(57)【要約】【課題】  冷却水不足及び冷却水循環が異常であるかどうかを判断することができる冷却水状態判断方法を提供する。【解決手段】  冷却水を循環させるためのポンプ駆動用モーターを固定電流、固定トルクまたは固定出力で運転する段階と、前記運転中に前記モーターの既設定の時間の間の平均回転速度を演算する段階と、前記演算した平均回転速度と既設定の基準回転速度間の誤差に基づいて前記冷却水の正常循環を判断する段階とを含むことを特徴とする。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水を循環させるためのポンプ駆動用モーターを固定電流、固定トルクまたは固定出力で運転する段階、
前記運転中に前記モーターの既設定の時間の間の平均回転速度を演算する段階、及び、
前記演算した平均回転速度と既設定の基準回転速度間の誤差に基づいて前記冷却水の正常循環を判断する段階、を含むことを特徴とする冷却水状態判断方法。
【請求項２】
前記平均回転速度を演算する段階は、
前記既設定の時間の間の回転速度の偏差を演算する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の冷却水状態判断方法。
【請求項３】
前記冷却水の正常循環を判断する段階は、
前記演算した回転速度の偏差と既設定の基準偏差との大きさを比較して前記冷却水の正常循環を判断する段階であることを特徴とする請求項２記載の冷却水状態判断方法。
【請求項４】
前記既設定の基準回転速度は、前記固定電流、固定トルクまたは固定出力に対応する前記モーターの回転速度であることを特徴とする請求項１に記載の冷却水状態判断方法。
【請求項５】
冷却水を循環させるためのポンプ駆動用モーターの回転速度を一定に維持する段階、及び、
前記回転速度を一定に維持した後、前記モーターの出力またはトルク値と前記維持した回転速度に対応する正常状態時の基準出力またはトルク値を用いて前記冷却水の正常循環を判断する段階、を含むことを特徴とする冷却水状態判断方法。
【請求項６】
前記モーターの出力またはトルク値と前記回転速度での回転時の出力またはトルク値はそれぞれ前記モーターへの電流指令値と前記維持した回転速度に対応する正常状態時の電流指令値を用いて確認することを特徴とする請求項５記載の冷却水状態判断方法。
【請求項７】
前記冷却水の正常循環を判断する段階は、
前記回転速度を一定に維持した後、既設定の時間の間の前記モーターへの電流指令値の平均値を演算する段階、及び、
前記演算した平均値と前記維持した回転速度に対応する正常状態時の電流指令値との間の誤差に基づいて前記冷却水の正常循環を判断する段階を含むことを特徴とする、請求項６記載の冷却水状態判断方法。
【請求項８】
前記演算した平均値を前記維持した回転速度に対応する正常状態時の電流指令値で割って正規化する段階をさらに含むことを特徴とする請求項７記載の冷却水状態判断方法。
【請求項９】
前記誤差が既設定の誤差基準値を超える状態が既設定の時間の間継続する場合、前記冷却水が異常循環状態であると判断することを特徴とする請求項７記載の冷却水状態判断方法。
【請求項１０】
前記誤差が既設定の誤差基準値を超える場合、テストモードをイネーブルする段階をさらに含むことを特徴とする請求項７記載の冷却水状態判断方法。
【請求項１１】
前記テストモードで前記演算した平均値と最大回転速度での回転時の電流指令値との間の誤差が既設定の誤差基準値を超える状態が既設定の時間の間継続する場合、前記冷却水が異常循環状態であると判断することを特徴とする請求項１０記載の冷却水状態判断方法。
【請求項１２】
前記誤差基準値は前記モーターの回転速度によって変えることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の冷却水状態判断方法。
【請求項１３】
前記テストモードをイネーブルする場合、前記モーターを最大回転速度で維持することを特徴とする請求項１０記載の冷却水状態判断方法。
【請求項１４】
前記回転速度に対応する電流指令値は、前記回転速度によって既に設定された電流指令マップによって得ることを特徴とする請求項６記載の冷却水状態判断方法。
【請求項１５】
前記冷却水の正常循環を判断する段階は、
前記既設定の時間の間の電流指令値の偏差または分散値を演算し、前記演算した偏差または分散値と既設定の基準値との比較結果に基づいて前記冷却水の正常循環を判断する段階を含むことを特徴とする請求項６記載の冷却水状態判断方法。
【請求項１６】
前記演算した偏差または分散値が既設定の基準値を超えて既設定の時間の間継続する場合、前記冷却水が異常循環状態であると判断することを特徴とする請求項１５記載の冷却水状態判断方法。
【請求項１７】
前記演算した偏差または分散値が既設定の基準値を超える場合、テストモードをイネーブルする段階をさらに含むことを特徴とする請求項１５記載の冷却水状態判断方法。
【請求項１８】
前記テストモードをイネーブルする場合、前記モーターを最大回転速度で維持することを特徴とする請求項１７記載の冷却水状態判断方法。
【請求項１９】
前記冷却水の正常循環を判断する段階は、
前記回転速度に対応する電流指令値と前記モーターへの電流指令値の誤差を積分し、前記積分値と既設定の基準値との比較結果に基づいて前記冷却水の正常循環を判断する段階を含むことを特徴とする請求項６記載の冷却水状態判断方法。
【請求項２０】
前記演算した平均値を前記回転速度に対応する正常状態時の電流指令値で割って正規化する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１９記載の冷却水状態判断方法。
【請求項２１】
前記積分値が既設定の基準値を超えて既設定の時間の間継続する場合、前記冷却水が異常循環状態であると判断することを特徴とする請求項１９記載の冷却水状態判断方法。
【請求項２２】
前記積分値が既設定の基準値を超える場合、テストモードをイネーブルさせる段階をさらに含むことを特徴とする請求項１９記載の冷却水状態判断方法。
【請求項２３】
前記テストモードをイネーブルする場合、前記モーターを最大回転速度で維持することを特徴とする請求項２２に記載の冷却水状態判断方法。
【請求項２４】
冷却水を循環させるためのポンプ駆動用モーターの回転速度を一定に維持する段階、及び、
前記回転速度を一定に維持した後、前記モーターの出力またはトルク値と前記維持した回転速度に対応する正常状態時の基準出力またはトルク値との間に誤差が発生する場合、テストモードをイネーブルする段階、を含むことを特徴とする冷却水状態判断方法。
【請求項２５】
前記テストモードで、前記モーターを最大回転速度で維持した状態で前記冷却水の正常循環を判断することを特徴とする請求項２４に記載の冷却水状態判断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷却水状態判断方法に係り、より詳しくは、冷却水循環用ポンプのトルク、出力及び回転速度の分析による冷却水状態判断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池車両に搭載される燃料電池システムは、燃料電池スタックに水素を供給する水素供給システムと、燃料電池スタックに電気化学反応に必要な酸化剤である空気中の酸素を供給する空気供給システムと、水素及び酸素の電気化学的反応によって電気を生成する燃料電池スタックと、燃料電池スタックの電気化学的反応熱を除去するとともにスタックの運転温度を制御する熱及び水管理システムとを含んでいる。
【０００３】
しかるに上記、熱及び水管理システムは、冷却水を燃料電池スタックに循環させるポンプ、燃料電池スタックから冷却されてから排出された冷却水を冷却させるラジエーター、及び冷却ループから溶出されるイオンをフィルタリングするイオンフィルターを含む。このような熱及び水管理システムのラジエーターの上端には常圧キャップが装着され、レザボアは大気開放式構造で備えられ、内部に水位センサーが装着される。冷却水の水位センサーをレザボアに装着するためには、所定のパッケージ空間が必要であり、パッケージ空間の確保が難しい問題点があり、水位センサーが装着されても冷却水に水と空気が混じって循環する場合、水位センサーは冷却水が消失されたことを感知することができずにずっと正常水準に認識する問題点がある。（例えば特許文献１参照。）
【０００４】
すなわち、既存には冷却水不足現象を水位センサーまたは配管に設置された圧力センサーなどによって判断したが、このような方式は外乱、つまり冷却水の温度変化、冷却ラインバルブの開閉による冷却ループ変化、車両または装備の振動などの影響によって検知値を誤感知する場合が多い。
【０００５】
これを改善するために、流量センサーを冷却水配管に装着することもあるが、センサーの価格が高くなり、センサーを装着するための別途の配管設置などの不便さによって装着が容易でない問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】韓国出願公開第１０−２０１３−０１２４７８９Ａ号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前記のような点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、冷却水不足及び冷却水循環が異常であるかどうかを判断することができる冷却水状態判断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するための、本発明の実施例による冷却水状態判断方法は、冷却水を循環させるためのポンプ駆動用モーターを固定電流、固定トルクまたは固定出力で運転する段階、前記運転中に前記モーターの既設定の時間の間の平均回転速度を演算する段階、及び前記演算した平均回転速度と既設定の基準回転速度間の誤差に基づいて前記冷却水の正常循環を判断する段階、を含むことを特徴とする。
【０００９】
前記平均回転速度を演算する段階は、前記既設定の時間の間の回転速度の偏差を演算する段階をさらに含むことを特徴とする。
【００１０】
前記冷却水の正常循環を判断する段階は、前記演算した回転速度の偏差と既設定の基準偏差との大きさを比較して前記冷却水の正常循環を判断する段階であることを特徴とする。
【００１１】
前記既設定の基準回転速度は、前記固定電流、固定トルクまたは固定出力に対応する前記モーターの回転速度であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の他の実施例による冷却水状態判断方法は、冷却水を循環させるためのポンプ駆動用モーターの回転速度を一定に維持する段階、及び前記回転速度を一定に維持した後、前記モーターの出力またはトルク値と前記維持された回転速度に対応する正常状態時の基準出力またはトルク値を用いて前記冷却水の正常循環を判断する段階、を含むことを特徴とする。
【００１３】
前記モーターの出力またはトルク値と前記回転速度で回転するとき、出力またはトルク値はそれぞれ前記モーターへの電流指令値と前記維持した回転速度に対応する正常状態時の電流指令値を用いて確認することを特徴とする。
【００１４】
前記冷却水の正常循環を判断する段階は、前記回転速度を一定に維持した後、既設定の時間の間の前記モーターへの電流指令値の平均値を演算する段階、及び前記演算した平均値と前記維持した回転速度に対応する正常状態時の電流指令値との間の誤差に基づいて前記冷却水の正常循環を判断する段階、を含むことを特徴とする。
【００１５】
前記演算した平均値を前記維持した回転速度に対応する正常状態時の電流指令値で割って正規化する段階をさらに含むことを特徴とする。
【００１６】
前記誤差が既設定の誤差基準値を超える状態が既設定の時間の間継続する場合、前記冷却水が異常循環状態であると判断することを特徴とする。
【００１７】
前記誤差が既設定の誤差基準値を超える場合、テストモードをイネーブルする段階をさらに含むことを特徴とする。
【００１８】
前記テストモードで演算した平均値と最大回転速度での回転時の電流指令値との間の誤差が既設定の誤差基準値を超える状態が既設定の時間の間継続する場合、前記冷却水が異常循環状態であると判断することを特徴とする。
【００１９】
前記誤差基準値は前記モーターの回転速度によって変えることを特徴とする。
【００２０】
前記テストモードをイネーブルする場合、前記モーターを最大回転速度で維持することを特徴とする。
【００２１】
前記回転速度に対応する電流指令値は、前記回転速度によって既に設定された電流指令マップによって得ることを特徴とする。
【００２２】
前記冷却水の正常循環を判断する段階は、前記既設定の時間の間の電流指令値の偏差または分散値を演算し、前記演算した偏差または分散値と既設定の基準値との比較結果に基づいて前記冷却水の正常循環を判断する段階を含むことを特徴とする。
【００２３】
前記演算した偏差または分散値が既設定の基準値を超えて既設定の時間の間継続する場合、前記冷却水が異常循環状態であると判断することを特徴とする。
【００２４】
前記演算した偏差または分散値が既設定の基準値を超える場合、テストモードをイネーブルする段階をさらに含むことを特徴とする。
【００２５】
前記テストモードがイネーブルする場合、前記モーターを最大回転速度で維持することを特徴とする。
【００２６】
前記冷却水の正常循環を判断する段階は、前記回転速度に対応する電流指令値と前記モーターへの電流指令値の誤差を積分し、前記積分値と既設定の基準値との比較結果に基づいて前記冷却水の正常循環を判断する段階を含むことを特徴とする。
【００２７】
前記演算した平均値を前記回転速度に対応する正常状態時の電流指令値で割って正規化する段階をさらに含むことを特徴とする。
【００２８】
前記積分値が既設定の基準値を超えて既設定の時間の間継続する場合、前記冷却水が異常循環状態であると判断することを特徴とする。
【００２９】
前記積分値が既設定の基準値を超える場合、テストモードをイネーブルする段階をさらに含むことを特徴とする。
【００３０】
前記テストモードをイネーブルする場合、前記モーターを最大回転速度で維持することを特徴とする。
【００３１】
本発明の他の実施例による冷却水状態判断方法は、冷却水を循環させるためのポンプ駆動用モーターの回転速度を一定に維持する段階、及び前記回転速度を一定に維持した後、前記モーターの出力またはトルク値と前記維持した回転速度に対応する正常状態時の基準出力またはトルク値との間に誤差が発生する場合、テストモードをイネーブルする段階、を含むことを特徴とする。
【００３２】
前記テストモードで、前記モーターを最大回転速度で維持した状態で前記冷却水の正常循環を判断することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】冷却水モーターの回転速度と冷却水ポンプ入出口端の圧力差の関係を示すグラフである。
【図２】冷却水モーターの回転速度と冷却水ポンプ入出口端の冷却水流量の関係を示すグラフである。
【図３】冷却水モーターの回転速度とモーターの出力またはトルクの関係を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施例による冷却水状態判断方法において冷却水モーターを固定電流で運転するとき、正常状態及び異常状態のモーター速度を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施例による冷却水状態判断方法において冷却水循環状態による冷却水モーターの出力またはトルクの平均値を示すグラフである。
【図６】本発明の一実施例による冷却水状態判断方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の他の実施例による冷却水状態判断方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明の他の実施例による冷却水状態判断方法を示すフローチャートである。
【図９】本発明の他の実施例による冷却水状態判断方法を示すフローチャートである。
【図１０】同じく他の実施例による冷却水状態判定方法を示すフローチャートである。
【図１１】同じく他の実施例による冷却水状態判定方法を示すフローチャートである。
【図１２】同じく他の実施例による冷却水状態判定方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本明細書または出願に開示されている本発明の実施例についての特定の構造的ないし機能的説明は単に本発明の実施例を説明するための目的で例示したものであって、本発明による実施例は多様な形態に実施することができ、この明細書または出願で説明した実施例に限定されるものと解釈してはいけない。
【００３５】
本発明による実施例は多様な変更を加えることができ、さまざまな形態を持つことができるが、特定の実施例を図面に例示し、この明細書で詳細に説明しようと試みる。しかし、これは本発明の概念による実施例を特定の開示形態に限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むものと理解しなければならない。
【００３６】
第１及び／または第２などの用語は多様な構成要素を説明するのに使うことができるが、このような構成要素は前記用語に限定してはいけない。前記用語は一構成要素を他の構成要素と区別する目的で使われるもので、例えば本発明の概念による権利範囲から逸脱しない範疇内で、第１構成要素は第２構成要素と命名することができ、同様に第２構成要素は第１構成要素と命名することができる。
【００３７】
ある構成要素が他の構成要素に“連結されて”いるとか“接続されて”いると言及したときには、その他の構成要素に直接的に連結しているとかあるいは接続しているともできるが、中間に他の構成要素が存在することもできると理解しなければならない。一方、ある構成要素が他の構成要素に“直接連結されて”いるとか“直接接続されて”いると言及したときには、中間に他の構成要素が存在しないものと理解しなければならない。構成要素間の関係を説明する他の表現、つまり“〜間に”と“直ちに〜間に”または“〜に隣合う”と“〜に直接隣合う”なども同様に解釈しなければならない。
【００３８】
本明細書で使用した用語はただ特定の実施例を説明するために使用しただけであり、本発明を限定しようとする意図はない。単数の表現は文脈上はっきり違わない限り、複数の表現を含む。この明細書で、“含む”または“持つ”などの用語は指示した特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするもので、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加の可能性を予め排除しないものと理解しなければならない。
【００３９】
他に定義しない限り、技術的や科学的な用語を含んでここで使うすべての用語は本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者によって一般的に理解されるものと同様な意味である。一般的に使われる予め定義されているような用語は関連技術の文脈上持つ意味と一致する意味のものに解釈しなければならなく、この明細書ではっきり定義しない限り、理想的にあるいは過度に形式的な意味に解釈してはいけない。
【００４０】
以下、添付図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明することによって本発明を詳細に説明する。各図に指示した同一の参照符号は同一の部材を示す。
また、文中の、冷却水を循環させるためのポンプ駆動用モーター、冷却水モーター、冷却水ポンプのモーター、モーターは全て同じものを指す。
【００４１】
図１〜図３は冷却水モーターの回転速度による冷却水ポンプの入出口端の圧力差、冷却水流量及びモーターの出力またはトルクの関係を示すグラフである。
【００４２】
図１〜図３を参照すれば、冷却システムにおいて冷却水が不足なしに冷却水が正常に循環する場合には、冷却水ポンプの入出口端間の圧力差と冷却水の流量が正常状態値の正常範囲内で運転して、一定速度で冷却水ポンプを駆動するのに必要なトルクも正常状態値の一定範囲内で現れる。しかし、冷却水が正常に循環することができない場合には、冷却水流量及び圧力差が正常範囲を外れ、モーターのトルクまたは出力も正常状態範囲を外れることになり、冷却水ポンプの負荷変動によって冷却水ポンプ運転速度も速度指令値を追従することができずに振動するようになる。
【００４３】
図４は本発明の一実施例による冷却水状態判断方法において、冷却水モーターを固定電流で運転するとき、正常状態及び異常状態のモーター速度を示すグラフである。
【００４４】
図４を参照すれば、冷却水モーターを固定電流で運転させモーターの出力またはトルクが時間によって一定である場合、冷却水循環状態が正常の場合にはモーターの回転速度が一定であるが、異常である場合、つまり冷却水が不足な状態とか冷却水が漏出するとか、配管が詰まった場合には負荷が変動してモーターの回転速度が振動するようになる。
【００４５】
具体的に、モーターの出力またはトルクが時間によって一定し、冷却循環状態が異常である場合において冷却水が少量で不足する場合には、冷却水配管内に形成された気泡によって冷却水ポンプ（モーター）の負荷が減少するので、正常状態の場合より平均回転速度が増加し、気泡がポンプに流入する場合には急激な負荷変動によって回転速度が振動する。
【００４６】
また、冷却水の漏出によって冷却水が過量に不足する場合には、ポンプに気泡が連続して流入し回転速度が継続的に振動するとか、水を排出することができないことにより、正常状態の回転速度よりずっと速く回転する。
【００４７】
冷却水配管に異物が循環する場合には、気泡が流入する場合と同様に、冷却水ポンプの負荷が変わって回転速度の振動が発生することがある。また、冷却水配管が異物または物理的な損傷によって詰まった場合には、負荷が急激に減少して冷却水ポンプの回転速度が正常状態時より大きく増加する。
【００４８】
図５は本発明の一実施例による冷却水状態判断方法において冷却水循環状態による冷却水モーターの出力またはトルクの平均値を示すグラフである。
【００４９】
図５を参照すれば、図５は車両において、冷却水流量が正常の場合と冷却水流量が不足した場合の、モーターの出力またはトルクを比較したデータを示す。ただ、冷却水流量が不足した場合、モーターの出力またはトルクは振動するようになる。図５はモーターの出力またはトルクの平均値を示している。冷却水流量が足りなくなるほどモーターの出力の平均値が減少し、その偏差もひどくなる。
【００５０】
モーターの出力またはトルクを求める方法としては、ＤＣ単電流及び電圧を測定する方法、３相電流及び電圧を測定する方法、トルクセンサーを用いて測定する方法、及び３相電流測定の後に速度及び入力電圧変化による既設定のトルクマップを活用する方法などがある。電流指令はモータートルクと比例関係にあるので電流指令や電流センサーによって確認した３相電流測定値（３相電流のベクトル和）に基づいてトルクを計算することができる。
【００５１】
図６は本発明の一実施例による冷却水状態判断方法を示すフローチャートである。
まず、冷却水ポンプ、つまり冷却水モーターを固定電流で運転する（Ｓ４０１）。冷却水モーターを固定電流によって運転する状態で、既設定の時間（Ｔ１）の間の冷却水モーターの平均回転速度（Ｒｐｍ＿ｍｅａｎ）または回転速度偏差（Ｄｅｌｔａ＿Ｒｐｍ）を演算する（Ｓ４０３）。一定時間（Ｔｉｍｅ１＋ΔＴ）が経過した後（Ｓ４０５）、既設定の時間（Ｔ１）より長い所定の時間（Ｔｉｍｅ１）が経過したかを判断する（Ｓ４０７）。これは、既設定の時間（Ｔ１）の間の平均回転速度及び速度偏差を正常に計算した後に冷却水状態を判断するためである。
【００５２】
既設定の時間（Ｔ１）が経過したことを確認すれば、既設定の基準回転速度と比較してモーターの回転速度が正常であるかどうかを判断する（Ｓ４１１）。既設定の基準回転速度は、モーターが固定電流で運転している時に、固定電流を既設定値に設定して得ることが出来、これにより固定電流での正常状態冷却水ポンプの回転速度（Ｒｐｍ＿Ｎｏｒｍａｌ）を演算する（Ｓ４０９）。
演算した平均回転速度（Ｒｐｍ＿ｍｅａｎ）と固定電流での正常状態回転速度（Ｒｐｍ＿Ｎｏｒｍａｌ）との間の誤差に基づき、あるいは既設定の時間（Ｔ１）の間の回転速度偏差（Ｄｅｌｔａ＿Ｒｐｍ）と既設定の基準偏差（ε）の大きさとの差に基づき、冷却水モーターの回転速度が正常であるかどうかを判断する。
【００５３】
具体的に、冷却水が正常循環しているか否かを判断する場合、演算した平均回転速度（Ｒｐｍ＿ｍｅａｎ）と固定電流での正常状態回転速度（Ｒｐｍ＿Ｎｏｒｍａｌ）との間の誤差が既設定の誤差基準値（β）より大きいとか、既設定の時間（Ｔ１）の間の回転速度偏差（Ｄｅｌｔａ＿Ｒｐｍ）が既設定の基準偏差（ε）より大きい状態が既設定の時間（Ｔ２）の間継続すれば（Ｓ４１３、Ｓ４１５）、冷却水が異常循環状態であると判断できる。
【００５４】
既設定の時間（Ｔ１、Ｔ２）が経過しない場合、あるいは演算した平均回転速度（Ｒｐｍ＿ｍｅａｎ）と固定電流での正常状態回転速度（Ｒｐｍ＿Ｎｏｒｍａｌ）との間の誤差が既設定の誤差基準値（β）より小さい場合や、既設定の時間（Ｔ１）の間の回転速度偏差（Ｄｅｌｔａ＿Ｒｐｍ）が既設定の基準偏差（ε）より小さな場合には、再びロジックの開始段階に戻る。その後、冷却水モーターを固定電流で運転する段階（Ｓ４０１）を繰り返し遂行する。
【００５５】
既設定の時間（Ｔ１）の間の回転速度偏差（Ｄｅｌｔａ＿Ｒｐｍ）の演算の際、既設定の時間の間の回転速度の分散、標準偏差、絶対誤差の平均などを用いることができる。また、平均回転速度と回転速度偏差を共に用いるか、或いはいずれか一方のみを用いて冷却水の正常循環を判断することができる。
【００５６】
図７〜図９は本発明の他の実施例による冷却水状態判断方法を示すフローチャートである。
【００５７】
図７〜図９を参照すれば、まず速度指令の変化有無を確認する（Ｓ５０１、Ｓ６０１、Ｓ７０１）。速度指令はモーターの回転速度に対する制御命令値であり、速度指令の変化を確認する理由は、速度指令を変更した場合、速度を高めるとか低めるために電流指令値が変化するからである。電流指令値の判定の正確度を高めるために、回転速度を一定に維持した後、冷却水状態判定ロジックを進める。
【００５８】
回転速度を一定に維持した後、既設定の時間の間の冷却水モーターへの電流指令値と一定に維持した回転速度に対応する電流指令値を用いて冷却水の正常循環を判断する。
【００５９】
具体的に、図７を参照すれば、モーターの回転速度を一定に維持した後、既設定の時間（Ｔ１）の間の冷却水モーターへの電流指令値（Ｉｑｃｍｄ）の平均値（（Ｉｑｍｄ）ｍｅａｎ）を演算する（Ｓ５０５）。既設定の時間（Ｔ１）の間の電流指令値の平均値が正常に演算されたか否かを、第１経過時間について、所定時間（ΔＴ）が経った後、第１経過時間（Ｔｉｍｅ１）と既設定の時間（Ｔ１）との比較によって確認する（Ｓ５０７、Ｓ５０９）。第１経過時間が既設定の時間未満であれば、さらにモーターの回転速度を一定に制御する（Ｓ５０１）。
【００６０】
一方、モーターの回転速度が一定に維持されなかった場合は、第１経過時間をリセットし（Ｓ５０３）、さらに回転速度を一定に維持する（Ｓ５０１）。
【００６１】
回転速度を一定に維持した後、維持回転速度に対応する電流指令値（Ｉｑｎｏｒｍａｌ）を計算する（Ｓ５１１）。回転速度に対応する電流指令値（Ｉｑｎｏｒｍａｌ）は回転速度による電流指令マップによって得ることができる。回転速度に対応する電流指令値（Ｉｑｎｏｒｍａｌ）は現在冷却水ポンプ回転速度で正常状態であるときの電流指令値である。電流指令マップは、冷却水ポンプが正常に循環するとき、試験データあるいは計算結果によって確保された回転速度に対応して正常電流指令値がマッピングされたマップである。
【００６２】
演算した平均値と回転速度に対応する正常電流指令値との間の誤差が既設定の誤差基準値（β）以上である状態（Ｓ５１３）が、既設定の時間（Ｔ２）の間継続する場合（Ｓ５１７、Ｓ５１９）、冷却水が異常循環状態であると判断できる。一方、演算した平均値と回転速度に対応する正常電流指令値間の誤差が既設定の誤差基準値（β）未満の場合、既設定の時間（Ｔ２）をリセットし、さらに新しい回転速度で一定に維持する過程を繰り返す。
【００６３】
一方、電流指令値（Ｉｑｃｍｄ）を現在回転速度での正常電流値（Ｉｑｎｏｒｍａｌ）で割って正規化された電流指令値（（Ｉｑｃｍｄ）Ｎｏｍ）を用いる場合は、速度指令値が連続的に変更され回転速度が変更される区間でも冷却水正常循環の判定が可能である。
【００６４】
図８を参照すれば、モーターの回転速度を一定に維持した後、既設定の時間（Ｔ１）の間の電流指令値（Ｉｑｃｍｄ）の偏差（（Ｉｑｃｍｄ）ｓｄ）または分散値を演算する（Ｓ６０５）。既設定の時間（Ｔ１）の間の偏差（（Ｉｑｃｍｄ）ｓｄ）または分散値が正確に得られか否かを判断し（Ｓ６０７、Ｓ６０９）、演算した偏差（（Ｉｑｃｍｄ）ｓｄ）または分散値と既設定の基準値（ε）とを比較し（Ｓ６１１）、演算した偏差（（Ｉｑｃｍｄ）ｓｄ）または分散値が既設定の基準値（ε）を超えて既設定の時間（Ｔ２）の間継続する場合（Ｓ６１５、Ｓ６１７）、冷却水が異常循環状態であると判断できる。図７で前述した部分は省略する。図７に示した方法と違う部分は平均値の代わりに標準偏差を演算する点にある。
【００６５】
図９を参照すれば、モーターの回転速度を一定に維持した後、一定に維持した回転速度での正常状態電流指令値（Ｉｑｎｏｒｍａｌ）を演算する（Ｓ７０５）。既設定の時間（Ｔ１）の間の冷却水モーターへの電流指令値（Ｉｑｃｍｄ）と正常状態電流指令値（Ｉｑｎｏｒｍａｌ）との誤差の絶対値を積分する（Ｓ７０７）。既設定の時間（Ｔ１）の間の積分値が正確に得られたかどうかを判断し（Ｓ７０９、Ｓ７１１）、誤差の絶対値について既設定の時間（Ｔ１）の間の積分値と既設定の基準値（ｋ）とを比較し（Ｓ７１３）、前記積分値が既設定の基準値（ｋ）を超えて既設定の時間（Ｔ２）の間継続する場合（Ｓ７１７、Ｓ７１９）、冷却水が異常循環状態であると判断できる。
【００６６】
一方、電流指令値（Ｉｑｃｍｄ）を現在回転速度における正常電流値（Ｉｑｎｏｒｍａｌ）で割って正規化された電流指令値（（Ｉｑｃｍｄ）Ｎｏｍ）を用いる場合、速度指令値が連続的に変更され回転速度が変更される区間でも冷却水正常循環の判定が可能である。
【００６７】
図１０〜図１２は本発明の一実施例による冷却水状態判定方法を示すフローチャートである。
【００６８】
図１０〜図１２のＳ８０１〜Ｓ８１１、Ｓ９０１〜Ｓ９０９及びＳ１００１〜Ｓ１０１１はそれぞれ図７のＳ５０１〜Ｓ５１１、図８のＳ６０１〜Ｓ６０９及び図９のＳ７０１〜Ｓ７１１と同様であるので、その説明は省略する。
【００６９】
図１０を参照すれば、演算した平均値（（Ｉｑｃｍｄ）ｍｅａｎ）と回転速度に対応する正常電流指令値（Ｉｑｎｏｒｍａｌ）との間の誤差の絶対値と既設定の誤差基準値（β）の大きさを比較し（Ｓ８１３）、演算した平均値（（Ｉｑｃｍｄ）ｍｅａｎ）と回転速度に対応する正常電流指令値（Ｉｑｎｏｒｍａｌ）との間の誤差の絶対値が既設定の誤差基準値（β）を超える場合、テストモード状態（Ｔｅｓｔ  ｆｌａｇ＝ＴＲＵＥ）であるかどうかを判断する（Ｓ８１５）。一方、演算した平均値（（Ｉｑｃｍｄ）ｍｅａｎ）と回転速度に対応する正常電流指令値（Ｉｑｎｏｒｍａｌ）との間の誤差の絶対値が既設定の誤差基準値（β）以下の場合、テストモードに転換せず（Ｓ８１７、Ｔｅｓｔ  ｆｌａｇ＝ＦＡＬＳＥ）さらに一定した速度指令を維持する（Ｓ８０１）。
【００７０】
判断段階（Ｓ８１５）で現在テストモード状態でないと判断した場合、テストモードを設定し（Ｔｅｓｔ  ｆｌａｇ＝ＴＲＵＥ）、冷却水ポンプのモーターを最大回転速度で駆動する（Ｓ８２３）。これは、冷却水ポンプのモーターが最大回転速度で駆動するときに電流の誤差をより正確に判断できるからである。すなわち、最大回転速度で冷却水循環に異常が発生する場合に出力誤差が最も大きく現れるからであり、実験的に冷却水循環の異常を最も容易に判断できる速度に設定することもできる。また、最大回転速度駆動の外にも最大回転速度及び最低回転速度の反復駆動、ランプ加減速、ステップ加減速駆動などによって電流誤差を判断することができる。
【００７１】
テストモードが設定され、冷却水ポンプのモーターを一定の最大回転速度で駆動しているとき、さらに既設定の時間（Ｔ１）の間の冷却水モーターへの電流指令値（Ｉｑｃｍｄ）の平均値（（Ｉｑｍｄ）ｍｅａｎ）を演算する（Ｓ８０５）。既設定の時間（Ｔ１）の間の電流指令値の平均値が正常に演算されたか否かを、第１経過時間について所定時間（ΔＴ）が経った後、第１経過時間（Ｔｉｍｅ１）と既設定の時間（Ｔ１）との比較によって確認する（Ｓ８０７、Ｓ８０９）。第１経過時間が既設定の時間未満であれば、さらにモーターの回転速度を一定に制御する（Ｓ８０１）。一方、モーターの回転速度を一定に維持しなければ、第１経過時間をリセットし（Ｓ８０３）、さらに回転速度を一定に維持する（Ｓ８０１）。
【００７２】
その後、最大回転速度に対応する電流指令値（Ｉｑｎｏｒｍａｌ）を計算する（Ｓ８１１）。回転速度に対応する電流指令値（Ｉｑｎｏｒｍａｌ）は回転速度による電流指令マップによって得ることができる。回転速度に対応する電流指令値（Ｉｑｎｏｒｍａｌ）は現在冷却水ポンプ回転速度で正常状態であるときの電流指令値である。電流指令マップは、冷却水ポンプが正常に循環するとき、試験データあるいは計算結果から確保された回転速度に対応して正常電流指令値がマッピングされたマップである。
【００７３】
また、演算した平均値（（Ｉｑｃｍｄ）ｍｅａｎ）と回転速度に対応する正常電流指令値（Ｉｑｎｏｒｍａｌ）との間の誤差の絶対値と既設定の誤差基準値（β）の大きさを比較し（Ｓ８１３）、演算した平均値（（Ｉｑｃｍｄ）ｍｅａｎ）と回転速度に対応する正常電流指令値（Ｉｑｎｏｒｍａｌ）との間の誤差の絶対値が既設定の誤差基準値（β）を超える場合、テストモード状態（Ｔｅｓｔ  ｆｌａｇ＝ＴＲＵＥ）であるかどうかを判断する（Ｓ８１５）。以前のＳ８２３段階でテストモードが設定されたので、演算した平均値（（Ｉｑｃｍｄ）ｍｅａｎ）と回転速度に対応する正常電流指令値（Ｉｑｎｏｒｍａｌ）との間の誤差の絶対値が既設定の誤差基準値（β）を超える状態が既設定の時間（Ｔ２）以上継続するか否かを判断し、演算した平均値と回転速度に対応する正常電流指令値との間の誤差が既設定の誤差基準値（β）を超える状態が既設定の時間（Ｔ２）の間継続する場合（Ｓ８１９、Ｓ８２１）、冷却水が異常循環状態であると判断できる。
【００７４】
図１１を参照すれば、図１１に示した方法は図１０に示した方法と比較し、既設定の時間（Ｔ１）の間の電流指令値の平均値を演算する代わりに標準偏差を演算する違いがある。したがって、演算した平均値（（Ｉｑｃｍｄ）ｍｅａｎ）と回転速度に対応する正常電流指令値（Ｉｑｎｏｒｍａｌ）との間の誤差の絶対値が既設定の誤差基準値（β）を超えるか否かではなく、演算した標準偏差（（Ｉｑｃｍｄ）ｓｄ）が既設定の偏差値（ε）を超えるか否かによってテストモードへの進入可否を決定する違いがある。
【００７５】
演算した標準偏差が既設定の偏差値（ε）を超える場合、テストモード状態（Ｔｅｓｔ  ｆｌａｇ＝ＴＲＵＥ）であるかどうかを判断する（Ｓ９１３）。一方、演算した標準偏差が既設定の偏差値（ε）以下の場合、テストモードに転換せず（Ｓ９１５、Ｔｅｓｔ  ｆｌａｇ＝ＦＡＬＳＥ）、さらに一定した速度指令を維持する（Ｓ９０１）。
【００７６】
判断段階（Ｓ９１３）で現在テストモード状態ではないと判断した場合、テストモードを設定し（Ｔｅｓｔ  ｆｌａｇ＝ＴＲＵＥ）、冷却水ポンプのモーターを最大回転速度で駆動する（Ｓ９２１）。これは、冷却水ポンプのモーターを最大回転速度で駆動するときに電流の誤差をより正確に判断することができるからである。すなわち、最大回転速度で冷却水循環に異常が発生する場合に出力誤差が最も大きく現れるからであり、実験的に冷却水循環の異常を最も容易に判断することができる速度に設定することもできる。また、最大回転速度駆動の外にも、最大回転速度及び最低回転速度の反復駆動、ランプ加減速、ステップ加減速駆動などによって電流誤差を判断することができる。
【００７７】
テストモードが設定され、冷却水ポンプのモーターを一定した最大回転速度で駆動しているとき、さらに既設定の時間（Ｔ１）の間の冷却水モーターへの電流指令値（Ｉｑｃｍｄ）の標準偏差（（Ｉｑｃｍｄ）ｓｄ）を演算する（Ｓ９０５）。既設定の時間（Ｔ１）の間の電流指令値の標準偏差（（Ｉｑｃｍｄ）ｓｄ）が正常に演算されたか否かを、第１経過時間に対して所定時間（ΔＴ）が経った後、第１経過時間（Ｔｉｍｅ１）と既設定の時間（Ｔ１）の比較によって確認する（Ｓ９０７、Ｓ９０９）。第１経過時間が既設定の時間未満であれば、さらにモーターの回転速度を一定に制御する（Ｓ９０１）。一方、モーターの回転速度を一定に維持しなければ、第１経過時間をリセットし（Ｓ９０３）、さらに回転速度を一定に維持する（Ｓ９０１）。
【００７８】
その後、さらに演算した標準偏差と既設定の偏差値（ε）とを比較し（Ｓ９１１）、演算した標準偏差が既設定の偏差値（ε）を超える場合、テストモード状態（Ｔｅｓｔ  ｆｌａｇ＝ＴＲＵＥ）であるか否かを判断する（Ｓ９１３）。以前のＳ９２１段階でテストモードを設定したので、演算した標準偏差が既設定の偏差値（ε）を超えることが既設定の時間（Ｔ２）の間継続する場合（Ｓ９１７、Ｓ９１９）、冷却水が異常循環状態であると判断できる。
【００７９】
図１２を参照すれば、既設定の時間（Ｔ１）の間の冷却水モーターへの電流指令値（Ｉｑｃｍｄ）と正常状態電流指令値（Ｉｑｎｏｒｍａｌ）との誤差の絶対値を積分し、この積分値と既設定の基準値（ｋ）の大きさを比較する（Ｓ１０１３）。誤差の絶対値に対する既設定の時間（Ｔ１）の間の積分値が既設定の基準値（ｋ）を超える場合、テストモード状態（Ｔｅｓｔ  ｆｌａｇ＝ＴＲＵＥ）であるか否かを判断する（Ｓ１０１５）。一方、既設定の時間（Ｔ１）の間の誤差の絶対値の積分値が既設定の基準値（ｋ）以下の場合、テストモードに転換せず（Ｓ１０１７、Ｔｅｓｔ  ｆｌａｇ＝ＦＡＬＳＥ）、さらに一定した速度指令を維持する（Ｓ１００１）。
【００８０】
判断段階（Ｓ１０１５）で現在テストモード状態ではないと判断した場合、テストモードを設定し（Ｔｅｓｔ  ｆｌａｇ＝ＴＲＵＥ）、冷却水ポンプのモーターを最大回転速度で駆動する（Ｓ１０２３）。これは、冷却水ポンプのモーターを最大回転速度で駆動するときに電流の誤差をより正確に判断できるからである。すなわち、最大回転速度で冷却水循環に異常が発生する場合に出力誤差が最も大きく現れるからであり、実験的に冷却水循環の異常を最も容易に判断できる速度に設定することもできる。また、最大回転速度駆動の外にも最大回転速度及び最低回転速度の反復駆動、ランプ加減速、ステップ加減速駆動などによって電流誤差を判断することができる。
【００８１】
テストモードが設定され、冷却水ポンプのモーターを一定した最大回転速度で駆動しているとき、さらに最大回転速度での正常状態電流指令値（Ｉｑｎｏｒｍａｌ）を演算し（Ｓ１００５）、既設定の時間（Ｔ１）の間の冷却水モーターへの電流指令値（Ｉｑｃｍｄ）と正常状態電流指令値（Ｉｑｎｏｒｍａｌ）との誤差の絶対値を積分する（Ｓ１００７）。既設定の時間（Ｔ１）の積分値が正常に演算されたか否かを、第１経過時間に対して所定時間（ΔＴ）が経った後、第１経過時間（Ｔｉｍｅ１）と既設定の時間（Ｔ１）の比較によって確認する（Ｓ１００９、Ｓ１０１１）。第１経過時間が既設定の時間未満であれば、さらにモーターの回転速度を一定に制御する（Ｓ１００１）。一方、モーターの最大回転速度を一定に維持しなければ、第１経過時間をリセットし（Ｓ８０３）、さらに最大回転速度で一定に維持する（Ｓ８０１）。
【００８２】
さらに既設定の時間（Ｔ１）の間の冷却水モーターへの電流指令値（Ｉｑｃｍｄ）と正常状態電流指令値（Ｉｑｎｏｒｍａｌ）との誤差の絶対値を積分し、この積分値と既設定の基準値（ｋ）の大きさを比較する（Ｓ１０１３）。誤差の絶対値に対する既設定の時間（Ｔ１）の間の積分値が既設定の基準値（ｋ）を超える場合、テストモード状態（Ｔｅｓｔ  ｆｌａｇ＝ＴＲＵＥ）であるか否かを判断する（Ｓ１０１５）。以前のＳ１０２３段階でテストモードを設定したので、積分値が既設定の基準値（ｋ）を超えることが既設定の時間（Ｔ２）以上に継続する場合（Ｓ１０１９、Ｓ１０２１）、冷却水が異常循環状態であると判断できる。
【００８３】
本発明を図面に示した一実施例を参照して説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術分野の当業者であればこれから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であることを理解するであろう。よって、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求範囲の技術思想によって決定されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、冷却水不足及び冷却水循環が異常であるか否かを判断できる冷却水状態判断方法の分野に適用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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