JP2006002594A - 電動ポンプ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電動ポンプの使用に伴う性能低下に見合ったかたちで各電動ポンプを駆動することにより、それら複数の電動ポンプの耐用寿命についてこれを極力均一化させることの可能な電動ポンプ制御装置を提供する。
【解決手段】 自動車の冷却系統に設けられた循環経路２において、内燃機関１の上流側と下流側とには、電子制御装置１０により駆動制御される電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２が１台ずつ配設されている。電子制御装置１０には、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の負荷状態を把握するために、吸気温センサ１５からの検出信号や、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の駆動電圧が読み込まれる。電子制御装置１０は、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２について、それらの駆動時間を負荷状態に応じて重み付けした値の各積算値を比較し、その積算値が小さい方を駆動対象として選択する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の電動ポンプの駆動制御を行う電動ポンプ制御装置に関する。

従来、自動車等に搭載される内燃機関では、例えば、同内燃機関に冷却水や燃料を供給するための電動ポンプを備え、その電動ポンプを機関運転状態に基づいて制御するようにしている。

又、こうした電動ポンプを複数配設し、予め設定された設定条件に応じて、各電動ポンプを切り替えて駆動することにより、それら電動ポンプの耐用寿命の長期化を図るようにしたものが知られている（例えば、非特許文献１、特許文献１、２参照。）。

非特許文献１には、電動ポンプを２個配設し、内燃機関を始動させる毎に駆動する電動ポンプを切り替えるようにしたものが記載されている。又、特許文献１には、電動ポンプを複数個配設した場合に、要求流量が小さい通常時においては、それらを同じ時間で切り替えて作動させるようにしたものが記載されている。又、特許文献２には、電動ポンプに加え、機械式のポンプを配設し、電動ポンプの稼働時間が所定時間を越えた場合、電動ポンプから機械式のポンプに切り替えられるものが記載されている。
「センチュリー解説書」、トヨタ自動車株式会社、１９９７年４月 特開２０００−１３０３５０号公報 特開２００２−１５５８６５号公報

ところで、電動ポンプの耐用寿命、換言すればその性能低下度合は稼働時間のみならず、その使用状況によっても大きく異なるものとなる。従来の方法では、単に複数の電動ポンプの各稼動時間のみを考慮してそれら電動ポンプを切り替えて駆動させていたため、各電動ポンプについて耐用寿命の均一化を図ることが困難であった。従って、複数の電動ポンプのそれぞれを長期間に亘って効率良く使用するといった点においてなお改善の余地を残すものとなっていた。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電動ポンプの使用に伴う性能低下に見合ったかたちで各電動ポンプを駆動することにより、それら複数の電動ポンプの耐用寿命についてこれを極力均一化させることの可能な電動ポンプ制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、複数の電動ポンプを駆動制御する電動ポンプの制御装置において、前記各電動ポンプの負荷状態を検出する負荷検出手段と、前記各電動ポンプの駆動時間を前記検出される負荷状態に応じて重み付けした値の積算値を各電動ポンプ毎に演算する演算手段と、前記演算手段により演算された積算値に基づいて前記各電動ポンプの駆動態様を制御する制御手段とを備えることをその要旨とする。

この構成によれば、各電動ポンプの負荷状態を考慮した駆動時間の積算値に基づいて各電動ポンプの駆動態様を制御するようにしている。このため、電動ポンプの使用に伴う性能低下を適切に把握しつつ、各電動ポンプの駆動制御を行うことができ、複数の電動ポンプの耐用寿命についてこれを極力均一化させることができるようになる。

請求項２に記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記負荷検出手段は前記複数の電動ポンプについてそれらの温度を前記負荷状態として検出するものであることをその要旨とする。

この構成によれば、通常、電動ポンプはこれが高温下で使用されるとその性能低下速度が大きくなり、耐用寿命が短くなる傾向がある。
この点、上記構成によれば、複数の電動ポンプの温度を検出し、これを上記負荷状態としているため、電動ポンプの使用に伴う性能低下、特に上述したような高温下での使用に起因する性能低下を適切に把握することができるようになる。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記負荷検出手段は外気温度を前記複数の電動ポンプの各温度として検出することをその要旨とする。
この構成によれば、複数の電動ポンプについて各別に温度を検出する必要が無く、例えば外気温センサの検出結果に基づいてそれら複数の電動ポンプの温度を検出することができる。従って、上記請求項２に記載の構成についてその簡略化を図ることができるようになる。

請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の発明において、前記負荷検出手段は前記複数の電動ポンプについてそれらの駆動電圧を前記負荷状態として検出するものであることをその要旨とする。

この構成によれば、電動ポンプはその駆動電圧が大きいときほど、例えば回転速度が上昇して回転部分の摩耗等が促進されるようになる。このため、その性能低下速度が大きくなり耐用寿命が短くなる傾向がある。

この点、上記構成によれば、複数の電動ポンプの駆動電圧を上記負荷状態としているため、こうした電動ポンプの使用に伴う性能低下を適切に把握することができるようになる。

請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の発明において、前記制御手段は、前記複数の電動ポンプを選択的に駆動するものであり、これに際して前記各積算値に基づいて駆動対象とする電動ポンプを選択することをその要旨とする。

この構成によれば、前記積算値、即ち各電動ポンプの性能低下度合に基づいて駆動対象となる電動ポンプを選択することができ、それら電動ポンプの耐用寿命をより好適に均一化することができるようになる。

請求項６に記載の発明では、請求項５記載の発明において、前記制御手段は２つの電動ポンプを切り替えて制御するものであることをその要旨とする。
尚、こうした複数の電動ポンプを選択的に駆動する際の具体的な態様としては、例えば、請求項６に記載される発明によるように、２つの電動ポンプを切り替えて制御する、といった構成を採用することができる。

請求項７に記載の発明では、請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の発明において、前記電動ポンプは、車両に搭載されたラジエータと内燃機関との間で冷却水を循環させるための電動ウォータポンプであることをその要旨とする。

又、上記請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、電動ポンプは、例えばこれを請求項７に記載されるように、車両に搭載されたラジエータと内燃機関との間で冷却水を循環させるための電動ウォータポンプとすることができる。

以下、本発明の電動ポンプ制御装置を車載内燃機関の冷却系統に設けられた電動ウォータポンプを駆動制御するものとして具体化した一実施形態を図１〜図５に従って説明する。

図１に示されるように、自動車の冷却系統には、冷却水を循環させて内燃機関１の内部（ウォータジャケット）を通過させる循環経路２が設けられている。この循環経路２には、内燃機関１により温度上昇した冷却水を外気との熱交換により温度低下させるラジエータ３が配設されている。冷却系統においては、冷却水が内燃機関１を構成するシリンダブロックやシリンダヘッドのウォータジャケット４を通過し、内燃機関１と冷却水との間で熱交換が行われることにより、内燃機関１が冷却される。

循環経路２には、ラジエータ３を迂回するバイパス通路６が形成されている。循環経路２において、内燃機関１の上流側には、冷却水の温度に応じて開閉動作を行うサーモスタット７が配設されている。このサーモスタット７の開閉動作によって、ラジエータ３への冷却水の流入が禁止又は許可されることで、内燃機関１を冷却する冷却水が適正な温度に調節される。

又、循環経路２において、内燃機関１の下流側には、冷却水の温度を検出する水温検出手段としての水温センサ９が配設されている。水温センサ９は、内燃機関１に設けられたウォータジャケット４の出口付近に配設されている。水温センサ９は、内燃機関１の各種制御を統括する制御手段としての電子制御装置１０に接続されている。水温センサ９は、循環経路２を循環する冷却水の温度を検出し、その検出信号を電子制御装置１０に出力する。

循環経路２において、内燃機関１の上流側と下流側とには、それぞれ電動ポンプとしての電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２が配設されている。これら電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２としては、それぞれ同一の流量特性を有するものが使用されている。電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２は、電子制御装置１０から出力される駆動信号に基づいて駆動制御される。電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２は、駆動源としての電動モータＷＰＭ１，ＷＰＭ２を内蔵しており、それら電動モータＷＰＭ１，ＷＰＭ２の回転により冷却水を吸い込み、同冷却水を循環経路２に吐出する。この場合、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の吐出量は、駆動電圧に応じて変化する電動モータＷＰＭ１，ＷＰＭ２の回転数により設定される。この場合、駆動電圧はアナログ的な値の他、各電動モータＷＰＭ１，ＷＰＭ２を駆動電圧についてデューティ制御する場合にはそのデューティ比も含まれる。尚、電動モータＷＰＭ１，ＷＰＭ２としては、例えば、小形で高出力な直流ブラシモータ等が好適に使用される。

車両内において、例えば吸気ダクトやエアクリーナ等の吸入空気が流通する箇所には負荷検出手段としての吸気温センサ１５が配設されている。この吸気温センサ１５は、吸入空気の温度を電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の負荷状態として検出するもので電子制御装置１０に接続されている。吸気温センサ１５は、吸気ダクトやエアクリーナ等を流通する吸入空気の温度を検出し、その検出信号を電子制御装置１０に出力する。本実施形態においては、水温センサ９と、電子制御装置１０と、吸気温センサ１５とから、自動車の冷却系統に配設された電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２を駆動制御する電動ポンプ制御装置が構成されている。

電子制御装置１０には、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の負荷状態を把握するために、吸気温センサ１５からの検出信号が読み込まれる。電子制御装置１０は、吸気温センサ１５から検出信号が入力されると、その検出信号により車両に取り込まれた吸入空気の温度を読み取る。そして、電子制御装置１０は、吸入空気の温度を電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２近傍の温度として近似することにより、各電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の負荷状態を検出する。又、電子制御装置１０には、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の負荷状態を把握するためにそれらの駆動電圧が読み込まれる。電子制御装置１０は、駆動電圧を読み取ることにより、各電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の負荷状態を検出する。つまり、電子制御装置１０は、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の駆動電圧を負荷状態として検出する負荷検出手段としての機能を備えている。

電子制御装置１０には、ウォータジャケット４から排出される冷却水の温度Ｔｗｏを検出するために、水温センサ９からの検出信号が常時読み込まれる。電子制御装置１０は、水温センサ９からの検出信号に基づいて、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２についてそれぞれの駆動態様を制御する。電子制御装置１０は、水温センサ９からの検出信号に基づいて、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の両方を駆動対象として選択するか、又は電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２のうちいずれか一方のみを駆動対象として選択するかを判断する。そして、電子制御装置１０は、その判断結果に基づいて、各電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２のうち駆動対象として選択されたものに対し駆動信号を出力する。

電子制御装置１０は、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２のちいずれか一方が駆動対象として選択された場合に、それらの使用開始時から現在に至るまでの駆動時間の積算値Ｓ１，Ｓ２に基づいて、各電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の駆動態様を制御する。演算手段としての電子制御装置１０は、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２を駆動対象として選択し、その選択された電動ウォータポンプが駆動開始されてから停止するまでの駆動時間を算出する。そして、電子制御装置１０は、各電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２が駆動対象として選択され駆動される度に、それらの駆動時間を前回までの駆動時間に加算することにより、使用開始時から現在に至るまでの駆動時間の積算値Ｓ１，Ｓ２を演算する。

電子制御装置１０は、駆動時間の積算値Ｓ１，Ｓ２を演算するに際して、吸気温センサ１５により検出された吸入空気の温度Ｔや、各電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の駆動電圧Ｖに応じて、演算された駆動時間に対し重み付けを行う。そして、電子制御装置１０は、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の負荷状態に応じて重み付けされた駆動時間の積算値Ｓ１，Ｓ２を演算する。このようなことから、電子制御装置１０は、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の負荷状態に応じて重み付けされた駆動時間を算出するための演算用マップや、各種のデータが記憶されるメモリ等を備えている。

電子制御装置１０は、負荷状態に応じて重み付けされた駆動時間の積算値Ｓ１，Ｓ２を、電動ウォータポンプＷＰ１と電動ウォータポンプＷＰ２とで比較する。電子制御装置１０は、駆動時間の積算値Ｓ１，Ｓ２が小さい方を駆動対象として選択し、その選択された電動ウォータポンプに対し駆動信号を出力する。こうして、電子制御装置１０は、内燃機関１の運転状態により影響を受け易い電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の負荷状態を把握しつつ、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の駆動態様を制御する。

次に、こうした電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の駆動制御にかかる一連の処理について、図２及び図３のフローチャートを参照して説明する。
図２のフローチャートに示される一連の処理は、内燃機関１が運転されていることを条件に実行される。この一連の処理では、まず、水温センサ９により検出された冷却水の温度Ｔｗｏが電子制御装置１０に読み込まれる（Ｓ１００）。次に、電子制御装置１０は、冷却水の温度Ｔｗｏが所定温度αを超えるか否かを判断する（Ｓ１１０）。ここで、冷却水の温度Ｔｗｏが所定温度αを超えると判断した場合に（Ｓ１１０：ＮＯ）、電子制御装置１０は電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２を共に駆動対象として選択する。この選択結果に基づいて、電子制御装置１０は、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２に対し駆動信号を出力し、両電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２を同時駆動させる（Ｓ１２０）。電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２が同時駆動される場合としては、例えば、内燃機関１が高負荷運転状態であって、内燃機関１の冷却効果を通常よりも高める必要があるとき等が挙げられる。尚、この場合、各電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２についてそれらの駆動時間の増大量が等しいため、本処理では、それらの重み付けされた駆動時間ＳＳ１，ＳＳ２の算出を省略するようにしている。

一方、冷却水の温度Ｔｗｏが所定温度α以下であると判断した場合に、電子制御装置１０は電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２のうちいずれか一方のみを駆動対象として選択する（Ｓ１１０：ＹＥＳ）。電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２のうちいずれか一方のみが駆動される場合としては、例えば、内燃機関１が低負荷運転状態（アイドル状態や通常運転状態）であって、内燃機関１の冷却効果を通常レベルに維持するとき等が挙げられる。尚、Ｓ１００及びＳ１１０の処理は、一定時間周期で繰り返し実行される。

次に、電子制御装置１０が電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２のうちいずれか一方のみを駆動させると判断した後に実行される一連の処理について図３に従って説明する。この一連の処理では、まず、電子制御装置１０は、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２について、前回までの駆動時間の積算値Ｓ１，Ｓ２を各種のデータが記憶されたメモリから読み取る（Ｓ１４０）。次に、電子制御装置１０は、メモリより読み取られた積算値Ｓ１、Ｓ２に基づいて、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２のうちいずれか一方のみを駆動対象として選択する（Ｓ１５０）。このとき、電子制御装置１０は、駆動時間の積算値Ｓ１、Ｓ２の値が小さい方の電動ウォータポンプを駆動対象として選択する（Ｓ１５０：ＹＥＳ又はＮＯ）。電子制御装置１０は、その選択結果に基づいて、駆動対象として選択された電動ウォータポンプに対し駆動信号を出力し、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２のうちいずれか一方を駆動させる（Ｓ１６０、Ｓ２６０）。この場合、駆動対象として電動ウォータポンプＷＰ１が選択された場合（Ｓ１６０〜Ｓ２００）と電動ウォータポンプＷＰ２が選択された場合（Ｓ２６０〜Ｓ３００）とでは同様な処理が実行される。よって、ここでは、電動ウォータポンプＷＰ１が駆動対象として選択された場合に実行される処理について説明することとする。

まず、吸気温センサ１５により検出された吸入空気の温度Ｔと電動ウォータポンプＷＰ１の駆動電圧Ｖ１とが電子制御装置１０に読み込まれる（Ｓ１７０）。次に、電動ウォータポンプＷＰ１が駆動開始されてから時間Δｔ経過したことを条件として、電子制御装置１０は駆動時間ＳＳ１を演算する（Ｓ１８０）。この場合、電子制御装置１０は、吸入空気の温度Ｔに応じて重み付けされた駆動時間と駆動電圧Ｖに応じて重み付けされた駆動時間とを加算することにより電動ウォータポンプＷＰ１の駆動時間ＳＳ１を算出する。具体的には、以下の演算式（１）に基づいて、駆動対象として選択された電動ウォータポンプＷＰ１の重み付けされた駆動時間ＳＳ１が算出される。

ＳＳ１＝ｆ（Ｔ）Δｔ＋ｇ（Ｖ）Δｔ…（１）

この場合、時間Δｔは、電子制御装置１０が駆動対象を選択する際のハンチングを抑制するという観点から１分以上、好ましくは３０分以上、より好ましくは５０分以上である。一方、時間Δｔは、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の耐用寿命を極力均一化させるという観点から１２０分以下、好ましくは９０分以下、より好ましくは７０分以下である。又、ｆ（Ｔ）は、吸入空気の温度Ｔに応じて実際に駆動した時間Δｔを重み付けする際の重み係数であり、温度Ｔの関数として示されている（図４参照）。又、ｇ（Ｖ）は、駆動電圧Ｖに応じて実際に駆動した時間Δｔを重み付けする際の重み係数であり、駆動電圧Ｖの関数として示されている（図５参照）。

図４は、吸入空気の温度Ｔと、温度Ｔに応じて決定される重み係数ｆ（Ｔ）との関係を示す演算用マップである。この演算用マップに示されるように、温度Ｔが高いときほど、重み係数ｆ（Ｔ）が大きくなるように設定されている。つまり、吸入空気の温度Ｔが高いときほど、電動ウォータポンプの負荷状態が高くなり、その使用に伴う性能低下の進み易くなることから、大きな重み付けをして駆動時間を算出するようにしている。これは、吸入空気の温度Ｔが高いときほど、例えば電動モータの回転に伴い消耗される単位時間当たりのブラシ摩耗量が大きくなり、電動ウォータポンプの耐用寿命が予め設計された設計値よりも短くなることを意味している。

図５は、駆動電圧Ｖと、該駆動電圧Ｖに応じて決定される重み係数ｇ（Ｖ）との関係を示す演算用マップである。この演算用マップに示されるように、駆動電圧Ｖが高いときほど、重み係数ｇ（Ｖ）が大きくなるように設定されている。つまり、吸入空気の温度Ｔの場合と同様に、駆動電圧Ｖが高いときほど、電動ウォータポンプの負荷状態が高くなり、その使用に伴う性能低下の進み易くなることから、大きな重み付けをして駆動時間を算出するようにしている。これも、上述した温度Ｔの場合と同様に、駆動電圧Ｖが高いときほど、電動モータの回転に伴い消耗される単位時間当たりのブラシ摩耗量が大きくなり、電動ウォータポンプの耐用寿命が予め設計された設計値よりも短くなることを意味している。

電子制御装置１０は、上記演算式（１）により演算された駆動時間ＳＳ１を前回までの駆動時間の積算値Ｓ１に加算する（Ｓ１９０）。電子制御装置１０は、新たに算出された駆動時間の積算値Ｓ１をメモリに記憶させる（Ｓ２００）。尚、Ｓ１４０〜Ｓ２００の処理は、一定時間周期で繰り返し実行される。ここで、一定時間は、電動ウォータポンプＷＰ１が駆動開始されてから駆動時間ＳＳ１が算出されるまでの時間Δｔと同じに設定されている。又、駆動対象として電動ウォータポンプＷＰ２が選択された場合も同様に、図３に示されるＳ２６０〜Ｓ３００の処理が実行される。

本実施形態の電動ポンプ制御装置によれば以下のような効果を得ることができる。
・電子制御装置１０は、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の負荷状態に応じて重み付けされた駆動時間の積算値Ｓ１，Ｓ２を比較し、前記積算値Ｓ１，Ｓ２が小さい方を駆動対象として選択するようにしている。これにより、各電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の負荷状態を考慮した上で、前記積算値Ｓ１，Ｓ２に基づいて、各電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の駆動態様を制御することが可能となる。このため、各電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２のうち一方のみについて、その性能低下が著しく進むといった不都合を防止することができる。よって、各電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の使用に伴う性能低下を適切に把握しつつ、それらの耐用寿命を極力均一化させることができる。

特に、各電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２を長期間に亘って使用した場合に、それらに搭載された電動モータの回転部分における磨耗の進み具合を均一にすることが容易となる。例えば、電動モータが直流ブラシモータである場合、電動モータの耐用寿命を決めるブラシの摩耗量を均一にすることが容易となる。よって、各電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２を長期間に亘って使用した場合に、それらを効率良く使い切ることができる。

・吸気温センサ１５は、吸入空気の温度Ｔを電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の負荷状態として検出するもので、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の駆動を制御する電子制御装置１０に接続されている。通常、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２はこれらが高温下で使用されるに伴い、その性能低下速度が大きくなることから耐用寿命が短くなる傾向がある。例えば、電動モータが直流ブラシモータである場合、高温下で電動モータが回転するに伴いブラシの摩耗速度が大きくなり、その結果、電動モータの耐用寿命が設計値よりも短くなる可能性が高くなる。この点、電子制御装置１０は、吸気温センサ１５により検出された吸入空気の温度Ｔを電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の負荷状態としている。このため、電子制御装置１０は、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の使用に伴う性能低下、特に上述したような高温下での使用に起因する性能低下を適切に把握することができる。従って、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の使用に伴う性能低下を適切に把握しつつ、それらの耐用寿命についてこれを極力均一化させることがより一層容易となる。

・吸気温センサ１５は、車両の吸気ダクトやエアクリーナ等の吸入空気が流通する箇所に配設されている。この場合、吸気温センサ１５により検出された吸入空気の温度Ｔを、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２近傍の温度として近似するようにしている。こうして、吸入空気の温度Ｔを測定可能な位置に吸気温センサ１５を配設することによって、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２についてそれらの温度を検出する吸気温センサ１５の共有化を図ることができる。つまり、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２について格別に温度を検出する必要が無くなり、必要とされる吸気温センサ１５の個数を減らすことができる。よって、電動ポンプ制御装置においては、部品点数の増加を極力抑制することができ、しかも、その構成の簡略化を図ることができる。

・電子制御装置１０は、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の駆動電圧Ｖを負荷状態として検出する負荷検出手段としての機能を備えている。通常、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２はこれらの駆動電圧Ｖが大きいときほど、その性能低下速度が大きくなることから耐用寿命が短くなる傾向がある。例えば、電動モータが直流ブラシモータである場合、駆動電圧Ｖが高いときには電動モータの回転速度が上昇するに伴いブラシの摩耗速度が大きくなり、その結果、電動モータの耐用寿命が設計値よりも短くなる可能性が高くなる。この点、電子制御装置１０は、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の駆動電圧Ｖを検出する機能を備えているため、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の使用に伴う性能低下、特に駆動電圧が高い状態での使用に起因する性能低下を適切に把握することができる。従って、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の使用に伴う性能低下を適切に把握しつつ、それらの耐用寿命についてこれを極力均一化させることが更に容易となる。

・電子制御装置１０は、水温センサ９からの検出信号に基づいて、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２を同時駆動させるか、それらのうちいずれか一方のみを駆動させるかを判断する。この場合、内燃機関１が高負荷回転状態となり、冷却水の温度Ｔｗｏが所定温度αを超えるときに、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２を同時駆動させることにより、冷却水と内燃機関１との間で高効率な熱交換を実現することができ、内燃機関１の冷却効果を通常よりも高めることができる。又、内燃機関１が低負荷回転状態（アイドル状態や通常運転状態）となり、冷却水の温度Ｔｗｏが所定温度α以下であるときに、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２のうち一方のみを駆動させて、内燃機関１の冷却効果を通常レベルで維持することにより、消費電力の低減を図ることもできる。

・電動ポンプ制御装置は、自動車の冷却系統に設けられた各電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の駆動を制御するものに適用されている。これにより、内燃機関１の運転状態に応じて、冷却水を循環経路２に安定に循環させることにより内燃機関１を適正な温度に冷却することができると共に、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２について、それらの使用環境・使用状況に応じた駆動態様を実現することができる。このため、内燃機関１の冷却効果を長期間に亘って高く維持できるとともに、電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の耐用寿命を極力均一化させることが可能となる。

尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態において、冷却系統の循環経路２に配設される電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の台数を３台以上としてもよい。この場合、冷却水の温度Ｔｗｏが以下のときに駆動対象として選択される電動ウォータポンプの台数を１台のみとしてもよく又は２台以上としてもよい。

・本実施形態において、電子制御装置１０は、冷却水の温度Ｔｗｏに基づき電動ウォータポンプＷＰ１、ＷＰ２の駆動態様を判断するに際して、それらを同時駆動させるか一方のみを駆動させるかといった制御を行わなくてもよい。例えば、電動ウォータポンプＷＰ１、ＷＰ２について、それぞれに搭載された電動モータの回転数を異ならせたり回転トルクを異ならせたりすることにより、電動ウォータポンプＷＰ１、ＷＰ２の駆動態様を制御するようにしてもよい。

・本実施形態において、重み付けされた駆動時間ＳＳ１を演算するに際して、各電動ウォータポンプＷＰ１、ＷＰ２の駆動電圧Ｖを考慮せずに、吸入空気の温度Ｔのみを考慮するようにしてもよい。又、吸入空気の温度Ｔを考慮せずに、各電動ウォータポンプＷＰ１、ＷＰ２の駆動電圧Ｖのみを考慮するようにしてもよい。

・本実施形態において、重み付けされた駆動時間ＳＳ１を演算するに際して用いられる各電動ウォータポンプＷＰ１、ＷＰ２の負荷状態としては、それらの使用環境や使用状況に起因したものであれば任意のものを選択してもよい。

・本実施形態において、吸気温センサ１５は、吸気ダクトやエアクリーナ等の吸入空気が流通する箇所に１個配設されていたが、各電動ウォータポンプＷＰ１、ＷＰ２近傍にそれぞれ１個ずつ配設してもよい。このようにすれば、重み付けされた駆動時間ＳＳ１を演算するに際して、各電動ウォータポンプＷＰ１、ＷＰ２について温度Ｔによる影響をより正確に反映させることができる。

・本実施形態において、吸入空気の温度Ｔと駆動電圧Ｖとを時間Δｔについて時間積分することにより、各電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２について、重み付けされた駆動時間ＳＳ１を算出するようにしてもよい。

・本実施形態において、冷却水の温度Ｔｗｏに基づいて各電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２の駆動態様を制御する一連の処理（Ｓ１００〜Ｓ１３０）と、駆動時間の積算値Ｓ１に基づいて各電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２のうち一方の駆動態様を制御する一連の処理（Ｓ１４０〜Ｓ２００）とを同一時間周期で繰り返し実行するようにしてもよい。但し、駆動対象として選択された電動ウォータポンプの駆動開始時から一定時間は、別の電動ウォータポンプに切り替えられないようにするのが好ましい。

・本実施形態において、水温センサ９をウォータジャケット４の出口付近に配設するようにしたが、その配設位置についてはこれに限定されない。例えば、ウォータジャケット４の入口付近等が挙げられる。

・本実施形態において、吸気温センサ１５により検出される吸入空気の温度の他、外気温センサを別途設け、同外気温センサにより直接検出される外気温度を各電動モータＷＰＭ１，ＷＰＭ２の負荷状態として検出するようにしてもよい。

・本実施形態において、図２及び図３に示される駆動処理ルーチンのＳ１２０（図２）では、各電動ウォータポンプＷＰ１，ＷＰ２についての重み付けされた駆動時間ＳＳ１，ＳＳ２の増大量が等しいためそれらの算出を省略したが、Ｓ１６０〜Ｓ２００、Ｓ２６０〜Ｓ３００に示されるようにＳＳ１，ＳＳ２を算出してもよい。

・本実施形態において、電動ポンプ制御装置を自動車の冷却系統以外に適用させてもよく、具体的には、燃料を内燃機関に供給する燃料供給系や、潤滑油や作動油をブレーキ装置やパワー・ステアリング装置に供給する油圧系や、潤滑油を内燃機関の摺動部位（ピストンやシリンダ等）に供給する潤滑油供給系等に適用させてもよい。

本実施形態における電動ポンプ制御装置が適用された内燃機関の冷却系の構成を示すブロック図。 本実施形態における電動ポンプ制御装置が行う駆動制御にかかる一連の処理を示すフローチャート。 本実施形態における電動ポンプ制御装置が行う駆動制御にかかる一連の処理を示すフローチャート。 温度と温度に関する重み係数との関係を示すグラフ。 駆動電圧と駆動電圧に関する重み係数との関係を示すグラフ。

符号の説明

ＷＰ１，ＷＰ２…電動ポンプとしての電動ウォータポンプ、１…内燃機関、３…ラジエータ、１０…演算手段としての電子制御装置、１０…制御手段としての電子制御装置、１５…負荷検出手段としての温度センサ、Ｔ…温度、Ｖ，Ｖ１…駆動電圧、Ｓ１，Ｓ２…積算値。

Claims (7)

1. 複数の電動ポンプを駆動制御する電動ポンプの制御装置において、
   前記各電動ポンプの負荷状態を検出する負荷検出手段と、
   前記各電動ポンプの駆動時間を前記検出される負荷状態に応じて重み付けした値の積算値を各電動ポンプ毎に演算する演算手段と、
   前記演算手段により演算された積算値に基づいて前記各電動ポンプの駆動態様を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする電動ポンプ制御装置。
2. 請求項１記載の電動ポンプ制御装置において、
   前記負荷検出手段は前記複数の電動ポンプについてそれらの温度を前記負荷状態として検出するものであることを特徴とする電動ポンプ制御装置。
3. 請求項２記載の電動ポンプ制御装置において、
   前記負荷検出手段は外気温度を前記複数の電動ポンプの各温度として検出することを特徴とする電動ポンプ制御装置。
4. 請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の電動ポンプ制御装置において、
   前記負荷検出手段は前記複数の電動ポンプについてそれらの駆動電圧を前記負荷状態として検出するものであることを特徴とする電動ポンプ制御装置。
5. 請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の電動ポンプ制御装置において、
   前記制御手段は、前記複数の電動ポンプを選択的に駆動するものであり、これに際して前記各積算値に基づいて駆動対象とする電動ポンプを選択することを特徴とする電動ポンプ制御装置。
6. 請求項５記載の電動ポンプ制御装置において、
   前記制御手段は２つの電動ポンプを切り替えて制御するものであることを特徴とする電動ポンプ制御装置。
7. 請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の電動ポンプ制御装置において、
   前記電動ポンプは、車両に搭載されたラジエータと内燃機関との間で冷却水を循環させるための電動ウォータポンプであることを特徴とする電動ポンプ制御装置。

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