JP2016097861A - 冷却システム - Google Patents

Abstract

【課題】冷却液の濃度低下や流路抵抗の増加などの異常判定を高精度で行うことのできる冷却システムを提供する。
【解決手段】本明細書で開示する冷却システムは、冷却液を圧送する電動ポンプをオープンループで制御する冷却コントローラを備える。冷却コントローラは、冷却液の液温に対応して段階的に変化する回転数指令値を記憶しており、冷却液の液温に対応した回転数指令値を電動ポンプに与える。冷却コントローラは、冷却液の液温の変化に対応して回転数指令値を切り換えたときに切り換える直前の電動ポンプの実回転数を回転数センサで取得するとともに、取得した実回転数を切り換える直前の回転数指令値に対応付けて記憶する。そして冷却コントローラは、同じ回転数指令値に対する実回転数の過去の値と現在の値との比較結果に基づいて、冷却液に含まれる不凍液の濃度の低下、又は、循環路における流路抵抗の増加を判定する。
【選択図】図５

Description

本明細書が開示する技術は、電動ポンプで冷却液を圧送する冷却システムに関する。特に、電動ポンプの実際の回転数（実回転数）に基づいて当該冷却システムの異常を検出する冷却システムに関する。

電動ポンプの実回転数に基づいて冷却システムの異常を検出する技術として、例えば、下記特許文献１に開示されるものがある。この技術では、循環路を循環する冷却液の液温とウォーターポンプの実回転数とに基づいて、冷却システムに発生した異常の種類を判断する。

特開２０１３−３１３６５号公報

ところで、上記特許文献１のシステムでは、コントローラが、冷却液の液温に応じて予め設定された回転数指令値をウォーターポンプに与える。例えば、冷却液の温度範囲を低温、中温、及び高温の３つの範囲に分けて、各温度範囲に対応する回転数指令値を予め設定しておき、検出された冷却液温の入る温度範囲に対応して設定された回転数指令値をウォーターポンプに送信する（特許文献１、段落［００３１］）。

このように循環路に流れる冷却液の流量が、冷却液の液温に従って段階的に増加又は減少するように回転数指令値を電動ポンプ（ウォーターポンプ）に出力する場合においては、回転数指令値のステップ状の急激な変化に応答して電動ポンプの回転数が急に増減する。電動ポンプの回転数が急に変化すると、冷却液が脈動し、電動ポンプの回転数や流量が安定しない期間が存在する。そのような期間中は実回転数に基づいて冷却システムに発生した異常の種類を判断しても判断結果の精度は高くはならない。本明細書は、高い精度で異常を判定することができる技術を提供する。

本明細書が開示する冷却システムでは、コントローラは電動ポンプをオープンループで制御する。コントローラは、冷却液の液温に対応して段階的に変化する回転数指令値を記憶しており、冷却液の液温に対応した回転数指令値を前記電動ポンプに与える。冷却液の液温は温度センサで計測される。異常判定処理としてコントローラは、次の処理を実行する。コントローラは、冷却液の液温の変化に対応して回転数指令値を切り換えたときに切り換える直前の電動ポンプの実回転数を回転数センサで取得する。コントローラは、取得した実回転数を、切り換える直前の回転数指令値に対応付けてして記憶する。コントローラは、同じ回転数指令値に対する実回転数の過去の値と現在の値との比較結果に基づいて、冷却液に含まれる不凍液の濃度が低下したこと、又は、循環路における流路抵抗が増加したこと、を判定する。

本明細書が開示する冷却システムでは、冷却液の流量が段階的に増加又は減少した直後における冷却液の液温や電動ポンプの実回転数が不安定な期間を避け、回転数指令値を切り換える直前の実回転を記憶する。なお、回転数センサは定期的に実回転数を計測しており、コントローラは、常に最新の所定期間の実回転数の時系列データを記憶している。それゆえ、冷却液の液温の変化に伴って回転数指令値を切り換えた後においても、切り換え直前の実回転数を取得することができる。コントローラは、過渡的な回転数変動の成分が比較的に少ない実回転数を得る。したがって、冷却液として不凍液の代わりに水が加えられた場合（不凍液の濃度低下）や、循環路の流路径が狭まったり詰まったりした場合（流路抵抗の増加）などの異常判定を従来よりも高い精度で判定することができる。

本明細書が開示する技術の詳細、及び、さらなる改良は、発明の実施の形態で説明する。

ハイブリッド車の駆動系の構成例を示すブロック図である。 実施例の冷却システムの構成例を示すブロック図である。 冷却液の液温に対して冷却コントローラが出力する回転数指令値に応じたＰＷＭ信号のデューティ比の対応関係を示す説明図である。 冷却コントローラが実行する初期データ記憶処理のフローチャートである。 冷却コントローラが実行する異常判定処理のフローチャートである。 ＰＷＭ信号のデューティ比が一定の場合における冷却液の流量に対するウォーターポンプの回転数の関係を示す説明図である。

図面を参照して実施例の冷却システムを説明する。以下、冷却システムの一例として、ハイブリッド車の冷却系として搭載されるものを例示して説明する。まず、ハイブリッド車２の構成を図１を参照して説明する。図１に、ハイブリッド車２の駆動系の構成例を表すブロック図を示す。

ハイブリッド車２は、走行用の駆動源として、モータ８とエンジン６を備えている。モータ８の出力トルクとエンジン６の出力トルクは、動力分配機構７で適宜に分配／合成されて出力される。動力分配機構７は、例えばプラネタリギアである。動力分配機構７は、エンジン６の出力軸６ａ及びモータ８のモータ軸８ａから夫々伝達されて入力される動力を、所定比率で分配／合成して出力軸７ａに出力する。動力分配機構７の出力は、デファレンシャルギヤ１０を介して駆動輪１０ａ、１０ｂに伝達される。なお、図１では、本明細書の説明に要する部品だけを表しており、説明に関係のない部品は図示を省略していることに留意されたい。

モータ８を駆動するための電力はメインバッテリ３から供給される。メインバッテリ３の出力電圧は、例えば３００ボルトである。なお、図示を省略しているが、ハイブリッド車２は、メインバッテリ３のほかに、カーナビゲーション装置やルームランプなど、メインバッテリ３の出力電圧よりも低い電圧で駆動するデバイス群（通称「補機」と呼ばれる）に電力を供給するための補機バッテリも備える。後述する冷却システム１１を構成するウォーターポンプ１４や冷却コントローラ２０なども補機の一種である。また、「メインバッテリ」との呼称は、「補機バッテリ」と区別するための便宜上のものである。

メインバッテリ３は、システムメインリレー４を介してパワーコントロールユニット５（以下「ＰＣＵ５」と称する）に接続される。システムメインリレー４は、メインバッテリ３と車両の駆動系を接続したり切断したりするスイッチである。システムメインリレー４は、上位システムのＨＶコントローラ５０により切り替えられる。

ＰＣＵ５は、メインバッテリ３とモータ８の間に介在する電力変換装置である。ＰＣＵ５は、メインバッテリ３の電圧をモータ８の駆動に適した電圧（例えば６００ボルト）まで昇圧する電圧コンバータ（不図示）、昇圧後の直流電力を交流に変換するインバータ（不図示）、及び、これらを制御するパワーコントローラ３０を含む。インバータの出力がモータ８への供給電力に相当する。なお、ＰＣＵ５では、後述する冷却システム１１により、電圧コンバータやインバータを構成する電子部品などが常時冷却されている。

ハイブリッド車２は、エンジン６の駆動力、あるいは、車両の減速エネルギ（即ち制動の際の車両の運動エネルギ）を利用してモータ８で発電することもできる。車両の減速エネルギを利用した発電は「回生」と呼ばれている。モータ８が発電する場合、インバータが交流を直流に変換し、さらに電圧コンバータがメインバッテリ３よりも僅かに高い電圧まで降圧し、メインバッテリ３へ供給する。

電圧コンバータは、リアクトルやＩＧＢＴなどのスイッチング素子などにより構成されている。またインバータは、モータ８のＵ、Ｖ、Ｗの各相に対応してスイッチング動作を行うスイッチング素子などにより構成されている。これらは、パワーコントローラ３０により制御されて所定のスイッチング動作を行い電圧を昇圧や降圧したり、直流を交流に変換したり、また交流を直流に変換したりしている。

パワーコントローラ３０は、マイクロコンピュータ、メモリや入出力インタフェースなどの電子部品で構成される情報処理装置である。このパワーコントローラ３０には、電圧コンバータ、インバータやＨＶコントローラ５０が接続されて、前述のようなスイッチング動作の制御を行っている。パワーコントローラ３０に接続されるＨＶコントローラ５０には、運転者による操作情報として、例えば、アクセル開度情報やブレーキ踏力情報が入力される。そのため、各スイッチング素子の動作は、ＨＶコントローラ５０から入力されるアクセル開度などに応じた制御情報に従って行われる。

このように制御される電圧コンバータやインバータの各スイッチング素子は発熱量が大きい。また、モータ８も、発進時や上り坂などで急激に負荷がかかると発熱量が大きくなる。そのため、電圧コンバータ及びインバータを備えるＰＣＵ５や、駆動力を発生させるモータ８は、次に説明する冷却システム１１によって冷却される。

次に、ＰＣＵ５やモータ８を冷却する冷却システム１１の構成を図２を参照して説明する。図２に、実施例の冷却システム１１の構成例を表すブロック図を示す。冷却システム１１は、ウォーターポンプ１４、リザーブタンク１５、ラジエータ１６、ＰＣＵクーラ１７及びモータクーラ１８と、それらを一巡する冷却パイプ１３を備える。冷却パイプ１３に冷媒の冷却液１９を循環させて、ＰＣＵクーラ１７によりＰＣＵ５を、またモータクーラ１８によりモータ８を夫々冷却する。なお、図２においても、本明細書の説明に要する部品だけを表しており、説明に関係のない部品は図示を省略していることに留意されたい。また、図２においては、作図上の便宜から、上流から下流に向かって、モータクーラ１８、ラジエータ１６、ＰＣＵクーラ１７の順番に配置しているが、半導体とモータの耐熱性の相違から、典型的には、ＰＣＵクーラ１７、モータクーラ１８、ラジエータ１６の順番に、ウォーターポンプ１４を出た冷却液１９が流れるように配置する。

冷却液１９は、例えばＬＬＣ（Ｌｏｎｇ Ｌｉｆｅ Ｃｏｏｌａｎｔ）である。冷却液１９は、リザーブタンク１５内に貯留されており、ウォーターポンプ１４により圧送されて冷却パイプ１３内を循環する液体冷媒である。リザーブタンク１５の上方（重力方向上側）には、ユーザなどが冷却液１９を交換や補充する際にＬＬＣを注ぎ込む注液口１５ａが設けられている。なお、ＬＬＣの主成分は、エチレングリコールであるが、プロピレングリコールを主成分にするものでもよい。

ウォーターポンプ１４は、モータにより内部のインペラを回転させその遠心力によって揚程圧力を発生させてリザーブタンク１５から冷却液１９を汲み上げて送出する遠心式ポンプである。ウォーターポンプ１４のモータは電動モータであり、冷却コントローラ２０によるオープンループでＰＷＭ制御される。即ち、冷却コントローラ２０からウォーターポンプ１４に出力される回転数指令値は、物理的には回転数指令値に応じたデューティ比を有するＰＷＭ信号である。回転数指令値（即ち、デューティ比）は冷却コントローラ２０により一方的に変更される。モータの回転数が所定の目標値に合致するようなフィードバック制御はされない。なお、本明細書及び図面において、デューティ比のことを単に「Ｄｕｔｙ」と表記することもある。

実施例では、冷却システム１１は、ＰＣＵクーラ１７により冷却されるＰＣＵ５の各スイッチング素子の温度を検出する温度センサ２１、冷却パイプ１３を流れる冷却液１９の温度、つまり液温を検出する温度センサ２３や、ウォーターポンプ１４のモータ又はインペラの回転数を検出する回転数センサ２５を備えている。温度センサ２３は、モータクーラ１８の下流にあたる冷却液１９の出口近傍に設けられて、モータクーラ１８を流通した冷却液１９の液温を計測する。温度センサ２３によって計測された液温は、冷却コントローラ２０に入力されてウォーターポンプ１４のＰＷＭ制御に用いられる。温度センサ２３から出力される温度データや回転数センサ２５から出力される回転数データは、冷却コントローラ２０に入力されるが、これらは、後述する冷却システム１１の異常判定処理などにも用いられる。

ウォーターポンプ１４を制御する冷却コントローラ２０は、パワーコントローラ３０と同様に、マイクロコンピュータ、メモリや入出力インタフェースなどの電子部品で構成される情報処理装置である。冷却コントローラ２０は、時計機能を備えており、当該冷却システム１１が稼動、つまりハイブリッド車２が走行している時間（稼動時間）を計測する。この冷却コントローラ２０には、ウォーターポンプ１４のほかに、前述した各センサ２１、２３や上位システムのＨＶコントローラ５０が接続されている。これにより、冷却コントローラ２０は、前述したようなウォーターポンプ１４のＰＷＭ制御や、後述する冷却システム１１の異常判定処理などを行っている。なお、この冷却コントローラ２０のメモリには、後述する各処理のプログラムやデータテーブルなどが記憶されている。

冷却コントローラ２０に接続されるＨＶコントローラ５０には、ハイブリッド車２の運転情報として、例えば、車速などの車両情報が入力される。これらは、例えば、車内ＬＡＮを介してＨＶコントローラ５０に入力される。冷却コントローラ２０は、車速やアクセル開度の情報の入力により当該ハイブリッド車２が走行を開始した情報がＨＶコントローラ５０から得られる。

冷却コントローラ２０には、冷却液の液温に応じたウォーターポンプ１４の回転数指令値が記憶されている。回転数指令値は、冷却液の液温に応じて段階的に変化する。ウォーターポンプ１４の出力は、前述したようにウォーターポンプ１４に与えるＰＷＭ信号のデューティ比で定まる。図３に、冷却液１９の液温に対して冷却コントローラ２０が出力する回転数指令値に応じたＰＷＭ信号のデューティ比の対応関係の一例を示す。先に述べたように、ウォーターポンプの出力はデューティ比で決まるので、図３のグラフの縦軸は、回転数指令値と等価である。図３のデータ、即ち、冷却液の液温に対応して段階的に変化する回転数指令値のデータは、冷却コントローラ２０に予め記憶されている。ただし、後述するように、ウォーターポンプ１４の実回転数は、冷却液の状態に応じて変化することに留意されたい。

例えば、図３に示すように、所定の液温ｔ４を中心に冷却液１９の液温が上昇又は下降すると、ＰＷＭ信号のデューティ比が階段状に（不連続に）高くなる。このように冷却パイプ１３に流れる冷却液１９の流量が、冷却液１９の液温に従って段階的に増加又は減少するように、冷却コントローラ２０がウォーターポンプ１４にＰＷＭ信号を出力する場合には、［発明が解決しようとする課題］の欄で述べたように、回転数指令値の階段状（ステップ状）の急な変化に応答してウォーターポンプ１４の回転数が急激に増減する。回転数が急激に増減すると、流量が脈動する。そのため、ウォーターポンプ１４の回転数と冷却液１９の流量が安定しない期間（不安定期間）が存在する。このような期間においては、ウォーターポンプ１４の実回転数に基づいて冷却システム１１に発生した異常の種類を判定しても、判定結果の精度は高くはならない。

そこで、本実施例の冷却システム１１では、冷却液１９の流量が段階的に増加又は減少した直後における冷却液１９の液温やウォーターポンプ１４の実回転数が不安定な期間を避けて、冷却システム１１に発生した異常の種類を判定する。具体的には、冷却システム１１では、図４に示す初期データ記憶処理と図５に示す異常判定処理により当該冷却システム１１に発生した異常の種類を判断する。ここからは図４及び図５も加えて説明する。図４に、冷却コントローラ２０が実行する初期データ記憶処理のフローチャートを示す。また図５に、冷却コントローラ２０が実行する異常判定処理のフローチャートを示す。なお、これらの各処理は、冷却コントローラ２０のメモリに予め格納（記憶）した対応するプログラムを冷却コントローラ２０のマイクロコンピュータが適宜実行することにより実現される。

まず、図４を参照して初期データ記憶処理を説明する。この処理は、当該冷却システム１１が稼動し始めた直後から所定の稼動時間が経過するまでの間に行われる。即ち、初期データ記憶処理は、ハイブリッド車２のパワースイッチ（始動スイッチ）がオンにされてから同スイッチがオフにされるまでの間において実行され、冷却コントローラ２０の時計機能により計測されるハイブリッド車２の走行時間（稼動時間）が所定時間（例えば、１００時間）に到達するまでの間において実行される。なお、稼動時間に代えて、ハイブリッド車２の走行距離が所定距離（例えば、１０００キロメートル）に達するまでの間において初期データ記憶処理を実行してもよい。これらの所定時間や所定距離は、冷却パイプ１３などの冷却液１９の循環路の設計寿命や、実験、又はコンピュータシミュレーションなどにより予め定められる。

初期データ記憶処理は、冷却液の液温が変化して冷却コントローラ２０が回転数指令値を切り換えた直後に実行される。回転数指令値（デューティ比）の切り替え期間中及びその直後においては、ウォーターポンプ１４の回転数の急激な増減によって回転数が安定せず有意義な実回転数が得られ難いからである。

冷却コントローラ２０にはバッファメモリが用意されており、現在時刻から所定時間過去までの間のデータが保存されている。保存されるデータは常に更新される。即ち、冷却コントローラ２０には、現在までの最新の時系列データが保存される。保存されるデータは、温度データとデューティ比のデータ（回転数指令値のデータ）と実回転数のデータである。温度データは、モータクーラ１８の冷却液１９の出口近傍に設けられた温度センサ２３により計測される温度のデータである。実回転数のデータは、回転数センサ２５により計測されるウォーターポンプ１４の実際の回転数である。

初期データ記憶処理では、まずステップＳ１１により温度データ取得処理が行われる。この処理では、冷却コントローラ２０は、バッファメモリを参照して、回転数指令値が切り換わる直前の温度データを取得する。この温度データは、冷却液１９の液温を表している。次にステップＳ１３によりデューティ比取得処理が行われる。この処理では、回転数指令値を切り換える直前に冷却コントローラ２０がウォーターポンプ１４に与えていた回転数指令値に応じたＰＷＭ信号のデューティ比を取得する。つまり、ステップＳ１１で取得した温度データに対応する回転数指令値（ＰＷＭ信号のデューティ比）を取得する。次に冷却コントローラ２０は、バッファメモリを参照して、回転数指令値が切り換わる直前のウォーターポンプ１４の実回転数のデータを取得する（Ｓ１４）。なお、このときに取得した実回転数を、後にステップＳ２３（図５）において取得する実回転数のデータと区別するために、初期回転数（Ｐ）と称する。冷却コントローラ２０は、次に、得られた冷却液１９の温度データとそのときのデューティ比の組み合わせに対応するウォーターポンプ１４の実回転数データが、既に冷却コントローラ２０のメモリに記憶されているか否かを続くステップＳ１５において確認する（対応データの確認）。

例えば、図３に示す液温ｔ６℃とそのデューティ比５０％の組み合わせに対応するウォーターポンプ１４の回転数データが冷却コントローラ２０のメモリに記憶されていない場合には（Ｓ１５；なし）、当該冷却システム１１の初期稼働時におけるこれらの組み合わせに対応するウォーターポンプ１４の回転数データが取得されていないことになるので、続くステップＳ１７に処理を移行し、回転数指令値を切り換える直前の液温とそのときの回転数指令値（デューティ比）の組み合わせに対応させて、ステップＳ１４で取得した実回転のデータ（初期回転数Ｐ）を記憶する。これに対して、このような組み合わせに対応するウォーターポンプ１４の初期回転数Ｐ（例えば、４０００回転）が冷却コントローラ２０のメモリに記憶されている場合には（Ｓ１５；あり）、再度、初期回転数Ｐを記憶する必要がないため、一連の本初期データ記憶処理を終える（エンド）。

なお、図３に示したように、液温は所定の範囲ごとに区切られ、各範囲でデューティ比（回転数指令値）は一定である。液温の各範囲を代表する温度が定められており、温度センサ２３が計測した温度は、その温度が属する範囲を代表する温度で置き換えられる。例えば上記した液温ｔ６℃は、図３に示す液温ｔ５℃から液温ｔ６℃までの範囲の代表温度に相当する。別言すれば、図４と図５の処理においては、温度センサ２３が計測する温度は、デューティ比（回転数指令値）の段数に応じて離散化された上で用いられる。

図４の処理は、冷却液の液温が変化して回転数指令値が切り換わる毎に行われる。こうして、回転数指令値切り換え直前の冷却液の液温とデューティ比の様々な組み合わせごとにウォーターポンプ１４の初期回転数Ｐが得られる。初期回転数Ｐは、冷却システム１１の初期稼働時において、所定温度の液温に対応するＰＷＭ信号のデューティ比（即ち回転数指令値）でウォーターポンプ１４を駆動した際の実回転数を表す。つまり、初期回転数Ｐは、冷却液１９が流れる冷却パイプ１３などの循環路や冷却液１９自体が、新品又は新品に近い状態（劣化していない状態）における、液温と回転数指令値の組み合わせに対するウォーターポンプ１４の実回転数に相当する。

このように初期データ記憶処理では、冷却コントローラ２０は、冷却液１９の各液温ごとに対応して夫々予め定められた所定のデューティ比（回転数指令値）に対して、夫々のウォーターポンプ１４の実回転数（初期回転数Ｐ）を取得して記憶する。ただし、回転数指令値が所定の閾値時間内に複数回切り換えられた場合には、ウォーターポンプ１４の実回転数の取得対象から除外する。なお、冷却液の液温は通常は急激には変化しないので、この除外処理は、フールプルーフのための処理である。

図３に示す説明図の例では、例えば、次のようなデータテーブルが冷却コントローラ２０のメモリに記憶される。なお、初期回転数Ｐは、すべての下３桁が「０００」であるが、これは表現上の便宜のためであり、実際には、ばらついた数値になる。また、液温ｔ５及びｔ８については、実回転数のデータが得られていない。これは、回転数指令値の切り換え直前の液温がｔ５やｔ８であったことがなかったか、あるいは、回転数指令値の切り換え直前の液温がｔ５又はｔ８であるケースが存在したが、そのケースは、回転数指令値の切り換えが所定時間内に２回続けて行われたケースであったため除外されたか、のいずれかである。
(1) 液温ｔ１[℃]、デューティ比１００[％]、初期回転数Ｐ＝５０００[ｒｐｍ]
(2) 液温ｔ２[℃]、デューティ比 ７５[％]、初期回転数Ｐ＝４０００[ｒｐｍ]
(3) 液温ｔ３[℃]、デューティ比 ５０[％]、初期回転数Ｐ＝３０００[ｒｐｍ]
(4) 液温ｔ４[℃]、デューティ比 ２５[％]、初期回転数Ｐ＝２０００[ｒｐｍ]
(5) 液温ｔ６[℃]、デューティ比 ５０[％]、初期回転数Ｐ＝３０００[ｒｐｍ]
(6) 液温ｔ７[℃]、デューティ比 ７５[％]、初期回転数Ｐ＝４０００[ｒｐｍ]
(7) 液温ｔ９[℃]、デューティ比１００[％]、初期回転数Ｐ＝５０００[ｒｐｍ]

次に、図５を参照して異常判定処理を説明する。この処理は、前述した初期データ記憶処理の実行可能期間が経過した以降に行われる。即ち、異常判定処理は、ハイブリッド車２の走行時間（稼動時間）が所定時間（例えば、１００時間）を経過した後に実行される。なお、稼動時間に代えて、ハイブリッド車２の走行距離が所定距離（例えば、１０００キロメートル）を超えた後において異常判定処理を実行してもよい。

異常判定処理も、冷却液の液温が変化して回転数指令値が切り換わる毎に実行される。異常判定処理では、まずステップＳ２１により温度データ取得処理が行われた後、ステップＳ２２によりデューティ比取得処理が行われる。その後、ステップＳ２３により、実回転数取得処理（現状回転数（Ｑ）取得処理）が行われる。これらの各処理は、前述したステップＳ１１、Ｓ１３、Ｓ１４と同様であり、回転数指令値の切り換わり直前の温度データとデューティ比（回転数指令値）のデータと実回転数のデータがバッファメモリから読み出される。なお、ステップＳ２３で得られる実回転数のデータは、ハイブリッド車２の走行時間（稼動時間）が所定時間（例えば、１００時間）を経過した後のデータである。つまり、ステップＳ２３で得られる実回転数のデータは、冷却液１９が流れる冷却パイプ１３などの循環路や冷却液１９自体が、もはや新品に近い状態ではなく、ある程度の劣化が進んだ状態における、ウォーターポンプ１４の現状の実回転数である。ある程度の劣化が進んだ状態とは、例えば、冷却液１９に含まれる不純物が冷却パイプ１３などの冷却経路内に堆積したり、冷却パイプ１３などの冷却経路の内壁に錆が生じたりして、冷却経路の内径（流路径）が狭くなっている場合をいう。以下では、説明の便宜上、現状の実回転数を、現状回転数Ｑと称する。それゆえ、図５のステップＳ２３には、「現状回転数（Ｑ）取得処理」と表記してある。

次に、冷却コントローラ２０は、ステップＳ２１により得られた冷却液１９の温度データと、ステップＳ２２により得られたデューティ比（回転数指令値）と液温の組み合わせに対応するウォーターポンプ１４の初期回転数Ｐのデータが、冷却コントローラ２０のメモリに記憶されているか否かを確認する（ステップＳ２５）。対応するウォーターポンプ１４の初期回転数Ｐが冷却コントローラ２０に記憶されていない場合には（Ｓ２５；なし）、比較対象になる初期回転数Ｐが存在しないことから、後述するステップＳ２７による判定ができない。そのため、このような場合には、一連の本異常判定処理を終了する（ステップＳ２５：なし→エンド）。

これに対して、比較対象になる初期回転数Ｐのデータが冷却コントローラ２０のメモリに記憶されている場合には（Ｓ２５；あり）、続くステップＳ２６によって、その初期回転数Ｐのデータをメモリから読み出す（初期回転数(Ｐ)読出処理）。例えば、ステップＳ２１とＳ２２で取得された液温とデューティ比の組み合わせが、ｔ６℃とデューティ比５０％の場合には、先に示した（５）の３０００ｒｐｍが初期回転数Ｐとして読み出される。

次に、冷却コントローラ２０は、ステップＳ２７の評価演算処理を実行する。ステップＳ２７では、ステップＳ２６によりメモリから読み出した初期回転数ＰとステップＳ２３により取得した現状回転数Ｑを比較する。即ち、冷却コントローラ２０は、デューティ比（回転数指令値）と液温の同じ組み合わせに対する過去の実回転数（初期回転数Ｐ）と現在の実回転数（現状回転数Ｑ）を比較する。例えば、冷却コントローラ２０は、現状回転数Ｑを初期回転数Ｐで除算して初期回転数Ｐに対する現状回転数Ｑの比率Ｒ（＝Ｑ／Ｐ）を算出したり、あるいは、初期回転数Ｐから現状回転数Ｑを差し引いて両者の差分Ｓ（＝Ｐ−Ｑ）を求めたりする。つまり、冷却コントローラ２０は、初期回転数Ｐと現状回転数Ｑを数値的に比較するための所定の算術演算処理を行う。冷却コントローラ２０は、この演算処理の結果（比較結果）から、冷却パイプ１３などの冷却経路の通水抵抗（流路抵抗）を推定する。

ステップＳ２８では比較結果の判定処理が行われる。この判定処理は、ステップＳ２７による評価演算処理の結果に基づいて行われる。実施例のウォーターポンプ１４は、インペラの遠心力によって揚程圧力を発生させる遠心式ポンプである。そのため、図６に示すように、ＰＷＭ信号のデューティ比（即ち、回転数指令値）が一定でも、通水抵抗（流路抵抗）が増加すると冷却液１９が流れ難くなり、流量が減少すると、揚程圧力がさらに大きくなるようにインペラの回転数が増加する。図６に、ＰＷＭ信号のデューティ比（即ち回転数指令値）が一定の場合における冷却液１９の流量に対するウォーターポンプ１４の回転数の関係を表す説明図を図示する。

これにより、例えば、初期回転数Ｐに対して現状回転数Ｑが所定値以上に増加している場合には、冷却液１９が流れ難くなっていること、即ち冷却パイプ１３などの通水抵抗が増加していることが推定できる。そのため、ステップＳ２８の判定処理では、ステップＳ２７の演算結果Ｒ又はＳが所定値Ｙ以上である場合には（Ｓ２８；Ｙ≦Ｒ（Ｓ））、冷却パイプ１３などの冷却経路内の内径（流路径）が狭くなっているなどの冷却液の流路狭窄の蓋然性が高いと判定して、続くステップＳ２９ｂにより冷却経路狭窄情報出力処理を行う。

これに対して、初期回転数Ｐに対して現状回転数Ｑが所定値未満に減少している場合には、冷却液１９が流れ易くなっていること、即ち冷却パイプ１３などの通水抵抗が減少していることが推定できる。通水抵抗が減少する原因の一つに冷却液１９の著しい粘度低下（冷却液の濃度低下）が挙げられる。例えば、冷却液１９がＬＬＣである場合、その主成分であるエチレングリコールやプロピレングリコールは、水に比べて粘度が桁違いに高い。そのため、ユーザがリザーブタンク１５内の冷却液（ＬＬＣ）を水道水などに入れ替えたり、水道水を補充したりしたときには通水抵抗が減少する。そのため、ステップＳ２８の判定処理では、ステップＳ２７の演算結果Ｒ又はＳが所定値Ｘ未満である場合には（Ｓ２８；Ｒ（Ｓ）＜Ｘ）、例えば、冷却液１９としてリザーブタンク１５に水道水が入っているなどの冷却液の誤交換の蓋然性が高いと判定して、続くステップＳ２９ａによりＬＬＣ濃度低下情報出力処理を行う。

一方、初期回転数Ｐに対する現状回転数Ｑの増加が上記のいずれでもなく、通水抵抗が所定値の範囲内にある場合には、冷却液の流路狭窄や冷却液の誤交換の蓋然性が低い。そのため、ステップＳ２８の判定処理では、ステップＳ２７の演算結果Ｒ又はＳが所定値Ｘ以上かつ所定値Ｙ未満である場合には（Ｓ２８；Ｘ≦Ｒ（Ｓ）＜Ｘ）、冷却系に異常がないものと推定して、一連の本異常判定処理を終了する（エンド）。

ステップＳ２９ａ、２９ｂでは、夫々の情報をハイブリッド車２のインストルメントパネルに表示したり、ダイアグノーシスのログファイルに出力したりする処理を行った後、一連の本異常判定処理を終了する（エンド）。これにより、冷却パイプ１３などの冷却液１９の経路が詰まったり、冷却液１９が凍結したりして当該ハイブリッド車２が故障する前に、ユーザなどがこれらの異常状態を把握することが可能になる。なお、ステップＳ２８による判定処理において用いた所定値Ｘは、ＬＬＣの粘度、水道水の粘度、やＬＬＣに含まれる水道水などの混入割合などに基づいて、実験又はコンピュータシミュレーションなどにより予め定められる。また、所定値Ｙは、冷却液１９に含まれる不純物の種類やその濃度などに基づいて、冷却経路内に不純物の堆積や錆が生じ得る実験又はコンピュータシミュレーションなどにより予め定められる。

以上説明したように、本実施例の冷却システム１１では、冷却液１９の流量が冷却液１９の液温に従って段階的に増加又は減少するように、冷却コントローラ２０が回転数指令値をウォーターポンプ１４に出力する場合において、冷却コントローラ２０は、所定温度の液温に対応して予め定められた所定のデューティ比で決定される回転数指令値を出力したときにウォーターポンプ１４の実回転数として、当該冷却システム１１の初期稼働時のものを取得して初期回転数Ｐとして記憶する（Ｓ１７）。そして、初期稼働時以降においては、冷却液１９の流量が段階的に増加又は減少した後の安定期間内でのウォーターポンプ１４の現状回転数Ｑを取得し、その現状回転数Ｑと、初期稼働時に記憶した初期回転数Ｐと、を評価演算して比較する（Ｓ２７、Ｓ２８）。その結果、例えば、初期回転数Ｐ対する現状回転数Ｑの割合が所定値Ｘ未満である場合（Ｓ２８；Ｒ（Ｓ）＜Ｘ）、通水抵抗が減少しているため、冷却液１９に含まれるＬＬＣの濃度が低下している蓋然性が高い旨の情報を出力する（Ｓ２９ａ）。これに対して、例えば、初期回転数Ｐ対する現状回転数Ｑの割合が所定値Ｙ以上である場合には（Ｓ２８；Ｙ≦Ｒ（Ｓ））、通水抵抗が増加しているため、冷却パイプ１３などの冷却経路（循環路）の内径が狭くなっている箇所が存在する蓋然性が高い旨の情報を出力する（Ｓ２９ｂ）。

このように当該冷却システム１１では、冷却液１９の流量が段階的に増加又は減少した直後における冷却液１９の液温やウォーターポンプ１４の実回転数が不安定な期間を避けて、初期回転数Ｐと現状回転数Ｑを比較する（Ｓ２７）。そのため、冷却液１９に含まれるＬＬＣの濃度の低下を判定するときや、冷却パイプ１３などの冷却経路の通水抵抗（流路抵抗）の増加を判定するときにおいて（Ｓ２８）、精度の高い判定結果が得られる。即ち、実施例の冷却システム１１は、冷却液１９としてＬＬＣの代わりに水道水が加えられた場合や、冷却パイプ１３などの冷却液１９の経路径が狭まったり詰まったりした場合などの異常判定（Ｓ２８）を高い精度で行うことができる。

上記の実施例では、モータクーラ１８の冷却液１９の出口近傍に温度センサ２１を設けてモータクーラ１８を出た冷却液１９の液温を測るように構成した。これに代えて（又はこれに加えて）、ＰＣＵクーラ１７の冷却液１９の出口付近に別の温度センサを設けてＰＣＵクーラ１７を出た冷却液１９の液温を測る構成を採用してもよい。

上記の実施例では、冷却システム１１をハイブリッド車２の冷却系に適用した場合について説明したが、当該冷却システム１１を、電気自動車や発電機などの冷却系に適用してもよい。この場合においても、冷却液の流路狭窄や冷却液の誤交換を高精度に検出することが可能になる。

上記の実施例では、ハイブリッド車２の走行時間が所定時間に到達するまでの間の実回転数を初期回転数として記憶した。これに代えて、メンテナンス時に初期回転数をリセットし、メンテナンスをしたときから所定の走行時間に達するまでに図４の処理を実行して改めて初期回転数を取得してもよい。そして、初期回転数を新たに取得した後に、定期的に図５の異常判定処理を実行してもよい。即ち、冷却コントローラ２０は、同じ回転数指令値に対する実回転数の過去の値と現在の値との差に基づいて、冷却液に含まれる不凍液の濃度の低下、又は、前記循環路における流路抵抗の増加を判定する。

実施例技術に関する留意点を述べる。冷却パイプ１３が循環路の一例に相当する。ウォーターポンプ１４が電動ポンプの一例に相当する。ＰＣＵクーラ１７及びモータクーラ１８が冷却器の一例に相当する。冷却コントローラ２０がコントローラの一例に相当する。

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、本明細書又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、本明細書又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。

２：ハイブリッド車
３：メインバッテリ
５：ＰＣＵ
６：エンジン
７：動力分配機構
８：モータ
１１：冷却システム
１３：冷却パイプ
１４：ウォーターポンプ
１５：リザーブタンク
１６：ラジエータ
１７：ＰＣＵクーラ
１８：モータクーラ
１９：冷却液
２０：冷却コントローラ
２１、２３：温度センサ
２５：回転数センサ

Claims (1)

1. 冷却液が流通する循環路と、
   前記循環路に前記冷却液を圧送する電動ポンプと、
   前記電動ポンプの回転数を計測する回転数センサと、
   前記電動ポンプをオープンループで制御するコントローラであって、前記冷却液の液温に対応して段階的に変化する回転数指令値を記憶しており、前記冷却液の液温に対応した回転数指令値を前記電動ポンプに与えるコントローラと、を備えており、
   前記コントローラは、
   前記冷却液の液温の変化に対応して回転数指令値を切り換えたときに切り換える直前の前記電動ポンプの実回転数を前記回転数センサで取得するとともに、取得した実回転数を切り換える直前の回転数指令値に対応付けて記憶し、
   同じ回転数指令値に対する実回転数の過去の値と現在の値との比較結果に基づいて、前記冷却液に含まれる不凍液の濃度の低下、又は、前記循環路における流路抵抗の増加を判定することを特徴とする冷却システム。

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