(57)【要約】【課題】  内燃機関の発熱量の変化に対し冷却ポンプの流量変化を適切に制御して、内燃機関の温度を適切な範囲に制御すること。【解決手段】  内燃機関１０２に冷却水を循環させる冷却ポンプ１０４の流量を制御する冷却ポンプ制御装置１００は、前記内燃機関の現在の発熱量に応じた目標流量を取得し、当該目標流量となるように前記冷却ポンプの流量を制御するコントローラ２０２を備え、前記コントローラは、前記内燃機関の発熱量の減少変化に伴って前記冷却ポンプの流量を減少させるときは、当該発熱量の変化前の発熱量が大きいほど、前記流量を小さな平均減少速度で減少させる、よう構成されている。【選択図】図２
2017166406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に冷却水を循環させる冷却ポンプの流量を制御する冷却ポンプ制御装置であって、
前記内燃機関の現在の発熱量に応じた目標流量を決定し、当該目標流量となるように前記冷却ポンプの流量を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、前記内燃機関の発熱量の減少変化に伴って前記冷却ポンプの流量を減少させるときは、当該発熱量の変化前の発熱量が大きいほど、前記流量を小さな平均減少速度で減少させる、よう構成されている、
冷却ポンプ制御装置。
【請求項２】
前記コントローラは、前記内燃機関の発熱量の減少変化に伴って前記冷却ポンプの流量を減少させるときは、更に、当該発熱量の変化前の冷却水の温度が高いほど、前記流量を小さな平均減少速度で減少させる、よう構成されている、
請求項１に記載の冷却ポンプ制御装置。
【請求項３】
前記コントローラは、前記内燃機関の発熱量の減少に伴って前記冷却ポンプの流量を減少させる際に、当該発熱量の変化量が予め定めた所定の量を超えるときは、前記流量を予め定めた所定の平均減少速度で減少させる、
請求項１又は２に記載の冷却ポンプ制御装置。
【請求項４】
前記コントローラは、
指数関数で表現される減少曲線に沿って前記流量を減少させるよう構成され、且つ、
前記内燃機関の発熱量の減少変化前の発熱量が大きいほど、前記減少曲線の時定数を大きくして前記流量を小さな平均減少速度で減少させる、よう構成されている、
請求項１に記載の冷却ポンプ制御装置。
【請求項５】
前記コントローラは、
指数関数で表現される減少曲線に沿って前記流量を減少させるよう構成され、且つ、
前記内燃機関の発熱量の減少変化前の冷却水の温度が高いほど、前記減少曲線の時定数を大きくして前記流量を小さな平均減少速度で減少させる、よう構成されている、
請求項４に記載の冷却ポンプ制御装置。
【請求項６】
前記コントローラは、
前記内燃機関の発熱量の減少に伴って前記冷却ポンプの流量を減少させる際に、当該発熱量の変化量が予め定めた所定の量を超えるときは、前記時定数を予め定めた値とすることにより、前記流量を予め定めた所定の平均減少速度で減少させる、
請求項５に記載の冷却ポンプ制御装置。
【請求項７】
前記内燃機関の発熱量は、当該内燃機関の吸気量から定められる、
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の冷却ポンプ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の冷却水を循環させる冷却ポンプの動作を制御する冷却ポンプ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の冷却水を電動ウォータポンプ（以下、冷却ポンプという）により循環させ、冷却水の温度上昇に伴って冷却ポンプの回転数を増加させて、循環する冷却水の水流を増加させることで冷却水温を所定の範囲内に制御する装置が知られている。
【０００３】
また、従来、エンジンのトルクと回転数とに応じて設定すべき冷却ポンプの回転数（目標回転数）を示すマップを予め定めて記憶しておき、エンジンの現在の運転状態に応じて当該マップから冷却ポンプの目標回転数を定め、当該定めた目標回転数を冷却ポンプに設定する冷却水制御装置が知られている（特許文献１）。この冷却水制御装置では、例えばエンジンのトルク及び回転数から定まる当該エンジンの発熱量に応じて冷却水の循環速度を制御することができる。
【０００４】
しかしながら、上記従来の冷却水制御装置では、エンジンの運転状態に従って冷却ポンプの目標回転数がステップ状に定められるため、エンジンのトルクや回転数が急増又は急減した場合には、エンジン本体を構成する構造物（シリンダケース等）の熱容量に応じた遅れ時間を経てエンジン燃焼の発熱量の増減変化が冷却水に現れる前に、冷却ポンプの回転数が一気に増加又は減少することとなり、エンジンの過冷却や冷却不足、あるいは冷却水の局部沸騰による冷却能力の低下が発生して、燃費悪化等の望ましくない事象を生じさせ得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１４４６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記背景より、内燃機関の発熱量の変化に対し冷却ポンプの流量変化を適切に制御して、内燃機関の温度を適切な範囲に制御することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の態様は、内燃機関に冷却水を循環させる冷却ポンプの流量を制御する冷却ポンプ制御装置である。当該冷却ポンプ制御装置は、前記内燃機関の現在の発熱量に応じた目標流量を決定し、当該目標流量となるように前記冷却ポンプの流量を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記内燃機関の発熱量の減少変化に伴って前記冷却ポンプの流量を減少させるときは、当該発熱量の変化前の発熱量が大きいほど、前記流量を小さな平均減少速度で減少させる、よう構成されている。
本発明の他の態様によると、前記コントローラは、前記内燃機関の発熱量の減少変化に伴って前記冷却ポンプの流量を減少させるときは、更に、当該発熱量の変化前の冷却水の温度が高いほど、前記流量を小さな平均減少速度で減少させる、よう構成されている。
本発明の他の態様によると、前記コントローラは、前記内燃機関の発熱量の減少に伴って前記冷却ポンプの流量を減少させる際に、当該発熱量の変化量が予め定めた所定の量を超えるときは、前記流量を予め定めた所定の平均減少速度で減少させる。
本発明の他の態様によると、前記コントローラは、指数関数で表現される減少曲線に沿って前記流量を減少させるよう構成され、且つ、前記内燃機関の発熱量の減少変化前の発熱量が大きいほど、前記減少曲線の時定数を大きくして前記流量を小さな平均減少速度で減少させる、よう構成されている。
本発明の他の態様によると、前記コントローラは、指数関数で表現される減少曲線に沿って前記流量を減少させるよう構成され、且つ、前記内燃機関の発熱量の減少変化前の冷却水の温度が高いほど、前記減少曲線の時定数を大きくして前記流量を小さな平均減少速度で減少させる、よう構成されている。
本発明の他の態様によると、前記コントローラは、前記内燃機関の発熱量の減少に伴って前記冷却ポンプの流量を減少させる際に、当該発熱量の変化量が予め定めた所定の量を超えるときは、前記時定数を予め定めた値とすることにより、前記流量を予め定めた所定の平均減少速度で減少させる。
本発明の他の態様によると、前記内燃機関の発熱量は、当該内燃機関の吸気量から定められる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る冷却ポンプ制御装置が適用された内燃機関システムの構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る冷却ポンプ制御装置の構成を示す図である。
【図３】図２に示す冷却ポンプ制御装置が用いる、目標流量マップの一例を示す図である。
【図４】図２に示す冷却ポンプ制御装置が用いる、目標減少パラメータ（ＰＭ）マップの一例を示す図である。
【図５】図４に示す目標減少ＰＭマップから目標減少パラメータ値である時定数を決定する方法を説明するための図である。
【図６】、図２に示す冷却ポンプ制御装置の動作を時間経過に沿って説明するための説明図である。
【図７】図２に示す冷却ポンプ制御装置の動作の手順を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る冷却ポンプ制御装置が適用された内燃機関システムの構成の一例を示す図である。本冷却ポンプ制御装置１００は、例えば内燃機関１０２内に冷却水を循環させる冷却ポンプ１０４の流量（すなわち、冷却水の吐出量（単位時間当たりに吐き出す冷却水の量））を制御する。
【００１０】
冷却ポンプ１０４から吐き出された冷却水は、パイプ１０６内を通って冷却水インレット１０８から内燃機関１０２内部に流入し、内燃機関内部の気筒（不図示）等を冷却した後、冷却水アウトレット１１０から流れ出る。冷却水アウトレット１１０から流れ出た冷却水は、パイプ１１２を流れてラジエータ１１４及びパイプ１１６を分流した後、再び合流してパイプ１１８を通り、冷却ポンプ１０４に流れ込む。これにより、冷却ポンプ１０４からパイプ１０６へ吐き出された冷却水は、内燃機関１０２を流れた後、パイプ１１８から冷却ポンプ１０４へ流入して、当該冷却水が循環する。
【００１１】
また、冷却パイプ１１２には冷却水の水温を検知する水温センサ１２０が設けられており、当該水温センサ１２０が出力するセンサ信号は、冷却ポンプ制御装置１００に入力される。さらに、ラジエータ１１４に繋がった冷却水循環パイプの一部であるパイプ１２２には、所定の水温になったときに水路を開いて冷却水をラジエータ１１４内へ導くサーモスタット１２４が設けられている。これにより、冷却水が当該所定水温未満のときには、パイプ１１６を通る循環路により冷却水が冷却され、冷却水温が当該所定水温以上になったときは、サーモスタット１２４が開いて冷却水がラジエータ１１４によっても冷却されることとなる。
【００１２】
また、内燃機関１０２の気筒（不図示）内に燃料燃焼のための空気を導入する吸気管１３０には、吸気量を調節する吸気弁１３２と、当該吸気弁１３２を通る空気量を検知する吸気量センサ１３４と、が設けられている。吸気弁１３２の開度は、例えば、内燃機関１０２における燃料燃焼を制御するエンジン制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit、電子制御ユニット）（不図示）により、運転者が操作するアクセル（不図示）の開度等に基づいて制御される。また、吸気センサ１３４から出力されるセンサ信号は、冷却ポンプ制御装置１００に入力される。
【００１３】
図２は、本発明の一実施形態に係る冷却ポンプ制御装置１００の構成を示す図である。本冷却ポンプ制御装置（以下、ポンプ制御装置ともいう）１００は、例えば、上記エンジン制御ＥＣＵとは異なるＥＣＵとして、又は上記エンジン制御ＥＣＵ等のＥＣＵの一部として、実現され得る。
【００１４】
本ポンプ制御装置１００は、吸気センサ１３４及び水温センサ１２０からのセンサ信号を受信するための入力インタフェース（入力ＩＮＦ）２００と、吸気センサ１３４のセンサ信号から取得される現在の吸気量と、水温センサ１２０のセンサ信号から取得される現在の冷却水温とに基づいて冷却ポンプ１０４の流量を制御するコントローラ２０２と、コントローラ２０２における処理に必要なデータが記憶された記憶装置２０４と、コントローラ２０２が出力するポンプ流量制御のための信号を冷却ポンプ１０４へ出力する出力インタフェース（出力ＩＮＦ）２０６と、を有する。上記ポンプ流量制御のための信号は、例えば冷却ポンプ１０４の流量を所望の流量とするために当該冷却ポンプ１０４に通電する駆動電流とすることができる。
【００１５】
コントローラ２０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、プログラムが書き込まれたＲＯＭ（Read Only Memory）、データの一時記憶のためのＲＡＭ（Random Access Memory）等を有するコンピュータであり、発熱量算出ユニット２１０と、目標流量決定ユニット２１２と、目標減少速度決定ユニット２１４と、ポンプ流量制御ユニット２１６と、を備える。
【００１６】
コントローラ２０２が備える上記各ユニットは、コンピュータであるコントローラ２０２がプログラムを実行することにより実現され、当該コンピュータ・プログラムは、コンピュータ読み取り可能な任意の記憶媒体に記憶させておくことができる。これに代えて又はこれに加えて、上記各ユニットの全部又は一部を、それぞれ一つ以上の電子回路部品を含むハードウェアにより構成することもできる。
【００１７】
発熱量算出ユニット２１０は、所定の時間間隔で、入力ＩＮＦ２００を介して吸気センサ１３４から取得される吸気量に基づいて内燃機関１０２の現在の発熱量を繰り返し算出して、当該算出した発熱量を、後述する記憶装置２０４に記憶する。なお、本実施形態では、吸気量に基づいて現在の発熱量を算出するものとしたが、これに限らず、他のパラメータ（例えば、内燃機関１０２の回転数、スロットル開度、及び又は燃料噴射量、など）に基づいて発熱量を算出することもできる。
【００１８】
目標流量決定ユニット２１２は、所定の時間間隔で、入力ＩＮＦ２００を介して水温センサ１２０から取得される現在の冷却水温を、後述する記憶装置２０４に記憶する。また、目標流量決定ユニット２１２は、発熱量算出ユニット２１０が所定の時間間隔で算出する発熱量に基づき、前回算出された発熱量（前回の発熱量）と今回の発熱量との変化量の絶対値（発熱変化量）ΔQcが、予め定められた第１の閾値Qth1以上であれば、発熱量の有意な変動があったものと判断し、現在の発熱量と現在の冷却水温とに基づき、後述する記憶装置２０４に記憶された目標流量マップ２２０を参照して、冷却ポンプ１０４の目標流量を決定する。当該決定した目標流量は、後述するポンプ流量制御ユニット２１６へ出力される。
【００１９】
目標減少速度決定ユニット２１４は、発熱量算出ユニット２１０が所定の時間間隔で算出する発熱量に基づき、前回算出された発熱量（前回の発熱量）に対して今回の発熱量が減少しているか否かを判断し、減少しているときは、後述する記憶装置２０４に記憶された目標減少ＰＭマップ２２２を参照して、冷却ポンプ１０４の流量を上記目標流量まで低下させる際の当該流量の平均減少速度を規定する動作パラメータの目標値（目標減少パラメータ値）を、ポンプ流量制御ユニット２１６へ出力する。
【００２０】
ポンプ流量制御ユニット２１６は、目標流量決定ユニット２１２が出力する目標流量と、目標減少速度決定ユニット２１４が出力する目標減少パラメータ値と、に基づき、当該目標減少パラメータ値が規定する平均減少速度で当該目標流量まで低下するように、冷却ポンプ１０４の流量を制御する。
【００２１】
なお、本実施形態では、一例として、ポンプ流量制御ユニット２１６は、指数関数に従う減少曲線に沿って減少するように冷却ポンプ１０４の流量を減少させるものとし、平均減少速度を規定する上記目標減少パラメータ値は、上記指数関数に従う減少曲線の時定数であるものとする。ただし、これに限らず、ポンプ流量制御ユニット２１６が任意の減少曲線に沿って時間的に線形に又は非線形に冷却ポンプ１０４の流量を減少させるものとすることができる。この場合、平均減少速度を規定する上記目標減少パラメータ値は、例えば、上記任意の減少曲線によって実現されるべき平均減少速度の値そのもの（例えば、単位時間あたりの流量減少率）、あるいは、流量減少の開始から終了までの時間、とすることができる。なお、本明細書において、「目標減少速度」及び「平均減少速度」という場合の「減少速度」は、上記のように「単位時間あたりの流量減少率」であり得る。
【００２２】
記憶装置２０４は、揮発性及び又は不揮発性のメモリ（例えば、半導体メモリ）や、ハードディスク等で構成される記憶装置であるものとすることができる。記憶装置２０４は、発熱量算出ユニット２１０が繰り返し算出する前回の発熱量及び今回の発熱量と、目標流量決定ユニット２１２が繰り返し取得する前回の冷却水温及び今回の冷却水温と、を記憶する。
【００２３】
また、記憶装置２０４には、内燃機関１０２の現在の発熱量に応じた冷却ポンプの目標流量を示す目標流量マップ２２０が、予め定めて記憶されている。さらに、記憶装置２０４には、前回の発熱量及び前回の冷却水温に応じた目標減少パラメータ値を示す目標減少パラメータマップ（目標減少ＰＭマップ）２２２も記憶されている。ここで、目標減少パラメータ値とは、上述したように、内燃機関１０２の発熱量が減少して冷却ポンプ１０４の流量を目標流量まで減少させる際の、当該流量の平均減少速度を規定する動作パラメータの値をいい、本実施形態では、ポンプ流量制御ユニット２１６が冷却ポンプ１０４の流量を減少する際に用いる指数関数に従う流量減少曲線の、時定数の値である。
【００２４】
図３は、記憶装置２０４に予め記憶される目標流量マップ２２０の一例を示す図である。図示の例では、縦軸に示す内燃機関１０２の今回の発熱量（すなわち、現在の発熱量）と、横軸に示す今回の冷却水温（すなわち、現在の冷却水温）と、に応じた冷却ポンプ１０４の目標流量が、当該縦軸及び横軸で規定される二次元平面内の各ゾーンに示されている。すなわち、ライン３００と縦軸及び横軸とに囲まれたゾーンの発熱量及び冷却水温の範囲に対しては目標流量がV10、ライン３００及びライン３０２と縦軸とで挟まれたゾーンの発熱量及び冷却水温の範囲に対しては目標流量がV20、．．．、ライン３１２と３１４とで挟まれたゾーンの発熱量及び冷却水温の範囲に対しては目標流量がV80、ライン３１４より図示右側のゾーンの発熱量及び冷却水温の範囲に対しては目標流量がV90、であることが示されている。そして、上述した目標流量決定ユニット２１２は、発熱量算出ユニット２１０が算出した現在の発熱量と、水温センサ１２０から取得した現在の冷却水温とに基づき、目標流量マップ２２０を参照して、対応する目標流量を決定する。
【００２５】
図４は、記憶装置２０４に予め記憶される目標減少ＰＭマップ２２２の一例を示す図である。図示の例では、目標減少ＰＭマップ２２２は、図４（ａ）に示す目標減少ＰＭマップＡと、図４（ｂ）に示す目標減少ＰＭマップＢと、で構成される。目標減少ＰＭマップＡは、前回の発熱量に対する今回の発熱量の減少量（発熱減少量）ΔQd（前回に対し今回の発熱量が減少した場合に正の値をとるものとする）が、予め定められた第２の所定の閾値Qth2未満であるときに用られ、目標減少ＰＭマップＢは、発熱減少量ΔQdが閾値Qth2以上であるときに用られる。
【００２６】
図４（ａ）に示す目標減少ＰＭマップＡでは、縦軸の発熱量と横軸の冷却水温とで規定される二次元平面の領域（例えば、発熱量の最大定格Ｑ３と、冷却水（冷却物質）の最大使用温度Ｔ３と、で画定される動作領域）が、発熱量及び冷却水温の変化範囲をそれぞれ３分する９つのゾーンに分割されており、それぞれのゾーンに、対応する上記時定数がtmax、tmid、又はtminで示されている。また、図４（ｂ）に示す目標減少ＰＭマップＢでは、上記二次元平面の領域が、冷却水温の変化範囲を３分する３つのゾーンに分割されており、それぞれのゾーンに、対応する上記時定数が規定されている。
【００２７】
ここで、tmax＞tmid＞tminであり、tminは所定の下限値tlimitより大きいものとする。すなわち、時定数tminは、下限時定数tlimitで定まる所定の流量傾斜（流量減少速度）よりも緩やかに流量を減少させることを規定するものであり、時定数tmidは、tminよりも緩やかな流量傾斜で流量を減少させることを規定するものであり、時定数tmaxは、これらの中では最も緩やかな流量傾斜で流量を減少させることを規定するものである。
【００２８】
図５は、図４に示す目標減少ＰＭマップ２２２から目標減少パラメータ値である時定数の値を決定する方法を説明するための図である。より具体的には、図５は、図４（ａ）に示す目標減少ＰＭマップＡを、図３と同様の流量マップに重ねた図であり、図５に示されている各矢印は、前回の発熱量及び前回の冷却水温が示す動作点（図示白丸）から今回の発熱量及び今回の冷却水温が示す動作点（図示黒丸）まで内燃機関１０２の動作が変化したことを示している。すなわち、図５の縦軸は前回又は今回の発熱量を表し、横軸は前回又は今回の冷却水温を表している。
【００２９】
符号５００で示す動作点変化では、変化前の動作点はゾーン１内にあって当該ゾーン１には時定数tmaxが規定されており、変化後の動作点はゾーン４内にあって当該ゾーン４には時定数tminが規定されている。図４（ａ）の縦軸に示すように、目標減少パラメータ値（本実施形態では、時定数）は、前回の発熱量に応じて定められるので、上記符号５００で示す動作点変化では、変化前の動作点が存在するゾーン１に規定された時定数tmaxが目標減少パラメータ値として決定される。同様に、符号５０２、５０４、５０６、５０８に示す動作点変化では、それぞれ、変化前動作点がゾーン１、ゾーン４、ゾーン７、ゾーン５内にあるので、時定数tmax、tmin、tmin、tmidが目標減少パラメータ値として決定される。
【００３０】
このように、目標減少パラメータ値を前回の発熱量に応じて定めるのは、冷却水温が今回の発熱量に応じた水温に達して安定するまでの間に冷却水循環によって放熱されるべき熱量Qeq（すなわち、内燃機関１０２の本体構造物に蓄積された熱量の一部）が、前回取得した発熱量（すなわち、動作点変化前の発熱量）に依存するためである。
【００３１】
そして、上記熱量Qeqは、動作点変化前の発熱量（すなわち、前回の発熱量）が大きいほど大きいので、図４（ａ）に示す目標減少ＰＭマップＡは、前回の発熱量が大きいほど、大きな時定数が決定されるように構成されている。また、冷却水循環による放熱効率は冷却水温が高いほど低いことから、図４（ａ）に示す目標減少ＰＭマップＡでは、冷却水温が高いほど、より長い時間に亘って多くの冷却水が循環されるように、大きな時定数が指定されている。
【００３２】
一方、発熱減少量ΔQd（前回の発熱量に対する今回の発熱量の減少量）が所定の閾値Qth2より大きい場合に用いられる図４（ｂ）に示す目標減少ＰＭマップＢにおいて冷却水温のみに依存して時定数が規定されているのは、ΔQdがQth2より大きいということは、変化前動作点は一定値Qth2より大きな発熱量の状態にあったということになるので、発熱量に関わらず冷却水温度のみに依存して時定数を決定すれば十分であるためである。
【００３３】
なお、図４（ｂ）に示す目標減少ＰＭマップＢでは、３つのゾーンのそれぞれについて同じ時定数が規定されているが、これに限らず、これら３つのゾーンの一つにおいて他の時定数が規定されていても良いし、それぞれのゾーンがそれぞれ異なる時定数を規定していてもよい。本実施形態では、図４（ｂ）のように規定することで、発熱減少量ΔQdが所定の閾値Qth2より大きいときには、冷却水温にかかわらず、常に一の時定数（tmax）を用いて、冷却ポンプ１０４の流量を所定の平均減少速度で減少させるものとしている。
【００３４】
また、図４（ａ）、（ｂ）においては、縦軸の発熱量と横軸の冷却水温とで規定される二次元平面を、それぞれ９つ及び３つに区画して目標減少パラメータ値を規定したが、これに限らず、当該二次元平面を区画するゾーンの数は、任意の数とすることができる。また、目標減少パラメータ値である時定数の値の数も、tmax、tmid、又はtminの３つに限らず、任意の数とすることができる。
【００３５】
さらに、図４（ａ）、（ｂ）においては、縦軸の発熱量と横軸の冷却水温とで規定される二次元平面を区画する各ゾーン毎に目標減少パラメータ値が規定されるものとしたが、これに限らず、例えば冷却水循環による冷却効率が冷却水温にあまり依存しない場合には、目標減少パラメータ値は、前回の発熱量のみに応じて定められるものとすることができる。このように前回の発熱量のみに応じて目標減少パラメータ値を定めた場合でも、冷却水の流量は前回の発熱量に応じた平均減少速度でゆっくりと減少されることとなるので、冷却水温が今回の発熱量に応じた水温に達して安定するまでの間に冷却水循環によって放熱されるべき内燃機関１０２の熱量Qeqは、本実施形態の場合と同様に効果的に放熱され得る。
【００３６】
図６は、ポンプ制御装置１００の動作を時間経過に沿って説明するための説明図である。図６（ａ）は発熱量の時間変化、図６（ｂ）は冷却水温の時間変化、図６（ｃ）はポンプ流量の時間変化を示している、図６（ａ）〜（ｃ）の横軸は時間である。
【００３７】
時刻t10において、例えば運転者がアクセルを踏み込んで吸気弁１３２が開かれ、時刻t10から所定の時間間隔Δtだけ後の時刻t20までの間に内燃機関１０２の発熱量が増加すると（図６（ａ））、ポンプ制御装置１００は、時刻t10及びt20において吸気センサ１３４から取得される吸気量の変化から、当該発熱量の増加を検知する。
【００３８】
そして、目標流量決定ユニット２１２は、水温センサ１２０から取得される現在の冷却水温と発熱量算出ユニット２１０が算出した現在の発熱量とに基づいて、目標流量マップ２２０を参照して目標流量を決定する。これにより、ポンプ流量制御ユニット２１６は、時刻t20の直後から冷却ポンプ１０４への通電電流を増加させ、上記決定された目標流量となるように冷却ポンプ１０４の流量を増加させる。
【００３９】
このとき、時刻t10〜t20における内燃機関１０２の発熱量変化は、減少ではなく増加であるので、ポンプ流量制御ユニット２１６は、冷却ポンプ１０４の流量を目標流量まで単に階段状に変化させる。その結果、ポンプ流量は時刻t20から時刻t30の間に一気に増加する（図６（ｃ））。一方、冷却水温は、内燃機関１０２の本体金属の熱容量に起因して、ゆっくりと増加を続ける（図６（ｂ））。
【００４０】
その後、時刻t40において、例えば運転者がアクセルを踏み戻して吸気弁１３２の開度が閉じられ、時刻t40から所定の時間間隔Δtだけ後の時刻t50までの間に内燃機関１０２の発熱量が減少すると（図６（ａ））、目標減少速度決定ユニット２１４及びポンプ流量制御ユニット２１６は、時刻t40及びt50において発熱量算出ユニット２１０が算出した発熱量から、当該発熱量の減少を検知する。
【００４１】
そして、目標流量決定ユニット２１２は、水温センサ１２０から取得される時刻t50における現在の冷却水温と発熱量算出ユニット２１０が算出した時刻t50における現在の発熱量とに基づいて、目標流量マップ２２０を参照して目標流量を決定する。一方、目標減少速度決定ユニット２１４は、発熱量算出ユニット２１０が時刻t40において算出した前回の発熱量と、時刻t40において水温センサ１２０から取得した前回の冷却水温と、に基づいて、目標減少ＰＭマップ２２２（すなわち、図４に示す目標減少ＰＭマップＡ又は目標減少ＰＭマップＢ）を参照して、目標減少パラメータ値である時定数を決定する。
【００４２】
続いて、ポンプ流量制御ユニット２１６は、目標減少速度決定ユニット２１４が決定した時定数を用いて、目標流量決定ユニット２１２が決定した目標流量となるように、冷却ポンプ１０４の流量を、指数関数に従う減少曲線に沿って減少させる（図６（ｃ））。これにより、冷却ポンプ１０４の流量は、従来技術のように（図６（ｃ）に点線で示すような）ステップ状には変化せず、時刻t50の直後からゆっくりと減少し、時刻t60において目標流量に到達することとなる。
【００４３】
上記の構成を有する冷却ポンプ制御装置１００は、所定の時間間隔で、内燃機関１０２の発熱量と冷却水温とを繰り返し特定して、目標流量決定ユニット２１２により冷却ポンプ１０４の目標流量を決定する。そして、上記繰り返し特定される発熱量が減少変化したときには、当該減少変化前の発熱量に応じた平均減少速度で冷却ポンプ１０４の流量をゆっくりと目標流量まで低下させる。
【００４４】
これにより、ポンプ制御装置１００は、発熱量減少前に内燃機関１０２の本体構造物等が蓄積した熱を、冷却ポンプ１０４の流量が目標流量に到達するまでの間に効果的に放熱することができ、内燃機関１０２の温度を適切な範囲に制御することができる。
【００４５】
次に、ポンプ制御装置１００の動作の手順について、図７に示すフロー図に従って説明する。図７に示す処理は、ポンプ制御装置１００の電源がオンされたときに開始し、所定の時間間隔で繰り返し実行される。
【００４６】
処理を開始すると、まず、発熱量算出ユニット２１０及び目標流量決定ユニット２１２は、それぞれ、入力ＩＮＦ２００を介して吸気センサ１３４及び水温センサ１２０からのセンサ信号を受信し、吸気センサ１３４から取得した吸気量に基づいて算出される内燃機関１０２の現在の発熱量（以下、今回の発熱量という）と、水温センサ１２０から取得される現在の冷却水温（以下、今回の冷却水温という）と、を例えば記憶装置２０４に記憶する（Ｓ１００）。
【００４７】
次に、発熱量算出ユニット２１０は、所定の時間間隔で繰り返し実行される本処理の前回の実行時におけるステップＳ１００において記憶装置２０４に記憶された発熱量（以下、前回の発熱量という）に対する、上記今回の発熱量の変化量の絶対値（発熱変化量）ΔQcが、予め定められた所定の第１の閾値Qth1以上であるか否かを判断し（Ｓ１０２）、Qth1未満であるときは（Ｓ１０２、Ｎｏ）、発熱量は有意に変化していないものとして、本処理を終了する。
【００４８】
一方、発熱変化量ΔQcが第１の閾値Qth1以上であるときは（Ｓ１０２、Ｙｅｓ）、目標流量決定ユニット２１２は、発熱量算出ユニット２１０が算出した今回の発熱量と、水温センサ１２０から取得した今回の冷却水温と、に基づき、記憶装置２０４が記憶する目標流量マップ２２０を参照して、目標流量を決定し、当該決定した目標流量をポンプ流量制御ユニット２１６へ出力する（Ｓ１０４）。
【００４９】
次に、目標減少速度決定ユニット２１４及びポンプ流量制御ユニット２１６は、それぞれ、前回の発熱量に対し今回の発熱量が減少しているか否かを判断する（Ｓ１０６）。そして、減少していないときは（Ｓ１０６、Ｎｏ）、ポンプ流量制御ユニット２１６は、冷却ポンプ１０４の流量が上記決定された目標流量となるように、冷却ポンプ１０４の流量制御を開始して（Ｓ１０８）、本処理を終了する。なお、ステップＳ１０８における流量制御の開始後は、ポンプ流量制御ユニット２１６は、所定の時間間隔で繰り返し実行される本処理のステップＳ１０４において新たな目標流量が決定されない限り、既に決定された目標流量が維持されるように、上記開始した流量制御を継続する。
【００５０】
一方、前回の発熱量に対し今回の発熱量が減少しているときは（Ｓ１０６、Ｙｅｓ）、目標減少速度決定ユニット２１４は、前回の発熱量に対する今回の発熱量の減少量（発熱減少量）ΔQdが、予め定められた所定の第２の閾値Qth2未満であるか否かを判断し（Ｓ１１０）、Qth2未満であるときは（Ｓ１１０、Ｙｅｓ）、目標減少速度決定ユニット２１４は、記憶装置２０４に記憶されている目標減少ＰＭマップＡを参照して、前回の発熱量と、所定の時間間隔で繰り返し実行される本処理の前回の実行時におけるステップＳ１００において記憶装置２０４に記憶された冷却水温（以下、前回の冷却水温という）と、に基づき、流量の平均減少速度を規定する動作パラメータの目標値（目標減少パラメータ値）の値として、指数関数に従う流量減少曲線の時定数の値を決定する（Ｓ１１２）。
【００５１】
一方、発熱減少量ΔQdがQth2以上であるときは（Ｓ１１０、Ｎｏ）、目標減少速度決定ユニット２１４は、記憶装置２０４に記憶されている目標減少ＰＭマップＢを参照して、前回の冷却水温に基づき、目標減少パラメータ値である時定数の値を決定する（Ｓ１１４）。
【００５２】
続いて、ポンプ流量制御ユニット２１６は、ステップＳ１０４で決定された目標流量と、ステップＳ１１２又はＳ１１４において決定された目標減少パラメータ値である時定数に基づき、当該時定数により規定される指数関数に従う減少曲線に沿って流量が目標流量まで減少するように、冷却ポンプ１０４の流量制御を開始した後（Ｓ１１６）、処理を終了する。
【００５３】
なお、ステップＳ１１６における流量制御の開始後は、ポンプ流量制御ユニット２１６は、所定の時間間隔で繰り返し実行される本処理のステップＳ１０４において新たな目標流量が決定されない限り、冷却ポンプ１０４の流量が既に決定された目標流量となるまで、上記開始した流量制御を続行し、目標流量となった後は、当該目標流量が維持されるように流量制御を行う。
【００５４】
以上、説明したように、本実施形態のポンプ制御装置１００は、内燃機関１０２の発熱量が減少したときに、冷却ポンプ１０４のポンプ流量を、目標流量まで一気に減少させるのではなく、発熱量減少前の発熱量に応じた平均減少速度で減少させるので、当該目標流量に到達するまでの間に、内燃機関１０２の本体構造物等が蓄積していた熱を効果的に放熱させて、内燃機関１０２の温度を適切な範囲に制御することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１００・・・冷却ポンプ制御装置、１０２・・・内燃機関、１０４・・・冷却ポンプ、１１４・・・ラジエータ、１２０・・・水温センサ、１２４・・・サーモスタット、１３０・・・吸気管、１３２・・・吸気弁、１３４・・・吸気センサ、２００・・・入力インタフェース、２０２・・・コントローラ、２０４・・・記憶装置、２０６・・・出力インタフェース、２１０・・・発熱量算出ユニット、２１２・・・目標流量決定ユニット、２１４・・・目標減少速度決定ユニット、２１６・・・ポンプ流量制御ユニット、２２０・・・目標流量マップ、２２２・・・目標減少パラメータ（ＰＭ）マップ。
【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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