車輛用冷卻風(fēng)扇的控制系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛用冷卻風(fēng)扇的控制系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]控制車載的熱交換器的冷卻風(fēng)扇的風(fēng)扇控制裝置配置于車輛用E⑶(Electroniccontrol unit)的屬下，冷卻風(fēng)扇控制是利用車輛用E⑶輸出的PWM(pulse widthmodurat1n)信號(hào)的占空比(〒' i 一亍Λ比)進(jìn)行馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制的。
馬達(dá)轉(zhuǎn)速根據(jù)車速、引擎冷卻水溫、AC壓力進(jìn)行速度控制。在空調(diào)機(jī)接通的狀態(tài)下，根據(jù)空調(diào)機(jī)的壓力信號(hào)和從車輛側(cè)接收的車速信號(hào)，用空調(diào)機(jī)ECU對(duì)需要的風(fēng)扇控制進(jìn)行計(jì)算，然后輸出到車輛用ECU。車輛用ECU在該信號(hào)上再加上車速和引擎冷卻水溫，決定風(fēng)扇馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，輸出風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)用PWM信號(hào)。在空調(diào)機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)的情況下，根據(jù)車速與引擎冷卻水溫，利用車輛用ECU決定風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，輸出風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)用PWM信號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明要解決的課題
[0003]這樣的車輛系統(tǒng)構(gòu)成中，即使是驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇的風(fēng)扇馬達(dá)發(fā)生異常的情況下，也只是從車輛用ECU向風(fēng)扇控制裝置一側(cè)單向地發(fā)送PWM信號(hào)，風(fēng)扇控制裝置一側(cè)與車輛用ECU之間沒(méi)有設(shè)置通信裝置，存在車輛側(cè)不能夠發(fā)現(xiàn)風(fēng)扇馬達(dá)異常的問(wèn)題。又通過(guò)單根電氣配線連結(jié)車輛用ECU與風(fēng)扇控制裝置，車輛內(nèi)配線煩雜，因此將風(fēng)扇控制裝置一側(cè)的異常通知車輛側(cè)有困難。
[0004]本發(fā)明的目的在于，提供能夠利用簡(jiǎn)便的配線在車輛側(cè)檢測(cè)出風(fēng)扇馬達(dá)的異常的車輛用冷卻風(fēng)扇的控制系統(tǒng)及其控制方法。
解決問(wèn)題用的手段
[0005]本發(fā)明的第I形態(tài)，是車輛用冷卻風(fēng)扇的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備具有驅(qū)動(dòng)對(duì)車載的熱交換器提供空氣的冷卻風(fēng)扇的三相馬達(dá)的控制用的馬達(dá)控制裝置的風(fēng)扇控制裝置、上述風(fēng)扇控制裝置的上位的，對(duì)車輛進(jìn)行控制的第I控制裝置、以及控制上述車輛的空調(diào)裝置的第2控制裝置；上述風(fēng)扇控制裝置、上述第I控制裝置、以及上述第2控制裝置通過(guò)車輛網(wǎng)絡(luò)，可相互授受信息地相互連接，上述風(fēng)扇控制裝置在上述馬達(dá)控制裝置具備的開(kāi)關(guān)元件中檢測(cè)出異常的情況下，通過(guò)上述車輛網(wǎng)絡(luò)輸出異常信息，上述第I控制裝置在取得的上述異常信息為重要度高的異常信息的情況下，通過(guò)上述車輛網(wǎng)絡(luò)對(duì)上述風(fēng)扇控制裝置及上述第2控制裝置實(shí)施保護(hù)控制。
[0006]上述開(kāi)關(guān)元件是例如半導(dǎo)體元件構(gòu)成的功率晶體管，使用MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)、雙極晶體管、以及IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)等。半導(dǎo)體材料采用Si系(硅)系半導(dǎo)體或SiC(碳化硅)系半導(dǎo)體。
[0007]如果采用本發(fā)明的第I形態(tài)，能夠通過(guò)車輛網(wǎng)絡(luò)向車輛側(cè)報(bào)告三相馬達(dá)的異常信息，因此在車輛側(cè)能夠檢測(cè)出驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇的三相馬達(dá)的異常，在發(fā)生重要度高的異常的情況下，由車輛側(cè)的控制裝置(第I控制裝置)對(duì)控制空調(diào)裝置的第2控制裝置和馬達(dá)控制裝置實(shí)施保護(hù)控制，這樣能夠防止重大事故于未然，能夠在查明原因時(shí)起作用。在這里，所謂重要度高的異常信息，是指有可能危害人類的異常，例如過(guò)電流頻繁發(fā)生的，三相馬達(dá)的絕緣不良.斷線、短路破壞等，與火災(zāi)或觸電相聯(lián)系的危險(xiǎn)性異常。
又，風(fēng)扇控制裝置、第I控制裝置、以及第2控制裝置能夠分別通過(guò)車輛網(wǎng)絡(luò)相互進(jìn)行信息授受地相互連接，因此風(fēng)扇控制裝置可望有比利用已有的PWM控制的轉(zhuǎn)速控制細(xì)膩得多的迅速的反應(yīng)。從而，能夠根據(jù)三相馬達(dá)的狀態(tài)對(duì)空調(diào)裝置進(jìn)行高精度控制，能夠?qū)崿F(xiàn)舒適.縝密的空調(diào)控制。
[0008]使用上述車輛用冷卻風(fēng)扇的控制系統(tǒng)的上述第2控制裝置在檢測(cè)出重大異常的情況以外的通常狀態(tài)的情況下，最好是形成通過(guò)上述車輛網(wǎng)絡(luò)控制上述第2控制裝置的構(gòu)成。
利用這種構(gòu)成，在通常狀態(tài)的情況下，不對(duì)車輛側(cè)的上位系統(tǒng)和CAN等通信系統(tǒng)施加負(fù)荷。
[0009]也可以在上述車輛用冷卻風(fēng)扇的控制系統(tǒng)中，上述風(fēng)扇控制裝置與上述第2控制裝置利用授受PWM信號(hào)的通信網(wǎng)絡(luò)連接，上述PWM信號(hào)是回應(yīng)占空比對(duì)上述風(fēng)扇控制裝置內(nèi)的上述開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行控制的PWM信號(hào)；上述風(fēng)扇控制裝置具有基于PWM控制，通過(guò)上述通信網(wǎng)絡(luò)控制上述馬達(dá)控制裝置的上述開(kāi)關(guān)元件的PWM控制單元、以及通過(guò)上述車輛網(wǎng)絡(luò)授受信息的通信控制裝置，能夠通過(guò)上述PWM控制單元及上述通信控制裝置中的至少某一方，取得上述三相馬達(dá)的轉(zhuǎn)速指示。
[0010]風(fēng)扇控制裝置通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)，或通過(guò)車輛網(wǎng)絡(luò)，都能夠取得轉(zhuǎn)速指示，因此即使是已有的利用PWM占空比進(jìn)行的控制，近年來(lái)成為主流的利用車輛網(wǎng)絡(luò)(例如CAN (Controller Area Network ;控制器區(qū)域網(wǎng))通信、LIN(Local Interconnect Network ；本地互聯(lián)網(wǎng))通信等)的控制，都能夠應(yīng)對(duì)。
[0011]本發(fā)明的第2形態(tài)是具備具有驅(qū)動(dòng)對(duì)車載的熱交換器提供空氣的冷卻風(fēng)扇的三相馬達(dá)的控制用的馬達(dá)控制裝置的風(fēng)扇控制裝置、上述風(fēng)扇控制裝置的上位的，對(duì)車輛進(jìn)行控制的第I控制裝置、以及控制上述車輛的空調(diào)裝置的第2控制裝置的車輛用冷卻風(fēng)扇的控制系統(tǒng)的控制方法，上述風(fēng)扇控制裝置、上述第I控制裝置、以及上述第2控制裝置，通過(guò)車輛網(wǎng)絡(luò)可相互授受信息地相互連結(jié)的情況下，在上述馬達(dá)控制裝置具備的開(kāi)關(guān)元件中檢測(cè)出異常的情況下，上述馬達(dá)控制裝置通過(guò)上述車輛網(wǎng)絡(luò)輸出異常信息，上述異常信息為重要度高的異常的情況下，上述第I控制裝置通過(guò)上述車輛網(wǎng)絡(luò)對(duì)上述風(fēng)扇控制裝置及上述第2控制裝置實(shí)施保護(hù)控制。
發(fā)明效果
[0012]本發(fā)明能夠利用簡(jiǎn)便的配線在車輛側(cè)檢測(cè)出風(fēng)扇馬達(dá)的異常。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明第I實(shí)施形態(tài)的車輛用冷卻風(fēng)扇的控制系統(tǒng)的大概結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明第I實(shí)施形態(tài)的風(fēng)扇控制裝置的功能方框圖。
圖3是本發(fā)明第I實(shí)施形態(tài)的變形例的風(fēng)扇控制裝置的功能方框圖。
圖4是本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的車輛用冷卻風(fēng)扇的控制系統(tǒng)的風(fēng)扇控制裝置的功能方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的車輛用冷卻風(fēng)扇的控制系統(tǒng)及其控制方法的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。還有，本實(shí)施形態(tài)的車輛用冷卻風(fēng)扇的控制系統(tǒng)的風(fēng)扇控制裝置以使用于車輛的熱交換器(歹P工一夕)的冷卻風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)用的馬達(dá)的控制的情況為例進(jìn)行說(shuō)明。
[0015]第I實(shí)施形態(tài)
圖1是本實(shí)施形態(tài)的控制系統(tǒng)(車輛用冷卻風(fēng)扇的控制系統(tǒng))I的大概結(jié)構(gòu)圖。
如圖1所示，控制系統(tǒng)I具備具有驅(qū)動(dòng)對(duì)熱交換器提供空氣的冷卻風(fēng)扇的三相馬達(dá)的控制用的馬達(dá)控制裝置的風(fēng)扇控制裝置2、處于風(fēng)扇控制裝置2的上位的，對(duì)車輛進(jìn)行控制車輛側(cè)ECU (第I控制裝置)3、控制車輛的空調(diào)裝置的空調(diào)系統(tǒng)ECU (第2控制裝置)4、控制內(nèi)裝等主體(body)系統(tǒng)的主體系統(tǒng)ECU5、以及將引擎發(fā)生的能量傳送給驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力傳動(dòng)裝置(/《7—卜>0)6。還有，當(dāng)然即使是將圖1中未圖示的其他車輛組件連接于車輛網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，也可以使用本發(fā)明。
[0016]控制系統(tǒng)I是風(fēng)扇控制裝置2、車輛側(cè)E⑶3、空調(diào)系統(tǒng)E⑶4、主體系統(tǒng)E⑶5、動(dòng)力傳動(dòng)裝置6通過(guò)車輛網(wǎng)絡(luò)CAN7可相互授受信息地連接著的系統(tǒng)。
還有，在本實(shí)施形態(tài)中，以車輛網(wǎng)絡(luò)采用CAN的情況為例進(jìn)行說(shuō)明，但是不限定于此，也可以是例如LIN、Flex Ray等其他方式，沒(méi)有特別限定。
[0017]圖2是表示本實(shí)施形態(tài)的風(fēng)扇控制裝置2的功能的方框圖。
風(fēng)扇控制裝置2具備三相馬達(dá)30、以及驅(qū)動(dòng)三相馬達(dá)30的逆變器系統(tǒng)20。
逆變器系統(tǒng)20具備具有開(kāi)關(guān)元件22的馬達(dá)控制裝置21、計(jì)測(cè)部23、第3控制部24、以及絕緣部8。馬達(dá)控制裝置21將高電壓電池、發(fā)電機(jī)等高電壓電源40提供的直流電流變換為三相交流電流，驅(qū)動(dòng)三相馬達(dá)30。高電壓電源40是例如200V或400V的電壓，通過(guò)HV濾波器26向馬達(dá)控制裝置21提供給電力。低電壓電源50是車載電池電源等，提供例如12V的電壓。
在這里，開(kāi)關(guān)元件22是半導(dǎo)體元件構(gòu)成的功率晶體管，使用例如M0SFET、雙極晶體管、以及IGBT等。又，半導(dǎo)體材料采用Si系半導(dǎo)體或SiC系半導(dǎo)體。
[0018]絕緣部8將由低電壓電源50提供電力的低電壓系統(tǒng)9與由高電壓電源40提供電力的高電壓系統(tǒng)10電氣絕緣。又，絕緣部8借助于低電壓電源50提供的電力工作，具體地說(shuō)，具備絕緣型的DC - DC變換器81、以及絕緣型的CAN驅(qū)動(dòng)器(通信控制裝置)82。
[0019]絕緣型的DC - DC變換器81對(duì)馬達(dá)控制裝置21及第3控制部24提供低電壓電源50的電力。又，絕緣型的DC - DC變換器81提供的電力被作為第3控制部24的驅(qū)動(dòng)電壓(例如5V)、或馬達(dá)控制裝置21的驅(qū)動(dòng)電壓(例如15V)使用。
絕緣型的CAN驅(qū)動(dòng)器82與車輛網(wǎng)絡(luò)CAN7連接，通過(guò)車輛網(wǎng)絡(luò)CAN7連接于車輛側(cè)ECU3，在車輛側(cè)ECU3與第3控制部24之間進(jìn)行信息授受。
[0020]風(fēng)扇控制裝置2在馬達(dá)控制裝置21具備的開(kāi)關(guān)元件22被檢測(cè)出有異常的情況下，通過(guò)與車輛網(wǎng)絡(luò)CAN7連接的CAN驅(qū)動(dòng)器82輸出異常信息。
車輛側(cè)E⑶3在異常信息為重要度高的異常的情況下，通過(guò)車輛網(wǎng)絡(luò)CAN7對(duì)風(fēng)扇控制裝置2及空調(diào)系統(tǒng)ECU4進(jìn)行保護(hù)控制。在這里，所謂重要度高的異常信息，是有可能危害人類的異常，例如，開(kāi)關(guān)元件22頻繁發(fā)生過(guò)電流、三相馬達(dá)的絕緣不良.斷線、短路破壞等有引起火災(zāi)、觸電的危險(xiǎn)的異常。
空調(diào)系統(tǒng)ECU4在被檢測(cè)出重大異常的情況以外的通常狀態(tài)的情況下，通過(guò)車輛網(wǎng)絡(luò)CAN7控制風(fēng)扇控制裝置2。借助于此，在通常狀態(tài)的情況下，對(duì)車輛側(cè)的上位系統(tǒng)和CAN等通信系統(tǒng)不施加負(fù)荷。
[0021]第3控制部24對(duì)馬達(dá)控制裝置21進(jìn)行控制。具體地說(shuō)，第3控制部24通過(guò)CAN驅(qū)動(dòng)器82，獲取三相馬達(dá)30的轉(zhuǎn)速指示，根據(jù)獲取的轉(zhuǎn)速指示對(duì)三相馬達(dá)30進(jìn)行控制。
[0022]第3控制部24具備判定部25。判定部25根據(jù)從計(jì)測(cè)部23獲取的溫度值、