(57)【要約】【課題】内燃機関の冷却装置の循環流路内に空気が混入しているか否かを簡便且つ短時間に判定する。【解決手段】空気混入検出装置は、内燃機関（１１）を冷却する冷却媒体が流れる循環流路（２１）と、冷却媒体を循環させる電動ウォータポンプ（２２）とを備える冷却装置（１）において、循環流路内への空気混入を検出する。空気混入検出装置は、電動ウォータポンプの動作状態を監視する監視手段（２３）と、監視された動作状態に基づいて、循環流路内に空気が混入しているか否かを判定する判定手段（３０）とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を冷却する冷却媒体が流れる循環流路と、前記冷却媒体を循環させる電動ウォータポンプとを備える冷却装置において、前記循環流路内への空気混入を検出する空気混入検出装置であって、
前記電動ウォータポンプの動作状態を監視する監視手段と、
前記監視された動作状態に基づいて、前記循環流路内に空気が混入しているか否かを判定する判定手段と
を備えることを特徴とする空気混入検出装置。
【請求項２】
前記監視手段は、前記動作状態を示す所定種類のパラメータを監視し、
前記判定手段は、前記監視されたパラメータに基づいて、前記空気が混入しているか否かを判定することを特徴とする請求項１記載の空気混入検出装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記監視されたパラメータと所定閾値との大小関係に基づいて、前記空気が混入しているか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載の空気混入検出装置。
【請求項４】
前記監視手段は、前記パラメータとして、前記電動ウォータポンプの回転数を監視することを特徴とする請求項２又は３に記載の空気混入検出装置。
【請求項５】
前記監視手段は、前記パラメータとして、前記電動ウォータポンプの電流値を監視することを特徴とする請求項２又は３に記載の空気混入検出装置。
【請求項６】
前記判定手段により前記空気が混入していると判定された場合に、前記空気が混入していることを通知する通知手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の空気混入検出装置。
【請求項７】
前記判定手段により前記空気が混入していると判定された場合に、回転数を高めるように前記電動ウォータポンプを制御する回転数制御手段を更に備え、
前記判定手段は、前記回転数制御手段により前記電動ウォータポンプが前記回転数を高めるように制御された後に、前記空気が混入しているか否かを再び判定し、
前記通知手段は、前記判定手段により前記空気が混入していると再び判定された場合に、前記空気が混入していることを通知することを特徴とする請求項６記載の空気混入検出装置。
【請求項８】
前記内燃機関の動作状態に応じて前記電動ウォータポンプの動作状態に変更を加える動作制御手段を更に備え、
前記監視手段は、前記動作制御手段により変更が加えられた場合における前記パラメータを監視することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の空気混入検出装置。
【請求項９】
前記内燃機関の動作状態を通常時と整備時とで切換える切換手段を更に備え、
前記監視手段は、前記内燃機関の動作状態が前記整備時用に切り替えられた場合に、前記パラメータを監視することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の空気混入検出装置。
【請求項１０】
前記内燃機関の動作状態を診断するダイアグノーシス手段を更に備え、
該ダイアグノーシス手段は、前記内燃機関の動作状態が前記整備時用に切り替えられた場合に、前記動作状態を診断しないことを特徴とする請求項９記載の空気混入検出装置。
【請求項１１】
内燃機関を冷却する冷却媒体が流れる循環流路と、前記冷却媒体を循環させる電動ウォータポンプとを備える冷却装置において、前記循環流路内への空気混入を検出する空気混入検出方法であって、
前記電動ウォータポンプの動作状態を監視する工程と、
前記監視された動作状態に基づいて前記循環流路内に空気が混入しているか否かを判定する工程と
を備えることを特徴とする空気混入検出方法。
【請求項１２】
内燃機関を冷却する冷却媒体が流れる循環流路と、
前記冷却媒体を循環させる電動ウォータポンプと、
前記電動ウォータポンプの動作状態を監視する監視手段と、
前記監視された動作状態に基づいて前記循環流路内に空気が混入しているか否かを判定する判定手段と
を備えることを特徴とする冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両の製造時や整備時において、内燃機関の冷却装置の循環流路に冷却媒体を注入した際に、循環流路内に空気が混入しているか否かを判定する空気混入検出装置及び方法、並びに冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の冷却装置の循環流路内に空気が混入した状態で、内燃機関の運転を続けるとオーバーヒート状態になり、例えば、内燃機関内部に焼付きを起こす等、重大な損傷を与える可能性がある。
【０００３】
この種の冷却装置では、例えば、車両の製造時や整備時において、冷却媒体が循環流路に導入されたことを検知し、検知されていない場合に比べて、ウォータポンプの吐出量を増大させることにより、冷却媒体の流量を増大させ、循環流路内に残存した空気を取除く技術がある（特許文献１参照）。また、車両の走行状態に基づいて、ウォータポンプを制御してリザーブタンクにおける空気の噛み込みを抑止する技術がある（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−５７９５３号公報
【特許文献２】特開２００５−９３３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した背景技術によれば、循環流路内に空気が混入したか否かを判定する機能がなく、空気が混入していた場合に、内燃機関がオーバーヒート状態になる可能性があるという技術的問題点がある。
【０００６】
本発明は、例えば、上述の問題点に鑑みて成されたものであり、循環流路内に空気が混入しているか否かを簡便且つ短時間に判定することができる空気混入検出装置及び方法、並びに冷却装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の空気混入検出装置は、上記課題を解決するために、内燃機関を冷却する冷却媒体が流れる循環流路と、前記冷却媒体を循環させる電動ウォータポンプとを備える冷却装置において、前記循環流路内への空気混入を検出する空気混入検出装置であって、前記電動ウォータポンプの動作状態を監視する監視手段と、前記監視された動作状態に基づいて、前記循環流路内に空気が混入しているか否かを判定する判定手段とを備える。
【０００８】
本発明の空気混入検出装置によれば、循環流路内には、例えばＬＬＣ（Ｌｏｎｇ  Ｌｉｆｅ  Ｃｏｏｌａｎｔ）等の冷却媒体が流れ内燃機関を冷却する。電動ウォータポンプは、循環流路内の冷却媒体を強制的に循環させ冷却効率を高める。例えばセンサである監視手段は、電動ウォータポンプの動作状態を監視して、例えば監視された動作状態を示す監視信号を出力する。
【０００９】
例えば車両の製造時或いは整備時において、循環流路に冷却媒体を注入する場合、仮に、注入した冷却媒体の量や注入時間等により、作業者が経験的に循環流路に空気が混入していない満水状態であるか否かを判断したとすれば、判断の信頼性が十分とはいえない。加えて、この場合には、循環流路が複雑になるにしたがって、満水状態であると判断するのに時間がかかる。
【００１０】
しかるに本願発明者の研究によれば、電動ウォータポンプのポンプ室が満水、即ちポンプ室に空気が混入していない状態であれば、循環流路内を確実に満水にすることが可能であることが判明している。一方、電動ウォータポンプのポンプ室に空気が混入している場合、電動ウォータポンプにかかる負荷は、空気が混入していない場合に比べて小さくなり、電動ウォータポンプの動作状態が変化することになる。例えば動作状態として、電動ウォータポンプの回転数やこれを駆動する際の電流値などが変化することになる。
【００１１】
そこで本発明では、監視手段により電動ウォータポンプの動作状態を監視し、監視された動作状態に基づいて、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、メモリ等を備えて成る、判定手段によって、循環流路内に空気が混入しているか否かが判定される。ここに本発明に係る「動作状態」とは、動作状態が監視可能な形式で表現されたもの或いは顕在化しているものであり、典型的には、動作状態に係る何らかの物理量やパラメータにより表現されている。本発明に係る「監視」とは、典型的には、このような動作状態を示す何らかの物理量やパラメータを、直接的に又は間接的に“検出”、“測定”、“計測”、“モニタリング”等することを意味する。更に、このような動作状態を示す何らかの物理量やパラメータの、標準値或いは基準値に対する変化や差（変化の仕方、差の度合）を、直接的に又は間接的に“検出”、“測定”、“計測”、“モニタリング”等することを含んでもよい。そして本発明に係る「動作状態に基づいて」とは、典型的には、このように監視された動作状態を示す何らかの物理量やパラメータに基づいて、という意味である。
【００１２】
具体的には、監視手段は、監視の対象となる動作状態として、例えば電動ウォータポンプの回転数を監視する。言い換えれば、回転数を計数又は検出する。或いは、監視の対象となる動作状態として、例えば電動ウォータポンプの電流値を監視する。言い換えれば、電流値を計測又は検出する。判定手段は、監視された動作状態が電動ウォータポンプの回転数であれば、該回転数に基づいて、循環流路内に空気が混入しているか否かを判定する。或いは、監視された動作状態が電動ウォータポンプの電流値であれば、該電流値に基づいて、循環流路内に空気が混入しているか否かを判定する。
【００１３】
以上の結果、本発明によれば、電動ウォータポンプの動作状態を監視するという簡便な方法で、循環流路内に空気が混入しているか否かを判定することができる。更に、判定手段により短時間に判定することができ、且つ信頼性も作業者等が判断する場合に比べて高めることができる。従って、循環流路内に空気が混入しているか否かを簡便且つ短時間に判定することができる。
【００１４】
本発明の空気混入検出装置の一態様では、前記監視手段は、前記動作状態を示す所定種類のパラメータを監視し、前記判定手段は、前記監視されたパラメータに基づいて、前記空気が混入しているか否かを判定する。
【００１５】
この態様によれば、監視手段は電動ウォータポンプの動作状態を示す、例えば回転数や電流値等の所定種類のパラメータを監視する。監視するパラメータは、一種類でもよいし、複数種類でもよい。判定手段は、監視されたパラメータに基づいて、循環流路内に空気が混入しているか否かを判定する。この結果、循環流路内に空気が混入しているか否かを簡便に判定することができる。更に、複数種類のパラメータに基づいて、循環流路内に空気が混入しているか否かを判定すれば、判定結果の信頼性を向上させることができる。
【００１６】
この態様では、前記判定手段は、前記監視されたパラメータと所定閾値との大小関係に基づいて、前記空気が混入しているか否かを判定してもよい。
【００１７】
このように構成すれば、判定手段は、監視されたパラメータが所定閾値よりも大きい、又は小さいことを判定して、循環流路内に空気が混入しているか否かを判定することができる。例えば、監視しているパラメータが電動ウォータポンプの回転数であれば、空気が混入している場合、負荷が小さくなるので回転数が所定閾値より大きくなる。或いは、監視しているパラメータが電動ウォータポンプの電流値であれば、空気が混入している場合、負荷が小さくなるので電流値が所定閾値より小さくなる。
【００１８】
例えば、監視しているパラメータが電動ウォータポンプの回転数であれば、所定閾値は、定められた電動ウォータポンプの回転数である。或いは、監視しているパラメータが電動ウォータポンプの電流値であれば、所定閾値は、定められた電動ウォータポンプの電流値である。このような所定閾値は、内燃機関の動作状態に応じて可変であってもよいし、固定であってもよい。
【００１９】
尚、同様の原理で、例えば、内燃機関の動作状態に応じて可変である又は固定である標準値或いは基準値に対する、監視されたパラメータの変化の仕方や差の度合に基づいて、循環流路内に空気が混入しているか否かを判定することも可能である。
【００２０】
この監視手段がパラメータを監視する態様では、前記監視手段は、前記パラメータとして、前記電動ウォータポンプの回転数を監視してもよい。
【００２１】
このように構成すれば、例えばカウンタである監視手段は、電動ウォータポンプの実回転数を計数又は検出する。電動ウォータポンプは、例えば、内燃機関の動作状態等に応じて回転数が制御されているので、実回転数から制御回転数を引いた値が所定値より大きければ、循環流路内に空気が混入していると判定することができる。
【００２２】
この監視手段がパラメータを監視する態様では、前記監視手段は、前記パラメータとして、前記電動ウォータポンプの電流値を監視してもよい。
【００２３】
このように構成すれば、例えば電流計である監視手段は、電動ウォータポンプの電流値を計測又は検出する。電動ウォータポンプを所定の回転数に制御するために必要な電流値は、電動ウォータポンプにかかる理論的な負荷等から求めることができる。計測又は検出した実電流値から理論電流値を引いた値が所定値より小さければ、循環流路内に空気が混入していると判定することができる。
【００２４】
本発明の空気混入検出装置の他の態様では、前記判定手段により前記空気が混入していると判定された場合に、前記空気が混入していることを通知する通知手段を更に備える。
【００２５】
この態様によれば、循環流路内に空気が混入していると判定された場合に、例えば、警告ランプや警報装置である通知手段が、作業者等に循環流路内に空気が混入していることを通知するので、作業者等が容易にして空気が混入していることを知ることができる。
【００２６】
この態様では、前記判定手段により前記空気が混入していると判定された場合に、回転数を高めるように前記電動ウォータポンプを制御する回転数制御手段を更に備え、前記判定手段は、前記回転数制御手段により前記電動ウォータポンプが前記回転数を高めるように制御された後に、前記空気が混入しているか否かを再び判定し、前記通知手段は、前記判定手段により前記空気が混入していると再び判定された場合に、前記空気が混入していることを通知してもよい。
【００２７】
このように構成すれば、判定手段により循環流路内に空気が混入されていると判定された場合、先ず、回転数制御手段は、回転数を高めるように電動ウォータポンプを制御する。これにより、わずかな空気の混入であれば除去されることが期待できる。次に、回転制御手段により電動ウォータポンプが回転数を高めるように制御された後に、判定手段により、循環流路内に空気が混入しているか否かを再び判定し、通知手段は、空気が混入していると再び判定された場合に、空気が混入していることを作業者等に通知する。
【００２８】
この結果、例えば、内燃機関がオーバーヒート状態になる可能性がある等、内燃機関に重大な影響が現れる可能性がある場合のみ、作業者等に通知するので実用上非常に有利である。更に、判定を２回行っているので、誤判定による通知の可能性を低下させ、判定結果の信頼性を高めることができる。
【００２９】
本発明の空気混入検出装置の他の態様では、前記内燃機関の動作状態に応じて前記電動ウォータポンプの動作状態に変更を加える動作制御手段を更に備え、前記監視手段は、前記動作制御手段により変更が加えられた場合における前記パラメータを監視する。
【００３０】
この態様によれば、動作制御手段は、内燃機関の例えば回転数等の動作状態に応じて、電動ウォータポンプの動作状態に変更を加える。この結果、監視手段により監視するパラメータが、判定手段により判定し易い範囲に入るので、判定を容易ならしめ、或いは判定精度を上げることができる。
【００３１】
本発明の空気混入検出装置の他の態様では、前記内燃機関の動作状態を通常時と整備時とで切換える切換手段を更に備え、前記監視手段は、前記内燃機関の動作状態が前記整備時用に切り替えられた場合に、前記パラメータを監視する。
【００３２】
この態様によれば、例えば、ハイブリット車等の自動的に内燃機関のアイドリングを止める機構を備えた車両において、切換手段は、アイドリングを止める機構の有効無効を切換え、整備時では、内燃機関がアイドリングできるようにする。一般に、内燃機関の冷却装置の循環流路内にはサーモスタットが備えられており、冷却媒体注入時には、内燃機関をアイドリング又は、レーシングさせ冷却媒体を暖め、サーモスタットを開放させる必要がある。従って、この態様によれば、整備時において、作業者等が比較的容易にして内燃機関をアイドリング状態にすることができる。
【００３３】
内燃機関の動作状態が整備時用に切換えられた場合に、監視手段は、電動ウォータポンプの動作状態を示すパラメータを監視し、判定手段は、循環流路内に空気が混入しているか否かを判定するように構成すれば、整備時のみ判定を行うので、エネルギー消費量を抑制することができる。一方、通常時には判定を行わないので、誤判定を防ぐことができる。但し、通常時に、このような監視及び判定を行うことで、通常時に循環流路内に空気が混入したことを判定することができる。
【００３４】
この態様では、前記内燃機関の動作状態を診断するダイアグノーシス手段を更に備え、該ダイアグノーシス手段は、前記内燃機関の動作状態が前記整備時用に切り替えられた場合に、前記動作状態を診断しなくてもよい。
【００３５】
このように構成すれば、ダイアグノーシス手段は、例えば整備時のように循環流路内へ空気が混入することが必然的に伴う場合において、その診断結果や診断の元となる各種センサ出力などを記録しない。ここに本発明に係る「ダイアグノーシス手段」とは、車両や内燃機関の自動診断に用いられる各種センサから出力を記録したり、かかる出力に基づいて、動作状態が正常か否かを自動的に診断すると共にその診断結果を記録したりするという、ダイアグノーシス機能を有する手段である。ダイアグノーシス手段は、典型的にはハードウエアとソフトウエアとから構築される装置からなる。従って、ダイアグノーシス手段は、整備時に当該空気混入検出方法を行う際には、例えば整備者等に不要な情報、正しい自動診断の妨げとなり得るような情報、誤った診断結果を示す情報等を記録しないので、実用上非常に有利である。
【００３６】
本発明の空気混入検出方法は、上記課題を解決するために、内燃機関を冷却する冷却媒体が流れる循環流路と、前記冷却媒体を循環させる電動ウォータポンプとを備える冷却装置において、前記循環流路内への空気混入を検出する空気混入検出方法であって、前記電動ウォータポンプの動作状態を監視する工程と、前記監視された動作状態に基づいて前記循環流路内に空気が混入しているか否かを判定する工程とを備える。
【００３７】
本発明の空気混入検出方法によれば、上述した本発明の空気混入検出装置と同様に、循環流路内に空気が混入しているか否かを簡便且つ短時間に判定することができる。
【００３８】
尚、本発明の空気混入検出方法においても、上述した本発明の空気混入検出装置における各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。
【００３９】
本発明の冷却装置は、上記課題を解決するために、内燃機関を冷却する冷却媒体が流れる循環流路と、前記冷却媒体を循環させる電動ウォータポンプと、前記電動ウォータポンプの動作状態を監視する監視手段と、前記監視された動作状態に基づいて前記循環流路内に空気が混入しているか否かを判定する判定手段とを備える。
【００４０】
本発明の冷却装置によれば、上述した本発明の空気混入検出装置と同様に、循環流路内に空気が混入しているか否かを簡便且つ短時間に判定することができる。
【００４１】
尚、本発明の冷却装置においても、上述した本発明の空気混入検出装置における各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。
【００４２】
本発明の作用及びその他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００４４】
本発明の空気混入検出装置及び方法、並びに冷却装置に係る実施形態を、図１から図３を参照して説明する。
【００４５】
先ず、図１を参照して本実施形態に係る冷却装置の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る冷却装置のブロック図である。
【００４６】
図１において、冷却装置１は、例えば自動車等の車両に、エンジンとしての内燃機関１１と共に搭載される。内燃機関１１は、モータジェネレータと共にハイブリッド型動力出力装置をなすエンジンであってもよいし、ハイブリッドでない型のエンジンであってもよい。
【００４７】
冷却装置１は、内燃機関１１を冷却する例えばＬＬＣ等の冷却媒体が流れる循環流路２１と、冷却媒体を循環させる電動ウォータポンプ２２とを備えている。循環流路２１は、ラジエータ２５と、サーモスタット２４と、ラジエータ２５を経るラジエータ流路２１ａと、ラジエータ２５を迂回するバイパス流路２１ｂと、内燃機関１１に設けられているウォータジャケット２１ｃとを備えている。
【００４８】
冷却装置１は、更に、内燃機関１１の例えば回転数等の動作状態を監視する内燃機関センサ１２と、冷却媒体の温度を計測する温度センサ２６と、電動ウォータポンプ２２の動作状態を監視するポンプセンサ２３と、該監視された動作状態に基づいて、循環流路２１内に空気が混入しているか否かを判定するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）３０と、循環流路２１内に空気が混入していると判定した場合に、空気が混入していることを通知する警告ランプ４０とを備えて構成されている。ＥＣＵ３０は、このような空気混入に係る判定の他に、内燃機関１１における或いは内燃機関１１が搭載された車両における、各種電子制御を行うように構成されている。言い換えれば、本実施形態では、各種電子制御用のＥＣＵ３０の一部を、冷却装置１の一部として用いている。
【００４９】
尚、本実施形態に係るポンプセンサ２３及び警告ランプ４０は、夫々、本発明に係る「監視手段」及び「通知手段」の一例である。また、本実施形態に係るＥＣＵ３０は、本発明に係る「判定手段」、「回転制御手段」及び「動作制御手段」の一例である。
【００５０】
ウォータジャケット２１ｃは、ラジエータ流路２１ａを介してラジエータ２５に接続される。ウォータジャケット２１ｃの入口（図１の左側）近傍には、電動ウォータポンプ２２が設けられる。該電動ウォータポンプ２２により冷却媒体はラジエータ流路２１ａを図１に矢印で示す方向に循環する。この循環中に、冷却媒体は、ウォータジャケット２１ｃを通過する過程で、内燃機関１１から熱を吸収して昇温する。昇温した冷却媒体は、ラジエータ２５を通過する過程で熱を放出して温度を下げる。
【００５１】
ラジエータ流路２１ａには、バイパス流路２１ｂが接続されている。バイパス流路２１ｂの一端は、ウォータジャケット２１ｃの出口（図１の右側）とラジエータ２５との間に接続されている。バイパス流路２１ｂの他端は、ラジエータ２５と電動ウォータポンプ２２との間に接続されている。
【００５２】
バイパス流路２１ｂの他端とラジエータ流路２２ａとの接続部分には、サーモスタット２４が設けられている。該サーモスタット２４は、冷却媒体の温度によりその開度が変化し、ラジエータ流路２１ａ及びバイパス流路２１ｂを流れる冷却媒体の流量を調整する。
【００５３】
ポンプセンサ２３は、電動ウォータポンプ２２の動作状態を監視して、該動作状態を示す監視信号をＥＣＵ３０に送信する。具体的には、ポンプセンサ２３は、監視の対象となる動作状態として、電動ウォータポンプ２２の回転数を監視する、言い換えれば、回転数を計数或いは検出してもよい。この場合には、本発明に係る「動作状態を示すパラメータ」の一例としての回転数を示す監視信号（即ち、回転数信号）が出力される。或いは、ポンプセンサ２３は、監視の対象となる動作状態として、電動ウォータポンプ２２を駆動するための電流値を監視する、言い換えれば、電流値を計測或いは検出してもよい。この場合には、本発明に係る「動作状態を示すパラメータ」の一例としての電流値を示す監視信号（即ち、電流値信号）が出力される。
【００５４】
尚、電動ウォータポンプ２２の回転数を計数する場合は、ポンプセンサ２３は、カウンタであってもよく、電流値を計測する場合は、ポンプセンサ２３は電流計であってもよい。ＥＣＵ３０は、ポンプセンサ２３からの監視信号が示す電動ウォータポンプ２２の動作状態に基づいて、循環流路２１内に空気が混入しているか否かを判定する。具体的には、例えば、ポンプセンサ２３からの監視信号としての回転数信号により示される、電動ウォータポンプ２２に係る回転数に基づいて、或いは、電流値信号により示される、電動ウォータポンプ２２に係る電流値に基づいて、循環流路２１内に空気が混入しているか否かを判定する。
【００５５】
尚、循環流路２１内へ空気が混入するとは、例えば、空気の塊が循環流路２１内に存在する、或いは、電動ウォータポンプ２２のポンプ室の弁に空気が入ることをいう。
【００５６】
ここで、ＥＣＵ３０において空気が混入しているか否かを判定する方法について、図２を参照して説明を加える。図２は、本実施形態に係るＥＣＵのブロック図である。
【００５７】
図２において、ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ３０１、ダイアグノーシス３０２、記憶装置３０３及び入出力回路３０４を備えて構成されている。ここで、本実施例に係るダイアグノーシス３０２は、本発明に係る「ダイアグノーシス手段」の一例である。
【００５８】
例えばメモリである記憶装置３０３は、例えば、内燃機関１１の回転数や冷却媒体の温度に応じた電動ウォータポンプ２２の最適な回転数を定めるマップを有している。このようなマップは、例えば実験、シミュレーション等により取得したデータにより構成すればよい。具体的には例えば、実験により内燃機関１１の回転数、及び電動ウォータポンプ２２の回転数を様々な値に変化させたときの冷却媒体の温度を計測し、冷却に適した回転数を逐次特定することで、このようなマップを構成すればよい。ＣＰＵ３０１は、内燃機関センサ１２が検出する内燃機関１１の回転数や温度センサ２６が検出する冷却媒体の温度に基づいて、マップから電動ウォータポンプ２２の最適な回転数（以下、制御回転数ともいう）を読出し、電動ウォータポンプ２２の制御回転数を示す制御信号を、入出力回路３０４を介して電動ウォータポンプ２２に出力する。
【００５９】
循環流路２１内に空気が混入しているか否かを判定する際には、例えば、ポンプセンサ２３が電動ウォータポンプ２２の回転数を監視しているならば、ＣＰＵ３０１は、ポンプセンサ２３からの回転数信号により示される電動ウォータポンプ２２の実回転数を取得し、該実回転数から制御回転数を引いた値を算出する。循環流路２１内に空気が混入している場合、電動ウォータポンプ２２にかかる負荷は、空気が混入していない場合に比べて小さくなる。そのため、電動ウォータポンプ２２の回転数が制御回転数になるように所定の電圧をかけると、実回転数は制御回転数よりも大きくなる。従って、実回転数から制御回転数を引いた値が所定値よりも大きい状態が所定時間以上持続すれば、ＣＰＵ３０１は、循環流路２１内に空気が混入していると判定する。
【００６０】
尚、所定値は、理論的には循環流路２１内に空気が混入していなければ、実回転数と制御回転数は一致するので、ゼロである。しかしながら、実際にはポンプセンサ２３の計数した回転数の誤差等を考慮して、所定値は、例えばゼロに誤差等を考慮した値を加えた値を用いる。
【００６１】
また、ポンプセンサ２３が電動ウォータポンプ２２の電流値を監視しているならば、ＣＰＵ３０１は、ポンプセンサ２３からの電流値信号により示される電動ウォータポンプの実電流値を取得し、実電流値から理論電流値を引いた値を算出する。電動ウォータポンプ２２の回転数が制御回転数になるように所定の電圧をかけると、ポンプセンサ２３が計測する電動ウォータポンプ２２の実電流値は、電動ウォータポンプにかかる理論的な負荷等から求めた理論電流値よりも小さくなる。従って、実電流値から理論電流値を引いた値が所定値より小さい状態が所定時間以上持続すれば、ＣＰＵ３０１は、循環流路２１内に空気が混入していると判定する。
【００６２】
尚、所定値は、理論的には循環流路２１内に空気が混入していなければ、実電流値と理論電流値は一致するので、ゼロである。しかしながら、実際にはポンプセンサ２３が計測した電流値の誤差等を考慮して、所定値は、例えばゼロから誤差等を考慮した値を引いた値を用いる。
【００６３】
循環流路２１内に空気が混入していると判定された場合、ＣＰＵ３０１は、警告ランプ４０を点灯させて作業者等に通知してもよい。警告ランプ４０は、車両のインストルメントパネル内のインジケータランプを用いてもよいし、別途設けてもよい。また、視覚的な手段に限らず、例えば警報等の聴覚的な手段でもよく、両方を併用してもよい。
【００６４】
また、循環流路２１内に空気が混入していると判定された場合であっても、すぐには警告ランプ４０を点灯させずに、ＥＣＵ３０は、電動ウォータポンプ２２の回転数を高めるように制御した後に、改めて循環流路２１内に空気が混入しているか否かを判定し、空気が混入していると再び判定した場合にのみ警告ランプ４０を点灯させてもよい。これにより、わずかな空気の混入であれば除去されることが期待でき、また、誤判定を防ぐことができる。
【００６５】
尚、例えば、ハイブリット車等の自動的に内燃機関１１のアイドリングを止める機構を備えた車両では、例えば、アクセルペダル５０を所定の時間内に所定回数踏む等の切換手段により、アイドリングを止める機構の有効無効を切換え、例えば整備時では、内燃機関１１がアイドリングできるようにしてもよい。これにより、整備時のみ循環経路２１内に空気が混入しているか否かを判定するようにすれば、通常時の誤判定を防ぐことができる。
【００６６】
この場合、循環流路２１内に空気が混入していると判定されたとしても、ダイアグノーシス３０２にその事を記録しなくてもよい。これにより、循環流路２１内へ空気が混入することが必然的に伴う場合において、その不具合がダイアグノーシス３０２に記録されず、整備者等の不要な情報による負担を軽減することができる。
【００６７】
次に、以上のように構成された冷却装置１においてＥＣＵ３０が実行する空気混入検出に関するルーチンを図３のフローチャートを用いて説明する。このルーチンは、典型的には、冷却装置１等が搭載された車両の製造時や整備時に実行される。
【００６８】
図３において、先ず、ＥＣＵ３０は、例えば、内燃機関センサ１２が検出する内燃機関１１の回転数や温度センサ２６が検出する冷却媒体の温度に基づいて、電動ウォータポンプ２２の回転数が最適な回転数になるように電動ウォータポンプ２２を制御する（ステップＳ１０１）。次に、ポンプセンサ２３により電動ウォータポンプ２２の実回転数を計数する（ステップＳ１０２）。続いて、電動ウォータポンプ２２の実回転数からＥＣＵ３０で定められた制御回転数を引いた値が所定値より大きいか否かが判定される（ステップＳ１０３）。
【００６９】
実回転数と制御回転数との差が所定値より小さければ（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、一旦処理を終了する。実回転数から制御回転数を引いた値が所定値より大きければ（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、その状態の持続時間（フェイル時間）が計測される（ステップＳ１０４）。フェイル時間の計測方法は、例えば、ＥＣＵ３０におけるメインルーチンが何サイクルしたかを計数する。例えば、メインルーチンの１サイクルが１６ｍｓである場合、計数が５００ならば、フェイル時間は８秒となる。
【００７０】
次に、フェイル時間が所定値より大きいか否かが判定される（ステップＳ１０５）。フェイル時間が所定値より小さければ（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、一旦処理を終了する。フェイル時間が所定値より大きければ（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、警告ランプ４０を点灯し（ステップＳ１０６）、一旦処理を終了する。この一連の処理にかかる時間は、例えば約１０秒である。
【００７１】
尚、上記ステップＳ１０２において、ポンプセンサ２３が、電動ウォータポンプ２２の電流値を計測する場合は、ステップＳ１０３において、「実電流値から理論電流値を引いた値」が所定値より小さいか否かが判定され、所定値より小さければステップＳ１０４に進む。
【００７２】
また、ＥＣＵ３０により循環流路２１内に空気が混入していると判定された場合、ＥＣＵ３０が電動ウォータポンプ２２の回転数を高めるように制御した後に、改めて判定を行う場合は、上記ステップＳ１０５：Ｙｅｓに続いて、電動ウォータポンプ２２の回転数を高めるように制御し、次に、ステップＳ１０２〜Ｓ１０５の処理を改めて行う。
【００７３】
以上のように、本実施形態では、電動ウォータポンプ２２の回転数や電流値等の動作状態に基づいて、ＥＣＵ３０により、循環流路２１内に空気が混入しているか否かが判定される。これにより、電動ウォータポンプ２２の動作状態を監視するという簡便な方法で、循環流路２１内に空気が混入しているか否かを判定することができる。更に、ＥＣＵ３０によって短時間に判定することができ、且つ信頼性も作業者等が判断する場合に比べて高めることができる。従って、本発明によれば、循環流路内に空気が混入しているか否かを簡便且つ短時間に判定することができる。
【００７４】
尚、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う空気混入検出装置及び方法、並びに冷却装置も又、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施形態に係る冷却装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係るEＣＵのブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る冷却装置においてＥＣＵが実行する空気混入検出に関するルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７６】
１…冷却装置、１１…内燃機関、１２…内燃機関センサ、２１…循環流路、２２…電動ウォータポンプ、２３…ポンプセンサ、２４…サーモスタット、２５…ラジエータ、２６…温度センサ、３０…ＥＣＵ、４０…警告ランプ、５０…アクセルペダル、３０１…ＣＰＵ、３０２…ダイアグノーシス、３０３…記憶装置、３０４…入出力回路
【図１】
2008095570.tif 000003
【図２】
2008095570.tif 000004
【図３】
2008095570.tif 000005