(57)【要約】【課題】堅牢性の問題や減磁の問題を改善できる。【解決手段】ラジエータの冷却水の冷却に用いられるファンモータシステムであって、ファンモータと、前記ファンモータに連結され、前記ファンモータの回転と連動して回転するファンと、を有し、前記ファンモータは、複数の相からなる制御信号により駆動されるスイッチトリラクタンスモータであることを特徴とするファンモータシステムである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジエータの冷却水の冷却に用いられるファンモータシステムであって、
ファンモータと、
前記ファンモータに連結され、前記ファンモータの回転と連動して回転するファンと、
を有し、
前記ファンモータは、複数の相からなる制御信号により駆動されるスイッチトリラクタンスモータであることを特徴とするファンモータシステム。
【請求項２】
前記ファンモータへの通電を制御するモータ制御部をさらに備え、
前記モータ制御部は、前記冷却水の温度が第１温度未満の場合には、前記ファンモータに単相通電を行うことで前記ファンモータの回転を停止させることを特徴とする請求項１に記載のファンモータシステム。
【請求項３】
前記単相通電は、前記ファンモータを停止するのに必要十分な最小の電流値で前記ファンモータに通電することを特徴とする請求項２に記載のファンモータシステム。
【請求項４】
前記モータ制御部は、前記冷却水の温度が前記第１温度以上で且つ、前記第１温度よりも高い第２温度未満である場合には、又は前記ファンモータに単相通電を行っている間に前記ファンモータの相電流値が基準電流値以上である場合には、前記ファンモータに対して回生制御を行うことを特徴とする請求項２又は３に記載のファンモータシステム。
【請求項５】
前記モータ制御部は、前記冷却水の温度が前記第２温度以上で且つ、前記第２温度よりも高い第３温度未満である場合には、前記ファンモータへの通電を行わないことを特徴とする請求項４に記載のファンモータシステム。
【請求項６】
前記モータ制御部は、前記冷却水の温度が前記第３温度以上である場合には、前記冷却水の水温が目標値になるように前記ファンモータを回転させることを特徴とする請求項５に記載のファンモータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファンモータシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の冷却系では、ファンの回転により取り込まれた空気をラジエータに当て、冷却水を最適な温度に制御している。このような車両の冷却系において、ファンを回転させるファンモータとしては、ブラシ付きモータ又はブラシレスモータを用いるのが一般的である。例えば特許文献１に示されものでは、ファンモータとして、ブラシレスモータが使用されている。また、特許文献１には、ファンを回転させたときの風力エネルギーを利用して、電力を回生することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１１７８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、ファンを回転させるファンモータとしては、ブラシ付きモータ又はブラシレスモータを用いるのが一般的である。ブラシ付きモータは、巻線を有するロータと、永久磁石が配されたステータとからなり、ブラシと整流子により巻線に流れる電流を切り替えて、ロータを回転させている。ブラシ付きモータでは、ブラシと整流子との機械的な接点があるため、メンテナンスが必要であるとともに、静粛性に問題がある。
【０００５】
ブラシレスモータは、永久磁石を有するロータと、所定の角間隔で配置された各巻線を有するステータとが配設されており、巻線にＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御された電流を供給してロータを回転させている。このようなブラシレスモータの場合には、機械的な接点がないため、メンテナンス性や静粛性が向上される。
【０００６】
しかしながら、ブラシ付きモータやブラシレスモータの場合、永久磁石を有しているため、マグネットの剥がれ等の堅牢性の問題や、減磁の問題、コギングの問題等の永久磁石に起因する問題が発生する。
【０００７】
上述の課題を鑑み、本発明は、永久磁石に起因する問題を改善できるファンモータシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、ラジエータの冷却水の冷却に用いられるファンモータシステムであって、ファンモータと、前記ファンモータに連結され、前記ファンモータの回転と連動して回転するファンと、を有し、前記ファンモータは、複数の相からなる制御信号により駆動されるスイッチトリラクタンスモータであることを特徴とするファンモータシステムである。
【０００９】
本発明の一態様は、上述のファンモータシステムであって、前記ファンモータへの通電を制御するモータ制御部をさらに備え、前記モータ制御部は、前記冷却水の温度が第１温度未満の場合には、前記ファンモータに単相通電を行うことで前記ファンモータの回転を停止させる。
【００１０】
本発明の一態様は、上述のファンモータシステムであって、前記単相通電は、前記ファンモータを停止するのに必要十分な最小の電流値で前記ファンモータに通電する。
【００１１】
本発明の一態様は、上述のファンモータシステムであって、前記モータ制御部は、前記冷却水の温度が前記第１温度以上で且つ、前記第１温度よりも高い第２温度未満である場合には、又は前記ファンモータに単相通電を行っている間に前記ファンモータの相電流値が基準電流値以上である場合には、前記ファンモータに対して回生制御を行う。
【００１２】
本発明の一態様は、上述のファンモータシステムであって、前記モータ制御部は、前記冷却水の温度が前記第２温度以上で且つ、前記第２温度よりも高い第３温度未満である場合には、前記ファンモータへの通電を行わない。
【００１３】
本発明の一態様は、上述のファンモータシステムであって、前記モータ制御部は、前記冷却水の温度が前記第３温度以上である場合には、前記冷却水の水温が目標値になるように前記ファンモータを回転させる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、堅牢性の問題や減磁の問題を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るファンモータシステムの概略構成の一例を示すブロック図である。
【図２】ファンモータとして使用されるＳＲモータの概略構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るファンモータシステムにおけるモータ制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るファンモータシステムの動作説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るファンモータシステムの動作説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るファンモータシステムの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るファンモータシステム１の概略構成の一例を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係るファンモータシステム１は、車両のエンジン１２の冷却系に用いられる。
【００１７】
図１において、ラジエータ１１は、車両のエンジン１２の冷却系を構成している。エンジン１２からラジエータ１１を循環する冷却水は、ラジエータ１１で熱交換されて冷却される。
【００１８】
ファンモータシステム１は、ファン１５、ファンモータ１６、モータ制御部２０、回転角センサ２７、及び水温センサ２９を備える。
【００１９】
ファン１５は、図１に示すようにラジエータ１１の背面とエンジン１２との間に設けられている。ただし、本実施形態では、ファン１５の配置位置には特定に限定されず、例えば、ファン１５は、ラジエータ１１の正面に設けられてもよい。すなわち、ファン１５は、ファン１５の回転が停止することで走行風によるラジエータ１１の冷却を抑制可能な位置に配置されていればよい。
ファン１５の回転軸はファンモータ１６に連結されている。ファン１５はファンモータ１６と連動して回転する。本実施形態では、ファンモータ１６として、スイッチトリラクタンスモータ（ＳＲモータ）が用いられる。ファンモータ１６の回転は、モータ制御部２０により制御される。
【００２０】
図２は、ファンモータ１６として使用されるＳＲモータの概略構成の一例を示す図である。図２に示すように、ファンモータ１６は、ロータＲ及びステータＳを備える。
【００２１】
ロータＲは、円周上に等間隔に配置された４つの突極部ＲＰ１〜ＲＰ４を備える。ステータＳは、ロータＲを外囲するように設けられている。また、ステータＳは、内側のロータＲに向かって６つの突極部ＳＰ１〜ＳＰ６を有する。
【００２２】
ステータＳにおける突極部ＳＰ１〜ＳＰ６には、それぞれ巻線が巻回されている。具体的には、突極部ＳＰ１及び突極部ＳＰ４には、Ｕ相の巻線（以下、「Ｕ相巻線」という。）Ｌｕが巻回されている。突極部ＳＰ２及び突極部ＳＰ５には、Ｖ相の巻線（以下、「Ｖ相巻線」という。）Ｌｖが巻回されている。突極部ＳＰ３及び突極部ＳＰ６には、Ｗ相の巻線（以下、「Ｗ相巻線」という。）Ｌｗが巻回されている。
【００２３】
回転角センサ２７は、ファンモータ１６に設けられている。回転角センサ２７は、ファンモータ１６のロータＲの回転角度を検出する検出装置であり、例えばレゾルバである。回転角センサ２７は、検出した回転角度に応じた出力信号をモータ制御部２０に出力する。
【００２４】
水温センサ２９は、ラジエータ１１に設けられている。水温センサ２９は、ラジエータ１１の冷却水の温度を検出し、冷却水の温度に応じた出力信号をモータ制御部２０に出力する。
【００２５】
モータ制御部２０は、Ｕ相巻線Ｌｕ、Ｖ相巻線Ｌｖ、及びＷ相巻線Ｌｗに対して選択的に通電することにより、ステータＳの突極部ＳＰ１〜ＳＰ６がロータＲの突極部ＲＰ１〜ＲＰ４を磁気吸引して、ロータＲに正トルク又は負トルクを発生させる。これにより、ファンモータ１６の回転が制御される。
【００２６】
図１において、モータ制御部２０は、ファンモータ１６の制御を行っている。また、ファンモータ１６には、回転角センサ２７からの検出信号及び水温センサ２９からの検出信号が供給される。
【００２７】
以下に、本発明の一実施形態に係るモータ制御部２０の構成について、具体的に説明する。
【００２８】
図３は、本発明の一実施形態に係るファンモータシステム１におけるモータ制御部２０の構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、モータ制御部２０は、電源部２１、インバータ２２、駆動部２３、電流検出部２４、制御部２５、位置検出部２６、及び回転数検出部２８を備える。
【００２９】
電源部２１は、例えば、車両に搭載されるバッテリである。電源部２１が、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることもできる。
【００３０】
インバータ２２は、ファンモータ１６のＵ相巻線Ｌｕ、Ｖ相巻線Ｌｖ、及びＷ相巻線Ｌｗのそれぞれに接続されている。インバータ２２は、複数のスイッチング素子ＳＷ及び複数のダイオードＤを備える。本実施形態では、スイッチング素子ＳＷがｎ型チャネルのＦＥＴ（Field Effective Transistor）である場合について説明するが、これに限定されず、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated gate bipolar transistor）、及びＢＪＴ（bipolar junction transistor）であってもよい。
【００３１】
複数のスイッチング素子ＳＷは、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の３相ブリッジ接続された６つのスイッチング素子ＳＷＵＨ，ＳＷＵＬ，ＳＷＶＨ，ＳＷＶＬ，ＳＷＷＨ，ＳＷＷＬを備えている。
複数のダイオードＤは、６つのダイオードＤＵＨ，ＤＵＬ，ＤＶＨ，ＤＶＬ，ＤＷＨ，ＤＷＬを備えている。
【００３２】
スイッチング素子ＳＷＵＨは、ドレインが電源部２１の正極端子に接続され、ソースがダイオードＤＵＬのカソードに接続される。ダイオードＤＵＬのアノードは、電源部２１の負極端子に接続される。
ダイオードＤＵＨは、カソードが電源部２１の正極端子に接続され、アノードがスイッチング素子ＳＷＵＬのドレインに接続される。スイッチング素子ＳＷＵＬのソースは、電源部２１の負極端子に接続される。
【００３３】
スイッチング素子ＳＷＶＨは、ドレインが電源部２１の正極端子に接続され、ソースがダイオードＤＶＬのカソードに接続される。ダイオードＤＶＬのアノードは、電源部２１の負極端子に接続される。
ダイオードＤＶＨは、カソードが電源部２１の正極端子に接続され、アノードがスイッチング素子ＳＷＶＬのドレインに接続される。スイッチング素子ＳＷＶＬのソースは、電源部２１の負極端子に接続される。
【００３４】
スイッチング素子ＳＷＷＨは、ドレインが電源部２１の正極端子に接続され、ソースがダイオードＤＷＬのカソードに接続される。ダイオードＤＷＬのアノードは、電源部２１の負極端子に接続される。
ダイオードＤＷＨは、カソードが電源部２１の正極端子に接続され、アノードがスイッチング素子ＳＷＷＬのドレインに接続される。スイッチング素子ＳＷＷＬのソースは、電源部２１の負極端子に接続される。
【００３５】
スイッチング素子ＳＷＵＨとダイオードＤＵＬとの接続点には、ファンモータ１６のＵ相巻線Ｌｕの一端が接続され、スイッチング素子ＳＷＵＬとダイオードＤＵＨとの接続点には、Ｕ相巻線Ｌｕの他端が接続される。
スイッチング素子ＳＷＶＨとダイオードＤＶＬとの接続点には、ファンモータ１６のＶ相巻線Ｌｖの一端が接続され、スイッチング素子ＳＷＶＬとダイオードＤＶＨとの接続点には、Ｖ相巻線Ｌｖの他端が接続される。
スイッチング素子ＳＷＷＨとダイオードＤＷＬとの接続点には、ファンモータ１６のＷ相巻線Ｌｗの一端が接続され、スイッチング素子ＳＷＷＬとダイオードＤＷＨとの接続点には、Ｗ相巻線Ｌｗの他端が接続される。
【００３６】
駆動部２３は、制御部２５からの駆動信号に基づいて各スイッチング素子ＳＷのゲートに制御信号を送信することで、各スイッチング素子ＳＷをオン状態又はオフ状態に切り替える。したがって、電源部２１からの電流が、Ｕ相巻線Ｌｕ、Ｖ相巻線Ｌｖ、及びＷ相巻線Ｌｗのそれぞれに通電される。
【００３７】
電流検出部２４は、ファンモータ１６が有するＵ相巻線Ｌｕ、Ｖ相巻線Ｌｖ、及びＷ相巻線Ｌｗのそれぞれに流れる電流（以下、「相電流」という。）の値である相電流値を検出して制御部２５に出力する。本実施形態では、電流検出部２４は、カレントトランス等の電流センサを用いて相電流値を検出したが、これに限定されず、例えば、シャント抵抗を用いて相電流値を検出してもよい。
【００３８】
位置検出部２６は、回転角センサ２７が出力する信号に基づいて、ロータＲの回転角（ロータＲの回転位置）を検出して制御部２５に出力する。
【００３９】
回転数検出部２８は、位置検出部２６が出力するロータＲの回転角を示す信号の単位時間あたりの変化量を検出し、検出した変化量からロータＲの回転数を算出する。そして、回転数検出部２８は、算出した回転数を制御部２５に出力する。
【００４０】
制御部２５は、位置検出部２６から取得したロータＲの回転位置に応じてファンモータ１６の回転を制御する。具体的には、制御部２５は、回転駆動モード、単相通電モード、及び回生制御モードのいずれかのモードでファンモータ１６の回転を制御する。
【００４１】
回転駆動モードとは、ファンモータ１６にトルクを発生させることでファンモータ１６を回転駆動するモードである。例えば、回転駆動モードでは、制御部２５は、第１の駆動信号を駆動部２３に出力することで、第１の通電パターンで各スイッチング素子ＳＷのオン状態又はオフ状態に制御する。これにより、Ｕ相巻線Ｌｕ、Ｖ相巻線Ｌｖ、及びＷ相巻線Ｌｗのそれぞれは、相電流が供給され励磁することでファンモータ１６が回転駆動する。なお、通電パターンとは、スイッチング素子ＳＷＵＨ〜ＳＷＷＬをオン状態又はオフ状態にするスイッチングパターンであって、継続的にオンされた状態（「ＯＮ」）もしくは継続的にオフ「ＯＦＦ」された状態（「ＯＮ」または「ＰＷＭ（Pulse Width Modulation)」以外の期間）または一定の周期でオンまたはオフに制御された状態（ＰＷＭ制御された状態）（「ＰＷＭ」）のいずれかの組み合わせである。
【００４２】
単相通電モードとは、Ｕ相巻線Ｌｕ、Ｖ相巻線Ｌｖ、及びＷ相巻線Ｌｗのいずれかの相の巻線にのみ通電することでファンモータ１６の回転を停止させるモードである。例えば、単相通電モードでは、制御部２５は、第２の駆動信号を駆動部２３に出力することで、第２の通電パターンで各スイッチング素子ＳＷのオン状態又はオフ状態に制御する。これにより、Ｕ相巻線Ｌｕ、Ｖ相巻線Ｌｖ、及びＷ相巻線Ｌｗのいずれか一の巻線にのみ通電されファンモータ１６の回転が停止する。
【００４３】
回生制御モードとは、ファンモータ１６に制動トルクを付与するとともに、ファンモータ１６の回転が制動されることで発生する回生電流を電源部２１に回生するモードである。例えば、回生制御モードでは、制御部２５は、第３の駆動信号を駆動部２３に出力することで、第３の通電パターンで各スイッチング素子ＳＷのオン状態又はオフ状態に制御する。これにより、ファンモータ１６に制動トルクを付与するとともに、回生電流を電源部２１に回生する。
【００４４】
次に、本発明の一実施形態に係るファンモータシステム１の動作について説明する。上述のように、本実施形態では、ファンモータ１６としてＳＲモータが用いられている。ＳＲモータは、永久磁石を有していないので、堅牢性が高く、減磁の問題やコギングの問題が原理的に発生しない。また、希土類のような高価な材料を用いる必要がないので、コストダウンが図れる。
【００４５】
更に、ＳＲモータは、単相通電により、ロータＲの回転を停止させることができる。これにより、ラジエータ１１の冷却水の水温を効率的に上昇させることができる。このことについて、以下に説明する。
【００４６】
図４及び図５は、本発明の一実施形態に係るファンモータシステム１の動作説明図である。エンジン始動後で冷却水の温度が低い場合には、図４（Ａ）に示すように、ファンモータ１６を停止させるような制御が行われる。ファンモータ１６としてＳＲモータを用いた場合には、単相通電により、ファンモータ１６を容易に停止状態に設定できる。ファンモータ１６を停止させると、図４（Ｂ）に示すように、走行風はラジエータ１１を通りエンジン１２側に向かうことができず、ラジエータ１１に対して冷えた走行風が当たらなくなる。このため、ラジエータ１１の冷却水の水温は短時間に上昇する。冷却水の温度が上昇したら、図５（Ａ）に示すように、ファンモータ１６が適宜回転されるように制御される。これにより、図５（Ｂ）に示すように、ファン１５の回転により取り込まれた空気がラジエータ１１に当たるようになり、ラジエータ１１の水温が目標水温となるように冷却される。このような制御により、本実施形態では、ラジエータ１１の冷却水の水温を効率的に上昇させて、エンジン１２の暖気時間を短縮できる。
【００４７】
更に、本実施形態では、ラジエータ１１の冷却水の温度やファンモータ１６の相電流値に応じて、ファンモータ１６を回生制御したり、ファンモータ１６の通電を停止して、ファン１５を走行風で回転させて、冷却水を冷却するような制御を行っている。より具体的には、本発明の一実施形態に係るファンモータシステム１では、以下のような制御が行われる。
【００４８】
エンジン始動直後、制御部２５は、ラジエータ１１の冷却水の温度がＴ１（第１温度）未満の場合には、図４に示したように、単相通電モードにおいてファンモータ１６に単相通電を行い、ファン１５の回転を停止させるような制御が行われる。これにより、ラジエータ１１への走行風が遮断され、ラジエータ１１の水温が短時間に上昇していく。なお、ファンモータ１６に単相通電を行う際の電流は、ファン１５の回転が停止するのに必要十分な最小の電流に設定しておく。これにより、電力の浪費を防ぐことができる。
【００４９】
制御部２５は、ラジエータ１１の冷却水の温度がＴ１以上、且つＴ２（第２温度）未満になった場合（但し、第２温度Ｔ２は第１温度Ｔ１より高い（Ｔ２＞Ｔ１））、回生制御モードに移行し回生制御が行われる。又は、制御部２５は、単相通電によりファン１５の回転を停止させている間に、相電流値が基準電流値以上に場合には、回生制御モードに移行し回生制御が行われる。
【００５０】
すなわち、冷却水の温度がＴ１以上になった場合には、冷却水の温度は所定温度まで上がっているので、ファン１５により走行風を遮断して冷却水の温度を上昇させる必要はない。このときには、回生制御モードに移行することでスイッチング素子ＳＷをオン又はオフ状態を制御して、各相の巻線の逆起電力により発生する電流（回生電流）を電源部２１に回生するようにする。このような回生制御により、ファンモータ１６が走行風で回転することにより生じる電力を有効利用できる。
【００５１】
また、例えば車が高速で移動するようになると、走行風による風力でファン１５が回転し始めようとする。このため、ファンモータ１６に大きな相電流を流して、ファン１５の回転を停止させる必要がある。しかしながら、ファンモータ１６に流す相電流を大きくすると、ファンモータ１６の焼損につながる。そこで、本実施形態では、単相通電によりファン１５の回転を停止させている状態で、モータの相電流値が基準電流値以上になった場合には、回生制御を行うようにしている。
【００５２】
ラジエータ１１の冷却水の温度がＴ２以上、且つＴ３（第３温度）未満になった場合には（但し、第３温度Ｔ３は第２温度Ｔ２より高い（Ｔ３＞Ｔ２＞Ｔ１））、ファンモータ１６への通電を停止する制御が行われる。ファンモータ１６としてＳＲモータを用いた場合、ロータやステータに永久磁石がないので、コギングトルクがなく、通電を停止すると、モータはフリーで容易に回転できる状態となる。したがって、ファン１５は走行風で回転し、これにより、ラジエータ１１の冷却水を効率的に冷却することができる。
【００５３】
ラジエータ１１の冷却水の温度がＴ３以上になった場合には、通常の冷却制御が行われる。すなわち、ラジエータ１１の冷却水の温度が目標値以上になった場合には、図５に示したように、回転駆動モードに移行しファンモータ１６を回転させることで、ファン１５の回転により取り込まれた空気をラジエータ１１に当てて、ラジエータ１１の冷却水の温度を目標値に冷却することができる。
【００５４】
図６は、本発明の一実施形態に係るファンモータシステム１の動作を示すフローチャートである。
【００５５】
（ステップＳ１）ユーザは、エンジン１２をスタートする。なお、エンジンスタート時には、ファンモータ１６の通電はオフとなっている。
【００５６】
（ステップＳ２）ユーザは、車の走行を開始させる。本実施形態では、ファンモータ１６としてＳＲモータを用いているため、通電オフのときには、ファンモータ１６は自由に回転可能な状態であり、車が走行すれば、走行風を受けて、ファン１５が回転するようになる。
【００５７】
（ステップＳ３）制御部２５は、回転数検出部２８からの信号から、ファン１５の回転数を検出する。
【００５８】
（ステップＳ４）制御部２５は、回転数検出部２８からの信号から、ファン１５の回転が停止しているか否かを判定する。車がある程度の速度以上で走行していれば、走行風を受けてファン１５が回転するため、ファン１５は回転していると判定されることになる。ファン１５が回転していないと判定された場合には（ステップＳ４：Ｎｏ）、ステップＳ５に処理が進められる。ファン１５が回転していると判定された場合には（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、ステップＳ６に処理が進められる。
【００５９】
（ステップＳ５）制御部２５は、ファンモータ１６の通電をそのままオフにし、ステップＳ３にリターンする。
【００６０】
（ステップＳ６）制御部２５は、水温センサ２９の信号から、ラジエータ１１の冷却水の水温を計測し、処理をステップＳ７に進める。
【００６１】
（ステップＳ７）制御部２５は、ラジエータ１１の冷却水の水温がＴ１未満か否かを判定する。エンジン１２のスタート直後では、ラジエータ１１の冷却水の温度は低い状態になっている。したがって、エンジンのスタート直後では、ラジエータ１１の水温はＴ１未満であると判定されることになる。ラジエータ１１の水温がＴ１未満であると判定されると（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、ステップＳ８に処理が進められる。ラジエータ１１の水温はＴ１以上である場合には（ステップＳ７：Ｎｏ）、ステップＳ１１に処理が進められる。
【００６２】
（ステップＳ８）制御部２５は、電流検出部２４により計測されたファンモータ１６に流れる相電流値を取得して、処理をステップＳ９に進める。
【００６３】
（ステップＳ９）制御部２５は、電流検出部２４から取得した相電流値が所定の基準電流値未満か否かを判定する。初期状態では、ファンモータ１６は通電オフとなっているので、相電流値は所定の基準電流値未満になっている。また、ファン１５が受ける走行風が小さい場合には、相電流値は所定の基準電流値未満になっている。相電流が所定の基準電流値未満の場合には（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、制御部２５は処理をステップＳ１０に進める。相電流が所定の基準電流値以上の場合には（ステップＳ９：Ｎｏ）、制御部２５は処理をステップＳ１２に進める。
【００６４】
（ステップＳ１０）制御部２５は、ファンモータ１６に対して単相通電を行ってファンモータ１６を停止させる。これにより、ファンモータ１６が停止する。このとき、ファンモータ１６に単相通電を行う際の電流は、ファン１５の回転が停止するのに必要十分な最小の電流に設定しておく。
【００６５】
以上のように、ステップＳ７でラジエータ１１の水温がＴ１未満であると判定され（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、ステップＳ９で相電流の計測値が所定の基準電流値未満であると判定された場合には（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、ステップＳ６〜ステップＳ１０の処理が繰り返される、いわゆるシャッターグリル制御が実行される。この間、ファンモータ１６が停止するため、走行風によるラジエータの冷却を抑制する。したがって、ラジエータ１１の水温は効率的に上昇していく。ラジエータ１１の水温が上昇していくと、ステップＳ７で、ラジエータ１１の水温がＴ１以上であると判定されることになる。
【００６６】
ステップＳ７で、ラジエータ１１の水温がＴ１以上であると判定されると（ステップＳ７：Ｎｏ）、ステップＳ１１に処理が進められる。
【００６７】
（ステップＳ１１）制御部２５は、ラジエータ１１の水温がＴ１以上、且つＴ２未満（Ｔ２＞Ｔ１）であるか否かを判定する。ラジエータ１１の水温がＴ１以上、且つＴ２未満であれば（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、制御部２５は、処理をステップＳ１２に進める。ラジエータ１１の水温がＴ１以上、且つＴ２未満でなければ（ステップＳ１１：Ｎｏ）、制御部２５は、処理をステップＳ１３に進める。
【００６８】
（ステップＳ１２）制御部２５は、回生制御モードに移行し、ファンモータ１６に制動トルクを付与するとともに、回生電流を電源部２１に回生して、処理をステップＳ６にリターンする。
【００６９】
また、上述のステップＳ６からステップＳ１０の処理により、単相通電によりファンモータ１６を停止させている間に、ステップＳ９で、モータの相電流が基準値を越えているか否かが判定されている。車速が速くなり、ファン１５の受ける走行風が大きくなると、走行風によるファン１５が回転力が大きくなるので、ファンモータ１６の相電流が所定の基準電流値を越えることになる。ステップＳ９で、ファンモータ１６の相電流が所定の基準電流値を越えていると判定されると（ステップＳ９：Ｎｏ）、制御部２５は、回生制御モードに移行し、回生制御が実行される。
【００７０】
以上のように、ステップＳ１１でラジエータ１１の水温がＴ１以上、且つＴ２未満であると判定された場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ステップＳ６、Ｓ７、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ６、…の処理が繰り返され、回生制御が行われる。また、ステップＳ９で相電流値が所定の基準電流値を越えていると判定された場合には（ステップＳ９：Ｎｏ）、ステップＳ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１２、Ｓ６、…の処理が繰り返され、回生制御が行われる。この間に、ステップＳ１１で、ラジエータ１１の水温がＴ１〜Ｔ２の範囲を越えて上昇したと制御部２５により判定されると（ステップＳ１１：Ｎｏ）、ステップＳ１３に処理が進められる。
【００７１】
（ステップＳ１３）制御部２５は、ラジエータ１１の水温がＴ２以上、且つＴ３未満（Ｔ３＞Ｔ２）か否かを判定し、ラジエータ１１の水温がＴ２以上、且つＴ３未満なら（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１４に進め、ラジエータ１１の水温がＴ２以上、且つＴ３未満でなければ（ステップＳ１３：Ｎｏ）、処理をステップＳ１５に進める。
【００７２】
（ステップＳ１４）制御部２５は、ファンモータ１６への通電をオフとして、処理をステップＳ６にリターンする。ファンモータ１６への通電をオフすると、ファン１５は風力で回転するようになる。これにより、電力を消費せずに、ラジエータ１１の冷却水を冷却できる。
【００７３】
以上のように、ステップＳ１３でラジエータ１１の水温がＴ２以上、且つＴ３未満であると判定された場合には（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ６、Ｓ７、Ｓ１１、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ６…の処理が繰り返され、ファンモータ１６の通電が停止され、ファン１５が走行風で回転されるようになる。これにより、ラジエータ１１の水温が冷却される。この間に、ステップＳ１３で、ラジエータ１１の水温がＴ２〜Ｔ３の範囲を越えて上昇したと判定されると（ステップＳ１３：Ｎｏ）、ステップＳ１５に処理が進められる。
【００７４】
（ステップＳ１５）水温がＴ３以上まで上昇した場合には、制御部２５は、目標水温に向けたファン制御を行い、処理をステップＳ６にリターンする。この場合、制御部２５は、回転駆動モードに移行し、ファンモータ１６を適宜回転させ、ファン１５の回転により取り込まれた空気をラジエータ１１に当てることで、ラジエータ１１の水温を目標値に冷却する。
【００７５】
上述したように、本発明の一実施形態に係るファンモータシステム１では、ファンモータ１６として、ブラシ付きモータやブラシレスモータではなく、スイッチトリラクタンスモータＳＲモータを使用している。ＳＲモータは、永久磁石を有していないので、堅牢性が高く、減磁の問題やコギングの問題等の永久磁石に起因する問題が原理的に発生しない。したがって、上記永久磁石に起因する問題を改善することができる。また、永久磁石として希土類のような高価な材料を用いる必要がないので、コストダウンが図れる。
【００７６】
また、上述のファンモータシステム１では、モータ制御部２０は、ラジエータ１１の冷却水の温度が第１温度未満の場合には、ファンモータ１６に単相通電を行い、ファンモータ１６の回転を停止させる。これにより、ファン１５を停止させファンブレードをシャッターグリルとして使用し、走行風等による冷却水の冷却を防ぐことができる。
【００７７】
また、上述のファンモータシステム１では、単相通電は、ファンモータ１６を停止するのに必要十分な最小の電流値で通電する。これにより、電力の浪費を防ぐことができる。
【００７８】
また、上述のファンモータシステム１では、モータ制御部２０は、冷却水の温度が記第１温度以上、且つ第２温度未満の場合には、又はファンモータ１６に単相通電を行っている間にファンモータ１６の相電流値が基準電流値以上である場合には、回生制御を行う。これにより、走行風でファン１５が回転する場合にその回転により電力を回収できる。
特に、ファンモータ１６がＳＲモータにあっては、フリーで回転しやすいので、走行風でのファン１５の回転による冷却効果が大きい。
【００７９】
また、上述のファンモータシステム１では、モータ制御部２０は、冷却水の温度が前記第２温度以上、且つ第３温度未満である場合には、ファンモータ１６に対する通電を停止する。これにより、走行風による冷却で必要十分な場合は、電力を消費せず冷却することが可能となる。
【００８０】
また、上述のファンモータシステム１では、モータ制御部２０は、冷却水の温度が第３温度以上である場合には、冷却水の水温が目標値になるようにファンの回転速度を制御する。これにより、走行風による冷却のみでは冷却能が足りない場合のみ、冷却水の水温が目標値に向けた制御（回転駆動モードによる制御）を行うことで、ファンモータ１６への通電する時間を減らすことができ、電力の浪費を防ぐことができる。
【００８１】
上述した実施形態におけるファンモータシステム１の全部または一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
【００８２】
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。
【符号の説明】
【００８３】
１１：ラジエータ
１５：ファン
１６：ファンモータ
２０：モータ制御部
２１：電源部
２２：インバータ
２３：駆動部
２４：電流検出部
２５：制御部
２６：位置検出部
２７：回転角センサ
２８：回転数検出部
２９：水温センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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