JP2013238200A - エンジンの冷却制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの冷却液の流通を制御するロータリバルブの流通制御性を改善し、以ってエンジンのより適切な冷却を可能にするエンジンの冷却制御装置を提供する。
【解決手段】エンジンの冷却制御装置１００はロータリバルブ１０を備える。ロータリバルブ１０はエンジン２の冷却液が流通する開口部１１ａを回転動作で開閉するロータ１３およびシール部材１６を備えるとともに、ロータ１３およびシール部材１６が開口部１１ａを開口する開口部Ｅｓを備える構成となっている。また、エンジンの冷却制御装置１００は開口部１１ａを開口するにあたり、開口部１１ａおよび開口部Ｅｓの形状に応じてロータリバルブ１０の開弁速度を調整する制御部を実現するＥＣＵ３０を備える。
【選択図】図２

Description

本発明はエンジンの冷却制御装置に関する。

エンジンの冷却制御装置につき、ロータリバルブを備える構成であることに関し、本発明と関連性があると考えられる技術が例えば特許文献１から３で開示されている。また、ロータリバルブと電動ポンプとを制御する構成であることに関し、本発明と関連性があると考えられる技術が例えば特許文献４で開示されている。このほか、エンジンの運転状態に応じてロータリバルブを制御する構成であることに関し、本発明と関連性があると考えられる技術が例えば特許文献５で開示されている。

特開２０１１−２１７５３号公報 特開平３−２２２８１４号公報 特開２００９−５３７７３２号公報 特開２００７−１２０３１２号公報 特開２００３−３８４６号公報

エンジンを冷却するにあたっては、エンジンの冷却液の流通を制御することで、エンジンの適切な冷却を可能にすることができる。この点、冷却液の流通を制御するには冷却液が流通する開口部を開閉するロータを備えるとともに、ロータが開口部を開口する流通許可部を備えるように構成されたロータリバルブを用いることができる。

ところが、この場合には一定の開弁速度でロータリバルブを開弁しようとすると、開口部および流通許可部の形状によっては開口部の開口面積の増加度合いが一定にはならないことがある。そしてこの場合には、例えば冷却液の流量が開弁初期に不足したり、開弁後期に過大になったりすることで、流通を許可する冷却液の流量が安定的に増加しなくなる。結果、所望通りの冷却液の流量が得られなくなるなどロータリバルブの流通制御性が損なわれる虞がある。

本発明は上記課題に鑑み、エンジンの冷却液の流通を制御するロータリバルブの流通制御性を改善し、以ってエンジンのより適切な冷却を可能にするエンジンの冷却制御装置を提供することを目的とする。

本発明はエンジンの冷却液が流通する開口部を回転動作で開閉するロータを備えるとともに、前記ロータが前記開口部を開口する流通許可部を備えるロータリバルブと、前記開口部を開口するにあたり、前記開口部および前記流通許可部の形状に応じて前記ロータリバルブの開弁速度を調整する制御部とを備えるエンジンの冷却制御装置である。

本発明は前記ロータの位相に応じて得られる前記開口部の開口面積を示す第１の開弁特性と、開弁開始時および開弁終了時の位相と、位相に応じて得られる前記開口部の開口面積の積分値とが前記第１の開弁特性と同じであり、且つ位相に応じた前記開口部の開口面積の変化度合いが一定となるように前記開口部の開口面積を設定する第２の開弁特性とがあり、前記第１の開弁特性で得られる前記開口部の開口面積が前記第２の開弁特性で得られる前記開口部の開口面積よりも小さくなる第１の位相領域の範囲内で、前記第１および第２の開弁特性で得られる前記開口部の開口面積が互いに等しくなる場合よりも開弁速度が高くなるように前記ロータリバルブの開弁速度を調整する第１の速度調整と、前記第１の開弁特性で得られる前記開口部の開口面積が前記第２の開弁特性で得られる前記開口部の開口面積よりも大きくなる第２の位相領域の範囲内で、前記第１および第２の開弁特性で得られる前記開口部の開口面積が互いに等しくなる場合よりも開弁速度が低くなるように前記ロータリバルブの開弁速度を調整する第２の速度調整と、のうち少なくともいずれかを前記制御部が行う構成とすることができる。

本発明は前記制御部がさらに前記エンジンの運転状態に応じて前記ロータリバルブの開弁速度を調整する構成とすることができる。

本発明は前記エンジンの冷却液を圧送する電動ポンプをさらに備え、前記開口部を開口するにあたり、前記制御部が前記開口部および前記流通許可部の形状に応じてさらに前記電動ポンプの吐出量を調整する構成とすることができる。

本発明によれば、エンジンの冷却液の流通を制御するロータリバルブの流通制御性を改善し、以ってエンジンのより適切な冷却を可能にすることができる。

エンジンの冷却回路の概略構成図である。 冷却制御装置の概略構成図である。 ロータとともにシール部材を示す図である。 第１および第２の開弁特性を示す図である。 ロータリバルブの開弁速度を示す図である。 制御動作の一例をフローチャートで示す図である。 開口部の変形例を示す図である。

図面を用いて、本発明の実施例について説明する。

図１はエンジンの冷却回路（以下、冷却回路と称す）１５０の概略構成図である。冷却回路１５０はエンジンの冷却制御装置（以下、冷却制御装置と称す）１００とエンジン２とヒータ３とラジエータ４とを備えている。冷却制御装置１００はウォータポンプ（以下、Ｗ／Ｐと称す）１とロータリバルブ１０とＥＣＵ３０とを備えている。冷却回路１５０は図示しない車両に搭載されている。

Ｗ／Ｐ１はエンジン２の冷却液を循環させる。Ｗ／Ｐ１は具体的には電動ポンプであり、Ｗ／Ｐ１が吐出する冷却液はロータリバルブ１０を介してエンジン２に流入する。この点、ロータリバルブ１０は入口部Ｉｎ１、Ｉｎ２と出口部Ｏｕｔ１、Ｏｕｔ２とを備えており、出口部Ｏｕｔ１がシリンダブロック２ａに、出口部Ｏｕｔ２がシリンダヘッド２ｂにそれぞれ接続されている。このため、冷却液はエンジン２に流入する際、出口部Ｏｕｔ１、Ｏｕｔ２を介してロータリバルブ１０から流出するようになっている。

エンジン２は個別に冷却液を流入させるシリンダブロック２ａおよびシリンダヘッド２ｂを備えている。そして、出口部Ｏｕｔ１から流出した冷却液がシリンダブロック２ａに、出口部Ｏｕｔ２から流出した冷却液がシリンダヘッド２ｂに流入するようになっている。エンジン２には、出口部Ｏｕｔ１から流入した冷却液をシリンダブロック２ａ、シリンダヘッド２ｂの順で流通させるとともに、出口部Ｏｕｔ２から流入した冷却液をシリンダヘッド２ｂに流通させ、さらにシリンダヘッド２ｂでこれらを合流させた後に、合流させた冷却液をシリンダヘッド２ｂから流出させる冷却通路が設けられている。

エンジン２を流通した冷却液のうち、一部の冷却液はヒータ３を流通する。ヒータ３は空気と冷却液との間で熱交換を行い、空気を加熱する。加熱された空気は車室内の暖房に利用される。ヒータ３を流通した冷却液は入口部Ｉｎ１を介してロータリバルブ１０に流入するようになっている。ヒータ３を流通する流通経路はラジエータ４をバイパスする第１のラジエータバイパス経路Ｐ１１になっている。

エンジン２を流通した冷却液のうち、他の一部はそのまま入口部Ｉｎ１を介してロータリバルブ１０に流入するようになっている。この流通経路はラジエータ４をバイパスする第２のラジエータバイパス経路Ｐ１２になっている。エンジン２を流通した冷却液のうち、残りの一部はラジエータ４を流通する。ラジエータ４は空気と冷却液との間で熱交換を行い、冷却液を冷却する。ラジエータ４を流通した冷却液は入口部Ｉｎ２を介してロータリバルブ１０に流入するようになっている。そして、入口部Ｉｎ１、Ｉｎ２を介してロータリバルブ１０に流入した冷却液が、その後Ｗ／Ｐ１に戻るようになっている。

図２は冷却制御装置１００の概略構成図である。図２に示すように、冷却制御装置１００は具体的にはロータリバルブ１０がＷ／Ｐ１に直接設けられた構成となっている。ロータリバルブ１０は具体的には第１の通路部１１と第２の通路部１２とロータ１３と駆動部１４とサーモスタット１５とを備えている。

第１の通路部１１はＷ／Ｐ１の冷却液出口部とエンジン２との間に設けられ、冷却液を流通させる。第２の通路部１２はＷ／Ｐ１の冷却液入口部とラジエータ４との間に設けられ、冷却液を流通させる。通路部１１、１２は並べて配置されている。通路部１１、１２は並べて配置された状態でＷ／Ｐ１に端部で接続されている。そして、第１の通路部１１はＷ／Ｐ１の冷却液出口部に、第２の通路部１２はＷ／Ｐ１の冷却液入口部にそれぞれ接続されている。第１の通路部１１ではＷ／Ｐ１側が上流側、第２の通路部１２ではＷ／Ｐ１側が下流側となっている。通路部１１、１２はハウジングＨを構成している。

第１の通路部１１はロータ１３の下流側で出口部Ｏｕｔ１、Ｏｕｔ２に連通している。第２の通路部１２はロータ１３の下流側で入口部Ｉｎ１に連通している。また、ロータ１３の上流側および下流側で入口部Ｉｎ２に連通している。第２の通路部１２はロータ１３よりも下流側の部分と入口部Ｉｎ２とを連通する第１の連通部Ｂ１と、ロータ１３よりも上流側の部分と入口部Ｉｎ２とを連通する第２の連通部Ｂ２とを備えている。なお、図１では第１の通路部１１のうち、ロータ１３の下流側で出口部Ｏｕｔ１、Ｏｕｔ２に連通する部分それぞれを同位相に設けているように示しているが、これらは互いに異なる位相に設けることができる。これは通路部１１、１２の上流側の部分および下流側の部分についても同様である。

ロータ１３は第１の通路部１１と第２の通路部１２とに介在するようにしてハウジングＨに設けられている。この点、第１の通路部１１はロータ１３に上流側から対向するようにして設けられている開口部１１ａを備えている。開口部１１ａの形状は円形となっている。

ロータ１３は第１の通路部１１を流通する冷却液の流通と、第２の通路部１２を流通する冷却液の流通とを回転動作で制御する。ロータ１３は第１の通路部１１に介在する第１の弁体部Ｒ１と、第２の通路部１２に介在する第２の弁体部Ｒ２とを備えている。弁体部Ｒ１、Ｒ２の内部は個別に空洞になっており、周壁部に設けられた開口部が弁体部Ｒ１、Ｒ２を介した冷却液の流通を可能にする。ロータ１３は第１の通路部１１を流通する冷却液の流通と第２の通路部１２を流通する冷却液の流通とを禁止、許可することを含め、これら流通の制限、制限の解除を行うことができる。

駆動部１４はアクチュエータ１４ａとギヤボックス部１４ｂとを備えており、ロータ１３を駆動する。アクチュエータ１４ａは具体的には例えば電動モータである。アクチュエータ１４ａは例えば油圧制御弁によって電子制御可能な油圧アクチュエータであってもよい。ギヤボックス部１４ｂはアクチュエータ１４ａの動力をロータ１３に伝達する。ギヤボックス部１４ｂにはロータ１３の位相を検出可能な回転角センサ４０が内蔵されている。サーモスタット１５は第１の連通部Ｂ１に設けられている。サーモスタット１５は冷却液の温度が所定値よりも高い場合に開弁するとともに、所定値よりも低い場合（ここでは所定値以下である場合）に閉弁する。

図３はロータ１３とともにシール部材１６を示す図である。ロータリバルブ１０はさらにシール部材１６を備えている。シール部材１６は円筒状の形状を有しており、ロータ１３の周囲に設けられることで、ロータリバルブ１０においてハウジングＨおよびロータ１３間に設けられる。シール部材１６は例えば軸方向に沿って見た形状が円弧状の形状となる筒状の形状を有していてもよい。シール部材１６の材質は例えばＰＴＦＥなどの樹脂やゴム或いはこれらの組み合わせである。シール部材１６にはロータ１３の周壁部に設けられた開口部Ｅ１に対応させて開口部Ｅ２が設けられている。

開口部Ｅ１、Ｅ２はロータ１３とシール部材１６とを一体化した状態で互いに一致するように設けられており、開口部Ｅを構成する。開口部Ｅは第１の弁体部Ｒ１側と第２の弁体部Ｒ２側とにそれぞれ設けられている。そして、複数の開口部Ｅのうち、開口部１１ａに対応させて設けられている開口部である開口部Ｅｓが開口部１１ａを開口する。開口部Ｅｓは開口部１１ａを開口することで、開口部１１ａを介した冷却液の流通を許可する。開口部Ｅｓの形状は開口部１１ａの形状に合わせた円形となっている。この点、ロータリバルブ１０では開口部１１ａの形状に合わせて開口部Ｅｓの形状を円形とすることで、流通する冷却液の圧力損失が低くなるようにしている。

開口部１１ａは本発明における開口部に相当する。また、開口部Ｅｓは本発明における流通許可部に相当する。本発明における開口部はロータ１３に対向するように設けられている複数の開口部のうち、開口部１１ａ以外のいずれかであってもよい。この場合、複数の開口部Ｅのうち、対応する開口部を流通許可部とすることができる。一方、ロータ１３およびシール部材１６は開口部１１ａを開口する開口部Ｅｓを備え、開口部１１ａを回転動作で開閉する。したがって、ロータ１３およびシール部材１６が本発明におけるロータに相当する。なお、本発明におけるロータの位相はロータ１３の位相と同じである。

図１、図２に示すＥＣＵ３０は電子制御装置であり、Ｗ／Ｐ１やロータリバルブ１０（具体的にはアクチュエータ１４ａ）が制御対象として電気的に接続されている。また、回転角センサ４０やエンジン２の運転状態を検出可能なセンサ群４５がセンサ・スイッチ類として電気的に接続されている。センサ群４５は例えばエンジン２の回転数ＮＥを検出可能なクランク角センサや、エンジン２の吸入空気量を計測するエアフロメータや、エンジン２に対する加速要求を行うためのアクセルペダルの踏み込み量を検知するアクセル開度センサや、エンジン２の冷却液温ＴＨＷ（例えばエンジン２から流出する直前、或いは流出した直後の冷却液の温度）を検知する温度センサを含む。

ＥＣＵ３０ではＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムに基づき、必要に応じてＲＡＭの一時記憶領域を利用しつつ処理を実行することで、例えば次に示す制御部が実現される。制御部は開口部１１ａを開口するにあたり、開口部１１ａおよび開口部Ｅｓの形状に応じてロータリバルブ１０の開弁速度を調整する。この点、制御部は具体的には次に示すようにロータリバルブ１０の開弁速度を調整する。

図４は第１および第２の開弁特性Ｓ１、Ｓ２を示す図である。図５はロータリバルブ１０の開弁速度を示す図である。図４において縦軸は開口部１１ａの開口面積、横軸は位相を示す。図５において縦軸は開弁速度、横軸は位相を示す。位相θ１は開弁開始時の位相を示す。位相θ２は開弁に要する位相変化量の半分だけ位相を変化させた場合の位相を示す。位相θ３は開弁終了時の位相を示す。図４に示す第１の開弁特性Ｓ１は開口部１１ａを開口する際のロータリバルブ１０の開弁特性を示し、第２の開弁特性Ｓ２は仮想的な開弁特性を示す。図５に示す開弁速度は開口部１１ａを開口する際の開弁速度を示す。

図４に示すように、第１の開弁特性Ｓ１はロータ１３の位相に応じて得られる開口部１１ａの開口面積を示している。一方、第２の開弁特性Ｓ２は次のように開口部１１ａの開口面積を設定する開弁特性となっている。すなわち、位相θ１、θ３が第１の開弁特性Ｓ１と同じとなるように開口部１１ａの開口面積を設定する開弁特性となっている。また、位相に応じて得られる開口部１１ａの開口面積の積分値が第１の開弁特性Ｓ１と同じとなるように開口部１１ａの開口面積を設定する開弁特性となっている。

この点、第２の開弁特性Ｓ２にかかる開口面積の積分値は位相θ１、θ２間においては開弁特性Ｓ１、Ｓ２に囲まれる面積の分だけ、第１の開弁特性Ｓ１にかかる開口面積の積分値よりも大きくなっている。また、位相θ２、θ３間においては開弁特性Ｓ１、Ｓ２に囲まれる面積の分だけ、第１の開弁特性Ｓ１にかかる開口面積の積分値よりも小さくなっている。そして、位相θ１、θ２間で開弁特性Ｓ１、Ｓ２に囲まれる面積と位相θ２、θ３間で開弁特性Ｓ１、Ｓ２に囲まれる面積とは互いに等しくなっている。

第２の開弁特性Ｓ２はさらに位相に応じた開口部１１ａの開口面積の変化度合いが一定となるように開口部１１ａの開口面積を設定する開弁特性となっている。すなわち、さらに位相に比例して開口部１１ａの開口面積が大きくなるように開口部１１ａの開口面積を設定する開弁特性となっている。

これらを踏まえた上で、制御部は次に説明する第１および第２の速度調整のうち少なくともいずれかを行うことで、ロータリバルブ１０の開弁速度を調整する。制御部は具体的には第１および第２の速度調整を行うことで、ロータリバルブ１０の開弁速度を調整する。なお、以下では第１および第２の速度調整を行う場合について説明するが、制御部は同じ要領で第１または第２の速度調整を行うこともできる。

図４、図５に示すように、第１の速度調整は第１の位相領域Ｌ１の範囲内で開弁特性Ｓ１、Ｓ２で得られる開口部１１ａの開口面積が互いに等しくなる場合よりも開弁速度が高くなるようにロータリバルブ１０の開弁速度を調整する調整となっている。第１の位相領域Ｌ１は第１の開弁特性Ｓ１で得られる開口部１１ａの開口面積が第２の開弁特性Ｓ２で得られる開口部１１ａの開口面積よりも小さくなる位相領域となっている。

この点、第１の位相領域Ｌ１は具体的には位相θ１よりも大きく、且つ位相θ２よりも小さい範囲からなる位相領域となっている。そして、開弁特性Ｓ１、Ｓ２で得られる開口部１１ａの開口面積は位相θ１、θ２およびθ３で互いに等しくなるようになっている。開弁特性Ｓ１、Ｓ２で得られる開口部１１ａの開口面積が互いに等しくなる場合の開弁速度（以下、基準開弁速度と称す）は適宜設定できる。

第２の速度調整は第２の位相領域Ｌ２の範囲内で開弁特性Ｓ１、Ｓ２で得られる開口部１１ａの開口面積が互いに等しくなる場合よりも開弁速度が低くなるようにロータリバルブ１０の開弁速度を調整する調整となっている。第２の位相領域Ｌ２は第１の開弁特性Ｓ１で得られる開口部１１ａの開口面積が第２の開弁特性Ｓ２で得られる開口部１１ａの開口面積よりも大きくなる位相領域となっている。この点、第２の位相領域Ｌ２は具体的には位相θ２よりも大きく、且つ位相θ３よりも小さい範囲からなる位相領域となっている。

第１の速度調整はさらに具体的には第１の位相領域Ｌ１全域に亘って、開弁特性Ｓ１、Ｓ２で得られる開口部１１ａの開口面積が互いに等しくなる場合よりも開弁速度が高くなるようにロータリバルブ１０の開弁速度を調整する調整となっている。また、このとき各位相において開弁特性Ｓ１、Ｓ２で得られる開口部１１ａの開口面積の差分の大きさに応じた度合いで開弁速度が高くなるようにロータリバルブ１０の開弁速度を調整する調整となっている。

第２の速度調整はさらに具体的には第２の位相領域Ｌ２全域に亘って、開弁特性Ｓ１、Ｓ２で得られる開口部１１ａの開口面積が互いに等しくなる場合よりも開弁速度が低くなるようにロータリバルブ１０の開弁速度を調整する調整となっている。また、このとき各位相において開弁特性Ｓ１、Ｓ２で得られる開口部１１ａの開口面積の差分の大きさに応じた度合いで開弁速度が低くなるようにロータリバルブ１０の開弁速度を調整する調整となっている。

制御部はさらにエンジン２の運転状態に応じてロータリバルブ１０の開弁速度を調整する。制御部は具体的にはエンジン２の運転状態に応じて基準開弁速度を変更することで、ロータリバルブ１０の開弁速度を調整する。この点、第１および第２の速度調整を行うことでロータリバルブ１０の開弁速度を調整するにあたり、制御部は基準開弁速度に対して第１および第２の速度調整を行うことで、ロータリバルブ１０の開弁速度を調整する。

第１および第２の速度調整を行うにあたり、制御部は具体的には第１および第２の速度調整を実現するようにロータリバルブ１０の出力（具体的にはアクチュエータ１４ａの出力）を制御する。またこのとき基準開弁速度に対して第１および第２の速度調整を実現するようにロータリバルブ１０の出力を制御する。この点、基準開弁速度に対して第１および第２の速度調整を行う場合に必要となる開弁速度の増減量はロータ１３の位相に応じて予め設定しておくことができる。また、基準開弁速度はエンジン２の運転状態に応じて予め設定しておくことができる。

したがって、上述したようにロータリバルブ１０の出力を制御するにあたってのロータ１３の位相に応じた目標開弁速度はこれらによって把握できる。そして、目標開弁速度を把握することで、目標開弁速度を実現するために必要となるロータリバルブ１０の出力特性（具体的にはアクチュエータ１４ａの出力特性）を定めることができる。この点、ＥＣＵ３０では目標開弁速度を実現することで、第１および第２の速度調整、さらにはエンジン２の運転状態に応じたロータリバルブ１０の開弁速度の調整を実現するためのロータリバルブ１０の出力特性がエンジン２の運転状態に応じてマップデータで予め設定されている。

このため、上述したようにロータリバルブ１０の出力を制御するにあたり、制御部は具体的にはロータリバルブ１０の出力特性に基づきロータリバルブ１０の出力を制御する。そしてこれにより第１および第２の速度調整、さらにはエンジン２の運転状態に応じたロータリバルブ１０の開弁速度の調整を行う。エンジン２の運転状態に応じてロータリバルブ１０の開弁速度を調整するにあたり、制御部はエンジン２の運転状態に基づきロータリバルブ１０の出力特性を決定することができる。ロータリバルブ１０の出力は具体的には例えばアクチュエータ１４ａの駆動電流を変更することで制御できる。

ロータリバルブ１０の出力を可変制御できない場合、制御部は第１および第２の速度調整を実現するように駆動および停止の間でロータリバルブ１０の制御状態（具体的にはアクチュエータ１４ａの制御状態）を切り替えることで、第１および第２の速度調整を行うこともできる。またこのとき、基準開弁速度に対して第１および第２の速度調整を実現するように駆動および停止の間でロータリバルブ１０の制御状態を切り替えることができる。

この場合には例えば目標開弁速度を実現することで、第１および第２の速度調整を実現するためのロータリバルブ１０の制御特性をエンジン２の運転状態に応じてマップデータで予め設定しておくことができる。そして、制御部はロータリバルブ１０の制御特性に基づきロータリバルブ１０（具体的にはアクチュエータ１４ａ）の駆動、停止を行うことで、上述したようにロータリバルブ１０の制御状態を切り替えることができる。制御部はエンジン２の運転状態に基づきロータリバルブ１０の制御特性を決定できる。

開口部１１ａを開口するにあたり、制御部は開口部１１ａおよび開口部Ｅｓの形状に応じてさらにＷ／Ｐ１の吐出量を調整する。制御部は具体的には次に説明する第１の吐出量調整と第２の吐出量調整とのうち少なくともいずれか（ここでは第１および第２の吐出量調整）を行う。なお、以下では第１および第２の吐出量調整を行う場合について説明するが、制御部は同じ要領で第１または第２の吐出量調整を行うこともできる。

第１の吐出量調整は第１の位相領域Ｌ１の範囲内で吐出量を調整する調整となっている。また、第１の位相領域Ｌ１直前の位相であって、開弁特性Ｓ１、Ｓ２で得られる開口部１１ａの開口面積が互いに等しくなる位相（具体的にはここでは位相θ１）における吐出量よりも吐出量が大きくなるように吐出量を調整する調整となっている。

第２の吐出量調整は第２の位相領域Ｌ２の範囲内で吐出量を調整する調整となっている。また、第２の位相領域Ｌ２直前の位相であって、開弁特性Ｓ１、Ｓ２で得られる開口部１１ａの開口面積が互いに等しくなる位相（具体的にはここでは位相θ２）における吐出量よりも吐出量が小さくなるように吐出量を調整する調整となっている。

第１の吐出量調整はさらに具体的には第１の位相領域Ｌ１全域に亘って吐出量を調整する調整とすることができる。また、各位相において開弁特性Ｓ１、Ｓ２で得られる開口部１１ａの開口面積の差分の大きさに応じた度合いで吐出量が大きくなるように吐出量を調整する調整とすることができる。この場合、制御部は第１の位相領域Ｌ１の直前および直後の位相であって、開弁特性Ｓ１、Ｓ２で得られる開口部１１ａの開口面積が互いに等しくなる位相（具体的にはここでは位相θ１、θ２）における吐出量が互いに同等になるように吐出量を調整することができる。

第２の吐出量調整はさらに具体的には第２の位相領域Ｌ２全域に亘って吐出量を調整する調整とすることができる。また、各位相において開弁特性Ｓ１、Ｓ２で得られる開口部１１ａの開口面積の差分の大きさに応じた度合いで吐出量が小さくなるように吐出量を調整する調整とすることができる。この場合、制御部は第２の位相領域Ｌ２の直前および直後の位相であって、開弁特性Ｓ１、Ｓ２で得られる開口部１１ａの開口面積が互いに等しくなる位相（具体的にはここでは位相θ２、θ３）における吐出量が互いに同等になるように吐出量を調整することができる。

この点、開弁特性Ｓ１、Ｓ２で得られる開口部１１ａの開口面積が互いに等しくなる位相それぞれのうち、少なくとも最も早く到達することになる位相（ここでは位相θ１）における吐出量は第１および第２の吐出量調整で吐出量を増減するにあたっての基準吐出量となる。

第１および第２の吐出量調整を行うにあたり、制御部は具体的には第１および第２の吐出量調整を実現するようにＷ／Ｐ１の出力を補正制御する。そしてこのとき、基準吐出量に対して第１および第２の吐出量調整を実現するようにＷ／Ｐ１の出力を補正制御する。この点、基準吐出量に対して第１および第２の吐出量調整を行う場合に必要となる吐出量の増減量はロータ１３の位相に応じて予め設定しておくことができる。また、基準吐出量はエンジン２の運転状態に応じて予め設定しておくことができる。

したがって、上述したようにＷ／Ｐ１の出力を補正制御するにあたってのロータ１３の位相に応じた目標吐出量はこれらによって予め把握することができる。そして、目標吐出量を把握することで目標吐出量を実現するために必要となるＷ／Ｐ１の出力補正特性を定めることができる。この点、ＥＣＵ３０では目標吐出量を実現することで、第１および第２の吐出量調整を実現するためのＷ／Ｐ１の出力補正特性がエンジン２の運転状態に応じてマップデータで予め設定されている。

このため、第１および第２の吐出量調整を行うにあたり、制御部は具体的にはＷ／Ｐ１の出力補正特性に基づきＷ／Ｐ１の出力を補正制御する。そしてこれにより第１および第２の吐出量調整を行う。制御部はエンジン２の運転状態に基づきＷ／Ｐ１の出力補正特性を決定することができる。Ｗ／Ｐ１の出力と吐出量とが比例関係にある場合、Ｗ／Ｐ１の出力補正特性はエンジン２の運転状態に応じて設定されていなくてもよい。Ｗ／Ｐ１の出力は具体的には例えばＷ／Ｐ１の駆動電流を変更することで補正制御できる。

一方、ＥＣＵ３０では第１の吐出量調整を行うことに伴い、第１の速度調整がさらに第１の吐出量調整に応じて補正される。この点、第１の速度調整は第１の吐出量調整で増加させる吐出量の増加度合いに応じて、ロータリバルブ１０の開弁速度の増加度合いが小さくなるように補正することができる。同様にＥＣＵ３０では第２の吐出量調整を行うことに伴い、第２の速度調整がさらに第２の吐出量調整に応じて補正される。第２の速度調整は第２の吐出量調整で減少させる吐出量の減少度合いに応じて、ロータリバルブ１０の開弁速度の減少度合いが小さくなるように補正することができる。

この点、第１の速度調整は具体的には第１の吐出量調整に応じてロータリバルブ１０の出力特性を補正することで補正できる。同様に第２の速度調整も第２の吐出量調整に応じてロータリバルブ１０の出力特性を補正することで補正できる。そして、ＥＣＵ３０ではロータリバルブ１０の出力特性がさらに第１および第２の吐出量調整に応じて予め補正されている。

したがって、制御部はロータリバルブ１０の出力特性に基づきロータリバルブ１０の出力を制御することで、第１および第２の吐出量調整に応じて補正された第１および第２の速度調整を行うことができる。ロータリバルブ１０の出力を可変制御できない場合、制御部はロータリバルブ１０の制御特性をさらに第１および第２の吐出量調整に応じて予め修正することで、第１および第２の吐出量調整に応じて補正された第１および第２の速度調整を行うことができる。

次にＥＣＵ３０の制御動作の一例を図６に示すフローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ３０はエンジン２の運転状態を検出する（ステップＳ１）。エンジン２の運転状態は例えばエンジン２の回転数ＮＥや負荷や冷却液温ＴＨＷである。続いてＥＣＵ３０は開口部１１ａの開口要求があるか否かを判定する（ステップＳ２）。この点、ＥＣＵ３０では開口要求がエンジン２の運転状態に応じて予め設定されている。このため、ＥＣＵ３０は検出したエンジン２の運転状態に基づき開口要求があるか否かを判定できる。ステップＳ２で否定判定であれば本フローチャートを一旦終了する。

ステップＳ２で肯定判定であれば、ＥＣＵ３０は検出したエンジン２の運転状態に基づき、ロータリバルブ１０の出力特性を決定するとともに（ステップＳ３）、Ｗ／Ｐ１の出力補正特性を決定する（ステップＳ４）。そして、決定した出力特性に基づきロータリバルブ１０の出力を制御するとともに（ステップＳ５）、決定した出力補正特性に基づきＷ／Ｐ１の出力を補正制御する（ステップＳ６）。

この点、ロータリバルブ１０の出力特性は具体的には例えばロータリバルブ１０の出力をロータ１３の位相に応じて設定する出力特性とすることができる。この場合、ＥＣＵ３０はステップＳ５でロータ１３の位相を検出するとともに決定した出力特性から検出した位相に対応する出力を読み込み、さらに読み込んだ出力になるようにロータリバルブ１０の出力を制御することができる。この場合、かかる制御を開弁が完了するまでの間、繰り返し行うことができる。

一方、ロータリバルブ１０の出力特性は例えばロータリバルブ１０の出力を時間に応じて設定する出力特性であってもよい。この場合には、ＥＣＵ３０はステップＳ５でロータ１３の位相を特段検出することなく、決定した出力特性に基づきロータリバルブ１０の出力を制御することができる。なお、これらのことはＷ／Ｐ１の出力補正特性およびステップＳ６でＥＣＵ３０が行う補正制御についても同様である。ステップＳ６の後には本フローチャートを一旦終了する。

次に冷却制御装置１００の主な作用効果について説明する。冷却制御装置１００は開口部１１ａおよび開口部Ｅｓの形状に応じてロータリバルブ１０の開弁速度を調整することで、流通を許可する冷却液の流量がより安定的に増加するようにすることができる。このため、冷却制御装置１００はロータリバルブ１０の流通制御性を改善し、以ってエンジン２のより適切な冷却を可能にすることができる。

冷却制御装置１００は具体的には第１および第２の速度調整のうち、少なくともいずれかを行うことで、開口部１１ａおよび開口部Ｅｓの形状に応じてロータリバルブ１０の開弁速度を調整することができる。この点、冷却制御装置１００は第１の速度調整を行うことで、例えば冷却液の流量が開弁初期に不足することを防止或いは抑制できる。また、第２の速度調整を行うことで例えば冷却液の流量が開弁後期に過大になることを防止或いは抑制できる。そして、第１および第２の速度調整を行うことで、例えばこれらをともに防止或いは抑制できる。

冷却制御装置１００はさらにエンジン２の運転状態に応じてロータリバルブ１０の開弁速度を調整する。この点、冷却制御装置１００は具体的には例えばエンジン２の負荷に応じてロータリバルブ１０の開弁速度を調整することで、エンジン２を冷却する必要性が高い場合ほど開弁動作が素早くなるようにすることができる。そしてこれにより、エンジン２のさらに適切な冷却を可能にすることができる。この場合、冷却制御装置１００はエンジン２の負荷が大きい場合ほど開弁速度が高くなるように（例えばエンジン２の負荷に比例して開弁速度が高くなるように）ロータリバルブ１０の開弁速度を調整することができる。

冷却制御装置１００は開口部１１ａおよび開口部Ｅｓの形状に応じてさらにＷ／Ｐ１の吐出量を調整することで、ロータリバルブ１０の開弁速度の調整と協調制御するかたちで、流通を許可する冷却液の流量がより安定的に増加するようにすることができる。そしてこれにより、例えば応答性に起因して開弁速度の調整では低い効果しか得られない部分を吐出量の調整で補うことでより高い効果を得ることができる。また、例えばエンジン２の運転状態によっては本発明におけるロータに相当するロータ１３およびシール部材１６（以下、ロータユニットと称す）に作用する冷却液の圧力との関係上、開弁速度の調整では低い効果しか得られない場合に、開弁速度の調整を行う代わりに吐出量の調整を行うことでより高い効果を得ることもできる。冷却制御装置１００（具体的には制御部）は開口部１１ａを開口するにあたり、開口部１１ａおよび開口部Ｅｓの形状に応じてロータリバルブ１０の開弁速度を調整する代わりに、開口部１１ａおよび開口部Ｅｓの形状に応じてＷ／Ｐ１の吐出量を調整してもよい。

エンジン２の運転状態に応じてロータリバルブ１０の開弁速度を調整するにあたり、冷却制御装置１００は例えば次のようにロータリバルブ１０の開弁速度を調整することもできる。ここで、ロータリバルブ１０では冷却液の圧力がロータユニットの回転を促すように作用することで開弁速度が速くなったり、逆にロータユニットの回転を妨げるように作用することで開弁速度が遅くなったりすることがある。この点、Ｗ／Ｐ１がエンジン２の動力で駆動する機械式のポンプである場合には、回転数ＮＥの上昇に応じて冷却液の圧力が高まる結果、開弁速度に対する冷却液の圧力の影響も大きくなることになる。

このため、Ｗ／Ｐ１がエンジン２の動力で駆動する機械式のポンプである場合には、冷却制御装置１００は例えば回転数ＮＥに応じてロータリバルブ１０の開弁速度を調整することもできる。そしてこれにより、ロータユニットに作用する冷却液の圧力が流通を許可する冷却液の流量増加を不安定にすることもさらに改善できる。また、この場合にはさらにロータ１３の位相（すなわちロータユニットの位相）に応じてロータリバルブ１０の開弁速度を調整することが好ましい。これはロータユニットに作用する冷却液の圧力作用態様が例えば開口部Ｅｓの位相に応じて変化してくるためである。

このためには、冷却制御装置１００は具体的には回転数ＮＥ、さらにはロータ１３の位相に応じて次に示す補正がさらに行われたロータリバルブ１０の出力特性を備えることができる。すなわち、開弁速度が目標開弁速度から所定の大きさよりも大きく離れるようにロータユニットに作用する冷却液の圧力の影響を打ち消す補正（以下、圧力補正と称す）がさらに行われたロータリバルブ１０の出力特性をマップデータで備えることができる。

そしてこれにより、ロータリバルブ１０の出力特性に基づきロータリバルブ１０の出力を制御することで、さらにロータユニットに作用する冷却液の圧力が流通を許可する冷却液の流量増加を不安定にすることも改善できる。圧力補正はＷ／Ｐ１が電動ポンプである場合のロータリバルブ１０の出力特性に対してＷ／Ｐ１の出力、さらにはロータ１３の位相に応じてさらに行われてもよい。この点、Ｗ／Ｐ１の出力（換言すれば基準吐出量）がエンジン２の運転状態に応じて設定されている場合には、基準吐出量を規定するエンジン２の運転状態（例えばエンジン２の回転数ＮＥ、負荷および冷却液温ＴＨＷ）に応じて圧力補正を行うことができる。

ロータリバルブ１０はロータユニットが通路部１１、１２において冷却液の流通それぞれを回転動作で同時に制御する構成上、ロータユニットにかかる冷却液の圧力の影響が複雑になる分、冷却液の圧力による流量増加の不安定化の改善がより強く望まれる構成となっている。

このため、圧力補正がさらに行われたロータリバルブ１０の出力特性を備える冷却制御装置１００は開口部１１ａを含む複数の開口部を形成する通路部１１、１２を備えるとともに、第１の通路部１１を流通する冷却液の流通と、第２の通路部１２を流通する冷却液の流通とを回転動作で同時に制御可能なロータユニットを備えるロータリバルブ１０をロータリバルブとする場合に特に適している。

開口部Ｅｓの形状は必ずしも開口部１１ａの形状に合わせた円形でなくてもよい。この点、開口部Ｅｓの形状は開弁特性Ｓ１、Ｓ２間で各位相においてロータ１３の位相に応じて得られる開口部１１ａの開口面積の差分の大きさそれぞれを所定の大きさよりも小さくすることが可能な形状とすることができる。そしてこれにより、例えば開口部１１ａの形状に合わせた円形である場合よりも第１の開弁特性Ｓ１を第２の開弁特性Ｓ２に近づけることが可能な形状とすることができる。

図７は開口部Ｅｓの変形例である開口部Ｅｓ´を示す図である。図７では開口部Ｅｓ´を平面展開した状態で示す。開口部Ｅｓ´の形状はロータ１３の位相に応じた開口部１１ａの開口面積の変化度合いが一定になるように形成されている。そしてこれにより、開弁特性Ｓ１、Ｓ２が互いに一致する形状とすることで、上述した差分の大きさそれぞれを所定の大きさよりも小さくすることが可能な形状となっている。

この場合には、冷却制御装置１００は開弁速度一定でロータリバルブ１０を開弁する場合でも、流通を許可する冷却液の流量を安定的に増加させることができる。また、開弁特性Ｓ１、Ｓ２が互いに一致する形状でない場合であっても、開口部１１ａの形状に合わせた円形である場合よりも第１の開弁特性Ｓ１を第２の開弁特性Ｓ２に近づけることが可能な形状である場合には、必要となる開弁速度の調整度合いが小さくなる分、開弁速度を調整し易くすることができる。

したがって、冷却制御装置１００は開口部１１ａおよび開口部Ｅｓの形状に応じてロータリバルブ１０の開弁速度を調整する制御部を実現するＥＣＵ３０を備える代わりに（或いは備えるともに）、開口部１１ａおよび開口部Ｅｓが次の形状を備える構成とすることもできる。すなわち、開弁特性Ｓ１、Ｓ２間で各位相においてロータ１３の位相に応じて得られる開口部１１ａの開口面積の差分の大きさそれぞれを所定の大きさよりも小さくすることが可能な形状を備える構成とすることもできる。この点、開口部１１ａの形状は一般には円形になると考えられるが、開口部１１ａおよび開口部Ｅｓがかかる形状を備えるにあたっては、開口部１１ａの形状も必ずしも円形でなくてもよい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えばロータリバルブの出力特性やロータリバルブの制御特性や電動ポンプの出力補正特性を備えるにあたり、冷却制御装置はこれらの特性を必ずしもマップデータで備えなくてもよい。この点、冷却制御装置はこれらの特性を例えば演算式やマップデータと演算式との組み合わせで備えてもよい。

Ｗ／Ｐ １
エンジン ２
ロータリバルブ １０
ロータ １３
シール部材 １６
ＥＣＵ ３０
冷却制御装置 １００

Claims (4)

1. エンジンの冷却液が流通する開口部を回転動作で開閉するロータを備えるとともに、前記ロータが前記開口部を開口する流通許可部を備えるロータリバルブと、
   前記開口部を開口するにあたり、前記開口部および前記流通許可部の形状に応じて前記ロータリバルブの開弁速度を調整する制御部とを備えるエンジンの冷却制御装置。
2. 請求項１記載のエンジンの冷却制御装置であって、
   前記ロータの位相に応じて得られる前記開口部の開口面積を示す第１の開弁特性と、
   開弁開始時および開弁終了時の位相と、位相に応じて得られる前記開口部の開口面積の積分値とが前記第１の開弁特性と同じであり、且つ位相に応じた前記開口部の開口面積の変化度合いが一定となるように前記開口部の開口面積を設定する第２の開弁特性とがあり、
   前記第１の開弁特性で得られる前記開口部の開口面積が前記第２の開弁特性で得られる前記開口部の開口面積よりも小さくなる第１の位相領域の範囲内で、前記第１および第２の開弁特性で得られる前記開口部の開口面積が互いに等しくなる場合よりも開弁速度が高くなるように前記ロータリバルブの開弁速度を調整する第１の速度調整と、
   前記第１の開弁特性で得られる前記開口部の開口面積が前記第２の開弁特性で得られる前記開口部の開口面積よりも大きくなる第２の位相領域の範囲内で、前記第１および第２の開弁特性で得られる前記開口部の開口面積が互いに等しくなる場合よりも開弁速度が低くなるように前記ロータリバルブの開弁速度を調整する第２の速度調整と、のうち少なくともいずれかを前記制御部が行うエンジンの冷却制御装置。
3. 請求項１または２記載のエンジンの冷却制御装置であって、
   前記制御部がさらに前記エンジンの運転状態に応じて前記ロータリバルブの開弁速度を調整するエンジンの冷却制御装置。
4. 請求項１から３記載いずれか１項記載のエンジンの冷却制御装置であって、
   前記エンジンの冷却液を圧送する電動ポンプをさらに備え、
   前記開口部を開口するにあたり、前記制御部が前記開口部および前記流通許可部の形状に応じてさらに前記電動ポンプの吐出量を調整するエンジンの冷却制御装置。

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