CN111512078A - 阀装置的控制装置 - Google Patents

Abstract

对流体控制阀(3)的驱动进行控制的控制部(1)具备指令占空比运算部(31)、应力运算部(32)及实际占空比运算部(35)。指令占空比运算部(31)基于能够检测流体控制阀(3)的阀部件的实际旋转角度的旋转角传感器(152)检测的实际旋转角度、及阀部件的目标旋转角度，计算表示马达(153)的开启时间或关闭时间的比率的指令占空比(Rcd1)。应力运算部(32)基于实际旋转角度及被输入到马达(153)的实际占空比(Rpd)，计算阀部件的阀部件负载转矩(Tqv1)。实际占空比运算部(35)基于指令占空比运算部(31)计算的指令占空比(Rcd1)及应力运算部(32)计算的阀部件负载转矩(Tqv1)，计算新的实际占空比(Rpd1)。

Description

阀装置的控制装置

关联申请的相互参照

本申请基于2017年12月22日提出的日本专利申请号第2017-246016号，在此援用其记载内容。

技术领域

本公开涉及阀装置的控制装置。

背景技术

以往，已知关于能够对流体的流通进行控制的阀装置，对该阀装置的阀部件的旋转进行控制的阀装置的控制装置。例如，专利文献1中记载有阀装置的控制装置，具备：阀装置，具有对阀部件的旋转角进行检测的检测部；和控制部，具有占空比计算部及判定部，上述占空比计算部基于从检测部得到的旋转角的检测值与旋转角的指令值之差，计算表示对电动马达的电压施加的开启关闭的期间比率的占空比，并且将占空比限制在规定的上限值以下，上述判定部判定占空比是否在上限值持续了规定期间。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-78341号公报

发明内容

专利文献1所记载的阀装置的控制装置中，在实际使用该控制装置之前对占空比设定规定的上限值。然而，难以预测实际使用时的向收容阀部件的阀壳体与阀部件之间的异物的咬入、流体的冻结等非常规的事象的发生次数。因此，由于无法在实际使用之前将规定的上限值的大小设定为最优值，所以例如，如果考虑非常规的事象而将上限值设定得偏低，则有可能不能充分发挥阀部件的性能。

本公开的目的是提供能够在防止故障的同时维持良好的响应性的阀装置的控制装置。

本公开是对阀装置的驱动进行控制的阀装置的控制装置，上述阀装置具备：阀壳体，具有内部空间，具有将内部空间与外部连通的多个壳体侧开口；阀部件，能够旋转地收容于阀壳体，能够将多个壳体侧开口与内部空间连通或截断；驱动部，通过从外部供给的电力，输出能够使阀部件旋转的驱动力；以及旋转角检测部，能够检测阀部件的实际旋转角度，上述阀装置的控制装置具备指令占空比运算部、应力运算部、以及实际占空比运算部。

指令占空比运算部基于旋转角检测部检测的实际旋转角度、以及阀部件的目标旋转角度，计算表示驱动部的开启时间或关闭时间的比率的指令占空比(Rcd)。

应力运算部基于实际旋转角度以及输入到驱动部的实际占空比(Rpd)，计算阀部件的应力(Tqv)。实际占空比运算部基于指令占空比运算部计算的指令占空比以及应力运算部计算的应力，计算新的实际占空比。

本公开的阀装置的控制装置具备计算阀部件的应力的应力运算部以及计算向驱动部输出的实际占空比的实际占空比运算部。应力运算部基于实际旋转角度以及输入到驱动部的实际占空比，计算阀部件的应力。阀装置中，通常根据被输入到驱动部的实际占空比来决定实际旋转角度。但是，如果发生异物的咬入(啮入)或流体的冻结等那样的导致阀部件旋转不良的事象，则输入到驱动部的实际占空比与实际旋转角度变得不对应。因此，应力运算部中，根据输入到驱动部的实际占空比与实际旋转角度的关系，计算例如作用于阀部件以妨碍阀部件的旋转的负载转矩等的阀部件的应力。实际占空比运算部基于占空比运算部计算的指令占空比、以及应力运算部计算的应力，计算向驱动部新输入的实际占空比。驱动部基于该实际占空比对阀部件进行驱动。

由此，本公开的阀装置的控制装置基于根据实际使用时的阀装置的应力的大小而适时计算出的实际占空比来对阀部件进行驱动，因此能够防止阀装置故障那样的过度的应力作用下的驱动。因此，能够可靠地防止阀装置的故障。

此外，以往以防止阀装置的故障为优先的情况下，通过从实际使用前开始将实际占空比的上限值设定得比较低，也能够防止阀装置的故障。然而，如果将实际占空比的上限值设定得比较低，则阀装置的响应性下降。本公开的阀装置的控制装置中，实际占空比运算部通过在指令占空比运算部计算的指令占空比的基础上还考虑应力运算部计算的应力来计算阀装置不发生故障的程度的新的实际占空比，驱动阀部件。由此，阀装置能够维持良好的响应性。

像这样，本公开的阀装置的控制装置在应力运算部中计算阀装置的应力的大小，基于该计算结果来设定实际占空比，由此能够防止阀装置的故障并且维持良好的响应性。

附图说明

关于本公开的上述目的及其他目的、特征及优点，参照所附的附图并通过下面的详细叙述会变得更加明确。该附图为，

图1是应用一实施方式的阀装置的控制装置的阀装置的剖视图，

图2是图1的II－II线剖视图，

图3是应用一实施方式的阀装置的控制装置的冷却系统的示意图，

图4是一实施方式的阀装置的控制装置的框图，

图5是一实施方式的阀装置的控制装置所具备的应力运算部的框图，

图6是一实施方式的阀装置的控制装置所具备的马达的特性图，

图7是一实施方式的阀装置的控制装置所具备的寿命运算部的框图，

图8是一实施方式的阀装置的控制装置所具备的上限值运算部的框图。

具体实施方式

(一实施方式)

以下，基于附图对实施方式进行说明。一实施方式的作为“流体控制系统”的流体控制系统5具备作为“阀装置的控制装置”的控制部1、以及作为“阀装置”的流体控制阀3。流体控制系统5应用于冷却引擎91的冷却系统90。

首先，基于图3对应用流体控制系统5的冷却系统90进行说明。流体控制系统5设置于引擎91所具有的缸盖911。流经引擎91所具有的缸体912以及缸盖911内的冷却水流入流体控制阀3。流入流体控制阀3的冷却水被供给至散热器92、油冷却器93、以及空调用热交换器94。被供给至散热器92、油冷却器93以及空调用热交换器94的冷却水向水泵95返回并被加压之后，再次利用于引擎91的冷却。

如图4所示，流体控制系统5具备控制部1、流体控制阀3、引擎转速传感器51、水温传感器52、电压计53等。

控制部1与流体控制阀3及车辆的各种传感器电连接。控制部1基于引擎转速传感器51、水温传感器52、电压计53等输出的表示车辆的状态的信号，对流体控制阀3的驱动进行控制。关于控制部1的结构以及作用的详细内容，在后面叙述。

如图1、图2所示，流体控制阀3具备作为“阀壳体”的第一壳体10、轴承14、作为“阀壳体”的第二壳体15、作为“阀壳体”的散热器配管16、作为“阀壳体”的油冷却器用配管17、作为“阀壳体”的空调用配管18、阀部件20、以及轴25。

第一壳体10是形成为大致有底筒状的由树脂构成的部件。第一壳体10具有作为能够收容阀部件20的大致柱状的“内部空间”的阀部件收容空间100。第一壳体10具有作为“壳体侧开口”的插入孔101。插入孔101与阀部件收容空间100连通，成为冷却水从引擎91流入阀部件收容空间100时的流入口。此外，第一壳体10在阀部件收容空间100的径外方向具有三个插入孔11、12、13。插入孔11中能够插入散热器配管16。插入孔12中能够插入油冷却器用配管17。插入孔13中能够插入空调用配管18。

壳体底部104在大致中央具有贯通孔105。贯通孔105中插通有轴25的另一方的端部252。在贯通孔105的内壁设有轴承部106。轴承部106将轴25的另一方的端部252能够旋转地支承。

轴承14设置于插入孔101。轴承14具有将轴25的一方的端部251能够旋转地支承的轴承部140。

第二壳体15设置于第一壳体10的与形成插入孔101的一侧相反的一侧。第二壳体15具有连接器151。此外，第二壳体15与第一壳体10之间形成能够收容作为“旋转角检测部”的旋转角传感器152、以及将轴25与作为“驱动部”的马达153(参照图4)连结的多个齿轮的收容室150。

连接器151具有与旋转角传感器152及马达153电连接的端子154。端子154与控制部1电连接。连接器151将旋转角传感器152输出的信号向控制部1输出，并且能够从外部接受向马达153供给的电力。

旋转角传感器152设置于轴25的另一方的端部252的附近。旋转角传感器152能够输出对应于作为能够与阀部件20一体地旋转的轴25的“实际旋转角度”的旋转角度的信号。

马达153是所谓的直流马达，设置为能够基于控制部1输出的实际占空比Rpd输出驱动转矩。马达153输出的驱动转矩经由收容在收容室150中的齿轮传递至轴25。

轴25由金属形成为大致棒状，具有一方的端部251以及另一方的端部252。一方的端部251插入到轴承14，能够旋转地被支承于轴承部140。另一方的端部252插入到壳体底部104，能够旋转地被支承于轴承部106。

散热器配管16具有：形成为大致筒状以具有散热器用通路160且固定于第一壳体10的开口部111的散热器用管161、作为“阀壳体的内壁”的片材162、套筒163以及弹簧164。片材162与散热器用管161分体地设置，例如是由PTFE形成的大致环状的部件。片材162具有壳体侧开口1601。片材162能够滑动地设置于阀部件20的外壁。

套筒163是设置于散热器用管161与片材162之间的大致筒状的部件。套筒163的散热器用管161侧的端部插入到散热器用通路160。套筒163支承片材162。

弹簧164向散热器用管161与片材162分离的方向对片材162施力。由此，片材162在阀部件20的外壁滑动，阀部件20内以及套筒163内与插入孔11的液密得以维持。

油冷却器用配管17具有：形成为大致筒状以具有油冷却器用通路170且固定于第一壳体10的开口部121的油冷却器用管171、作为“阀壳体的内壁”的片材172、套筒173以及弹簧174。片材172与油冷却器用管171分体地设置，例如是由PTFE形成的大致环状的部件。片材172具有壳体侧开口1701。片材172能够滑动地设置于阀部件20的外壁。

套筒173是设置于油冷却器用管171与片材172之间的大致筒状的部件。套筒173的油冷却器用管171侧的端部插入到油冷却器用通路170。套筒173支承片材172。

弹簧174向油冷却器用管171与片材172分离的方向对片材172施力。由此，片材172在阀部件20的外壁滑动，阀部件20内以及套筒173内与插入孔12的液密得以维持。

空调用配管18具有：形成为大致筒状以具有空调用通路180且固定于第一壳体10的开口部131的空调用管181、作为“阀壳体的内壁”的片材182、套筒183以及弹簧184。片材182与空调用管181分体地设置，例如是由PTFE形成的大致环状的部件。片材182具有壳体侧开口1801。片材182能够滑动地设置于阀部件20的外壁。

套筒183是设置于空调用管181与片材182之间的大致筒状的部件。套筒183的空调用管181侧的端部插入到空调用通路180。套筒183支承片材182。

弹簧184向空调用管181与片材182分离的方向对片材182施力。由此，片材182在阀部件20的外壁滑动，阀部件20内以及套筒183内与插入孔13的液密得以维持。

阀部件20由树脂形成为大致有底筒状，收容在阀部件收容空间100中。轴25的旋转轴RA25位于阀部件20的中心轴上。阀部件20具有阀部件底部21以及筒部22。阀部件20在内部具有由阀部件底部21和筒部22形成的空间200。

阀部件底部21设置于阀部件收容空间100的与壳体底部104对置的位置。在大致中心具有能够插通轴25的贯通孔211。如果轴25插通到贯通孔211中，则阀部件20和轴25不能相对移动，而能够一体地旋转。

筒部22形成为从阀部件底部21向与壳体底部104相反的方向延伸。筒部22具有将空间200与筒部22的外侧连通的阀部件侧开口221、222、223、224。阀部件侧开口221、222形成于筒部22的阀部件底部21侧。阀部件侧开口221、222形成为，能够对应于阀部件20的旋转角度而与散热器用通路160连通。阀部件侧开口223形成为，能够对应于阀部件20的旋转角度而与油冷却器用通路170连通。阀部件侧开口224形成为，能够匹配于阀部件20的旋转而与空调用通路180连通。

引擎转速传感器51检测引擎91的转速，将与该转速相应的转速信号Nr向电连接的控制部1输出(参照图4)。水温传感器52检测引擎91的冷却水的温度，将与该水温相应的水温信号Tw向电连接的控制部1输出(参照图4)。电压计53检测未图示的电池的电压，将与该电压相应的电压信号Ev向电连接的控制部1输出(参照图4)。

接着，基于图4～8对控制部1的结构以及各部的计算处理的内容进行说明。

控制部1包括微机等。微机是具有作为运算单元的CPU、作为存储单元的ROM以及RAM等的小型计算机。微机按照保存在ROM中的各种程序，由CPU执行各种处理。控制部1中的处理既可以是通过由CPU执行预先存储在ROM等的实体的存储器装置中的程序而实现的软件处理，也可以是通过专用的电子电路实现的硬件处理。如图4所示，控制部1具有指令占空比运算部31、应力运算部32、寿命运算部33、上限值运算部34、实际占空比运算部35以及警报部36。

指令占空比运算部31与引擎转速传感器51、水温传感器52、电压计53以及旋转角传感器152电连接。指令占空比运算部31中被输入引擎转速传感器51输出的与引擎91的转速相应的转速信号Nr、水温传感器52输出的与水温相应的水温信号Tw、电压计53输出的与电池的电压相应的电压信号Ev、以及旋转角传感器152输出的与阀部件20的实际旋转角度相应的旋转角信号Ar。此外，指令占空比运算部31中被输入搭载引擎91的车辆的未图示的ECU输出的与阀部件20的目标旋转角度相应的信号Aar。指令占空比运算部31基于转速信号Nr、水温信号Tw、电压信号Ev、旋转角信号Ar、以及与目标旋转角度相应的信号Aar，计算表示马达153的开启时间或关闭时间的比率的占空比。指令占空比运算部31将与作为计算出的占空比(以下称为“指令占空比”)Rcd的指令占空比Rcd1相应的指令占空比信号SRcd1向实际占空比运算部35输出。

应力运算部32与水温传感器52、电压计53、旋转角传感器152以及实际占空比运算部35的输出端Op35电连接。基于图5、图6对应力运算部32中的计算处理的内容进行说明。图5是说明应力运算部32中的阀部件负载转矩Tqv的计算方法的框图。图6是表示马达153中的马达负载转矩Tqm与转速Rn的关系的特性图。

应力运算部32基于旋转角传感器152输出的旋转角信号Ar，计算当前的阀部件20的位置Pvp。此外，应力运算部32中存储有比当前靠前的时刻的阀部件20的位置Pvf。因此，如图5所示，应力运算部32根据当前的阀部件20的位置Pvp与比当前靠前的时刻的阀部件20的位置Pvf的差分，计算阀部件20的旋转速度Sv。应力运算部32基于计算出的阀部件20的旋转速度Sv，考虑将轴25与马达153连结的多个齿轮的齿轮比Rg来计算马达153的旋转速度Sm。

此外，应力运算部32中被输入水温传感器52所输出的水温信号Tw、电压计53所输出的电压信号Ev、以及从实际占空比运算部35的输出端Op35输入的与实际占空比Rpd相应的信号(以下，称为“实际占空比信号”)SRpd。根据电压信号Ev和实际占空比信号SRpd，能够计算输入到马达153的实际电压Ea。

应力运算部32中，基于计算出的马达153的旋转速度Sm、水温信号Tw以及实际电压Ea，使用马达特性图map1计算任意时刻的马达153的马达负载转矩Tqm1。关于该计算方法，基于图6进行说明。

图6所示的特性图中，横轴表示马达负载转矩Tqm，纵轴表示转速Rn。马达负载转矩Tqm与转速Rn的关系根据能够根据水温信号Tw计算的引擎91的冷却水的温度或实际电压Ea而变化。因此，图6中，作为某水温以及某实际电压下的马达负载转矩Tqm与转速Rn的关系的一例，表示了实线L1。应力运算部32中，事先被输入与包括图6的实线L1在内的、使用流体控制阀3的状况下设想的水温以及实际电压下的马达负载转矩Tqm与转速Rn的关系有关的数据。

应力运算部32根据被输入的水温信号Tw、电压信号Ev、以及与实际占空比Rpd的大小相应的信号，在图6的特性图上的马达负载转矩Tqm与转速Rn的关系中决定一个。例如，在此，应力运算部32决定为实线L1。接着，将基于马达153的旋转速度Sm计算的转速Rn描绘在纵轴上。例如，在此设为转速Rn1。应力运算部32计算在图6所示特性图上与转速Rn1对应的马达负载转矩Tqm1(图6的虚线L11、L12)。

回到图5，应力运算部32中，基于计算出的马达负载转矩Tqm1，考虑将轴25与马达153连结的多个齿轮的齿轮比Rg来计算阀部件20的阀部件负载转矩Tqv1。应力运算部32将与阀部件负载转矩Tqv1的大小相应的信号STqv1向寿命运算部33输出。

本实施方式的应力运算部32在实际占空比Rpd刚从前一时刻的实际占空比Rpd变化之后，例如阀部件20的旋转稳定为止的一定时间的期间停止马达负载转矩Tqm的计算。

寿命运算部33中，基于应力运算部32输出的阀部件负载转矩Tqv1，计算流体控制阀3的寿命。关于该计算方法的详细，基于图7进行说明。

寿命运算部33事先具有表示作为“阀部件的应力”“阀部件的滑动阻力”的阀部件负载转矩Tqv与累积系数Ca的关系的疲劳特性图map2。在此，累积系数Ca是如图7的疲劳特性图map2所示随着阀部件负载转矩Tqv变大而变大的值，用数值表示了阀部件20中累积的损害的大小。本实施方式中设定为，阀部件负载转矩Tqv越大，则累积系数Ca增加的程度越大。此外，本实施方式中，对于阀部件负载转矩Tqv设定了作为“应力的下限值”的下限值LTqv。在向寿命运算部33输入的阀部件负载转矩Tqv小于下限值LTqv的情况下，累积系数Ca看作0。寿命运算部33中，基于疲劳特性图map2，计算与阀部件负载转矩Tqv1对应的累积系数Ca1。

寿命运算部33中，将计算出的累积系数Ca1和前一时刻为止累计的总计累积系数(ΣCa－Ca1)相加，计算当前时刻的作为“累积系数的合计”的总计累积系数ΣCa1。

此外，寿命运算部33事先具有表示总计累积系数ΣCa与故障率Rf的关系的强度设计图map3。在此，故障率Rf是如图7的强度设计图map3所示随着总计累积系数ΣCa变大而变大的值，表示当前时刻的流体控制阀3的故障率、即故障的程度。本实施方式中设定为，总计累积系数ΣCa越大，则故障率Rf增加的程度越大。寿命运算部33中，基于强度设计图map3，计算与总计累积系数ΣCa1对应的故障率Rf1。寿命运算部33将与故障率Rf1的大小相应的信号SRf1向上限值运算部34输出。

上限值运算部34基于寿命运算部33计算的流体控制阀3的故障率Rf、以及作为流体控制阀3的“使用履历”的使用时间Tu，计算上限占空比Ruld。关于该计算方法的详细，基于图8进行说明。

上限值运算部34事先具有表示故障率Rf与估计故障率Ref的关系的疲劳特性图map4。在此，估计故障率Ref是如图8的疲劳特性图map4所示随着故障率Rf变大而变大的值，是基于故障率Rf对搭载流体控制阀3的车辆行驶终生量时的故障率进行估计而得到的值。

估计故障率Ref相对于故障率Rf的变化率根据流体控制阀3的使用时间的长度而不同。具体而言，流体控制阀3的使用时间比较长时的估计故障率Ref的变化率比流体控制阀3的使用时间比较短时的估计故障率Ref的变化率大。疲劳特性图map4中用实线L2表示流体控制阀3的使用时间比较长时的故障率Rf与估计故障率Ref的关系，用虚线L3表示流体控制阀3的使用时间比较短时的故障率Rf与估计故障率Ref的关系。上限值运算部34中，基于流体控制阀3的使用时间设定疲劳特性图map4。上限值运算部34中，基于该设定的疲劳特性图map4，计算与故障率Rf1对应的估计故障率Ref1。

此外，上限值运算部34事先具有表示估计故障率Ref与上限占空比Ruld的关系的上限占空比图map5。如果估计故障率Ref大，则因阀部件20的驱动而成为流体控制阀3不能使用的状态的可能性高，所以需要使占空比变小。因此，图8的上限占空比图map5被设定为，如果估计故障率Ref变大，则上限占空比Ruld变小。上限值运算部34中，基于上限占空比图map5，计算与估计故障率Ref1对应的上限占空比Ruld1。上限值运算部34将与上限占空比Ruld1的大小相应的信号SRuld1向实际占空比运算部35输出。

实际占空比运算部35基于指令占空比运算部31输出的指令占空比Rcd1和上限值运算部34输出的上限占空比Ruld1，计算作为“新的实际占空比”的实际占空比Rpd1。例如，在指令占空比Rcd1的大小比上限占空比Ruld1的大小小的情况下，实际占空比Rpd1成为指令占空比Rcd1。另一方面，在指令占空比Rcd1的大小比上限占空比Ruld1的大小大的情况下，实际占空比Rpd1成为上限占空比Ruld1。、

实际占空比运算部35将通过指令占空比Rcd1与上限占空比Ruld1的比较而决定的实际占空比Rpd1向马达153输出。马达153基于从外部供给的电力和实际占空比Rpd1，驱动阀部件20。

警报部36与寿命运算部33电连接。警报部36中被设定了总计累积系数ΣCa的上限值LΣCa(参照图7的map3)。如果寿命运算部33计算的总计累积系数ΣCa的值成为上限值LΣCa以上，则警报部36向外部输出警报。

一实施方式的控制部1具备应力运算部32以及实际占空比运算部35。应力运算部32基于轴25的旋转角度及被输出到马达153的实际占空比Rpd等，计算阀部件负载转矩Tqv作为流体控制阀3的应力。流体控制阀3中，轴25的旋转角度通常根据被输出到马达153的实际占空比Rpd来决定。但是，如果流体控制阀3中发生阀部件20的旋转不良的事象，则被输出到马达153的实际占空比Rpd与阀部件20的实际旋转角度变得不对应。因此，应力运算部32中，根据被输出到马达153的实际占空比Rdp与轴25的旋转角度的关系，计算作为阀部件20的应力的阀部件负载转矩Tqv。

实际占空比运算部35基于指令占空比运算部31计算的指令占空比Rcd、以及应力运算部32计算的阀部件负载转矩Tqv，计算向马达153输出的实际占空比Rpd。马达153基于该实际占空比Rpd驱动阀部件20。由此，本实施方式中，能够基于根据实际使用时的流体控制阀3的应力的大小适时计算的实际占空比Rpd来驱动阀部件20。例如，在流体控制阀3的实际使用时发生了异物向第一壳体10与阀部件20之间的啮入、流体中使用了水的情况下的该水的冻结等的情况下，妨碍阀部件20的旋转的力起到作用，所以阀部件负载转矩Tqv变化。控制部1中，基于与流体控制阀3的状态对应的阀部件负载转矩Tqv的变化来计算实际占空比Rpd，因此能够防止流体控制阀3变得不能使用那样的产生过度的应力的阀部件20的驱动。因此，一实施方式能够可靠地防止流体控制阀3的故障。

此外，以往在以可靠地防止流体控制阀的故障为优先的情况下，能够将上市前的对控制部设定的实际占空比的上限值设定得比较低。然而，如果将实际占空比的上限值设定得比较低，则流体控制阀的响应性降低，所以不能充分发挥流体控制阀的特性。因此，例如，如一实施方式那样通过流体控制阀来控制引擎的冷却水的流动的情况下，为了在引擎启动时有效地进行预热，优选的是到冷却系统的耐压附近为止闭阀以使冷却水的流动停止。但是，如果响应性差则需要尽快开阀，不能有效地进行引擎的预热。

一实施方式的控制部1中，由于根据阀部件负载转矩Tqv的大小来计算上限占空比Ruld，所以在阀部件负载转矩Tqv比较小时能够将上限占空比Ruld设定得比较大。由此，流体控制阀3能够在比较长的期间中维持良好的响应性。

像这样，一实施方式的控制部1通过应力运算部32计算流体控制阀3的应力的大小，并基于该计算结果设定实际占空比Rpd，由此能够在防止流体控制阀3的故障的同时维持良好的响应性。

此外，一实施方式的控制部1具备寿命运算部33。寿命运算部33基于应力运算部32计算的阀部件负载转矩Tqv以及疲劳特性图map2，计算累积系数Ca。寿命运算部33中，计算将计算出的累积系数Ca累计而得到的总计累积系数ΣCa，并根据该总计累积系数ΣCa计算作为流体控制阀3的当前时刻的故障率的故障率Rf。由此，控制部1能够根据累积到流体控制阀3的应力的合计来进行流体控制阀3的寿命预测。因此，控制部1能够可靠地防止流体控制阀3的故障。

此外，一实施方式的控制部1具备上限值运算部34。上限值运算部34基于寿命运算部33计算的流体控制阀3的故障率Rf、以及流体控制阀3的使用时间Tu，计算上限占空比Ruld。由此，实际占空比运算部35中，能够基于指令占空比运算部31输出的指令占空比Rcd和上限值运算部34输出的上限占空比Ruld，计算实际占空比Rpd。因此，实际占空比运算部35中，能够通过将两个数值进行比较的较单纯的计算，决定向马达153输出的实际占空比Rpd。因此，控制部1能够可靠地防止流体控制阀3的故障。

一实施方式的控制部1在寿命运算部33中的累积系数Ca的计算中，设定有阀部件负载转矩Tqv的下限值LTqv。本实施方式中，在向寿命运算部33输入的阀部件负载转矩Tqv小于下限值LTqv的情况下，累积系数Ca设为0。由此，能够防止因基于信号的噪声来计算出的转矩而总计累积系数ΣCa被误累计，因此不仅能够减少运算负荷，而且能够提高累积系数Ca的精度。因此，控制部1能够进一步提高响应性。

一实施方式的控制部1具备如果寿命运算部33计算的总计累积系数ΣCa的值超过事先设定的上限值LΣCa则向外部输出警报的警报部36。由此，能够在流体控制阀3故障之前进行部件的更换等，事前避免车辆不能行驶等的重大的麻烦。

一实施方式的控制部1中，应力运算部32在实际占空比Rpd刚从前一时刻的实际占空比Rpd变化之后一定时间的期间，停止马达负载转矩Tqm的计算。如果实际占空比运算部35输出实际占空比Rpd，则与电池的电压和实际占空比Rpd的积相应的电压被施加到马达153。由于要驱动的阀部件20的旋转速度Sv与施加到马达153的电压处于一阶滞后的关系，因此到阀部件20的转速稳定为止需要某种程度的时间。控制部1中，通过在实际占空比Rpd刚从前一时刻的实际占空比Rpd变化之后一定时间的期间停止马达负载转矩Tqm的计算，防止马达负载转矩Tqm的计算错误。由此，能够提高总计累积系数ΣCa的精度，因此能够可靠地防止流体控制阀3的故障的同时进一步提高响应性。

一实施方式的流体控制系统5具备直流驱动的马达153。直流驱动的马达153中，根据电压信号Ev以及与实际占空比Rpd的大小相应的实际占空比信号SRpd，能够唯一地决定图6所示的特性图上的马达负载转矩Tqm与转速Rn的关系。由此，能够提高对图6所示的特性图计算的马达负载转矩Tqm1的精度。因此，流体控制系统5能够基于比较高精度的马达负载转矩Tqm1计算上限占空比Ruld，所以能够防止流体控制阀3的故障的同时提高响应性。

此外，一实施方式的流体控制系统5所具备的阀部件20由树脂形成。树脂材料由于没有疲劳限度，所以在实际使用时容易故障，需要抑制占空比而防止破损。流体控制系统5中，能够基于疲劳特性图map2或强度设计图map3等与材料的特性关联的信息来计算上限占空比Ruld。因此，流体控制系统5能够匹配于阀部件20的材料特性来计算上限占空比Ruld，防止阀部件20的破损。

此外，一实施方式的流体控制系统5中，阀部件20仅通过马达153输出的驱动力来驱动。作用于在第一壳体10内旋转的阀部件20的滑动阻力为片材162、172、182，滑动阻力不因阀部件20的旋转方向而变化。由此，流体控制系统5中，不论阀部件20的旋转角度如何，滑动转矩是一定的，所以能够提高马达负载转矩Tqm的精度。因此，流体控制系统5能够进一步提高响应性。

(其他实施方式)

上述的实施方式中，控制部具备寿命运算部以及上限值运算部。但是，这些也可以没有。在不具备寿命运算部以及上限值运算部的情况下，也可以由占空比运算部基于应力运算部中计算的阀部件负载转矩来计算新的实际占空比。此外，在不具备上限值运算部的情况下，也可以由寿命运算部基于应力运算部中计算的阀部件负载转矩来计算流体控制阀的寿命，由占空比运算部基于该寿命来计算新的实际占空比。此外，在不具备寿命运算部的情况下，也可以由上限值运算部基于应力运算部中计算的阀部件负载转矩来决定上限占空比，并基于该上限占空比计算新的实际占空比。

上述的实施方式中，“阀壳体”具有4个“壳体侧开口”。但是，壳体侧开口的数量只要是2个以上就可以。

上述的实施方式中，根据电压信号和实际占空比信号计算被输入到马达的实际电压。但是，所计算的值也可以是电流。

上述的上限值运算部中，基于流体控制阀的故障率以及使用时间计算估计故障率。但是，估计故障率的计算方法并不限定于此。也可以代替使用时间而使用车辆的行驶距离、启动器的启动次数、水温的履历等作为“使用履历”。此外，也可以仅根据故障率来计算估计故障率。

上述的实施方式中，在上限值运算部中的表示故障率与估计故障率的关系的疲劳特性图中，相对于故障率的估计故障率变化率根据流体控制阀的使用时间的长度而不同，因此具有多个故障率与估计故障率的关系。但是，故障率与估计故障率的关系也可以是一个。

上述的实施方式中，马达是直流驱动的马达。但是，马达并不限定于直流驱动的马达。

上述的实施方式中，阀部件仅通过马达输出的驱动力而驱动。但是，输出驱动阀部件的驱动转矩的结构也可以是其他结构。例如，也可以是具备施力部件以使得处于常时闭阀状态的阀装置。

上述的实施方式中，阀部件由树脂形成。但是，形成阀部件的材料并不限定于此。

以上，本公开并不限定于这种实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够以各种形态实施。

本公开基于实施方式进行了记述。然而，本公开并不限定于该实施方式以及构造。本公开也包括各种变形例以及等同范围内的变形。此外，各种组合以及形态、进而仅包含其一要素、其以上要素或其以下要素的其他组合以及形态也落入本公开的范畴和思想范围内。

Claims (13)

1.一种阀装置的控制装置，对阀装置(3)的驱动进行控制，

所述阀装置(3)具备：

阀壳体(10、15、16、17、18)，具有内部空间(100)，并具有将所述内部空间与外部连通的多个壳体侧开口(101、1601、1701、1801)；

阀部件(20)，能够旋转地被收容于所述阀壳体，能够将多个所述壳体侧开口与所述内部空间连通或截断；

驱动部(153)，通过从外部供给的电力，输出能够使所述阀部件旋转的驱动力；以及

旋转角检测部(152)，能够检测所述阀部件的实际旋转角度；

所述阀装置的控制装置具备：

指令占空比运算部(31)，基于所述旋转角检测部检测的实际旋转角度、以及所述阀部件的目标旋转角度，计算表示所述驱动部的开启时间或关闭时间的比率的指令占空比(Rcd)；

应力运算部(32)，基于所述实际旋转角度以及被输入到所述驱动部的实际占空比(Rpd)，计算所述阀部件的应力(Tqv)；以及

实际占空比运算部(35)，基于所述指令占空比运算部计算的指令占空比、以及所述应力运算部计算的所述应力，计算新的实际占空比(Rpd1)。

2.如权利要求1所述的阀装置的控制装置，

还具备寿命运算部(33)，该寿命运算部基于所述应力运算部计算的所述应力，计算所述阀装置的寿命；

所述实际占空比运算部基于所述寿命运算部计算的所述阀装置的寿命，计算实际占空比。

3.如权利要求1所述的阀装置的控制装置，

还具备：

寿命运算部，基于所述应力运算部计算的所述应力，计算所述阀装置的寿命；以及

上限值运算部(34)，基于所述寿命运算部计算的所述阀装置的寿命、以及所述阀装置的使用履历，计算上限占空比(Ruld1)；

所述实际占空比运算部基于所述上限值运算部计算的所述上限占空比，计算实际占空比。

4.如权利要求3所述的阀装置的控制装置，

所述上限值运算部基于所述寿命运算部计算的所述阀装置的寿命、以及所述阀装置的使用时间，计算所述阀装置的估计故障率(Ref)，并基于该估计故障率，计算所述上限占空比。

5.如权利要求2～4中任一项所述的阀装置的控制装置，

所述寿命运算部基于所述应力运算部计算的所述应力，计算累积系数(Ca)，并根据该累积系数的合计(ΣCa)，计算所述阀装置的故障率(Rf)。

6.如权利要求2～5中任一项所述的阀装置的控制装置，

所述寿命运算部基于比所述应力的下限值(LTqv)大的所述应力，计算所述阀装置的寿命。

7.如权利要求1～6中任一项所述的阀装置的控制装置，

所述应力运算部基于所述实际旋转角度，计算所述阀部件的旋转速度，并根据该旋转速度，计算作为所述应力的所述阀部件的滑动阻力。

8.如权利要求1～7中任一项所述的阀装置的控制装置，

还具备警报部(36)，该警报部在所述应力运算部计算的所述应力的累计值成为规定的上限值(LΣCa)以上时，向外部通知所述应力的累计值成为规定的上限值以上。

9.如权利要求1～8中任一项所述的阀装置的控制装置，

所述应力运算部在实际占空比刚从前一时刻的实际占空比变化之后一定时间停止所述阀部件的所述应力的计算。

10.一种流体控制系统，具备：

所述阀装置；以及

权利要求1～9中任一项所述的阀装置的控制装置。

11.如权利要求10所述的流体控制系统，

所述阀部件由树脂形成。

12.如权利要求10或11所述的流体控制系统，

所述驱动部是直流马达。

13.如权利要求10～12中任一项所述的流体控制系统，

所述阀部件能够滑动地设置于所述阀壳体的内壁(162、172、182)；所述阀部件的滑动阻力为一定。

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