JP6384135B2

JP6384135B2 - 冷却システム

Info

Publication number: JP6384135B2
Application number: JP2014121560A
Authority: JP
Inventors: 禎斉徳永; 出合　淳志; 淳志出合
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2014-06-12
Filing date: 2014-06-12
Publication date: 2018-09-05
Anticipated expiration: 2034-06-12
Also published as: JP2016000986A

Description

本発明は、冷却システムに関し、詳しくは、熱源と放熱器との間の冷媒流路の冷媒に含まれる空気を排出する技術に関する。

上記のように構成された冷却システムとして特許文献１には、自動車に搭載されるラジエータに対して循環流路により接続され、気液分離機能を高めたリザーバタンクが記載されている。

この特許文献１では、上部位置に流入口を有し、下部位置に排出口を有するタンク本体の内部に対して、流入口に接続する構造の内挿流路を備えており、この内挿流路に開口部を形成することにより、冷却水が内挿流路に流れる際に空気を開口部からタンク本体の内部に排出することを可能にしている。

特許文献２では、エンジンの冷却水に混入した空気を排出する場合には、エンジンの間歇運転を禁止してエンジンの運転を継続し、電動ウォータポンプの駆動と停止とを繰り返して行う制御形態が記載されている。

特開２００５‐１４４４３７号公報特開２０１０‐１８２６号公報

自動車のようにエンジンとラジエータとの間の流路を循環する冷却水に空気が含まれる場合には冷却効率を低下させるものである。特に、冷却水を交換した直後には冷却水に空気が含まれることも多く、冷却水から空気を排出する作業も必要となる。

このような課題に対して、特許文献２では、電動ポンプを間歇的に駆動することにより流路を循環する冷却水の水量を繰り返して増減させ、冷却水に含まれる空気のラジエータキャップへの移動を促進している。

しかしながら、例えば、インペラを駆動回転させる電動ポンプでは、インペラの部位の冷却水に空気が存在する場合には、インペラと冷却水との接触を空気が妨げるため、電動ポンプを駆動してもインペラの回転力を冷却水に作用させることができず、冷却水の循環効率を低下させるものであった。

このような理由から、ポンプ内に空気が存在する状況では、特許文献２に示されるように冷却水の循環量を増減させる制御を実行しても電動ポンプの駆動時には冷却水の循環を効率的に行えず空気の排出を行い難いものであった。

本発明の目的は、ポンプ内の冷媒に空気が混入する場合でも、混入した空気の排出を良好に行える冷却システムを構成する点にある。

本発明の特徴は、熱源と放熱器との間に冷媒を循環させる冷媒流路に対して直列に配置される複数の電動ポンプと、複数の前記電動ポンプを個別に制御するポンプ制御装置とを備え、前記ポンプ制御装置が、前記電動ポンプ内の冷媒に空気が混入しない正常状態と、前記電動ポンプ内の冷媒に空気が混入した混入状態と、において設定電力が供給された場合の前記電動ポンプの回転数の差から空気の混入の有無を複数の前記電動ポンプの各々に対して判定する混入判定処理部を備えると共に、複数の前記電動ポンプのうち前記混入判定処理部で混入状態と判定された電動ポンプを、複数の前記電動ポンプのうち前記混入判定処理部で正常状態と判定された電動ポンプの回転数より低回転で駆動する又は停止する又は逆転駆動する空気排出処理部を備えている点にある。

例えば、インペラを有する電動ポンプの内部の冷媒に空気が混入する状況で、この電動ポンプを駆動した場合には、空気がインペラと冷媒との直接的な接触を妨げ、冷媒の排出機能が低下すると同時にインペラに作用する負荷が低下するため電動ポンプの回転数は上昇する。この現象を利用することにより混入判定処理部では、ポンプ内に空気が混入する電動ポンプと、空気が混入しない電動ポンプとの判定が可能となる。また、混入判定処理部での判定により、複数の電動ポンプのうちポンプ内に空気が混入する混入状態にある電動ポンプが特定された場合には、空気排出処理部により、ポンプ内に空気が混入しない正常状態の電動ポンプが所定の回転数で駆動され、ポンプ内に空気が混入する混入状態の電動ポンプが正常状態の電動ポンプの回転数より低回転で駆動する又は停止する又は逆転駆動する。

この空気排出処理部は、正常状態の電動ポンプを所定回転数で駆動することにより、冷媒流路に対して冷媒を所定の流速で流す。また、混入状態の電動ポンプを正常状態の電動ポンプの回転数より低回転で駆動する又は停止する又は逆転駆動することにより、混入状態の電動ポンプのインペラの回転数と、冷媒の流速との相対速度を大きくすることになり、その結果、インペラ等に付着する状態で空気が存在していても、その空気をインペラ等から剥がし取るように分離して冷媒流路に送ることが可能となる。
従って、電動ポンプの回転数からポンプ内への空気の混入を判定した場合には、複数の電動ポンプの制御により空気の排出を良好に行える冷却システムが構成された。特に、電動ポンプにセンサレスブラシレス直流モータを用いた場合には、センサレスのため低回転に限界があり、冷媒に混入した空気が排出し難い不都合を招くものであったが、複数の電動ポンプを用いることにより低速回転を行わすとも良好に空気を排出できる。

本発明は、前記ポンプ制御装置が、設定された目標循環量に基づいて複数の前記電動ポンプの少なくとも１つを制御する通常駆動モードと、前記混入判定処理部での混入判定処理及び前記空気排出処理部での空気排出処理を制御する空気排出モードとを実行可能に構成されても良い。

これによると、例えば、メンテナンスで冷媒流路の冷媒を交換した直後のように、冷媒に空気が含まれる可能性が高い場合には、ポンプ処理装置において空気排出モードを実行する。これにより、混入判定処理部での混入判定処理によりポンプ内に空気が含まれる電動ポンプが特定される。この後に空気排出処理部での空気排出処理によりポンプ内の空気が排出される。

本発明は、前記ポンプ制御装置が、設定された目標循環量に基づいて複数の前記電動ポンプの少なくとも１つを制御しつつ前記混入判定処理部での混入判定処理を制御する通常駆動モードと、前記空気排出処理部での空気排出処理を制御する空気排出モードとを実行可能に構成されても良い。

これによると、通常駆動モードを実行することにより、混入判定処理部での混入判定処理により冷媒を循環させる過程で複数の電動ポンプのうちポンプ内に空気が混入する混入状態にあるものの特定が可能となる。また、この混入判定処理によって混入状態にある電動ポンプの存在が判定された場合には、空気排出モードを実行することにより空気排出処理部での空気排出処理により空気の排出が可能となる。

本発明は、前記ポンプ制御装置が、前記正常状態で前記設定電力が供給された際における複数の前記電動ポンプの回転数を基準回転数として記憶しており、
前記混入判定処理部が、前記設定電力が複数の前記電動ポンプに供給された際の回転数を計測回転数として取得し、複数の前記電動ポンプのうち、取得した前記計測回転数が前記基準回転数より大きいものを前記混入状態として判定しても良い。

これによると、電動ポンプに対して設定電力を供給した状況において電動ポンプの回転数を計測回転数として取得し、この計測回転数と基準回転数とを比較する簡単な演算によりポンプ内に対する空気の混入の有無の判定を行える。

本発明は、前記電動ポンプがブラシレス直流モータを備えて構成され、前記ポンプ制御装置がデューティ比の設定により前記ブラシレス直流モータの回転数を調節する電力供給部を備えて構成され、
前記空気排出処理部は、前記混入判定処理部で混入状態と判定された前記電動ポンプのデューティ比を、前記混入判定処理部による処理により正常状態と判定された前記電動ポンプのデューティ比より低く設定しても良い。

これによると、電動ポンプがブラシレス直流モータを用いて構成されるものでも、電動ポンプのデューティ比の設定により、複数の電動ポンプの回転数を調節してポンプ内に混入した空気の排出が可能となる。

エンジン冷却システムを示す図である。第１の制御形態の通常駆動モードのフローチャートである。第１の制御形態の空気排出モードのフローチャートである。第２の制御形態の通常駆動モードのフローチャートである。第２の制御形態の空気排出モードのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔冷却システムの構成〕
図１に示すように、乗用車等の車両に備えられるエンジンＥのウォータジャケット１（熱源の一例）の冷却水（冷媒の一例）をラジエータ２（放熱器の一例）に送り、放熱の後にウォータジャケット１に戻す循環型の冷媒流路Ｒが構成されている。この冷媒流路Ｒに冷却水を循環させる２つの電動ポンプＰを備え、これらを個別に制御するポンプ制御装置１０を備えてエンジン冷却システムが構成されている。

エンジンＥは４サイクル型等の一般的な内燃機関であり、冷媒流路Ｒは、ウォータジャケット１から冷却水を送り出す供給管３と、ラジエータ２で放熱した冷却水をエンジンＥのウォータジャケット１に戻す還元管４とを備えている。供給管３には冷却水の温度を計測する温度センサＴＳを備えている。

ラジエータ２の上部にはラジエータキャップ２Ａが備えられ、この近傍にリザーバタンク５が備えられ、ラジエータキャップ２Ａと一体形成されたプレッシャーバルブを介してリザーバタンク５との間で冷却水を給排する給排管６が備えられている。

２つの電動ポンプＰは還元管４において冷媒流路Ｒの冷却水の循環方向（図１に矢印で示す方向）に沿って直列に配置されている。各々の電動ポンプＰは、ブラシレス直流モータで成るモータＭと、インペラＷとを有する遠心ポンプ型に構成されている。

モータＭは、永久磁石で構成されるロータと、これを取り囲む位置に配置される界磁コイルとを有し、ロータの回転位相を検知する複数のホール素子の検知に基づいて界磁コイルに供給する電力を切り換える制御回路を内蔵している。

このモータＭでは、ホール素子の検知信号を出力できるように構成され、ポンプ制御装置１０は、２つのモータＭの検知信号からモータＭの回転数（電動ポンプＰの単位時間あたりの回転数）を計測できるように構成されている。尚、このエンジン冷却システムでは、ロータの回転数を検知するために専用のセンサを備えても良く、モータＭが三相モータとして構成されるものでは、ポンプ制御装置１０において各相の電圧を取得し、ゼロクロスのタイミングからロータの回転数を検知するように構成しても良い。

電動ポンプＰは、インペラＷと、これらを収容するハウジングとの内部に間隙が形成され、２つの電動ポンプＰの一方が停止する状況においても他方を駆動することにより、還元管４での冷却水の循環が可能となる。また、２つの電動ポンプＰが同時に駆動された場合には供給管３の圧力上昇に伴い流量が増大する。

〔制御構成〕
このエンジン冷却システムでは、２つの電動ポンプＰが等しい性能のものが使用されている。具体的には、２つの電動ポンプＰの各々が、最高効率で駆動した際の消費電力と、効率循環量とが等しい性能のものが使用されている。また、電源１１から電源ライン１２を介して供給される電力を、各々の電動ポンプＰのモータＭに対し電力供給ライン１３を介して個別に供給する電力供給部１４を備えている。これらの電力供給部１４は、ＰＷＭ信号のデューティ比の設定により電圧を変更してモータＭの回転数を調節するように機能する。

ポンプ制御装置１０は、温度センサＴＳの計測信号が入力すると共に、２つのモータＭのホール素子の検知信号が入力する。更に、ポンプ制御装置１０は、各々の電力供給部１４に対して目標電力信号を出力するように構成されている。

ポンプ制御装置１０は、マイクロプロセッサやＤＳＰ（digital signal pocessor ）を用いることによりＥＣＵとして構成されるものであり、循環量設定部１０Ａと、駆動モード設定部１０Ｂと、混入判定処理部１０Ｃと、空気排出処理部１０Ｄと、記憶部１０Ｅとを備えている。

循環量設定部１０Ａは、温度センサＴＳの計測信号に基づいて冷媒流路Ｒでの冷却水の目標循環量（単位時間あたりの水量）を設定する。駆動モード設定部１０Ｂは、設定された目標循環量に基づいて電動ポンプＰを制御する通常駆動モードと、冷却水に混入する空気を排出する空気排出モードとを実行可能に構成されている。

混入判定処理部１０Ｃは、電動ポンプＰのポンプ内への空気の混入（厳密にはポンプ内の冷却水に対する空気の混入）を判定する処理を行う。空気排出処理部１０Ｄは、２つの電動ポンプＰを駆動することによりポンプ内の空気を排出する処理を行う。

記憶部１０Ｅは、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリで構成され、温度センサＴＳで計測される冷却水温に対応して目標循環量を設定するテーブル、あるいは、演算により目標循環量を設定する関数や係数等の情報を記憶している。このテーブルあるいは情報は、電力供給部１４に出力される目標電力信号としたものであり、例えば、テーブルから読み出した目標電力信号を電力供給部１４に出力することにより、電動ポンプＰに電力を供給し、目標循環量の循環を得るようにデータ構造が設定されている。

更に、記憶部１０Ｅは、ポンプ内に空気が混入しない正常状態の電動ポンプＰに設定電力が供給された際における複数の電動ポンプＰの単位時間における回転数を基準回転数Ｒｂとして記憶している。

循環量設定部１０Ａと、駆動モード設定部１０Ｂと、混入判定処理部１０Ｃと、空気排出処理部１０Ｄとはソフトウエアで構成されるものであるが、これらをロジック等のハードウエアで構成しても良い。

自動車のエンジン冷却システムでは、冷却水を交換した場合には冷却水に空気が混入することがあり、空気が混入した場合には冷却水の循環を妨げ、冷却性能を低下させることになる。特に、電動ポンプＰのポンプ内の冷却水に空気が混入した場合には電動ポンプＰの駆動による冷却水の循環性能が低下する。このため、本発明のエンジン冷却システムでは、ポンプ制御装置１０の混入判定処理部１０Ｃが、冷却水に対する空気の混入の有無を判定し、空気の混入が判定された場合に、空気の排出を促進する制御を行えるように構成されている。

〔第１の制御形態〕
ポンプ制御装置１０の第１の制御形態の通常駆動モードの概要を図２のフローチャートに示し、空気排出モードの概要を図３のフローチャートに示している。図２に示す通常駆動モードでは、循環量設定部１０Ａが温度センサＴＳで計測される冷却水の水温に基づいて冷媒流路Ｒに循環させる目標循環量を設定し、目標循環量と効率循環量とが比較され、この比較結果に基づいて電動ポンプＰが制御される（＃１０１〜＃１０３ステップ）。

この制御では、目標循環量が「０」である場合には、駆動モード設定部１０Ｂが双方の電動ポンプＰを停止状態に維持する。また、目標循環量が１つの電動ポンプＰの効率的な駆動による効率循環量未満である場合には、１つの電動ポンプＰを駆動する。目標循環量が１つの電動ポンプＰの効率循環量を超える場合には一方の電動ポンプＰを最良の効率が得られる状態で駆動すると共に、余剰分の循環量を供給するように他方の電動ポンプＰを駆動する等の制御形態での制御が実行される。更に、目標循環量が２つの電動ポンプＰの効率循環量を超える場合には目標循環量を２等分し、この２等分された循環量を供給するように２つの電動ポンプＰを等しく駆動する。

この制御によりウォータジャケット１とラジエータ２との間に冷却水を循環させエンジンＥを適正な温度に維持する。

また、図３に示す空気排出モードでは、混入判定処理部１０Ｃが、２つの電動ポンプＰに対して設定電力を供給するとともに、各々の電動ポンプＰの単位時間あたりの回転数を計測回転数Ｒｍとして取得する（＃２０１、＃２０２ステップ）。

次に、記憶部１０Ｅに記憶されている計測回転数Ｒｍと、基準回転数Ｒｂとの回転数差Ｒｄを演算し、各々の電動ポンプＰの回転数差Ｒｄと設定値Ｃとを比較する（＃２０３、＃２０４ステップ）。

つまり、インペラＷを有する電動ポンプＰの内部の冷却水に空気が混入する状況で、この電動ポンプＰを駆動した場合には、空気がインペラと冷却水との直接的な接触を妨げ、冷却水の排出機能が低下すると同時に、インペラＷに作用する負荷が低下するため電動ポンプＰの回転数は増大する。このような現象を利用することにより混入判定処理部１０Ｃでは、ポンプ内に空気が混入しない正常状態の電動ポンプＰと、ポンプ内に空気が混入する混入状態の電動ポンプＰとを判定する。

この混入判定処理部１０Ｃでは、ポンプ内への空気の混入量が多いほど回転数差Ｒｄが大きくなり、この回転数差Ｒｄから空気の混入の程度を把握することも可能である。

この比較により、少なくとも何れか一方の電動ポンプＰの回転数差Ｒｄが設定値Ｃを超えて大きい場合には、その電動ポンプＰが混入状態にあると判定する（＃２０５ステップ）。

この＃２０１〜＃２０５までの処理が本発明の混入判定処理の具体例である。これにより一方の電動ポンプＰが混入状態にあることを判定した場合には、正常状態の電動ポンプＰを第１規定回転数で駆動し、混入状態の電動ポンプＰを、第１規定回転数より低回転（逆転や停止も含む）で駆動する。この判定により双方の電動ポンプＰが混入状態にあることを判定した場合には、空気の混入が少ない側の電動ポンプＰを第２規定回転数で駆動し、空気の混入が多い側の電動ポンプＰを第２規定回転数より低回転（逆転や停止も含む）で駆動する（＃２０６ステップ）。

また、この判定により各々の電動ポンプＰのポンプ内の冷却水に空気が混入していない場合には、制御を終了する。

＃２０６ステップの処理が空気排出処理の具体例であり、この＃２０６ステップの処理は設定時間が経過するまで継続的に行われる。この設定時間が経過した後には、＃２０１ステップに移行することにより、空気の混入を再び判定し、空気の混入が認められない状態に達するまで処理が反復して行われる。

＃２０６ステップの処理（空気排出処理）では、一方の電動ポンプＰが正常状態にあり、他方の電動ポンプＰが混入状態にある状況では、正常状態の電動ポンプＰが第１規定回転数で駆動することにより、冷媒流路Ｒに対して冷却水が所定の流速で循環する。この状態で混入状態の電動ポンプＰを第１規定回転数より低回転で駆動することにより、混入状態の電動ポンプＰのインペラＷの回転速度と、冷却水の流速との相対速度が大きくなる。
これにより、例えば、インペラＷに付着する状態で空気が存在していても、その空気をインペラＷから剥がし取るように分離して冷媒流路Ｒに送り出すことが可能となる。

このように回転数差を設定するため、例えば、正常状態の電動ポンプＰに電力を供給する電力供給部１４において７０％のデューティ比が設定され、混入状態の電動ポンプＰに電力を供給する電力供給部１４において３０％のデューティ比が設定される。

また、＃２０６ステップの処理（空気排出処理）では、空気の混入量が多いほど（回転数差Ｒｄが大きいほど）空気排出処理での２つの電動ポンプＰの相対回転数差を大きくするように制御形態を設定しても良い。この相対回転数差を設定する場合に、混入判定処理で取得した回転数差Ｒｄが予め設定された値を超えた場合に、混入状態の電動ポンプＰを逆転させるように制御形態を設定しても良い。

更に、＃２０６ステップの処理（空気排出処理）において、双方の電動ポンプＰが混入状態にある状況では、空気の混入量が少ない側を第２規定回転数で駆動し、空気の混入が多い側を第２規定回転数より低回転で駆動する。これにより、前述と同様に、インペラＷに付着する状態で空気が存在していても、その空気をインペラＷから剥がし取るように分離して冷媒流路Ｒに送り出すことが可能となる。

この制御では、第１規定回転数と比較して第２規定回転数を低回転に設定するものを想定しており、これらを任意の値に設定しても良い。

この空気排出処理を反復して行うことにより、電動ポンプＰのポンプ内の空気の排出が可能となる。このように排出された空気は、冷却水とともにラジエータ２に送られてラジエータ２の上部に留まり、最終的にはリザーバタンク５に排出される。

尚、空気排出処理を繰り返して行った場合でも、ポンプ内の冷却水に空気が僅かに混入する状態が継続することも想定され、空気排出処理を繰り返して行うことは処理時間が長くなり電力が無駄に消費されるため、空気排出処理の反復回数を予め設定しても良い。

このように第１の制御形態の空気排出モードは、例えば、メンテナンスにおいてエンジンＥの冷却水を交換した直後に実行されるものを想定している。従って、この空気排出モードを実行することにより、混入判定処理部１０Ｃにより混入判定処理の実行の後に、空気排出処理部１０Ｄによる空気排出処理を実行するシーケンスにより、ユーザ等が空気を排出するための特別の操作を行う必要がない。また、混入判定処理により空気の混入が小さくなるまで混入判定処理と空気排出処理とが繰り返して行われるため、空気の排出が確実となる。これにより、冷却水を交換した場合のように、冷却水の空気が混入する可能性が高い場合には、空気排出モードの実行が有効となる。

〔第２の制御形態〕
この第２の実施形態では、通常駆動モードで電動ポンプＰを駆動する際に、混入判定処理部１０Ｃによる空気混入の判定を行い、この判定の後に、ユーザ等が人為的に空気排出モードを実行することにより空気の排出を実現するものである。

また、この第２の実施形態では、通常駆動モードの概要を図４のフローチャートに示し、空気排出モードの概要を図５のフローチャートに示している。図４に示す通常駆動モードでは、循環量設定部１０Ａが温度センサＴＳで検知される冷却水の水温に基づいて冷媒流路Ｒに循環させる目標循環量を設定し、目標循環量と効率循環量とが比較され、この比較結果に基づいて電動ポンプＰが制御される（＃１０１〜＃１０３ステップ）。

この第２の制御形態でも第１の実施形態と同様に目標循環量が「０」である場合には、駆動モード設定部１０Ｂが双方の電動ポンプＰを停止状態に維持する。また、目標循環量が１つの電動ポンプＰの効率的な駆動による効率循環量未満である場合には、１つの電動ポンプＰを駆動する。目標循環量が１つの電動ポンプＰの効率循環量を超える場合には一方の電動ポンプＰを最良の効率が得られる状態で駆動すると共に、余剰分の循環量を供給するように他方の電動ポンプＰを駆動する等の制御形態での制御が実行される。更に、目標循環量が２つの電動ポンプＰの効率循環量を超える場合には目標循環量を２等分し、この２等分された循環量を供給するように２つの電動ポンプＰを等しく駆動する。

また、通常駆動モードで冷却水を循環させる過程において混入判定処理部１０Ｃが、各々の電動ポンプＰの単位時間あたりの回転数を計測回転数Ｒｍとして取得する。このように電動ポンプＰの計測回転数Ｒｍを取得するために、例えば、目標循環量が少なく１つの電動ポンプＰを駆動する制御形態では、一方の電動ポンプＰを駆動して（他方の電動ポンプＰを停止して）計測回転数Ｒｍを計測した後に、他方の電動ポンプＰを駆動して（一方の電動ポンプＰを停止して）計測回転数Ｒｍを計測する処理が行われる。

このように１つの電動ポンプＰが駆動される場合には、供給される電力が決まっていないため、電動ポンプＰに供給される電力（設定電力に対応する）に対する基準回転数Ｒｂを取得するためのテーブルデータや演算式が記憶部１０Ｅに記憶されている。

これにより、電動ポンプＰに供給される電力から、基準回転数Ｒｂを取得し、この基準回転数Ｒｂと計測回転数Ｒｍとの回転数差Ｒｄを演算し、各々の電動ポンプＰの回転数差Ｒｄと設定値Ｃとを比較し、この比較結果を記憶部１０Ｅに記憶する（＃３０４〜＃３０６ステップ）。

この通常駆動モードでは、複数の電動ポンプＰの少なくとも１つを駆動することにより冷媒流路Ｒに対して冷却水を循環させる制御が行われる。この制御において＃３０４〜＃３０６ステップが混入判定処理の一部である。このように通常駆動モードの実行過程において混入判定処理の一部を実行することにより、各々の電動ポンプＰに供給される電力と回転数との比較により空気の混入の判定が可能となり、比較結果が記憶部１０Ｅに記憶される。

尚、比較結果から空気の混入が認められる場合には、アラームを作動させることや報知ランプを点灯させることにより後述する空気排出モードの実行をユーザ等に勧めることも考えられる。

また、図５に示す空気排出モードでは、この空気排出モードが実行されることにより、記憶部１０Ｅに記憶されている比較結果に基づいて混入の有無を判定し、混入判定処理部１０Ｃが、何れかの電動ポンプＰの回転数差Ｒｄが設定値Ｃを超えて大きい場合には、その電動ポンプＰが混入状態にあると判定する（＃４０１、＃４０２ステップ）。

＃４０１、＃４２０ステップで混入判定処理の一部を構成しており、前述した＃３０４〜＃３０６ステップと併せて、混入判定処理による判定可能となる。この混入判定処理により、一方の電動ポンプＰのポンプ内に空気が混入していることを判定した場合には、正常状態の電動ポンプＰを第１規定回転数で駆動し、混入状態の電動ポンプＰを、第１規定回転数より低回転（逆転や停止も含む）で駆動する。また、この判定により双方の電動ポンプＰが混入状態にあることを判定した場合には、空気の混入が少ない側の電動ポンプＰを第２規定回転数で駆動し、空気の混入が多い側の電動ポンプＰを第２規定回転数より低回転（逆転や停止も含む）で駆動する（＃４０３ステップ）。

＃４０３ステップの処理が空気排出処理の具体例であり、この＃４０３ステップの処理は設定時間が経過するまで継続的に行われる。

＃４０３ステップの処理（空気排出処理）では、一方の電動ポンプＰが正常状態にあり、他方の電動ポンプＰが混入状態にある状況では、正常状態の電動ポンプＰが第１規定回転数で駆動することにより、冷媒流路Ｒに対して冷却水が所定の流速で循環する。この状態で混入状態の電動ポンプＰを第１規定回転数より低回転で駆動することにより、混入状態の電動ポンプＰのインペラＷの回転速度と、冷却水の流速との相対速度が大きくなる。これにより、例えば、インペラＷに付着する状態で空気が存在していても、その空気をインペラＷから剥がし取るように分離して冷媒流路Ｒに送り出すことが可能となる。

このように回転数差を設定するため、例えば、に正常状態の電動ポンプＰに電力を供給する電力供給部１４において７０％のデューティ比が設定され、混入状態の電動ポンプＰに電力を供給する電力供給部１４において３０％のデューティ比が設定される。

また、＃４０３ステップの処理（空気排出処理）では、空気の混入量が多いほど（回転数差Ｒｄが大きいほど）空気排出処理での２つの電動ポンプＰの相対回転数差を大きくするように制御形態を設定しても良い。この相対回転数差を設定する場合に、混入判定処理で取得した回転数差Ｒｄが予め設定された値を超えた場合に、混入状態の電動ポンプＰを逆転させるように制御形態を設定しても良い。

更に、＃４０３ステップの処理（空気排出処理）において、双方の電動ポンプＰが混入状態にある状況では、空気の混入量が少ない側を第２規定回転数で駆動し、空気の混入が多い側を第２規定回転数より低回転で駆動する。これにより、前述と同様に、インペラＷに付着する状態で空気が存在していても、その空気をインペラＷから剥がし取るように分離して冷媒流路Ｒに送り出すことが可能となる。

この空気排出処理が行われることにより、電動ポンプＰのポンプ内の空気の排出が可能となる。このように排出された空気は、冷却水とともにラジエータ２に送られてラジエータ２の上部に留まり、最終的にはリザーバタンク５に排出される。

このように第２の実施形態では、エンジンＥの稼働時には＃３０１〜＃３０６ステップの処理が実行されるため、例えば、自動車を継続して使用することでウォータジャケット１等の空気が電動ポンプＰの内部に蓄積される状況でも空気の混入を判定することができる。そして、混入が判定された後にはユーザ等が、空気排出モードを実行することにより電動ポンプＰのポンプ内に混入した空気の排出が可能となる。

〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い。

（ａ）複数の電動ポンプＰとして３つ以上の電動ポンプＰを冷媒流路Ｒに備える。このように、３つ以上の電動ポンプＰを備えた構成でも、混入判定処理により混入状態にあることが判定された電動ポンプＰの回転数を、正常状態の電動ポンプＰより低回転で駆動する、又は停止する、又は、逆転することにより空気の排出が可能となる。

（ｂ）電動ポンプＰのモータＭとして、誘導モータや同期モータを用いる。このように構成したものでも、ポンプ内に混入した空気の排出が可能となる。

（ｃ）実施形態のエンジン冷却システムでは、電動ポンプＰから送り出された冷却水がエンジンＥのウォータジャケット１に向かうように構成されている。この構成から空気排出モードでは、複数の電動ポンプＰによる冷却水の循環方向を逆向きに設定すると共に、正常状態の電動ポンプＰを設定回転数で駆動し、混入状態の電動ポンプＰを設定回転数より低回転で駆動することによりポンプ内から空気を排出し、排出した空気をラジエータ２の方向に送り出すように制御形態を設定しても良い。

本発明は、熱源と放熱器との間の冷媒流路に冷媒を循環させるために複数の電動ポンプを備えられた冷却システムに利用することができる。

１熱源（ウォータジャケット）
２放熱器（ラジエータ）
１０ポンプ制御装置
１０Ｃ混入判定処理部
１０Ｄ空気排出処理部
１４電力供給部
Ｍブラシレス直流モータ
Ｐ電動ポンプ
Ｒ冷媒流路
Ｒｂ基準回転数
Ｒｍ計測回転数

Claims

熱源と放熱器との間に冷媒を循環させる冷媒流路に対して直列に配置される複数の電動ポンプと、複数の前記電動ポンプを個別に制御するポンプ制御装置とを備え、
前記ポンプ制御装置が、前記電動ポンプ内の冷媒に空気が混入しない正常状態と、前記電動ポンプ内の冷媒に空気が混入した混入状態と、において設定電力が供給された場合の前記電動ポンプの回転数の差から空気の混入の有無を複数の前記電動ポンプの各々に対して判定する混入判定処理部を備えると共に、複数の前記電動ポンプのうち前記混入判定処理部で混入状態と判定された電動ポンプを、複数の前記電動ポンプのうち前記混入判定処理部で正常状態と判定された電動ポンプの回転数より低回転で駆動する又は停止する又は逆転駆動する空気排出処理部を備えている冷却システム。
前記ポンプ制御装置が、設定された目標循環量に基づいて複数の前記電動ポンプの少なくとも１つを制御する通常駆動モードと、前記混入判定処理部での混入判定処理及び前記空気排出処理部での空気排出処理を制御する空気排出モードとを実行可能に構成されている請求項１記載の冷却システム。
前記ポンプ制御装置が、設定された目標循環量に基づいて複数の前記電動ポンプの少なくとも１つを制御しつつ前記混入判定処理部での混入判定処理を制御する通常駆動モードと、前記空気排出処理部での空気排出処理を制御する空気排出モードとを実行可能に構成されている請求項１記載の冷却システム。
前記ポンプ制御装置が、前記正常状態で前記設定電力が供給された際における複数の前記電動ポンプの回転数を基準回転数として記憶しており、
前記混入判定処理部が、前記設定電力が複数の前記電動ポンプに供給された際の回転数を計測回転数として取得し、複数の前記電動ポンプのうち、取得した前記計測回転数が前記基準回転数より大きいものを前記混入状態として判定する請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷却システム。
前記電動ポンプがブラシレス直流モータを備えて構成され、前記ポンプ制御装置がデューティ比の設定により前記ブラシレス直流モータの回転数を調節する電力供給部を備えて構成され、
前記空気排出処理部は、前記混入判定処理部で混入状態と判定された前記電動ポンプのデューティ比を、前記混入判定処理部による処理により正常状態と判定された前記電動ポンプのデューティ比より低く設定する請求項１〜４のいずれか一項に記載の冷却システム。