JPS5891396A - 送風フアン速度制御装置 - Google Patents

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】 本発明は車両用空調装置等に用いて好適な送風ファン速
度制御装置に関するもので、モータ電流が異常に上昇し
たとき、又はモータ端子電圧が異常に低下したとき送風
ファンの電流を停止させる送風ファン速度制御装置に関
する。

従来の車両用送風ファンの速度制御は一般には容量の大
きい抵抗を１−４段階に切り替えて回転数を制御し、モ
ータがロック等の異常時には抵抗の発熱を利用して温度
ヒユーズによシ給電を停止させるか、又は抵抗の発熱で
抵抗自身を溶断させていた。

しかるに、こうした従来の構成では、ヒユーズの作動及
び抵抗の溶断の信頼性が低く給電が停止するまで長い時
間がかかシ、モータへ悪影響をおよぼす欠１保があった
。一方、送にファンの速度制御を無段変速方式で実現す
べくパワートランジスタ等を抵抗の代わ９に用いること
が提案されているが、従来のヒユーズを利用した方式に
て、モータがロックすると、モータばかシかパワートラ
ンジスタまで破壊してしまうという欠点があった′。

ここでモータロックの原因について考えてみると、異物
混入によるロックと寒冷地におけるロック、つまり、雪
入シによるモータの凍結や、オイルが、固くなシロツク
するという二つの場合が考えられる。前者の場合には、
時間とともにロック解除する可能性がないが、後者の場
合には、七゛−タが破壊する前にモ〒りの発熱により、
ロックが解除することが多分にあった。

ところで、実際に、凍結ロック解除試験を行なうと、例
えば、凍結させたモータにＨｉの電圧（一般には１ｇＶ
）を印加し、凍結解除し、モータが回転しだすと同時に
Ｌｏの電圧（モータ正常時に４〜６Ｖ）に切替えると、
モータが停止したりモータの回転が非常に不安定になシ
、回転スピードも低下してしまうことがしばしば発生し
た。

また凍結の程度にもよるが、仁の不安定状態が長時間続
くこともあった。

本発明は上記の欠点を解消するものである。

本発明の目的は、送風ファン速度制御にパワートランジ
スタ等を用いた無段変速制御装置を提供異常に上昇した
時、又はモータ端子電圧が異常に低下した時、モータロ
ックを検知し、更にロック検出後一定時間モータ＜Ｈｉ
の電圧を印加し続け、その間にロックが解除した時は、
凍結ロックであったためさらに一定時間、Ｈｉの電圧を
供給し続はプロワモータの凍結を完全に解除すべく、フ
オームアップを行ない、その後プロワ゛毛−タ正常時の
通常風量制御にすみやかに移す侭および、逆にモータロ
ックが解除しない時には、リレー接点を開にし、モータ
への電流をカットし、モータト、パワートランジスタを
保護する１点にある。

しかして上記制御方式を実現するためには、モータのロ
ック検出機構が正しく動作する事が必要である。

モータに供給される電力が最大でない時にモータがロッ
クすると、パワートランジスタ等の電力損失によりモー
タ端子電圧が異常に低下した事によ）モータロックが検
出される。この時、上記制御手順により、モータ（最大
電力を供給すると、モータ端子電圧が急激に上昇し、ロ
ック判定レベ／Ｌ／Ｊ４上になるが、モータ電流はモー
タコイ〃のインダクタンスにより緩やかに増加し、直ち
にロック判定レベルには至らない。従って、モータはロ
ックしているにもかかわらず、最大電力を供給した直後
は、ロック検出条件よ郵はずれ、モータロック検出機構
はモータがロックしていないと判定する。また上記制御
手順によれば、ロック解除によりさらに一定時間最大電
圧を供給した後すみやかに通常風量制御に移行するが、
モータには凍結を完全に解除するだけの電力が供給され
久いので、凍結の程度によっては不安定な状部が続いた
シ、場合によっては停止する。

本発明は、上記速度制御装置で、モータのロック検出を
、モータの電流及びモータの端子電圧によシ行なった時
、制御電力を急激に変化させ走時は、一定時間ロック検
出を停止して停止期間中の制御は停止直前のロック信号
に従って行なうものである。この方式により上記制御方
式の実施に際しモータロック誤検出を防止して、所望の
効果を得ることができる。

以下、本発明による送風ファン速度制御装置を実施例に
従って詳細に説明する。

第１図は本発明による送風ファン速度制御装置の回路構
成図を示す。第１図において予め定められたエアコン制
御プログラムに従い演算処理を行ナウマイクロコンピュ
ータが使用される。

ｌはエアコン操作バネ〜で、エアコンの作動停止及びプ
ロワモードＯＦＦ、ムＵ　Ｔ　Ｏ、ＬｏＮＨｉを選定す
るための風量設定器１ｍ、室温（’Ｃ）を設定する室温
設定器１ｂ１図示しない吸込吹出モードを選定するため
のモード設定器、プロワモータロック表示器１（１等を
有している。２は外気温を検出するセンサ、８は内気温
を検出するセンサ、会はその他の吹出温センサ等である
。ｂは送風用ファン駆動用直流モータ、即ちプロワモー
タ、６はモータ電流を検出する微小抵抗値を有する検流
抵抗器、Ｔｒｌ　、Ｔｒ２は送風ファンの速度制御用パ
ワートランジスタ、８はファン速度にしてり。

相当の容量の大きい抵抗値を有する抵抗器で、モータ電
流をパワートランジスタＴｒ＋ｅＴｒａＫ全部流すので
なく、一部パイバスさせる為と、モータ起動用として働
く。９はプロワモータｂをＨｉで作動させる為の１ｌＩ
ｉリレーである。１０はム／Ｄ２［Ｊでモータロックを
検出するための、モータ端子間電圧ＶＭ及び、モータ電
流ＩＭＥ相当する、検流抵抗器６０両端電圧ｖＲ，コン
トロー〜パネルｌ、外気センサ２．内気センサ３．その
他のセンサ４のアナログ信号をデジタル信号に変換し、
マイクロコンピュータ１１に送る働きをする。マイクロ
コンピュータ１１は予め定められたエアコン制御プログ
ラムに従って演算処理を行なうシングルチップのコンピ
ュータである。１ｚはＤ／ム変換器でコンピュータ１１
のデジタル風量信号をアナログ信号に変換しパワートラ
ンジスタＴｒｌ。

ＴｒｘＫ送る働きをする。１３は図示しない空調装置の
吸込、吹出口切替ダンパー、温調ダンパー。

その他コンプレッサや、ウォーターバ〜プヲ駆動するア
クチェータで、マイクロコンピュータｌｌの指令信号忙
従い作動する。１４はバッテリ、１５は点火（ＩＱ）ス
イッチである。１６はプロワ電源のオン・オフを行なう
ヒータリレーである。

第２図は本発明による送風ファン速度制御装置の処理手
順を示すフローチャートである。

本発明装置を備えた車両において、ＩＱスイッチ１ｂが
オンされると、−マイクロコンピュータ１１に電源が供
給されステップ１００のイニシャライズルーチンよシ演
算処理が開始される。ステップ１００は、演算処理に必
要な初期値をセット特にプロワ制御に関しては、プロワ
ロックフラグＦＢ＝ｏ、エアコンスタートフラグＦ８＝
Ｏ，エアコン運転中フフグ’　Ｄ　”　Ｏｅ低温プロワ
ロックフラグ！五；０タイマーＴ１；６秒をセットする
、次のステップ１０１ではデータ読込〃−チンで、プロ
ｖ−ｔニーＦ（ＯＦＦ、ムＵＴＯ，Ｌｏ、Ｈｉ　）。

外気温（Ｔ　ａ　ｍ　）　、内気温、その他センサプロ
ワモータ端子電圧（ＶＭ）検流抵抗器両端の電圧　　　
　□ｖＨから毛−夕電流に変換したｉ［（ＩＭ）、その
他殺定器等のデ・−夕を所定のメモ９１に収納する熱処
理を行なう。但しステップ１０１０により、タイマＴ！
が０（Ｔａ（０，３秒の時はＶＭ、ＩＭは過渡状態とみ
なし、データの更新を行なわないが、それ以外ではステ
ップ１０１１でデータＶＭ。

ＩＭを別のメモリ費地へ転送することによって更新する
。

ステップ１０ｆｆｉは、風量設定器がオフモード、つま
りエアコン作動停止になっているかを判別するステップ
で、オフモード時には、ステップ１０３へ行き、ヒータ
リレーオフ、アクチェータ停止。

スタートフラグＦＢ＝０エアコン運転中フラグＦＤ＝Ｏ
にセットする処理を行ない、ステップ１０１へ行き、オ
フモードが解除されるまでステップ１０１．１０ｇ、１
０８をくシ返すことになる。次にオフモードでない場合
は、ステップ１０４へ行キ、ロックフラグｌ’Ｒからモ
ータがロックしているかどうかを判断し、ＦＢ＝１（ロ
ック時）にはステップｌＯ５でモータロック表示器ｌＣ
を作動させ後述する、ステップ１８６のプロワ制御ゆ外
のム１０制御プログフム処理に移る。一方ＦＢ＝ｏの時
には、ステップ１０６へ行き、スタートフラグＦ８から
ムダＣスター１時がどうか判断し、スタート時（Ｆ＆＝
Ｏ）には、プロワモータ起動制御、つまりモータ起動時
には一定時間パワートランジスタＴｒｌ、Ｔｒｌを開に
し、Ｌｏ抵抗器８を介して、モータ５に電流を印加し、
過大な起動電流によるパワートランジスタＴｒｙ、Ｔｒ
１の破壊を保護する制御を行なう。

具体的には、ステップｌｏｇでＦｓ＝ｏ（スタート時）
には、ステップ１０７へ行きタイマＴＩを０スタートし
、ｒＢ＝ｔにセットしステップ１０８でヒータリレー１
６をオンすると同時にプロワＬ。

（パワートランジスタＴｒ　ｓ　、　Ｔ　Ｔ　ｚ　を開
状１１１にする）に固定し、ステップ１２５へ移る。ス
テップ１０６でスタート時でない時（Ｆｓ＝１）には。

ステップ１０９へ行き、タイマＴ１が３秒経過したかを
判定し、２秒以内の時は、何もせず、つまシブロワＬｏ
のなシでステップ１２５へ抜ける。

２秒経過後は、ステップ１１０でタイマＴ１をストップ
させ、モータ５がロックしているかどうかの判定処理に
移る。

第３図は本発明に用いられるプロワモータの正常作動時
とロック時の電圧・電流特性図を示す。

即ちプロワモータの印加電圧ＶＭと電流ＩＭを示ｔもの
で特性ａはプロワモータの正常時のもの、特性すはプロ
ワモータのロック時の測定結果である。

この第３図かられかる様に、モータ６がロックした場合
には異常に電流が増加することから、破線Ｃに示すロッ
ク判断基準を設け、その時の電圧ＶＭに対するモータ電
流ＩＭが破線Ｃより大きい場合をロックしていると判断
すれば良い。そこで本発明によれば、ステップ１１１で
、モータ印加電圧ＶＭからロック判断基準である基準Ｉ
ＥｉＩを求め、次のステップ１１ｇで検流抵抗器６より
求めたモータ電流ＩＭとの比較′を行ない、その結果Ｉ
Ｍ）Ｉの時は、ロックと判断し、ステップ１１１６へ、
そうでない時はステップ１１４へ行き、タイマＴ：をス
トップ及びＩＦＩ）＝１にセットする。但し本発明によ
るとステップ１１１０によ）タイマＴＩ＋が０．８秒経
過前つｔ９モータ印加電圧ＶＭ、グＦＨが１かどうか判
定し、ｌの時はモータ６の凍結を解除してモーターが回
転をはじめたばか夛である仁とを示しているので、次の
ステップ１１４１へ行きタイマＴｓを０秒からスタート
させると同時に、！■をｐＨ＝　０４Ｃセツ）ｔｌ［ｌ
、、ステップｌｆ６へ移る。ステップ１１４０でＦＨＨ
Ｏ２時は、ステップ１１４ｇへ行き、タイマＴ１が８秒
経過し丸かを判別するステップへ行く。タイマＴ３が２
秒以内の時は、ステップ１＄１５へ行く。つｔＤ、いっ
たん凍結モータロックを解除した時は、その後２秒間Ｈ
ｉに固定する処理を行なうわけである。ステップ１１４
２でＴ３〉８秒の時ハ、ステップ１１４２１へ行き、タ
イマＴ３をストップさせステップ１１５の処理に移る。

又、ステップ１１５では風量設定１９１ｍが自動（ムＵ
ＴＯ）か又は手動（Ｌｏ〜Ｈｉ）かを判定し、手動の場
合には、風量設定器Ｈｍで設定した風量となる様にＤ／
Ａ変換器１ｇに信号を送る処理をステップ１１６で行な
い、ステップ１２５へ行く。

一方、自動（ＡＵＴＯ）の場合には、ステップ１１７へ
行き、従来公知のプロワ自動（ムＵＴ、０）制御、例え
ば、室温と、設定室温の差が大きいほど風量を自動的に
増加する、あるいは吹出中１ｉＣ温か高い時又は低い時
は風量を増加させ更に、中間温度の時は風量を減少させ
る様な制御を行ない、ステップ１２５へ移る。ステップ
１１２でロックと判断した時には、ステップｌ！１６へ
行き、プロワ−モータ回転中にロックしたかどうかを判
別する処理を行なう。セータ回転中（ＦＤ＝１）にロッ
クした場合は、凍結による解除する可能性のあるロック
ではなく、異物混入等によるロックであるため、ステッ
プ１１９へ行きプロワをオフ（ヒータリレ、オフ）シ、
次のステップＩｇｏでプロヮロツクフフグＦＢをｙＲ＝
１にセットし、ステップ１２５へ行く。ステップ１２６
でｌ’Ｄ〜ｌの場合は起動時のロックであるため、外気
温によシ、ロック検知後すぐモータ電流をカットするか
、ある時間モータに電流を流し、凍結を解除する様にす
るかを判断処理するステップ１１８からはじまるプログ
ラムへ移る。

ステップ１１８は起動フラグＦＨを監視する所で、ＦＨ
＝　１の時は、起動時ロックを検出し、８秒タイマＴ２
が作動し、かつプロワがＨ１Ｋ制御（実際はモータ６が
ロックしているが、モータ６にはＨｉの電圧が印加され
た状態）されているから、タイマＴ！が２秒経過したか
どうか判別するステップｌｆ８へ行く。ステップ１１Ｂ
でＦＨ−０の時は、起動時ロックを検出した１回目であ
るため、外気温を判別するステップ１１８へ移る。

ステップ１１８で外気温が０℃以上の時は、凍結による
ロックではないためステップ１１９へ行き、プロワオフ
（ヒータリレーオフ）ＫＬ、次のステップ１！０で、プ
ロワロックフフグＦＢ＝１にセットし、ステップ１１＆
へ移る。ステップ１１ｇで外気０℃以下、つｔ）モータ
ロック解除の可能性が有ると判断した場合にはステップ
１ｉｌｌでりイマＴ２をスタートさせ、低温ロックフラ
グＦ［、−１にセットし、次のステップ１２Ｂでブロワ
Ｈｉリレー９をオンさせプロワモータをＨｉで作動させ
る処理を行ない、タイマ１２秒経過したか判定するステ
ップｔｇｓへ行く。Ｔ２が８秒経過した時は２秒間モー
タ５に通電し、その間の発熱および回転トルクによりモ
ータ６の凍結によるロックの解除を計ったにもかかわら
ずロックしている場合、つまり凍結によるロックではな
い場合であるため、ステップ１２４でタイマＴ２をスト
ップさせ、ステップ１１９へ移りモータ電流をカットさ
せる。ステップ１１１１１１でＴ２〈２秒の時は、何も
せず、つまりプロワモータＨ４のなシでステップ１２５
へ行く。

ステラ７’ｌ　２５では、風量制御以外のエアコン制御
、例えば、各センサ、設定器のデータから、必要吹出温
度を算出し、設定室温となる様アクチェータ１８を作動
させ九シ、コンプレッサ、ウォーターパルプの制御を行
なう従来公知のエアコン制御処理ルーチンである、処理
後はステップ１０１へ行く。

以上説明した演算処理を行なうため、異物の混入等によ
シ、完全にモータがロックした場合には。

モータロック表示器を作動させ乗員に知らせるとスフモ
ータ電流ヲカットし、パワートランジスタとモータを確
実に保護することができる。また、雪入り等の凍結によ
るモータロックが発生した時は、パワートランジスタに
電流を流すことなく、一定時間モータＫＨ１の通電を行
ない、モータの自己発熱による凍結ロック解除を自動的
に試みる様作動する。その結果ロック解除した場合はさ
らに一定時間Ｈｉの電圧を印加し、凍結を完全に解除す
べくウオームアツプを行ない、その後通常のプロワモー
タ制御を行なうが、ロック状態のなシの場合にはただち
に、モータロック表示器を作動させるとともにモータ電
流をカットす′る様作動する。

また、ロックを検出しヒータリレーをオフし走時は、コ
ンプレッサも停止するためエバポレータが凍結すること
もない。

さらに、モータの制御出力を急変させたときは所定時間
はロック検出を停止するので、ロックの誤判定が防止さ
れ、正しい作動を期すことができる。

なお上記の実施例では起動タイマＴ１を２秒、低温ロッ
クタイマＴ１を８秒ロック検出停止タイマをＯ，ａ秒タ
イマＴ１を２秒をしたが限定するものではない。

、また、低温ロックタイマＴ、は外気温によシ、例えば
温度が低いほど、モータが破壊しなり範囲で長く、温度
が高い時は短かくしても良い。

また、上記実施例ではＩＱをオフするまでモータロック
を記憶する様にしたがオフモードでリフレッシュしても
良い。

また、ロック検出をコンピュータの１０グラムで処理し
たが１、ハードロジック回路で構成しても良い。

−にモータ凍結ロックを判定するのに実施例では、起動
時にロックしているか、また外気温の低い時のロックか
で行なったが、限定するものではなく、どちらか一方で
凍結判定を行なって−良いし、また凍結判定を行なわな
くても良い。

以上説明したごとく、本発明によればモータがロックし
た場合には、一定時間モータに大電圧を印加してロック
解除の努力を行ない、ロックが解除した場合には凍結ロ
ックしていた可能性が強いため、さらに一定時間Ｈｉで
モータを回転させ、完全に凍結ロックを解除すべくウオ
ームアツプを行ない、通常の風量制御を行なうもので、
モータの過渡状態では、一定時間ロック検出を停止する
ので、誤検出による誤動作は生じない利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による送風ファン速度制御装置の回路構
成図、第２図は第１図に示される装置の処理手順を示す
フローチャート、第８図は本発明に用いられるプロワモ
ータの正常作動時とロック時の電圧・［流特性図を示す
。 ｌ・・・エアコン操作パネル、ｌｌ＆・・・風量設定器
、ＩＣ・・・モータロック表示器、２・・・外気温セン
サ、６・・・プロワモータ、６・・・検流抵抗器、８・
・・Ｌｏ抵抗Ｎ、９・・・プロワ■ｉリーレー、１１・
・・マイクロコンピュータ、１６−・・ヒータリレー。 代理人弁理士　岡　部　　　隆

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 送風ファンを駆動するための直流モータと直列に電流制
   御用トフンジスタが接続され該トフンジスタの電力損失
   に応じて該直流モータのトルクが変化し前記送風ファン
   の回転速度が斐わるように構成された送風ファン速度制
   御装置において、前記直流モータのロック時に一定時間
   該直流モータに最大風量電圧を印加しロック解除努力を
   行ない、ロック解除した場合には更に一定時間最大風量
   電圧で該直流モータを駆動後通常の送風制御に移行し、
   一方ロツク解除しない場合には直ちに前記直流モータ電
   流をカットするようにし、かつモータの制御出力を急激
   に変化させた時は所定時間はロック検出機能を停止して
   、該直流モータのロック誤判定を防止す′る事を特徴と
   する送風ファン速度制御装置。