(57)【要約】【課題】冷却液の温度を迅速に目標温度に制御する。【解決手段】電動ポンプ６の流量は、制御装置８によって制御される。基本制御ブロック２４は、冷却系統の熱的なモデルに基づいて、冷却液を目標温度Ｔｗｔに制御するためのベース流量Ｗｗｂを算出する。ＦＢ制御ブロック２５は、検出された液温Ｔｗ１を目標温度ＴｗｔにＦＢ制御するためのＦＢ制御流量ＷｗＦＢを算出する。さらに、設定ブロック２６は、燃料供給量ＱＦと目標温度Ｔｗｔとに基づいて、マップ２７から補正流量ｄＷｗｂを読み出す。更新ブロック２８は、検出された液温Ｔｗ１が目標温度Ｔｗｔに一致したときに、マップ２７に格納された補正流量ｄＷｗｂを更新する。よって、更新ブロック２８と設定ブロック２６とは、学習制御を提供する。液温Ｔｗ１は、補正流量ｄＷｗｂに基づいて、迅速に、かつ安定的に目標温度Ｔｗｔに制御される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼機関（２）を冷却するための冷却系統に冷却液を流すための電動ポンプ（６）を制御する燃焼機関冷却用電動ポンプ制御装置において、
前記燃焼機関に供給される燃料の燃料供給量（ＱＦ）を示す指標をパラメータのひとつとする前記冷却系統の熱的なモデルに基づいて、前記冷却液の液温（Ｔｗ１）を目標温度（Ｔｗｔ）に制御するために必要なベース流量（Ｗｗｂ）を算出する基本制御手段（２２、２４、１５１）と、
前記冷却液の液温（Ｔｗ１）を前記目標温度（Ｔｗｔ）にフィードバック制御するようにフィードバック制御流量（ＷｗＦＢ）を算出するフィードバック制御手段（２５、１５５）と、
前記燃料供給量（ＱＦ）を示す指標と、前記冷却液の目標温度（Ｔｗｔ）を示す指標とをパラメータとして補正流量（ｄＷｗｂ）を設定する補正特性に基づいて、前記補正流量（ｄＷｗｂ）を設定する補正量設定手段（２６、１５３）と、
前記ベース流量と、前記フィードバック制御流量と、前記補正流量とに基づいて前記電動ポンプの流量（Ｗｗ）を調節する駆動手段（２３、２９、１４、１５６、１５７、１５８、１５９）と、
前記冷却液の液温（Ｔｗ１）が前記目標温度（Ｔｗｔ）に一致したときの前記電動ポンプの流量（Ｗｗ）に基づいて、前記フィードバック制御流量なしで前記目標温度が実現されるように前記補正特性を更新する更新手段（２８、１６１、１６２）とを備えることを特徴とする燃焼機関冷却用電動ポンプ制御装置。
【請求項２】
前記補正特性は、前記燃料供給量（ＱＦ）を示す指標と、前記冷却液の目標温度（Ｔｗｔ）を示す指標とに基づいて、補正流量（ｄＷｗｂ（Ｔｗｔ、ＱＦ））を特定するように予め設定されており、
前記更新手段（２８、１６１、１６２）は、前記冷却液の液温（Ｔｗ１）が前記目標温度（Ｔｗｔ）に一致したときの前記電動ポンプの流量（Ｗｗ）と前記ベース流量（Ｗｗｂ）との差（ｄＷｗｂ＝Ｗｗ−Ｗｗｂ）によって、そのときの前記燃料供給量（ＱＦ）を示す指標と前記冷却液の目標温度（Ｔｗｔ）を示す指標とで特定される前記補正流量（ｄＷｗｂ（Ｔｗｔ、ＱＦ））を更新することを特徴とする請求項１に記載の燃焼機関冷却用電動ポンプ制御装置。
【請求項３】
前記補正特性は、前記燃料供給量（ＱＦ）と前記冷却液の目標温度（Ｔｗｔ）とをパラメータとして前記補正流量（ｄＷｗｂ（Ｔｗｔ、ＱＦ））を特定する二次元マップであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃焼機関冷却用電動ポンプ制御装置。
【請求項４】
さらに、前記ベース流量（Ｗｗｂ）が下限値以上であるときにのみ前記電動ポンプの駆動を許可する許可手段（１５８、１５９、１６０）を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の燃焼機関冷却用電動ポンプ制御装置。
【請求項５】
さらに、前記更新手段によって前記補正特性が更新されたか否かを判定する判定手段（１５２）を備え、
前記補正量設定手段は、前記更新手段によって更新された前記補正特性だけに基づいて前記補正流量を設定することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の燃焼機関冷却用電動ポンプ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼機関を冷却する冷却液を流すための電動ポンプを制御する燃焼機関冷却用電動ポンプ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１から特許文献５は、内燃機関を冷却するための冷却液を循環させるための電動ポンプと、その制御装置を開示する。特に、特許文献１は、内燃機関への燃料の噴射量と、内燃機関の回転数とに基づいて基本制御量を設定すること、および、冷却液の温度をフィードバックすることを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１６４６９０号公報
【特許文献２】特開２０１０−９６０４２号公報
【特許文献３】特表２００７−５３３９０８号公報
【特許文献４】特許第４７７１９６９号公報
【特許文献５】特許第３０４４５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の構成では、冷却液の温度に基づくフィードバック制御が実行される。しかし、このフィードバック制御だけでは、冷却液の温度を、目標温度に迅速に収束させることが困難であった。
【０００５】
例えば、内燃機関の運転条件が変化すると、フィードバック制御の応答性が変化する。このため、内燃機関の運転条件が広範囲に変化すると、冷却液の温度を迅速に制御することが困難であった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃焼機関の運転条件の変化に追従して冷却液の温度を迅速に目標温度に制御することができる燃焼機関冷却用電動ポンプ制御装置を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、少ないパラメータの利用によって冷却液の温度を迅速に目標温度に制御することができる燃焼機関冷却用電動ポンプ制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
開示されたひとつの発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、開示された発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００９】
開示された発明のひとつは、燃焼機関（２）を冷却するための冷却系統に冷却液を流すための電動ポンプ（６）を制御する燃焼機関冷却用電動ポンプ制御装置において、燃焼機関に供給される燃料の燃料供給量（ＱＦ）を示す指標をパラメータのひとつとする冷却系統の熱的なモデルに基づいて、冷却液の液温（Ｔｗ１）を目標温度（Ｔｗｔ）に制御するために必要なベース流量（Ｗｗｂ）を算出する基本制御手段（２２、２４、１５１）と、冷却液の液温（Ｔｗ１）を目標温度（Ｔｗｔ）にフィードバック制御するようにフィードバック制御流量（ＷｗＦＢ）を算出するフィードバック制御手段（２５、１５５）と、燃料供給量（ＱＦ）を示す指標と、冷却液の目標温度（Ｔｗｔ）を示す指標とをパラメータとして補正流量（ｄＷｗｂ）を設定する補正特性に基づいて、補正流量（ｄＷｗｂ）を設定する補正量設定手段（２６、１５３）と、ベース流量と、フィードバック制御流量と、補正流量とに基づいて電動ポンプの流量（Ｗｗ）を調節する駆動手段（２３、２９、１４、１５６、１５７、１５８、１５９）と、冷却液の液温（Ｔｗ１）が目標温度（Ｔｗｔ）に一致したときの電動ポンプの流量（Ｗｗ）に基づいて、フィードバック制御流量なしで目標温度が実現されるように補正特性を更新する更新手段（２８、１６１、１６２）とを備えることを特徴とする。
【００１０】
この構成によると、電動ポンプの流量は、ベース流量と、フィードバック制御流量と、補正流量とに基づいて調節される。更新手段は、液温が目標温度に一致したときの電動ポンプの流量に基づいて補正特性を更新する。しかも、補正特性は、フィードバック制御流量なしで目標温度が実現されるように更新される。よって、再び補正量設定手段によって補正流量が設定されるときには、更新された補正特性に基づいて補正流量が設定される。しかも、更新された補正特性は、フィードバック制御流量なしで目標温度が実現されるように更新されている。よって、フィードバック制御手段によるフィードバック制御が進行し、成熟する前に、目標温度を実現できる流量が得られる。補正量設定手段と更新手段とは、過去の運転において補正流量を学習し、その後の運転において学習された補正流量を利用する学習制御を提供する。しかも、補正特性は燃料供給量を示す指標と目標温度を示す指標とをパラメータとしているから、燃焼機関の運転状態の変化に対応して適切な補正流量が設定される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る内燃機関システムを示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の電動ポンプ制御装置の作動を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態の作動の一例を示すタイミングダイヤグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照しながら開示された発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。また、後続の実施形態においては、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分に百以上の位だけが異なる参照符号を付することにより対応関係を示し、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１３】
（第１実施形態）
図１において、本発明の第１実施形態に係る内燃機関システム１は、電動ポンプ制御装置を含む。内燃機関システム１は、道路走行車両の動力源としての内燃機関２を備える。内燃機関２は、ガソリンなどの燃料を燃焼し、動力を供給する燃焼機関である。内燃機関システム１は、内燃機関２に燃料を供給するための燃料供給装置３を備える。燃料供給装置３は、例えば燃料噴射弁を含むことができる。
【００１４】
内燃機関システム１は、内燃機関２を冷却するための冷却系統を備える。冷却系統は、冷却液が循環する循環通路４を備える。冷却液は、水、不凍液、またはそれらの混合液である。冷却系統は、循環通路４に設けられたラジエータ５を備える。ラジエータ５は、放熱器であって、冷却液と外気とを熱交換させることにより、冷却液を冷却する。
【００１５】
冷却系統は、循環通路４に設けられた電動ポンプ６を備える。電動ポンプ６は、容積型、または非容積型のポンプ部６ａと、ポンプ部６ａを駆動するためのモータ部６ｂとを備える。モータ部６ｂは、例えば直流モータなどの小型モータによって提供することができる。冷却系統は、ラジエータ５に外気を送風するためのファン７を備える。ファン７は、電動ファンである。
【００１６】
内燃機関２が運転されるとき、燃料供給装置３は内燃機関２に燃料を供給する。内燃機関２は燃料を燃焼し、走行用の動力、および／または発電用の動力を供給する。さらに、内燃機関２の温度が過剰な高温に到達することを回避するために、冷却系統が利用される。電動ポンプ６は、冷却系統内において冷却液を循環させる。冷却液は、内燃機関２内と、循環通路４と、ラジエータ５とを流れる。この結果、冷却液は、内燃機関２から熱を奪い、ラジエータ５において放熱する。
【００１７】
冷却系統は、熱的なモデルとして表現することができる。例えば、冷却系統の熱的なモデルは、Ｑｗｉ−Ｑｗｏ＝Ｃｍ・（Ｔｗ２−Ｔｗ１）／Ｗｗ・・・（１）と表すことができる。Ｑｗｉは、内燃機関２から冷却液への吸熱量である。Ｑｗｏは、ラジエータ５における冷却液から外気への放熱量である。Ｔｗ１は、内燃機関２から流出する冷却液の温度（以下、液温という）である。Ｔｗ１は、出口温度とも呼ばれる。Ｔｗ２は、内燃機関２に流入する冷却液の温度である。Ｔｗ２は、入口温度とも呼ばれる。Ｗｗは、電動ポンプ６によって提供される冷却液の流量である。Ｃｍは、所定の係数である。
【００１８】
内燃機関２からの吸熱量Ｑｗｉは、Ｑｗｉ＝Ｃｉ・ＱＦ・・・（２）と表すことができる。ＱＦは、内燃機関２に供給される燃料供給量である。Ｃｉは、所定の係数である。係数Ｃｉは、内燃機関２の温度Ｔｗ２を変数とする関数ｆ（Ｔｗ２）によって、Ｃｉ＝ｆ（Ｔｗ２）・・・（３）と表すことができる。吸熱量Ｑｗｉは、燃料供給量Ｑｆ、すなわち内燃機関２において燃焼される燃料量に比例している。吸熱量Ｑｗｉは、内燃機関２の発熱量に相当する。
【００１９】
ラジエータ５における放熱量Ｑｗｏは、Ｑｗｏ＝Ｃｏ・（Ｔｗ１−Ｔａ）／（１／Ｗｗ＋１／Ｗａ）・・・（４）と表すことができる。Ｔａは、ラジエータ５を通過する外気の温度である。Ｗａは、ラジエータ５を通過する外気の流量である。Ｃｏは、所定の係数である。
【００２０】
外気流量Ｗａは、Ｗａ＝Ｗａｓ＋Ｗａｆ・・・（５）と表すことができる。Ｗａｓは、車両の走行速度に依存する空気流量であって、走行速度ＳＰＤを変数とする関数ｆ（ＳＰＤ）によって、Ｗａｓ＝ｆ（ＳＰＤ）・・・（６）と表すことができる。Ｗａｆは、ファン７によって供給される空気流量であって、ファン７への供給電圧Ｂｆと走行速度ＳＰＤとを変数とする関数ｆ（Ｂｆ、ＳＰＤ）によって、Ｗａｆ＝ｆ（Ｂｆ、ＳＰＤ）・・・（７）と表すことができる。
【００２１】
上記の熱的なモデルから、内燃機関２から流出する液温Ｔｗ１を目標温度Ｔｗｔに調節するために必要な流量Ｗｗｂは、Ｗｗｂ＝Ｃｍ・（Ｔｗ２−Ｔｗｔ）／（Ｑｗｉ−Ｑｗｏ）・・・（８）と表すことができる。この数式で与えられる流量Ｗｗｂは、冷却系統の熱的なモデルに基づいて与えられる流量であって、内燃機関２の出口の液温Ｔｗ１を目標温度Ｔｗｔに制御するためのベース流量Ｗｗｂと呼ばれる。ベース流量Ｗｗｂには、（２）式に示されるように、燃料供給量ＱＦが反映されている。
【００２２】
内燃機関システム１は、内燃機関２が適切に運転されるように燃料供給装置３および冷却系統を制御する制御システムを備える。制御システムは、制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control System）８と、複数のセンサ９とを備える。制御システムは、燃料供給装置３を制御する。制御システムは、電動ポンプ６を制御する。制御システムは、燃焼機関冷却用電動ポンプ制御装置を提供する。
【００２３】
制御装置８は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納している。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクによって提供されうる。プログラムは、制御装置８によって実行されることによって、制御装置８をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される制御方法を実行するように制御装置８を機能させる。制御装置８が提供する手段は、所定の機能を達成する機能的ブロック、またはモジュールとも呼ぶことができる。
【００２４】
制御装置８は、処理装置（ＣＰＵ）１１、メモリ装置（ＭＭＲ）１２、および複数の駆動回路１３、１４を備えることができる。処理装置１１およびメモリ装置１２は、マイクロコンピュータシステムを構成する。メモリ装置１２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、および後述する学習値のマップを保存することができる不揮発性メモリを含むことができる。不揮発性メモリは、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）によって提供することができる。
【００２５】
駆動回路１３は、処理装置１１からの指令値に応じて燃料供給装置３を駆動する。例えば、駆動回路１３は、指令値Ｔｉｎｊに応じた時間だけ燃料噴射弁を開弁するためのパルス電圧を燃料噴射弁に供給する。指令値Ｔｉｎｊが噴射時間を示す場合、燃料噴射弁は、指令値Ｔｉｎｊで示される時間だけ燃料を噴射する。指令値Ｔｉｎｊは噴射パルス幅とも呼ばれる。この場合、燃料供給量ＱＦは、指令値Ｔｉｎｊに比例する。燃料噴射が内燃機関２の回転に同期して実行される場合、燃料供給量ＱＦは、内燃機関２の回転数ＮＥに比例する。例えば、燃料供給量ＱＦは、ＱＦ＝Ｃ×ＮＥ×Ｔｉｎｊ・・・（９）で与えられる。Ｃは、気筒数、燃料圧力などを反映する係数である。
【００２６】
駆動回路１４は、処理装置１１からの指令値に応じて電動ポンプ６を駆動する。例えば、駆動回路１４は、指令値（流量）Ｗｗの冷却液を流すための電力を電動ポンプ６に供給する。モータ部６ｂが直流モータである場合、電動ポンプ６を回転させるための電力は、供給電圧のデューティ比によって調節可能である。ディーティ比ＤＰは、図中に図示されるように、ＤＰ＝Ｔ１／Ｔ・・・（１０）である。ポンプ部６ａは、回転数に比例した流量を流す。流量Ｗｗとディーティ比ＤＰとの関係は、Ｗｗ＝Ｄｐ・Ｑｐ・Ｂｗｐ／Ｂｒ・・・（１１）で表すことができる。Ｂｒは電動ポンプ６の定格電圧である。Ｑｐは定格電圧において電動ポンプ６が流すことのできる流量である。Ｂｗｐは電動ポンプ６に供給される現実の電圧である。例えば、デューティ比ＤＰは、ＤＰ＝Ｗｗ・Ｂｒ／Ｑｐ・Ｂｗｐ・・・（１２）で与えられる。
【００２７】
制御システムは、内燃機関２を制御するために必要な複数の情報を入力するための複数のセンサ９を含む。制御システムは、内燃機関２の運転状態を検出するための複数のセンサを含むことができる。
【００２８】
制御システムは、冷却液の温度を検出するための温度センサ９ａ、９ｂを備える。温度センサ９ａは、内燃機関２の冷却液出口の近傍に設けられている。温度センサ９ａは、内燃機関２の冷却液出口の近傍における出口温度Ｔｗ１を検出する。言い換えると、温度センサ９ａは、内燃機関２によって加熱された冷却液の温度Ｔｗ１を検出する。温度センサ９ｂは、内燃機関２の冷却液入口の近傍に設けられている。温度センサ９ｂは、内燃機関２の冷却液入口の近傍における入口温度Ｔｗ２を検出する。言い換えると、温度センサ９ｂは、ラジエータ５によって冷却された冷却液の温度Ｔｗ２を検出する。
【００２９】
制御システムは、例えば、内燃機関２の回転数を検出するための回転数センサ９ｃを備えることができる。制御システムは、例えば、内燃機関２の燃焼用の空気量ＴＡを計測する空気量センサ９ｄを備えることができる。さらに、制御システムは、運転者によって操作されるアクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ、燃料圧力を検出する燃料圧力センサなどのエンジン制御用センサを備えることができる。
【００３０】
図１において、制御装置８を中心とする制御システムは、内燃機関２を制御する制御装置を構成する。制御装置８は、燃料供給装置３を制御する燃料制御ブロック２１と、電動ポンプ６を含む冷却系統を制御するためのブロック群２２−２９とを備える。ブロック群２２−２９は、燃焼機関を冷却するための電動ポンプ６を制御する制御装置を構成する。
【００３１】
燃料制御ブロック２１は、内燃機関２に供給される燃料量を制御する。燃料制御ブロック２１は、空気量ＴＡおよび回転数ＮＥを含む内燃機関２の運転状態に基づいて、指令値Ｔｉｎｊを演算する。さらに、燃料制御ブロック２１は、燃料供給量ＱＦを示す信号を出力する。燃料供給量ＱＦは、例えば、ＱＦ＝Ｃｆ・ＮＥ・Ｔｉｎｊ・・・（１３）で表すことができる。Ｃｆは、所定の係数である。ここで指令値Ｔｉｎｊは、噴射時間Ｔｉｎｊである。基本制御ブロック２３は、燃料制御手段を提供する。
【００３２】
処理装置１１は、冷却液の目標温度Ｔｗｔを設定する設定ブロック２２を備える。設定ブロック２２は、燃料供給量ＱＦに基づいて、内燃機関２が望ましい運転状態となるように目標温度Ｔｗｔを設定する。設定ブロック２２は、例えば、内燃機関２にノッキングが多発するとき、ノッキングを抑制するように目標温度Ｔｗｔを可変範囲内の低温値に設定する。また、冷却液が暖房に利用される場合、設定ブロック２２は、車室内の温度を上げる必要があるときに、目標温度Ｔｗｔを可変範囲内の高温値に設定する。
【００３３】
処理装置１１は、複数の制御量の成分を加算する加算ブロック２３を備える。加算ブロック２３は、後述する熱的なモデルに基づいて算出されたベース流量Ｗｗｂと、フィードバック制御流量ＷｗＦＢと、学習的な補正流量ｄＷｗｂとを加算する。加算ブロック２３は、上記加算処理により、制御量としての制御流量Ｗｗを演算する。制御流量Ｗｗは、例えば、Ｗｗ＝Ｗｗｂ＋ＷｗＦＢ＋ｄＷｗｂ・・・（１４）で表すことができる。加算ブロック２３は、後述するベース流量Ｗｗｂを補正するための補正手段を提供する。
【００３４】
処理装置１１は、基本制御ブロック２４を備える。基本制御ブロック２４は、冷却系統の熱的なモデルに基づいて、冷却液の温度を目標温度Ｔｗｔに維持するために必要なベース流量Ｗｗｂを設定する。基本制御ブロック２４は、基本制御手段を提供する。基本制御ブロックは、燃料供給量ＱＦ、目標温度Ｔｗｔ、および検出された液温Ｔｗ１に基づいて、ベース流量Ｗｗｂを演算する。ベース流量Ｗｗｂは、上記（８）式から求めることができる。
【００３５】
処理装置１１は、フィードバック制御ブロック２５を備える。フィードバック制御ブロック２５は、検出された液温Ｔｗ１を目標温度Ｔｗｔに接近させるために必要なフィードバック制御流量ＷｗＦＢを設定する。フィードバック制御流量ＷｗＦＢは、検出された液温Ｔｗ１を目標温度Ｔｗｔに接近させ、さらに維持するために必要な補正量でもある。フィードバック制御ブロック２５は、フィードバック制御手段を提供する。フィードバック制御ブロック２５は、目標温度Ｔｗｔ、および検出された液温Ｔｗ１に基づいて、フィードバック制御流量ＷｗＦＢを演算する。フィードバック制御ブロック２５は、例えば、ＰＩ制御、またはＰＩＤ制御などのフィードバック制御方法を採用することにより、フィードバック制御流量ＷｗＦＢを演算する。フィードバック制御流量ＷｗＦＢは、例えば、関数ｆを用いて、ＷｗＦＢ＝ｆ（Ｔｗｔ−Ｔｗ１）・・・（１５）によって算出することができる。
【００３６】
処理装置１１は、補正量を設定するための設定ブロック２６を備える。設定ブロック２６は、ベース流量Ｗｗｂでは回避することができない冷却液の実温度と目標温度Ｔｗｔとの定常的な偏差を抑制するために必要な補正流量ｄＷｗｂを設定する。補正流量ｄＷｗｂは、液温Ｔｗ１を目標温度Ｔｗｔに接近させ、さらに維持するために必要な補正量でもある。設定ブロック２６は、補正量設定手段を提供する。設定ブロック２６は、目標温度Ｔｗｔ、および燃料供給量ＱＦに基づいて、補正流量ｄＷｗｂを設定する。
【００３７】
補正流量ｄＷｗｂは、予め設定された補正特性に基づいて設定される。補正特性は、燃料供給量ＱＦを示す指標と、冷却液の目標温度Ｔｗｔを示す指標とに基づいて、補正流量ｄＷｗｂ（Ｔｗｔ、ＱＦ）を特定するように予め設定されている。補正特性は、目標温度Ｔｗｔと燃料供給量ＱＦとをパラメータとして予め設定することができる。補正流量ｄＷｗｂは、目標温度Ｔｗｔと、燃料供給量ＱＦと、予め設定された補正特性とに基づいて演算することができる。補正特性は、例えば、所定の関数、または検索可能なマップによって提供することができる。ひとつの例においては、設定ブロック２６は、目標温度Ｔｗｔと、燃料供給量ＱＦとに基づいて、予め定められたマップを参照することにより、目標温度Ｔｗｔと燃料供給量ＱＦとに適合した補正流量ｄＷｗｂを設定する。
【００３８】
メモリ装置１２は、補正特性を提供するマップ２７を格納することができる。マップ２７は、設定ブロック２６から参照される。マップ２７は、目標温度Ｔｗｔを示す指標と燃料供給量ＱＦを示す指標とをパラメータとする多次元マップである。ひとつの形態においては、マップ２７は、目標温度Ｔｗｔと燃料供給量ＱＦとをパラメータとして補正流量ｄＷｗｂ（Ｔｗｔ、ＱＦ）を特定する二次元マップによって提供される。マップ２７は、目標温度Ｔｗｔをパラメータｍとし、燃料供給量ＱＦをパラメータｎとして検索することにより特定することができる複数の補正流量ｄＷｗｂ（ｍ，ｎ）を格納している。よって、マップ２７から、現在の目標温度Ｔｗｔと、現在の燃料供給量ＱＦとにおける補正流量ｄＷｗｂ（Ｔｗｔ、ＱＦ）が得られる。
【００３９】
マップ２７に格納された複数の補正流量ｄＷｗｂ（ｍ、ｎ）は、予め設定されている。マップ２７には、複数の初期値を予め設定しておくことができる。初期値は、理論的に求められる値とすることができる。例えば、目標温度Ｔｗｔと燃料供給量ＱＦとで特定される内燃機関２の運転状態において、冷却液の温度に発生することが予測される定常的な偏差を抑制するために必要な補正流量を初期値とすることができる。また、所定の値を初期値としてもよい。例えば、初期値としてゼロ（０）を設定することができる。
【００４０】
この実施形態では、内燃機関２の運転中に、自動的に補正流量ｄＷｗｂを学習するための学習機能が採用されている。よって、補正流量ｄＷｗｂは学習流量とも呼ばれる。設定ブロック２６は、学習流量を読み出すための読み出し手段とも呼ぶことができる。
【００４１】
処理装置１１は、内燃機関システム１の実際の運転状態に基づいて補正流量ｄＷｗｂを更新する更新ブロック２８を備える。更新ブロック２８は、冷却液の液温Ｔｗ１が目標温度Ｔｗｔに一致したときの電動ポンプ６の流量Ｗｗに基づいて、フィードバック制御流量ＷｗＦＢなしで目標温度Ｔｗｔが実現されるように補正特性を更新する更新手段を提供する。更新ブロック２８は、実際に内燃機関２を運転することによって補正流量ｄＷｗｂを検出し、学習する。更新ブロック２８は、学習手段とも呼ぶことができる。更新ブロック２８は、検出された液温Ｔｗ１が目標温度Ｔｗｔに一致したときに、制御流量Ｗｗとベース流量Ｗｗｂとに基づいて新しい補正流量ｄＷｗｂを算出する。新しい補正流量ｄＷｗｂは、ｄＷｗｂ＝Ｗｗ−Ｗｗｂ・・・（１６）によって算出することができる。制御流量Ｗｗには、フィードバック制御流量ＷｗＦＢと古い補正流量ｄＷｗｂとが含まれている。よって、上式によって算出される新しい補正流量ｄＷｗｂには、フィードバック制御流量ＷｗＦＢと古い補正流量ｄＷｗｂとの両方が反映される。この結果、ベース流量Ｗｗｂだけでは避けがたい定常偏差を抑制するための補正流量ｄＷｗｂが算出される。
【００４２】
さらに、更新ブロック２８は、新しい補正流量ｄＷｗｂが算出されたときの目標温度Ｔｗｔと燃料供給量ＱＦとによって特定されるマップ２７上のデータを更新する。具体的には、マップ２７上の古いｄＷｗｂ（Ｔｗｔ、ＱＦ）を削除するように、新しいｄＷｗｂ（Ｔｗｔ、ＱＦ）をマップ２７上に上書きする。更新ブロック２８とマップ２７と設定ブロック２６とは、学習的な帰還制御ループを提供する。
【００４３】
この結果、更新ブロック２８は、内燃機関２の実際の運転に基づいて、目標温度Ｔｗｔを実現するために必要な補正流量ｄＷｗｂを学習する。しかも、補正流量ｄＷｗｂは、目標温度Ｔｗｔと燃料供給量ＱＦとによって特定される運転状態と関連付けて学習される。燃料供給量ＱＦは、冷却系統の挙動に影響を与える主要な要因のひとつである。目標温度Ｔｗｔも、冷却系統の挙動に影響を与える主要な要因のひとつである。さらに、燃料供給量ＱＦと目標温度Ｔｗｔとはベース流量Ｗｗｂに反映されている。これら２つのパラメータによって補正流量ｄＷｗｂを特定することにより、液温を目標温度Ｔｗｔに制御するために必要な補正流量ｄＷｗｂを少ないパラメータ数によって特定することができる。
【００４４】
マップ２７のパラメータ軸を目標温度Ｔｗｔと燃料供給量ＱＦとに設定した理由は以下のように説明される。この実施形態では、燃料供給量ＱＦをパラメータのひとつとして熱的なモデルに基づいて目標温度Ｔｗｔが得られるベース流量Ｗｗｂを算出する。このため、液温の誤差要因のすべてが補正流量ｄＷｗｂに反映される。誤差要因には、冷却系統の経時変化要因、および、例えば冷却液の不凍液濃度の差などの冷却系統の条件の差などが含まれる。補正流量ｄＷｗｂは、制御対象である液温Ｔｗ１が目標温度Ｔｗｔに一致したときに学習される。すべての誤差要因を学習される補正流量ｄＷｗｂによって取り扱うことができる。よって、ベース流量Ｗｗｂの主要なパラメータである燃料供給量ＱＦによって学習値である補正流量ｄＷｗｂを特定することが適切である。さらに、同じ燃料供給量ＱＦであっても、目標温度Ｔｗｔが異なる場合に対応するために、目標温度Ｔｗｔによっても、補正流量ｄＷｗｂを特定することが適切である。
【００４５】
処理装置１１は、制御流量Ｗｗをデューティ比ＤＰに変換する変換ブロック２９を備える。変換ブロック２９は、制御流量Ｗｗをデューティ比ＤＰに変換する。
【００４６】
図２において、制御装置８が実行する制御プログラムの一例を説明する。電動モータ制御装置としての制御処理１５０は、所定の周期で繰り返して実行される。ステップ１５１では、制御装置８は、ベース流量Ｗｗｂを演算する。ステップ１５１は、冷却系統の熱的なモデルに基づいて、冷却液の液温Ｔｗ１を目標温度Ｔｗｔに制御するために必要なベース流量Ｗｗｂを算出する基本制御手段を提供する。冷却系統の熱的なモデルは、冷却系統をモデル化した数学モデルである。冷却系統の熱的なモデルは、内燃機関２に供給される燃料の燃料供給量ＱＦを示す指標をパラメータのひとつとしている。
【００４７】
ステップ１５２では、制御装置８は、マップ２７上に学習された補正流量ｄＷｗｂ、すなわち学習値があるか否かを判定する。過去に学習された補正流量ｄＷｗｂ、すなわち学習値がある場合、ステップ１５３に進む。学習値がない場合、ステップ１５４に進む。ステップ１５３では、制御装置８は、現在の運転状態を示す目標温度Ｔｗｔと燃料供給量ＱＦとに基づいてマップ２７から学習された補正流量ｄＷｗｂ（Ｔｗｔ、ＱＦ）を読み出す。ステップ１５４では、制御装置８は、学習値がない場合の処理を実行する。例えば、補正流量ｄＷｗｂをゼロ（０）に設定する。
【００４８】
ステップ１５２は、更新手段によって補正特性が更新されたか否かを判定する判定手段を提供する。ステップ１５３は、燃料供給量ＱＦを示す指標と、冷却液の目標温度Ｔｗｔを示す指標とをパラメータとして補正流量ｄＷｗｂを設定する補正特性、すなわちマップ２７に基づいて、補正流量ｄＷｗｂを設定する補正量設定手段を提供する。ステップ１５３が提供する補正量設定手段は、更新手段によって更新された補正特性だけに基づいて補正流量を設定する。更新手段によってまだ更新されていない場合には、補正流量は設定されない。この構成によると、更新手段によって補正特性が更新された場合、すなわち学習が実行された場合に、その更新された補正特性に基づいて補正流量が設定される。
【００４９】
ステップ１５５では、制御装置８は、フィードバック制御流量ＷｗＦＢを算出する。ステップ１５５は、冷却液の液温Ｔｗ１を目標温度Ｔｗｔにフィードバック制御するようにフィードバック制御流量ＷｗＦＢを算出するフィードバック制御手段を提供する。
【００５０】
ステップ１５６では、制御装置８は、制御流量Ｗｗを算出する。ステップ１５７では、制御装置８は、制御流量Ｗｗをデューティ比ＤＰに変換する。
【００５１】
ステップ１５８では、制御装置８は、ベース流量Ｗｗｂが所定の下限値以上か否かを判定する。ここでは、下限値としてゼロ（０）が用いられている。ベース流量Ｗｗｂが下限値以上である場合、ステップ１５９に進む。ベース流量Ｗｗｂが下限値を下回る場合、ステップ１６０へ進む。ステップ１５９では、制御装置８は、算出されたデューティ比ＤＰの信号を駆動回路１４に出力する。この結果、電動ポンプ６がデューティ比ＤＰの電力によって駆動される。ステップ１６０では、制御装置８は、電動ポンプ６を停止させる。ベース流量Ｗｗｂが下限値を下回るから、電動ポンプ６を駆動する必要がないからである。このように、この実施形態では、ベース流量Ｗｗｂが下限値以上のときにだけ、電動ポンプ６によって冷却液を循環させる。
【００５２】
ステップ１５８、１５９、１６０は、ベース流量Ｗｗｂが下限値以上であるときにのみ電動ポンプ６の駆動を許可する許可手段を提供する。ステップ１５６−１５９の一連の処理は、ベース流量Ｗｗｂと、フィードバック制御流量ＷｗＦＢと、補正流量ｄＷｗｂとに基づいて電動ポンプ６の流量Ｗｗを調節する駆動手段を提供する。
【００５３】
ステップ１６１では、制御装置８は、検出された液温Ｔｗ１が目標温度Ｔｗｔと等しいか否かを判定する。検出された液温Ｔｗ１と目標温度Ｔｗｔとの差が所定の許容範囲内であるときに、検出された液温Ｔｗ１と目標温度Ｔｗｔとが等しいと判定することができる。検出された液温Ｔｗ１と目標温度Ｔｗｔとが等しい場合、ステップ１６２へ進む。検出された液温Ｔｗ１と目標温度Ｔｗｔとが等しくない場合、ステップ１６２をスキップして処理を終了する。ステップ１６２では、制御装置８は、古い補正流量ｄＷｗｂ（Ｔｗｔ、ＱＦ）を新しい補正流量ｄＷｗｂ（Ｔｗｔ、ＱＦ）によって更新する。すなわち、ステップ１６２では、制御装置８は、新しい補正流量ｄＷｗｂ（Ｔｗｔ、ＱＦ）を算出し、この新しい補正流量ｄＷｗｂ（Ｔｗｔ、ＱＦ）をマップ２７に上書きする。すなわち、実際の運転に基づいて目標温度Ｔｗｔを実現するための補正流量ｄＷｗｂが学習される。
【００５４】
ステップ１６１、１６２は、冷却液の液温Ｔｗ１が目標温度Ｔｗｔに一致したときの電動ポンプ６の流量Ｗｗに基づいて、フィードバック制御流量ＷｗＦＢなしで目標温度Ｔｗｔが実現されるように補正特性を更新する更新手段を提供する。この更新手段は、冷却液の液温Ｔｗ１が目標温度Ｔｗｔに一致したときの電動ポンプ６の流量Ｗｗとベース流量Ｗｗｂとの差ｄＷｗｂ＝Ｗｗ−Ｗｗｂによって、そのときの燃料供給量ＱＦを示す指標と冷却液の目標温度Ｔｗｔを示す指標とで特定される補正流量ｄＷｗｂ（Ｔｗｔ、ＱＦ）を更新する。冷却液の液温Ｔｗ１が目標温度Ｔｗｔに一致したときの電動ポンプ６の流量Ｗｗとベース流量Ｗｗｂとの差は、目標温度Ｔｗｔが実現されたときの実際の流量Ｗｗと、ベース流量Ｗｗｂとの差である。よって、この差には、フィードバック制御流量ＷｗＦＢが反映されている。補正特性は、この差に基づいて更新される。この結果、補正特性には、過去の運転におけるフィードバック制御流量ＷｗＦＢが反映される。更新された補正特性から設定される補正流量ｄＷｗｂは、フィードバック制御流量ＷｗＦＢなしで目標温度Ｔｗｔを実現することを可能とする。よって、フィードバック制御の進行と成熟とを待つことなしに、迅速に目標温度Ｔｗｔが実現される。
【００５５】
図３は、電動モータ制御装置の作動の一例を示す。時刻ｔ０までは、目標温度Ｔｗｔは、初期温度Ｔｗｔ０である。このとき、制御流量Ｗｗは、初期流量Ｗｗ０で安定している。このとき、液温Ｔｗ１は、初期温度Ｔｗｔ０に一致している。
【００５６】
時刻ｔ０において、目標温度Ｔｗｔが、初期温度Ｔｗｔ０から第１温度Ｔｗｔ１に変更される。目標温度Ｔｗｔは、上昇量Ｔｗｔ（＋）だけ増加される。
【００５７】
時刻ｔ０の後には、この実施形態による挙動が実線ＥＭＢによって図示されている。破線ＣＭＰ１は、第１の比較例を示す。第１の比較例では、フィードバック制御だけによって液温Ｔｗ１が目標温度Ｔｗｔに制御される。破線ＣＭＰ２は、第２の比較例を示す。第２の比較例では、ベース流量Ｗｗｂの算出と、フィードバック制御とによって液温Ｔｗ１が目標温度Ｔｗｔに制御される。
【００５８】
破線ＣＭＰ１が示す第１の比較例では、フィードバック制御に起因する制御遅れが顕著である。時刻ｔ０の後、制御流量Ｗｗは、徐々に低下する。制御流量Ｗｗは、時刻ｔ２の近傍においても、まだ振動的である。制御流量Ｗｗは、時刻ｔ２を経過した後に、第１温度Ｔｗｔ１を実現できる流量Ｗｗ２に安定する。
【００５９】
破線ＣＭＰ２が示す第２の比較例では、ベース流量Ｗｗｂが算出される。よって、時刻ｔ０において、ベース流量Ｗｗｂが、目標温度Ｔｗｔの上昇に対応した減少量Ｗｗｂ（−）だけ減少される。この結果、制御流量Ｗｗは、時刻ｔ０において急激に、流量Ｗｗ１まで低下する。時刻ｔ０の後、制御流量Ｗｗは、フィードバック制御によって徐々に低下する。やがて、フィードバック制御が十分に進行し、成熟すると、液温Ｔｗ１は、第１温度Ｔｗｔ１に到達する。同時に、制御流量Ｗｗは、流量Ｗｗ２に安定する。図示の例では、制御流量Ｗｗは、時刻ｔ２の付近において、流量Ｗｗ２に到達している。
【００６０】
図示の例では、ベース流量Ｗｗｂだけでは避けがたい定常偏差が存在する。この定常偏差は、フィードバック制御が成熟した時に解消される。フィードバック制御のために、時刻ｔ０と時刻ｔ２との間の遅れ時間を生じる。目標である第１温度Ｔｗｔ１を実現できる流量Ｗｗ２は、ベース流量Ｗｗｂだけで与えられる流量Ｗｗ１とは異なる。図示の例では、制御流量Ｗｗは、ベース流量Ｗｗｂによって与えられる流量Ｗｗ１より、さらに減少量ｄＷｗｂ（−）だけ低い流量Ｗｗ２において安定する。
【００６１】
実線ＥＭＢが示すこの実施形態によると、制御流量Ｗｗは、時刻ｔ０において、一気に流量Ｗｗ２まで低下する。この実施形態では、ベース流量Ｗｗｂと、補正流量ｄＷｗｂとの両方が同時に与えられるからである。図示されるように、ベース流量Ｗｗｂの減少量Ｗｗｂ（−）と、補正流量ｄＷｗｂの減少量ｄＷｗｂ（−）とが同時に与えられる。
【００６２】
制御流量Ｗｗは、時刻ｔ０の後、液温Ｔｗ１の応答遅れに起因して、ややオーバーシュートする。液温Ｔｗ１も時刻ｔ０と時刻ｔ１との間においてややオーバーシュートする。制御流量Ｗｗは、時刻ｔ１付近において流量Ｗｗ２に安定する。同時に、液温Ｔｗ１は、第１温度Ｔｗｔ１に安定する。
【００６３】
この実施形態によると、目標温度Ｔｗｔがステップ的に変化しても、液温Ｔｗ１が迅速に目標温度Ｔｗｔの変化に追従するように電動ポンプ６の流量を制御することができる。目標温度Ｔｗｔは、内燃機関２の運転状態の変化である。よって、この実施形態によると、内燃機関２の運転状態が変化しても、液温Ｔｗ１を安定的に目標温度Ｔｗｔに維持することができる。
【００６４】
この実施形態によると、内燃機関システム１の使用開始時には、実際の内燃機関２の運転に基づいて学習された補正流量ｄＷｗｂが蓄積されていない。よって、制御装置８は、マップ２７に記録された初期値に基づいて、または補正流量ｄＷｗｂをゼロとして電動ポンプ６を制御する。よって、使用開始後の初期には、液温Ｔｗ１が目標温度Ｔｗｔに安定するまでにフィードバック制御に起因する所定の時間遅れを要する。
【００６５】
内燃機関２の実際の運転が行われると、実際の運転の結果得られた補正流量ｄＷｗｂが学習され、マップ２７に記録される。学習は、液温Ｔｗ１が目標温度Ｔｗｔに一致するときに実行される。したがって、学習された補正流量ｄＷｗｂは、目標温度Ｔｗｔと燃料供給量ＱＦとによって特定される運転状態におけるフィードバック制御の成熟した結果を反映している。学習された補正流量ｄＷｗｂは、それが得られた実際の運転状態、すなわち燃料供給量ＱＦと目標温度Ｔｗｔとにおけるフィードバック制御流量ＷｗＦＢを含む。
【００６６】
学習の後に、内燃機関２が再び同じ運転状態で運転されると、過去に学習された補正流量ｄＷｗｂが読み出され、この補正流量ｄＷｗｂに基づいてベース流量Ｗｗｂが補正される。この結果、制御流量Ｗｗには、フィードバック制御が進展し成熟する前に、過去の運転におけるフィードバック制御の結果を含む補正流量ｄＷｗｂが反映される。よって、電動ポンプ６が提供する流量Ｗｗは、そのときの燃料供給量ＱＦにおいて目標温度Ｔｗｔを実現するために必要な流量に迅速に制御される。
【００６７】
このような補正流量ｄＷｗｂの学習と、学習された補正流量ｄＷｗｂによる制御流量Ｗｗの補正とは、繰り返して実行される。このため、内燃機関システム１の時間経過に伴って特性が変化しても、それに追従して、目標温度Ｔｗｔを安定的に維持するための補正流量ｄＷｗｂが学習され、制御のために利用される。
【００６８】
以上に述べた実施形態によると、電動ポンプ６の流量は、ベース流量Ｗｗｂと、フィードバック制御流量ＷｗＦＢと、補正流量ｄＷｗｂｓに基づいて調節される。更新手段２８、１６１、１６２は、液温Ｔｗ１が目標温度Ｔｗｔに一致したときの電動ポンプ６の流量Ｗｗに基づいて補正特性、すなわちマップ２７を更新する。しかも、補正特性は、フィードバック制御流量ＷｗＦＢなしで目標温度Ｔｗｔが実現されるように更新される。よって、再び補正量設定手段２６、１５３によって補正流量ｄＷｗｂが設定されるときには、更新された補正特性に基づいて補正流量ｄＷｗｂが設定される。しかも、更新された補正特性は、フィードバック制御流量ＷｗＦＢなしで目標温度Ｔｗｔが実現されるように更新されている。よって、フィードバック制御手段２５、１５５によるフィードバック制御が進行し、成熟する前に、目標温度Ｔｗｔを実現できる流量Ｗｗが得られる。補正量設定手段２６、１５３と更新手段２８、１６１、１６２とは、過去の運転において補正流量ｄＷｗｂを学習し、その後の運転において学習された補正流量ｄＷｗｂを利用する学習制御を提供する。しかも、補正特性は燃料供給量ＱＦを示す指標と目標温度Ｔｗｔを示す指標とをパラメータとしているから、内燃機関２の運転状態の変化に対応して適切な補正流量が設定される。
【００６９】
（他の実施形態）
以上、開示された発明の好ましい実施形態について説明したが、開示された発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、開示された発明の技術的範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。開示された発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００７０】
例えば、制御装置が提供する手段と機能は、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置をアナログ回路によって構成してもよい。
【００７１】
また、上記実施形態では、燃料供給量ＱＦと目標温度Ｔｗｔとをパラメータとする二次元のマップ２７によって補正流量ｄＷｗｂを設定した。これに代えて、マップ２７を用いた学習処理の演算負荷が過剰に高くならない範囲で、三次元、四次元などの高次のマップを用いてもよい。例えば、燃料供給量ＱＦは、噴射時間Ｔｉｎｊと、内燃機関２の回転数ＮＥとで示される。よって、噴射時間Ｔｉｎｊ、回転数ＮＥ、および目標温度Ｔｗｔとをパラメータとする三次元のマップを採用してもよい。よって、マップ２７によって与えられる補正特性は、目標温度Ｔｗｔを示す指標と燃料供給量ＱＦを示す指標とを複数のパラメータとして設定することができる。
【００７２】
また、上記実施形態では、燃料供給装置３を制御するための制御システム、制御装置８によって電動ポンプ６を制御するための燃焼機関冷却用電動ポンプ制御装置を提供した。これに代えて、燃料供給装置３を制御するための制御装置と、電動ポンプ６を制御するための燃焼機関冷却用電動ポンプ制御装置とを別々の制御装置によって提供してもよい。
【００７３】
また、上記実施形態では、更新ブロック２８は、新たな補正流量によって古い補正流量を上書きすることによってマップ２７、すなわち補正特性を更新した。これに代えて、更新ブロック２８は、新たな補正流量と古い補正流量との荷重平均値をマップ２７に書込むことによってマップ２７を更新してもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１  内燃機関システム、２  内燃機関、３  燃料供給装置、
４  循環通路、５  ラジエータ、６  電動ポンプ、７  ファン、
８  制御装置、９  センサ、
１１  処理装置、１２  メモリ装置、１３  駆動回路、１４  駆動回路、
２１  燃料制御ブロック、２２  目標温度設定ブロック、２３  加算ブロック、
２４  基本制御ブロック、２５  フィードバック制御ブロック、
２６  補正量設定ブロック、２７  マップ、２８  補正量更新ブロック、
２９  換算ブロック。
【図１】
2014012995.tif 000003
【図２】
2014012995.tif 000004
【図３】
2014012995.tif 000005