JP2007247506A - 内燃機関冷却系の不凍液濃度推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】センサによって不凍液の濃度を直接検出することなく、他の検出値に基づいて不凍液の濃度を精度良く推定する。
【解決手段】内燃機関冷却系の不凍液濃度推定装置は、内燃機関の冷却水に混合された不凍液の濃度を推定する装置である。ポンプ制御手段は、冷却水を循環させるポンプを電気的に制御し、ポンプ消費電流検出手段はポンプが消費した電流値を検出する。そして、不凍液濃度推定手段は、所定条件が満たされた場合に、ポンプ制御手段が所定の制御を行った際に検出された電流値に基づいて、不凍液の濃度を推定する。これにより、センサによって不凍液の濃度を直接検出することなく、他のセンサから得られた検出値に基づいて不凍液の濃度を精度良く推定することが可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の冷却水に混合された不凍液の濃度を推定する内燃機関冷却系の不凍液濃度推定装置に関する。

従来から、寒冷地などにおいては、内燃機関を冷却する冷却水の凍結を防止するために、ロングライフクーラント（ＬＬＣ）などの不凍液を冷却水に混合して用いている。ここで、冷却水中の不凍液の濃度を検出する方法として、以下のような技術が提案されている。特許文献１には、ラジエータの循環用配管に設けられた比重計によりＬＬＣ混合割合を検出し、このＬＬＣ混合割合と圧力に基づいて冷却水の沸点温度を割り出して、オーバーヒート状態か否かを判定する技術が記載されている。また、特許文献２には、濃度センサにより冷却水濃度を検出し、冷却水濃度が不凍液の規定濃度以下となった場合に警報を発する技術が記載されている。その他にも、特許文献３及び４に、不凍液の濃度を検出する技術が記載されている。

特開平７−７１２５２号公報 特開平１０−２５９７３０号公報 特開平８−１４５８０３号公報 特開平９−１１９８９５号公報

上記した特許文献１乃至４に記載された技術では、不凍液の濃度を検出するためにのみ用いる濃度センサなどを、装置に別途設ける必要があった。そのため、コストがかかってしまったり、装置構成が複雑化してしまう場合があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、センサによって不凍液の濃度を直接検出することなく、他の検出値に基づいて不凍液の濃度を精度良く推定することが可能な内燃機関冷却系の不凍液濃度推定装置を提供することを目的とする。

本発明の１つの観点では、内燃機関冷却系の不凍液濃度推定装置は、内燃機関に対して冷却水を循環させるポンプを、電気的に制御するポンプ制御手段と、前記ポンプ制御手段の制御によって前記ポンプが消費した電流値を検出するポンプ消費電流検出手段と、前記ポンプ消費電流検出手段が検出した電流値に基づいて、前記冷却水に混合された不凍液の濃度を推定する不凍液濃度推定手段と、を備えることを特徴とする。

上記の内燃機関冷却系の不凍液濃度推定装置は、内燃機関の冷却水に混合された不凍液の濃度を推定する装置である。ポンプ制御手段は、冷却水を循環させるポンプを電気的に制御し、ポンプ消費電流検出手段はポンプが消費した電流値を検出する。そして、不凍液濃度推定手段は、例えば所定条件が満たされた場合などに、ポンプ制御手段が制御を行った際に検出された電流値に基づいて、不凍液の濃度を推定する。これにより、センサによって不凍液の濃度を直接検出することなく、他のセンサから得られた検出値に基づいて不凍液の濃度を精度良く推定することが可能となる。したがって、不凍液の濃度を検出するためのセンサを設けることによって生じ得る、装置の複雑化や装置におけるコストの上昇を抑制することができる。

上記の内燃機関冷却系の不凍液濃度推定装置の一態様では、前記冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段を備え、前記不凍液濃度推定手段は、前記電流値、及び前記冷却水の温度に基づいて前記不凍液の濃度を推定する。これにより、冷却水の水温による影響を抑制することができるため、不凍液の濃度を更に精度良く推定することが可能となる。

上記の内燃機関冷却系の不凍液濃度推定装置の他の一態様では、前記不凍液濃度推定手段は、前記冷却水の温度が異なる温度領域にあるときに前記ポンプ消費電流検出手段によって検出された複数の電流値に基づいて、前記不凍液の濃度を推定する。これによっても、冷却水の水温による影響を抑制することができるため、不凍液の濃度を精度良く推定することが可能となる。

上記の内燃機関冷却系の不凍液濃度推定装置において好適には、前記不凍液濃度推定手段は、前記冷却水の温度が異なる温度領域にあるときに前記ポンプ消費電流検出手段によって検出された複数の電流値に基づいて、前記不凍液の濃度を推定することができる。

上記の内燃機関冷却系の不凍液濃度推定装置において更に好適には、前記ポンプに対して電力を供給するバッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段を備え、前記不凍液濃度推定手段は、前記電流値、及び前記バッテリの電圧に基づいて前記不凍液の濃度を推定することができる。

好ましくは、上記の内燃機関冷却系の不凍液濃度推定装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータを用いて、前記ポンプに対して定電圧を供給する定電圧供給手段を更に備える。これにより、ポンプに対して供給される電圧の変動による影響が抑制されるため、より精度良く不凍液の濃度を推定することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。

［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について説明する。

（全体構成）
図１は、第１実施形態に係る内燃機関冷却系の不凍液濃度推定装置が適用された内燃機関の構成を示す概略図である。なお、図１では、実線矢印が冷却水の流れを示し、破線矢印が信号の入出力を示している。

エンジン（内燃機関）１内には、冷却水が流通する冷却水通路２が設けられている。エンジン１は、冷却水によって熱交換されることにより冷却される。エンジン１は、例えばハイブリッド車両などに適用される。

冷却水通路２上には、主に、ラジエータ３、及びウォータポンプ５（以下、ウォータポンプを「Ｗ／Ｐ」とも表記する。）が設けられている。ラジエータ３では、その内部を通過する冷却水が外気によって冷却される。この場合、冷却ファン４の回転により導入された風によって、ラジエータ３内の冷却水の冷却が促進される。また、冷却水には、凍結防止のための不凍液としてロングライフクーラント（以下、「ＬＬＣ」と呼ぶ。）が混合されている。

Ｗ／Ｐ５は、電動式のモータを備えて構成され、このモータの駆動により冷却水を冷却水通路２内で循環させる。具体的には、Ｗ／Ｐ５は、バッテリ６から電力が供給され、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０から供給される制御信号Ｓ５によって回転数などが制御される。なお、バッテリ６は鉛電池などによって構成される。

また、冷却水通路２上には、冷却水の温度（以下、単に「水温」とも呼ぶ。）を検出する温度センサ１１が設けられている。温度センサ１１は、冷却水温度検出手段として動作し、検出した水温に対応する検出信号Ｓ１１をＥＣＵ１０に供給する。更に、Ｗ／Ｐ５には、モータが消費した電流値を検出する電流センサ１２が設けられている。電流センサ１２は、ポンプ消費電流検出手段として動作し、検出した電流値に対応する検出信号Ｓ１２をＥＣＵ１０に供給する。

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェースなどを含んで構成される。前述したように、ＥＣＵ１０は、制御信号Ｓ１１を供給することによってＷ／Ｐ５を制御すると共に、温度センサ１１から検出信号Ｓ１１を取得し、電流センサ１２から検出信号Ｓ１２を取得する。第１実施形態では、ＥＣＵ１０は、Ｗ／Ｐ５が消費した電流値に基づいて、冷却水に混合されたＬＬＣの濃度（以下、単に「ＬＬＣ濃度」と呼ぶ。）を推定する。更に、ＥＣＵ１０は、このようにして推定されたＬＬＣ濃度に基づいて、Ｗ／Ｐ５の制御を実行する。このように、ＥＣＵ１０は、ポンプ制御手段、及び不凍液濃度推定手段として機能する。

（ＬＬＣ濃度推定方法）
ここで、第１実施形態に係るＬＬＣ濃度推定方法について説明する。

まず、ＬＬＣ濃度を推定する理由について説明する。ＬＬＣは水よりもかなり粘度が高いため、ＬＬＣ濃度は冷却水の粘性に対して大きな影響を与える。このような冷却水の粘性はＷ／Ｐ５にかかる負荷に影響を与えるため、ＬＬＣ濃度はＷ／Ｐ５の制御に関しても影響を与えるといえる。具体的には、ＬＬＣ濃度が濃い場合には、Ｗ／Ｐ５が発生すべきトルクは高くなる傾向にあり、ＬＬＣ濃度が薄い場合には、Ｗ／Ｐ５が発生すべきトルクは低くなる傾向にある。即ち、ＬＬＣ濃度に応じて、Ｗ／Ｐ５がある一定の仕事をするときの負荷が異なる。したがって、Ｗ／Ｐ５を同一の回転数に制御した場合であっても、ＬＬＣ濃度に応じてＷ／Ｐ５が消費する電流が異なる。

ところで、ＬＬＣ濃度は、冷却水にＬＬＣを継ぎ足したり、水を継ぎ足したりすることによって変化する。したがって、ＬＬＣ濃度が一定であることを前提にしてＷ／Ｐ５を制御すると、不具合が発生し得る。例えば、ＬＬＣ濃度が濃くなった場合、Ｗ／Ｐ５が発生するトルクが不足し、Ｗ／Ｐ５が循環させる冷却水の量が減少することによって、エンジン１が十分に冷却されずにオーバーヒートが生じる場合がある。逆に、このようなオーバーヒートを防止するために当初からＷ／Ｐ５に発生させるトルクを大きく設定して制御した場合には、バッテリ６の電力が無駄に消費されてしまう場合がある。以上より、ＬＬＣ濃度が一定であることを前提にしてＷ／Ｐ５に対する制御を実行することは好ましくないといえる。したがって、本実施形態では、ＬＬＣ濃度を推定し、この推定されたＬＬＣ濃度を用いてＷ／Ｐ５の制御を行う。

具体的には、第１実施形態では、センサによってＬＬＣ濃度を直接検出することなく、他のセンサの検出値に基づいてＬＬＣ濃度を推定する。こうするのは、ＬＬＣ濃度を検出するためのセンサを設けることによる、装置の複雑化や装置におけるコストの上昇を抑制するためである。言い換えると、省スペース化の実現及び設計の自由度を向上させるためである。より詳しくは、第１実施形態では、ＥＣＵ１０は、所定条件が満たされた際にＷ／Ｐ５に対して所定の制御を実行し、このような制御の実行時においてＷ／Ｐ５が消費した電流値を検出する。そして、ＥＣＵ１０は、検出された電流値に基づいてＬＬＣ濃度を推定する。

ここで、図２を用いて、第１実施形態に係るＬＬＣ濃度推定処理を詳細に説明する。図２は、第１実施形態に係るＬＬＣ濃度推定処理を示すフローチャートである。この処理は、所定の周期で、ＥＣＵ１０によって繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ１０は、水温が、予め設定された所定範囲内にあるか否かを判定する。この場合、ＥＣＵ１０は、温度センサ１１から水温に対応する検出信号Ｓ１１を取得して判定を行う。このような判定を行う理由は以下の通りである。通常、ＬＬＣの粘性は、水温に応じて変化する。そのため、例えばＷ／Ｐ５の回転数を一定に制御した場合にも、水温の変化によりＬＬＣの粘性が変化することによって、Ｗ／Ｐ５が発生するトルクが変化してしまう（つまり、Ｗ／Ｐ５が消費する電流値が変化してしまう）。そのため、水温が変化することによって、推定されるＬＬＣ濃度も変わってしまう。したがって、このような水温による検出値や推定値などのばらつきを抑制するために、水温が所定範囲内であるか否かを判定し、水温が所定範囲内にある場合にのみ、ＬＬＣ濃度の推定を行うこととした。

水温が所定範囲内にある場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０２に進む。この場合、以降の処理で、ＬＬＣ濃度を推定するための処理を実行する。一方、水温が所定範囲内にない場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。この場合には、ＬＬＣ濃度を推定するための処理を実行しない。

ステップＳ１０２では、ＥＣＵ１０は、エンジン１を停止させる。即ち、ＥＣＵ１０は、エンジン１を停止させた状態で、ＬＬＣ濃度を推定する。こうするのは、エンジン１が作動している場合には、水温が変化してしまう可能性が高いためである。前述したように、水温が変化するとＬＬＣの粘性が変化してしまうので、ＬＬＣ濃度を精度良く推定することが困難となる。したがって、ＥＣＵ１０は、水温の変化による影響を抑制するために、エンジン１を停止させる。ステップＳ１０２の処理が終了すると、処理はステップＳ１０３に進む。なお、エンジン１が搭載された車両がハイブリッド車両で構成されている場合には、エンジン１を停止すると同時にモータ（車両に駆動力を付与するモータ）による走行（ＥＶ走行）に切り換えても良い。

ステップＳ１０３では、ＥＣＵ１０は、Ｗ／Ｐ５を所定回転数で所定時間駆動する。この場合、ＥＣＵ１０は、Ｗ／Ｐ５に対して制御信号Ｓ５を供給することによって制御を行う。Ｗ／Ｐ５を所定回転数に制御（言い換えると所定ＤＵＴＹで制御）する理由は、回転数を一定に制御したときのＷ／Ｐ５が消費する電流値に基づいて、ＬＬＣ濃度を推定するためである。つまり、ＥＣＵ１０は、Ｗ／Ｐの回転数を固定した状態で、ＬＬＣ濃度の推定を実行する。また、Ｗ／Ｐ５を所定時間駆動する理由は、電流センサ１２が検出した電流値が定常になったときの電流値に基づいて、ＬＬＣ濃度の推定を行うためである。即ち、ＥＣＵ１０は、Ｗ／Ｐ５が消費する電流が安定するまで待ってから、ＬＬＣ濃度の推定を実行する。なお、Ｗ／Ｐ５を駆動する所定時間は、Ｗ／Ｐ５が消費する電流が定常となるまでに要する時間に対応する。以上のステップＳ１０３の処理が終了すると、処理はステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、ＥＣＵ１０は、電流センサ１２が検出した電流値を取得する。ＬＬＣ濃度の推定に、Ｗ／Ｐ５が消費した電流値を用いるためである。そして、処理はステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５では、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０４で取得された電流値に基づいてＬＬＣ濃度を推定する。具体的には、ＥＣＵ１０は、予め実験などにより求められたマップを用いて、ＬＬＣ濃度を推定する。図３は、電流値とＬＬＣ濃度との関係を表すマップの一例を示す。図３は、横軸にＬＬＣ濃度を示し、縦軸に電流値を示す。これより、電流値が高くなるほどＬＬＣ濃度が濃くなり、電流値が低くなるほどＬＬＣ濃度が薄くなることがわかる。ＥＣＵ１０は、このようなマップを参照して、電流センサ１２が検出した電流値に対応するＬＬＣ濃度を得る。以上のステップＳ１０５の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。その後、ＥＣＵ１０は、エンジン１を始動させて通常の制御を実行する。この場合、ＥＣＵ１０は、上記の処理によって推定されたＬＬＣ濃度を考慮に入れてＷ／Ｐ５を制御する。

以上のように、第１実施形態に係るＬＬＣ濃度推定処理によれば、センサによってＬＬＣ濃度を直接検出することなく、電流センサ１２が検出した電流値（Ｗ／Ｐ５が消費した電流）に基づいてＬＬＣ濃度を精度良く推定することが可能となる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、冷却水における水温を考慮してＬＬＣ濃度を推定する点で、前述した第１実施形態とは異なる。こうするのは、前述したように、水温に応じてＬＬＣの粘性が変化し、Ｗ／Ｐ５が消費する電流も変化する（即ちＷ／Ｐ５の負荷が変化する）からである。なお、内燃機関の構成は、図１に示したものと同様であるため、その説明を省略する。

図４は、第２実施形態に係るＬＬＣ濃度推定処理を示すフローチャートである。この処理も、ＥＣＵ１０によって繰り返し実行される。

ステップＳ２０１〜Ｓ２０５の処理は、第１実施形態に係るＬＬＣ濃度推定処理におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理と同様であるため（図２参照）、その説明を省略する。ここでは、ステップＳ２０６の処理を説明する。

ステップＳ２０６では、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２０５で推定されたＬＬＣ濃度を水温によって補正する。図５を用いて、ＬＬＣ濃度の補正方法を具体的に説明する。図５は、横軸にＬＬＣ濃度を示し、縦軸に電流値を示す。曲線Ａ１は、補正されていないマップ（図３と同様のマップ）を示している。即ち、曲線Ａ１は、ステップＳ２０５の処理において用いられるマップを示している。一方、曲線Ａ２は、水温が比較的高い場合において補正に用いるマップの一例を示し、曲線Ａ３は、水温が比較的低い場合において補正に用いるマップの一例を示している。

ここでは、ステップＳ２０５までの処理で、電流値Ｂ１とＬＬＣ濃度Ｃ１が得られた場合を考える。ＥＣＵ１０は、水温が比較的高温であった場合（詳しくは、曲線Ａ１が作成されたときの温度よりも高温である場合）、曲線Ａ２を用いてＬＬＣ濃度Ｃ１を補正する。これにより、ＬＬＣ濃度Ｃ１はＬＬＣ濃度Ｃ２に補正される。即ち、ＬＬＣ濃度は濃い側に補正される。一方、ＥＣＵ１０は、水温が比較的低温であった場合（詳しくは、曲線Ａ１が作成されたときの温度よりも低温である場合）、曲線Ａ３を用いてＬＬＣ濃度Ｃ１を補正する。これにより、ＬＬＣ濃度Ｃ１はＬＬＣ濃度Ｃ３に補正される。即ち、ＬＬＣ濃度は薄い側に補正される。

以上のステップＳ２０６の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。その後、ＥＣＵ１０は、エンジン１を始動させて、通常の制御を実行する。この場合、ＥＣＵ１０は、上記の処理によって推定されたＬＬＣ濃度に基づいてＷ／Ｐ５を制御する。

以上のように、第２実施形態に係るＬＬＣ濃度推定処理によれば、冷却水における水温を考慮してＬＬＣ濃度を推定するため、ＬＬＣ濃度を更に精度良く推定することが可能となる。

なお、図５では、ＬＬＣ濃度の補正に用いるマップを２つしか示していないが、実際には、所定範囲内の水温に十分に対応できるだけの複数のマップが存在する。また、上記では、曲線Ａ１を用いてＬＬＣ濃度を推定した後に、推定されたＬＬＣ濃度を水温に応じて補正する実施形態を示したが、これに限定はされない。他の例では、ＬＬＣ濃度を推定した後にＬＬＣ濃度を補正する代わりに、最初から曲線Ａ２や曲線Ａ３などの水温を考慮して設定されたマップを用いてＬＬＣ濃度を推定することができる。この場合、ＥＣＵ１０は、水温に対応するマップを選択し、これを用いてＬＬＣ濃度を推定する。

更に、上記では、水温に対応する複数のマップを用いてＬＬＣ濃度を補正する実施形態を示したが、ＬＬＣ濃度を補正する代わりに、水温に応じてＷ／Ｐ５の電流値を補正し、補正された電流値に基づいてＬＬＣ濃度を推定してもよい。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態では、水温が異なる温度領域にあるときに検出された複数の電流値に基づいてＬＬＣ濃度を推定する点で、前述した第１実施形態及び第２実施形態とは異なる。具体的には、第３実施形態では、水温が低温領域にある場合と高温領域にある場合とにおいてＷ／Ｐ５の電流値を取得し、取得された２つの電流値の差に基づいてＬＬＣ濃度を推定する。つまり、第３実施形態においても、前述した第２実施形態と同様に、水温によるＬＬＣの粘性の変化を考慮してＬＬＣ濃度を推定する。なお、内燃機関の構成は、図１に示したものと同様であるため、その説明を省略する。

図６は、第３実施形態に係るＬＬＣ濃度推定処理を示すフローチャートである。この処理も、ＥＣＵ１０によって繰り返し実行される。

まず、ステップＳ３０１では、ＥＣＵ１０は、水温が、予め設定された低温領域にあるか否かを判定する。このような判定を行うのは、水温が低温領域にある場合に、Ｗ／Ｐ５の電流値の１つを取得するためである。水温が低温領域にある場合（ステップＳ３０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３０２に進む。水温が低温領域にない場合（ステップＳ３０１；Ｎｏ）、処理はステップＳ３０６に進む。

ステップＳ３０２〜Ｓ３０４の処理は、前述した第１実施形態に係るＬＬＣ濃度推定処理におけるステップＳ１０２〜Ｓ１０４の処理と同様である（図２参照）。即ち、ＥＣＵ１０は、エンジン１を停止し（ステップＳ３０２）、Ｗ／Ｐ５を所定回転数で所定時間駆動する（ステップＳ３０３）。次に、ＥＣＵ１０は、このような制御の実行時において電流センサ１２が検出した電流値を取得する（ステップＳ３０４）。そして、処理はステップＳ３０５に進む。ステップＳ３０５では、ＥＣＵ１０は、エンジン１を始動させて、通常の制御を実行する。その後、処理はステップＳ３０６に進む。

ステップＳ３０６では、ＥＣＵ１０は、水温が、予め設定された高温領域にあるか否かを判定する。このような判定を行うのは、水温が高温領域にある場合に、Ｗ／Ｐ５の電流値の１つを取得するためである。水温が高温領域にある場合（ステップＳ３０６；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３０７に進む。水温が低温領域にない場合（ステップＳ３０６；Ｎｏ）、処理はステップＳ３０６に戻る。即ち、エンジン１の作動によって水温が高温領域になるまで、ステップＳ３０６の判定を繰り返す。

ステップＳ３０７〜Ｓ３０９の処理は、前述した第１実施形態に係るＬＬＣ濃度推定処理におけるステップＳ１０２〜Ｓ１０４の処理と同様である（図２参照）。即ち、ＥＣＵ１０は、エンジン１を停止し（ステップＳ３０７）、Ｗ／Ｐ５を所定回転数で所定時間駆動する（ステップＳ３０８）。次に、ＥＣＵ１０は、このような制御の実行時において電流センサ１２が検出した電流値を取得する（ステップＳ３０９）。そして、処理はステップＳ３１０に進む。

ステップＳ３１０では、ＥＣＵ１０は、まず、ステップＳ３０４で得られた電流値とステップＳ３０９で得られた電流値との差を算出する。即ち、ＥＣＵ１０は、水温が低温領域にあるときに得られた電流値と、水温が高温領域にあるときに得られた電流値との差を算出する。そして、ＥＣＵ１０は、このようにして得られた電流値の差に基づいて、ＬＬＣ濃度を推定する。具体的には、ＥＣＵ１０は、予め実験などにより求められたマップを用いて、ＬＬＣ濃度を推定する。図７は、電流値の差とＬＬＣ濃度との関係を表すマップの一例を示す。図７は、横軸にＬＬＣ濃度を示し、縦軸に電流値の差を示す。これより、電流値の差が大きくなるほどＬＬＣ濃度が濃くなり、電流値の差が小さくなるほどＬＬＣ濃度が薄くなることがわかる。ＥＣＵ１０は、このようなマップを参照して、電流値の差に対応するＬＬＣ濃度を得る。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。その後、ＥＣＵ１０は、エンジン１を始動させて、通常の制御を実行する。この場合、ＥＣＵ１０は、上記の処理によって推定されたＬＬＣ濃度を考慮に入れてＷ／Ｐ５を制御する。

以上のように、第３実施形態に係るＬＬＣ濃度推定処理によれば、水温が異なる温度領域にあるときに検出された複数の電流値に基づいてＬＬＣ濃度を推定するため、ＬＬＣ濃度を精度良く推定することが可能となる。また、第２実施形態と比較すると、水温に対応するだけの複数のマップを保持しておく必要がなくなるため、メモリの使用量などを削減することが可能となる。

なお、上記では、低温領域と高温領域とにおいて２つの電流値を取得する実施形態を示したが、他の例では、３つ以上の電流値を取得してこれらに基づいてＬＬＣ濃度を推定することができる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態では、Ｗ／Ｐ５内のモータの温度を考慮に入れてＬＬＣ濃度を推定する点で、前述した第１実施形態乃至第３実施形態とは異なる。つまり、第４実施形態では、Ｗ／Ｐ５におけるモータの温度特性を考慮に入れてＬＬＣ濃度を推定する。詳しくは、モータの温度に応じてモータから出力されるトルクが変動する（即ちモータ効率が変化する）ので、このような変動に起因して、推定されるＬＬＣ濃度が変化してしまうことを抑制するために、モータの温度を考慮してＬＬＣ濃度を推定する。

図８は、第４実施形態に係る内燃機関冷却系の不凍液濃度推定装置が適用された内燃機関の構成を示す概略図である。第４実施形態に係る内燃機関は、Ｗ／Ｐ５にモータ温度センサ１５が設けられており、ＥＣＵ１０の代わりにＥＣＵ１０ａを有する点で、前述した第１実施形態に係る内燃機関とは構成が異なる（図１参照）。よって、同一の構成要素に対しては同一の符号を付し、その説明を省略する。

モータ温度センサ１５は、モータ温度検出手段として動作し、Ｗ／Ｐ５のモータの温度（以下、「モータ温度」と呼ぶ。）を検出する。モータ温度センサ１５は、検出したモータ温度に対応する検出信号Ｓ１５をＥＣＵ１０ａに対して供給する。そして、ＥＣＵ１０ａは、モータ温度に対応する検出信号Ｓ１５を取得し、このモータ温度を考慮に入れてＬＬＣ濃度を推定する。

図９は、第４実施形態に係るＬＬＣ濃度推定処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ１０ａによって繰り返し実行される。

ステップＳ４０１〜Ｓ４０４の処理は、第１実施形態に係るＬＬＣ濃度推定処理におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理と同様であるため（図２参照）、その説明を省略する。ここでは、ステップＳ４０５及びＳ４０６の処理を説明する。

ステップＳ４０５では、ＥＣＵ１０ａは、モータ温度センサ１５からモータ温度に対応する検出信号Ｓ１５を取得し、このモータ温度に基づいて、ステップＳ４０４で得られた電流値を補正する。具体的には、ＥＣＵ１０ａは、予め実験などにより求められた、モータ温度とＷ／Ｐ５の電流値との関係を示すマップなどに基づいて、ステップＳ４０４で得られた電流値を補正する。そして、処理はステップＳ４０６に進む。

ステップＳ４０６では、ＥＣＵ１０ａは、ステップＳ４０５で補正された電流値に基づいてＬＬＤ濃度を推定する。具体的には、ＥＣＵ１０ａは、予め実験などにより求められた、電流値とＬＬＣ濃度との関係を表すマップ（例えば、図３に示したマップ）に基づいてＬＬＣ濃度を得る。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。その後、ＥＣＵ１０ａは、エンジン１を始動させて、通常の制御を実行する。この場合、ＥＣＵ１０ａは、上記の処理によって推定されたＬＬＣ濃度を考慮に入れてＷ／Ｐ５を制御する。

以上のように、第４実施形態に係るＬＬＣ濃度推定処理によれば、Ｗ／Ｐ５のモータ温度を考慮してＬＬＣ濃度を推定するため、ＬＬＣ濃度を更に精度良く推定することが可能となる。

なお、上記では、モータ温度に基づいて電流値を補正し、補正された電流値に基づいてＬＬＣ濃度を推定する実施形態を示したが、この代わりに、補正されていない電流値に基づいてＬＬＣ濃度を推定し、このＬＬＣ濃度をモータ温度に基づいて補正しても良い。

また、上記では、Ｗ／Ｐ５内のモータ温度のみを考慮に入れてＬＬＣ濃度を推定する実施形態を示したが、これに限定はされない。他の例では、モータ温度だけでなく、第２実施形態で示したような水温も考慮に入れて、ＬＬＣ濃度を推定することができる。更に他の例では、第３実施形態で示したように、水温が異なる温度領域にあるときに検出された複数の電流値に基づいてＬＬＣ濃度を推定し、このように推定されたＬＬＣ濃度をモータ温度に基づいて補正することもできる。

［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態について説明する。第５実施形態では、Ｗ／Ｐ５に対して電力を供給するバッテリ６の電圧（以下、単に「バッテリ電圧」と呼ぶ。）を考慮に入れて、ＬＬＣ濃度を推定する点で、前述した第１実施形態乃至第４実施形態とは異なる。つまり、第５実施形態では、バッテリ電圧に応じたＷ／Ｐ５のモータの出力特性を考慮に入れてＬＬＣ濃度を推定する。詳しくは、バッテリ電圧に応じてモータから出力されるトルクが変動する（即ちモータ効率が変化する）ので、このような変動に起因して、推定されるＬＬＣ濃度が変化してしまうことを抑制するために、バッテリ電圧を考慮してＬＬＣ濃度を推定する。

図１０は、第５実施形態に係る内燃機関冷却系の不凍液濃度推定装置が適用された内燃機関の構成を示す概略図である。第５実施形態に係る内燃機関は、バッテリ６にバッテリ電圧センサ１６が設けられており、ＥＣＵ１０の代わりにＥＣＵ１０ｂを有する点で、前述した第１実施形態に係る内燃機関とは構成が異なる（図１参照）。よって、同一の構成要素に対しては同一の符号を付し、その説明を省略する。

バッテリ電圧センサ１６は、バッテリ電圧検出手段として動作し、Ｗ／Ｐ５に対して電力を供給するバッテリ６の電圧を検出する。バッテリ電圧センサ１６は、検出したバッテリ電圧に対応する検出信号Ｓ１６をＥＣＵ１０ｂに対して供給する。そして、ＥＣＵ１０ｂは、バッテリ電圧に対応する検出信号Ｓ１６を取得し、このバッテリ電圧を考慮に入れてＬＬＣ濃度を推定する。

図１１は、第５実施形態に係るＬＬＣ濃度推定処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ１０ｂによって繰り返し実行される。

ステップＳ５０１〜Ｓ５０４の処理は、第１実施形態に係るＬＬＣ濃度推定処理におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理と同様であるため（図２参照）、その説明を省略する。ここでは、ステップＳ５０５、Ｓ５０６の処理を説明する。

ステップＳ５０５では、ＥＣＵ１０ｂは、バッテリ電圧センサ１６からバッテリ電圧に対応する検出信号Ｓ１６を取得し、このバッテリ電圧に基づいて、ステップＳ５０４で得られた電流値を補正する。具体的には、ＥＣＵ１０ｂは、予め実験などにより求められた、バッテリ電圧とＷ／Ｐ５の電流値との関係を示すマップなどに基づいて、ステップＳ５０４で得られた電流値を補正する。そして、処理はステップＳ５０６に進む。

ステップＳ５０６では、ＥＣＵ１０ｂは、ステップＳ５０５で補正された電流値に基づいてＬＬＤ濃度を推定する。具体的には、ＥＣＵ１０ｂは、予め実験などにより求められた、電流値とＬＬＣ濃度との関係を表すマップ（例えば、図３に示したマップ）に基づいてＬＬＣ濃度を得る。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。その後、ＥＣＵ１０ｂは、エンジン１を始動させて、通常の制御を実行する。この場合、ＥＣＵ１０ｂは、上記の処理によって推定されたＬＬＣ濃度を考慮に入れてＷ／Ｐ５を制御する。

以上のように、第５実施形態に係るＬＬＣ濃度推定処理によれば、バッテリ電圧を考慮してＬＬＣ濃度を推定するため、ＬＬＣ濃度を更に精度良く推定することが可能となる。

なお、上記では、バッテリ電圧に基づいて電流値を補正し、補正された電流値に基づいてＬＬＣ濃度を推定する実施形態を示したが、この代わりに、補正されていない電流値に基づいてＬＬＣ濃度を推定し、このＬＬＣ濃度をバッテリ電圧に基づいて補正しても良い。

また、上記では、バッテリ電圧のみを考慮に入れてＬＬＣ濃度を推定する実施形態を示したが、これに限定はされない。他の例では、バッテリ電圧だけでなく、第２実施形態で示したような水温、及び第４実施形態で示したようなモータ温度、のうちの少なくともいずれかも考慮に入れてＬＬＣ濃度を推定することができる。更に他の例では、第３実施形態で示したように、水温が異なる温度領域にあるときに検出された複数の電流値に基づいてＬＬＣ濃度を推定し、このように推定されたＬＬＣ濃度をバッテリ電圧に基づいて補正することもできる。

［変形例］
ここで、本発明の変形例について説明する。図１２は、変形例に係る内燃機関冷却系の不凍液濃度推定装置が適用された内燃機関の構成を示す概略図である。変形例に係る内燃機関は、ＥＶ用バッテリ２０及びＤＣ／ＤＣコンバータ２１を有すると共に、ＥＣＵ１０の代わりにＥＣＵ１０ｃを有する点で、前述した第１実施形態に係る内燃機関とは構成が異なる（図１参照）。よって、同一の構成要素に対しては同一の符号を付し、その説明を省略する。

ＥＶ用バッテリ２０は、ハイブリッド車両が有するモータ（車両に駆動力を付与するモータ）に対して電力を供給する高圧バッテリである。ＥＶ用バッテリ２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１に接続されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１に対して電力を供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、バッテリ６及びＥＶ用バッテリ２０に接続されており、Ｗ／Ｐ５のモータに対して供給する電圧を制御可能に構成されている。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、ＥＣＵ１０ｃから供給される制御信号Ｓ２１によって制御される。具体的には、ＥＣＵ１０ｃは、ＬＬＣ濃度の推定を行う際に、Ｗ／Ｐ５のモータに対して一定の電圧（定電圧）が供給されるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御する。即ち、ＥＣＵ１０ｃは、定電圧供給手段として動作する。

これにより、Ｗ／Ｐ５のモータに供給される電圧（前述した第５実施形態で用いたバッテリ電圧に対応する）が変動することによって発生し得る、Ｗ／Ｐ５におけるモータの出力特性の変化を抑制することが可能となる。したがって、変形例に係る構成によれば、バッテリ電圧の変動による影響が抑制されるため、ＬＬＣ濃度を精度良く推定することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る内燃機関冷却系の不凍液濃度推定装置が適用された内燃機関の概略構成を示す。 第１実施形態に係るＬＬＣ濃度推定処理を示すフローチャートである。 Ｗ／Ｐの電流値とＬＬＣ濃度との関係を表すマップを示す。 第２実施形態に係るＬＬＣ濃度推定処理を示すフローチャートである。 水温に基づいたＬＬＣ濃度の補正方法を説明するための図である。 第３実施形態に係るＬＬＣ濃度推定処理を示すフローチャートである。 Ｗ／Ｐの電流値の差とＬＬＣ濃度との関係を表すマップを示す。 第４実施形態に係る内燃機関の概略構成を示す。 第４実施形態に係るＬＬＣ濃度推定処理を示すフローチャートである。 第５実施形態に係る内燃機関の概略構成を示す。 第５実施形態に係るＬＬＣ濃度推定処理を示すフローチャートである。 本発明の変形例に係る内燃機関の概略構成を示す。

符号の説明

１ エンジン
２ 冷却水通路
３ ラジエータ
５ ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）
６ バッテリ
１０ ＥＣＵ
１１ 温度センサ
１２ 電流センサ
１５ モータ温度センサ
１６ バッテリ電圧センサ
２１ ＤＣ／ＤＣコンバータ

Claims (6)

1. 内燃機関に対して冷却水を循環させるポンプを、電気的に制御するポンプ制御手段と、
   前記ポンプ制御手段の制御によって前記ポンプが消費した電流値を検出するポンプ消費電流検出手段と、
   前記ポンプ消費電流検出手段が検出した電流値に基づいて、前記冷却水に混合された不凍液の濃度を推定する不凍液濃度推定手段と、を備えることを特徴とする内燃機関冷却系の不凍液濃度推定装置。
2. 前記冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段を備え、
   前記不凍液濃度推定手段は、前記電流値、及び前記冷却水の温度に基づいて前記不凍液の濃度を推定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関冷却系の不凍液濃度推定装置。
3. 前記不凍液濃度推定手段は、前記冷却水の温度が異なる温度領域にあるときに前記ポンプ消費電流検出手段によって検出された複数の電流値に基づいて、前記不凍液の濃度を推定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関系の不凍液濃度推定装置。
4. 前記ポンプのモータの温度を検出するモータ温度検出手段を備え、
   前記不凍液濃度推定手段は、前記電流値、及び前記モータの温度に基づいて前記不凍液の濃度を推定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関冷却系の不凍液濃度推定装置。
5. 前記ポンプに対して電力を供給するバッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段を備え、
   前記不凍液濃度推定手段は、前記電流値、及び前記バッテリの電圧に基づいて前記不凍液の濃度を推定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関冷却系の不凍液濃度推定装置。
6. ＤＣ／ＤＣコンバータを用いて、前記ポンプに対して定電圧を供給する定電圧供給手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至５に記載の内燃機関冷却系の不凍液濃度推定装置。

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