JP3969246B2 - Driving device for cooling fan motor for vehicle - Google Patents

Driving device for cooling fan motor for vehicle Download PDF

Info

Publication number
JP3969246B2
JP3969246B2 JP2002233022A JP2002233022A JP3969246B2 JP 3969246 B2 JP3969246 B2 JP 3969246B2 JP 2002233022 A JP2002233022 A JP 2002233022A JP 2002233022 A JP2002233022 A JP 2002233022A JP 3969246 B2 JP3969246 B2 JP 3969246B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cooling fan
voltage
fan motor
signal
pulse width
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002233022A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004072977A (en
Inventor
晃司 中村
聡史 吉村
卓也 宇佐見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2002233022A priority Critical patent/JP3969246B2/en
Priority to DE10336512.5A priority patent/DE10336512B4/en
Priority to US10/636,598 priority patent/US6891342B2/en
Publication of JP2004072977A publication Critical patent/JP2004072977A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3969246B2 publication Critical patent/JP3969246B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の冷却ファンモータを夫々独立して駆動する車両用冷却ファンモータの駆動装置に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
車両(例えば自動車)には、エンジンのラジエータおよびエアコンディショナー(以下、エアコンと称す)のコンデンサを冷却するために冷却ファンが設けられており、この冷却ファンをモータ(例えば直流モータ)で回転駆動するようになっている。
【0003】
このように、1つの室内(車両のフロント部)に配置された少なくとも1つの熱交換器を2つの冷却ファンを用いて冷却する場合、夫々の風量が均一になる状態で冷却を行なうと効率が良いことが一般に知られている。従って、2つのモータの定格が例えば100W+100W,200W+200Wとなるように選択し、両者を同じ出力で駆動することが好ましい。
【0004】
しかしながら、実際の自動車などに適用するケースを想定すると、冷却装置に割り当てられる出力(消費電力)の上限は、必ずしも切りの良い数字になるとは限らない。加えて、モータの定格設定も細かい単位があるわけではなく、数十W程度の幅を持って設定されている。その結果、出力上限が例えば260Wに制限された場合、2つのモータの定格を130W+130Wに設定することができず、例えば100W+160Wといったようなアンバランスな設定にせざるを得ないという事情がある。
【0005】
従って、従来の駆動装置では、アンバランスな設定のままで2つの冷却ファンを駆動させるケースが多く、冷却を効率的に行なうことができないという問題があった。
【0006】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の冷却ファンモータの定格設定がアンバランスである場合でも、冷却効率を極力向上させるように駆動できる車両用冷却ファンモータの駆動装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の車両用冷却ファンモータの駆動装置によれば、共通の駆動用電源並びに外部より与えられる共通の駆動指令信号によって駆動される複数の冷却ファンモータの定格が異なる場合でも電圧補正回路がその定格の差に応じて駆動電圧を等価的に変化させることで、各冷却ファンが生成する送風量を略均一にすることができる。従って、冷却効率を向上させることが可能となる。
【0008】
請求項2記載の車両用冷却ファンモータの駆動装置によれば、電圧補正回路は、増幅部において、電源電圧とスイッチング素子の電源側端子に印加される電圧との差を増幅したものを出力すると、その電圧と外部より与えられるファンモータの駆動指令信号との差に応じて生成された電圧を、変調指令信号としてパルス幅変調信号生成回路に出力する。即ち、増幅部における増幅率を適宜設定することで、夫々の定格に応じて冷却ファンモータの巻線の両端にパルス幅変調信号により印加される電圧の平均値を変化させることができるので、冷却ファンモータの駆動電圧を等価的に変化させることができる。
【0009】
請求項3記載の車両用冷却ファンモータの駆動装置によれば、冷却ファンモータの数が2つである場合に、制御回路は、駆動指令信号の入力に応じて2つのスイッチング素子に夫々出力する2つのパルス幅変調信号について、少なくとも一方の信号の立下り開始タイミングと、他方の信号の立上がり終了タイミングとを一致させた状態で出力する。
【0010】
即ち、2つのパルス幅変調信号の位相関係がこのようになると、例えば一方の信号側のスイッチング素子がターンオフを開始する場合には、他方の信号側のスイッチング素子のターンオンは完全に終了していることになる。従って、2つのスイッチング素子が同時にスイッチングされることはなく、ノイズの発生を抑制することができる。
【0011】
請求項4記載の車両用冷却ファンモータの駆動装置によれば、波形成形回路は、パルス幅変調信号の信号波形を台形波状に成形する。即ち、搬送波周波数が高い場合は、パルス幅変調信号を出力することだけでもノイズの発生原因となってしまうが、信号波形を台形波状に成形すれば信号の立上がりと立下りが緩やかになり、ノイズの発生を抑制することができる。
【0012】
また、信号波形を台形波状に成形することで、スイッチング素子のターンオン時間,ターンオフ時間はより長くなる傾向を示すが、請求項1の発明を適用することで、過渡的なスイッチング期間の重なりを回避することが可能となる。従って、総じてノイズ低減効果を向上させることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。電気的構成を示す図1において、バッテリ(電源)1とグランドとの間には、モータ(冷却ファンモータ)2A及びパワーMOSFET(スイッチング素子)3A,モータ2B及びパワーMOSFET3Bの直列回路が並列接続されている。FET3A,3Bのドレインは、順方向のダイオード4A,4B及びπ型フィルタ5を介してバッテリ1に接続されている。
【0014】
尚、モータ2Aの定格は160W、モータ2Bの定格は100Wである。モータ2Aは、冷却ファン51を回転させてラジエータ(熱交換器)52及びコンデンサ54に送風して冷却を行なうものであり、モータ2Bは、冷却ファン53を回転させてラジエータ52及びコンデンサ54に送風して冷却を行なうものとする。
【0015】
π型フィルタ5は、コンデンサ6及び7並びにコイル8によって構成されている。また、ダイオード4の両端には、ノイズ除去用のコンデンサ9が並列に接続されている。
【0016】
エンジンECU(Electronic Control Unit)10は、車両のエンジン制御を行うものであり、マイクロコンピュータを中心として構成されている。エンジンECU10が出力する駆動制御信号は、制御回路部11の入力信号処理部12に与えられている。エンジンECU10は、駆動制御信号を例えば搬送波周波数が100Hz程度である低速PWM信号として出力する。
【0017】
入力信号処理回路12は、その比較的低速なPWM(パルス幅変調)信号を一旦F/V変換して電源電圧補正回路13A,13Bに出力する。電源電圧補正回路13A,13Bには、バッテリ1の端子電圧+BとFET3A,3Bのドレイン電圧VDA,VDBが与えられている。電源電圧補正回路13A,13Bは、これらの電圧信号に基づきPWM指令信号を生成してPWM信号生成回路(パルス幅変調信号生成回路,制御回路)14に出力する。
【0018】
図2は、電源電圧補正回路13A,13B及びPWM信号生成回路14の詳細な構成を中心として示すものである。尚、以下において特に区別する必要がない場合は符号A,Bを付さない。電源電圧補正回路13は、電圧検出部15,増幅部16,指令信号出力部(変調指令信号出力部)17によって構成されている。
【0019】
電圧検出部15は、バッテリ1とグランドとの間に直列接続される分圧抵抗18及び19で構成されており、それらの共通接続点は、増幅部16を構成するオペアンプ20の非反転入力端子に接続されている。オペアンプ20の反転入力端子と出力端子との間には、抵抗21及びコンデンサ22の並列回路が接続されており、また、前記反転入力端子は抵抗23を介してFET3のドレイン(電源側端子)に接続されている。
【0020】
指令信号出力部17は、オペアンプ24,抵抗25及びコンデンサ26よりなる積分回路として構成されており、増幅部16を構成するオペアンプ20の出力端子は、抵抗25を介してオペアンプ24の反転入力端子に接続されている。そのオペアンプ24の非反転入力端子には、入力信号処理回路12より出力されるF/V変換された指令信号が与えられている。
【0021】
尚、電圧検出部15Aを構成する分圧抵抗18A,19Aの抵抗値を夫々R1,R2とすると、増幅部16Aを構成する抵抗21A,23Aの抵抗値は夫々R2,R1であるとする。また、電圧検出部15Bを構成する分圧抵抗18B,19Bの抵抗値を夫々R3,R4とすると、増幅部16Bを構成する抵抗21B,23Bの抵抗値は夫々R4,R3であるとする。
【0022】
PWM信号生成回路14は、搬送波信号出力部27,移相部28,PWM信号生成部29によって構成されている。搬送波信号出力部27は、PWM制御を行うための搬送波信号(例えば、鋸歯状波,周波数19kHz)を生成して2系統に出力する。移相部28は、その内の一系統の信号を移相させる回路であり、2つのコンパレータで構成されるPWM信号生成部29(A,B)は、それら2つの位相が異なる搬送波信号と、電源電圧補正回路13の指令信号出力部17より与えられるPWM指令信号とのレベルを比較することでPWM信号を生成する。そのPWM信号は、駆動回路30A,30B及び抵抗31A,31B(波形成形回路)を介してFET3A,3Bのゲートに出力される。
【0023】
次に、本実施例の作用について図3乃至図5をも参照して説明する。電源電圧補正回路13Aの増幅部16Aより出力される電圧信号VOAは、(1)式のようになる。尚、ドレイン電圧VDAは平均値である。
VOA=B´A+(R2/R1)(B´A−VDA)=(R2/R1)・(B−VDA)
・・・(1)
但し、B´Aは、分圧抵抗18A及び19Aによって分圧されたバッテリ1の検出電圧(R2・B/(R1+R2))である。そして、指令信号出力部17Aのコンデンサ26は、電圧信号VOAと入力信号処理回路12より出力される指令信号電圧との差に応じた電流が流れて充電される。
【0024】
従って、PWM信号生成回路14のPWM信号生成部29に出力されるPWM指令信号は、モータ2Aに印加される駆動電圧BとFET3Aのドレイン電圧VDAの平均値との差(即ち、モータ2Aの巻線両端に印加される電圧に相当)を増幅した電圧を加えたものと、エンジンECU10が出力した指令信号との差に応じて設定される。
【0025】
また、電源電圧補正回路13Bの増幅部16Bより出力される電圧信号VOAは(2)式のようになる。尚、ドレイン電圧VDBは平均値である。
VOB=B´B+(R4/R3)(B´B−VDB)=(R4/R3)・(B−VDB)
・・・(2)
但し、B´Bは、分圧抵抗18B及び19Bによって分圧されたバッテリ1の検出電圧(R4・B/(R3+R4))である。従って、駆動用電源が共通のバッテリ1であり、エンジンECU10が出力するPWMデューティ指令信号が共通であっても、電圧抵抗値R1〜R4を適宜設定することで、電源電圧補正回路13A,13Bの作用により夫々のFET3A,3BをスイッチングさせるPWMデューティが異なるように設定できるため、定格の異なるモータ2A,2Bの駆動電圧を等価的に変化させることが可能となる。
【0026】
図3は、定格が夫々160W,100Wのモータにより冷却ファンを回転させて同じ送風量を得るために必要な印加電圧を示すものである。例えば、送風量を夫々2000m/hとする場合は、160Wのモータを約5.8Vで駆動し、100Wのモータを約7.0Vで駆動すれば良い。
【0027】
そして、FET3がオンすると、バッテリ1からモータ2,FET3,グランドの経路で電流が流れてモータ2が通電される。そして、FET3がオフすると、遅れ電流がダイオード4及びπ型フィルタ5を介してバッテリ1側に回生される。その回生電流は、π型フィルタ5のコンデンサ6によって平滑される。
【0028】
この場合、PWM信号生成回路14がFET3A,3Bに出力するゲート信号は、信号線に直列に介挿された抵抗31A,31Bによって台形波状に成形され、一方が移相部28により移相されることによって図4に示す位相関係を有している。即ち、信号(B)の立下り開始タイミングと、信号(A)の立上がり終了タイミングとが一致する関係にある。
【0029】
両信号の位相関係がこのようになると、FET3Bがターンオフを開始する場合、FET3Aのターンオンは完全に終了していることになる。従って、2つのFET3A,3Bが同時にスイッチングされることはなく、ノイズの発生を抑制することができる。
【0030】
また、図4に示す波形では、基本的にはFET3A,3Bが交互にオンするので電源電流リップルの振幅を小さく抑えて且つ波形歪も抑制し、また、FET3A,3Bが同時にオフする期間が両者のオンオフの切替わり毎に発生しないので、リップル周波数の2倍成分が発生することを抑止している。更に、これらの条件を満たした上で、信号(A),(B)は、FET3A,3Bの一方がオンしている場合に他方がオフしている期間を極力長く確保するような位相関係となっている。このことは、π型フィルタ5のコンデンサ6に流れる回生電流を減少させる効果がある。
【0031】
以上のように本実施例によれば、2つの冷却ファン51,53を回転させるモータ2A,2Bの定格が異なり、駆動用電源が共通のバッテリ1で且つエンジンECU10が出力するPWMデューティ指令信号が共通であっても、電圧補正回路13A,13Bがその定格の差に応じて駆動電圧を等価的に変化させることで、各冷却ファン51,53が生成する送風量を略均一にすることができる。従って、冷却効率を向上させることが可能となる。
【0032】
そして、電圧補正回路13の増幅部16は、電圧検出部15によって検出された電圧B´とFET3のドレインに印加される電圧VDとの差を増幅したものを出力し、その出力電圧VOAとエンジンECU10より与えられる駆動指令信号との差に応じた電圧をPWM指令信号としてPWM信号生成回路14に出力する。従って、増幅部16における増幅率を適宜設定することで、夫々の定格に応じてモータ2A,2Bの巻線の両端にPWM信号により印加される電圧の平均値を変化させて、モータ2A,2Bの駆動電圧を等価的に変化させることができる。
【0033】
また、PWM信号生成回路14は、駆動指令信号の入力に応じて2つのFET3A,3Bに夫々出力する2つのPWM信号について、少なくとも一方の信号の立下り開始タイミングと、他方の信号の立上がり終了タイミングとを一致させた状態で出力するので、電源電流のリップルと波形歪を抑制し、π型フィルタ5を構成するコンデンサ6の体格を小さくすることを可能とした上で、ノイズの発生を抑制することができる。
【0034】
そして、波形成形回路たる抵抗31は、PWM信号の信号波形を台形波状に成形するので、信号の立上がりと立下りが緩やかになりノイズの発生を抑制することができる。また、この場合、FET3のターンオン時間,ターンオフ時間はより長くなる傾向を示すが、PWM信号生成回路14の作用により、過渡的なスイッチング期間の重なりを回避することが可能となるので、総じてノイズ低減効果を向上させることができる。
【0035】
本発明は、上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形または拡張が可能である。
例えば、駆動回路をプッシュプル出力として電源側とグランド側とに配置する抵抗比を変化させることで、PWM信号の台形波の立上がり時間と立下り時間とが異なるような波形を出力しても良い。
PWM信号処理回路14における移相部28の処理は、必要に応じて行なえば良い。
また、PWM信号は台形波に限ることなく、許容されるノイズレベルとの関係によっては図5に示すように略矩形波となる波形であっても良い。
電圧補正回路の構成は、図2に示すものに限ることなく、冷却ファンモータ夫々の駆動電圧を等価的に変化させることで各冷却ファンの送風量を略均一とする構成であれば良い。
スイッチング素子は、パワーMOSFETに限ることなく、その他、パワートランジスタやIGBTなどであっても良い。また、ハイサイドスイッチとして接続されるものでも良い。
冷却用ファンモータは、3つ以上あっても良い。その場合、必ずしもそれら全ての定格が異なる必要はなく、その内の少なくとも一部について定格が異なる場合に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であり、車両用冷却ファンモータの駆動装置の電気的構成を示す図
【図2】電源電圧補正回路及びPWM信号生成回路の詳細な構成を中心として示す図
【図3】定格が夫々160W,100Wのモータにより冷却ファンを回転させて同じ送風量を得るために必要な印加電圧を示す図
【図4】2つのPWM信号の位相関係を示す図
【図5】変形例を示す図4相当図
【符号の説明】
1はバッテリ(電源)、2A及び2Bはモータ(冷却ファンモータ)、3A及び3BはパワーMOSFET(スイッチング素子)、5はπ型フィルタ、6及び7はコンデンサ、8はコイル、13A及び13Bは電源電圧補正回路、14はPWM信号生成回路(パルス幅変調信号生成回路,制御回路)、15は電圧検出部、16は増幅部、17は指令信号出力部(変調指令出力部)、51及び53は冷却ファンを示す。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a driving device for a vehicle cooling fan motor that independently drives a plurality of cooling fan motors.
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
A vehicle (for example, an automobile) is provided with a cooling fan for cooling a condenser of an engine radiator and an air conditioner (hereinafter referred to as an air conditioner), and the cooling fan is rotationally driven by a motor (for example, a DC motor). It is like that.
[0003]
As described above, when cooling at least one heat exchanger arranged in one room (the front part of the vehicle) using two cooling fans, it is efficient if the cooling is performed in a state where the respective airflows are uniform. Good things are generally known. Therefore, it is preferable to select two motors with ratings of, for example, 100 W + 100 W and 200 W + 200 W, and drive them with the same output.
[0004]
However, assuming a case of application to an actual automobile or the like, the upper limit of the output (power consumption) allocated to the cooling device is not always a good number. In addition, the motor rating is not set in a fine unit, and is set with a width of about several tens of watts. As a result, when the output upper limit is limited to 260 W, for example, the ratings of the two motors cannot be set to 130 W + 130 W, and there is a situation in which an unbalanced setting such as 100 W + 160 W, for example, is unavoidable.
[0005]
Therefore, in the conventional driving device, there are many cases where the two cooling fans are driven with the unbalanced setting, and there is a problem that the cooling cannot be performed efficiently.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a vehicle cooling fan motor that can be driven to improve cooling efficiency as much as possible even when the rated settings of the plurality of cooling fan motors are unbalanced. It is to provide a driving device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the vehicle cooling fan motor drive device of the first aspect, even when the ratings of the plurality of cooling fan motors driven by the common drive power source and the common drive command signal given from the outside are different , the voltage correction is performed. Since the circuit changes the driving voltage equivalently in accordance with the difference in rating, the amount of air generated by each cooling fan can be made substantially uniform. Accordingly, it is possible to improve the cooling efficiency.
[0008]
According to the vehicle cooling fan motor drive device of claim 2, the voltage correction circuit outputs, in the amplifying unit, an amplified version of the difference between the power supply voltage and the voltage applied to the power supply side terminal of the switching element. Then, a voltage generated in accordance with the difference between the voltage and an externally supplied fan motor drive command signal is output as a modulation command signal to the pulse width modulation signal generation circuit. In other words, by appropriately setting the amplification factor in the amplification unit, the average value of the voltage applied by the pulse width modulation signal to both ends of the cooling fan motor winding can be changed according to the respective ratings. The drive voltage of the fan motor can be changed equivalently.
[0009]
According to the vehicle cooling fan motor drive device according to claim 3, when the number of cooling fan motors is two, the control circuit outputs to each of the two switching elements in response to the input of the drive command signal. About two pulse width modulation signals, it outputs in the state which made the fall start timing of at least one signal correspond with the rise end timing of the other signal.
[0010]
That is, when the phase relationship between the two pulse width modulation signals is as described above, for example, when the switching element on one signal side starts to turn off, the turn-on of the switching element on the other signal side is completely completed. It will be. Accordingly, the two switching elements are not switched simultaneously, and the generation of noise can be suppressed.
[0011]
According to the vehicle cooling fan motor drive device of the fourth aspect, the waveform shaping circuit shapes the signal waveform of the pulse width modulation signal into a trapezoidal waveform. In other words, when the carrier frequency is high, the output of the pulse width modulation signal alone may cause noise, but if the signal waveform is shaped into a trapezoidal shape, the rise and fall of the signal will become gradual, and the noise Can be suppressed.
[0012]
Further, by forming the signal waveform into a trapezoidal waveform, the turn-on time and turn-off time of the switching element tend to be longer. By applying the invention of claim 1, the overlap of the transient switching period is avoided. It becomes possible to do. Therefore, the noise reduction effect can be improved as a whole.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1 showing the electrical configuration, a series circuit of a motor (cooling fan motor) 2A, a power MOSFET (switching element) 3A, a motor 2B and a power MOSFET 3B is connected in parallel between a battery (power source) 1 and the ground. ing. The drains of the FETs 3A and 3B are connected to the battery 1 through forward diodes 4A and 4B and a π-type filter 5.
[0014]
The rating of the motor 2A is 160W, and the rating of the motor 2B is 100W. The motor 2A rotates the cooling fan 51 and blows air to the radiator (heat exchanger) 52 and the condenser 54, and cools. The motor 2B rotates the cooling fan 53 and blows air to the radiator 52 and the condenser 54. And cooling is performed.
[0015]
The π-type filter 5 includes capacitors 6 and 7 and a coil 8. In addition, a noise removing capacitor 9 is connected in parallel to both ends of the diode 4.
[0016]
An engine ECU (Electronic Control Unit) 10 controls the engine of a vehicle and is configured with a microcomputer as a center. The drive control signal output from the engine ECU 10 is given to the input signal processing unit 12 of the control circuit unit 11. The engine ECU 10 outputs the drive control signal as a low-speed PWM signal having a carrier frequency of about 100 Hz, for example.
[0017]
The input signal processing circuit 12 temporarily F / V-converts the relatively low-speed PWM (pulse width modulation) signal and outputs it to the power supply voltage correction circuits 13A and 13B. The power supply voltage correction circuits 13A and 13B are supplied with the terminal voltage + B of the battery 1 and the drain voltages VDA and VDB of the FETs 3A and 3B. The power supply voltage correction circuits 13A and 13B generate PWM command signals based on these voltage signals and output them to the PWM signal generation circuit (pulse width modulation signal generation circuit, control circuit) 14.
[0018]
FIG. 2 mainly shows the detailed configuration of the power supply voltage correction circuits 13A and 13B and the PWM signal generation circuit 14. In the following description, the symbols A and B are not attached unless it is necessary to distinguish between them. The power supply voltage correction circuit 13 includes a voltage detection unit 15, an amplification unit 16, and a command signal output unit (modulation command signal output unit) 17.
[0019]
The voltage detection unit 15 includes voltage dividing resistors 18 and 19 connected in series between the battery 1 and the ground, and a common connection point thereof is a non-inverting input terminal of the operational amplifier 20 that configures the amplification unit 16. It is connected to the. A parallel circuit of a resistor 21 and a capacitor 22 is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier 20, and the inverting input terminal is connected to the drain (power supply side terminal) of the FET 3 via the resistor 23. It is connected.
[0020]
The command signal output unit 17 is configured as an integration circuit including an operational amplifier 24, a resistor 25, and a capacitor 26, and an output terminal of the operational amplifier 20 constituting the amplification unit 16 is connected to an inverting input terminal of the operational amplifier 24 through the resistor 25. It is connected. The non-inverting input terminal of the operational amplifier 24 is supplied with an F / V converted command signal output from the input signal processing circuit 12.
[0021]
If the resistance values of the voltage dividing resistors 18A and 19A constituting the voltage detector 15A are R1 and R2, respectively, the resistors 21A and 23A constituting the amplifier 16A are assumed to be R2 and R1, respectively. Further, assuming that the resistance values of the voltage dividing resistors 18B and 19B constituting the voltage detection unit 15B are R3 and R4, respectively, the resistance values of the resistors 21B and 23B constituting the amplification unit 16B are R4 and R3, respectively.
[0022]
The PWM signal generation circuit 14 includes a carrier wave signal output unit 27, a phase shift unit 28, and a PWM signal generation unit 29. The carrier wave signal output unit 27 generates a carrier wave signal (for example, sawtooth wave, frequency 19 kHz) for performing PWM control and outputs it to two systems. The phase shift unit 28 is a circuit that shifts the phase of one system signal, and the PWM signal generation unit 29 (A, B) composed of two comparators includes a carrier signal having two different phases, The PWM signal is generated by comparing the level with the PWM command signal supplied from the command signal output unit 17 of the power supply voltage correction circuit 13. The PWM signal is output to the gates of the FETs 3A and 3B via the drive circuits 30A and 30B and the resistors 31A and 31B (waveform shaping circuit).
[0023]
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. The voltage signal VOA output from the amplifying unit 16A of the power supply voltage correction circuit 13A is expressed by equation (1). The drain voltage VDA is an average value.
VOA = B'A + (R2 / R1) (B'A-VDA) = (R2 / R1). (B-VDA)
... (1)
However, B′A is the detection voltage (R2 · B / (R1 + R2)) of the battery 1 divided by the voltage dividing resistors 18A and 19A. The capacitor 26 of the command signal output unit 17A is charged with a current corresponding to the difference between the voltage signal VOA and the command signal voltage output from the input signal processing circuit 12.
[0024]
Therefore, the PWM command signal output to the PWM signal generation unit 29 of the PWM signal generation circuit 14 is the difference between the drive voltage B applied to the motor 2A and the average value of the drain voltage VDA of the FET 3A (ie, the winding of the motor 2A). It is set according to the difference between the voltage obtained by amplifying the voltage (corresponding to the voltage applied to both ends of the line) and the command signal output by the engine ECU 10.
[0025]
Further, the voltage signal VOA output from the amplifying unit 16B of the power supply voltage correction circuit 13B is expressed by the equation (2). The drain voltage VDB is an average value.
VOB = B'B + (R4 / R3) (B'B-VDB) = (R4 / R3). (B-VDB)
... (2)
However, B′B is the detection voltage (R4 · B / (R3 + R4)) of the battery 1 divided by the voltage dividing resistors 18B and 19B. Therefore, even if the driving power source is the common battery 1 and the PWM duty command signal output from the engine ECU 10 is common, the voltage resistance values R1 to R4 are set as appropriate so that the power source voltage correction circuits 13A and 13B Since the PWM duty for switching the FETs 3A and 3B can be set differently due to the action, the drive voltages of the motors 2A and 2B having different ratings can be equivalently changed.
[0026]
FIG. 3 shows the applied voltage required to rotate the cooling fan by motors with ratings of 160 W and 100 W, respectively, to obtain the same air flow rate. For example, when the blast volume is 2000 m 3 / h, a 160 W motor may be driven at about 5.8 V, and a 100 W motor may be driven at about 7.0 V.
[0027]
When the FET 3 is turned on, a current flows from the battery 1 through the path of the motor 2, the FET 3, and the ground, and the motor 2 is energized. When the FET 3 is turned off, a delay current is regenerated to the battery 1 side via the diode 4 and the π-type filter 5. The regenerative current is smoothed by the capacitor 6 of the π-type filter 5.
[0028]
In this case, the gate signal output from the PWM signal generation circuit 14 to the FETs 3A and 3B is formed in a trapezoidal shape by the resistors 31A and 31B inserted in series with the signal lines, and one of them is phase-shifted by the phase shift unit 28. Thus, the phase relationship shown in FIG. 4 is obtained. That is, the falling start timing of the signal (B) and the rising end timing of the signal (A) are in agreement.
[0029]
When the phase relationship between the two signals is as described above, when the FET 3B starts turning off, the turning on of the FET 3A is completely completed. Therefore, the two FETs 3A and 3B are not simultaneously switched, and the generation of noise can be suppressed.
[0030]
In the waveform shown in FIG. 4, basically, the FETs 3A and 3B are alternately turned on, so that the amplitude of the power supply current ripple is suppressed and the waveform distortion is also suppressed, and the periods during which the FETs 3A and 3B are simultaneously turned off are both. The occurrence of a double component of the ripple frequency is suppressed because it does not occur every time the on / off is switched. Further, after satisfying these conditions, the signals (A) and (B) have a phase relationship that ensures a long period of time when one of the FETs 3A and 3B is on and the other is off as long as possible. It has become. This has the effect of reducing the regenerative current flowing through the capacitor 6 of the π-type filter 5.
[0031]
As described above, according to this embodiment, the motors 2A and 2B that rotate the two cooling fans 51 and 53 have different ratings, the drive power supply is the common battery 1, and the PWM duty command signal output from the engine ECU 10 is Even if they are common, the voltage correction circuits 13A and 13B can change the drive voltage equivalently according to the difference in their ratings, so that the amount of air generated by the cooling fans 51 and 53 can be made substantially uniform. . Accordingly, it is possible to improve the cooling efficiency.
[0032]
The amplifying unit 16 of the voltage correction circuit 13 outputs an amplified version of the difference between the voltage B ′ detected by the voltage detecting unit 15 and the voltage VD applied to the drain of the FET 3, and outputs the output voltage VOA and the engine. A voltage corresponding to the difference from the drive command signal supplied from the ECU 10 is output to the PWM signal generation circuit 14 as a PWM command signal. Therefore, by appropriately setting the amplification factor in the amplification unit 16, the average value of the voltage applied by the PWM signal to both ends of the windings of the motors 2A and 2B is changed according to the respective ratings, and the motors 2A and 2B. Can be equivalently changed.
[0033]
Also, the PWM signal generation circuit 14 has at least a falling start timing of one signal and a rising end timing of the other signal for two PWM signals respectively output to the two FETs 3A and 3B in response to the input of the drive command signal. Are output in a matched state, so that ripples in the power supply current and waveform distortion can be suppressed, the size of the capacitor 6 constituting the π-type filter 5 can be reduced, and noise generation can be suppressed. be able to.
[0034]
Since the resistor 31 as the waveform shaping circuit shapes the signal waveform of the PWM signal into a trapezoidal waveform, the rise and fall of the signal become gradual and the generation of noise can be suppressed. In this case, the turn-on time and turn-off time of the FET 3 tend to be longer. However, the operation of the PWM signal generation circuit 14 makes it possible to avoid an overlap of transient switching periods. The effect can be improved.
[0035]
The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and the following modifications or expansions are possible.
For example, by changing the resistance ratio between the power supply side and the ground side using the drive circuit as a push-pull output, a waveform in which the rise time and the fall time of the trapezoidal wave of the PWM signal are different may be output. .
The processing of the phase shift unit 28 in the PWM signal processing circuit 14 may be performed as necessary.
Further, the PWM signal is not limited to a trapezoidal wave, and may be a waveform having a substantially rectangular wave as shown in FIG. 5 depending on the relationship with an allowable noise level.
The configuration of the voltage correction circuit is not limited to that shown in FIG. 2, and any configuration may be used as long as the cooling fan motor drive voltage is equivalently changed to make the air flow rate of each cooling fan substantially uniform.
The switching element is not limited to the power MOSFET, but may be a power transistor, an IGBT, or the like. Further, it may be connected as a high-side switch.
There may be three or more cooling fan motors. In that case, it is not always necessary that all the ratings are different, and the present invention can be applied when the ratings are different for at least some of them.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an electrical configuration of a driving device for a vehicle cooling fan motor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram mainly showing detailed configurations of a power supply voltage correction circuit and a PWM signal generation circuit. FIG. 3 is a diagram showing an applied voltage necessary to obtain the same air flow rate by rotating a cooling fan by motors with ratings of 160 W and 100 W, respectively. FIG. 4 is a diagram showing a phase relationship between two PWM signals. ] Equivalent to FIG. 4 showing a modified example
1 is a battery (power source), 2A and 2B are motors (cooling fan motors), 3A and 3B are power MOSFETs (switching elements), 5 is a π-type filter, 6 and 7 are capacitors, 8 is a coil, and 13A and 13B are power sources Voltage correction circuit, 14 is a PWM signal generation circuit (pulse width modulation signal generation circuit, control circuit), 15 is a voltage detection unit, 16 is an amplification unit, 17 is a command signal output unit (modulation command output unit), and 51 and 53 are Indicates a cooling fan.

Claims (4)

少なくとも一部について定格が異なる複数の冷却ファンモータを、共通の駆動用電源並びに外部より与えられる共通の駆動指令信号に基づき夫々独立して駆動する車両用冷却ファンモータの駆動装置において、
複数の冷却ファンによって生成される送風量を均一とするように、各冷却ファンモータの駆動電圧を各モータの定格の差に応じて等価的に変化させる電圧補正回路を備えることを特徴とする車両用冷却ファンモータの駆動装置。
In a vehicle cooling fan motor drive device for independently driving a plurality of cooling fan motors having different ratings at least partially based on a common drive power supply and a common drive command signal given from the outside,
As with the air blowing amount uniformly generated by a plurality of cooling fans, characterized that you comprising a voltage correction circuit for equivalently changed in accordance with the driving voltage of each of the cooling fan motor to the difference between the rating of the motors Drive device for cooling fan motor for vehicle.
前記複数の冷却ファンモータに対して直列に接続され、オン状態となることで当該冷却ファンモータを通電させる複数のスイッチング素子と、
これら複数のスイッチング素子をスイッチングするためのパルス幅変調信号を夫々生成して出力する複数のパルス幅変調信号生成回路とを備え、
前記電圧補正回路は、
電源電圧と前記スイッチング素子の電源側端子に印加される電圧との差を増幅したものを出力する増幅部と、
この増幅部より出力される電圧と前記外部より与えられるファンモータの駆動指令信号との差に応じて生成された電圧を、変調指令信号として前記パルス幅変調信号生成回路に出力する変調指令出力部とで構成されることを特徴とする請求項1記載の車両用冷却ファンモータの駆動装置。
A plurality of switching elements that are connected in series to the plurality of cooling fan motors and energize the cooling fan motor by being turned on,
A plurality of pulse width modulation signal generation circuits for generating and outputting pulse width modulation signals for switching the plurality of switching elements, respectively;
The voltage correction circuit includes:
An amplifier that outputs an amplified difference between a power supply voltage and a voltage applied to the power supply side terminal of the switching element;
The voltage generated in accordance with the difference between the drive command signal of the fan motor given from the voltage and the external output from the amplifier unit, modulation command output unit that outputs to the pulse width modulation signal generating circuit as a modulation command signal The driving device for a cooling fan motor for a vehicle according to claim 1, comprising:
前記冷却ファンモータの数は2つであり、
2つの冷却ファンモータに対して夫々直列に接続され、オン状態となることで当該冷却ファンモータを通電させる2つのスイッチング素子と、
これら2つのスイッチング素子がオフ状態となった場合に電源側に流れる回生電流の経路に配置され、コイル及びコンデンサで構成されるπ型フィルタと、
前記駆動指令信号の入力に応じて前記2つのスイッチング素子に夫々出力する2つのパルス幅変調信号について、少なくとも一方の信号の立下り開始タイミングと、他方の信号の立上がり終了タイミングとを一致させた状態で出力する制御回路とを備えたことを特徴とする請求項1または2記載の車両用冷却ファンモータの駆動装置。
The number of cooling fan motors is two,
Two switching elements that are connected in series to the two cooling fan motors and energize the cooling fan motor by being turned on,
A π-type filter composed of a coil and a capacitor, arranged in a path of a regenerative current flowing to the power supply side when these two switching elements are turned off;
The two pulse width modulation signals respectively output to the two switching elements in response to an input of said drive command signal, while being matched and fall start timing of at least one signal, and a rising end timing of the other signals 3. A driving device for a cooling fan motor for a vehicle according to claim 1, further comprising:
前記パルス幅変調信号の信号波形を、台形波状に成形するための波形成形回路を備えてなることを特徴とする請求項3記載の車両用冷却ファンモータの駆動装置。  4. The driving device for a cooling fan motor for a vehicle according to claim 3, further comprising a waveform shaping circuit for shaping the signal waveform of the pulse width modulation signal into a trapezoidal waveform.
JP2002233022A 2002-08-08 2002-08-09 Driving device for cooling fan motor for vehicle Expired - Fee Related JP3969246B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002233022A JP3969246B2 (en) 2002-08-09 2002-08-09 Driving device for cooling fan motor for vehicle
DE10336512.5A DE10336512B4 (en) 2002-08-08 2003-08-08 Control device for PWM control of two inductive loads with reduced generation of electrical noise
US10/636,598 US6891342B2 (en) 2002-08-08 2003-08-08 Drive apparatus for PWM control of two inductive loads with reduced generation of electrical noise

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002233022A JP3969246B2 (en) 2002-08-09 2002-08-09 Driving device for cooling fan motor for vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004072977A JP2004072977A (en) 2004-03-04
JP3969246B2 true JP3969246B2 (en) 2007-09-05

Family

ID=32018260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002233022A Expired - Fee Related JP3969246B2 (en) 2002-08-08 2002-08-09 Driving device for cooling fan motor for vehicle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3969246B2 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2596363A1 (en) * 2005-02-02 2006-08-10 Carrier Corporation Pulse width modulation or variable speed control of fans in refrigerant systems
JP4768307B2 (en) * 2005-04-21 2011-09-07 カルソニックカンセイ株式会社 Inductive load drive
JP4735201B2 (en) * 2005-11-11 2011-07-27 株式会社デンソー Motor drive device for vehicle air conditioner
DE102007055837B4 (en) 2007-03-07 2011-04-28 Denso Corporation, Kariya-City Last-driving
JP4861367B2 (en) * 2008-06-06 2012-01-25 カルソニックカンセイ株式会社 Electric fan control device
KR101513884B1 (en) * 2013-07-03 2015-04-27 동아전장주식회사 Apparatus for controlling engine cooling fan motor and the method thereof
US9294016B2 (en) * 2013-12-19 2016-03-22 Google Inc. Control methods and systems for motors and generators operating in a stacked configuration
JP6482796B2 (en) * 2014-09-08 2019-03-13 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 Motor control apparatus and method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004072977A (en) 2004-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6891342B2 (en) Drive apparatus for PWM control of two inductive loads with reduced generation of electrical noise
US7402975B2 (en) Motor drive device and drive method
JP2004274975A (en) Pwm driving device
JP6089978B2 (en) PAM drive device for switched reluctance motor
KR101253232B1 (en) Device For Preheating Compressor And Method Thereof
JP4556833B2 (en) Gate driver and motor driving device including the gate driver
CN109314485B (en) Motor driving device
JP3969246B2 (en) Driving device for cooling fan motor for vehicle
JP6314532B2 (en) Power conversion system
JP2006204063A (en) Method and apparatus for controlling semiconductor device
US7825622B2 (en) Load driving method and device
EP1367704A2 (en) Modulation scheme for switching amplifiers to reduce filtering requirements and crossover distortion
JP4735201B2 (en) Motor drive device for vehicle air conditioner
JP3459808B2 (en) Motor driving circuit and driving method thereof
JP3906760B2 (en) Inductive load drive
JP4325713B2 (en) Load driving device and load driving method
JP2013162646A (en) Motor control circuit and motor drive device
JP4632808B2 (en) Signal generation circuit
JP2007236090A (en) Method and apparatus for controlling brushless motor
JP2004289946A (en) Motor drive circuit
JPH1141969A (en) Drive circuit for inverter for motor drive
JP2006042476A (en) Motor drive unit
JP2004260886A (en) Refrigeration cycle controller
JP2019103271A (en) Motor control device
JP2001309665A (en) Inverter set

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040909

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060301

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060307

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060413

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061031

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061130

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070515

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070528

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 3969246

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100615

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110615

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110615

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120615

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120615

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130615

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140615

Year of fee payment: 7

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees