特許 7180106 車載用冷却装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-21

(45)【発行日】2022-11-30

(54)【発明の名称】車載用冷却装置

(51)【国際特許分類】

   B60K 11/02 20060101AFI20221122BHJP

   F01P 7/04 20060101ALI20221122BHJP

【ＦＩ】

B60K11/02

F01P7/04 J

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018082236

(22)【出願日】2018-04-23

(65)【公開番号】P2019188945

(43)【公開日】2019-10-31

【審査請求日】2021-01-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】西山 康晴

【審査官】渡邊 義之

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－３０３６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１１５６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２５２４７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１２６９５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５４－１４９０５３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１５３１８０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ １１／００－ １５／１０

Ｆ０１Ｐ ７／０４

Ｂ６０Ｈ １／００－ ３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリ（４）を電源として駆動されるブラシレスモータ（６ａ）を用いた第１ファン（６）と、
前記バッテリを電源として駆動されるブラシ付きモータ（７ａ）を用いた第２ファン（７）と、
前記バッテリから前記第２ファンへの通電経路に設けられた通電リレー（９）と、
指令部から与えられる冷却指令に応じて、前記第１ファンを駆動し、前記冷却指令が高負荷レベルである場合に前記通電リレーをオン駆動して前記第２ファンをも駆動して送風させる駆動回路（８）とを備え、
前記駆動回路は、前記第１ファンを駆動し前記第２ファンを駆動していない状態で、前記第１ファンが外乱の影響を受けて前記ブラシレスモータの回転状態に異常が発生したことを検出したときに、前記第１ファンを停止すると共に、前記通電リレーをオン駆動して前記第２ファンを駆動する車載用冷却装置。

【請求項2】

前記駆動回路は、前記指令部に対して異常通知信号を送信可能な通信回路（１１）を備えている請求項１に記載の車載用冷却装置。

【請求項3】

前記駆動回路は、前記ブラシレスモータの回転状態に異常が発生したことを検出して前記第１ファンを停止した後、前記第２ファンを駆動した場合に、前記指令部から与えられる冷却指令が前記第２ファンの冷却能力を上回るときに前記異常通知信号を前記指令部に送信する請求項２に記載の車載用冷却装置。

【請求項4】

前記駆動回路は、前記ブラシレスモータの回転状態に異常が発生したことを検出して前記第１ファンを停止した後、前記第２ファンを駆動した場合に、前記指令部から与えられる冷却指令に応じて、前記通電リレーのオンオフ制御により前記第２ファンの稼働率を変更する請求項２または３に記載の車載用冷却装置。

【請求項5】

前記駆動回路は、前記指令部から与えられる冷却指令が所定レベル以下で前記第１ファンを始動する場合でも、前記第１ファンの駆動による発熱で回路部品の上限温度を超えることが予想される場合には、前記回路部品の温度が前記第１ファンの駆動による発熱で温度上昇しても前記上限温度以下となるまで前記第２ファンを単独で駆動する請求項２から４のいずれか一項に記載の車載用冷却装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車載用冷却装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両に設ける冷却装置として、冷却性能を確保する目的で２ファンのラジエータシステムを設けることがある。この場合、２個のファンは、ブラシレスモータとブラシ付モータを１個ずつ構成するものがある。

【0003】

この構成では、モータ駆動装置がエンジンＥＣＵから冷却指令信号を受信したときに、冷却指令が低い状況では寿命の長いブラシレスモータのファンを動作させ、冷却指令が高くなった場合には安価なブラシ付モータのファンも動作させることで冷却能力を補うようにしている。これにより、ブラシレスモータのファンを２個設けることなく、コストダウンと長寿命化を図ることができる。

【0004】

しかしながら、ブラシレスモータは、回転制御において回転位置の検出が必要なため、センサレス制御のような安価な方式を採用した場合には、リレー制御で簡易制御できるブラシ付モータと比較して外乱に対して弱くなるという課題がある。

【0005】

例えば、車両の走行時に車両前方から後方へ向かって発生する走行風によりファンが回転されることがあり、この場合に、ブラシレスモータを用いたファンにおいては、モータ駆動装置の回転指令値との誤差が発生したり、モータロックが発生して位置の検出信号ができない等の不具合が発生することがある。

【0006】

そして、メインで作動するブラシレスモータのファンが停止してしまうと、冷却装置の本来の冷却性能を確保することができなくなり、ひいてはオーバーヒートにつながることになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２００５-３０３６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、２個のファンのモータとしてブラシレスモータおよびブラシ付きモータのものを使用する場合でも、外乱により冷却不足を発生しないようにすることができる車載用冷却装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

請求項１に記載の車載用冷却装置は、バッテリを電源として駆動されるブラシレスモータを用いた第１ファンと、バッテリを電源として駆動されるブラシ付きモータを用いた第２ファンと、前記バッテリから前記第２ファンへの通電経路に設けられた通電リレーと、指令部から与えられる冷却指令に応じて、前記第１ファンを駆動し、前記冷却指令が高負荷レベルである場合に前記通電リレーをオン駆動して前記第２ファンをも駆動して送風させる駆動回路とを備え、前記駆動回路は、前記第１ファンを駆動し前記第２ファンを駆動していない状態で、前記第１ファンが外乱の影響を受けて前記ブラシレスモータの回転状態に異常が発生したことを検出したときに、前記第１ファンを停止すると共に、前記通電リレーをオン駆動して前記第２ファンを駆動する。

【0010】

上記構成を採用することにより、駆動回路は、指令部から与えられる冷却指令に応じて、まず第１ファンを駆動し、第１ファンによる送風で冷却指令を満たすことができない場合に通電リレーをオン駆動して第２ファンも駆動して送風する。これにより、使用頻度の高い第１ファンに長寿命のブラシレスモータを用い、使用頻度が低い第２ファンに安価なブラシ付きモータを用いる構成で、全体として長寿命で安価な構成とすることができる。

【0011】

また、上記構成では、指令部から与えられる冷却指令に対して、駆動回路による第１ファンの駆動状態で冷却能力が不足するケースとして、上記した第１ファンだけの冷却能力では不足する場合に加えて、第１ファンの運転に異常が発生していて冷却能力が不足することになる場合がある。

【0012】

例えば、風などの外乱の影響で第１ファンの回転状態が乱れて運転をすることができなくなる場合である。この場合には、駆動回路は、第１ファンを停止し、代わりに第２ファンを駆動して冷却をする。これによって第１ファンの異常時に限り第２ファンを駆動するので、第２ファンのブラシ付きモータの寿命を大きく短縮することにはならない。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１実施形態を示す電気的構成図

【図2】車載用冷却装置のブロック構成図

【図3】ファン制御処理の流れ図

【図4】冷却指令に対するモータ回転数の関係を示す図

【図5】作用説明図

【図6】作用説明図

【図7】タイムチャート（その１）

【図8】タイムチャート（その２）

【図9】タイムチャート（その３）

【図10】第２実施形態を示すブラシ付モータの駆動周波数と寿命の関係を示す図

【図11】冷却指令に対する第２ファンの稼働率の関係を示す図

【図12】第３実施形態を示す回路素子の温度とファン駆動の関係を示す図

【図13】回路素子の温度とファン駆動の関係を示す図（比較例）

【発明を実施するための形態】

【0014】

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について、図１～図９を参照して説明する。
車両には、走行時に冷却を必要とするコンデンサ１およびラジエター２が前部のボンネット内に設けられる。コンデンサ１はエアコンの冷媒を冷却するためのものであり、ラジエター２はエンジンの冷却水を冷却するためのものである。これらコンデンサ１およびラジエター２は、車両の前方から取り込む風が内側の放熱部を通過するときに内部の冷媒あるいは冷却水を冷却するように構成され、２つを前後に並べて配置している。

【0015】

車載用冷却装置３は、車載バッテリ（以下単にバッテリと称す）４を電源としてエンジンＥＣＵ５からの冷却指令信号Ｓｄに応じてコンデンサ１およびラジエター２の冷却をするための送風動作を実施する。第１ファン６および第２ファン７は、ラジエター２の後方に配置され、車両の前方から風を吸い込んで後方に強制的に流すように設けられる。

【0016】

第１ファン６は、ブラシレスモータ６ａにより回転駆動され、第２ファン７は、ブラシ付きモータ７ａにより回転駆動される。第１ファン６はモータ駆動回路８により駆動制御される。また、第２ファン７は、バッテリ４から通電リレー９を介して通電される。通電リレー９は、モータ駆動回路８によりオンオフの制御がなされる。

【0017】

図２は、モータ駆動回路８の信号系統のブロック構成を示している。図２において、モータ駆動回路８は、通信回路１１、ブラシレスモータ回転指令回路１２、三相インバータ回路１３、ブラシレスモータ位置検出回路１４、ブラシ付きモータ回転指令回路１５、リレー信号出力回路１６を備える。通信回路１１は、エンジンＥＣＵ５からの冷却指令信号を受信し、ブラシレスモータ回転指令回路１２からの異常検知信号をエンジンＥＣＵ５に送信する機能を備える。

【0018】

ブラシレスモータ回転指令回路１２は、三相インバータ回路１３に回転指令信号を与えてブラシレスモータ６ａの回転駆動制御を行って第１ファン６の風量を制御する。三相インバータ回路１３は、バッテリ４の直流電圧を、６個のスイッチング素子をオン／オフ制御することで所定周波数の三相交流に変換してブラシレスモータ６ａに給電するものである。ブラシレスモータ６ａの回転位置は、ブラシレスモータ位置検出回路１４により検出されていて、ブラシレスモータ回転指令回路１２にその検出信号を出力する。

【0019】

ブラシ付きモータ回転指令回路１５は、ブラシレスモータ回転指令回路１２からのオンオフの駆動信号に基づいてリレー信号出力回路１６に回転指令信号を出力する。リレー信号出力回路１６は、回転指令信号に応じて通電リレー９にオン信号Ｓａを出力してオン動作させ、ブラシ付きモータ７ａに通電する。

【0020】

次に、上記構成の作用について、図３から図８も参照して説明する。
この実施形態においては、車載用冷却装置３においては、第１ファン６および第２ファン７を図３に示すファン制御処理の流れに従って制御している。まず、エンジンＥＣＵ５は、ステップＳ１で、エンジンの稼働状況等に応じて必要な冷却指令を決定し、次のステップＳ２で、決定した冷却指令に対応する冷却指令信号Ｓｄを車載用冷却装置３に送信する。

【0021】

一方、車載用冷却装置３においては、ステップＳ３で、モータ駆動回路８が冷却指令信号Ｓｄを受信する。続いて、モータ駆動回路８は、ステップＳ４で、受信した冷却指令信号Ｓｄの冷却指令のレベルに対応して、初めにメインとなる第１ファン６を駆動する。

【0022】

具体的には、モータ駆動回路８は、ブラシレスモータ回転指令回路１２において、通信回路１１を介してエンジンＥＣＵ５から冷却指令信号Ｓｄを受信する。この後、モータ駆動回路８は、ブラシレスモータ回転指令回路１２により、受信した冷却指令信号に対応した冷却指令の回転指令信号を生成して三相インバータ回路１３に出力する。三相インバータ回路１３は、バッテリ４の直流電圧を三相交流に変換してブラシレスモータ６ａに給電する。

【0023】

また、モータ駆動回路８は、ブラシレスモータ回転指令回路１２において、ブラシレスモータ６ａの回転位置をブラシレスモータ位置検出回路１４からの検出信号に基づいて検出している。これにより、第１ファン６が所定回転数で回転駆動され、発生する冷却風によりコンデンサ１およびラジエター２を冷却する。なお、第１ファン６の駆動においては、三相インバータ回路１３や制御回路部などに通電することで、通電される電子部品においては一定量の自己発熱がある。

【0024】

次に、モータ駆動回路８は、ステップＳ５で、ブラシレスモータ回転指令回路１２により、エンジンＥＣＵ５から与えられる冷却指令が高負荷レベルであるか否かを判断する。ここで、ブラシレスモータ回転指令回路１２は、冷却指令信号が示すデューティが高負荷レベルを判定するために設定された閾値レベル以上であるか否かにより判断する。これは、エンジンの始動に伴う水温の上昇や、エンジンルームの温度上昇などで冷却指令が高くなった場合などに相当するものである。冷却指令が高負荷でない場合には、モータ駆動回路８は、ステップＳ５でＮＯと判断して次のステップＳ６に移行する。

【0025】

次に、モータ駆動回路８は、ブラシレスモータ回転指令回路１２において、ステップＳ６で、第１ファン６に異常が発生していないかどうかを判断し、異常がない場合にはステップＳ５に戻り、上記の処理を繰り返す。この場合、ブラシレスモータ回転指令回路１２は、第１ファン６の異常状態として、例えばブラシレスモータ６ａの回転位置を正常に検出できていない状態を意味している。例えば外乱として、車両の走行中において前方からの風によって強制回転されることで第１ファン６の回転状態が乱れる場合があり、このような異常状態が発生する。

【0026】

モータ駆動回路８は、上記のようにしてステップＳ５、Ｓ６を繰り返し実行する際に、エンジンＥＣＵ５からの冷却指令が高負荷レベルに変化したときには、ステップＳ５でＹＥＳと判断してステップＳ７に移行する。モータ駆動回路８は、ステップＳ７で、通電リレー９にオン駆動信号を出力すべく、ブラシレスモータ回転指令回路１２からブラシ付きモータ回転指令回路１５に制御信号を出力する。

【0027】

モータ駆動回路８は、ブラシ付きモータ回転指令回路１５において、リレー信号出力回路１６を介して通電リレー９にオン動作をするように制御信号を出力する。これにより、ブラシ付きモータ７ａがバッテリ４から給電されて第２ファン７が所定回転数で回転動作するようになる。このとき、モータ駆動回路８は、ブラシレスモータ回転指令回路１２により、第２ファン７の駆動による送風量を考慮して第１ファン６の回転数を低下させることで、図４に示しているように、回転数に換算した送風量が、連続的に風量増加するように制御している。

【0028】

この後、モータ駆動回路８は、ブラシレスモータ回転指令回路１２において、ステップＳ８で、第１ファン６に異常が発生していないかどうかを判断し、異常がない場合にはステップＳ９に進む。モータ駆動回路８は、ブラシレスモータ回転指令回路１２により、エンジンＥＣＵ５から与えられる冷却指令が低負荷レベルに変化しているか否かを判断する。そして、ここでもＮＯの場合には、モータ駆動回路８は、上記したステップＳ８、Ｓ９を繰り返し実行する。

【0029】

この場合、エンジンＥＣＵ５から与えられる冷却指令が低負荷レベルに変化している場合には、モータ駆動回路８は、ステップＳ９でＹＥＳと判断してステップＳ１０に移行する。モータ駆動回路８は、ステップＳ１０で、第２ファン７を停止するために、ブラシレスモータ回転指令回路１２によりブラシ付きモータ回転指令回路１５に通電リレー９の停止信号を出力する。これにより、通電リレー９がオフされ、第２ファン７の回転が停止される。モータ駆動回路８は、この後ステップＳ５に戻り、上述したステップＳ５、Ｓ６を繰り返し実行する状態に移行する。

【0030】

このとき、モータ駆動回路８は、ブラシレスモータ回転指令回路１２により、第２ファン７の停止による送風量低下を考慮して第１ファン６の回転数を増加させることで、図４に示しているように、回転数に換算した送風量が、連続的に風量増加するように制御している。

【0031】

このようにして、第１ファン６の回転状態に異常が発生していない状態では、モータ駆動回路８は、エンジンＥＣＵ５から与えられる冷却指令が低負荷である場合には第１ファン６を単独で駆動し、高負荷に変化した場合には、第２ファン７も駆動して冷却動作を実行する。この結果、第１ファン６による冷却能力を第２ファン７により補うことで冷却指令に対応することができる。

【0032】

この場合において、第１ファン６をメインとして使用し、冷却指令が高負荷になった場合に、第２ファン７を駆動するので、全体として第２ファン７の使用頻度は少ない。これにより、第２ファン７の駆動をするブラシ付きモータ７ａの長寿命化を図ることができている。

【0033】

次に、上記のようにモータ駆動回路８により冷却制御を実施している状態において、第１ファン６の回転状態に異常が生じた場合について説明する。この状態は、図６に示すように、第１ファン６の駆動中に外乱などでブラシレスモータ６ａの回転位置が乱れ、制御不能となる場合に相当している。

【0034】

まず、第１ファン６を単独で駆動している状態では、ステップＳ６で、第１ファン６の異常が検出された場合には、ＹＥＳと判断してステップＳ１１に移行する。モータ駆動回路８は、ステップＳ１１で、第１ファン６を停止し、続くステップＳ１２で第２ファン７を駆動すべく通電リレー９に駆動信号Ｓａを与える。

【0035】

これにより、第１ファン６が回転制御できない状態となったことを受けて、第１ファン６を停止し、代わりに第２ファン７により冷却動作を継続するようになる。この場合、モータ駆動回路８は、次のステップＳ１３で、エンジンＥＣＵ５から与えられている冷却指令に対して第２ファン７による冷却能力が足りているか否かを判断する。

【0036】

モータ駆動回路８は、ステップＳ１３で、冷却指令が能力以上である場合にはＹＥＳと判断してステップＳ１４に移行する。モータ駆動回路８は、ステップＳ１４で、ブラシレスモータ回転指令回路１２からエンジンＥＣＵ５に異常状態である旨を、通信回路１１を介して通知する。これにより、このまま走行すると冷却能力不足でオーバーヒートになることを運転者に警告することができる。また、これによって、速やかに退避走行をしてエンジン停止をすることも可能となる。

【0037】

なお、モータ駆動回路８は、ステップＳ１３で、冷却指令が能力以上でない場合にはＮＯと判断して処理を終了する。図示はしていないが、この後、第１ファン６の異常状態が回復した場合には、図３に示した通常の制御に戻ることができるし、回復しない場合には、第１ファン６の異常を表示部に表示して運転者に促すなどの対応措置を講ずることができる。

【0038】

一方、前述のようにモータ駆動回路８により冷却制御を実施している状態において、第１ファン６および第２ファン７を共に駆動しているときには、ステップＳ８で、第１ファン６の異常が検出されると、ＹＥＳと判断してステップＳ１５に移行する。モータ駆動回路８は、ステップＳ１５で、第１ファン６を停止し、この後ステップＳ１３に移行して上記同様にエンジンＥＣＵ５から与えられている冷却指令に対して第２ファン７による冷却能力が足りているか否かを判断する。

【0039】

次に、モータ駆動回路８により上記のように第１ファン６および第２ファン７の駆動制御を行う場合において、冷却指令と冷却能力の関係について図４および図５を参照して説明する。図４に示しているように、冷却指令が示すデューティがＤａ以下の低負荷領域では、第１ファン６を単独で駆動して送風させる。第１ファン６による送風の特性は図４中、破線で示しており、回転数の制御と共に送風量を増大させることができる。

【0040】

これに対して、冷却指令が示すデューティがＤａを超える高負荷領域では、第２ファン７も駆動して送風させる。第２ファン７は、オンオフ制御により駆動するので、図４中点線で示すように回転数はＲａ［ｒｐｍ］で固定されている。第１ファン６および第２ファン７を共に駆動する場合には、図４中に実線で示すように、第１ファン６の回転数を下げることで風量が連続的に増加するように設定している。なお、図４中実線で示す特性は、第１ファン６および第２ファン７を合成した場合の冷却能力をモータ回転数に換算して示すものである。

【0041】

次に、図５に示す特性は、前述した図３のステップＳ６あるいはＳ８でＹＥＳとなった場合に、第１ファン６を停止し、第２ファン７のみで冷却動作をする場合の状態を説明するものである。第２ファン７は、ブラシ付きモータ７ａを通電リレー９によりオン／オフ動作で駆動するものであるから、モータ回転数はＲａで一定である。このため、冷却指令がデューティＤｂである場合には冷却能力と一致しているので過不足なく冷却を行うことができる。また、冷却指令がデューティＤｂ以下の場合には冷却能力は十分であるから、図３のステップＳ１３でＮＯとなる状況である。

【0042】

この場合、第２ファン７だけで冷却を実施するときには、エンジンＥＣＵ５からの冷却要求に対して冷却能力が大きく過剰冷却となるのを防止するため、モータ駆動回路８により、通電リレー９を適宜のタイミングでオンオフ動作させることができる。これにより、過剰冷却を防止しつつ、燃費改善および第２ファン７のブラシ付きモータの寿命低下を抑制することができる。

【0043】

これに対して、冷却指令がデューティＤｂを超える場合には、冷却能力が不足するので、図３のステップＳ１３でＹＥＳとなる状況である。この場合には、冷却が不足するので、このまま車両の走行を続けることは難しいが、単に第１ファン６を停止するだけの状態に競べると、第２ファン７による冷却が行われるので、退避運転を行うには運転時間を延長させることができる。

【0044】

次に、上記の制御について、モータ駆動回路８による各部の信号の変化を、図７および図８を参照して説明する。図７は第１ファン６が異常状態とならない場合を示し、図８は第１ファン７が異常状態となる場合に対応している。

【0045】

図７（ａ）に示すように、エンジンＥＣＵ５が冷却指令のデューティを決定して時刻ｔ０に低負荷の冷却指令信号Ｓｄが出力される（図３ステップＳ１、Ｓ２）。すると、モータ駆動回路３においては、図７（ｂ）に示すように、通信回路１１において若干の遅延時間をおいた時刻ｔ１に受信される（図３ステップＳ３）。モータ駆動回路３においては、図７（ｃ）に示すように、冷却指令信号を２周期分検出した時刻ｔ２で、第１ファン６の駆動信号を出力して駆動する（図３ステップＳ４）。この場合、モータ駆動回路３は、第１ファン６のブラシレスモータ６ａに対して、回転数を冷却指令のデューティに対応して設定する。

【0046】

次に、図７（ａ）に示すように、エンジンＥＣＵ５が冷却指令のデューティを変更して時刻ｔ３に高負荷の冷却指令信号Ｓｄが出力される（図３ステップＳ５）と、モータ駆動回路３においては、図７（ｂ）に示すように時刻ｔ４で受信する。モータ駆動回路３は、図７（ｄ）に示すように、冷却指令信号を２周期分検出した時刻ｔ５で、第２ファン７の駆動信号を出力して駆動する（図３ステップＳ７）。この場合、モータ駆動回路３は、第１ファン６のブラシレスモータ６ａに対して、回転数を冷却指令のデューティに対応して変更設定する。

【0047】

この後、図７（ａ）に示すように、エンジンＥＣＵ５が冷却指令のデューティを変更して時刻ｔ６に低負荷の冷却指令信号Ｓｄが出力される（図３ステップＳ９）と、モータ駆動回路３においては、図７（ｂ）に示すように時刻ｔ４で受信する。モータ駆動回路３は、図７（ｄ）に示すように、冷却指令信号を２周期分検出した時刻ｔ５で、第２ファン７の停止をすべく通電リレー９にオフ信号を出力する（図３ステップＳ１０）。この場合、モータ駆動回路３は、第１ファン６のブラシレスモータ６ａに対して、回転数を冷却指令のデューティに対応して変更設定する。

【0048】

次に、図８および図９は、第１ファン６が外乱によって異常状態となる場合のタイムチャートである。図８および図９は、いずれも冷却指令が第２ファン７の冷却能力よりも低負荷（デューティＤａ以下）となっている状態で第１ファン６が異常状態となった場合である。

【0049】

図８は、エンジンＥＣＵ５からの冷却指令は低負荷で、第２ファン７の冷却能力よりも低負荷側（デューティＤｂ以下）の状態で第１ファン６が異常状態となった場合の例を示している。モータ駆動回路８は、エンジンＥＣＵ５から低負荷の冷却指令信号を受信しており、図３のステップＳ４の実行で第１ファン６を駆動し、続くステップＳ５、Ｓ６を繰り返し実行している。

【0050】

この状態で、モータ駆動回路８は、図８中時刻ｔａで、第１ファン６の異常を検出すると（ステップＳ６でＹＥＳ）、図８（ｃ）に示すように、第１ファン６を停止する（図３中、ステップＳ１１）。また、モータ駆動回路８は、図８（ｄ）に示すように、時刻ｔａで同時に第２ファン７を駆動する（図３中、ステップＳ１２）。なお、このときは、冷却指令がデューティＤｂ以下の低負荷であり、第２ファン７の冷却により冷却能力の不足は生じないので、このまま冷却動作が継続される。

【0051】

これによって、第１ファン６が異常状態となって駆動停止した場合に、車両のオーバーヒートを避けるためのフェールセーフ機能としてブラシ付きモータ７ａで駆動する第２ファン７を単独で動作させることで、冷却性能を補うことができる。

【0052】

また、図９は、エンジンＥＣＵ５からの冷却指令が第２ファン７の冷却能力よりも高負荷側（デューティＤａ以下でＤｂより大）の状態で第１ファン６が異常状態となった場合の例を示している。

【0053】

モータ駆動回路８は、エンジンＥＣＵ５から受信する冷却指令信号が低負荷であるがデューティＤｂより大きく設定されており、第１ファン６を冷却指令に応じた回転数で駆動し、続くステップＳ５、Ｓ６を繰り返し実行している。この状態で、モータ駆動回路８は、図９中時刻ｔａで、第１ファン６の異常を検出すると（図３中ステップＳ６でＹＥＳ）、図９（ｃ）に示すように、第１ファン６を停止する（図３中、ステップＳ１１）。また、モータ駆動回路８は、図９（ｄ）に示すように、時刻ｔａで同時に第２ファン７を駆動する（図３中、ステップＳ１２）。

【0054】

このとき、エンジンＥＣＵ５からの冷却指令は低負荷であるがデューティＤｂより大きい高負荷側であるから、第２ファン７の冷却能力では不足が生じる。したがって、モータ駆動回路８は、冷却指令信号Ｓｄを２サイクルに渡って受信すると、図９（ｅ）に示すように、時刻ｔｂで異常通知信号をエンジンＥＣＵ５に通知するようになる（図３中、ステップＳ１４）。

【0055】

これにより、上記と同様にして冷却性能を補うことに加えて、第１ファン６の異常状態による第２ファン７の駆動で冷却能力が不足している状態をエンジンＥＣＵ５に通知することができる。

【0056】

また、図示はしていないが、エンジンＥＣＵ５からの冷却指令が高負荷の場合には、第１ファン６および第２ファン７を共に駆動しており、この状態で、第１ファン６が異常状態になると、モータ駆動回路８は、第１ファン６を停止し、第２ファン７を単独で駆動する状態となる。

【0057】

この場合には、冷却指令に対して冷却能力が大きく低下することになるが、第２ファン７の駆動を継続している分、車両がオーバーヒートになるまでの時間を稼ぐことができ、これによって退避距離を伸ばすことができる。

【0058】

このような第１実施形態によれば、メインとして用いる第１ファン６の回転状態に異常が生じた場合には、モータ駆動回路８により、第１ファン６を停止して第２ファン７を駆動することで冷却動作を継続させるようにした。これにより、第１ファン６が使用できないときに第２ファン７を用いて冷却能力を補うことができる。

【0059】

また、第１ファン６を停止して第２ファン７により冷却動作を実施する場合に、冷却指令に対する冷却能力が不足する場合には、そのまま走行してオーバーヒートとならないように、モータ駆動回路８からエンジンＥＣＵ５に異常通知信号を出力するので、退避走行が必要になった場合のみ運転者に警告を出すように措置することができる。

【0060】

（第２実施形態）
図１０および図１１は第２実施形態を示すもので、以下、第１実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、第１ファン６が異常状態となった場合に、第２ファン７を駆動して冷却能力を補う場合の、第２ファン７の制御方法を最適な状態とするように改善するものである。

【0061】

第２ファン７は、ブラシ付きモータ７ａを駆動源としているが、ブラシの接点を有することから、寿命は使用時間に依存している。したがって、使用時間を短くすることが長寿命化につながるものである。一方、第２ファン７への通断電を制御する通電リレー９については、寿命は使用回数に依存しているので、使用頻度を少なくすることが長寿命化につながる。

【0062】

このため、第２ファン７による冷却能力を保持しつつ、ブラシ付きモータ７ａおよび通電リレー９の長寿命化を図ることができると良い。この実施形態では、この点を考慮して第２ファン７の駆動制御を行うようにしている。

【0063】

図１０は、通電リレー９の寿命と、オンオフの駆動周期の関係を示すものである。通電リレー９は、オンオフの駆動周期を長くする程、使用頻度が少なくなるので、寿命が長くなる。しかし、第２ファン７は、モータ始動期間が例えば１秒程度必要であるから、これ以上の周期に設定する必要がある。一方、第２ファン７の駆動周期を長くすることは、オン期間とオフ期間が長くなることで、冷却能力にムラが発生することになるので、冷却能力がムラにならないように適宜の周期に設定することが好ましい。

【0064】

したがって、通電リレー９の駆動周期は、第２ファン７のモータ始動期間以上であって、車両保証寿命を上回る範囲で、且つ冷却ムラを抑制できるように設定することが条件となり、この条件の中で冷却能力を確保することができるように駆動周期を設定することができる。

【0065】

図１１はこのような条件を満たすように駆動周期を設定したものである。例えば、エンジンＥＣＵ５からの冷却指令としてデューティ３０％では、通電リレー９のオン時間２分、オフ時間２分とする。第２ファン７の稼働率は５０％となる。また、冷却指令がデューティ５０％では、通電リレー９のオン時間２分、オフ時間１分とする。第２ファン７の稼働率は６６％である。さらに、冷却指令がデューティ７０％では、通電リレー９を常時オンとする。第２ファン７の稼働率は１００％である。

【0066】

このような第２実施形態によれば、第２ファン７を単独で駆動して冷却を行う場合には、冷却指令に応じて通電リレー９のオンオフの時間間隔を変えて第２ファン７の稼働率を調整することで冷却能力が過剰とならないように駆動制御することができる。これにより、第２ファン７および通電リレー９の長寿命化を図ることができる。

【0067】

（第３実施形態）
図１２および図１３は第３実施形態を示すもので、以下、第１実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、車両の使用環境の温度を考慮して第１ファン６および第２ファン７を駆動制御するようにしている。

【0068】

車両が高温環境にある場合には、エンジン始動時にエンジンルーム内に配置される電子部品への通電によって自己発熱があると、さらに温度が上昇して使用上限温度を超える場合があり、故障発生の可能性がある。例えば、電子部品として設けられる電解コンデンサは、素子内に充填された電解液の蒸散によって容量低下が懸念され、かつ他の電子部品に対して仕様温度が低い為、寿命のボトルネックとなっている。したがって、エンジン始動と同時に他の装置を作動すると、自己発熱及び周辺素子からの輻射熱によって使用上限温度を超過してしまうことになる。

【0069】

第１実施形態においては、エンジン始動時において、最初はメインとなる第１ファン６を駆動する方法を採用しているが、上記した高温環境下でのエンジン始動で電子部品の温度上昇による使用上限温度超過が予想される場合がある。

【0070】

図１３は、太実線で示す電子部品の温度Ｔａが使用上限温度Ｔｕｐには達していないが、近い温度に達している状態を示している。また、第１ファン６の駆動による電子部品の自己発熱で、図１３中破線で示すように、温度Ｔｈｇだけ上昇するものとする。すると、エンジン始動直後の時刻ｔ０に第１ファン６を駆動すると、モータ駆動回路８などの電子部品の温度が通電による自己発熱で一定温度Ｔｈｇだけ上昇する分を温度Ｔａに加算すると、時刻ｔｘになると一時的に使用上限温度Ｔｕｐを超えてしまうことがある。

【0071】

このため、この実施形態では、図１２に示すように、エンジン始動時ｔ０に、電子部品の温度Ｔａが閾値温度Ｔｍｏよりも高い場合には、第１ファン６を駆動せず、第２ファン７を駆動する。なお、閾値温度Ｔｍｏは、使用上限温度Ｔｕｐから一定温度Ｔｈｇ分程度低い温度に設定される。そして、第２ファン７は、ブラシ付きモータ７ａを用いており、通電リレー９のオンオフだけで駆動する構成であるから、エンジンルームの電子部品への通電はないので温度上昇を抑制することができる。この後、時刻ｔ１に第２ファン７の冷却によって電子部品の温度Ｔａが閾値温度Ｔｍｏになると、第２ファン７を停止して第１ファン６を駆動する。

【0072】

これによって、第１ファン６の駆動に伴う電子部品の温度上昇が発生しても、時刻ｔ２に達した時点で一定温度Ｔｈｇが上昇した場合でも、使用上限温度Ｔｕｐを超えない範囲で駆動することができるようになる。

【0073】

（他の実施形態）
なお、本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば、以下のように変形または拡張することができる。

【0074】

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

【符号の説明】

【0075】

図面中、１はコンデンサ、２はラジエター、３は車載用冷却装置、４は車載バッテリ、５はエンジンＥＣＵ、６は第１ファン、６ａはブラシレスモータ、７は第２ファン、７ａはブラシ付きモータ、８はモータ駆動回路、９は通電リレー、１１は通信回路、１２はブラシレスモータ回転指令回路、１３は三相インバータ回路、１４はブラシレスモータ位置検出回路、１５はブラシ付きモータ回転指令回路、１６はリレー信号出力回路である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】