CN111485987B - 内燃机的冷却装置 - Google Patents

Abstract

内燃机的冷却装置具备调整循环回路中的冷却液的流动的控制阀和电子控制单元。所述电子控制单元构成为具有以下的功能。即，构成为，控制控制阀的马达的驱动，判定控制阀的阀芯的位移速度是否发生了快速下降，基于向马达施加的有效电压而算出马达转矩，基于角速度钝化值而导出碰撞系数，在作出了阀芯的位移速度发生了快速下降这一判定时，以马达转矩与碰撞系数之积越大则该快速下降时应力越大的方式算出该快速下降时应力。

Description

内燃机的冷却装置

技术领域

本发明涉及内燃机的冷却装置。

背景技术

在日本特开2018-40289中记载了具备对在内燃机内流动的冷却液的循环回路中的冷却液的流动进行控制的控制阀和对控制阀进行控制的控制部的内燃机的冷却装置的一例。控制阀具有壳体、收容于壳体内的阀芯、由控制部控制的马达及将马达的输出转矩向阀芯传递的多个齿轮。通过利用马达的驱动使阀芯位移，能够控制循环回路中的冷却液的流动。

发明内容

有时异物会与冷却液一起进入控制阀的壳体内。若在伴随于马达的驱动的阀芯的位移中异物进入壳体内，则有时会因控制阀将该异物咬入而导致阀芯的位移被限制，阀芯的位移速度急剧变低。此时，尽管为了使阀芯位移而马达正在驱动，阀芯的位移却被限制，因此会对啮合的齿轮输入由阀芯的位移速度的快速下降引起的冲击。为了推测控制阀的耐久性，需要算出因这样的冲击的输入而齿轮承受的应力，但在日本特开2018-40289中未公开推定运算在因控制阀的异物的咬入而阀芯的位移被限制时齿轮承受的应力的大小的方法。

本发明提供能够算出在因异物向冷却装置内的控制阀咬入而阀芯的位移被限制时所述控制阀的齿轮承受的应力的内燃机的冷却装置。

本发明的方案涉及具备控制阀和电子控制单元的内燃机的冷却装置。所述控制阀设置于在内燃机内流动的冷却液的循环回路，并且具备壳体、在壳体内位移的阀芯、马达及具有互相啮合的多个齿轮且构成为将马达的输出向阀芯传递的传递机构，构成为通过利用马达的驱动使阀芯位移来控制循环回路中的冷却液的流动。所述电子控制单元如以下这样构成。即(i)控制马达的驱动，(ii)导出马达的角速度，(iii)导出马达的角速度的变化量即角加速度，(iv)在利用马达的驱动调整阀芯的位置时的角加速度为判定角加速度以下时，判定为阀芯的位移速度发生了快速下降，(v)基于向马达施加的有效电压，算出由马达产生的转矩即马达转矩，(vi)以将角速度平滑化而得到的值即角速度钝化值越大则碰撞系数越大的方式导出该碰撞系数，(vii)在所述电子控制单元判定为阀芯的位移速度发生了快速下降时，将因阀芯的位移速度的快速下降而齿轮承受的应力即快速下降时应力以马达转矩与碰撞系数之积越大则该快速下降时应力越大的方式算出。

若异物与冷却液一起进入控制阀的壳体内，因控制阀的该异物的咬入而导致阀芯的位移被限制，则尽管从马达输出着转矩，阀芯的位移速度也会急剧变小。于是，会向位于转矩传递路径中的马达与阀芯之间的传递机构内的齿轮输入由位移速度的快速下降引起的冲击。

由马达产生的马达转矩越大，则因这样的冲击的输入而齿轮承受的应力容易越大。另外，阀芯的位移速度即将快速下降之前的角速度越大，则该应力容易越大。

于是，在上述结构中，基于向马达施加的有效电压来导出马达转矩，并且基于马达的角速度钝化值来算出碰撞系数。然后，以碰撞系数与马达转矩之积越大则快速下降时应力越大的方式算出快速下降时应力。根据这样的结构，阀芯的位移速度即将快速下降之前的角速度越大，则能够使碰撞系数越大。因而，马达转矩越大则能够使快速下降时应力越大，并且阀芯的位移速度即将快速下降之前的角速度越大则能够使快速下降时应力越大。因此，能够算出在因控制阀的异物的咬入而阀芯的位移被限制时齿轮承受的应力。

在上述方案的冷却装置中，所述电子控制单元可以进一步如以下这样构成。即，(viii)以有效电压越高则基础转矩越大的方式导出该基础转矩，(ix)以有效电压越高则修正系数越大且角速度钝化值越小则该修正系数越大的方式导出该修正系数，(x)以基础转矩与修正系数之积越大则马达转矩越大的方式算出该马达转矩。

作为在马达的角速度为规定值的状况下向马达施加了有效电压时由马达产生的转矩而导出基础转矩。向马达施加的有效电压越高则基础转矩越大。

另外，向马达施加的有效电压越高，则马达的角速度容易越大。另外，导出基础转矩时的角速度即上述的规定值与当前的角速度的背离越大，则由马达实际产生的转矩与基础转矩的偏离容易越大。例如，在当前的角速度比规定值大的情况下，规定值与当前的角速度的差值越大，则马达转矩越小。由此，通过考虑由马达实际产生的转矩与基础转矩的偏离来修正基础转矩，能够算出马达转矩。

于是，在上述结构中，所述电子控制单元以有效电压越高则修正系数越大并且角速度钝化值越小则修正系数越大的方式导出修正系数。角速度钝化值是反映了当前的角速度的值，因此能够使修正系数成为与由马达实际产生的转矩与基础转矩的偏离相应的值。然后，基于该修正系数与基础转矩之积来算出马达转矩。因而，即使在由于控制阀咬入了异物所以阀芯的位移速度发生了快速下降的情况下，也能够高精度地算出马达转矩。

此外，控制阀的构成构件的硬度根据该构成构件的温度而改变。并且，根据构成构件的硬度，在因控制阀的异物的咬入而阀芯的位移被限制时齿轮承受的应力的大小改变。于是，在上述方案的结构中，所述电子控制单元可以构成为，(xi)基于有效电压和控制阀的构成构件的温度或该构成构件的温度的相关值，导出基础转矩。根据该结构，通过基于这样算出的基础转矩来导出马达转矩，能够使快速下降时应力成为考虑了构成构件的硬度的值。

在上述方案的冷却装置中，所述电子控制单元可以如以下这样构成。即，(xii)针对各控制循环导出角速度，(xiii)在利用马达的驱动调整阀芯的位置时的角加速度为判定角加速度以下且角速度的上次值为基准角速度以上时，判定为阀芯的位移速度发生了快速下降。

即使在因控制阀的异物的咬入而阀芯的位移被限制的情况下，在限制前的马达的角速度不那么大时，向齿轮输入的冲击也小。因而，在限制前的马达的角速度不那么大时，也可以不算出快速下降时应力。

另外，即使在因控制阀的异物的咬入而阀芯的位移被限制的情况下，在限制前后的马达的角速度的下降量少时，向齿轮输入的冲击也小。因而，在限制前后的马达的角速度的下降量少时，即，在虽然角加速度为负的值但其绝对值小时，也可以不算出快速下降时应力。

于是，在上述结构中，在马达的角加速度为判定角加速度以下即角加速度为负的值且其绝对值大时且马达的角速度的上次值为基准速度以上时，作出阀芯的位移速度发生了快速下降这一判定。由此，即使在阀芯的位移速度发生了下降的情况下，也能够避免在设想为向齿轮输入的冲击小且在齿轮中不蓄积应力时算出快速下降时应力。

在上述方案的冷却装置中，所述电子控制单元可以如以下这样构成。即，(xiv)算出控制阀的耐久性的指标，(xv)基于指标推定的控制阀的耐久性越低，则使有效电压越低，(xvi)对快速下降时应力进行累计，以该累计值越大则得到表示控制阀的耐久性越低的值的方式算出该指标。

如上述这样算出的快速下降时应力的累计值越大，则能够推测为蓄积于齿轮的伤害越大。并且，该伤害越大，则控制阀的耐久性越低。这一点，根据上述结构，基于如上述这样算出的快速下降时应力的累计值来算出指标。并且，在基于该指标推定的控制阀的耐久性低时，与该耐久性高时相比有效电压变低。由此，在耐久性变低了的情况下，与耐久性未变低的情况相比，能够抑制马达的驱动时的传递机构的负荷的增大。其结果，能够延长控制阀的产品寿命。

顺便一提，在如上述这样算出的快速下降时应力小时，能够推测为向齿轮输入的冲击小，实际上在齿轮中几乎不蓄积应力。于是，在上述方案的冷却装置中，所述电子控制单元可以构成为，(xvii)在算出的快速下降时应力小于判定值时，将该下降时应力设为“0”。

另外，在上述方案的冷却装置中，所述电子控制单元可以构成为，(xviii)以所述快速下降时应力成为了所述判定值以上的次数越多则得到表示所述控制阀的耐久性越低的值的方式算出所述指标。

附图说明

本发明的示例性实施例的特征、优点及技术上和工业上的意义将会在下面参照附图来描述，在这些附图中，同样的标号表示同样的要素，其中：

图1是示出本发明的内燃机的冷却装置的概略结构和该冷却装置的电子控制单元的功能结构的图。

图2是示出该冷却装置的控制阀的立体图。

图3是该控制阀的分解立体图。

图4是示出该控制阀的阀芯的立体图。

图5是示出该控制阀的壳体的立体图。

图6是示出在该控制阀中阀芯相对于壳体的相对角度与各口的开度的关系的坐标图。

图7是示出该电子控制单元的功能结构的框图。

图8是示出在算出因该控制阀的冲击的输入而齿轮承受的应力即快速下降时应力时执行的处理例程的流程图。

图9是示出由该控制阀咬入了异物引起的该控制阀的马达的角速度及该齿轮承受的应力的推移的时间图。

具体实施方式

以下，按照图1～图9来说明内燃机的冷却装置的一实施方式。如图1所示，冷却装置20具备供在内燃机10的气缸体11内的水套111及气缸盖12内的水套121中流动的冷却液循环的循环回路21。在循环回路21设置有朝向气缸体11内的水套111排出冷却液的泵22、对冷却液进行冷却的散热器23、节气门、EGR阀等成为冷却对象的各种设备24及车辆的空调装置的加热器芯25。

在循环回路21设置有供从气缸盖12内的水套121流出后的冷却液流入的控制阀26。控制阀26具有使流入到控制阀26内的冷却液流出的3个输出口P1、P2、P3。3个输出口P1～P3中的散热器口P1连接于使冷却液经由散热器23而流动的第1冷却液通路271。3个输出口P1～P3中的设备口P2连接于使冷却液经由各种设备24而流动的第2冷却液通路272。3个输出口P1～P3中的加热器口P3连接于使冷却液经由加热器芯25而流动的第3冷却液通路273。

如图2所示，控制阀26具备形成控制阀26的骨架的壳体31。在壳体31安装有第1连接器构件32、第2连接器构件33及第3连接器构件34。在第1连接器构件32设置有散热器口P1。在第2连接器构件33设置有设备口P2。在第3连接器构件34设置有加热器口P3。并且，在各连接器构件32～34安装于壳体31的状态下，各输出口P1～P3配置于互相不同的位置。

如图3所示，控制阀26具备收容于壳体31内的阀芯35。在阀芯35形成有冷却液通路。另外，在阀芯35上连结有在壳体31的轴线方向Z上延伸的轴36。并且，阀芯35如图3的箭头所示那样以轴36为中心进行旋转(位移)。当通过阀芯35的旋转而阀芯35相对于壳体31的相对角度ANG变化时，形成于阀芯35的冷却液通路与各输出口P1～P3的重叠状况改变，通过各输出口P1～P3的冷却液的流量变化。即，通过使阀芯35旋转，能够控制循环回路21内的冷却液的流动。

另外，控制阀26具备收容于壳体31内的马达37及传递机构38。传递机构38将马达37的输出向阀芯35的轴36传递。具体而言，传递机构38具有互相啮合的多个齿轮39。在本实施方式中，各齿轮39由合成树脂构成。当从马达37输出后的转矩经由各齿轮39而向轴36输入时，阀芯35旋转。

在壳体31以覆盖收容马达37及传递机构38的部分的方式安装有罩40。在罩40内设置有检测马达37的旋转角的旋转角传感器101。

如图4所示，阀芯35呈将2个桶型的物体在壳体31的轴线方向Z上堆叠而成的形状。在阀芯35的侧壁形成有在轴线方向Z上排列的2个孔351、352。这些各孔351、352成为了设置于阀芯35的冷却液通路的一部分。2个孔351、352中的位于图中上侧的第1孔351在阀芯35相对于壳体31处于某相对角度的范围时与散热器口P1连通。在第1孔351与散热器口P1连通的情况下，流入到控制阀26内的冷却液从散热器口P1流出。另外，2个孔351、352中的与第1孔351相独立的第2孔352在阀芯35相对于壳体31处于别的某相对角度的范围时与设备口P2及加热器口P3中的至少一方连通。在第2孔352与设备口P2连通的情况下，流入到控制阀26内的冷却液从设备口P2流出。另外，在第2孔352与加热器口P3连通的情况下，流入到控制阀26内的冷却液从加热器口P3流出。

在将阀芯35的图中上壁设为阀芯35的上壁353的情况下，在上壁353上连接有轴36。另外，在上壁353以将一部分作为卡合部(接合部)354留下的方式设置有以包围轴36的根部的方式延伸的圆弧状的槽355。

此外，图5是从阀芯35的插入方向观察壳体31的情况下的立体图。在控制阀26的组装时，阀芯35经由收容开口311而向壳体31内插入。在壳体31的与阀芯35的上壁353相对的部分设置有收容于槽355的止动件312。因而，在壳体31内收容有阀芯35的情况下，通过阀芯35的卡合部354与止动件312抵接，阀芯35相对于壳体31的相对旋转被限制。换言之，卡合部354不与止动件312抵接的范围成为阀芯35相对于壳体31的相对旋转被容许的范围。

冷却液经由收容开口311而向这样的控制阀26的壳体31内流入。即，收容开口311作为控制阀26的输入口发挥功能。并且，流入到壳体31内的冷却液在设置于阀芯35的冷却液通路中流动，被导向各输出口P1～P3。

图6是示出阀芯35相对于壳体31的相对角度ANG与各输出口P1～P3的开度的关系的坐标图。在控制阀26中，将全部输出口P1～P3成为关闭的状态时的相对角度ANG设为“0°”，直到壳体31的止动件312与阀芯35的卡合部354抵接为止，不管在正的方向(正侧)上还是在负的方向(负侧)上，都能够使阀芯35相对于壳体31相对旋转。阀芯35的孔351、352的大小、位置被设定成，伴随于相对角度ANG的变化，各输出口P1～P3的开度如图6所示那样变化。在本实施方式中，若使阀芯35相对于壳体31向正的方向相对旋转，则相对角度ANG变大，另一方面，若使阀芯35相对于壳体31向负的方向相对旋转，则相对角度ANG变小。

在控制阀26中，若从相对角度ANG成为“0°”的位置起使阀芯35向正的方向相对旋转，则首先加热器口P3开始打开，伴随于相对角度ANG变大而加热器口P3的开度逐渐变大。然后，在加热器口P3成为全开后，若相对角度ANG进一步变大，则接着设备口P2打开。伴随于相对角度ANG变大，设备口P2的开度变大，在设备口P2成为了全开后，散热器口P1开始打开。散热器口P1的开度也伴随于相对角度ANG变大而变大。在将卡合部354与止动件312抵接时的相对角度设为“+β°”的情况下，在阀芯35将要到达相对角度ANG成为“+β°”的位置之前散热器口P1成为全开。然后，直到阀芯35到达相对角度ANG成为“+β°”的位置为止，即使相对角度ANG变大，也维持各输出口P1～P3全开的状态。

另一方面，在控制阀26中，在从相对角度ANG成为“0°”的位置起使阀芯35向负的方向相对旋转的情况下，加热器口P3不打开。在该情况下，首先，设备口P2开始打开，伴随于相对角度ANG变小而设备口P2的开度逐渐变大。然后，在设备口P2成为了全开后，若相对角度ANG进一步变小，则散热器口P1打开。伴随于相对角度ANG变小而散热器口P1的开度变大。在将卡合部354与止动件312抵接时的相对角度设为“-α°”的情况下，在阀芯35将要到达相对角度ANG成为“-α°”的位置之前散热器口P1成为全开。然后，直到阀芯35到达相对角度ANG成为“-α°”的位置为止，即使相对角度ANG变小，也维持散热器口P1及设备口P2全开的状态。

接着，参照图1、图7及图8，对冷却装置20的控制结构进行说明。如图1所示，对冷却装置20的电子控制单元50输入控制阀26的旋转角传感器101及液温传感器102等各种传感器的检测信号。旋转角传感器101将与马达37的输出轴的旋转角θ相应的信号作为检测信号而输出。液温传感器102检测从气缸盖12内流出的冷却液的温度即出口液温Twt，将与出口液温Twt相应的信号作为检测信号而输出。

若异物与冷却液一起向控制阀26的壳体31内流入，则有时控制阀26会将异物咬入而阀芯35的旋转被限制。在该情况下，有时，阀芯35的转速(位移速度)快速下降，对配置于从作为动力源的马达37向阀芯35的转矩传递路径的齿轮39输入由阀芯35的转速的快速下降引起的冲击。于是，在本实施方式中，电子控制单元50在判定为因控制阀26的异物的咬入而阀芯35的转速发生了快速下降时，算出因该冲击的输入而齿轮39承受的应力即快速下降时应力STRstp。然后，电子控制单元50基于算出的快速下降时应力STRstp来推定控制阀26的耐久性，将耐久性的推定结果反映于马达37的控制。

电子控制单元50具有马达控制部51、角速度导出部52、角加速度导出部53、快速下降判定部54、基础转矩导出部55、修正系数导出部56、马达转矩算出部57、碰撞系数导出部58、快速下降时应力算出部59及耐久性推定部60作为用于实现考虑了控制阀26的耐久性的马达37的控制的功能部。

马达控制部51控制马达37的驱动。即，马达控制部51决定向马达37输入的电压信号的占空比DT。并且，马达控制部51生成所决定的占空比DT的电压信号并向马达37输入。此外，关于占空比DT的决定的详情将在后文后述。

角速度导出部52针对各预定的控制循环导出马达37的输出轴的角速度ω。即，角速度导出部52通过对基于旋转角传感器101的检测信号导出的马达37的旋转角θ进行时间微分来导出马达37的角速度ω。

角加速度导出部53导出马达37的角加速度Dω作为马达37的角速度ω的变化量。即，角加速度导出部53通过对由角速度导出部52导出的角速度ω进行时间微分来导出角加速度Dω。此外，在角速度ω正在上升时角加速度Dω成为正的值，另一方面，在角速度ω正在下降时角加速度Dω成为负的值。

快速下降判定部54在利用马达37的驱动使阀芯35旋转时，判定是否因控制阀26的异物的咬入而阀芯35的转速(位移速度)发生了快速下降。快速下降判定部54在以下所示的3个条件全部成立时，作出阀芯35的转速发生了快速下降这一判定。另一方面，快速下降判定部54在3个条件中的至少1个不成立时，不作出阀芯35的转速发生了快速下降这一判定。此外，马达37的旋转经由传递机构38而向阀芯35传递。因而，在马达37的角速度ω与阀芯35的转速之间存在相关性。

·由角加速度导出部53导出的角加速度Dω为判定角加速度DωTh以下。

·由角速度导出部52导出的角速度ω的上次值ω(N-1)为作为基准加速度的第1基准角速度ωTh1以上。

·由角速度导出部52导出的角速度ω的最新值ω(N)为比第1基准角速度ωTh1小的第2基准角速度ωTh2以下。

判定角加速度DωTh是用于判断马达37的角速度ω的下降量是否多的阈值。由此，判定角加速度DωTh被设定为负的值。第1基准角速度ωTh1是用于判定角速度ω是否变大了的阈值。第2基准角速度ωTh2是用于判定角速度ω是否变小了的阈值。

因而，在角加速度Dω为判定角加速度DωTh以下、角速度的上次值ω(N-1)为第1基准角速度ωTh1以上及角速度的最新值ω(N)为第2基准角速度ωTh2以下的全部成立的情况下，作出因控制阀26的异物的咬入而阀芯35的转速发生了快速下降这一判定。另一方面，在角加速度Dω为判定角加速度DωTh以下、角速度的上次值ω(N-1)为第1基准角速度ωTh1以上及角速度的最新值ω(N)为第2基准角速度ωTh2以下的至少一个不成立的情况下，不作出阀芯35的转速发生了快速下降这一判定。

此外，在因控制阀26的异物的咬入而阀芯35的转速发生了快速下降的情况下，齿轮39承受由异物的咬入引起的应力。因异物的咬入而转速即将下降之前的马达37的角速度ω越大，则此时齿轮39承受的应力容易越大。即，在角速度的上次值ω(N-1)为第1基准角速度ωTh1以上且其他2个条件成立的情况下，能够推测为会因异物的咬入而在齿轮39中蓄积比较大的应力。

基础转矩导出部55基于向马达37输入的电压信号的占空比DT和出口液温Twt来导出基础转矩TQB。基础转矩TQB是在马达37的角速度ω为规定值(例如，0)的状况下向马达37输入了电压信号时由马达37产生的转矩。如上所述，从气缸盖12内流出的冷却液向控制阀26流入。因而，控制阀26的构成构件的温度与出口液温Twt相关。由此，基础转矩TQB是基于电压信号的占空比DT和控制阀26的构成构件的温度的相关值而导出的值。此外，作为控制阀26的构成构件，例如可以举出传递机构38的齿轮39、阀芯35、未图示的密封环。

如图7所示，在基础转矩导出部55中存储有用于基于电压信号的占空比DT与出口液温Twt的关系来导出基础转矩TQB的基础转矩导出映射55MP。基础转矩导出部55使用该基础转矩导出映射55MP来导出基础转矩TQB。

向马达37施加的有效电压越高，则基础转矩TQB容易越大。因而，基础转矩导出映射55MP以电压信号的占空比DT越大则有效电压越高因此基础转矩TQB成为越大的值的方式制作。

另外，控制阀26的构成构件的硬度根据构成构件的温度而改变。并且，根据构成构件的硬度，在因控制阀26的异物的咬入而阀芯35的旋转被限制时齿轮39承受的应力的大小改变。因而，基础转矩导出映射55MP以根据与构成构件的温度相关的出口液温Twt而基础转矩TQB改变的方式制作。

修正系数导出部56基于电压信号的占空比DT和通过移动平均处理将角速度ω平滑化而得到的值即角速度钝化值ωS来算出修正系数F1。修正系数F1是用于修正基础转矩TQB来求出马达转矩TQMT的系数。角速度钝化值ωS基于连续导出的多个角速度ω而算出。此外，在角速度钝化值ωS的算出中使用的多个角速度ω包括角速度的最新值ω(N)。

如图7所示，在修正系数导出部56中存储有用于基于电压信号的占空比DT和角速度钝化值ωS来导出修正系数F1的修正系数导出映射56MP。修正系数导出部56使用该修正系数导出映射56MP来导出修正系数F1。

详情后述，修正系数F1是用于算出由马达37产生的转矩即马达转矩TQMT的系数。修正系数F1越大，则马达转矩TQMT成为越大的值。向马达37施加的有效电压越高，则马达转矩TQMT越大。因而，修正系数导出映射56MP以电压信号的占空比DT越大则有效电压越高因此修正系数F1越大的方式制作。

导出基础转矩TQB时的角速度即上述的规定值与当前的角速度ω的背离越大，则由马达37实际产生的转矩与基础转矩TQB的偏离容易越大。例如，在当前的角速度ω比规定值大的情况下，规定值与当前的角速度ω的差值越大，则马达转矩TQMT越小。角速度钝化值ωS与当前的角速度ω相关。因而，修正系数导出映射56MP以角速度钝化值ωS越小则修正系数F1越大的方式制作。

马达转矩算出部57算出由基础转矩导出部55算出的基础转矩TQB与由修正系数导出部56算出的修正系数F1之积作为马达转矩TQMT。即，基础转矩TQB与修正系数F1之积越大则马达转矩TQMT越大。此外，向马达37输入的电压信号的占空比DT是与向马达37施加的有效电压相关的值。由此，马达转矩TQMT可以说是与有效电压相应的值。

碰撞系数导出部58基于上述的角速度钝化值ωS来导出碰撞系数F2。碰撞系数F2是用于将马达转矩TQMT变换为因伴随于控制阀26的异物的咬入的阀芯35的转速的快速下降而齿轮39承受的应力的系数。如图7所示，在碰撞系数导出部58中存储有用于基于角速度钝化值ωS来导出碰撞系数F2的碰撞系数导出映射58MP。碰撞系数导出部58使用该碰撞系数导出映射58MP来导出碰撞系数F2。

若在利用马达37的驱动使阀芯35旋转时因控制阀26的异物的咬入而阀芯35的转速快速下降，则会向位于转矩传递路径中的马达37与阀芯35之间的齿轮39输入由转速的快速下降引起的冲击。阀芯35的转速即将快速下降之前的角速度ω越大，则因这样的冲击的输入而齿轮39承受的应力容易越大。并且，详情后述，碰撞系数F2是在上述的快速下降时应力STRstp的算出中使用的系数。碰撞系数F2越大，则快速下降时应力STRstp成为越大的值。因而，碰撞系数导出映射58MP以角速度钝化值ωS越大则碰撞系数F2越大的方式制作。

角速度钝化值ωS基于由角速度导出部52导出的角速度的最新值ω(N)和在最新值ω(N)的导出以前导出的角速度ω而算出。即，角速度钝化值ωS是也反映了比最新值ω(N)的导出时间点稍微靠前的角速度ω的值。因而，即使在由快速下降判定部54作出了阀芯35的转速发生了快速下降这一判定的时间点下进行了碰撞系数F2的导出，在该导出中使用也反映了作出该判定以前的角速度ω的角速度钝化值ωS。因此，通过使用碰撞系数导出映射58MP，能够达成因控制阀26的异物的咬入而阀芯35的转速即将快速下降之前的角速度ω越大则使碰撞系数F2越大。

快速下降时应力算出部59在由快速下降判定部54作出了阀芯35的转速发生了快速下降这一判定时，算出快速下降时应力STRstp。参照图8，对为了快速下降时应力STRstp的算出而快速下降时应力算出部59执行的处理例程进行说明。该处理例程在由快速下降判定部54作出了阀芯35的转速发生了快速下降这一判定时执行。

在本处理例程中，在步骤S11中，算出由马达转矩算出部57算出的马达转矩TQMT与由碰撞系数导出部58导出的碰撞系数F2之积作为快速下降时应力STRstp。即，马达转矩TQMT与碰撞系数F2之积越大则快速下降时应力STRstp越大。接着，在步骤S12中，进行算出的快速下降时应力STRstp是否为判定值STRTh以上的判定。

在步骤S11中算出的快速下降时应力STRstp不太大的情况下，推测为因阀芯35的转速发生了快速下降而向齿轮39输入的冲击不太大。在向齿轮39输入的冲击小的情况下，实际上在齿轮39中几乎不会留下伤害。于是，判定值STRTh作为是否向齿轮39输入了会在齿轮39中留下伤害的冲击的判断基准而设定。因而，在快速下降时应力STRstp为判定值STRTh以上的情况下，判断为向齿轮39输入了会在齿轮39中留下伤害的冲击。另一方面，在快速下降时应力STRstp小于判定值STRTh的情况下，即使向齿轮39输入了冲击，也判断为在齿轮39中不会留下伤害。

在步骤S12中快速下降时应力STRstp为判定值STRTh以上的情况下(是)，本处理例程结束。另一方面，在快速下降时应力STRstp小于判定值STRTh的情况下(S12：否)，处理移向下一步骤S13。在步骤S13中，快速下降时应力STRstp被变更为“0”。然后，本处理例程结束。

如图7所示，耐久性推定部60使用由快速下降时应力算出部59算出的快速下降时应力STRstp来算出表示控制阀26的耐久性的指标X。具体而言，当由快速下降时应力算出部59算出快速下降时应力STRstp时，即，当图8所示的处理例程结束时，耐久性推定部60进行快速下降时应力STRstp的累计处理。通过累计处理算出的快速下降时应力STRstp的累计值ΣSTRstp越大，则能够推测为残留于齿轮39的伤害越大，控制阀26的耐久性越低。因而，耐久性推定部60以累计值ΣSTRstp越大则值越大的方式算出指标X。也就是说，指标X随着控制阀26的耐久性下降而变大。

马达控制部51基于由耐久性推定部60算出的指标X来决定电压信号的占空比的上限DTul及下限DTll。此时，马达控制部51以指标X越大则上限DTul的绝对值及下限DTll的绝对值越小的方式决定上限DTul及下限DTll。

另外，马达控制部51通过以马达37的旋转角的目标即目标旋转角θTr和与马达37的旋转角θ的偏差为输入的反馈控制来算出向马达37输入的电压信号的占空比的算出值即算出占空比DTC。然后，马达控制部51基于算出占空比DTC和上限DTul及下限DTll来决定电压信号的占空比DT。即，马达转矩算出部57在算出占空比DTC为上限DTul以下且为下限DTll以上的情况下，使电压信号的占空比DT成为与算出占空比DTC相同的值。另外，马达转矩算出部57在算出占空比DTC比上限DTul大的情况下，使电压信号的占空比DT成为与上限DTul相同的值。另外，马达转矩算出部57在算出占空比DTC比下限DTll小的情况下，使电压信号的占空比DT成为与下限DTll相同的值。

此外，向马达37施加的有效电压能够基于向马达37输入的电压信号的占空比DT和马达37的电源电压来算出。因而，马达控制部51也可以说成使与目标旋转角θTr和旋转角θ的偏差相应的有效电压向马达37施加。

接着，参照图9，对本实施方式的作用及效果进行说明。当目标旋转角θTr被变更，在马达37的旋转角θ与目标旋转角θTr之间产生背离时，马达37的驱动开始。即，通过以目标旋转角θTr与旋转角θ的偏差为输入的反馈控制来算出算出占空比DTC，基于该算出占空比DTC来决定电压信号的占空比DT。然后，基于决定的占空比DT和马达37的电源电压的有效电压向马达37施加。于是，通过马达37的驱动而阀芯35旋转，目标旋转角θTr与旋转角θ的背离被缩小。

在这样通过马达37的驱动而阀芯35旋转时，有时异物会与冷却液一起向控制阀26的壳体31内流入。此时，若控制阀26将异物咬入，则阀芯35的旋转有时会被限制。

在图9中图示了在通过马达37的驱动而阀芯35正在旋转的定时t1下因控制阀26的异物的咬入而阀芯35的旋转被限制的示例。若阀芯35的旋转这样被限制，则如图9所示，马达37的角速度ω快速下降。在该情况下，若在定时t2下由角加速度导出部53导出的角加速度Dω为判定角加速度DωTh以下，在定时t2下由角速度导出部52导出的角速度ω为第2基准角速度ωTh2以下，而且，在上次的控制循环即定时t1下由角速度导出部52导出的角速度ω为第1基准角速度ωTh1以上，则作出阀芯35的转速发生了快速下降这一判定。于是，进行快速下降时应力STRstp的算出。

在此，即使在因控制阀26的异物的咬入而阀芯35的旋转被限制的情况下，在限制前的角速度ω不那么大时，因控制阀26的异物的咬入而向齿轮39输入的冲击也小。另外，即使在因控制阀26的异物的咬入而阀芯35的旋转被限制的情况下，在限制前后的角速度ω的变化量少时，因控制阀26的异物的咬入而向齿轮39输入的冲击小。在这样冲击小的情况下，在齿轮39中几乎不会留下伤害。

在本实施方式中，在角加速度Dω为判定角加速度DωTh以下、角速度ω的上次值ω(N-1)为第1基准角速度ωTh1以上及角速度ω的最新值ω(N)为第2基准角速度ωTh2以下中的至少1个不成立时，不作出阀芯35的转速发生了快速下降这一判定。即，在至少1个不成立时，不进行快速下降时应力STRstp的算出。由此，即使在阀芯35的转速发生了下降的情况下，也能够避免在设想为向齿轮39输入的冲击小且在齿轮39中不蓄积应力时算出快速下降时应力STRstp。

在图9所示的例中，由于在定时t2下作出阀芯35的转速发生了快速下降这一判定，所以算出快速下降时应力STRstp。在快速下降时应力STRstp的算出中，使用由马达转矩算出部57算出的马达转矩TQMT和由碰撞系数导出部58导出的碰撞系数F2。

马达转矩TQMT与由基础转矩导出部55导出的基础转矩TQB和由修正系数导出部56导出的修正系数F1之积相等。基础转矩TQB是基于向马达37输入的电压信号的占空比DT和出口液温Twt而导出的值。占空比DT是向马达37施加的有效电压的相关值，并且出口液温Twt是配置于从马达37到阀芯35为止的转矩传递路径的齿轮39的硬度的相关值。因而，通过基于占空比DT和出口液温Twt来导出基础转矩TQB，能够使基础转矩TQB成为与此时的有效电压及齿轮39的硬度相应的值。

修正系数F1基于电压信号的占空比DT和角速度钝化值ωS而导出。占空比DT是向马达37施加的有效电压的相关值。另外，如上所述，角速度钝化值ωS是反映了定时t2以前的角速度ω即因控制阀26的异物的咬入而阀芯35的旋转被限制前的角速度ω的值。因而，通过基于占空比DT和角速度钝化值ωS来导出修正系数F1，能够使修正系数F1成为与此时的有效电压及因控制阀26的异物的咬入而阀芯35的旋转被限制前的角速度ω相应的值。

并且，通过基于这样的基础转矩TQB和修正系数F1来算出马达转矩TQMT，即使在因控制阀26的异物的咬入而阀芯35的旋转被限制的情况下，也能够高精度地算出马达转矩TQMT。

碰撞系数F2基于角速度钝化值ωS而导出。如上所述，角速度钝化值ωS是反映了定时t2以前的角速度ω即因控制阀26的异物的咬入而阀芯35的旋转被限制前的角速度ω的值。因而，能够使碰撞系数F2成为因控制阀26的异物的咬入而阀芯35的旋转被限制前的角速度ω相应的值。

马达转矩TQMT越大则因由控制阀26的异物的咬入引起的冲击的输入而齿轮39承受的应力容易越大。另外，阀芯35的转速即将快速下降之前的角速度ω越大则该应力容易越大。在本实施方式中，作为如上述这样导出的马达转矩TQMT与碰撞系数F2之积，快速下降时应力STRstp由快速下降时应力算出部59算出。因而，马达转矩TQMT越大则能够使快速下降时应力STRstp越大，并且阀芯35的转速即将快速下降之前的角速度ω越大则能够使快速下降时应力STRstp越大。因此，即使在因制阀26的异物的咬入而阀芯35的旋转被限制的情况下，也能够算出齿轮39承受的应力即快速下降时应力STRstp。

此外，在控制阀26咬入了异物的情况下，如图9所示，齿轮39承受的应力在经过定时t1一段时间后急剧变大。并且，该应力在定时t2下达到峰值，在定时t2以后变小。由快速下降时应力算出部59算出的快速下降时应力STRstp成为齿轮39承受的应力的峰值或与峰值相关的值。

并且，当算出快速下降时应力STRstp时，由耐久性推定部60推定控制阀26的耐久性。即，由快速下降时应力算出部59算出的快速下降时应力的累计值ΣSTRstp越大，则能够推定为蓄积于齿轮39的伤害越大。并且，该伤害越大，则控制阀26的耐久性越低。在本实施方式中，基于快速下降时应力的累计值ΣSTRstp来算出指标X。推定为控制阀26的耐久性越低的情况，则指标X成为越大的值。

当这样算出指标X时，基于指标X来算出占空比的上限DTul及下限DTll。指标X越大且控制阀26的耐久性越低，则上限DTul的绝对值及下限DTll的绝对值越小。然后，向马达37输入的电压信号的占空比DT以成为上限DTul与下限DTll之间的值的方式被决定。因而，控制阀26的耐久性越低，则在使阀芯35旋转时，阀芯35的转速越难以变大。向马达37施加的有效电压越低且阀芯35的转速越小，则向传递机构38施加的负荷越难以变大。

此外，若在循环回路21内异物与冷却液一起流动，则控制阀26的异物的咬入有可能反复进行很多次。若异物的咬入反复进行，则控制阀26的耐久性逐渐下降。在本实施方式中，在控制阀26的耐久性低的情况下，与耐久性还未变低的情况相比，阀芯35的转速不会变大。因而，能够减小在控制阀26的异物的咬入再次发生时齿轮39承受的应力。

因此，通过根据控制阀26的耐久性使阀芯35的转速的上限可变，能够延长控制阀26的产品寿命。此外，在本实施方式中，能够进一步得到以下所示的效果。

在因控制阀26咬入了异物而输入到齿轮39的冲击小的情况下，能够推测为在齿轮39中几乎不会留下伤害。因而，在作为马达转矩TQMT与修正系数F1之积算出的快速下降时应力STRstp小于判定值STRTh的情况下，能够将快速下降时应力STRstp设为“0”。由此，能够防止在向齿轮39输入了在齿轮39中几乎不会留下伤害的冲击时指标X被更新。其结果，能够避免控制阀26的耐久性被过低地估计。

上述实施方式能够如以下这样变更而实施。上述实施方式及以下的变更例能够在技术上不矛盾的范围内互相组合而实施。

·在上述实施方式中，以快速下降时应力的累计值ΣSTRstp越大则指标X成为越大的值的方式算出该指标X，但也可以使用累计值ΣSTRstp以外的其他参数来算出指标X。快速下降时应力STRstp成为了判定值STRTh以上的次数越多，则能够推测为控制阀26的耐久性越下降，因此，例如，也可以以快速下降时应力STRstp成为了判定值STRTh以上的次数越多则指标X越大的值的方式算出该指标X。

·在作为马达转矩TQMT与碰撞系数F2之积算出的快速下降时应力STRstp小于判定值STRTh时，也可以不将快速下降时应力STRstp设为“0”。

·在电压信号的占空比DT的决定时，也可以将上述的算出占空比DTC和与指标X相应的占空比修正系数之积设为占空比DT。在该情况下，优选的是，指标X越大且控制阀26的耐久性越低的情况，则使占空比修正系数越小。由此，控制阀26的耐久性越低的情况，则向马达37输入的电压信号的占空比DT越难以变大，即，向马达37施加的有效电压越难以变高。其结果，能够延长控制阀26的产品寿命。

·在角加速度Dω为判定角加速度DωTh以下的情况下，也可以无论角速度的上次值ω(N-1)是否为第1基准角速度ωTh1以上，都作出阀芯35的转速发生了快速下降这一判定。

·在角加速度Dω为判定角加速度DωTh以下的情况下，也可以无论角速度的最新值ω(N)是否为第2基准角速度ωTh2以下，都作出阀芯35的转速发生了快速下降这一判定。

·在上述实施方式中，在基础转矩TQB的导出时，采用了出口液温Twt作为控制阀26的构成构件的温度的相关值。但是，在设置有检测控制阀26的构成构件的温度的传感器的情况下，也可以取代出口液温Twt而使用由传感器检测到的构成构件的温度来导出基础转矩TQB。

·若由控制阀26的构成构件的温度变化引起的基础转矩TQB的变化对快速下降时应力STRstp的算出不太有影响，则在基础转矩TQB的导出时也可以不使用构成构件的温度、构成构件的温度的相关值。

·在上述实施方式中，在修正系数F1的导出时，使用角速度钝化值ωS。但是，在由电子控制单元50存储有作出阀芯35的转速发生了快速下降这一判定之前的角速度ω的情况下，也可以取代角速度钝化值ωS而使用作出该判定之前的角速度ω来导出修正系数F1。

·也可以将对基础转矩TQB与修正系数F1之积乘以预定的增益而得到的值设为马达转矩TQMT。即使在该情况下，也能够达成基础转矩TQB与修正系数F1之积越大则使马达转矩TQMT成为越大的值。

·控制阀只要构成为能够通过壳体内的阀芯的位移来变更循环回路21中的冷却液的流动即可，也可以是与上述的控制阀26不同的结构的阀。例如，控制阀也可以是能够通过在壳体内使阀芯滑动移动来变更循环回路21中的冷却液的流动的结构的阀。

Claims (9)

1.一种内燃机的冷却装置，其特征在于，包括：

控制阀，设置于在内燃机内流动的冷却液的循环回路，该控制阀具备壳体、在所述壳体内位移的阀芯、马达以及具有互相啮合的多个齿轮且构成为将所述马达的输出向所述阀芯传递的传递机构，并且构成为通过利用所述马达的驱动使所述阀芯位移来控制所述循环回路中的冷却液的流动；以及

电子控制单元，

所述电子控制单元构成为：

控制所述马达的驱动，

导出所述马达的角速度，

导出所述马达的角速度的变化量即角加速度，

在利用所述马达的驱动调整所述阀芯的位置时的所述角加速度为判定角加速度以下时，判定为所述阀芯的位移速度发生了快速下降，

基于向所述马达施加的有效电压，算出由所述马达产生的转矩即马达转矩，

以将所述角速度平滑化而得到的值即角速度钝化值越大则碰撞系数越大的方式导出该碰撞系数，并且，

在所述电子控制单元判定为所述阀芯的位移速度发生了快速下降时，将因所述阀芯的位移速度的快速下降而所述齿轮承受的应力即快速下降时应力以所述马达转矩与所述碰撞系数之积越大则该快速下降时应力越大的方式算出。

2.根据权利要求1所述的内燃机的冷却装置，其特征在于，

所述电子控制单元构成为：

以所述有效电压越高则基础转矩越大的方式导出该基础转矩；

以所述有效电压越高则修正系数越大且所述角速度钝化值越小则该修正系数越大的方式导出该修正系数；并且，

以所述基础转矩与所述修正系数之积越大则所述马达转矩越大的方式算出该马达转矩。

3.根据权利要求2所述的内燃机的冷却装置，其特征在于，

所述电子控制单元构成为，基于所述有效电压和所述控制阀的构成构件的温度或该构成构件的温度的相关值，导出所述基础转矩。

4.根据权利要求1所述的内燃机的冷却装置，其特征在于，

所述电子控制单元构成为：

针对每个控制循环导出所述角速度；

在利用所述马达的驱动调整所述阀芯的位置时的所述角加速度为判定角加速度以下且所述角速度的上次值为基准角速度以上时，判定为所述阀芯的位移速度发生了快速下降。

5.根据权利要求2所述的内燃机的冷却装置，其特征在于，

所述电子控制单元构成为：

针对每个控制循环导出所述角速度；

在利用所述马达的驱动调整所述阀芯的位置时的所述角加速度为判定角加速度以下且所述角速度的上次值为基准角速度以上时，判定为所述阀芯的位移速度发生了快速下降。

6.根据权利要求3所述的内燃机的冷却装置，其特征在于，

所述电子控制单元构成为：

针对每个控制循环导出所述角速度；

在利用所述马达的驱动调整所述阀芯的位置时的所述角加速度为判定角加速度以下且所述角速度的上次值为基准角速度以上时，判定为所述阀芯的位移速度发生了快速下降。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的内燃机的冷却装置，其特征在于，

所述电子控制单元构成为：

算出所述控制阀的耐久性的指标；

基于所述指标推定的所述控制阀的耐久性越低，则使所述有效电压越低；并且，

对所述快速下降时应力进行累计，以该累计值越大则得到表示所述控制阀的耐久性越低的值的方式算出所述指标。

8.根据权利要求7所述的内燃机的冷却装置，其特征在于，

所述电子控制单元构成为，在算出的所述快速下降时应力小于判定值时，将该快速下降时应力设为“0”。

9.根据权利要求7所述的内燃机的冷却装置，其特征在于，

所述电子控制单元构成为，以所述快速下降时应力成为了判定值以上的次数越多则得到表示所述控制阀的耐久性越低的值的方式算出所述指标。

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