(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用冷却ファンを回転駆動するモータと、このモータへの印加電圧を制御する制御手段とを備えた車両用冷却ファンの制御装置において、
前記制御手段は、前記モータへの印加電圧が所定電圧となるように制御している定電圧制御状態において、モータ通電電流が低下したことを検出した場合に、前記モータへの印加電圧を前記所定電圧よりも低くなるように制御する電圧変更動作を実行することを特徴とする車両用冷却ファンの制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記定電圧制御状態において、モータ通電電流が車両停止時におけるモータ通電電流よりも所定量だけ低下したことを検出した場合に、前記電圧変更動作を実行することを特徴とする請求項１記載の車両用冷却ファンの制御装置。
【請求項３】
前記所定量は、前記定電圧制御状態において、車両停止時に前記車両用冷却ファンにより得られる風量と同じ風量が前記車両用冷却ファンに与えられた場合におけるモータ通電電流の低下量に等しく設定されていることを特徴とする請求項２記載の車両用冷却ファンの制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記電圧変更動作として、前記モータへの通電を停止することを特徴とする請求項３記載の車両用冷却ファンの制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記電圧変更動作として、前記モータへの印加電圧を前記モータが回転可能な電圧に設定することを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の車両用冷却ファンの制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記定電圧制御状態において、モータ通電電流が上昇したことを検出した場合に、前記モータへの印加電圧を前記所定電圧よりも高くなるように制御する電圧変更動作を実行することを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の車両用冷却ファンの制御装置。
【請求項７】
車両用冷却ファンを回転駆動するモータと、このモータへの印加電圧を制御する制御手段とを備えた車両用冷却ファンの制御装置において、
前記制御手段は、
前記モータに電圧を印加する電圧印加手段と、
前記モータへの印加電圧を検出する電圧検出手段と、
前記モータの通電電流を検出する電流検出手段と、
この電流検出手段により検出されたモータ通電電流が、モータ印加電圧に基づいて決定されるしきい値よりも低下した場合に電流低下信号を出力する電流低下検出手段と、
前記電流低下信号の非出力時には外部から与えられる所定電圧を指令電圧とし、前記電流低下信号の出力時には前記所定電圧よりも低い電圧を指令電圧とし、前記電圧検出手段により検出された前記モータへの印加電圧が前記指令電圧に一致するように前記電圧印加手段を制御する電圧制御手段とから構成されていることを特徴とする車両用冷却ファンの制御装置。
【請求項８】
前記しきい値は、前記電圧制御手段が前記所定電圧を指令電圧として前記電圧印加手段を制御している状態において、車両停止時に前記車両用冷却ファンにより得られる風量と同じ風量が前記車両用冷却ファンに与えられた場合におけるモータ通電電流値と等しく設定されていることを特徴とする請求項７記載の車両用冷却ファンの制御装置。
【請求項９】
前記電圧制御手段は、前記電流低下信号の出力時において、指令電圧を０Ｖとすることを特徴とする請求項８記載の車両用冷却ファンの制御装置。
【請求項１０】
前記電圧制御手段は、前記電流低下信号の出力時において、前記指令電圧を前記モータが回転可能な電圧とすることを特徴とする請求項７または８記載の車両用冷却ファンの制御装置。
【請求項１１】
モータにより回転駆動される車両用冷却ファンの制御方法において、
前記モータへの印加電圧が所定電圧となるように制御する定電圧制御ステップと、この定電圧制御された状態においてモータ通電電流が低下したか否かを検出する検出ステップと、この検出ステップでモータ通電電流の低下が検出された場合に前記モータへの印加電圧が前記所定電圧よりも低くなるように制御する電圧変更ステップとからなることを特徴とする車両用冷却ファンの制御方法。
【請求項１２】
前記検出ステップは、前記定電圧制御状態においてモータ通電電流が低下したか否かと共に上昇したか否かを検出し、
前記設定ステップは、前記検出ステップでモータ通電電流の上昇が検出された場合に前記モータへの印加電圧が前記所定電圧よりも高くなるように制御することを特徴とする請求項１１記載の車両用冷却ファンの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ駆動方式による車両用冷却ファンの制御装置および制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両（例えば自動車）には、エンジンのラジエータおよびエアコンディショナー（以下、エアコンと称す）のコンデンサを冷却するために冷却ファンが設けられており、従来からこの冷却ファンをモータ（例えば直流モータ）で回転駆動することが行われている。図７は、この冷却ファン制御システムの電気的構成を概略的に示したもので、ファン制御システム１は、冷却ファン２を回転駆動する直流モータ３と、その直流モータ３に対する印加電圧を制御するモータ制御装置４とから構成されている。
【０００３】
モータ制御装置４は、エンジン制御装置５からモータ印加電圧指令である制御信号Ｓａを入力し、バッテリ６を電源として動作するようになっている。入力処置回路７は、制御信号Ｓａを受信するインターフェース回路であって、その制御信号Ｓａを電圧指令信号Ｓｂに変換して駆動回路８に出力するようになっている。駆動回路８は、モータ電圧検出回路９により検出されたモータ３の電圧（モータ印加電圧）と、電圧指令信号Ｓｂにより示される指令電圧とに基づいて、モータ印加電圧が指令電圧に等しくなるようにＭＯＳＦＥＴ１０のゲート電圧を制御するものである。
【０００４】
モータ制御装置４によりモータ３が駆動され冷却ファン２が回転すると、冷却風がコンデンサ１１およびラジエータ１２の内部を通過し、これらコンデンサ１１およびラジエータ１２が冷却される。また、冷却ファン２、コンデンサ１１およびラジエータ１２は自動車の前部に配置されているので、自動車の走行に伴って発生する走行風も、コンデンサ１１およびラジエータ１２を通過してこれらの冷却に寄与する。
【０００５】
ここで、エンジン制御装置５は、エンジン冷却水の温度信号、エンジン動力をエアコンのコンプレッサに伝達するマグネットクラッチのオンオフ信号（クラッチ信号）、および冷媒の圧力上昇を示す冷媒高圧信号を入力し、これらの信号を用いてエンジン制御を行うとともに、モータ制御装置４に対して上述した制御信号Ｓａを出力するようになっている。クラッチ信号は、エアコンのエバポレータにおける熱交換能力が低下した場合にオンとなり、冷媒高圧信号は、コンデンサ１１の冷却不足またはコンプレッサの高負荷動作によって冷媒圧力が基準値以上に上昇した場合にオン（圧力上昇状態）となる。なお、上記各信号をエンジン制御装置を介さずに直接入力し、それらの信号に基づいて直流モータ３に対する印加電圧指令を生成する機能を備えたモータ制御回路も用いられている。
【０００６】
図８（ａ）は、エンジン制御装置５がモータ制御装置４に対して指令するモータ印加電圧を示している。ここでの横軸はエンジン冷却水の温度を示し、縦軸はモータ印加電圧比率（％）を示している。すなわち、エンジン制御装置５は、モータ制御装置４に対し、エンジン冷却水の検出温度の上昇に応じてステップ的または一定の割合でモータ印加電圧を増大させるように指令する。
【０００７】
また、この例では、エンジン制御装置５は、モータ制御装置４に対し、マグネットクラッチがオンとなってコンプレッサが駆動状態にある場合には、モータ印加電圧が少なくとも５０％となるように指令し、さらに冷媒高圧信号がオンとなった場合にはモータ印加電圧が少なくとも７０％となるように指令する。なお、ここで指令するモータ印加電圧（５０％、７０％）は、車両により異なる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、冷却ファン２の稼働は、その大部分がエアコン側からの要求によるものである。上述したように、従来の冷却ファン制御システムにおいては、コンプレッサが駆動されると直流モータ３に少なくとも５０％程度の印加電圧が与えられるので、コンプレッサと冷却ファン２とは図８（ｂ）に示すようにほぼ同期した駆動状態となる。
【０００９】
しかしながら、自動車の走行中には、ラジエータ１１およびコンデンサ１２の内部を走行風が通過するので、冷却ファン２の送風能力を落としても走行風により十分な冷却が行われる場合がある。従来は、こうした場合であっても、走行風を考慮することなく図８（ａ）に示す制御パターンに従って直流モータ３を駆動していたので、バッテリ６の電力を無駄に消費することとなっていた。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータを用いて車両用冷却ファンを回転駆動するものにおいて、必要な冷却風を確保しつつモータの消費電力を低減可能な車両用冷却ファンの制御装置および制御方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１および請求項１１に記載した手段によれば、制御手段は、モータへの印加電圧が冷却要求風量の得られる所定電圧となるように定電圧制御し、その定電圧制御状態においてモータ通電電流を検出する。モータ通電電流は、モータの負荷が低減した場合、すなわち車両の走行に伴って車両用冷却ファンに走行風が与えられた場合に低減する。この走行風は冷却に寄与する。
【００１２】
このため、制御手段は、モータ通電電流が低下したことを検出した場合、走行風による冷却能力に相当する分だけモータへの印加電圧を前記所定電圧よりも低く設定し（電圧変更動作）、冷却ファンによる冷却風と走行風とを合わせて全体として前記冷却要求風量を確保するように制御する。その結果、冷却要求風量を確保するために必要となるモータの消費電力を低減でき、例えば車両に搭載されたバッテリの電力を節電することができる。
【００１３】
請求項２に記載した手段によれば、制御手段は、定電圧制御を行い、その状態において、モータ通電電流が車両停止時つまり走行風がない場合におけるモータ通電電流よりも所定量だけ低下したことを検出した場合に、電圧変更動作を実行する。これによれば、例えば、車両が走行してある程度の節電効果を期待できる走行風が得られるようになってから電圧変更動作が行われるので、モータへの印加電圧が過剰に低く制御されることを防止できる。
【００１４】
請求項３に記載した手段によれば、制御手段は、モータ通電電流の低下を検出することにより、冷却要求風量以上の走行風が得られている状態であるかどうかを検出し、得られている状態では前記電圧変更動作を実行する。この場合には、走行風だけで必要とされる冷却を達成できるので、請求項４に記載した手段のように、制御手段は、電圧変更動作としてモータへの通電を停止することが可能となる。
【００１５】
請求項５に記載した手段によれば、制御手段は、電圧変更動作として、モータへの印加電圧を前記モータが回転可能な電圧に設定する。モータへの印加電圧が小さくモータが回転しない場合、モータ通電電流による負荷変動（走行風の風量変化）の検出ができなくなる。本手段によれば、モータが回転し続けるので、制御手段は、電圧変更動作後においても走行風の状態を検出できるようになり、引き続き電圧変更動作を実行可能な状態となる。
【００１６】
請求項６および請求項１２に記載した手段によれば、制御手段は、定電圧制御状態において、モータ通電電流が上昇したことを検出することにより、モータの負荷が増加したことすなわち車両用冷却ファンに与えられる走行風が減少したことを間接的に検出する。制御手段は、モータ通電電流が上昇したことを検出した場合、走行風が減少した分だけモータへの印加電圧を前記所定電圧よりも高く設定し（電圧変更動作）、冷却ファンによる冷却風と走行風とを合わせて全体として前記冷却要求風量を確保するように制御する。
【００１７】
これにより、車両が停止や走行を繰り返す実際の運転状態において、走行風が増大する場合のみならず減少する場合においても、その時々の走行風を利用してモータの消費電力を低減することが可能となる。
【００１８】
請求項７に記載した手段によれば、電流低下検出手段は、モータ通電電流がしきい値よりも低下した場合つまり冷却ファンに前記しきい値に相当する風量を超える走行風が与えられてモータ負荷が低減した場合に、電流低下信号を出力する。電圧制御手段は、この電流低下信号が出力された時には指令電圧を低減し、モータへの印加電圧がその指令電圧に一致するように電圧印加手段を制御する。
【００１９】
また、冷却ファンに与えられる走行風の風量が前記しきい値に相当する風量以下となると、電流低下信号が非出力となるので、電圧制御手段は、外部から与えられる所定電圧を指令電圧とし、モータへの印加電圧がその指令電圧に一致するように電圧印加手段を制御する。その結果、走行風に関係なくモータを一定電圧で回転駆動していた従来構成に比べて、モータの消費電力を低減することができる。
【００２０】
請求項８に記載した手段によれば、請求項３に記載した手段と同様に、電圧制御手段は、必要冷却風量の全てを走行風だけで確保できる場合において、指令電圧を下げる。この場合には、請求項９に記載した手段のように、電圧制御手段は、指令電圧を０Ｖつまりモータへの通電を停止することができる。
また、請求項１０に記載した手段によれば、請求項５に記載した手段と同様の作用および効果を得られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図１ないし図６を参照しながら説明する。
図１は、車両（ここでは自動車）において用いられるファン制御装置の電気的構成を示している。この図１において、ファン制御システム２１は、冷却ファン２２（車両用冷却ファンに相当）を回転駆動する直流モータ２３と、その直流モータ２３に対する印加電圧を制御するモータ制御装置２４（制御手段に相当）とから構成されている。
【００２２】
冷却ファン２２は、車両用エアコンの冷媒が通過するコンデンサ２５およびエンジン冷却水が通過するラジエータ２６を冷却するものであって、これらコンデンサ２５、ラジエータ２６および冷却ファン２２は、車両の前部に配置されている。その結果、車両が走行して前方から走行風を受けると、その走行風はコンデンサ２５、ラジエータ２６を順に通過してこれらの冷却に寄与し、その後冷却ファン２２に与えられる。
【００２３】
このモータ制御装置２４の入力端子２４ａには、図示しないエンジン制御装置から、モータ印加電圧を指令する制御信号Ｓａが入力されるようになっている。エンジン制御装置は、例えば「従来の技術」で示した図８（ａ）の制御パターンに従ってモータ印加電圧を指令するようになっている。このため、本実施形態のモータ制御装置２４は、従来構成のモータ制御装置４（図７参照）に対しそのまま置き換え可能となっている。
【００２４】
モータ制御装置２４の電源端子２４ｂおよび２４ｃは、それぞれ車両に搭載されたバッテリ２７の正側端子および負側端子（アース端子）に接続されており、出力端子２４ｄおよび２４ｅは、それぞれ直流モータ２３の正側端子および負側端子に接続されている。モータ制御装置２４内において、出力端子２４ｄは電源端子２４ｂに接続され、出力端子２４ｅはＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ２８（電圧印加手段に相当）のドレイン・ソース間と電流検出用の抵抗２９とを介して電源端子２４ｃに接続されている。
【００２５】
モータ制御装置２４において、上述した回路以外の構成部分は、制御用のＩＣ３１として構成されている。このＩＣ３１は、図示しない制御電源から制御電源電圧Ｖｓの供給を受けて動作するようになっている。以下、このＩＣ３１の構成について説明する。
【００２６】
検出電圧処理回路３０は、抵抗２９の両端電圧に基づいて直流モータ２３に流れる電流Ｉｍ（モータ通電電流に相当する。以下、モータ電流Ｉｍと称す）を検出する回路で、その検出したモータ電流Ｉｍを示す電流検出信号Ｓｃを出力するようになっている。なお、抵抗２９および検出電圧処理回路３０が、本発明でいう電流検出手段に相当する。
【００２７】
入力処理回路３２は、制御信号Ｓａを受信するインターフェース回路であって、その制御信号Ｓａを電圧指令信号Ｓｂに変換して駆動回路３３に出力するようになっている。
【００２８】
モータ電圧検出回路３４（電圧検出手段に相当）は、出力端子２４ｄと２４ｅとの間の電圧つまり直流モータ２３の端子間電圧Ｖｍ（以下、モータ電圧Ｖｍと称す）を検出し、それを電圧検出信号Ｓｄとして駆動回路３３およびオペアンプ３５に出力するようになっている。また、判定電圧設定回路３６は、電圧検出信号Ｓｄにより示されるモータ電圧Ｖｍに基づいて後述する判定電流（しきい値に相当）を設定し、それを判定電流信号Ｓｅとしてコンパレータ３７に出力するようになっている。
【００２９】
そのコンパレータ３７（電流低下検出手段に相当）は、非反転入力端子に与えられる判定電流を示す判定電流信号Ｓｅと、反転入力端子に与えられるモータ電流Ｉｍを示す電流検出信号Ｓｃとを比較し、ＨレベルまたはＬレベルを持つ制御切替信号Ｓｆ（電流低下信号に相当）を出力するようになっている。この制御切替信号Ｓｆは、ディレイ回路３８を介して制御切替回路３９に与えられる。
【００３０】
制御切替回路３９は、制御切替信号ＳｆがＬレベルの場合にあっては、前記駆動回路３３の出力信号を選択し、制御切替信号ＳｆがＨレベルの場合にあっては、前記オペアンプ３５の出力信号を選択し、その選択した出力信号を駆動信号ＳｇとしてＭＯＳＦＥＴ２８のゲートに与える信号切替動作を行うようになっている。
【００３１】
なお、ディレイ回路３８を用いるのは次の理由による。すなわち、モータ印加電圧指令を示す制御信号Ｓａがステップ的に減少すると、直流モータ２３は一時的に発電状態となってモータ電流Ｉｍが低下し、コンパレータ３７は一時的にＨレベルの制御切替信号Ｓｆを出力する。制御切替回路３９に制御切替信号Ｓｆを直接与える構成では、上記一時的な変化によっても制御切替回路３９が切り替えられてしまい誤動作が生じる。そこで、一時的なモータ電流Ｉｍの低下が収束するまでの期間（例えば直流モータ２３の時定数に基づいて設定される０．５秒程度の時間）、ディレイ回路３８により制御切替信号Ｓｆを遅延させるように構成することで、上記誤動作の発生を防止するようになっている。
【００３２】
さて、駆動回路３３は、電圧指令信号Ｓｂと電圧検出信号Ｓｄとの偏差を演算する減算器、その偏差を入力とするＰＩ制御器から構成されており、その出力信号が駆動信号Ｓｇとして選択された場合、モータ電圧Ｖｍ（電圧検出信号Ｓｄ）が指令されたモータ印加電圧（電圧指令信号Ｓｂ）に一致するようにフィードバック制御が行われる。
【００３３】
抵抗４０と４１との直列回路４２は、制御電源電圧Ｖｓを分圧して直流モータ２３に対する最低印加電圧ＶＬを生成する回路である。オペアンプ３５の非反転入力端子および反転入力端子には、それぞれ最低印加電圧ＶＬおよび電圧検出信号Ｓｄとしてのモータ電圧Ｖｍが与えられている。また、オペアンプ３５の反転入力端子と出力端子との間にはコンデンサ４３が接続されており、オペアンプ３５はＩ制御器として機能するようになっている。
【００３４】
そして、この出力信号が駆動信号Ｓｄとして選択された場合、モータ電圧Ｖｍが最低印加電圧ＶＬに一致するようにフィードバック制御が行われる。ここで、最低印加電圧ＶＬは、直流モータ２３が停止しない範囲内においてなるべく小さい電圧値に設定されている。なお、駆動回路３３、コンデンサ４３が接続されたオペアンプ３５、直列回路４２および制御切替回路３９が、本発明でいう電圧制御手段に相当する。
【００３５】
次に、ファン制御システム２１の動作について、図２ないし図６も参照しながら説明する。まず、エンジン制御装置は、「従来の技術」で述べたようにエンジン冷却水の温度信号、エアコンのコンプレッサの動作状態を示すクラッチ信号およびエアコンの冷媒高圧信号に基づいて、コンデンサ２５およびラジエータ２６の冷却に必要な冷却要求風量を決定し、冷却ファン２２がその冷却要求風量を発生するために必要とするモータ印加電圧を制御信号Ｓａとしてモータ制御装置２４に対し出力する。
【００３６】
図２（ａ）は、同図（ｂ）に示す測定システムの下で、モータ印加電圧Ｖｍとコンデンサ２５、ラジエータ２６を通過する風量（以下、単に通過風量と称す）との関係を示した特性図である。エンジン制御装置は、この特性に基づいて冷却要求風量に応じたモータ印加電圧を得る。一例として、コンデンサ２５またはラジエータ２６を冷却するために２５００ｍ３／ｈの通過風量が必要である場合、エンジン制御装置は、モータ制御装置２４に対し６．８５Ｖのモータ印加電圧を指令する制御信号Ｓａを出力する。
【００３７】
さて、車両が停止している場合には、コンデンサ２５およびラジエータ２６を通過する風は、冷却ファン２２の回転によってのみ生成される。これに対し、車両が走行している場合には、冷却ファン２２の回転により生成される冷却風に加え走行風が得られる。上述したように、この走行風はコンデンサ２５およびラジエータ２６を通過して、これらの冷却に寄与する。従って、走行風が上記冷却要求風量以上となった場合には、冷却ファン２２を回転駆動することなく走行風のみで必要とされる冷却が可能となる。
【００３８】
そして、この冷却に寄与した走行風は冷却ファン２２に与えられ、その冷却ファン２２をより速く回転させるように作用（発電作用）する。このため、走行風の風量が多いほど、冷却ファン２２を回転駆動するために必要な電力が減少し、モータ制御装置２４が直流モータ２３を駆動する場合に流れるモータ電流Ｉｍが減少する。本実施形態のモータ制御装置２４は、この原理を利用して走行風の風量を間接的に検出している。これについて、図３を参照しながらより具体的に説明する。
【００３９】
図３（ａ）は、同図（ｂ）に示す風洞実験において、モータ印加電圧Ｖｍを一定に制御した条件下でのコンデンサ２５、ラジエータ２６を通過する風量（通過風量）とモータ電流Ｉｍとの関係を示した特性図である。この風洞実験では、実際の走行状態を想定し、図３（ｂ）において右方からコンデンサ２５およびラジエータ２６に向かって強制的に送風している。風洞実験であるため、風洞の送風側入口を閉じることなどにより、冷却ファン２２が発生する風量よりも少ない通過風量を設定することも可能となっている。
【００４０】
この図３（ａ）において、モータ印加電圧Ｖｍが高いほどモータ電流Ｉｍが増加する。また、モータ印加電圧Ｖｍを一定に制御した場合、通過風量が増大するに従って直流モータ２３の負荷が減少しモータ電流Ｉｍが低下する。
【００４１】
さらに、この風洞実験で、モータ印加電圧Ｖｍを一定に制御した状態において、図２の特性図で定まる風量と同じ風量を強制的に送風した場合、モータ電流Ｉｍは強制風量が０の場合のモータ電流Ｉｍ０に比べ約８０％に低減することが明らかとなった。例えば、モータ印加電圧Ｖｍが６．８５Ｖ一定の場合、強制風量が０の時はモータ電流Ｉｍ（＝Ｉｍ０）が約９．５Ａとなり、強制風量が２５００ｍ３／ｈの時はモータ電流Ｉｍが約８Ａまで低減する。このことは、実際の走行状態において、モータ印加電圧Ｖｍが一定に制御された下で車両の走行風が上述した冷却要求風量に等しくなると、モータ電流Ｉｍが車両停止時に流れるモータ電流Ｉｍ０の８０％に低減することを示している。
【００４２】
図３（ａ）に示す破線は、それぞれのモータ印加電圧Ｖｍについてモータ電流Ｉｍがモータ電流Ｉｍ０の８０％に低減する点を順に結んだものである。つまり、この破線より右側の領域は、走行風が冷却要求風量を上回っている領域であって、この領域におけるモータ電流Ｉｍは、停止時におけるモータ電流Ｉｍ０に対し次の条件式を満足している。
Ｉｍ≦０．８×Ｉｍ０                                        …（１）
【００４３】
従って、（１）式の関係が満たされている場合には、直流モータ２３が駆動されなくても、冷却要求風量を確保することができる。そこで、モータ制御装置２４は、この（１）式が成立しているか否かを判定し、その判定結果に応じて直流モータ２３への印加電圧を変更（電圧変更動作に相当）することにより、直流モータ２３の消費電力を低減可能となる（省電力制御）。
【００４４】
図４は、モータ制御装置２４が実行する省電力制御のフローチャートを示している。なお、本実施形態においては、この省電力制御は全てＩＣ３１内のハードウェアによって実行される。
【００４５】
すなわち、モータ制御装置２４は、エンジン制御装置から制御信号Ｓａを入力したかどうかを判断する（ステップＳ１）。ここで、モータ制御装置２４が制御信号Ｓａを入力した（「ＹＥＳ」）と判断した場合には、その制御信号Ｓａは入力処理回路３２により電圧指令信号Ｓｂに変換され、駆動回路３３は、モータ電圧Ｖｍがその電圧指令信号Ｓｂにより示される電圧と一致するようにフィードバック制御を行う（ステップＳ２：定電圧制御ステップに相当）。一方、モータ制御装置２４は、エンジン制御装置から制御信号Ｓａを入力していないと判断した場合（ステップＳ１において「ＮＯ」の場合）には、再びステップＳ１の処理に戻る。
【００４６】
その後、ステップＳ３（検出ステップに相当）において、コンパレータ３７は、電流検出信号Ｓｃにより示されるモータ電流Ｉｍが判定電流信号Ｓｅにより示される判定電流以下に低下したかどうかを判定する。この判定電流は、無風時におけるモータ電流Ｉｍ０の８０％の値に設定されている。すなわち、このステップＳ３では、走行風による風量が冷却要求風量以上あるかどうかを判定していることになる。
【００４７】
この場合、判定電圧設定回路３６は、判定電流（ＩＣ３１内部では電圧信号である）を以下の（２）式により算出する。図５は、この判定電流を示したものである。
判定電流＝０．８×（Ａ×ＶｍＣ＋Ｂ）                        …（２）
ただし、Ｖｍ      ：モータ電圧
Ａ、Ｂ、Ｃ：直流モータ２３により定まる定数
【００４８】
ステップＳ３において、モータ電流Ｉｍが判定電流以下に低下していない場合（「ＮＯ」の場合）には、モータ制御装置２４は再びステップＳ１の処理に移行する。この場合、コンパレータ３７はＬレベルの制御切替信号Ｓｆを出力するので、制御切替回路３９は駆動回路３３の出力信号を選択し、駆動回路３３によるフィードバック制御が行われる。
【００４９】
一方、モータ電流Ｉｍが判定電流以下に低下した場合（「ＹＥＳ」の場合）には、モータ制御装置２４は電圧変更ステップとしてのステップＳ４に移行する。この場合、コンパレータ３７はＨレベルの制御切替信号Ｓｆを出力するので、制御切替回路３９はオペアンプ３５の出力信号を選択し、モータ電圧Ｖｍが最低印加電圧ＶＬに一致するようにフィードバック制御が行われる。
【００５０】
なお、直流モータ２３が停止すると、それ以降走行風が冷却ファン２２に与えられることによるモータ電流Ｉｍの変化を検出できなくなるため、走行風の風量が冷却要求風量以上となっても、モータ印加電圧を０Ｖとせず最低印加電圧ＶＬ（例えば２Ｖ）に設定するようになっている。
【００５１】
図６は、この省電力制御における動作波形の一例を示している。図６における波形は、上から順に車両速度、制御命令Ｓａ、モータ電圧Ｖｍ、実際のモータ電流、判定電圧と検出されたモータ電流Ｉｍ、制御切替信号Ｓｆを示している。
【００５２】
エンジン制御装置は、車両が停止している時刻ｔ１において、コンデンサ２５またはラジエータ２６の冷却に２５００ｍ３／ｈが必要であるとして、その冷却要求風量に応じたモータ印加電圧である６．８５Ｖ（図２参照）を制御信号Ｓａとしてモータ制御装置２４に指令する。この場合、走行風が０であるため、モータ電流Ｉｍは９．５Ａ流れている（図３における通過風量０の時の電流値）。
【００５３】
やがて、時刻ｔ２において車両が加速を開始すると、その速度上昇に伴って走行風が増加しモータ電流Ｉｍが減少する。やがて、時刻ｔ３において車両が５０ｋｍ／ｈになると、冷却要求風量である２５００ｍ３／ｈが得られるようになり、その時刻ｔ３においてモータ電流Ｉｍが判定電流以下となるため制御切替信号ＳｆがＬレベルからＨレベルに変化する。この制御切替信号Ｓｆの変化により、モータ電圧Ｖｍが最低印加電圧ＶＬ（２Ｖ）となるように制御され、それに伴って判定電流も変更される。この時、モータ電流Ｉｍは８Ａからほぼ０Ａまで低減し、モータ消費電力が減少する。
【００５４】
その後、車両が減速を開始すると、その速度低下に伴って走行風が減少しモータ電流Ｉｍが増加する。やがて、時刻ｔ４においてモータ電流Ｉｍが判定電流よりも大きくなると制御切替信号ＳｆがＨレベルからＬレベルに変化し、モータ印加電圧は、再び制御信号Ｓａとして指令された６．８５Ｖに制御されるようになる。
【００５５】
以上述べたように、本実施形態のファン制御システム２１は、抵抗２９および検出電圧処理回路３０からなる電流検出手段を備え、モータ電流Ｉｍに基づいてコンデンサ２５およびラジエータ２６に与えられる走行風の風量を間接的に検出可能に構成されている。そして、ファン制御システム２１は、冷却要求風量に等しい走行風が与えられた場合に流れるモータ電流Ｉｍを判定電流として設定し、モータ電流Ｉｍがその判定電流以下に低下した場合、つまり走行風だけで冷却要求風量を確保できる場合に、モータ電圧Ｖｍを低減するように電圧変更動作を行う。これにより、冷却要求風量を確保した状態においてモータ消費電力を低減することができ、バッテリ２７の電力を節電することができる。
【００５６】
また、モータ電流Ｉｍが判定電流以下に低下した場合であっても、直流モータ２３には最低印加電圧ＶＬが印加されて、冷却ファン２２の回転が停止しないように制御されるので、一旦電圧変更動作を行った後も走行風の検出が可能となって、さらに継続して電圧変更動作を行うことが可能となる。
【００５７】
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように変形または拡張が可能である。
モータは、直流モータ２３に限られず、例えばブラシレスモータであっても良い。
（２）式に代えて、判定電流＝０．８×Ｄ×Ｖｍ（Ｄ：定数）という簡易的な式を用いても大きな誤差を生じない。
駆動回路３３は、ＰＷＭ制御を行うように構成されていても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すファン制御装置の電気的構成図
【図２】モータ印加電圧Ｖｍと通過風量との関係を示す図（ａ）およびその測定システムを示す図（ｂ）
【図３】モータ印加電圧Ｖｍを一定に制御した条件下における通過風量とモータ電流Ｉｍとの関係を示す図（ａ）およびその実験システムを示す図（ｂ）
【図４】省電力制御を示すフローチャート
【図５】モータ電圧Ｖｍに対する判定電流を示す図
【図６】省電力制御を示す動作波形図
【図７】従来技術を示す冷却ファン制御システムの電気的構成図
【図８】エンジン冷却水の温度、クラッチ信号、冷媒高圧信号に対するモータ印加電圧比率を示す図（ａ）およびコンプレッサと冷却ファンの状態を示す図（ｂ）
【符号の説明】
２１はファン制御システム（制御装置）、２２は冷却ファン（車両用冷却ファン）、２３は直流モータ、２４はモータ制御装置（制御手段）、２８はＭＯＳＦＥＴ（電圧印加手段）、２９は抵抗（電流検出手段）、３０は検出電圧処理回路（電流検出手段）、３４はモータ電圧検出回路（電圧検出手段）、３７はコンパレータ（電流低下検出手段）である。
【図１】
0004048698.tif 000002
【図２】
0004048698.tif 000003
【図３】
0004048698.tif 000004
【図４】
0004048698.tif 000005
【図５】
0004048698.tif 000006
【図６】
0004048698.tif 000007
【図７】
0004048698.tif 000008
【図８】
0004048698.tif 000009