JP4715755B2 - 電動ウォーターポンプの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの冷却水を循環させる電動ウォーターポンプに対して制御を行う電動ウォーターポンプの制御装置に関する。

従来から、エンジンを冷却する冷却水を循環させる電動ウォーターポンプ（以下、「電動Ｗ／Ｐ」と呼ぶ。）を用いた技術が提案されている。例えば、特許文献１には、エンジンの始動時に、冷却水の温度に関係なく、電動Ｗ／Ｐを所定時間駆動させる技術が記載されている。特許文献２には、始動から所定時間経過後は、冷却水を間欠的に流通させるように電動Ｗ／Ｐを制御する技術が記載されている。また、特許文献３には、始動時の冷却水の温度が所定値以上の場合は、エンジン回転数又はエンジン負荷の増大に応じて、電動Ｗ／Ｐの回転数を増大させる技術が記載されている。

特開平６−１１７２５９号公報 特開２００６−２１４２７９号公報 特開２００５−３６７２９号公報

ところで、エンジン始動時においては、エンジンなどの暖機促進及び省電力のために、電動Ｗ／Ｐを停止させることが好ましいと言える。しかしながら、このように電動Ｗ／Ｐを停止させると、排気熱回収器等で冷却水の温度が部分的に高温となった場合に発生し得る冷却水の沸騰を回避することが困難となる。

ここで、上記した特許文献１に記載された技術では、始動時に電動Ｗ／Ｐを所定時間駆動させているため、冷却水の沸騰を回避することができると考えられる。しかし、この技術では、沸騰が生じていないような状況においても電動Ｗ／Ｐが駆動されることとなるため、無駄に電力が消費されてしまう傾向にあった。また、特許文献２及び３に記載された技術でも、エンジンの始動時において、電動Ｗ／Ｐによる無駄な電力の消費を抑制しつつ、冷却水の沸騰を適切に回避することが困難であった。

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、エンジンの始動時において、電動Ｗ／Ｐによる無駄な電力の消費を抑制しつつ、冷却水の沸騰を適切に回避することが可能な電動ウォーターポンプの制御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、内燃機関における冷却水を循環させる電動ウォーターポンプに対して制御を行う電動ウォーターポンプの制御装置は、前記内燃機関の始動時に、前記電動ウォーターポンプを所定時間駆動させる電動ウォーターポンプ駆動手段と、前記電動ウォーターポンプ駆動手段によって前記電動ウォーターポンプが駆動されている際の前記冷却水の温度が所定温度以下である場合に、前記電動ウォーターポンプを停止させる制御を開始すべきであると判定する停止制御開始判定手段と、前記停止制御開始判定手段が前記電動ウォーターポンプを停止させる制御を開始すべきであると判定した際に、前記電動ウォーターポンプを停止させる制御を実行する電動ウォーターポンプ停止手段と、を備える。

上記の電動ウォーターポンプの制御装置は、内燃機関における冷却水を循環させる電動ウォーターポンプに対して制御を行うために好適に利用される。この場合、電動ウォーターポンプ駆動手段は、内燃機関の始動時に電動ウォーターポンプを所定時間駆動させる。そして、停止制御開始判定手段は、このように電動ウォーターポンプが駆動されている際に得られた冷却水の温度と所定温度とを比較することによって、電動ウォーターポンプを停止させる制御（以下、「停止制御」とも呼ぶ。）を開始すべきか否かの判定を行う。詳しくは、停止制御開始判定手段は、冷却水の温度に基づいて冷却水が沸騰する可能性を判定し、これに基づいて停止制御を開始すべきか否かの判定を行う。具体的には、停止制御開始判定手段は、冷却水の温度が所定温度以下である場合に、停止制御後に冷却水が沸騰する可能性はかなり低いと判断し、停止制御を開始すべきであると判定する。この場合に、電動ウォーターポンプ停止手段は、電動ウォーターポンプに対する停止制御を実行する。これにより、電動ウォーターポンプの停止制御の開始後に発生し得る冷却水の沸騰を適切に回避することが可能となる。また、上記の電動ウォーターポンプの制御装置によれば、電動ウォーターポンプを必要以上に駆動させることがないので（即ち沸騰が生じていないような場合における電動ウォーターポンプの駆動を効果的に抑制することができるので）、電動ウォーターポンプによる無駄な電力消費を抑制することができる。

上記の電動ウォーターポンプの制御装置の一態様では、前記電動ウォーターポンプ駆動手段が前記電動ウォーターポンプを駆動させる前記所定時間は、前記冷却水が冷却水通路を一回りするのに要する時間に概ね相当する。これにより、電動ウォーターポンプによる無駄な電力消費を効果的に抑制することが可能となると共に、冷却系全てでの冷却水の温度に基づいて判定を行うことができ、冷却水が沸騰する可能性を適切に判定することが可能となる。

上記の電動ウォーターポンプの制御装置の他の一態様では、前記電動ウォーターポンプ停止手段によって前記電動ウォーターポンプが停止されている際に、前記冷却水の温度、前記電動ウォーターポンプの停止中の積算空気量、及び前記電動ウォーターポンプの停止時間の少なくとも一つ以上に基づいて、前記電動ウォーターポンプの停止させる制御を終了させるべきか否かの判定を行う停止制御終了判定手段を備える。これにより、内燃機関の暖機を適切に判断することができ、停止制御を適切なタイミングで終了させることが可能となる。

上記の電動ウォーターポンプの制御装置において好適には、前記停止制御終了判定手段は、前記電動ウォーターポンプの停止中の積算空気量、又は前記電動ウォーターポンプの停止時間に基づいて前記判定を行う場合、前記電動ウォーターポンプの停止開始時における前記冷却水の温度に応じた判定値を用いて、前記判定を行うことができる。

上記の電動ウォーターポンプの制御装置の他の一態様では、前記電動ウォーターポンプの停止時間が所定時間よりも長い場合に、前記電動ウォーターポンプを所定時間駆動させると共に、前記電動ウォーターポンプの駆動を行った際における前記冷却水の温度が所定温度以下である場合に、前記電動ウォーターポンプを停止させる制御を継続して実行する手段を備える。これにより、停止制御中に発生し得る冷却水の沸騰を適切に回避することができると共に、電動ウォーターポンプを必要以上に駆動させることがないので、電動ウォーターポンプによる無駄な電力消費を抑制することができる。

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。

［冷却系システムの構成］
図１は、本発明の実施形態に係る電動ウォーターポンプの制御装置が適用された冷却系システム１００の概略構成を示す図である。なお、図１においては、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。また、太線で表した実線は、冷却水が流れる通路（冷却水通路）を示している。

冷却系システム１００は、主に、エンジン（内燃機関）１と、ラジエータ３と、サーモスタット４と、電動ウォーターポンプ（以下、「電動Ｗ／Ｐ」と呼ぶ。）５と、水温センサ６と、冷却水通路７ａ、７ｂ、７ｃと、ＥＣＵ（Engine Control Unit）５０と、を備える。

本実施形態に係る冷却系システム１００は、主に、冷却水を用いてエンジン１の冷却を行うと共に、冷却水を用いてエンジン１などの暖機を行うためのシステムである。この場合、冷却水は、冷却水通路７ａ、７ｂ、７ｃを通過して循環する。なお、以下では、冷却水通路７ａ〜７ｃを区別しない場合には、単に「冷却水通路７」として用いるものとする。

エンジン１は、供給される燃料と空気との混合気を燃焼させることによって動力を発生する装置である。エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどによって構成される。エンジン１は、運転状態などに対応する信号Ｓ１をＥＣＵ５０に供給する。例えば、吸入空気量（図示しないエアフロメータによって検出される）などが、検出信号Ｓ１としてＥＣＵ５０に供給される。

冷却水通路７ａ上には、冷却水の温度（以下、「冷却水温度」とも呼ぶ。）を検出する水温センサ６が設けられている。水温センサ６は、例えばエンジン１のヘッド（不図示）の下流側の冷却水通路７ａ上に設けられる。水温センサ６は、検出した温度に対応する検出信号Ｓ６をＥＣＵ５０に供給する。

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、電動ファン（不図示）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、電動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７内で循環させる。具体的には、電動Ｗ／Ｐ５は、バッテリから電力が供給され、ＥＣＵ５０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、上記では冷却水を循環させるポンプとして電動Ｗ／Ｐ５を用いる例を示したが、この代わりに、エンジン１の運転とは無関係に停止が可能なウォーターポンプを用いても良い。例えば、エンジン１の回転がベルトを介して伝達されることによって駆動されると共に、クラッチによってエンジン１からの回転の伝達を切断可能なウォーターポンプを用いることができる。

サーモスタット４は、冷却水の温度に応じて開閉する弁によって構成される。基本的には、サーモスタット４は、冷却水の温度が高温となったときに開弁する。この場合、サーモスタット４を介して冷却水通路７ｂと冷却水通路７ｃとが接続され、冷却水はラジエータ３を通過することとなる。これにより、冷却水が冷却され、エンジン１のオーバーヒートが抑制される。これに対して、冷却水の温度が比較的低温である場合には、サーモスタット４は閉弁している。この場合には、冷却水はラジエータ３を通過しない。これにより、冷却水の温度低下が抑制されるため、エンジン１のオーバークールが抑制される。

ＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを備える。ＥＣＵ５０は、上記した各種センサから供給される出力などに基づいて、電動Ｗ／Ｐ５に対する制御を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、エンジン１の始動時に、エンジン本体やヘッドなどの暖機促進及び省電力のために、電動Ｗ／Ｐ５を停止させる制御（以下、単に「停止制御」と呼ぶ。）を行う。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、冷却水温度などに基づいて、電動Ｗ／Ｐ５の停止制御を開始させるべきか否かの判定（以下、単に「開始判定」と呼ぶ。）を行うと共に、停止制御を終了させるべきか否かの判定（以下、単に「終了判定」と呼ぶ。）を行う。以上のように、ＥＣＵ５０は、本発明における電動ウォーターポンプの制御装置に相当する。具体的には、ＥＣＵ５０は、電動ウォーターポンプ駆動手段、停止制御開始判定手段、及び電動ウォーターポンプ停止手段、並びに停止制御終了判定手段として動作する。

［電動Ｗ／Ｐの制御方法］
次に、上記したＥＣＵ５０が行う電動Ｗ／Ｐ５の制御方法について説明する。前述したように、ＥＣＵ５０は、エンジン１の始動時に、エンジン本体やヘッドなどの暖機を促進させるため及び省電力のために、冷却水の流通が停止されるように電動Ｗ／Ｐ５を停止させる制御（停止制御）を行う。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、このような停止制御の開始判定、及び終了判定を行う。更に、ＥＣＵ５０は、停止制御中にも所定の場合に冷却水温度を検出し、これに基づいて電動Ｗ／Ｐ５の制御を行う。以下で、停止制御の開始判定、停止制御の終了判定、及び停止制御中の冷却水温度検出について、具体的に説明する。

（停止制御の開始判定）
本実施形態では、ＥＣＵ５０は、停止制御の開始後における沸騰の発生を回避すべく、停止制御の開始判定を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、エンジン１の始動時に電動Ｗ／Ｐ５を所定時間駆動させ、この際に検出された冷却水温度に基づいて電動Ｗ／Ｐ５の停止制御を開始させるべきか否かの判定（開始判定）を行う。

上記のように停止制御の開始判定を行う理由は、以下の通りである。エンジン１の始動時においては、エンジン本体やヘッドなどの暖機促進や省電力のために、電動Ｗ／Ｐ５を停止させることが好ましいと言える。このように電動Ｗ／Ｐ５を停止した場合、エンジン１のヘッド等で冷却水の温度が部分的に高温となった際に発生し得る冷却水の沸騰が問題となる。ここで、水温センサ６が検出した冷却水温度に基づいて冷却水の沸騰を検知し、沸騰が検知された場合に、電動Ｗ／Ｐ５を駆動させることによって沸騰の回避を行うことが考えられる。しかしながら、電動Ｗ／Ｐ５が停止された状態（流量が概ね「０」の状態）で検出された冷却水温度（つまり、停止制御中に検出された冷却水温度）は、水温センサ６が設けられた箇所における冷却水温度を示しており、冷却系全てでの冷却水温度を表しているとは言えない。そのため、停止制御中に冷却水の温度が実際には部分的に高温となっていても、これを適切に検出することは困難となる。つまり、冷却水の沸騰を検知することは困難となる。

したがって、本実施形態では、ＥＣＵ５０は、停止制御の開始前において、冷却水が沸騰する可能性（冷却水が既に沸騰している可能性も含む）を判定することによって、電動Ｗ／Ｐ５の停止制御を開始させるべきか否かの判定（開始判定）を行う。この場合、沸騰の可能性がない場合には停止制御の開始を許可し、沸騰の可能性がある場合には停止制御の開始を許可しない。これにより、停止制御の開始後に発生し得る冷却水の沸騰を回避することが可能となる。

具体的には、ＥＣＵ５０は、エンジン１の始動時（停止制御前）に電動Ｗ／Ｐ５を所定時間駆動させ、この際に検出された冷却水温度に基づいて、電動Ｗ／Ｐ５の停止制御を開始させるべきか否かの判定（開始判定）を行う。詳しくは、冷却水が冷却水通路７を一回りするように電動Ｗ／Ｐ５を駆動させ、この際に検出された冷却水温度と所定温度とを比較することによって開始判定を行う。つまり、ＥＣＵ５０は、水温センサ６に対して冷却水通路７内の概ね全ての冷却水を供給することによって、冷却系全てでの冷却水温度を検出し、このような冷却水温度に基づいて、冷却水が沸騰する可能性（冷却水が既に沸騰している可能性も含む）を判定する。これにより、水温センサ６が設けられた箇所以外の水温が高い箇所を検知することができ、冷却水が沸騰する可能性を精度良く判定することが可能となる。また、このような判定のために、電動Ｗ／Ｐ５を必要以上に駆動させることがないので（即ち沸騰が生じていないような場合における電動Ｗ／Ｐ５の駆動を効果的に抑制することができるので）、電動Ｗ／Ｐ５による無駄な電力消費を抑制することができる。

より具体的には、ＥＣＵ５０は、検出された冷却水温度が所定温度以下である場合には、冷却水が沸騰する可能性はかなり低いので、停止制御の開始を許可する。一方、ＥＣＵ５０は、冷却水温度が所定温度よりも高い場合には、冷却水が沸騰する可能性（冷却水が既に沸騰している可能性もある）が高いので、停止制御の開始を許可しない。この場合には、電動Ｗ／Ｐ５を駆動させ続けることによって、冷却水の沸騰を回避する。

このように、本実施形態に係る開始判定を行うことによって、電動Ｗ／Ｐ５による無駄な電力消費を抑制しつつ、電動Ｗ／Ｐ５の停止制御の開始後に発生し得る冷却水の沸騰を適切に回避することが可能となる。

（停止制御の終了判定）
次に、本実施形態に係る停止制御の終了判定について具体的に説明する。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、エンジン１などが暖機された際に停止制御が終了されるように、冷却水温度などに基づいて、停止制御を終了させるべきか否かの判定（終了判定）を行う。

具体的には、ＥＣＵ５０は、停止制御中に検出された冷却水温度、電動Ｗ／Ｐ５の停止中の積算空気量（吸入空気量の積算値）、及び電動Ｗ／Ｐ５の停止中の積算時間（以下、「積算停止時間」とも呼ぶ。）の少なくとも一つ以上に基づいて、停止制御の終了判定を行う。この場合、冷却水温度により、水温センサ６が設けられた箇所の水温暖機を判断することができる。また、停止中の積算空気量により、エンジン本体やヘッド内の冷却水への放熱量を推測することができ、暖機を判断することができる。更に、積算停止時間によって終了判定を行うことにより、水温センサ６やエアフロメータ（吸入空気量を検出するセンサ）などがフェールした場合にも、停止制御を適切に終了させることが可能となる。

以上の終了判定を行うことにより、暖機を適切に判断することができ、停止制御を適切なタイミングで終了させることが可能となる。

（停止制御中の冷却水温度検出）
次に、停止制御中に行われる冷却水温度の検出について説明する。本実施形態では、電動Ｗ／Ｐ５の停止中の積算時間（積算停止時間）が所定時間よりも長い場合に、電動Ｗ／Ｐ５を所定時間駆動させる。そして、このような駆動を行った際に検出された冷却水温度に基づいて、停止制御を継続させるか或いは停止制御を終了させるかを判定する。

上記した制御を行う理由は、以下の通りである。積算停止時間が長い場合（例えば、停止制御の開始が極低温の場合に積算停止時間が長くなる傾向にある）、停止制御中に冷却水の沸騰が生じる可能性がある。つまり、停止制御の開始時において冷却水が沸騰する可能性が低いと判定されても、積算停止時間が長い場合には、停止制御中に冷却水の温度が部分的に高温となり、冷却水が沸騰し得る。例えば、水温センサ６が設けられた箇所以外に冷却水が受熱する箇所がある場合に、冷却水の沸騰が発生し得る。ここで、前述したように、電動Ｗ／Ｐ５が停止された状態で検出された冷却水温度は冷却系全てでの冷却水温度を表しているわけではないので、この冷却水温度によって冷却水の沸騰を検知することは困難であると言える。

したがって、本実施形態では、停止制御中に発生し得る沸騰を回避するために、上記した停止制御の開始判定で行う制御と同様の制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ５０は、積算停止時間が所定時間よりも長い場合には、電動Ｗ／Ｐ５を所定時間駆動させる。そして、この際に検出された冷却水温度に基づいて、停止制御を継続させるか（電動Ｗ／Ｐ５の停止を継続させるか）、或いは停止制御を終了させるか（電動Ｗ／Ｐ５を駆動させるか）を判定する。具体的には、ＥＣＵ５０は、冷却水が冷却水通路７を一回りするように電動Ｗ／Ｐ５を駆動させ、この際に検出された冷却水温度と所定温度とを比較することによって判定を行う。検出された冷却水温度が所定温度以下である場合には、冷却水が沸騰する可能性はかなり低いので、停止制御を継続する。一方、冷却水温度が所定温度よりも高い場合には、冷却水が沸騰する可能性（冷却水が既に沸騰している可能性もある）が高いので、停止制御を終了して、電動Ｗ／Ｐ５を駆動させることによって沸騰を回避する。なお、この場合には、エンジン１などが暖機しているものと考えられる。よって、停止制御を終了すべき状況にあると言える。

以上の制御を行うことにより、停止制御中に発生し得る冷却水の沸騰を適切に回避することができる。また、上記した制御では、電動Ｗ／Ｐ５を必要以上に駆動させることがないので、電動Ｗ／Ｐ５による無駄な電力消費を抑制することができる。

［電動Ｗ／Ｐの制御処理］
次に、本実施形態に係る電動Ｗ／Ｐ５の制御処理について、図２乃至図４を参照して説明する。

図２は、電動Ｗ／Ｐ５の制御処理を示すフローチャートである。この処理は、エンジン１の始動時に実行されると共に、前述した停止制御の開始判定、停止制御の終了判定、及び停止制御中の冷却水温度検出が実行される。なお、電動Ｗ／Ｐ５の制御処理は、ＥＣＵ５０によって実行される。

まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ５０は、電動Ｗ／Ｐ５の停止制御のオン／オフを示すフラグ（以下、「電動Ｗ/Ｐ停止フラグ」と呼ぶ。）をオフに設定する。こうするのは、以下のステップＳ１０２の処理で、電動Ｗ／Ｐ５を駆動させるためである。そして、処理はステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２では、ＥＣＵ５０は、電動Ｗ／Ｐ５を所定時間駆動させ、この際に検出された冷却水温度の最大値（以下、「ｔｈｗ最大値」と呼ぶ。）を記憶する。具体的には、ＥＣＵ５０は、冷却水が冷却水通路７を一回りするのに要する時間だけ、電動Ｗ／Ｐ５を駆動する。そして、ＥＣＵ５０は、このような駆動を行った際に水温センサ６から取得された冷却水温度からｔｈｗ最大値を求め、ｔｈｗ最大値を記憶する。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０２で得られたｔｈｗ最大値が所定温度ＴＨＷ１以下であるか否かを判定する。ここでは、冷却水の沸騰が生じる可能性があるか否かの判定を行う。つまり、電動Ｗ／Ｐ５の停止制御を開始させるべきか否かの判定（開始判定）を行う。なお、所定温度ＴＨＷ１は、例えば「６０℃」に設定される。

ｔｈｗ最大値が所定温度ＴＨＷ１以下である場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０３に進む。この場合には、冷却水が沸騰する可能性はかなり低いと言える。したがって、ステップＳ１０４では、ＥＣＵ５０は、電動Ｗ/Ｐ停止フラグをオフからオンに切り替えることによって、停止制御を開始する。そして、処理はステップＳ１０５に進む。一方、ｔｈｗ最大値が所定温度ＴＨＷ１より高い場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。この場合には、冷却水の沸騰が生じる可能性が高い（冷却水が既に沸騰している可能性もある）と言える。したがって、ＥＣＵ５０は、電動Ｗ/Ｐ停止フラグをオフに維持して、停止制御の開始を許可しない。この場合には、電動Ｗ／Ｐ５を駆動させ続けることによって、冷却水の沸騰を回避する。

ステップＳ１０５では、ＥＣＵ５０は、停止制御中の冷却水温度ｔｈｗが所定温度ＴＨＷ２よりも高いか否かを判定する。ここでは、エンジン１などが暖機されたか否かの判定を行う。つまり、停止制御を終了させるべきか否かの判定（終了判定）を行う。なお、冷却水温度ｔｈｗは、停止制御中に検出された冷却水温度の平均値や最大値を用いることができる。また、所定温度ＴＨＷ２は、例えば「７０℃」に設定される。このように冷却水温度ｔｈｗに基づいて判定を行うことにより、水温センサ６が設けられた箇所の水温暖機を判断することができる。

冷却水温度ｔｈｗが所定温度ＴＨＷ２よりも高い場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０９に進む。この場合には、エンジン１などが暖機しており、停止制御を終了させるべき状況にあると言える。したがって、ステップＳ１０９では、ＥＣＵ５０は、電動Ｗ/Ｐ停止フラグをオンからオフに切り替えることによって、停止制御を終了する。そして、処理は当該フローを抜ける。

一方、冷却水温度ｔｈｗが所定温度ＴＨＷ２以下である場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０６に進む。この場合、冷却水温度からはエンジン１などが暖機していると判定することができなかったため、以降の処理では、他のパラメータ（積算空気量、積算停止時間）に基づいて、エンジン１などが暖機しているか否かの判定を行う。

ステップＳ１０６では、ＥＣＵ５０は、電動Ｗ／Ｐ５の停止中の積算空気量（以下、「積算Ｇａ」と表記する。）が所定値（以下、「終了判定用演算ＧＡ１」と呼ぶ。）よりも大きいか否かを判定する。ここでも、エンジン１などが暖機されたか否かの判定を行う。つまり、停止制御を終了させるべきか否かの判定（終了判定）を行う。なお、積算Ｇａは、エアフロメータが検出した吸入空気量に基づいて求めることができる。また、終了判定用演算ＧＡ１は、電動Ｗ／Ｐ５の停止制御の開始時における冷却水温度（以下、「停止開始時ｔｈｗ」と呼ぶ。）によって規定されたマップから得ることができる。

図３に、停止開始時ｔｈｗと終了判定用演算ＧＡ１との関係を表したマップの一例を示す。図示のように、停止開始時ｔｈｗが高くなるほど、終了判定用演算ＧＡ１が小さくなることがわかる。こうしているのは、停止開始時ｔｈｗが高くなるほど、エンジン１などが早期に暖機する傾向にあるからである。

図２に戻って、ステップＳ１０６の処理について説明する。上記のように、停止制御中の積算Ｇａに基づいて判定を行うことにより、エンジン本体やヘッド内の冷却水への放熱量を推測することができ、暖機を適切に判断することができる。

積算Ｇａが終了判定用演算ＧＡ１よりも大きい場合（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０９に進む。この場合には、エンジン１などが暖機しており、停止制御を終了させるべき状況にあると言える。したがって、ステップＳ１０９では、ＥＣＵ５０は、電動Ｗ/Ｐ停止フラグをオンからオフに切り替えることによって、停止制御を終了する。そして、処理は当該フローを抜ける。

一方、積算Ｇａが終了判定用演算ＧＡ１以下である場合（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０７に進む。この場合、積算Ｇａからはエンジン１などが暖機していると判定することができなかったため、以降の処理では、他のパラメータ（積算停止時間）に基づいて、エンジン１などが暖機しているか否かの判定を行う。

ステップＳ１０７では、ＥＣＵ５０は、電動Ｗ／Ｐ５の停止中の積算時間（積算停止時間）が所定時間（以下、「終了判定用積算時間ＴＩＭＥ１」と呼ぶ。）よりも長いか否かを判定する。ここでも、エンジン１などが暖機されたか否かの判定を行う。つまり、停止制御を終了させるべきか否かの判定（終了判定）を行う。なお、終了判定用積算時間ＴＩＭＥ１は、電動Ｗ／Ｐ５の停止制御の開始時における冷却水温度（停止開始時ｔｈｗ）によって規定されたマップから得ることができる。

図４に、停止開始時ｔｈｗと終了判定用積算時間ＴＩＭＥ１との関係を表したマップの一例を示す。図示のように、停止開始時ｔｈｗが高くなるほど、終了判定用積算時間ＴＩＭＥ１が小さくなることがわかる。こうしているのは、停止開始時ｔｈｗが高くなるほど、エンジン１などが早期に暖機する傾向にあるからである。

図２に戻って、ステップＳ１０７の処理について説明する。上記のように積算停止時間によって終了判定を行うことにより、水温センサ６やエアフロメータなどがフェールした場合にも、停止制御を適切に終了させることが可能となる。

積算停止時間が終了判定用積算時間ＴＩＭＥ１よりも長い場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０９に進む。この場合には、エンジン１などが暖機しており、停止制御を終了させるべき状況にあると言える。したがって、ステップＳ１０９では、ＥＣＵ５０は、電動Ｗ/Ｐ停止フラグをオンからオフに切り替えることによって、停止制御を終了する。そして、処理は当該フローを抜ける。

一方、積算停止時間が終了判定用積算時間ＴＩＭＥ１以下である場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０８に進む。この場合には、エンジン１などが暖機している可能性は低いと考えられる。

ステップＳ１０８では、ＥＣＵ５０は、積算停止時間が所定時間ＴＩＭＥ２よりも長いか否かを判定する。ステップＳ１０８の判定は、冷却水が沸騰する可能性があるか否かの判定を行うべき状況であるかを判別するために行う。つまり、前述したような、電動Ｗ/Ｐ５を所定時間駆動させた際の冷却水温度に基づいて冷却水が沸騰する可能性があるか否かの判定を行うべきかどうかを判別する。なお、所定時間ＴＩＭＥ２は、例えば「２００ｓｅｃ」に設定される。

積算停止時間が所定時間ＴＩＭＥ２以下である場合（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ）、処理は当該フローを抜ける。この場合には、積算停止時間が比較的短いため、冷却水が沸騰する可能性はかなり低いものと考えられ、冷却水が沸騰する可能性があるか否かの判定を行う必要はないと言える。また、この場合には、エンジン１などは暖機していない。したがって、ＥＣＵ５０は、電動Ｗ/Ｐ停止フラグをオフに維持して、停止制御を継続する。

一方、積算停止時間が所定時間ＴＩＭＥ２よりも長い場合（ステップＳ１０８；Ｎｏ）、処理はステップＳ１１０に進む。この場合には、積算停止時間が比較的長いため、冷却水が沸騰する可能性があるか否かの判定を行うべき状況にあると言える。したがって、ステップＳ１１０では、ＥＣＵ５０は、電動Ｗ／Ｐ５を所定時間駆動させる。具体的には、ＥＣＵ５０は、冷却水が冷却水通路７を一回りするのに要する時間だけ、電動Ｗ／Ｐ５を駆動する。こうするのは、冷却水が沸騰する可能性を適切に判定するために、冷却系全てでの冷却水温度を取得するためである。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０５に戻る。

ステップＳ１０５では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１１０における制御中に取得された冷却水温度ｔｈｗが所定温度ＴＨＷ２よりも高いか否かを判定する。ここでは、冷却水が沸騰する可能性があるか否かを判定する。冷却水温度ｔｈｗが所定温度ＴＨＷ２よりも高い場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、冷却水が沸騰している可能性がある（冷却水が既に沸騰している可能性もある）ため、ステップＳ１０９において、ＥＣＵ５０は、電動Ｗ/Ｐ停止フラグをオンからオフに切り替える。つまり、停止制御を終了して、電動Ｗ/Ｐ５を駆動させる。これにより、冷却水の沸騰を回避することができる。なお、この場合には、エンジン１などは暖機していると考えられる。一方、冷却水温度ｔｈｗが所定温度ＴＨＷ２以下である場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、冷却水が沸騰している可能性はかなり低いため、ステップＳ１０６以降の処理を再度行う。つまり、エンジン１などが暖機されたか否かの判定（停止制御を終了させるべきか否かの終了判定）を再度行う。

以上説明した処理によれば、電動Ｗ／Ｐ５の停止制御の開始後に発生し得る冷却水の沸騰、及び電動Ｗ／Ｐ５の停止制御中に発生し得る冷却水の沸騰を適切に回避することができる。また、上記した処理では、電動Ｗ／Ｐ５を必要以上に駆動させることがないので（即ち沸騰が生じていないような場合における電動Ｗ／Ｐ５の駆動を効果的に抑制することができるので）、電動Ｗ／Ｐ５による無駄な電力消費を抑制することができる。更に、エンジン１などの暖機を適切に判断して、電動Ｗ／Ｐ５の停止制御を適切なタイミングで終了させることができる。

なお、上記では、冷却水温度ｔｈｗが所定温度ＴＨＷ２よりも高い場合、又は積算Ｇａが終了判定用演算ＧＡ１よりも大きい場合、若しくは積算停止時間が終了判定用積算時間ＴＩＭＥ１よりも長い場合に、停止制御を終了する例を示したが、これに限定はされない。他の例では、冷却水温度ｔｈｗが所定温度ＴＨＷ２よりも高い場合、及び／又は積算Ｇａが終了判定用演算ＧＡ１よりも大きい場合、及び／又は積算停止時間が終了判定用積算時間ＴＩＭＥ１よりも長い場合に、停止制御を終了することができる。

［変形例］
ここで、変形例に係る冷却系システムについて、図５を参照して説明する。図５は、変形例に係る冷却系システム１０１の概略構成を示す図である。なお、前述した冷却系システム１００（図１参照）と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

冷却系システム１０１は、冷却水通路７ａ上に排気熱回収器２０が設けられている点で、冷却系システム１００と構成が異なる。排気熱回収器２０は、エンジン１からの排気ガスが流通する排気通路（不図示）上などに設けられ、内部に冷却水が流通する。この場合、排気熱回収器２０は、冷却水と排気ガスとの間で熱交換を行う。

上記のような冷却系システム１０１においても、ＥＣＵ５０は、前述した電動Ｗ／Ｐ５に対する制御と同様の制御を実行することができる。この場合、排気熱回収器２０が設けられた箇所において冷却水温度が部分的に高温となりやすいが（即ち、排気熱回収器２０に起因して冷却水の沸騰が発生する可能性がある）、上記した停止制御の開始判定などを実行することにより、電動Ｗ／Ｐ５による無駄な電力の消費を抑制しつつ、冷却水の沸騰を適切に回避して、電動Ｗ／Ｐ５の停止制御を実行することが可能となる。

本実施形態に係る冷却系システムの概略構成を示す図である。 電動Ｗ／Ｐの制御処理を示すフローチャートである。 停止開始時ｔｈｗと終了判定用演算ＧＡ１との関係を表したマップの一例を示す。 停止開始時ｔｈｗと終了判定用積算時間ＴＩＭＥ１との関係を表したマップの一例を示す。 変形例に係る冷却系システムの概略構成を示す図である。

符号の説明

１ エンジン（内燃機関）
３ ラジエータ
４ サーモスタット
５ 電動ウォーターポンプ（電動Ｗ／Ｐ）
６ 水温センサ
７ 冷却水通路
２０ 排気熱回収器
５０ ＥＣＵ
１００、１０１ 冷却系システム

Claims (5)

1. 内燃機関における冷却水を循環させる電動ウォーターポンプに対して制御を行う電動ウォーターポンプの制御装置において、
   前記内燃機関の始動時に、前記電動ウォーターポンプを所定時間駆動させる電動ウォーターポンプ駆動手段と、
   前記電動ウォーターポンプ駆動手段によって前記電動ウォーターポンプが駆動されている際の前記冷却水の温度が所定温度以下である場合に、前記電動ウォーターポンプを停止させる制御を開始すべきであると判定する停止制御開始判定手段と、
   前記停止制御開始判定手段が前記電動ウォーターポンプを停止させる制御を開始すべきであると判定した際に、前記電動ウォーターポンプを停止させる制御を実行する電動ウォーターポンプ停止手段と、を備えることを特徴とする電動ウォーターポンプの制御装置。
2. 前記電動ウォーターポンプ駆動手段が前記電動ウォーターポンプを駆動させる前記所定時間は、前記冷却水が冷却水通路を一回りするのに要する時間に概ね相当することを特徴とする請求項１に記載の電動ウォーターポンプの制御装置。
3. 前記電動ウォーターポンプ停止手段によって前記電動ウォーターポンプが停止されている際に、前記冷却水の温度、前記電動ウォーターポンプの停止中の積算空気量、及び前記電動ウォーターポンプの停止時間の少なくとも一つ以上に基づいて、前記電動ウォーターポンプを停止させる制御を終了させるべきか否かの判定を行う停止制御終了判定手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動ウォーターポンプの制御装置。
4. 前記停止制御終了判定手段は、前記電動ウォーターポンプの停止中の積算空気量、又は前記電動ウォーターポンプの停止時間に基づいて前記判定を行う場合、前記電動ウォーターポンプの停止開始時における前記冷却水の温度に応じた判定値を用いて、前記判定を行うことを特徴とする請求項３に記載の電動ウォーターポンプの制御装置。
5. 前記電動ウォーターポンプの停止時間が所定時間よりも長い場合に、前記電動ウォーターポンプを前記所定時間駆動させると共に、前記電動ウォーターポンプの駆動を行った際における前記冷却水の温度が所定温度以下である場合に、前記電動ウォーターポンプを停止させる制御を継続して実行する手段を備え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電動ウォーターポンプの制御装置。

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