(57)【要約】【課題】空調コントローラと電動コンプレッサとの間で発生するノイズを低減できる、ことを目的とする。【解決手段】車両用ファン装置は、車両に搭載されるラジエータに送風するラジエータファン１２と、ラジエータファン１２を駆動させるモータを制御するラジエータファンコントローラ１４と、車両の空気調和装置を制御する車両空調コントローラ１６とを備える。そして、車両空調コントローラ１６は、ラジエータファン１２及びラジエータファンコントローラ１４を収容し、エンジンルーム１８内に設置されるラジエータファン筐体に配置される。【選択図】図３
2015102050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されるラジエータに送風するファンと、
前記ファンを駆動させるモータを制御するファンコントローラと、
前記車両の空気調和装置を制御する空調コントローラと、
前記ファン及び前記ファンコントローラを収容すると共に前記空調コントローラが配置され、エンジンルーム内に設置される筐体と、
を備える車両用ファン装置。
【請求項２】
前記空調コントローラは、前記ファンからの送風及び前記車両の走行風の少なくとも一方が当たるように配置される請求項１記載の車両用ファン装置。
【請求項３】
前記空調コントローラは、前記空気調和装置の冷媒配管と接触するように配置される請求項１又は請求項２記載の車両用ファン装置。
【請求項４】
前記ファンコントローラ及び前記空調コントローラを収容する共通筐体を備え、
前記筐体は、前記共通筐体が配置される請求項１から請求項３の何れか１項記載の車両用ファン装置。
【請求項５】
前記ファンコントローラ及び前記空調コントローラによる演算は、同一の演算装置によって実行される請求項４記載の車両用ファン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ファン装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車やハイブリッド自動車向けにインバータと一体とされた電動コンプレッサが普及している。
このような電動コンプレッサは、モータからハウジングへの漏れ電流（以下「コモンモード電流」という。）によるラジオノイズが発生する。このラジオノイズにより、車両に備えられているラジオや他の電子機器に影響を与える可能性がある。
【０００３】
特許文献１には、モータ駆動回路と一体型電動コンプレッサのモータハウジングがコモンモードコンデンサを介してインバータ回路の一次側に接続されると共に、シールド線を介して車体にアースされる構成が開示されている。また、特許文献１には、モータ駆動回路一体型電動コンプレッサにコモンモードフィルタ回路を用い、モータハウジングからインバータ回路へ車体を経由せずにコモンモード電流をバイパスできる経路を形成する構成が開示されている。特許文献１に記載の上記構成は、コモンモード電流のループを小さくし、ラジオノイズの影響を小さくする。
【０００４】
また、特許文献２には、一体型電動コンプレッサであって、電源からモータへの電圧の印加をコントロールするスイッチング素子と電源との間にラジオノイズ低減のために、抵抗とコンデンサとから構成されるスナバ回路を備える構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２７３１５号公報
【特許文献２】特許第４９８１４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１，２の構成は、モータ駆動用の３００Ｖ程度の電源系といった高電圧系に対するコモンモード電流ループに対して有効な構成である。
【０００７】
一方、電動コンプレッサは車両用の空調コントローラとの通信のために低電圧系を備えている。この低電圧系は、例えば、１２Ｖ程度の鉛バッテリを用いた電源系である。そして、低電圧系の配線と車体との間でも、コモンモード電流によるノイズが発生する。なお、この場合のコモンモード電流は、上記モータからハウジングへの漏れ電流が高電圧系回路と低電圧系回路間の寄生容量を通じて流れる電流と、低電圧系の直流／直流電力変換回路等のスイッチングから生じる漏れ電流の両方を含む。
【０００８】
そして、従来、空調コントローラはダッシュボード内といった車室内に配置され、電動コンプレッサは冷媒配管の都合から車両前方のボンネット内部のエンジンルームに配置される。このため、空調コントローラと電動コンプレッサとの配線長が長くなり、コモンモード電流によるノイズループも大きくなる。
さらに、低電圧系の配線は、電源及び通信線が必要なため、例えば３から８本の多芯線となり、多芯シールド線は高価かつ引き回し性が悪い。このため、低電圧系の配線に対して特許文献１のようにシールド線を用いることで、ラジオノイズを低減することは難しい。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、空調コントローラと電動コンプレッサとの間で発生するノイズを低減できる、車両用ファン装置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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の車両用ファン装置は以下の手段を採用する。
【００１１】
本発明の態様に係る車両用ファン装置は、車両に搭載されるラジエータに送風するファンと、前記ファンを駆動させるモータを制御するファンコントローラと、前記車両の空気調和装置を制御する空調コントローラと、前記ファン及び前記ファンコントローラを収容すると共に前記空調コントローラが配置され、エンジンルーム内に設置される筐体と、を備える。
【００１２】
本構成によれば、車両に搭載されるラジエータに送風するファンを駆動させるモータがファンコントローラによって制御され、車両の空気調和装置が空調コントローラによって制御される。空気調和装置に用いられる冷媒は車両のエンジンルーム内に設置された電動コンプレッサによって圧縮される。そして、空調コントローラは、車室内が設定された温度となるように、電動コンプレッサを制御する。
【００１３】
ここで、空調コントローラが車両の例えばダッシュボード内に収容されていると、電動コンプレッサと空調コントローラとの配線長が長い。このため、ノイズループが大きく、その結果、ラジオノイズ等のノイズも大きくなる。
そこで、本構成は、ファン及びファンコントローラを収容する筐体に空調コントローラが配置される。すなわち、空調コントローラは、エンジンルーム内に設置されるファン及びファンコントローラを収容する筐体と一体化される。これによって、空調コントローラも電動コンプレッサと同様にエンジンルーム内に配置されるので、空調コントローラと電動コンプレッサとの配線長が短くなり、ノイズループも小さくなる。その結果、発生するノイズが減少する。
【００１４】
このように、本構成は、空調コントローラと電動コンプレッサとの間で発生するノイズを低減できる。
【００１５】
上記態様では、前記空調コントローラが、前記ファンからの送風及び前記車両の走行風の少なくとも一方が当たるように配置されることが好ましい。
【００１６】
本構成によれば、空調コントローラに対して強制的に送風されるので、エンジンルーム内の他の位置に配置するよりも、空調コントローラに対する冷却効果が高い。なお、この配置位置は、例えば筐体のラジエータ側である。
このように、本構成は、新たな冷却装置を設ける必要がないため、部品コストの増加を抑制でき、かつダッシュボードからエンジンルーム内へ空調コントローラの配置位置を変更することによる信頼性の低下を抑制できる。
【００１７】
上記態様では、前記空調コントローラが、前記空気調和装置の冷媒配管と接触するように配置されることが好ましい。
【００１８】
本構成によれば、空調コントローラの熱が冷媒と熱交換されるので、空調コントローラの冷却効果をより高めることができる。
【００１９】
上記態様では、前記ファンコントローラ及び前記空調コントローラを収容する共通筐体を備え、前記筐体が、前記共通筐体に配置されることが好ましい。
【００２０】
本構成によれば、ファンコントローラ及び空調コントローラの全体構成を小型化できる。
【００２１】
上記態様では、前記ファンコントローラ及び前記空調コントローラによる演算が、同一の演算装置によって実行されることが好ましい。
【００２２】
本構成によれば、ファンコントローラ及び空調コントローラの全体構成をより小型化できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、空調コントローラと電動コンプレッサとの間で発生するノイズを低減できる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用ファン装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る車両用ファン装置の外観斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る車両用ファン装置を構成する機器の配線図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る車両用ファン装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る車両用ファン装置の外観斜視図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る車両用ファン装置の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明に係る車両用ファン装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２６】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
【００２７】
図１は、本第１実施形態に係る車両用ファン装置１０の概略構成を示すブロック図である。
車両用ファン装置１０は、ラジエータファン筐体２６にラジエータファン１２及びラジエータファンコントローラ１４が収容されると共に車両空調コントローラ１６が配置される。そして、車両用ファン装置１０は、車両のエンジンルーム１８内に設置される。なお、車両は、ラジエータを搭載していれば、内燃機関であるエンジンのみを有する自動車であっても、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車又は電気自動車であってもよい。
【００２８】
ラジエータファン１２は、車両に搭載されるラジエータに送風する。これにより、ラジエータを流れる冷却液は空冷される。
【００２９】
ラジエータファンコントローラ１４は、ラジエータファン１２を駆動させるファンモータ２０を制御する。ファンモータ２０は、一例として永久磁石同期モータである。
【００３０】
車両空調コントローラ１６は、車両の空気調和装置を制御する。
空気調和装置に用いられる冷媒は、車両のエンジンルーム１８内に設置された電動コンプレッサ２２によって圧縮される。そして、車両空調コントローラ１６は、車室内に配置された温度センサ２４の信号に基づいて、車室内が設定された温度となるように、電動コンプレッサ２２のコンプレッサモータ３２（図３も参照）を制御する。
なお、電動コンプレッサ２２は、例えばインバータと一体型とされている。
また、電動コンプレッサ２２は、エンジンの近辺に配置されている場合が多い。このような場合、電動コンプレッサ２２とラジエータは近い位置に配置されている。
【００３１】
なお、ラジエータファンコントローラ１４及び車両空調コントローラ１６は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記録媒体等に記録されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。
【００３２】
図２は、本第１実施形態に係る車両用ファン装置１０の外観斜視図の一例である。
上述したように、ラジエータファン１２及びラジエータファンコントローラ１４を収容するラジエータファン筐体２６に車両空調コントローラ１６が配置される。すなわち、車両空調コントローラ１６は、エンジンルーム１８内に設置されるラジエータファン筐体２６と一体化される。
【００３３】
また、車両空調コントローラ１６は、ラジエータファン１２からの送風及び車両の走行風の少なくとも一方が当たるように配置される。この配置位置は、例えばラジエータファン筐体２６のラジエータ側である。
【００３４】
なお、図２の例では、車両空調コントローラ１６は、ラジエータファン筐体２６の表面に配置されているが、これに限らず、車両空調コントローラ１６は、ラジエータファン筐体２６の内部に収容されてもよい。
【００３５】
図３は、車両用ファン装置１０を構成する機器の配線図である。
ファンモータ２０は、ラジエータファンコントローラ１４を介して、電源３０から電力が供給される。コンプレッサモータ３２は、電動コンプレッサ２２と一体化されているインバータを介して電源３０から電力が供給される。電源３０は、例えば約３００Ｖの電圧を発生させる。
従って、図３の一点鎖線内の機器、すなわちラジエータファンコントローラ１４、ファンモータ２０、及び電動コンプレッサ２２等は、高電圧系である。
【００３６】
一方、車両空調コントローラ１６は、例えば１２Ｖの電圧を発生させる鉛バッテリ３４に接続される低電圧系である。低電圧系は、アース線３６によって車体４０と接続されることで接地される。なお、高電圧系と低電圧系は、絶縁部３８によって絶縁される。
【００３７】
また、車両空調コントローラ１６は、電動コンプレッサ２２と制御信号を送信する信号線４０によって接続される。
【００３８】
ここで、車両空調コントローラ１６が車両の例えばダッシュボード４２内に収容されていると、電動コンプレッサ２２と車両空調コントローラ１６との信号線４０の配線長が長い。このため、信号線４０とアース線３６及び接地させる車体４０によって形成される低電圧系のノイズループが大きい。その結果、ラジオノイズ等のノイズ（コモンモードノイズ）も大きくなる。このノイズにより、車両に備えられているラジオ４４の混信や他の電子機器に影響を与える可能性がある。
【００３９】
一方、本第１実施形態に係る車両空調コントローラ１６は、エンジンルーム１８内に設置されるラジエータファン筐体２６と一体化されている。これにより、車両空調コントローラ１６も電動コンプレッサ２２と同様にエンジンルーム１８内に配置される。従って、車両空調コントローラ１６と電動コンプレッサ２２との配線長が短くなり、ノイズループ４６が小さくなる。
その結果、発生するノイズが減少する。また、ノイズが発生したとしてもノイズループ４６は、エンジンルーム１８内で形成されているので、ダッシュボード４２内に配置されているラジオ４４等の電子機器に対する影響も小さい。
【００４０】
また、車両空調コントローラ１６がダッシュボード４２内に配置されていると、車両空調コントローラ１６の温度の上昇を抑制できていた。一方、エンジンルーム１８は、ダッシュボード４２内に比べて温度が高温になる傾向がある。
そこで、上述したように、車両空調コントローラ１６は、ラジエータファン１２からの送風及び車両の走行風の少なくとも一方が当たるように配置される。
【００４１】
これにより、車両空調コントローラ１６に対して強制的に送風されるので、エンジンルーム１８内の他の位置に配置するよりも、車両空調コントローラ１６に対する冷却効果が高い。
このように、本第１実施形態に係る車両用ファン装置１０は、エンジンルーム１８内へ車両空調コントローラ１６を配置するにあたり、新たな冷却装置を設ける必要がない。このため、本第１実施形態に係る車両用ファン装置１０は、部品コストの増加を抑制でき、かつダッシュボード４２からエンジンルーム１８内へ空調コントローラの配置位置を変更することによる環境温度の上昇による信頼性の低下を抑制できる。
【００４２】
また、車両空調コントローラ１６は、空気調和装置の冷媒配管と接触するように配置されてもよい。
【００４３】
この形態の場合、冷媒配管は、車両空調コントローラ１６と接触して、車両空調コントローラ１６の熱が冷媒と熱交換されるように、ラジエータファン筐体２６へ取り回される。
より具体的には、車両空調コントローラ１６が配置されるラジエータファン筐体２６の部分を、例えば、より熱伝導性の高い金属性とし、冷媒配管と接触させる。そして、ラジエータファン筐体２６と車両空調コントローラ１６との間、ラジエータファン筐体２６と冷媒配管との間には、放熱グリスや熱伝導シート等、車両空調コントローラ１６から冷媒配管への熱伝導性を高める構成が適宜設けられる。
【００４４】
これにより、車両空調コントローラ１６の冷却効果がより高められる。
【００４５】
以上説明したように、本第１実施形態に係る車両用ファン装置１０は、車両に搭載されるラジエータに送風するラジエータファン１２と、ラジエータファン１２を駆動させるモータを制御するラジエータファンコントローラ１４と、車両の空気調和装置を制御する車両空調コントローラ１６とを備える。そして、車両空調コントローラ１６は、ラジエータファン１２及びラジエータファンコントローラ１４を収容し、エンジンルーム内に設置されるラジエータファン筐体２６に配置される。
【００４６】
従って、車両用ファン装置１０は、車両空調コントローラ１６と電動コンプレッサ２２との間で発生するノイズを低減できる。
【００４７】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
【００４８】
図４は、本第２実施形態に係る車両用ファン装置１０の概略構成を示すブロック図である。図４における図１と同一の構成部分については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。また、図５は、本第２実施形態に係る車両用ファン装置１０の外観斜視図である。なお、図５における図２と同一の構成部分については図２と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４９】
本第２実施形態に係る車両用ファン装置１０は、ラジエータファンコントローラ１４及び車両空調コントローラ１６を収容する共通筐体５０を備える。そして、ラジエータファン筐体２６は、ラ共通筐体５０が配置する。
なお、図５の例では、共通筐体５０は、ラジエータファン筐体２６の表面に配置されているが、これに限らず、共通筐体５０は、ラジエータファン筐体２６の内部に収容されてもよい。
【００５０】
これにより、本第２実施形態に係る車両用ファン装置１０は、ラジエータファンコントローラ１４及び車両空調コントローラ１６の全体構成を小型化できる。
【００５１】
また、本第２実施形態に係る車両用ファン装置１０は、コントローラ間の防水コネクタや信号線等のケーブルの養生が不要となり、放熱部品を共通化できる。放熱部品の共通化により、放熱部品の小型化や小数化が実現される。また、熱設計が各コントローラ毎に行われる必要がなくなる。さらに、コントローラの小型化により、ラジエータファン１２からラジエータへのエアフローの阻害が抑制される。
【００５２】
なお、ラジエータファンコントローラ１４を構成する基板及び車両空調コントローラ１６を構成する基板は、一体とされてもよい。すなわち、共通筐体５０に収容される基板は１枚とされる。
基板が１枚となれば、コントローラ間のケーブルが不要となり、グランドパターンを共通化できるため、コモンモード電流のノイズループをさらに小さくできる。
【００５３】
〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態について説明する。
【００５４】
図６は、本第３実施形態に係る車両用ファン装置１０の概略構成を示すブロック図である。図６における図１と同一の構成部分については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５５】
本第３実施形態に係る車両用ファン装置１０は、ラジエータファンコントローラ１４及び車両空調コントローラ１６による演算を、同一の演算装置である共通コントローラ５２によって実行する。すなわち、一つのＣＰＵによって、ラジエータファンコントローラ１４及び車両空調コントローラ１６の機能を実現する。
【００５６】
これにより、本第３実施形態に係る車両用ファン装置１０は、ラジエータファンコントローラ１４及び車両空調コントローラ１６の全体構成をより小型化できる。また、ＣＰＵや通信インターフェースに要する部品が削減される。さらに、コントローラの小型化により、ラジエータファン１２からラジエータへのエアフローの阻害が抑制される。
【００５７】
以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、該変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００５８】
例えば、上記各実施形態では、ラジエータファン筐体２６に車両空調コントローラ１６を配置する形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、車両空調コントローラ１６は電動コンプレッサ２２に搭載される形態としてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１０    車両用ファン装置
１２    ラジエータファン
１４    ラジエータファンコントローラ
１６    車両空調コントローラ
１８    エンジンルーム
２０    ファンモータ
２６    ラジエータファン筐体
５０    共通筐体
５２    共通コントローラ
【図１】
2015102050.tif 000003
【図２】
2015102050.tif 000004
【図３】
2015102050.tif 000005
【図４】
2015102050.tif 000006
【図５】
2015102050.tif 000007
【図６】
2015102050.tif 000008