JPH05118216A - 冷却装置の駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的安価で多段制御ができ、電力損失の少
ない冷却装置の駆動制御装置を提供する。 【構成】 水温センサ１３による送風要求信号、冷媒温
度センサ１４による送風要求信号、エアコンスイッチ１
５による送風要求信号のうち入力判定回路２０によって
選択された最も高い電圧の送風要求信号に応じて、この
信号Ｖｎが判定電圧Ｖａ以上で判定電圧Ｖｂ以下のとき
ＦＥＴ７を所定のデューティ比でＰＷＭ制御してモータ
１１またはモータ１１、１２を通電駆動し、信号Ｖｎが
電圧Ｖｂ以上で判定電圧Ｖｃ以下のときにモータ１１の
みをＰＷＭ制御してリレー８によりモータ１２を通電
し、信号Ｖｎが電圧Ｖｃ以上のときにリレー８によりモ
ータ１２を通電しモータ１１をＭＯＳＦＥＴ７により全
通電する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、同一の熱交換器に対し
て配置した２つの電動ファンにより送風冷却する冷却装
置の駆動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷却装置に用いられる２つの電動ファン
を制御する制御装置としては、２つのファンモータの直
列接続と並列接続とを切り替えるもの、モータに複数の
抵抗器を直列に接続して抵抗値を切り替えるもの、半導
体スイッチング素子をＰＷＭ制御してモータへの電流を
チョッピングして導通比率を制御するものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、モータの直列
と並列を切り替えるものでは、２段階制御しかできない
ため、熱交換器内の媒体の温度あるいは圧力に応じて制
御すると並列で作動する頻度が高くなり、その結果、モ
ータが高速回転するため騒音が発生する。また、抵抗器
を直列接続するものでは、抵抗器が発熱し電力損失が大
きくなるため、電力容量の大きな高価な抵抗器を用いな
ければならないとともに、放熱その他の対策のために大
きなスペースが必要となる。さらに、共通の半導体スイ
ッチング素子によって複数のモータを制御するために
は、大容量の半導体スイッチング素子が必要となるた
め、高価になるという問題があり、また、個々のモータ
をここの半導体スイッチング素子で駆動するには、半導
体素子固有の電力損失がその分増えるという問題があ
る。

【０００４】本発明は、比較的安価で多段制御ができ、
しかも電力損失の少ない駆動制御装置を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１の発
明では、同一の熱交換器に対して配置した２つのファン
を第１のモータおよび第２のモータによりそれぞれ駆動
して送風冷却する冷却装置の駆動制御装置において、電
源に対し前記第１のモータと直列接続された半導体スイ
ッチング素子と、前記電源に対し前記第２のモータと直
列接続される直列接点位置を有する電磁リレーと、前記
熱交換器中の媒体の温度または圧力を検出する検出手段
と、該検出手段の検出値に基づいて前記半導体スイッチ
ング素子および電磁リレーの作動を制御する制御回路部
とを備え、前記制御回路部は、前記媒体の温度または圧
力に応じて前記半導体スイッチング素子の導通比率を変
化させて前記第１のモータを駆動するとともに、前記媒
体の温度または圧力が所定値以上のとき、前記電磁リレ
ーを前記直列接続位置に切替えて前記電磁リレーを介し
て前記第２のモータを前記電源に接続し、前記２つのフ
ァンの合計風量を前記媒体温度または圧力の上昇に応じ
て増大させることを技術的手段とする。

【０００６】請求項２の発明では、同一の熱交換器に対
して配置した２つのファンを第１のモータおよび第２の
モータによりそれぞれ駆動して送風冷却する冷却装置の
駆動制御装置において、電源に対し前記第１のモータと
直列接続された半導体スイッチング素子と、前記第２の
モータを前記電源と接地間に接続する第１の接点位置お
よび前記第２のモータを前記第１のモータと並列に接続
する第２の接点位置を有する電磁リレーと、前記熱交換
器中の媒体の温度または圧力を検出する検出手段と、該
検出手段の検出値に基づいて前記半導体スイッチング素
子および電磁リレーの作動を制御する制御回路部とを備
え、前記制御回路部は、前記媒体の温度または圧力に応
じて前記半導体スイッチング素子の導通比率を変化させ
るとともに、前記媒体の温度または圧力が所定値以下の
とき、前記電磁リレーを前記第２の接点位置に切替え前
記第２のモータを前記第１のモータと並列に接続し、前
記媒体の温度または圧力が所定値以上のとき、前記電磁
リレーを前記第１の接点位置に切替え前記第２のモータ
を前記電源と前記接地間に接続し、前記２つのファンの
合計風量を前記媒体温度または圧力の上昇に応じて増大
させることを技術的手段とする。

【０００７】上記請求項１または請求項２の発明におい
て、前記制御回路部は、前記媒体の温度または圧力が前
記所定値より小さい第１の値以下のとき、前記半導体ス
イッチング素子を非導通とし、前記第１の値以上で且つ
前記所定値より大きい第２の値以下のとき、前記半導体
スイッチング素子を一定の低導通比率で駆動し、前記第
２の値以上のとき、前記半導体スイッチング素子を全導
通とするとよい。

【０００８】あるいは、前記制御回路部は、前記媒体の
温度または圧力が前記所定値より小さい第１の値のと
き、前記半導体スイッチング素子を非導通とし、前記第
１の値以上でかつ前記所定値以下のとき、前記半導体ス
イッチング素子の導通比率を所定の導通比率まで徐々に
増大させ、前記所定値以上でかつこの所定値より大きい
第２の値以下のとき、前記半導体スイッチング素子の導
通比率を前記所定の導通比率より低下させた後徐々に増
大させ、前記第２の値以上のとき、前記半導体スイッチ
ング素子を全導通とするとよい。

【０００９】請求項５の発明では、同一の熱交換器に対
して配置した２つのファンを第１のモータおよび第２の
モータによりそれぞれ駆動して送風冷却する冷却装置の
駆動制御装置において、電源に対し前記第１のモータと
直列接続された半導体スイッチング素子と、前記第２の
モータを前記電源と接地間に接続する第１の接点位置お
よび前記第２のモータを前記第１のモータと直列に接続
して両モータを前記電源と接地間に接続する第２の接点
位置を有する電磁リレーと、前記熱交換器中の媒体の温
度または圧力を検出する検出手段と、該検出手段の検出
値に基づいて前記半導体スイッチング素子および電磁リ
レーの作動を制御する制御回路部とを備え、前記制御回
路部は、前記媒体の温度または圧力が所定値以下のと
き、前記電磁リレーを第２の接点位置にするとともに前
記半導体スイッチング素子を非導通とし、前記媒体の温
度または圧力が所定値以上のとき、前記電磁リレーを前
記第１の接点位置に切り替えるとともに前記半導体スイ
ッチング素子の導通比率を前記媒体の温度または圧力に
応じて変化させることを技術的手段とする。

【００１０】請求項５に記載の発明において、前記制御
回路部は、前記媒体の温度または圧力が前記所定値より
低い第１の値以下のとき、前記第１のモータおよび第２
のモータへの電源を遮断する第２の電磁リレーを備える
とよい。

【００１１】さらに、請求項５または６に記載の発明に
おいて、前記制御回路部は、前記媒体の温度または圧力
が前記所定値以上でかつこの所定値より大きい第２の値
以下のとき、前記半導体スイッチング素子を一定の低導
通比率で駆動し、前記第２の値以上のとき、前記半導体
スイッチング素子を全導通とするとよい。

【００１２】

【作用】請求項１の発明では、熱交換器の媒体の温度ま
たは圧力が上昇するのに伴って半導体スイッチング素子
の導通比率が大きくなり、第１のモータの駆動率が大き
くなるため、第１のモータにより駆動されるファンの送
風量が大きくなる。また、媒体の温度または圧力または
温度が上昇して所定値以上になると、電磁リレーが直列
接続位置に切り替わり、第２のモータが電源と接続され
て駆動されるため、第２のモータにより駆動されるファ
ンによる送風が行われ、このとき第２のモータは、最大
回転数で回転して、最大風量を発生させる。従って、媒
体の温度または圧力が所定値になるまでは、第１のモー
タによる送風量が次第に大きくなり、所定値において第
２のモータによる送風が開始され、所定値以上において
は、第２のモータにより駆動されるファンの最大風量に
加えて、さらに第１のモータによる送風が媒体の温度ま
たは圧力に応じてより大きくなる。

【００１３】請求項２の発明では、媒体の温度または圧
力が所定値以下の場合には、第１のモータと第２のモー
タが並列接続された状態で、半導体スイッチング素子に
よって導通比率が媒体の温度または圧力に応じて変化す
るため、２つのファンはともに媒体の温度または圧力に
応じた送風を行う。所定値以上になると、第１のモータ
は半導体スイッチング素子に直列接続されたままで、第
２のモータのみが電磁リレーによって電源に直列接続さ
れるため、第２のモータによって駆動されるファンによ
る最大風量と、第１のモータにより駆動されるファンの
媒体の温度または圧力に応じた風量との和による風量の
送風が行われる。

【００１４】請求項３の発明では、媒体の温度または圧
力が所定値より小さい第１の値以下のときには、２つの
ファンによる送風はともに行われず、第１の値以上で第
２の値以下のときには、第１のモータにより駆動される
ファンが一定風量で送風を行い、このとき、所定値以上
であれば、第２のモータにより駆動されるファンによる
送風が合わせて行われる。

【００１５】請求項４の発明では、第１の値以下では、
２つのファンはともに駆動されず、所定値に達するまで
は、２つのファンが媒体の温度または圧力に応じて徐々
に大きくなる同じ風量で送風し、所定値になると、第２
のモータにより駆動されるファンが最大風量で送風し、
このとき半導体スイッチング素子の導通比率を一旦低下
させて、第１のモータによる風量との和の風量が、所定
値に達する直前の２つのファンのよる風量の和と著しい
差が生じないようにする。所定値以上においては、第２
のモータにより駆動されるファンの最大風量に加えて、
第１のモータにより駆動されるファンの送風量が媒体の
温度または圧力に応じて徐々に増大され、第２の値以上
では、第１のモータによるファンが最大風量で送風す
る。

【００１６】請求項５の発明では、媒体の温度または圧
力が所定値以下の場合には、直列接続された２つのモー
タに電源の電圧が印加されるため、それぞれのモータは
電源電圧の半分の電圧により駆動されるため、各ファン
は、それぞれ最大送風能力の半分の能力で送風を行う。
所定値以上の場合には、第２のモータは電源に直接接続
されるためこのモータにより駆動されるファンは最大送
風能力で送風を行う。また、第１のモータは、媒体の温
度または圧力に応じた導通比率で駆動されるため、この
モータにより駆動されるファンは、媒体の温度または圧
力に応じた送風量で送風を行う。従って、２つのファン
の送風能力の和は、媒体の温度または圧力に応じて可変
され、多段または無段階の送風制御を行うことができ
る。

【００１７】請求項６の発明によれば、媒体の温度が低
くまたは圧力が小さい場合には、送風を停止される。

【００１８】請求項７の発明によれば、３段階の送風制
御ができ、媒体の温度が高くまたは圧力が大きい場合に
は、２つのファンの最大送風能力で送風を行うことがで
きる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、２つのファンを用いた
送風制御において、媒体の温度または圧力に応じて、多
段または無段階の送風制御ができる。その場合、最大風
量を得るために、一方のモータは電磁リレーによって通
電され、他方のモータは、半導体スイッチング素子の全
導通によって通電されるため、半導体スイッチング素子
には、一方のモータの通電ができるだけの容量があれば
よいため、低容量のものを用いることができ、コストを
抑えることができる。

【００２０】

【実施例】次に本発明を実施例に基づいて説明する。図
１は、本発明の冷却装置の駆動制御装置を車両に適用し
た車両用冷却装置１０の第１実施例および第２実施例の
概略構成を示す。図１において、１は車両においてエン
ジンのウォータージャケット内の冷却水を放熱するため
のラジエータ、２は車両に搭載された冷凍サイクルにお
いて気相冷媒の放熱を行って液状冷媒にするための凝縮
器（コンデンサ）であり、これら縦列配置されたラジエ
ータ１および凝縮器２を送風冷却するために、それぞれ
モータ１１、１２により駆動される２つの電動ファン１
１Ａ、１２Ａが、ラジエータ１の前方に並置されてい
る。

【００２１】車両用冷却装置１０において、各モータ１
１、１２を駆動するための通電部材としては、ＭＯＳＦ
ＥＴ７と電磁リレー８とが設けられ、各モータ１１、１
２の一方の端子は、イグニッションスイッチ３をオンに
すると閉じられるメインリレーの接点４とヒューズ５と
を介してバッテリ６の正極と接続されるとともに、モー
タ１１の他方の端子は半導体スイッチング素子として設
けられたＭＯＳＦＥＴ７のドレイン７ａと接続され、モ
ータ１２の他方の端子は電磁リレー８の可動接点ａに接
続されている。電磁リレー８のブレーク接点８ｂは、Ｍ
ＯＳＦＥＴ７のドレイン７ａと接続されていて、電磁リ
レー８が駆動されないときには、モータ１２はモータ１
１に並列接続される。また、電磁リレー８のメーク接点
８ｃは、ＭＯＳＦＥＴ７のソース７ｂとともにバッテリ
６の負極と接続されていて、電磁リレー８が駆動される
と、モータ１２はバッテリ６に直接接続される。

【００２２】以上の、ＭＯＳＦＥＴ７および電磁リレー
８は、入力判定回路２０および出力制御回路４０からな
る制御回路部によって制御される。

【００２３】入力判定回路２０は、ラジエータ１内の冷
却水の温度を検知するためのサーミスタからなる水温セ
ンサ１３と、同じくサーミスタからなり凝縮器２内の冷
媒の温度を検知するための冷媒温度センサ１４とを備
え、水温センサ１３の検知温度に基づいた送風要求信号
Ｖ１、冷媒温度センサ１４の検知温度に基づいた送風要
求信号Ｖ２、および冷凍サイクルによるエアコン装置を
作動させるためのエアコンスイッチ１５の閉成信号に基
づいた送風要求信号Ｖ３のうちから、最も大きな送風要
求のある送風要求信号Ｖｎを選択して出力制御回路４０
へ伝送する。

【００２４】出力制御回路４０は、入力判定回路２０か
ら伝送される送風要求信号Ｖｎに応じて、ＭＯＳＦＥＴ
７および電磁リレー８をそれぞれ制御して、電動ファン
１１Ａ、１２Ａの送風量の和を多段制御あるいは無段階
制御する。なお、１１Ｂは、転流ダイオードである。

【００２５】次に、図２に基づいて、車両用冷却装置１
０の第１実施例を説明する。入力判定回路２０は、水温
センサ１３の検知信号を水温に比例した電圧に変換して
送風要求信号Ｖ１とする差動増幅回路２１と、冷媒温度
センサ１４の検知信号を冷媒温度に比例した電圧に変換
して送風要求信号Ｖ２とする差動増幅回路２２と、エア
コンスイッチ１５がオンのとき基準電圧を発生させて送
風要求信号Ｖ３とする基準電圧発生回路２３とを備え、
これら各回路の送風要求信号Ｖ１〜Ｖ３は、それぞれア
ナログオア回路２４へ送出される。アナログオア回路２
４においては各差動増幅回路２１、２２および基準電圧
発生回路２３の各送風要求信号Ｖ１〜Ｖ３のうち、最も
高い電圧が入力判定回路２０の送風要求信号Ｖｎとして
出力される。

【００２６】基準電圧発生回路２３は、エアコンスイッ
チ１５がオンのとき、バッテリ６の電圧を印加するため
のスイッチング用に設けられたトランジスタ２３ａを介
してバッテリ６の正極と負極との間に設けられた抵抗器
２５、２６による分圧回路によって出力制御回路４０に
より各モータ１１、１２を少なくとも低速回転させるた
めの基準電圧を送風要求信号Ｖ３として発生させる回路
であって、エアコンスイッチ１５がオンになると、トラ
ンジスタ２３ａの前段に設けられたＮＰＮ型のトランジ
スタ２３ｂがオンになり、それによってＰＮＰ型のトラ
ンジスタ２３ａがオンになって、分圧回路にバッテリ６
の電圧が印加されるため、送風要求信号Ｖ３が発生す
る。

【００２７】なお、冷媒温度に応じた信号電圧を発生す
る差動増幅回路２２には、冷媒温度の影響をなくすため
に、エアコンスイッチ１５がオフの場合に、トランジス
タ２７をオンにして差動増幅回路２２の出力電圧をロー
に切替えるための出力停止回路２８が備えられ、エアコ
ンが作動していない場合には、冷媒温度センサ１４の検
知信号に基づいた送風要求信号Ｖ２によって電動ファン
１１Ａ、１２Ａが制御されないようにしている。

【００２８】従って、エアコンスイッチ１５がオフの場
合には、冷媒の温度に関係なく差動増幅回路２２の出力
は出力停止回路２８によりローに切り替えられ、また、
基準電圧発生回路２３では、基準電圧が発生しないた
め、アナログオア回路２４は、水温センサ１３の検知温
度に応じた電圧を出力する差動増幅回路２１の送風要求
信号Ｖ１を、入力判定回路２０の出力電圧Ｖｎとして、
出力制御回路４０へ送出する。

【００２９】逆に、エアコンスイッチ１５がオンの場合
には、出力停止回路２８が作動せず、基準電圧発生回路
２３では基準電圧が発生するため、アナログオア回路２
４は、差動増幅回路２１、２２、基準電圧発生回路２３
の各送風要求信号Ｖ１〜Ｖ３のうち、最も高い電圧を選
択して入力判定回路２０の出力電圧Ｖｎとして、出力制
御回路４０へ送出する。

【００３０】出力制御回路４０は、入力判定回路２０か
ら出力される送風要求信号Ｖｎに基づいて、ＭＯＳＦＥ
Ｔ７および電磁リレー８を駆動制御して、モータ１１、
１２によって駆動される電動ファン１１Ａ、１２Ａの送
風量を３段階に制御するための駆動制御装置であって、
入力判定回路２０の送風要求信号Ｖｎに応じた３段階の
風量制御を行うための低速用比較回路４１、中速用比較
回路４２、高速用比較回路４３を有する。各比較回路４
１〜４３には、それぞれ判定電圧回路４１ａ、４２ａ、
４３ａが備えられており、各比較回路４１〜４３は、入
力判定回路２０の送風要求信号Ｖｎが、各判定電圧回路
４１ａ〜４３ａの低速判定電圧Ｖａ、中速判定電圧Ｖ
ｂ、高速判定電圧Ｖｃよりそれぞれ高い場合にそれぞれ
ハイレベルを出力し、それぞれ各判定電圧Ｖａ〜Ｖｃ以
下のときには、それぞれローレベルを出力する。ここ
で、各判定電圧回路４１ａ〜４３ａの各判定電圧Ｖａ、
Ｖｂ、判定電圧Ｖｃは、Ｖａ＜Ｖｂ＜Ｖｃの関係を有す
る。

【００３１】出力制御回路４０においては、電磁リレー
８のコイル８Ａを中速用比較回路４２の出力に応じて駆
動するためにトランジスタ４４が設けられ、また、ＭＯ
ＳＦＥＴ７を制御するために、ＭＯＳＦＥＴ７のゲート
への信号を反転させるトランジスタ４５と、このトラン
ジスタ４５を低速用比較回路４１の出力に応じて制御す
るためのＰＷＭ制御用比較回路４６と、トランジスタ４
５を高速用比較回路４３の出力に応じて制御するための
トランジスタ４７とが設けられている。

【００３２】ＰＷＭ制御用比較回路４６は、低速用比較
回路４１がハイレベルを出力するときトランジスタ４８
がオンになって抵抗器４８ａと抵抗器４８ｂによる分圧
回路により一定の電圧を発生する電圧発生回路４６ａ
と、三角波を発生する三角波発生回路４６ｂを備えてお
り、電圧発生回路４６ａの電圧と三角波発生回路４６ｂ
の電圧とを比較することによって、低速用比較回路４１
の出力がハイレベルのときに、所定のデューティ比のＰ
ＷＭ制御用のパルス信号を発生して、トランジスタ４５
をスイッチング制御する。

【００３３】なお、低速用比較回路４１の出力がローレ
ベルでトランジスタ４８がオフのときには、バッテリ６
の電圧が抵抗器４８ａを介して電圧発生回路４６ａの出
力電圧としてＰＷＭ制御用比較回路４６へ入力され、こ
の電圧は三角波発生回路４６ｂからＰＷＭ制御用比較回
路４６へ入力される三角波の電圧より常に高くなるよう
に設定されているため、ＰＷＭ制御用比較回路４６はハ
イレベルを出力する。従って、トランジスタ４５はオン
となり、ＭＯＳＦＥＴ７をオフにする。

【００３４】一方、トランジスタ４７は、高速用比較回
路４３がローレベルを出力するときにはオフになるため
トランジスタ４５に対して作用せず、高速用比較回路４
３がハイレベルを出力するときにはオンになるため、Ｐ
ＷＭ制御用比較回路４６の出力をローレベルに固定して
トランジスタ４５をオフにすることにより、ＰＷＭ制御
用比較回路４６の出力に関係なくＭＯＳＦＥＴ７を強制
的にオン状態に駆動する。

【００３５】次に、以上の構成からなる出力制御回路４
０の作動を、図３を参考にして説明する。エアコンスイ
ッチ１５がオフであって、ラジエータ１の水温が低く、
入力判定回路２０の送風要求信号Ｖｎが、判定電圧Ｖａ
より低い場合には、各比較回路４１〜４３がいずれもロ
ーレベルになるため、トランジスタ４８はオフになり、
ＰＷＭ制御用比較回路４６の出力はハイレベルになり、
このとき、トランジスタ４７は高速用比較回路４３の出
力によりオフであるため、トランジスタ４５はオンにな
る。従って、ＭＯＳＦＥＴ７はオンにならない。このと
き、中速用比較回路４２の出力によりトランジスタ４４
はオフになり、電磁リレー８のコイル８Ａは通電されな
いため、モータ１２はモータ１１と並列に接続されてい
る。従って、モータ１１とモータ１２はともにＭＯＳＦ
ＥＴ７による駆動が行われないため、通電されない。こ
の結果、電動ファン１１Ａ、１２Ａはいずれも作動しな
い。

【００３６】送風要求信号Ｖｎが、判定電圧Ｖａより高
く判定電圧Ｖｂより低い場合には、低速用比較回路４１
のみがハイレベルになり、ＰＷＭ制御用比較回路４６が
所定のデューティ比のＰＷＭ制御用のパルス信号を出力
するため、トランジスタ４５が所定のデューティ比でス
イッチングされ、この結果、ＰＷＭ制御用比較回路４６
のパルス信号が反転されたデューティ比でＭＯＳＦＥＴ
７がスイッチングされる。従って、モータ１１、１２は
ＭＯＳＦＥＴ７により低デューティ比で通電駆動され、
電動ファン１１Ａ、１２Ａは、ともに低速回転で作動
し、送風量の和は、小風量となる。

【００３７】送風要求信号Ｖｎが、判定電圧Ｖｂより高
く判定電圧Ｖｃより低い場合には、低速用比較回路４１
の出力に加えて、中速用比較回路４２の出力がハイレベ
ルになるため、中速用比較回路４２により制御されるト
ランジスタ４４がオンになり、コイル８Ａが通電される
ため、電磁リレー８は可動接点８ａをメーク接点８ｃと
接続する。この結果、モータ１１はＭＯＳＦＥＴ７によ
り低デューティで通電駆動されたままで、モータ１２の
みがバッテリ６と直接接続される。従って、電動ファン
１１Ａは低速回転し、電動ファン１２Ａは高速回転する
ため、２つのファン１１Ａ、１２Ａの送風量の和は、中
風量となる。

【００３８】送風要求信号Ｖｎが、判定電圧Ｖｃより高
い場合には、各比較回路４１〜４３がすべてハイレベル
になるため、高速用比較回路４３により制御されるトラ
ンジスタ４７がオンになり、これによってトランジスタ
４５がオフになるため、ＭＯＳＦＥＴ７は、ＰＷＭ制御
用比較回路４６のパルス信号による制御を受けず、連続
してオンの状態になるため、モータ１１が連続して通電
される。この結果、電動ファン１１Ａは高速回転し、電
動ファン１２Ａは高速回転するため、２つのファン１１
Ａ、１２Ａの送風量の和は、大風量となる。

【００３９】次に、本発明の第２実施例を図４に基づい
て説明する。第２実施例では、送風量の制御状態を３段
階にした第１実施例の出力制御回路４０に代えて、送風
量を連続変化させるようにした無段階制御を行う出力制
御回路４０Ａを用いている。以下、出力制御回路４０Ａ
の構成を説明する。なお、図４中、図１、図２と同符号
のものは同一物または同一機能物を示す。

【００４０】第２実施例では、第１実施例において送風
要求信号Ｖｎを判定電圧Ｖａと比較してその判定結果の
みを出力した低速用比較回路４１とトランジスタ４８に
代えて、差動増幅回路４１Ａとアナログオア回路４１Ｂ
とを設けて、アナログオア回路４１Ｂの一方の入力端子
には、送風要求信号Ｖｎを抵抗器４１Ｃを介して接続
し、他方の入力端子には抵抗器４１Ｃを介してアナログ
オア回路４１Ｂに入力される送風要求信号Ｖｎ１に対し
て、送風要求信号Ｖｎを所定の割合で縮小して送風要求
信号Ｖｎ２とした信号を出力する差動増幅回路４１Ａの
出力を接続している。

【００４１】また、抵抗器４１Ｃが接続された入力端子
には、電磁リレー８を制御するための中速用比較回路４
２の出力によって制御されるスイッチング用のトランジ
スタ４１Ｄのコレクタが接続されている。これにより、
送風要求信号Ｖｎが中速用比較回路４２における判定電
圧Ｖｂより低くトランジスタ４１Ｄがオフの場合には、
抵抗器４１Ｃを介してアナログオア回路４１Ｂに入力さ
れる送風要求信号Ｖｎの電圧が高くなり、送風要求信号
Ｖｎが判定電圧Ｖｂより高くトランジスタ４１Ｄがオン
の場合には、差動増幅回路４１Ａを介してアナログオア
回路４１Ｂに入力される送風要求信号Ｖｎの電圧が高く
なる。

【００４２】ＰＷＭ制御用比較回路４６は、送風要求信
号Ｖｎから得られる２つの信号のうち電圧のアナログオ
ア回路４１Ｂによって得られる高い方の信号を三角波発
生回路４６ｂの信号と比較して、アナログオア回路４１
Ｂからの送風要求信号Ｖｎが三角波発生回路４６ｂの出
力より高くなる部分があるとき、三角波発生回路４６ｂ
の出力より高い間だけ出力がハイレベルになるデューテ
ィ比のパルス信号をモータ１１、１２をＰＷＭ制御する
ための信号として発生する。さらに、ＰＷＭ制御用比較
回路４６の出力側には、ＰＷＭ制御用比較回路４６のオ
ン状態に整合させてＭＯＳＦＥＴ７をオン状態にスイッ
チングするために、トランジスタ４５との間にトランジ
スタ４６Ａによるスイッチング回路を１段設けている。

【００４３】次に、以上の構成からなる第２実施例の出
力制御回路４０Ａの作動を、図５を参考にして説明す
る。抵抗器４１Ｃを介してアナログオア回路４１Ｂに入
力される送風要求信号Ｖｎが、三角波発生回路４６ｂの
出力より低く、ＰＷＭ制御用のパルス信号が発生しない
場合には、ＰＷＭ制御用比較回路４６の出力がローレベ
ルになるため、ＭＯＳＦＥＴ７はオンにならず、モータ
１１、１２はいずれも通電されない。従って、電動ファ
ン１１Ａ、１２Ａは送風しない。

【００４４】抵抗器４１Ｃを介してアナログオア回路４
１Ｂに入力される送風要求信号Ｖｎが高くなり、ＰＷＭ
制御用比較回路４６によるＰＷＭ制御用のパルス信号が
発生すると、そのパルス信号に応じたデューティ比でて
ＭＯＳＦＥＴ７がオンになる。このＭＯＳＦＥＴ７がオ
ンになるデューティ比は、送風要求信号Ｖｎが判定電圧
Ｖｂより低い間においては、送風要求信号Ｖｎが高くな
るほど高くなる。このとき、電磁リレー８のコイル８Ａ
は通電されないため、モータ１１、１２はともにＭＯＳ
ＦＥＴ７によるＰＷＭ制御によって送風要求信号Ｖｎに
応じて通電される。従って、電動ファン１１Ａ、１２Ａ
は、ともに送風要求信号Ｖｎに応じた中速以下の回転に
制御され、送風量の和は、中風量以下になる。

【００４５】送風要求信号Ｖｎが判定電圧Ｖｂ以上にな
ると、トランジスタ４１Ｄがオンになるため、ＰＷＭ制
御用比較回路４６では抵抗器４１Ｃを介して伝送される
送風要求信号Ｖｎ１に代えて、差動増幅回路４１Ａによ
って電圧が縮小された送風要求信号Ｖｎ２に基づいたＰ
ＷＭ制御用のパルス信号が発生する。従って、送風要求
信号Ｖｎが判定電圧Ｖｂになったとき、ＰＷＭ制御用比
較回路４６のパルス信号のデューティ比は一旦低下し、
送風要求信号Ｖｎが判定電圧Ｖｂより高くなるにつれ
て、再びデューティ比が高くなる。このとき電磁リレー
８のコイル８Ａは通電されていて、可動接点８ａはメー
ク接点８ｃと接続されているため、モータ１２はバッテ
リ６と直接接続される。従って、電動ファン１１Ａは、
送風要求信号Ｖｎに応じた中速以下の回転に制御され、
他方、電動ファン１２Ａは高速回転に制御されるため、
送風量の和は、中風量を中心とした中風量前後の風量に
なる。

【００４６】送風要求信号Ｖｎが判定電圧Ｖｃ以上にな
ると、トランジスタ４７がオンになるため、トランジス
タ４５はオフになり、ＰＷＭ制御用比較回路４６の出力
に関係なくＭＯＳＦＥＴ７は常時オンに制御される。従
って、モータ１１は連続通電されるため、電動ファン１
１Ａは高速回転に制御される。このとき電動ファン１２
は高速回転に制御されているため、送風量の和は、大風
量になる。

【００４７】図６、図７に本発明の第３実施例を示す。
なお、各図中、上記各実施例における同一物または同一
機能物については、同符号を付した。第３実施例の車両
用冷却装置１００では、バッテリ６から各モータ１１、
１２への給電回路に、電流遮断用の電磁リレー９が設け
られている。

【００４８】始めに、各モータ１１、１２への通電回路
について説明する。モータ１１は、一方の端子１１ａが
電磁リレー９の接点９ａおよびヒューズ５ａを介してバ
ッテリ６の正極と接続されており、他方の端子１１ｂ
は、電磁リレー８のブレーク接点８ｂに接続されてい
る。モータ１２は、電磁リレー８の可動接点８ａに一方
の端子が接続され、他方の端子は、バッテリ６の負極に
接続されている。電磁リレー８のメーク接点８ｃには、
接点９ａとヒューズ５ａとの接続点に分岐して接続され
たヒューズ５ｂが接続されている。ブレーク接点８ｂに
接続されたモータ１１の端子１１ｂは、ＭＯＳＦＥＴ７
のドレイン７ａとも接続されており、さらにドレイン７
ａには、転流用のダイオード１６のアノードが接続さ
れ、ダイオード１６のカソードとモータ１１の端子１１
ａとの間には、ノイズフィルタ１７が接続されている。

【００４９】電磁リレー８のコイル８Ａは、一方がイグ
ニッションスイッチ３を介してバッテリ６の電力を供給
するＰＮＰ型のトランジスタ５１のコレクタに接続さ
れ、他方がバッテリ６の負極に接続されている。同様
に、電磁リレー９のコイル９Ａは、一方がイグニッショ
ンスイッチ３を介してバッテリ６の電力を供給するＰＮ
Ｐ型のトランジスタ５２のコレクタに接続され、他方が
バッテリ６の負極に接続されている。

【００５０】以上の通電回路は、図７に示す制御回路５
０によって制御される。制御回路５０は、冷媒の温度を
検知する冷媒温度センサの代わりに、冷凍サイクル内の
冷媒の圧力を検知する圧力センサ５３を備えている。ま
た、エアコンの運転時に少なくとも小風量の送風制御を
行うために、冷凍サイクルにおける冷媒圧縮機にエンジ
ンの回転を伝達するためのマグネットクラッチのコイル
１８への通電を行うリレーの接点１９の信号を利用して
いる。ここでは、接点１９が閉じられて接続子Ｋを介し
てバッテリ６の電圧が印加されると、ＮＰＮ型のトラン
ジスタ５４がオンになり、それにより電磁リレー９を通
電するためのトランジスタ５２を接続子Ｌを介して強制
的にオンにする。

【００５１】制御回路５０には、圧力センサ５３の検知
圧力に応じた送風要求信号Ｖ２を得るための差動増幅回
路２２ａと、エアコンが運転していないときに、差動増
幅回路２２ａの出力をローレベルにするためのトランジ
スタ５５、５６が設けられ、アナログオア回路２４によ
って、ラジエータ１の水温に応じた差動増幅回路２１の
送風要求信号Ｖ１と冷媒の圧力に応じた差動増幅回路２
２ａの送風要求信号Ｖ２とのうち電圧の高い信号が送風
要求信号Ｖｎとして選択され、低速用比較回路４１、中
速用比較回路４２、高速用比較回路４３へ伝送される。

【００５２】低速用比較回路４１は、送風要求信号Ｖｎ
が判定電圧Ｖａより高いとき、トランジスタ５７をオン
にして、電磁リレー９を通電するためのトランジスタ５
２を接続子Ｌを介して強制的にオンにする。中速用比較
回路４２は、送風要求信号Ｖｎが判定電圧Ｖｂより高い
とき、トランジスタ５８をオンにして、電磁リレー８の
コイルＡを通電するためのトランジスタ５１を接続子Ｍ
を介してオンにすることによって電磁リレー８を駆動し
て、モータ１２をバッテリ６と直接接続させる。また、
中速用比較回路４２は、その出力を抵抗器５９、６０に
よって分圧する分圧回路を備え、分圧電圧をＰＷＭ制御
用比較回路４６に入力する。

【００５３】ＰＷＭ制御用比較回路４６は、中速用比較
回路４２がハイレベルのときの分圧電圧と、三角波発生
回路４６ｂの出力とにより所定のデューティ比（５０
％）のパルス信号を発生して、トランジスタ６１、４５
によってＰＷＭ制御用比較回路４６のパルス信号に整合
したデューティ比を有するＰＷＭ制御用の信号として、
接続子Ｎを介してＭＯＳＦＥＴ７のスイッチング信号と
する。高速用比較回路４３は、送風要求信号Ｖｎが判定
電圧Ｖｃより高いときに、トランジスタ４７をオンにす
ることによってトランジスタ４５をオフにして接続子Ｎ
をハイレベルに固定し、ＰＷＭ制御用比較回路４６の出
力に関係なくＭＯＳＦＥＴ７を強制的にオンにする。

【００５４】次に以上の構成からなる第３実施例の制御
回路５０の作動を図８を参考にして説明する。エアコン
が運転されていない場合には、トランジスタ５６がオン
になって差動増幅回路２２ａの出力がローレベルになる
ため、差動増幅回路２１によるラジエータ１の水温に応
じた送風要求信号Ｖ１に基づいて送風量が制御される。
また、エアコンが運転されている場合には、トランジス
タ５４がオンになり、少なくとも電磁リレー９が駆動さ
れ、各モータ１１、１２には、バッテリ６の電圧の半分
の電圧が印加されて、各ファン１１Ａ、１２Ａはそれぞ
れ半分の送風能力で送風を行い、送風量の和は、最大送
風量の５０パーセントになる。

【００５５】送風要求信号Ｖｎが、判定電圧Ｖａ以上で
判定電圧Ｖｂより低い場合には、ＭＯＳＦＥＴ７は駆動
されないため、同じく、送風量の和は、最大送風量の５
０パーセントになる。送風要求信号Ｖｎが、判定電圧Ｖ
ｂ以上で判定電圧Ｖｃより低い場合には、トランジスタ
５８、トランジスタ５１がオンになり、電磁リレー８が
駆動されるため、モータ１２は高速回転し、モータ１１
は、ＭＯＳＦＥＴ７によりデューティ比５０パーセント
でＰＷＭ制御されるため、中速回転を行う。この結果、
電動ファン１１Ａ、電動ファン１２Ａによる送風量の和
は、最大送風量の７５パーセントになる。送風要求信号
Ｖｎが、判定電圧Ｖｃ以上の場合には、電磁リレー８が
駆動された状態で、さらに、トランジスタ４７がオンに
なるため、ＭＯＳＦＥＴ７が連続してオンに制御され、
モータ１１は連続通電される。従って、各電動ファン１
１Ａ、１２Ａは、ともに高速回転して、最大送風量が得
られる。

【００５６】以上のとおり、上記の各実施例によれば、
電磁リレーとＭＯＳＦＥＴを用いて２つのモータの接続
を切り替えているため、３段階あるいは無段階の送風制
御を行うことができる。また、各モータを高速回転させ
る場合には、電磁リレーとＭＯＳＦＥＴとによってそれ
ぞれ個別に通電を行い、ＭＯＳＦＥＴをスイッチング動
作させてモータを制御する場合には、低デューティで作
動させるため、抵抗器を用いた場合のような電力損失が
少なく、また発熱が抑えられるため、ＭＯＳＦＥＴに
は、容量の小さなものを使用でき、コストを抑えること
ができる。また、第３実施例においては、ＭＯＳＦＥＴ
をスイッチング動作させる場合には、一方のモータのみ
を通電するため、ノイズ防止のためのノイズフィルタの
容量も小さくすることができ、コストを抑えることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例および第２実施例の概略回
路構成を示す回路図である。

【図２】本発明の第１実施例の出力制御回路を示す回路
図である。

【図３】本発明の第１実施例の動作説明のための説明図
である。

【図４】本発明の第２実施例の出力制御回路を示す回路
図である。

【図５】本発明の第２実施例の動作説明のための説明図
である。

【図６】本発明の第３実施例の概略回路構成を示す回路
図である。

【図７】本発明の第３実施例の制御回路を示す回路図で
ある。

【図８】本発明の第３実施例の動作説明のための説明図
である。

【符号の説明】

１ ラジエータ（熱交換器） ２ 凝縮器（熱交換器） １１Ａ、１２Ａ ファン（２つのファン） １１、１２ モータ ６ バッテリ（電源） ７ ＭＯＳＦＥＴ（半導体スイッチング素子） ８ 電磁リレー １３ 水温センサ（検出手段） １４ 冷媒温度センサ（検出手段） ２０ 入力判定回路（制御回路部） ４０ 出力制御回路（制御回路部）

フロントページの続き (72)発明者 河合 政治 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 (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一の熱交換器に対して配置した２つの
   ファンを第１のモータおよび第２のモータによりそれぞ
   れ駆動して送風冷却する冷却装置の駆動制御装置におい
   て、 電源に対し前記第１のモータと直列接続された半導体ス
   イッチング素子と、 前記電源に対し前記第２のモータと直列接続される直列
   接点位置を有する電磁リレーと、 前記熱交換器中の媒体の温度または圧力を検出する検出
   手段と、 該検出手段の検出値に基づいて前記半導体スイッチング
   素子および電磁リレーの作動を制御する制御回路部とを
   備え、 前記制御回路部は、前記媒体の温度または圧力に応じて
   前記半導体スイッチング素子の導通比率を変化させて前
   記第１のモータを駆動するとともに、前記媒体の温度ま
   たは圧力が所定値以上のとき、前記電磁リレーを前記直
   列接続位置に切替えて前記電磁リレーを介して前記第２
   のモータを前記電源に接続し、前記２つのファンの合計
   風量を前記媒体温度または圧力の上昇に応じて増大させ
   ることを特徴とする冷却装置の駆動制御装置。
2. 【請求項２】 同一の熱交換器に対して配置した２つの
   ファンを第１のモータおよび第２のモータによりそれぞ
   れ駆動して送風冷却する冷却装置の駆動制御装置におい
   て、 電源に対し前記第１のモータと直列接続された半導体ス
   イッチング素子と、 前記第２のモータを前記電源と接地間に接続する第１の
   接点位置および前記第２のモータを前記第１のモータと
   並列に接続する第２の接点位置を有する電磁リレーと、 前記熱交換器中の媒体の温度または圧力を検出する検出
   手段と、 該検出手段の検出値に基づいて前記半導体スイッチング
   素子および電磁リレーの作動を制御する制御回路部とを
   備え、 前記制御回路部は、前記媒体の温度または圧力に応じて
   前記半導体スイッチング素子の導通比率を変化させると
   ともに、前記媒体の温度または圧力が所定値以下のと
   き、前記電磁リレーを前記第２の接点位置に切替え前記
   第２のモータを前記第１のモータと並列に接続し、前記
   媒体の温度または圧力が所定値以上のとき、前記電磁リ
   レーを前記第１の接点位置に切替え前記第２のモータを
   前記電源と前記接地間に接続し、前記２つのファンの合
   計風量を前記媒体温度または圧力の上昇に応じて増大さ
   せることを特徴とする冷却装置の駆動制御装置。
3. 【請求項３】 前記制御回路部は、前記媒体の温度また
   は圧力が前記所定値より小さい第１の値以下のとき、前
   記半導体スイッチング素子を非導通とし、前記第１の値
   以上で且つ前記所定値より大きい第２の値以下のとき、
   前記半導体スイッチング素子を一定の低導通比率で駆動
   し、前記第２の値以上のとき、前記半導体スイッチング
   素子を全導通とすることを特徴とする請求項１または２
   に記載の冷却装置の駆動制御装置。
4. 【請求項４】 前記制御回路部は、前記媒体の温度また
   は圧力が前記所定値より小さい第１の値のとき、前記半
   導体スイッチング素子を非導通とし、前記第１の値以上
   でかつ前記所定値以下のとき、前記半導体スイッチング
   素子の導通比率を所定の導通比率まで徐々に増大させ、
   前記所定値以上でかつこの所定値より大きい第２の値以
   下のとき、前記半導体スイッチング素子の導通比率を前
   記所定の導通比率より低下させた後徐々に増大させ、前
   記第２の値以上のとき、前記半導体スイッチング素子を
   全導通とすることを特徴とする請求項１または２に記載
   の冷却装置の駆動制御装置。
5. 【請求項５】 同一の熱交換器に対して配置した２つの
   ファンを第１のモータおよび第２のモータによりそれぞ
   れ駆動して送風冷却する冷却装置の駆動制御装置におい
   て、 電源に対し前記第１のモータと直列接続された半導体ス
   イッチング素子と、 前記第２のモータを前記電源と接地間に接続する第１の
   接点位置および前記第２のモータを前記第１のモータと
   直列に接続して両モータを前記電源と接地間に接続する
   第２の接点位置を有する電磁リレーと、 前記熱交換器中の媒体の温度または圧力を検出する検出
   手段と、 該検出手段の検出値に基づいて前記半導体スイッチング
   素子および電磁リレーの作動を制御する制御回路部とを
   備え、 前記制御回路部は、前記媒体の温度または圧力が所定値
   以下のとき、前記電磁リレーを第２の接点位置にすると
   ともに前記半導体スイッチング素子を非導通とし、前記
   媒体の温度または圧力が所定値以上のとき、前記電磁リ
   レーを前記第１の接点位置に切り替えるとともに前記半
   導体スイッチング素子の導通比率を前記媒体の温度また
   は圧力に応じて変化させることを特徴とする冷却装置の
   駆動制御装置。
6. 【請求項６】 前記制御回路部は、前記媒体の温度また
   は圧力が前記所定値より低い第１の値以下のとき、前記
   第１のモータおよび第２のモータへの電源を遮断する第
   ２の電磁リレーを備えることを特徴とする請求項５に記
   載の冷却装置の駆動制御装置。
7. 【請求項７】 前記制御回路部は、前記媒体の温度また
   は圧力が前記所定値以上でかつこの所定値より大きい第
   ２の値以下のとき、前記半導体スイッチング素子を一定
   の低導通比率で駆動し、前記第２の値以上のとき、前記
   半導体スイッチング素子を全導通とすることを特徴とす
   る請求項５または６に記載の冷却装置の駆動制御装置。