JP6881261B2 - Internal combustion engine cooling system - Google Patents

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Description

本発明は、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に記載の内燃機関の冷却装置は、内燃機関の機関本体に一端が連結されていて、該機関本体から排出された冷却水が流入する第1冷却水流路を有している。第1冷却水流路の途中にはラジエータが配置されている。第1冷却水流路の他端は機関本体に連結されており、第1冷却水流路に排出された冷却水は、ラジエータを経由して再度機関本体へ戻される。内燃機関の冷却装置は、第1冷却水流路においてラジエータに至る手前の部分から分岐してEGRクーラに冷却水を流動させる第2冷却水流路を有している。第1冷却水流路には、第2冷却水流路が接続されている分岐部に流量調節弁が配置されている。 The cooling device for an internal combustion engine described in Patent Document 1 has one end connected to the engine body of the internal combustion engine and has a first cooling water flow path into which the cooling water discharged from the engine body flows. A radiator is arranged in the middle of the first cooling water flow path. The other end of the first cooling water flow path is connected to the engine body, and the cooling water discharged to the first cooling water flow path is returned to the engine body again via the radiator. The cooling device of the internal combustion engine has a second cooling water flow path that branches from a portion of the first cooling water flow path in front of the radiator to flow the cooling water to the EGR cooler. In the first cooling water flow path, a flow rate control valve is arranged at a branch portion to which the second cooling water flow path is connected.

流量調節弁は、筒状のハウジングと、該ハウジングの内部に配置されている弁体とを有している。弁体は、ハウジングの軸芯を回転中心として回転可能に設けられている。弁体には、セクタギアが連結されている。セクタギアには制御モータによって回転駆動される減速ギアが噛み合っている。流量調節弁は、制御モータが減速ギアを介してセクタギアを回転させることで、弁体をハウジングに対して回転させる。流量調節弁の弁体の回転位相に応じて、第1冷却水流路を通じてラジエータに供給される冷却水の流量や、第1冷却水流路から第2冷却水流路に流れる冷却水の流量が調節される。また、流量調節弁の弁体の回転位相を所定の位相に制御することで、第1冷却水流路や第2冷却水流路における冷却水の流れを停止させる。 The flow rate control valve has a tubular housing and a valve body arranged inside the housing. The valve body is rotatably provided with the axis of the housing as the center of rotation. A sector gear is connected to the valve body. A reduction gear that is rotationally driven by a control motor meshes with the sector gear. The flow control valve rotates the valve body with respect to the housing by rotating the sector gear via the reduction gear by the control motor. The flow rate of the cooling water supplied to the radiator through the first cooling water flow path and the flow rate of the cooling water flowing from the first cooling water flow path to the second cooling water flow path are adjusted according to the rotation phase of the valve body of the flow rate control valve. To. Further, by controlling the rotation phase of the valve body of the flow rate control valve to a predetermined phase, the flow of cooling water in the first cooling water flow path and the second cooling water flow path is stopped.

特開2016‐8572号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-8572

流量調節弁に設けられている弁体は、減速ギアとセクタギアとからなるギア機構によって回転駆動される。ギア機構には、駆動の際にモータから伝達される力等が作用することで、ストレスが発生する。ギア機構が駆動されることで蓄積される駆動ストレスは、該ギア機構を疲労させるため、流量調節弁の耐久性の低下の一因となる。流量調節弁を駆動する際には、該流量調節弁に蓄積している駆動ストレスの影響を考慮して制御モータの出力制御を行うことが望ましいが、こうした点については、特許文献1に記載の内燃機関の冷却装置には開示がない。 The valve body provided in the flow control valve is rotationally driven by a gear mechanism including a reduction gear and a sector gear. Stress is generated on the gear mechanism by the action of a force transmitted from the motor during driving. The driving stress accumulated by driving the gear mechanism causes the gear mechanism to fatigue, which contributes to a decrease in the durability of the flow rate control valve. When driving the flow rate control valve, it is desirable to control the output of the control motor in consideration of the influence of the drive stress accumulated in the flow rate control valve. This point is described in Patent Document 1. There is no disclosure in the cooling system of the internal combustion engine.

上記課題を解決するための内燃機関の冷却装置は、内燃機関の機関本体に形成されていて該機関本体を冷却する冷却水の通路を構成しているウォータジャケットと、前記ウォータジャケットに冷却水を供給する冷却水ポンプと、中空のハウジング、該ハウジング内部に配置されている弁体、及び該弁体に連結されていて該弁体を前記ハウジングに対して相対回転させるためのギアを有し、該ギアをモータによって回転させることで前記ウォータジャケットから排出される冷却水の流量を調節する調節弁とを備える内燃機関に適用され、前記弁体の回転駆動によって前記調節弁に発生するストレスの推定値を積算して該調節弁の駆動ストレスを算出し、前記駆動ストレスが大きいときには、該駆動ストレスが小さいときに比して、前記調節弁を駆動する際の前記モータの出力を小さくする。 The cooling device for an internal combustion engine for solving the above problems is a water jacket formed in the engine body of the internal combustion engine and forming a cooling water passage for cooling the engine body, and cooling water is applied to the water jacket. It has a cooling water pump to be supplied, a hollow housing, a valve body arranged inside the housing, and a gear connected to the valve body to rotate the valve body relative to the housing. It is applied to an internal combustion engine provided with a control valve that adjusts the flow rate of cooling water discharged from the water jacket by rotating the gear with a motor, and estimates the stress generated in the control valve by the rotational drive of the valve body. The values are integrated to calculate the drive stress of the control valve, and when the drive stress is large, the output of the motor when driving the control valve is made smaller than when the drive stress is small.

上記構成では、調節弁の駆動ストレスが大きいときには、該駆動ストレスが小さいときに比して、モータの駆動出力を小さくする。そのため、調節弁の駆動ストレスが大きくその耐久性が低下しやすい状態では、調節弁のギアなどの構成部品に対してモータ等から作用する力を抑えることができる。したがって、調節弁の駆動を適切にできる。 In the above configuration, when the drive stress of the control valve is large, the drive output of the motor is made smaller than when the drive stress is small. Therefore, in a state where the driving stress of the control valve is large and its durability tends to decrease, it is possible to suppress the force acting on the component parts such as the gear of the control valve from the motor or the like. Therefore, the control valve can be driven appropriately.

一実施形態の内燃機関の冷却装置の概略構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the schematic structure of the cooling device of the internal combustion engine of one Embodiment. 調節弁の斜視図。Perspective view of the control valve. 調節弁の分解斜視図。An exploded perspective view of the control valve. 調節弁のハウジングを下方から視た斜視図。A perspective view of the control valve housing as viewed from below. ロータの斜視図。Perspective view of the rotor. ロータ位相と各ポートの開口率との関係を示すグラフ。A graph showing the relationship between the rotor phase and the aperture ratio of each port. 温調制御のブロック線図。Block diagram of temperature control. (a)〜(c)は、温調制御における各パラメータの推移を示すタイミングチャート。(A) to (c) are timing charts showing changes in each parameter in temperature control.

内燃機関の冷却装置一実施形態について、図1〜図8を参照して説明する。
図1に示すように、内燃機関の機関本体200は、シリンダブロック201とシリンダブロック201の上端に連結されているシリンダヘッド202とを含んでいる。内燃機関に冷却水を流動させるための冷却水通路10は、機関本体200の内部に形成されたウォータジャケット20を有している。ウォータジャケット20は、シリンダブロック201に形成されているブロック側ウォータジャケット20Aと、シリンダヘッド202に形成されていて、ブロック側ウォータジャケット20Aと連通しているヘッド側ウォータジャケット20Bとからなる。
An embodiment of a cooling device for an internal combustion engine will be described with reference to FIGS. 1 to 8.
As shown in FIG. 1, the engine body 200 of an internal combustion engine includes a cylinder block 201 and a cylinder head 202 connected to the upper end of the cylinder block 201. The cooling water passage 10 for flowing the cooling water to the internal combustion engine has a water jacket 20 formed inside the engine main body 200. The water jacket 20 includes a block-side water jacket 20A formed on the cylinder block 201 and a head-side water jacket 20B formed on the cylinder head 202 and communicating with the block-side water jacket 20A.

ウォータジャケット20の入口は、シリンダブロック201に開口している。この開口には、導入配管21の一端が接続されている。導入配管21の他端は、冷却水ポンプ22に接続されている。冷却水ポンプ22は、内燃機関のクランクシャフトによって駆動される機関駆動式のポンプである。クランクシャフトの回転に伴い冷却水ポンプ22が駆動されることにより、冷却水ポンプ22から導入配管21を通じてウォータジャケット20に冷却水が供給される。 The entrance of the water jacket 20 is open to the cylinder block 201. One end of the introduction pipe 21 is connected to this opening. The other end of the introduction pipe 21 is connected to the cooling water pump 22. The cooling water pump 22 is an engine-driven pump driven by a crankshaft of an internal combustion engine. By driving the cooling water pump 22 with the rotation of the crankshaft, the cooling water is supplied from the cooling water pump 22 to the water jacket 20 through the introduction pipe 21.

ウォータジャケット20の出口は、シリンダヘッド202に開口している。この開口には導出配管23の一端が接続されている。導出配管23の他端は、調節弁30に接続されている。導出配管23には、該導出配管23を流れる冷却水の温度(以下「出口水温Tout」という。)を検出する水温センサ24が設けられている。 The outlet of the water jacket 20 is open to the cylinder head 202. One end of the lead-out pipe 23 is connected to this opening. The other end of the lead-out pipe 23 is connected to the control valve 30. The lead-out pipe 23 is provided with a water temperature sensor 24 that detects the temperature of the cooling water flowing through the lead-out pipe 23 (hereinafter referred to as “outlet water temperature Tout”).

調節弁30には、冷却水の吐出口が3つ設けられている。3つの吐出口のうちの1つにはラジエータ92を経由して冷却水を流動させるための第1冷却水経路90が接続されている。第1冷却水経路90は、吐出口に一端が接続されている第1ラジエータ配管91と、第1ラジエータ配管91の他端に接続されているラジエータ92と、ラジエータ92及び冷却水ポンプ22を連結する第2ラジエータ配管93とから構成されている。 The control valve 30 is provided with three outlets for cooling water. A first cooling water path 90 for flowing cooling water is connected to one of the three discharge ports via the radiator 92. The first cooling water path 90 connects the first radiator pipe 91, one end of which is connected to the discharge port, the radiator 92 connected to the other end of the first radiator pipe 91, the radiator 92, and the cooling water pump 22. It is composed of a second radiator pipe 93.

調節弁30の3つの吐出口のうちの1つには、スロットルボディ102やEGRバルブ103など、内燃機関の各部に設けられたデバイスを経由して冷却水を流動させるための第2冷却水経路100が接続されている。第2冷却水経路100は、吐出口に一端が接続されている第1デバイス配管101を有している。第1デバイス配管101は、下流側の端部が三股に分岐しており、分岐した端部がそれぞれスロットルボディ102、EGRバルブ103、及びEGRクーラ104に接続されている。第2冷却水経路100は、第2デバイス配管105を有している。第2デバイス配管105は、上流分岐部105Aと、該上流分岐部105Aに接続されている合流部105Bと、該合流部105Bに接続されている下流分岐部105Cとからなる。上流分岐部105Aは、上流側の端部が三股に分岐していて、分岐した端部がスロットルボディ102、EGRバルブ103、及びEGRクーラ104に接続されている。合流部105Bは、一つの通路を構成している。下流分岐部105Cは、下流側の端部が二股に分岐していて、分岐した端部がオイルクーラ106、及びATFウォーマ107に接続されている。 One of the three discharge ports of the control valve 30 is a second cooling water path for flowing cooling water via devices provided in various parts of the internal combustion engine such as the throttle body 102 and the EGR valve 103. 100 is connected. The second cooling water path 100 has a first device pipe 101 whose one end is connected to the discharge port. The downstream end of the first device pipe 101 is branched into three branches, and the branched ends are connected to the throttle body 102, the EGR valve 103, and the EGR cooler 104, respectively. The second cooling water path 100 has a second device pipe 105. The second device pipe 105 includes an upstream branch portion 105A, a merging portion 105B connected to the upstream branch portion 105A, and a downstream branch portion 105C connected to the merging portion 105B. The upstream branch 105A has a three-pronged end on the upstream side, and the branched end is connected to the throttle body 102, the EGR valve 103, and the EGR cooler 104. The confluence 105B constitutes one passage. The downstream branch portion 105C has a bifurcated end on the downstream side, and the branched end is connected to the oil cooler 106 and the ATF warmer 107.

第2冷却水経路100は、第3デバイス配管108を有している。第3デバイス配管108は、上流側の端部が二股に分岐していて、分岐した端部がオイルクーラ106、及びATFウォーマ107に接続されている。第3デバイス配管108の下流側の端部は、第2ラジエータ配管93に接続されている。第2冷却水経路100では、調節弁30から第1デバイス配管101に流れた冷却水が、スロットルボディ102、EGRバルブ103、及びEGRクーラ104に分岐して流動する。スロットルボディ102、EGRバルブ103、及びEGRクーラ104のいずれかを通過した冷却水は、第2デバイス配管105において一旦合流した後、オイルクーラ106及びATFウォーマ107に分岐して流れる。オイルクーラ106及びATFウォーマ107のいずれかを通過した冷却水は、第3デバイス配管108において合流し、第2ラジエータ配管93を通じて冷却水ポンプ22に流れる。 The second cooling water path 100 has a third device pipe 108. The upstream end of the third device pipe 108 is bifurcated, and the branched end is connected to the oil cooler 106 and the ATF warmer 107. The downstream end of the third device pipe 108 is connected to the second radiator pipe 93. In the second cooling water path 100, the cooling water flowing from the control valve 30 to the first device pipe 101 branches into the throttle body 102, the EGR valve 103, and the EGR cooler 104 and flows. The cooling water that has passed through any of the throttle body 102, the EGR valve 103, and the EGR cooler 104 merges once in the second device pipe 105, and then branches and flows into the oil cooler 106 and the ATF warmer 107. The cooling water that has passed through either the oil cooler 106 or the ATF warmer 107 merges in the third device pipe 108 and flows to the cooling water pump 22 through the second radiator pipe 93.

調節弁30の3つの吐出口のうちの1つには、車両に設けられている空調装置のヒータコア112に冷却水を循環させるための第3冷却水経路110が接続されている。第3冷却水経路110は、吐出口に一端が接続されている第1ヒータ配管111と、第1ヒータ配管111の他端に接続されているヒータコア112と、ヒータコア112に一端が接続されている第2ヒータ配管113とから構成されている。第2ヒータ配管113の他端は、第3デバイス配管108に接続されている。第1ヒータ配管111に流れた冷却水は、ヒータコア112を通過した後、第2ヒータ配管113を通じて第3デバイス配管108に流動する。第3デバイス配管108に流動した冷却水は、第2ラジエータ配管93を通じて冷却水ポンプ22に流れる。このように、調節弁30から各冷却水経路90,100,110に流れた冷却水は、冷却水ポンプ22の手前で合流し、冷却水ポンプ22によって再びウォータジャケット20に供給される。 A third cooling water path 110 for circulating cooling water is connected to one of the three discharge ports of the control valve 30 to the heater core 112 of the air conditioner provided in the vehicle. The third cooling water path 110 has one end connected to the first heater pipe 111 having one end connected to the discharge port, the heater core 112 connected to the other end of the first heater pipe 111, and the heater core 112. It is composed of a second heater pipe 113. The other end of the second heater pipe 113 is connected to the third device pipe 108. The cooling water flowing through the first heater pipe 111 passes through the heater core 112 and then flows to the third device pipe 108 through the second heater pipe 113. The cooling water flowing through the third device pipe 108 flows to the cooling water pump 22 through the second radiator pipe 93. In this way, the cooling water flowing from the control valve 30 to the cooling water paths 90, 100, 110 merges in front of the cooling water pump 22, and is supplied to the water jacket 20 again by the cooling water pump 22.

調節弁30には、リリーフ通路115が設けられている。リリーフ通路115は、調節弁30の内部と第1冷却水経路90とを連通している。リリーフ通路115には、リリーフ弁116が設けられている。リリーフ弁116は、リリーフ通路115における調節弁30側の圧力と第1ラジエータ配管91側の圧力との差圧が所定圧以上になったときに開弁し、調節弁30から第1冷却水経路90に冷却水を流動させる。すなわち、リリーフ弁116によって調節弁30内の圧力が過剰に高くなることが抑制されている。 The control valve 30 is provided with a relief passage 115. The relief passage 115 communicates the inside of the control valve 30 with the first cooling water passage 90. A relief valve 116 is provided in the relief passage 115. The relief valve 116 opens when the pressure difference between the pressure on the control valve 30 side and the pressure on the first radiator pipe 91 side in the relief passage 115 becomes equal to or higher than a predetermined pressure, and the relief valve 116 opens from the control valve 30 to the first cooling water path. The cooling water is flowed to 90. That is, the relief valve 116 suppresses the pressure in the control valve 30 from becoming excessively high.

図2〜図5を参照して調節弁30の構造について説明する。
図2に示すように、調節弁30は、冷却水の吐出口である3つのポートを有している。すなわち、調節弁30は、第1冷却水経路90が接続されるラジエータポートP1と、第2冷却水経路100が接続されるデバイスポートP2と、第3冷却水経路110が接続されるヒータポートP3とを有している。各ポートP1,P2,P3は、それぞれ異なる方向に開口している。デバイスポートP2の内径とヒータポートP3の内径とは同一である。ラジエータポートP1の内径は、デバイスポートP2及びヒータポートP3の内径よりも大きい。
The structure of the control valve 30 will be described with reference to FIGS. 2 to 5.
As shown in FIG. 2, the control valve 30 has three ports that are outlets for cooling water. That is, the control valve 30 has a radiator port P1 to which the first cooling water path 90 is connected, a device port P2 to which the second cooling water path 100 is connected, and a heater port P3 to which the third cooling water path 110 is connected. And have. Each port P1, P2, P3 is open in a different direction. The inner diameter of the device port P2 and the inner diameter of the heater port P3 are the same. The inner diameter of the radiator port P1 is larger than the inner diameter of the device port P2 and the heater port P3.

図3に示すように、調節弁30は、その構成部品として、ハウジング40、弁体としてのロータ60、回動機構70、及びカバー80を備えている。ハウジング40は、中空形状に形成されていて、調節弁30の骨格を構成している。ハウジング40は、本体部41と、該本体部41に取り付けられる第1コネクタ部51、第2コネクタ部52、及び第3コネクタ部53とからなる。第1コネクタ部51は、有底筒状に形成されている第1膨出部51Aと、該第1膨出部51Aの開口周縁に連結された板状の第1フランジ部51Bと、第1膨出部51Aの底壁に接続されている円筒状の第1ポート部51Cとからなる。第1コネクタ部51はラジエータポートP1の一構成部材である。第2コネクタ部52は、円筒状に形成されている第2ポート部52Aと、該第2ポート部52Aの一端部における開口周縁に連結された板状の第2フランジ部52Bとからなる。第2コネクタ部52はデバイスポートP2の一構成部材である。第3コネクタ部53は、円筒状に形成されている第3ポート部53Aと、該第3ポート部53Aの一端部における開口周縁に連結された板状の第3フランジ部53Bとからなる。第3コネクタ部53はヒータポートP3の一構成部材である。本体部41には、第1コネクタ部51が取り付けられる第1取付部42、第2コネクタ部52が取り付けられる第2取付部43、及び第3コネクタ部53が取り付けられ第3取付部44が設けられている。第1コネクタ部51は第1取付部42にボルト56によって取り付けられる。また、第2コネクタ部52は第2取付部43にボルト56によって取り付けられており、第3コネクタ部53は第3取付部44に図示しないボルトによって取り付けられている。 As shown in FIG. 3, the control valve 30 includes a housing 40, a rotor 60 as a valve body, a rotation mechanism 70, and a cover 80 as its components. The housing 40 is formed in a hollow shape and constitutes the skeleton of the control valve 30. The housing 40 includes a main body 41, a first connector 51 attached to the main body 41, a second connector 52, and a third connector 53. The first connector portion 51 includes a first bulging portion 51A formed in a bottomed cylindrical shape, a plate-shaped first flange portion 51B connected to the opening peripheral edge of the first bulging portion 51A, and a first. It is composed of a cylindrical first port portion 51C connected to the bottom wall of the bulging portion 51A. The first connector portion 51 is a component of the radiator port P1. The second connector portion 52 includes a second port portion 52A formed in a cylindrical shape and a plate-shaped second flange portion 52B connected to an opening peripheral edge at one end of the second port portion 52A. The second connector portion 52 is a component of the device port P2. The third connector portion 53 includes a cylindrical third port portion 53A and a plate-shaped third flange portion 53B connected to the peripheral edge of the opening at one end of the third port portion 53A. The third connector portion 53 is a component of the heater port P3. The main body 41 is provided with a first mounting 42 to which the first connector 51 is mounted, a second mounting 43 to which the second connector 52 is mounted, and a third mounting 44 to which the third connector 53 is mounted. Has been done. The first connector portion 51 is attached to the first attachment portion 42 by bolts 56. Further, the second connector portion 52 is attached to the second attachment portion 43 by a bolt 56, and the third connector portion 53 is attached to the third attachment portion 44 by a bolt (not shown).

第1取付部42には、開口面積の異なる2つの孔が形成されている。これらの孔のうち開口面積の小さい第1孔42Aにはリリーフ弁116が組付けられる。第1孔42Aにリリーフ弁116が組付けられた状態で第1コネクタ部51が第1取付部42に取り付けられる。これにより、ハウジング40内部にリリーフ弁116が収容される。第1取付部42に設けられている2つの孔のうち、第1孔42Aはリリーフ通路115の一部を構成し、第1孔42Aよりも開口面積の大きい第2孔42BはラジエータポートP1の一部を構成している。なお、ラジエータポートP1の通路断面積は、ヒータポートP3及びデバイスポートP2の各通路断面積に比して大きい。調節弁30では、このラジエータポートP1にリリーフ弁116を設けることにより、充分なリリーフ量を確保している。 Two holes having different opening areas are formed in the first mounting portion 42. A relief valve 116 is assembled to the first hole 42A having a small opening area among these holes. The first connector portion 51 is attached to the first attachment portion 42 with the relief valve 116 assembled in the first hole 42A. As a result, the relief valve 116 is housed inside the housing 40. Of the two holes provided in the first mounting portion 42, the first hole 42A constitutes a part of the relief passage 115, and the second hole 42B having a larger opening area than the first hole 42A is the radiator port P1. It constitutes a part. The passage cross-sectional area of the radiator port P1 is larger than the passage cross-sectional areas of the heater port P3 and the device port P2. In the control valve 30, a sufficient relief amount is secured by providing the relief valve 116 in the radiator port P1.

図4に示すように、本体部41には、下端部に開口45が設けられており、その内部に該本体部41を上下方向に仕切る仕切り壁46が設けられている。本体部41の内部において、仕切り壁46によって仕切られた下側の空間を流入空間47といい、上側の空間を収容空間48という。ラジエータポートP1、デバイスポートP2、ヒータポートP3は、流入空間47と連通している。仕切り壁46には、流入空間47と収容空間48とを連通する支持孔49が形成されている。支持孔49の開口縁部には、流入空間47側に円筒状に突出した摺接部50が立設されている。摺接部50の外側面には、径方向外側に突出したストッパ55が連結されている。 As shown in FIG. 4, the main body 41 is provided with an opening 45 at the lower end, and a partition wall 46 for partitioning the main body 41 in the vertical direction is provided inside the opening 45. Inside the main body 41, the lower space partitioned by the partition wall 46 is referred to as an inflow space 47, and the upper space is referred to as an accommodation space 48. The radiator port P1, the device port P2, and the heater port P3 communicate with the inflow space 47. The partition wall 46 is formed with a support hole 49 that communicates the inflow space 47 and the accommodation space 48. At the opening edge of the support hole 49, a sliding contact portion 50 projecting in a cylindrical shape is erected on the inflow space 47 side. A stopper 55 projecting outward in the radial direction is connected to the outer surface of the sliding contact portion 50.

図3に示すように、本体部41の内部には、下端部からロータ60が組付けられ、上端部から回動機構70が組付けられる。
図5に示すように、ロータ60は、弁本体61と、該弁本体61に挿通されているロータ軸65とを有している。弁本体61は、図5の上側に配置されている第1弁部62と、下側に配置されている第2弁部63とを有している。第1弁部62は、ロータ軸65の中心軸方向(図5の上下方向)における中央部分ほど拡径された筒形状に形成されている。第1弁部62の側壁には、周方向に延びている第1貫通孔62Aが形成されている。第1貫通孔62Aによって、第1弁部62の内域と外域とは連通している。第1弁部62には、その上端に径方向内側に延びている突出壁62Bが連結されている。突出壁62Bの先端には、円環状に形成されている支持壁62Cが連結されている。第1弁部62の上端部には、周方向に円弧状に延びている係止孔62Dが形成されている。
As shown in FIG. 3, a rotor 60 is assembled from the lower end portion and a rotation mechanism 70 is assembled from the upper end portion inside the main body 41.
As shown in FIG. 5, the rotor 60 has a valve body 61 and a rotor shaft 65 inserted through the valve body 61. The valve body 61 has a first valve portion 62 arranged on the upper side of FIG. 5 and a second valve portion 63 arranged on the lower side. The first valve portion 62 is formed in a tubular shape whose diameter is enlarged toward the central portion in the central axis direction (vertical direction in FIG. 5) of the rotor shaft 65. A first through hole 62A extending in the circumferential direction is formed on the side wall of the first valve portion 62. The inner region and the outer region of the first valve portion 62 are communicated with each other by the first through hole 62A. A protruding wall 62B extending radially inward is connected to the upper end of the first valve portion 62. A support wall 62C formed in an annular shape is connected to the tip of the protruding wall 62B. A locking hole 62D extending in an arc shape in the circumferential direction is formed at the upper end of the first valve portion 62.

第2弁部63は、筒状に形成されていて、その内域が第1弁部62の内域と連通している。第2弁部63の側壁には、第2貫通孔63Aが形成されている。第2貫通孔63Aは、第1貫通孔62Aに比して周方向に長く延びている。 The second valve portion 63 is formed in a tubular shape, and its inner region communicates with the inner region of the first valve portion 62. A second through hole 63A is formed on the side wall of the second valve portion 63. The second through hole 63A extends longer in the circumferential direction than the first through hole 62A.

ロータ軸65は、円柱棒状に形成されていて、第1弁部62の支持壁62Cに挿通されて連結されている。ロータ軸65は、弁本体61を上下方向に貫通して延びている。ロータ軸65の上端部には、ベアリング66が連結されている。ロータ軸65には、ベアリング66よりも下方であって支持壁62Cよりも上方にシール67が連結されている。シール67は円板状に形成されている。ロータ軸65が回転すると、該ロータ軸65を回転中心として弁本体61が回転する。ロータ60は、ベアリング66が連結されていない状態のロータ軸65の上端部を、ハウジング40の仕切り壁46の支持孔49に挿通して収容空間48側に突出させ、該突出した上端部にベアリング66を連結することにより、ハウジング40に組付けられる。この状態では、弁本体61及びシール67が流入空間47に配置され、ベアリング66が収容空間48に配置される。ベアリング66は、仕切り壁46の上面に連結されることにより、ロータ軸65及び弁本体61をハウジング40に対して相対回転可能に支持する。シール67は、摺接部50の下面に当接し、ロータ軸65の回転に伴って摺接部50の下面と摺接する。 The rotor shaft 65 is formed in the shape of a cylindrical rod, and is inserted and connected to the support wall 62C of the first valve portion 62. The rotor shaft 65 extends through the valve body 61 in the vertical direction. A bearing 66 is connected to the upper end of the rotor shaft 65. A seal 67 is connected to the rotor shaft 65 below the bearing 66 and above the support wall 62C. The seal 67 is formed in a disk shape. When the rotor shaft 65 rotates, the valve body 61 rotates around the rotor shaft 65 as the center of rotation. In the rotor 60, the upper end portion of the rotor shaft 65 in the state where the bearing 66 is not connected is inserted into the support hole 49 of the partition wall 46 of the housing 40 and protrudes toward the accommodation space 48, and the bearing is provided at the protruding upper end portion. By connecting 66, it is assembled to the housing 40. In this state, the valve body 61 and the seal 67 are arranged in the inflow space 47, and the bearing 66 is arranged in the accommodation space 48. The bearing 66 supports the rotor shaft 65 and the valve body 61 so as to be rotatable relative to the housing 40 by being connected to the upper surface of the partition wall 46. The seal 67 comes into contact with the lower surface of the sliding contact portion 50, and slides with the lower surface of the sliding contact portion 50 as the rotor shaft 65 rotates.

ロータ60がハウジング40に収容された状態では、弁本体61の係止孔62D内に、ストッパ55が配置される。ロータ60がハウジング40に対して相対回転したときには、係止孔62D内をストッパ55が周方向に相対移動する。ストッパ55が突出壁62Bに当接することでハウジング40に対するロータ60の相対回転が規制される。このように、ロータ60の弁本体61は、ストッパ55が突出壁62Bに当接するまでの所定の範囲内において、ハウジング40に対して相対回転可能になっている。 When the rotor 60 is housed in the housing 40, the stopper 55 is arranged in the locking hole 62D of the valve body 61. When the rotor 60 rotates relative to the housing 40, the stopper 55 moves relative to the locking hole 62D in the circumferential direction. When the stopper 55 comes into contact with the protruding wall 62B, the relative rotation of the rotor 60 with respect to the housing 40 is restricted. As described above, the valve body 61 of the rotor 60 can rotate relative to the housing 40 within a predetermined range until the stopper 55 abuts on the protruding wall 62B.

ロータ60は、ハウジング40に対するロータ60の相対回転位相(以下「ロータ位相θ」という。)がある範囲のときに第1貫通孔62AとラジエータポートP1とを連通する。すなわち、ロータ位相θがこの範囲にないときには、ラジエータポートP1は弁本体61によって閉塞された状態となる。また、ロータ60は、ロータ位相θが別のある範囲のときに第2貫通孔63AとデバイスポートP2及びヒータポートP3のうち少なくとも一方とを連通する。 The rotor 60 communicates the first through hole 62A with the radiator port P1 when the relative rotation phase of the rotor 60 with respect to the housing 40 (hereinafter referred to as “rotor phase θ”) is within a certain range. That is, when the rotor phase θ is not in this range, the radiator port P1 is closed by the valve body 61. Further, the rotor 60 communicates the second through hole 63A with at least one of the device port P2 and the heater port P3 when the rotor phase θ is in another range.

調節弁30では、ハウジング40の下端部に導出配管23が接続される。これにより、ウォータジャケット20を流れた冷却水は、導出配管23を通じて流入空間47に流入する。導出配管23から流入空間47に供給された冷却水は、ロータ60の内域に流れ、第1貫通孔62AとラジエータポートP1とが連通しているときには、流入空間47からラジエータポートP1に冷却水が流動する。また、第2貫通孔63AとデバイスポートP2とが連通しているときには、流入空間47からデバイスポートP2に冷却水が流動し、第2貫通孔63AとヒータポートP3とが連通しているときには、流入空間47からヒータポートP3に冷却水が流動する。なお、ロータ60は、各ポートP1,P2,P3の流路断面積を変化させることにより、各ポートP1,P2,P3を流れる冷却水の流量を調節することもできる。シール67は、摺接部50の下面と摺接することで、流入空間47から収容空間48への冷却水の流動を抑えている。 In the control valve 30, the lead-out pipe 23 is connected to the lower end of the housing 40. As a result, the cooling water that has flowed through the water jacket 20 flows into the inflow space 47 through the outlet pipe 23. The cooling water supplied from the lead-out pipe 23 to the inflow space 47 flows into the inner region of the rotor 60, and when the first through hole 62A and the radiator port P1 are in communication with each other, the cooling water is cooled from the inflow space 47 to the radiator port P1. Flows. Further, when the second through hole 63A and the device port P2 are in communication with each other, cooling water flows from the inflow space 47 to the device port P2, and when the second through hole 63A and the heater port P3 are in communication with each other, the cooling water flows. Cooling water flows from the inflow space 47 to the heater port P3. The rotor 60 can also adjust the flow rate of the cooling water flowing through each port P1, P2, P3 by changing the flow path cross-sectional area of each port P1, P2, P3. The seal 67 is in sliding contact with the lower surface of the sliding contact portion 50 to suppress the flow of cooling water from the inflow space 47 to the accommodation space 48.

図3に示すように、回動機構70は、ロータ軸65の上端に連結される第1ギア71と、第1ギア71と噛み合う第2ギア72とを有している。第2ギア72には、モータ73が連結される。モータ73が第2ギア72を回転させることにより、第1ギア71を介してロータ60が回転駆動される。モータ73には、該モータ73の駆動量及び駆動速度、すなわちロータ位相θ及びロータ回転速度Vを検出するための検出センサ74が取り付けられる。検出センサ74は、モータ73によって回転駆動される検出ギア75と、該検出ギア75の回転位相及び回転速度を検出するセンサ部76とからなる。センサ部76は、カバー80に取り付けられている。回動機構70は、ハウジング40の収容空間48内に配置される。カバー80は、本体部41の上端開口を塞ぐように取り付けられる。これにより、回動機構70はハウジング40内部に収容される。なお、各ギア71,72,75は樹脂によって構成されている。 As shown in FIG. 3, the rotation mechanism 70 has a first gear 71 connected to the upper end of the rotor shaft 65 and a second gear 72 that meshes with the first gear 71. A motor 73 is connected to the second gear 72. When the motor 73 rotates the second gear 72, the rotor 60 is rotationally driven via the first gear 71. A detection sensor 74 for detecting the drive amount and drive speed of the motor 73, that is, the rotor phase θ and the rotor rotation speed V is attached to the motor 73. The detection sensor 74 includes a detection gear 75 that is rotationally driven by a motor 73, and a sensor unit 76 that detects the rotation phase and rotation speed of the detection gear 75. The sensor unit 76 is attached to the cover 80. The rotating mechanism 70 is arranged in the accommodation space 48 of the housing 40. The cover 80 is attached so as to close the upper end opening of the main body 41. As a result, the rotating mechanism 70 is housed inside the housing 40. The gears 71, 72, and 75 are made of resin.

次に、調節弁30のロータ位相θと、各ポートP1,P2,P3の開口率との関係について説明する。
図6に示すように、調節弁30では、各ポートP1,P2,P3の全てが閉じた状態になるときのロータ位相θを「0°」としている。この状態では、ロータ60の弁本体61は、カバー80側から視た軸方向視において時計回り方向(プラス方向)、及び半時計回り方向(マイナス方向)に回転することができる。なお、各ポートP1,P2,P3における開口率は、全開時の開口面積を「100%」とし、全閉時の開口面積を「0%」として、各ポートP1,P2,P3における開口面積の比率を表している。
Next, the relationship between the rotor phase θ of the control valve 30 and the aperture ratios of the ports P1, P2, and P3 will be described.
As shown in FIG. 6, in the control valve 30, the rotor phase θ when all the ports P1, P2, and P3 are closed is set to “0 °”. In this state, the valve body 61 of the rotor 60 can rotate in the clockwise direction (plus direction) and the counterclockwise direction (minus direction) in the axial direction viewed from the cover 80 side. Regarding the aperture ratio in each port P1, P2, P3, the opening area when fully opened is "100%" and the opening area when fully closed is "0%", and the opening ratio in each port P1, P2, P3 is It represents the ratio.

各ポートP1,P2,P3の開口率は、ロータ位相θによって変化する。すなわち、ロータ位相θが「0°」の位置からロータ60をプラス方向に回転させると、まずヒータポートP3が開き始める。そして、プラス方向へのロータ位相θの増加に応じてヒータポートP3の開口率は大きくなる。ヒータポートP3の開口率が「100%」に達して全開状態になった後、ロータ位相θをさらに増加させると、次にデバイスポートP2が開き始める。そして、プラス方向へのロータ位相θの増加に応じてデバイスポートP2の開口率は大きくなる。デバイスポートP2の開口率が「100%」に達して全開状態になった後、ロータ位相θをさらに増加させると、次にラジエータポートP1が開き始める。そして、プラス方向へのロータ位相θの増加に応じてラジエータポートP1の開口率は大きくなる。突出壁62Bとストッパ55とが当接するロータ位相θを「β°」とすると、ロータ位相θが「β°」に至る手前でラジエータポートP1は全開になる。この状態からロータ位相θが「β°」に達するまでの間は、各ポートP1,P2,P3が全開の状態になる。このように、調節弁30では、ロータ60及びモータ73のプラスの方向における可動範囲の端は、ロータ位相θが「β°」となる位置であり、この位相では各ポートP1,P2,P3の全てが全開になる。 The aperture ratio of each port P1, P2, P3 changes depending on the rotor phase θ. That is, when the rotor 60 is rotated in the positive direction from the position where the rotor phase θ is “0 °”, the heater port P3 first starts to open. Then, the aperture ratio of the heater port P3 increases as the rotor phase θ increases in the positive direction. When the aperture ratio of the heater port P3 reaches "100%" and is fully opened, and then the rotor phase θ is further increased, the device port P2 starts to open next. Then, the aperture ratio of the device port P2 increases as the rotor phase θ increases in the positive direction. When the aperture ratio of the device port P2 reaches "100%" and is fully opened, and then the rotor phase θ is further increased, the radiator port P1 starts to open next. Then, the aperture ratio of the radiator port P1 increases as the rotor phase θ increases in the positive direction. Assuming that the rotor phase θ in which the protruding wall 62B and the stopper 55 abut is “β °”, the radiator port P1 is fully opened before the rotor phase θ reaches “β °”. From this state until the rotor phase θ reaches “β °”, the ports P1, P2, and P3 are fully open. As described above, in the control valve 30, the end of the movable range of the rotor 60 and the motor 73 in the positive direction is the position where the rotor phase θ is “β °”, and in this phase, the ports P1, P2, and P3 of each port P1, P2, and P3. Everything is fully open.

一方、ロータ位相θが「0°」の位置からロータ60をマイナス方向に回転させると、まずデバイスポートP2が開き始め、マイナス方向へのロータ位相θの増加に応じてデバイスポートP2の開口率は大きくなる。その後、デバイスポートP2の開口率が「100%」に達する前、すなわち全開状態になる位置よりも少し手前の位置から、ラジエータポートP1が開き始める。そして、マイナス方向へのロータ位相θの増加に応じてデバイスポートP2の開口率が大きくなって全開状態になり、ラジエータポートP1の開口率も大きくなる。突出壁62Bとストッパ55とが当接するロータ位相θを「−α°」とすると、ロータ位相θが「−α°」に至る手前でラジエータポートP1は全開になる。この状態からロータ位相θが「−α°」に達するまでの間は、デバイスポートP2及びラジエータポートP1が全開状態になる。このように、調節弁30では、ロータ60及びモータ73のマイナス方向における可動範囲の端は、ロータ位相θが「−α°」となる位置であり、この位相ではラジエータポートP1及びデバイスポートP2が全開になっている。なお、ロータ位相θが「0°」よりもマイナス側の範囲では、ヒータポートP3は常に全閉となっている。 On the other hand, when the rotor 60 is rotated in the negative direction from the position where the rotor phase θ is “0 °”, the device port P2 first starts to open, and the aperture ratio of the device port P2 increases as the rotor phase θ increases in the negative direction. growing. After that, the radiator port P1 starts to open before the aperture ratio of the device port P2 reaches "100%", that is, a position slightly before the position where the device port P2 is fully opened. Then, as the rotor phase θ increases in the negative direction, the aperture ratio of the device port P2 increases and the device port P2 becomes fully open, and the aperture ratio of the radiator port P1 also increases. Assuming that the rotor phase θ in which the protruding wall 62B and the stopper 55 abut is “−α °”, the radiator port P1 is fully opened before the rotor phase θ reaches “−α °”. From this state until the rotor phase θ reaches “−α °”, the device port P2 and the radiator port P1 are fully open. As described above, in the control valve 30, the end of the movable range of the rotor 60 and the motor 73 in the minus direction is a position where the rotor phase θ is “−α °”, and in this phase, the radiator port P1 and the device port P2 are located. It is fully open. The heater port P3 is always fully closed in the range where the rotor phase θ is on the minus side of “0 °”.

図1に示すように、内燃機関の制御装置130には、水温センサ24からの出力信号が入力される。また、制御装置130には、調節弁30の検出センサ74の他、外気温THAを検出する外気温センサ25、内燃機関の機関回転速度NEを検出する回転速度センサ26、及びアクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ27などからの出力信号も入力される。制御装置130は、各センサ24,25,26,27,74からの出力信号等に基づいて調節弁30を駆動することで、ウォータジャケット20から排出される冷却水の流量を調節する。また、制御装置130は、各センサ24,25,26,27,74からの出力信号等に基づいて調節弁30を駆動することで、冷却水の出口水温Toutを制御する温調制御を実行する。 As shown in FIG. 1, an output signal from the water temperature sensor 24 is input to the control device 130 of the internal combustion engine. Further, in the control device 130, in addition to the detection sensor 74 of the control valve 30, the outside temperature sensor 25 for detecting the outside temperature THA, the rotation speed sensor 26 for detecting the engine rotation speed NE of the internal combustion engine, and the operating amount of the accelerator pedal. An output signal from the accelerator sensor 27 or the like that detects the above is also input. The control device 130 adjusts the flow rate of the cooling water discharged from the water jacket 20 by driving the control valve 30 based on the output signals from the sensors 24, 25, 26, 27, 74 and the like. Further, the control device 130 executes temperature control control for controlling the outlet water temperature Tout of the cooling water by driving the control valve 30 based on the output signals from the sensors 24, 25, 26, 27, 74 and the like. ..

図7に示すように、制御装置130は、調節弁30の制御を行う機能部として、目標ロータ位相算出部131、フィードバック項算出部132、フィードバック処理部133、ストレス推定値算出部134、駆動ストレス算出部135、ストレス記憶部136、制限値設定部137、及び出力算出部138を有している。制御装置130は、温調制御における調節弁30の駆動量を次のようにして実行する。なお、この制御は、内燃機関の運転中、所定の制御周期で繰り返し実行される。 As shown in FIG. 7, the control device 130 has a target rotor phase calculation unit 131, a feedback term calculation unit 132, a feedback processing unit 133, a stress estimation value calculation unit 134, and a drive stress as functional units for controlling the control valve 30. It has a calculation unit 135, a stress storage unit 136, a limit value setting unit 137, and an output calculation unit 138. The control device 130 executes the driving amount of the control valve 30 in the temperature control as follows. This control is repeatedly executed at a predetermined control cycle during the operation of the internal combustion engine.

制御装置130が本処理を開始すると、まず目標ロータ位相算出部131が、調節弁30のロータ位相θの目標値である目標ロータ位相θtを算出する。目標ロータ位相θtは、内燃機関の暖機完了前と暖機完了後とでは異なる態様で設定される。本実施形態では、内燃機関の始動後に出口水温Toutが暖機完了温度T2まで上昇したときに内燃機関の暖機が完了したと判定する。 When the control device 130 starts this process, the target rotor phase calculation unit 131 first calculates the target rotor phase θt, which is the target value of the rotor phase θ of the control valve 30. The target rotor phase θt is set in different modes before and after the completion of warming up of the internal combustion engine. In the present embodiment, it is determined that the warm-up of the internal combustion engine is completed when the outlet water temperature Tout rises to the warm-up completion temperature T2 after the start of the internal combustion engine.

内燃機関の暖機完了前の目標ロータ位相θtは、出口水温Toutに基づいて設定される。すなわち、出口水温Toutが水止完了温度T1(<暖機完了温度T2)未満の場合、ラジエータポートP1、デバイスポートP2、及びヒータポートP3の3つのポートの開口率がいずれも「0%」となるロータ位相θ(=0°)の位置が目標ロータ位相θtとして設定される。これにより、内燃機関のウォータジャケット20からの冷却水の排出を停止して、機関本体200の昇温を促進する。出口水温Toutが水止完了温度T1以上となると、目標ロータ位相θtは、出口水温Toutの上昇に応じてプラス側、又はマイナス側に増加される。この場合、外気温THAが基準温度以下であって車両の暖房が使用される可能性が高ければ、目標ロータ位相θtはプラス側に増加され、外気温THAが基準温度を超えていて暖房が使用される可能性が低いときには、目標ロータ位相θtはマイナス側に増加される。 The target rotor phase θt before the completion of warming up of the internal combustion engine is set based on the outlet water temperature Tout. That is, when the outlet water temperature Tout is lower than the water stop completion temperature T1 (<warm-up completion temperature T2), the aperture ratios of the three ports of the radiator port P1, the device port P2, and the heater port P3 are all set to "0%". The position of the rotor phase θ (= 0 °) is set as the target rotor phase θt. As a result, the discharge of the cooling water from the water jacket 20 of the internal combustion engine is stopped, and the temperature rise of the engine body 200 is promoted. When the outlet water temperature Tout becomes the water stop completion temperature T1 or higher, the target rotor phase θt is increased to the plus side or the minus side according to the increase in the outlet water temperature Tout. In this case, if the outside air temperature THA is below the reference temperature and there is a high possibility that the heating of the vehicle will be used, the target rotor phase θt is increased to the plus side, and the outside air temperature THA exceeds the reference temperature and the heating is used. When it is unlikely that the target rotor phase θt will be increased to the negative side.

内燃機関の暖機完了後には、内燃機関の運転状況に応じて設定された目標水温となるように出口水温Toutをフィードバック制御する。目標水温は、ノッキングが発生し易い条件で内燃機関が運転されているときには、ノッキングの発生を抑えるために低い温度が設定される。また、目標水温は、ノッキングが発生し難い条件で内燃機関が運転されているときには、潤滑油の粘度を下げて燃費を向上するために高い温度が設定される。 After the warm-up of the internal combustion engine is completed, the outlet water temperature Tout is feedback-controlled so as to reach the target water temperature set according to the operating condition of the internal combustion engine. The target water temperature is set to a low temperature in order to suppress the occurrence of knocking when the internal combustion engine is operated under the condition that knocking is likely to occur. Further, the target water temperature is set to a high temperature in order to reduce the viscosity of the lubricating oil and improve the fuel efficiency when the internal combustion engine is operated under the condition that knocking is unlikely to occur.

目標ロータ位相算出部131は、内燃機関の機関回転速度NE及び負荷KLに基づいて目標水温を算出した後、該目標水温に対する出口水温Toutの偏差に応じて、目標ロータ位相θtを算出する。内燃機関の負荷KLは、機関回転速度NE及びアクセル操作量に基づいて算出できる。目標ロータ位相θtは、出口水温Toutが目標水温よりも高いときにはラジエータポートP1の開口率が大きくなるように算出され、出口水温Toutが目標水温よりも低いときにはラジエータポートP1の開口率が小さくなるように算出される。 The target rotor phase calculation unit 131 calculates the target water temperature based on the engine rotation speed NE and the load KL of the internal combustion engine, and then calculates the target rotor phase θt according to the deviation of the outlet water temperature Tout with respect to the target water temperature. The load KL of the internal combustion engine can be calculated based on the engine rotation speed NE and the accelerator operation amount. The target rotor phase θt is calculated so that the opening ratio of the radiator port P1 is large when the outlet water temperature Tout is higher than the target water temperature, and the opening ratio of the radiator port P1 is small when the outlet water temperature Tout is lower than the target water temperature. Is calculated in.

こうして目標ロータ位相θtが算出されると、フィードバック処理部133は、目標ロータ位相θtに対する現在のロータ位相θの偏差Δθ(=θt−θ)に基づき、調節弁30のモータ73の要求駆動デューティDUTYdをフィードバック制御する。本実施形態では、要求駆動デューティDUTYdのフィードバック制御を、PID制御で行う。なお、フィードバック制御に用いられるフィードバック項FAFは、フィードバック項算出部132によって算出される。フィードバック項算出部132は、上記偏差Δθを入力とする比例要素、積分要素、および微分要素の各出力値の和を、フィードバック項FAFとして算出する。 When the target rotor phase θt is calculated in this way, the feedback processing unit 133 determines the required drive duty DUTYd of the motor 73 of the control valve 30 based on the deviation Δθ (= θt−θ) of the current rotor phase θ with respect to the target rotor phase θt. Feedback control. In the present embodiment, the feedback control of the required drive duty DUTYd is performed by PID control. The feedback term FAF used for feedback control is calculated by the feedback term calculation unit 132. The feedback term calculation unit 132 calculates the sum of the output values of the proportional element, the integrating element, and the differential element that input the deviation Δθ as the feedback term FAF.

また、制御装置130は、温調制御を実行する際にモータ73に印加する電圧のデューティ比である駆動デューティDUTYの上限及び下限を設定する。
すなわち、ストレス推定値算出部134は、ロータ60の回転駆動によって調節弁30に発生するストレスの推定値であるストレス推定値STを算出する。ストレス推定値算出部134は、調節弁30のロータ60が回転駆動される度に、ストレス推定値STを算出する。ストレス推定値STは、ロータ回転速度Vに基づいて算出される。ロータ回転速度Vが高いときは、該ロータ回転速度Vが低いときに比して、ロータ60を回転駆動する際にモータ73から各ギア71,72,75に作用する力が大きい傾向がある。そのため、ストレス推定値算出部134は、ロータ回転速度Vが高いときほど大きくなるようにストレス推定値STを算出する。なお、ロータ回転速度Vとストレス推定値STとの関係は、予めシミュレーション等によって求められてストレス推定値算出部134に記憶されている。
Further, the control device 130 sets an upper limit and a lower limit of the drive duty DUTY, which is a duty ratio of the voltage applied to the motor 73 when executing the temperature control control.
That is, the stress estimation value calculation unit 134 calculates the stress estimation value ST, which is an estimation value of the stress generated in the control valve 30 by the rotational drive of the rotor 60. The stress estimated value calculation unit 134 calculates the stress estimated value ST every time the rotor 60 of the control valve 30 is rotationally driven. The stress estimate ST is calculated based on the rotor rotation speed V. When the rotor rotation speed V is high, the force acting on the gears 71, 72, 75 from the motor 73 when the rotor 60 is rotationally driven tends to be larger than when the rotor rotation speed V is low. Therefore, the stress estimation value calculation unit 134 calculates the stress estimation value ST so that the higher the rotor rotation speed V, the larger the stress estimation value ST. The relationship between the rotor rotation speed V and the stress estimated value ST is obtained in advance by simulation or the like and stored in the stress estimated value calculation unit 134.

ストレス推定値算出部134が今回のストレス推定値ST(n)を算出すると、駆動ストレス算出部135が前回までのストレス推定値の積算値ΣST(n−1)に今回算出したストレス推定値ST(n)を積算して、調節弁30の駆動ストレスΣST(n)を算出する。すなわち、駆動ストレスΣST(n)は、調節弁30に発生するストレス推定値STの積算値である。なお、こうして算出された駆動ストレスΣST(n)はストレス推定値の積算値ΣST(n−1)としてストレス記憶部136に記憶される。ストレス記憶部136に記憶された積算値ΣST(n−1)が次回の駆動ストレスΣST(n)を算出する際に用いられる。 When the stress estimate calculation unit 134 calculates the stress estimate ST (n) this time, the drive stress calculation unit 135 calculates the stress estimate ST ( n-1) to the integrated value ΣST (n-1) of the stress estimates up to the previous time. n) is integrated to calculate the drive stress ΣST (n) of the control valve 30. That is, the drive stress ΣST (n) is an integrated value of the stress estimated value ST generated in the control valve 30. The drive stress ΣST (n) calculated in this way is stored in the stress storage unit 136 as an integrated value ΣST (n-1) of the stress estimated values. The integrated value ΣST (n-1) stored in the stress storage unit 136 is used when calculating the next drive stress ΣST (n).

制限値設定部137は、駆動ストレス算出部135によって算出された駆動ストレスΣST(n)に基づいて、駆動デューティDUTYのリミットを算出する。図7に示すように、このリミットは、駆動ストレスΣST(n)に応じて段階的に設定される。例えば、駆動ストレスΣST(n)が最も小さい第0範囲内の値であるときには、リミットは「0%」に設定される。この場合、駆動デューティDUTYでは、ロータ60をプラス方向に駆動させる際の上限値として「+100%」が設定され、ロータ60をマイナス方向に駆動させる際の下限値として「−100%」が設定される。すなわち、駆動ストレスΣST(n)が第0範囲内の値であるときには、駆動デューティDUTYは「+100%」から「−100%」までの値を取り得る。なお、駆動デューティDUTYが「+100%」及び「−100%」であるときには、モータ73の出力は最大となり、駆動デューティDUTYの値が0に近づくほど、モータ73の出力は小さくなる。 The limit value setting unit 137 calculates the limit of the drive duty DUTY based on the drive stress ΣST (n) calculated by the drive stress calculation unit 135. As shown in FIG. 7, this limit is set stepwise according to the driving stress ΣST (n). For example, when the drive stress ΣST (n) is a value within the smallest 0th range, the limit is set to “0%”. In this case, in the drive duty DUTY, "+ 100%" is set as the upper limit value when driving the rotor 60 in the positive direction, and "-100%" is set as the lower limit value when driving the rotor 60 in the negative direction. Duty. That is, when the drive stress ΣST (n) is a value within the 0th range, the drive duty DUTY can take a value from “+ 100%” to “-100%”. When the drive duty DUTY is "+ 100%" and "-100%", the output of the motor 73 becomes maximum, and the closer the value of the drive duty DUTY approaches 0, the smaller the output of the motor 73.

また、駆動ストレスΣST(n)が第0範囲よりも大きい第1範囲内の値であるときには、リミットが第0範囲における値よりも大きい値α(>0)に設定される。この場合、駆動デューティDUTYでは、ロータ60をプラス方向に駆動させる際の上限値として「+(100−α)%」が設定され、ロータ60をマイナス方向に駆動させる際の下限値として「−(100−α)%」が設定される。すなわち、駆動ストレスΣST(n)が第1範囲内の値であるときには、駆動デューティDUTYは「+(100−α)%」から「−(100−α)%」までの値を取り得る。そのため、駆動ストレスΣST(n)が第1範囲内の値であるときには、駆動ストレスΣST(n)が第0範囲内の値であるときに比して、駆動デューティDUTYが取り得る値の範囲は狭くなる。 Further, when the drive stress ΣST (n) is a value in the first range larger than the 0th range, the limit is set to a value α (> 0) larger than the value in the 0th range. In this case, in the drive duty DUTY, "+ (100-α)%" is set as the upper limit value when driving the rotor 60 in the positive direction, and "-("-( "100-α)%" is set. That is, when the drive stress ΣST (n) is a value within the first range, the drive duty DUTY can take a value from "+ (100-α)%" to "-(100-α)%". Therefore, when the drive stress ΣST (n) is a value within the first range, the range of values that the drive duty DUTY can take is larger than when the drive stress ΣST (n) is a value within the 0th range. It gets narrower.

また、駆動ストレスΣST(n)が第1範囲よりも大きい第2範囲内の値であるときには、リミットが第1範囲における値αよりも大きい値β(>α)に設定される。この場合、駆動デューティDUTYでは、ロータ60をプラス方向に駆動させる際の上限値として「+(100−β)%」が設定され、ロータ60をマイナス方向に駆動させる際の下限値として「−(100−β)%」が設定される。すなわち、駆動ストレスΣST(n)が第2範囲内の値であるときには、駆動デューティDUTYは「+(100−β)%」から「−(100−β)%」までの値を取り得る。そのため、駆動ストレスΣST(n)が第2範囲内の値であるときには、駆動ストレスΣST(n)が第1範囲内の値であるときに比して、駆動デューティDUTYが取り得る値の範囲は狭くなる。 Further, when the driving stress ΣST (n) is a value in the second range larger than the first range, the limit is set to a value β (> α) larger than the value α in the first range. In this case, in the drive duty DUTY, "+ (100-β)%" is set as the upper limit value when the rotor 60 is driven in the positive direction, and "-(" is the lower limit value when the rotor 60 is driven in the negative direction. "100-β)%" is set. That is, when the drive stress ΣST (n) is a value within the second range, the drive duty DUTY can take a value from “+ (100-β)%” to “− (100-β)%”. Therefore, when the drive stress ΣST (n) is a value within the second range, the range of values that the drive duty DUTY can take is larger than when the drive stress ΣST (n) is a value within the first range. It gets narrower.

また、駆動ストレスΣST(n)が第2範囲よりも大きい第3範囲内の値であるときには、リミットが第2範囲における値βよりも大きい値γ(>β)に設定される。この場合、駆動デューティDUTYでは、ロータ60をプラス方向に駆動させる際の上限値として「+(100−γ)%」が設定され、ロータ60をマイナス方向に駆動させる際の下限値として「−(100−γ)%」が設定される。すなわち、駆動ストレスΣST(n)が第3範囲内の値であるときには、駆動デューティDUTYは「+(100−γ)%」から「−(100−γ)%」までの値を取り得る。そのため、駆動ストレスΣST(n)が第3範囲内の値であるときには、駆動ストレスΣST(n)が第2範囲内の値であるときに比して、駆動デューティDUTYが取り得る値の範囲は狭くなる。 Further, when the driving stress ΣST (n) is a value in the third range larger than the second range, the limit is set to a value γ (> β) larger than the value β in the second range. In this case, in the drive duty DUTY, "+ (100-γ)%" is set as the upper limit value when driving the rotor 60 in the positive direction, and "-("-( "100-γ)%" is set. That is, when the drive stress ΣST (n) is a value within the third range, the drive duty DUTY can take a value from "+ (100-γ)%" to "-(100-γ)%". Therefore, when the drive stress ΣST (n) is a value within the third range, the range of values that the drive duty DUTY can take is larger than when the drive stress ΣST (n) is a value within the second range. It gets narrower.

また、駆動ストレスΣST(n)が第3範囲よりも大きい第4範囲内の値であるときには、リミットが第3範囲における値γよりも大きい値δ(>γ)に設定される。この場合、駆動デューティDUTYでは、ロータ60をプラス方向に駆動させる際の上限値として「+(100−δ)%」が設定され、ロータ60をマイナス方向に駆動させる際の下限値として「−(100−δ)%」が設定される。すなわち、駆動ストレスΣST(n)が第4範囲内の値であるときには、駆動デューティDUTYは「+(100−δ)%」から「−(100−δ)%」までの値を取り得る。そのため、駆動ストレスΣST(n)が第4範囲内の値であるときには、駆動ストレスΣST(n)が第3範囲内の値であるときに比して、駆動デューティDUTYが取り得る値の範囲は狭くなる。 Further, when the drive stress ΣST (n) is a value in the fourth range larger than the third range, the limit is set to a value δ (> γ) larger than the value γ in the third range. In this case, in the drive duty DUTY, "+ (100-δ)%" is set as the upper limit value when driving the rotor 60 in the positive direction, and "-("-( "100-δ)%" is set. That is, when the drive stress ΣST (n) is a value within the fourth range, the drive duty DUTY can take a value from "+ (100-δ)%" to "-(100-δ)%". Therefore, when the drive stress ΣST (n) is a value within the fourth range, the range of values that the drive duty DUTY can take is larger than when the drive stress ΣST (n) is a value within the third range. It gets narrower.

また、駆動ストレスΣST(n)が第4範囲よりも大きい第5範囲内の値であるときには、リミットが第4範囲における値δよりも大きい値ε(>δ)に設定される。この場合、駆動デューティDUTYでは、ロータ60をプラス方向に駆動させる際の上限値として「+(100−ε)%」が設定され、ロータ60をマイナス方向に駆動させる際の下限値として「−(100−ε)%」が設定される。すなわち、駆動ストレスΣST(n)が第5範囲内の値であるときには、駆動デューティDUTYは「+(100−ε)%」から「−(100−ε)%」までの値を取り得る。そのため、駆動ストレスΣST(n)が第5範囲内の値であるときには、駆動ストレスΣST(n)が第4範囲内の値であるときに比して、駆動デューティDUTYが取り得る値の範囲は狭くなる。このように、駆動ストレスΣST(n)が大きいときには、該駆動ストレスΣST(n)が小さいときに比して、駆動デューティDUTYの取り得る値は狭くなる。 Further, when the drive stress ΣST (n) is a value in the fifth range larger than the fourth range, the limit is set to a value ε (> δ) larger than the value δ in the fourth range. In this case, in the drive duty DUTY, "+ (100-ε)%" is set as the upper limit value when the rotor 60 is driven in the positive direction, and "-(" is the lower limit value when the rotor 60 is driven in the negative direction. "100-ε)%" is set. That is, when the drive stress ΣST (n) is a value within the fifth range, the drive duty DUTY can take a value from "+ (100-ε)%" to "-(100-ε)%". Therefore, when the drive stress ΣST (n) is a value within the fifth range, the range of values that the drive duty DUTY can take is larger than when the drive stress ΣST (n) is a value within the fourth range. It gets narrower. As described above, when the drive stress ΣST (n) is large, the value that the drive duty DUTY can take becomes narrower than when the drive stress ΣST (n) is small.

こうして、駆動デューティDUTYの上限値及び下限値が設定されると、出力算出部138は、温調制御を実行する際のモータ73の駆動デューティDUTYを算出する。出力算出部138は、フィードバック処理部133によって算出された要求駆動デューティDUTYdが、制限値設定部137によって設定された上限値から下限値までの範囲内にあるときには、要求駆動デューティDUTYdと等しい値を駆動デューティDUTYとして算出する。また、出力算出部138は、フィードバック処理部133によって算出された要求駆動デューティDUTYdが、制限値設定部137によって設定された上限値を超えている場合には、上限値と等しい値を駆動デューティDUTYとして算出する。また、出力算出部138は、フィードバック処理部133によって算出された要求駆動デューティDUTYdが、制限値設定部137によって設定された下限値を下回っている場合には、下限値と等しい値を駆動デューティDUTYとして算出する。駆動デューティDUTYの絶対値が大きいときには、調節弁30の動作速度が速くなり、目標ロータ位相θtに対するロータ位相θの応答速度が速くなる。上述したように、調節弁30の動作速度が速いときには、ロータ回転速度Vが高くなり、調節弁30に発生するストレス推定値STが大きくなる。制御装置130では、駆動ストレスΣST(n)が大きいときほど、駆動デューティDUTYの上限値を低くし、駆動デューティDUTYの下限値を高くしている。そのため、調節弁30の駆動ストレスΣST(n)が大きいときには、駆動デューティDUTYの絶対値が小さい値に設定されやすくなる。これにより、リミットを設定しない場合に比して、モータ73の出力を小さくすることが可能になり、調節弁30の動作速度を遅くすることで調節弁30に発生するストレスを小さくする。 When the upper limit value and the lower limit value of the drive duty DUTY are set in this way, the output calculation unit 138 calculates the drive duty DUTY of the motor 73 when executing the temperature control control. When the required drive duty DUTYd calculated by the feedback processing unit 133 is within the range from the upper limit value to the lower limit value set by the limit value setting unit 137, the output calculation unit 138 sets a value equal to the required drive duty DUTYd. Calculated as drive duty DUTY. Further, when the required drive duty DUTYd calculated by the feedback processing unit 133 exceeds the upper limit value set by the limit value setting unit 137, the output calculation unit 138 sets a value equal to the upper limit value as the drive duty DUTY. Calculate as. Further, when the required drive duty DUTYd calculated by the feedback processing unit 133 is lower than the lower limit value set by the limit value setting unit 137, the output calculation unit 138 sets the drive duty DUTY to a value equal to the lower limit value. Calculate as. When the absolute value of the drive duty DUTY is large, the operating speed of the control valve 30 becomes high, and the response speed of the rotor phase θ with respect to the target rotor phase θt becomes fast. As described above, when the operating speed of the control valve 30 is high, the rotor rotation speed V becomes high, and the stress estimated value ST generated in the control valve 30 becomes large. In the control device 130, the larger the drive stress ΣST (n) , the lower the upper limit value of the drive duty DUTY and the higher the lower limit value of the drive duty DUTY. Therefore, when the drive stress ΣST (n) of the control valve 30 is large, the absolute value of the drive duty DUTY is likely to be set to a small value. As a result, the output of the motor 73 can be reduced as compared with the case where the limit is not set, and the stress generated in the control valve 30 is reduced by slowing down the operating speed of the control valve 30.

次に、図8を参照して、本実施形態の作用効果について説明する。
図8(a)に一点鎖線で示すように、タイミングt1において目標ロータ位相θtがプラス側に変更されると、フィードバック処理部133は、要求駆動デューティDUTYdを算出する。この例では、要求駆動デューティDUTYdは「+80%」として算出される。図8(c)に示すように、タイミングt1においては、駆動ストレス算出部135によって算出されている駆動ストレスΣST(n)は、第0範囲内の値であることから、駆動デューティDUTYの上限値は「+100%」に設定され、下限値は「−100%」に設定される。タイミングt1において、要求駆動デューティDUTYdの値は、図8(b)に二点鎖線で示す上限値と、図8(b)に一点鎖線で示す下限値との間の値である。そのため、図8(b)に実線で示すように、要求駆動デューティDUTYdと等しい値がモータ73の駆動デューティDUTYとして算出される。
Next, the operation and effect of the present embodiment will be described with reference to FIG.
As shown by the alternate long and short dash line in FIG. 8A, when the target rotor phase θt is changed to the positive side at the timing t1, the feedback processing unit 133 calculates the required drive duty DUTYd. In this example, the required drive duty DUTYd is calculated as "+ 80%". As shown in FIG. 8C, at the timing t1, the drive stress ΣST (n) calculated by the drive stress calculation unit 135 is a value within the 0th range, and therefore is an upper limit value of the drive duty DUTY. Is set to "+ 100%" and the lower limit is set to "-100%". At the timing t1, the value of the required drive duty DUTYd is a value between the upper limit value shown by the alternate long and short dash line in FIG. 8 (b) and the lower limit value indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 8 (b). Therefore, as shown by the solid line in FIG. 8B, a value equal to the required drive duty DUTYd is calculated as the drive duty DUTY of the motor 73.

その後、算出された駆動デューティDUTYでモータ73の出力が制御されることにより、図8(a)に実線で示すように、ロータ位相θが目標ロータ位相θtまで増大される。 After that, the output of the motor 73 is controlled by the calculated drive duty DUTY, so that the rotor phase θ is increased to the target rotor phase θt as shown by the solid line in FIG. 8A.

ロータ位相θと目標ロータ位相θtとの偏差Δθが相応に減少したタイミングt2以降、要求駆動デューティDUTYdが徐々に小さい値として算出される。これにより、図8(b)に実線で示すように、駆動デューティDUTYは徐々に小さい値となる。そして、ロータ位相θが目標ロータ位相θtと同じになるタイミングt4よりも少し前のタイミングt3では、駆動デューティDUTYは「0%」となる。調節弁30のロータ60の動きは、駆動デューティDUTYの変化に対して遅れる。そのため、ロータ位相θの制御では、駆動デューティDUTYが「0%」となったタイミングt3以降もロータ位相θは増大し、タイミングt4において一旦ロータ位相θと目標ロータ位相θtとが一致するものの、その後、ロータ位相θが目標ロータ位相θtを超えてオーバーシュートする。駆動デューティDUTYは、こうしたロータ位相θの変化に追従して算出され、タイミングt4以降、プラス側及びマイナス側の値に設定される。そして、ロータ位相θが目標ロータ位相θtに収束したタイミングt5以降は、駆動デューティDUTYが「0%」に維持される。これにより、調節弁30のラジエータポートP1、デバイスポートP2、及びヒータポートP3を流れる冷却水の流量が調節され、冷却水の出口水温Toutが目標水温に制御される。 The required drive duty DUTYd is calculated as a gradually smaller value after the timing t2 in which the deviation Δθ between the rotor phase θ and the target rotor phase θt is correspondingly reduced. As a result, as shown by the solid line in FIG. 8B, the drive duty DUTY gradually becomes a small value. Then, at the timing t3 slightly before the timing t4 at which the rotor phase θ becomes the same as the target rotor phase θt, the drive duty DUTY becomes “0%”. The movement of the rotor 60 of the control valve 30 is delayed with respect to the change in the drive duty DUTY. Therefore, in the control of the rotor phase θ, the rotor phase θ increases even after the timing t3 when the drive duty DUTY becomes “0%”, and the rotor phase θ and the target rotor phase θt once match at the timing t4, but thereafter. , The rotor phase θ overshoots beyond the target rotor phase θt. The drive duty DUTY is calculated following such a change in the rotor phase θ, and is set to positive and negative values after the timing t4. Then, after the timing t5 when the rotor phase θ converges to the target rotor phase θt, the drive duty DUTY is maintained at “0%”. As a result, the flow rate of the cooling water flowing through the radiator port P1, the device port P2, and the heater port P3 of the control valve 30 is adjusted, and the outlet water temperature Tout of the cooling water is controlled to the target water temperature.

その後、調節弁30の使用に伴って該調節弁30に蓄積している駆動ストレスΣSTが増大した場合について説明する。
図8(a)に一点鎖線で示すように、タイミングt6において目標ロータ位相θtがプラス側に変更されると、フィードバック処理部133は、要求駆動デューティDUTYdを算出する。この例では、要求駆動デューティDUTYdは「+80%」として算出される。図8(c)に示すように、タイミングt6においては、駆動ストレス算出部135によって算出されている駆動ストレスΣST(n)は、第5範囲内の値であることから、駆動デューティDUTYの上限値は「+(100−ε)%」に設定され、下限値は「−(100−ε)%」に設定される。タイミングt6において、図8(b)に細線の一点鎖線で示す要求駆動デューティDUTYdの値は、図8(b)に二点鎖線で示す上限値を超えている。そのため、図8(b)に実線で示すように、駆動デューティDUTYは、要求駆動デューティDUTYdではなく、上限値と等しい値として算出される。これにより、駆動デューティDUTYは、要求駆動デューティDUTYdよりも小さい値となる。
After that, a case where the drive stress ΣST accumulated in the control valve 30 increases with the use of the control valve 30 will be described.
As shown by the alternate long and short dash line in FIG. 8A, when the target rotor phase θt is changed to the positive side at the timing t6, the feedback processing unit 133 calculates the required drive duty DUTYd. In this example, the required drive duty DUTYd is calculated as "+ 80%". As shown in FIG. 8C, at the timing t6, the drive stress ΣST (n) calculated by the drive stress calculation unit 135 is a value within the fifth range, and therefore is an upper limit value of the drive duty DUTY. Is set to "+ (100-ε)%" and the lower limit is set to "-(100-ε)%". At the timing t6, the value of the required drive duty DUTYd shown by the alternate long and short dash line in FIG. 8 (b) exceeds the upper limit value shown by the alternate long and short dash line in FIG. 8 (b). Therefore, as shown by the solid line in FIG. 8B, the drive duty DUTY is calculated as a value equal to the upper limit value, not as the required drive duty DUTYd. As a result, the drive duty DUTY becomes a value smaller than the required drive duty DUTYd.

その後、算出された駆動デューティDUTYでモータ73の出力が制御されることにより、図8(a)に実線で示すように、ロータ位相θが目標ロータ位相θtまで増大される。 After that, the output of the motor 73 is controlled by the calculated drive duty DUTY, so that the rotor phase θ is increased to the target rotor phase θt as shown by the solid line in FIG. 8A.

ロータ位相θと目標ロータ位相θtとの偏差Δθが相応に減少したタイミングt7以降、要求駆動デューティDUTYdが徐々に小さい値として算出される。その後、要求駆動デューティDUTYdが上限値以下となったタイミングt8以降において、図8(b)に実線で示すように、駆動デューティDUTYは徐々に小さい値とされる。そして、ロータ位相θが目標ロータ位相θtと同じになるタイミングt10よりも少し前のタイミングt9では、駆動デューティDUTYは「0%」となる。調節弁30のロータ60の動きは、駆動デューティDUTYの変化に対して遅れる。そのため、ロータ位相θの制御では、駆動デューティDUTYが「0%」となったタイミングt9以降もロータ位相θは増大し、タイミングt10において一旦ロータ位相θと目標ロータ位相θtとが一致するものの、その後、ロータ位相θが目標ロータ位相θtを超えてオーバーシュートする。駆動デューティDUTYは、こうしたロータ位相θの変化に追従して算出され、タイミングt10以降、プラス側及びマイナス側の値に設定される。そして、ロータ位相θが目標ロータ位相θtに収束したタイミングt11以降は、駆動デューティDUTYが「0%」に維持される。これにより、調節弁30のラジエータポートP1、デバイスポートP2、及びヒータポートP3を流れる冷却水の流量が調節され、冷却水の出口水温Toutが目標水温に制御される。 After the timing t7 when the deviation Δθ between the rotor phase θ and the target rotor phase θt is correspondingly reduced, the required drive duty DUTYd is calculated as a gradually smaller value. After that, after the timing t8 when the required drive duty DUTYd becomes equal to or less than the upper limit value, the drive duty DUTY is gradually reduced to a smaller value as shown by the solid line in FIG. 8B. Then, at the timing t9 slightly before the timing t10 when the rotor phase θ becomes the same as the target rotor phase θt, the drive duty DUTY becomes “0%”. The movement of the rotor 60 of the control valve 30 is delayed with respect to the change in the drive duty DUTY. Therefore, in the control of the rotor phase θ, the rotor phase θ increases even after the timing t9 when the drive duty DUTY becomes “0%”, and the rotor phase θ and the target rotor phase θt once match at the timing t10, but thereafter. , The rotor phase θ overshoots beyond the target rotor phase θt. The drive duty DUTY is calculated following such a change in the rotor phase θ, and is set to positive and negative values after the timing t10. Then, after the timing t11 when the rotor phase θ converges to the target rotor phase θt, the drive duty DUTY is maintained at “0%”. As a result, the flow rate of the cooling water flowing through the radiator port P1, the device port P2, and the heater port P3 of the control valve 30 is adjusted, and the outlet water temperature Tout of the cooling water is controlled to the target water temperature.

本実施形態では、調節弁30の駆動ストレスΣSTが大きいときには、該駆動ストレスΣSTが小さいときに比して、駆動デューティDUTYを小さくすることでモータ73の駆動出力を小さくしている。図8に示す例では、タイミングt1における要求駆動デューティDUTYdの値と、タイミングt6における要求駆動デューティDUTYdの値とは等しいものの、タイミングt6においては、駆動ストレスΣSTが大きいことから、駆動デューティDUTYは要求駆動デューティDUTYdよりも小さい値に制限される。この場合、図8(a)に実線で示すように、タイミングt6からタイミングt10の期間におけるロータ位相θの変化速度(傾き)は、タイミングt1からタイミングt4の期間におけるロータ位相θの変化速度(傾き)よりも小さくなる。すなわち、駆動ストレスΣSTが大きいときには、調節弁30の動作速度を低下させて、ロータ回転速度Vを低くすることができる。そのため、調節弁30の駆動ストレスΣSTが大きくその耐久性が低下しやすい状態では、調節弁30のギア71,72,75などの構成部品に対してモータ73から作用する力を抑えることができ、調節弁30の駆動を適切にできる。 In the present embodiment, when the drive stress ΣST of the control valve 30 is large, the drive output of the motor 73 is reduced by reducing the drive duty DUTY as compared with the case where the drive stress ΣST is small. In the example shown in FIG. 8, the value of the required drive duty DUTYd at the timing t1 is equal to the value of the required drive duty DUTYd at the timing t6, but at the timing t6, the drive stress ΣST is large, so that the drive duty DUTY is required. It is limited to a value smaller than the drive duty DUTYd. In this case, as shown by the solid line in FIG. 8A, the rate of change (slope) of the rotor phase θ during the period from timing t6 to timing t10 is the rate of change (slope) of the rotor phase θ during the period from timing t1 to timing t4. ) Is smaller than. That is, when the drive stress ΣST is large, the operating speed of the control valve 30 can be lowered to lower the rotor rotation speed V. Therefore, in a state where the drive stress ΣST of the control valve 30 is large and its durability tends to decrease, the force acting from the motor 73 on the components such as the gears 71, 72, 75 of the control valve 30 can be suppressed. The control valve 30 can be driven appropriately.

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・調節弁30の回動機構70としてモータ73を備える構成を例に説明したが、モータ73の配置は適宜変更が可能である。例えば、調節弁30とは異なる構成としてモータ73を備えるようにしてもよい。
This embodiment can be modified and implemented as follows. The present embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
Although the configuration in which the motor 73 is provided as the rotation mechanism 70 of the control valve 30 has been described as an example, the arrangement of the motor 73 can be changed as appropriate. For example, the motor 73 may be provided as a configuration different from that of the control valve 30.

・ストレス推定値算出部134は、ストレス推定値STをロータ回転速度Vに基づいて算出したが、ストレス推定値STの算出態様はこれに限らない。例えば、ロータ回転速度Vと駆動デューティDUTYとに基づいてストレス推定値STを算出してもよい。すなわち、駆動デューティDUTYの絶対値が大きいときは、該駆動デューティDUTYの絶対値が小さいときに比して、ロータ60を回転駆動する際にモータ73から各ギア71,72,75に作用する力が大きい傾向がある。そのため、この構成を採用する場合には、ストレス推定値STを、駆動デューティDUTYの絶対値が大きいときには該駆動デューティDUTYの絶対値が小さいときに比して大きくなるように算出する。また、ストレス推定値算出部134は、ロータ回転速度Vは考慮せず、駆動デューティDUTYのみに基づいてストレス推定値STを算出してもよい。さらには、ストレス推定値算出部134は、ロータ回転速度V、及び駆動デューティDUTYとは異なるパラメータであって、調節弁30に発生するストレスと相関するパラメータに基づいてストレス推定値STを算出することも可能である。例えば、ロータ60を可動範囲の限界まで回転駆動する際には、ストッパ55が突出壁62Bに当接することでハウジング40に対するロータ60の相対回転が規制される。こうした場合、ストッパ55と突出壁62Bとの衝突により各ギア71,72,75には力が作用する。そのため、ロータ60の目標ロータ位相θtが可動範囲の限界である上記「α°」及び「β°」に設定された回数などに基づいて、ストレス推定値STを算出することも可能である。なお、この構成では、ロータ回転速度Vが高いときほど、ストッパ55と突出壁62Bとの衝突により各ギア71,72,75に作用する力は大きくなることから、こうした点も考慮してストレス推定値STを算出することが望ましい。 -The stress estimated value calculation unit 134 calculates the stress estimated value ST based on the rotor rotation speed V, but the calculation mode of the stress estimated value ST is not limited to this. For example, the stress estimated value ST may be calculated based on the rotor rotation speed V and the drive duty DUTY. That is, when the absolute value of the drive duty DUTY is large, the force acting on the gears 71, 72, 75 from the motor 73 when the rotor 60 is rotationally driven is compared with the case where the absolute value of the drive duty DUTY is small. Tends to be large. Therefore, when this configuration is adopted, the stress estimated value ST is calculated so as to be larger when the absolute value of the drive duty DUTY is large than when the absolute value of the drive duty DUTY is small. Further, the stress estimation value calculation unit 134 may calculate the stress estimation value ST based only on the drive duty DUTY without considering the rotor rotation speed V. Further, the stress estimation value calculation unit 134 calculates the stress estimation value ST based on the parameters different from the rotor rotation speed V and the drive duty DUTY and correlating with the stress generated in the control valve 30. Is also possible. For example, when the rotor 60 is rotationally driven to the limit of the movable range, the stopper 55 abuts on the protruding wall 62B to regulate the relative rotation of the rotor 60 with respect to the housing 40. In such a case, a force acts on the gears 71, 72, and 75 due to the collision between the stopper 55 and the protruding wall 62B. Therefore, it is also possible to calculate the stress estimated value ST based on the number of times the target rotor phase θt of the rotor 60 is set to the above-mentioned “α °” and “β °” which is the limit of the movable range. In this configuration, the higher the rotor rotation speed V, the greater the force acting on the gears 71, 72, and 75 due to the collision between the stopper 55 and the protruding wall 62B. Therefore, stress is estimated in consideration of these points. It is desirable to calculate the value ST.

・駆動ストレスΣSTを算出する態様として、ストレス記憶部136に駆動ストレス算出部135が算出した駆動ストレスΣSTを記憶させて、この記憶した駆動ストレスΣSTにストレス推定値算出部134によって新たに算出したストレス推定値STを積算する方法を例示した。駆動ストレスΣSTを算出する態様はこれに限らない。例えば、ストレス推定値算出部134によって算出したストレス推定値STの全てをストレス記憶部136に記憶させて、駆動ストレス算出部135では、ストレス記憶部136に記憶されている全て、或いは所定期間内のストレス推定値STを積算することで駆動ストレスΣSTを算出するようにしてもよい。 As a mode for calculating the drive stress ΣST, the stress storage unit 136 stores the drive stress ΣST calculated by the drive stress calculation unit 135, and the stored drive stress ΣST stores the stress newly calculated by the stress estimation value calculation unit 134. A method of integrating the estimated value ST has been illustrated. The mode for calculating the driving stress ΣST is not limited to this. For example, all of the stress estimation value ST calculated by the stress estimation value calculation unit 134 is stored in the stress storage unit 136, and in the driving stress calculation unit 135, all of the stress estimation value ST is stored in the stress storage unit 136, or within a predetermined period. The driving stress ΣST may be calculated by integrating the stress estimated value ST.

・制限値設定部137では、駆動ストレスΣSTに応じて段階的にリミットを設定するようにしていたが、駆動ストレスΣSTが大きいときほど大きくなるようにリミットを設定することも可能である。例えば、駆動ストレスΣSTが大きいときほど大きくなるように、比例の関係をもってリミットを設定してもよい。 -In the limit value setting unit 137, the limit is set stepwise according to the drive stress ΣST, but it is also possible to set the limit so that the larger the drive stress ΣST is, the larger the limit is. For example, the limit may be set in a proportional relationship so that the drive stress ΣST increases as the drive stress ΣST increases.

・制限値設定部137では、設定されたリミットを駆動デューティDUTYの上限値及び下限値の双方に適用するようにしたが、これらの一方のみに適用してもよい。また、制限値設定部137では、上限値及び下限値を別々に設定するようにしてもよい。 -The limit value setting unit 137 applies the set limit to both the upper limit value and the lower limit value of the drive duty DUTY, but it may be applied to only one of them. Further, the limit value setting unit 137 may set the upper limit value and the lower limit value separately.

・上記実施形態では、駆動ストレスΣSTが大きいときには、該駆動ストレスΣSTが小さいときに比して、駆動デューティDUTYの上限値を小さくし、下限値を大きくすることでモータ73の出力を小さくするようにした。モータ73の出力を小さくする方法はこれに限らない。要は、駆動ストレスΣSTが大きいときには、該駆動ストレスΣSTが小さいときに比して、モータ73へ供給される電力を低下させることによって、モータ73の出力を小さくすればよい。 In the above embodiment, when the drive stress ΣST is large, the upper limit value of the drive duty DUTY is made smaller and the lower limit value is made larger than when the drive stress ΣST is small so that the output of the motor 73 is reduced. I made it. The method of reducing the output of the motor 73 is not limited to this. In short, when the drive stress ΣST is large, the output of the motor 73 may be reduced by reducing the power supplied to the motor 73 as compared with the case when the drive stress ΣST is small.

10…冷却水通路、20…ウォータジャケット、20A…ブロック側ウォータジャケット、20B…ヘッド側ウォータジャケット、21…導入配管、22…冷却水ポンプ、23…導出配管、24…水温センサ、25…外気温センサ、26…回転速度センサ、27…アクセルセンサ、30…調節弁、40…ハウジング、41…本体部、42…第1取付部、42A…第1孔、42B…第2孔、43…第2取付部、44…第3取付部、45…開口、46…仕切り壁、47…流入空間、48…収容空間、49…支持孔、50…摺接部、51…第1コネクタ部、51A…第1膨出部、51B…第1フランジ部、51C…第1ポート部、52…第2コネクタ部、52A…第2ポート部、52B…第2フランジ部、53…第3コネクタ部、53A…第3ポート部、53B…第3フランジ部、55…ストッパ、56…ボルト、60…ロータ、61…弁本体、62…第1弁部、62A…第1貫通孔、62B…突出壁、62C…支持壁、62D…係止孔、63…第2弁部、63A…第2貫通孔、65…ロータ軸、66…ベアリング、67…シール、70…回動機構、71…第1ギア、72…第2ギア、73…モータ、74…検出センサ、75…検出ギア、76…センサ部、80…カバー、90…第1冷却水経路、91…第1ラジエータ配管、92…ラジエータ、93…第2ラジエータ配管、100…第2冷却水経路、101…第1デバイス配管、102…スロットルボディ、103…EGRバルブ、104…EGRクーラ、105…第2デバイス配管、105A…上流分岐部、105B…合流部、105C…下流分岐部、106…オイルクーラ、107…ATFウォーマ、108…第3デバイス配管、110…第3冷却水経路、111…第1ヒータ配管、112…ヒータコア、113…第2ヒータ配管、115…リリーフ通路、116…リリーフ弁、130…制御装置、131…目標ロータ位相算出部、132…フィードバック項算出部、133…フィードバック処理部、134…ストレス推定値算出部、135…駆動ストレス算出部、136…ストレス記憶部、137…制限値設定部、138…出力算出部、200…機関本体、201…シリンダブロック、202…シリンダヘッド。 10 ... Cooling water passage, 20 ... Water jacket, 20A ... Block side water jacket, 20B ... Head side water jacket, 21 ... Introduction piping, 22 ... Cooling water pump, 23 ... Derivation piping, 24 ... Water temperature sensor, 25 ... Outside temperature Sensor, 26 ... Rotation speed sensor, 27 ... Accelerator sensor, 30 ... Control valve, 40 ... Housing, 41 ... Main body, 42 ... 1st mounting part, 42A ... 1st hole, 42B ... 2nd hole, 43 ... 2nd Mounting part, 44 ... 3rd mounting part, 45 ... opening, 46 ... partition wall, 47 ... inflow space, 48 ... accommodation space, 49 ... support hole, 50 ... sliding contact part, 51 ... first connector part, 51A ... 1 bulging part, 51B ... 1st flange part, 51C ... 1st port part, 52 ... 2nd connector part, 52A ... 2nd port part, 52B ... 2nd flange part, 53 ... 3rd connector part, 53A ... 3 port part, 53B ... 3rd flange part, 55 ... stopper, 56 ... bolt, 60 ... rotor, 61 ... valve body, 62 ... 1st valve part, 62A ... 1st through hole, 62B ... protruding wall, 62C ... support Wall, 62D ... Locking hole, 63 ... 2nd valve, 63A ... 2nd through hole, 65 ... Rotor shaft, 66 ... Bearing, 67 ... Seal, 70 ... Rotating mechanism, 71 ... 1st gear, 72 ... 2 gears, 73 ... motor, 74 ... detection sensor, 75 ... detection gear, 76 ... sensor unit, 80 ... cover, 90 ... first cooling water path, 91 ... first radiator piping, 92 ... radiator, 93 ... second radiator Piping, 100 ... 2nd cooling water path, 101 ... 1st device piping, 102 ... Throttle body, 103 ... EGR valve, 104 ... EGR cooler, 105 ... 2nd device piping, 105A ... Upstream branch, 105B ... Confluence, 105C ... downstream branch, 106 ... oil cooler, 107 ... ATF warmer, 108 ... third device piping, 110 ... third cooling water path, 111 ... first heater piping, 112 ... heater core, 113 ... second heater piping, 115 ... Relief passage, 116 ... Relief valve, 130 ... Control device, 131 ... Target rotor phase calculation unit, 132 ... Feedback term calculation unit, 133 ... Feedback processing unit, 134 ... Stress estimation value calculation unit, 135 ... Drive stress calculation unit, 136 ... Stress storage unit, 137 ... Limit value setting unit, 138 ... Output calculation unit, 200 ... Engine body, 201 ... Cylinder block, 202 ... Cylinder head.

Claims (1)

内燃機関の機関本体に形成されていて該機関本体を冷却する冷却水の通路を構成しているウォータジャケットと、
前記ウォータジャケットに冷却水を供給する冷却水ポンプと、
中空のハウジング、該ハウジング内部に配置されている弁体、及び該弁体に連結されていて該弁体を前記ハウジングに対して相対回転させるためのギアを有し、該ギアをモータによって回転させることで前記ウォータジャケットから排出される冷却水の流量を調節する調節弁とを備える内燃機関に適用され、
前記弁体の回転駆動によって前記調節弁に発生するストレスの推定値を積算して該調節弁の駆動ストレスを算出し、前記駆動ストレスが大きいときには、該駆動ストレスが小さいときに比して、前記調節弁を駆動する際の前記モータの出力を小さくする内燃機関の冷却装置。
A water jacket that is formed on the engine body of an internal combustion engine and constitutes a passage for cooling water that cools the engine body.
A cooling water pump that supplies cooling water to the water jacket,
It has a hollow housing, a valve body arranged inside the housing, and a gear connected to the valve body for rotating the valve body relative to the housing, and the gear is rotated by a motor. This applies to internal combustion engines equipped with a control valve that regulates the flow rate of cooling water discharged from the water jacket.
The estimated value of the stress generated in the control valve due to the rotational drive of the valve body is integrated to calculate the drive stress of the control valve. When the drive stress is large, the drive stress is smaller than when the drive stress is small. A cooling device for an internal combustion engine that reduces the output of the motor when driving a control valve.
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