(57)【要約】【課題】環境の変化による過冷却を抑制することができる冷却用電動ファンの駆動装置を提供する。【解決手段】PWM駆動回路7は、冷却用電動ファン（2、3）、（4、5）へ電圧を印加する。制御演算装置6は、算出部、第１の制御部、第２の制御部を有する。第１の制御部は、冷却対象の温度が大きくなるにつれて冷却用電動ファン（2、3）、（4、5）の回転速度を大きくするようにPWM駆動回路7を制御する。算出部は、大気の湿度に基づいて前記冷却用電動ファンによる冷却効率を算出する。第２の制御部は、前記冷却効率が大きくなるにつれて前記冷却用電動ファンの回転速度の減速量を大きくするように前記駆動回路を制御する。【選択図】図６
2017008739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却用電動ファンへ電圧を印加する駆動回路と、
冷却対象の温度が大きくなるにつれて前記冷却用電動ファンの回転速度を大きくするように前記駆動回路を制御する第１の制御部、大気の湿度に基づいて前記冷却用電動ファンによる冷却効率を算出する算出部、及び前記冷却効率が大きくなるにつれて前記冷却用電動ファンの回転速度の減速量を大きくするように前記駆動回路を制御する第２の制御部を有する制御装置と、
を備えることを特徴とする冷却用電動ファンの駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冷却用電動ファンの駆動装置であって、
前記算出部は、
前記大気の湿度とさらに大気の温度に基づいて、前記冷却用電動ファンによる冷却効率を算出する
ことを特徴とする冷却用電動ファンの駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の冷却用電動ファンの駆動装置であって、
前記算出部は、
前記大気の湿度と前記大気の温度とさらに前記冷却対象を通過する大気の風速に基づいて、前記冷却効率を算出する
ことを特徴とする冷却用電動ファンの駆動装置。
【請求項４】
請求項1に記載の冷却用電動ファンの駆動装置であって、
前記第１の制御部は、
前記冷却対象の温度が大きくなるにつれて前記冷却用電動ファンの第１のデューティ比を大きくするように前記第１のデューティ比を演算し、
前記第２の制御部は、
前記冷却効率が大きくなるにつれて前記第１のデューティ比を小さくするように補正することにより第２のデューティ比を算出し、
前記駆動回路は、
前記第２のデューティ比に基づいて、前記冷却用電動ファンへ電圧を印加し、
前記冷却対象の温度と前記第２のデューティ比の関係を表す第２の曲線は、
前記冷却対象の温度と前記第１のデューティ比の関係を表す第１の曲線を前記冷却対象の温度の軸方向に平行移動したものである
ことを特徴とする冷却用電動ファンの駆動装置。
【請求項５】
請求項1に記載の冷却用電動ファンの駆動装置であって、
前記第１の制御部は、
前記冷却対象の温度が大きくなるにつれて前記冷却用電動ファンの第１のデューティ比を大きくするように前記第１のデューティ比を演算し、
前記第２の制御部は、
前記冷却効率が大きくなるにつれて前記第１のデューティ比を小さくするように補正することにより第２のデューティ比を算出し、
前記駆動回路は、
前記第２のデューティ比に基づいて、前記冷却用電動ファンへ電圧を印加し、
前記冷却対象の温度と前記第２のデューティ比の関係を表す第２の曲線は、
前記冷却効率が大きくなるにつれて、前記冷却対象の温度に対する前記第２のデューティ比の変化率が小さくなるように、前記冷却対象の温度と前記第１のデューティ比の関係を表す第１の曲線を移動したものである
ことを特徴とする冷却用電動ファンの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却用電動ファンの駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用の冷却用電動ファンは、ラジエータやエンジン、バッテリ等の冷却装置として使用されている。例えば、ラジエータ冷却用の電動ファンでは、熱源であるエンジンの冷却水の温度を検出し、ある温度判定閾値を境にして冷却用電動ファンの駆動及び停止を制御する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
さらに、例えば、エンジンの冷却水温度が所定温度以上になると、電動モータをPWM制御(パルス幅変調制御)により駆動して冷却用ファンを回転させ、熱源の温度を一定に保つようにそのデューティ比を調整する冷却用電動ファンの制御がなされている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2003-49646号公報
【特許文献２】特開2009-293554号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車載用の冷却用電動ファンの制御において、電動ファンを駆動及び停止する熱源の温度は、予め想定した過酷条件をもとに設計されている。しかし、実際の環境では大気の湿度と、大気の温度、熱源の温度と、熱源を通過する大気の風速等が変化することで、冷却用電動ファンの冷却効率が変動する。よって、過酷条件で設計した冷却用電動ファンの制御では、過酷条件に対してより理想的な環境下において、必要以上な電動ファンの駆動を招いてしまい、結果として無駄な電力消費や騒音増加を招く。
【０００６】
本発明の目的は、環境の変化による過冷却を抑制することができる冷却用電動ファンの駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、冷却用電動ファンへ電圧を印加する駆動回路と、冷却対象の温度が大きくなるにつれて前記冷却用電動ファンの回転速度を大きくするように前記駆動回路を制御する第１の制御部、大気の湿度に基づいて前記冷却用電動ファンによる冷却効率を算出する算出部、及び前記冷却効率が大きくなるにつれて前記冷却用電動ファンの回転速度の減速量を大きくするように前記駆動回路を制御する第２の制御部を有する制御装置と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、環境の変化による過冷却を抑制することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第1から第4の実施形態による発明の構成図である。
【図２】本発明の第1から第4の実施形態による冷却水温度に応じたラジエータ冷却用電動ファンの駆動制御の概念図である。
【図３】本発明の第1から第4の実施形態による冷却効率の変動を考慮したラジエータ冷却用電動ファンの第１の駆動制御の概念図である。
【図４】本発明の第1から第4の実施形態による冷却効率の変動を考慮したラジエータ冷却用電動ファンの第２の駆動制御の概念図である。
【図５】熱源近傍の大気温度分布を説明するための図である。
【図６】本発明の第1の実施形態による冷却効率の変動を考慮したラジエータ冷却用電動ファンの駆動制御演算に関するシステムブロック図である。
【図７】本発明の第2の実施形態による冷却効率の変動を考慮したラジエータ冷却用電動ファンの駆動制御演算に関するシステムブロック図である。
【図８】本発明の第3の実施形態による冷却効率の変動を考慮したラジエータ冷却用電動ファンの駆動制御演算に関するシステムブロック図である。
【図９】本発明の第4の実施形態による冷却効率の変動を考慮したラジエータ冷却用電動ファンの駆動制御演算に関するシステムブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いて、本発明の第1〜第4の実施形態による冷却用電動ファンの駆動装置の構成及び作用効果を説明する。なお、各図において、同一符号は同一部分を示す。
【００１１】
図1は、本発明の実施形態に係る冷却用電動ファンの駆動装置1を、ラジエータ9の冷却に適用した例を示す図である。本発明の実施形態として自動車におけるラジエータ9の冷却用電動ファンの駆動装置1を用いて説明するが、必ずしもそれに限定されるべきものではない。
【００１２】
ラジエータ冷却用電動ファンの駆動装置1は、第1電動モータ2に接続される第1冷却ファン3と、第2電動モータ4に接続される第2冷却ファン5と、第1電動モータ2及び第2電動モータ4の連続制御を行うためにPWM制御演算を行う電動ファンの制御演算装置6と、制御演算装置6で決定されたデューティ比に基づいて出力されるゲート信号によりPWM駆動を行うPWM駆動回路7で構成されている。
【００１３】
冷却用電動ファンの駆動装置1には、電源としてバッテリ8が接続されている。第1冷却ファン3と第2冷却ファン5は、冷却水の熱交換機であるラジエータ9を冷却する。PWM駆動回路7は、バッテリ8により印加される電圧を調整することができるため、モータ出力を連続的に制御できる。すなわち、PWM駆動回路7は、冷却用電動ファン（2、3）、（4、5）へ電圧を印加する。
【００１４】
制御演算装置6は、エンジンの燃焼不安定による運転性低下を防ぐためにエンジンの吸気口付近に設けられた湿度センサにより検出される大気の湿度10と、温度センサにより取得される大気の気温11と、熱源であるラジエータ9を通過するエンジンの冷却水の水温12と、速度センサより検出される車速13と、ラジエータ9を通過する大気の風速14を取得することができる。
【００１５】
これらのパラメータを用いて、冷却用電動ファンの冷却効率（冷えやすさ）の変動を検出し、デューティ比とファンの駆動を開始する判定閾値温度と停止する判定閾値温度とを決定するコントロールユニット15により電動ファンの駆動制御がなされる。
【００１６】
本発明の実施形態では、上記のパラメータ10〜14をすべて取得できるようにしているが、必ずしもすべてのパラメータを取得する必要はなく、冷却効率の変化を検出するために必要なパラメータのみでも良い。また、本発明の実施形態では電動ファンを2つ用いているが、1つ以上用いていればよい。
【００１７】
（電動ファンの制御方法）
図2は、本発明の実施形態による冷却用電動ファンの制御方法を示す。過酷条件時における電動ファンの駆動を開始する冷却水温度（熱源温度）T0s、電動ファンの駆動を終了する冷却水温度T0f、電動ファンのデューティ比が100%の時の冷却水温度T1と設定する。
【００１８】
温度がT0fからT0sまでの間では、ヒステリシス特性をもった電動ファンの駆動を開始する判定閾値温度と停止する判定温度閾値に基づいて、電動ファンのON/OFFを制御する。これにより、ファンのON/OFFの振動を抑制することができる。温度がT0sからT1までの間は、冷却水の温度に比例してデューティ比を決定することで電動ファンを連続的に駆動制御する。
【００１９】
換言すれば、制御演算装置6は、冷却水（ラジエータ）の温度（冷却対象の温度）が大きくなるにつれて冷却用電動ファンの回転速度を大きくするようにPWM駆動回路7を制御する第１の制御部として機能する。
【００２０】
この時、電動ファンの駆動を開始する冷却水温度T0sと、電動ファンの駆動を終了する冷却水温度T0fと、電動ファンのデューティ比が100%の時の冷却水温度T1は、過酷条件時の設定となっている。そこで、冷却効率の変動に基づいてデューティ比や判定温度閾値を算出する制御演算装置6の演算結果に基づいて、電動ファンの駆動を開始する冷却水温度T0sと、電動ファンの駆動を終了する冷却水温度T0fと、電動ファンのデューティ比が100%の時の冷却水温度T1の何れか一つ以上を図3に示すように右方向に修正する。これにより、冷却用電動ファンの冷却効率が高い場合は、過酷条件時の設定の場合に対してファンの駆動を極力抑えることができる。
【００２１】
すなわち、制御演算装置6は、冷却効率が大きくなるにつれて冷却用電動ファンの回転速度の減速量を大きくするようにPWM駆動回路7を制御する第２の制御部として機能する。
【００２２】
例えば、制御演算装置6（第１の制御部）は、冷却水（ラジエータ）の温度（冷却対象の温度）が大きくなるにつれて冷却用電動ファンの第１のデューティ比を大きくするように第１のデューティ比を演算する。また、制御演算装置6（第２の制御部）は、冷却効率が大きくなるにつれて第１のデューティ比を小さくするように補正することにより第２のデューティ比を算出する。そして、PWM駆動回路7は、第２のデューティ比に基づいて、冷却用電動ファンへ電圧を印加する。ここで、冷却対象の温度と第２のデューティ比の関係を表す第２の曲線は、冷却対象の温度と第１のデューティ比の関係を表す第１の曲線を冷却対象の温度の軸方向に平行移動したものである。
【００２３】
もしくは、制御演算装置6の演算結果に基づいて、図4に示すように電動ファンのデューティ比が100%の時の冷却水温度T1のみを変更して、デューティ比の傾きを緩やかにするような方法を適用する。
【００２４】
すなわち、冷却対象の温度と第２のデューティ比の関係を表す第２の曲線は、冷却効率が大きくなるにつれて、冷却対象の温度に対する第２のデューティ比の変化率が小さくなるように、冷却対象の温度と第１のデューティ比の関係を表す第１の曲線を移動したものである。
【００２５】
このとき、第1電動モータ2と第2電動モータ4の両方がデューティ比100%で駆動する際の冷却水温度に達してしまった、あるいはその近辺温度に達してしまった場合は、強制的に過酷条件時の設定に戻すようなフェイルセーフ機能を設けてもよい。
【００２６】
本発明の実施形態では、図2に示す冷却用電動ファンの制御方法をもとに説明しているが、電動ファンの制御方法はどのような方法でもよく、本発明はすべての冷却用電動ファンの制御に適用できる。想定していた過酷条件における電動ファン制御の駆動を開始する判定閾値温度と停止する判定温度閾値や、デューティ比を、冷却効率の変動に応じてファンの駆動を抑えるように決定することで、必要以上のファン駆動を抑制することによる電力消費の削減や、騒音低減が実現できる。
【００２７】
（取得したパラメータと冷却効率の関係性）
冷却用電動ファンの冷却効率は、大気と熱源であるラジエータ9の間の熱移動の効率である。よって、熱移動がしやすいほど、冷却効率が向上する。図5は、温度Twの熱源（ラジエータ9）に対して温度Tfの流体（大気）が流れている場合の流体（大気）の温度分布を表す。なお、図5の縦軸は大気の温度Tを示し、横軸はラジエータ9の表面からの距離xを示す。
【００２８】
このとき、単位時間あたり、単位面積あたりにラジエータ9から大気へ流れる熱量（伝熱流量）qは、式(1)のように表される。
【００２９】
【数１】
2017008739.tif 000003
【００３０】
ただし、αは熱伝達率を表す。つまり、熱伝達率αが大きいほど、また熱源であるラジエータ9と大気の温度差（Tw-Tf）が大きいほど冷却用電動ファンの冷却効率は向上する。
【００３１】
熱伝達率αは、大気の湿度10、大気の温度11、ラジエータ9を通過する大気の風速の上昇とともに増加する。そのため、ラジエータ9と大気の温度11の差が同じ場合、大気の湿度10、大気の温度11、ラジエータ9を通過する大気の風速の上昇とともに冷却効率は増加する。このように、大気の湿度10、大気の温度11、ラジエータ9を通過する大気の風速に応じて、冷却用電動ファンの冷却効率が変動することがわかる。
【００３２】
この時、電動ファンの冷却効率の違いを表す指標として、取得したパラメータの他に、熱伝達率αや、単位時間、単位面積あたりにラジエータ9から大気へ流れる伝熱流量q等が挙げられる。熱伝達率αや伝熱流量qを取得したパラメータに応じて理論式や経験式等で直接計算し、計算結果に基づいて冷却用電動ファンを制御してもよい。もしくは、取得するパラメータに対する現在の電動ファンの冷却効率に関するパラメータを予め実験やシミュレーション等でマッピングし、マッピングにより得られた冷却効率に基づいて冷却用電動ファンを制御してもよい。
【００３３】
（冷却効率の変動を算出する制御演算装置）
図1に示す制御演算装置6における、具体的な電動ファンの冷却効率の演算例として、前述した本発明の共通の実施形態をもとに、4つの実施形態を用いて説明する。
【００３４】
（第１の実施形態）
最初に、図6を用いて、図1に示す制御演算装置6の第1の実施形態を説明する。大気の湿度10（H）を入力パラメータとする、予め実験やシミュレーション等で求めたマッピングテーブル16により、熱伝達率α、伝熱流量q等の冷却用電動ファンの冷却効率を示すパラメータ17（ε）を算出し、前記冷却効率を示すパラメータ17（ε）と冷却水の水温12（Tc）からデューティ比演算部18により図4〜図5に示したように、デューティ比や温度判定閾値（Ｔ’０ｆ、Ｔ’０ｓ、Ｔ’１等）を決定する。
【００３５】
ここで、制御演算装置6は、大気の湿度Hに基づいて、冷却用電動ファンによる冷却効率εを算出する算出部として機能する。制御演算装置6（デューティ比演算部18）は、冷却水（ラジエータ）の温度Tc（冷却対象の温度）が大きくなるにつれて冷却用電動ファンの回転速度を大きくするようにPWM駆動回路7を制御する第１の制御部として機能する。また、制御演算装置6は、冷却効率εが大きくなるにつれて冷却用電動ファンの回転速度の減速量を大きくするようにPWM駆動回路7を制御する第２の制御部として機能する。
【００３６】
本実施形態では、マッピング16を用いることにより、冷却用電動ファンの冷却効率を示すパラメータ17（ε）を算出するが、大気の湿度10（H）の上昇とともに冷却用電動ファンの冷却効率（ε）が向上することから、例えば、関数（経験式等）を用いて、取得した大気の湿度10（H）から温度判定閾値やデューティ比をデューティ比演算部18により決定してもよい。
【００３７】
デューティ比演算部18の演算結果により、図3や図4に示すように過酷条件で想定していた電動ファンの制御方法が右方向に修正されることになる。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態によれば、環境の変化による過冷却を抑制することができる。詳細には、大気の湿度10の変動による冷却用電動ファンの冷却効率の変化に応じた駆動制御が可能となる。
【００３９】
（第2の実施形態）
続いて、図7を用いて、図1に示す制御演算装置6の第2の実施形態を説明する。第2の実施形態では、第1の実施形態に比べ新たに大気の温度11のパラメータを取得し、冷却用電動ファンの冷却効率の変化を表す指標として熱伝達率αを用いる。
【００４０】
図7に示すように、大気の湿度10（H）と大気の温度11（Tair）を用いて、熱伝達率算出部19は、熱伝達率20（α）と現在の大気温度（Tair）における過酷条件である湿度0%の熱伝達率21（α0）を算出する。
【００４１】
すなわち、熱伝達率算出部19は、大気の湿度Hとさらに大気の温度Tairに基づいて、冷却用電動ファンによる冷却効率αを算出する算出部として機能する。
【００４２】
詳細には、熱伝達率算出部19（算出部）は、大気の湿度Hと大気の温度Tairに基づいて、冷却対象の第１の冷却効率αを算出し、及び前記大気の湿度０％と前記大気の温度に基づいて、前記冷却対象の第２の冷却効率α0を算出する。
【００４３】
算出した熱伝達率20（α）と、大気の湿度0%の熱伝達率21（α0）に基づいて、デューティ比演算部18は、デューティ比や温度判定閾値の演算を行う。
【００４４】
すなわち、制御演算装置6（デューティ比演算部18）は、冷却水（ラジエータ）の温度Tc（冷却対象の温度）が大きくなるにつれて冷却用電動ファンの回転速度を大きくするようにPWM駆動回路7を制御する第１の制御部として機能する。また、制御演算装置6は、冷却効率αが大きくなるにつれて冷却用電動ファンの回転速度の減速量を大きくするようにPWM駆動回路7を制御する第２の制御部として機能する。
【００４５】
詳細には、制御演算装置6（第２の制御部）は、第１の冷却効率αと第２の冷却効率α0の比に基づいて、冷却用電動ファンの回転速度の減速量を大きくするようにPWM駆動回路7を制御する。具体的には、例えば、制御演算装置6（第２の制御部）は、α／α0が大きくなるにつれて、冷却用電動ファンの回転速度の減速量を大きくするようにPWM駆動回路7を制御する。
【００４６】
デューティ比演算部18の演算結果により、図3や図4のような電動ファンの駆動制御が行われる。熱伝達率算出部19では、各大気の湿度10（H）及び大気の温度11（Tair）に対する熱伝達率20の値（α）を予めマッピングし、熱伝達率20（α）を出力する、もしくは経験式等を用いて熱伝達率20（α）を求める。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態によれば、環境の変化による過冷却を抑制することができる。詳細には、大気の湿度10（H）と、大気の温度11（Tair）の変動による冷却用電動ファンの冷却効率（α）の変化に応じた駆動制御が可能となる。
【００４８】
（第3の実施形態）
続いて、図8を用いて、図1に示す制御演算装置6の第3の実施形態を説明する。第3の実施形態では、熱伝達率（α）をより正確に求める為に、第2の実施形態に比べ新たにラジエータ9を通過する大気の風速のパラメータ（Vair）を用いる。
【００４９】
図8に示すように、大気の湿度10（H）と、大気の温度11（Tair）と、ラジエータ9を通過する大気の風速14（Vair）の3つのパラメータを用いて、熱伝達率算出部19は、熱伝達率20（α）と、現在の大気温度10とラジエータ9を通過する大気の風速14における過酷条件である湿度0%の熱伝達率21（α0）を算出する。
【００５０】
すなわち、熱伝達率算出部19は、大気の湿度Hと大気の温度Tairとさらに冷却対象を通過する大気の風速Vairに基づいて、冷却効率αを算出する算出部として機能する。
【００５１】
前記熱伝達率20（α）と大気の湿度0%の熱伝達率21（α0）に基づいて、デューティ比演算部18は、デューティ比や温度判定閾値の演算を行う。
【００５２】
ここで、制御演算装置6（デューティ比演算部18）は、冷却水（ラジエータ）の温度Tc（冷却対象の温度）が大きくなるにつれて冷却用電動ファンの回転速度を大きくするようにPWM駆動回路7を制御する第１の制御部として機能する。また、制御演算装置6は、冷却効率が大きくなるにつれて冷却用電動ファンの回転速度の減速量を大きくするようにPWM駆動回路7を制御する第２の制御部として機能する。
【００５３】
ラジエータ9を通過する大気の風速14（Vair）は、車速13（Vvehicle）と電動ファンの駆動状態を表すデューティ比22から推定する。デューティ比演算部18の演算結果により、図3や図4のような電動ファンの駆動制御が行われる。
【００５４】
第3の実施形態では、ラジエータ9を通過する大気の風速14（Vair）を算出するため、電動ファンの駆動状態を表すパラメータとしてデューティ比22を用いたが、ファンの回転数等でもよい。図8における熱伝達率算出部19では、第2の実施形態と同様に、各パラメータに対する熱伝達率をマッピングしてもよいし、経験式等を用いて算出してもよい。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態によれば、環境の変化による過冷却を抑制することができる。詳細には、大気の湿度10（H）と、大気の温度11（Tair）とラジエータ9を通過する大気の風速14（Vair）の変動による冷却用電動ファンの冷却効率に応じた駆動制御が可能となる。
【００５６】
（第4の実施形態）
続いて、図9を用いて、図1に示す制御演算装置6の第4の実施形態を説明する。第4の実施形態では熱伝達率（α）ではなく、単位時間、単位面積あたりに移動する伝熱流量qを電動ファンの冷却効率を表す指標として評価し、冷却用電動ファン制御を行う。この伝熱流量qが、過酷条件時の伝熱流量q0に比べて大きいほど、冷却効率が高いことを意味する。
【００５７】
図9に示すように、風速センサにより検出したラジエータ9を通過する風速14（Vair）と、大気の湿度10（H）と、大気の温度11（Tair）を用いて熱伝達率算出部19は、熱伝達率20（α）を算出する。減算器は、大気の温度11と冷却水の水温12の温度差23（ΔT）を演算する。算出した熱伝達率20（α）と、温度差23（ΔT）を用いて、積算器は、単位時間、単位面積あたりの伝熱流量24（q）を算出する。算出した伝熱流量24（q）と、現在の冷却水の水温12（Tc）における過酷条件の伝熱流量25（q0）に基づいて、デューティ比演算部18は、デューティ比や温度判定閾値の演算を行う。
【００５８】
デューティ比演算部18の演算結果により、図3や図4に示すような電動ファンの駆動制御が行われる。この時、熱伝達率算出部19は、第2の実施形態、及び第3の実施形態と同様である。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態によれば、環境の変化による過冷却を抑制することができる。詳細には、単位時間あたり、単位面積あたりの伝熱流量24（q）による冷却用電動ファンの駆動制御により、冷却用電動ファンの冷却効率に応じた制御駆動が可能となる。
【００６０】
以上、第1から第4の実施形態によれば、取得したパラメータにより明らかとなった冷却用電動ファンの冷却効率の変化に応じて冷却用電動ファンを駆動制御する。これにより、過酷条件で設計した冷却用電動ファンの駆動制御に対して電動ファンの駆動を最適化することが可能となり、必要以上の電動ファンの駆動を抑制することで、消費電力削減と騒音低減が期待できる。
【００６１】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、タイミングチャートに示した信号極性は、一例であり、これに限定するものではない。また、上記の各構成、は、それらの一部又は全部を、例えばひとつの集積回路で実現してもよいし、複数の集積回路で実現しても良い。
【００６２】
また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD（Solid State Drive）等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
【００６３】
なお、本発明の実施形態は以下の態様であってもよい。
【００６４】
（１）車載用の冷却用電動ファンにおいて、大気の湿度と、大気の温度と、熱源を通過する大気の速度(風速)の何れか一つ以上のパラメータを用いて前記車載用の冷却用電動ファンを駆動することを特徴とする冷却用電動ファンの駆動装置。
【００６５】
前記（１）によれば、大気の湿度と、大気の温度と、熱源を通過する大気の速度(風速)の何れか一つ以上のパラメータを用いることで、環境の変化に伴う電動ファンの冷却効率の変化に応じた冷却用電動ファンの制御が可能となり、過酷条件をもとに設計された制御に比べ最適な冷却用電動ファン制御を実現できる。これにより、電力消費の削減や、騒音の低減に期待できる。
【００６６】
（２）前記大気の湿度は、湿度センサを用いて検出することを特徴とする前記（１）に記載の冷却用電動ファンの駆動装置。
【００６７】
前記（２）によれば、大気の水分量の絶対値を直接検出することが可能となり、正確な湿度を検出することが可能となる。これにより、大気の湿度変動による冷却用電動ファンの冷却効率の変化をより正確に算出することができ、冷却用電動ファン駆動制御の最適化が図れる。
【００６８】
（３）前記熱源を通過する大気の速度(風速)は、車両の速度と、前記冷却用電動ファンの駆動状態と、風速センサの何れか一つ以上から算出することを特徴とする前記（１）または（２）に記載の冷却用電動ファンの駆動装置。
【００６９】
前記（３）によれば、車両の速度やファンの駆動状態から、熱源を通過する大気の速度(風速)を推定することで、風速センサ等を用いないことによるコスト低減や小型・軽量化に期待できる。
【００７０】
風速センサを用いる場合は、より正確な熱源を通過する大気の速度(風速)を検出することが可能となる。これにより、大気の速度(風速)変動による冷却効率の変化をより正確に算出することができ、冷却用電動ファン駆動制御の最適化が図れる。
【００７１】
（４）前記冷却用電動ファンを駆動する手段は、前記大気の湿度と、前記大気の温度と、前記熱源を通過する大気の速度(風速)の何れか一つ以上のパラメータを用いて、前記冷却用電動ファンの駆動を開始と停止する判定閾値を変更することを特徴とする前記（１）から前記（３）の何れかに記載の冷却用電動ファンの駆動装置。
【００７２】
（５）前記冷却用電動ファンを駆動する手段は、前記大気の湿度と、前記大気の温度と、前記熱源を通過する大気の速度(風速)の何れか一つ以上のパラメータを用いて、前記冷却用電動ファンの回転速度を変更することを特徴とする前記（１）から前記（４）の何れかに記載の冷却用電動ファンの駆動装置。
【００７３】
前記（４）又は（５）によれば、環境変化に伴う冷却用電動ファンの冷却効率の違いに基づいて、電動ファンの駆動を開始と停止する判定閾値を変更する、もしくは電動ファンの回転速度を変更する、もしくは電動ファンの駆動を開始と停止する判定閾値と、電動ファンの回転速度の両方を変更することで、必要以上な電動ファンの駆動を抑制することができる。これにより、電力消費量の削減と騒音の低減に期待できる。
【００７４】
（６）前記冷却用電動ファンを駆動する手段は、前記大気の湿度と、前記大気の温度と、前記熱源を通過する大気の速度(風速)の何れか一つ以上のパラメータによって算出される大気と熱源との間の熱移動(熱伝達)に係るパラメータを用いることを特徴とする前記（１）から前記（５）の何れかに記載の冷却用電動ファンの駆動装置。
【００７５】
前記（６）によれば、大気と熱源との間の熱移動(熱伝達)に係るパラメータ、例えば熱伝達率などを算出することで、環境変化に依存する冷却用電動ファンの冷却効率の変動をより正確に検出することができる。これにより、冷却用電動ファン駆動制御の最適化が図れる。
【符号の説明】
【００７６】
1…ラジエータ冷却用電動ファンの駆動装置
2…第1電動モータ
3…第1冷却ファン
4…第2電動モータ
5…第2冷却ファン
6…制御演算装置
7…PWM駆動回路
8…バッテリ
9…ラジエータ
10…大気の湿度
11…大気の温度
12…冷却水の水温
13…車速
14…ラジエータを通過する大気の風速
15…コントロールユニット
16…マッピングテーブル
17…冷却効率を示すパラメータ
18…デューティ比演算部
19…熱伝達率算出部
20…熱伝達率
21…大気の湿度0%の熱伝達率
22…デューティ比
23…大気の温度と冷却水の水温の温度差
24…伝熱流量
25…過酷条件における伝熱流量
【図１】
2017008739.tif 000004
【図２】
2017008739.tif 000005
【図３】
2017008739.tif 000006
【図４】
2017008739.tif 000007
【図５】
2017008739.tif 000008
【図６】
2017008739.tif 000009
【図７】
2017008739.tif 000010
【図８】
2017008739.tif 000011
【図９】
2017008739.tif 000012