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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem einer Verbrennungskraftmaschine.
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2. Beschreibung zum zugehörigen Stand der Technik
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Die
JP 2018 - 40 289 A beschreibt ein Beispiel für ein Verbrennungskraftmaschinenkühlsystem mit einem Steuerungsventil, das die Strömung eines Kühlmittels, das im Inneren der Verbrennungskraftmaschine strömt, in einem Zirkulationskreislauf steuert, und einer Steuerungseinheit, welche das Steuerungsventil steuert. Das Steuerungsventil umfasst ein Gehäuse, einen innerhalb des Gehäuses aufgenommenen Ventilkörper, einen von der Steuerungseinheit gesteuerten Motor und eine Mehrzahl von Zahnrädern, welche ein Abtriebsdrehmoment des Motors auf den Ventilkörper übertragen. Der Kühlmittelstrom in dem Zirkulationskreislauf kann gesteuert werden, wenn der Ventilkörper durch den Antrieb des Motors verschoben wird.
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Darüber hinaus offenbart die
DE 11 2016 004 767 T5 eine Ventilsteuerungsvorrichtung, umfassend eine in einem Kühlwasserkreislauf angeordnete Ventileinheit, um eine Zirkulation von Kühlwasser zu steuern, und ein Steuerungsteil, welches den Betrieb der Ventileinheit steuert. Das Steuerungsteil besitzt einen Rotationswinkelanweisungsteil, eine Relativeinschaltdauerberechnungsvorrichtung und eine Bestimmungsvorrichtung. Der Rotationswinkelanweisungsteil berechnet einen Anweisungswert eines Rotationswinkels im Ansprechen auf einen Betriebszustand einer Verbrennungskraftmaschine. Die Relativeinschaltdauerberechnungsvorrichtung berechnet eine relative Einschaltdauer, welche ein Verhältnis aus einer An-Zeitdauer zu einer Aus-Zeitdauer hinsichtlich einer auf einen Elektromotor aufgebrachten Spannung darstellt, basierend auf einer Differenz zwischen einem durch eine Erfassungsvorrichtung erfassten Erfassungswert des Rotationswinkels und dem Anweisungswert des Rotationswinkels, und diese reguliert die relative Einschaltdauer, so dass diese kleiner oder gleich einer vorbestimmten Obergrenze ist. Die Bestimmungsvorrichtung bestimmt, ob die relative Einschaltdauer während einer vorbestimmten Zeitdauer dauerhaft der Obergrenze entspricht.
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Kurzfassung der Erfindung
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Wenn der Motor angetrieben wird, um den Ventilkörper zu verschieben, kann sich bei Zahnrädern, die auf einem Drehmomentübertragungspfad zwischen dem Motor und dem Ventilkörper angeordnet sind, eine Spannung aufbauen. Falls sich in den Zahnrädern dauerhaft Spannungen aufbauen, nimmt die Lebensdauer des Steuerungsventils ab. Um auf die Lebensdauer des Steuerungsventils rückzuschließen, ist es notwendig, die Spannung bzw. Belastung zu berechnen, der die Zahnräder ausgesetzt sind, wenn der Motor zum Verschieben des Ventilkörpers angetrieben wird. Die
JP 2018-40289 A offenbart jedoch kein Verfahren zum Abschätzen und Berechnen der Größe einer solchen Spannung.
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Die vorliegende Erfindung stellt ein Verbrennungskraftmaschinenkühlsystem bereit, das in der Lage ist, die Spannung zu berechnen, welcher die Zahnräder während des Antriebs des Motors ausgesetzt sind.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verbrennungskraftmaschinenkühlsystem mit einem Steuerungsventil und einer elektronischen Steuerungseinheit. Das Steuerungsventil ist in einem Zirkulationskreislauf eines Kühlmittels vorgesehen, das innerhalb der Verbrennungskraftmaschine strömt, und umfasst ein Gehäuse, einen Ventilkörper, der sich innerhalb des Gehäuses verschiebt, einen Motor und einen Getriebemechanismus, der eine Mehrzahl von miteinander in Eingriff stehender Zahnräder umfasst und derart konfiguriert ist, dass dieser einen Ausgang des Motors auf den Ventilkörper überträgt. Das Steuerungsventil ist derart konfiguriert, dass dieses den Kühlmittelstrom in dem Zirkulationskreislauf durch Antreiben des Motors, um den Ventilkörper zu verschieben, steuert. Die elektronische Steuerungseinheit ist derart konfiguriert, dass diese die folgenden Funktionen aufweist: (i) Steuern des Antriebs des Motors; (ii) Berechnen eines Motordrehmoments, das einem vom Motor erzeugten Drehmoment entspricht, basierend auf einer an den Motor angelegten Effektivspannung; (iii) Berechnen eines Ventilkörperdrehmoments, das Teil des Motordrehmoments ist und in eine Verschiebung des Ventilkörpers umgewandelt wurde, so dass das berechnete Ventilkörperdrehmoment größer ist, wenn eine Winkelbeschleunigungsrate des Motors höher ist; und (iv) Berechnen einer Antriebsspannung, die einer Spannung bzw. Belastung entspricht, der die Zahnräder ausgesetzt sind, wenn der Motor angetrieben wird, um den Ventilkörper zu verschieben, so dass die berechnete Antriebsspannung größer ist, wenn eine Differenz zwischen dem Motordrehmoment und dem Ventilkörperdrehmoment größer ist.
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Wenn der Motor zum Verschieben des Ventilkörpers angetrieben wird, kann der Ventilkörper langsam mit der Verschiebung beginnen, nachdem das Ausgangsdrehmoment des Motors in den Ventilkörper eingegeben wird, oder es kann eine Lücke zwischen einer tatsächlichen Verschiebegeschwindigkeit des Ventilkörpers und einer Verschiebegeschwindigkeit des Ventilkörpers entsprechend dem Ausgangsdrehmoment des Motors auftreten. In solchen Fällen wird das Motordrehmoment als eine Kraft verbraucht, welche auf die Zahnräder innerhalb des zwischen dem Motor und dem Ventilkörper angeordneten Getriebemechanismus drückt, was zu einem Spannungsaufbau in den Zahnrädern führen kann.
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Das vom Motor abgegebene Drehmoment wird über den Getriebemechanismus in den Ventilkörper eingegeben. Somit besteht ein Zusammenhang zwischen der Verschiebegeschwindigkeit des Ventilkörpers und der Winkelgeschwindigkeit des Motors: Je höher die Winkelbeschleunigungsrate des Motors ist, desto größer ist der Betrag der Erhöhung der Verschiebegeschwindigkeit des Ventilkörpers. Ein großer Zunahmebetrag der Verschiebegeschwindigkeit bedeutet, dass ein großes Drehmoment vom Motor über den Getriebemechanismus in den Ventilkörper eingeleitet wurde. Somit steigt das Ventilkörperdrehmoment mit zunehmender Winkelbeschleunigungsrate. Ein Wert, der durch Subtrahieren des Ventilkörperdrehmoments von dem Motordrehmoment erhalten wird, entspricht einem Drehmoment, das im Inneren des Getriebemechanismus verbraucht wird.
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In diesem Zusammenhang wird bei der Konfiguration des Kühlsystems des vorstehenden Aspekts das Motordrehmoment basierend auf der Effektivspannung berechnet, und das Ventilkörperdrehmoment wird basierend auf der Winkelbeschleunigungsrate des Motors berechnet. Anschließend wird die Antriebsspannung so berechnet, dass die berechnete Antriebsspannung größer ist, wenn die Differenz zwischen dem berechneten Motordrehmoment und dem Ventilkörperdrehmoment größer ist. Daher ist die Antriebsspannung, wenn die Effektivspannung hoch ist, die Winkelbeschleunigungsrate jedoch nicht hoch ist, beispielsweise größer als in einem Fall, wenn die Effektivspannung hoch ist und die Winkelbeschleunigungsrate hoch ist. Somit kann die Spannung bzw. Belastung, der die Zahnräder während des Antriebs des Motors ausgesetzt sind, berechnet werden.
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In dem Kühlsystem des vorstehenden Aspekts kann die elektronische Steuerungseinheit ferner derart konfiguriert sein, dass diese: (v) ein Basisdrehmoment so herleitet, dass das hergeleitete Basisdrehmoment größer ist, wenn die Effektivspannung höher ist; (vi) einen Korrekturfaktor so herleitet, dass der hergeleitete Korrekturfaktor größer ist, wenn die Effektivspannung höher ist, sowie wenn ein geglätteter Winkelgeschwindigkeitswert, der einem Wert entspricht, der durch Glätten der Winkelgeschwindigkeit des Motors erhalten wird, kleiner ist; und (vii) das Motordrehmoment so berechnet, dass das berechnete Motordrehmoment größer ist, wenn das Produkt aus dem Basisdrehmoment und dem Korrekturfaktor größer ist.
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Das Basisdrehmoment wird als ein Drehmoment hergeleitet, das vom Motor erzeugt wird, wenn die Effektivspannung in einer Situation an den Motor angelegt wird, in welcher die Winkelgeschwindigkeit des Motors gleich einem spezifizierten Wert ist. Das Basisdrehmoment ist größer, wenn die an den Motor angelegte Effektivspannung höher ist.
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Die Winkelgeschwindigkeit des Motors ist wahrscheinlich größer, wenn die an den Motor angelegte Effektivspannung höher ist. Eine Abweichung zwischen dem Basisdrehmoment und einem vom Motor tatsächlich erzeugten Drehmoment ist wahrscheinlich größer, wenn eine Lücke zwischen der aktuellen Winkelgeschwindigkeit und dem vorgenannten spezifizierten Wert, das heißt, der Winkelgeschwindigkeit, die zum Herleiten des Basisdrehmoments verwendet wird, größer ist. Wenn die aktuelle Winkelgeschwindigkeit beispielsweise höher als der spezifizierte Wert ist, nimmt das Motordrehmoment mit zunehmender Differenz zwischen dem spezifizierten Wert und der aktuellen Winkelgeschwindigkeit ab. Es ist daher möglich, das Motordrehmoment durch Korrigieren des Basisdrehmoments zu berechnen, wobei die Abweichung zwischen dem Basisdrehmoment und dem vom Motor tatsächlich erzeugten Drehmoment berücksichtigt wird.
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Bei der vorstehenden Konfiguration wird der Korrekturfaktor so hergeleitet, dass der hergeleitete Korrekturfaktor größer ist, wenn die Effektivspannung höher ist, und dass der hergeleitete Korrekturfaktor größer ist, wenn der geglättete Winkelgeschwindigkeitswert kleiner ist. Da der geglättete Winkelgeschwindigkeitswert einem Wert entspricht, der die aktuelle Winkelgeschwindigkeit widerspiegelt, kann der Korrekturfaktor auf einen Wert entsprechend der Abweichung zwischen dem Basisdrehmoment und dem vom Motor tatsächlich erzeugten Drehmoment eingestellt werden. Das Motordrehmoment wird basierend auf dem Produkt aus diesem Korrekturfaktor und dem Basisdrehmoment berechnet. Es ist daher möglich, das Motordrehmoment mit hoher Genauigkeit zu berechnen, wenn der Ventilkörper zur Verschiebung durch den Motor angetrieben wird.
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Die Härte einer Komponente des Steuerungsventils variiert mit der Temperatur der Komponente. Die Härte der Komponente beeinflusst die Größe der Spannung, der die Zahnräder ausgesetzt sind, wenn der Motor zum Verschieben des Ventilkörpers angetrieben wird. Im Kühlsystem des vorstehenden Aspekts kann die elektronische Steuerungseinheit daher das Basisdrehmoment basierend auf der Effektivspannung und der Temperatur einer Komponente des Steuerungsventils oder einem Wert, der mit der Temperatur der Komponente korreliert ist, berechnen. Dadurch kann die Antriebsspannung unter Berücksichtigung der Temperatur der Komponente berechnet werden.
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Das Drehmoment, das über den Getriebemechanismus in den Ventilkörper eingeleitet wird, ist wahrscheinlich größer, wenn das Übersetzungsverhältnis des Getriebemechanismus höher ist. Im Kühlsystem des vorstehenden Aspekts kann die elektronische Steuerungseinheit daher derart konfiguriert sein, dass diese das Ventilkörperdrehmoment so berechnet, dass das berechnete Ventilkörperdrehmoment größer ist, wenn das Übersetzungsverhältnis des Getriebemechanismus höher ist.
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Bei der Konfiguration des Kühlsystems des vorstehenden Aspekts kann die elektronische Steuerungseinheit derart konfiguriert sein, dass diese: (viii) einen Index der Lebensdauer bzw. Haltbarkeit des Steuerungsventils berechnet; (ix) die Effektivspannung niedriger einstellt, wenn die aus dem Index abgeschätzte Lebensdauer des Steuerungsventils niedriger ist; und (x) den Index basierend auf der Antriebsspannung bzw. -belastung aktualisiert, die während des Anlegens der Effektivspannung an den Motor berechnet wird.
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Bei der vorstehenden Konfiguration wird der Index basierend auf der Antriebsspannung aktualisiert. Wenn die aus diesem Index abgeschätzte Lebensdauer des Steuerungsventils niedrig ist, nimmt die Effektivspannung weniger wahrscheinlich einen großen Wert an als wenn die Lebensdauer nicht niedrig ist. Mit anderen Worten, wenn die Lebensdauer niedrig geworden ist, werden die Winkelgeschwindigkeit des Motors und die Verschiebegeschwindigkeit des Ventilkörpers, wenn der Motor zum Verschieben des Ventilkörpers angetrieben wird, weniger wahrscheinlich hoch als wenn die Lebensdauer nicht niedrig geworden ist. Dadurch kann im Vergleich dazu, wenn die Lebensdauer nicht niedrig geworden ist, eine während des Antreibens des Motors auf den Getriebemechanismus aufgebrachte Last davon abgehalten werden, sich zu erhöhen, wenn die Lebensdauer niedrig geworden ist. Dies führt zu einer verlängerten Lebensdauer des Steuerungsventils.
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Wenn eine Zeitdauer vom Beginn des Anlegens einer Effektivspannung an den Motor bis zum Ende einer Verschiebung des Ventilkörpers als eine Ventilkörperverschiebungszeitdauer bezeichnet wird, kann die elektronische Steuerungseinheit im Kühlsystem des vorstehenden Aspekts derart konfiguriert sein, dass diese: (xi) die Antriebsspannung während der Ventilkörperverschiebungszeitdauer wiederholend berechnet, und wenn eine Ventilkörperverschiebungszeitdauer beendet ist, den größten Wert aus einer Mehrzahl von Antriebsspannungen, die während dieser Ventilkörperverschiebungszeitdauer berechnet werden, als einen Maximalwert der Antriebsspannung auswählt; und (xii) eine Mehrzahl der Maximalwerte der Antriebsspannungen integriert und den Index so berechnet, dass der berechnete Index einen Wert aufweist, der eine geringere Lebensdauer bzw. Haltbarkeit des Steuerungsventils anzeigt, wenn ein integrierter Wert größer ist.
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Bei der vorstehenden Konfiguration wird die Antriebsspannung während der Ventilkörperverschiebungszeitdauer wiederholt berechnet, und wenn die Ventilkörperverschiebungszeitdauer beendet ist, wird ein Maximalwert aus einer Mehrzahl von berechneten Antriebsspannungen ausgewählt. Anschließend wird der Index berechnet, um eine geringere Lebensdauer des Steuerungsventils anzuzeigen, wenn der integrierte Wert des so hergeleiteten Maximalwerts der Antriebsspannung größer ist. Die Effektivspannung nimmt weniger wahrscheinlich einen hohen Wert an, wenn die durch diesen Index angegebene Lebensdauer des Steuerungsventils niedriger ist. Daher kann im Vergleich dazu, wenn die Lebensdauer nicht niedrig geworden ist, verhindert werden, dass eine auf den Getriebemechanismus während des Antriebs des Motors aufgebrachte Last zunimmt, wenn die Lebensdauer niedrig geworden ist.
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Wenn eine Zeitdauer vom Beginn des Anlegens einer Effektivspannung an den Motor bis zum Ende einer Verschiebung des Ventilkörpers als eine Ventilkörperverschiebungszeitdauer bezeichnet wird, kann die elektronische Steuerungseinheit im Kühlsystem des vorstehenden Aspekts derart konfiguriert sein, dass diese: (xiii) den Index so berechnet, dass der berechnete Index einen Wert aufweist, der eine geringere Lebensdauer des Steuerungsventils anzeigt, wenn die Anzahl der Male, in denen die Mehrzahl der Maximalwerte der Antriebsspannungen gleich oder größer als ein Kriteriumswert geworden sind, größer ist; oder (xiv) einen Mittelwert der während der einen Ventilkörperverschiebungszeitdauer berechneten Antriebsspannungen erhält, und den Index unter Verwendung des Mittelwerts so berechnet, dass der berechnete Index einen Wert aufweist, der eine geringe Lebensdauer des Steuerungsventils anzeigt; oder (xv) eine Mehrzahl von Differenzen integriert, wobei jede Differenz der Mehrzahl von Differenzen einem Wert zwischen der Antriebsspannung und dem Kriteriumswert entspricht, um einen integrierten Wert zu erhalten, und den Index so berechnet, dass der berechnete Index einen Wert aufweist, der eine geringere Lebensdauer des Steuerungsventils anzeigt, wenn der integrierte Wert größer ist, wenn die Antriebsspannung gleich oder größer als der Kriteriumswert ist.
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Bei der vorstehenden Konfiguration verwendet die elektronische Steuerungseinheit den Index, der einen Wert aufweist, der eine geringere Lebensdauer des Steuerungsventils anzeigt, wenn die Anzahl der Male, in denen der Maximalwert der Antriebsspannung gleich oder größer als der Kriteriumswert geworden ist, größer ist; oder verwendet den Index, der aus einem Mittelwert der während einer Ventilkörperverschiebungszeitdauer berechneten Antriebsspannungen erhalten wird; oder, wenn die Antriebsspannung gleich oder größer als der Kriteriumswert ist, integriert diese die Mehrzahl von Differenzen, wobei jede Differenz der Mehrzahl von Differenzen einem Wert zwischen der Antriebsspannung und dem Kriteriumswert entspricht, um einen integrierten Wert zu erhalten, und verwendet den Index, der einen Wert aufweist, der eine geringere Lebensdauer des Steuerungsventils anzeigt, wenn dieser integrierte Wert größer ist. Daher ist es unwahrscheinlicher, dass die Effektivspannung einen großen Wert annimmt, wenn die durch den Index angegebene Lebensdauer des Steuerungsventils niedriger ist. Daher kann im Vergleich dazu, wenn die Lebensdauer nicht niedrig geworden ist, verhindert werden, dass eine während des Antriebs des Motors auf den Getriebemechanismus aufgebrachte Last zunimmt, wenn die Lebensdauer niedrig geworden ist.
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Wenn die wie vorstehend beschrieben berechnete Antriebsspannung klein ist, werden die Zahnräder während des Antreibens des Motors nicht stark belastet, so dass sich in Wirklichkeit eine geringe Spannung in den Zahnrädern aufbaut. Im Kühlsystem des vorstehenden Aspekts kann die elektronische Steuerungseinheit daher konfiguriert sein, dass diese den Maximalwert der Antriebsspannung in der Ventilkörperverschiebungszeitdauer auf null einstellt, wenn der Maximalwert in der Ventilkörperverschiebungszeitdauer kleiner als der Kriteriumswert ist.
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Kurze Beschreibung der Abbildungen
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Merkmale, Vorteile sowie die technische und industrielle Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:
- 1 eine Ansicht ist, welche eine schematische Konfiguration eines Kühlsystems einer Verbrennungskraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung und eine funktionelle Konfiguration einer elektronischen Steuerungseinheit des Kühlsystems zeigt;
- 2 eine perspektivische Ansicht ist, welche ein Steuerungsventil des Kühlsystems zeigt;
- 3 eine perspektivische Explosionsansicht des Steuerungsventils ist;
- 4 eine perspektivische Ansicht ist, welche einen Ventilkörper des Steuerungsventils zeigt;
- 5 eine perspektivische Ansicht ist, welche ein Gehäuse des Steuerungsventils zeigt;
- 6 ein Diagramm ist, welches eine Beziehung zwischen einem Winkel des Ventilkörpers relativ zu dem Gehäuse und einem Öffnungsgrad jedes Anschlusses im Steuerungsventil zeigt;
- 7 ein Blockdiagramm ist, welches die funktionelle Konfiguration der elektronischen Steuerungseinheit zeigt;
- 8 ein Flussdiagramm ist, welches eine Verarbeitungsroutine zeigt, die ausgeführt wird, um einen Maximalwert einer Antriebsspannung während einer Ventilkörperverschiebungszeitdauer des Steuerungsventils herzuleiten;
- 9 ein Zeitdiagramm ist, welches zeigt, wie sich ein Tastverhältnis eines Spannungssignals, eine Winkelgeschwindigkeit des Motors und eine berechnete Antriebsspannung ändern, wenn sich der Ventilkörper sofort zu drehen beginnt, nachdem das Spannungssignal in den Motor des Steuerungsventils eingegeben wird; und
- 10 ein Zeitdiagramm ist, welches zeigt, wie sich das Tastverhältnis des Spannungssignals, die Winkelgeschwindigkeit des Motors und die berechnete Antriebsbeanspruchung ändern, wenn der Ventilkörper nach Eingabe des Spannungssignals in den Motor langsam in Drehung versetzt wird.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
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Eine Ausführungsform eines Kühlsystems einer Verbrennungskraftmaschine wird im Folgenden gemäß 1 bis 10 beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst ein Kühlsystem 20 einen Zirkulationskreislauf 21, durch den ein Kühlmittel zirkuliert, das durch einen Wassermantel 111 im Inneren eines Zylinderblocks 11 und einen Wassermantel 121 im Inneren eines Zylinderkopfs 12 einer Verbrennungskraftmaschine 10 strömt. In dem Zirkulationskreislauf 21 sind eine Pumpe 22, die das Kühlmittel in Richtung hin zu dem Wassermantel 111 im Inneren des Zylinderblocks 11 abgibt, ein Kühler 23, der das Kühlmittel kühlt, verschiedene zu kühlende Vorrichtungen 24 einschließlich einer Drosselklappe und eines AGR-Ventils, und ein Heizkern 25 einer Klimaanlage des Fahrzeugs vorgesehen.
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Im Zirkulationskreislauf 21 ist ein Steuerungsventil 26 vorgesehen, in welches das aus dem Wassermantel 121 im Inneren des Zylinderkopfs 12 geströmte Kühlmittel strömt. Das Steuerungsventil 26 umfasst drei Ausgangsanschlüsse P1, P2, P3, durch die das in das Steuerungsventil 26 geflossene Kühlmittel austritt. Ein Kühleranschluss P1 der drei Ausgangsanschlüsse P1 bis P3 ist mit einem ersten Kühlmitteldurchlass 271 verbunden, durch den das Kühlmittel über den Kühler 23 strömt. Der Vorrichtungsanschluss P2 der drei Ausgangsanschlüsse P1 bis P3 ist mit einem zweiten Kühlmitteldurchlass 272 verbunden, durch den das Kühlmittel über die verschiedenen Vorrichtungen 24 strömt. Der Heizeranschluss P3 der drei Ausgangsanschlüsse P1 bis P3 ist mit einem dritten Kühlmitteldurchlass 273 verbunden, durch den das Kühlmittel über den Heizkern 25 strömt.
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Wie in 2 gezeigt ist, umfasst das Steuerungsventil 26 ein Gehäuse 31, welches den Rahmen für das Steuerungsventil 26 bildet. Das Gehäuse 31 umfasst ein erstes Konnektor- bzw. Verbindungselement 32, ein zweites Verbindungselement 33 und ein drittes Verbindungselement 34, das darauf montiert ist. Das erste Verbindungselement 32 umfasst den Kühleranschluss P1. Das zweite Verbindungselement 33 umfasst den Vorrichtungsanschluss P2. Das dritte Verbindungselement 34 umfasst den Heizeranschluss P3. Wenn die drei Verbindungselemente 32 bis 34 am Gehäuse 31 montiert sind, sind die Ausgangsanschlüsse P1 bis P3 an unterschiedlichen Positionen angeordnet.
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Wie in 3 gezeigt ist, umfasst das Steuerungsventil 26 einen Ventilkörper 35, der im Inneren des Gehäuses 31 aufgenommen ist. Im Ventilkörper 35 ist ein Kühlmitteldurchlass ausgebildet. Eine Welle 36, die sich in einer axialen Richtung Z des Gehäuses 31 erstreckt, ist mit dem Ventilkörper 35 gekoppelt. Der Ventilkörper 35 rotiert (verschiebt sich) um die Welle 36, wie durch den Pfeil in 3 angezeigt ist. Bei einer Rotation des Ventilkörpers 35 ändert sich ein Winkel ANG des Ventilkörpers 35 relativ zu dem Gehäuse 31. Dies führt zu einer Änderung des Überlappungszustands zwischen dem im Ventilkörper 35 gebildeten Kühlmitteldurchlass und jedem der Ausgangsanschlüsse P1 bis P3, was wiederum eine Änderung der Kühlmittelströmungsrate durch jeden der Ausgangsanschlüsse P1 bis P3 bewirkt. Somit kann der Kühlmittelstrom im Zirkulationskreislauf 21 durch Rotieren des Ventilkörpers 35 gesteuert werden.
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Das Steuerungsventil 26 umfasst einen Motor 37 und einen Getriebemechanismus 38, die beide im Inneren des Gehäuses 31 untergebracht sind. Der Getriebemechanismus 38 überträgt einen Ausgang des Motors 37 auf die Welle 36 des Ventilkörpers 35. Der Getriebemechanismus 38 umfasst insbesondere eine Mehrzahl von Zahnrädern 39, die ineinander greifen. In dieser Ausführungsform sind die Zahnräder 39 aus Kunstharz gefertigt. Der Ventilkörper 35 dreht sich, wenn das vom Motor 37 abgegebene Drehmoment über die Zahnräder 39 in die Welle 36 eingeleitet wird.
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Eine Abdeckung 40 ist am Gehäuse 31 montiert, um einen Teil abzudecken, in dem der Motor 37 und der Getriebemechanismus 38 untergebracht sind. Im Inneren der Abdeckung 40 ist ein Drehwinkelsensor 101 vorgesehen, der den Drehwinkel des Motors 37 erfasst.
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Wie in 4 gezeigt ist, weist der Ventilkörper 35 eine Gestalt von zwei tonnenförmigen Körpern auf, die in der axialen Richtung Z des Gehäuses 31 übereinander angeordnet sind. In einer Seitenwand des Ventilkörpers 35 sind zwei in axialer Richtung Z ausgerichtete Löcher 351, 352 ausgebildet. Diese Löcher 351, 352 bilden einen Teil des im Ventilkörper 35 vorgesehenen Kühlmitteldurchlasses. Von den beiden Löchern 351, 352 sieht das erste Loch 351, das sich in 4 auf der oberen Seite befindet, eine Verbindung mit dem Kühleranschluss P1 vor, wenn der Winkel des Ventilkörpers 35 relativ zum Gehäuse 31 innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt. Während das erste Loch 351 mit dem Kühleranschluss P1 kommuniziert, strömt das in das Steuerungsventil 26 eingeflossene Kühlmittel durch den Kühleranschluss P1 aus. Von den beiden Löchern 351, 352 sieht das zweite Loch 352, getrennt von dem ersten Loch 351, mit dem Vorrichtungsanschluss P2 und/oder dem Heizeranschluss P3 eine Verbindung vor, wenn der Winkel des Ventilkörpers 35 relativ zum Gehäuse 31 innerhalb eines anderen bestimmten Bereichs liegt. Während das zweite Loch 352 mit dem Vorrichtungsanschluss P2 kommuniziert, strömt das in das Steuerungsventil 26 eingeflossene Kühlmittel durch den Vorrichtungsanschluss P2 aus. Während das zweite Loch 352 mit dem Heizeranschluss P3 kommuniziert, strömt das in das Steuerungsventil 26 eingeflossene Kühlmittel durch den Heizeranschluss P3 aus.
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Wenn eine Wand des Ventilkörpers 35 auf der Oberseite in 4 als eine obere Wand 353 des Ventilkörpers 35 bezeichnet wird, ist die Welle 36 mit der oberen Wand 353 verbunden. Die obere Wand 353 umfasst eine bogenförmige Nut 355, die sich so erstreckt, dass diese eine Wurzel der Welle 36 umgibt, während ein Teil der oberen Wand 353 als ein Eingriffsabschnitt 354 verbleibt.
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5 ist eine perspektivische Ansicht des Gehäuses 31 aus einer Einführrichtung des Ventilkörpers 35 betrachtet. Zur Montage des Steuerungsventils 26 wird der Ventilkörper 35 durch eine Gehäuseöffnung 311 in das Gehäuse 31 eingesetzt. An einem Abschnitt des Gehäuses 31, welcher der oberen Wand 353 des Ventilkörpers 353 zugewandt ist, ist ein Anschlag 312 vorgesehen, der in der Nut 355 aufzunehmen ist. Wenn der Ventilkörper 35 im Inneren des Gehäuses 31 aufgenommen ist, wird der Ventilkörper 35 daher daran gehindert, sich mit Bezug auf das Gehäuse 31 zu drehen, da der Eingriffsabschnitt 354 des Ventilkörpers 35 mit dem Anschlag 312 in Kontakt kommt. Mit anderen Worten, ein Bereich, in dem der Eingriffsabschnitt 354 nicht mit dem Anschlag 312 in Kontakt kommt, entspricht einem Bereich, in dem der Ventilkörper 35 relativ zum Gehäuse 31 drehen kann.
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Das Kühlmittel strömt durch die Gehäuseöffnung 311 in das Gehäuse 31 des Steuerungsventils 26. Somit dient die Gehäuseöffnung 311 als ein Eingangsanschluss des Steuerungsventils 26. Das in das Gehäuse 31 eingeflossene Kühlmittel durchströmt den im Ventilkörper 35 vorgesehenen Kühlmitteldurchlass und wird zu den Ausgangsanschlüssen P1 bis P3 geführt.
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6 ist ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen dem Winkel ANG des Ventilkörpers 35 relativ zum Gehäuse 31 und Öffnungsgrade der jeweiligen Ausgangsanschlüsse P1 bis P3 zeigt. Wenn im Steuerungsventil 26 der relative Winkel ANG, bei dem alle Ausgangsanschlüsse P1 bis P3 geschlossen sind, als 0° definiert ist, kann der Ventilkörper 35 relativ zum Gehäuse 31 sowohl in einer positiven Richtung als auch in einer negativen Richtung gedreht werden, bis der Anschlag 312 des Gehäuses 31 und der Eingriffsabschnitt 354 des Ventilkörpers 35 miteinander in Kontakt kommen. Die Größe und Position der Löcher 351, 352 des Ventilkörpers 35 sind so eingestellt, dass sich die Öffnungsgrade der Ausgangsanschlüsse P1 bis P3 wie in 6 gezeigt ändern, wenn sich der relative Winkel ANG ändert. In dieser Ausführungsform nimmt der Winkel ANG zu, wenn der Ventilkörper 35 relativ zum Gehäuse 31 in der positiven Richtung gedreht wird, und dieser nimmt ab, wenn der Ventilkörper 35 relativ zum Gehäuse 31 in der negativen Richtung gedreht wird.
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Wenn im Steuerungsventil 26 der Ventilkörper 35 von der Position, bei welcher der relative Winkel ANG gleich 0° ist, in der positiven Richtung gedreht wird, beginnt sich der Heizeranschluss P3 zuerst zu öffnen, und der Öffnungsgrad des Heizeranschlusses P3 nimmt mit zunehmendem relativen Winkel ANG allmählich zu. Wenn der relative Winkel ANG nach dem vollständigen Öffnen des Heizeranschlusses P3 weiter zunimmt, öffnet sich als nächstes der Vorrichtungsanschluss P2. Der Öffnungsgrad des Vorrichtungsanschlusses P2 nimmt mit zunehmendem relativen Winkel ANG zu, und der Kühleranschluss P1 beginnt sich zu öffnen, nachdem der Vorrichtungsanschluss P2 vollständig geöffnet ist. Der Öffnungsgrad des Kühleranschlusses P1 nimmt ebenfalls zu, wenn der relative Winkel ANG zunimmt. Wenn ein relativer Winkel, bei dem der Eingriffsabschnitt 354 und der Anschlag 312 miteinander in Kontakt kommen, als „+β°“ definiert ist, wird der Kühleranschluss P1 vollständig geöffnet, kurz bevor der Ventilkörper 35 die Position erreicht, bei welcher der relative Winkel ANG gleich +β° ist. Bis der Ventilkörper 35 die Position erreicht, bei welcher der relative Winkel ANG gleich +β° ist, werden die Ausgangsanschlüsse P1 bis P3 auch bei zunehmendem relativen Winkel ANG vollständig geöffnet gehalten.
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Wenn hingegen der Ventilkörper 35 aus der Position, bei welcher der relative Winkel ANG gleich 0° ist, in der negativen Richtung gedreht wird, öffnet sich der Heizeranschluss P3 des Steuerungsventils 26 nicht. In diesem Fall beginnt sich der Vorrichtungsanschluss P2 zuerst zu öffnen, und der Öffnungsgrad des Vorrichtungsanschlusses P2 nimmt mit abnehmendem relativen Winkel ANG allmählich zu. Wenn der relative Winkel ANG nach dem vollständigen Öffnen des Vorrichtungsanschlusses P2 weiter abnimmt, öffnet sich der Kühleranschluss P1. Der Öffnungsgrad des Kühleranschlusses P1 nimmt mit abnehmendem relativen Winkel ANG zu. Wenn der relative Winkel, bei dem der Eingriffsabschnitt 354 und der Anschlag 312 miteinander in Kontakt kommen, als ,,-α°" definiert ist, wird der Kühleranschluss P1 vollständig geöffnet, kurz bevor der Ventilkörper 35 die Position erreicht, bei welcher der relative Winkel ANG gleich -α° ist. Bis der Ventilkörper 35 die Position erreicht, bei welcher der relative Winkel ANG gleich -α° ist, werden der Kühleranschluss P1 und der Vorrichtungsanschluss P2 vollständig offen gehalten, auch wenn der relative Winkel ANG abnimmt.
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Als nächstes wird die Konfiguration der vom Kühlsystem 20 ausgeführten Steuerung mit Bezug auf 1, 7 und 8 beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, werden Detektionssignale von verschiedenen Sensoren, einschließlich des Drehwinkelsensors 101 des Steuerungsventils 26 und eines Kühlmitteltemperatursensors 102, in eine elektronische Steuerungseinheit 50 des Kühlsystems 20 eingegeben. Der Drehwinkelsensor 101 gibt ein Signal entsprechend einem Drehwinkel θ einer Ausgangs- bzw. Abtriebswelle des Motors 37 als ein Detektionssignal aus. Der Kühlmitteltemperatursensor 102 erfasst eine Auslasskühlmitteltemperatur Twt, welche der Temperatur des aus dem Zylinderkopf 12 ausgetretenen Kühlmittels entspricht, und gibt ein Signal entsprechend der Auslasskühlmitteltemperatur Twt als ein Detektionssignal aus.
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Wenn das Steuerungsventil 26 über einen längeren Zeitraum verwendet wird, nimmt die Lebensdauer des Steuerungsventils 26 allmählich ab. Wenn der Motor 37 angetrieben wird, um den Ventilkörper 35 zu drehen, kann der Ventilkörper 35 die Drehung langsam aufnehmen, nachdem das Ausgangsdrehmoment des Motors 37 in den Ventilkörper 35 eingegeben wird, oder zwischen einer tatsächlichen Drehzahl (Verschiebegeschwindigkeit) des Ventilkörpers 35 und einer Drehzahl (Verschiebegeschwindigkeit) des Ventilkörpers 35 entsprechend dem Ausgangsdrehmoment des Motors 37 kann eine Lücke auftreten. In solchen Fällen wird das Ausgangsdrehmoment des Motors 37 als eine Kraft verbraucht, welche auf die Zahnräder 39 innerhalb des Getriebemechanismus 38 drückt, was zu einem Spannungsaufbau in den Zahnrädern 39 führen kann. Falls sich dadurch eine Spannung in den Zahnrädern 39 aufbaut, nimmt die Lebensdauer des Steuerungsventils 26 allmählich ab. In dieser Ausführungsform berechnet die elektronische Steuerungseinheit 50 daher eine Antriebsspannung STRdr, welche einer Spannung entspricht, welcher die Zahnräder 39 ausgesetzt sind, wenn der Motor 37 zum Drehen des Ventilkörpers 35 angetrieben wird. Anschließend schätzt die elektronische Steuerungseinheit 50 die Lebensdauer des Steuerungsventils 26 basierend auf der berechneten Antriebsspannung STRdr ab und reflektiert das Schätzergebnis der Lebensdauer bei der Steuerung des Motors 37.
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Als Funktionseinheiten, welche die Steuerung des Motors 37 unter Berücksichtigung der Lebensdauer des Steuerungsventils 26 realisieren, umfasst die elektronische Steuerungseinheit 50 eine Motorsteuerungseinheit 51, eine Winkelgeschwindigkeits-Herleitungseinheit 52, eine Winkelbeschleunigungsraten-Herleitungseinheit 53, eine Basisdrehmoment-Herleitungseinheit 55, eine Korrekturfaktor-Herleitungseinheit 56, eine Motordrehmoment-Berechnungseinheit 57, eine Ventilkörperdrehmoment-Berechnungseinheit 61, eine Antriebsspannungs-Berechnungseinheit 62 und eine Lebensdauer-Schätzeinheit 60.
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Die Motorsteuerungseinheit 51 steuert den Antrieb des Motors 37. Die Motorsteuerungseinheit 51 bestimmt insbesondere ein Tastverhältnis DT eines in den Motor 37 eingegebenen Spannungssignals. Anschließend erzeugt die Motorsteuerungseinheit 51 ein Spannungssignal des bestimmten Tastverhältnisses DT und gibt das Spannungssignal in den Motor 37 ein. Wie dieses Tastverhältnis DT bestimmt wird, wird später ausführlich beschrieben.
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Die Winkelgeschwindigkeits-Herleitungseinheit 52 leitet eine Winkelgeschwindigkeit ω der Abtriebswelle des Motors 37 während jedes vorbestimmten Steuerzyklus her. Die Winkelgeschwindigkeits-Herleitungseinheit 52 leitet die Winkelgeschwindigkeit ω des Motors 37 insbesondere durch Differenzieren bzw. Ableiten des Drehwinkels θ des Motors 37 nach der Zeit, der basierend auf dem Detektionssignal des Drehwinkelsensors 101 hergeleitet wurde, her.
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Die Winkelbeschleunigungsraten-Herleitungseinheit 53 leitet eine Winkelbeschleunigungsrate Dω des Motors 37 als einen Änderungsbetrag der Winkelgeschwindigkeit ω des Motors 37 her. Die Winkelbeschleunigungsraten-Herleitungseinheit 53 leitet die Winkelbeschleunigungsrate Dω insbesondere durch Differenzieren der Winkelgeschwindigkeit ω nach der Zeit, die von der Winkelgeschwindigkeits-Herleitungseinheit 52 hergeleitet wurde, her. Wenn die Winkelgeschwindigkeit ω steigt, besitzt die Winkelbeschleunigungsrate Dω einen positiven Wert, und wenn die Winkelgeschwindigkeit ω sinkt, besitzt die Winkelbeschleunigungsrate Dω einen negativen Wert.
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Die Basisdrehmoment-Herleitungseinheit 55 leitet ein Basisdrehmoment TQB basierend auf dem Tastverhältnis DT des Spannungssignals und der Auslasskühlmitteltemperatur Twt her. Das Basisdrehmoment TQB bezieht sich auf das vom Motor 37 erzeugte Drehmoment, wenn ein Spannungssignal in einer Situation in den Motor 37 eingegeben wird, wenn die Winkelgeschwindigkeit w des Motors 37 gleich einem spezifizierten Wert (z.B. null) ist. Wie vorstehend beschrieben ist, strömt das aus dem Zylinderkopf 12 ausgetretene Kühlmittel in das Steuerungsventil 26. Daher ist die Temperatur einer Komponente des Steuerungsventils 26 mit der Auslasskühlmitteltemperatur Twt korreliert. Somit entspricht das Basisdrehmoment TQB einem Wert, der basierend auf dem Tastverhältnis DT des Spannungssignals und einem Wert, der mit der Temperatur der Komponente des Steuerungsventils 26 korreliert, hergeleitet ist. Beispiele für die Komponente des Steuerungsventils 26 umfassen die Zahnräder 39 des Getriebemechanismus 38, den Ventilkörper 35 und einen Dichtring (nicht gezeigt).
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Wie in 7 gezeigt ist, speichert die Basisdrehmoment-Herleitungseinheit 55 ein Basisdrehmoment-Herleitungskennfeld 55MP, welches verwendet wird, um das Basisdrehmoment TQB basierend auf der Beziehung zwischen dem Tastverhältnis DT des Spannungssignals und der Auslasskühlmitteltemperatur Twt herzuleiten. Die Basisdrehmoment-Herleitungseinheit 55 leitet das Basisdrehmoment TQB unter Verwendung des Basisdrehmoment-Herleitungskennfelds 55MP her.
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Das Basisdrehmoment TQB ist wahrscheinlich größer, wenn die an den Motor 37 angelegte Effektivspannung höher ist. Die Effektivspannung ist höher, wenn das Tastverhältnis DT des Spannungssignals höher ist. Daher wird das Basisdrehmoment-Herleitungskennfeld 55MP so erstellt, dass das Basisdrehmoment TQB einen größeren Wert besitzt, wenn das Tastverhältnis DT des Spannungssignals höher ist.
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Die Härte der Komponente des Steuerungsventils 26 variiert mit der Temperatur der Komponente. Die Härte der Komponente beeinflusst die Leichtigkeit, mit welcher der Ventilkörper 35 gedreht wird, wenn die Effektivspannung an den Motor 37 angelegt wird, um den Ventilkörper 35 zu drehen. Je nachdem, ob der Ventilkörper 35 leicht drehbar ist oder nicht, werden die Zahnräder 39 unterschiedlichen Spannungsgrößen ausgesetzt, wenn die Effektivspannung an den Motor 37 angelegt wird, um den Ventilkörper 35 zu drehen. Daher wird das Basisdrehmoment-Herleitungskennfeld 55MP so erstellt, dass das Basisdrehmoment TQB mit der Auslasskühlmitteltemperatur Twt variiert, die mit der Temperatur der Komponente korreliert.
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Die Korrekturfaktor-Herleitungseinheit 56 berechnet einen Korrekturfaktor F1 basierend auf dem Tastverhältnis DT des Spannungssignals und einem geglätteten Winkelgeschwindigkeitswert ωS, der einem Wert entspricht, der durch Glättung der Winkelgeschwindigkeit ω durch einen Prozess eines gleitenden Durchschnitts erhalten wird. Der Korrekturfaktor F1 ist ein Faktor, mit dem das Basisdrehmoment TQB korrigiert wird, um das Motordrehmoment TQMT zu erhalten. Der geglättete Winkelgeschwindigkeitswert ωS wird basierend auf einer Mehrzahl von Winkelgeschwindigkeiten ω berechnet, die nacheinander hergeleitet wurden. Die zur Berechnung des geglätteten Winkelgeschwindigkeitswertes ωS verwendeten Winkelgeschwindigkeiten ω umfassen den neuesten Wert ω(N) der Winkelgeschwindigkeit.
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Wie in 7 gezeigt ist, speichert die Korrekturfaktor-Herleitungseinheit 56 ein Korrekturfaktor-Herleitungskennfeld 56MP, welches verwendet wird, um den Korrekturfaktor F1 basierend auf dem Tastverhältnis DT des Spannungssignals und dem geglätteten Winkelgeschwindigkeitswert coS herzuleiten. Die Korrekturfaktor-Herleitungseinheit 56 leitet den Korrekturfaktor F1 unter Verwendung des Korrekturfaktor-Herleitungskennfelds 56MP her.
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Wie später näher beschrieben wird, ist der Korrekturfaktor F1 ein Faktor, der zur Berechnung des Motordrehmoments TQMT verwendet wird, also des vom Motor 37 erzeugten Drehmoments. Das Motordrehmoment TQMT besitzt einen größeren Wert, wenn der Korrekturfaktor F1 größer ist. Das Motordrehmoment TQMT ist größer, wenn die an den Motor 37 angelegte Effektivspannung höher ist. Die Effektivspannung ist höher, wenn das Tastverhältnis DT des Spannungssignals höher ist. Daher wird das Korrekturfaktor-Herleitungskennfeld 56MP so erstellt, dass der Korrekturfaktor F1 größer ist, wenn das Tastverhältnis DT des Spannungssignals höher ist.
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Eine Abweichung zwischen dem Basisdrehmoment TQB und dem vom Motor 37 tatsächlich erzeugten Drehmoment ist wahrscheinlich größer, wenn eine Lücke zwischen der aktuellen Winkelgeschwindigkeit ω und dem vorgenannten spezifizierten Wert, das heißt, der Winkelgeschwindigkeit, die zur Herleitung des Basisdrehmoments TQB verwendet wird, größer ist. Wenn die aktuelle Winkelgeschwindigkeit ω beispielsweise höher ist als der spezifizierte Wert, nimmt das Motordrehmoment TQMT mit zunehmender Differenz zwischen dem spezifizierten Wert und der aktuellen Winkelgeschwindigkeit ω ab. Der geglättete Winkelgeschwindigkeitswert ωS ist mit der aktuellen Winkelgeschwindigkeit ω korreliert. Falls der Korrekturfaktor F1 kleiner eingestellt ist, wenn die Differenz zwischen dem spezifizierten Wert und dem geglätteten Winkelgeschwindigkeitswert ωS größer ist, kann das Motordrehmoment TQMT daher kleiner gemacht werden, wenn die Differenz zwischen dem spezifizierten Wert und der aktuellen Winkelgeschwindigkeit ω größer ist. Daher ist das Korrekturfaktor-Herleitungskennfeld 56MP so erstellt, dass der Korrekturfaktor F1 größer ist, wenn der geglättete Winkelgeschwindigkeitswert ωS kleiner ist.
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Die Motordrehmoment-Berechnungseinheit 57 berechnet als das Motordrehmoment TQMT das Produkt aus dem von der Basisdrehmoment-Herleitungseinheit 55 berechneten Basisdrehmoment TQB und dem von der Korrekturfaktor-Herleitungseinheit 56 berechneten Korrekturfaktor F1. Das Motordrehmoment TQMT ist insbesondere größer, wenn das Produkt aus dem Basisdrehmoment TQB und dem Korrekturfaktor F1 größer ist. Das Tastverhältnis DT des in den Motor 37 eingegebenen Spannungssignals ist ein Wert, der mit der an den Motor 37 angelegten Effektivspannung korreliert. Daher kann man sagen, dass das Motordrehmoment TQMT ein Wert entsprechend der Effektivspannung ist.
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Die Ventilkörperdrehmoment-Berechnungseinheit 61 berechnet das Ventilkörperdrehmoment TQV, das Teil des Motordrehmoments TQMT ist und in eine Rotation des Ventilkörpers 35 umgewandelt wurde, so dass das berechnete Ventilkörperdrehmoment TQV größer ist, wenn die Winkelbeschleunigungsrate Dω des Motors 37 höher ist. Insbesondere berechnet die Ventilkörperdrehmoment-Berechnungseinheit 61, wie in 7 gezeigt ist, das Ventilkörperdrehmoment TQV als das Produkt aus einer geglätteten Winkelbeschleunigungsrate DωS, die einem Wert entspricht, der durch Glätten der Winkelbeschleunigungsrate Dω durch einen Prozess eines gleitenden Durchschnitts erhalten wird, einer Trägheit Iw des Motors 37 und einem Übersetzungsverhältnis RG des Getriebemechanismus 38. Daher ist das Ventilkörperdrehmoment TQV größer, wenn die Trägheit Iw größer ist und wenn das Übersetzungsverhältnis RG höher ist. Die Trägheit Iw und das Übersetzungsverhältnis RG sind Werte, die durch die Spezifikationen des Steuerungsventils 26 bestimmt sind.
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Die Antriebsspannungs-Berechnungseinheit 62 berechnet die Antriebsspannung STRdr basierend auf dem von der Motordrehmoment-Berechnungseinheit 57 berechneten Motordrehmoment TQMT und dem von der Ventilkörperdrehmoment-Berechnungseinheit 61 berechneten Ventilkörperdrehmoment TQV.
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Unter Bezugnahme auf 8 wird eine Verarbeitungsroutine beschrieben, die von der Antriebsspannungs-Berechnungseinheit 62 zur Berechnung der Antriebsspannung STRdr ausgeführt wird. Die Ausführung dieser Verarbeitungsroutine wird gestartet, wenn die Eingabe eines Spannungssignals in den Motor 37 gestartet wird.
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In Schritt S21 dieser Verarbeitungsroutine wird die Antriebsspannung STRdr als die Differenz zwischen dem Motordrehmoment TQMT und dem Ventilkörperdrehmoment TQV berechnet. Die hier berechnete Antriebsspannung STRdr besitzt einen größeren Wert, wenn die Differenz zwischen dem Motordrehmoment TQMT und dem Ventilkörperdrehmoment TQV größer ist. Dann wird im nächsten Schritt S22 bestimmt, ob die Eingabe des Spannungssignals in den Motor 37 gestoppt wurde oder nicht. Wenn das Spannungssignal nach wie vor in den Motor 37 eingegeben wird (S22: NEIN), bewegt sich der Prozessablauf zu Schritt S21. Das bedeutet, dass die Antriebsspannung STRdr wiederholend berechnet wird, während die Eingabe des Spannungssignals in den Motor 37 andauert und der Ventilkörper 35 rotiert.
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Wenn andererseits die Eingabe des Spannungssignals in den Motor 37 gestoppt wurde (S22: JA), wird die Drehung des Ventilkörpers 35 gestoppt und der Prozessablauf geht zum nächsten Schritt S23 über. In Schritt S23 wird der größte Wert der während einer Ventilkörperverschiebungszeitdauer TMV berechneten Antriebsspannungen STRdr als der Maximalwert STRdrMax ausgewählt. Die Ventilkörperverschiebungszeitdauer TMV bezieht sich hier auf einen Zeitraum vom Beginn des Anlegens der Effektivspannung an den Motor 37 bis zum Ende der Rotation des Ventilkörpers 35.
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Im nächsten Schritt S24 wird bestimmt, ob der Maximalwert STRdrMax der Antriebsspannung in der aktuellen Ventilkörperverschiebungszeitdauer TMV gleich oder größer als ein Kriteriumswert STRTh ist oder nicht. Der Kriteriumswert STRTh wird später beschrieben. Wenn der Maximalwert STRdrMax gleich oder größer als der Kriteriumswert STRTh ist (S24: JA), wird die aktuelle Verarbeitungsroutine beendet. Ist der Maximalwert STRdrMax hingegen kleiner als der Kriteriumswert STRTh (S24: NEIN), wechselt der Prozessablauf zum nächsten Schritt S25. In Schritt S25 wird der Maximalwert STRdrMax auf null gesetzt. Danach wird die aktuelle Verarbeitungsroutine beendet.
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Wie in 7 gezeigt ist, berechnet die Lebensdauer-Schätzeinheit 60 einen Index X, der die Lebensdauer bzw. Haltbarkeit des Steuerungsventils 26 angibt, unter Verwendung des Maximalwerts STRdrMax der Antriebsspannung in der Ventilkörperverschiebungszeitdauer TMV, die von der Antriebsspannungs-Berechnungseinheit 62 ausgewählt wurde. Insbesondere wenn der Maximalwert STRdrMax durch die Antriebsspannungs-Berechnungseinheit 62 hergeleitet wird, das heißt, wenn die in 8 gezeigte Verarbeitungsroutine beendet wird, führt die Lebensdauer-Schätzeinheit 60 einen Prozess zum Integrieren des Maximalwerts STRdrMax durch. Wenn ein integrierter Wert ΣSTRdr des durch den Integrationsprozess berechneten Maximalwerts STRdrMax größer ist, kann man folgern, dass ein größerer Schaden in den Zahnrädern 39 verbleibt und dass die Lebensdauer des Steuerungsventils 26 geringer geworden ist. Daher berechnet die Lebensdauer-Schätzeinheit 60 den Index X so, dass der berechnete Index X einen größeren Wert aufweist, wenn der integrierte Wert ΣSTRdr größer ist. Dies bedeutet, dass der Index X mit abnehmender Lebensdauer des Steuerungsventils 26 steigt.
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Die Motorsteuerungseinheit 51 bestimmt eine Obergrenze DTul und eine Untergrenze DT11 des Tastverhältnisses des Spannungssignals basierend auf dem von der Lebensdauer-Schätzeinheit 60 berechneten Index X. In diesem Fall bestimmt die Motorsteuerungseinheit 51 die Obergrenze DTul und die Untergrenze DT11 so, dass die Absolutwerte der ermittelten Obergrenze DTul und Untergrenze DT11 bei größerem Index X kleiner sind.
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Darüber hinaus berechnet die Motorsteuerungseinheit 51 ein berechnetes Tastverhältnis DTC, das einem berechneten Wert des Tastverhältnisses des in den Motor 37 eingegebenen Spannungssignals entspricht, durch das Durchführen einer Feedback- bzw. Rückkopplungssteuerung, die als eine Eingabe eine Abweichung zwischen dem Drehwinkel 0 des Motors 37 und einem Soll-Drehwinkel 0Tr, der einem Ziel für den Drehwinkel des Motors 37 entspricht, verwendet. Anschließend bestimmt die Motorsteuerungseinheit 51 das Tastverhältnis DT des Spannungssignals basierend auf dem berechneten Tastverhältnis DTC und den Ober- und Untergrenzen DTul, DT11. Insbesondere wenn das berechnete Tastverhältnis DTC nicht höher als die Obergrenze DTul und nicht niedriger als die Untergrenze DT11 ist, stellt die Motordrehmoment-Berechnungseinheit 57 das Tastverhältnis DT des Spannungssignals auf einen Wert ein, der gleich dem berechneten Tastverhältnis DTC ist. Wenn das berechnete Tastverhältnis DTC höher ist als die Obergrenze DTul, stellt die Motordrehmoment-Berechnungseinheit 57 das Tastverhältnis DT des Spannungssignals auf einen Wert ein, der gleich der Obergrenze DTul ist. Wenn das berechnete Tastverhältnis DTC niedriger als die Untergrenze DT11 ist, stellt die Motordrehmoment-Berechnungseinheit 57 das Tastverhältnis DT des Spannungssignals auf einen Wert ein, der gleich der Untergrenze DT11 ist.
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Die an den Motor 37 angelegte Effektivspannung kann basierend auf dem Tastverhältnis DT des in den Motor 37 eingegebenen Spannungssignals und der Leistungsquellenspannung des Motors 37 berechnet werden. Daher kann man sagen, dass die Motorsteuerungseinheit 51 an den Motor 37 die Effektivspannung entsprechend der Abweichung zwischen dem Soll-Drehwinkel θTr und dem Drehwinkel θ anlegt.
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Unter Bezugnahme auf 9 und 10 wird beschrieben, wie der in 8 gezeigte Kriteriumswert STRTh einzustellen ist. 9 zeigt ein Beispiel für einen Fall, in dem sich der Ventilkörper 35 sofort zu drehen beginnt, nachdem die Effektivspannung an den Motor 37 angelegt wird. 10 zeigt einen Fall, in dem der Ventilkörper 35 nach dem Anlegen der Effektivspannung an den Motor 37 langsam in Drehung versetzt wird, da beispielsweise ein Fremdkörper im Steuerungsventil 26 gefangen ist.
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In dem in 9 gezeigten Beispiel wird zum Zeitpunkt t11 das Spannungssignal in den Motor 37 eingegeben, das heißt, das Anlegen der Effektivspannung an den Motor 37 wird gestartet. Dann beginnt der Ventilkörper 35 zum Zeitpunkt t12, der später als der Zeitpunkt t11 liegt, zu rotieren. Die Zeitspanne vom Zeitpunkt t11 bis zum Zeitpunkt t12 entspricht einer Ansprechverzögerungszeitdauer, die eine Zeitspanne vom Beginn des Anlegens der Effektivspannung an den Motor 37 bis zum Beginn der Rotation des Ventilkörpers 35 ist. Während dieser Zeitspanne bleibt die Winkelgeschwindigkeit ω des Motors 37 null, so dass die Winkelbeschleunigungsrate Dω des Motors 37 auf null gehalten wird. Daher nimmt die in Schritt S21 der in 8 gezeigten Verarbeitungsroutine berechnete Antriebsspannung STRdr einen Wert an, der gleich dem Basisdrehmoment TQB ist. Dies liegt daran, da das Ventilkörperdrehmoment TQV gleich null ist, wenn die Winkelbeschleunigungsrate Dω gleich null ist.
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Nachdem der Zeitpunkt t12 verstrichen ist, beginnt sich der Ventilkörper 35 zu drehen. Dies bedeutet, dass die Winkelgeschwindigkeit ω nach dem Zeitpunkt t12 zunimmt. Folglich wird die Winkelbeschleunigungsrate Dω höher als null. Dann wird das Ventilkörperdrehmoment TQV größer als null, so dass die in Schritt S21 berechnete Antriebsspannung STRdr mit steigendem Ventilkörperdrehmoment TQV abnimmt.
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Wenn die Winkelbeschleunigungsrate Dω nach dem Zeitpunkt t12 zu sinken beginnt, nimmt auch das Ventilkörperdrehmoment TQV ab. Daher nimmt die in Schritt S21 berechnete Antriebsspannung STRdr mit abnehmender Winkelbeschleunigungsrate Dω zu. Die Antriebsspannung STRdr wird jedoch nicht größer als das Basisdrehmoment TQB.
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Wie in 9 gezeigt ist, ist der Kriteriumswert STRTh in dem Fall, wenn der Ventilkörper 35 somit sofort mit der Rotation beginnen kann, auf einen Wert eingestellt, der größer ist als der Maximalwert STRdrMax der Antriebsspannung. Dies liegt daran, dass, wenn sich der Ventilkörper 35 nach Anlegen der Effektivspannung an den Motor 37 sofort zu drehen beginnt, im Inneren des Getriebemechanismus 38 wenig Drehmoment verbraucht wird und die Zahnräder 39 keiner großen Last ausgesetzt werden. Wenn die Zahnräder 39 keiner großen Last ausgesetzt sind, baut sich in den Zahnrädern 39 wenig Spannung auf, wenn der Motor 37 zum Drehen des Ventilkörpers 35 angetrieben wird. In diesem Fall wird daher in Schritt S24 der in 8 gezeigten Verarbeitungsroutine eine „NEIN“-Bestimmung erhalten, und der Maximalwert STRdrMax in der Ventilkörperverschiebungszeitdauer TMV wird auf null gesetzt (S25).
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In dem in 10 gezeigten Beispiel wird zum Zeitpunkt t21 das Spannungssignal in den Motor 37 eingegeben, das heißt, das Anlegen der Effektivspannung an den Motor 37 wird gestartet. Wenn ein Fremdkörper im Steuerungsventil 26 gefangen ist, beginnt sich der Ventilkörper 35 langsam zu drehen, nachdem damit begonnen wird, das Ausgangsdrehmoment des Motors 37 auf den Ventilkörper 35 zu übertragen. Daher wird das berechnete Tastverhältnis DTC durch die Rückkopplungssteuerung ausgehend von dem Zeitpunkt t22 erhöht. Dadurch erhöht sich das Tastverhältnis DT des in den Motor 37 eingegebenen Spannungssignals ab dem Zeitpunkt t22. Die Länge der Zeitdauer vom Zeitpunkt t21 bis zum Zeitpunkt t22 ist länger als die Länge der Zeitdauer vom Zeitpunkt t11 bis zum Zeitpunkt t12, wie in 9 gezeigt.
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Wenn der Ventilkörper 35 somit langsam in Drehung versetzt wird, nimmt die in Schritt S21 der in 8 gezeigten Verarbeitungsroutine berechnete Antriebsspannung STRdr einen Wert an, der gleich dem Basisdrehmoment TQB ist. Das Basisdrehmoment TQB ist größer, wenn das Tastverhältnis DT höher ist. Wenn der Zeitpunkt t22 verstrichen ist, steigt daher die in Schritt S21 berechnete Antriebsspannung STRdr mit zunehmendem Tastverhältnis DT.
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Der Ventilkörper 35 beginnt zum Zeitpunkt t23 damit, sich zu drehen. Dann steigt die Winkelgeschwindigkeit ω. Dadurch wird die Winkelbeschleunigungsrate Dω höher als null, so dass das Ventilkörperdrehmoment TQV größer als null wird. In dem in 10 gezeigten Beispiel erhöht sich das Tastverhältnis DT nach dem Zeitpunkt t23 nicht. Dies bedeutet, dass das Basisdrehmoment TQB nicht ansteigt. Daher nimmt die in Schritt S21 berechnete Antriebsspannung STRdr mit zunehmendem Ventilkörperdrehmoment TQV ab. Somit entspricht der in Schritt S23 der in 8 gezeigten Verarbeitungsroutine ausgewählte Maximalwert STRdrMax der Antriebsspannung dem Wert zum Zeitpunkt t23.
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Wie in 10 gezeigt ist, ist der Kriteriumswert STRTh in dem Fall, wenn der Ventilkörper 35 aufgrund eines im Steuerungsventil 26 gefangenen Fremdkörpers usw. langsam in Drehung versetzt wird, auf einen Wert eingestellt, der kleiner ist als der Maximalwert STRdrMax der Antriebsspannung. Dies liegt daran, dass der Ventilkörper 35 in einem solchen Fall eine lange Zeit braucht, um mit einer Rotation zu beginnen, nachdem das Drehmoment vom Motor 37 abgegeben wird. Die Zahnräder 39 sind wahrscheinlich einer größeren Last ausgesetzt, wenn der Ventilkörper 35 während der Ventilkörperverschiebungszeitdauer TMV eine längere Zeit benötigt, um mit der Rotation zu beginnen. Es ist wahrscheinlicher, dass sich in den Zahnrädern 39 eine Spannung aufbaut, wenn die Zahnräder 39 einer größeren Last ausgesetzt sind. In einem solchen Fall erfolgt daher in Schritt S24 der in 8 gezeigten Verarbeitungsroutine eine +„JA“-Bestimmung, so dass der Maximalwert STRdrMax in der Ventilkörperverschiebungszeitdauer TMV auf einen Wert größer als null eingestellt ist.
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Die Funktionsweise und Effekte dieser Ausführungsform werden beschrieben. Wenn der Soll-Drehwinkel θTr geändert wird und zwischen dem Drehwinkel ω des Motors 37 und dem Soll-Drehwinkel θTr eine Lücke auftritt, beginnt der Motor 37 angetrieben zu werden. Insbesondere wird das berechnete Tastverhältnis DTC durch eine Rückkopplungssteuerung berechnet, welche die Abweichung zwischen dem Soll-Drehwinkel θTr und dem Drehwinkel ω als eine Eingabe verwendet, und das Tastverhältnis DT des Spannungssignals wird basierend auf dem berechneten Tastverhältnis DTC bestimmt. Die Effektivspannung basierend auf dem bestimmten Tastverhältnis DT und der Leistungsquellenspannung des Motors 37 wird an den Motor 37 angelegt. Anschließend wird der Motor 37 angetrieben, um den Ventilkörper 35 zu drehen, so dass sich die Lücke zwischen dem Soll-Drehwinkel θTr und dem Drehwinkel θ verengt.
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Wenn die Effektivspannung somit an den Motor 37 angelegt wird, beginnt die Ventilkörperverschiebungszeitdauer TMV. Anschließend wird die Antriebsspannung STRdr wiederholend berechnet. Insbesondere wird das Motordrehmoment TQMT von der Motordrehmoment-Berechnungseinheit 57 berechnet und das Ventilkörperdrehmoment TQV wird von der Ventilkörperdrehmoment-Berechnungseinheit 61 berechnet. In der Antriebsspannungs-Berechnungseinheit 62 wird die Differenz zwischen dem Motordrehmoment TQMT und dem Ventilkörperdrehmoment TQV als die Antriebsspannung STRdr berechnet.
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Das Motordrehmoment TQMT ist gleich dem Produkt aus dem Basisdrehmoment TQB, das von der Basisdrehmoment-Herleitungseinheit 55 hergeleitet wird, und dem Korrekturfaktor F1, der von der Korrekturfaktor-Herleitungseinheit 56 hergeleitet wird. Das Basisdrehmoment TQB entspricht einem Wert, der basierend auf dem Tastverhältnis DT des in den Motor 37 eingegebenen Spannungssignals und der Auslasskühlmitteltemperatur Twt hergeleitet wird. Das Tastverhältnis DT entspricht einem Wert, der mit der an den Motor 37 angelegten Effektivspannung korreliert, und die Auslasskühlmitteltemperatur Twt entspricht einem Wert, der mit der Härte der auf dem Drehmomentübertragungspfad vom Motor 37 zum Ventilkörper 35 angeordneten Zahnräder 39 korreliert. Es ist daher möglich, das Basisdrehmoment TQB auf einen Wert entsprechend der Effektivspannung und der Härte der Zahnräder 39 zu dieser Zeit durch Herleiten des Basisdrehmoments TQB basierend auf dem Tastverhältnis DT und der Auslasskühlmitteltemperatur Twt einzustellen.
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Der Korrekturfaktor F1 wird basierend auf dem Tastverhältnis DT des Spannungssignals und dem geglätteten Winkelgeschwindigkeitswert wS hergeleitet. Das Tastverhältnis DT entspricht einem Wert, der mit der an den Motor 37 angelegten Effektivspannung korreliert. Es ist daher möglich, den Korrekturfaktor F1 auf einen Wert entsprechend der Effektivspannung zu dieser Zeit und der Winkelgeschwindigkeit ω zu der Zeit der Berechnung des Korrekturfaktors F1 durch Herleiten des Korrekturfaktors F1 basierend auf dem Tastverhältnis DT und dem geglätteten Winkelgeschwindigkeitswert ωS einzustellen.
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Da das Motordrehmoment TQMT basierend auf einem solchen Basisdrehmoment TQB und Korrekturfaktor F1 berechnet wird, kann das Motordrehmoment TQMT mit hoher Genauigkeit berechnet werden. Das Ventilkörperdrehmoment TQV wird basierend auf der geglätteten Winkelbeschleunigungsrate DωS des Motors 37 und dem Übersetzungsverhältnis RG des Getriebemechanismus 38 hergeleitet. Es besteht ein Zusammenhang zwischen der Drehzahl des Ventilkörpers 35 und der Winkelgeschwindigkeit ω des Motors 37: Je höher die Winkelbeschleunigungsrate Dω des Motors 37 ist, desto größer ist der Betrag der Zunahme der Drehzahl des Ventilkörpers 35. Eine große Erhöhung der Drehzahl des Ventilkörpers 35 bedeutet, dass ein großes Drehmoment vom Motor 37 über den Getriebemechanismus 38 in den Ventilkörper 35 eingegeben wurde. In dieser Ausführungsform besitzt das Ventilkörperdrehmoment TQV daher einen größeren Wert, wenn die Winkelbeschleunigungsrate Dω höher ist. Darüber hinaus ist das über den Getriebemechanismus 38 in den Ventilkörper 35 eingegebene Drehmoment größer, wenn das Übersetzungsverhältnis RG des Getriebemechanismus 38 höher ist. In dieser Ausführungsform besitzt das Ventilkörperdrehmoment TQV daher einen größeren Wert, wenn das Übersetzungsverhältnis RG höher ist.
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Die Differenz zwischen dem Motordrehmoment TQMT und dem so berechneten Ventilkörperdrehmoment TQV wird als die Antriebsspannung STRdr berechnet. Dies bedeutet, dass die Antriebsspannung STRdr größer ist, wenn die Differenz zwischen dem Motordrehmoment TQMT und dem Ventilkörperdrehmoment TQV größer ist. Daher ist beispielsweise die Antriebsspannung STRdr, wenn die Effektivspannung hoch ist, die Winkelbeschleunigungsrate Dω jedoch nicht so hoch ist, größer als diejenige, wenn die Effektivspannung hoch ist und die Winkelbeschleunigungsrate Dω hoch ist. Somit kann die Spannung berechnet werden, der die Zahnräder 39 während des Antriebs des Motors 37 ausgesetzt sind.
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In dieser Ausführungsform wird die Antriebsspannung STRdr während einer Ventilkörperverschiebungszeitdauer TMV wiederholend berechnet. Wenn die Eingabe des Spannungssignals in den Motor 37 gestoppt wird und die Ventilkörperverschiebungszeitdauer TMV endet, wird der größte Wert der während dieser Ventilkörperverschiebungszeitdauer berechneten Antriebsspannungen STRdr als der Maximalwert STRdrMax der Antriebsspannung ausgewählt.
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Die Lebensdauer-Schätzeinheit 60 schätzt die Lebensdauer des Steuerungsventils 26 basierend auf dem von der Antriebsspannungs-Berechnungseinheit 62 ausgewählten Maximalwert STRdrMax der Antriebsspannung ab. Insbesondere integriert die Lebensdauer-Schätzeinheit 60 jedes Mal, wenn der Maximalwert STRdrMax durch die Antriebsspannungs-Berechnungseinheit 62 ausgewählt wird, den Maximalwert STRdrMax. Wenn der integrierte Wert ΣSTRdr des Maximalwerts größer ist, kann man folgern, dass sich in den Zahnrädern 39 eine größere Schadenshöhe bzw. ein größerer Schaden aufgebaut hat. Mit zunehmender Schadenshöhe nimmt die Lebensdauer des Steuerungsventils 26 ab. In dieser Ausführungsform wird der Index X basierend auf dem integrierten Wert ΣSTRdr berechnet. Der Index X besitzt einen größeren Wert, wenn die Lebensdauer des Steuerungsventils 26 so abgeschätzt wird, dass diese niedriger geworden ist.
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Wenn der Index X so berechnet wird, werden die Obergrenze DTul und die Untergrenze DT11 des Tastverhältnisses basierend auf dem Index X berechnet. Der Absolutwert der Obergrenze DTul und der Absolutwert der Untergrenze DT11 sind kleiner, wenn der Index X größer ist und die Lebensdauer des Steuerungsventils 26 niedriger ist. Das Tastverhältnis DT des in den Motor 37 eingegebenen Spannungssignals wird so bestimmt, dass das bestimmte Tastverhältnis DT einen Wert zwischen der Obergrenze DTul und der Untergrenze DT11 aufweist. Wenn die Lebensdauer des Steuerungsventils 26 geringer ist, ist die Drehzahl des Ventilkörpers 35 bei Drehung des Ventilkörpers 35 daher weniger wahrscheinlich hoch. Die Last, die auf den Getriebemechanismus 38 wirkt, wird weniger wahrscheinlich groß, wenn die an den Motor 37 angelegte Effektivspannung niedriger ist und die Drehzahl des Ventilkörpers 35 niedriger ist.
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Daher kann Variieren der Obergrenze der Drehzahl des Ventilkörpers 35 gemäß der Lebensdauer des Steuerungsventils 26 die Lebensdauer des Steuerungsventils 26 verlängern. Diese Ausführungsform kann weiterhin die folgenden Effekte hervorrufen.
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Wenn sich der Ventilkörper 35 nach Anlegen der Effektivspannung an den Motor 37 sofort zu drehen beginnt, wie in 9 gezeigt ist, wird die Antriebsspannung STRdr während der Ventilkörperverschiebungszeitdauer TMV zu dieser Zeit nicht sehr groß. In diesem Fall setzt der Antrieb des Motors 37 den Getriebemechanismus 38 nicht einer sehr großen Last aus, die auf den Antrieb des Motors 37 zurückzuführen ist. Somit kann man davon ausgehen, dass der Antrieb des Motors 37 einen geringen Spannungsaufbau in den Zahnrädern 39 verursacht und keine großen Schäden in den Zahnrädern 39 hinterlässt. In einem solchen Fall ist daher der Maximalwert STRdrMax der Antriebsspannung kleiner als der Kriteriumswert STRTh, und der Maximalwert STRdrMax wird auf null eingestellt. Dies kann verhindern, dass die elektronische Steuerungseinheit 50 den Index X aktualisiert, wenn man davon ausgeht, dass der Antrieb des Motors 37 keine großen Schäden in den Zahnrädern 39 hinterlässt. Dadurch kann verhindert werden, dass die elektronische Steuerungseinheit 50 die Lebensdauer des Steuerungsventils 26 als zu niedrig bewertet.
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Die vorstehend beschriebene Ausführungsform kann mit den folgenden Änderungen davon implementiert sein. Die Ausführungsform und die folgenden modifizierten Beispiele können in Kombination in einem solchen Ausmaß implementiert werden, dass keine technische Inkonsistenz entsteht.
- - In der vorstehenden Ausführungsform wird der Index X so berechnet, dass der berechnete Index X einen größeren Wert aufweist, wenn der integrierte Wert ΣSTRdr des Maximalwerts der Antriebsspannung größer ist. Es kann ein anderer Parameter als der integrierte Wert ΣSTRdr verwendet werden, um den Index X zu berechnen, sofern der Index X basierend auf der Antriebsspannung STRdr aktualisiert werden kann. Es kann davon ausgegangen werden, dass die Lebensdauer des Steuerungsventils 26 niedriger ist, wenn die Anzahl der Male, in denen der Maximalwert STRdrMax gleich oder größer als der Kriteriumswert geworden ist, größer ist. Daher kann beispielsweise der Index X so berechnet werden, dass der berechnete Index X einen größeren Wert aufweist, um eine geringere Lebensdauer des Steuerungsventils 26 anzuzeigen, wenn die Anzahl der Male, in denen der Maximalwert STRdrMax gleich oder größer als der Kriteriumswert STRTh geworden ist, größer ist.
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Ein Mittelwert aus einer Mehrzahl von Antriebsspannungen STRdr, die während einer Ventilkörperverschiebungszeitdauer TMV berechnet werden, kann erhalten werden, und dieser Mittelwert kann verwendet werden, um den Index X zu berechnen, um eine niedrige Lebensdauer des Steuerungsventils 26 anzuzeigen. Wenn die Antriebsspannung STRdr gleich oder größer als der Kriteriumswert STRTh ist, kann die Differenz zwischen der Antriebsspannung STRdr und dem Kriteriumswert STRTh integriert werden. Anschließend kann der Index X so aktualisiert werden, dass der aktualisierte Index X einen größeren Wert aufweist, um eine geringere Lebensdauer des Steuerungsventils 26 anzuzeigen, wenn der integrierte Wert größer ist.
- - Es ist nicht notwendig, die aus dem Index X abgeschätzte Lebensdauer des Steuerungsventils 26 bei der Steuerung des Motors 37 zu berücksichtigen. Wenn beispielsweise der Maximalwert STRdrMax der Antriebsspannung gleich oder größer als der Kriteriumswert STRTh geworden ist, kann dieses Ereignis als ein Verlauf in einem Speicher der elektronischen Steuerungseinheit 50 gespeichert werden. Wenn ein solcher Verlauf im Speicher gespeichert ist, kann ein Arbeiter bei der Wartung des Kühlsystems 20 überprüfen, ob die Zahnräder 39 einer Spannung ausgesetzt waren, die groß genug war, um als Beschädigung im Steuerungsventil 26 zu verbleiben.
- - Es ist nicht notwendig, den Maximalwert STRdrMax auf null zu setzen, wenn der Maximalwert STRdrMax der Antriebsspannung kleiner als der Kriteriumswert STRTh ist.
- - Zwischen dem Beginn des Anlegens der Effektivspannung an den Motor 37 und dem Beginn der tatsächlichen Rotation des Ventilkörpers 35 gibt es eine zeitliche Verzögerung. Daher kann die Berechnung der Antriebsspannung STRdr gestartet werden, nachdem eine Zeit entsprechend dieser Zeitverzögerung seit Beginn des Anlegens der Effektivspannung an den Motor 37 verstrichen ist. Somit muss eine Berechnungszeitdauer, die einer Zeitdauer entspricht, während welcher die Antriebsspannung STRdr wiederholend berechnet wird, nicht den Zeitpunkt umfassen, zu dem das Anlegen der Effektivspannung an den Motor 37 gestartet wird, solange diese Berechnungszeitdauer den Zeitpunkt umfasst, zu dem sich der Ventilkörper 35 nach Anlegen der Effektivspannung an den Motor 37 zu drehen beginnt. In diesem Fall wird der größte Wert der während der Berechnungszeitdauer berechneten Antriebsspannungen STRdr als der Maximalwert STRdrMax ausgewählt. Anschließend wird der Maximalwert STRdrMax der Antriebsspannung in der Berechnungszeitdauer integriert. Die aus diesem integrierten Wert ΣSTRdr abgeschätzte Lebensdauer des Steuerungsventils 26 kann bei der Steuerung des Motors 37 reflektiert bzw. berücksichtigt werden.
- - Die Obergrenze DTul und die Untergrenze DT11 des Tastverhältnisses müssen nicht auf der Grundlage des Index X variiert werden, wie bei der vorstehenden Ausführungsform, solange die aus dem Index X abgeschätzte Lebensdauer des Steuerungsventils 26 beim Steuern des Motors 37 reflektiert werden kann. Zur Bestimmung des Tastverhältnisses DT des Spannungssignals kann beispielsweise das Produkt aus dem berechneten Tastverhältnis DTC und einem Tastverhältnis-Korrekturfaktor gemäß dem Index X als das Tastverhältnis DT verwendet werden. In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass der Tastverhältnis-Korrekturfaktor kleiner ist, wenn der Index X größer und die Lebensdauer des Steuerungsventils 26 kleiner ist. Wenn die Lebensdauer des Steuerungsventils 26 geringer ist, ist es daher weniger wahrscheinlich, dass das Tastverhältnis DT des in den Motor 37 eingegebenen Spannungssignals hoch wird, das heißt, es ist weniger wahrscheinlich, dass die an den Motor 37 angelegte Effektivspannung hoch wird. Folglich kann die Lebensdauer des Steuerungsventils 26 verlängert werden.
- - Bei der vorstehenden Ausführungsform wird die Auslasskühlmitteltemperatur Twt als der Wert verwendet, der mit der Temperatur der Komponente des Steuerungsventils 26 korreliert ist, um das Basisdrehmoment TQB herzuleiten. Falls ein Sensor vorgesehen ist, der die Temperatur der Komponente des Steuerungsventils 26 erfasst, kann die von diesem Sensor erfasste Temperatur der Komponente anstelle der Auslasskühlmitteltemperatur Twt verwendet werden, um das Basisdrehmoment TQB herzuleiten.
- - Falls Änderungen des Basisdrehmoments TQB, die auf Temperaturänderungen der Komponente des Steuerungsventils 26 zurückzuführen sind, die Berechnung der Antriebsspannung STRdr nicht wesentlich beeinflussen, kann das Basisdrehmoment TQB ohne Verwendung der Temperatur der Komponente oder des mit der Temperatur der Komponente korrelierten Wertes hergeleitet werden.
- - Ein Wert, der durch Multiplikation des Produkts aus dem Basisdrehmoment TQB und dem Korrekturfaktor F1 mit einer vorbestimmten Verstärkung erhalten wird, kann als das Motordrehmoment TQMT verwendet werden. Auch in diesem Fall kann der Wert des Motordrehmoments TQMT vergrößert werden, wenn das Produkt aus dem Basisdrehmoment TQB und dem Korrekturfaktor F1 größer wird.
- - Ein Steuerungsventil mit einer anderen Konfiguration als das Steuerungsventil 26 kann verwendet werden, sofern dieses Ventil so konfiguriert ist, dass dieses die Strömung des Kühlmittels im Zirkulationskreislauf 21 durch den sich im Inneren des Gehäuses verschiebenden Ventilkörper ändern kann. So kann beispielsweise ein Steuerungsventil verwendet werden, welches derart konfiguriert ist, dass dieses die Strömung des Kühlmittels im Zirkulationskreislauf 21 durch den sich im Inneren des Gehäuses verschiebenden Ventilkörper ändern kann.
