JP4088494B2

JP4088494B2 - Electric fan control device for cooling heat exchanger

Info

Publication number: JP4088494B2
Application number: JP2002231788A
Authority: JP
Inventors: 英樹須永; 馨田中; 栄二高橋; 彰藤崎
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 2002-08-08
Filing date: 2002-08-08
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2022-08-08
Also published as: JP2004068760A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用熱交換器等の冷却媒体を冷却するための熱交換器冷却用電動ファン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動ファン制御装置としては、例えば、特開平１１−１８２２４４号公報に記載の自動車用冷却システムに用いられる電動ファン装置（従来例１）、および、特開平５−３３２０９号公報に記載のモータアクチュエータの制御装置（従来例２）が知られている。
【０００３】
まず、従来例１の電動ファン装置は、電動モータに流れる電流が過電流であることを検出すると、電動モータに流れる電流を制限し、雰囲気温度センサによって検出された雰囲気温度が所定温度以上になっても電動モータに流れる電流が過電流であることを検出していると、電動モータへの通電を停止するようにしたものである。
【０００４】
この従来例１では、以上のように構成することにより、冷却ファンが凍結ロックしていた場合（過電流であることを検出した場合）には、雰囲気温度が所定温度以上になるまで電動モータへの通電が制限された状態で維持されるため、その後の温度上昇により凍結ロックが解除されれば定常動作状態に復帰させることができ、また、雰囲気温度が所定温度以上になっても電動モータに流れる電流が過電流であることを検出している場合は、異物の噛み込みによるロックであるとして、電動モータへの通電を停止させることができ、これにより、冷却ファンが異物の噛み込みあるいは凍結によりロックしている時の電動モータの通電制御を適切に行うことができるようになるというものであった。
【０００５】
次に、従来例２のモータアクチュエータ制御装置には、過電流であることを検出した時は、一旦モータアクチュエータ（電動モータ）を逆回転駆動させた後、通常回転駆動させる技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例１にあっては、凍結ではなく冷却ファンに異物等が噛み込んで電動モータが過電流状態となった場合には、あきらめて電動モータを停止させるようにしたものであったため、異物噛み込み時における冷却信頼性が低いという問題点がある。
【０００７】
また、冷却ファンに異物が噛み込んで過電流状態となった場合に、従来例２の技術を転用し、電動モータを一旦逆回転駆動させることにより、異物の噛み込みを解除させることが考えられる。しかしながら、電動モータを正逆回転駆動制御するためには、回路構成や配線構造が複雑化するため、電動ファンにおいてはコストメリットがないという問題点がある。
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は、過電流による電動モータの焼き付きおよび過温度によるモータ制御手段に含まれる制御素子類の熱破損を防止できると共に、逆回転駆動制御を追加することなしに異物の噛み込みをある程度解消させ、これにより、コストアップを大幅に抑制しつつ異物噛み込み時における冷却信頼性を高めることができる熱交換器冷却用電動ファン制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、熱交換器の冷却媒体を冷却する冷却ファンと、該冷却ファンを駆動する電動モータと、該電動モータへの通電状態を制御するモータ制御手段とを備えた熱交換器冷却用電動ファン制御装置において、前記モータ制御手段近傍の雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段と、該雰囲気温度検出手段で検出された雰囲気温度から過温度状態を判定する過温度状態判定手段と、前記電動モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、該電流検出手段で検出された電流値から前記電動モータに流れる電流の過電流状態を検出する過電流状態検出手段と、を備え、前記モータ制御手段は、前記過電流状態検出手段により過電流状態が検出され、かつ、前記過温度状態判定手段で判定された前記モータ制御手段近傍の雰囲気温度が正常温度よりは高い所定の温度範囲内にある時は前記電動モータへの通電電流を増加させるインパクト加振制御部と、前記過電流状態検出手段により過電流状態が検出され、かつ、前記過温度状態判定手段で判定された雰囲気温度が所定の温度範囲を越えている時は前記電動モータへの通電を停止する通電停止制御部とを備え、前記インパクト加振制御部は、前記過電流状態検出手段により過電流状態が検出されると、まず前記電動モータへの通電電流を一旦制限した後、前記過温度状態判定手段で判定された前記モータ制御手段近傍の雰囲気温度が正常温度よりは高い所定の温度範囲内にある時は前記電動モータへの通電電流を増加させるように構成されていることを特徴とする手段とした。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記熱交換器に対し冷却ファンと電動モータとモータ制御手段とで構成される熱交換器冷却用電動ファン制御装置が２機備えられ、前記両電動モータの内、前記インパクト加振制御部により一方の電動モータへの通電電流が制限されている時は、もう一方の電動モータへの通電電流を増加させる過温度保護制御部を備えていることを特徴とする手段とした。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記熱交換器に対し冷却ファンと電動モータとモータ制御手段とで構成される熱交換器冷却用電動ファン制御装置が２機備えられ、前記両各電動モータへの通電状態を制御するモータ制御手段が一方の冷却ファンの近傍に設けられ、前記モータ制御手段は、前記過温度状態判定手段で判定された前記モータ制御手段近傍の雰囲気温度が正常温度よりは高い所定の温度範囲内にある時は前記モータ制御手段が設けられた方の冷却ファンを駆動する電動モータへの通電電流を増加させる一方、もう一方の冷却ファンを駆動する電動モータへの通電電流を減少させ、前記雰囲気温度が所定の温度範囲を越えた時は前記両電動モータへの通電を停止させる過温度保護制御部を備えていることを特徴とする手段とした。
【００１３】
【作用および効果】
請求項１記載の発明では、上述のように、前記過電流状態検出手段により過電流状態が検出され、かつ、過温度状態判定手段で判定されたモータ制御手段近傍の雰囲気温度が正常温度よりは高い所定の温度範囲内にある時は、インパクト加振制御部において電動モータへの通電電流を増加させる制御が行われることにより、冷却ファンに異物等が噛み込んでいる場合には電動モータのトルクにより高い確率で噛み込んだ異物を破砕して冷却ファンの回転を回復させることができるようになる。
従って、コストアップを大幅に抑制しつつ異物噛み込み時における冷却信頼性を高めることができるようになる。
【００１４】
また、電動モータの過電流状態が検出され、かつ、前記雰囲気温度が所定の温度範囲を越えている時は、通電停止制御部において電動モータへの通電を停止させることにより、過電流による電動モータの焼き付きおよび過温度によるモータ制御手段に含まれる制御素子類の熱破損を防止できるようになる。
【００１５】
また、上述のように、電動モータの過電流状態が検出されると、前記インパクト加振制御部において、まず電動モータへの通電電流を一旦制限した後、モータ制御手段近傍の雰囲気温度が正常温度よりは高い所定の温度範囲内にある時は電動モータへの通電電流を増加させることにより、冷却ファンの回転に勢いを付けることができ、これにより、高い確率で異物を粉砕できるようになり、従って、異物噛み込み時における冷却信頼性をさらに高めることができるようになる。
【００１６】
請求項２記載の発明では、上述のように、前記熱交換器に対し冷却ファンと電動モータとモータ制御手段とで構成される熱交換器冷却用電動ファン制御装置が２機備えられたものにおいて、両電動モータの内、インパクト加振制御部により一方の電動モータへの通電電流が制限されている時は、過温度保護制御部においてもう一方の電動モータへの通電電流を増加させることにより、送風量の減少を補うことができ、これにより、モータ制御手段に含まれる制御素子類の熱破損を防止できるようになる。
【００１７】
請求項３記載の発明では、上述のように、前記熱交換器に対し冷却ファンと電動モータとモータ制御手段とで構成される熱交換器冷却用電動ファン制御装置が２機備えられたものにおいて、前記両各電動モータへの通電状態を制御するモータ制御手段が一方の冷却ファンの近傍に設けられると共に、モータ制御手段近傍の雰囲気温度が正常温度よりは高い所定の温度範囲内にある時は過温度保護制御部においてモータ制御手段が設けられた方の冷却ファンを駆動する電動モータへの通電電流を増加させる一方、もう一方の冷却ファンを駆動する電動モータへの通電電流を減少させることにより、モータ制御手段の全体的な消費電力を増加させることなしに、モータ制御手段を効率的に冷却することができるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（発明の実施の形態１）
この発明の実施の形態１の熱交換器冷却用電動ファン制御装置は、請求項１に記載の発明に対応するもので、熱交換器として自動車用ラジエータの冷却を行う場合を例にとって説明する。
【００１９】
まず、この発明の実施の形態１の熱交換器冷却用電動ファン制御装置を図面に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施の形態１の熱交換器冷却用電動ファン制御装置の全体的構成を示すブロック図であり、この図において、１は自動車のラジエータ（熱交換器）、２は冷却ファン、３は電動モータ、４はモータ制御回路（モータ制御手段）、５は雰囲気温度検出回路（雰囲気温度検出手段）、６は過温度状態検出回路（過温度状態検出手段）、７は電流検出回路（電流検出手段）、８は過電流状態検出回路（過電流状態検出手段）、９は各種センサを示す。
【００２０】
さらに詳述すると、前記自動車用ラジエータ１は、電動モータ３により回転駆動される冷却ファン２の上流側に配置され、該冷却ファン２の回転駆動によって発生する冷却風により、自動車用ラジエータ１内を循環するエンジン冷却水（冷却媒体）が冷却されるようになっている。
【００２１】
前記モータ制御回路４には、前記各種センサ９からの信号（水温、外気温、車速等）が入力され、これらセンサ信号に基づいて前記電動モータ３の通電制御が行われる。このモータ制御回路４は、冷却ファン２を収容するファンシュラウド２１における冷却風を受ける下流側部分に配置されている。
【００２２】
前記雰囲気温度検出回路５では、モータ制御回路４の近傍の雰囲気温度を検出すると共に、前記過温度状態判定回路６では、前記雰囲気温度検出回路５で検出された雰囲気温度Tch から過温度状態判定が行われる。即ち、この過温度状態判定は、図３に示すように、雰囲気温度Tch が、Tch ≦Dtcha なら正常温(00b) 、Tch ＞Dtchb なら低高温(01b) 、Tch ＞Dtchc なら中高温(10b) 、Tch ＞Dtchd なら高高温(11b) を判定し、過温度状態判定信号Dtchとして出力する。なお全ての条件はヒステリシスを持ち、Tch ≦Dtcha なら正常温(00b) 判定にリセットされる。
【００２３】
前記電流検出回路７では、電動モータ３に流れる電流を検出すると共に、前記過電流状態検出回路８では、電流検出回路７で検出された電流値から電動モータ３に流れる電流の過電流状態を検出する。即ち、判定が正常状態はLo、過電流状態はHiが過電流判定Did として出力される。この場合も所定のヒステリシスを持って判定される。
【００２４】
前記モータ制御回路４には、過電流状態検出回路７により過電流状態（ Did＝Hi）が検出された時は、一旦電動モータ３への通電電流をしぼる処理がなされた後、雰囲気温度検出回路５で検出されたモータ制御回路４近傍の雰囲気温度Tch が正常温(00b) よりは高い所定の温度範囲内（低高温(01b) 〜高高温(11b) ）にある時は電動モータ３への通電電流を増加させて回転駆動トルクを高めるインパクト加振制御部４１と、過電流状態検出回路７により過電流状態（ Did＝Hi）が検出され、かつ、前記所定の温度範囲を越えている時（高高温(11b) ）は電動モータ３への通電を停止する通電停止制御部４２とが備えられている。
【００２５】
次に、前記モータ制御回路４における電動モータ３の通電制御内容を、図２のフローチャートに基づいて説明する。
まず、ステップＳ１０１では、電動モータ３に流れる電流が過電流状態（Hi）にあるか否（Lo）かを判定することにより、冷却ファン２がゴミ等の異物の噛み込みによってロック状態となっているか否かの判定が行われる。この判定は、過電流状態検出回路７からの過電流判定信号（Did ）に基づいて過電流状態検出回路８においていて判定されるもので、ＮＯ、即ち、過電流状態（Hi）にはなく正常電流状態（Lo）である場合は、ステップＳ１０７に進んで通常制御（通常の電流値への復帰）を行い、これで一回のフローを終了する。
【００２６】
前記ステップＳ１０１の判定がＹＥＳ、即ち、過電流状態（Hi）にある場合は、ステップＳ１０２に進み、電動モータ３への通電電流をしぼる処理がなされる。即ち、この発明の実施の形態１では、冷却ファン２の回転速度を通常値（Dfan）から所定の制限値（Dfanlm）まで減少させるように、電動モータ３への通電電流を通常制御時の電流値より減少させた後、ステップＳ１０３に進む。
【００２７】
このステップＳ１０３では、過温度判定回路６において、雰囲気温度検出回路５で検出されたモータ制御回路４近傍の雰囲気温度Tch が過温度状態にあるか否かの判定が行われる。即ち、過温度状態とは、電動モータ３の焼き付きや、モータ制御回路４に組み込まれた制御素子類の熱破損を生じさせる虞がある温度Dtchd であり、従って、この判定がＹＥＳ、即ち、過温度状態（Tch ≧Dtchd ）にある時は、通電停止制御を行うステップＳ１０４に進み、通電停止制御部４２において電動モータ３への通電を停止した後、これで一回のフローを終了する。
【００２８】
一方、前記ステップＳ１０３の判定がＮＯ、即ち、電動モータ３に流れる電流が過電流状態（Hi）にはあるが、過温度状態（Tch ≧Dtchd ）ではない場合は、ステップＳ１０５に進む。
【００２９】
このステップＳ１０５では、雰囲気温度Tch が、正常温(00b) Tch ≦Dtcha よりは高い所定の温度範囲内（低高温(01b) 〜高高温(11b) ）Dtcha ＜Tch ＜Dtchd にあるか否かを判定し、ＹＥＳ（Dtcha ＜Tch ＜Dtchd ）である時は、インパクト加振制御を行うステップＳ１０６に進む。
【００３０】
このステップＳ１０６のインパクト加振制御では、電動モータ３への通電電流を増加させて回転駆動トルクを高める。即ち、この発明の実施の形態１では、インパクト加振制御回路４１において、冷却ファン２の回転速度を所定の制限値（Dfanlm）から、最大回転速度（Dfanmax=100%）まで一気に増加させるように、電動モータ３への通電電流を通常制御時の電流値より増加させた後、これで一回のフローを終了する。
【００３１】
一方、前記ステップＳ１０５の判定がＮＯ、即ち、雰囲気温度Tch が正常温（Tch ≦Dtcha ）である時は、ステップＳ１０７に進んで通常制御（通常の電流値への復帰）を行い、これで一回のフローを終了する。
【００３２】
次に、この発明の実施の形態１の作用・効果を説明する。
（イ）通常制御（ステップＳ１０１→Ｓ１０７）
電動モータ３に流れる電流が過電流状態（Hi）にはなく正常電流状態（Lo）である場合は、冷却ファン２が正常に回転していて、電動モータ３の焼き付きを生じさせる虞はない状態であるため、電動モータ３の通常制御状態が維持される。
【００３３】
（ロ）通電電流抑制制御（ステップＳ１０１→Ｓ１０２）
電動モータ３に流れる電流が過電流状態（Hi）である場合は、電動モータ３の焼き付きを生じさせる虞があるため、とりあえず、冷却ファン２の回転速度を通常値（Dfan）から所定の制限値（Dfanlm）まで減少させるように、電動モータ３への通電電流を通常制御時の電流値より減少させる。
【００３４】
（ハ）インパクト加振制御（ステップＳ１０１→Ｓ１０２→Ｓ１０３→Ｓ１０５→Ｓ１０６）
電動モータ３に流れる電流が過電流状態（Hi）であり、かつ、モータ制御回路４近傍の雰囲気温度Tch が正常温(00b) Tch ≦Dtcha よりは高い所定の温度範囲内（低高温(01b) 〜高高温(11b) ）Dtcha ＜Tch ＜Dtchd にある場合は、とりあえず、モータ制御回路４に含まれる、制御素子類の熱破損を生じる虞はないため、前記通電電流抑制制御により所定の制限値（Dfanlm）まで減少させていた冷却ファン２の回転速度を、最大回転速度（Dfanmax=100%）まで一気に増加させるように、電動モータ３への通電電流を通常制御時の電流値より逆に一気に増加させることにより、電動モータ３の駆動トルクを高めると同時に冷却ファン２の回転に勢いを付けることができる。従って、冷却ファン２に異物が噛み込むことで過電流状態（Hi）に陥っている場合には、該異物を破砕して冷却ファン２の回転を回復させ、過電流状態（Hi）を解消させることができる。
そして、このインパクト加振制御により、過電流状態（Hi）が解消されると、次回のフローにおいて前記（イ）の通常制御状態に復帰することになる（ステップＳ１０１→Ｓ１０７）。
【００３５】
（ニ）通電停止制御（ステップＳ１０１→Ｓ１０２→Ｓ１０３→Ｓ１０４）
電動モータ３に流れる電流が過電流状態（Hi）であり、かつ、モータ制御回路４近傍の雰囲気温度Tch が過温度状態（Tch ≧Dtchd ）にある場合は、電動モータ３の焼き付きを生じさせる虞、および、モータ制御手段４に含まれる制御素子類が熱破損する虞があるため、電動モータ３への通電を直ちに停止させ、その旨をランプや音により運転者に知らせる。
【００３６】
以上の詳細に説明したように、この発明の実施の形態１によれば、過電流による電動モータ３の焼き付きおよび過温度によるモータ制御回路４に含まれる制御素子類の熱破損を防止できると共に、逆回転駆動制御を追加することなしに異物の噛み込みをある程度解消させることができ、従って、コストアップを大幅に抑制しつつ異物噛み込み時における冷却信頼性を高めることができるようになるという効果が得られる。
【００３７】
次に、他の発明の実施の形態について説明する。この他の発明の実施の形態の説明にあたっては、前記発明の実施の形態１と同様の構成部分については図示を省略し、もしくは同一の符号を付けてその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００３８】
（発明の実施の形態２）
この発明の実施の形態２は、請求項１記載の発明に対応するものである。
この発明の実施の形態２の熱交換器冷却用電動ファン制御装置は、前記発明の実施の形態１における図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１０２を省略した点が前記発明の実施の形態１とは相違したものである。
【００３９】
即ち、この発明の実施の形態２では、インパクト加振制御時には、電動モータ３への通電電流を通常制御時の電流値から増加させるようにしたものであり、従って、一旦通電電流を通常制御時の電流値より減少させた状態から通常制御時の電流値より増加させる場合（発明の実施の形態１）に比べると、インパクト加振制御時における冷却ファン２の勢いは劣るが、電動モータ３の駆動トルクが増大することで、ある程度異物を破砕することができる他、前記発明の実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００４０】
（発明の実施の形態３）
この発明の実施の形態３は、請求項１、および請求項２記載の発明に対応するものである。
この発明の実施の形態３の熱交換器冷却用電動ファン制御装置は、以下の点において、前記発明の実施の形態１および２とは相違したものとなっている。
【００４１】
即ち、この発明の実施の形態３は、まず、図４の背面図に示すように、前記自動車用ラジエータ１に対しその背面側に冷却ファン２と電動モータ３とモータ制御手段４で構成される熱交換器冷却用電動ファン制御装置が２機横方向に並列配置されている点で相違している。
【００４２】
また、両電動モータ３、３の内、前記インパクト加振制御部４１により一方の電動モータ３への通電電流が制限されている時は、もう一方の電動モータ３への通電電流を増加させる過温度保護制御部（図示せず）が追加されている点で相違したものとなっている。
【００４３】
従って、両電動モータ３、３の内、インパクト加振制御部４１により一方の電動モータ３への通電電流が制限されている間は、過温度保護制御部においてもう一方の電動モータ３への通電電流を増加させる保護制御を行うことにより、一方の冷却ファン２の送風量の減少を他方の冷却ファン２の増加送風量で補うことができ、これにより、モータ制御手段４に含まれる制御素子類の熱破損を防止できるようになる。
【００４４】
（発明の実施の形態４）
この発明の実施の形態４は、請求項１、および請求項３記載の発明に対応するものである。
この発明の実施の形態４の熱交換器冷却用電動ファン制御装置は、以下の点において、前記発明の実施の形態１および２とは相違したものとなっている。
【００４５】
この発明の実施の形態４の熱交換器冷却用電動ファン制御装置は、まず、図５の背面図に示すように、前記自動車用ラジエータ１に対しその背面側に冷却ファン２と電動モータ３とモータ制御回路４で構成される熱交換器冷却用電動ファン制御装置が２機横方向に並列配置されると共に、前記両各電動モータ３、３への通電状態を制御する両モータ制御回路４、４が一方の冷却ファン２の近傍に設けられている点が相違している。
【００４６】
そして、両モータ制御回路４、４近傍の雰囲気温度Tch が正常温度Dtcha よりは高い所定の温度範囲内にある時は両モータ制御回路４、４が設けられた方の冷却ファン２を駆動する電動モータ３への通電電流を増加させる一方、もう一方の冷却ファン２を駆動する電動モータ３への通電電流を減少させることにより、両モータ制御回路４、４の全体的な消費電力を増加させることなしに、両モータ制御回路４、４を効率的に冷却することができるようになる。
【００４７】
以上本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明は上述の発明の実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、発明の実施の形態では、熱交換器として自動車用ラジエータを例にとったが、自動車用エアコンの冷却冷媒を冷却するコンデンサ等の他、自動車以外の熱交換器にも適用することができる。
【００４８】
また、発明の実施の形態では、図２のステップＳ１０２において通電電流の制限として、電動モータ３に対する通電電流をしぼるようにしたが、通電を停止させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態１の熱交換器冷却用電動ファン制御装置の全体的構成を示すブロック図である。
【図２】発明の実施の形態１の熱交換器冷却用電動ファン制御装置のモータ制御回路における電動モータの通電制御内容を示すフローチャートである。
【図３】発明の実施の形態１の熱交換器冷却用電動ファン制御装置における過温度状態検出内容を示す図である。
【図４】発明の実施の形態３の熱交換器冷却用電動ファン制御装置を示す背面図である。
【図５】発明の実施の形態４の熱交換器冷却用電動ファン制御装置を示す背面図である。
【符号の説明】
１自動車用ラジエータ（熱交換器）
２冷却ファン
３電動モータ
４モータ制御回路（モータ制御手段）
４１インパクト加振制御部
４２通電停止制御部
５雰囲気温度検出回路（雰囲気温度検出手段）
６過温度状態検出回路（過温度状態検出手段）
７電流検出回路（電流検出手段）
８過電流検出回路（過電流検出手段）
９各種センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat exchanger cooling electric fan control device for cooling a cooling medium such as a vehicle heat exchanger.
[0002]
[Prior art]
As a conventional electric fan control device, for example, an electric fan device (conventional example 1) used in an automobile cooling system described in JP-A-11-182244 and a motor described in JP-A-5-33209 are disclosed. An actuator control device (conventional example 2) is known.
[0003]
First, when the electric fan device of Conventional Example 1 detects that the current flowing through the electric motor is an overcurrent, the electric current flowing through the electric motor is limited, and the atmospheric temperature detected by the atmospheric temperature sensor becomes equal to or higher than a predetermined temperature. However, when it is detected that the current flowing through the electric motor is an overcurrent, the energization of the electric motor is stopped.
[0004]
In this conventional example 1, by configuring as described above, when the cooling fan is frozen and locked (when it is detected that the current is overcurrent), it is transferred to the electric motor until the ambient temperature reaches a predetermined temperature or higher. Therefore, if the freeze lock is released due to a subsequent rise in temperature, it can be restored to the normal operation state, and even if the ambient temperature exceeds the predetermined temperature, the electric motor When it is detected that the flowing current is an overcurrent, the electric motor can be de-energized because it is locked due to the foreign object being caught, so that the cooling fan gets stuck or frozen. Therefore, it is possible to appropriately perform the energization control of the electric motor when it is locked.
[0005]
Next, the motor actuator control device of Conventional Example 2 discloses a technique in which when the overcurrent is detected, the motor actuator (electric motor) is once driven in reverse rotation and then normally rotated. .
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional example 1, when the electric motor enters an overcurrent state due to a foreign object or the like being caught in the cooling fan instead of freezing, the electric motor was given up and stopped. There is a problem that cooling reliability is low when a foreign object is caught.
[0007]
In addition, when foreign objects are caught in the cooling fan and an overcurrent state occurs, it is conceivable that the technique of Conventional Example 2 is diverted and the electric motor is temporarily driven to reversely rotate to release the foreign objects. . However, in order to perform forward / reverse rotational drive control of the electric motor, the circuit configuration and the wiring structure are complicated, and thus there is a problem that there is no cost merit in the electric fan.
[0008]
The problem to be solved by the present invention is that it is possible to prevent the electric motor from being seized due to overcurrent and the thermal damage of the control elements included in the motor control means due to overtemperature, and to prevent foreign matter from being added without adding reverse rotation drive control. An object of the present invention is to provide a heat exchanger cooling electric fan control device capable of eliminating biting to some extent and thereby improving cooling reliability when biting in a foreign object while greatly suppressing an increase in cost.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention provides a cooling fan that cools a cooling medium of a heat exchanger, an electric motor that drives the cooling fan, and a motor control means that controls an energization state of the electric motor. In the electric fan control device for cooling a heat exchanger comprising: an atmospheric temperature detection means for detecting an ambient temperature in the vicinity of the motor control means; and an overtemperature state is determined from the atmospheric temperature detected by the atmospheric temperature detection means Overtemperature state determination means, current detection means for detecting current flowing in the electric motor, and overcurrent state detection means for detecting an overcurrent state of current flowing in the electric motor from the current value detected by the current detection means And the motor control means detects the overcurrent state by the overcurrent state detection means and the motor control determined by the overtemperature state determination means. When the ambient temperature in the vicinity of the means is within a predetermined temperature range higher than the normal temperature, an overcurrent state is detected by the impact excitation control unit that increases the energization current to the electric motor and the overcurrent state detection means. And an energization stop controller that stops energization of the electric motor when the ambient temperature determined by the overtemperature state determination means exceeds a predetermined temperature range, and the impact excitation controller When the overcurrent state is detected by the overcurrent state detection means, firstly, the energization current to the electric motor is first limited, and then the ambient temperature near the motor control means determined by the overtemperature state determination means is When the temperature is within a predetermined temperature range higher than the normal temperature, the electric current supplied to the electric motor is increased .
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, two heat fan cooling electric fan control devices each including a cooling fan, an electric motor, and motor control means are provided for the heat exchanger. An over-temperature protection control unit for increasing the energizing current to the other electric motor when the energizing current to the other electric motor is restricted by the impact excitation control unit of the both electric motors It was set as the means characterized by.
[0012]
According to a third aspect of the invention of claim 1 Symbol mounting, the heat exchanger to the cooling fan and electric motor and a heat exchanger composed of a motor control means for cooling electric fan control unit 2 Kisonae Motor control means for controlling the energization state of the two electric motors is provided in the vicinity of one cooling fan, and the motor control means is provided in the vicinity of the motor control means determined by the overtemperature state determination means. When the ambient temperature is within a predetermined temperature range higher than the normal temperature, the energization current to the electric motor that drives the cooling fan provided with the motor control means is increased while the other cooling fan is driven. An over-temperature protection control unit that reduces an energization current to the electric motor to be stopped and stops energization to both the electric motors when the ambient temperature exceeds a predetermined temperature range. It was a means to.
[0013]
[Action and effect]
In the first aspect of the invention, as described above, the overcurrent state is detected by the overcurrent state detection unit, and the ambient temperature in the vicinity of the motor control unit determined by the overtemperature state determination unit is higher than the normal temperature. When the temperature is within a high predetermined temperature range, the impact excitation control unit performs control to increase the energization current to the electric motor. Therefore, it is possible to recover the rotation of the cooling fan by crushing the foreign matter caught at a higher probability.
Therefore, it is possible to improve the cooling reliability when the foreign object is caught while greatly suppressing the cost increase.
[0014]
Further, when an overcurrent state of the electric motor is detected and the ambient temperature exceeds a predetermined temperature range, the energization stop control unit stops energization of the electric motor, thereby causing the electric motor due to overcurrent. It is possible to prevent thermal damage to the control elements included in the motor control means due to seizure and overtemperature.
[0015]
Further, as described above, when an overcurrent state of the electric motor is detected, the impact vibration control unit first restricts the energization current to the electric motor, and then the ambient temperature in the vicinity of the motor control means is a normal temperature. When the temperature is within a predetermined high temperature range, the electric current supplied to the electric motor can be increased to increase the speed of the cooling fan. Therefore, it is possible to further improve the cooling reliability when the foreign object is caught.
[0016]
In the second aspect of the present invention, as described above, the heat exchanger is provided with two heat exchanger cooling electric fan control devices including a cooling fan, an electric motor, and motor control means. When the energizing current to one electric motor is limited by the impact excitation control unit of both electric motors, by increasing the energizing current to the other electric motor in the overtemperature protection control unit, It is possible to compensate for the decrease in the amount of blown air, thereby preventing thermal damage to the control elements included in the motor control means.
[0017]
In the third aspect of the invention, as described above, the heat exchanger is provided with two heat exchanger cooling electric fan control devices including a cooling fan, an electric motor, and motor control means. When the motor control means for controlling the energization state of the electric motors is provided in the vicinity of one cooling fan, and the ambient temperature in the vicinity of the motor control means is within a predetermined temperature range higher than the normal temperature. By increasing the energization current to the electric motor that drives the cooling fan provided with the motor control means in the overtemperature protection control unit, while decreasing the energization current to the electric motor that drives the other cooling fan The motor control means can be efficiently cooled without increasing the overall power consumption of the motor control means.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1 of the invention)
The electric fan control device for cooling a heat exchanger according to the first embodiment of the present invention corresponds to the first aspect of the invention, and will be described by taking as an example the case of cooling an automotive radiator as a heat exchanger.
[0019]
First, the heat exchanger cooling electric fan control apparatus of Embodiment 1 of this invention is demonstrated based on drawing.
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a heat exchanger cooling electric fan control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In this figure, 1 is an automobile radiator (heat exchanger), and 2 is a cooling fan. 3 is an electric motor, 4 is a motor control circuit (motor control means), 5 is an ambient temperature detection circuit (atmosphere temperature detection means), 6 is an overtemperature state detection circuit (overtemperature state detection means), and 7 is a current detection circuit. (Current detection means), 8 is an overcurrent state detection circuit (overcurrent state detection means), and 9 is various sensors.
[0020]
More specifically, the automotive radiator 1 is disposed upstream of the cooling fan 2 that is rotationally driven by the electric motor 3, and the inside of the automotive radiator 1 is cooled by the cooling air generated by the rotational driving of the cooling fan 2. Circulating engine coolant (cooling medium) is cooled.
[0021]
Signals (water temperature, outside air temperature, vehicle speed, etc.) from the various sensors 9 are input to the motor control circuit 4 and energization control of the electric motor 3 is performed based on these sensor signals. The motor control circuit 4 is arranged in a downstream portion that receives cooling air in a fan shroud 21 that houses the cooling fan 2.
[0022]
The ambient temperature detection circuit 5 detects the ambient temperature in the vicinity of the motor control circuit 4, and the overtemperature state determination circuit 6 performs overtemperature state determination from the ambient temperature Tch detected by the ambient temperature detection circuit 5. Done. That is, as shown in FIG. 3, this over-temperature state is determined by normal temperature (00b) if the ambient temperature Tch is Tch ≦ Dtcha, low temperature (01b) if Tch> Dtchb, and medium temperature (10b) if Tch> Dtchc. If Tch> Dtchd, the high temperature (11b) is judged and output as the overtemperature condition judgment signal Dtch. All conditions have hysteresis. If Tch ≤ Dtcha, it is reset to normal temperature (00b) judgment.
[0023]
The current detection circuit 7 detects the current flowing through the electric motor 3, and the overcurrent state detection circuit 8 detects the overcurrent state of the current flowing through the electric motor 3 from the current value detected by the current detection circuit 7. To do. That is, Lo is output as the overcurrent determination Did when the determination is normal, and Hi is output when the overcurrent state is. In this case also, the determination is made with a predetermined hysteresis.
[0024]
When the overcurrent state (Did = Hi) is detected by the overcurrent state detection circuit 7, the motor control circuit 4 is subjected to a process of once reducing the energization current to the electric motor 3 and then the ambient temperature detection circuit. When the ambient temperature Tch near the motor control circuit 4 detected in 5 is within a predetermined temperature range higher than the normal temperature (00b) (low high temperature (01b) to high high temperature (11b)), the electric motor 3 When an overcurrent state (Did = Hi) is detected by the impact vibration control unit 41 that increases the energizing current to increase the rotational drive torque and the overcurrent state detection circuit 7 and exceeds the predetermined temperature range (High and high temperature (11b)) is provided with an energization stop control unit 42 for stopping energization of the electric motor 3.
[0025]
Next, the energization control content of the electric motor 3 in the motor control circuit 4 will be described based on the flowchart of FIG.
First, in step S101, by determining whether the current flowing through the electric motor 3 is in an overcurrent state (Hi) or not (Lo), the cooling fan 2 is in a locked state due to the biting of foreign matter such as dust. A determination is made whether or not there is. This determination is made in the overcurrent state detection circuit 8 on the basis of the overcurrent determination signal (Did) from the overcurrent state detection circuit 7 and is normal, not in the overcurrent state (Hi). When it is in the current state (Lo), the process proceeds to step S107 to perform normal control (return to the normal current value), and this completes one flow.
[0026]
If the determination in step S101 is YES, that is, if it is in an overcurrent state (Hi), the process proceeds to step S102, and a process of reducing the energization current to the electric motor 3 is performed. That is, in the first embodiment of the present invention, the current supplied to the electric motor 3 is the current during normal control so that the rotational speed of the cooling fan 2 is reduced from the normal value (Dfan) to the predetermined limit value (Dfanlm). After decreasing from the value, the process proceeds to step S103.
[0027]
In step S103, the overtemperature determination circuit 6 determines whether or not the ambient temperature Tch near the motor control circuit 4 detected by the ambient temperature detection circuit 5 is in an overtemperature state. In other words, the overtemperature state is a temperature Dtchd that may cause burn-in of the electric motor 3 or heat damage of the control elements incorporated in the motor control circuit 4. Therefore, this determination is YES, When it is in the temperature state (Tch ≧ Dtchd), the process proceeds to step S104 for performing energization stop control, and after the energization stop control unit 42 stops energization of the electric motor 3, this completes one flow.
[0028]
On the other hand, if the determination in step S103 is NO, that is, if the current flowing through the electric motor 3 is in the overcurrent state (Hi) but not in the overtemperature state (Tch ≧ Dtchd), the process proceeds to step S105.
[0029]
In this step S105, whether or not the ambient temperature Tch is within a predetermined temperature range higher than the normal temperature (00b) Tch ≦ Dtcha (low high temperature (01b) to high high temperature (11b)) is Dtcha <Tch <Dtchd. If YES (Dtcha <Tch <Dtchd), the process proceeds to step S106 where impact excitation control is performed.
[0030]
In the impact excitation control in step S106, the energizing current to the electric motor 3 is increased to increase the rotational drive torque. That is, in the first embodiment of the present invention, the impact excitation control circuit 41 increases the rotation speed of the cooling fan 2 from the predetermined limit value (Dfanlm) to the maximum rotation speed (Dfanmax = 100%) at once. Then, after the energization current to the electric motor 3 is increased from the current value at the time of normal control, this completes one flow.
[0031]
On the other hand, if the determination in step S105 is NO, that is, if the ambient temperature Tch is a normal temperature (Tch ≦ Dtcha), the process proceeds to step S107 to perform normal control (return to the normal current value). End the flow of times.
[0032]
Next, operations and effects of the first embodiment of the present invention will be described.
(A) Normal control (steps S101 → S107)
When the current flowing through the electric motor 3 is not in an overcurrent state (Hi) but is in a normal current state (Lo), the cooling fan 2 is rotating normally and there is no possibility of causing the electric motor 3 to be burned. Therefore, the normal control state of the electric motor 3 is maintained.
[0033]
(B) Energization current suppression control (steps S101 → S102)
If the electric current flowing through the electric motor 3 is in an overcurrent state (Hi), the electric motor 3 may be burned. Therefore, for the time being, the rotational speed of the cooling fan 2 is set to a predetermined limit value from the normal value (Dfan). The energization current to the electric motor 3 is decreased from the current value during normal control so as to decrease to (Dfanlm).
[0034]
(C) Impact excitation control (steps S101 → S102 → S103 → S105 → S106)
The current flowing through the electric motor 3 is in an overcurrent state (Hi), and the ambient temperature Tch in the vicinity of the motor control circuit 4 is within a predetermined temperature range higher than the normal temperature (00b) Tch ≦ Dtcha (low high temperature (01b) ~ High temperature (11b)) If Dtcha <Tch <Dtchd, there is no risk of thermal damage to the control elements included in the motor control circuit 4 for the time being. In order to increase the rotation speed of the cooling fan 2 that had been reduced to (Dfanlm) to the maximum rotation speed (Dfanmax = 100%) at once, the energization current to the electric motor 3 was reversed at a stretch from the current value during normal control. By increasing it, the driving torque of the electric motor 3 can be increased and at the same time the rotation of the cooling fan 2 can be boosted. Therefore, when a foreign object is caught in the cooling fan 2 and is in an overcurrent state (Hi), the foreign object is crushed to recover the rotation of the cooling fan 2 and the overcurrent state (Hi) is eliminated. be able to.
When the overcurrent state (Hi) is resolved by this impact excitation control, the normal control state (A) is restored in the next flow (steps S101 → S107).
[0035]
(D) Energization stop control (steps S101 → S102 → S103 → S104)
When the current flowing through the electric motor 3 is in an overcurrent state (Hi) and the ambient temperature Tch near the motor control circuit 4 is in an overtemperature state (Tch ≧ Dtchd), the electric motor 3 may be burned. Since the control elements included in the motor control means 4 may be damaged by heat, the energization of the electric motor 3 is immediately stopped and the driver is notified of this by a lamp or sound.
[0036]
As described above in detail, according to the first embodiment of the present invention, the electric motor 3 can be prevented from being burned due to overcurrent and the thermal damage of the control elements included in the motor control circuit 4 due to overtemperature. The effect that foreign matter biting can be eliminated to some extent without adding reverse rotation drive control, and therefore the cooling reliability when biting foreign matter can be improved while significantly increasing the cost. Is obtained.
[0037]
Next, another embodiment of the invention will be described. In the description of the other embodiments of the present invention, the components similar to those of the first embodiment of the present invention are not shown, or the same reference numerals are given and the description thereof is omitted, and only the differences are described. To do.
[0038]
(Embodiment 2 of the invention)
The second embodiment of the present invention corresponds to the first aspect of the present invention.
The electric fan control device for cooling a heat exchanger according to the second embodiment of the present invention is different from the first embodiment of the present invention in that step S102 is omitted in the flowchart of FIG. 2 in the first embodiment of the present invention. It is a thing.
[0039]
That is, in the second embodiment of the present invention, during the impact excitation control, the current supplied to the electric motor 3 is increased from the current value during the normal control. Compared to the case where the current value is decreased from the current value during the normal control (the first embodiment of the invention), the momentum of the cooling fan 2 during the impact vibration control is inferior, but the electric motor 3 By increasing the driving torque, foreign matters can be crushed to some extent, and the same effects as in the first embodiment of the invention can be obtained.
[0040]
(Embodiment 3 of the invention)
The third embodiment of the present invention corresponds to the first and second aspects of the present invention.
The electric fan control device for cooling a heat exchanger according to the third embodiment of the present invention is different from the first and second embodiments of the present invention in the following points.
[0041]
That is, the third embodiment of the present invention, as shown in the rear view of FIG. 4, is composed of a cooling fan 2, an electric motor 3 and a motor control means 4 on the rear side of the automobile radiator 1. The difference is that two electric fan control devices for cooling the heat exchanger are arranged in parallel in the horizontal direction.
[0042]
In addition, when the current applied to one electric motor 3 is restricted by the impact excitation control unit 41 of both the electric motors 3, 3, an excessive current increases to the other electric motor 3. The difference is that a temperature protection control unit (not shown) is added.
[0043]
Therefore, while the electric current applied to one electric motor 3 is limited by the impact excitation control unit 41 of the electric motors 3 and 3, the overtemperature protection control unit supplies the other electric motor 3 with electric current. By performing protection control to increase the current, the decrease in the air flow rate of one cooling fan 2 can be compensated by the increased air flow rate of the other cooling fan 2, whereby the control elements included in the motor control means 4 It will be possible to prevent thermal damage of the.
[0044]
(Embodiment 4 of the Invention)
The fourth embodiment of the present invention corresponds to the first and third aspects of the present invention.
The electric fan control device for cooling a heat exchanger according to the fourth embodiment of the present invention is different from the first and second embodiments of the present invention in the following points.
[0045]
As shown in the rear view of FIG. 5, the electric fan control device for cooling a heat exchanger according to the fourth embodiment of the present invention first includes a cooling fan 2, an electric motor 3 and the like on the rear side of the radiator 1 for an automobile. The two motor control circuits 4 for controlling the energization state of the electric motors 3 and 3 are arranged in parallel in the horizontal direction of the two heat exchanger cooling electric fan control devices composed of the motor control circuit 4. The difference is that 4 is provided in the vicinity of one cooling fan 2.
[0046]
When the ambient temperature Tch in the vicinity of the motor control circuits 4 and 4 is within a predetermined temperature range higher than the normal temperature Dtcha, the electric motor that drives the cooling fan 2 provided with the motor control circuits 4 and 4 is used. While increasing the energizing current to the motor 3, while decreasing the energizing current to the electric motor 3 that drives the other cooling fan 2, the overall power consumption of the motor control circuits 4 and 4 is increased. Therefore, both the motor control circuits 4 and 4 can be efficiently cooled.
[0047]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment of the present invention, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention, the present invention is not limited thereto. included.
For example, in the embodiments of the present invention, an automobile radiator is taken as an example of a heat exchanger, but the present invention can be applied to a heat exchanger other than an automobile in addition to a condenser for cooling a cooling refrigerant of an automobile air conditioner. .
[0048]
In the embodiment of the invention, the energization current for the electric motor 3 is reduced as the energization current limitation in step S102 of FIG. 2, but the energization may be stopped.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an electric fan control device for cooling a heat exchanger according to a first embodiment of the invention.
FIG. 2 is a flowchart showing energization control contents of the electric motor in the motor control circuit of the electric fan control device for cooling the heat exchanger according to the first embodiment of the invention.
FIG. 3 is a diagram showing detection contents of an overtemperature state in the electric fan control device for cooling a heat exchanger according to the first embodiment of the invention.
4 is a rear view showing an electric fan control device for cooling a heat exchanger according to a third embodiment of the invention. FIG.
FIG. 5 is a rear view showing an electric fan control device for cooling a heat exchanger according to a fourth embodiment of the invention.
[Explanation of symbols]
1 Car radiator (heat exchanger)
2 Cooling fan 3 Electric motor 4 Motor control circuit (motor control means)
41 Impact excitation control unit 42 Energization stop control unit 5 Atmosphere temperature detection circuit (atmosphere temperature detection means)
6 Over temperature state detection circuit (over temperature state detection means)
7 Current detection circuit (current detection means)
8 Overcurrent detection circuit (overcurrent detection means)
9 Various sensors

Claims

An electric fan control device for cooling a heat exchanger, comprising: a cooling fan that cools a cooling medium of a heat exchanger; an electric motor that drives the cooling fan; and a motor control unit that controls an energization state of the electric motor. ,
An ambient temperature detection means for detecting an ambient temperature in the vicinity of the motor control means; an overtemperature state determination means for determining an overtemperature state from the ambient temperature detected by the ambient temperature detection means; and a current flowing through the electric motor. Current detection means, and overcurrent state detection means for detecting an overcurrent state of a current flowing through the electric motor from a current value detected by the current detection means,
The motor control means has a predetermined temperature range in which an overcurrent state is detected by the overcurrent state detection means, and an ambient temperature in the vicinity of the motor control means determined by the overtemperature state determination means is higher than a normal temperature. When it is within, the impact vibration control unit that increases the energization current to the electric motor and the overcurrent state detected by the overcurrent state detection means, and the ambient temperature determined by the overtemperature state determination means And an energization stop control unit that stops energization of the electric motor when the temperature exceeds a predetermined temperature range ,
When the overcurrent state is detected by the overcurrent state detection unit, the impact excitation control unit first restricts the energization current to the electric motor and then determines the motor determined by the overtemperature state determination unit. An electric fan control for cooling a heat exchanger, wherein the electric current supplied to the electric motor is increased when the ambient temperature in the vicinity of the control means is within a predetermined temperature range higher than the normal temperature. apparatus.

Two heat exchanger cooling electric fan control devices comprising a cooling fan, an electric motor, and motor control means are provided for the heat exchanger,
An overtemperature protection control unit is provided that increases an energization current to the other electric motor when the energization current to the other electric motor is limited by the impact excitation control unit of the both electric motors. The electric fan control device for cooling a heat exchanger according to claim 1, wherein:

Two heat exchanger cooling electric fan control devices comprising a cooling fan, an electric motor, and motor control means are provided for the heat exchanger,
Motor control means for controlling the energization state of the two electric motors is provided in the vicinity of one cooling fan,
When the ambient temperature in the vicinity of the motor control means determined by the overtemperature state determination means is within a predetermined temperature range higher than the normal temperature, the motor control means is cooled by the one provided with the motor control means. While increasing the energizing current to the electric motor that drives the fan, decreasing the energizing current to the electric motor that drives the other cooling fan, and when the ambient temperature exceeds the predetermined temperature range, The electric fan control device for cooling a heat exchanger according to claim 1, further comprising an overtemperature protection control unit that stops energization of the motor .