WO2017135258A1 - 冷却ファン制御装置 - Google Patents

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文明 古塩
貴彦 大兼
正道 石井
航 楠元
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株式会社ミツバ
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    • F01P7/048—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio using electrical drives
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    • F01P5/02—Pumping cooling-air; Arrangements of cooling-air pumps, e.g. fans or blowers
    • F01P5/04—Pump-driving arrangements
    • F01P2005/046—Pump-driving arrangements with electrical pump drive

Definitions

  • the present invention relates to a cooling fan control device.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2016-019964 filed on Feb. 4, 2016, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • a cooling system that cools a radiator by blowing cooling air to a radiator mounted on a vehicle is known (see, for example, Patent Document 1).
  • This cooling system includes a cooling fan that blows cooling air and a cooling fan control device that controls rotation of the cooling fan.
  • This cooling system responds to the demands of OBD (On Board Diagnostics), and therefore, the number of revolutions of the cooling fan (the number of revolutions per unit time) is used as a signal for the host ECU (Electronic Control Unit) to determine the abnormality of the cooling system. ) Is supplied to the host ECU.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a method of detecting an abnormality in the cooling system 202 of the conventional host ECU 201.
  • the cooling system 202 includes a cooling fan control device 203 and a cooling fan 204.
  • the cooling fan control device 203 and the host ECU 201 are connected by two signal lines 205 and 206.
  • the cooling fan control device 203 acquires a rotation command from the host ECU 201 via the signal line 205.
  • the rotation command is a signal in which the duty is changed according to the target rotation speed. Accordingly, the cooling fan control device 203 controls the rotation speed of the cooling fan 204 so that the rotation speed is based on the rotation command. Further, the cooling fan control device 203 outputs rotational speed information indicating the actual rotational speed of the cooling fan 204 to the host ECU 201 via the signal line 206.
  • the rotation speed signal is a signal of a frequency pulse corresponding to the actual rotation speed of the cooling fan 204.
  • the cooling fan control device 203 outputs a low level signal to the signal lines 205 and 206 when detecting an abnormality in the cooling system 202.
  • the host ECU 201 determines whether the signal supplied from the signal line 206 is a rotation speed signal or a low level signal, and whether the signal from the signal line 205 is a low level signal. It is determined whether there is an abnormality in the cooling system 202.
  • the conventional cooling fan control device 203 supplies a low level signal to the host ECU 201 via the signal line 206 because the rotational speed is zero. For this reason, the host ECU 201 cannot distinguish between the state where the cooling fan 204 is stopped and the state where an abnormality has occurred in the cooling system 202 only by the signal supplied from the signal line 206. Therefore, when detecting an abnormality in the cooling system 202, the cooling fan control device 203 needs to output a low level signal to both the signal line 205 and the signal line 206. Thereby, the host ECU 201 determines whether there is an abnormality in the cooling system 202 based on the signal levels of the signals supplied from both the signal line 205 and the signal line 206. Therefore, the determination of the presence / absence of abnormality in the cooling system 202 by the host ECU 201 may be complicated.
  • An aspect of the present invention provides a cooling fan control device that can easily determine an abnormality in a cooling system by a host ECU.
  • One aspect of the present invention is a rotation command that is connected to a host control device via a first signal line and a second signal line, and that is output from the control device via the first signal line.
  • a cooling fan control device that controls the rotation of the cooling fan based on the abnormality detection unit that detects an abnormality to be monitored in the mechanism that controls the cooling fan, and the abnormality detection unit does not detect the abnormality
  • a first signal corresponding to the rotation of the cooling fan is output to the second signal line and the abnormality is detected by the abnormality detection unit, a second signal different from the first signal is output.
  • an output unit that outputs a signal to the second signal line.
  • One embodiment of the present invention is the above-described cooling fan control device, wherein the first signal is a pulse signal having a first frequency corresponding to the number of rotations of the cooling fan, and the second signal. May be a pulse signal of a second frequency other than the first frequency.
  • One embodiment of the present invention is the above-described cooling fan control device, in which the first signal is a signal having a first duty ratio corresponding to the number of rotations of the cooling fan, and the second signal. May be a signal having a second duty ratio other than the first duty ratio.
  • One embodiment of the present invention is the above-described cooling fan control device, wherein the output unit outputs the first signal when the abnormality is not detected and the cooling fan is rotating.
  • the cooling fan is stopped when outputting to the second signal line, a third signal different from both the first signal and the second signal is output to the second signal line. May be.
  • cooling fan control device wherein the cooling fan may be a fan for cooling a radiator of a vehicle.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration illustrating a cooling system 1 including a cooling fan control device according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of the cooling fan control device 10 according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of the motor driving unit 101 in the present embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a processing flow of the cooling fan control device 10 in the present embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a signal passing through the first signal line L1 and a signal passing through the second signal line L2 in the conventional cooling fan control device.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration illustrating a cooling system 1 including a cooling fan control device according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of the cooling fan control device 10 according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of the
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a signal passing through the first signal line L1 and a signal passing through the second signal line L2 in the cooling fan control device 10 according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a method of detecting an abnormality in the cooling system 202 of the conventional host ECU 201.
  • the cooling fan control device of the present embodiment is connected to a higher-level control device via a first signal line and a second signal line, and is output from the higher-level control device via the first signal line.
  • the rotation of the cooling fan is controlled based on the rotation command.
  • the cooling fan control device includes a detection unit that detects an abnormality to be monitored. If no abnormality is detected, the cooling fan control device outputs a first signal corresponding to the rotation of the cooling fan to the second signal line. On the other hand, the cooling fan control device outputs a second signal different from the first signal to the second signal line when the abnormality detection unit detects the abnormality.
  • the host control device can determine the presence / absence of the abnormality to be monitored based only on the signal supplied via the second signal line. Can be determined.
  • a cooling fan control device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration illustrating a cooling system 1 including a cooling fan control device according to the present embodiment.
  • the cooling system 1 cools the radiator 30 by blowing cooling air to the radiator 30 mounted on the vehicle based on the rotation command supplied from the control device 20.
  • the control device 20 is an ECU (Electronic Control Unit).
  • the cooling system 1 includes a cooling fan control device 10, a fan motor 11, and a cooling fan 12.
  • the cooling fan control device 10 is connected to the control device 20 via a first signal line L1 and a second signal line L2.
  • the cooling fan control device 10 controls the rotation of the fan motor 11 (for example, a brushless motor) based on the rotation command output from the control device 20 via the first signal line L1.
  • the rotation command may be a signal for rotating the fan motor 11 and a signal for rotating the fan motor 11 at a preset number of rotations.
  • the rotation command may be a signal for rotating the fan motor 11 and indicating a duty ratio corresponding to a target value of the number of rotations (the number of rotations per unit time) for rotating the fan motor 11. Good.
  • the cooling fan control device 10 causes the rotation speed of the fan motor 11 to be the target rotation speed indicated by the duty ratio supplied via the first signal line L1.
  • the rotation command is a signal indicating a duty ratio corresponding to a target value of the number of rotations for rotating the fan motor 11 will be described.
  • the cooling fan control device 10 stops the rotation control of the fan motor 11 based on the stop command output from the control device 20 via the first signal line L1. Thereby, since the fan motor 11 stops rotating, the cooling fan 12 also stops rotating. Therefore, the cooling of the radiator 30 by the cooling air of the cooling fan 12 is stopped.
  • the stop command is a signal for stopping the rotation of the fan motor 11, and is, for example, a duty ratio that is not used in the rotation command. For example, in the rotation command, a duty ratio of 50% or more and less than 100% is used, and in the stop command, a duty ratio of 0% or more and less than 50% is used.
  • the cooling fan control device 10 has a function of detecting an abnormality to be monitored in a mechanism that controls the cooling fan 12.
  • the cooling fan control device 10 outputs a first signal corresponding to the rotation of the fan motor 11 to the second signal line L2 when no abnormality to be monitored is detected.
  • the cooling fan control device 10 outputs a second signal different from the first signal to the second signal line L2. Details of the cooling fan control device 10 according to the present embodiment will be described below.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of the cooling fan control device 10 according to the present embodiment.
  • the cooling fan control device 10 includes a motor drive unit 101, a signal processing unit 102, a storage unit 103, an abnormality detection unit 104, and an output unit 105.
  • the motor drive unit 101 is connected to the control device 20 via a first signal line.
  • the motor drive unit 101 controls the rotation speed of the fan motor 11 based on the rotation command supplied from the first signal line L1.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of the motor driving unit 101 in the present embodiment.
  • the motor driving unit 101 includes a driver circuit 130 and an inverter 140.
  • the inverter 140 includes six switching elements Q1 to Q6 connected in a three-phase bridge form, and a free wheel diode connected in antiparallel between the drains and sources of the switching elements Q1 to Q6.
  • the switching elements Q1 to Q6 are FETs (Field-Effective-Transistors) or IGBTs (Insulated Gate-Bipolar-Transistors).
  • the gates of the six switching elements Q1 to Q6 that are bridge-connected are connected to the driver circuit 130.
  • connection point between the switching element Q1 and the switching element Q4 is connected to the stator winding U of the fan motor 11.
  • a connection point between the switching element Q2 and the switching element Q5 is connected to the stator winding V.
  • a connection point between the switching element Q3 and the switching element Q6 is connected to the stator winding W.
  • the driver circuit 130 generates a drive signal for turning on / off the switching element in the inverter 140 based on the rotation command acquired from the control device 20 via the first signal line L1.
  • the rotation detection unit 15 detects the rotation of the fan motor 11.
  • the rotation detection unit 15 is connected to the signal processing unit 102.
  • the rotation detection unit 15 detects a change in magnetic flux of a sensor magnet provided in the fan motor 11 with a GMR (Giant Magneto Resistive effect) sensor.
  • the rotation detector 15 is, for example, a magnetic encoder.
  • the magnetic encoder outputs rotation detection signals for the A phase, B phase, and Z phase to the signal processing unit 102 in accordance with the detected change in the magnetic flux of the sensor magnet.
  • the rotation detection unit 15 is not particularly limited as long as it detects the rotation of the fan motor 11.
  • the rotation detector 15 may detect the rotation of the fan motor 11 based on the induced voltages of the stator windings U, V, and W from the respective three-phase motor terminals. That is, in this embodiment, a sensor for detecting the rotation of the fan motor 11 may be provided, or the rotation of the fan motor 11 may be detected without a sensor.
  • the signal processing unit 102 generates a first signal corresponding to the rotation of the fan motor 11 based on the rotation detection signal output from the rotation detection unit 15. For example, the signal processing unit 102 acquires the rotation speed of the fan motor 11 based on the rotation detection signal output from the rotation detection unit 15. Then, the signal processing unit 102 generates a first signal corresponding to the rotational speed of the fan motor 11 based on the acquired rotational speed of the fan motor 11.
  • the first signal may be a signal indicating the rotation of the fan motor 11.
  • the first signal is a signal having a fixed duty ratio (for example, 50%), and the frequency of the first signal changes according to the rotational speed of the fan motor 11.
  • the frequency of the first signal that changes in accordance with the rotational speed of the fan motor 11 may be referred to as a first frequency.
  • the storage unit 103 stores in advance a table in which the rotation speed of the fan motor 11 is associated with the frequency corresponding to the rotation speed. Therefore, the signal processing unit 102 reads the frequency corresponding to the acquired rotation speed of the fan motor 11 from the table stored in the storage unit 103. Then, the signal processing unit 102 outputs a signal having a preset duty ratio (first duty ratio) and having a read frequency to the output unit 105 as a first signal.
  • first duty ratio first duty ratio
  • the anomaly detection unit 104 detects an anomaly to be monitored.
  • the monitoring target is a voltage abnormality such as an overvoltage or a low voltage in the cooling fan control device 10.
  • the abnormality detection unit 104 detects an abnormality of the monitoring target, the abnormality detection unit 104 outputs an abnormality signal indicating that an abnormality has occurred in the monitoring target to the output unit 105.
  • the output unit 105 outputs the first signal from the signal processing unit 102 to the second signal line L2 when the abnormality detection unit 104 does not detect the abnormality to be monitored.
  • the output unit 105 When the abnormality detection unit 104 detects an abnormality to be monitored, the output unit 105 outputs a second signal different from the first signal to the second signal line L2. That is, the output unit 105 outputs the first signal from the signal processing unit 102 to the second signal line L2 when the abnormality signal is not supplied from the abnormality detection unit 104.
  • the output unit 105 When the abnormality signal is supplied from the abnormality detection unit 104, the output unit 105 outputs the second signal to the second signal line L2.
  • the second signal may be a signal different from the first signal.
  • the second signal is It is a signal having a second duty ratio (for example, 20%) different from the first duty ratio, or a signal having a frequency other than the first frequency (second frequency).
  • the fan motor 11 has a rotating state in which the fan motor 11 is rotating and a stopped state in which the rotation of the fan motor 11 is stopped.
  • the rotational speed of the fan motor 11 is zero. Therefore, the first signal is a low level signal in the case of a frequency of 0, that is, a high active signal, for example. Therefore, the output unit 105 outputs the low-level first signal to the second signal line L2 when the abnormality detection unit 104 does not detect the abnormality to be monitored and the fan motor 11 is in the stopped state. .
  • the present invention is not limited to this.
  • the output unit 105 A third signal different from the signal may be output.
  • the third signal is a signal different from the first signal and the second signal.
  • the output unit 105 outputs a signal (second signal) that can be distinguished from the rotation state and the stop state of the fan motor 11 to the second signal. Output to the signal line L2.
  • the control apparatus 20 can determine the presence or absence of abnormality of the monitoring object only by determining whether the signal output from the signal line L2 is the second signal.
  • the control device 20 can determine whether there is an abnormality in the monitoring target based on the signal output only from the signal line L2.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a processing flow of the cooling fan control device 10 in the present embodiment.
  • the cooling fan control device 10 performs the following processing at regular intervals.
  • the signal processing unit 102 generates a first signal corresponding to the rotation of the fan motor 11 based on the rotation detection signal output from the rotation detection unit 15 (step S101).
  • the signal processing unit 102 outputs the generated first signal to the output unit 105.
  • the output unit 105 determines whether there is an abnormality in the monitoring target (step S102). For example, when the output unit 105 acquires an abnormality signal from the abnormality detection unit 104, the output unit 105 determines that there is an abnormality in the monitoring target. On the other hand, when the output unit 105 does not acquire an abnormality signal from the abnormality detection unit 104, the output unit 105 determines that there is no abnormality in the monitoring target.
  • the control apparatus 20 can determine the presence or absence of abnormality of the monitoring object only by determining whether the signal output from the signal line L2 is the second signal.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a signal passing through the first signal line L1 and a signal passing through the second signal line L2 in the conventional cooling fan control device.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a signal passing through the first signal line L1 and a signal passing through the second signal line L2 in the cooling fan control device 10 according to the present embodiment.
  • the conventional cooling fan control device 203 when the conventional cooling fan control device 203 is abnormal, a low level signal is output to the first signal line L1 and the second signal line L2.
  • the conventional cooling fan control device outputs a low level signal to the control device 20 via the second signal line L2 when there is no abnormality and the fan motor 11 is in a stopped state. Therefore, the control device 20 cannot distinguish between the stop state of the fan motor 11 and the abnormality of the cooling fan control device 203 only by the signal output from the second signal line L2. Therefore, when there is an abnormality in the cooling fan control device 203, the control device 20 needs to determine whether there is an abnormality in the cooling fan control device 203 based on the signal output from the first signal line L1. . Further, since the control device 20 needs to output a stop command or a rotation command to the cooling fan control device via the first signal line L1, the port to which the first signal line L1 is connected is used as the input / output port. There is a need to.
  • the cooling fan control device 10 outputs a second signal that can be distinguished from the rotation state and the stop state of the fan motor 11 to the second signal line L ⁇ b> 2 when there is an abnormality.
  • the control apparatus 20 can determine the presence or absence of abnormality of the cooling fan control apparatus 10 based on the signal output from the 2nd signal line L2. Therefore, the control device 20 can use the port to which the first signal line L1 is connected as an input port. That is, since the control device 20 only needs to perform input processing for the first signal line L1, the circuit of the control device 20 can be simplified.
  • the first signal corresponding to the rotation of the fan motor 11, that is, the cooling fan 12 is output to the second signal line L1.
  • a second signal different from the first signal is output to the second signal line L2.
  • Each part of the cooling fan control device 10 may be realized by hardware, may be realized by software, or may be realized by a combination of hardware and software. Further, the computer may function as a part of the cooling fan control device 10 by executing the program.
  • the program may be stored in a computer-readable medium, or may be stored in a storage device connected to a network.

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Abstract

上位の制御装置に対して第１の信号線と第２の信号線とを介して接続され、前記制御装置から前記第１の信号線を介して出力された回転指令に基づいて冷却ファンを回転制御する冷却ファン制御装置は、前記冷却ファンを制御する機構における監視対象の異常を検出する異常検出部と、前記異常検出部により前記異常が検出されない場合には、前記冷却ファンの回転に応じた第１の信号を前記第２の信号線に出力し、前記異常検出部により前記異常が検出された場合には、前記第１の信号とは異なる第２の信号を前記第２の信号線に出力する出力部と、を備える。

Description

冷却ファン制御装置
　本発明は、冷却ファン制御装置に関する。
　本願は、２０１６年２月４日に出願された日本国特許出願２０１６－０１９９６４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来、車両に搭載されるラジエータに対して冷却風を送風することで、ラジエータを冷却する冷却システムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。この冷却システムは、冷却風を送風する冷却ファンと、この冷却ファンを回転制御する冷却ファン制御装置とを備える。この冷却システムは、ＯＢＤ(On Board Diagnostics)の要求に対応するため、上位ＥＣＵ（Electronic Control Unit）が冷却システムの異常を判定するための信号として、冷却ファンの回転数（単位時間あたりの回転数）を示す回転数信号を上位ＥＣＵに供給する。
　図７は、従来の上位ＥＣＵ２０１の冷却システム２０２における異常を検出する方法を説明する図である。図７に示すように、冷却システム２０２は、冷却ファン制御装置２０３及び冷却ファン２０４を備える。そして、冷却ファン制御装置２０３と上位ＥＣＵ２０１とは、２つの信号線２０５、２０６で接続されている。
　冷却ファン制御装置２０３は、上位ＥＣＵ２０１から信号線２０５を介して回転指令を取得する。例えば、回転指令は、目標とする回転数に応じてデューティを変化させた信号である。したがって、冷却ファン制御装置２０３は、回転指令に基づいた回転数になるように、冷却ファン２０４の回転数を制御する。また、冷却ファン制御装置２０３は、実際の冷却ファン２０４の回転数を示す回転数情報を信号線２０６を介して上位ＥＣＵ２０１に出力する。例えば、回転数信号は、実際の冷却ファン２０４の回転数に応じた周波数パルスの信号である。冷却ファン制御装置２０３は、冷却システム２０２内の異常を検出した場合には、信号線２０５および２０６にロウレベルの信号を出力する。これにより、上位ＥＣＵ２０１は、信号線２０６から供給される信号が回転数信号又はロウレベル信号のいずれであるか、および、信号線２０５からの信号がロウレベルの信号であるか否かを判定することで冷却システム２０２の異常の有無を判定している。
特開２００４－３５３４５７号公報
　しかしながら、従来の冷却ファン制御装置２０３は、冷却ファン２０４が停止している場合には、回転数が０であるためロウレベルの信号を信号線２０６を介して上位ＥＣＵ２０１に供給する。このため、上位ＥＣＵ２０１は、信号線２０６から供給される信号だけでは、冷却ファン２０４が停止してる状態か、冷却システム２０２内に異常が発生した状態かのいずれかであるかの区別ができない。したがって、冷却ファン制御装置２０３は、冷却システム２０２内の異常を検出した場合には、信号線２０５と信号線２０６との両方にロウレベルの信号を出力する必要があった。これにより、上位ＥＣＵ２０１は、信号線２０５と信号線２０６との両方から供給される信号の信号レベルに基づいて、冷却システム２０２内の異常の有無を判定する。そのため、上位ＥＣＵ２０１による冷却システム２０２内の異常の有無の判定が複雑化する可能性があった。
　本発明の態様は、上位ＥＣＵによる冷却システム内の異常を容易に判定可能な冷却ファン制御装置を提供する。
　本発明の一態様は、上位の制御装置に対して第１の信号線と第２の信号線とを介して接続され、前記制御装置から前記第１の信号線を介して出力された回転指令に基づいて冷却ファンを回転制御する冷却ファン制御装置であって、前記冷却ファンを制御する機構における監視対象の異常を検出する異常検出部と、前記異常検出部により前記異常が検出されない場合には、前記冷却ファンの回転に応じた第１の信号を前記第２の信号線に出力し、前記異常検出部により前記異常が検出された場合には、前記第１の信号とは異なる第２の信号を前記第２の信号線に出力する出力部と、を備える冷却ファン制御装置である。
　また、本発明の一態様は、上述の冷却ファン制御装置であって、前記第１の信号は、前記冷却ファンの回転数に応じた第１の周波数のパルス信号であり、前記第２の信号は、前記第１の周波数以外の第２の周波数のパルス信号であってもよい。
　また、本発明の一態様は、上述の冷却ファン制御装置であって、前記第１の信号は、前記冷却ファンの回転数に応じた第１のデューティ比の信号であり、前記第２の信号は、前記第１のデューティ比以外の第２のデューティ比の信号であってもよい。
　また、本発明の一態様は、上述の冷却ファン制御装置であって、前記出力部は、前記異常が検出されない場合において、前記冷却ファンが回転している場合には前記第１の信号を前記第２の信号線に出力し、前記冷却ファンが停止している場合において、前記第１の信号と前記第２の信号との両方とは異なる第３の信号を前記第２の信号線に出力してもよい。
　また、本発明の一態様は、上述の冷却ファン制御装置であって、前記冷却ファンは、車両のラジエータ冷却用のファンであってもよい。
　本発明の態様によれば、上位ＥＣＵによる冷却システムの異常の有無を容易に判定可能な冷却ファン制御装置を提供することができる。
図１は、本実施形態における冷却ファン制御装置を備えた冷却システム１を示す概略構成の一例を示す図である。 図２は、本実施形態における冷却ファン制御装置１０の概略構成の一例を示す図である。 図３は、本実施形態におけるモータ駆動部１０１の概略構成の一例を示す図である。 図４は、本実施形態における冷却ファン制御装置１０の処理のフローを説明する図である。 図５は、従来の冷却ファン制御装置における第１の信号線Ｌ１を経由する信号、および、第２の信号線Ｌ２を経由する信号について、説明する図である。 図６は、本実施形態における冷却ファン制御装置１０における第１の信号線Ｌ１を経由する信号、および、第２の信号線Ｌ２を経由する信号について、説明する図である。 図７は、従来の上位ＥＣＵ２０１の冷却システム２０２における異常を検出する方法を説明する図である。
　以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。
　本実施形態の冷却ファン制御装置は、上位の制御装置に対して第１の信号線と第２の信号線とを介して接続され、その上位の制御装置から第１の信号線を介して出力された回転指令に基づいて冷却ファンを回転制御する。そして、冷却ファン制御装置は、監視対象の異常を検出する検出部を備え、異常が検出されない場合には、冷却ファンの回転に応じた第１の信号を第２の信号線に出力する。一方、冷却ファン制御装置は、異常検出部により上記異常が検出された場合には、第１の信号とは異なる第２の信号を第２の信号線に出力する。
　これにより、上位の制御装置は、第２の信号線を介して供給される信号のみに基づいて監視対象の異常の有無を判定することができるため、従来と比較して容易に上記異常の有無を判定可能となる。以下に本実施形態における冷却ファン制御装置について、図を用いて説明する。
　図１は、本実施形態における冷却ファン制御装置を備えた冷却システム１を示す概略構成の一例を示す図である。
　図１に示すように、冷却システム１は、制御装置２０から供給される回転指令に基づいて、車両に搭載されるラジエータ３０に対して冷却風を送風することで、ラジエータ３０を冷却する。例えば、制御装置２０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。
　冷却システム１は、冷却ファン制御装置１０、ファンモータ１１及び冷却ファン１２を備える。冷却ファン制御装置１０は、制御装置２０に対して第１の信号線Ｌ１と第２の信号線Ｌ２とを介して接続されている。
　冷却ファン制御装置１０は、制御装置２０から第１の信号線Ｌ１を介して出力された回転指令に基づいてファンモータ１１（例えば、ブラシレスモータ）を回転制御する。これにより、ファンモータ１１が回転するため、冷却ファン１２が回転し、この冷却ファン１２の回転により発生する冷却風でラジエータ３０を冷却する。ここで、回転指令は、ファンモータ１１を回転させるための信号であって、予め設定された回転数でファンモータ１１を回転させる信号でもよい。また、回転指令は、ファンモータ１１を回転させるための信号であって、ファンモータ１１を回転させる回転数（単位時間あたりの回転数）の目標値に応じたＤｕｔｙ比を示す信号であってもよい。例えば、回転指令がＤｕｔｙ比である場合には、冷却ファン制御装置１０は、第１の信号線Ｌ１を介して供給されたＤｕｔｙ比が示す目標回転数になるように、ファンモータ１１の回転数を制御する。本実施形態において、回転指令は、ファンモータ１１を回転させる回転数の目標値に応じたＤｕｔｙ比を示す信号である場合について、説明する。
　また、冷却ファン制御装置１０は、制御装置２０から第１の信号線Ｌ１を介して出力された停止指令に基づいてファンモータ１１を回転制御を停止する。これにより、ファンモータ１１が回転を停止するため、冷却ファン１２も回転を停止する。したがって、冷却ファン１２の冷却風によるラジエータ３０の冷却を停止する。停止指令は、ファンモータ１１の回転を停止させるための信号であり、例えば、回転指令では用いられないＤｕｔｙ比である。例えば、回転指令では、５０％以上で且つ１００％未満のＤｕｔｙ比が使用され、停止指令では、０％以上で且つ５０％未満のＤｕｔｙ比が使用される。
　また、冷却ファン制御装置１０は、冷却ファン１２を制御する機構における監視対象の異常を検出する機能を備える。冷却ファン制御装置１０は、監視対象の異常を検出していない場合には、ファンモータ１１の回転に応じた第１の信号を第２の信号線Ｌ２に出力する。一方、冷却ファン制御装置１０は、監視対象の異常を検出した場合には、第１の信号とは異なる第２の信号を第２の信号線Ｌ２に出力する。以下に、本実施形態における冷却ファン制御装置１０について、詳細を説明する。
　図２は、本実施形態における冷却ファン制御装置１０の概略構成の一例を示す図である。
　冷却ファン制御装置１０は、モータ駆動部１０１、信号処理部１０２、記憶部１０３、異常検出部１０４及び出力部１０５を備える。
　モータ駆動部１０１は、制御装置２０に対して第１の信号線を介して接続されている。
モータ駆動部１０１は、第１の信号線Ｌ１から供給される回転指令に基づいて、ファンモータ１１の回転数を制御する。
　図３は、本実施形態におけるモータ駆動部１０１の概略構成の一例を示す図である。
　図３に示すように、モータ駆動部１０１は、ドライバ回路１３０及びインバータ１４０を備える。
　インバータ１４０は、３相ブリッジ形式に接続された６個のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６と、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の各ドレイン－ソース間に逆並列に接続された還流ダイオードとを備える。例えば、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、ＦＥＴ（Field Effective Transistor；電界効果スイッチング素子）、又はＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor；絶縁ゲートバイポーラスイッチング素子）である。ブリッジ接続された６個のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の各ゲートはドライバ回路１３０に接続される。
　スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ４との接続点は、ファンモータ１１の固定子巻線Ｕに接続される。スイッチング素子Ｑ２とスイッチング素子Ｑ５との接続点は、固定子巻線Ｖに接続される。スイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ６との接続点は、固定子巻線Ｗに接続される。これによって、６個のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、ドライバ回路１３０から出力される駆動信号（ゲート信号）Ｇ１～Ｇ６によってスイッチング動作を行い、インバータ１４０に印加される電源１５０の直流電源電圧を、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電圧に変換して、固定子巻線Ｕ、Ｖ、及びＷに出力する。
　ドライバ回路１３０は、制御装置２０から第１の信号線Ｌ１を介して取得した回転指令に基づいて、インバータ１４０内のスイッチング素子をオン／オフする駆動信号を生成する。
　図２に示すように、回転検出部１５は、ファンモータ１１の回転を検出する。例えば、回転検出部１５は、信号処理部１０２に接続されている。例えば、回転検出部１５は、ファンモータ１１に備えられたセンサマグネットの磁束の変化をＧＭＲ（Giant Magneto Resistive effect）センサで検出する。また、回転検出部１５は、例えば磁気式のエンコーダである。磁気式のエンコーダは、検出したセンサマグネットの磁束の変化に応じて信号処理部１０２にＡ相、Ｂ相、Ｚ相の各々の回転検出信号を出力する。なお、本実施形態において、回転検出部１５は、ファンモータ１１の回転を検出するものであればよく、特に限定されない。例えば、回転検出部１５は、３相のそれぞれのモータ端子から固定子巻線Ｕ、Ｖ、及びＷの誘起電圧に基づいてファンモータ１１の回転を検出してもよい。すなわち、本実施形態においては、ファンモータ１１の回転を検出するセンサを備えてもよいし、センサレスでファンモータ１１の回転を検出してもよい。
　信号処理部１０２は、回転検出部１５から出力される回転検出信号に基づいて、ファンモータ１１の回転に応じた第１の信号を生成する。例えば、信号処理部１０２は、回転検出部１５から出力される回転検出信号に基づいて、ファンモータ１１の回転数を取得する。そして、信号処理部１０２は、取得したファンモータ１１の回転数に基づいて、ファンモータ１１の回転数に応じた第１の信号を生成する。ここで、第１の信号は、ファンモータ１１の回転を示す信号であればよい。例えば、第１の信号は、固定のデューティ比（例えば、５０％）の信号であって、ファンモータ１１の回転数に応じて周波数が変化する信号である。以下、ファンモータ１１の回転数に応じて変化する第１の信号の周波数は、第１の周波数と称する場合がある。
　記憶部１０３は、ファンモータ１１の回転数と、その回転数に応じた周波数とを関連付けたテーブルを、予め記憶している。したがって、信号処理部１０２は、取得したファンモータ１１の回転数に対応する周波数を記憶部１０３に記憶されたテーブルから読み取る。そして、信号処理部１０２は、予め設定されたデューティ比（第１のデューティ比）の信号であって、読み取った周波数の信号を第１の信号として出力部１０５に出力する。
　異常検出部１０４は、監視対象の異常を検出する。例えば、監視対象とは、冷却ファン制御装置１０内の過電圧や低電圧等の電圧異常である。異常検出部１０４は、監視対象の異常を検出した場合には、監視対象に異常が発生していることを示す異常信号を出力部１０５に出力する。
　出力部１０５は、異常検出部１０４により監視対象の異常が検出されない場合には、信号処理部１０２からの第１の信号を第２の信号線Ｌ２に出力する。出力部１０５は、異常検出部１０４により監視対象の異常が検出された場合には、第１の信号とは異なる第２の信号を第２の信号線Ｌ２に出力する。すなわち、出力部１０５は、異常検出部１０４から異常信号が供給されない場合には、信号処理部１０２からの第１の信号を第２の信号線Ｌ２に出力する。出力部１０５は、異常検出部１０４から異常信号が供給された場合には、第２の信号を第２の信号線Ｌ２に出力する。第２の信号は、第１の信号とは異なる信号であればよい。例えば、第１の信号が、固定のデューティ比（例えば、５０％）の信号であって、ファンモータ１１の回転数に応じて周波数が変化する信号である場合には、第２の信号は、第１のデューティ比とは異なる第２のデューティ比（例えば、２０％）の信号、又は第１の周波数以外の周波数（第２の周波数）の信号である。
　ここで、ファンモータ１１には回転している回転状態と、ファンモータ１１の回転が停止している停止状態とがある。ファンモータ１１が停止状態である場合には、ファンモータ１１の回転数が０である。そのため、第１の信号は周波数が０、すなわち、例えばハイアクティブの信号の場合にはロウレベルの信号である。したがって、出力部１０５は、異常検出部１０４により監視対象の異常が検出されない場合、且つファンモータ１１が停止状態である場合には、ロウレベルの第１の信号を第２の信号線Ｌ２に出力する。
　ただし、本実施形態では、これに限定されず、例えば、出力部１０５は、異常検出部１０４により監視対象の異常が検出されない場合、且つファンモータ１１が停止状態である場合には、第１の信号とは異なる第３の信号を出力してもよい。この場合、第３の信号とは、第１の信号及び第２の信号とは異なる信号である。換言すれば、出力部１０５は、異常検出部１０４により監視対象の異常が検出された場合には、ファンモータ１１の回転状態及び停止状態と区別可能な信号（第２の信号）を第２の信号線Ｌ２に出力する。これにより、制御装置２０は、信号線Ｌ２から出力される信号が第２の信号が否かを判定するだけで、監視対象の異常の有無を判定することができる。このように、制御装置２０は、信号線Ｌ２のみから出力される信号に基づいて監視対象の異常の有無を判定することができる。
　以下に、本実施形態における冷却ファン制御装置１０の処理のフローを説明する。
　図４は、本実施形態における冷却ファン制御装置１０の処理のフローを説明する図である。冷却ファン制御装置１０は、以下に示す処理を一定周期毎に行う。
　信号処理部１０２は、回転検出部１５から出力される回転検出信号に基づいて、ファンモータ１１の回転に応じた第１の信号を生成する（ステップＳ１０１）。信号処理部１０２は、生成した第１の信号を出力部１０５に出力する。
　出力部１０５は、監視対象に異常があるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。例えば、出力部１０５は、異常検出部１０４から異常信号を取得した場合には、監視対象に異常があると判定する。一方、出力部１０５は、異常検出部１０４から異常信号を取得しない場合には、監視対象に異常がないと判定する。
　出力部１０５は、監視対象に異常があると判定した場合、第２の信号を第２の信号線Ｌ２に出力する（ステップＳ１０３）。一方、出力部１０５は、監視対象に異常がないと判定した場合、第１の信号を第２の信号線Ｌ２に出力する（ステップＳ１０４）。これにより、制御装置２０は、信号線Ｌ２から出力される信号が第２の信号が否かを判定するだけで、監視対象の異常の有無を判定することができる。
　以下に、本実施形態における効果について、図５及び図６を用いて説明する。
　図５は、従来の冷却ファン制御装置における第１の信号線Ｌ１を経由する信号、および第２の信号線Ｌ２を経由する信号について、説明する図である。図６は、本実施形態における冷却ファン制御装置１０における第１の信号線Ｌ１を経由する信号、および第２の信号線Ｌ２を経由する信号について、説明する図である。
　図５に示すように、従来の冷却ファン制御装置２０３に異常がある場合は、第１の信号線Ｌ１と第２の信号線Ｌ２に対してロウレベルの信号を出力する。ただし、従来の冷却ファン制御装置は、異常がない場合において、ファンモータ１１が停止状態である場合は、ロウレベルの信号を第２の信号線Ｌ２を介して制御装置２０に出力する。そのため、制御装置２０は、第２の信号線Ｌ２から出力される信号だけでは、ファンモータ１１の停止状態と、冷却ファン制御装置２０３の異常とが区別ができない。したがって、冷却ファン制御装置２０３に異常がある場合には、制御装置２０は、第１の信号線Ｌ１から出力される信号に基づいて、冷却ファン制御装置２０３の異常の有無を判定する必要がある。また、制御装置２０は、第１の信号線Ｌ１を介して停止指令や回転指令を冷却ファン制御装置に出力する必要があるため、第１の信号線Ｌ１が接続されているポートを入出ポートにする必要がある。
　図６に示すように、本実施形態における冷却ファン制御装置１０は、異常がある場合は、ファンモータ１１の回転状態及び停止状態と区別可能な第２の信号を第２の信号線Ｌ２に出力する。これにより、制御装置２０は、第２の信号線Ｌ２から出力される信号に基づいて冷却ファン制御装置１０の異常の有無を判定することができる。したがって、制御装置２０は、第１の信号線Ｌ１が接続されているポートを入力ポートにすることができる。
　すなわち、制御装置２０は、第１の信号線Ｌ１に対して入力のみの処理を行えばよいため、制御装置２０の回路の簡素化が可能となる。
　上述したように、本実施形態における冷却ファン制御装置１０に異常が検出されない場合には、ファンモータ１１、すなわち冷却ファン１２の回転に応じた第１の信号が第２の信号線Ｌ１に出力される。冷却ファン制御装置１０に異常が検出された場合には、第１の信号とは異なる第２の信号が第２の信号線Ｌ２に出力される。これにより、制御装置２０は、第２の信号線Ｌ２から出力される信号のみに基づいて、冷却ファン制御装置１０の異常の有無を判定できる。したがって、従来と比較して、制御装置２０による冷却システム１の異常の有無を容易に判定可能となる。
　冷却ファン制御装置１０の各部は、ハードウエアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよく、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせにより実現されてもよい。また、プログラムが実行されることにより、コンピュータが、冷却ファン制御装置１０の一部として機能してもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な媒体に記憶されていてもよく、ネットワークに接続された記憶装置に記憶されていてもよい。
　以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
１　冷却システム
１０　冷却ファン制御装置
１１　ファンモータ
１２　冷却ファン
２０　制御装置
１０１　モータ駆動部
１０２　信号処理部
１０３　記憶部
１０４　異常検出部
１０５　出力部

Claims (5)

  1. 　上位の制御装置に対して第１の信号線と第２の信号線とを介して接続され、前記制御装置から前記第１の信号線を介して出力された回転指令に基づいて冷却ファンを回転制御する冷却ファン制御装置であって、
    　前記冷却ファンを制御する機構における監視対象の異常を検出する異常検出部と、
    　前記異常検出部により前記異常が検出されない場合には、前記冷却ファンの回転に応じた第１の信号を前記第２の信号線に出力し、前記異常検出部により前記異常が検出された場合には、前記第１の信号とは異なる第２の信号を前記第２の信号線に出力する出力部と、
    　を備える冷却ファン制御装置。
  2. 　前記第１の信号は、前記冷却ファンの回転数に応じた第１の周波数のパルス信号であり、
    　前記第２の信号は、前記第１の周波数以外の第２の周波数のパルス信号である請求項１に記載の冷却ファン制御装置。
  3. 　前記第１の信号は、前記冷却ファンの回転数に応じた第１のデューティ比の信号であり、
    　前記第２の信号は、前記第１のデューティ比以外の第２のデューティ比の信号である請求項１に記載の冷却ファン制御装置。
  4. 　前記出力部は、前記異常が検出されない場合において、前記冷却ファンが回転している場合には前記第１の信号を前記第２の信号線に出力し、前記冷却ファンが停止している場合において、前記第１の信号と前記第２の信号との両方とは異なる第３の信号を前記第２の信号線に出力する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の冷却ファン制御装置。
  5. 　前記冷却ファンは、車両のラジエータ冷却用のファンである請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の冷却ファン制御装置。
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