JP2016223395A - Pump motor control method of fluid transfer device - Google Patents

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圭祐 小出
Keisuke Koide
圭祐 小出
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pump motor control method of a fluid transfer device capable of generating pulsation of fluid with high responsiveness.SOLUTION: In a cooling system 1 for cooling an electronic circuit 6 generating heat, cooling water is circulated between a radiator 2 and a cooler 3 through pipe conduits 4, 5 by a pump P of a fluid transfer device 10. The pump P changes a flow speed of the cooling water by being driven and controlled by a motor M, and generates pulsation in the cooling water. Here, the motor M implements a stop mode for stopping driving of the motor for a predetermined time, and then transfers to a low speed mode, in switching from a high-speed mode rotating at a high rotational frequency to apply a high flow speed, to the low-speed mode rotating at a low rotational frequency to apply a low flow speed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、流体移送装置のポンプモータ制御方法に関するものである。   The present invention relates to a pump motor control method for a fluid transfer device.

従来、管路内を流れる流体に周期的な脈動を加えることによって、管路と流体との圧損(流動抵抗)が低減し、流体の移送効率が上がることが知られている。また、周期的な脈動が加えられた流体は、熱伝導効率がよく、脈動が加えられた流体を熱交換器に使用することで熱交換器の熱交換率が向上することが知られている。   Conventionally, it is known that applying a periodic pulsation to a fluid flowing in a pipe line reduces pressure loss (flow resistance) between the pipe line and the fluid and increases the fluid transfer efficiency. Further, it is known that the fluid with periodic pulsation has good heat conduction efficiency, and the heat exchange rate of the heat exchanger is improved by using the fluid with pulsation added to the heat exchanger. .

そして、管路を流れる流体に周期的な脈動を発生させる1つの方法として、ポンプの吐出量を制御、具体的には、ポンプを駆動するポンプモータの回転数を制御する方法が知られている(例えば、特許文献1,2)。   As one method for generating periodic pulsation in the fluid flowing through the pipeline, there is known a method of controlling the discharge amount of the pump, specifically, controlling the number of revolutions of the pump motor that drives the pump. (For example, Patent Documents 1 and 2).

特許文献1は、第1の期間を第1の回転数で、次に、第2の期間を第1の回転数とは異なる第2の回転数で、かつ、第1の期間と第2の期間とを交互に繰り返して渦巻きポンプを回転させて流体に脈動を発生させるものである。つまり、特許文献1では、ポンプモータに供給する電力を高電力値と低電力値とに交互に切り替えて、流体に周期的な脈動を発生させている。   In Patent Document 1, the first period is the first rotation speed, the second period is the second rotation speed different from the first rotation speed, and the first period and the second rotation speed are different from each other. The pulsation is generated in the fluid by alternately rotating the period and rotating the centrifugal pump. That is, in Patent Document 1, the electric power supplied to the pump motor is alternately switched between a high electric power value and a low electric power value to generate periodic pulsation in the fluid.

また、特許文献2には、ポンプモータを回転させて流体を加速させる加速期間とモータを停止させて流体を減速させる減速期間を制御して流体を脈動させる技術が開示されている。つまり、特許文献2では、ポンプモータを回転と停止とに交互に切り替えて、流体に周期的な脈動を発生させている。   Patent Document 2 discloses a technique for pulsating a fluid by controlling an acceleration period in which the pump motor is rotated to accelerate the fluid and a deceleration period in which the motor is stopped to decelerate the fluid. That is, in Patent Document 2, the pump motor is alternately switched between rotation and stop to generate periodic pulsation in the fluid.

特開平11−315999号公報JP 11-315999 A 特許第5105292号公報Japanese Patent No. 5105292

しかしながら、特許文献1では、脈動を発生させるためには、ポンプモータに供給する電力を高電力値と低電力値とに切り替えて、すなわち、モータを高回転数と低回転数とに交互に切り替えていた。しかしながら、ポンプモータを高回転数から低回転数への切り替えでは、流速が所望値まで低下せず、期待通りの脈動を得ることができなかった。   However, in Patent Document 1, in order to generate pulsation, the power supplied to the pump motor is switched between a high power value and a low power value, that is, the motor is alternately switched between a high rotation speed and a low rotation speed. It was. However, when the pump motor is switched from a high rotation speed to a low rotation speed, the flow rate does not decrease to a desired value, and the expected pulsation cannot be obtained.

特に、遠心ポンプ等の羽根車を用いて流体を圧送するポンプにおいては、羽根車では流路が遮断されないとともに、流体の慣性力に羽根車が連れ回りされてしまうことからポンプモータを低速回転数に減速しても流速変化が遅れ、脈動の応答性が悪かった。   In particular, in a pump that pumps fluid using an impeller such as a centrifugal pump, the flow path is not blocked by the impeller and the impeller is rotated by the inertia force of the fluid. Even when decelerated, the change in flow velocity was delayed, and the pulsation response was poor.

また、特許文献2では、ポンプモータの駆動と停止とを交互に駆動させることから、流速を急激に減速させることができる。しかしながら、ポンプモータが停止から駆動に切り替わったとき、モータを予め定めた元の回転数に到達させるのに時間を要し、流速を所望値まで上昇させるのに時間を要する問題があった。その結果、期待通りの脈動を得ることができなかった。   Moreover, in patent document 2, since the drive and stop of a pump motor are driven alternately, the flow velocity can be decelerated rapidly. However, when the pump motor is switched from the stop to the drive, there is a problem that it takes time for the motor to reach the predetermined original rotational speed and it takes time to increase the flow velocity to a desired value. As a result, the expected pulsation could not be obtained.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、応答性の良い流体の脈動を発生させることができる流体移送装置のポンプモータ制御方法を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a pump motor control method for a fluid transfer device capable of generating pulsation of fluid with good responsiveness.

上記課題を解決するため流体移動装置のモータ制御方法は、管路内の流体を圧送するポンプと、前記ポンプを駆動するモータと、前記ポンプにて管路内を圧送される流体の流速を制御すべく前記モータの回転を制御するモータ制御部とを備え、高速度の流速を付与する高回転数で前記モータを予め定めた時間駆動させるモータ高回転数領域と、低速度の流速を付与する低回転数で前記モータを予め定めた時間駆動させるモータ低回転数領域とを周期的に発生させて、前記ポンプから圧送される流体に脈動を発生させる流体移送装置のポンプモータ制御方法であって、前記モータ高回転数領域から前記モータ低回転数領域への切り替わるとき、前記モータを予め定めた時間駆動停止させたことを特徴とする。   In order to solve the above problems, a motor control method for a fluid moving device controls a pump for pumping fluid in a pipeline, a motor for driving the pump, and a flow rate of fluid pumped in the pipeline by the pump. A motor control unit for controlling the rotation of the motor, and a motor high rotation speed region for driving the motor at a high rotation speed for applying a high speed flow velocity for a predetermined time; and a low speed flow velocity is applied. A pump motor control method for a fluid transfer device that periodically generates a motor low rotation speed region that drives the motor at a low rotation speed for a predetermined time to generate pulsation in a fluid pumped from the pump. When switching from the high motor speed region to the low motor speed region, the motor is stopped for a predetermined time.

この構成によれば、流体の低速度への減速、及び、流体の高速度への加速を効果的に短時間に遂行でき、管路内を流れる流体に対して応答性の良い脈動を発生させることができる。その結果、管路内を流れる流体の脈動の効果、特に熱伝導率/放熱効率を高め、流体移送装置の機器効率を高めることができる。   According to this configuration, it is possible to effectively decelerate the fluid to a low speed and accelerate the fluid to a high speed in a short time, and generate a responsive pulsation with respect to the fluid flowing in the pipeline. be able to. As a result, the effect of pulsation of the fluid flowing in the pipe line, particularly the thermal conductivity / heat radiation efficiency, can be increased, and the equipment efficiency of the fluid transfer device can be increased.

上記構成において、前記モータを駆動停止させる予め定めた時間は、前記モータの回転数が前記モータ高回転数領域の高回転数から前記モータ低回転数領域の低回転数、又は、その低回転数の近傍に到達するまでの時間であることが好ましい。   In the above-described configuration, the predetermined time for stopping the driving of the motor is that the rotation speed of the motor ranges from a high rotation speed in the motor high rotation speed area to a low rotation speed in the motor low rotation speed area, or a low rotation speed thereof. It is preferable that it is time until it reaches the vicinity of.

この構成によれば、流体の流速を低速度から高速度への立ち上げを短時間にできる。
上記構成において、前記ポンプは、羽根車を有する非容積型ポンプであることが好ましい。
According to this configuration, the flow rate of the fluid can be increased from a low speed to a high speed in a short time.
The said structure WHEREIN: It is preferable that the said pump is a non-volume type pump which has an impeller.

この構成によれば、モータが駆動停止されている時間において、羽根車が流体に対して流速を下げる作用をすることで、羽根車が回生ブレーキとして作用する。よって、省エネになる。   According to this configuration, the impeller acts as a regenerative brake because the impeller acts to lower the flow velocity with respect to the fluid during the time when the motor is stopped. Therefore, it becomes energy saving.

本発明によれば、応答性の良い流体の脈動を発生せることができる。   According to the present invention, it is possible to generate pulsation of a fluid with good responsiveness.

流体移送装置を車両に搭載した電子回路を冷却水にて冷却する冷却システムの概略的なシステム構成図。The schematic system block diagram of the cooling system which cools the electronic circuit which mounts the fluid transfer apparatus in the vehicle with cooling water. 同じく、各モード時におけるモータの回転数及び冷却水の流速を変化を示す図。Similarly, the figure which shows the change of the rotation speed of the motor in each mode, and the flow velocity of a cooling water.

流体移送装置の実施形態を説明する。
図1は、流体移送装置を車両に搭載された電子回路の冷却システムに具体化した概略的なシステム図を示す。
An embodiment of a fluid transfer device will be described.
FIG. 1 shows a schematic system diagram in which the fluid transfer device is embodied in a cooling system for an electronic circuit mounted on a vehicle.

冷却システム1は、ラジエータ2と冷却器3を管路4,5で繋ぎ、その管路4の途中に設けた流体移送装置10のポンプPによって冷却水がラジエータ2と冷却器3との間を循環するようになっている。   In the cooling system 1, the radiator 2 and the cooler 3 are connected by pipes 4 and 5, and the cooling water flows between the radiator 2 and the cooler 3 by the pump P of the fluid transfer device 10 provided in the middle of the pipe 4. It comes to circulate.

冷却器3は、例えばアルミ板からなり、アルミ板内に流路が形成されている。アルミ板に形成された流路は、導入口と導出口を有し、導入口にラジエータ2から導入された冷却水が通過して導出口から導出されて再びラジエータ2へ移送される。冷却器3(アルミ板)は、車両に搭載された各種の電子回路(例えば、発熱量の大きいインバータ回路)6を冷却する。   The cooler 3 is made of, for example, an aluminum plate, and a flow path is formed in the aluminum plate. The flow path formed in the aluminum plate has an inlet and an outlet, and the cooling water introduced from the radiator 2 passes through the inlet, is led out from the outlet, and is transferred to the radiator 2 again. The cooler 3 (aluminum plate) cools various electronic circuits (for example, an inverter circuit having a large calorific value) 6 mounted on the vehicle.

つまり、ラジエータ2にて冷却された冷却水は、管路4を介して冷却器3(アルミ板)の流路に移送される。冷却器3(アルミ板)に形成された流路を通過する冷却水は、電子回路6の発熱にて加熱されたアルミ板との間で熱交換が行われて加熱されたアルミ板を冷却する。これによって、電子回路は冷却される。   That is, the cooling water cooled by the radiator 2 is transferred to the flow path of the cooler 3 (aluminum plate) via the pipe line 4. The cooling water passing through the flow path formed in the cooler 3 (aluminum plate) cools the heated aluminum plate by exchanging heat with the aluminum plate heated by the heat generated by the electronic circuit 6. . This cools the electronic circuit.

そして、冷却器3において熱交換されて暖められた冷却水は、管路5を介して冷却器3からラジエータ2に移送され、同ラジエータ2にて熱交換されて再び冷却されて、管路5を介して冷却器3に移送される。   Then, the cooling water heated by the heat exchange in the cooler 3 is transferred from the cooler 3 to the radiator 2 through the pipe line 5, and heat is exchanged in the radiator 2 to be cooled again. And transferred to the cooler 3.

このように、冷却水が流体移送装置10のポンプPにてラジエータ2と冷却器3との間を循環することによって、発熱する電子回路6を冷却するための冷却システム1が構築される。   Thus, the cooling system 1 for cooling the heat generating electronic circuit 6 is constructed by circulating the cooling water between the radiator 2 and the cooler 3 by the pump P of the fluid transfer device 10.

流体移送装置10のポンプPは、羽根車(図示せず)を有する非容積型ポンプであって、その羽根車が回転することによって、冷却水を圧送(移送)する。そして、冷却水はラジエータ2と冷却器3との間を、管路4,5を介して循環する。   The pump P of the fluid transfer device 10 is a non-positive displacement pump having an impeller (not shown), and the cooling water is pumped (transferred) as the impeller rotates. Then, the cooling water circulates between the radiator 2 and the cooler 3 via the pipelines 4 and 5.

流体移送装置10は、ポンプPを駆動するポンプモータ(以下、単にモータという)Mを有している。モータMは、その回転軸SがポンプPの羽根車と駆動連結され、そのポンプPの羽根車を実施形態ではモータMの回転軸Sと同じ回転数にて回転させる。モータMは、交流モータであって、駆動回路11から供給される電力にて回転駆動される。駆動回路11は、制御回路12からの制御信号に基づいてモータMに供給する電力を生成し、同モータMに出力する。   The fluid transfer device 10 includes a pump motor (hereinafter simply referred to as a motor) M that drives the pump P. The rotation axis S of the motor M is drivingly connected to the impeller of the pump P, and the impeller of the pump P is rotated at the same rotational speed as the rotation axis S of the motor M in the embodiment. The motor M is an AC motor and is rotationally driven by electric power supplied from the drive circuit 11. The drive circuit 11 generates electric power to be supplied to the motor M based on a control signal from the control circuit 12 and outputs the electric power to the motor M.

制御回路12は、本実施形態ではマイクロコンピュータよりなり、ポンプPが冷却水を圧送(移送)する際に、その移送する冷却水に脈動を発生させるためにポンプP(モータM)の回転数Nを制御するための制御信号を生成し駆動回路11に出力する。   The control circuit 12 is composed of a microcomputer in the present embodiment, and when the pump P pumps (transfers) the cooling water, the rotation speed N of the pump P (motor M) is generated to generate pulsation in the transferred cooling water. A control signal for controlling is generated and output to the drive circuit 11.

詳述すると、冷却水に脈動を発生させるには、モータM(ポンプPの羽根車)の回転数について、異なる回転数を、周期的に繰り返すことによって得られる。
本実施形態では、高回転数N1でモータMを予め定めた時間駆動させた後、モータMを予め定めた時間駆動停止させ、続いて、高回転数N1より低い低回転数N2でモータMを予め定めた時間駆動させる駆動制御を周期的に繰り返す。
More specifically, in order to generate pulsation in the cooling water, the rotational speed of the motor M (the impeller of the pump P) is obtained by periodically repeating different rotational speeds.
In the present embodiment, after the motor M is driven at a high rotation speed N1 for a predetermined time, the motor M is stopped for a predetermined time, and then the motor M is driven at a low rotation speed N2 lower than the high rotation speed N1. The drive control for driving for a predetermined time is repeated periodically.

つまり、制御回路12は、駆動回路11を制御して移送する冷却水に脈動を発生させるために高速モード、停止モード、低速モードの3つのモードを有する。そして、制御回路12は、この高速モード、停止モード、低速モードの順で切り替え、それを繰り返して各モードに応じた制御信号を駆動回路11に出力する。   That is, the control circuit 12 has three modes of a high speed mode, a stop mode, and a low speed mode in order to generate pulsation in the cooling water that is transferred by controlling the drive circuit 11. Then, the control circuit 12 switches in the order of the high speed mode, the stop mode, and the low speed mode, and repeats this to output a control signal corresponding to each mode to the drive circuit 11.

(高速モード)
高速モードは、制御回路12がモータMを予め定めた高回転数N1に回転させるために同モータMに供給する電力(高電力w1)を出力させるための第1制御信号SG1を生成し駆動回路11に出力するモードである。
(High speed mode)
In the high-speed mode, the control circuit 12 generates a first control signal SG1 for outputting electric power (high electric power w1) supplied to the motor M in order to rotate the motor M to a predetermined high rotation speed N1, and a driving circuit. 11 is a mode for outputting to the terminal 11.

なお、モータM(ポンプP)の高回転数N1は、冷却水の流速vを予め設定した高速度v1にするのに必要な回転数であって、冷却システム1にポンプPを組み付けた状態で予め試験、実験等で求めた値である。   The high rotational speed N1 of the motor M (pump P) is the rotational speed necessary for setting the flow velocity v of the cooling water to the preset high speed v1, and the pump P is assembled to the cooling system 1. It is a value obtained in advance by tests, experiments, and the like.

また、高電力w1の電力値は、モータMを高回転数N1で回転させるのに必要な同モータMに供給する電力値であって、冷却システム1にポンプPを組み付けた状態で予め試験、実験等で求めた値である。   Further, the power value of the high power w1 is a power value supplied to the motor M necessary for rotating the motor M at the high rotational speed N1, and is previously tested in a state where the pump P is assembled to the cooling system 1. This is a value obtained through experiments or the like.

(停止モード)
停止モードは、制御回路12がモータMへの電力の供給を遮断するための第2制御信号SG2を生成し駆動回路11に出力するモードである。
(Stop mode)
The stop mode is a mode in which the control circuit 12 generates a second control signal SG <b> 2 for cutting off the supply of power to the motor M and outputs the second control signal SG <b> 2 to the drive circuit 11.

(低速モード)
低速モードは、制御回路12がモータMを予め定めた低回転数N2に回転させるために同モータMに供給する高速モードの高電力w1よりも低い電力(低電力w2)を出力させるための第3制御信号SG3を生成し駆動回路11に出力するモードである。
(Low speed mode)
In the low speed mode, the control circuit 12 outputs a lower power (low power w2) than the high power w1 in the high speed mode supplied to the motor M to rotate the motor M to a predetermined low speed N2. 3 is a mode for generating the control signal SG3 and outputting it to the drive circuit 11.

なお、モータM(ポンプP)の低回転数N2は、冷却水の流速vを高速度v1より遅い予め設定した低速度v2にするのに必要な回転数であって、冷却システム1にポンプPを組み付けた状態で予め試験、実験等で求めた値である。   The low rotation speed N2 of the motor M (pump P) is a rotation speed necessary for setting the flow velocity v of the cooling water to a preset low speed v2 slower than the high speed v1. This is a value obtained in advance by tests, experiments, etc. in a state in which is assembled.

また、低電力w2の電力値は、モータMを低回転数N2で回転させるのに必要な同モータMに供給する電力値であって、冷却システム1にポンプPを組み付けた状態で予め試験、実験等で求めた値である。   Further, the power value of the low power w2 is a power value supplied to the motor M necessary for rotating the motor M at the low rotation speed N2, and is tested in advance in a state where the pump P is assembled to the cooling system 1. This is a value obtained through experiments or the like.

制御回路12は、高速モード、停止モード、低速モードの順に切り替え、それを繰り返す際の各モードの実行時間を予め設定している。つまり、高速モードにおける第1制御信号SG1の出力時間(t1時間)、停止モードにおける第2制御信号SG2の出力時間(t2時間)、低速モードにおける第3制御信号SG3の出力時間(t3時間)は、予め設定されている。   The control circuit 12 switches in advance from the high speed mode, the stop mode, and the low speed mode, and presets the execution time of each mode when it is repeated. That is, the output time (t1 time) of the first control signal SG1 in the high speed mode, the output time (t2 time) of the second control signal SG2 in the stop mode, and the output time (t3 time) of the third control signal SG3 in the low speed mode are Are set in advance.

そして、各モードは、図2に示すように、…→第1モード(t1時間)→第2モード(t2時間)→第3モード(t3時間)→第1モード(t1時間)→第2モード(t2時間)→第3モード(t3時間)→…と繰り返されている。これによって、モータMの回転数N及び冷却水の流速vが、同じく図2に示すように、変動するように設定している。   Then, as shown in FIG. 2, each mode is as follows: → first mode (t1 time) → second mode (t2 time) → third mode (t3 time) → first mode (t1 time) → second mode (T2 time) → third mode (t3 time) →... Accordingly, the rotational speed N of the motor M and the flow velocity v of the cooling water are set so as to fluctuate as shown in FIG.

ここで、t1時間(高速モード時間)は、モータMが低回転数N2で回転している状態から高回転数N1に到達し、その高回転数N1に安定するのに必要な時間であって、冷却水の流速vが低速度v2から高速度v1で安定するのに必要な時間である。   Here, the time t1 (high-speed mode time) is a time necessary for the motor M to reach the high rotational speed N1 from the state where the motor M rotates at the low rotational speed N2 and to stabilize at the high rotational speed N1. This is the time required for the flow velocity v of the cooling water to stabilize from the low speed v2 to the high speed v1.

なお、このt1時間(高速モード時間)は、冷却システム1にポンプPを組み付けた状態で予め試験、実験等で求めた値である。
また、t2時間(停止モード時間)は、高回転数N1で回転しているモータMへの電力供給を遮断させてから、図2に示すように、冷却水の流速vが低速度v2より少し低い速度に到達するまでの時間である。なお、このt2時間(停止モード時間)は、冷却システム1にポンプPを組み付けた状態で予め試験、実験等で求めた値である。
The time t1 (high-speed mode time) is a value obtained in advance through tests, experiments, etc. in a state where the pump P is assembled to the cooling system 1.
Further, during the time t2 (stop mode time), after the power supply to the motor M rotating at the high rotation speed N1 is cut off, as shown in FIG. 2, the flow velocity v of the cooling water is slightly lower than the low velocity v2. Time to reach a low speed. The time t2 (stop mode time) is a value obtained in advance by tests, experiments, etc. in a state where the pump P is assembled to the cooling system 1.

さらに、t3時間(低速モード時間)は、停止モードが終了してから低回転数N2に到達し、その低回転数N2に安定するのに必要な時間であって、図2に示すように、冷却水の流速vが低速度v2で安定するのに必要な時間である。   Further, the time t3 (low speed mode time) is a time required to reach the low rotational speed N2 after the stop mode ends and stabilize at the low rotational speed N2, as shown in FIG. This is the time required for the cooling water flow velocity v to stabilize at the low speed v2.

なお、このt3時間(低速モード時間)は、冷却システム1にポンプPを組み付けた状態で予め試験、実験等で求めた値である。
つまり、制御回路12は、t1時間の高速モード中には第1制御信号SG1を、t2時間の停止モード中には第2制御信号SG2を、t3時間の低速モード中には第3制御信号SG3を駆動回路11にそれぞれ出力する。
The time t3 (low speed mode time) is a value obtained in advance through tests, experiments, etc. in a state where the pump P is assembled to the cooling system 1.
That is, the control circuit 12 outputs the first control signal SG1 during the high-speed mode at time t1, the second control signal SG2 during the stop mode at time t2, and the third control signal SG3 during the low-speed mode at time t3. Are respectively output to the drive circuit 11.

そして、駆動回路11は、周期的に繰り返される第1〜第3制御信号SG1〜SG3に応答してモータMに供給される電力が、→高電力w1(t1時間)→電力供給停止(t2時間)→低電力w2(t3時間)→にと周期的に繰り返される。これによって、モータMの回転数Nが制御され、モータMの回転数Nの変動に応答して、図2に示すように、冷却水の流速vも変動する。その結果、冷却システム1を循環する冷却水には周期的な脈動が加えられる。   In the drive circuit 11, the power supplied to the motor M in response to the first to third control signals SG <b> 1 to SG <b> 3 that is periodically repeated is: → high power w <b> 1 (t <b> 1 time) → power supply stop (t <b> 2 time) ) → Low power w2 (t3 time) → Repeated periodically. As a result, the rotational speed N of the motor M is controlled, and in response to the fluctuation of the rotational speed N of the motor M, as shown in FIG. As a result, periodic pulsation is added to the cooling water circulating in the cooling system 1.

次に、本実施形態の作用について説明する。
今、低速モードから高速モードに切り替わると、制御回路12は第1制御信号SG1を駆動回路11に出力してモータMに供給する電力を低電力w2から高電力w1に切り替える。そして、図2に示すように、モータM(ポンプP)の回転数Nは、低回転数N2から高回転数N1に向かって上昇する。
Next, the operation of this embodiment will be described.
Now, when switching from the low speed mode to the high speed mode, the control circuit 12 outputs the first control signal SG1 to the drive circuit 11 and switches the power supplied to the motor M from the low power w2 to the high power w1. As shown in FIG. 2, the rotational speed N of the motor M (pump P) increases from the low rotational speed N2 toward the high rotational speed N1.

これに伴って、冷却水の流速vは、図2に示すように、加速し高速度v1に向かって上昇する。
そして、高速モードに切り替わってt1時間(高速モード時間)が経過するまで、制御回路12は第1制御信号SG1を駆動回路11に出力してモータMに高電力w1を供給し続ける。そして、図2に示すように、モータM(ポンプP)の回転数Nは、高回転数N1で回転し続ける。
Along with this, the flow velocity v of the cooling water accelerates and rises toward the high velocity v1 as shown in FIG.
The control circuit 12 outputs the first control signal SG1 to the drive circuit 11 and continues to supply the high power w1 to the motor M until t1 time (high-speed mode time) elapses after switching to the high-speed mode. And as shown in FIG. 2, the rotation speed N of the motor M (pump P) continues rotating at the high rotation speed N1.

これに伴って、冷却水の流速vは、図2に示すように、高速度v1に到達し安定する。
続いて、高速モードから停止モードに切り替わると、制御回路12は第2制御信号SG2を駆動回路11に出力してモータMへの電力供給を遮断する。これによって、図2に示すように、モータMの回転数Nは、高回転数N1からゼロに向かって急減速する。これに伴って、冷却水の流速vも、図2に示すように、ゼロに向かって急激に減速する。
Along with this, the flow velocity v of the cooling water reaches a high speed v1 and stabilizes as shown in FIG.
Subsequently, when the high-speed mode is switched to the stop mode, the control circuit 12 outputs the second control signal SG2 to the drive circuit 11 and cuts off the power supply to the motor M. As a result, as shown in FIG. 2, the rotational speed N of the motor M is suddenly decelerated from the high rotational speed N1 toward zero. Along with this, the flow velocity v of the cooling water also rapidly decelerates toward zero as shown in FIG.

そして、t2時間(停止モード時間)が経過するまで、制御回路12は第2制御信号SG2を駆動回路11に出力してモータMへの電力供給を遮断し続ける。従って、図2に示すように、モータMは回転を停止し続ける。これに伴って、冷却水の流速vも、図2に示すように、ゼロに向かって減速をし続ける。   And until t2 time (stop mode time) passes, the control circuit 12 outputs the 2nd control signal SG2 to the drive circuit 11, and continues interrupting | blocking the electric power supply to the motor M. Therefore, as shown in FIG. 2, the motor M continues to stop rotating. Accordingly, the flow velocity v of the cooling water continues to decelerate toward zero as shown in FIG.

停止モードから低速モードに切り替わると、すなわち、冷却水の流速vが図2に示すように低速度v2より少し低い流速に低下すると、制御回路12は第3制御信号SG3を駆動回路11に出力して電力供給が遮断されていたモータMに低電力w2を供給する。これによって、図2に示すように、回転停止していたモータMの回転数Nは、低回転数N2に向かって上昇する。   When switching from the stop mode to the low speed mode, that is, when the cooling water flow velocity v decreases to a flow velocity slightly lower than the low speed v2 as shown in FIG. 2, the control circuit 12 outputs the third control signal SG3 to the drive circuit 11. Thus, the low power w2 is supplied to the motor M whose power supply has been cut off. As a result, as shown in FIG. 2, the rotation speed N of the motor M that has stopped rotating increases toward the low rotation speed N2.

このとき、冷却水の流速vは、図2に示すように、低速度v2より少し低い位置あることから、低速度v2にスムーズに推移することになる。
そして、低速モードに切り替わってt3時間(低速モード時間)が経過するまで、制御回路12は第3制御信号SG3を駆動回路11に出力してモータMに低電力w2を供給し続ける。これによって、図2に示すように、モータMは低回転数N2で回転し続ける。これに伴って、冷却水の流速vは、図2に示すように、高速モードに切り替わるまで低速度v2を維持し続ける。
At this time, the flow velocity v of the cooling water is at a position slightly lower than the low speed v2 as shown in FIG. 2, and therefore smoothly transitions to the low speed v2.
The control circuit 12 continues to supply the low power w2 to the motor M by outputting the third control signal SG3 to the drive circuit 11 until t3 time (low speed mode time) elapses after switching to the low speed mode. As a result, as shown in FIG. 2, the motor M continues to rotate at a low rotational speed N2. Accordingly, the flow velocity v of the cooling water continues to maintain the low speed v2 until the high speed mode is switched as shown in FIG.

このように、モータMと連動して回転するポンプP(羽根車)にて移送される冷却水の流速vは、図2に示すように、各モード時における回転数Nの変動に基づいて変動し、冷却水に脈動を発生させることができる。   Thus, as shown in FIG. 2, the flow velocity v of the cooling water transferred by the pump P (impeller) that rotates in conjunction with the motor M varies based on the variation of the rotational speed N in each mode. Thus, pulsation can be generated in the cooling water.

そして、高速モードと低速モードの間に停止モードを設け、高電力w1を供給していたモータMへの電力供給を一旦遮断し、モータMの回転数Nが高回転数N1から急激に減速させるようにした。そのため、冷却水の流速vの減速を短時間に行うことができる。   Then, a stop mode is provided between the high speed mode and the low speed mode, the power supply to the motor M that has supplied the high power w1 is temporarily cut off, and the rotational speed N of the motor M is rapidly decelerated from the high rotational speed N1. I did it. Therefore, the cooling water flow velocity v can be reduced in a short time.

また、電力供給が遮断されたモータMは、冷却水の流速vが低速度v2より少し低くなった速度に到達したとき、モータMに低電力w2を供給し、その状態からモータMに高電力w1を供給する高速モードに切り替わるようにした。そのため、冷却水の流速vは、短時間に高速度v1に到達する。   Further, when the motor M whose power supply has been cut off reaches a speed at which the flow velocity v of the cooling water is slightly lower than the low speed v2, the motor M is supplied with the low power w2, and from that state the motor M is supplied with high power. The high-speed mode for supplying w1 is switched. Therefore, the flow rate v of the cooling water reaches the high speed v1 in a short time.

以上のことから、管路4,5を流れる冷却水に対して応答性の良い脈動を発生させることができる。これによって、冷却水とラジエータ2及び冷却器3との間の熱交換効率を向上させるとともに、管路4,5と冷却水との圧損(流動抵抗)が低減し移送効率を向上させることができる。   From the above, it is possible to generate pulsations with good response to the cooling water flowing through the pipe lines 4 and 5. As a result, the heat exchange efficiency between the cooling water and the radiator 2 and the cooler 3 can be improved, and the pressure loss (flow resistance) between the pipes 4 and 5 and the cooling water can be reduced and the transfer efficiency can be improved. .

次に、上記実施形態の効果を以下に記載する。
(1)本実施形態によれば、高速モードと低速モードの間に停止モードを設け、モータMへの電力供給を一旦遮断して、モータMの回転数Nを高回転数N1から急激に減速させるようにしたので、冷却水の慣性力に負けることなく冷却水の流速vを急激に減速できる。従って、流速vの立ち下げを短時間に立ち下げることができる。
Next, the effect of the said embodiment is described below.
(1) According to the present embodiment, a stop mode is provided between the high speed mode and the low speed mode, the power supply to the motor M is temporarily interrupted, and the rotational speed N of the motor M is rapidly decelerated from the high rotational speed N1. Therefore, the flow velocity v of the cooling water can be rapidly reduced without losing the inertial force of the cooling water. Therefore, the flow velocity v can be lowered in a short time.

(2)本実施形態によれば、停止モードは冷却水の流速vが低速度v2より少し低くなった速度に到達したときに終了し、低速モードに切り替わるようにした。そして、低速モードから次に行われる高速モードに切り替わったとき、流速vが低速度v2から直ちに高速度v1に向かって加速されるようにした。従って、流速vの高速度v1から低速度v2への立ち下げを短時間にできるとともに、流速vの低速度v2から高速度v1への立ち上げを短時間にできる。しかも、モータMにかかる負荷も小さくげきる。   (2) According to the present embodiment, the stop mode ends when the cooling water flow velocity v reaches a speed that is slightly lower than the low speed v2, and is switched to the low speed mode. When the low speed mode is switched to the next high speed mode, the flow velocity v is immediately accelerated from the low speed v2 toward the high speed v1. Therefore, the fall of the flow velocity v from the high speed v1 to the low speed v2 can be shortened, and the rise of the flow velocity v from the low speed v2 to the high speed v1 can be shortened. In addition, the load on the motor M can be reduced.

(3)本実施形態によれば、流速vの高速度v1から低速度v2への立ち下げ、及び、流速vの低速度v2から高速度v1への立ち上げを短時間にできることから、冷却水に対して応答性の良い脈動を発生させることができる。   (3) According to the present embodiment, the cooling water can be cooled in a short time since the flow velocity v can be lowered from the high velocity v1 to the low velocity v2 and the flow velocity v can be raised from the low velocity v2 to the high velocity v1. It is possible to generate pulsations with good response.

上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施形態では、停止モードのとき、モータMへの電力の供給を遮断したが、遮断すると同時にモータMに回生ブレーキがかかるように回路構成して実施してもよい。これによって、回生ブレーキによって得られた回生エネルギーを車両に搭載したバッテリーに充電するようにすれば、省エネに貢献することができる。
The above embodiment may be modified as follows.
In the above embodiment, the supply of electric power to the motor M is interrupted in the stop mode, but the circuit may be configured so that a regenerative brake is applied to the motor M simultaneously with the interruption. Thus, if the regenerative energy obtained by the regenerative brake is charged in the battery mounted on the vehicle, it can contribute to energy saving.

○上記実施形態では、停止モードは、冷却水の流速vが低速度v2より少し遅くなった速度に到達したときに終了するようにした。これを、冷却水の流速vが、低速度v2に到達したとき、又は、低速度v2より少し手前の速い速度まで到達したときに終了するようにして実施してもよい。   In the above embodiment, the stop mode is terminated when the cooling water flow velocity v reaches a speed that is slightly slower than the low speed v2. You may implement this so that it may be complete | finished when the flow velocity v of cooling water reaches the low speed v2, or when reaching to the high speed just before the low speed v2.

○上記実施形態では、流体移送装置10は、ラジエータ2と冷却器3との間を管路4,5を介してその冷却水を循環させる冷却システム1に具体化した。これを、流体を移送元から他方の移送先に一方向に移送する移送システムに具体化してもよい。   In the above embodiment, the fluid transfer device 10 is embodied in the cooling system 1 that circulates the cooling water between the radiator 2 and the cooler 3 via the pipelines 4 and 5. This may be embodied in a transfer system that transfers the fluid in one direction from the transfer source to the other transfer destination.

○上記実施形態では、流体移送装置10は、冷却水を移送した。これを、流体としてその他液体や、気体等を移送する流体移送装置に応用してもよい。
○上記実施形態では、ポンプPを羽根車を有した非容積型ポンプであったが、その他の非容積型ポンプを用いた流体移送装置に応用してもよい。
In the above embodiment, the fluid transfer device 10 transferred the cooling water. You may apply this to the fluid transfer apparatus which transfers other liquid, gas, etc. as a fluid.
In the above embodiment, the pump P is a non-displacement pump having an impeller, but may be applied to a fluid transfer device using other non-displacement pumps.

1…冷却システム、2…ラジエータ、3…冷却器、4,5…管路、6…電子回路、10…流体移送装置、11…駆動回路、12…制御回路、P…ポンプ、M…モータ、N…回転数、S…回転軸、N1…高回転数、N2…低回転数、SG1〜SG3…第1〜第3制御信号、w1…高電力、w2…低電力、t1…高速モード時間、t2…停止モード時間、t3…低速モード時間。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cooling system, 2 ... Radiator, 3 ... Cooler, 4, 5 ... Pipe line, 6 ... Electronic circuit, 10 ... Fluid transfer device, 11 ... Drive circuit, 12 ... Control circuit, P ... Pump, M ... Motor, N: rotational speed, S: rotating shaft, N1: high rotational speed, N2: low rotational speed, SG1 to SG3: first to third control signals, w1: high power, w2: low power, t1: high speed mode time, t2: Stop mode time, t3: Low speed mode time.

Claims (3)

管路内の流体を圧送するポンプと、
前記ポンプを駆動するモータと、
前記ポンプにて管路内を圧送される流体の流速を制御すべく前記モータの回転を制御するモータ制御部と
を備え、
高速度の流速を付与する高回転数で前記モータを予め定めた時間駆動させるモータ高回転数領域と、低速度の流速を付与する低回転数で前記モータを予め定めた時間駆動させるモータ低回転数領域とを周期的に発生させて、前記ポンプから圧送される流体に脈動を発生させる流体移送装置のポンプモータ制御方法であって、
前記モータ高回転数領域から前記モータ低回転数領域への切り替わるとき、前記モータを予め定めた時間駆動停止させたことを特徴とする流体移送装置のポンプモータ制御方法。
A pump for pumping fluid in the pipeline;
A motor for driving the pump;
A motor control unit for controlling the rotation of the motor to control the flow rate of the fluid pumped through the pipeline by the pump;
A motor high rotation speed region that drives the motor at a high rotation speed that gives a high speed flow rate for a predetermined time period, and a motor low rotation speed that drives the motor at a predetermined rotation time at a low rotation speed that gives a low speed flow speed. A pump motor control method for a fluid transfer device that periodically generates several regions and generates pulsation in fluid pumped from the pump,
A method for controlling a pump motor of a fluid transfer apparatus, wherein the motor is stopped for a predetermined time when switching from the high motor speed region to the low motor speed region.
請求項1に記載の流体移送装置のポンプモータ制御方法において、
前記モータを駆動停止させる予め定めた時間は、前記モータの回転数が前記モータ高回転数領域の高回転数から前記モータ低回転数領域の低回転数、又は、その低回転数の近傍に到達するまでの時間であることを特徴とする流体移送装置のポンプモータ制御方法。
In the pump motor control method of the fluid transfer device according to claim 1,
The predetermined time for stopping the driving of the motor is such that the rotational speed of the motor reaches from the high rotational speed in the motor high rotational speed area to the low rotational speed in the motor low rotational speed area or in the vicinity of the low rotational speed. A method for controlling a pump motor of a fluid transfer device, characterized in that it is a time until completion.
請求項1又は2に記載の流体移送装置のポンプモータ制御方法において、
前記ポンプは、羽根車を有する非容積型ポンプであることを特徴とする流体移送装置のポンプモータ制御方法。
In the pump motor control method of the fluid transfer device according to claim 1 or 2,
A pump motor control method for a fluid transfer device, wherein the pump is a non-positive displacement pump having an impeller.
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US11035629B2 (en) 2017-06-06 2021-06-15 Denso Corporation Heat exchange apparatus

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