JPH04132819A - 車載機器制御装置 - Google Patents

車載機器制御装置

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JPH04132819A
JPH04132819A JP25604690A JP25604690A JPH04132819A JP H04132819 A JPH04132819 A JP H04132819A JP 25604690 A JP25604690 A JP 25604690A JP 25604690 A JP25604690 A JP 25604690A JP H04132819 A JPH04132819 A JP H04132819A
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electric fan
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末国 栄之介
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、車載機器制御装置に関するものである。
[従来の技術] 一般に、自動車には、電動ファン等の各種車載機器と、
これを制御する車載機器制御装置とが搭載される。
例えば、車載機器の1つである電動ファンに対しては電
動ファン制御装置が設けられ、この電動ファン制御装置
は、一般に冷却水温度に応じて電動ファンの出力を制御
するようになっている。ここで、2つの電動ファンが設
けられた場合において、冷却水温度が設定温度以下のと
きには1つの電動ファンのみをオンし、設定温度を超え
たときには2つの電動ファンをオンするようにして強弱
切り替えを行なうようにした電動ファン制御装置、ある
いは冷却水温度に応じて電動ファンの回転数を変えて強
弱を調節するようにした電動ファン制御装置(特開昭6
0−75715号公報参照)などが知られている。
[発明が解決しようとする課題] ところで、例えば、電動ファンの出力を強弱2段に制御
するようにした電動ファン制御装置において、電動ファ
ンの出力をよりエンジンの運転状態に即して制御しよう
とすれば、冷却水温度以外にエンジン負荷等を考慮する
必要があるが、この場合、水温センサ等の各種センサと
、各センサからの人力情報を演算処理するCPUと、C
PUの演算結果を電動ファンに出力する出力端子とが必
要となる。そして、このようなCPUによる制御を行な
う場合、駆動される電動ファンの個数により強弱を制御
するようにした電動ファン制御装置では、出力端子数が
増えるので制御機構が複雑化するといった問題があり、
一方1つの電動ファンの出力(回転数等)を変えること
によって強弱を制御するようにした電動ファン制御装置
では、制御ロジックが複雑化するといった問題がある。
また、いずれにせよ全面的にCPUに依存すると、CP
Uのフェイル対策を講じなければならないといった問題
がある。
そこで、本願発明者らは、電動ファンの強出力のオン・
オフをCPUを通さず水温スイッチの作動によって直接
的に行なわせれば、上記の問題点を解決し、制御機構な
いし制御ロジックの簡素化と、CPUフェイル時の電動
ファンの制御機能の確保とを図ることかできるであろう
と考えた。しかしながら、かかる制御方法には、次のよ
うな問題があることが判明した。
すなわち、水温センサには冷却水温度の検出誤差が伴わ
れ、また水温スイッチの作動温度にも誤差が伴われる。
ここにおいて、水温センサの検出値が低温側にずれ、す
なわち実際の冷却水温度か水温センサ検出値より高くな
り、一方水温スイッチの作動温度が低温側にずれたよう
なときには、強出力がオンされる冷却水温度が、弱出力
がオンされる冷却水温度より低くなる場合がある。そし
て、このような場合、冷却水温度の上昇に伴って、電動
ファンが停止状態からいきなり強出力で作動されるので
、突然大きな騒音が発生し、運転者に不快感を与えると
いった問題が生じる。
また、水温センサの検出値が低温側にずれているとき、
すなわち冷却水温度が水温センサ検出値より高いときに
は、冷却水温度が高めに保持されるので、熱劣化により
エンジン各部の耐久性が低下するといった問題が生じる
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
ものであって、電動ファン等の車載機器の出力を少なく
とも強弱2段に制御するようにした車載機器制御装置に
おいて、電動ファン等の車載機器が停止状態から直接強
出力状態に入るなどといった不具合の発生を防止するこ
とができ、またCPUフェイル時においても電動ファン
等の車載機器の制御機能を確保することができ、かつ制
御機構ないし制御ロジックの簡素化を図ることができる
車載機器制御装置を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明は、上記の目的を達するため、車載機器の出力を
、温度に基づいて少なくとも強弱2段に切り替えるよう
にした車載機器制御装置において、車載機器の強出力の
オン・オフを感温スイッチの作動により行なう一方、弱
出力のオン・オフを感温センサによって検出される温度
が設定温度以上であるか否かによって行なう作動制御手
段と、感温スイッチの作動温度を温度センサて検出し、
該作動温度より低くなるように上記設定温度を学習制御
する設定温度更新手段とを備えたことを特徴とする車載
機器制御装置を提供する。
[発明の作用・効果コ 本発明によれば、例えば、車載機器の1つである電動フ
ァンに対しては、電動ファンの出力が少なくとも強弱2
段に制御され、強出力のオン・オフかCPUを介さず直
接水温スイッチの作動によって行なわれるので、出力端
子数が低減され制御機構が簡素化され、あるいは制御ロ
ノックが簡素化される。また、CPUフェイル時におい
ても、水温スイッチによって電動ファンの制御機能が保
持されるので、制御システムの信頼性が大幅に高められ
る。
さらに、強出力をオン・オフする水温スイッチの作動温
度が水温センサで検出され、この作動温度に対して、弱
出力をオン・オフする設定温度がこれより低くなるよう
に設定される。したがって、常に弱出力のオン温度が強
出力のオン温度より低くなる。このため、電動ファンが
停止状態から直接強出力に入るのか防止され、突然の騒
音の発生が防止される。また、水温センサの検出値が低
温側にずれた場合、すなわち実際の冷却水温度か水温セ
ンサ検出値より高い場合でも、弱出力のオン温度が強出
力のオン温度より低く抑えられるのて、冷却水温度の上
昇が防止され、エンジンの耐久性が高められる。
なお、電動ファン制御装置以外の各種車載機器制御装置
においても、上記効果が得られることはもちろんである
[実施例] 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
第3図に示すように、自動車lのエンジンルーム2のほ
ぼ中央部には、冷却系統Cを備えた水冷式エンジン3が
配置されている。そして、エンジンルーム2の前端部に
は、冷却系統Cの一部をなすランエータ4が配置され、
このラジェータ4の後側に、ラジェータ4に強制的に送
風を行なう電動ファン5が配置されている。なお、第3
図では明らかでないが、電動ファン5は2つのファンモ
ータ5 a、 5 b(第1図参照)を備えた2連式と
なっている。
第4図に示すように、冷却系統Cにおいては、エンジン
3内に形成されたウォータジャケット6内の冷却水が、
冷却水排出通路7を通してラジェータ4に送られ、ラジ
ェータ4内で冷却されfコ冷却水が冷却水戻り通路8を
通してウォータジャケット6内に戻されるといった冷却
水の循環が行なわれ、このような冷却水の循環を行なわ
せるために、冷却水戻り通路8にはウォータポンプ9が
設けられている。
冷却水排出通路7には、後で説明する水温センサ11と
水温スイッチ12とが設けられている。
また、冷却水温度が低いときにエンジン3の過冷却を防
止するため、冷却水排出通路7内の冷却水をバイパス冷
却水通路13を通して冷却水戻り通路8に流入させるサ
ーモスタットI4が設けられている。
そして、冷却水温度に基づいて電動ファン5の出力を強
・中・弱の3段階に切り替えるために、電動ファン制御
装置りが設けられている。
第1図に示すように、電動ファン制御装置りは、冷却水
排出通路7(第4図参照)内の冷却水温度を検出する抵
抗式水温センサ11と、予め設定される第1.第2作動
温度’f WX3 、 T WX4で夫々オン・オフす
るようにセットされる水温スイッチ12と、水温センサ
11の検出値と水温スイッチ12のオン・オフ状態とを
入力情報として各種演算を行なうコントロールユニット
17と、ベースがコントロールユニット17の出力端子
に接続されるパワートランジスタ16と、該パワートラ
ンジスタI6のコレクタに直列接続されるダイオード1
8と、第1.第2フアンモータ5 a、 5 bからな
る電動ファン5への電力供給系統の切り替えを行なう第
1〜第3リレー19〜21と、エアコン(図示せず)の
オン・オフに応じてオン・オフされるエアコンスイッチ
22とで構成されている。なお、電力源としてバッテリ
23が設けられている。
電動ファン5を構成する第1.第2フアンモータ5 a
、 5 bは、同一構成であり、かつ一体的に駆動され
るようになっている。そして、第1フアンモータ5aに
おいては、プラス側にP端子とQ端子とが設けられ、マ
イナス側にR端子とS端子とか設けられ、各端子間には
、第2図に示すような、同一の抵抗特性をもつ第1〜第
4コイル24〜27が設けられている。そして、後で説
明するように、P、Q、S端子に接続されるリレーの継
・断の組み合わせに応じて、コイル24〜27の全消費
電力すなわち第1フアンモータ5aの出力が、強・中・
弱に切り替えられるようになっている。なお、R端子は
アースされている。第2フアンモータ5bは、第1フア
ンモータ5aと同一構成であるので、その説明を省略す
る。
第1〜第3リレー19〜21は、夫々、A、B端子間に
介設されるコイル部19a〜21a(電磁石)と、C,
D端子間に介設される接点部19b〜21bとを備えた
普通のリレーであって、コイル部19a〜21aが通電
(励磁)されたときに、接点19b〜21bが閉じられ
るようになっている。
ここて、第1リレー19は、水温スイッチ12のオン・
オフに応じてコイル部19aが励磁または消磁され、こ
れに対応して第1.第2ファンモータ5a、5bのS端
子をアースしまたはアースをオフするようになっている
。ここで、水温スイッチ12は、冷却水温度が第1作動
温度TWX3を超えたときにオンされ、この後第2作動
温度Twx。
以下となったときにオフされるようにセットされている
(第6図参照)。なお、TWX3とTWX4とは比較的
高温側に設定され(後記のTws、、Tws2より高温
側)、ハンチングを防止するため’l” WX3 > 
T WXaとなっている。
第2リレー20は、コントロールユニット17からパワ
ートランジスタ16のベースへの正電圧の印加の有無(
以下、これをパワートランジスタ16のオン・オフとい
う)に応じてコイル部20aが励磁または消磁され、こ
れに対応して第1.第2フアンモータ5a 5bのQ端
子にバッテリ電圧をオンしまたはオフするようになって
いる。かつ、ダイオード18の作用により、水温スイッ
チ12のオン・オフに応じてコイル部20aが励磁また
は消磁され、これに対応して第1.第2ファンモータ5
a、5b!7)Q端子にバッテリ電圧をオンしまたはオ
フするようになっている。ここで、コントロールユニッ
ト17は、水温センサ11の検出値が、第1設定温度T
ws、を超えたときにパワートランジスタ16のベース
に正電圧を印加し、この後第2設定温度Tws2以下と
なったときに上記正電圧の印加を停止するようになって
いる(第6図参照)。なお、Tws+とTws、とは比
較的低温側に設定され(前記のT WX3 、 T W
X4より低温側)、ハンチングを防止するため、T w
s + > T WS 2となっている。
第3リレー2Iは、エアコンスイッチ22のオン・オフ
に応じてコイル部2]aが励磁または消磁され、これに
対応して第1.第2ファンモータ5a、5bのP端子に
バッテリ電圧をオンしまたはオフするようになっている
このようなシーケンス構成において、パワートランジス
タ16のオン・オフと、水温スイッチ12のオン・オフ
と、エアコンスイッチ22のオン・オフとに応じて、8
通りの異なるスイッチ状態が生じるか、これらの各スイ
ッチ状態に対する、第1〜第3リレー19〜21の接点
19b〜21bの継・断と、第1.第2ファンモータ5
a、5bの各端子のオン・オフ状態と、第1.第2フア
ンモータ5 a、 5 b(電動ファン5)の出力(強
、中9弱)とを、第1表に示す。なお、電動ファン5の
出力は、第2図に示す回路に対してオームの法則を適用
することにより普通の方法で求められるので、その算出
方法の詳しい説明は省略するが、弱出力と中出力と強出
力の電力比は、1 : 1.5 : 2となる。
以下、上記シーケンス構成における電動ファン制御装置
りの、基本的な作動特性について説明する。
■エンジン冷機時等、冷却水が低温状態にあるときには
、パワートランジスタ16と水温スイッチ12とがとも
にオフとなり、エアコンスイッチ22がオフであれば、
第1表中の状態l(以下では、単に状態1〜8という)
に該当し、電動ファン5が停止されている。なお、エア
コンスイッチ22かオンされていれば、状態4に該当し
、電動ファン5が弱出力で駆動される。
このように、エアコン作動時に電動ファン5の出力を高
めるのは、エアコン(図示せず)のエバポレータ(図示
せず)を強力に冷却する必要があるからである。
■この後、冷却水温度が上昇して水温センサ検出値が第
1設定温度Tws、に達するとパワートランジスタI6
がオンとなるが、このとき水温スイッチ12はオフなの
で、エアコンスイッチ22がオフであれば状態2に該当
し、電動ファン5が弱出力で駆動される。なお、エアコ
ンスイッチ22がオンであれば、状態6に該当し、電動
ファン5か中出力で駆動される。
■この後、■における電動ファン5の駆動により、冷却
水温度が下降して水温センサ検出値が第2設定温度TW
S2以下になれば、エアコンスイッチ22がオフの場合
は状態lに戻って電動ファン5か停止され、エアコンス
イッチ22かオンの場合は状態4に戻って電動ファン5
が弱出力で駆動される。
通常の運転状頼であれば、上記■、■が繰り返され、水
温センサIIの検出値に基ついて、電動ファン5の出力
制御か行なわれ、冷却水温度か比較的低温に維持される
。この低温側(弱出力側)の制御は、コントロールユニ
ット!7の演算結果に基づいて行なわれるので、エンジ
ン負荷等、冷却水温度以外の制御情報を取り入れて、電
動ファン5の出力制御を行なうことができる。
■しかしながら、走行条件によっては(例えば高温時)
、上記■の状態からさらに冷却水温度が上昇するが、こ
の場合冷却水温度が第1作動温度T WX3に達すれば
、水温スイッチ12がオンとなり(もちろんパワートラ
ンジスタI6もオンされている)、エアコンスイッチ2
2がオフであれば状態5に該当し、電動ファン5が中出
力で駆動される。なお、エアコンスイッチ22がオンで
あれば状態8に該当し、電動ファン5が強出力で駆動さ
れる。
■この後、■における電動ファン5の駆動により、冷却
水温度が下降して第2作動温度TWX、以下になれば、
エアコンスイッチ22がオフの場合は状態2に戻って電
動ファン5が弱出力で駆動され、エアコンスイッチ22
がオンの場合は状態6に戻って電動ファン5が中出力で
駆動される。
このような高温側(強出力側)の制御は、コントロール
ユニット17を介さず、水温スイッチ12によって直接
的に行なわれので、コントロールユニット17の出力端
子数か低減され、コントロールユニットI7の構成ある
いは制御ロジックが簡素化される。かつ、コントロール
ユニット17のフェイル時にも、電動フェイル5の制御
機能を保持することができる。
ところで、一般に水温センサ11の検出値および水温ス
イッチ12の作動温度には誤差が伴われる。このため、
第6図に示すように、パワートランジスタ16をオン・
オフすべき第1.第2設定温度を、夫々Tws、Tws
tに設定しても、パワートランジスタI6が実際にオン
・オフされる冷却水温度Tw、、Tw、はある範囲内で
高温側あるいは低温側にずれる可能性がある。また、水
温スイッチ12をオン・オフすべき第1.第2作動温度
を、夫々T WX3 、 T wx、にセットしても、
水温スイッチ12か実際にオン・オフされる冷却水温度
Tw3Tw、はある範囲内で高温側あるいは低温側にず
れる可能性がある。
このため、例えば、パワートランジスタ16が実際にオ
ンされる冷却水温度Tw、が最も高温側にずれ、水温ス
イッチ12が実際にオンされる冷却水温度Tw3が最も
低温側にずれたような場合には、Tv3がTv、よりd
たけ低くなる。この場合、冷却水温度が低温状態から上
昇すると、エアコンスイッチ22がオフであれば電動フ
ァン5が状態l(停止状態)からいきなり状態3(中出
力)になり、エアコンスイッチ22がオンであれば電動
ファン5が状態4(弱出力)からいきなり状態7(強出
力)になり、突然騒音が大きくなり、運転者に不快感を
与えることになる。そこで、コントロールユニット17
によって、パワートランジスタ16が実際にオンされる
冷却水温度Tw+か、水温スイッチ12が実際にオンさ
れる温度TW3より必ず低くなるように、すなわち状態
3あるいは状態7が生じないように、学習制御により第
1設定温度Tws、と第2設定温度TWStとを補正す
るようにしている。
以下、第5図に示すフローチャートに従って、コントロ
ールユニット17による上記学習制御の制御方法を説明
する。
この学習制御は、基本的には、水温スイッチ12がオン
作動するたびに、この時点での水温センサ11の検出値
Tws3を読み込み、パワートランジスタ16をオンす
べき第1設定温度TWS+を上記TVS3より所定値6
1以上低くなるように補正することによって、パワート
ランジスタ16が実際にオンされる冷却水温度Tw+が
、水温スイッチ12が実際にオン作動する冷却水温度T
w。より低くなるようにしている。
ステップ#1ては、水温スイッチ12のオン・オフ状態
(水温スイッチ12のプラス側端子の正電圧の有無)が
読み込まれる。
ステップ#2では、今回で水温スイッチ12かオフから
オンに変化しfコか否かか判定され、水温スイッチI2
がオフからオンに変化していなければ(No)、上記学
習制御は不可能であるので、ステップ#3〜ステップ#
6をスキップしてステップ#lに復帰する。
ステップ#2で、水温スイッチ12がオフからオンに変
化していると判定されれば(YES)、ステップ#3で
、この時点における水温センサ検出値、すなわち水温ス
イッチ12がオン作動したときの水温センサ検出値TW
S3が読み込まれる。
ステップ#4では、上記検出値TWS3と第1設定温度
TWS+の差(T WS3−Tws、)が基準値へTよ
り小さいか否かが判定される。基準値ΔTは、冷却水温
度の上昇に対して、電動ファン5が弱出力で駆動される
領域(エアコンスィッチ22オン時は中出力領域)が適
度に確保されるような適当な値に設定される。
ステップ#4で、Tws3−TwS+≧ΔTであると判
定されれば(NO)、実質的にTw3−Tw、≧ΔTで
あり、したがってパワートランジスタI6が実際にオン
される冷却水温度Tw、が、水温スイッチ12が実際に
オン作動する冷却水温度TW3より十分低くなっている
ことになる。すなわち、TWS3とTWS+とはいずれ
も水温センサ11の検出値なのて、水温センサ11に検
出誤差がある場合でも、この誤差は(Tws+  Tw
s+)において相殺され、したがって(Tws3Tws
+)と(Tw*  Tw+)とはほぼ等しくなる。この
ため、Tws3−Tws、≧ΔTならばほぼTW3−T
w+≧ΔTといえるわけである。したがって、適正な弱
出力領域(エアコンスィッチ22オン時は中出力領域)
が確保されていることになるので、ステップ#5〜ステ
ップ#6をスキップしてステップ#1に復帰する。
一方、ステップ#4で、Tws3TWS+<ΔTである
と判定されれば(YES)、弱出力領域(エアコンスィ
ッチ22オン時は中出力領域)が確保されていないので
、これを確保するためステップ#5で、次の式Jにより
第1設定温度Tvs、が補正される。
T WS l’ = T WS3−ΔT・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・式lなお、式lにおいて
Tws、°は補正後の第1設定温度を意味する。この補
正によって、第1設定温度Tws、’がTWSsよりΔ
Tだけ低くなり、したがって、Tw+がTw3よりほぼ
ΔTたけ低くなり、適正な弱出力領域(エアコンスィッ
チ22オン時は中領域)が確保される。
ステップ#6では、次の式2により、パワートランジス
タ16をオフすべき第2設定温度Tws2が補正される
TWS2 =Tws、 −(Tws+−Tws2)−・
−・・式2なお、式2において、TWSt’は補正後の
第2設定温度であり、Tws、、Tws、は夫々補正前
の第1.第2設定温度である。この補正により、補正前
後の第1設定温度と第2設定温度の差が一定に保たれる
。この後ステップ#lに復帰する。
以上のような学習制御が行なわれる結果、第7図に示す
ように、TWs+とTws、’の間、すなわち水温スイ
ッチ12か実際にオン作動する冷却水温度Twffとパ
ワートランジスタ16が実際にオンされる冷却水温度T
w、との間にΔT以上の温度差か保持され、かっTws
+°とTtvs、’との間、すなわちパワートランジス
タ16が実際にオンされる冷却水温度Tw、とオフされ
る冷却水温度Tw、との間に、予め設定された一定の差
が保持される。
したがって、水温センサ11の検出誤差あるいは水温ス
イッチ12の作動誤差の有無にかかわらず、常に電動フ
ァン5が、冷却水温度の上昇に伴って、エアコンスイッ
チ22がオフのときには停止−弱出力−中出力の順に切
り替えられ、エアコンスイッチ22がオンのときには届
出カー中出力→強出力の順に切り替えられ、電動ファン
制御装置りの信頼性が高められる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明にかかる電動ファン制御装置のンステ
ム構成図である。 第2図は、ファンモータのコイルの結線状態を示す図で
ある。 第3図は、第1図に示す電動ファン制御装置を備えた自
動車のエンジンルームの斜視図である。 第4図は、第3図に示す自動車の冷却系統のノステム構
成図である。 第5図は、パワートランジスタをオン・オフすべき設定
温度を補正する学習制御の制御方法を示すフローチャー
トである。 第6図は、水温センサと水温スイッチのオン・オフ温度
及び誤差範囲を示す図である。 第7図は、パワートランジスタをオン・オフすべき設定
温度の、学習制御による補正前後の関係を示す図である
。 C・・・冷却系統、D・・・電動ファン制御装置、3・
・・エンジン、4 ラジェータ、5・・電動ファン、5
a、5b・・・ファンモータ、11・・・水温センサ、
12・水温スイッチ、16・・・パワートランジスタ、
17・・・コントロールユニット、18・・・ダイオー
ド、19〜2I・・第1〜第3リレー、22・・・エア
コンスイッチ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)車載機器の出力を、温度に基づいて少なくとも強
    弱2段に切り替えるようにした車載機器制御装置におい
    て、 車載機器の強出力のオン・オフを感温スイッチの作動に
    より行なう一方、弱出力のオン・オフを感温センサによ
    って検出される温度が設定温度以上であるか否かによっ
    て行なう作動制御手段と、感温スイッチの作動温度を温
    度センサで検出し、該作動温度より低くなるように上記
    設定温度を学習制御する設定温度更新手段とを備えたこ
    とを特徴とする車載機器制御装置。
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