(57)【要約】【課題】自動車の冷却器のポンプに対し、キャビテーションが発生したか否かを判断する技術、及び冷却システムの冷却能力をできるだけ落とさずにキャビテ―ションを解消する技術を提供する。【解決手段】自動車は、車載のデバイスに冷媒を循環させるポンプと、ポンプの回転一次振動成分を検出する振動センサと、ポンプを制御するコントローラを備える。コントローラは、振動センサにより検出した回転一次振動の振幅が予め定められた振幅閾値を超えた場合にキャビテーションが発生したと判断する。また、コントローラは、回転一次振動の振幅が振幅閾値以下の場合は、冷媒の温度に応じてポンプの目標回転数を設定する通常制御を実行し、振動センサにより検出した回転一次振動の振幅が振幅閾値を超える場合は、通常制御を中断してポンプの目標回転数を予め定められた回転数に設定し、ポンプの状態が所定の条件となったときに、通常制御を再開する。【選択図】図２
2013151869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載のデバイスに冷媒を循環させるポンプと、
ポンプの回転一次振動成分を検出する振動センサと、
ポンプを制御するコントローラと、
を備えており、コントローラは、
振動センサにより検出した回転一次振動の振幅が予め定められた振幅閾値を超えた場合にキャビテーションが発生したと判断する、
ことを特徴とする自動車。
【請求項２】
コントローラは、振動センサにより検出した回転一次振動の振幅が振幅閾値以下の場合は、冷媒の温度に応じてポンプの目標回転数を設定する通常制御を実行し、振動センサにより検出した回転一次振動の振幅が振幅閾値を超える場合は、通常制御を中断してポンプの目標回転数を予め定められた回転数に設定し、ポンプの回転数と冷媒の温度と冷媒の流量が予め定められた夫々の変動範囲内となったときに通常制御を再開する、
ことを特徴とする請求項１に記載の自動車。
【請求項３】
車載のデバイスに冷媒を循環させるポンプと、
ポンプの回転一次振動成分を検出する振動センサと、
冷媒の温度に応じてポンプの目標回転数を設定する通常制御を実行するコントローラと、
を備えており、コントローラは、
車両状態に基づいてキャビテーションの発生を予測したときは通常制御を中断してポンプの目標回転数を予め定められた回転数に設定し、ポンプの回転一次振動の振幅が振幅閾値以下になったときに通常制御を再開する、
ことを特徴とする自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、自動車に搭載された冷却器のポンプを制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車には、モータを駆動源とする電気自動車、エンジンを駆動源とする所謂エンジン車、モータ及びエンジンを駆動源とするハイブリッド車といった、駆動源の異なる種々の自動車がある。いずれの種類の自動車も、動作中に発熱するデバイス（例えば、インバータ、モータ、エンジン）を搭載しており、それらデバイスの過熱を防ぐために冷却器が備えられている。多くの場合、冷却器は液冷式であり、冷媒を循環させるためのポンプを備えている。デバイスの温度が高い場合、冷却器のコントローラは冷媒の循環流量を増すためにポンプの回転数を上げることになるが、ポンプの回転数が高くなりすぎるとキャビテ―ションが発生する虞がある。本明細書でいう「キャビテ―ション」とは、ポンプの羽根車の高速回転により液中に気泡が発生することであり、一般に「エア噛み」と俗称される現象のことである。キャビテーションは、ポンプの効率低下、すなわち冷却器の効率低下を引き起こすため、キャビテーションの発生を抑制する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、ポンプの実回転数と目標回転数の偏差が所定の許容値以上である場合にキャビテ―ションが発生していると判断して、ポンプを間欠運転することでキャビテ―ションを解消する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８４９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、ポンプの実回転数と目標回転数の偏差が所定の許容値以上である場合にキャビテ―ションが発生していると判断する。本明細書は、一つには、特許文献１の技術とは異なる観点に基づきキャビテ―ションの発生を推定する技術を提供する。また、特許文献１の技術は、キャビテ―ションが発生した場合、ポンプの駆動と停止を繰り返すが、ポンプを停止してしまうと冷媒の循環が止まり、冷却能力が低下する。本明細書は、一つには、冷却能力をできるだけ落とさずにキャビテ―ションを解消する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ポンプなどの回転体には複数の振動モードが存在するが、キャビテ―ションが発生すると、一次振動が顕著に高まる。本明細書が開示する一つの技術は、その点に着眼し、ポンプの一次振動の振幅の変化に基づいてキャビテ―ションの発生を推定する。
【０００６】
本明細書が開示する技術の一態様は、次の構成を有する自動車に具現化することができる。その自動車は、車載のデバイスに冷媒を循環させるポンプと、ポンプの回転一次振動成分を検出する振動センサと、ポンプを制御するコントローラを備える。コントローラは、振動センサにより検出した回転一次振動の振幅が予め定められた振幅閾値を超える場合にキャビテーションが発生したと判断する。
【０００７】
ポンプの回転一次振動の周波数は、ポンプの物理的な特性で決まるから、実験やシミュレーションなどで予め特定することができる。そして、キャビテ―ションが発生していないときのポンプの回転一次振動の振幅の大きさと、キャビテ―ションが発生しているときのポンプの回転一次振動の振幅の大きさも実験やシミュレーションなどで予め特定することができる。従って上記の振幅閾値も実験やシミュレーションにより予め定められる。なお、ここで、「キャビテーションが発生したと判断する」とは、ポンプに弊害を及ぼし得る程度のキャビテーションが発生したと判断するという意味である。逆に言えば、ポンプに弊害を及ぼし得る程度のキャビテ―ションに相当する振幅が振幅閾値として選定される。仮にキャビテーションが発生していても、振動センサが検出する回転一次振動の振幅が振幅閾値以下であれば、そのような状況は「キャビテ―ションが発生していない」と表現し得ることに留意されたい。
【０００８】
振動センサは、振動を直接計測する加速度センサでもよいし、ポンプの振動に起因して発生する騒音（いわゆる振動騒音）を計測するマイクロホンであってもよい。より具体的には、コントローラは、加速度センサ又はマイクロホンのセンサデータを予め定められたポンプの回転一次振動の周波数を含む狭帯域のバンドパスフィルタに通し、フィルタリング後のセンサデータに基づいてキャビテ―ションの発生の有無を判定する。フィルタリング後のセンサデータがポンプの回転一次振動の振幅を表す。加速度センサ又はマイクロホンと上記のバンドパスフィルタを合わせたものが「ポンプの回転一次振動成分を検出する振動センサ」の一例に相当する。説明の便宜上、バンドパスフィルタを含めた加速度センサあるいはマイクロホンを「振動センサ」と称する。マイクロホンを振動センサとして用いる場合、そのマイクロホンは、ポンプの近くではなく、車両の搭乗スペースに設置されてもよい。振動騒音は、車体を通じて搭乗スペースにまで伝わるからである。
【０００９】
インバータやモータ、エンジンは、上記の「デバイス」の一例に相当する。以下では、ポンプが冷媒を送る対象をインバータやモータ、エンジンであるとして説明を続ける。インバータやモータ、エンジンの近傍又は内部には冷媒流路が設けられ、ポンプが冷媒流路に冷媒を循環させることにより、それらのデバイスを冷却する。インバータやモータ、エンジンから吸熱して温度が上昇した冷媒は、ラジエータにて外気と熱交換して温度を下げるサイクルを繰り返す。キャビテーションが発生すると、ポンプの回転一次振動が増大する。振動センサ（上記のバンドパスフィルタを含む）は、ポンプの回転一次振動に相当する周波数の加速度の振幅又は音波の振幅を計測する。音波の場合はその音量が振幅に相当する。コントローラは、振動センサが検出した回転一次振動の振幅が、予め定められた振幅閾値を上回るか否か判断し、上回る場合には、冷媒流路にキャビテーションが発生したと判断する。
【００１０】
上記のコントローラは、さらに、振動センサにより検出した回転一次振動の振幅が振幅閾値以下の場合は、冷媒の温度に応じてポンプの目標回転数を設定する通常制御を実行し、振動センサにより検出した回転一次振動の振幅が振幅閾値を超える場合は、通常制御を中断して、ポンプの目標回転数を冷媒の温度に関わらずに予め定められた回転数に設定し、ポンプの回転数と冷媒の温度と冷媒の流量が予め定められた夫々の変動範囲内となったときに通常制御を再開するように構成されていることも好適である。振動センサにより検出した回転一次振動の振幅が振幅閾値を超える場合、即ち、キャビテ―ションが発生していると判断した場合、コントローラは、ポンプを停止するのではなく、回転数を予め定められた回転数に設定する。ここで、「予め定められた回転数」は、上記した通常制御においてキャビテーションが発生していると判断される直前の冷媒の温度に対応する目標回転数よりも低い値である。また、変動範囲は、キャビテ―ションが発生していないときのポンプの回転数と冷媒の温度と流量の範囲である。以下、「予め定められた回転数」を、キャビテ―ション発生時目標回転数と称する。キャビテ―ション発生時目標回転数と変動範囲も、事前に実験やシミュレーションにより定められる。上記の処理は、キャビテ―ションが発生した場合であっても特許文献１の技術のようにポンプを間欠運転することなく、ポンプの目標回転数を下げ、キャビテ―ションが終息するまで待つ。上記の技術は、キャビテ―ションが発生した場合であっても、回転数を下げて連続的に運転することで冷媒の流れを止めず、冷却能力の低下を抑制しつつ、キャビテ―ションを解消する。
【００１１】
本明細書が開示する技術の別の一態様は、さらに次の構成を有する自動車に具現化することもできる。その自動車は、車載のデバイスに冷媒を循環させるポンプと、ポンプの回転一次振動成分を検出する振動センサと、冷媒の温度に応じてポンプの目標回転数を設定する通常制御を実行するコントローラを備える。コントローラは、車両状態に基づいてキャビテーションの発生を予測したときには通常制御を止めてポンプの目標回転数を予め定められた回転数に設定する。コントローラは、その後、ポンプの回転一次振動の振幅が前述した振幅閾値以下になったときに、前述した通常制御を再開する。
【００１２】
キャビテーションが発生すると、前述のように、ポンプの効率低下を引き起こす。そのため、現時点ではキャビテーションが発生していなくても、いずれキャビテーションが発生し得る蓋然性が高い場合は前もってキャビテーションの発生に対処することも考えられる。キャビテーションが発生する蓋然性が高い状況は、車両状態に基づいて判断される。具体的には、自動車の傾斜角度、横方向の加速度、ブレーキ時の加速度、又は発進時の加速度のいずれかが予め定められた閾値を上回る、あるいは下回る場合に、キャビテーションが間もなく発生する可能性が高いか、車両状態によっては既にキャビテーションが発生していることもありうる。ところで、コントローラは通常、冷媒の温度に応じてポンプの目標回転数を設定し、ポンプが目標回転数で回転するように制御する。この制御を「通常制御」と称する。前述した車両状態によってキャビテーションの発生が予測された場合は、コントローラは前述の通常制御を止めて、冷媒の温度に関わらず、ポンプの目標回転数を予め定められた回転数に設定する。以下、「予め定められた回転数」を、キャビテ―ション発生予測時目標回転数と称する。その後、振動センサが検出する回転一次振動の振幅が振幅閾値を下回った場合に、コントローラは、ポンプの通常制御を再開する。ポンプの目標回転数を予め下げることによって、キャビテーションの発生を抑制できる。また、仮にキャビテ―ションが発生したとしても速やかに解消することができる。上記の構成も、キャビテ―ションが発生する蓋然性が高い場合であってもポンプを止めることなく回転数を下げて連続的に運転することで冷媒の流れを止めず、冷却能力の低下を抑制しつつ、キャビテーションの発生を防止する、あるいはキャビテ―ションを解消する。なお、ポンプの目標回転数を下げた後、キャビテ―ションが発生しなければ、速やかに通常制御に戻ることになる。
【００１３】
キャビテ―ションが発生すると、負荷が軽くなってポンプは設定した目標回転数よりも高い回転数で回転することになる。その場合、ポンプの軸摩耗が進み、軸の耐久性が低下する虞がある。本明細書が開示する技術は、キャビテ―ションを抑制する、あるいはキャビテ―ションを速やかに解消することによって、軸の耐久性の低下を抑制する。
【００１４】
なお、前述の「冷媒の温度」は、冷媒流路に取り付けた温度センサによって直接に計測することのほか、インバータの温度（厳密にはインバータに含まれるＩＧＢＴ素子の温度）を「冷媒の温度」として扱ってもよい。あるいは、インバータの温度とモータの温度との間に一定の関係があることが判明している場合には、モータの温度を冷媒の温度の代用値に用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例の自動車の冷却システムのブロック図である。
【図２】第１実施例の冷却システムの制御のフローチャート図である。
【図３】ポンプの目標回転数の一例を示す。
【図４】第２実施例の冷却システムの制御のフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施例）
図１に、自動車１００の冷却システムのブロック図を示す。本実施例の自動車１００は、車輪駆動用のモータを一つ備える１モータの電気自動車である。自動車１００の冷却システムは、モータ６と、モータ６に交流電力を供給するインバータ３を冷却する。冷却システムは、モータ６とインバータ３とラジエータ２とリザーブタンク５の間で冷媒を循環させる冷媒流路４を備えており、その冷媒流路４には、冷媒を送り出すポンプ１０が取り付けられている。インバータ３とモータ６を冷却し、温度が上昇した冷媒は、ラジエータ２にて外気と熱交換されることで冷やされ、ポンプ１０により送り出され、再びモータ６、インバータ３へと循環する。ラジエータ２にはラジエータファン（不図示）が取り付けられており、ラジエータ２に外気を供給することで、冷媒の冷却効率を高める。
【００１７】
ポンプ１０には、ポンプ１０の回転一次振動成分を検出する振動センサ９が取り付けられている。本実施例では、振動センサ９として、加速度センサとバンドパスフィルタから成るセンサを用いる。ポンプ１０にキャビテーションが発生すると、特定の周波数を持つ振動一次モードの振幅が大きくなる。実験やシミュレーションにより求められたその振動が、「回転一次振動」の一例に相当する。回転一次振動の振幅データの検出方法としては、まず、加速度センサがポンプ１０の振動加速度を計測する。次に、回転一次振動成分に相当する周波数を含む狭帯域のバンドパスフィルタによって振動加速度データをフィルタリングする。そうすることで、回転一次振動の周波数の振動加速度データ、即ち、回転一次振動の振幅データを抽出できる。振動センサ９が検出する回転一次振動の振幅データはコントローラ１２に送られる。なお、バンドパスフィルタはコントローラ１２内部にソフトウエアで実装されてもよい。
【００１８】
ポンプ１０には、他に、ポンプ１０の回転数を計測する回転数センサ１１が取り付けられている。回転数センサ１１が計測するポンプ１０の回転数データもコントローラ１２に送られる。ポンプ１０の近傍には冷媒の温度を計測する温度センサ８が取り付けられている。温度センサ８が計測する冷媒の温度データもコントローラ１２に送られる。ポンプ１０の近傍には、さらに、冷媒の流量を計測する流量センサ１４が取り付けられている。流量センサ１４は冷媒流路４を通過する冷媒の流量を計測する。流量データもコントローラ１２に送られる。
【００１９】
本実施例では、コントローラ１２は、キャビテーションが発生していないときは、冷媒の温度によってポンプ１０の目標回転数を決定する制御、即ち、通常制御を実行する。本実施例では、通常制御とは、目標回転数を、次の４段階、即ち、Ｎｔ３、Ｎｔ２、Ｎｔ１、及び、ゼロのいずれかに設定する運転モードを意味する（Ｎｔ３＞Ｎｔ２＞Ｎｔ１＞ゼロ）。詳細は後述する。なお、図１には、傾斜センサ１５、横方向加速度センサ１６、前後方向加速度センサ１８、及びペダルセンサ２０が示してあるが、それらは第２実施例にて用いるセンサであり、第１実施例では説明せず、第２実施例にて説明する。
【００２０】
図２を参照して、第１実施例においてコントローラ１２が実行する冷却システム制御処理について説明する。コントローラ１２は、振動センサ９が検出する回転一次振動の振幅Ａｍｐ１が、前述した方法によって予め定められた振幅閾値Ａｍｐｔｈを超えるか否か判断する（Ｓ２）。回転一次振動の振幅Ａｍｐ１が、振幅閾値Ａｍｐｔｈを超えない場合は（Ｓ２：ＮＯ）、コントローラ１２は、ポンプ１０を通常制御で作動する。即ち、コントローラ１２は温度センサ８から冷媒の温度Ｔを取得し（Ｓ１４）、冷媒の温度Ｔに基づいて、ポンプの目標回転数Ｎｔを決定する（Ｓ１６）。そして、コントローラ１２は、ポンプ１０の回転数Ｎが、目標回転数Ｎｔになるようにポンプ１０を制御する（Ｓ１８）。ここで、図３を参照して、ポンプ１０の目標回転数Ｎｔの一例を示す。コントローラ１２は、冷媒の温度Ｔが１０［℃］以下の場合は、ポンプ１０を停止する（即ちＮｔ＝０）。冷媒の温度Ｔが１０［℃］より大きく、３０［℃］以下の場合は、ポンプ１０の目標回転数をＮｔ＝Ｎｔ１に設定する。冷媒の温度Ｔが３０［℃］より大きく、６０［℃］以下の場合は、目標回転数をＮｔ＝Ｎｔ２に設定する。冷媒の温度Ｔが６０［℃］を超えている場合は、目標回転数をＮｔ＝Ｎｔ３に設定する。ここで、目標回転数の大小関係は、停止＜Ｎｔ１＜Ｎｔ２＜Ｎｔ３である。例えば、Ｓ１４で温度センサ８から取得した冷媒の温度Ｔが５０［℃］であれば、コントローラ１２はＳ１６でポンプ１０の目標回転数ＮｔをＮｔ２に設定する。そして、Ｓ１８で、ポンプ１０の回転数Ｎが目標回転数Ｎｔ＝Ｎｔ２になるようにポンプ１０を制御する。
【００２１】
一方において、回転一次振動の振幅Ａｍｐ１が、振幅閾値Ａｍｐｔｈを超える場合は（Ｓ２：ＹＥＳ）、コントローラ１２は、ポンプ１０にキャビテーションが発生したと判断して、ポンプ１０の目標回転数Ｎｔを、キャビテーション発生時目標回転数ＮｔＬに設定する（Ｓ４）。なお、キャビテーション発生時目標回転数ＮｔＬ＜Ｎｔ１である。即ち、回転一次振動の振幅Ａｍｐ１が振幅閾値Ａｍｐｔｈを超える場合（コントローラ１２が、ポンプ１０にキャビテーションが発生したと判断する場合）は、コントローラ１２は、通常制御を中断する。そして、冷媒の温度Ｔに関わらず、ポンプ１０の目標回転数Ｎｔを、通常制御におけるいずれの目標回転数（停止時を除く）よりも小さい値に設定する。
【００２２】
次に、コントローラ１２は、所定時間が経過したかどうか判断し（Ｓ６）、経過していない場合は（Ｓ６：ＮＯ）、Ｓ６に戻る。経過した場合は（Ｓ６：ＹＥＳ）、コントローラ１２は、回転数センサ１１からポンプ１０の回転数Ｎを取得し、回転数Ｎが、回転数の変動範囲にあるか否か判断する（Ｓ８）。ここで、Ｓ４の処理により、ポンプ１０の目標回転数Ｎｔは、通常制御におけるいずれの回転数（但し、停止時を除く）よりも小さい回転数であるキャビテーション発生時目標回転数ＮｔＬに設定されている。従って、「回転数の変動範囲」とは、ポンプの目標回転数Ｎｔをキャビテーション発生時目標回転数ＮｔＬに設定した場合であって、キャビテ―ションが発生していないときの実際の回転数の変動範囲を意味する。この変動範囲もシミュレーションなどにより事前に定められている。ポンプ１０の回転数Ｎが下限値Ｎａ以上で上限値Ｎｂ以下である場合は（Ｓ８：ＹＥＳ）Ｓ１０に進み、回転数Ｎが下限値Ｎａ未満、又は上限値Ｎｂより大きい場合は（Ｓ８：ＮＯ）、Ｓ８に戻る。回転数Ｎが変動範囲内の場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、コントローラ１２は、温度センサ８から冷媒の温度Ｔを取得し、冷媒の温度Ｔが、冷媒の温度の変動範囲にあるか否か判断する（Ｓ１０）。冷媒の温度Ｔが、冷媒の温度の下限値Ｔａ以上で上限値Ｔｂ以下である場合は（Ｓ１０：ＹＥＳ）Ｓ１２に進み、冷媒の温度Ｔが、下限値Ｔａ未満、又は上限値Ｔｂより大きい場合は（Ｓ１０：ＮＯ）、Ｓ１０に戻る。さらに、コントローラ１２は、流量センサ１４から冷媒の流量Ｆを取得し、流量Ｆが、流量の変動範囲にあるか否か判断する（Ｓ１２）。流量Ｆが、流量の下限値Ｆａ以上で上限値Ｆｂ以下である場合は（Ｓ１２：ＹＥＳ）Ｓ１４に進み、流量Ｆが、下限値Ｆａ未満、又は上限値Ｆｂより大きい場合は（Ｓ１２：ＮＯ）、Ｓ１２に戻る。即ち、回転数Ｎ、冷媒の温度Ｔ、冷媒の流量Ｆがそれぞれの変動範囲内になった場合は（Ｓ８：ＹＥＳ、Ｓ１０：ＹＥＳ、Ｓ１２：ＹＥＳ）、コントローラ１２は、ポンプ１０を通常制御で作動する（Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１８）。Ｓ１４からＳ１８の通常制御は、前述した通りであるため、説明を省略する。
【００２３】
上記の処理の利点を説明する。前述のように、キャビテーションが発生すると、回転一次振動が増大する。従って、振動センサ９を用いて振動加速度の振幅を計測することにより、キャビテーションが発生したか否かを判断することができる。また、振動センサ９が検出した回転一次振動の振幅Ａｍｐ１が振幅閾値Ａｍｐｔｈを超える場合、即ち、キャビテーションが発生したと判断される場合には、ポンプ１０の目標回転数Ｎｔをキャビテーション発生時目標回転数ＮｔＬに下げることにより、キャビテーションを解消する。即ち、キャビテーションが発生してもポンプ１０を停止せずに連続運転するので、キャビテーションが発生した場合にポンプ１０を一時的に停止する場合と比較して、キャビテーションが発生している間もポンプ１０の冷却機能を維持できる。インバータやモータ、エンジンなどの発熱デバイスの温度上昇を抑制し、適切に冷却できる。
【００２４】
キャビテ―ションが発生すると、ポンプの回転数だけでなく、冷媒の温度や冷媒流量も変化する。即ちキャビテ―ションが発生すると、冷媒の温度や冷媒流量も、キャビテ―ションが発生していないときの変動幅から外れる。従って、キャビテ―ションの解消は、冷媒の温度や冷媒流量によっても推定される。本実施例では、ポンプ１０の回転数Ｎ、冷媒の温度Ｔ、及び冷媒の流量Ｆがそれぞれの変動範囲になったときを、ポンプ１０の通常制御を再開する基準に設定することにより、キャビテーションが確実に解消されたときにポンプ１０の通常制御を再開することが可能になる。ここで、「キャビテーションが確実に解消されたとき」とは、ポンプ１０に影響を及ぼし得る程度のキャビテーションが解消されたことを意味する。ポンプ１０に影響を及ぼさない程度のキャビテーションが存在していても、ポンプ１０の回転数Ｎ、冷媒の温度Ｔ、及び冷媒の流量Ｆが変動範囲内であれば通常制御を再開してもよいことに留意されたい。
【００２５】
さらに、上記の処理によると、キャビテーションが発生したと判断される場合には、ポンプ１０の目標回転数Ｎｔを、通常制御時の目標回転数（ただし停止時を除く）よりも低いキャビテーション発生時目標回転数ＮｔＬに下げて迅速にキャビテーションを除去する。従って、ポンプ１０の軸摩耗を防止し、軸の耐久性の低下を抑制できる。
【００２６】
（第２実施例）
次に、第２実施例について説明する。本実施例においても、図１の冷却システムを用いる。構成は第１実施例で説明した通りであるため、重複部分の説明は省略し、異なる点について説明する。図１に示したように、自動車１００は、傾斜センサ１５、横方向加速度センサ１６、前後方向加速度センサ１８、及び、ペダルセンサ２０を備える。傾斜センサ１５は、車両の傾斜角度を計測する。水平方向を基準とし、車体が水平方向となす角度を車両傾斜角度θとおく。車体が昇り勾配に位置するときの車両傾斜角度θを正、下り勾配に位置するときの車両傾斜角度θを負とする。傾斜センサ１５が計測した車両傾斜角度θは、コントローラ１２に送られる。横方向加速度センサ１６は、車両の横方向に加わる加速度を計測する。横方向の加速度は、車両が旋回する際に発生する。以下、横方向に加わる加速度を横方向加速度Ａｃｃ１と称する。横方向加速度Ａｃｃ１は、加速時を正、減速時を負とする。横方向加速度センサ１６が計測した横方向加速度Ａｃｃ１も、コントローラ１２に送られる。前後方向加速度センサ１８は、車両の前後方向に加わる加速度を計測する。車両は、ドライバがアクセルぺダルを踏めば加速し、ブレーキペダルを踏めば減速する。車両の加速度を、前後方向加速度Ａｃｃ２と称する。ペダルセンサ２０は、アクセルペダルが踏まれたこと、及び、ブレーキぺダルが踏まれたことを示す信号を出力する。前後方向加速度センサ１８及びペダルセンサ２０の出力もコントローラ１２に送られる。
【００２７】
図４を参照して、第２実施例においてコントローラ１２が実行する冷却システム制御処理について説明する。コントローラ１２は、傾斜センサ１５から取得した車両傾斜角度θの絶対値が、予め定められた車両傾斜角度閾値θｔｈを超えるか否かを判断する（Ｓ２２）。車両傾斜角度閾値θｔｈは例えば２２度であるが、この値に限られない。車両傾斜角度θの絶対値が、車両傾斜角度閾値θｔｈを超える場合は（Ｓ２２：ＹＥＳ）、コントローラ１２は、ポンプ１０にキャビテーションが発生する見込みがあると判断してＳ２８に進む。他方、車両傾斜角度θの絶対値が車両傾斜角度閾値θｔｈ以下の場合は（Ｓ２２：ＮＯ）Ｓ２４の処理に移る。なお、Ｓ２８以降の処理については後述する。Ｓ２４では、コントローラ１２は、横方向加速度センサ１６から取得した横方向加速度Ａｃｃ１の絶対値が、予め定められた横方向加速度閾値Ａｃｃ１ｔｈを超えるか否かを判断する。横方向加速度閾値Ａｃｃ１ｔｈは例えば０．６［Ｇ］であるが、この値に限られない。横方向加速度Ａｃｃ１の絶対値が、横方向加速度閾値Ａｃｃ１ｔｈを超える場合は（Ｓ２４：ＹＥＳ）、コントローラ１２は、ポンプ１０にキャビテーションが発生する見込みがあると判断してＳ２８に進む。他方、横方向加速度Ａｃｃ１の絶対値が横方向加速度閾値Ａｃｃ１ｔｈ以下の場合は（Ｓ２４：ＮＯ）、Ｓ２６の処理に移る。
【００２８】
Ｓ２６では、コントローラ１２は、ペダルセンサ２０から取得するペダルの種類がブレーキペダルであるか否かを判断するとともに、前後方向加速度センサ１８から取得する加速度がブレーキ時加速度閾値ＡｃｃＢｔｈ以下であるのか否か判断する（Ｓ２６）。具体的には、ペダルセンサ２０から取得するペダルの種類がブレーキペダルであり、且つ、前後方向加速度センサから取得する加速度がブレーキ時加速度閾値ＡｃｃＢｔｈ以下の場合は（Ｓ２６：ＹＥＳ）、コントローラ１２は、ポンプ１０にキャビテーションが発生する見込みがあると判断して、Ｓ２８に進み、そうでない場合は、Ｓ２７に進む。ここで、ブレーキ時加速度閾値ＡｃｃＢｔｈは例えば−０．５［Ｇ］であるが、この値に限られない。ステップＳ２６でＮＯと判断される場合は、コントローラ１２は、ペダルセンサ２０から取得するペダルの種類がアクセルペダルであるか否かを判断するとともに、前後方向加速度センサ１８から取得する加速度が発進時加速度閾値ＡｃｃＡｔｈ以上であるのか否か判断する（Ｓ２７）。具体的には、ペダルセンサ２０から取得するペダルの種類がアクセルペダルであり、且つ、前後方向加速度センサ１８から取得する加速度が発進時加速度閾値ＡｃｃＡｔｈ以上の場合は（Ｓ２７：ＹＥＳ）、コントローラ１２は、ポンプ１０にキャビテーションが発生する見込みがあると判断して、Ｓ２８に進み、そうでない場合は、Ｓ３４に進む。ここで、発進時加速度閾値ＡｃｃＡｔｈは例えば０．５［Ｇ］であるが、この値に限られない。
【００２９】
コントローラ１２がステップＳ２７でＮＯと判断する場合、即ち、ポンプ１０にキャビテーションが発生する可能性は低いと判断する場合は、コントローラ１２は、ポンプ１０を通常制御で作動する。具体的には、コントローラ１２は、温度センサ８から冷媒の温度Ｔを取得する（Ｓ３４）。次に、冷媒の温度Ｔに基づいてポンプ１０の目標回転数Ｎｔを決定する（Ｓ３６）。そして、ポンプ１０が目標回転数Ｎｔで回転するようにポンプ１０を制御する（Ｓ３８）。本実施例でも、冷媒の温度Ｔに基づく目標回転数Ｎｔは、図３の表に従うため、ポンプ１０の通常制御の説明は省略する。
【００３０】
上記のステップＳ２２、２４、２６、２７のいずれかで、コントローラ１２がＹＥＳと判断する場合は、コントローラ１２が、ポンプ１０にキャビテーションが発生すると予測して、ポンプ１０の目標回転数Ｎｔを、キャビテーション発生予測時目標回転数ＮｔＬに設定する（Ｓ２８）。この処理を、図３を用いて具体的に説明する。図３の目標回転数ＮｔＬは、キャビテーション発生予測時目標回転数の一例に相当する。本実施例におけるキャビテ―ション発生予測時目標回転数ＮｔＬは、第１実施例におけるキャビテ―ション発生時目標回転数と同じである。第１実施例で説明したように、目標回転数ＮｔＬは、ポンプ停止時を除き、通常制御時のいずれの目標回転数よりも低い。即ち、コントローラ１２は、前述の車両状態に基づいてポンプ１０にキャビテーションが発生すると予測する場合は、通常制御を中断する。そして、冷媒の温度Ｔに関わらず、ポンプ１０の目標回転数Ｎｔを、通常制御における停止モードを除くいずれのモードの目標回転数Ｎｔよりも小さい値ＮｔＬに設定する。なお、本実施例におけるキャビテ―ション発生予測時目標回転数は、第１実施例におけるキャビテ―ション発生時目標回転数と同じであるが、異なる値であってもよい。
【００３１】
続いて、コントローラ１２は、所定時間が経過したか否かを判断する（Ｓ３０）。所定時間が経過していない場合は（Ｓ３０：ＮＯ）、Ｓ３０に戻る。所定時間が経過した場合は（Ｓ３０：ＹＥＳ）、コントローラ１２は、振動センサ９から取得した回転一次振動の振幅Ａｍｐ１が、振幅閾値Ａｍｐｔｈ以下であるか否か判断する（Ｓ３２）。回転一次振動の振幅Ａｍｐ１が、振幅閾値Ａｍｐｔｈより大きければ（Ｓ３２：ＹＥＳ）、Ｓ３２に戻る。一方において、回転一次振動の振幅Ａｍｐ１が、振幅閾値Ａｍｐｔｈ以下であれば（Ｓ３２：ＮＯ）、コントローラ１２は、キャビテーションの発生を未然に防いだ、あるいはキャビテーションが解消されたと判断して、ポンプ１０を通常制御で作動する（Ｓ３４、Ｓ３６、Ｓ３８）。Ｓ３４〜Ｓ３８の通常制御は前述の通りであるため、説明は省略する。
【００３２】
上記の処理の利点を説明する。キャビテーションは、車両の状態に基づいてその発生を予測する。キャビテーションの発生が見込まれる条件は、実験やシミュレーションによって予め特定することができる。本実施例では、ステップＳ２２からＳ２７の４つの条件のいずれかに基づいて、ポンプ１０にキャビテーションが発生する蓋然性が高いか否か判断する。ポンプ１０にキャビテーションが発生する蓋然性が高い場合は、ポンプ１０の通常制御を中断し、ポンプ１０の回転数Ｎを、通常制御における停止時を除くいずれの目標回転数Ｎｔよりも小さい回転数であるキャビテーション発生予測時目標回転数ＮｔＬに下げる。即ち、キャビテーションの発生が見込まれる状況において、ポンプ１０を停止せずに連続運転するので、ポンプ１０を停止する場合と比較して、ポンプ１０の冷却機能を維持できる。インバータやモータ、エンジンなどの発熱デバイスの温度上昇を抑制し、適切に冷却できる。
【００３３】
また、このように、キャビテーションは発生していないものの発生する蓋然性が高い段階で、予めキャビテーションが発生しにくい状況にポンプ１０を制御することにより、通常制御を中断しなければいずれ起こったであろうキャビテーションの発生を未然に防ぐことができる。また、車両状態によっては、キャビテーションの発生が予測されてから、ポンプ１０の回転数Ｎをキャビテーション発生予測時目標回転数ＮｔＬに下げる制御を実行するまでの間に、キャビテーションが発生することも考えられる。いずれの場合においても、キャビテーションが発生したと判断してからポンプ１０の回転数を下げる処理と比較して、ポンプ１０の効率低下をさらに抑制し、ポンプ１０の耐久性をより向上させることができる。
【００３４】
実施例の技術に関する留意点を述べる。図２及び図４において、不等号（「＞」又は「＜」）は、等号を含むもの（「≧」や「≦」）であってもよい。また、「上回る」、「超える」といった表現は「以上」であってもよく、「下回る」といった表現は「以下」であってもよい。逆も然りである。上記の説明では値を比較することが重要であり、等号を含むか否かは重要ではない点に留意されたい。
【００３５】
第１実施例の技術では、キャビテーションが発生したと判断される場合は、ポンプ１０の通常制御を中断して、ポンプ１０の目標回転数Ｎｔをキャビテーション発生時目標回転数ＮｔＬに設定する。また、第２実施例の技術では、キャビテーションの発生が予測される場合は、ポンプ１０の通常制御を中断して、ポンプ１０の目標回転数Ｎｔをキャビテーション発生予測時目標回転数ＮｔＬに設定する。いずれの実施例においても、キャビテーション発生時目標回転数又はキャビテーション発生予測時目標回転数を、一律にＮｔＬに設定するのではなく、そのときのポンプ１０の目標回転数Ｎｔに応じて変更してもよい。例えば、第１実施例において、キャビテーションが発生したと判断される場合は、通常制御を中断して、通常制御のポンプ１０のモードよりも１段階分低い目標回転数に変更する構成であってもよい。具体的には、通常制御においてポンプ１０の目標回転数ＮｔがＮｔ２に設定されている場合にキャビテーションが発生したと判断される場合は、コントローラ１２は、ポンプ１０の目標回転数ＮｔをＮｔ２よりも低いＮｔ１に設定してもよい。なお、この構成では、通常制御においてポンプ１０の目標回転数ＮｔがＮｔ１の場合、キャビテーション発生時には目標回転数をＮｔ１よりも低い回転数に設定する。
【００３６】
冷媒の温度Ｔは、インバータ３の温度（厳密にはＩＧＢＴ素子の温度）またはモータ６の温度であってもよい。振動センサ９は、マイクロホンとバンドパスフィルタから成るセンサであってもよい。マイクロホンを振動センサ９として用いる場合、そのマイクロホンは、ポンプの近くではなく、車両の搭乗スペースに設置されてもよい。
【００３７】
第２実施例では、ステップＳ２７の代わりに、アクセル開度１００％で発進する場合の車両の速度が、予め定められた車両速度閾値に達したか否かを判断する処理であってもよい。具体的には、コントローラ１２は、車両がアクセル開度１００％で発進するか否かを判断する手段を備え、車両がアクセル開度１００％で発進する場合に、コントローラ１２が図示しない車速センサから取得する車両の速度が例えば３０［ｋｍ／時］を超えるときは、キャビテーションが発生する蓋然性が高いと判断する構成であってもよい。なお、車両の速度はこの値に限られない。
【００３８】
車両傾斜角度θは、θが正の値のとき（即ち、上り勾配の傾斜角度）と負の値のとき（即ち、下り勾配の傾斜角度）で、異なる閾値を有してもよい。横方向加速度Ａｃｃ１も、正の値のとき（加速時）と負の値のとき（減速時）で異なる閾値を有していてもよい。
【００３９】
第２実施例ではステップＳ２６とＳ２７は、車両が前へ向かって発している場合を想定した。車両がバックしている場合に対応した同様の分岐判断処理を実装してもよい。
【００４０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４１】
２：ラジエータ
３：インバータ
４：冷媒流路
５：リザーブタンク
６：モータ
８：温度センサ
９：振動センサ
１０：ポンプ
１１：回転数センサ
１２：コントローラ
１４：流量センサ
１５：傾斜センサ
１６：横方向加速度センサ
１８：前方向加速度センサ
２０：ペダルセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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