温度の低い側の外気を吸い込んで車載情報機器１の内部を効率よく冷却することができるという効果がある。
また、ファン制御装置１０が外部から車速情報を入力してファンＦ０１，Ｆ０２の動作を車速に応じて制御するようにしたので、冷却ファンの動作音による機器騒音を抑制することができるという効果がある。

この発明の実施の形態１による車載情報機器用冷却ファン制御方法を用いた車載情報機器の構成を示すブロック図である。 実施の形態１による車載情報機器用冷却ファン制御方法を用いた車載情報機器のファン制御装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１による車載情報機器用冷却ファン制御方法の制御動作を示す説明図である。 実施の形態１による車載情報機器用冷却ファン制御方法の制御動作を示す説明図である。 実施の形態１による車載情報機器用冷却ファン制御方法を用いた車載情報機器の冷却動作を示す説明図である。 実施の形態１による車載情報機器用冷却ファン制御方法を用いた車載情報機器の冷却動作を示す説明図である。 実施の形態１による車載情報機器用冷却ファン制御方法を用いた車載情報機器の冷却動作を示す説明図である。 実施の形態１による車載情報機器用冷却ファン制御方法を用いた車載情報機器の冷却動作を示す説明図である。 実施の形態１による車載情報機器用冷却ファン制御方法を用いた他の車載情報機器の冷却動作を示す説明図である。

符号の説明

１ 車載情報機器、１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 部位、２ 車速検出装置、１０ ファン制御装置、１１ Ａ／Ｄ変換部、１２ 比較部、１３ 演算部、１４ 駆動制御部、Ｆ０１，Ｆ０２，Ｆ０３ ファン、Ｔ０１，Ｔ０２，Ｔ０３，Ｔ０４ 温度センサ。

Claims (4)

1. 車載情報機器の外部温度を検知する温度センサと、
   前記車載情報機器の内部温度を検知する温度センサと、
   前記外部温度を検知する温度センサ及び内部温度を検知する温度センサからの温度情報を用いて冷却ファンの回転方向及び回転数を制御するファン制御装置と、
   を備え、
   前記車載情報機器の内部を冷却する送風方向及び送風量を変化させる車載情報機器用冷却ファン制御方法。
2. ファン制御装置は、車両の車速情報を外部から入力し、該車速情報に応じて冷却ファンの動作音を低減するように制御することを特徴とする請求項１記載の車載情報機器用冷却ファン制御方法。
3. 車載情報機器の外部温度を検知する温度センサは、該車載情報機器の複数の部位に各々配置され、
   ファン制御装置は、前記各部位の外部温度を検知する温度センサからの各温度情報を用いて冷却ファンの動作を制御することを特徴とする請求項１記載の車載情報機器用冷却ファン制御方法。
4. 複数の冷却ファンを車載情報機器の複数の部位に配置し、
   ファン制御装置は、前記冷却ファンを各々外気の吸い込み動作または内気の吹き出し動作のいずれかに制御することを特徴とする請求項１記載の車載情報機器用冷却ファン制御方法。

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