(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源と放熱器との間の冷媒流路に冷媒を循環させる複数の電動ポンプと、複数の前記電動ポンプを個別に制御するポンプ制御装置とを備え、
複数の前記電動ポンプは、全てが冷媒の循環量を調整可能であり、
前記ポンプ制御装置が、複数の前記電動ポンプを個別に最高効率で駆動した際の単位時間あたりの冷媒の循環量を効率循環量として電動ポンプ毎に記憶しており、
前記ポンプ制御装置は、
設定された目標循環量が０である場合には、全ての前記電動ポンプを停止状態に維持し、
前記目標循環量が０よりも大きく、複数のうちの１つの電動ポンプの効率循環量より小さい場合には、前記１つの電動ポンプに対し前記目標循環量を得る電力を供給するとともに、複数の前記電動ポンプのうち前記１つの電動ポンプを除く他の電動ポンプは停止し、
前記目標循環量が、前記１つの電動ポンプの効率循環量を超え、且つ、複数の前記電動ポンプの全ての効率循環量を積算した値を越えない場合には、前記１つの電動ポンプを最高効率で駆動すると共に、前記目標循環量から当該１つの電動ポンプの効率循環量を減じた残余分を循環させるように前記他の電動ポンプを駆動する冷却システム。
【請求項２】
前記ポンプ制御装置は、設定された目標循環量が、複数の前記電動ポンプの全ての効率循環量を積算した値より大きい場合には、複数の前記電動ポンプの全てに対して、効率循環量を得る電力より大きい電力を供給して駆動する請求項１記載の冷却システム。
【請求項３】
前記ポンプ制御装置は、設定された目標循環量が、複数の前記電動ポンプの全ての効率循環量を積算した値より大きい場合には、複数の前記電動ポンプの少なくとも１つに対して、その電動ポンプの最高効率で駆動する電力を供給し、他の電動ポンプに対して、効率循環量を得る電力より大きい電力を供給して駆動する請求項１記載の冷却システム。
【請求項４】
複数の前記電動ポンプとして、最高効率で駆動した際の消費電力と、効率循環量とが等しい２つの電動ポンプが用いられている請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷却システム。
【請求項５】
複数の前記電動ポンプとして、最高効率で駆動した際の消費電力と、効率循環量とが異なる２つの電動ポンプが用いられている請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷却システム。
【請求項６】
前記目標循環量が０から増大する場合には、前記ポンプ制御装置が前記２つの電動ポンプのうち、最高効率で駆動した際の消費電力と、効率循環量とが小さい電動ポンプを先に駆動する請求項５に記載の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却システムに関し、詳しくは、熱源と放熱器との間の冷媒流路に冷媒を循環させるため複数の電動ポンプを制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のように構成された冷却システムとして特許文献１には、半導体を冷却するための液体冷媒が供給される冷却ジャケットと、液体冷媒の熱を放熱するラジエータと、液体冷媒を循環させる電動型の２つの循環ポンプとを備えた液冷システムが示されている。
【０００３】
この特許文献１では、２つの循環ポンプが配管により直列に接続され、２つの循環ポンプと並列する位置にバイパス用のチューブを備え、故障等により１つの循環ポンプが停止した場合には、バイパス用のチューブに液体冷媒を送ることで液体冷媒の循環を行えるように構成されている。
【０００４】
また、この特許文献１では、２つの循環ポンプの回転を検出するセンサを備え、センサにより１つの循環ポンプが停止したことを判定した場合には、故障がない循環ポンプに対する電圧の上昇により回転速度を上昇させる制御を行うように構成されている。
【０００５】
特許文献２では、内燃機関とラジエータとの間の冷却水通路に対して、定格が異なる２つの電動ウォータポンプが並列に備えられ、これらの駆動を制御する電子制御ユニットを備えた冷却装置が示されている。
【０００６】
この特許文献２では、電子制御ユニットが、内燃機関の運転状態に応じた要求循環量に基づいて、最適となる一方の電動ウォータポンプを駆動する状態と、一方の駆動では対応できない場合に２つの電動ウォータポンプを同時に駆動する状態とに切り換えるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５‐２２８２３７号公報
【特許文献２】特開２００６‐３７８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
自動車の内燃機関を冷却するように、熱源としての内燃機関と、放熱器としてのラジエータとの間に冷媒としてのエンジンの冷却水を電動ポンプで循環させる冷却装置では、特許文献１や特許文献２にも記載されるように、ウォータポンプの駆動速度の調整により効率的な冷却が実現する。
【０００９】
電動モータで駆動されるウォータポンプの特性を考えると、冷却水を最も効率的に循環させる際の供給電力は決まった値になり、この効率的な駆動状態で循環させ得る冷媒の量も決まった値になる。
【００１０】
これに対して、特許文献２に記載されるように定格が異なる２つのウォータポンプを用いるものでは、供給する電力の調整により循環量の調整が可能となり、ウォータポンプを切り換えて用いることにより効率を高めることも可能となる。しかしながら、この特許文献２の構成では、２つのウォータポンプを選択して供給する電力を調整することになるため、必ずしもウォータポンプを良好な効率で利用していることにはならず、消費電力を考えると改善の余地があった。
【００１１】
本発明の目的は、複数の電動ポンプの制御により必要量の冷却水の循環を行う際の消費電力の抑制が可能な冷却システムを構成する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の特徴は、熱源と放熱器との間の冷媒流路に冷媒を循環させる複数の電動ポンプと、複数の前記電動ポンプを個別に制御するポンプ制御装置とを備え、複数の前記電動ポンプは、全てが冷媒の循環量を調整可能であり、前記ポンプ制御装置が、設定された目標循環量が０である場合には、全ての前記電動ポンプを停止状態に維持し、前記目標循環量が０よりも大きく、複数のうちの１つの電動ポンプの効率循環量より小さい場合には、前記１つの電動ポンプに対し前記目標循環量を得る電力を供給するとともに、複数の前記電動ポンプのうち前記１つの電動ポンプを除く他の電動ポンプは停止し、前記目標循環量が、前記１つの電動ポンプの効率循環量を超え、且つ、複数の前記電動ポンプの全ての効率循環量を積算した値を越えない場合には、前記１つの電動ポンプを最高効率で駆動すると共に、前記目標循環量から当該１つの電動ポンプの効率循環量を減じた残余分を循環させるように前記他の電動ポンプを駆動する点にある。
【００１３】
この構成によると、設定された目標循環量が複数の電動ポンプのうち１つの電動ポンプの効率循環量の積算値を超え、且つ、この電動ポンプを除いた他の電動ポンプの総効率循環量の総量を超えない場合には、１つの電動ポンプを最高効率で駆動することにより電力に無駄がなく、他の電動ポンプを駆動することになるが、この駆動に要する電力の無駄を低減できる。
これにより、例えば、単一の電動ポンプのみを駆動する構成や、定格が異なる電動ポンプを選択し、供給電力を調整して駆動する構成と比較して、電動ポンプで消費される電力を削減することができる。
【００１４】
本発明は、前記ポンプ制御装置が、設定された目標循環量が、複数の前記電動ポンプの全ての効率循環量を積算した値より大きい場合には、複数の前記電動ポンプの全てに対して、効率循環量を得る電力より大きい電力を供給して駆動しても良い。
【００１５】
これによると、例えば、熱源の温度が目標温度より高くなり、設定された目標循環量が大きい場合に、全ての電動ポンプを、効率駆動量を得る電力より大きい電力で駆動する。これにより、熱源の温度低下が促進され、目標循環量が低減する。この結果、再び、少なくとも１つの電動ポンプを最高効率で駆動する状態に復帰させて消費電力を低減することができる。
【００１６】
本発明は、前記ポンプ制御装置が、設定された目標循環量が、複数の前記電動ポンプの全ての効率循環量を積算した値より大きい場合には、複数の前記電動ポンプの少なくとも１つに対して、その電動ポンプの最高効率で駆動する電力を供給し、他の電動ポンプに対して、効率循環量を得る電力より大きい電力を供給して駆動しても良い。
【００１７】
これによると、複数の電動ポンプの少なくとも１つを最高効率で駆動することにより、他の電動ポンプが非効率な領域で駆動される場合でも、消費電力の抑制が可能となる。
【００１８】
本発明は、複数の前記電動ポンプとして、最高効率で駆動した際の消費電力と、効率循環量とが等しい２つの電動ポンプを用いても良い。
【００１９】
性能が等しい２つの電動ポンプを用いることで、制御が単純となりメンテナンスも容易となる。
【００２０】
本発明は、複数の前記電動ポンプとして、最高効率で駆動した際の消費電力と、効率循環量とが異なる２つの電動ポンプを用いても良い。
【００２１】
これによると、性能が異なる電動ポンプを用いることにより、例えば、目標循環量が０から増大する場合には、ポンプ制御装置が２つの電動ポンプのうち、最高効率で駆動した際の消費電力と、効率循環量とが小さい電動ポンプを先に駆動することにより、冷媒の循環量が少ない場合でも細やかなコントロールが可能となる。
本発明は、前記目標循環量が０から増大する場合には、前記ポンプ制御装置が前記２つの電動ポンプのうち、最高効率で駆動した際の消費電力と、効率循環量とが小さい電動ポンプを先に駆動しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】エンジンの冷却システムを示す図である。
【図２】モータ制御ユニットの構成を示すブロック回路図である。
【図３】ポンプ制御ルーチンのフローチャートである。
【図４】２つの電動ポンプの流量と効率とを表すグラフである。
【図５】２つの電動ポンプの出力と流量との関係を示すグラフである。
【図６】２つの電動ポンプに供給される電力を示すタイミングチャートである。
【図７】２つの電動ポンプの振動と位相差とを示すタイミングチャートである。
【図８】２つの電動ポンプの振動の関係を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔冷却システムの構成〕
図１に示すように、乗用車等の車両に備えられるエンジンＥのウォータジャケット１（熱源の一例）の冷却水（冷媒の一例）をラジエータ２（放熱器の一例）に送り、放熱の後にウォータジャケット１に戻す循環型の冷媒流路Ｒが構成されている。この冷媒流路Ｒに冷却水を循環させる第１電動ポンプＰ１と第２電動ポンプＰ２と備え、これらを個別に制御するポンプ制御装置１０と、各々の電動ポンプＰ（第１電動ポンプＰ１と第２電動ポンプＰ２との上位概念）に電力を供給するモータ制御ユニット１１とを備えてエンジンの冷却システムが構成されている。
【００２４】
エンジンＥは４サイクル型等の一般的な内燃機関であり、冷媒流路Ｒは、ウォータジャケット１から冷却水を送り出す供給管３と、ラジエータ２で放熱した冷却水をエンジンＥのウォータジャケット１に戻す還元管４とを備えている。供給管３には冷却水の温度を計測する温度センサＴＳを備えている。
【００２５】
ラジエータ２の上部にはラジエータキャップ２Ａが備えられ、この近傍にリザーバタンク５が備えられ、ラジエータキャップと一体形成されたプレッシャーバルブを介してリザーバタンク５との間で冷却水を給排する給排管６が備えられている。
【００２６】
２つの電動ポンプＰ（第１電動ポンプＰ１と第２電動ポンプＰ２との上位概念）は還元管４において冷媒流路Ｒの冷却水の循環方向（図１に矢印で示す方向）に沿って直列に配置されている。各々の電動ポンプＰは、三相ブラシレス直流モータで成るモータＭと、インペラＷとを有する遠心ポンプ型に構成されている。尚、モータＭとして同期型モータや誘導型モータを用いても良い。
【００２７】
電動ポンプＰは、インペラＷと、これらを収容するハウジングとの内部に間隙が形成され、２つの電動ポンプＰの一方が停止する状況においても他方を駆動することにより、還元管４での冷却水の循環が可能となる。また、２つの電動ポンプＰが同時に駆動された場合には供給管３の圧力上昇に伴い流量が増大する。
【００２８】
モータＭは、永久磁石で構成されるロータと、これを取り囲む位置に配置される界磁コイルとを備えて構成されている。このモータＭは、３相交流が供給されることにより回転する６極３相９スロット型に構成されている。
【００２９】
〔制御構成〕
このエンジンの冷却システムでは、第１電動ポンプＰ１と第２電動ポンプＰ２とに等しい性能のものが使用されている。具体的には、各々の電動ポンプＰが最高効率で駆動した際の消費電力と、効率循環量Ｑｅとが等しい性能のものが使用されている。
【００３０】
モータ制御ユニット１１は、ポンプ制御装置１０での制御により、電源１２からの電力から三相交流を作り出し、少なくとも何れか一方の電動ポンプＰのモータＭに供給することにより、電動ポンプＰの回転数（単位時間あたりの回転数）を設定するインバータとして機能する。
【００３１】
つまり、モータ制御ユニット１１は、図２に示すように、各々のモータＭに対応する一対の電力制御部１１Ａと、一対のＰＷＭ制御部１１Ｃと、一対の位相検知部１１Ｂとを備えると共に、各々のモータＭの回転位相を調整するための信号を電力制御部１１Ａに出力する単一の相対位相制御部１１Ｄを備えている。
【００３２】
電力制御部１１Ａは、直流の電源１２の電力から三相交流を作り出し、モータＭの界磁コイルに供給するために複数の電力制御素子を有している。ＰＷＭ制御部１１Ｃは、デューティ比の設定により電力制御部１１Ａから界磁コイルに供給する電力（電圧）を制御するため電力制御素子を有している。位相検知部１１Ｂは、三相交流の各相の誘起電圧を取得しゼロクロスのタイミングからロータの回転位相を取得するようにＡ／Ｄ変換素子やシャント抵抗等を有している。相対位相制御部１１Ｄは各々の電力制御部１１Ａにおける三相の電力の出力タイミングを設定する。
【００３３】
ポンプ制御装置１０は、温度センサＴＳの計測信号が入力し、モータ制御ユニット１１からの制御信号が入力すると共に、モータ制御ユニット１１に制御信号を出力する。また、ポンプ制御装置１０は、マイクロプロセッサやＤＳＰを用いることによりＥＣＵとして構成されるものであり、循環量設定部１０Ａと、駆動モード設定部１０Ｂと、位相制御部１０Ｃと、記憶部１０Ｄとを備えている。
【００３４】
循環量設定部１０Ａは、温度センサＴＳの計測信号に基づいて冷媒流路Ｒでの冷却水の目標循環量Ｑｄ（単位時間あたりの水量）を設定する。駆動モード設定部１０Ｂは、電動ポンプＰの駆動形態を設定する。位相制御部１０Ｃは２つの電動ポンプＰが同時に駆動される場合に、各々のモータＭの回転に起因する振動を抑制する。
【００３５】
記憶部１０Ｄは、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリで構成され、温度センサＴＳで計測される冷却水温に対応して目標循環量Ｑｄを設定するテーブル、あるいは、演算により目標循環量Ｑｄを設定する関数や係数等の情報を記憶している。このテーブルあるいは情報は、モータ制御ユニット１１に出力される目標電力信号と対応するものであり、例えば、テーブルから読み出した目標電力信号をモータ制御ユニット１１に出力することにより、モータ制御ユニット１１は、目標電力信号に対応する電力を電動ポンプＰのモータＭに供給し、目標循環量Ｑｄを得るように構成されている。
【００３６】
更に、記憶部１０Ｄは、電動ポンプＰを最高効率で駆動した際の効率循環量Ｑｅと、最高効率で駆動する際に必要とする供給電力値を記憶する。尚、循環量設定部１０Ａと、駆動モード設定部１０Ｂと、位相制御部１０Ｃとはソフトウエアで構成されるものであるが、これらをロジック等のハードウエアで構成しても良い。
【００３７】
このエンジン冷却システムでは、例えば、最高効率が異なる複数の電動ポンプＰを備えた場合には、各々のモータＭに対応して供給電力値に対する冷却水の循環量を表す複数のテーブルや、供給電力値と循環量との関係を示す複数の関数や、係数のように演算の元になる複数のデータ等が記憶部１０Ｄに記憶されることになる。これに加えて、記憶部１０Ｄは、各々の電動ポンプＰを最高効率で駆動した際の効率循環量Ｑｅと、最高効率で駆動する際に必要とするように複数の供給電力値が電動ポンプ毎に記憶される。
【００３８】
尚、このエンジン冷却システムでは、モータ制御ユニット１１のＰＷＭ制御部１１Ｃの制御により、電動ポンプＰのモータＭに印加する電圧を変更することにより供給電力を変更させて回転数（単位時間あたりの回転数）を制御する制御形態となる。
【００３９】
効率循環量Ｑｅは、予め計測された値である。尚、効率循環量Ｑｅを計測する場合には、電動ポンプＰのモータＭを駆動する供給電力を（印加電圧を）連続的に変更する状況で、その供給電力と冷却水の循環量とをサンプリングする計測を行い、複数のサンプリングタイミングでの供給電力値と循環量とを取得する。このように取得した供給電力値で循環量を除して得られる値のうち、最も大きい値が最高効率となる。従って、電動ポンプＰを最高効率で駆動した場合に、単位流量の冷却水を循環させるに必要な供給電力値も最も小さくなる。この現象を利用して省電力を実現するため最高効率における循環量を効率循環量Ｑｅに設定し、これに対応する供給電力値が記憶部１０Ｄに記憶されている。
【００４０】
〔制御形態〕
このポンプ制御装置１０の制御形態の概要をポンプ制御ルーチンとして図３のフローチャートに示している。この制御では、循環量設定部１０Ａが温度センサＴＳで計測される冷却水の水温に基づいて、冷媒流路Ｒに循環させる目標循環量Ｑｄを設定する（＃１ステップ）。
【００４１】
このステップでは、記憶部１０Ｄに記憶されたデータと、冷却水温とに基づき目標循環量Ｑｄが求められる。
【００４２】
次に、目標循環量Ｑｄと、効率循環量Ｑｅとが比較されることになるが（＃２ステップ）、目標循環量Ｑｄが「０」である場合には、駆動モード設定部１０Ｂが双方の電動ポンプＰを停止状態に維持する（＃３、＃４ステップ）。尚、このポンプ制御ルーチンでは、モータＭに対する電力供給を停止するようにモータ制御ユニット１１を制御して電動ポンプＰを停止させる。
【００４３】
また、＃２ステップでの比較により目標循環量Ｑｄが効率循環量Ｑｅより小さい場合には（等しい場合も含む）、一方の電動ポンプＰに対し目標循環量Ｑｄを得る電力を供給し、他方の電動ポンプＰは停止する（＃５、＃６ステップ）。尚、目標循環量Ｑｄが効率循環量Ｑｅと一致する場合には、一方の電動ポンプＰに対して効率循環量Ｑｅを得る電力が供給される。
【００４４】
前述したように、記憶部１０Ｄには電動ポンプＰに供給する供給電力値と、その供給電力値に対応する冷却水の循環量との関係を示すテーブルデータや、演算の元になるデータの何れかが記憶されている。従って、ポンプ制御装置１０では、データに基づき目標循環量Ｑｄから供給すべき電力が求められる。
【００４５】
このように＃５、＃６ステップでは、目標循環量Ｑｄに基づいて求められた電力を一方の電動ポンプＰに供給することにより、必要とする循環量を得る。
【００４６】
また、＃２ステップでの比較により目標循環量Ｑｄが効率循環量Ｑｅより大きく、効率循環量Ｑｅの２倍より小さい場合には（等しい場合も含む）、駆動モード設定部１０Ｂが一方の電動ポンプＰに対し、効率循環量Ｑｅを得る電力を供給し、他方の電動ポンプＰは残余分（Ｑｄ−Ｑｅ）の循環量を得る電力を供給する（＃７、＃８ステップ）。尚、残余分（Ｑｄ−Ｑｅ）の循環量が効率循環量Ｑｅと一致する場合には、他方の電動ポンプＰに対して効率循環量Ｑｅを得る電力が供給される。
【００４７】
この＃７、＃８ステップでは、双方の電動ポンプＰを駆動することなり、この駆動時には少なくとも一方の電動ポンプＰに対して効率循環量Ｑｅを得る電力を供給することになるため、効率的に電動ポンプＰを駆動して省電力を実現する。
【００４８】
特に、この実施形態のように２つの電動ポンプＰを用いる場合に、＃７ステップでは、設定された目標循環量Ｑｄが１つの電動ポンプＰの効率循環量を超え、且つ、１つの電動ポンプを除いた他の電動ポンプＰの総効率循環量を超えないことを判定している。この判定において、他の電動ポンプＰが１つであるため、総効率循環量が１つの電動ポンプＰの効率循環量Ｑｅと一致することになる。そして、＃８ステップでは、１つの電動ポンプＰを最高効率で駆動すると共に、目標循環量Ｑｄから当該１つの電動ポンプＰの効率循環量Ｑｅを減じた残余分を循環させるように他の電動ポンプＰを駆動することになる。
【００４９】
この実施形態では、２つの電動ポンプＰを用いた冷却システムにおける制御形態を説明しているが、例えば、３つ以上となるＮ個の電動ポンプＰを用いる場合には、目標循環量Ｑｄが１つの電動ポンプＰの効率循環量Ｑｅを超え、且つ、他の電動ポンプＰ（Ｎ−１個）の効率循環量Ｑｅの（Ｎ−１個）倍を超えない（（Ｎ−１個）の電動ポンプの総効率循環量〔（Ｎ−１）×Ｑｅ〕を超えない）場合にも＃７、＃８ステップと同様の制御が行われる。具体的には、少なくとも１つの電動ポンプＰに対して効率循環量Ｑｅを得る電力を供給し、残余分の循環量を残りの（Ｎ−１個）電動ポンプＰで循環させるように、これらの電動ポンプＰに対して電力が供給される。
【００５０】
電動ポンプＰの流量Ｑと効率との関係を図４のグラフのように示すことが可能であり、第１電動ポンプＰ１に供給する電力を増大した場合に、流量Ｑが効率循環量Ｑｅに達した時点で最高効率となる。同図には、第１電動ポンプＰ１で効率循環量Ｑｅを得るように駆動する状況において、第２電動ポンプＰ２の駆動を開始した場合に、第１電動ポンプＰ１と第２電動ポンプＰ２と併せた効率が低い状態から上昇することも示しており、冷媒流路Ｒに流れる冷却水の流量Ｑが、第１電動ポンプＰ１と第２電動ポンプＰ２との流量を併せた流量Ｑが、効率循環量Ｑｅの２倍に達した時点で最高の効率で冷却水を循環させることになることが理解できる。
【００５１】
尚、同図に示す「圧力」のグラフは、冷媒流路Ｒに圧力センサを備えて冷却水に作用する圧力であり、冷却水の流量が増大するほど圧力が低下することを示している。
【００５２】
図５のグラフには、第１電動ポンプＰ１と第２電動ポンプＰ２との出力と流量との関係を示している。このグラフから第１電動ポンプＰ１による流量Ｑが効率循環量Ｑｅに達した時点で、この第１電動ポンプＰ１の駆動状態を維持し第２電動ポンプＰ２の駆動を開始して必要とする流量を得ることが理解できる。
【００５３】
また、目標循環量Ｑｄが効率循環量Ｑｅの２倍より大きい場合には、駆動モード設定部１０Ｂが効率循環量Ｑｅの１／２の量の流量を双方の電動ポンプＰで循環させるように双方の電動ポンプＰに等しい電力を供給する（＃９ステップ）。このように供給される電力は、２つの電動ポンプＰで効率循環量を得るために供給される電力より大きい。
【００５４】
尚、＃９ステップにおいて、目標循環量Ｑｄが、効率循環量Ｑｅの２倍より僅かに多い場合には、一方の電動ポンプＰに対して効率循環量Ｑｅを得る電力を供給し、他方の電動ポンプＰに対して、残余分（Ｑｄ−２Ｑｅ）の循環量を得る電力を供給するように制御形態を設定しても良い。
【００５５】
更に、２つの電動ポンプＰが駆動される状況では、位相制御部１０Ｃが、２つのモータＭの位相差αを設定することにより振動を抑制する振動抑制制御が実行される（＃１０ステップ）。
【００５６】
この振動抑制制御（＃１０ステップ）では、２つの位相検知部１１Ｂから回転位相をポンプ制御装置１０の駆動モード設定部１０Ｂが取得して等速（等しい回転数）で回転させるようにＰＷＭ制御部１１Ｃに制御信号を出力する。更に、このように２つのモータＭが等速で回転する場合には、相対位相制御部１１Ｄが、電力制御部１１Ａを制御することにより２つのモータＭの位相差αを設定して振動が抑制される。
【００５７】
モータＭは、前述したように６極３相９スロット型であり、ステータにはＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の界磁コイルが備え、永久磁石で成るロータを備えている。図６に示すように、第１電動ポンプＰ１のモータＭのＵ相、Ｖ相、Ｗ相には、この順序で電気角で１２０度の位相差で印加される。このようにＵ相、Ｖ相、Ｗ相の三相のステータコイルに電流が流れることにより、このモータＭではロータと界磁コイルとの間に作用する吸引力と斥力とによりロータの回転が可能となる。
【００５８】
また、モータＭの駆動時には、主としてコギングトルクの作用により振動を発生させるため、２つのモータＭを同相で駆動した場合には、振動が重畳すること等により共振を招き結果としてエンジン冷却システムを振動させることもあった。
【００５９】
この種のモータＭでは、１回転で６回の相切換タイミングが発生し、相切換は図６のタイミングチャートに示されるように、相切換タイミング６０度に対応する周期Ｔで行われる。尚、モータＭが極３相９スロット型であるため、モータＭが１回転する際の相切換は１８回行われる。
【００６０】
このように相切換が行われるため、コギングトルクに起因する振動も周期Ｔと同期する。このような理由から周期Ｔの１／２だけ位相がずれたタイミング（３０度の位相差）で他方のモータＭの各相に電流を供給することにより振動を抑制している。
【００６１】
図６に示すタイミングチャートでは、半波（ユニポーラ）駆動方式において、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相における電流の供給タイミングを示しており、同図で上段に示す第１電動ポンプＰ１のモータＭに対する電流の供給タイミングと比較して、同図で下段に示す第２電動ポンプＰ２のモータＭに対する電流の供給タイミングを、周期Ｔの１／２となる位相差αだけシフトさせることにより、逆位相となる２つの振動を互い振動で相殺させ、振動の抑制を実現している。
【００６２】
つまり、図７に示すように、第１電動ポンプＰ１で発生する振動が周期Ｔで継続して発生する場合に、第２電動ポンプＰ２で発生する振動を位相差αに対応するタイミングだけずらすことにより、振動の重畳を抑制している。特に、第１電動ポンプＰ１のモータＭの駆動により発生する振動を図８に示すように実線に示した場合に、第２電動ポンプＰ２のモータＭの駆動により発生する振動を波線で示すように作り出し、各々の振動が相殺することにより振動を低減しているのである。
【００６３】
このような位相差αで２つのモータＭを駆動する場合には、相対位相制御部１１Ｄが各々の電力制御部１１Ａを制御することとなる。つまり、相対位相制御部１１Ｄは、一方のモータＭに対する電力を一時的に増大することや、一時的に低減することにより位相を進ませるあるいは、遅れさせることにより、位相差αを作り出し、この位相差αを維持するように制御を行うのである。
【００６４】
〔＃１０ステップの変形例〕
前述した実施形態では、位相差αを周期Ｔの１／２に設定しているが、電動ポンプＰの駆動時には、ロータとインペラＷとを含む回転系が回転することにより振動が発生することも多く、このように回転系の振動の特性や、２つのモータＭの位置関係や、モータＭの回転数、あるいは、インペラＷによって送られる冷却水の脈動や、冷却水同士の干渉等により、位相差αを一義的に決めることが困難である。
【００６５】
このような理由から、２つのモータＭを同時に等速（等しい回転数）で駆動した場合に振動を最も良好に抑制される位相差αを、モータＭの回転数に対応して予めＦＦＴアナライザ等により振動を計測し、この振動が最も小さくなる位相差αを求め、記憶部１０Ｄに対してテーブルデータとして記憶する。そして、２つのモータＭが同時に等速で駆動される場合には、回転数に基づいて記憶部１０Ｄに記憶した位相差αを読み出し、この位相差αで２つのモータＭを駆動するように制御を行っても良い。
【００６６】
このように、実測に基づいて位相差αを設定することにより、回転数や２つのモータＭの相対的な位置関係、あるいは、冷却水の脈動等を反映した状態で良好に振動の抑制が可能となる。
【００６７】
〔実施形態の効果〕
このように、２つの電動ポンプＰの少なくとも一方を最高効率で駆動して省電力を実現するだけではなく、複数の電動ポンプＰを備えているため、単一の電動ポンプＰを備えるものと比較して電動ポンプＰの故障時にも冷却水を循環させることが可能となりエンジンＥのオーバヒートを抑制できる。
【００６８】
また、性能が等しい２つの電動ポンプＰを用いることにより、例えば、異なる性能の電動ポンプＰを用いる構成と比較して、電動ポンプＰのメンテナンスが容易で交換のために複数種の電動ポンプＰを準備する必要もない。
【００６９】
更に、最高効率で駆動した際の消費電力と、効率循環量とが異なる２つの電動ポンプＰを用いることにより、例えば、目標循環量が０から増大する場合には、２つの電動ポンプＰのうち、最高効率で駆動した際の消費電力と、効率循環量とが小さい電動ポンプＰ（小容量側の電動ポンプＰ）を先に駆動することにより、冷媒の循環量が少ない場合でも細やかなコントロールが可能となる。
【００７０】
尚、性能が異なる２つの電動ポンプＰを用いるもので、目標循環量が０から増大する場合には、２つの電動ポンプＰのうち、大容量側の電動ポンプＰを先に駆動するように制御の順序を設定しても良い。このように順序を設定することにより小容量側の電動ポンプＰの使用頻度を低下させて故障の発生を抑制し、例えば、大容量側の電動ポンプＰが故障した場合に、小容量側の電動ポンプＰの作動によりエンジンＥのオーバヒートを抑制することも可能となる。
【００７１】
目標循環量Ｑｄが効率循環量Ｑｅを超えない場合には、１つの電動ポンプＰのみを駆動するため、例えば、大容量の１つ電動ポンプＰを駆動する場合と比較して電力の無駄を抑制する。また、複数の電動ポンプＰを駆動する場合に１つの電動ポンプＰを最高効率で駆動することにより、電力を無駄に消費することがなく、効率的な冷却水の循環を実現する。
【００７２】
２つの電動ポンプＰを同時に等しい数で駆動する場合に回転位相の位相差αを設定することにより振動を抑制して運転者が感ずる振動音を小さくして快適な運転環境を得る。また、振動を抑制する場合に、実測に基づいて位相差αを設定した場合には、振動の抑制が更に良好に行える。
【００７３】
〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い。
【００７４】
（ａ）複数の電動ポンプＰとして３つ以上の電動ポンプＰを冷媒流路Ｒに備える。また、複数の電動ポンプＰを備える場合に、これらを並列的に配置しても良い。このように、３つ以上の電動ポンプＰを備えた場合には、２つ以上の電動ポンプＰを最高効率で同時に駆動することが可能となり、消費電力の抑制が可能となる。
【００７５】
（ｂ）循環量設定部１０Ａで目標循環量Ｑｄが設定された場合に、２つの電動ポンプＰのうち先に駆動する電動ポンプＰを、エンジンＥの始動毎に切り換えるように制御形態を設定する。このように制御形態を設定することにより、双方の電動ポンプＰの積算駆動時間を略等しくし、故障状態に陥るまでの時間を長くし、メンテナンス時には同時の交換が可能となる。
【００７６】
（ｃ）例えば、３つ以上のＮ個の電動ポンプＰを備えたシステムで、目標循環量ＱｄがＮ個の電動ポンプＰの効率循環量Ｑｅを積算した値を超える場合に、（Ｎ−１）個の電動ポンプＰを効率循環量Ｑｅを得るように電力を供給し、残りの１つの電動ポンプＰで残余分〔Ｑｄ−（Ｎ−１）×Ｑｅ〕の冷媒を循環させるように駆動する。このように制御した場合には、１つの電動ポンプＰが効率循環量Ｑｅを超える状態で駆動されるが（Ｎ−１）個の電動ポンプＰで効率循環量Ｑｅを得るように駆動するため、電力の無駄を低減が可能となる。
【００７７】
（ｄ）電動ポンプＰの回転位相を検知可能な構成を利用して、供給電力に対する電動ポンプＰの回転数に基づき、故障を検知し、報知できるように構成する。これにより電動ポンプＰの交換時期を容易に把握できる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、熱源と放熱器との間の冷媒流路に冷媒を循環させるために複数の電動ポンプを備えた冷却システムに利用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１            熱源（ウォータジャケット）
２            放熱器（ラジエータ）
１０          ポンプ制御装置
Ｐ            電動ポンプ
Ｒ            冷媒流路
Ｑｄ          目標循環量
Ｑｅ          効率循環量
【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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