(57)【要約】      （修正有）【課題】電動式オイルポンプを有する内燃機関において、電動式オイルポンプが故障した場合にエンジンフリクションの増大を招くことなく内燃機関の摺動部の焼き付きが発生する可能性を低減する。【解決手段】内燃機関１０はウォーターポンプ２４と、オイルポンプ２１と、を備える。内燃機関１０は、オイルポンプ２１を駆動する第一モータ２２が故障した場合、ウォーターポンプ２４を駆動する第二モータ２３によりオイルポンプ２１を駆動する。その結果、第一モータ２２が故障した場合に、第二モータ２３によりオイルポンプ２１を駆動することができる。従って、内燃機関１０の摺動部の焼き付きが発生する可能性を低減するとともに、第一モータ２２が故障した場合にクランクシャフトによりオイルポンプ２１を駆動する場合に比べエンジンフリクションの増大を回避することができる。【選択図】図１
2017066952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルポンプから吐出される潤滑油を用いて潤滑を行うとともにウォーターポンプから吐出される冷却水を用いて冷却を行う内燃機関に適用される、内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関は、
前記オイルポンプを駆動する第一モータと、
前記ウォーターポンプを駆動する第二モータと、
前記第二モータにより前記オイルポンプを駆動することができない第一の状態及び前記第二モータにより前記オイルポンプを駆動することができる第二の状態の何れか一方の状態に切り替えられる第一切替え機構と、
を有し、
前記制御装置は、
前記第一モータが故障したか否かを判定する故障判定手段と、
前記第一モータが故障したと判定されていない場合には前記第一切替え機構により前記第一の状態を実現させ、前記第一モータが故障したと判定された場合には前記第一切替え機構により前記第二の状態を実現させる制御手段と、
を備えた、
内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記制御手段は、
前記第一モータが故障したと判定された場合、前記内燃機関の発生トルクを閾値トルク以下に制限するトルク制限制御及び前記内燃機関の機関回転速度を閾値回転速度以下に制限する速度制限制御の少なくとも一方を実行するように構成された、
内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記第一切替え機構は、
前記第二モータの出力軸と前記オイルポンプの回転軸とが動力伝達不能となるように切離することにより前記第一の状態を実現し、且つ、前記第二モータの出力軸と前記オイルポンプの回転軸とを動力伝達可能となるように連結することにより前記第二の状態を実現する第一クラッチ機構である、
内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記第一切替え機構は、
前記第一モータの出力軸と一体に回転する第一歯車と前記第二モータの出力軸と一体に回転する第二歯車とを直接的にも間接的にも噛合させないことにより前記第一の状態を実現し、且つ、前記第一歯車と前記第二歯車とを直接的又は間接的に噛合することにより前記第二の状態を実現する第一ギヤ機構である、
内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関の制御装置において、
前記第一歯車の歯数と前記第二歯車の歯数とが互いに異なるように構成された、
内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
前記制御手段は、
前記第一モータが故障したと判定された場合、前記第二モータの出力を、前記第二モータが前記ウォーターポンプを駆動する際に要求される出力よりも大きくするように構成された、
内燃機関の制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関は、
前記第二モータにより前記ウォーターポンプを駆動することができる第三の状態及び前記第二モータにより前記ウォーターポンプを駆動することができない第四の状態の何れか一方の状態に切り替えられる第二切替え機構を、更に備え、
前記制御手段は、
前記第一モータが故障したと判定されていない場合には前記第二切替え機構により前記第三の状態を実現させ、前記第一モータが故障したと判定された場合には前記第二切替え機構により前記第四の状態を実現させるように構成された、
内燃機関の制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載の内燃機関の制御装置において、
前記第二切替え機構は、
前記第二モータの出力軸と前記ウォーターポンプの回転軸とを動力伝達可能となるように連結することにより前記第三の状態を実現し、且つ、前記第二モータの出力軸と前記ウォーターポンプの回転軸とが動力伝達不能となるように切離することにより前記第四の状態を実現する第二クラッチ機構である、
内燃機関の制御装置。
【請求項９】
請求項７に記載の内燃機関の制御装置において、
前記第二切替え機構は、
前記ウォーターポンプの回転軸と一体に回転する第三歯車と前記第二モータの出力軸と一体に回転する第四歯車とを直接的又は間接的に噛合させることにより前記第三の状態を実現し、且つ、前記第三歯車と前記第四歯車とを直接的にも間接的にも噛合させないことにより前記第四の状態を実現する第二ギヤ機構である、
内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウォーターポンプを駆動するモータと、オイルポンプを駆動するモータと、を備える内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関に形成される油路（オイル経路）に潤滑油（エンジンオイル）を圧送する装置としてオイルポンプが用いられている。オイルポンプは、一般に、クランクシャフトにより駆動される。このようなオイルポンプは「機械式オイルポンプ」とも称呼される。一方、ＤＣモータ等のモータにより駆動されるオイルポンプも知られている。このようなオイルポンプは「電動式オイルポンプ」とも称呼される。
【０００３】
電動式オイルポンプは、機械式オイルポンプのようにクランクシャフトとオイルポンプとが接続される構造を要しない。そのため、エンジンフリクションを低減することができる。その一方で、電動式オイルポンプは、モータが故障した場合、油路に潤滑油を圧送することができなくなるので、内燃機関の摺動部が焼き付いてしまう虞がある。
【０００４】
特許文献１に開示された装置（以下、「従来装置」と称呼される場合がある。）は、機械式オイルポンプ及び電動式オイルポンプを備えた内燃機関に適用され、電動式オイルポンプが故障した場合には機械式オイルポンプを駆動するように構成されている。これにより、電動式オイルポンプが故障した場合にも油路に潤滑油を圧送することができる。その結果、電動式オイルポンプが故障した場合においても、内燃機関の摺動部の焼き付きを回避することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２８５９７４号公報（請求項７及び段落００３１等を参照）
【発明の概要】
【０００６】
しかしながら、従来装置においては、電動式オイルポンプが故障した場合、内燃機関の摺動部の焼き付きを防止できるものの、機械式オイルポンプが駆動されるのでエンジンフリクションが増大するという課題がある。
【０００７】
本発明は、上述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、電動式オイルポンプを有する内燃機関に適用され、電動式オイルポンプが故障した場合にエンジンフリクションの増大を招くことなく内燃機関の摺動部の焼き付きが発生する可能性を低減することが可能な「内燃機関の制御装置（以下、「本発明装置」と称呼する。）」を提供することにある。
【０００８】
本発明装置は、オイルポンプから吐出される潤滑油を用いて潤滑を行うとともにウォーターポンプから吐出される冷却水を用いて冷却を行う内燃機関に適用される。この内燃機関は、前記オイルポンプを駆動する第一モータと、前記ウォーターポンプを駆動する第二モータと、第一切替え機構と、を有する。
【０００９】
前記第一切替え機構は、
前記第二モータにより前記オイルポンプを駆動することができない第一の状態及び前記第二モータにより前記オイルポンプを駆動することができる第二の状態の何れか一方の状態に切り替えられるように（換言すると、第一の状態及び第二の状態の何れかを選択的に実現可能となるように）構成されている。
【００１０】
更に、本発明装置は、故障判定手段と、制御手段と、を備える。
前記故障判定手段は、前記第一モータが故障したか否かを判定するように構成されている。
【００１１】
前記制御手段は、前記第一モータが故障したと判定されていない場合には前記切替え機構により前記第一の状態を実現させ、前記第一モータが故障したと判定された場合には前記切替え機構により前記第二の状態を実現されるように構成されている。
【００１２】
これによれば、第一モータが故障したと判定された場合には、ウォーターポンプ駆動用の第二モータによりオイルポンプが駆動される。従って、第一モータが故障した場合にもクランクシャフトによってオイルポンプが駆動されることがなく、且つ、内燃機関に形成された油路（オイル経路）に潤滑油を圧送することができる。その結果、フリクションの増大を招くことなく内燃機関の摺動部の焼き付きが発生する可能性を低減することができる。
【００１３】
ところで、第一モータが故障した場合には、第二モータによりオイルポンプ及びウォーターポンプを駆動するため、第二モータの出力を大きくする必要がある。
【００１４】
そこで、本発明装置の一態様において、前記制御手段は、前記第一モータが故障したと判定された場合、「前記内燃機関の発生トルクを閾値トルク以下に制限するトルク制限制御」及び「前記内燃機関の機関回転速度を閾値回転速度以下に制限する速度制限制御」の少なくとも一方を実行するように構成される。
【００１５】
これによれば、第一モータが故障したと判定された場合、内燃機関のトルク及び／又は機関回転速度が低い値に抑えられるので、油路に供給される潤滑油の油圧を通常運転時のように大きくする必要がない。その結果、オイルポンプを駆動するのに必要な出力が小さくなるので、第二モータの出力を「トルク制限制御及び速度制限制御の何れも行わない場合」に比べて小さくすることができる。従って、第二モータとして最高出力が非常に大きいモータを使用する必要がなく、結果として、装置全体のコストを低減することができる。
【００１６】
本発明装置の一態様において、第一切替え機構は、クラッチ機構（便宜上、「第一クラッチ機構」とも称呼される。）により構成され得る。この第一クラッチ機構は、前記第二モータの出力軸と前記オイルポンプの回転軸とが動力伝達不能となるように切離することにより前記第一の状態を実現し、且つ、前記第二モータの出力軸と前記オイルポンプの回転軸とを動力伝達可能となるように連結することにより前記第二の状態を実現するように構成される。これによれば、簡単な構造により、前記第一及び第二の状態を実現することができる。
【００１７】
代替えとして、前記第一切替え機構は、ギヤ機構により構成され得る。このギヤ機構は、前記第一モータの出力軸と一体に回転する第一歯車と前記第二モータの出力軸と一体に回転する第二歯車とを直接的にも間接的にも噛合させないことにより前記第一の状態を実現し、且つ、前記第一歯車と前記第二歯車とを直接的又は間接的に噛合することにより前記第二の状態を実現するように構成され得る。前記第一歯車と前記第二歯車とを直接的に噛合させるとは、前記第一歯車と前記第二歯車とが互いに直接当接するようにこれらの歯車を噛合させることを意味する。前記第一歯車と前記第二歯車とを間接的に噛合させるとは、前記第一歯車と前記第二歯車とを別の歯車を介して噛合させることを意味する。これによっても、簡単な構造により、前記第一及び第二の状態を実現することができる。
【００１８】
更に、この場合、前記第一歯車の歯数と前記第二歯車の歯数とが互いに異なるように構成され得る。
【００１９】
これによれば、第二モータがオイルポンプを駆動する際に必要となるトルク及び／又は回転速度を適切な値に調節できる。換言すると、第二モータの選択自由度を増大することができる。更に、第二モータを比較的廉価なモータとすることも可能となるので、装置全体のコストを低減することができる。
【００２０】
更に、本発明装置の一態様において、前記制御手段は、
前記第一モータが故障したと判定された場合、前記第二モータの出力を、前記第二モータが前記ウォーターポンプを駆動する際に要求される出力よりも大きくするように構成されている。
【００２１】
これによれば、第一モータが故障したと判定された場合に第二モータの出力が高くなり、油路に潤滑油を十分に循環させることができる。
【００２２】
ところで、潤滑油が内燃機関に供給されなくなると、内燃機関の摺動部が短時間で焼き付いてしまい、内燃機関を作動できなくなってしまう虞がある。これに対し、短時間であれば、冷却水が内燃機関内に循環されなくても、内燃機関の運転を継続できる。よって、冷却水よりも潤滑油を優先して供給させることにより、潤滑油が供給されない場合に比べて長く内燃機関の運転を継続することができる。
【００２３】
そこで、本発明装置の一態様において、前記内燃機関は、第二切替え機構を更に備えるように構成される。この第二切替え機構は、「前記第二モータにより前記ウォーターポンプを駆動することができる第三の状態」及び「前記第二モータにより前記ウォーターポンプを駆動することができない第四の状態」の何れか一方の状態に切り替えられるように（換言すると、第三の状態及び第四の状態の何れかを選択的に実現可能となるように）構成されている。
【００２４】
更に、この態様において、前記制御手段は、前記第一モータが故障と判定されていない場合には前記第二切替え機構により前記第三の状態を実現させ、前記第一モータが故障と判定された場合には前記第二切替え機構により前記第四の状態を実現させるように構成される。
【００２５】
これによれば、第二モータによりオイルポンプを駆動する場合には、第二モータによりウォーターポンプを駆動させないようにすることができる。従って、第二モータによりオイルポンプ及びウォーターポンプの両方を駆動する場合に比べて、第二モータの出力を小さくすることができる。その結果、第二モータとして最高出力が比較的小さなモータを採用することができ、第二モータを比較的廉価なモータとすることも可能となる。従って、装置全体のコストを低減することができる。
【００２６】
更に、前記第二切替え機構は、第二クラッチ機構により構成され得る。この第二クラッチ機構は、前記第二モータの出力軸と前記ウォーターポンプの回転軸とを動力伝達可能となるように連結することにより前記第三の状態を実現し、且つ、前記第二モータの出力軸と前記ウォーターポンプの回転軸とが動力伝達不能となるように切離することにより前記第四の状態を実現するように構成され得る。これによれば、簡単な構造により、前記第三及び第四の状態を実現することができる。
【００２７】
或いは、前記第二切替え機構は、第二ギヤ機構により構成され得る。この第二ギヤ機構は、前記ウォーターポンプの出力軸と一体に回転する第三歯車と前記第二モータの出力軸と一体に回転する第三歯車とを直接的又は間接的に噛合させることにより前記第三の状態を実現し、且つ、前記第三歯車と前記第四歯車とを直接的にも間接的にも噛合させないことにより前記第四の状態を実現するように構成される。前記第三歯車と前記第四歯車とを直接的に噛合させるとは、前記第三歯車と前記第四歯車とが互いに直接当接するようにこれらの歯車を噛合させることを意味する。前記第三歯車と前記第四歯車とを間接的に噛合させるとは、前記第三歯車と前記第四歯車とを別の歯車を介して噛合させることを意味する。これによっても、簡単な構造により、前記第三及び第四の状態を実現することができる。
【００２８】
本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態に係る内燃機関の制御装置（第一装置）が適用される内燃機関の概略図である。
【図２】図２は、機関回転速度及び油温と目標油圧との関係を示した図である。
【図３】図３は、第一装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図４】図４は、第一装置の変形例のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の第二実施形態に係る内燃機関の制御装置（第二装置）が適用される内燃機関の概略図である。
【図６】図６は、本発明の第三実施形態に係る内燃機関の制御装置（第三装置）が適用される内燃機関の概略図である。
【図７】図７は、第三装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図８】図８は、第三装置の変形例のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の第四実施形態に係る内燃機関の制御装置（第四装置）が適用される内燃機関の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の各実施形態に係る「内燃機関の制御装置（以下、「本制御装置」と称呼する場合がある。）」について図面を参照しながら説明する。
【００３１】
＜第一実施形態＞
（構成）
本発明の第一実施形態に係る内燃機関の制御装置（以下、単に「第一装置」と称呼する。）は、図１に示した内燃機関（以下、「機関」と称呼する。）１０に適用される。
【００３２】
機関１０は、ピストン往復動型機関であり、シリンダヘッド、シリンダブロック、シリンダブロックロワーケースを含む本体部１１とオイルパン１２とを備える。本体部１１には図示しないシリンダが形成されている。シリンダにはピストン（図示省略）が収容され、ピストンはクランクシャフト（図示省略）に連結されている。オイルパン１２は、本体部１１の下方に固定され、機関潤滑用の潤滑油（エンジンオイル）を貯留している。本体部１１とオイルパン１２とは「機関本体１３」を構成している。
【００３３】
機関１０は、ポンプ装置２０を備えている。ポンプ装置２０は、オイルポンプ２１、第一モータ２２、第二モータ２３、ウォーターポンプ２４及び電磁クラッチ（第一電磁クラッチ）２５を含んでいる。
【００３４】
オイルポンプ２１は機関本体１３内に配設されている。オイルポンプ２１は、第一モータ２２によって駆動（回転）させられることにより、オイルパン１２内の潤滑油をストレーナ１４を介してオイル経路（油路）ＯＬに吐出するようになっている。オイル経路ＯＬは、周知のように、機関１０内の潤滑が必要な部分の近傍を通過しながら潤滑油を各部に供給し、余剰の潤滑油をオイルパン１２に戻す経路である。更に、潤滑油の一部は機関１０の潤滑が必要な部分にオイル経路ＯＬの一部を経由して供給された後、オイルパン１２に直接戻される。オイルポンプ２１は回転軸（被駆動軸）２１ａを備えている。回転軸２１ａが回転すると、潤滑油が吸引口から吸引されて吐出口からオイル経路ＯＬ内に圧送（吐出）される。回転軸２１ａは機関本体１３の側面に向けて延出している。
【００３５】
第一モータ２２は、機関本体１３の外部であって機関本体１３の近傍に（機関本体１３に隣接するように）配設されている。第一モータ２２は、後述する電気制御装置３０からの指示に応じて電力が供給されたとき駆動される（回転する）。第一モータ２２の出力軸（回転軸）２２ａは第一モータ２２の本体を貫通するように延びている。第一モータ２２は、出力軸２２ａが回転軸２１ａと同軸となるように配置されている。出力軸２２ａの一方の端部（図１における右端部）は回転軸２１ａの端部（図１における左端部）と連結されている。従って、第一モータ２２はオイルポンプ２１を回転・駆動することができる。
【００３６】
第二モータ２３は、機関本体１３の外部であって、第一モータ２２に隣接するように配設されている。第二モータ２３は、後述する電気制御装置３０からの指示に応じて電力が供給されたとき駆動される（回転する）。第二モータ２３の出力軸（回転軸）２３ａは第二モータ２３の本体を貫通するように延びている。第二モータ２３は、出力軸２３ａが出力軸２２ａと同軸となるように配置されている。
【００３７】
ウォーターポンプ２４は機関本体１３の外部であって、第二モータ２３に隣接するように第一モータ２２と反対側に配設されている。ウォーターポンプ２４は、第二モータ２３によって駆動（回転）させられることにより、冷却水を冷却水通路ＷＬに吐出するようになっている。冷却水通路ＷＬは、周知のように、ウォーターポンプ２４から延びて機関１０内の冷却が必要な部分の近傍を通過し、次いで、図示しないラジエータを通過した後にウォーターポンプ２４へと戻る。ウォーターポンプ２４は回転軸（被駆動軸）２４ａを備えている。回転軸２４ａが回転すると、冷却水が吸引口から吸引されて吐出口から冷却水通路ＷＬ内に圧送（吐出）される。ウォーターポンプ２４は、回転軸２４ａが出力軸２３ａと同軸となるように配設されている。回転軸２４ａの端部（図１における右端部）は出力軸２３ａの一方の端部（図１における左端部）２３ａと連結されている。従って、第二モータ２３はウォーターポンプ２４を回転・駆動することができる。ウォーターポンプ２４が駆動されると、冷却水が冷却水通路ＷＬ内を循環する。
【００３８】
電磁クラッチ２５は、第一モータ２２の出力軸２２ａの他方の端部（図１における左端部）と、第一モータ２２の出力軸２２ａに向かって延びる第二モータ２３の出力軸２３ａの他方の端部（図１における右端部）との間に配設されている。電磁クラッチ２５は、出力軸２２ａに連結された第一摩擦板２５ａ及び出力軸２３ａに連結された第二摩擦板２５ｂと、図示しない電磁アクチュエータと、を備えている。電磁クラッチ２５は、第一摩擦板２５ａと第二摩擦板２５ｂとが係合されている場合（即ち、電磁クラッチ２５が連結されている場合）、第二モータ２３の出力軸２３ａに発生する回転トルク（駆動力）を第一モータ２２の出力軸２２ａに伝達することができる。この状態を動力伝達状態又は便宜上「第二の状態」と呼ぶ。更に、電磁クラッチ２５は、第一摩擦板２５ａと第二摩擦板２５ｂとが離間している（非係合である）場合（即ち、電磁クラッチ２５が切断されている場合）、第二モータ２３の出力軸２３ａに発生する回転トルク（駆動力）を第一モータ２２の出力軸２２ａに伝達することができない。この状態を動力非伝達状態（動力伝達不能状態）又は便宜上「第一の状態」と呼ぶ。電磁クラッチ２５は、電気制御装置３０からの指示に応じて図示しない電磁アクチュエータを作動させ、それにより動力伝達状態と動力非伝達状態とを選択的に実現するようになっている。
【００３９】
一方、第一装置は、電気制御装置３０、冷却水温センサ４１、油温センサ４２、油圧センサ４３、クランクポジションセンサ４４及びアクセル開度センサ４５等を備えている。更に、第一装置は、第一駆動回路５１、第二駆動回路５２、クラッチ駆動回路５３及びエンジン駆動アクチュエータ５４を備えている。
【００４０】
電気制御装置（コントローラ）３０は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、バックアップＲＡＭ３４、及び、ＡＤコンバータを含むインターフェース３５等を含む周知のマイクロコンピュータである。インターフェース３５は、上記センサ４０〜４５と接続され、ＣＰＵ３１にこれらのセンサからの信号を供給するようになっている。更に、インターフェース３５は、ＣＰＵ３１の指示に応じて、第一駆動回路５１、第二駆動回路５２、クラッチ駆動回路５３及びエンジン駆動アクチュエータ５４に制御信号を送出するようになっている。
【００４１】
冷却水温センサ４１は、機関１０の冷却水（冷却水通路ＷＬ内の冷却水）の温度を検出し、その冷却水温ＴＨＷを表す信号を出力するようになっている。
油温センサ４２は、機関１０の潤滑油（オイル経路ＯＬ内のエンジンオイル）の温度を検出し、その潤滑油温度（油温）ＴＯＩＬを表す信号を出力するようになっている。
油圧センサ４３は、機関１０の潤滑油（オイル経路ＯＬ内の所定の部位、例えば、シリンダヘッド部を通るオイル経路ＯＬの潤滑油）の圧力を検出し、その潤滑油圧力（油圧）ＰＯＩＬを表す信号を出力するようになっている。
【００４２】
クランクポジションセンサ４４は、クランクシャフトが１０度回転する毎にパルスを出力するようになっている。クランクポジションセンサから出力されるパルスは電気制御装置３０によって機関回転速度ＮＥを表す信号に変換される。
アクセル開度センサ４５は、運転者によって操作される図示しないアクセルペダルの操作量を検出し、アクセルペダルの操作量Accpを表す信号を出力するようになっている。アクセルペダルの操作量Accpは機関１０の負荷の大きさを表す一つのパラメータである。
【００４３】
第一駆動回路５１は、電気制御装置３０からの信号に応答して、第一モータ２２に電力を供給してその作動を制御するようになっている。
第二駆動回路５２は、電気制御装置３０からの信号に応答して、第二モータ２３に電力を供給してその作動を制御するようになっている。
クラッチ駆動回路５３は、電気制御装置３０からの信号に応答して、電磁クラッチ２５の電磁アクチュエータの作動を制御するようになっている。
エンジン駆動アクチュエータ５４は、燃料噴射弁、点火装置及びスロットル弁アクチュエータ等を含み、電気制御装置３０からの指示に応答して作動し、機関１０の出力トルク及び機関回転速度を変更することができるようになっている。
【００４４】
（切り替え制御の概要）
次に、第一装置が実行する切り替え制御の概要について説明する。第一装置は、通常時において（即ち、第一モータ２２が故障したと判定されていない場合）、第一モータ２２によりオイルポンプ２１を駆動し、第二モータ２３によりウォーターポンプ２４を駆動する。第一装置は、第一モータ２２が故障したと判定された場合（異常が発生したと判定された場合）、第二モータ２３を用いてウォーターポンプ２４及びオイルポンプ２１の両方を駆動する。
【００４５】
第一装置は、油温センサ４２により取得される油温ＴＯＩＬとクランクポジションセンサ４４を用いて取得される機関回転速度ＮＥとを、図２に示した「油温ＴＯＩＬ、機関回転速度ＮＥ及び目標油圧Ｐｔｇｔの関係」に適用することによって、目標油圧Ｐｔｇｔを求める。この関係は、ルックアップテーブル形式にてＲＯＭ３２に格納されている。図２に示した関係によれば、目標油圧Ｐｔｇｔは、機関回転速度ＮＥが高くなるほど高くなり、油温ＴＯＩＬが高くなるほど高くなる。そして、第一装置は、通常時において、このような目標油圧Ｐｔｇｔが得られるように、第一モータ２２をフィードフォワード制御する。換言すると、第一装置は、機関回転速度ＮＥと油温ＴＯＩＬとの組み合わせに対する「第一モータ２２への指示量（第一モータ２２のトルク及び回転速度を決定する指示量）」をＲＯＭ３２に記憶していて、その指示量をＲＯＭから読み出して第一駆動回路５１に送信する。第一駆動回路５１は、その指示量に応じて第一モータ２２が回転するように、第一モータ２２に電力を供給する。
【００４６】
一方、第一装置は、油圧センサ４３により検出される実際の油圧ＰＯＩＬが目標油圧Ｐｔｇｔに対して所定閾値ΔＰｔｈ以上小さい場合、第一モータ２２が故障していると判定する。例えば、油温ＴＯＩＬが１００℃であり機関回転速度ＮＥがＮＥ１であるとき、目標油圧Ｐｔｇｔは図２に示す油圧Ｐ１となるが、検出された油圧ＰＯＩＬが「油圧Ｐ１よりも所定閾値ΔＰｔｈ以上小さい油圧Ｐ２」であるとき、第一装置は第一モータ２２が故障していると判定する。
【００４７】
第一装置は、「第一モータ２２が故障している」と判定した場合、オイルポンプ２１の駆動源を第一モータ２２から第二モータ２３へと切り替え、第二モータ２３を用いてオイルポンプ２１を駆動する。具体的に述べると、第一モータ２２が故障したと判定された場合、第一装置は、それまで非連結状態にあった電磁クラッチ２５を連結させ、第一モータ２２の出力軸２２ａと第二モータ２３の出力軸２３ａとを連結する。これにより、第二モータ２３と第一モータ２２とは動力伝達可能状態となる。そして、第一装置は、第一モータ２２への通電を停止させ、第二モータ２３を駆動する。その結果、オイルポンプ２１が第二モータ２３によって駆動され、機関１０の潤滑が継続的に行われる。このとき、第二モータ２３によってウォーターポンプ２４も駆動され、機関１０の冷却も継続的に行われる。
【００４８】
第一装置は、第二モータ２３によりオイルポンプ２１を駆動する場合に第二モータ２３の出力（発生トルク）が「オイルポンプ２１に要求される出力及びウォーターポンプ２４に要求される出力を加算した出力」となるように第二モータ２３の出力を設定する。即ち、第一装置は、第一モータ２２が故障したと判定された場合、第一モータ２２が故障したと判定されていない場合の第二モータ２３の出力（即ち、ウォーターポンプ２４を駆動する際に要求される出力）よりも大きな出力を第二モータ２３から発生させる。
【００４９】
これによれば、第一モータ２２が故障した場合に、第二モータ２３により駆動されるオイルポンプ２１により、オイル経路ＯＬに潤滑油を圧送することができる。その結果、機関１０の摺動部の焼き付きが発生する可能性を低減することができる。また、オイルポンプ２１は、第一モータ２２が正常である場合にはクランクシャフトを駆動源としない第一モータ２２により駆動され、第一モータ２２が異常である（故障した）場合にはクランクシャフトを駆動源としない第二モータ２３により駆動される。従って、第一モータ２２が故障しているか否かに関わらず、オイルポンプ２１がクランクシャフトにより駆動されないので、機関１０のフリクションを低減することができる。
【００５０】
更に、第一装置は、第一モータ２２が故障したと判定された場合、第二モータ２３の出力を増大させ、ウォーターポンプ２４及びオイルポンプ２１を駆動することができる。従って、第一モータ２２が故障した場合においても冷却水通路ＷＬ中に冷却水を十分に循環させるとともに、オイル経路ＯＬ中に潤滑油を十分に循環させることができる。
【００５１】
（第一装置の実際の作動）
次に、第一装置の実際の作動について説明する。
【００５２】
第一装置の電気制御装置３０が備えるＣＰＵ３１（以下、単に「ＣＰＵ」とも表記する。）は、図３のフローチャートにより示したモータ制御ルーチンを機関の始動後から所定時間が経過する毎に実行するようになっている。従って、ＣＰＵは適当なタイミングにてステップ３００から処理を開始してステップ３１０に進み、現時点が機関１０の始動時であるか否かを判定する。即ち、ＣＰＵは図示しない「機関１０を搭載した車両のイグニッション・キー・スイッチがオフ位置からオン位置へと変更された時点」の直後であるか否かを判定する。
【００５３】
現時点が機関１０の始動時である場合、ＣＰＵはステップ３１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３２０に進み、電磁クラッチ２５を非連結状態に設定する。次いで、ＣＰＵは以下に述べるステップ３３０及びステップ３４０の処理を順に行い、ステップ３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００５４】
ステップ３３０：ＣＰＵは、実際の油温ＴＯＩＬ及び実際の機関回転速度ＮＥをＲＯＭ３２に格納されているルックアップテーブルMapＷ１(TOIL,NE)に適用することにより、第一モータ目標出力Ｗ１を決定し、第一モータ２２が目標出力Ｗ１を出力するように、第一モータ２２（第一駆動回路５１）を制御する。テーブルMapＷ１(TOIL,NE)によれば、目標出力Ｗ１は、油温ＴＯＩＬが高いほど大きくなり、機関回転速度ＮＥが高いほど大きくなるように決定される。第一モータ２２が故障しておらず且つ目標出力Ｗ１と等しい出力が第一モータ２２から出力されるとき、油圧ＰＯＩＬは図２に示した目標油圧Ｐｔｇｔに略一致する。
【００５５】
ステップ３４０：ＣＰＵは、実際の冷却水温ＴＨＷをＲＯＭ３２に格納されているルックアップテーブルMapＷ２(THW)に適用することにより、第二モータ目標出力Ｗ２を決定する。テーブルMapＷ２(THW)によれば、目標出力Ｗ２は、冷却水温ＴＨＷが高いほど大きくなるように決定される。ＣＰＵは、第二モータ２３が目標出力Ｗ２を出力するように、第二モータ２３（第二駆動回路５２）を制御する。
【００５６】
次に、ＣＰＵがステップ３１０に進むと、ＣＰＵはステップ３１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ３５０に進み、機関１０が始動されてから一定時間ｔ１が経過したか否かを判定する。一定時間ｔ１は、第一モータ２２が駆動され始めてから油圧ＰＯＩＬが十分に上昇するまでの時間に設定されている。現時点において、機関１０が始動されてから一定時間ｔ１が経過していなければ、ＣＰＵはステップ３５０にて「Ｎｏ」と判定し、前述のステップ３３０及びステップ３４０の処理を実行する。
【００５７】
機関１０が始動されてから一定時間ｔ１が経過した時点以降においてＣＰＵがステップ３００から処理を開始すると、ＣＰＵはステップ３１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ３５０にて「Ｙｅｓ」と判定する。そして、ＣＰＵはステップ３６０に進んで、第一モータ２２が故障しているか否かを判定する。
【００５８】
より具体的に述べると、前述したように、ＣＰＵは、油温ＴＯＩＬ及び機関回転速度ＮＥを図２に示したルックアップテーブルに適用することによって、目標油圧Ｐｔｇｔを求める。更に、ＣＰＵは、油圧ＰＯＩＬが目標油圧Ｐｔｇｔに対して所定閾値ΔＰｔｈ以上小さい場合（ＰＯＩＬ＜Ｐｔｇｔ−ΔＰｔｈ）第一モータ２２が故障していると判定する。ＣＰＵは、第一モータ２２が故障していると判定しない場合、ステップ３６０にて「Ｎｏ」と判定し、前述のステップ３３０及びステップ３４０の処理を実行する。
【００５９】
これに対し、ＣＰＵは、第一モータ２２が故障していると判定すると、ステップ３６０にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ３７０乃至ステップ３９０の処理を順に行い、ステップ３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００６０】
ステップ３７０：ＣＰＵは、電磁クラッチ２５を連結状態に設定する。即ち、ＣＰＵは、電磁クラッチ２５の状態を「動力非伝達状態である非連結状態」から「動力伝達状態である連結状態」へと切り替えるように、クラッチ駆動回路５３に指示信号を送出する。
【００６１】
ステップ３８０：ＣＰＵは、第一モータ２２の目標出力Ｗ１を「０」に設定して第一モータ２２の駆動を停止する。
【００６２】
ステップ３９０：ＣＰＵは、第二モータ２３の目標出力Ｗ２を、ルックアップテーブルMapＷ１(TOIL,NE)により決まる出力と、ルックアップテーブルMapＷ２(THW)により決まる出力と、の和の値に設定する。即ち、ＣＰＵは、目標出力Ｗ２が、オイルポンプ２１に要求される出力及びウォーターポンプ２４に要求される出力を加算した出力である要求出力になるように第二モータ２３の目標出力Ｗ２を設定する。ＣＰＵは、第二モータ２３がその目標出力Ｗ２を出力するように、第二モータ２３（第二駆動回路５２）を制御する。
【００６３】
以上、説明したように、内燃機関１０は、
オイルポンプ２１を駆動する第一モータ２２と、
ウォーターポンプ２４を駆動する第二モータ２３と、
第二モータ２３によりオイルポンプ２１を駆動することができない第一の状態（動力非伝達状態、非連結状態）及び第二モータ２３によりオイルポンプ２１を駆動することができる第二の状態（動力伝達状態、連結状態）の何れか一方の状態を選択的に実現可能な（即ち、第一の状態と第二の状態との間で切り替え可能な）第一切替え機構２５と、
を備える。
更に、第一装置は、
第一モータ２２が故障したか否かを判定する故障判定手段（ステップ３６０）と、
第一モータ２２が故障したと判定されていない場合には第一切替え機構２５により前記第一の状態を実現させ（ステップ３２０）、第一モータ２２が故障したと判定された場合には第一切替え機構２５により前記第二の状態を実現させる（ステップ３７０）制御手段３０と、
を備える。
【００６４】
更に、その第一切替え機構２５は、
第二モータの出力軸２３ａとオイルポンプの回転軸２１ａとを動力伝達不能となるように切離することにより第一の状態（動力非伝達状態、非連結状態）を実現し、且つ、第二モータの出力軸２３ａと前記オイルポンプの回転軸２１ａとを動力伝達可能となるように連結することにより前記第二の状態（動力伝達状態、連結状態）を実現するクラッチ機構２５により構成される。
【００６５】
この第一装置によれば、第一モータ２２が故障した場合に、第二モータ２３によりオイルポンプ２１が駆動される。これにより、第一モータ２２が故障した場合においてもオイル経路ＯＬにオイルを圧送することができる。その結果、機関１０の摺動部の焼き付きが発生する可能性を低減することができる。また、オイルポンプ２１は、クランクシャフトを駆動源としない第二モータ２３により駆動されるため、内燃機関１０のフリクションを低減することができる。
【００６６】
更に、第一装置は、第二モータ２３によりオイルポンプ２１を駆動する場合に、オイルポンプ２１に要求される出力及びウォーターポンプ２４に要求される出力を加算した出力である要求出力になるように第二モータ２３の出力を設定する（ステップ３３０、ステップ２４０及びステップ３９０を参照。）。その結果、第一モータ２２が故障した場合においても冷却水通路ＷＬ中に冷却水を循環させるとともに、オイル経路ＯＬ中にオイルを循環させることができる。
【００６７】
更に、第一装置の制御手段３０は、
第一モータ２２が故障したと判定された場合、第二モータ２３の出力を、前記第二モータが前記ウォーターポンプを駆動する際に要求される出力Ｗ２に所定出力Ｗ１だけ大きい値に設定する第二モータ出力上昇制御を実行するように構成されている（ステップ３９０）。即ち、制御手段３０は、第一モータ２２が故障したと判定された場合、第二モータ２３の出力を、前記第二モータ２３がウォーターポンプ２４のみを駆動する際に要求される出力よりも大きくする。
【００６８】
これによれば、第一モータ２２が故障したと判定された場合に第二モータ２３の出力が高くなり、オイル経路ＯＬ内の油圧を高くすることができ、潤滑油を十分に循環させることができる。
【００６９】
＜第一実施形態の変形例＞
この変形例のＣＰＵは、所定時間が経過する毎に、図３に代えて図４にフローチャートにより示した「モータ制御ルーチン」を実行するようになっている。この図４に示したルーチンにおいては、ステップ３８０とステップ３９０との間にステップ４１０が挿入されている点のみにおいて、図３に示したルーチンと相違している。
【００７０】
従って、ＣＰＵは第一モータ２２が故障したと判定した場合においてステップ３８０の処理を行った後にステップ４１０に進み、機関回転速度の制限制御（以下、単に「速度制限制御」とも称呼する。）を実行する処理を行う。速度制限制御は、機関回転速度ＮＥが制限速度ＮＥupを超えないように、機関１０の運転を制御する制御である。具体的には、機関回転速度ＮＥが制限速度ＮＥupを超えている場合、ＣＰＵはエンジン駆動アクチュエータ５４に指示を送って機関１０の出力トルクを低下させる。例えば、ＣＰＵは、エンジン駆動アクチュエータ５４としてのスロットル弁アクチュエータに信号を送り、スロットル弁開度を所定量低下させる。或いは、ＣＰＵは、点火時期を遅らせるようにエンジン駆動アクチュエータ５４としての点火装置に指示を送る。これらにより、機関１０の発生トルクを低減させ、機関回転速度ＮＥを制限速度ＮＥup以下に調整する。
【００７１】
この結果、テーブルMapＷ１(TOIL,NE)により決定される第一モータ目標出力Ｗ１は、機関回転速度ＮＥが所定の制限速度NEupであり且つ油温ＴＯＩＬが所定油温（例えば、最高油温ＴＯＩＬmax）であるときの第一モータ目標出力Ｗ１＝MapＷ１(TOILmax,NEup)以下に制限される。その結果、ステップ３９０にて求められる第二モータ２３の目標出力Ｗ２の値（即ち、MapＷ１(TOILmax,NE)により決まる出力と、MapＷ２(THW)により決まる出力との和）は、機関回転速度ＮＥが制限速度NEup以上となる場合に比べて小さくなる。換言すれば、ステップ３９０にて求められる第二モータ２３の目標出力Ｗ２の値を第二モータ２３が出力できる最大出力以下となるように機関１０を運転する。従って、第二モータ２３として最高出力が比較的小さなモータを採用することができ、装置のコストダウンを図ることができる。加えて、潤滑油の機関１０への供給量及び冷却水の機関１０への供給量が不足することがないので、機関１０の摺動部の焼き付きが発生する可能性をより低減することができる。
【００７２】
なお、この変形例のＣＰＵは、ステップ４１０において、速度制限制御に代え、或いは、速度制限制御に加え、機関１０の発生トルクを制限発生トルク以下に制限するトルク制限制御を実行してもよい。このトルク制限制御においては、機関回転速度ＮＥとスロットル弁開度とにより推定される機関発生トルクが制限発生トルク以下になるように、エンジン駆動アクチュエータ５４としてのスロットル弁アクチュエータに信号を送り、例えば、スロットル弁開度を所定量低下させる。この場合においても、結果的に機関回転速度ＮＥの最大値が最高回転速度ＮＥmaxに到達しないので、第一モータ目標出力Ｗ１を低くすることができる。従って、ステップ３９０にて求められる第二モータ２３の目標出力Ｗ２の値が小さくなる。換言すれば、ステップ３９０にて求められる第二モータ２３の目標出力Ｗ２の値を第二モータ２３が出力できる最大出力以下となるように機関１０を運転する。その結果、第二モータ２３として最高出力が比較的小さなモータを採用することができ、装置のコストダウンを図ることができる。加えて、潤滑油の機関１０への供給量及び冷却水の機関１０への供給量が不足することがないので、機関１０の摺動部の焼き付きが発生する可能性をより低減することができる。
【００７３】
＜第二実施形態＞
本発明の第二実施形態に係る内燃機関の制御装置（以下、単に「第二装置」と称呼する。）は、図５に示したように、そのポンプ装置２０が、第一装置のクラッチ機構２５に代わるギヤ機構（第一ギヤ機構）２６を備える点、及び、出力軸２３ａが出力軸２２ａの軸方向と平行であり、且つ、異なる軸上になるように配置されている点において、第一装置と相違する。以下、第一装置と同様の部品及び機構等については同一の符号を付し詳細な説明を省略する。
【００７４】
第二モータ２３は、上述したように、その出力軸２３ａが第一モータ２２の出力軸２２ａと平行であり、且つ、異なる軸上になるように配置されている。
【００７５】
ギヤ機構（第一ギヤ機構）２６は、第一モータ２２の出力軸２２ａの他方の端部（図５における左端部）と、第二モータ２３の出力軸２３ａの他方の端部（図５における右端部）と、の間に配設されている。ギヤ機構２６は、第一歯車２６ａと、第二歯車２６ｂと、伸縮軸２６ｃと、図示しないアクチュエータと、を備えている。
【００７６】
第一歯車２６ａは、第一モータ２２の出力軸２２ａの他方の端部（図５における左側の端部）に同出力軸２２ａと同軸となるように固定されている。
第二歯車２６ｂは、伸縮軸２６ｃの一方の端部（図５における右側の端部）に伸縮軸２６ｃと同軸となるように固定されている。
伸縮軸２６ｃは、第二モータ２３の出力軸２３ａとスプライン嵌合しており、出力軸２３ａに対し出力軸２３ａの軸方向に伸縮可能（進退可能）となるとともに、出力軸２３ａと一体的に回転するようになっている。
アクチュエータは、例えば、油圧シリンダであり、機構駆動回路５５からの信号に応じて伸縮し、それにより伸縮軸２６ｃを伸縮させるようになっている。
【００７７】
このギヤ機構２６において、伸縮軸２６ｃが出力軸２２ａ（第一モータ２２の本体）に向けて伸びた場合、第二歯車２６ｂが第一歯車２６ａと直接的に噛合する。この結果、第二モータ２３の出力軸２３ａに発生する回転トルク（駆動力）が第一モータ２２の出力軸２２ａに伝達される動力伝達状態が実現される（図５の破線を参照。）。この動力伝達状態が実現されているとき、第二モータ２３が出力軸２２ａを介してオイルポンプ２１を回転・駆動することができる第二の状態が実現される。
【００７８】
これに対し、ギヤ機構２６において、伸縮軸２６ｃが出力軸２３ａ（第二モータ２３の本体）に向けて縮んだ場合、第二歯車２６ｂと第一歯車２６ａとは直接的にも間接的にも噛合しない。この結果、第二モータ２３の出力軸２３ａに発生する回転トルク（駆動力）が第一モータ２２の出力軸２２ａに伝達されない動力非伝達状態が実現される。この動力非伝達状態が実現されているとき、第二モータ２３はオイルポンプ２１を回転・駆動することができない第一の状態が実現される。
【００７９】
第一歯車２６ａの歯数は第二歯車２６ｂの歯数よりも少ない。但し、第一歯車２６ａの歯数は第二歯車２６ｂの歯数と同じであってもよく、多くてももよい。
【００８０】
以上、説明したように第一切替え機構２６は、
「第一モータ２２の出力軸２２ａと一体に回転する第一歯車２６ａ」と「第二モータ２３の出力軸２３ａと一体に回転する第二歯車２６ｂ」とを直接的にも間接的にも噛合させないことにより前記第一の状態（動力非伝達状態、非噛合状態）を実現し、且つ、第一歯車２６ａと第二歯車２６ｂとを直接的又は間接的に噛合させることにより前記第二の状態（動力伝達状態、噛合状態）を実現するギヤ機構２６により構成されている。
【００８１】
この第二装置によれば、第一モータ２２が故障した場合に、第二モータ２３によりオイルポンプ２１を駆動することができる。これにより、第一モータ２２が故障した場合においてもオイル経路ＯＬにオイルを圧送することができる。その結果、機関１０の摺動部の焼き付きが発生する可能性を低減することができる。更に、オイルポンプ２１は、クランクシャフトにより駆動されず、第一モータ２２及び第二モータ２３の何れかにより駆動されるので、内燃機関１０のフリクションを低減することができる。
【００８２】
更に、切替え機構２６は、第二歯車２６ｂの歯数が第一歯車２６ａの歯数よりも少なくなるように構成されている。その結果、第二モータ２３の出力トルクがオイルポンプ２１の回転軸２１ａに増大して伝達されるので、第二モータ２３として出力トルクの小さいモータを採用することができる。なお、オイルポンプ２１の駆動に要求されるトルク及び／又は出力と、第二モータ２３の定格によっては、第二歯車２６ｂの歯数は第一歯車２６ａの歯数より多くてもよい。この場合、オイルポンプ２１を高速回転にて駆動できるので、十分な量の潤滑油を供給することができる。
【００８３】
更に、第二装置に係る切替え機構２６は、第一歯車２６ａと第二歯車２６ｂとの間に第一歯車２６ａと常時噛合する第三歯車を設けておき、伸縮軸２６ｃを出力軸２２ａ（第一モータ２２の本体）に向けて伸ばした場合、第二歯車２６ｂが第三歯車と噛合することにより、第二歯車２６ｂを第一歯車２６ａに間接的に噛合させてもよい。更に、第三歯車に加えて、その第三歯車に常時噛合する単数又は複数の中間歯車を設け、伸縮軸２６ｃを出力軸２２ａ（第一モータ２２の本体）に向けて伸ばした場合、第二歯車２６ｂが中間歯車に噛合するように構成することもできる。
【００８４】
＜第三実施形態＞
本発明の第三実施形態に係る内燃機関の制御装置（以下、単に「第三装置」と称呼する。）は、図６に示したように、ポンプ装置２０が第二電磁クラッチ２７を備える内燃機関に適用される点において第一装置と相違している。
【００８５】
第二電磁クラッチ２７は、ウォーターポンプ２４の回転軸２４ａと第二モータ２３の出力軸２３ａとの間に配設されている。第三装置は、第一モータ２２が故障したと判定された場合、第一電磁クラッチ２５を連結状態に設定して第二モータ２３によりオイルポンプ２１を駆動する一方、第二電磁クラッチ２７を非連結状態に設定して第二モータ２３を用いたウォーターポンプ２４の駆動を行わない。
【００８６】
より具体的に述べると、第二電磁クラッチ２７は、第二モータ２３の出力軸２３ａの一方の端部（図６における左端部）とウォーターポンプ２４の回転軸２４ａの端部（図６における右端部）との間に配設されている。第二電磁クラッチ２７は、出力軸２３ａに連結された第三摩擦板２７ａ及び回転軸２４ａに連結された第四摩擦板２７ｂと、図示しない電磁アクチュエータと、を備えている。
【００８７】
第二電磁クラッチ２７は、第三摩擦板２７ａと第四摩擦板２７ｂとが係合されている場合（即ち、第二電磁クラッチ２７が連結されている場合）、第二モータ２３の出力軸２３ａに発生する回転トルク（駆動力）をウォーターポンプ２４の回転軸２４ａに伝達することができる。この状態を動力伝達状態（第三の状態）と呼ぶ。更に、電磁クラッチ２７は、第三摩擦板２７ａと第四摩擦板２７ｂとが離間している（非係合である）場合（即ち、電磁クラッチ２７が切断されている場合）、第二モータ２３の出力軸２３ａに発生する回転トルク（駆動力）をウォーターポンプ２４の回転軸２４ａに伝達することができない。この状態を動力非伝達状態（動力伝達不能状態、第四の状態）と呼ぶ。第二電磁クラッチ２７は、第二クラッチ駆動回路５６から送出される制御信号により図示しない電磁アクチュエータを制御し、動力伝達状態と動力非伝達状態との間で切り替えることができるようになっている（即ち、動力伝達状態及び動力非伝達状態の一方を選択的に実現するようになっている。）。
【００８８】
（第三装置に係る切り替え制御の概要）
次に、第三装置が実行する切り替え制御の概要について説明する。第三装置は、第一モータ２２が故障したと判定されていない場合、第一装置と同様、第一モータ２２によりオイルポンプ２１を駆動し、第二モータ２３によりウォーターポンプ２４を駆動する。これに対し、第三装置は、第一モータ２２が故障したと判定された場合、第二モータ２３を用いてオイルポンプ２１を駆動する一方、第二モータ２３を用いてウォーターポンプ２４を駆動しない。
【００８９】
より具体的に述べると、第三装置は、第一モータ２２が故障したと判定された場合、それまで非連結状態にあった第一電磁クラッチ２５を連結状態へと移行させ、第一モータ２２の出力軸２２ａと第二モータ２３の出力軸２３ａとを連結する。加えて、第三装置は、それまで連結状態にあった第二電磁クラッチ２７を非連結状態へと移行させ、ウォーターポンプ２４の回転軸２４ａと第二モータ２３の出力軸２３ａを非連結とする。これにより、第二モータ２３とオイルポンプ２１とは第一モータ２２の出力軸２２ａを介して動力伝達可能状態となり、且つ、第二モータ２３とウォーターポンプ２４は動力伝達不能状態となる。更に、第三装置は、第一装置と同様、第一モータ２２が故障したと判定された場合、第一モータ２２への通電を停止させ、第二モータ２３のみを駆動する。
【００９０】
（第三装置の実際の作動）
次に、第三装置の実際の作動について説明する。第三装置の電気制御装置３０が備えるＣＰＵ３１（以下、単に「ＣＰＵ」とも表記する。）は、図７のフローチャートにより示したモータ制御ルーチンを機関の始動後から所定時間が経過する毎に実行するようになっている。なお、図７において既に説明したステップの処理と同じ処理を行うステップにはその既に説明したステップと同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００９１】
ＣＰＵは適当なタイミングにてステップ７００から処理を開始してステップ３１０に進み、現時点が機関１０の始動時であるか否かを判定する。現時点が機関１０の始動時である場合、ＣＰＵはステップ３１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７１０に進み、第一電磁クラッチ２５を非連結状態に設定するとともに第二電磁クラッチ２７を連結状態に設定する。次いで、ＣＰＵは前述したステップ３３０及びステップ３４０の処理を順に行い、ステップ３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。これにより、第一モータ２２によりオイルポンプ２１が駆動され、第二モータ２３によりウォーターポンプ２４が駆動される。
【００９２】
次に、ＣＰＵがステップ３１０に進むと、ＣＰＵはステップ３１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ３５０に進む。この時点において、機関１０が始動されてから一定時間ｔ１が経過していなければ、ＣＰＵはステップ３５０にて「Ｎｏ」と判定し、前述のステップ３３０及びステップ３４０の処理を実行する。
【００９３】
機関１０が始動されてから一定時間ｔ１が経過した時点以降においてＣＰＵがステップ３００から処理を開始すると、ＣＰＵはステップ３１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ３５０にて「Ｙｅｓ」と判定する。そして、ＣＰＵはステップ３６０に進んで、第一モータ２２が故障しているか否かを判定する。
【００９４】
ＣＰＵは、第一モータ２２が故障していると判定しない場合、ステップ３６０にて「Ｎｏ」と判定し、前述のステップ３３０及びステップ３４０の処理を実行する。従って、第一モータ２２によりオイルポンプ２１が駆動され、第二モータ２３によりウォーターポンプ２４が駆動される。
【００９５】
これに対し、ＣＰＵは、第一モータ２２が故障していると判定すると、ステップ３６０にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ３７０、ステップ３８０、ステップ７２０及びステップ７３０の処理を順に行い、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００９６】
ステップ３７０：ＣＰＵは、第一電磁クラッチ２５を連結状態に設定する。即ち、ＣＰＵは、第一電磁クラッチ２５の状態を「動力非伝達状態である非連結状態」から「動力伝達状態である連結状態」へと切り替えるように、クラッチ駆動回路５３に指示信号を送出する。
【００９７】
ステップ３８０：ＣＰＵは、第一モータ２２の目標出力Ｗ１を「０」に設定して第一モータ２２の駆動を停止する。
【００９８】
ステップ７２０：ＣＰＵは、第二電磁クラッチ２７を非連結状態に設定する。即ち、ＣＰＵは、第二電磁クラッチ２７の状態を「動力伝達状態である連結状態」から「動力非伝達状態である非連結状態」へと切り替えるように、第二クラッチ駆動回路５６に指示信号を送出する。
【００９９】
ステップ７３０：ＣＰＵは、実際の油温ＴＯＩＬ及び実際の機関回転速度ＮＥをＲＯＭ３２に格納されているルックアップテーブルMapＷ２(TOIL,NE)に適用することにより、第二モータ目標出力Ｗ２を決定する。そして、ＣＰＵは、第二モータ２３が目標出力Ｗ２を出力するように、第二モータ２３（第二駆動回路５２）を制御する。テーブルMapＷ２(TOIL,NE)によれば、目標出力Ｗ２は、油温ＴＯＩＬが高いほど大きくなり、機関回転速度ＮＥが高いほど大きくなるように決定される。なお、テーブルMapＷ２(TOIL,NE)は前述したテーブルMapＷ１(TOIL,NE)と同じであるが、相違していてもよい。
【０１００】
以上、説明したように、第三装置が適用される内燃機関１０は、
第二モータ２３によりウォーターポンプ２４を駆動することができる第三の状態（動力伝達状態、連結状態）及び第二モータ２３によりウォーターポンプ２４を駆動することができない第四の状態（動力非伝達状態、非連結状態）の何れか一方の状態を選択的に実現可能な第二切替え機構２７を備える。
更に、第三装置は、
前記第一モータが故障したと判定されていない場合には第二切替え機構２７により第三の状態を実現させ（ステップ７１０を参照。）、第一モータが故障したと判定された場合には第二切替え機構により第四の状態を実現させる（ステップ３６０及びステップ７２０を参照。）制御手段３０と、
を備える。
【０１０１】
更に、その第二切替え機構２７は、
第二モータ２３の出力軸２３ａとウォーターポンプ２４の回転軸２４ａとを動力伝達可能となるように連結することにより第三の状態を実現し、且つ、第二モータ２３の出力軸２３ａとウォーターポンプ２４の回転軸２４ａとを動力伝達不能となるように切離することにより第四の状態を実現するクラッチ機構２７により構成されている。
【０１０２】
これにより、第二モータ２３によりオイルポンプ２１を駆動する場合には、第二モータ２３によりウォーターポンプ２４を駆動させないようにすることができる。従って、第二モータ２３によりオイルポンプ２１及びウォーターポンプ２４の両方を駆動する場合に比べて、第二モータ２３の出力を小さくすることができる。その結果、第二モータ２３として最高出力が比較的小さなモータを採用することができ、装置のコストダウンを図ることができる。加えて、潤滑油の機関１０への供給量が不足することがないので、機関１０の摺動部の焼き付きが発生する可能性を低減することができる。
【０１０３】
＜第三実施形態の変形例＞
この変形例のＣＰＵは、所定時間が経過する毎に、図７に代わる図８のフローチャートにより示した「モータ制御ルーチン」を実行するようになっている。この図８に示したルーチンにおいては、ステップ７２０とステップ７３０との間にステップ８１０が挿入されている点のみにおいて、図７に示したルーチンと相違している。このステップ８１０は図４に示したステップ４１０と同じ処理を行うためのステップである。
【０１０４】
従って、ＣＰＵは第一モータ２２が故障したと判定した場合においてステップ３８０の処理を行った後にステップ８１０に進み、機関回転速度の制限制御（以下、単に「速度制限制御」とも称呼する。）を実行する処理を行う。従って、機関回転速度ＮＥが制限速度ＮＥup以下になる。
【０１０５】
この結果、図２に示したように、目標油圧Ｐｔｇｔが制限油圧Ｐup以下となるので、テーブルMapＷ２(TOIL,NE)により決定される第二モータ目標出力Ｗ２も機関回転速度ＮＥが最高回転速度ＮＥmaxであり且つ油温ＴＯＩＬが最高油温ＴＯＩＬmaxであるときの第二モータ目標出力Ｗ２＝MapＷ２(TOILmax,NEmax)よりも小さい値（＝MapＷ２(TOILmax,NEup））以下に制限される。その結果、ステップ７３０にて求められる第二モータ２３の目標出力Ｗ２の値が小さくなる。換言すれば、ステップ７３０にて求められる第二モータ２３の目標出力Ｗ２の値を第二モータ２３が出力できる最大出力以下となるように機関１０を運転する。従って、第二モータ２３として最高出力が比較的小さなモータを採用することができ、装置のコストダウンを図ることができる。加えて、潤滑油の機関１０への供給量が不足することがないので、機関１０の摺動部の焼き付きが発生する可能性を低減することができる。
【０１０６】
なお、この変形例のＣＰＵは、ステップ８１０において、速度制限制御に代え、或いは、速度制限制御に加え、機関１０の発生トルクを制限発生トルク以下に制限するトルク制限制御を実行してもよい。この場合においても、結果的に機関回転速度ＮＥの最大値が最高回転速度ＮＥmaxに到達しないので、第二モータ目標出力Ｗ２を低くすることができる。その結果、第二モータ２３として最高出力が比較的小さなモータを採用することができ、装置のコストダウンを図ることができる。加えて、潤滑油の機関１０への供給量が不足することがないので、機関１０の摺動部の焼き付きが発生する可能性を低減することができる。
【０１０７】
＜第四実施形態＞
本発明の第四実施形態に係る内燃機関の制御装置（以下、単に「第四装置」と称呼する。）は、図９に示したように、そのポンプ装置２０が、第三装置の第二クラッチ機構２７に代えて第二ギヤ機構２８を備える点、及び、出力軸２３ａが回転軸２４ａの軸方向と平行であり、且つ、異なる軸上になるように配置されている点において、第三装置と相違する。以下、第三装置と同様の部品及び機構等については同一の符号を付し詳細な説明を省略する。
【０１０８】
ウォーターポンプ２４は、上述したように、その回転軸２４ａが第二モータ２３の出力軸２３ａと平行であり、且つ、異なる軸上となるように配置されている。
【０１０９】
第二ギヤ機構２８は、ウォーターポンプ２４の回転軸２４ａの端部（図９における右端部）と、第二モータ２３の出力軸２３ａの一方の端部（図９における左端部）と、の間に配設されている。第二ギヤ機構２８は、第三歯車２８ａと、第四歯車２８ｂと、伸縮軸２８ｃと、図示しないアクチュエータと、を備えている。
【０１１０】
第三歯車２８ａは、伸縮軸２８ｃの一方の端部（図９における右側の端部）に伸縮軸２８ｃと同軸となるように固定されている。
第四歯車２８ｂは、第二モータ２３の出力軸２３ａの一方の端部（図９における左側の端部）に同出力軸２３ａと同軸となるように固定されている。
伸縮軸２８ｃは、ウォーターポンプ２４の回転軸２４ａとスプライン嵌合しており、回転軸２４ａに対し回転軸２４ａの軸方向に伸縮可能（進退可能）となるとともに、回転軸２４ａと一体的に回転するようになっている。
アクチュエータは、例えば、油圧シリンダであり、機構駆動回路５７からの信号に応じて伸縮し、それにより伸縮軸２８ｃを伸縮させるようになっている。
【０１１１】
この第二ギヤ機構２８において、伸縮軸２８ｃが出力軸２３ａ（第二モータ２３の本体）に向けて伸びた場合、第三歯車２８ａが第四歯車２８ｂと直接的に噛合する。この結果、第二モータ２３の出力軸２３ａに発生する回転トルク（駆動力）がウォーターポンプ２４の回転軸２４ａに伝達される動力伝達状態が実現される（図９の破線参照）。この動力伝達状態が実現されているとき、第二モータ２３はウォーターポンプ２４を回転・駆動することができる第三の状態が実現される。
【０１１２】
これに対し、第二ギヤ機構２８において、伸縮軸２８ｃが回転軸２４ａ（ウォーターポンプ２４の本体）に向けて縮んだ場合、第三歯車２８ａと第四歯車２８ｂとは直接的にも間接的にも噛合しない。この結果、第二モータ２３の出力軸２３ａに発生する回転トルク（駆動力）がウォーターポンプ２４の回転軸２４ａに伝達されない動力非伝達状態が実現される。この動力非伝達状態が実現されているとき、第二モータ２３はウォーターポンプ２４を回転・駆動することができない第四の状態が実現される。
【０１１３】
以上、説明したように第四装置に係る第二切替え機構２８は、、
「ウォーターポンプ２４の回転軸２４ａと一体に回転する第三歯車２８ａ」と「第二モータ２３の出力軸２３ａと一体に回転する第四歯車２８ｂ」と、を直接的又は間接的に噛合させることにより第三の状態（噛合状態、動力伝達状態）を実現し、且つ、第三歯車２８ａと第四歯車２８ｂとを直接的にも間接的にも噛合させないことにより第四の状態（非噛合状態、動力非伝達状態）を実現するギヤ機構２８により構成される。
【０１１４】
この第四装置によれば、第二モータ２３によりオイルポンプ２１を駆動する場合には、第二モータ２３によりウォーターポンプ２４を駆動させないようにすることができる。従って、第二モータ２３によりオイルポンプ２１及びウォーターポンプ２４の両方を駆動する場合に比べて、第二モータ２３の出力を小さくすることができる。その結果、第二モータ２３として最高出力が比較的小さなモータを採用することができ、装置のコストダウンを図ることができる。加えて、潤滑油の機関１０への供給量が不足することがないので、機関１０の摺動部の焼き付きが発生する可能性を低減することができる。
【０１１５】
なお、第三歯車２８ａの歯数は第四歯車２８ｂの歯数よりも少なくてもよく、同じであってもよく、大きくてもよい。
【０１１６】
以上、説明したように、本発明の各実施形態及び変形例に係る制御装置によれば、第一モータが故障した場合には、オイルポンプ２１を第二モータ２３により駆動する。従って、第一モータ２２が故障した場合にもクランクシャフトの回転を駆動源とすることなくオイルポンプを駆動でき、オイル経路に潤滑油を供給することができる。その結果、内燃機関１０の摺動部の焼き付きが発生する可能性を低減しつつ、フリクションを低減することができる。
【０１１７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、図５に示した第二装置において、伸縮軸２６ｃは第一モータ２２の出力軸２２ａに設けられていてもよい。更に、図６に示した第三装置において、第一電磁クラッチ２５に代え、第二装置の第一ギヤ機構２６が採用されてもよい。同様に、更に、図９に示した第四装置において、第一電磁クラッチ２５に代え、第二装置の第一ギヤ機構２６が採用されてもよい。更に、例えばオイルポンプ２１の回転軸をオイルポンプ２１の本体を貫通させ、その一方側に第一モータ２２を上述の電磁クラッチ又は上述のギヤ機構を介して配置し、その他方側に第二モータ２３を上述の電磁クラッチ又は上述のギヤ機構を介して配置してもよい。
【符号の説明】
【０１１８】
１０…内燃機関、２１…電動式オイルポンプ、２２…第一モータ、２３…第二モータ、２４…ウォーターポンプ、２５…第１電磁クラッチ、３０…電気制御装置、３１…ＣＰＵ。
【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】
2017066952.tif 000009
【図８】
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【図９】
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