(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度センサで検出される発熱源の温度を判定してファンの駆動電圧を設定することにより、前記発熱源の温度に応じてファンの回転速度を段階的に可変して前記発熱源を冷却し、
前記ファンの回転を立ち上げる際及び増大させる際に、
一定時間の間、前記発熱源の温度を判定して設定される前記ファンの駆動電圧に比して、高い電圧を前記ファンに印加して前記ファンの回転を立ち上げた後及び増大させた後、前記発熱源の温度を判定して設定される前記ファンの駆動電圧により前記ファンを駆動し、
前記ファンの回転を立ち上げる際及び増大させる際の、前記温度センサで検出される温度の判定基準値に比して、低い温度の判定基準値により前記温度を判定して、前記ファンの回転速度を立ち下げ及び低減させる
ファン駆動回路。
【請求項２】
前記高い電圧が、前記ファンの定格電圧である
請求項１に記載のファン駆動回路。
【請求項３】
温度センサで検出される発熱源の温度を判定してファンの駆動電圧を設定することにより、前記発熱源の温度に応じてファンの回転速度を段階的に可変して前記発熱源を冷却し、
少なくとも前記ファンの回転を立ち上げる際及び増大させる際に、
一定時間の間、前記発熱源の温度を判定して設定される前記ファンの駆動電圧に比して、高い電圧を前記ファンに印加して前記ファンの回転を立ち上げた後、前記発熱源の温度を判定して設定される前記ファンの駆動電圧により前記ファンを駆動するステップと、
前記ファンの回転を立ち上げる際及び増大させる際の、前記温度センサで検出される温度の判定基準値に比して、低い温度の判定基準値により前記温度を判定して、前記ファンの回転速度を立ち下げ及び低減させるステップとを有する
ファンの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファン駆動回路及びファンの駆動方法に関し、例えばカーオーディオ装置に適用することができる。本発明は、発熱源の温度に応じた回転速度によりファンを駆動するようにし、少なくともファンの回転を立ち上げる際には、一定時間の間、高い電圧をファンに印加してファンの回転を立ち上げた後、目的とする回転速度に設定することにより、簡易な構成により従来に比して静寂性を向上することができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カーオーディオ装置においては、小型のケースに高密度に実装されて大出力によりスピーカを駆動し、さらに温度上昇の激しい車内に配置されることにより、ファンを駆動して発熱源を冷却するようになされている。
【０００３】
カーオーディオ装置におけるこのようなファンの駆動においては、カーオーディオ装置の電源の立ち上げに連動してファンの駆動をオンオフ制御する方式、又は冷却対象の温度に応じてファンの駆動をオンオフ制御する方式が適用されるようになされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところでカーオーディオ装置においては、車内で音楽等を楽しむことを目的とする装置であることにより、各種の雑音を少なくすることが求められるのに対し、ファンの駆動による冷却においては、振動、風切り音の発生を避け得ない。これにより従来のカーオーディオ装置においては、ファンによる冷却により静寂性に欠ける問題があった。
【０００５】
この問題を解決する１つの方法として、定格回転速度の遅いファンを適用することが考えられる。しかしながら回転速度の遅いファンにおいては、その分、振動、風切り音が少ないものの、冷却効率が低下し、これにより発熱源の温度上昇を確実に防止できない欠点がある。因みに、カーオーディオ装置等の電子機器においては、固体間で発熱量のばらつきを避け得ず、これによりオンオフ制御によりファンを駆動して冷却する場合には、風量に十分なマージンを確保することが必要となる。このためカーオーディオ装置においては、実際上、必要以上に風量を確保するようになされている。
【０００６】
これに対して発熱源の温度に応じてファンの回転速度を制御することにより、必要上十分な風量を確保して発熱源の温度上昇を防止する方法が考えられる。しかしながらファンにおいては、定格以下の回転速度で回転を立ち上げる場合にあっては、確実に回転を開始しない場合もあり、これによりこの方法の場合、ファンの動作が不安定になる欠点がある。
【０００７】
なおこの方法において、ファンの回転を検出してフィードバック制御することにより、ファンの動作を安定化させる方法も考えられるが、このようにすると全体の構成が煩雑になる欠点がある。
【０００８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な構成により従来に比して静寂性を向上することができるファン駆動回路及びファンの駆動方法を提案しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項１の発明においては、ファン駆動回路に適用して、温度センサで検出される発熱源の温度を判定してファンの駆動電圧を設定することにより、発熱源の温度に応じてファンの回転速度を段階的に可変して発熱源を冷却し、ファンの回転を立ち上げる際及び増大させる際に、一定時間の間、発熱源の温度を判定して設定されるファンの駆動電圧に比して、高い電圧をファンに印加してファンの回転を立ち上げた後及び増大させた後、発熱源の温度を判定して設定されるファンの駆動電圧によりファンを駆動する。またファンの回転を立ち上げる際及び増大させる際の、温度センサで検出される温度の判定基準値に比して、低い温度の判定基準値により温度を判定して、ファンの回転速度を立ち下げ及び低減させる。
【００１０】
また請求項３の発明においては、ファンの駆動方法に適用して、温度センサで検出される発熱源の温度を判定してファンの駆動電圧を設定することにより、発熱源の温度に応じてファンの回転速度を段階的に可変して発熱源を冷却し、ファンの回転を立ち上げる際及び増大させる際に、一定時間の間、発熱源の温度を判定して設定されるファンの駆動電圧に比して、高い電圧をファンに印加してファンの回転を立ち上げた後及び増大させた後、発熱源の温度を判定して設定されるファンの駆動電圧によりファンを駆動する。またファンの回転を立ち上げる際及び増大させる際の、温度センサで検出される温度の判定基準値に比して、低い温度の判定基準値により温度を判定して、ファンの回転速度を立ち下げ及び低減させる。
【００１１】
請求項１の構成によれば、ファン駆動回路に適用して、温度センサで検出される発熱源の温度を判定してファンの駆動電圧を設定することにより、発熱源の温度に応じてファンの回転速度を段階的に可変して発熱源を冷却することにより、不必要にファンを動作させることなく、必要上十分にファンを動作させて発熱源を冷却することができ、その分、従来に比して静寂性を向上することができる。またこの構成において、ファンの回転を立ち上げる際及び増大させる際に、一定時間の間、発熱源の温度を判定して設定されるファンの駆動電圧に比して、高い電圧をファンに印加してファンの回転を立ち上げた後及び増大させた後、発熱源の温度を判定して設定されるファンの駆動電圧によりファンを駆動することにより、定格に比して低い電圧によりファンを低速度で回転させる場合でも、確実にファンの回転を立ち上げ、回転数を増大させることができ、これにより簡易な構成で、ファンを安定に動作させることができる。またまたファンの回転を立ち上げる際及び増大させる際の、温度センサで検出される温度の判定基準値に比して、低い温度の判定基準値により温度を判定して、ファンの回転速度を立ち下げ及び低減させることにより、ヒステリシス特性によりファンを駆動することができる。
【００１２】
これにより請求項３の構成によれば、簡易な構成により従来に比して静寂性を向上することができるファンの駆動方法を提供することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００１４】
（１）実施の形態の構成
図２は、本発明の実施の形態に係るカーオーディオ装置を示すブロック図である。このカーオーディオ装置１においては、Ｄ級増幅回路による電力増幅回路、コンパクトディスクプレイヤー部の電源、表示用のプロセッサが主の発熱源２を構成する。カーオーディオ装置１は、温度センサ３によりこの発熱源２の温度を監視し、この監視結果によりファン４の駆動条件を段階的に切り換え、これにより発熱源２の温度上昇を防止する。
【００１５】
すなわちこのカーオーディオ装置１において、温度センサ３は、例えばサーミスタ等の温度によって特性が変化する感温素子であり、所定の駆動回路により駆動して得られる温度検出結果をアナログディジタル変換回路（Ａ／Ｄ）５に出力する。アナログディジタル変換回路５は、この温度検出結果をアナログディジタル変換処理してマイコン６に出力する。
【００１６】
マイコン６は、このカーオーディオ装置１の動作を制御するコントローラであり、後述するファン駆動処理手順の実行により、アナログディジタル変換回路５から入力される温度検出結果に基づいて、ファン４の回転速度を設定し、この設定結果をディジタルアナログ変換回路（Ｄ／Ａ）７に出力する。ディジタルアナログ変換回路７は、この設定結果をディジタルアナログ変換処理し、バッファアンプ８は、このディジタルアナログ変換回路７の出力値に応じてファン４の駆動電圧を可変する。
【００１７】
ファン４は、直流モータにより構成されるファンモータにより構成され、これによりバッファアンプ８より出力される駆動電圧に応じて回転速度を可変し、発熱源２を空冷する。これによりこのカーオーディオ装置１では、発熱源２を介したフィードバックループを形成してファン４の動作を制御するようになされている。
【００１８】
図１は、マイコン６におけるファン駆動処理手順を示すフローチャートである。マイコン６は、一定の時間間隔でこの駆動処理手順を実行することにより、発熱源２の温度に応じてファン４を駆動する。
【００１９】
すなわちマイコン６は、この処理手順を開始すると、ステップＳＰ１からステップＳＰ２に移り、アナログディジタル変換回路５の出力をラッチすることにより温度センサ３による温度検出結果を取得し、これにより発熱源２の温度を検出する。
【００２０】
続いてマイコン６は、ステップＳＰ３において、所定のしきい値を基準にしてこの発熱源２の温度を判定することにより、発熱源２の温度が何れのモードに属するかを判定する。ここで図３に示すように、このカーオーディオ装置１では、発熱源２の温度に応じて順次段階的にモードを切り換えてファン４を駆動する。ここで最も発熱源２の温度が低い範囲に適用されるオフモードＯＦＦは、何らファン４を駆動しないモードである。また続く温度範囲に適用されるローモードＬＯは、ファン４を低速度で駆動するモードである。また続く温度範囲に適用されるミッドモードＭＩＤは、ファン４を中速度で駆動するモードであり、最も温度が高い範囲に適用されるハイモードＨＩは、ファン４を定格回転速度により高速度で駆動するモードである。
【００２１】
各モードＯＦＦ〜ＨＩは、それぞれ隣接する温度範囲のモードとの間で、適用される温度範囲が一部オーバーラップするように、各モードの境界に、それぞれ第１のしきい値ＴＨ１Ｕ、ＴＨ２Ｕ、ＴＨ３Ｕ及び第２のしきい値ＴＨ１Ｄ、ＴＨ２Ｄ、ＴＨ３Ｄが設定される。このカーオーディオ装置１では、温度上昇側においては、これら第１及び第２のしきい値ＴＨ１Ｕ、ＴＨ２Ｕ、ＴＨ３Ｕ及びＴＨ１Ｄ、ＴＨ２Ｄ、ＴＨ３Ｄのうち、温度が高い側の第１のしきい値ＴＨ１Ｕ、ＴＨ２Ｕ、ＴＨ３Ｕによりモードを判定するのに対し、温度下降側においては、温度が低い側の第２のしきい値ＴＨ１Ｄ、ＴＨ２Ｄ、ＴＨ３Ｄを用いてモードを判定するようになされ、これによりヒステリシス特性によりモードを切り換え、頻繁なモードの切り換えを防止するようになされている。
【００２２】
すなわちマイコン６は、このステップＳＰ４におけるモードの判定において、それまでのモードに応じたしきい値により発熱源２の温度を判定し、例えば電源起動直後においては、発熱源２の温度が周囲の温度とほぼ等しく、オフモードＯＦＦの範囲に属することにより、温度が高い側の第１のしきい値ＴＨ１Ｕ、ＴＨ２Ｕ、ＴＨ３Ｕによりモードを判定する。これに対してそれまでのモードがローモードＬＯの場合、後述するステップＳＰ８のしきい値再設定の処理により、オフモードＯＦＦとローモードＬＯとの間では、温度の低い側の第２のしきい値ＴＨ１Ｄにより、ミッドモードＭＩＤ及びハイモードＨＩとの間では、温度の高い側の第１のしきい値ＴＨ２Ｕ、ＴＨ３Ｕによりモードを判定する。またそれまでのモードがミッドモードＭＩＤの場合、同様のしきい値再設定の処理により、オフモードＯＦＦ及びローモードＬＯとの間では、温度の低い側の第２のしきい値ＴＨ１Ｄ、ＴＨ２Ｄにより、ハイモードＨＩとの間では、温度の高い側の第１のしきい値ＴＨ３Ｕによりモードを判定する。またそれまでのモードがハイモードＨＩの場合、同様のしきい値再設定の処理により、オフモードＯＦＦ、ローモードＬＯ、ミッドモードＭＩＤとの間、温度の低い側の第２のしきい値ＴＨ１Ｄ、ＴＨ２Ｄ、ＴＨ３Ｄによりモードを判定する。
【００２３】
このようにして発熱源２の温度が属するモードを判定すると、マイコン６は、ステップＳＰ４に移り、ステップＳＰ３で検出したモードがそれまでのモードから変化したか否か判断する。ここで否定結果が得られると、マイコン６は、ステップＳＰ４からステップＳＰ５に移り、何らファン４の駆動を切り換えることなくこの処理手順を終了する。
【００２４】
これに対してステップＳＰ４で肯定結果が得られると、マイコン６は、ステップＳＰ４からステップＳＰ６に移り、モードが変化してから所定時間経過したか否か判断する。ここでこの実施の形態において、この所定時間は１秒に設定される。マイコン６は、このステップＳＰ６で否定結果が得られると、ステップＳＰ５に移り、この処理手順を終了する。これによりマイコン６は、ノイズ等による誤動作を有効に回避するようになされている。
【００２５】
これに対してステップＳＰ６で肯定結果が得られると、マイコン６は、ステップＳＰ７に移り、ステップＳＰ３で検出したモードに対応するように、ファン４の駆動モードを切り換える。具体的に、この実施の形態において、マイコン６は、モードを示すフラグの更新により駆動モードを切り換える。
【００２６】
マイコン６は、続いてステップＳＰ８において、ステップＳＰ７における駆動モードの切り換えに対応して、図３について上述した、ヒステリシス特性により駆動モードを切り換えるように、判定基準となるしきい値を更新する。さらにマイコン６は、続くステップＳＰ９において、ステップＳＰ７によるモードの切り換えが温度上昇によるものか否か判断する。
【００２７】
ここで否定結果が得られると、マイコン６は、ステップＳＰ９からステップＳＰ１０に移り、駆動モードに対応するように、ディジタルアナログ変換回路７に出力する駆動電圧の目標値を更新し、ステップＳＰ５に移る。
【００２８】
これに対してステップＳＰ９で肯定結果が得られると、マイコン６は、ステップＳＰ１１に移り、ディジタルアナログ変換回路７に出力する駆動電圧の目標値を更新し、ファン４を定格回転速度により回転駆動する。さらに続くステップＳＰ１２において、この定格回転速度による回転駆動が所定時間経過したか否か判断する。ここでこのカーオーディオ装置１においては、ファン４を起動してファンの回転が安定するのに十分な時間がこの所定時間に割り当てられ、この実施の形態では、この所定時間が１秒に設定されるようになされている。
【００２９】
マイコン６は、ステップＳＰ１２で否定結果が得られると、ステップＳＰ１２を繰り返し、これにより定格回転速度による回転駆動を開始した後、この所定時間の経過を待機する。さらに所定時間経過すると、ステップＳＰ１２で肯定結果が得られることにより、ステップＳＰ１２からステップＳＰ１０に移り、ステップＳＰ７で切り換えたモードに対応するように、ディジタルアナログ変換回路７に出力する駆動電圧の目標値を更新し、ステップＳＰ５に移る。
【００３０】
かくするにつき図４は、このようにしてマイコン６から出力される駆動電圧の目標値（マイコン出力電圧により示す）と、バッファアンプ８を介して実際にファン４に印加されるファンモータ電圧との関係を示す図表である。これによりマイコン６は、発熱源２の温度に応じてファン４の回転速度を切り換えて、必要上十分な風量により発熱源２を冷却するようになされている。
【００３１】
また図５に示すように、温度上昇時において、ファンの回転を立ち上げる際、さらにはファンの回転速度を増大させる際に、一定時間の間、発熱源２の温度を判定して設定されるファンの駆動電圧に比して、高い電圧をファンに印加してファンの回転を確実に立ち上げた後、発熱源２の温度を判定して設定されるファンの駆動電圧によりファン４を駆動するようになされている。
【００３２】
（２）実施の形態の動作
以上の構成において、このカーオーディオ装置１では（図２）、温度センサ３により発熱源２の温度が検出され、この温度がマイコン６により判定される（図１）。さらにこの判定結果により、発熱源２の温度に応じて、ファン４の回転速度が設定され（図３）、このファン４により発熱源２が冷却される。これによりこのカーオーディオ装置１では、発熱源２の温度に応じて風量を切り換えてファン４を駆動して、不必要にファンを動作させることなく、必要上十分にファンを動作させて冷却することができる。従って、その分、振動、風切り音を従来に比して少なくすることができ、従来に比して静寂性を向上することができる。
【００３３】
カーオーディオ装置１では、このようにして発熱源２の温度に応じてファン４の回転速度を切り換える際に、一定時間の間、発熱源２の温度を判定して設定されるファンの駆動電圧に比して、高い電圧をファン４に印加してファン４の回転を立ち上げた後、発熱源２の温度を判定して設定されるファン４の駆動電圧によりファン４を駆動する（図５）。これによりカーオーディオ装置１では、定格速度より低い回転速度でファン４を回転させる場合でも、確実にファン４の回転を立ち上げることができ、その分、ファン４を安定に動作させて十分な信頼性を確保することができる。
【００３４】
またこのようにファン４の回転を立ち上げた後において、さらには回転速度を増大させた後において、万が一にもファン４の回転が停止した場合でも、カーオーディオ装置１においては、発熱源２の温度によりファン４を駆動することにより、発熱源２の温度上昇により、ファン４が確実に回転を維持することができる定格によるハイモードで最終的にファン４を駆動して発熱源２を冷却することができ、これによっても十分な信頼性を確保することができる。
【００３５】
これらによりカーオーディオ装置１では、ファンの回転情報を取得する機構等を有していない、単に電圧を印加して回転させるだけの簡易な構成によるファン４を適用してこの種の効果を確保することができ、その分、全体構成を簡略化することができる。
【００３６】
また発熱源２が相違する各種カーオーディオ装置、さらには各種のオーディオ装置についても、しきい値を変更することにより、そっくり構成を適用することができ、その分、設計の作業を簡略化し、さらには適用範囲を拡大することができる。
【００３７】
カーオーディオ装置１においては、このようにしてファン４の回転速度を切り換える際に、ヒステリシス特性により回転速度が切り換えられ、これにより頻繁な回転速度の切り換えが有効に回避される。また回転速度の切り換え温度が検出された場合でも、一定時間の間、この切り換えの温度となっていることを確認して回転速度を切り換えることにより、ノイズ等による誤動作が有効に回避される。
【００３８】
（３）実施の形態の効果
以上の構成によれば、発熱源の温度に応じた回転速度によりファンを駆動するようにし、少なくともファンの回転を立ち上げる際には、一定時間の間、高い電圧をファンに印加してファンの回転を立ち上げた後、目的とする回転速度に設定することにより、簡易な構成により従来に比して静寂性を向上することができる。
【００３９】
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、何らファンを回転しない場合を含めて４段階によりファンの回転速度を切り換える場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じて各種段階によりファンを制御する場合に広く適用することができる。
【００４０】
また上述の実施の形態においては、ファンの回転を立ち上げる際に、定格電圧による高い電圧をファンに印加してファンの回転を立ち上げる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じて定格電圧以上の高電圧の印加により回転を立ち上げるようにしてもよく、また定格電圧以下の電圧により回転を立ち上げるようにしてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、発熱源の温度に応じた回転速度によりファンを駆動するようにし、少なくともファンの回転を立ち上げる際には、一定時間の間、高い電圧をファンに印加してファンの回転を立ち上げた後、目的とする回転速度に設定することにより、簡易な構成により従来に比して静寂性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るカーオーディオ装置のマイコンの処理手順を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施の形態に係るカーオーディオ装置を示すブロック図である。
【図３】図２のカーオーディオ装置におけるファンの駆動モードの説明に供する特性曲線図である。
【図４】図２のカーオーディオ装置におけるマイコン出力とファンの駆動電圧との関係を示す図表である。
【図５】図２のカーオーディオ装置におけるファンの回転速度の変化を示す特性曲線図である。
【符号の説明】
１……カーオーディオ装置、２……発熱源、３……温度センサ、４……ファン、６……マイコン
【図１】
0004126718.tif 000002
【図２】
0004126718.tif 000003
【図３】
0004126718.tif 000004
【図４】
0004126718.tif 000005
【図５】
0004126718.tif 000006