WO2014054582A1 - ファンモータ制御装置 - Google Patents

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達己 近藤
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矢崎総業株式会社
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    • HELECTRICITY
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    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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    • H02P7/06Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/298Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature and field supplies

Definitions

  • the present invention relates to a fan motor control device for a radiator cooling fan motor that cools a cooling medium flowing in a radiator of a vehicle.
  • the fan motor control device drives the fan motor by pulse width modulation control to rotate the cooling fan, and performs control to keep the temperature of the cooling medium constant.
  • a lock current control circuit is installed to prevent the lock motor from outputting the lock current by stopping the energization of the fan motor when a current of a certain value or more has passed even after the specified time. Measures are taken to prevent damage to the drive relay and the like.
  • JP 2010-281298 A JP 2010-281298 A
  • the HI request is a control for driving the fan motor at a rated rotational speed
  • the LO request is a control for driving at a rotational speed lower than the rated rotational speed at the time of the HI request. Is a control for stopping the drive of the fan motor. As shown in the chart (a) of FIG. 1, the pulse-shaped signal indicating each request becomes higher stepwise.
  • the reason why the LO request is interposed between the OFF request and the HI request is that the fan motor is operated by ECU (Engine Control Unit) in order to prevent engine overheating when cooling by cooling water cannot catch up. This is because the drive is controlled so as to become LO or HI as necessary.
  • ECU Engine Control Unit
  • the threshold value (lock current threshold value) is exceeded and the lock current may be erroneously detected. Therefore, by interposing the LO request, the value of the drive current supplied to the fan motor is increased step by step so that the value of the rush current does not exceed the threshold value. Note that the thresholds shown in the charts (b), (c), (e), and (f) of FIG. 1 are all at the same level.
  • the first drive current IL + as shown in the chart (b) of FIG. 1 is output from the semiconductor element to the fan motor.
  • the LO request is shifted to the HI request, and the second drive current IH + as shown in the chart (c) of FIG. Is output.
  • the second drive current in response to the rise of the first drive current IL + in response to the LO request or in response to the HI request.
  • a rush current flows through the fan motor when IH + rises.
  • the rush currents indicated by the arrows a and b are changed from the OFF request to the HI request without passing through the LO request because the values of the first driving current IL + and the second driving current IH + are increased stepwise. It is smaller than the value of the rush current generated sometimes. For this reason, the rush currents indicated by the arrows a and b do not exceed the threshold value for detecting the lock current indicated by the dotted line, so that each rush current is not erroneously detected as the lock current.
  • the threshold is a level for detecting an abnormal current such as a rush current, and is set in advance in the control unit in consideration of the magnitude of the current and the time during which the current flows.
  • the rush current that flows when the second drive current IH + rises exceeds the threshold for detecting the lock current, as indicated by the hatched portion indicated by the arrow c, and is erroneously detected as the lock current.
  • the threshold value for detecting the lock current is changed to be higher, and the LO request control is not performed. Even when the control is switched from the OFF request control to the HI request control, there is a countermeasure that prevents the rush current generated when the fan motor is driven from being erroneously detected as the lock current.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and can reliably control the drive of the fan motor without adding new parts, etc., and also suppress the cost increase of the apparatus.
  • An object of the present invention is to provide a fan motor control device capable of performing the above.
  • a fan motor control device is a fan motor control device for driving control of a fan motor of a vehicle, and sequentially follows an OFF request from the outside at a first rotational speed. Based on the rotation request and the rotation request at the second rotation speed that is faster than the first rotation speed, a control unit that controls the drive of the fan motor by outputting a drive signal corresponding to each request, and a first A first switching device that outputs to the fan motor a drive current obtained by a switching operation based on a drive signal corresponding to a rotation request at a rotation speed of the motor, and a drive obtained by a switching operation based on a rotation request at a second rotation speed A second switching device that outputs current to the fan motor.
  • the control unit has a first level for detecting an abnormal current flowing through the fan motor and a second level higher than the first level, and a request for rotation at the first rotation speed cannot be obtained.
  • the first level is changed to the second level, and the drive signal based on the rotation request at the second rotation speed is output. After a predetermined time elapses, the second level is returned to the first level.
  • the first level is a level for detecting an abnormal current flowing through the fan motor in each control of the rotation request at the first rotation speed and the rotation request at the second rotation speed
  • the second level is The second level is a level for detecting an abnormal current flowing in the fan motor by controlling the rotation request at the second rotation speed from the OFF request without going through the rotation request control at the first rotation speed. It is preferable that the timing for returning to the first level is after the rush current flowing through the fan motor is converged by controlling the rotation request at the second rotation speed.
  • the control unit cannot obtain the rotation request at the first rotation speed, and performs control based on the rotation request from the OFF request to the second rotation speed.
  • the first level is changed to the second level, and after a predetermined time has elapsed since the drive signal based on the rotation request at the second rotation speed is output, the second level is changed to the first level. return.
  • the transient rush current flowing to the fan motor due to the second level is an abnormal current (lock current, etc.). It is possible to prevent false detections. Note that an abnormal current generated when the fan motor is driven can be detected from the first level returned from the second level.
  • the control unit cannot obtain the rotation request at the first rotation speed, and is based on the rotation request from the OFF request to the second rotation speed. Even in the situation of control, it is possible to prevent erroneous detection that the transient rush current flowing through the fan motor is an abnormal current (lock current or the like) due to the second level. For this reason, it is possible to reliably control the drive of the fan motor without adding new parts and the like, and to suppress an increase in the cost of the apparatus.
  • FIG. 1 is a waveform diagram for explaining an example of drive control of a conventional fan motor.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the fan motor control device according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a waveform diagram for explaining drive control of the fan motor by the fan motor control device according to the embodiment.
  • the fan motor control device will be described with reference to FIG.
  • the basic control operation in the normal state by the fan motor control device according to the embodiment is the same as the charts (a) to (c) in FIG. 1, and therefore in the following description, the chart (a) in FIG. Cite the explanation in (c).
  • the feature (control operation at the time of abnormality) of the fan motor control device is that the rush current caused by shifting from the OFF request described in the charts (d) to (f) of FIG. 1 to the control of the HI request.
  • the object is to eliminate false detection of a lock current. For this reason, in the following description, the description in the charts (d) to (f) in FIG.
  • the drive unit that is a fan motor control device includes a control unit 10, a first semiconductor element 20, and a second semiconductor element 30.
  • the control unit 10 receives each request of an OFF request, an LO request, and an HI request from an ECU (Engine Control Unit) as a pulse signal.
  • the control unit 10 outputs a drive signal for driving the fan motor 40 to the first semiconductor element 20 and the second semiconductor element 30.
  • the control unit 10 receives the current detection signals from the first current sensor 21 of the first semiconductor element 20 and the second current sensor 31 of the second semiconductor element 30, so that the first drive currents IL + and HI corresponding to the LO request are received. It can be recognized that the second drive current IH + according to the request is normally output to the fan motor 40.
  • the first drive signal from the control unit 10 to the first semiconductor element 20 is a signal corresponding to the LO request described in the chart (a) of FIG. 1 and is output via the first signal line 11.
  • the second drive signal from the control unit 10 to the second semiconductor element 30 is a signal corresponding to the HI request described with reference to the chart (a) of FIG. 1 and is output via the second signal line 12.
  • the fan motor 40 is driven and controlled to become LO or HI as necessary.
  • the first drive signal corresponding to the output is output, and then the second drive signal corresponding to the HI request is output.
  • the second drive signal corresponding to the HI request is set in advance so as to be output after a lapse of a predetermined time (at least the time until the rush current converges) after the first drive signal corresponding to the LO request is output. .
  • the control unit 10 has a predetermined threshold (first level, second level), and is a normal current or an abnormal current by comparing the current detection signals from the first current sensor 21 and the second current sensor 31. Judging.
  • the threshold value here is a level at which an abnormal current such as a rush current is detected, and is set in advance in the control unit 10 in consideration of the magnitude of the current and the time during which the current flows.
  • control unit 10 determines whether the control unit 10 cannot receive, for example, an LO request from the ECU, at least an abnormality (signal line open, etc.) has occurred in the output system of the ECU, or in a signal line that outputs the LO request, for example. Judgment can be made. In this case, the control unit 10 changes the lock current threshold value from the first threshold value (first level) to the second threshold value (second level), and the rush current generated in the fan motor 40 when the HI request is controlled. Control is performed to eliminate false detection of a lock current.
  • the first semiconductor element 20 drives the fan motor 40 based on the first drive signal in response to the LO request from the control unit 10, and is configured by a semiconductor element or the like.
  • the first semiconductor element 20 includes a first current sensor 21, and outputs a first drive current IL + corresponding to a first drive signal corresponding to the LO request to the L + terminal 41 of the fan motor 40 via the first conductor 23. To do.
  • the first current sensor 21 monitors the first drive current IL + and outputs the monitored current value as a current detection signal to the control unit 10 via the I / F (interface) 22.
  • a power supply voltage Vb is connected to the first semiconductor element 20.
  • Reference sign Vb represents a power supply voltage that is substantially the same value as the battery voltage of the vehicle.
  • the second semiconductor element 30 performs a switching operation, and drives the fan motor 40 based on the second drive signal corresponding to the HI request from the control unit 10.
  • the second semiconductor element 30 has a second current sensor 31 and outputs a second drive current IH + corresponding to the second drive signal in response to the HI request to the H + terminal 42 of the fan motor 40 via the second conductor 33. To do.
  • the second current sensor 31 monitors the second drive current IH + and outputs the monitored current value as a current detection signal to the control unit 10 via the I / F (interface) 32.
  • the power supply voltage Vb is also connected to the second semiconductor element 30.
  • the fan motor 40 rotates the cooling fan, and has an L + terminal 41, an H + terminal 42, an L ⁇ terminal 43, and an H ⁇ terminal 44.
  • the first drive current IL + flows through the L + terminal 41.
  • the second drive current IH + flows through the H + terminal 42.
  • the L-terminal 43 is grounded (0 V).
  • the H-terminal 44 is connected to the fixed contact 51 of the relay 50.
  • the relay 50 is provided with a first fixed contact 51, a second fixed contact 52, a movable contact 53, and a coil 54.
  • the first fixed contact 51 is connected to the H-terminal 44 through a conductive wire 56.
  • the second fixed contact 52 is grounded.
  • a power supply voltage Vb is connected to one end of the coil 54.
  • the other end of the coil 54 is connected to the collector of the transistor 55.
  • the base of the transistor 55 is connected to the third signal line 13 branched from the second signal line 12 from which the second drive signal corresponding to the HI request is output.
  • the transistor 55 is turned on.
  • the movable contact 53 comes into contact with the first fixed contact 51 and the second fixed contact 52 by the exciting action of the coil 54. At this time, the first fixed contact 51 and the second fixed contact 52 are short-circuited, so that the second drive current IH + flows from the H ⁇ terminal 44 of the fan motor 40 to the transistor 55 side.
  • Normal operation by the fan motor control device during normal operation is a request from the ECU to the control unit 10 when driving the fan motor 40 in a stopped state, as described in the charts (a) to (c) of FIG. Changes from OFF request-> LO request-> HI request.
  • the rush current flows at the rising edge of the first drive current IL + corresponding to the first drive signal corresponding to the LO request, but the rush current does not exceed the threshold value. Therefore, there is no false detection that the current is a lock current.
  • the second drive corresponding to the HI request from the control unit 10 to the second semiconductor element 30 is performed.
  • a signal is output via the second signal line 12.
  • the second drive current IH + corresponding to the second drive signal corresponding to the HI request flows from the second semiconductor element 30 to the H + terminal 42 of the fan motor 40 via the second conductor 33.
  • the fan motor 40 rotates at a rotation speed corresponding to the second drive current IH +, that is, a rotation speed (rated rotation speed) faster than the rotation speed corresponding to the first drive current IL +, and the cooling fan is made faster. Rotate at rotation speed.
  • the drive of the fan motor 40 is controlled by controlling the first semiconductor element 20 and the second semiconductor element 30 by the control unit 10 in accordance with a request from the ECU.
  • the first drive current IL + is output to the L + terminal 41 of the fan motor 40 via the first conductor 23, and the second drive current IH + is output to the H + terminal 42 of the fan motor 40 via the second conductor 33.
  • the second threshold value (second level) of the control unit 10 is used in normal operation by the fan motor control device at normal time.
  • first threshold first level
  • the transient rush current flowing through the fan motor 40 by the second threshold (second level) is an abnormal current (lock current or the like). It is possible to prevent false detection. For this reason, it is possible to reliably control the drive of the fan motor without adding new parts and the like, and to suppress an increase in the cost of the apparatus.
  • An abnormal current generated when the fan motor 40 is driven can be detected by the first threshold (first level) returned from the second threshold (second level).
  • the timing at which the second threshold value (second level) is returned to the first threshold value (first level) is determined by the rush current flowing through the fan motor 40 by the control according to the HI request. After convergence. For this reason, even in a situation where the control is based on the HI request from the OFF request, the rush current of the fan motor 40 generated by the second drive current IH + does not exceed the second threshold (second level). Can do.
  • the fan motor control device is not limited to one that performs drive control of a fan motor for rotating a cooling fan, but is also applied to drive control of other motors such as a power window motor and a wiper motor. Is possible.

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Abstract

 ファンモータ制御装置は、制御部(10)により、第1の回転速度での回転要求(LO要求)が得られず、OFF要求から第2の回転速度での回転要求(HI要求)に基づいた制御となる状況では、ロック電流閾値を第1閾値(第1のレベル)から第2閾値(第2のレベル)に変更し、HI要求に基づく第2駆動信号を出力してから所定時間経過後に、第2閾値(第2のレベル)を第1閾値(第1のレベル)に戻す。

Description

ファンモータ制御装置
 本発明は、車両のラジエータ内を流れる冷却媒体を冷却するラジエータ冷却用ファンモータのファンモータ制御装置に関する。
 ファンモータ制御装置は、ラジエータ内の冷却媒体の温度が所定温度以上になると、ファンモータをパルス幅変調制御により駆動して冷却ファンを回転させ、冷却媒体の温度を一定に保つような制御を行う。
 ところで、冷却ファンに小石や小枝等の異物が挟まって冷却ファンの回転がロックされたりしてしまうと、ファンモータの駆動が停止する、いわゆるモータロックが生じることがある。
 モータロックが生じると、ファンモータに流れる電流が増加してロック電流(過負荷時にモータに流れる電流:異常電流)が流れることにより、ファンモータの駆動リレー等が破損してしまうことがある。
 この場合、一定値以上の電流が規定時間を過ぎても流れているとき、ファンモータへの通電を停止させことでファンモータからロック電流が出力されないようにしたロック電流制御回路を組み込み、ロック電流により駆動リレー等が破損されるのを防止するような対策もとられている。
 ロック電流制御回路の動作については、たとえば特許文献1に示されている通電制御装置のように、異常検出手段が負荷に流れる負荷電流の電流値と閾値とを比較し、異常を検出すると、通電遮断手段が負荷への通電を遮断するような制御が行われる。
特開2010-281298号公報(JP 2010-281298 A)
 ここで、上述した従来のファンモータ制御装置によるファンモータの駆動制御の一例を、図1を参照して説明する。
 停止状態にあるファンモータが駆動される際、図1のチャート(a)に示すように、OFF要求→LO要求→HI要求へと段階的に変化するような制御が行われる場合がある。これらの要求は、ECU (Engine Control Unit)からファンモータを駆動させるためにスイッチング動作を行う半導体素子を有する駆動ユニット内の制御部に、パルス状の信号として出力される。駆動ユニット内の制御部から半導体素子へは、それぞれの要求に応じたパルス状の駆動信号が出力される。
 なお、HI要求とはファンモータを定格の回転速度で駆動させるための制御であり、LO要求とはHI要求時の定格の回転速度を下回る回転速度で駆動させるための制御であり、OFF要求とはファンモータの駆動を停止させるための制御である。それぞれの要求を示すパルス状の信号は、図1のチャート(a)に示すように、段階的に高くなる。
 ここで、OFF要求とHI要求との間にLO要求が介在している理由は、冷却水による冷却が追いつかないときに生じるエンジンのオーバーヒートを防止するために、ECU (Engine Control Unit)によりファンモータが必要に応じてLO又はHIとなるように駆動制御されているためである。
 つまり、ファンモータの始動時においては、定格電流を上回る、いわゆるラッシュ電流が生じるため、LO要求を介さずにOFF要求からHI要求へと変化すると、そのラッシュ電流の値が高くなりすぎて図1のチャート(f)に示すように閾値(ロック電流閾値)を上回り、ロック電流であると誤検知されてしまうことがある。そのため、LO要求を介在させることでファンモータへ供給する駆動電流の値を段階的に高めるようにし、ラッシュ電流の値が閾値を上回らないようにしている。なお、図1のチャート(b)、(c)、(e)、(f)に示す閾値は、いずれも同じレベルとなっている。
 具体的には、OFF要求からLO要求へと移行すると、図1のチャート(b)に示すような第1駆動電流IL+が半導体素子からファンモータに出力される。次いで、所定時間(少なくともラッシュ電流が収束するまでの時間)経過後、LO要求からHI要求へと移行し、図1のチャート(c)に示すような第2駆動電流IH+が半導体素子からファンモータに出力される。
 ここで、図1のチャート(b)の矢印aやチャート(c)の矢印bで示すように、LO要求に応じた第1駆動電流IL+の立ち上がり時や、HI要求に応じた第2駆動電流IH+の立ち上がり時にファンモータにラッシュ電流が流れる。
 これらの矢印a、bで示すラッシュ電流は、第1駆動電流IL+及び第2駆動電流IH+の値が段階的に高くなっているため、LO要求を介さずにOFF要求からHI要求へと変化したときに生じるラッシュ電流の値より小さいものとなっている。そのため、矢印a、bで示すラッシュ電流は、点線で示すロック電流を検知するための閾値を超えないことから、それぞれのラッシュ電流がロック電流であると誤検知されない。なお、ここでの閾値とは、ラッシュ電流等の異常電流を検知するレベルであって、その電流の大きさとその電流の流れる時間を考慮して予め制御部に設定されている。
 ところが、ECUの出力系統やLO要求を出力する信号ラインに異常(信号ラインオープン等)をきたしたりすると、LO要求を受けとることができず、図1のチャート(d)に示すように、LO要求の制御を介することなく、HI要求の制御に移行されてしまうことがある。
 OFF要求の制御からHI要求の制御に移行されてしまうと、図1のチャート(e)に示すLO要求に応じた第1駆動電流IL+が流れず、図1のチャート(f)に示すようなHI要求に応じた第2駆動電流IH+が流れる。
 この場合、第2駆動電流IH+の立ち上がり時に流れるラッシュ電流が矢印cで示す斜線部分のように、ロック電流を検知するための閾値を超えてしまい、ロック電流であると誤検知されてしまう。
 このような誤検知があると、ロック電流制御回路により、ファンモータへの通電が停止されてしまい、ロック電流が生じていないにも関わらず、冷却ファンの駆動が停止されてしまうという問題があった。
 このような問題を解消するためには、図1のチャート(g)に示すように、ロック電流を検知するための閾値を高めになるように変更しておき、LO要求の制御を介さずにOFF要求の制御からHI要求の制御に移行されてしまうことがあっても、ファンモータの駆動時に生じるラッシュ電流がロック電流であると誤検知されないような対策もある。
 ところが、このような対策では、図1のチャート(g)の矢印c(斜線部分)で示す第2駆動電流IH+の立ち上がり時に生じるラッシュ電流についてはロック電流であるとの誤検知はされないものの、図1のチャート(g)の矢印d(斜線部分)で示す所定時間経過後に異常電流が流れたとすると、その電流を検知することができなくなってしまう。
 このようなことが生じると、ファンモータを駆動させる駆動ユニット内の半導体素子の発熱が通常より高められてしまうため、その半導体素子を高容量タイプのものに選定することが必要となるばかりか、ヒートシンク等を増やして熱対策を施したりする必要があり、装置のコストアップを招いてしまうという問題があった。
 本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、新たな部品の追加等を行うことなく確実にファンモータの駆動制御を行うことができ、併せて装置のコストアップを抑制することができるファンモータ制御装置を提供することを目的とする。
 本発明の第1の特徴に係るファンモータ制御装置は、車両のファンモータの駆動制御を行うためのファンモータ制御装置であって、外部からのOFF要求に順次続く、第1の回転速度での回転要求、第1の回転速度よりも速い第2の回転速度での回転要求に基づき、それぞれの要求に応じた駆動信号を出力することで、ファンモータを駆動制御を行う制御部と、第1の回転速度での回転要求に応じた駆動信号に基づくスイッチング動作により得られる駆動電流をファンモータに出力する第1スイッチング装置と、第2の回転速度での回転要求に基づくスイッチング動作により得られる駆動電流をファンモータに出力する第2スイッチング装置とを備える。制御部は、ファンモータに流れる異常電流を検知する第1のレベルと、第1のレベルより高い第2のレベルとを有し、第1の回転速度での回転要求が得られず、OFF要求から第2の回転速度での回転要求に基づいた制御となる状況では、第1のレベルを第2のレベルに変更し、第2の回転速度での回転要求に基づく駆動信号を出力してから所定時間経過後に、第2のレベルを第1のレベルに戻す。
 第1のレベルは、第1の回転速度での回転要求と第2の回転速度での回転要求のそれぞれの制御においてファンモータに流れる異常電流を検知するためのレベルであり、第2のレベルは、第1の回転速度での回転要求の制御を介さず、OFF要求から第2の回転速度での回転要求の制御によりファンモータに流れる異常電流を検知するためのレベルであり、第2のレベルを第1のレベルに戻すタイミングは、第2の回転速度での回転要求の制御によりファンモータに流れるラッシュ電流が収束した後であることが好ましい。
 本発明の第1の特徴に係るファンモータ制御装置では、制御部により、第1の回転速度での回転要求が得られず、OFF要求から第2の回転速度での回転要求に基づいた制御となる状況では、第1のレベルを第2のレベルに変更し、第2の回転速度での回転要求に基づく駆動信号を出力してから所定時間経過後に、第2のレベルを第1のレベルに戻す。
 これにより、OFF要求から第2の回転速度での回転要求に基づいた制御となる状況であっても、第2のレベルによりファンモータに流れる過渡的なラッシュ電流が異常電流(ロック電流等)であると誤検知されないようにすることができる。なお、ファンモータが駆動している際に生じた異常電流については第2のレベルから戻された第1のレベルにより検知することができる。
 本発明の第1の特徴に係るファンモータ制御装置によれば、制御部により、第1の回転速度での回転要求が得られず、OFF要求から第2の回転速度での回転要求に基づいた制御となる状況であっても、第2のレベルによりファンモータに流れる過渡的なラッシュ電流が異常電流(ロック電流等)であると誤検知されないようにすることができる。このため、新たな部品の追加等を行うことなく確実にファンモータの駆動制御を行うことができ、併せて装置のコストアップを抑制することができる。
図1は、従来のファンモータの駆動制御の一例を説明するための波形図である。 図2は、実施形態に係るファンモータ制御装置を説明するための図である。 図3は、実施形態に係るファンモータ制御装置によるファンモータの駆動制御を説明するための波形図である。
 実施形態に係るファンモータ制御装置を、図2を参照して説明する。なお、実施形態に係るファンモータ制御装置による正常時の基本の制御動作は、図1のチャート(a)―(c)と同じであるため、以下の説明では適宜図1のチャート(a)―(c)での説明を引用する。
 実施形態に係るファンモータ制御装置の特徴(異常時における制御動作)は、図1のチャート(d)―(f)で説明したOFF要求からHI要求の制御に移行されてしまうことによるラッシュ電流がロック電流であるとの誤検知を解消することにある。このため、以下の説明では、適宜図1のチャート(d)―(f)での説明を引用する。
 図2に示すように、ファンモータ制御装置である駆動ユニットは、制御部10と、第1半導体素子20と、第2半導体素子30とを備える。
 制御部10には、ECU (Engine Control Unit)からのOFF要求、LO要求、HI要求のそれぞれの要求がパルス状の信号として入力される。制御部10は、ファンモータ40を駆動させるための駆動信号を第1半導体素子20と第2半導体素子30に出力する。制御部10は、第1半導体素子20の第1電流センサ21と第2半導体素子30の第2電流センサ31からの電流検知信号を受けとることで、LO要求に応じた第1駆動電流IL+及びHI要求に応じた第2駆動電流IH+がファンモータ40に正常に出力されていることを認識できる。
 制御部10から第1半導体素子20への第1駆動信号は、図1のチャート(a)で説明したLO要求に応じた信号であり、第1信号ライン11を介して出力される。制御部10から第2半導体素子30への第2駆動信号は、図1のチャート(a)で説明したHI要求に応じた信号であり、第2信号ライン12を介して出力される。OFF要求がある場合は、第1信号ライン11を介して出力されるLO要求に応じた第1駆動信号及び第2信号ライン12を介して出力されるHI要求に応じた第2駆動信号が共に無くなる(OFFとなる)。
 ファンモータ40は、必要に応じてLO又はHIとなるように駆動制御されるが、たとえばHIとなるように駆動制御される際、図1のチャート(a)で説明したように、まずLO要求に応じた第1駆動信号が出力され、次いでHI要求に応じた第2駆動信号が出力される。HI要求に応じた第2駆動信号は、LO要求に応じた第1駆動信号が出力されてから所定時間(少なくともラッシュ電流が収束するまでの時間)経過後に出力されるように予め設定されている。
 制御部10は、所定の閾値(第1のレベル、第2のレベル)を有し、第1電流センサ21と第2電流センサ31からの電流検知信号との比較により正常電流か、異常電流かを判断する。ここでの閾値は、ラッシュ電流等の異常電流を検知するレベルであって、その電流の大きさとその電流の流れる時間を考慮して予め制御部10に設定されている。
 また、制御部10は、ECUからのたとえばLO要求を受けとることができなければ、少なくとも、ECUの出力系統や、たとえばLO要求を出力する信号ラインに異常(信号ラインオープン等)をきたしていると判断することができる。この場合、制御部10は、ロック電流閾値を第1閾値(第1のレベル)から第2閾値(第2のレベル)に変更し、HI要求の制御の際にファンモータ40に生じるラッシュ電流がロック電流であるとの誤検知を解消するような制御を行う。
 第1半導体素子20は、制御部10からのLO要求に応じた第1駆動信号に基づいてファンモータ40を駆動させるものであって、半導体素子等によって構成されている。第1半導体素子20は、第1電流センサ21を有し、LO要求に応じた第1駆動信号に対応する第1駆動電流IL+を第1導線23を介してファンモータ40のL+端子41に出力する。第1電流センサ21は、第1駆動電流IL+をモニタし、そのモニタした電流値を電流検知信号とし、I/F(インタフェース)22を介して制御部10に出力する。第1半導体素子20には、電源電圧Vbが接続されている。なお、符号Vbは、車両のバッテリ電圧とほぼ同じ値となっている電源電圧を示している。
 第2半導体素子30は、スイッチング動作を行うものであり、制御部10からのHI要求に応じた第2駆動信号に基づいてファンモータ40を駆動させる。第2半導体素子30は、第2電流センサ31を有し、HI要求に応じた第2駆動信号に対応する第2駆動電流IH+をファンモータ40のH+端子42に第2導線33を介して出力する。第2電流センサ31は、第2駆動電流IH+をモニタし、そのモニタした電流値を電流検知信号とし、I/F(インタフェース)32を介して制御部10に出力する。第2半導体素子30にも、電源電圧Vbが接続されている。
 ファンモータ40は、冷却ファンを回転させるものであり、L+端子41、H+端子42、L-端子43、H-端子44を有している。L+端子41には、第1駆動電流IL+が流れる。H+端子42には、第2駆動電流IH+が流れる。L-端子43は、アース接地(0V)されている。H-端子44は、リレー50の固定接点51に接続されている。
 リレー50には、第1固定接点51、第2固定接点52、可動接点53、コイル54が設けられている。第1固定接点51は、導線56を介してH-端子44に接続されている。第2固定接点52はアース接地されている。コイル54の一端には、電源電圧Vbが接続されている。コイル54の他端には、トランジスタ55のコレクタが接続されている。
 トランジスタ55のベースは、HI要求に応じた第2駆動信号が出力される第2信号ライン12から分岐した第3信号ライン13に接続されている。HI要求に応じた第2駆動信号が第2信号ライン12に出力されると、トランジスタ55がオンする。
 トランジスタ55がオンすると、コイル54の励磁作用によって可動接点53が第1固定接点51と第2固定接点52に接触する。このとき、第1固定接点51と第2固定接点52が短絡されることで、第2駆動電流IH+がファンモータ40のH-端子44からトランジスタ55側に流れる。
 次に、図3を参照し、本実施形態でのファンモータ制御装置による駆動制御について説明する。
 ファンモータ制御装置による正常時における通常の動作は、図1のチャート(a)―(c)で説明したように、停止状態にあるファンモータ40を駆動させるとき、ECUから制御部10への要求がOFF要求→LO要求→HI要求へと変化する。
 この場合、ECUから制御部10にLO要求が出力されると、制御部10から第1半導体素子20へLO要求に応じた第1駆動信号が第1信号ライン11を介して出力される。このとき、第1半導体素子20からファンモータ40のL+端子41にLO要求に応じた第1駆動信号に対応する第1駆動電流IL+が第1導線23を介して流れる。これにより、ファンモータ40が第1駆動電流IL+に応じた回転速度で回転し、冷却ファンを回転させる。
 ここで、図1のチャート(b)で説明したように、LO要求に応じた第1駆動信号に対応する第1駆動電流IL+の立ち上がり時にラッシュ電流が流れるが、そのラッシュ電流は閾値を超えないため、ロック電流であるとの誤検知は生じない。
 次いで、所定時間(少なくともラッシュ電流が収束するまでの時間)経過後、ECUから制御部10へHI要求が出力されると、制御部10から第2半導体素子30へHI要求に応じた第2駆動信号が第2信号ライン12を介して出力される。このとき、第2半導体素子30からファンモータ40のH+端子42にHI要求に応じた第2駆動信号に対応する第2駆動電流IH+が第2導線33を介して流れる。これにより、ファンモータ40が第2駆動電流IH+に応じた回転速度、すなわち、第1駆動電流IL+に応じた回転速度よりも速い回転速度(定格の回転速度)で回転し、冷却ファンをさらに速い回転速度で回転させる。
 このとき、図1のチャート(c)で説明したように、HI要求に応じた第2駆動信号に対応する第2駆動電流IH+の立ち上がり時にラッシュ電流が流れる。しかし、そのラッシュ電流は閾値を超えないため、ロック電流であるとの誤検知は生じない。
 このように、ECUからの要求に従い、制御部10により第1半導体素子20と第2半導体素子30が制御されることで、ファンモータ40の駆動が制御される。
 ここで、ECUの出力系統やLO要求を出力する信号ラインに異常(信号ラインオープン等)をきたしたりすると、図1のチャート(d)で説明したものと同じ内容を示す図3のチャート(a)のように、LO要求を受けとることができない。このため、LO要求の制御を介することなく、HI要求の制御に移行されてしまうことになる。
 この場合、図1のチャート(f)で説明したように、第2駆動電流IH+の立ち上がり時に流れるラッシュ電流が閾値を超えてしまい、ロック電流であると誤検知されてしまう。
 そこで、実施形態に係るファンモータ制御装置では、制御部10が図3のチャート(b)、(c)に示す第1閾値(第1のレベル)を、第1閾値(第1のレベル)よりもレベルの高い第2閾値(第2のレベル)に変更する。
 次いで、制御部10は、第1信号ライン11を介してLO要求に相当する第1駆動信号を第1半導体素子20に出力すると同時に、第2信号ライン12を介してHI要求に応じた第2駆動信号を第2半導体素子30に出力する。
 この場合、LO要求からHI要求への段階的な制御が行われないため、図3のチャート(c)の第2駆動電流IH+の立ち上がり時に流れる矢印cで示すラッシュ電流が大きくなる。しかし、ロック電流閾値が第1閾値(第1のレベル)から第2閾値(第2のレベル)に変更されていることで、ファンモータ40に流れる過渡的なラッシュ電流が異常電流(ロック電流等)であると誤検知されてしまうことがない。当然に、図3のチャート(b)の矢印aで示す第1駆動電流IL+の立ち上がり時に流れるラッシュ電流も異常電流(ロック電流等)であると誤検知されてしまうことがない。
 このとき、第1駆動電流IL+は第1導線23を介してファンモータ40のL+端子41に出力され、第2駆動電流IH+は第2導線33を介してファンモータ40のH+端子42に出力される。
 これにより、ファンモータ40が第2駆動電流IH+に応じた回転速度まで上昇し、冷却ファンを回転させる。
 次いで、所定時間(少なくとも矢印cで示すラッシュ電流が収束するまでの時間)経過後、制御部10の第2閾値(第2のレベル)が、ファンモータ制御装置による正常時における通常の動作において用いられる第1閾値(第1のレベル)に戻される。
 これにより、ファンモータ40が駆動している際に生じた異常電流については、第1閾値(第1のレベル)により検知することができる。
 このように、実施形態に係るファンモータ制御装置では、制御部10により、第1の回転速度での回転要求(LO要求)が得られず、OFF要求から第2の回転速度での回転要求(HI要求)に基づいた制御となる状況では、ロック電流閾値を第1閾値(第1のレベル)から第2閾値(第2のレベル)に変更し、HI要求に基づく第2駆動信号を出力してから所定時間経過後に、ロック電流閾値を第2閾値(第2のレベル)から第1閾値(第1のレベル)に戻す。
 これにより、OFF要求からHI要求に基づいた制御となる状況であっても、第2閾値(第2のレベル)によりファンモータ40に流れる過渡的なラッシュ電流が異常電流(ロック電流等)であると誤検知されないようにすることができる。このため、新たな部品の追加等を行うことなく確実にファンモータの駆動制御を行うことができ、併せて装置のコストアップを抑制することができる。なお、ファンモータ40が駆動している際に生じた異常電流については、第2閾値(第2のレベル)から戻された第1閾値(第1のレベル)により検知することができる。
 また、実施形態に係るファンモータ制御装置では、第2閾値(第2のレベル)を第1閾値(第1のレベル)に戻すタイミングを、HI要求での制御によりファンモータ40に流れるラッシュ電流が収束した後としている。このため、OFF要求からHI要求に基づいた制御となる状況であっても、第2駆動電流IH+によって生じるファンモータ40のラッシュ電流が第2閾値(第2のレベル)を超えないようにすることができる。
 本発明に係るファンモータ制御装置は、冷却ファンを回転させるためのファンモータの駆動制御を行うものに限らず、パワーウィンドウのモータやワイパーモータ等のように、他のモータの駆動制御にも適用可能である。

Claims (2)

  1.  車両のファンモータの駆動制御を行うためのファンモータ制御装置であって、
     外部からのOFF要求に順次続く、第1の回転速度での回転要求、前記第1の回転速度よりも速い第2の回転速度での回転要求に基づき、それぞれの要求に応じた駆動信号を出力することで、前記ファンモータを駆動制御を行う制御部と、
     前記第1の回転速度での回転要求に応じた駆動信号に基づくスイッチング動作により得られる駆動電流を、前記ファンモータに出力する第1スイッチング装置と、
     前記第2の回転速度での回転要求に基づくスイッチング動作により得られる駆動電流を、前記ファンモータに出力する第2スイッチング装置とを備え、
     前記制御部は、前記ファンモータに流れる異常電流を検知する第1のレベルと、前記第1のレベルより高い第2のレベルとを有し、前記第1の回転速度での回転要求が得られず、前記OFF要求から前記第2の回転速度での回転要求に基づいた制御となる状況では、前記第1のレベルを前記第2のレベルに変更し、前記第2の回転速度での回転要求に基づく駆動信号を出力してから所定時間経過後に、前記第2のレベルを前記第1のレベルに戻す
    ことを特徴とするファンモータ制御装置。
  2.  請求項1に記載のファンモータ制御装置であって、
     前記第1のレベルは、前記第1の回転速度での回転要求と前記第2の回転速度での回転要求のそれぞれの制御において前記ファンモータに流れる異常電流を検知するためのレベルであり、
     前記第2のレベルは、前記第1の回転速度での回転要求の制御を介さず、前記OFF要求から前記第2の回転速度での回転要求の制御により前記ファンモータに流れる異常電流を検知するためのレベルであり、
     前記第2のレベルを前記第1のレベルに戻すタイミングは、前記第2の回転速度での回転要求の制御により前記ファンモータに流れるラッシュ電流が収束した後である
    ことを特徴とするファンモータ制御装置。
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