JP2016151218A - Cooling device for internal combustion engine - Google Patents

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吉男 長谷川
Yoshio Hasegawa
吉男 長谷川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To secure heater performance to the utmost while suppressing overheat, when abnormality occurs in a control valve.SOLUTION: A cooling device for an internal combustion engine includes a cooling water circuit 18 having a radiator circuit 20, a heater circuit 22, and a device circuit 24. The device further includes a rotary selector valve 42 capable of changing the routing of cooling water selectively among the plurality of circuits of the cooling water circuit 18, and also continuously changing the flow amount of the cooing water in the individual circuits. Under the condition that the rotating angle of a rotor with the opening of the heater circuit 22 being not smaller than 30% is in an abnormal site, if there is a heater request, the state of controlling the rotary selector valve 42 is changed depending on whether the temperature of the cooling water is lower or not lower than 70°C. Under the condition that the rotating angle of the rotor with the opening of the heater circuit 22 being smaller than 30% but not smaller than 15% is in the abnormal site, if there is the heater request, the state of controlling the rotor selector valve 42 is changed on the basis of the temperature of outside air in addition to the temperature of the cooling water.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

この発明は、内燃機関の冷却装置に関する。   The present invention relates to a cooling device for an internal combustion engine.

特許文献1には、内燃機関の冷却装置が開示されている。この冷却装置は、車室内空調用のヒータコアおよびウォータポンプが途中に設置されるヒータ用循環路と、エンジンのウォータジャケットとヒータ用循環路との間の冷却水の流通を許容または遮断するための2つ以上の弁とを備えている。そして、閉故障の対処後におけるエンジンのオーバーヒートあるいはオーバークールを回避可能にするために、開弁要求がなされた何れかの弁が閉状態で故障しているときには他の弁が開弁され、この開弁された弁に応じてエンジン出力の下限値あるいは上限値が制限される。   Patent Document 1 discloses a cooling device for an internal combustion engine. This cooling device allows or blocks the flow of cooling water between a heater circulation path in which a heater core and a water pump for air conditioning in a vehicle are installed, and between a water jacket of an engine and a heater circulation path. Two or more valves. In order to avoid overheating or overcooling of the engine after coping with the closing failure, when any of the valves that are requested to open is in a closed state, the other valves are opened. The lower limit value or upper limit value of the engine output is limited according to the opened valve.

特開2013−024188号公報JP 2013-024188 A

ところで、内燃機関の本体を介して冷却水が循環する複数の回路として、冷却水の熱を放出するラジエータを冷却水が通過するラジエータ回路と、車室内空調用のヒータコアを冷却水が通過するヒータ回路とを少なくとも備え、かつ、ラジエータ回路およびヒータ回路の何れか一方でのみ冷却水が循環する経路形態と、これらの双方を冷却水が循環する経路形態とを選択可能な制御バルブを備えることが考えられる。このような構成が採用される場合においても、制御バルブの異常に起因するオーバーヒートを抑制するための対策が必要である。また、車両の窓ガラスのデアイスや車室内暖房のためのヒータ性能の要求度合いは、外気温度に応じて異なる。したがって、制御バルブの異常発生時の対策は、オーバーヒートの抑制とともにヒータ性能を極力確保できるものであることが望ましい。   By the way, as a plurality of circuits through which the cooling water circulates through the main body of the internal combustion engine, a radiator circuit through which the cooling water passes through a radiator that releases heat of the cooling water, and a heater through which the cooling water passes through a heater core for vehicle interior air conditioning And a control valve capable of selecting a path configuration in which the cooling water circulates only in one of the radiator circuit and the heater circuit and a path configuration in which the cooling water circulates in both of them. Conceivable. Even when such a configuration is adopted, a measure for suppressing overheating caused by an abnormality of the control valve is necessary. Further, the degree of required heater performance for vehicle window glass de-ice and vehicle interior heating varies depending on the outside air temperature. Therefore, it is desirable that the countermeasure when an abnormality occurs in the control valve is to ensure the heater performance as much as possible while suppressing the overheating.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、制御バルブの異常発生時に、オーバーヒートの抑制とともにヒータ性能を極力確保できるようにした内燃機関の冷却装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a cooling device for an internal combustion engine capable of suppressing heater overheating and ensuring heater performance as much as possible when a control valve abnormality occurs. And

本発明に係る内燃機関の冷却装置は、冷却水回路と、制御バルブと、駆動手段と、異常箇所検出手段と、を備える。冷却水回路は、内燃機関の本体を介して冷却水が循環する複数の回路として、前記冷却水の熱を放出するラジエータを前記冷却水が通過するラジエータ回路と、前記内燃機関を搭載する車両の車室内空調用のヒータコアを前記冷却水が通過するヒータ回路とを少なくとも含む。制御バルブは、前記冷却水の経路を前記複数の回路の中から変更可能であって、かつ、前記複数の回路の個々の回路内の前記冷却水の流量を連続的に変更可能である。駆動手段は、前記制御バルブを所定の可動範囲内で変位させる。異常箇所検出手段は、前記内燃機関の始動時に、前記可動範囲内における前記制御バルブの異常箇所を検出する。前記可動範囲は、第1範囲、第2範囲、第3範囲および第4範囲を少なくとも含む。前記第1範囲では、前記ラジエータ回路および前記ヒータ回路の双方が前記制御バルブによって閉塞される。前記第2範囲は、前記第1範囲を超えて前記制御バルブを特定方向に変位させた状態で得られる範囲であって、当該第2範囲では、前記ラジエータ回路および前記ヒータ回路のうちで前記ラジエータ回路が開放される。前記第3範囲は、前記第1範囲を超えて前記制御バルブを前記特定方向と反対方向に変位させた状態で得られる範囲であって、当該第3範囲では、前記ラジエータ回路および前記ヒータ回路のうちで前記ヒータ回路が開放される。前記第4範囲は、前記第3範囲を超えて前記制御バルブを前記反対方向にさらに変位させた状態で得られる範囲であって、当該第4範囲では、前記ラジエータ回路および前記ヒータ回路の双方が開放される。前記駆動手段は、前記第3範囲もしくは前記第4範囲において前記ヒータ回路の開度が第1所定開度以上となるときの前記制御バルブの制御位置が前記異常箇所となる状況下において、前記ヒータ回路で前記冷却水を循環させるヒータ要求がある場合には、前記冷却水の温度が所定温度以上であるか未満であるかに応じて前記制御バルブの制御位置を変更する。また、前記駆動手段は、前記第3範囲において前記ヒータ回路の開度が第2所定開度以上であって前記第1所定開度未満となるときの前記制御バルブの制御位置が前記異常箇所となる状況下において、ヒータ要求がある場合には、前記冷却水の温度に加えて外気温度に基づいて前記制御バルブの制御位置を変更する。   The cooling device for an internal combustion engine according to the present invention includes a cooling water circuit, a control valve, a drive unit, and an abnormal point detection unit. The cooling water circuit is a plurality of circuits through which the cooling water circulates through the main body of the internal combustion engine, a radiator circuit through which the cooling water passes through a radiator that releases heat of the cooling water, and a vehicle equipped with the internal combustion engine. And at least a heater circuit through which the cooling water passes through a heater core for air conditioning in a vehicle interior. The control valve can change the path of the cooling water from among the plurality of circuits, and can continuously change the flow rate of the cooling water in individual circuits of the plurality of circuits. The driving means displaces the control valve within a predetermined movable range. The abnormal part detection means detects an abnormal part of the control valve within the movable range when the internal combustion engine is started. The movable range includes at least a first range, a second range, a third range, and a fourth range. In the first range, both the radiator circuit and the heater circuit are closed by the control valve. The second range is a range obtained in a state where the control valve is displaced in a specific direction beyond the first range, and in the second range, the radiator among the radiator circuit and the heater circuit. The circuit is opened. The third range is a range obtained in a state in which the control valve is displaced in the direction opposite to the specific direction beyond the first range, and in the third range, the radiator circuit and the heater circuit The heater circuit is opened at home. The fourth range is a range obtained by further displacing the control valve in the opposite direction beyond the third range, and in the fourth range, both the radiator circuit and the heater circuit are Opened. In the third range or the fourth range, the driving means may be configured such that the control position of the control valve when the opening degree of the heater circuit is greater than or equal to a first predetermined opening degree is the abnormal position. When there is a heater request for circulating the cooling water in the circuit, the control position of the control valve is changed depending on whether the temperature of the cooling water is equal to or higher than a predetermined temperature. In the third range, the driving means is configured such that the control position of the control valve when the opening degree of the heater circuit is greater than or equal to a second predetermined opening degree and less than the first predetermined opening degree is the abnormal position. Under such circumstances, if there is a heater request, the control position of the control valve is changed based on the outside air temperature in addition to the temperature of the cooling water.

本発明によれば、ヒータ回路が開放される第3範囲もしくは第4範囲内に制御バルブの異常箇所が認められる場合には、冷却水温度と外気温度とを考慮して制御バルブの制御位置が変更される。これにより、制御バルブの異常発生時に、オーバーヒートの抑制とともにヒータ性能を極力確保できるようになる。   According to the present invention, when an abnormal portion of the control valve is recognized in the third range or the fourth range where the heater circuit is opened, the control position of the control valve is determined in consideration of the cooling water temperature and the outside air temperature. Be changed. As a result, when the control valve malfunctions, overheat can be suppressed and heater performance can be ensured as much as possible.

本発明の実施の形態1に係る冷却装置を備える内燃機関のシステム構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure of an internal combustion engine provided with the cooling device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1に示すロータリ切替弁の基本動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the basic operation | movement of the rotary switching valve shown in FIG. 本発明の実施の形態1における異常箇所学習に用いられるロータの異常箇所の検出手法の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the detection method of the abnormal location of the rotor used for the abnormal location learning in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるフェールセーフ制御の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the fail safe control in Embodiment 1 of this invention. 図2中に示す範囲B内でロータリ切替弁に異常が発生した場合のロータリ切替弁の制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating control of the rotary switching valve when abnormality generate | occur | produces in the rotary switching valve within the range B shown in FIG. 本発明の実施の形態1における異常箇所学習に用いることができるロータの異常箇所の検出手法の他の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating another example of the detection method of the abnormal location of the rotor which can be used for the abnormal location learning in Embodiment 1 of this invention.

実施の形態1.
[実施の形態1の構成]
図1は、本発明の実施の形態1に係る冷却装置を備える内燃機関10のシステム構成を説明するための図である。図1に示す内燃機関10は、車両に搭載され、その動力源とされているものとする。内燃機関10の本体に相当するシリンダブロック12およびシリンダヘッド14には、この本体を冷却するための冷却水が流通するウォータジャケット16が形成されている。ウォータジャケット16は、内燃機関10の本体を介して冷却水を循環させる冷却水回路18の構成要素の1つである。このウォータジャケット16を流れる冷却水と、シリンダブロック12およびシリンダヘッド14との間で熱交換が行われる。
Embodiment 1 FIG.
[Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration of an internal combustion engine 10 provided with a cooling device according to Embodiment 1 of the present invention. It is assumed that the internal combustion engine 10 shown in FIG. 1 is mounted on a vehicle and used as a power source. In the cylinder block 12 and the cylinder head 14 corresponding to the main body of the internal combustion engine 10, a water jacket 16 through which cooling water for cooling the main body flows is formed. The water jacket 16 is one of the components of the cooling water circuit 18 that circulates the cooling water through the main body of the internal combustion engine 10. Heat exchange is performed between the cooling water flowing through the water jacket 16 and the cylinder block 12 and the cylinder head 14.

冷却水回路18は、3つの回路、より具体的には、ラジエータ回路20、ヒータ回路22およびデバイス回路24を含んでいる。ラジエータ回路20は、ウォータジャケット16とともに、冷却水の熱を放出するラジエータ26を通過する回路である。ラジエータ回路20によれば、ラジエータ26を流れる冷却水と外気との間で熱交換が行われる。   The cooling water circuit 18 includes three circuits, more specifically, a radiator circuit 20, a heater circuit 22, and a device circuit 24. The radiator circuit 20 is a circuit that passes through the water jacket 16 and the radiator 26 that releases heat of the cooling water. According to the radiator circuit 20, heat exchange is performed between the cooling water flowing through the radiator 26 and the outside air.

ヒータ回路22は、ウォータジャケット16とともに、上記車両の車室内空調用のヒータコア28を冷却水が通過する回路である。ヒータ回路22によれば、ヒータコア28を流れる冷却水と車室内空気との間で熱交換が行われる。デバイス回路24は、ウォータジャケット16とともに、内燃機関10が備える各種デバイスを冷却水が通過する回路である。このような冷却対象のデバイスとしては、本実施形態では、EGRクーラ30、自動変速機オイルクーラ32およびエンジンオイルクーラ34が相当する。これらのデバイスに対して冷却水を流通させると、デバイスを流れる流体(EGRガスもしくはオイル)と冷却水との間で熱交換が行われる。   The heater circuit 22 is a circuit through which the cooling water passes through the water jacket 16 and the heater core 28 for air conditioning the vehicle interior of the vehicle. According to the heater circuit 22, heat exchange is performed between the cooling water flowing through the heater core 28 and the cabin air. The device circuit 24 is a circuit through which cooling water passes through various devices included in the internal combustion engine 10 together with the water jacket 16. In this embodiment, the device to be cooled corresponds to the EGR cooler 30, the automatic transmission oil cooler 32, and the engine oil cooler 34. When cooling water is circulated through these devices, heat exchange is performed between the fluid (EGR gas or oil) flowing through the devices and the cooling water.

ラジエータ回路20、ヒータ回路22およびデバイス回路24は、ウォータジャケット16への冷却水入口付近において合流する。その合流部には、冷却水を圧送するためのウォータポンプ36が設けられている。ウォータポンプ36は電動式である。   The radiator circuit 20, the heater circuit 22, and the device circuit 24 merge near the cooling water inlet to the water jacket 16. A water pump 36 for pumping the cooling water is provided at the junction. The water pump 36 is an electric type.

ウォータジャケット16の入口とウォータポンプ36の吐出口とは、入口側共通流路38を介して接続されている。また、ウォータジャケット16の出口は、出口側共通流路40を介してロータリ切替弁42に接続されている。ロータリ切替弁42は、出口側共通流路40から、ラジエータ回路20、ヒータ回路22およびデバイス回路24のそれぞれの固有の流路に向けて流路が分岐する部位に設けられている。   The inlet of the water jacket 16 and the discharge port of the water pump 36 are connected via an inlet-side common flow path 38. The outlet of the water jacket 16 is connected to the rotary switching valve 42 via the outlet-side common flow path 40. The rotary switching valve 42 is provided at a portion where the flow path branches from the outlet-side common flow path 40 toward the unique flow paths of the radiator circuit 20, the heater circuit 22, and the device circuit 24.

ロータリ切替弁42は、電動式のバルブである。より具体的には、ロータリ切替弁42のバルブボディは、冷却水の流入ポート42aと、冷却水の3つの排出ポート42b〜42dを備えている。排出ポート42b〜42dは、それぞれ、ラジエータ回路20、ヒータ回路22およびデバイス回路24に接続されている。バルブボディの内部には、ロータ(図示省略)が回転自在に配置されている。ロータは、電動モータ44により回転駆動される。ロータは、その回転位置に応じて、流入ポート42aの開口面積に対する各排出ポート42b〜42dの開口面積の比率を変更可能に構成されている。これにより、詳細は図2を参照して後述するが、ロータリ切替弁42によれば、電動モータ44によってロータの回転角度(回転位置)を調整することで、ラジエータ回路20、ヒータ回路22およびデバイス回路24のそれぞれを流通する冷却水の流量を変更することができる。   The rotary switching valve 42 is an electric valve. More specifically, the valve body of the rotary switching valve 42 includes a cooling water inflow port 42a and three cooling water discharge ports 42b to 42d. The discharge ports 42b to 42d are connected to the radiator circuit 20, the heater circuit 22, and the device circuit 24, respectively. A rotor (not shown) is rotatably arranged inside the valve body. The rotor is rotationally driven by an electric motor 44. The rotor is configured such that the ratio of the opening area of each of the discharge ports 42b to 42d to the opening area of the inflow port 42a can be changed according to the rotational position. Thus, although details will be described later with reference to FIG. 2, according to the rotary switching valve 42, the radiator circuit 20, the heater circuit 22, and the device are adjusted by adjusting the rotation angle (rotation position) of the rotor by the electric motor 44. The flow rate of the cooling water flowing through each of the circuits 24 can be changed.

また、ロータリ切替弁42には、ロータの回転角度(回転位置)を検出するためのポジションセンサ46が取り付けられている。さらに、出口側共通流路40には、冷却水の温度(より具体的には、ウォータジャケット16から流出した直後の冷却水の温度)を検出するための水温センサ48が取り付けられている。   The rotary switching valve 42 is attached with a position sensor 46 for detecting the rotation angle (rotation position) of the rotor. Furthermore, a water temperature sensor 48 for detecting the temperature of the cooling water (more specifically, the temperature of the cooling water immediately after flowing out of the water jacket 16) is attached to the outlet-side common flow path 40.

さらに、図1に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)50を備えている。ECU50は、演算処理装置(CPU)、ROMおよびRAM等からなる記憶回路、並びに入出力ポート等を備えている。ECU50の入力ポートには、上述したポジションセンサ46および水温センサ48等の内燃機関10の運転状態を検知するための各種センサが電気的に接続されている。また、ECU50の出力ポートには、上述したウォータポンプ36および電動モータ44等の内燃機関10の運転を制御するための各種アクチュエータが電気的に接続されている。さらに、ECU50の入力ポートには、外気温度を検出する外気温度センサ52、および、車両の運転者が車両システムの起動およびその停止を行うためのイグニッションスイッチ(IGスイッチ)54が電気的に接続されているとともに、ECU50の出力ポートには、車室内空調用のファンモータ56と、MIL(Malfunction Indication Lamp)58とが電気的に接続されている。記憶回路には、後述する開度スケジュールを定めた制御プログラム、各種マップ等が記憶されている。CPUは、制御プログラム等をメモリから読み出して実行し、取り込んだセンサ信号に基づいて操作信号を生成する。   Further, the system shown in FIG. 1 includes an ECU (Electronic Control Unit) 50. The ECU 50 includes an arithmetic processing unit (CPU), a storage circuit including a ROM and a RAM, an input / output port, and the like. Various sensors for detecting the operating state of the internal combustion engine 10 such as the position sensor 46 and the water temperature sensor 48 described above are electrically connected to the input port of the ECU 50. Various actuators for controlling the operation of the internal combustion engine 10 such as the water pump 36 and the electric motor 44 described above are electrically connected to the output port of the ECU 50. Furthermore, an external air temperature sensor 52 that detects the external air temperature, and an ignition switch (IG switch) 54 for the vehicle driver to start and stop the vehicle system are electrically connected to the input port of the ECU 50. In addition, a fan motor 56 for air conditioning the vehicle interior and a MIL (Malfunction Indication Lamp) 58 are electrically connected to the output port of the ECU 50. The storage circuit stores a control program that defines an opening schedule, which will be described later, various maps, and the like. The CPU reads out and executes a control program or the like from the memory, and generates an operation signal based on the acquired sensor signal.

[実施の形態1の制御]
(ロータリ切替弁の基本動作)
図2は、図1に示すロータリ切替弁42の基本動作を説明するための図である。図2中に示す「ロータの可動範囲」は、電動モータ44による駆動されるロータの回転角度(回転位置)の制御範囲のことである。より具体的には、ロータは、当該可動範囲内において往復動作するように電動モータ44によって駆動される。
[Control of Embodiment 1]
(Basic operation of rotary switching valve)
FIG. 2 is a view for explaining the basic operation of the rotary switching valve 42 shown in FIG. The “movable range of the rotor” shown in FIG. 2 is a control range of the rotation angle (rotation position) of the rotor driven by the electric motor 44. More specifically, the rotor is driven by the electric motor 44 so as to reciprocate within the movable range.

ロータリ切替弁42は、上記可動範囲内でロータの回転角度が調整されることによって、ウォータジャケット16から流出した冷却水の経路をラジエータ回路20、ヒータ回路22およびデバイス回路24の中から変更可能とし、かつ、これらの個々の回路を流れる冷却水の流量を連続的に変更可能とするものである。   The rotary switching valve 42 can change the path of the cooling water flowing out of the water jacket 16 from the radiator circuit 20, the heater circuit 22, and the device circuit 24 by adjusting the rotation angle of the rotor within the movable range. In addition, the flow rate of the cooling water flowing through these individual circuits can be continuously changed.

図2は、ロータリ切替弁42により実現される冷却水の各種の経路形態を示している。ECU50は、ロータリ切替弁42の制御モードとして、ロータの可動範囲のうちの範囲A〜範囲Dを利用する「ヒータ通水モード」と、範囲A、範囲Eまたは範囲Fを利用する「ヒータカットモード」とを備えている。ヒータ通水モードとヒータカットモードとの境界は範囲A内にある。範囲Aでは、3つの回路のすべてがロータリ切替弁42によって閉塞される。したがって、範囲Aは、ウォータポンプ36の駆動が停止された状態で利用される。   FIG. 2 shows various path forms of cooling water realized by the rotary switching valve 42. As the control mode of the rotary switching valve 42, the ECU 50 uses a “heater flow mode” that uses the range A to D of the movable range of the rotor and a “heater cut mode” that uses the range A, range E, or range F. ". The boundary between the heater water flow mode and the heater cut mode is within the range A. In range A, all three circuits are closed by the rotary switching valve 42. Therefore, the range A is used in a state where the driving of the water pump 36 is stopped.

ヒータ通水モードは、ヒータコア28に冷却水を通過させる要求(以下、「ヒータ要求」と称す)がある場合に使用される。ヒータ通水モードでは、ヒータコア28への冷却水の通水が最優先される。図2において範囲Aから右に進む方向(本発明における「特定方向の反対方向」に相当)にロータを回転させると、ロータの回転角度が範囲Aの隣の範囲Bに移行する。範囲A側から範囲Bに差し掛かると、流入ポート42aとヒータ用の流出ポート42cとが連通し始める(すなわち、ヒータ回路22が開き始める)。その結果、ヒータ回路22内を冷却水が循環し始める。この状態からロータの回転をさらに継続すると、ロータの回転量の増加に応じてヒータ回路22の開度が最大開度(100%)に向けて連続的に大きくなっていく。このため、範囲Bにおいてヒータ回路22の開度を連続的に調整することによって、ヒータ回路22を流れる冷却水の流量を連続的に調整することができる。   The heater water flow mode is used when there is a request for allowing the coolant water to pass through the heater core 28 (hereinafter referred to as “heater request”). In the heater water supply mode, the priority is given to the flow of the cooling water to the heater core 28. In FIG. 2, when the rotor is rotated in the direction proceeding to the right from the range A (corresponding to the “opposite direction of the specific direction” in the present invention), the rotation angle of the rotor shifts to the range B adjacent to the range A. When reaching the range B from the range A side, the inflow port 42a and the heater outflow port 42c begin to communicate (that is, the heater circuit 22 begins to open). As a result, the cooling water starts to circulate in the heater circuit 22. If the rotation of the rotor is further continued from this state, the opening degree of the heater circuit 22 continuously increases toward the maximum opening degree (100%) in accordance with an increase in the rotation amount of the rotor. For this reason, by continuously adjusting the opening degree of the heater circuit 22 in the range B, the flow rate of the cooling water flowing through the heater circuit 22 can be continuously adjusted.

ヒータ回路22の開度が最大開度に到達した状態からロータの回転をさらに進めると、ロータの回転角度が範囲Bの隣の範囲Cに移行する。範囲B側から範囲Cに差し掛かると、ヒータ回路22の開度が最大開度で維持された状態で、デバイス回路24が開き始める。範囲Cでは、図2において範囲C内を右に進む方向におけるロータの回転量が大きいほど、ヒータ回路22の開度が最大開度で維持された状態で、デバイス回路24の開度が最大開度(100%)に向けて連続的に大きくなっていく。このため、範囲Cにおいてデバイス回路24の開度を連続的に調整することによって、デバイス回路24を流れる冷却水の流量を連続的に調整することができる。   When the rotation of the rotor is further advanced from the state where the opening degree of the heater circuit 22 reaches the maximum opening degree, the rotation angle of the rotor shifts to a range C adjacent to the range B. When reaching the range C from the range B side, the device circuit 24 starts to open while the opening degree of the heater circuit 22 is maintained at the maximum opening degree. In the range C, the larger the rotation amount of the rotor in the direction to the right in the range C in FIG. 2, the larger the opening degree of the device circuit 24 while the opening degree of the heater circuit 22 is maintained at the maximum opening degree. It continuously increases toward the degree (100%). For this reason, by continuously adjusting the opening degree of the device circuit 24 in the range C, the flow rate of the cooling water flowing through the device circuit 24 can be continuously adjusted.

デバイス回路24の開度が最大開度に到達した状態からロータの回転をさらに進めると、ロータの回転角度が範囲Cの隣の範囲Dに移行する。範囲C側から範囲Dに差し掛かると、ヒータ回路22およびデバイス回路24の開度が最大開度で維持された状態で、ラジエータ回路20が開き始める。範囲Dでは、図2において範囲D内を右に進む方向におけるロータの回転量が大きいほど、ヒータ回路22およびデバイス回路24の開度が最大開度で維持された状態で、ラジエータ回路20の開度が最大開度(100%)に向けて連続的に大きくなっていく。このため、範囲Dにおいてラジエータ回路20の開度を連続的に調整することによって、ラジエータ回路20を流れる冷却水の流量を連続的に調整することができる。   When the rotation of the rotor is further advanced from the state where the opening degree of the device circuit 24 reaches the maximum opening degree, the rotation angle of the rotor shifts to a range D adjacent to the range C. When reaching the range D from the range C side, the radiator circuit 20 starts to open with the opening degree of the heater circuit 22 and the device circuit 24 maintained at the maximum opening degree. In the range D, the opening of the radiator circuit 20 is maintained in a state where the opening degree of the heater circuit 22 and the device circuit 24 is maintained at the maximum opening degree as the rotation amount of the rotor in the direction proceeding to the right in the range D in FIG. The degree increases continuously toward the maximum opening (100%). For this reason, by continuously adjusting the opening degree of the radiator circuit 20 in the range D, the flow rate of the cooling water flowing through the radiator circuit 20 can be continuously adjusted.

一方、ヒータカットモードは、ヒータ要求がない場合に使用される。ヒータカットモードでは、ヒータコア28への冷却水の通水は行われず、また、ラジエータ26よりもEGRクーラ30等のデバイスへの冷却水の通水が優先される。したがって、ヒータカットモードでは、デバイスへの通水が最優先されることになる。   On the other hand, the heater cut mode is used when there is no heater request. In the heater cut mode, cooling water is not supplied to the heater core 28, and the cooling water is supplied to the devices such as the EGR cooler 30 in preference to the radiator 26. Therefore, in the heater cut mode, water passing through the device is given the highest priority.

図2において範囲Aから左に進む方向(本発明における「特定方向」に相当)にロータを回転させると、ロータの回転角度が範囲Aの隣の範囲Eに移行する。範囲A側から範囲Eに差し掛かると、流入ポート42aとデバイス用の流出ポート42dとが連通し始める(すなわち、デバイス回路24が開き始める)。その結果、デバイス回路24内を冷却水が循環し始める。この状態からロータの回転をさらに継続すると、ロータの回転量の増加に応じてデバイス回路24の開度が最大開度(100%)に向けて連続的に大きくなっていく。また、範囲Eには、デバイス回路24の開度が最大開度で維持される範囲も設けられている。このように、範囲Eにおいてデバイス回路24の開度を連続的に調整することによって、デバイス回路24を流れる冷却水の流量を連続的に調整することができる。   In FIG. 2, when the rotor is rotated in the direction proceeding to the left from the range A (corresponding to the “specific direction” in the present invention), the rotation angle of the rotor shifts to the range E adjacent to the range A. When reaching the range E from the range A side, the inflow port 42a and the outflow port 42d for devices begin to communicate (that is, the device circuit 24 begins to open). As a result, the cooling water starts to circulate in the device circuit 24. When the rotation of the rotor is further continued from this state, the opening degree of the device circuit 24 continuously increases toward the maximum opening degree (100%) as the amount of rotation of the rotor increases. In the range E, a range in which the opening degree of the device circuit 24 is maintained at the maximum opening degree is also provided. Thus, by continuously adjusting the opening degree of the device circuit 24 in the range E, the flow rate of the cooling water flowing through the device circuit 24 can be continuously adjusted.

図2において範囲Eから左に進む方向にロータをさらに回転させると、ロータの回転角度が範囲Eの隣の範囲Fに移行する。範囲E側から範囲Fに差し掛かると、デバイス回路24の開度が最大開度で維持された状態で、ラジエータ回路20が開き始める。範囲Fでは、図2において範囲F内を左に進む方向におけるロータの回転量が大きいほど、デバイス回路24の開度が最大開度で維持された状態で、ラジエータ回路20の開度が最大開度(100%)に向けて連続的に大きくなっていく。このため、範囲Fにおいてラジエータ回路20の開度を連続的に調整することによって、ラジエータ回路20を流れる冷却水の流量を連続的に調整することができる。   In FIG. 2, when the rotor is further rotated to the left from the range E, the rotation angle of the rotor shifts to a range F adjacent to the range E. When reaching the range F from the range E side, the radiator circuit 20 starts to open while the opening degree of the device circuit 24 is maintained at the maximum opening degree. In the range F, the larger the rotor rotation amount in the direction to the left in the range F in FIG. It continuously increases toward the degree (100%). For this reason, by continuously adjusting the opening degree of the radiator circuit 20 in the range F, the flow rate of the cooling water flowing through the radiator circuit 20 can be continuously adjusted.

ロータリ切替弁42の回転角度の上記制御によれば、図2に示す開度スケジュールに従って冷却水の経路形態を高い自由度で変更することが可能となる。これにより、ラジエータ26による冷却水の冷却性能を確保しつつ、各種デバイスの暖機/冷却をより高い自由度で行ったり、ヒータ性能をより適切に引き出したりことが可能となる。   According to the above control of the rotation angle of the rotary switching valve 42, it becomes possible to change the path configuration of the cooling water with a high degree of freedom according to the opening schedule shown in FIG. Thereby, while ensuring the cooling performance of the cooling water by the radiator 26, it becomes possible to warm up / cool various devices with a higher degree of freedom and to draw out the heater performance more appropriately.

(ロータリ切替弁のフェールセーフ制御)
ところで、特定の回転角度付近でのロータの回転が円滑に行えなくなるという態様で、上述したロータリ切替弁42に異常が発生することが想定される。このような異常の発生に起因してラジエータ回路20への冷却水の供給ができないことがあると、内燃機関10がオーバーヒートしてしまうことが懸念される。このため、ロータリ切替弁42の異常に起因するオーバーヒートを抑制するための対策が必要とされる。また、車両の窓ガラスのデアイスや車室内暖房のためのヒータ性能の要求度合いは、外気温度に応じて異なる。したがって、ロータリ切替弁42の異常発生時の対策は、オーバーヒートの抑制とともにヒータ性能を極力確保できるものであることが望ましい。
(Fail-safe control of rotary switching valve)
By the way, it is assumed that an abnormality occurs in the rotary switching valve 42 described above in such a manner that the rotation of the rotor near a specific rotation angle cannot be smoothly performed. If the cooling water cannot be supplied to the radiator circuit 20 due to the occurrence of such an abnormality, the internal combustion engine 10 may be overheated. For this reason, the countermeasure for suppressing the overheating resulting from abnormality of the rotary switching valve 42 is required. Further, the degree of required heater performance for vehicle window glass de-ice and vehicle interior heating varies depending on the outside air temperature. Therefore, it is desirable that a countermeasure when an abnormality occurs in the rotary switching valve 42 is to ensure the heater performance as much as possible while suppressing overheating.

そこで、本実施形態では、エンジン始動動作の開始前のIGスイッチON状態(すなわち、エンジン始動要求が出されている状態)において、次のような「異常箇所学習」を実行することとした。具体的には、図2に示す可動範囲内においてロータを端から端まで動作させながら、ポジションセンサ46と電動モータ44の駆動電流値とを利用して、ロータの回転動作に異常が認められる部位(回転角度)があるか否かを判断することとした。そして、そのような異常が認められる場合には、異常箇所を特定し、ECU50に記憶させることとした。   Therefore, in the present embodiment, the following “abnormal part learning” is performed in the IG switch ON state (that is, the engine start request is issued) before the start of the engine start operation. Specifically, a portion where an abnormality is recognized in the rotational operation of the rotor using the position sensor 46 and the drive current value of the electric motor 44 while operating the rotor from end to end within the movable range shown in FIG. It was decided whether or not there was (rotation angle). And when such abnormality is recognized, it decided to identify an abnormal location and memorize | store it in ECU50.

図3は、本発明の実施の形態1における異常箇所学習に用いられるロータの異常箇所の検出手法の一例を説明するための図である。図3は、電動モータ44の駆動電流値とポジションセンサ46の検出値(すなわち、ロータの回転角度)との関係を表した図である。可動範囲内においてロータを回転させた場合、何らかの原因により特定の部位(回転角度)においてロータの動きに抵抗がある場合には、図3中に「異常値」として示すように、電流値が上昇する。したがって、異常の発生を判断可能な電流値の閾値αを事前に定めておくことにより、閾値αを超える電流値(異常値)が検出されたロータの回転角度を異常箇所として特定することができる。   FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a method for detecting an abnormal part of the rotor used for abnormal part learning according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the drive current value of the electric motor 44 and the detected value of the position sensor 46 (that is, the rotation angle of the rotor). When the rotor is rotated within the movable range, if there is resistance to the movement of the rotor at a specific part (rotation angle) for some reason, the current value increases as shown as “abnormal value” in FIG. To do. Therefore, by determining in advance the threshold value α of the current value with which the occurrence of abnormality can be determined, the rotation angle of the rotor where the current value (abnormal value) exceeding the threshold value α is detected can be specified as the abnormal part. .

上記の異常箇所学習によって異常箇所の特定が可能であることを利用して、本実施形態では、次のようなフェールセーフ制御を行うこととした。すなわち、ある部位でロータリ切替弁42の動作に異常が発生している状態において、当該部位の使用を継続すると、当該部位の使用中にロータリ切替弁42が固着して動作しなくなることが懸念される。このような事態が、ラジエータ回路20の開度が十分でない回転角度において生じると、オーバーヒートのような大きな故障を招く可能性が高くなる。   In the present embodiment, the following fail-safe control is performed using the fact that the abnormal part can be identified by the abnormal part learning. That is, there is a concern that if the use of the part is continued in a state where the operation of the rotary switching valve 42 is abnormal at a certain part, the rotary switching valve 42 is stuck and does not operate during use of the part. The If such a situation occurs at a rotation angle at which the opening of the radiator circuit 20 is not sufficient, there is a high possibility of causing a major failure such as overheating.

そこで、本実施形態では、異常発生時に異常箇所を特定した場合には、この異常箇所の手前までの回転角度範囲を使用範囲とするという態様で、当該異常箇所を含むヒータ通水モードもしくはヒータカットモードの使用を制限することとした。そのうえで、このようなオーバーヒート対策を行う場合であっても、ヒータ性能を極力確保できるようにするために、より具体的には図4に示すフローチャートに従う制御を行うようにした。   Therefore, in the present embodiment, when an abnormal location is specified at the time of occurrence of an abnormality, the rotation angle range up to the front of the abnormal location is set as a use range, and the heater water flow mode or the heater cut including the abnormal location is used. The use of the mode was restricted. In addition, even when such an overheat countermeasure is taken, in order to ensure the heater performance as much as possible, more specifically, the control according to the flowchart shown in FIG. 4 is performed.

図4は、本発明の実施の形態1におけるフェールセーフ制御の流れを示すフローチャートである。図4に示すフローチャートの処理では、ECU50は、まず、ステップ100において、今回のエンジン始動時(より具体的には、エンジン始動動作の開始前のIGスイッチON状態)において、上述した異常箇所学習のために、図2に示す可動範囲の端から端までロータを回転させる。   FIG. 4 is a flowchart showing a flow of fail-safe control in the first embodiment of the present invention. In the process of the flowchart shown in FIG. 4, first, in step 100, the ECU 50 performs the above-described abnormal part learning at the time of the current engine start (more specifically, the IG switch ON state before the start of the engine start operation). For this purpose, the rotor is rotated from end to end of the movable range shown in FIG.

次に、ECU50は、ステップ102において、ステップ100におけるロータの回転動作中の電動モータ44のピーク電流値が閾値α以上であるか否かを判定する。その結果、本判定が不成立となる場合、すなわち、ロータリ切替弁42に異常は発生していないと判断できる場合には、ECU50はステップ104に進む。ステップ104では、ロータリ切替弁42の通常動作(すなわち、図2に示す開度スケジュールを利用して、ヒータ要求や各種デバイス要求に従って冷却水の経路形態を制御する所定の動作)が実行される。   Next, in step 102, the ECU 50 determines whether or not the peak current value of the electric motor 44 during the rotating operation of the rotor in step 100 is equal to or greater than the threshold value α. As a result, if this determination is not satisfied, that is, if it can be determined that no abnormality has occurred in the rotary switching valve 42, the ECU 50 proceeds to step 104. In step 104, the normal operation of the rotary switching valve 42 (that is, a predetermined operation for controlling the path form of the cooling water according to the heater request and various device requests using the opening schedule shown in FIG. 2) is executed.

一方、ステップ102の判定が成立する場合、すなわち、ロータリ切替弁42に異常が発生していると判断できる場合には、ECU50はステップ106に進む。ステップ106では、ポジションセンサ46を利用して、上記図3を参照して説明した手法によって異常箇所(異常値を示すロータの回転角度)を特定する。   On the other hand, if the determination in step 102 is satisfied, that is, if it can be determined that an abnormality has occurred in the rotary switching valve 42, the ECU 50 proceeds to step 106. In step 106, the position sensor 46 is used to identify an abnormal part (rotation angle of the rotor showing an abnormal value) by the method described with reference to FIG.

次に、ECU50は、ステップ108に進み、特定した異常箇所はラジエータ回路20の開度が50%以上となるときのロータの回転角度であるか否かを判定する。その結果、本判定が成立する場合には、ECU50はステップ110に進む。ラジエータ回路20の開度が50%以上となるときのロータの回転角度は範囲Dもしくは範囲Fに属する。これらの範囲は、ラジエータ26によって冷却水の温度調節を行う必要のある範囲であるが、ラジエータ回路20の開度が50%程度確保できていれば、ラジエータ回路20を循環する冷却水の流量としては、必要流量の80%程度の流量を確保可能である。そして、80%程度の流量であれば、極端な使用条件を除き、通常通りの運転が可能であるといえる。そこで、この場合には、MIL58の点灯は行わずに、ECU50は、ステップ110に進む。ステップ110では、ヒータ通水モードおよびヒータカットモードのうちで異常箇所を有しない方の制御モードを使用する場合には、通常動作が行われる。また、異常箇所を有する方の制御モードを使用する場合には、ラジエータ回路20の開度が50%未満となる回転角度範囲(ヒータ通水モードであれば、範囲A〜Cおよび範囲Dの一部が該当、ヒータカットモードであれば、範囲A、Eおよび範囲Fの一部が該当)内でロータリ切替弁42が制御される。なお、このような制御を行うことにより、冷却性能が僅かに制限されるが、仮に極端な高負荷運転がなされて冷却水温度が高くなった場合には、オーバーヒート回避のために通常行われる制御と同様にエンジン出力に制限をかけることで、オーバーヒートを回避することができる。より具体的には、上記のように80%以上の流量は確保できている状況であるため、そのような出力制限は、他の車両を牽引しつつ登坂走行を行うような極端な高負荷運転時に限られる。   Next, the ECU 50 proceeds to step 108, and determines whether or not the specified abnormal portion is the rotation angle of the rotor when the opening degree of the radiator circuit 20 is 50% or more. As a result, when this determination is established, the ECU 50 proceeds to step 110. The rotation angle of the rotor when the opening degree of the radiator circuit 20 is 50% or more belongs to the range D or the range F. These ranges are ranges in which the temperature of the cooling water needs to be adjusted by the radiator 26. However, if the opening degree of the radiator circuit 20 can be secured about 50%, the flow rate of the cooling water circulating through the radiator circuit 20 is as follows. Can secure a flow rate of about 80% of the required flow rate. If the flow rate is about 80%, it can be said that normal operation is possible except for extreme use conditions. Therefore, in this case, the ECU 50 proceeds to step 110 without turning on the MIL 58. In step 110, normal operation is performed when using the control mode which does not have an abnormal part among heater flowing mode and heater cut mode. Further, when using the control mode having the abnormal portion, the rotation angle range in which the opening degree of the radiator circuit 20 is less than 50% (one of the ranges A to C and the range D in the heater water flow mode). If the part corresponds to the heater cut mode, the rotary switching valve 42 is controlled within the ranges A, E, and part of the range F). In addition, although the cooling performance is slightly limited by performing such control, if extreme high load operation is performed and the cooling water temperature becomes high, control normally performed to avoid overheating. As with, overheating can be avoided by limiting the engine output. More specifically, since the flow rate of 80% or more can be secured as described above, such an output limit is an extremely high load operation in which the vehicle travels uphill while towing another vehicle. Limited to time.

一方、ステップ108の判定が不成立となる場合、すなわち、特定した異常箇所はラジエータ回路20の開度が50%未満となるときのロータの回転角度である場合には、ECU50は、ステップ112に進み、ロータリ切替弁42に関する今回の異常を車両の運転者に知らせるためにMIL58を点灯する。   On the other hand, if the determination in step 108 is not established, that is, if the specified abnormal location is the rotation angle of the rotor when the opening of the radiator circuit 20 is less than 50%, the ECU 50 proceeds to step 112. The MIL 58 is turned on to notify the vehicle driver of the current abnormality related to the rotary switching valve 42.

次に、ECU50は、ステップ114に進み、特定した異常箇所はヒータ通水モード内であるか否かを判定する。その結果、本判定が不成立となる場合、つまり、特定した異常箇所はヒータカットモード内である場合には、ECU50はステップ116に進む。ステップ116では、ヒータ要求があるか否かを判定する。ヒータ要求の有無は、例えば、車室内の空調スイッチ(図示省略)の信号をECU50が検知することによって判断することができる。   Next, the ECU 50 proceeds to step 114 and determines whether or not the specified abnormal location is in the heater water flow mode. As a result, when this determination is not satisfied, that is, when the specified abnormal portion is in the heater cut mode, the ECU 50 proceeds to step 116. In step 116, it is determined whether or not there is a heater request. The presence or absence of a heater request can be determined by, for example, the ECU 50 detecting a signal from an air conditioning switch (not shown) in the passenger compartment.

ステップ116の判定が成立する場合、すなわち、ヒータカットモード内に異常が認められる場合においてヒータ要求がある場合には、ECU50は、ステップ118に進む。ステップ118では、異常箇所を有しないヒータ通水モードを用いてロータリ切替弁42の通常動作が実行される。一方、ステップ116の判定が不成立となる場合、すなわち、ヒータカットモード内に異常が認められる場合においてヒータ要求がない場合には、ECU50は、ステップ120に進む。この場合は、ヒータ要求がないため本来であればヒータカットモードを使用すべき状況である。しかしながら、異常箇所を有するヒータカットモードの使用をフェールセーフの観点で避けるため、ステップ120では、ヒータ通水モードが使用されるようにロータリ切替弁42が制御される。   If the determination in step 116 is true, that is, if there is a heater request when abnormality is recognized in the heater cut mode, the ECU 50 proceeds to step 118. In step 118, the normal operation of the rotary switching valve 42 is executed using the heater water flow mode having no abnormal part. On the other hand, if the determination in step 116 is not established, that is, if there is no heater request when an abnormality is recognized in the heater cut mode, the ECU 50 proceeds to step 120. In this case, since there is no heater request, the heater cut mode should be used. However, in order to avoid the use of the heater cut mode having an abnormal part from the viewpoint of fail-safe, in step 120, the rotary switching valve 42 is controlled so that the heater water flow mode is used.

一方、ステップ114の判定が成立する場合、つまり、特定した異常箇所はヒータ通水モード内である場合には、ECU50は、ステップ122に進み、ヒータ要求の有無を判定する。その結果、ヒータ要求がない場合には、ECU50は、ステップ124に進む。ステップ124では、異常箇所を有しないヒータカットモードを用いてロータリ切替弁42の通常動作が実行される。   On the other hand, if the determination in step 114 is established, that is, if the specified abnormal location is in the heater water-passing mode, the ECU 50 proceeds to step 122 and determines whether there is a heater request. As a result, if there is no heater request, the ECU 50 proceeds to step 124. In step 124, the normal operation of the rotary switching valve 42 is executed using a heater cut mode that does not have an abnormal point.

ステップ122においてヒータ要求があると判定した場合には、ECU50はステップ126に進む。ステップ126では、特定した異常箇所はヒータ回路22の開度が第1所定開度以上となるときのロータの回転角度であるか否かを判定する。ヒータ回路22の開度が30%程度確保できれば、ヒータ性能(車室内暖房やデアイス)を確保可能であると考えられるため、この第1所定開度は、そのようなヒータ性能を確保可能といえるヒータ回路22の開度範囲の下限を判別可能とするために事前に設定された値(ここでは、一例として30%)である。   If it is determined in step 122 that there is a heater request, the ECU 50 proceeds to step 126. In step 126, it is determined whether or not the identified abnormal location is the rotation angle of the rotor when the opening degree of the heater circuit 22 is equal to or greater than the first predetermined opening degree. If the opening degree of the heater circuit 22 can be secured about 30%, it is considered that the heater performance (in-vehicle heating or de-ice) can be secured. Therefore, the first predetermined opening degree can secure such a heater performance. This value is set in advance so that the lower limit of the opening range of the heater circuit 22 can be determined (here, 30% as an example).

ステップ126の判定が成立する場合には、ECU50はステップ128に進む。ステップ128では、水温センサ48により検出される冷却水温度が第1所定温度以下であるか否かが判定される。この第1所定温度は、ラジエータ回路20を利用して冷却水を冷却する必要のない冷却水温度範囲の上限を判別可能とするために事前に設定された値(ここでは、一例として70℃)である。   If the determination in step 126 is true, the ECU 50 proceeds to step 128. In step 128, it is determined whether or not the cooling water temperature detected by the water temperature sensor 48 is equal to or lower than a first predetermined temperature. The first predetermined temperature is a value set in advance so as to be able to determine the upper limit of the cooling water temperature range in which it is not necessary to cool the cooling water using the radiator circuit 20 (here, 70 ° C. as an example). It is.

ステップ128において冷却水温度が第1所定温度以下であると判定した場合には、ECU50はステップ130に進む。ステップ126の判定とステップ128の判定とが続けて成立する場合は、ヒータ性能は確保可能と判断できる場合であってラジエータ回路20を利用して冷却水を冷却する必要のない場合である。したがって、このような場合であれば、ヒータ通水モード内に異常箇所が存在するケースではあるが、ヒータ性能を極力確保できるようにするためには、ラジエータ回路20を利用して最終的に冷却水を冷却する必要がある程度に冷却水温度が上昇するまでの間は、使用可能な開度範囲内でヒータ回路22を利用することが好ましいといえる。   If it is determined in step 128 that the coolant temperature is equal to or lower than the first predetermined temperature, the ECU 50 proceeds to step 130. The case where the determination in step 126 and the determination in step 128 are continuously established is a case where it can be determined that the heater performance can be ensured, and it is not necessary to cool the cooling water using the radiator circuit 20. Therefore, in such a case, although there is an abnormal part in the heater water flow mode, in order to ensure the heater performance as much as possible, the radiator circuit 20 is finally used for cooling. It can be said that it is preferable to use the heater circuit 22 within the usable opening range until the cooling water temperature rises to a certain extent to cool the water.

このため、ステップ130では、異常箇所には該当しないロータの回転角度範囲内でヒータ通水モードを使用するようにロータリ切替弁42が制御される。図5は、図2中に示す範囲B内でロータリ切替弁42に異常が発生した場合のロータリ切替弁42の制御を説明するための図である。ステップ130の処理は、図5(A)に示す動作に対応している。すなわち、冷却水温度が第1所定温度(70℃)以下である場合には、異常箇所に該当するロータの回転角度付近は使用しないという制限の下で、3つの回路のうちのヒータ回路22のみで冷却水が循環するという態様でヒータ通水モードを使用するために、ロータリ切替弁42が制御される。   For this reason, in step 130, the rotary switching valve 42 is controlled to use the heater water flow mode within the rotation angle range of the rotor that does not correspond to the abnormal part. FIG. 5 is a diagram for explaining the control of the rotary switching valve 42 when an abnormality occurs in the rotary switching valve 42 within the range B shown in FIG. The processing in step 130 corresponds to the operation shown in FIG. That is, when the cooling water temperature is equal to or lower than the first predetermined temperature (70 ° C.), only the heater circuit 22 of the three circuits is used under the restriction that the vicinity of the rotation angle of the rotor corresponding to the abnormal part is not used. In order to use the heater water flow mode in such a manner that the cooling water circulates, the rotary switching valve 42 is controlled.

次に、ECU50は、ステップ132に進み、冷却水温度が第1所定温度よりも高い第2所定温度以上であるか否かを判定する。この第2所定温度は、オーバーヒート回避のためにラジエータ回路20の利用が最終的に必要となる冷却水温度を判別可能とするために事前に設定された値(ここでは、一例として80℃)である。本ステップ132の判定が不成立である間は、ステップ130の処理が継続して実行される。   Next, the ECU 50 proceeds to step 132 and determines whether or not the coolant temperature is equal to or higher than a second predetermined temperature that is higher than the first predetermined temperature. This second predetermined temperature is a value set in advance (in this case, 80 ° C. as an example) in order to be able to determine the cooling water temperature that will eventually require the use of the radiator circuit 20 to avoid overheating. is there. While the determination at step 132 is not established, the process at step 130 is continued.

一方、ステップ132の判定が成立した場合、つまり、ラジエータ回路20の利用が必要なレベルにまで冷却水温度が上昇した場合には、ECU50は、ステップ134に進む。ステップ134では、ファンモータ56への通電を停止することによって空調ファンが停止される。次いで、ECU50は、ステップ136に進み、エンジン冷却性能の確保(オーバーヒートの回避)のために、制御モードがヒータカットモードに遷移するようにロータリ切替弁42が制御する。より具体的には、ラジエータ回路20を使用する必要のある状況であるので、範囲Fが使用される。ステップ136の処理は、図5(B)に示す動作に対応している。すなわち、範囲Fの使用によってヒータ回路22には冷却水を循環させずにデバイス回路24とともにラジエータ回路20にて冷却水を循環させられるように、ロータリ切替弁42が制御される。   On the other hand, if the determination in step 132 is established, that is, if the coolant temperature has increased to a level that requires the use of the radiator circuit 20, the ECU 50 proceeds to step 134. In step 134, the air conditioning fan is stopped by stopping energization of the fan motor 56. Next, the ECU 50 proceeds to step 136, and the rotary switching valve 42 controls the control mode to transition to the heater cut mode in order to ensure engine cooling performance (avoid overheating). More specifically, the range F is used because it is a situation where the radiator circuit 20 needs to be used. The process of step 136 corresponds to the operation shown in FIG. That is, by using the range F, the rotary switching valve 42 is controlled so that the cooling water is circulated in the radiator circuit 20 together with the device circuit 24 without circulating the cooling water in the heater circuit 22.

一方、ステップ128の判定が不成立となる場合、つまり、ステップ128の判定を行った段階で冷却水温度が既に第1所定温度を超えているような場合には、ECU50は、ステップ138に進む。この場合は、ヒータ要求があるため本来であればヒータ通水モードを使用したい状況である。しかしながら、ここでは、冷却水温度がそれなりに高いためオーバーヒート回避を優先しつつ、異常箇所を有するヒータ通水モードの使用をフェールセーフの観点で避けるため、ステップ138では、ヒータカットモードが使用されるようにロータリ切替弁42が制御される。   On the other hand, if the determination in step 128 is not satisfied, that is, if the coolant temperature has already exceeded the first predetermined temperature at the stage where the determination in step 128 is performed, the ECU 50 proceeds to step 138. In this case, since there is a heater request, it is a situation where the heater water flow mode is desired. However, here, since the cooling water temperature is reasonably high, priority is given to avoiding overheating, and in order to avoid the use of the heater water passing mode having an abnormal location from the viewpoint of fail-safe, in step 138, the heater cut mode is used. Thus, the rotary switching valve 42 is controlled.

また、ステップ126の判定が不成立となる場合には、ECU50はステップ140に進む。ステップ140では、特定した異常箇所はヒータ回路22の開度が第1所定開度未満であって第2所定開度以上となるときのロータの回転角度であるか否かを判定する。外気温度が所定温度(例えば、5℃)以下の場合は、窓ガラスのデアイスや車室内暖房の要求がさらに高くなる。外気温度がこのように低ければ、ヒータ回路22の開度が15%程度であっても外気温度と冷却水温度との温度差が大きくなる。このため、ヒータ回路22内の冷却水の流量が少なくてもヒータ性能を確保し易くなる。この第2所定開度は、外気温度が上記所定温度以下となる状況下においてヒータ性能を確保可能といえるヒータ回路22の開度範囲の下限を判別可能とするために事前に設定された値(ここでは、一例として15%)である。   If the determination in step 126 is not established, the ECU 50 proceeds to step 140. In step 140, it is determined whether or not the specified abnormal location is the rotation angle of the rotor when the opening degree of the heater circuit 22 is less than the first predetermined opening degree and is equal to or larger than the second predetermined opening degree. When the outside air temperature is equal to or lower than a predetermined temperature (for example, 5 ° C.), the demand for window glass de-ice and vehicle interior heating is further increased. If the outside air temperature is thus low, the temperature difference between the outside air temperature and the cooling water temperature becomes large even if the opening degree of the heater circuit 22 is about 15%. For this reason, it becomes easy to ensure the heater performance even if the flow rate of the cooling water in the heater circuit 22 is small. The second predetermined opening is a value set in advance to enable the lower limit of the opening range of the heater circuit 22 to be said to be able to ensure the heater performance in a situation where the outside air temperature is equal to or lower than the predetermined temperature ( Here, as an example, 15%).

ステップ140の判定が不成立である場合、つまり、ヒータ回路22の開度が第2所定開度未満であるためにヒータ性能の確保ができないと判断できる場合には、ECU50は、ステップ138に進み、ヒータカットモードを使用する。一方、ステップ140の判定が成立する場合には、ECU50は、ステップ142に進み、外気温度が所定温度以下であるか否かを判定する。この所定温度は、上述のように、ヒータ性能への要求がより高くなる外気温度の閾値(ここでは、一例として5℃)として事前に設定されたものである。   If the determination in step 140 is not established, that is, if it can be determined that the heater performance cannot be ensured because the opening of the heater circuit 22 is less than the second predetermined opening, the ECU 50 proceeds to step 138. Use heater cut mode. On the other hand, when the determination in step 140 is established, the ECU 50 proceeds to step 142 and determines whether or not the outside air temperature is equal to or lower than a predetermined temperature. As described above, the predetermined temperature is set in advance as a threshold value of the outside air temperature (here, 5 ° C. as an example) at which the demand for heater performance is higher.

ステップ142の判定が不成立となる場合、つまり、第2所定開度は確保できているが外気温度が所定温度よりも高いために現在のヒータ回路22の開度ではヒータ性能の確保が困難であると判断できる場合には、ECU50は、ステップ138に進み、ヒータカットモードを使用する。一方、ステップ142の判定が成立する場合、つまり、ヒータ回路22の開度は第1所定開度(30%)よりも小さいが第2所定開度(15%)は確保できており、かつ所定温度(5℃)以下の低外気温度となる状況下においてヒータ要求がある場合には、ECU50は、ステップ128以降の処理を実行する。低外気温度下において高まるデアイスや車室内暖房の要求をできるだけ充足するためである。   If the determination in step 142 is not satisfied, that is, the second predetermined opening degree is secured, but the outside air temperature is higher than the predetermined temperature, so it is difficult to secure the heater performance with the current opening degree of the heater circuit 22. If it can be determined, the ECU 50 proceeds to step 138 and uses the heater cut mode. On the other hand, if the determination in step 142 is satisfied, that is, the opening degree of the heater circuit 22 is smaller than the first predetermined opening degree (30%), but the second predetermined opening degree (15%) can be secured, and the predetermined opening degree is satisfied. When there is a heater request under a situation where the temperature is low (5 ° C.) or lower, the ECU 50 executes the processing from step 128 onward. This is to satisfy as much as possible the demand for de-ice and vehicle interior heating that increase under low outside air temperatures.

以上説明した本実施形態のフェールセーフ制御によれば、ヒータ回路22の開度が第1所定開度(30%)以上となるときのロータの回転角度(ヒータ通水モード側の範囲B〜範囲D内)が異常箇所となる状況下においてヒータ要求がある場合には、冷却水温度が第1所定温度(70℃)以上であるか未満であるかに応じてロータリ切替弁42の制御状態が変更される。また、ヒータ回路22の開度が第1所定開度(30%)未満であって第2所定開度(15%)以上となるときのロータの回転角度(ヒータ通水モード側の範囲B内)が異常箇所となる状況下においてヒータ要求がある場合には、冷却水温度に加えて外気温度に基づいてロータリ切替弁42の制御状態が変更される。このような制御によれば、ヒータ通水モード内に異常箇所が認められる状況下においてヒータ要求がある場合には、単に(一律に)ヒータ通水モードの利用を禁止するのではなく、冷却水温度、さらには外気温度を考慮してロータリ切替弁42が制御されることになる。その結果、冷却水温度を考慮することでオーバーヒートに配慮しつつ、制限付きではあるが(特に低外気温度下において)ヒータ回路22を極力使用できるようになる。このため、ロータリ切替弁42の異常発生時に、オーバーヒートの抑制とともにヒータ性能を極力確保できるようにすることができる。   According to the fail-safe control of the present embodiment described above, the rotation angle of the rotor when the opening degree of the heater circuit 22 is equal to or greater than the first predetermined opening degree (30%) (range B to range on the heater water flow mode side) If there is a heater request in a situation where (in D) is an abnormal location, the control state of the rotary switching valve 42 depends on whether the coolant temperature is equal to or higher than the first predetermined temperature (70 ° C.). Be changed. The rotation angle of the rotor when the opening degree of the heater circuit 22 is less than the first predetermined opening degree (30%) and equal to or more than the second predetermined opening degree (15%) (in the range B on the heater water flow mode side). When there is a heater request in a situation where an abnormal position is present), the control state of the rotary switching valve 42 is changed based on the outside air temperature in addition to the cooling water temperature. According to such control, when there is a heater request in a situation where an abnormal portion is recognized in the heater water flow mode, the use of the heater water flow mode is not prohibited (uniformly) but the cooling water The rotary switching valve 42 is controlled in consideration of the temperature and further the outside air temperature. As a result, the heater circuit 22 can be used as much as possible while considering the overheating by considering the cooling water temperature (particularly under a low outside air temperature) with a restriction. For this reason, when the abnormality occurs in the rotary switching valve 42, it is possible to suppress the overheating and ensure the heater performance as much as possible.

(ロータの異常箇所の検出手法の他の一例)
図6は、本発明の実施の形態1における異常箇所学習に用いることができるロータの異常箇所の検出手法の他の一例を説明するための図である。図6は、ロータの回転速度とポジションセンサ46の検出値(すなわち、ロータの回転角度)との関係を表した図である。ロータの回転速度は、ポジションセンサ46により検出されるロータの回転角度に基づいて算出することができる。図2に示す可動範囲内においてロータを回転させた場合、何らかの原因により特定の部位(回転角度)においてロータの動きに抵抗がある場合には、図6中に「異常値」として示すように、ロータ回転速度が遅くなる。したがって、異常の発生を判断可能なロータの回転速度の閾値βを事前に定めておくことにより、閾値βを超える回転速度(異常値)が検出されたロータの回転角度を異常箇所として特定することができる。
(Another example of a method for detecting abnormal parts of the rotor)
FIG. 6 is a diagram for explaining another example of a method for detecting an abnormal part of a rotor that can be used for abnormal part learning in the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the rotational speed of the rotor and the detected value of the position sensor 46 (that is, the rotational angle of the rotor). The rotational speed of the rotor can be calculated based on the rotational angle of the rotor detected by the position sensor 46. When the rotor is rotated within the movable range shown in FIG. 2, if there is resistance to the movement of the rotor at a specific part (rotation angle) for some reason, as shown as “abnormal value” in FIG. Rotor rotation speed becomes slow. Therefore, by determining in advance the threshold value β of the rotor rotational speed at which occurrence of abnormality can be determined, the rotational angle of the rotor in which the rotational speed (abnormal value) exceeding the threshold value β is detected is specified as the abnormal part. Can do.

なお、上述した実施の形態1においては、ロータリ切替弁42が本発明における「制御バルブ」に、範囲Aが本発明における「第1範囲」に、範囲Fが本発明における「第2範囲」に、範囲Bおよび範囲Cが本発明における「第3範囲」に、範囲Dが本発明における「第4範囲」に、冷却水温度の第1所定温度(70℃)が本発明における「所定温度」に、それぞれ相当している。また、ECU50が図4に示すフローチャートに従ってロータリ切替弁42を制御することにより本発明における「駆動手段」が実現されており、そして、ECU50がステップ100、102および104の処理を実行することにより本発明における「異常箇所検出手段」が実現されている。   In the first embodiment described above, the rotary switching valve 42 is the “control valve” in the present invention, the range A is the “first range” in the present invention, and the range F is the “second range” in the present invention. , Range B and range C are the “third range” in the present invention, range D is the “fourth range” in the present invention, and the first predetermined temperature (70 ° C.) of the cooling water temperature is the “predetermined temperature” in the present invention. Respectively. Further, the “drive means” in the present invention is realized by the ECU 50 controlling the rotary switching valve 42 according to the flowchart shown in FIG. 4, and the ECU 50 executes the processing of Steps 100, 102 and 104. The “abnormal part detecting means” in the invention is realized.

10 内燃機関
12 シリンダブロック
14 シリンダヘッド
16 ウォータジャケット
18 冷却水回路
20 ラジエータ回路
22 ヒータ回路
24 デバイス回路
26 ラジエータ
28 ヒータコア
30 EGRクーラ
32 自動変速機オイルクーラ
34 エンジンオイルクーラ
36 ウォータポンプ
38 入口側共通流路
40 出口側共通流路
42 ロータリ切替弁
42a 流入ポート
42b、42c、42d 流出ポート
44 電動モータ
46 ポジションセンサ
48 水温センサ
50 ECU(Electronic Control Unit)
52 外気温度センサ
54 イグニッションスイッチ(IGスイッチ)
56 車室内空調用のファンモータ
58 MIL(Malfunction Indication Lamp)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 12 Cylinder block 14 Cylinder head 16 Water jacket 18 Cooling water circuit 20 Radiator circuit 22 Heater circuit 24 Device circuit 26 Radiator 28 Heater core 30 EGR cooler 32 Automatic transmission oil cooler 34 Engine oil cooler 36 Water pump 38 Inlet side common flow Path 40 Outlet side common flow path 42 Rotary switching valve 42a Inflow ports 42b, 42c, 42d Outflow port 44 Electric motor 46 Position sensor 48 Water temperature sensor 50 ECU (Electronic Control Unit)
52 Outside temperature sensor 54 Ignition switch (IG switch)
56 Fan motor 58 MIL (Malfunction Indication Lamp)

Claims (1)

内燃機関の本体を介して冷却水が循環する複数の回路として、前記冷却水の熱を放出するラジエータを前記冷却水が通過するラジエータ回路と、前記内燃機関を搭載する車両の車室内空調用のヒータコアを前記冷却水が通過するヒータ回路とを少なくとも含む冷却水回路と、
前記冷却水の経路を前記複数の回路の中から変更可能であって、かつ、前記複数の回路の個々の回路内の前記冷却水の流量を連続的に変更可能な制御バルブと、
前記制御バルブを所定の可動範囲内で変位させる駆動手段と、
前記内燃機関の始動時に、前記可動範囲内における前記制御バルブの異常箇所を検出する異常箇所検出手段と、
を備え、
前記可動範囲は、第1範囲、第2範囲、第3範囲および第4範囲を少なくとも含み、
前記第1範囲では、前記ラジエータ回路および前記ヒータ回路の双方が前記制御バルブによって閉塞され、
前記第2範囲は、前記第1範囲を超えて前記制御バルブを特定方向に変位させた状態で得られる範囲であって、当該第2範囲では、前記ラジエータ回路および前記ヒータ回路のうちで前記ラジエータ回路が開放され、
前記第3範囲は、前記第1範囲を超えて前記制御バルブを前記特定方向と反対方向に変位させた状態で得られる範囲であって、当該第3範囲では、前記ラジエータ回路および前記ヒータ回路のうちで前記ヒータ回路が開放され、
前記第4範囲は、前記第3範囲を超えて前記制御バルブを前記反対方向にさらに変位させた状態で得られる範囲であって、当該第4範囲では、前記ラジエータ回路および前記ヒータ回路の双方が開放され、
前記駆動手段は、前記第3範囲もしくは前記第4範囲において前記ヒータ回路の開度が第1所定開度以上となるときの前記制御バルブの制御位置が前記異常箇所となる状況下において、前記ヒータ回路で前記冷却水を循環させるヒータ要求がある場合には、前記冷却水の温度が所定温度以上であるか未満であるかに応じて前記制御バルブの制御位置を変更し、
前記駆動手段は、前記第3範囲において前記ヒータ回路の開度が第2所定開度以上であって前記第1所定開度未満となるときの前記制御バルブの制御位置が前記異常箇所となる状況下において、ヒータ要求がある場合には、前記冷却水の温度に加えて外気温度に基づいて前記制御バルブの制御位置を変更することを特徴とする内燃機関の冷却装置。
As a plurality of circuits through which cooling water circulates through the main body of the internal combustion engine, a radiator circuit through which the cooling water passes through a radiator that releases heat of the cooling water, and a vehicle interior air conditioner for a vehicle in which the internal combustion engine is mounted A cooling water circuit including at least a heater circuit through which the cooling water passes through a heater core;
A control valve capable of changing a path of the cooling water from among the plurality of circuits and continuously changing a flow rate of the cooling water in each of the plurality of circuits;
Driving means for displacing the control valve within a predetermined movable range;
An abnormal point detecting means for detecting an abnormal point of the control valve within the movable range at the time of starting the internal combustion engine;
With
The movable range includes at least a first range, a second range, a third range, and a fourth range,
In the first range, both the radiator circuit and the heater circuit are closed by the control valve,
The second range is a range obtained in a state where the control valve is displaced in a specific direction beyond the first range, and in the second range, the radiator among the radiator circuit and the heater circuit. The circuit is opened,
The third range is a range obtained in a state in which the control valve is displaced in the direction opposite to the specific direction beyond the first range, and in the third range, the radiator circuit and the heater circuit The heater circuit is opened inside,
The fourth range is a range obtained by further displacing the control valve in the opposite direction beyond the third range, and in the fourth range, both the radiator circuit and the heater circuit are Released,
In the third range or the fourth range, the driving means may be configured such that the control position of the control valve when the opening degree of the heater circuit is greater than or equal to a first predetermined opening degree is the abnormal position. When there is a heater request for circulating the cooling water in the circuit, the control position of the control valve is changed depending on whether the temperature of the cooling water is equal to or higher than a predetermined temperature,
The driving means has a situation in which the control position of the control valve becomes the abnormal position when the opening degree of the heater circuit is not less than a second predetermined opening degree and less than the first predetermined opening degree in the third range. Below, when there is a heater request, the control position of the control valve is changed based on the outside air temperature in addition to the temperature of the cooling water.
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