内燃機関の冷却装置およびこれを搭載する車両並びに冷却装置の制御方法
【課題】内燃機関の冷却装置に用いられる冷却媒体を循環させるための電動ポンプの空転を電動機電流を用いずにより適正に判定すると共に電動ポンプの空転が判定されたときにはより適正に対処する。
【解決手段】デューティ比ｄＢが閾値ｄＢｒｅｆ以上で電動ポンプ３０の回転数Ｎｐが閾値Ｎｒｅｆ以上、且つ、電動ポンプ３０の回転数Ｎｐから推定回転数Ｎｅｓｔを減じた差回転数が閾値ΔＮｒｅｆ以上のときに、電動ポンプ３０の空転を判定し（Ｓ１３０〜Ｓ１５０）、この空転の判定が継続して所定空転時間経過したときに所定停止時間だけ電動ポンプ３０を一時停止する（Ｓ１６０，Ｓ１９０〜Ｓ２１０）。これにより、電動ポンプ３０に流れる電流を検出しなくても、電動ポンプ３０の空転をより適正に判定することができ、電動ポンプ３０の過熱や破損を抑制することができる。
【解決手段】デューティ比ｄＢが閾値ｄＢｒｅｆ以上で電動ポンプ３０の回転数Ｎｐが閾値Ｎｒｅｆ以上、且つ、電動ポンプ３０の回転数Ｎｐから推定回転数Ｎｅｓｔを減じた差回転数が閾値ΔＮｒｅｆ以上のときに、電動ポンプ３０の空転を判定し（Ｓ１３０〜Ｓ１５０）、この空転の判定が継続して所定空転時間経過したときに所定停止時間だけ電動ポンプ３０を一時停止する（Ｓ１６０，Ｓ１９０〜Ｓ２１０）。これにより、電動ポンプ３０に流れる電流を検出しなくても、電動ポンプ３０の空転をより適正に判定することができ、電動ポンプ３０の過熱や破損を抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の冷却装置およびこれを搭載する車両並びに冷却装置の制御方法に関し、詳しくは、内燃機関を冷却する冷却系に冷却媒体を循環させる電動ポンプを備える内燃機関の冷却装置およびこれを搭載する車両並びにこうした冷却装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポンプの電動機を駆動するインバータ回路部に設けられた電流検出器により検出された電動機電流に基づいてポンプの空転を検出するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、検出された電動機電流が予め設定した電動機無負荷電流値に低下し、予め設定した時間を経過しても電動機電流が増加しないときにポンプの空転を検出している。
【特許文献１】特開平６−１６５５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の技術では、電動機電流を検出する電流検出器を必要とするが、こうした電流検出器を有しないときや電流検出器に異常が生じたときにはポンプの空転を検出することができない。また、内燃機関の冷却装置に用いるポンプの場合、ポンプの空転を検出するだけでは十分ではなく、ポンプの空転を検出したときに適切に対処する必要もある。
【０００４】
本発明の内燃機関の冷却装置およびこれを搭載する車両並びに冷却装置の制御方法は、内燃機関の冷却装置に用いられる冷却媒体を循環させるための電動ポンプの空転を電動機電流を用いずにより適正に判定すると共に電動ポンプの空転が判定されたときにはより適正に対処することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の内燃機関の冷却装置およびこれを搭載する車両並びに冷却装置の制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の内燃機関の冷却装置は、
内燃機関を冷却する冷却系に冷却媒体を循環させるための電動ポンプを備える内燃機関の冷却装置であって、
前記電動ポンプの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記電動ポンプの出力値に基づいて前記電動ポンプの回転数の推定値である推定回転数を推定する推定回転数推定手段と、
前記電動ポンプの出力値が所定出力値以上で前記検出された回転数が所定回転数以上の状態のときに前記検出された回転数と前記推定された推定回転数とに基づいて前記電動ポンプの空転を判定する空転判定手段と、
前記空転判定手段による判定結果に基づいて前記電動ポンプを駆動制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の内燃機関の冷却装置では、電動ポンプの出力値が所定出力値以上で電動ポンプの回転数が所定回転数以上の状態のときに電動ポンプの回転数と電動ポンプの出力値に基づいて推定される推定回転数とに基づいて電動ポンプの空転を判定する。これにより、電動ポンプに流れる電流を用いずに電動ポンプの空転をより適正に判定することができる。そして、この電動ポンプの空転の判定結果に基づいて電動ポンプを駆動制御する。これにより、電動ポンプの空転に対処することができる。ここで、電動ポンプの出力値が所定出力値以上で電動ポンプの回転数が所定回転数以上の状態のときに電動ポンプの空転を判定するのは、電動ポンプの出力値が大きく且つ電動ポンプの回転数が大きいときには電動ポンプの回転数と推定回転数との関係に電動ポンプの空転による影響が大きく現われることに基づく。
【０００８】
こうした本発明の内燃機関の冷却装置において、前記空転判定手段は、前記検出された回転数と前記推定された推定回転数との回転数差が所定回転数差以上のときに前記電動ポンプの空転を判定する手段であるものとすることもできる。
【０００９】
また、本発明の内燃機関の冷却装置において、前記制御手段は、前記空転判定手段により前記電動ポンプの空転が所定継続時間に亘って判定されたときには前記電動ポンプの駆動を停止し、該電動ポンプの駆動を停止して所定停止時間が経過したときに前記電動ポンプの駆動を再開するよう前記電動ポンプを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動ポンプの空転を所定継続時間を超えて継続することによる不都合、例えば、電動ポンプの過熱などの不都合を抑制することができ、電動ポンプの空転が解除されたときに電動ポンプを駆動して冷却装置を機能させることができる。
【００１０】
さらに、本発明の内燃機関の冷却装置において、前記制御手段は前記電動ポンプをデューティ制御する手段であり、前記電動ポンプの出力値は前記制御手段による前記電動ポンプのデューティ制御におけるデューティ比である、ものとすることもできる。こうすれば、デューティ比を用いてより適正に推定回転数を推定することができる。
【００１１】
あるいは、本発明の内燃機関の冷却装置において、前記推定回転数演算手段は、前記電動ポンプの出力値と前記電動ポンプに印加される電圧とに基づいて前記推定回転数を推定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より適正に推定回転数を推定することができる。
【００１２】
本発明の車両は、走行用の動力を出力する内燃機関と、該内燃機関を冷却する冷却装置として上述のいずれかの態様の本発明の内燃機関の冷却装置、即ち、基本的には、内燃機関を冷却する冷却系に冷却媒体を循環させる電動ポンプを備える内燃機関の冷却装置であって、前記電動ポンプの回転数を検出する回転数検出手段と、前記電動ポンプの出力値に基づいて前記電動ポンプの回転数の推定値である推定回転数を推定する推定回転数推定手段と、前記電動ポンプの出力値が所定出力値以上で前記検出された回転数が所定回転数以上の状態のときに前記検出された回転数と前記推定された推定回転数とに基づいて前記電動ポンプの空転を判定する空転判定手段と、前記空転判定手段による判定結果に基づいて前記電動ポンプを駆動制御する制御手段と、を備える内燃機関の冷却装置とを搭載することを要旨とする。
【００１３】
この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明の内燃機関の冷却装置を搭載するから、本発明の内燃機関の冷却装置が奏する効果、例えば、電動ポンプに流れる電流を用いずに電動ポンプの空転をより適正に判定することができる効果や電動ポンプの空転に対処することができる効果などと同様の効果を奏することができる。
【００１４】
本発明の冷却装置の制御方法は、
内燃機関を冷却する冷却系に冷却媒体を循環させる電動ポンプを備える冷却装置の制御方法であって、
（ａ）前記電動ポンプの出力値に基づいて前記電動ポンプの回転数の推定値である推定回転数を推定すると共に前記電動ポンプの出力値が所定出力値以上で前記電動ポンプの回転数が所定回転数以上の状態のときに前記電動ポンプの回転数と前記推定した推定回転数とに基づいて前記電動ポンプの空転を判定し、
（ｂ）前記電動ポンプの空転が所定継続時間に亘って判定されたときには前記電動ポンプの駆動を停止し、該電動ポンプの駆動を停止して所定停止時間が経過したときに前記電動ポンプの駆動を再開するよう前記電動ポンプを制御する、
ことを特徴とする。
【００１５】
この本発明の冷却装置の制御方法では、電動ポンプの出力値が所定出力値以上で電動ポンプの回転数が所定回転数以上の状態のときに電動ポンプの回転数と電動ポンプの出力値に基づいて推定した推定回転数とに基づいて電動ポンプの空転を判定する。これにより、電動ポンプに流れる電流を用いずに電動ポンプの空転をより適正に判定することができる。そして、電動ポンプの空転が所定継続時間に亘って判定されたときには電動ポンプの駆動を停止し、この電動ポンプの駆動を停止して所定停止時間が経過したときに電動ポンプの駆動を再開するよう電動ポンプを制御する。これにより、電動ポンプの空転を所定継続時間を超えて継続することによる不都合、例えば、電動ポンプの過熱などの不都合を抑制することができ、電動ポンプの空転が解除されたときに電動ポンプを駆動して冷却装置を機能させることができる。即ち、電動ポンプの空転に対処することができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明の一実施例としての内燃機関の冷却装置２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の冷却装置２０は、図示するように、車両に搭載されたガソリンや軽油などを燃料とするエンジン１２の冷却装置として構成されており、エンジン１２のシリンダブロックやシリンダヘッドに形成されたウォータージャケット２２と外気により冷却水を冷却するラジエータ２４とに冷却水を循環させる循環流路２６と、この循環流路２６にラジエータ２４をバイパスするよう取り付けられたバイパス流路２８と、循環流路２４に循環する冷却水を圧送する電動ポンプ３０と、冷却水が循環流路２６に流れるかバイパス流路２８に流れるかを司るサーモスタット３２と、冷却装置２０全体を制御する電子制御ユニット４０と、を備える。
【００１８】
電動ポンプ３０は、図示しないが、駆動用のモータとモータを駆動する駆動回路とが内蔵されており、電子制御ユニット４０からのデューティ比を駆動信号として受信すると、駆動信号に応じたデューティ比で電圧が印加されるよう駆動回路が作動するよう構成されている。
【００１９】
電子制御ユニット４０は、ＣＰＵ４２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ４２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ４４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ４６と、計時するタイマ４８と、図示しない入出力ポートを備える。電子制御ユニット４０には、電動ポンプ３０の駆動回路に取り付けられて駆動回路に印加される電圧を検出する電圧センサ５０からの電圧Ｖと、電動ポンプ３０に取り付けられて電動ポンプ３０の回転数（例えば、電動ポンプ３０の駆動用のモータの回転数）を検出する回転数センサ５２からの回転数Ｎｐと、循環流路２６のウォータージャケット１２の出口近傍に取り付けられて冷却水の温度を検出する温度センサ５４からの温度Ｔｗなどが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット４０からは、電動ポンプ３０への駆動信号としてのデューティ比などが出力ポートを介して出力されている。
【００２０】
次に、こうして構成された実施例の内燃機関の冷却装置２０の動作、特に電動ポンプ３０の運転動作について説明する。図２は、実施例の電子制御ユニット４０によって実行される電動ポンプ駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは所定時間毎（例えば数十ｍｓｅｃ毎や数百ｍｓｅｃ毎）に実行される。
【００２１】
このルーチンが実行されると、電子制御ユニット４０のＣＰＵ４２は、まず、温度センサ５４からの冷却水温度Ｔｗや回転数センサ５２からの電動ポンプ３０の回転数Ｎｐ，電圧センサ５０からの電動ポンプ３０に印加される電圧Ｖなどの電動ポンプ３０の制御に必要なデータを入力すると共に（ステップＳ１００）、停止判定フラグＦを調べる処理を実行する（ステップＳ１１０）。ここで、停止判定フラグＦは、このルーチンで電動ポンプ３０が空転していることによりその運転を停止したときに値１が設定されるフラグである。電動ポンプ３０が空転しているのを判定する処理については後述する。
【００２２】
停止判定フラグＦが値０のときには、電動ポンプ３０は駆動していると判断し、電動ポンプ３０への駆動信号としてのデューティ比ｄＢと電動ポンプ３０に印加される電圧Ｖとに基づいて電動ポンプ３０が空転していないときに推定される回転数である推定回転数Ｎｅｓｔを設定する（ステップＳ１２０）。推定回転数Ｎｅｓｔは、実施例では、デューティ比ｄＢと電圧Ｖと推定回転数Ｎｅｓｔとの関係を予め実験などにより求めて推定回転数設定用マップとしてＲＯＭ４４に記憶しておき、デューティ比ｄＢと電圧Ｖとが与えられるとマップから対応する推定回転数Ｎｅｓｔを導出することにより設定するものとした。推定回転数設定用マップの一例を図３に示す。ここで、デューティ比ｄＢは、電動ポンプ３０の駆動に対する制御信号であるが、このデューティ比ｄＢで電動ポンプ３０が駆動されるため、電動ポンプ３０の出力値を意味するものとなる。したがって、ステップＳ１２０の処理は、電動ポンプ３０の出力値としてのデューティ比ｄＢに基づいて電動ポンプ３０の推定回転数Ｎｅｓｔを推定していることになる。
【００２３】
こうして推定回転数Ｎｅｓｔを設定すると、入力したデューティ比ｄＢが閾値ｄＢｒｅｆ以上であるか否か（ステップＳ１３０）、電動ポンプ３０の回転数Ｎｐが閾値Ｎｒｅｆ以上であるか否か（ステップＳ１４０）、電動ポンプ３０の回転数Ｎｐから推定回転数Ｎｅｓｔを減じた差回転数が閾値ΔＮｒｅｆ以上であるか否か（ステップＳ１５０）、を判定する。こうした判定は、電動ポンプ３０の出力値が大きく電動ポンプ３０の回転数Ｎｐが大きいときに、空転しているときの電動ポンプ３０の回転数と空転していないときの電動ポンプ３０の差回転数が電動ポンプ３０の空転を判定するのに十分な大きさとなる実験結果に基づいている。実施例では、閾値ｄＢｒｅｆとして７０％や８０％，９０％などを用い、閾値Ｎｒｅｆとしては電動ポンプ３０の定格最大回転数の７０％や８０％，９０％などの値を用い、閾値ΔＮｒｅｆとしては電動ポンプ３０の定格最大回転数の１０％や５％などの値を用いた。図４に電動ポンプ３０の空転を判定している様子の一例を示す。図中、実線は電動ポンプ３０が空転していないときの回転数（推定回転数Ｎｅｓｔ）を示し、破線は電動ポンプ３０が空転しているときの回転数を示す。図示するように、デューティ比ｄＢが小さいときや電動ポンプ３０の回転数Ｎｐが小さいときには電動ポンプ３０の回転数Ｎｐから推定回転数Ｎｅｓｔを減じた差回転数は大きな値にならないが、デューティ比ｄＢが大きく且つ電動ポンプ３０の回転数Ｎｐが大きいときには電動ポンプ３０の回転数Ｎｐから推定回転数Ｎｅｓｔを減じた差回転数は大きな値となる。
【００２４】
デューティ比ｄＢが閾値ｄＢｒｅｆ未満のときや電動ポンプ３０の回転数Ｎｐが閾値Ｎｒｅｆ未満のとき、或いは、電動ポンプ３０の回転数Ｎｐから推定回転数Ｎｅｓｔを減じた差回転数が閾値ΔＮｒｅｆ未満のときには、電動ポンプ３０の空転は判定できないと判断し、エンジン１２の冷却水温度Ｔｗに基づいて電動ポンプ３０を駆動するためのデューティ比ｄＢを設定し（ステップＳ１７０）、設定したデューティ比ｄＢで電動ポンプ３０を駆動制御して（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。ここで、デューティ比ｄＢは、実施例では、冷却水温度Ｔｗが高くなるほど大きなデューティ比ｄＢとなるよう図示しないマップにより設定するものとした。
【００２５】
一方、デューティ比ｄＢが閾値ｄＢｒｅｆ以上で電動ポンプ３０の回転数Ｎｐが閾値Ｎｒｅｆ以上、且つ、電動ポンプ３０の回転数Ｎｐから推定回転数Ｎｅｓｔを減じた差回転数が閾値ΔＮｒｅｆ以上のときには、電動ポンプ３０が空転していると判断し、この電動ポンプ３０の空転を判定してからこの判定を継続している状態が所定空転時間経過するのを待って（ステップＳ１６０）、電動ポンプ３０の駆動を停止すると共に停止判定フラグＦに値１をセットし（ステップＳ１９０）、電動ポンプ３０の駆動を停止してから所定停止時間経過するのを待って（ステップＳ２００）、電動ポンプ３０の駆動を再開すると共にタイマ等をクリアしたり停止判定フラグＦに値０をセットしたりして（ステップＳ２１０）、本ルーチンを終了する。ここで、電動ポンプ３０の空転が継続して所定空転時間経過するのを待つのは、電動ポンプ３０の空転が判定されても電動ポンプ３０が直ちに加熱したり破損するものではないからであり、駆動を継続しているうちに空転が解除される場合もあるからである。したがって、所定空転時間としては、例えば５秒や１０秒などを用いることができる。また、電動ポンプ３０の駆動を停止してから所定停止時間経過するのを待つのは、空転している電動ポンプ３０の運転を継続すると、電動ポンプ３０が加熱するのを抑制するためであり、電動ポンプ３０の駆動を停止してから所定停止時間経過したあとに電動ポンプ３０を再駆動するのは、冷却水の循環が行なわれないためにエンジン１２が過熱するのを抑制するためである。したがって、所定停止時間としては、例えば５秒や１０秒などを用いることができる。なお、電動ポンプ３０の空転が継続して所定時間経過するまでは、エンジン１２の冷却水温度Ｔｗに基づいて電動ポンプ３０を駆動するためのデューティ比ｄＢを設定し（ステップＳ１７０）、設定したデューティ比ｄＢで電動ポンプ３０を駆動制御して（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。また、電動ポンプ３０の駆動を停止してから所定停止時間経過するまでは、停止判定フラグＦに値１がセットされているために、ステップＳ１１０で否定的な判定がなされてステップＳ２００の所定停止時間経過しているか否かを判定する処理が行なわれ、この処理でも否定的な判定がなされるため、電動ポンプ３０の駆動が行なわれることなく、本ルーチンを終了する。更に、電動ポンプ３０の駆動を停止してから所定停止時間経過したあとに電動ポンプ３０の駆動が再開されると、停止判定フラグＦに値０がセットされていると共にタイマがクリアされているために、ステップＳ１１０で肯定的な判定がなされて電動ポンプ３０の空転の判定が行なわれる。
【００２６】
以上説明した実施例の内燃機関の冷却装置２０によれば、デューティ比ｄＢが閾値ｄＢｒｅｆ以上で電動ポンプ３０の回転数Ｎｐが閾値Ｎｒｅｆ以上、且つ、電動ポンプ３０の回転数Ｎｐから推定回転数Ｎｅｓｔを減じた差回転数が閾値ΔＮｒｅｆ以上のときに、電動ポンプ３０の空転を判定するから、電動ポンプ３０に流れる電流を検出しなくても、電動ポンプ３０の空転をより適正に判定することができる。しかも、電動ポンプ３０の空転を継続して所定空転時間に亘って判定したときには、電動ポンプ３０を所定停止時間だけ一時停止するから、電動ポンプ３０の過熱や破損を抑制することができると共にエンジン１２の過熱を抑制することができる。
【００２７】
実施例の内燃機関の冷却装置２０では、電動ポンプ３０のデューティ比ｄＢと電動ポンプ３０に印加される電圧Ｖとに基づいて推定回転数Ｎｅｓｔを設定するものとしたが、電動ポンプ３０に印加される電圧Ｖの変化が小さいときには、電動ポンプ３０のデューティ比ｄＢだけに基づいて推定回転数Ｎｅｓｔを設定するものとしてもよい。
【００２８】
実施例の内燃機関の冷却装置２０では、デューティ比ｄＢが閾値ｄＢｒｅｆ以上で電動ポンプ３０の回転数Ｎｐが閾値Ｎｒｅｆ以上、且つ、電動ポンプ３０の回転数Ｎｐから推定回転数Ｎｅｓｔを減じた差回転数が閾値ΔＮｒｅｆ以上の空転の状態が所定空転時間経過したときに電動ポンプ３０の駆動を所定停止時間だけ停止するものとしたが、空転の状態が検出されたときには所定空転時間の経過を待たずに電動ポンプ３０の駆動を一時停止するものとしても構わない。
【００２９】
実施例の内燃機関の冷却装置２０では、電動ポンプ３０のデューティ比ｄＢに基づいて推定回転数Ｎｅｓｔを設定すると共に電動ポンプ３０の空転を判定するものとしたが、電動ポンプ３０のデューティ比ｄＢに代えて電動ポンプ３０の出力値（例えば、消費電力）に基づいて推定回転数Ｎｅｓｔを設定すると共に電動ポンプ３０の空転を判定するものとしてもよい。
【００３０】
実施例では、車載されたエンジン１２の冷却装置２０として説明したが、車載されていない内燃機関の冷却装置の形態としてもよく、こうした内燃機関の冷却装置の制御方法の形態としてもよい。
【００３１】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン１２が「内燃機関」に相当し、電動ポンプ３０が「電動ポンプ」に相当し、回転数センサ５２が「回転数検出手段」に相当し、電動ポンプ３０への駆動信号としてのデューティ比ｄＢと電動ポンプ３０に印加される電圧Ｖとに基づいて電動ポンプ３０が空転していないときに推定される回転数である推定回転数Ｎｅｓｔを設定する図２の電動ポンプ駆動制御ルーチンのステップＳ１２０の処理を実行する電子制御ユニット４０が「推定回転数推定手段」に相当し、デューティ比ｄＢが閾値ｄＢｒｅｆ以上で電動ポンプ３０の回転数Ｎｐが閾値Ｎｒｅｆ以上、且つ、電動ポンプ３０の回転数Ｎｐから推定回転数Ｎｅｓｔを減じた差回転数が閾値ΔＮｒｅｆ以上のときに電動ポンプ３０が空転していると判定する図２の電動ポンプ駆動制御ルーチンのステップＳ１３０〜Ｓ１５０の処理を実行する電子制御ユニット４０が「空転判定手段」に相当し、電動ポンプ３０の空転が判定されないときや電動ポンプ３０の空転が判定されても電動ポンプ３０の空転が継続して所定空転時間経過するまではエンジン１２の冷却水温度Ｔｗに基づいて電動ポンプ３０のデューティ比ｄＢを設定すると共に設定したデューティ比ｄＢで電動ポンプ３０を駆動制御し、電動ポンプ３０の空転が継続して所定空転時間経過したときには電動ポンプ３０の駆動を所定停止時間だけ一時停止するよう電動ポンプ３０を駆動制御する図２の電動ポンプ駆動制御ルーチンのステップＳ１３０〜Ｓ２１０の処理を実行する電子制御ユニット４０が「制御手段」に相当する。
【００３２】
ここで、「内燃機関」としては、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン１２に限定されるものではなく、内燃機関であれば如何なるタイプのものとしても構わない。「電動ポンプ」としては、内燃機関を冷却する冷却系に冷却媒体を循環させるためのものであれば、如何なるタイプのものとしても構わない。「回転数検出手段」としては、電動ポンプの回転数を検出するものであれば、如何なるものとしても構わない。「推定回転数推定手段」としては、電動ポンプ３０のデューティ比ｄＢと電動ポンプ３０に印加される電圧Ｖとに基づいて推定回転数Ｎｅｓｔを設定するものに限定されるものではなく、電動ポンプ３０に印加される電圧Ｖの変化が小さいときには、電動ポンプ３０のデューティ比ｄＢだけに基づいて推定回転数Ｎｅｓｔを設定するものとするなど、電動ポンプの出力値に基づいて電動ポンプの回転数の推定値である推定回転数を推定するものであれば如何なるものとしても構わない。「空転判定手段」としては、デューティ比ｄＢが閾値ｄＢｒｅｆ以上で電動ポンプ３０の回転数Ｎｐが閾値Ｎｒｅｆ以上、且つ、電動ポンプ３０の回転数Ｎｐから推定回転数Ｎｅｓｔを減じた差回転数が閾値ΔＮｒｅｆ以上のときに電動ポンプ３０の空転を判定するものに限定されるものではなく、電動ポンプの出力値が所定出力値以上で電動ポンプの回転数が所定回転数以上の状態のときにこの回転数と推定回転数とに基づいて電動ポンプの空転を判定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、電動ポンプ３０の空転が判定されないときや電動ポンプ３０の空転が判定されても電動ポンプ３０の空転が継続して所定空転時間経過するまではエンジン１２の冷却水温度Ｔｗに基づいて電動ポンプ３０のデューティ比ｄＢを設定すると共に設定したデューティ比ｄＢで電動ポンプ３０を駆動制御し、電動ポンプ３０の空転が継続して所定空転時間経過したときには電動ポンプ３０の駆動を所定停止時間だけ一時停止するよう電動ポンプ３０を駆動制御するものに限定されるものではなく、電動ポンプ３０の空転の状態が判定されたときには所定空転時間の経過を待たずに電動ポンプ３０の駆動を一時停止するものとするなど、空転判定手段による判定結果に基づいて電動ポンプを駆動制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００３３】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００３４】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、内燃機関の冷却装置の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施例としての内燃機関の冷却装置２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】実施例の電子制御ユニット４０により実行される電動ポンプ駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】推定回転数設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】電動ポンプ３０の空転を判定している様子の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１２ エンジン、２０ 冷却装置、２２ ウォータージャケット、２４ ラジエータ、２６ 循環流路、 ２８ バイパス流路、３０ 電動ポンプ、３２ サーモスタット、４０ 電子制御ユニット、４２ ＣＰＵ、４４ ＲＯＭ、４６ ＲＡＭ、４８ タイマ、５０ 電圧センサ、５２ 回転数センサ、５４ 温度センサ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の冷却装置およびこれを搭載する車両並びに冷却装置の制御方法に関し、詳しくは、内燃機関を冷却する冷却系に冷却媒体を循環させる電動ポンプを備える内燃機関の冷却装置およびこれを搭載する車両並びにこうした冷却装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポンプの電動機を駆動するインバータ回路部に設けられた電流検出器により検出された電動機電流に基づいてポンプの空転を検出するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、検出された電動機電流が予め設定した電動機無負荷電流値に低下し、予め設定した時間を経過しても電動機電流が増加しないときにポンプの空転を検出している。
【特許文献１】特開平６−１６５５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の技術では、電動機電流を検出する電流検出器を必要とするが、こうした電流検出器を有しないときや電流検出器に異常が生じたときにはポンプの空転を検出することができない。また、内燃機関の冷却装置に用いるポンプの場合、ポンプの空転を検出するだけでは十分ではなく、ポンプの空転を検出したときに適切に対処する必要もある。
【０００４】
本発明の内燃機関の冷却装置およびこれを搭載する車両並びに冷却装置の制御方法は、内燃機関の冷却装置に用いられる冷却媒体を循環させるための電動ポンプの空転を電動機電流を用いずにより適正に判定すると共に電動ポンプの空転が判定されたときにはより適正に対処することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の内燃機関の冷却装置およびこれを搭載する車両並びに冷却装置の制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の内燃機関の冷却装置は、
内燃機関を冷却する冷却系に冷却媒体を循環させるための電動ポンプを備える内燃機関の冷却装置であって、
前記電動ポンプの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記電動ポンプの出力値に基づいて前記電動ポンプの回転数の推定値である推定回転数を推定する推定回転数推定手段と、
前記電動ポンプの出力値が所定出力値以上で前記検出された回転数が所定回転数以上の状態のときに前記検出された回転数と前記推定された推定回転数とに基づいて前記電動ポンプの空転を判定する空転判定手段と、
前記空転判定手段による判定結果に基づいて前記電動ポンプを駆動制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の内燃機関の冷却装置では、電動ポンプの出力値が所定出力値以上で電動ポンプの回転数が所定回転数以上の状態のときに電動ポンプの回転数と電動ポンプの出力値に基づいて推定される推定回転数とに基づいて電動ポンプの空転を判定する。これにより、電動ポンプに流れる電流を用いずに電動ポンプの空転をより適正に判定することができる。そして、この電動ポンプの空転の判定結果に基づいて電動ポンプを駆動制御する。これにより、電動ポンプの空転に対処することができる。ここで、電動ポンプの出力値が所定出力値以上で電動ポンプの回転数が所定回転数以上の状態のときに電動ポンプの空転を判定するのは、電動ポンプの出力値が大きく且つ電動ポンプの回転数が大きいときには電動ポンプの回転数と推定回転数との関係に電動ポンプの空転による影響が大きく現われることに基づく。
【０００８】
こうした本発明の内燃機関の冷却装置において、前記空転判定手段は、前記検出された回転数と前記推定された推定回転数との回転数差が所定回転数差以上のときに前記電動ポンプの空転を判定する手段であるものとすることもできる。
【０００９】
また、本発明の内燃機関の冷却装置において、前記制御手段は、前記空転判定手段により前記電動ポンプの空転が所定継続時間に亘って判定されたときには前記電動ポンプの駆動を停止し、該電動ポンプの駆動を停止して所定停止時間が経過したときに前記電動ポンプの駆動を再開するよう前記電動ポンプを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動ポンプの空転を所定継続時間を超えて継続することによる不都合、例えば、電動ポンプの過熱などの不都合を抑制することができ、電動ポンプの空転が解除されたときに電動ポンプを駆動して冷却装置を機能させることができる。
【００１０】
さらに、本発明の内燃機関の冷却装置において、前記制御手段は前記電動ポンプをデューティ制御する手段であり、前記電動ポンプの出力値は前記制御手段による前記電動ポンプのデューティ制御におけるデューティ比である、ものとすることもできる。こうすれば、デューティ比を用いてより適正に推定回転数を推定することができる。
【００１１】
あるいは、本発明の内燃機関の冷却装置において、前記推定回転数演算手段は、前記電動ポンプの出力値と前記電動ポンプに印加される電圧とに基づいて前記推定回転数を推定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より適正に推定回転数を推定することができる。
【００１２】
本発明の車両は、走行用の動力を出力する内燃機関と、該内燃機関を冷却する冷却装置として上述のいずれかの態様の本発明の内燃機関の冷却装置、即ち、基本的には、内燃機関を冷却する冷却系に冷却媒体を循環させる電動ポンプを備える内燃機関の冷却装置であって、前記電動ポンプの回転数を検出する回転数検出手段と、前記電動ポンプの出力値に基づいて前記電動ポンプの回転数の推定値である推定回転数を推定する推定回転数推定手段と、前記電動ポンプの出力値が所定出力値以上で前記検出された回転数が所定回転数以上の状態のときに前記検出された回転数と前記推定された推定回転数とに基づいて前記電動ポンプの空転を判定する空転判定手段と、前記空転判定手段による判定結果に基づいて前記電動ポンプを駆動制御する制御手段と、を備える内燃機関の冷却装置とを搭載することを要旨とする。
【００１３】
この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明の内燃機関の冷却装置を搭載するから、本発明の内燃機関の冷却装置が奏する効果、例えば、電動ポンプに流れる電流を用いずに電動ポンプの空転をより適正に判定することができる効果や電動ポンプの空転に対処することができる効果などと同様の効果を奏することができる。
【００１４】
本発明の冷却装置の制御方法は、
内燃機関を冷却する冷却系に冷却媒体を循環させる電動ポンプを備える冷却装置の制御方法であって、
（ａ）前記電動ポンプの出力値に基づいて前記電動ポンプの回転数の推定値である推定回転数を推定すると共に前記電動ポンプの出力値が所定出力値以上で前記電動ポンプの回転数が所定回転数以上の状態のときに前記電動ポンプの回転数と前記推定した推定回転数とに基づいて前記電動ポンプの空転を判定し、
（ｂ）前記電動ポンプの空転が所定継続時間に亘って判定されたときには前記電動ポンプの駆動を停止し、該電動ポンプの駆動を停止して所定停止時間が経過したときに前記電動ポンプの駆動を再開するよう前記電動ポンプを制御する、
ことを特徴とする。
【００１５】
この本発明の冷却装置の制御方法では、電動ポンプの出力値が所定出力値以上で電動ポンプの回転数が所定回転数以上の状態のときに電動ポンプの回転数と電動ポンプの出力値に基づいて推定した推定回転数とに基づいて電動ポンプの空転を判定する。これにより、電動ポンプに流れる電流を用いずに電動ポンプの空転をより適正に判定することができる。そして、電動ポンプの空転が所定継続時間に亘って判定されたときには電動ポンプの駆動を停止し、この電動ポンプの駆動を停止して所定停止時間が経過したときに電動ポンプの駆動を再開するよう電動ポンプを制御する。これにより、電動ポンプの空転を所定継続時間を超えて継続することによる不都合、例えば、電動ポンプの過熱などの不都合を抑制することができ、電動ポンプの空転が解除されたときに電動ポンプを駆動して冷却装置を機能させることができる。即ち、電動ポンプの空転に対処することができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明の一実施例としての内燃機関の冷却装置２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の冷却装置２０は、図示するように、車両に搭載されたガソリンや軽油などを燃料とするエンジン１２の冷却装置として構成されており、エンジン１２のシリンダブロックやシリンダヘッドに形成されたウォータージャケット２２と外気により冷却水を冷却するラジエータ２４とに冷却水を循環させる循環流路２６と、この循環流路２６にラジエータ２４をバイパスするよう取り付けられたバイパス流路２８と、循環流路２４に循環する冷却水を圧送する電動ポンプ３０と、冷却水が循環流路２６に流れるかバイパス流路２８に流れるかを司るサーモスタット３２と、冷却装置２０全体を制御する電子制御ユニット４０と、を備える。
【００１８】
電動ポンプ３０は、図示しないが、駆動用のモータとモータを駆動する駆動回路とが内蔵されており、電子制御ユニット４０からのデューティ比を駆動信号として受信すると、駆動信号に応じたデューティ比で電圧が印加されるよう駆動回路が作動するよう構成されている。
【００１９】
電子制御ユニット４０は、ＣＰＵ４２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ４２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ４４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ４６と、計時するタイマ４８と、図示しない入出力ポートを備える。電子制御ユニット４０には、電動ポンプ３０の駆動回路に取り付けられて駆動回路に印加される電圧を検出する電圧センサ５０からの電圧Ｖと、電動ポンプ３０に取り付けられて電動ポンプ３０の回転数（例えば、電動ポンプ３０の駆動用のモータの回転数）を検出する回転数センサ５２からの回転数Ｎｐと、循環流路２６のウォータージャケット１２の出口近傍に取り付けられて冷却水の温度を検出する温度センサ５４からの温度Ｔｗなどが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット４０からは、電動ポンプ３０への駆動信号としてのデューティ比などが出力ポートを介して出力されている。
【００２０】
次に、こうして構成された実施例の内燃機関の冷却装置２０の動作、特に電動ポンプ３０の運転動作について説明する。図２は、実施例の電子制御ユニット４０によって実行される電動ポンプ駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは所定時間毎（例えば数十ｍｓｅｃ毎や数百ｍｓｅｃ毎）に実行される。
【００２１】
このルーチンが実行されると、電子制御ユニット４０のＣＰＵ４２は、まず、温度センサ５４からの冷却水温度Ｔｗや回転数センサ５２からの電動ポンプ３０の回転数Ｎｐ，電圧センサ５０からの電動ポンプ３０に印加される電圧Ｖなどの電動ポンプ３０の制御に必要なデータを入力すると共に（ステップＳ１００）、停止判定フラグＦを調べる処理を実行する（ステップＳ１１０）。ここで、停止判定フラグＦは、このルーチンで電動ポンプ３０が空転していることによりその運転を停止したときに値１が設定されるフラグである。電動ポンプ３０が空転しているのを判定する処理については後述する。
【００２２】
停止判定フラグＦが値０のときには、電動ポンプ３０は駆動していると判断し、電動ポンプ３０への駆動信号としてのデューティ比ｄＢと電動ポンプ３０に印加される電圧Ｖとに基づいて電動ポンプ３０が空転していないときに推定される回転数である推定回転数Ｎｅｓｔを設定する（ステップＳ１２０）。推定回転数Ｎｅｓｔは、実施例では、デューティ比ｄＢと電圧Ｖと推定回転数Ｎｅｓｔとの関係を予め実験などにより求めて推定回転数設定用マップとしてＲＯＭ４４に記憶しておき、デューティ比ｄＢと電圧Ｖとが与えられるとマップから対応する推定回転数Ｎｅｓｔを導出することにより設定するものとした。推定回転数設定用マップの一例を図３に示す。ここで、デューティ比ｄＢは、電動ポンプ３０の駆動に対する制御信号であるが、このデューティ比ｄＢで電動ポンプ３０が駆動されるため、電動ポンプ３０の出力値を意味するものとなる。したがって、ステップＳ１２０の処理は、電動ポンプ３０の出力値としてのデューティ比ｄＢに基づいて電動ポンプ３０の推定回転数Ｎｅｓｔを推定していることになる。
【００２３】
こうして推定回転数Ｎｅｓｔを設定すると、入力したデューティ比ｄＢが閾値ｄＢｒｅｆ以上であるか否か（ステップＳ１３０）、電動ポンプ３０の回転数Ｎｐが閾値Ｎｒｅｆ以上であるか否か（ステップＳ１４０）、電動ポンプ３０の回転数Ｎｐから推定回転数Ｎｅｓｔを減じた差回転数が閾値ΔＮｒｅｆ以上であるか否か（ステップＳ１５０）、を判定する。こうした判定は、電動ポンプ３０の出力値が大きく電動ポンプ３０の回転数Ｎｐが大きいときに、空転しているときの電動ポンプ３０の回転数と空転していないときの電動ポンプ３０の差回転数が電動ポンプ３０の空転を判定するのに十分な大きさとなる実験結果に基づいている。実施例では、閾値ｄＢｒｅｆとして７０％や８０％，９０％などを用い、閾値Ｎｒｅｆとしては電動ポンプ３０の定格最大回転数の７０％や８０％，９０％などの値を用い、閾値ΔＮｒｅｆとしては電動ポンプ３０の定格最大回転数の１０％や５％などの値を用いた。図４に電動ポンプ３０の空転を判定している様子の一例を示す。図中、実線は電動ポンプ３０が空転していないときの回転数（推定回転数Ｎｅｓｔ）を示し、破線は電動ポンプ３０が空転しているときの回転数を示す。図示するように、デューティ比ｄＢが小さいときや電動ポンプ３０の回転数Ｎｐが小さいときには電動ポンプ３０の回転数Ｎｐから推定回転数Ｎｅｓｔを減じた差回転数は大きな値にならないが、デューティ比ｄＢが大きく且つ電動ポンプ３０の回転数Ｎｐが大きいときには電動ポンプ３０の回転数Ｎｐから推定回転数Ｎｅｓｔを減じた差回転数は大きな値となる。
【００２４】
デューティ比ｄＢが閾値ｄＢｒｅｆ未満のときや電動ポンプ３０の回転数Ｎｐが閾値Ｎｒｅｆ未満のとき、或いは、電動ポンプ３０の回転数Ｎｐから推定回転数Ｎｅｓｔを減じた差回転数が閾値ΔＮｒｅｆ未満のときには、電動ポンプ３０の空転は判定できないと判断し、エンジン１２の冷却水温度Ｔｗに基づいて電動ポンプ３０を駆動するためのデューティ比ｄＢを設定し（ステップＳ１７０）、設定したデューティ比ｄＢで電動ポンプ３０を駆動制御して（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。ここで、デューティ比ｄＢは、実施例では、冷却水温度Ｔｗが高くなるほど大きなデューティ比ｄＢとなるよう図示しないマップにより設定するものとした。
【００２５】
一方、デューティ比ｄＢが閾値ｄＢｒｅｆ以上で電動ポンプ３０の回転数Ｎｐが閾値Ｎｒｅｆ以上、且つ、電動ポンプ３０の回転数Ｎｐから推定回転数Ｎｅｓｔを減じた差回転数が閾値ΔＮｒｅｆ以上のときには、電動ポンプ３０が空転していると判断し、この電動ポンプ３０の空転を判定してからこの判定を継続している状態が所定空転時間経過するのを待って（ステップＳ１６０）、電動ポンプ３０の駆動を停止すると共に停止判定フラグＦに値１をセットし（ステップＳ１９０）、電動ポンプ３０の駆動を停止してから所定停止時間経過するのを待って（ステップＳ２００）、電動ポンプ３０の駆動を再開すると共にタイマ等をクリアしたり停止判定フラグＦに値０をセットしたりして（ステップＳ２１０）、本ルーチンを終了する。ここで、電動ポンプ３０の空転が継続して所定空転時間経過するのを待つのは、電動ポンプ３０の空転が判定されても電動ポンプ３０が直ちに加熱したり破損するものではないからであり、駆動を継続しているうちに空転が解除される場合もあるからである。したがって、所定空転時間としては、例えば５秒や１０秒などを用いることができる。また、電動ポンプ３０の駆動を停止してから所定停止時間経過するのを待つのは、空転している電動ポンプ３０の運転を継続すると、電動ポンプ３０が加熱するのを抑制するためであり、電動ポンプ３０の駆動を停止してから所定停止時間経過したあとに電動ポンプ３０を再駆動するのは、冷却水の循環が行なわれないためにエンジン１２が過熱するのを抑制するためである。したがって、所定停止時間としては、例えば５秒や１０秒などを用いることができる。なお、電動ポンプ３０の空転が継続して所定時間経過するまでは、エンジン１２の冷却水温度Ｔｗに基づいて電動ポンプ３０を駆動するためのデューティ比ｄＢを設定し（ステップＳ１７０）、設定したデューティ比ｄＢで電動ポンプ３０を駆動制御して（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。また、電動ポンプ３０の駆動を停止してから所定停止時間経過するまでは、停止判定フラグＦに値１がセットされているために、ステップＳ１１０で否定的な判定がなされてステップＳ２００の所定停止時間経過しているか否かを判定する処理が行なわれ、この処理でも否定的な判定がなされるため、電動ポンプ３０の駆動が行なわれることなく、本ルーチンを終了する。更に、電動ポンプ３０の駆動を停止してから所定停止時間経過したあとに電動ポンプ３０の駆動が再開されると、停止判定フラグＦに値０がセットされていると共にタイマがクリアされているために、ステップＳ１１０で肯定的な判定がなされて電動ポンプ３０の空転の判定が行なわれる。
【００２６】
以上説明した実施例の内燃機関の冷却装置２０によれば、デューティ比ｄＢが閾値ｄＢｒｅｆ以上で電動ポンプ３０の回転数Ｎｐが閾値Ｎｒｅｆ以上、且つ、電動ポンプ３０の回転数Ｎｐから推定回転数Ｎｅｓｔを減じた差回転数が閾値ΔＮｒｅｆ以上のときに、電動ポンプ３０の空転を判定するから、電動ポンプ３０に流れる電流を検出しなくても、電動ポンプ３０の空転をより適正に判定することができる。しかも、電動ポンプ３０の空転を継続して所定空転時間に亘って判定したときには、電動ポンプ３０を所定停止時間だけ一時停止するから、電動ポンプ３０の過熱や破損を抑制することができると共にエンジン１２の過熱を抑制することができる。
【００２７】
実施例の内燃機関の冷却装置２０では、電動ポンプ３０のデューティ比ｄＢと電動ポンプ３０に印加される電圧Ｖとに基づいて推定回転数Ｎｅｓｔを設定するものとしたが、電動ポンプ３０に印加される電圧Ｖの変化が小さいときには、電動ポンプ３０のデューティ比ｄＢだけに基づいて推定回転数Ｎｅｓｔを設定するものとしてもよい。
【００２８】
実施例の内燃機関の冷却装置２０では、デューティ比ｄＢが閾値ｄＢｒｅｆ以上で電動ポンプ３０の回転数Ｎｐが閾値Ｎｒｅｆ以上、且つ、電動ポンプ３０の回転数Ｎｐから推定回転数Ｎｅｓｔを減じた差回転数が閾値ΔＮｒｅｆ以上の空転の状態が所定空転時間経過したときに電動ポンプ３０の駆動を所定停止時間だけ停止するものとしたが、空転の状態が検出されたときには所定空転時間の経過を待たずに電動ポンプ３０の駆動を一時停止するものとしても構わない。
【００２９】
実施例の内燃機関の冷却装置２０では、電動ポンプ３０のデューティ比ｄＢに基づいて推定回転数Ｎｅｓｔを設定すると共に電動ポンプ３０の空転を判定するものとしたが、電動ポンプ３０のデューティ比ｄＢに代えて電動ポンプ３０の出力値（例えば、消費電力）に基づいて推定回転数Ｎｅｓｔを設定すると共に電動ポンプ３０の空転を判定するものとしてもよい。
【００３０】
実施例では、車載されたエンジン１２の冷却装置２０として説明したが、車載されていない内燃機関の冷却装置の形態としてもよく、こうした内燃機関の冷却装置の制御方法の形態としてもよい。
【００３１】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン１２が「内燃機関」に相当し、電動ポンプ３０が「電動ポンプ」に相当し、回転数センサ５２が「回転数検出手段」に相当し、電動ポンプ３０への駆動信号としてのデューティ比ｄＢと電動ポンプ３０に印加される電圧Ｖとに基づいて電動ポンプ３０が空転していないときに推定される回転数である推定回転数Ｎｅｓｔを設定する図２の電動ポンプ駆動制御ルーチンのステップＳ１２０の処理を実行する電子制御ユニット４０が「推定回転数推定手段」に相当し、デューティ比ｄＢが閾値ｄＢｒｅｆ以上で電動ポンプ３０の回転数Ｎｐが閾値Ｎｒｅｆ以上、且つ、電動ポンプ３０の回転数Ｎｐから推定回転数Ｎｅｓｔを減じた差回転数が閾値ΔＮｒｅｆ以上のときに電動ポンプ３０が空転していると判定する図２の電動ポンプ駆動制御ルーチンのステップＳ１３０〜Ｓ１５０の処理を実行する電子制御ユニット４０が「空転判定手段」に相当し、電動ポンプ３０の空転が判定されないときや電動ポンプ３０の空転が判定されても電動ポンプ３０の空転が継続して所定空転時間経過するまではエンジン１２の冷却水温度Ｔｗに基づいて電動ポンプ３０のデューティ比ｄＢを設定すると共に設定したデューティ比ｄＢで電動ポンプ３０を駆動制御し、電動ポンプ３０の空転が継続して所定空転時間経過したときには電動ポンプ３０の駆動を所定停止時間だけ一時停止するよう電動ポンプ３０を駆動制御する図２の電動ポンプ駆動制御ルーチンのステップＳ１３０〜Ｓ２１０の処理を実行する電子制御ユニット４０が「制御手段」に相当する。
【００３２】
ここで、「内燃機関」としては、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン１２に限定されるものではなく、内燃機関であれば如何なるタイプのものとしても構わない。「電動ポンプ」としては、内燃機関を冷却する冷却系に冷却媒体を循環させるためのものであれば、如何なるタイプのものとしても構わない。「回転数検出手段」としては、電動ポンプの回転数を検出するものであれば、如何なるものとしても構わない。「推定回転数推定手段」としては、電動ポンプ３０のデューティ比ｄＢと電動ポンプ３０に印加される電圧Ｖとに基づいて推定回転数Ｎｅｓｔを設定するものに限定されるものではなく、電動ポンプ３０に印加される電圧Ｖの変化が小さいときには、電動ポンプ３０のデューティ比ｄＢだけに基づいて推定回転数Ｎｅｓｔを設定するものとするなど、電動ポンプの出力値に基づいて電動ポンプの回転数の推定値である推定回転数を推定するものであれば如何なるものとしても構わない。「空転判定手段」としては、デューティ比ｄＢが閾値ｄＢｒｅｆ以上で電動ポンプ３０の回転数Ｎｐが閾値Ｎｒｅｆ以上、且つ、電動ポンプ３０の回転数Ｎｐから推定回転数Ｎｅｓｔを減じた差回転数が閾値ΔＮｒｅｆ以上のときに電動ポンプ３０の空転を判定するものに限定されるものではなく、電動ポンプの出力値が所定出力値以上で電動ポンプの回転数が所定回転数以上の状態のときにこの回転数と推定回転数とに基づいて電動ポンプの空転を判定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、電動ポンプ３０の空転が判定されないときや電動ポンプ３０の空転が判定されても電動ポンプ３０の空転が継続して所定空転時間経過するまではエンジン１２の冷却水温度Ｔｗに基づいて電動ポンプ３０のデューティ比ｄＢを設定すると共に設定したデューティ比ｄＢで電動ポンプ３０を駆動制御し、電動ポンプ３０の空転が継続して所定空転時間経過したときには電動ポンプ３０の駆動を所定停止時間だけ一時停止するよう電動ポンプ３０を駆動制御するものに限定されるものではなく、電動ポンプ３０の空転の状態が判定されたときには所定空転時間の経過を待たずに電動ポンプ３０の駆動を一時停止するものとするなど、空転判定手段による判定結果に基づいて電動ポンプを駆動制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００３３】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００３４】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、内燃機関の冷却装置の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施例としての内燃機関の冷却装置２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】実施例の電子制御ユニット４０により実行される電動ポンプ駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】推定回転数設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】電動ポンプ３０の空転を判定している様子の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１２ エンジン、２０ 冷却装置、２２ ウォータージャケット、２４ ラジエータ、２６ 循環流路、 ２８ バイパス流路、３０ 電動ポンプ、３２ サーモスタット、４０ 電子制御ユニット、４２ ＣＰＵ、４４ ＲＯＭ、４６ ＲＡＭ、４８ タイマ、５０ 電圧センサ、５２ 回転数センサ、５４ 温度センサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を冷却する冷却系に冷却媒体を循環させるための電動ポンプを備える内燃機関の冷却装置であって、
前記電動ポンプの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記電動ポンプの出力値に基づいて前記電動ポンプの回転数の推定値である推定回転数を推定する推定回転数推定手段と、
前記電動ポンプの出力値が所定出力値以上で前記検出された回転数が所定回転数以上の状態のときに前記検出された回転数と前記推定された推定回転数とに基づいて前記電動ポンプの空転を判定する空転判定手段と、
前記空転判定手段による判定結果に基づいて前記電動ポンプを駆動制御する制御手段と、
を備える内燃機関の冷却装置。
【請求項２】
前記空転判定手段は、前記検出された回転数と前記推定された推定回転数との回転数差が所定回転数差以上のときに前記電動ポンプの空転を判定する手段である請求項１記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記空転判定手段により前記電動ポンプの空転が所定継続時間に亘って判定されたときには前記電動ポンプの駆動を停止し、該電動ポンプの駆動を停止して所定停止時間が経過したときに前記電動ポンプの駆動を再開するよう前記電動ポンプを制御する手段である請求項１または２記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の内燃機関の冷却装置であって、
前記制御手段は、前記電動ポンプをデューティ制御する手段であり、
前記電動ポンプの出力値は、前記制御手段による前記電動ポンプのデューティ制御におけるデューティ比である、
内燃機関の冷却装置。
【請求項５】
前記推定回転数演算手段は、前記電動ポンプの出力値と前記電動ポンプに印加される電圧とに基づいて前記推定回転数を推定する手段である請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項６】
走行用の動力を出力する内燃機関と、該内燃機関を冷却する冷却装置として請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載の内燃機関の冷却装置とを搭載する車両。
【請求項７】
内燃機関を冷却する冷却系に冷却媒体を循環させる電動ポンプを備える冷却装置の制御方法であって、
（ａ）前記電動ポンプの出力値に基づいて前記電動ポンプの回転数の推定値である推定回転数を推定すると共に前記電動ポンプの出力値が所定出力値以上で前記電動ポンプの回転数が所定回転数以上の状態のときに前記電動ポンプの回転数と前記推定した推定回転数とに基づいて前記電動ポンプの空転を判定し、
（ｂ）前記電動ポンプの空転が所定継続時間に亘って判定されたときには前記電動ポンプの駆動を停止し、該電動ポンプの駆動を停止して所定停止時間が経過したときに前記電動ポンプの駆動を再開するよう前記電動ポンプを制御する、
ことを特徴とする冷却装置の制御方法。
【請求項１】
内燃機関を冷却する冷却系に冷却媒体を循環させるための電動ポンプを備える内燃機関の冷却装置であって、
前記電動ポンプの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記電動ポンプの出力値に基づいて前記電動ポンプの回転数の推定値である推定回転数を推定する推定回転数推定手段と、
前記電動ポンプの出力値が所定出力値以上で前記検出された回転数が所定回転数以上の状態のときに前記検出された回転数と前記推定された推定回転数とに基づいて前記電動ポンプの空転を判定する空転判定手段と、
前記空転判定手段による判定結果に基づいて前記電動ポンプを駆動制御する制御手段と、
を備える内燃機関の冷却装置。
【請求項２】
前記空転判定手段は、前記検出された回転数と前記推定された推定回転数との回転数差が所定回転数差以上のときに前記電動ポンプの空転を判定する手段である請求項１記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記空転判定手段により前記電動ポンプの空転が所定継続時間に亘って判定されたときには前記電動ポンプの駆動を停止し、該電動ポンプの駆動を停止して所定停止時間が経過したときに前記電動ポンプの駆動を再開するよう前記電動ポンプを制御する手段である請求項１または２記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の内燃機関の冷却装置であって、
前記制御手段は、前記電動ポンプをデューティ制御する手段であり、
前記電動ポンプの出力値は、前記制御手段による前記電動ポンプのデューティ制御におけるデューティ比である、
内燃機関の冷却装置。
【請求項５】
前記推定回転数演算手段は、前記電動ポンプの出力値と前記電動ポンプに印加される電圧とに基づいて前記推定回転数を推定する手段である請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項６】
走行用の動力を出力する内燃機関と、該内燃機関を冷却する冷却装置として請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載の内燃機関の冷却装置とを搭載する車両。
【請求項７】
内燃機関を冷却する冷却系に冷却媒体を循環させる電動ポンプを備える冷却装置の制御方法であって、
（ａ）前記電動ポンプの出力値に基づいて前記電動ポンプの回転数の推定値である推定回転数を推定すると共に前記電動ポンプの出力値が所定出力値以上で前記電動ポンプの回転数が所定回転数以上の状態のときに前記電動ポンプの回転数と前記推定した推定回転数とに基づいて前記電動ポンプの空転を判定し、
（ｂ）前記電動ポンプの空転が所定継続時間に亘って判定されたときには前記電動ポンプの駆動を停止し、該電動ポンプの駆動を停止して所定停止時間が経過したときに前記電動ポンプの駆動を再開するよう前記電動ポンプを制御する、
ことを特徴とする冷却装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−６８４４９（Ｐ２００９−６８４４９Ａ）
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３９６１１（Ｐ２００７−２３９６１１）
【出願日】平成１９年９月１４日（２００７．９．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１４日（２００７．９．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
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