JP7059947B2 - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の冷却装置に関する。

特許文献１には、内燃機関内を流れる冷却水の循環回路での冷却水の流れを制御する制御弁と、制御弁を制御する制御部とを備える内燃機関の冷却装置の一例が記載されている。制御弁は、ハウジングと、ハウジング内に収容されている弁体と、制御部によって制御されるモータと、モータの出力トルクを弁体に伝達する複数のギアとを有している。モータの駆動を通じて弁体を変位させることにより、循環回路での冷却水の流れを制御することができる。

特開２０１８－４０２８９号公報

モータの駆動によって弁体を変位させる際に、モータと弁体とのトルク伝達経路に配置されているギアにストレスが蓄積されることがある。ストレスがギアに蓄積され続けると、制御弁の耐久性が低下していく。制御弁の耐久性を推測する上ではモータの駆動によって弁体を変位させる際にギアが受けるストレスを算出する必要があるが、特許文献１には、こうしたストレスの大きさを推定演算する方法は開示されていない。

上記課題を解決するための内燃機関の冷却装置は、内燃機関内を流れる冷却水の循環回路に制御弁が設けられているとともに、制御弁が、ハウジングと、ハウジング内で変位する弁体と、モータと、互いに噛み合う複数のギアを有し、且つモータの出力を弁体に伝達する伝達機構と、を備えており、モータの駆動によって弁体を変位させることにより、循環回路での冷却水の流れを制御する装置である。この冷却装置は、モータの駆動を制御するモータ制御部と、モータに印加される実効電圧を基に、モータで発生するトルクであるモータトルクを算出するモータトルク算出部と、モータトルクのうち、弁体の変位に変換されたトルクである弁体トルクを、モータの角加速度が大きいほど大きくなるように算出する弁体トルク算出部と、モータの駆動によって弁体を変位させる際にギアが受けるストレスである駆動時ストレスを、モータトルクと弁体トルクとの差が大きいほど大きくなるように算出する駆動時ストレス算出部と、を備えている。

モータの駆動によって弁体を変位させる場合、モータの出力トルクが弁体に入力されても弁体の変位がなかなか開始されなかったり、モータの出力トルクに見合った弁体の変位速度と、弁体の実際の変位速度との間に乖離があったりすることがある。このような場合には、モータトルクがモータと弁体との間に配置される伝達機構内でギアを押し付ける力として消費されているため、ギアにストレスが蓄積しうる。

モータから出力されたトルクは伝達機構を介して弁体に入力される。そのため、弁体の変位速度と、モータの角速度との間には相関性がある。つまり、モータの角加速度が大きいほど弁体の変位速度の増大量が大きくなる。そして、変位速度の増大量が多いということは、モータから伝達機構を介して弁体に入力されたトルクが大きいということである。そのため、弁体トルクは、角加速度が大きいほど大きくなる。そして、モータトルクから弁体トルクを差し引いた値が、伝達機構内で消費されたトルクに相当する。

この点、上記構成によれば、実効電圧に基づいてモータトルクが算出されるとともに、モータの角加速度に基づいて弁体トルクが算出される。そして、算出したモータトルクと弁体トルクとの差が大きいほど駆動時ストレスが大きくなるように、駆動時ストレスが算出される。そのため、例えば実効電圧が高くても角加速度が大きくない場合には、実効電圧が高くて角加速度が大きい場合と比較して駆動時ストレスが大きくなる。したがって、モータの駆動中にギアが受けるストレスを算出することができる。

上記冷却装置の一態様は、実効電圧が高いほど大きくなるように基礎トルクを導出する基礎トルク導出部と、実効電圧が高いほど大きくなり、且つ、モータの角速度を平滑化した値である角速度なまし値が小さいほど大きくなるように、補正係数を導出する補正係数導出部と、を備えている。この冷却装置において、モータトルク算出部は、基礎トルクと補正係数との積が大きいほどモータトルクが大きくなるように、当該モータトルクを算出する。

モータの角速度が規定値である状況下で実効電圧がモータに印加されたときにモータで発生するトルクとして基礎トルクが導出される。基礎トルクは、モータに印加される実効電圧が高いほど大きくなる。

また、モータに印加する実効電圧が高いほど、モータの角速度は大きくなりやすい。また、基礎トルクを導出する際の角速度である上記の規定値と、現在の角速度との乖離が大きいほど、モータで実際に発生しているトルクと基礎トルクとのずれが大きくなりやすい。例えば、規定値よりも現在の角速度が大きい場合、規定値と現在の角速度との差分が大きいほど、モータトルクが小さくなる。よって、モータで実際に発生しているトルクと基礎トルクとのずれを考慮して基礎トルクを補正することにより、モータトルクを算出することができる。

そこで、上記構成では、実効電圧が高いほど補正係数が大きくなるとともに、角速度なまし値が小さいほど補正係数が大きくなるように、補正係数が導出される。角速度なまし値は現在の角速度を反映した値であるため、補正係数を、モータで実際に発生しているトルクと基礎トルクとのずれに応じた値とすることができる。そして、この補正係数と基礎トルクとの積を基に、モータトルクが算出される。そのため、モータの駆動によって弁体を変位させる際に、モータトルクを精度良く算出することができる。

なお、制御弁の構成部材の堅さは、当該構成部材の温度によって変わる。そして、構成部材の堅さによって、モータの駆動によって弁体を変位させる際にギアが受けるストレスの大きさが変わる。そこで、基礎トルク導出部は、実効電圧と、制御弁の構成部材の温度又は当該構成部材の温度の相関値とを基に、基礎トルクを算出することが好ましい。その結果、構成部材の温度を考慮して駆動時ストレスを算出することができる。

また、伝達機構の変速比が大きいほど、伝達機構を介して弁体に入力されるトルクが大きくなりやすい。そこで、弁体トルク算出部は、伝達機構の変速比が大きいほど弁体トルクが大きくなるように、当該弁体トルクを算出することが好ましい。

上記冷却装置の一態様は、制御弁の耐久性の指標を算出する耐久性推定部を備えている。この冷却装置において、モータ制御部は、指標から推定される制御弁の耐久性が低いほど実効電圧を低くする。また、耐久性推定部は、モータへの実効電圧の印加中に算出された駆動時ストレスを基に指標を更新する。

上記構成によれば、駆動時ストレスを基に指標が更新される。そして、当該指標から推定される制御弁の耐久性が低いときには、当該耐久性が低くないときよりも実効電圧が大きい値になりにくくなる。すなわち、耐久性が低くなった場合、耐久性が低くなっていない場合と比較し、モータの駆動によって弁体を変位させる際のモータの角速度及び弁体の変位速度が大きくなりにくくなる。その結果、耐久性が低くなった場合、耐久性が低くなっていない場合と比較し、モータの駆動時における伝達機構の負荷の増大を抑制することができる。その結果、制御弁の製品寿命を延ばすことができる。

上記冷却装置の一態様において、モータへの実行電圧の印加が開始されてから弁体の変位が終了するまでの期間を弁体変位期間とした場合、駆動時ストレス算出部は、弁体変位期間中では、駆動時ストレスの算出を繰り返し、１回の弁体変位期間が終了すると、当該弁体変位期間中に算出した複数の駆動時ストレスの中で最も大きい値を駆動時ストレスの最大値として選択する。この冷却装置において、耐久性推定部は、駆動時ストレスの最大値を積算し、その積算値が大きいほど制御弁の耐久性が低いことを示す値となるように、指標を算出する。

上記構成によれば、弁体変位期間中では駆動時ストレスの算出が繰り返され、当該弁体変位期間が終了すると、算出した複数の駆動時トルクの中から最大値が選択される。すると、このように導出された駆動時ストレスの最大値の積算値が大きいほど制御弁の耐久性が低いことを示すように、指標が算出される。そして、この指標によって示される制御弁の耐久性が低いほど、実効電圧が大きい値になりにくくなる。これにより、耐久性が低くなった場合、耐久性が低くなっていない場合と比較し、モータの駆動時における伝達機構の負荷の増大を抑制することを実現できる。

なお、上記のように算出された駆動時ストレスが小さいときには、モータの駆動時にギアに加わる負荷が大きくないため、実際にはギアにストレスがほとんど蓄積されない。そこで、駆動時ストレス算出部は、弁体変位期間中における駆動時ストレスの最大値が判定値未満であるときには、当該弁体変位期間中における最大値を「０」とすることが好ましい。

内燃機関の冷却装置の概略構成と、同冷却装置の制御装置の機能構成とを示す図。 同冷却装置の制御弁を示す斜視図。 同制御弁の分解斜視図。 同制御弁の弁体を示す斜視図。 同制御弁のハウジングを示す斜視図。 同制御弁において、弁体のハウジングに対する相対角度と各ポートの開度との関係を示すグラフ。 同制御装置の機能構成を示すブロック図。 弁体変位期間中における駆動時ストレスの最大値を導出する際に実行される処理ルーチンを示すフローチャート。 モータに電圧信号が入力された際に弁体の回転が速やかに開始された場合において、電圧信号のデューティ比、モータの角速度、及び、算出される駆動時ストレスの推移を示すタイミングチャート。 モータに電圧信号が入力された際に弁体の回転がなかなか開始されない場合において、電圧信号のデューティ比、モータの角速度、及び、算出される駆動時ストレスの推移を示すタイミングチャート。

以下、内燃機関の冷却装置の一実施形態を図１～図１０に従って説明する。
図１に示すように、冷却装置２０は、内燃機関１０のシリンダブロック１１内のウォータジャケット１１１及びシリンダヘッド１２内のウォータジャケット１２１を流れる冷却水が循環する循環回路２１を備えている。循環回路２１には、シリンダブロック１１内のウォータジャケット１１１に向けて冷却水を吐出するポンプ２２と、冷却水を冷却するラジエータ２３と、スロットルバルブやＥＧＲバルブなどのような冷却対象となる各種のデバイス２４と、車両の空調装置のヒータコア２５とが設けられている。

循環回路２１には、シリンダヘッド１２内のウォータジャケット１２１から流出した冷却水が流入する制御弁２６が設けられている。制御弁２６は、制御弁２６内に流入した冷却水を流出させる３つの出力ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３を有している。３つの出力ポートＰ１～Ｐ３のうちのラジエータポートＰ１は、ラジエータ２３を経由して冷却水を流動させる第１冷却水通路２７１に接続されている。３つの出力ポートＰ１～Ｐ３のうちのデバイスポートＰ２は、各種のデバイス２４を経由して冷却水を流動させる第２冷却水通路２７２に接続されている。３つの出力ポートＰ１～Ｐ３のうちのヒータポートＰ３は、ヒータコア２５を経由して冷却水を流動させる第３冷却水通路２７３に接続されている。

図２に示すように、制御弁２６は、制御弁２６の骨格を形成するハウジング３１を備えている。ハウジング３１には、第１コネクタ部材３２、第２コネクタ部材３３及び第３コネクタ部材３４が取り付けられている。第１コネクタ部材３２にはラジエータポートＰ１が設けられている。第２コネクタ部材３３にはデバイスポートＰ２が設けられている。第３コネクタ部材３４にはヒータポートＰ３が設けられている。そして、各コネクタ部材３２～３４がハウジング３１に取り付けられた状態では、各出力ポートＰ１～Ｐ３が互いに異なる位置に配置されている。

図３に示すように、制御弁２６は、ハウジング３１内に収容される弁体３５を備えている。弁体３５には、冷却水通路が形成されている。また、弁体３５には、ハウジング３１の軸線方向Ｚに延びるシャフト３６が連結されている。そして、弁体３５は、図３に矢印で示すようにシャフト３６を中心に回転（変位）する。弁体３５の回転によってハウジング３１に対する弁体３５の相対角度ＡＮＧが変化すると、弁体３５に形成されている冷却水通路と各出力ポートＰ１～Ｐ３との重なり具合が変わり、各出力ポートＰ１～Ｐ３を通じた冷却水の流量が変化する。すなわち、弁体３５を回転させることにより、循環回路２１内での冷却水の流れを制御することができる。

また、制御弁２６は、ハウジング３１内に収容されるモータ３７及び伝達機構３８を備えている。伝達機構３８は、モータ３７の出力を弁体３５のシャフト３６に伝達するものである。具体的には、伝達機構３８は、互いに噛み合う複数のギア３９を有している。本実施形態では、各ギア３９は、合成樹脂によって構成されている。モータ３７から出力されたトルクが各ギア３９を介してシャフト３６に入力されると、弁体３５が回転する。

ハウジング３１には、モータ３７及び伝達機構３８を収容する部分を覆うようにカバー４０が取り付けられる。カバー４０内には、モータ３７の回転角を検出する回転角センサ１０１が設けられている。

図４に示すように、弁体３５は、２つの樽型の物体をハウジング３１の軸線方向Ｚに重ねたような形状をなしている。弁体３５の側壁には、軸線方向Ｚに並んだ２つの孔３５１，３５２が形成されている。これら各孔３５１，３５２は、弁体３５に設けられた冷却水通路の一部となっている。２つの孔３５１，３５２のうち、図中上側に位置する第１孔３５１は、弁体３５がハウジング３１に対してある相対角度の範囲にあるときにラジエータポートＰ１と連通する。第１孔３５１がラジエータポートＰ１と連通している場合、制御弁２６内に流入した冷却水がラジエータポートＰ１から流出する。また、２つの孔３５１，３５２のうち、第１孔３５１とは別の第２孔３５２は、弁体３５がハウジング３１に対して別のある相対角度の範囲にあるときにデバイスポートＰ２及びヒータポートＰ３のうちの少なくとも一方と連通する。第２孔３５２がデバイスポートＰ２と連通している場合、制御弁２６内に流入した冷却水がデバイスポートＰ２から流出する。また、第２孔３５２がヒータポートＰ３と連通している場合、制御弁２６内に流入した冷却水がヒータポートＰ３から流出する。

弁体３５の図中上壁を弁体３５の上壁３５３とした場合、上壁３５３にシャフト３６が接続されている。また、上壁３５３には、一部を係合部３５４として残すようにシャフト３６の根本を取り囲むように延びる円弧状の溝３５５が設けられている。

なお、図５は、ハウジング３１を弁体３５の挿入方向から見た場合の斜視図である。制御弁２６の組み立て時にあっては、収容開口３１１を介して弁体３５がハウジング３１内に挿入される。ハウジング３１において弁体３５の上壁３５３に対向する部分には、溝３５５に収容されるストッパ３１２が設けられている。そのため、ハウジング３１内に弁体３５が収容されている場合、弁体３５の係合部３５４がストッパ３１２に当接することで、ハウジング３１に対する弁体３５の相対回転が規制される。言い換えると、係合部３５４がストッパ３１２に当接しない範囲が、弁体３５のハウジング３１に対する相対回転が許容される範囲となる。

こうした制御弁２６のハウジング３１内には、冷却水が収容開口３１１を介して流入するようになっている。すなわち、収容開口３１１が、制御弁２６の入力ポートとして機能する。そして、ハウジング３１内に流入した冷却水は、弁体３５に設けられた冷却水通路を流れ、各出力ポートＰ１～Ｐ３に導かれる。

図６は、ハウジング３１に対する弁体３５の相対角度ＡＮＧと、各出力ポートＰ１～Ｐ３の開度との関係を示すグラフである。
制御弁２６では、全ての出力ポートＰ１～Ｐ３が閉じた状態になるときの相対角度ＡＮＧを「０°」として、ハウジング３１のストッパ３１２と弁体３５の係合部３５４とが当接するまで、プラスの方向にもマイナスの方向にも、弁体３５をハウジング３１に対して相対回転させることができる。弁体３５の孔３５１，３５２の大きさや位置は、相対角度ＡＮＧの変化に伴い、図６に示すように各出力ポートＰ１～Ｐ３の開度が変化するように設定されている。本実施形態では、弁体３５をハウジング３１に対してプラスの方向に相対回転させると、相対角度ＡＮＧが大きくなる一方で、弁体３５をハウジング３１に対してマイナスの方向に相対回転させると、相対角度ＡＮＧが小さくなる。

制御弁２６では、相対角度ＡＮＧが「０°」となる位置から弁体３５をプラスの方向に相対回転させると、まず、ヒータポートＰ３が開き始め、相対角度ＡＮＧが大きくなるのに伴って次第にヒータポートＰ３の開度が大きくなる。そして、ヒータポートＰ３が全開になった後、相対角度ＡＮＧがさらに大きくなると、次にデバイスポートＰ２が開くようになる。相対角度ＡＮＧが大きくなるのに伴い、デバイスポートＰ２の開度は大きくなり、デバイスポートＰ２が全開になった後、ラジエータポートＰ１が開き始める。ラジエータポートＰ１の開度も相対角度ＡＮＧが大きくなるのに伴って大きくなる。係合部３５４とストッパ３１２とが当接するときの相対角度を「＋β°」とした場合、相対角度ＡＮＧが「＋β°」となる位置に弁体３５が至る手前でラジエータポートＰ１が全開になる。そして、相対角度ＡＮＧが「＋β°」となる位置に弁体３５が達するまでは、相対角度ＡＮＧが大きくなっても各出力ポートＰ１～Ｐ３が全開である状態が維持される。

一方、制御弁２６では、相対角度ＡＮＧが「０°」となる位置から弁体３５をマイナスの方向に相対回転させた場合、ヒータポートＰ３は開弁しない。この場合には、まず、デバイスポートＰ２が開き始め、相対角度ＡＮＧが小さくなるのに伴って次第にデバイスポートＰ２の開度が大きくなる。そして、デバイスポートＰ２が全開になった後、相対角度ＡＮＧがさらに小さくなると、ラジエータポートＰ１が開くようになる。相対角度ＡＮＧが小さくなるのに伴ってラジエータポートＰ１の開度が大きくなる。係合部３５４とストッパ３１２とが当接するときの相対角度を「－α°」とした場合、相対角度ＡＮＧが「－α°」となる位置に弁体３５が至る手前でラジエータポートＰ１が全開になる。そして、相対角度ＡＮＧが「－α°」となる位置に弁体３５が達するまでは、相対角度ＡＮＧが小さくなってもラジエータポートＰ１及びデバイスポートＰ２が全開の状態が維持される。

次に、図１、図７及び図８を参照し、冷却装置２０の制御構成について説明する。
図１に示すように、冷却装置２０の制御装置５０には、制御弁２６の回転角センサ１０１、及び、水温センサ１０２などの各種のセンサの検出信号が入力される。回転角センサ１０１は、モータ３７の出力軸の回転角θに応じた信号を検出信号として出力する。水温センサ１０２は、シリンダヘッド１２内から流出した冷却水の温度である出口水温Ｔｗｔを検出し、出口水温Ｔｗｔに応じた信号を検出信号として出力する。

制御弁２６の使用期間が長くなると、制御弁２６の耐久性が徐々に低下する。すなわち、モータ３７の駆動によって弁体３５を回転させる場合、モータ３７の出力トルクが弁体３５に入力されても弁体３５の回転がなかなか開始されなかったり、モータ３７の出力トルクに見合った弁体３５の回転速度（変位速度）と、弁体３５の実際の回転速度（変位速度）との間に乖離があったりすることがある。このような場合には、モータ３７の出力トルクが、伝達機構３８内でギア３９を押し付ける力として消費されているため、ギア３９にストレスが蓄積しうる。このようにギア３９にストレスが蓄積されると、制御弁２６の耐久性が徐々に低下する。そこで、本実施形態において、制御装置５０は、モータ３７の駆動によって弁体３５を回転させる際にギア３９が受けるストレスである駆動時ストレスＳＴＲｄｒを算出する。そして、制御装置５０は、算出した駆動時ストレスＳＴＲｄｒを基に制御弁２６の耐久性を推定し、耐久性の推定結果をモータ３７の制御に反映する。

制御装置５０は、制御弁２６の耐久性を考慮したモータ３７の制御を実現するための機能部として、モータ制御部５１、角速度導出部５２、角加速度導出部５３、基礎トルク導出部５５、補正係数導出部５６、モータトルク算出部５７、弁体トルク算出部６１、駆動時ストレス算出部６２、及び耐久性推定部６０を有している。

モータ制御部５１は、モータ３７の駆動を制御する。すなわち、モータ制御部５１は、モータ３７に入力する電圧信号のデューティ比ＤＴを決める。そして、モータ制御部５１は、決めたデューティ比ＤＴの電圧信号を生成してモータ３７に入力する。なお、デューティ比ＤＴの決定の詳細については後述する。

角速度導出部５２は、所定の制御サイクル毎に、モータ３７の出力軸の角速度ωを導出する。すなわち、角速度導出部５２は、回転角センサ１０１の検出信号を基に導出されたモータ３７の回転角θを時間微分することによって、モータ３７の角速度ωを導出する。

角加速度導出部５３は、モータ３７の角速度ωの変化量としてモータ３７の角加速度Ｄωを導出する。すなわち、角加速度導出部５３は、角速度導出部５２によって導出された角速度ωを時間微分することによって、角加速度Ｄωを導出する。なお、角速度ωが上昇しているときには角加速度Ｄωが正の値となる一方、角速度ωが低下しているときには角加速度Ｄωが負の値となる。

基礎トルク導出部５５は、電圧信号のデューティ比ＤＴと、出口水温Ｔｗｔとを基に、基礎トルクＴＱＢを導出する。基礎トルクＴＱＢとは、モータ３７の角速度ωが規定値（例えば、０）である状況下で電圧信号がモータ３７に入力されたときにモータ３７で発生するトルクのことである。上述したように制御弁２６には、シリンダヘッド１２内から流出した冷却水が流入する。そのため、制御弁２６の構成部材の温度は、出口水温Ｔｗｔと相関する。よって、基礎トルクＴＱＢは、電圧信号のデューティ比ＤＴと、制御弁２６の構成部材の温度の相関値とを基に導出される値である。なお、制御弁２６の構成部材としては、例えば、伝達機構３８のギア３９、弁体３５、図示しないシールリングを挙げることができる。

図７に示すように、基礎トルク導出部５５には、電圧信号のデューティ比ＤＴと出口水温Ｔｗｔとの関係を基に基礎トルクＴＱＢを導出するための基礎トルク導出マップ５５ＭＰが記憶されている。基礎トルク導出部５５は、この基礎トルク導出マップ５５ＭＰを用い、基礎トルクＴＱＢを導出する。

基礎トルクＴＱＢは、モータ３７に印加される実効電圧が高いほど大きくなりやすい。そして、電圧信号のデューティ比ＤＴが大きいほど、実効電圧が高くなる。そのため、基礎トルク導出マップ５５ＭＰは、電圧信号のデューティ比ＤＴが大きいほど、基礎トルクＴＱＢが大きい値となるように作成されている。

また、制御弁２６の構成部材の堅さは、構成部材の温度によって変わる。そして、構成部材の堅さによって、モータ３７への実効電圧の印加によって弁体３５を回転させる際における弁体３５の回転させやすさが変わる。そして、弁体３５を回転させにくいときと、弁体３５を回転させやすいときとで、モータ３７への実効電圧の印加によって弁体３５を回転させる際にギア３９が受けるストレスの大きさが変わる。そのため、基礎トルク導出マップ５５ＭＰは、構成部材の温度と相関する出口水温Ｔｗｔによって基礎トルクＴＱＢが変わるように作成されている。

補正係数導出部５６は、電圧信号のデューティ比ＤＴと、移動平均処理によって角速度ωを平滑化した値である角速度なまし値ωＳとを基に、補正係数Ｆ１を算出する。補正係数Ｆ１は、基礎トルクＴＱＢを補正してモータトルクＴＱＭＴを求めるための係数である。角速度なまし値ωＳは、連続して導出された複数の角速度ωを基に算出される。なお、角速度なまし値ωＳの算出に用いられる複数の角速度ωは、角速度の最新値ω（Ｎ）を含んでいる。

図７に示すように、補正係数導出部５６には、電圧信号のデューティ比ＤＴと、角速度なまし値ωＳとを基に補正係数Ｆ１を導出するための補正係数導出マップ５６ＭＰが記憶されている。補正係数導出部５６は、この補正係数導出マップ５６ＭＰを用い、補正係数Ｆ１を導出する。

補正係数Ｆ１は、詳しくは後述するが、モータ３７で発生するトルクであるモータトルクＴＱＭＴを算出するための係数である。補正係数Ｆ１が大きいほど、モータトルクＴＱＭＴは大きい値となる。モータトルクＴＱＭＴは、モータ３７に印加される実効電圧が高いほど大きくなる。そして、電圧信号のデューティ比ＤＴが大きいほど、実効電圧が高くなる。そのため、補正係数導出マップ５６ＭＰは、電圧信号のデューティ比ＤＴが大きいほど、補正係数Ｆ１が大きくなるように作成されている。

基礎トルクＴＱＢを導出する際の角速度である上記の規定値と、現在の角速度ωとの乖離が大きいほど、モータ３７で実際に発生しているトルクと基礎トルクＴＱＢとのずれが大きくなりやすい。例えば、規定値よりも現在の角速度ωが大きい場合、規定値と現在の角速度ωとの差分が大きいほど、モータトルクＴＱＭＴが小さくなる。角速度なまし値ωＳは、現在の角速度ωと相関している。すなわち、規定値と角速度なまし値ωＳとの差分が大きいほど補正係数Ｆ１を小さくすることによって、規定値と現在の角速度ωとの差分が大きいほどモータトルクＴＱＭＴを小さくすることができる。したがって、補正係数導出マップ５６ＭＰは、角速度なまし値ωＳが小さいほど補正係数Ｆ１が大きくなるように作成されている。

モータトルク算出部５７は、モータトルクＴＱＭＴとして、基礎トルク導出部５５によって算出された基礎トルクＴＱＢと、補正係数導出部５６によって算出された補正係数Ｆ１との積を算出する。すなわち、モータトルクＴＱＭＴは、基礎トルクＴＱＢと補正係数Ｆ１との積が大きいほど大きくなる。なお、モータ３７に入力される電圧信号のデューティ比ＤＴは、モータ３７に印加される実効電圧と相関する値である。よって、モータトルクＴＱＭＴは、実効電圧に応じた値であるということができる。

弁体トルク算出部６１は、モータトルクＴＱＭＴのうち、弁体３５の回転に変換されたトルクである弁体トルクＴＱＶを、モータ３７の角加速度Ｄωが大きいほど大きくなるように算出する。具体的には、図７に示すように、弁体トルク算出部６１は、移動平均処理によって角加速度Ｄωを平滑化した値である角加速度なまし値ＤωＳと、モータ３７のイナーシャＩｗと、伝達機構３８の変速比ＲＧとの積として弁体トルクＴＱＶを算出する。このため、弁体トルクＴＱＶは、イナーシャＩｗが大きいほど大きくなり、変速比ＲＧが大きいほど大きくなる。なお、イナーシャＩｗ及び変速比ＲＧは、制御弁２６の諸元から決まる値である。

駆動時ストレス算出部６２は、モータトルク算出部５７によって算出されたモータトルクＴＱＭＴと、弁体トルク算出部６１によって算出された弁体トルクＴＱＶとを基に、駆動時ストレスＳＴＲｄｒを算出する。

図８を参照し、駆動時ストレスＳＴＲｄｒを算出するために駆動時ストレス算出部６２によって実行される処理ルーチンについて説明する。なお、モータ３７への電圧信号の入力が開始されると、本処理ルーチンの実行が開始される。

本処理ルーチンにおいて、ステップＳ２１では、モータトルクＴＱＭＴと弁体トルクＴＱＶとの差として駆動時ストレスＳＴＲｄｒが算出される。ここで算出される駆動時ストレスＳＴＲｄｒは、モータトルクＴＱＭＴと弁体トルクＴＱＶとの差が大きいほど大きい値となる。続いて、次のステップＳ２２において、モータ３７への電圧信号の入力が停止されたか否かの判定が行われる。電圧信号がモータ３７に未だ入力されている場合（Ｓ２２：ＮＯ）、処理がステップＳ２１に移行される。すなわち、モータ３７に電圧信号が入力され続けていて弁体３５が回転している間、駆動時ストレスＳＴＲｄｒの算出が繰り返される。

一方、モータ３７への電圧信号の入力が停止された場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、弁体３５の回転が停止されるため、処理が次のステップＳ２３に移行される。ステップＳ２３において、１回の弁体変位期間ＴＭＶ中に算出した複数の駆動時ストレスＳＴＲｄｒの中で最も大きい値が、最大値ＳＴＲｄｒＭａｘとして選択される。ここでいう弁体変位期間ＴＭＶとは、モータ３７への実行電圧の印加が開始されてから弁体３５の回転が終了するまでの期間のことである。

次のステップＳ２４において、今回の弁体変位期間ＴＭＶ中における駆動時ストレスの最大値ＳＴＲｄｒＭａｘが判定値ＳＴＲＴｈ以上であるか否かの判定が行われる。判定値ＳＴＲＴｈについては後述する。そして、最大値ＳＴＲｄｒＭａｘが判定値ＳＴＲＴｈ以上である場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、本処理ルーチンが終了される。一方、最大値ＳＴＲｄｒＭａｘが判定値ＳＴＲＴｈ未満である場合（Ｓ２４：ＮＯ）、処理が次のステップＳ２５に移行される。ステップＳ２５において、最大値ＳＴＲｄｒＭａｘが「０」にされる。その後、本処理ルーチンが終了される。

図７に示すように、耐久性推定部６０は、駆動時ストレス算出部６２によって選択された弁体変位期間ＴＭＶ中における駆動時ストレスの最大値ＳＴＲｄｒＭａｘを用い、制御弁２６の耐久性を表す指標Ｘを算出する。具体的には、駆動時ストレス算出部６２によって最大値ＳＴＲｄｒＭａｘが導出されると、すなわち図８に示した処理ルーチンが終了されると、耐久性推定部６０は、最大値ＳＴＲｄｒＭａｘの積算処理を行う。積算処理によって算出された最大値ＳＴＲｄｒＭａｘの積算値ΣＳＴＲｄｒが大きいほど、ギア３９に残っているダメージが大きく、制御弁２６の耐久性が低くなっていると推測できる。そのため、耐久性推定部６０は、積算値ΣＳＴＲｄｒが大きいほど値が大きくなるように指標Ｘを算出する。つまり、指標Ｘは、制御弁２６の耐久性が低下するにつれて大きくなる。

モータ制御部５１は、耐久性推定部６０によって算出された指標Ｘを基に、電圧信号のデューティ比の上限ＤＴｕｌ及び下限ＤＴｌｌを決定する。このとき、モータ制御部５１は、指標Ｘが大きいほど上限ＤＴｕｌの絶対値及び下限ＤＴｌｌの絶対値が小さくなるように、上限ＤＴｕｌ及び下限ＤＴｌｌを決定する。

また、モータ制御部５１は、モータ３７の回転角の目標である目標回転角θＴｒとモータ３７の回転角θとの偏差を入力とするフィードバック制御によって、モータ３７に入力する電圧信号のデューティ比の算出値である算出デューティ比ＤＴＣを算出する。そして、モータ制御部５１は、算出デューティ比ＤＴＣと、上限ＤＴｕｌ及び下限ＤＴｌｌとを基に、電圧信号のデューティ比ＤＴを決める。すなわち、モータトルク算出部５７は、算出デューティ比ＤＴＣが上限ＤＴｕｌ以下であって且つ下限ＤＴｌｌ以上である場合、電圧信号のデューティ比ＤＴを算出デューティ比ＤＴＣと同じ値にする。また、モータトルク算出部５７は、算出デューティ比ＤＴＣが上限ＤＴｕｌよりも大きい場合、電圧信号のデューティ比ＤＴを上限ＤＴｕｌと同じ値にする。また、モータトルク算出部５７は、算出デューティ比ＤＴＣが下限ＤＴｌｌよりも小さい場合、電圧信号のデューティ比ＤＴを下限ＤＴｌｌと同じ値にする。

なお、モータ３７に印加される実効電圧は、モータ３７に入力される電圧信号のデューティ比ＤＴと、モータ３７の電源電圧とを基に算出することができる。そのため、モータ制御部５１は、目標回転角θＴｒと回転角θとの偏差に応じた実効電圧をモータ３７に印加させているということもできる。

ここで、図９及び図１０を参照し、図８に示した判定値ＳＴＲＴｈの設定について説明する。図９には、モータ３７への実効電圧の印加によって弁体３５の回転が速やかに開始される場合の例が図示されている。図１０には、例えば制御弁２６が異物を噛み込んでいるなどし、モータ３７に実効電圧を印加しても弁体３５の回転がなかなか開始されない場合の例が図示されている。

図９に示す例では、タイミングｔ１１からモータ３７に電圧信号が入力される、すなわちモータ３７への実効電圧の印加が開始される。すると、その後のタイミングｔ１２から弁体３５が回転し始める。すなわち、タイミングｔ１１からタイミングｔ１２までの期間は、モータ３７への実効電圧の印加の開始時点から弁体３５の回転が開始されるまでの応答遅れの期間に相当する。当該期間では、モータ３７の角速度ωは「０」のままであるため、モータ３７の角加速度Ｄωは「０」で保持される。したがって、図８に示した処理ルーチンのステップＳ２１で算出される駆動時ストレスＳＴＲｄｒは、基礎トルクＴＱＢと同じ値となる。これは、角加速度Ｄωが「０」である場合、弁体トルクＴＱＶは「０」となるためである。

そして、タイミングｔ１２を経過すると、弁体３５が回転し始める。すなわち、タイミングｔ１２以降では、角速度ωが大きくなる。その結果、角加速度Ｄωが「０」よりも大きくなる。すると、弁体トルクＴＱＶが「０」よりも大きくなるため、ステップＳ２１で算出される駆動時ストレスＳＴＲｄｒは、弁体トルクＴＱＶの増大に従って小さくなる。

タイミングｔ１２以降で角加速度Ｄωが小さくなり始めると、弁体トルクＴＱＶもまた小さくなる。そのため、角加速度Ｄωの低下に応じ、ステップＳ２１で算出される駆動時ストレスＳＴＲｄｒが大きくなる。ただし、当該駆動時ストレスＳＴＲｄｒが基礎トルクＴＱＢよりも大きくなることはない。

図９に示すように、判定値ＳＴＲＴｈは、このように弁体３５の回転を速やかに開始させることのできる場合の駆動時ストレスの最大値ＳＴＲｄｒＭａｘよりも大きい値に設定されている。これは、モータ３７に実行電圧を印加させることによって弁体３５の回転が早期に開始される場合、伝達機構３８内でトルクがあまり消費されず、ギア３９に加わる負荷が大きくならないためである。ギア３９に加わる負荷が大きくない場合、モータ３７の駆動によって弁体３５を回転させるときにストレスがギア３９にほとんど蓄積されない。そのため、このような場合、図８に示した処理ルーチンでは、ステップＳ２４の判定が「ＮＯ」となるため、弁体変位期間ＴＭＶ中の最大値ＳＴＲｄｒＭａｘは、「０」とされる（Ｓ２５）。

図１０に示す例では、タイミングｔ２１からモータ３７に電圧信号が入力される、すなわちモータ３７への実効電圧の印加が開始される。制御弁２６が異物を噛み込んでいると、モータ３７の出力トルクが弁体３５に伝達されるようになっても、弁体３５の回転がなかなか開始されない。そのため、タイミングｔ２２からはフィードバック制御によって算出デューティ比ＤＴＣが大きくなる。その結果、タイミングｔ２２からは、モータ３７に入力される電圧信号のデューティ比ＤＴが増大する。なお、タイミングｔ２１からタイミングｔ２２までの期間の長さは、図９に示したタイミングｔ１１からタイミングｔ１２までの期間の長さよりも長い。

このように弁体３５の回転が開始されない場合、図８に示した処理ルーチンのステップＳ２１で算出される駆動時ストレスＳＴＲｄｒは、基礎トルクＴＱＢと同じ値となる。基礎トルクＴＱＢは、デューティ比ＤＴが大きいほど大きくなる。そのため、タイミングｔ２２を経過すると、デューティ比ＤＴの増大に応じ、ステップＳ２１で算出される駆動時ストレスＳＴＲｄｒが大きくなる。

そして、タイミングｔ２３で弁体３５の回転が開始される。すると、角速度ωが大きくなる。その結果、角加速度Ｄωが「０」よりも大きくなるため、弁体トルクＴＱＶが「０」よりも大きくなる。また、図１０に示す例では、タイミングｔ２３以降ではデューティ比ＤＴが大きくならない。つまり、基礎トルクＴＱＢは大きくならない。そのため、ステップＳ２１で算出される駆動時ストレスＳＴＲｄｒは、弁体トルクＴＱＶの増大に従って小さくなる。したがって、図８に示した処理ルーチンのステップＳ２３で選択される駆動時ストレスの最大値ＳＴＲｄｒＭａｘは、タイミングｔ２３の値となる。

図１０に示すように、判定値ＳＴＲＴｈは、制御弁２６の異物の噛み込みなどによって弁体３５の回転がなかなか開始されないときの駆動時ストレスの最大値ＳＴＲｄｒＭａｘよりも小さい値に設定されている。これは、このような場合では、モータ３７からトルクが出力されていても弁体３５が回転しない期間が長いためである。弁体変位期間ＴＭＶ中において弁体３５を回転させることができない期間が長いほど、ギア３９に加わる負荷が大きくなりやすい。ギア３９に加わる負荷が大きいほど、ギア３９にストレスが蓄積されやすい。そのため、このような場合、図８に示した処理ルーチンでは、ステップＳ２４の判定が「ＹＥＳ」となるため、弁体変位期間ＴＭＶ中の最大値ＳＴＲｄｒＭａｘは、「０」よりも大きい値となる。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
目標回転角θＴｒが変更され、モータ３７の回転角θと目標回転角θＴｒとの間に乖離が発生すると、モータ３７の駆動が開始される。すなわち、目標回転角θＴｒと回転角θとの偏差を入力とするフィードバック制御によって算出デューティ比ＤＴＣが算出され、この算出デューティ比ＤＴＣを基に電圧信号のデューティ比ＤＴが決定される。そして、決まったデューティ比ＤＴとモータ３７の電源電圧とに基づいた実効電圧がモータ３７に印加されるようになる。すると、モータ３７の駆動によって弁体３５が回転し、目標回転角θＴｒと回転角θとの乖離が縮小される。

このように実効電圧がモータ３７に印加されるようになると、弁体変位期間ＴＭＶが開始される。すると、駆動時ストレスＳＴＲｄｒの算出が繰り返されるようになる。すなわち、モータトルク算出部５７によってモータトルクＴＱＭＴが算出され、弁体トルク算出部６１によって弁体トルクＴＱＶが算出される。そして、駆動時ストレス算出部６２では、モータトルクＴＱＭＴと弁体トルクＴＱＶとの差が駆動時ストレスＳＴＲｄｒとして算出される。

モータトルクＴＱＭＴは、基礎トルク導出部５５によって導出された基礎トルクＴＱＢと、補正係数導出部５６によって導出された補正係数Ｆ１との積と等しい。基礎トルクＴＱＢは、モータ３７に入力される電圧信号のデューティ比ＤＴと、出口水温Ｔｗｔとを基に導出された値である。デューティ比ＤＴはモータ３７に印加される実効電圧の相関値であるとともに、出口水温Ｔｗｔは、モータ３７から弁体３５までのトルク伝達経路に配置されているギア３９の堅さの相関値である。そのため、デューティ比ＤＴと出口水温Ｔｗｔとを基に基礎トルクＴＱＢを導出することにより、基礎トルクＴＱＢを、そのときの実効電圧及びギア３９の堅さに応じた値とすることができる。

補正係数Ｆ１は、電圧信号のデューティ比ＤＴと、角速度なまし値ωＳとを基に導出される。デューティ比ＤＴはモータ３７に印加される実効電圧の相関値である。そのため、デューティ比ＤＴと角速度なまし値ωＳとを基に補正係数Ｆ１を導出することにより、補正係数Ｆ１を、そのときの実効電圧、及び、補正係数Ｆ１の算出時点における角速度ωに応じた値とすることができる。

そして、こうした基礎トルクＴＱＢと補正係数Ｆ１とを基にモータトルクＴＱＭＴを算出することにより、モータトルクＴＱＭＴを精度良く算出することができる。
弁体トルクＴＱＶは、モータ３７の角加速度なまし値ＤωＳと、伝達機構３８の変速比ＲＧとを基に導出される。弁体３５の回転速度とモータ３７の角速度ωとの間には相関がある。つまり、モータ３７の角加速度Ｄωが大きいほど弁体３５の回転速度の増大量が大きくなる。そして、弁体３５の回転速度の増大量が多いということは、モータ３７から伝達機構３８を介して弁体３５に入力されたトルクが大きいということである。そのため、本実施形態では、角加速度Ｄωが大きいほど弁体トルクＴＱＶが大きい値となる。また、伝達機構３８の変速比ＲＧが大きいほど、伝達機構３８を介して弁体３５に入力されるトルクが大きくなる。そのため、本実施形態では、変速比ＲＧが大きいほど弁体トルクＴＱＶが大きい値となる。

そして、このように算出したモータトルクＴＱＭＴと弁体トルクＴＱＶとの差が駆動時ストレスＳＴＲｄｒとして算出される。すなわち、駆動時ストレスＳＴＲｄｒは、モータトルクＴＱＭＴと弁体トルクＴＱＶとの差が大きいほど大きくなる。そのため、例えば実効電圧が高くても角加速度Ｄωがそれほど大きくない場合には、実効電圧が高くて角加速度Ｄωが大きくなった場合と比較して駆動時ストレスＳＴＲｄｒが大きくなる。したがって、モータ３７の駆動中にギア３９が受けるストレスを算出することができる。

本実施形態では、１回の弁体変位期間ＴＭＶ中においては駆動時ストレスＳＴＲｄｒが繰り返して算出される。そして、モータ３７への電圧信号の入力が停止されて弁体変位期間ＴＭＶが終了すると、当該弁体変位期間ＴＭＶ中に算出された複数の駆動時ストレスＳＴＲｄｒの中で最も大きい値が、駆動時ストレスの最大値ＳＴＲｄｒＭａｘとして選択される。

耐久性推定部６０では、駆動時ストレス算出部６２によって選択された駆動時ストレスの最大値ＳＴＲｄｒＭａｘを基に、制御弁２６の耐久性が推定される。すなわち、耐久性推定部６０では、駆動時ストレス算出部６２によって最大値ＳＴＲｄｒＭａｘが選択される度に、最大値ＳＴＲｄｒＭａｘの積算が行われる。最大値の積算値ΣＳＴＲｄｒが大きいほど、ギア３９に蓄積されているダメージが大きいと推測できる。そして、当該ダメージが大きいほど、制御弁２６の耐久性が低くなる。本実施形態では、積算値ΣＳＴＲｄｒを基に指標Ｘが算出される。指標Ｘは、制御弁２６の耐久性が低くなったと推定される場合ほど大きい値となる。

このように指標Ｘが算出されると、指標Ｘを基にデューティ比の上限ＤＴｕｌ及び下限ＤＴｌｌが算出される。上限ＤＴｕｌの絶対値及び下限ＤＴｌｌの絶対値は、指標Ｘが大きく、制御弁２６の耐久性が低いほど小さくなる。そして、モータ３７に入力される電圧信号のデューティ比ＤＴは、上限ＤＴｕｌと下限ＤＴｌｌとの間の値となるように決定される。そのため、制御弁２６の耐久性が低いほど、弁体３５を回転させるに際し、弁体３５の回転速度が大きくなりにくくなる。伝達機構３８に加わる負荷は、モータ３７に印加される実効電圧が低く、弁体３５の回転速度が小さいほど大きくなりにくい。

したがって、制御弁２６の耐久性に応じて弁体３５の回転速度の上限を可変させることにより、制御弁２６の製品寿命を延ばすことができる。
なお、本実施形態では、以下に示す効果をさらに得ることができる。

図９に示したように実効電圧のモータ３７への印加によって弁体３５の回転が速やかに開始される場合、そのときの弁体変位期間ＴＭＶでは駆動時ストレスＳＴＲｄｒがあまり大きくならない。この場合、モータ３７を駆動させても、モータ３７の駆動に起因して伝達機構３８に加わる負荷はあまり大きくならない。すなわち、モータ３７を駆動させてもギア３９にストレスがほとんど蓄積されず、ギア３９に残るダメージは大きくならないと推測することができる。そのため、このような場合では、駆動時ストレスの最大値ＳＴＲｄｒＭａｘが判定値ＳＴＲＴｈ未満となり、最大値ＳＴＲｄｒＭａｘが「０」にされる。これにより、モータ３７を駆動させてもギア３９に残るダメージが大きくならないと推測されるときに、指標Ｘが更新されてしまうことを抑制できる。その結果、制御弁２６の耐久性が過度に低く見積もられることを抑制できる。

上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記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。
・上記実施形態では、駆動時ストレスの最大値の積算値ΣＳＴＲｄｒが大きいほど大きい値となるように指標Ｘを算出しているが、駆動時ストレスＳＴＲｄｒを基に指標Ｘを更新できるのであれば、積算値ΣＳＴＲｄｒ以外の他のパラメータを用いて指標Ｘを算出するようにしてもよい。最大値ＳＴＲｄｒＭａｘが判定値ＳＴＲＴｈ以上になった回数が多いほど、制御弁２６の耐久性が低下すると推測できるため、例えば、最大値ＳＴＲｄｒＭａｘが判定値ＳＴＲＴｈ以上になった回数が多いほど大きい値となるように指標Ｘを算出するようにしてもよい。

また、１回の弁体変位期間ＴＭＶ中に算出された複数の駆動時ストレスＳＴＲｄｒの平均値を求め、当該平均値を利用して指標Ｘを算出するようにしてもよい。
駆動時ストレスＳＴＲｄｒが判定値ＳＴＲＴｈ以上である場合において駆動時ストレスＳＴＲｄｒと判定値ＳＴＲＴｈとの差分を積算し、その積算値が大きいほど値が大きくなるように、指標Ｘを更新するようにしてもよい。

・指標Ｘから推定される制御弁２６の耐久性をモータ３７の制御に反映しなくてもよい。例えば、駆動時ストレスの最大値ＳＴＲｄｒＭａｘが判定値ＳＴＲＴｈ以上になった場合、その旨を履歴として制御装置５０のメモリに記憶させるようにしてもよい。メモリに上記履歴を記憶させておくことにより、冷却装置２０のメンテナンス時に、制御弁２６にダメージとして残るようなストレスをギア３９が受けたか否かを作業者に確認させることが可能となる。

・駆動時ストレスの最大値ＳＴＲｄｒＭａｘが判定値ＳＴＲＴｈ未満であるときに、最大値ＳＴＲｄｒＭａｘを「０」としなくてもよい。
・実効電圧のモータ３７への印加の開始時点から実際に弁体３５の回転が開始されるまでにはタイムラグがある。そこで、実効電圧のモータ３７への印加の開始時点から当該タイムラグに相当する時間が経過してから、駆動時ストレスＳＴＲｄｒの算出を開始するようにしてもよい。すなわち、駆動時ストレスＳＴＲｄｒの算出を繰り返す期間である算出期間は、実効電圧のモータ３７への印加によって弁体３５が回転し始めるタイミングを含むのであれば、モータ３７への実効電圧の印加開始のタイミングを含んでいなくてもよい。この場合、算出期間内で算出された複数の駆動時ストレスＳＴＲｄｒの中から最も大きい値が、最大値ＳＴＲｄｒＭａｘとして選択される。そして、算出期間における駆動時ストレスの最大値ＳＴＲｄｒＭａｘを積算し、その積算値ΣＳＴＲｄｒから推測される制御弁２６の耐久性をモータ３７の制御に反映するようにしてもよい。

・指標Ｘから推定される制御弁２６の耐久性をモータ３７の制御に反映することができるのであれば、上記実施形態のようにデューティ比の上限ＤＴｕｌ及び下限ＤＴｌｌを、指標Ｘを基に可変させなくてもよい。例えば、電圧信号のデューティ比ＤＴの決定に際し、上記の算出デューティ比ＤＴＣと、指標Ｘに応じたデューティ比補正係数との積をデューティ比ＤＴとするようにしてもよい。この場合、指標Ｘが大きく、制御弁２６の耐久性が低い場合ほどデューティ比補正係数を小さくすることが好ましい。これにより、制御弁２６の耐久性が低い場合ほど、モータ３７に入力される電圧信号のデューティ比ＤＴが大きくなりにくくなる、すなわちモータ３７に印加される実効電圧が高くなりにくくなる。その結果、制御弁２６の製品寿命を延ばすことができる。

・上記実施形態では、基礎トルクＴＱＢの導出に際し、制御弁２６の構成部材の温度の相関値として出口水温Ｔｗｔを採用している。しかし、制御弁２６の構成部材の温度を検出するセンサが設けられている場合、出口水温Ｔｗｔの代わりにセンサによって検出された構成部材の温度を用い、基礎トルクＴＱＢを導出するようにしてもよい。

・制御弁２６の構成部材の温度変化に起因する基礎トルクＴＱＢの変化が駆動時ストレスＳＴＲｄｒの算出にあまり影響がないのであれば、基礎トルクＴＱＢの導出に際して構成部材の温度や構成部材の温度の相関値を用いなくてもよい。

・基礎トルクＴＱＢと補正係数Ｆ１との積に所定のゲインを乗じた値をモータトルクＴＱＭＴとするようにしてもよい。この場合であっても、基礎トルクＴＱＢと補正係数Ｆ１との積が大きいほどモータトルクＴＱＭＴを大きい値とすることができる。

・制御弁は、ハウジング内での弁体の変位によって循環回路２１における冷却水の流れを変更することができるように構成されているのであれば、上記の制御弁２６とは異なる構成の弁であってもよい。例えば、制御弁は、ハウジング内で弁体をスライド移動させることにより、循環回路２１における冷却水の流れを変更できる構成の弁であってもよい。

１０…内燃機関、２０…冷却装置、２１…循環回路、２６…制御弁、３１…ハウジング、３５…弁体、３７…モータ、３８…伝達機構、３９…ギア、５０…制御装置、５１…モータ制御部、５５…基礎トルク導出部、５６…補正係数導出部、５７…モータトルク算出部、６０…耐久性推定部、６１…弁体トルク算出部、６２…駆動時ストレス算出部。

Claims (7)

1. 内燃機関内を流れる冷却水の循環回路に制御弁が設けられているとともに、前記制御弁が、ハウジングと、前記ハウジング内で変位する弁体と、モータと、互いに噛み合う複数のギアを有し、且つ前記モータの出力を前記弁体に伝達する伝達機構と、を備えており、前記モータの駆動によって前記弁体を変位させることにより、前記循環回路での冷却水の流れを制御する内燃機関の冷却装置において、
   前記モータの駆動を制御するモータ制御部と、
   前記モータに印加される実効電圧を基に、前記モータで発生するトルクであるモータトルクを算出するモータトルク算出部と、
   前記モータトルクのうち、前記弁体の変位に変換されたトルクである弁体トルクを、前記モータの角加速度が大きいほど大きくなるように算出する弁体トルク算出部と、
   前記モータの駆動によって前記弁体を変位させる際に前記ギアが受けるストレスである駆動時ストレスを、前記モータトルクと前記弁体トルクとの差が大きいほど大きくなるように算出する駆動時ストレス算出部と、を備える
   ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。
2. 前記実効電圧が高いほど大きくなるように基礎トルクを導出する基礎トルク導出部と、
   前記実効電圧が高いほど大きくなり、且つ、前記モータの角速度を平滑化した値である角速度なまし値が小さいほど大きくなるように、補正係数を導出する補正係数導出部と、を備え、
   前記モータトルク算出部は、前記基礎トルクと前記補正係数との積が大きいほど前記モータトルクが大きくなるように、当該モータトルクを算出する
   請求項１に記載の内燃機関の冷却装置。
3. 前記基礎トルク導出部は、前記実効電圧と、前記制御弁の構成部材の温度又は当該構成部材の温度の相関値とを基に、前記基礎トルクを算出する
   請求項２に記載の内燃機関の冷却装置。
4. 前記弁体トルク算出部は、前記伝達機構の変速比が大きいほど前記弁体トルクが大きくなるように、当該弁体トルクを算出する
   請求項１～請求項３のうち何れか一項に記載の内燃機関の冷却装置。
5. 前記制御弁の耐久性の指標を算出する耐久性推定部を備え、
   前記モータ制御部は、前記指標から推定される前記制御弁の耐久性が低いほど前記実効電圧を低くするようになっており、
   前記耐久性推定部は、前記モータへの実効電圧の印加中に算出された前記駆動時ストレスを基に前記指標を更新する
   請求項１～請求項４のうち何れか一項に記載の内燃機関の冷却装置。
6. 前記モータへの実行電圧の印加が開始されてから前記弁体の変位が終了するまでの期間を弁体変位期間とした場合、前記駆動時ストレス算出部は、前記弁体変位期間中では、前記駆動時ストレスの算出を繰り返し、１回の前記弁体変位期間が終了すると、当該弁体変位期間中に算出した複数の前記駆動時ストレスの中で最も大きい値を前記駆動時ストレスの最大値として選択し、
   前記耐久性推定部は、前記駆動時ストレスの最大値を積算し、その積算値が大きいほど前記制御弁の耐久性が低いことを示す値となるように、前記指標を算出する
   請求項５に記載の内燃機関の冷却装置。
7. 前記駆動時ストレス算出部は、前記弁体変位期間中における前記駆動時ストレスの最大値が判定値未満であるときには、当該弁体変位期間中における前記最大値を「０」とする
   請求項６に記載の内燃機関の冷却装置。

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