JPH102222A - 自動車用冷却システムに用いられる電動ファン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車用冷却システムにおける熱交換器に異
物が付着した場合でも、通風量を大きく低下させないよ
うにして、電動モータの寿命低下を防ぐ。 【解決手段】 電動モータ１ｂが設置された環境での雰
囲気温度を検出する雰囲気温センサ１５を備え、制御部
１２は、エンジン制御ＥＣＵからの水温制御信号を受け
て電動モータ１ｂの回転数を制御するとともに、雰囲気
温センサ１５にて検出した雰囲気温度が所定温度以上に
なったときに電動モータ１ｂの回転数を増加制御する。
従って、ラジエータ等の熱交換器に新聞紙等の異物が付
着して電動モータ１ｂの雰囲気温度が上昇しても、電動
モータ１ｂの回転数を増加させることにより、通風量を
大きく低下させないようにすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用冷却シス
テムに用いられる電動ファンの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、冷却ファンを用いて熱交換器内を
流れる冷却媒体を冷却する自動車用冷却システムにおい
て、冷却ファンを駆動する電動モータは冷却ファンによ
る風を受けてモータ内部の温度上昇が抑制されるように
なっている。すなわち、図５に示すように、冷却フィン
１ａを駆動することにより、コンデンサ３、ラジエータ
４を通過した空気により、図中の実線で示すように電動
モータ１ｂに冷却風が当たり、電動モータ１ｂ内部の温
度上昇が抑制される。

【０００３】また、電動モータ１ｂは、自分が駆動する
冷却ファン１ａからの冷却風を積極的に活用するための
導風板が取り付けられ、より電動モータ１ｂ内部の温度
上昇を抑制したものもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コンデ
ンサ３又はラジエータ４の表面に、新聞紙等の異物が付
着すると、通風量が減少し、図５中の点線で示すよう
に、エンジンから放出される熱の影響を受けて、電動モ
ータ１ｂが設置されている雰囲気温度が上昇する。この
ため、電動モータ１ｂのブラシの磨耗が促進され、モー
タ寿命が低下するという問題がある。

【０００５】本発明は上記問題に鑑みたもので、自動車
用冷却システムにおける熱交換器に異物が付着した場合
でも、通風量を大きく低下させないようにして、電動モ
ータの寿命低下を防ぐことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明においては、電動モータが設
置された環境での雰囲気温度が所定温度以上になったと
きに電動モータの回転数を増加制御するようにしたこと
を特徴としている。従って、熱交換器に異物が付着し、
通風量が低下した場合でも、電動モータの回転数を増加
させることによって、通風量を大きく低下させないよう
にすることができ、電動モータの寿命低下を防ぐことが
できる。

【０００７】請求項２に記載の発明においては、電動モ
ータを半導体スイッチング素子によりパルス幅変調制御
するモータ制御装置を、電動モータの周囲で熱交換器を
通過した空気を受ける位置に配設しているから、電動モ
ータとモータ制御装置の取り付け位置を近くにしてモー
タ配線を極力短くできるため、パルス幅変調制御に伴う
ラジオノイズの発生を抑制することができ、しかもこの
ような構成において、請求項１に記載したように電動モ
ータの回転数増加制御を行うことによる強制冷却風の増
加によって、異物付着時においてもモータ制御装置を構
成する発熱部品の放熱効果低減を防ぐことができ、モー
タ制御装置自体の信頼性を向上させることが可能にな
る。

【０００８】請求項３に記載の発明においては、半導体
スイッチング素子の放熱を行う放熱フィンが取り付けら
れる基板上に雰囲気温センサを設けるようにしているか
ら、雰囲気温センサをモータ制御装置に配置して構成を
簡素化することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施形態に係る
電動ファン制御装置の取り付け構造を示し、図２にその
電気的な全体構成を示す。電動ファン１は、冷却ファン
１ａと、冷却ファン１ａを駆動する電動モータ１ｂから
構成されている。電動モータ１ｂは、モータ取り付けス
テー５に取り付けられている。なお、電動モータ１ｂ
は、車載バッテリＢから図示しないイグニッションスイ
ッチを介したバッテリ電圧の供給を受けて動作する。

【００１０】冷却ファン１ａによって発生する冷却風の
上流側には、エアコン（Ａ／Ｃ）用冷媒を冷却する熱交
換器であるコンデンサ３、およびエンジン冷却水を冷却
する熱交換器であるラジエータ４が配設されている。電
動モータ１ｂは、モータ制御装置１０によって制御され
る。モータ制御装置１０は、電動モータ１ｂを駆動する
半導体スイッチング素子としてのＭＯＳトランジスタ１
１と、電動モータ１ｂをパルス幅変調（ＰＷＭ）制御す
るためのパルス信号を出力する制御部１２と、制御部１
２からのパルス信号を増幅してＭＯＳトランジスタ１１
を駆動するトランジスタ駆動部１３と、逆起電力吸収用
のダイオード１４とを備えている。さらに、電動モータ
１ｂが設置された環境での雰囲気温度を検出する雰囲気
温センサ１５と、この雰囲気温センサ１５からの信号を
処理して雰囲気温信号を制御部１２に出力する信号処理
部１６を備えている。

【００１１】制御部１２は、エンジン制御ＥＣＵ（エン
ジン電子制御装置）２０から冷却水温を所定温度に保つ
ための水温制御信号を受けて、上記したＰＷＭ制御を行
うためのパルス信号を出力する。エンジン制御ＥＣＵ２
０は、エンジン制御を行うに必要な各種センサからのセ
ンサ信号を取り込んでエンジン制御を行う。各種センサ
としては、エンジン冷却水の温度（冷却水温）を検出す
る水温センサ２１、外気温を検出する外気温センサ２
２、車速を検出する車速センサ２３、Ａ／Ｃスイッチ２
４などが含まれている。また、エンジン制御ＥＣＵ２０
は、水温センサ２１にて検出した冷却水温に基づいて冷
却水温を適正な温度に保つための水温制御信号を制御部
１２に出力する。なお、その水温制御信号は、車速、Ａ
／ＣスイッチのＯＮ／ＯＦＦによって補正されたもので
あってもよい。

【００１２】上記したモータ制御装置１０は、図１に示
すように、電動モータ１ｂの近傍位置でモータ取り付け
ステー５に取り付けられている。電動モータ１ｂは、上
記したようにＰＷＭ制御されるため、モータ制御装置１
０を電動モータ１ｂの近傍に配置することにより、モー
タ制御装置１０と電動モータ１ｂ間のワイヤハーネス２
を短くすることができ、ＰＷＭ制御に伴うラジオノイズ
の発生を低くすることができる。

【００１３】また、モータ制御装置１０は、ＭＯＳトラ
ンジスタ１１の放熱を行う放熱フィン１０ａを有してい
る。ここで、放熱フィン１０ａは、図３に示すように、
モータ制御装置１０における各種電気素子を搭載した回
路基板１７の一方の面に取り付けられており、雰囲気温
センサ１５は、回路基板１７の他方の面に各種電気素子
とともに取り付けられている（図では、ＭＯＳトランジ
スタ１１がヒートシンク１４を介して取り付けられてい
る状態を示している）。この場合、雰囲気温センサ１５
は、回路基板１７を介し、放熱フィン１０ａ側、すなわ
ち電動モータ１ｂが設置された環境の温度を検出する。

【００１４】なお、図１において、電動モータ１ｂに
は、冷却ファン１ａからの冷却風を積極的に取り入れて
冷却効果を高めるための導風板１ｃが取り付けられてい
る。上記構成においてその作動を、図４に示す制御部１
２での制御処理に従って説明する。まず、雰囲気温セン
サ１５にて検出した雰囲気温度を信号処理部１６を介し
て取り込み、その雰囲気温度が第１の所定温度である１
０５℃以上であるか否かを判定する（ステップ１０
１）。雰囲気温度が１０５℃より低いときは正常状態で
あるとして、通常のモータ制御を行う（ステップ１０
２）。すなわち、エンジン制御ＥＣＵ２０からの水温制
御信号を受けて電動モータ１ｂをＰＷＭ制御するための
信号をトランジスタ駆動部１３に出力する。

【００１５】しかしながら、コンデンサ３又はラジエー
タ４の表面に新聞紙等の異物が付着して、通風量が減少
すると、雰囲気温センサ１５が検出する雰囲気温度が上
昇する。そして、ステップ１０１にて、雰囲気温度が１
０５℃以上になったことを判定すると、電動モータ１ｂ
の回転数を最大にする信号をトランジスタ駆動部１３に
出力する。その結果、電動モータ１ｂの回転数が増加
し、通風量が増加して雰囲気温度の上昇が抑制される。
よって、電動モータ１ｂ内部の温度上昇が抑制され、ま
た放熱フィン１０ａの放熱効果低減も抑制される。

【００１６】そして、上記した回転数を最大にする制御
を継続し、雰囲気温度が１００℃より低下すると、ステ
ップ１０４の判定がＹＥＳになり、通常のモータ制御
（ステップ１０２）に復帰する。また、コンデンサ３又
はラジエータ４の表面を完全に覆ってしまうような異物
が付着し、通風量がほとんど無しになってしまうような
場合には、電動モータ１ｂの回転数を最大にしても雰囲
気温度を低下させることができないため、雰囲気温度が
第２の所定温度である１３０℃以上になると、ステップ
１０５の判定がＹＥＳになり、電動モータ１ｂの作動を
停止させる（ステップ１０６）。

【００１７】上記した実施形態においては、１つの電動
ファン１ｂにより冷却を行うものを示したが、２つの電
動ファンを用いて構成し、それらをモータ制御装置１０
により共通してＰＷＭ制御するようにしてもよい。ま
た、雰囲気温センサ１５をモータ制御装置１０内に設け
るものを示したが、電動モータ１ｂの設置環境での雰囲
気温度が検出できる場所であれば、モータ制御装置１０
外の他の場所に設けてもよい。

【００１８】さらに、電動モータ１ａをＰＷＭ制御する
ものを示したが、他の制御方式によりモータ制御を行う
ようにしてもよい。さらに、雰囲気温度が第１の所定温
度以上になったときに、モータ回転数を最大にして回転
数を増加させるものを示したが、最大でなくても、それ
までの回転数より増加させるものであればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る電動ファン制御装置
の取り付け構造を示す図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る電動ファン制御装置
の電気的な全体構成を示す図である。

【図３】冷却フィン１０ａと雰囲気温センサ１５の取り
付け構造を示す図である。

【図４】制御部１２の制御処理を示すフローチャートで
ある。

【図５】従来の電動ファン制御装置の取り付け構造を示
す図である。

【符号の説明】

１…電動ファン、１ａ…冷却ファン、１ｂ…電動モー
タ、３…コンデンサ、４…ラジエータ、５…モータ取り
付けステー、１０…モータ制御装置、１０ａ…放熱フィ
ン、１１…ＭＯＳトランジスタ、１２…制御部、１３…
トランジスタ駆動部、１４…ヒートシンク、１５…雰囲
気温センサ、１６…信号処理部、１７…回路基板、２０
…エンジン制御ＥＣＵ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井沢 敏久 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却ファン（１）により熱交換器（４）
   内を流れる冷却媒体を冷却する自動車用冷却システムに
   用いられ、前記冷却媒体の温度に基づいて前記冷却ファ
   ンを駆動する電動モータ（１ｂ）の回転数を制御する電
   動ファン制御装置において、 前記電動モータが設置された環境での雰囲気温度を検出
   する雰囲気温センサ（１５）と、 この雰囲気温センサにて検出した雰囲気温度が所定温度
   以上になったとき前記電動モータの回転数を増加制御す
   るモータ制御装置（１０）とを備えたことを特徴とする
   電動ファン制御装置。
2. 【請求項２】 前記モータ制御装置は、前記電動モータ
   を半導体スイッチング素子（１１）によりパルス幅変調
   制御するものであって、前記電動モータの周囲で前記熱
   交換器を通過した空気を受ける位置に配設されているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の電動ファン制御装置。
3. 【請求項３】 前記モータ制御装置は、前記半導体スイ
   ッチング素子の放熱を行う放熱フィン（１０ａ）を有
   し、この放熱フィンが取り付けられる基板（１７）上に
   前記雰囲気温センサが設けられていることを特徴とする
   請求項２に記載の電動ファン制御装置。