JP2018035779A - Control device of engine cooling system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動式のロータリバルブを備えるエンジン冷却システムの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an engine cooling system including an electric rotary valve.
電動式のロータリバルブを備えるエンジン冷却システムとして、特許文献１に記載のシステムが知られている。同文献に記載のエンジン冷却システムに設けられた電動式のロータリバルブは、電圧の印加に応じて回転するロータを内蔵しており、そのロータの回転に応じて冷却水回路における冷却水の流れを変更するように構成されている。 As an engine cooling system including an electric rotary valve, a system described in Patent Document 1 is known. The electric rotary valve provided in the engine cooling system described in the same document has a built-in rotor that rotates in response to application of voltage, and the flow of cooling water in the cooling water circuit according to the rotation of the rotor. Is configured to change.
ところで、上記のような電動式のロータリバルブにおいて、ロータを停止した状態から回転し始めるには、ロータの回転摺動抵抗を超える回転力を発生できるだけの電圧を印加する必要がある。停止した状態のロータの回転を開始するために必要な最小の印加電圧（以下、起動点電圧と記載する）が分かっていれば、必要な場合に即座にロータの回転を開始できるようになり、冷却水回路の冷却水の流れを要求に応じて速やかに変更可能となる。 By the way, in the electric rotary valve as described above, in order to start rotating from a state where the rotor is stopped, it is necessary to apply a voltage sufficient to generate a rotational force exceeding the rotational sliding resistance of the rotor. If the minimum applied voltage (hereinafter referred to as starting point voltage) necessary to start rotation of the rotor in a stopped state is known, the rotation of the rotor can be started immediately when necessary. The flow of the cooling water in the cooling water circuit can be quickly changed as required.
しかしながら、起動点電圧には、ロータリバルブの個体差によるばらつきがある。また、起動点電圧には、経時変化が生じることもある。そのため、正確な起動点電圧が不明なまま、ロータリバルブの電圧制御を行っているのが実情となっている。 However, the starting point voltage varies due to individual differences in the rotary valves. In addition, the starting point voltage may change with time. Therefore, the actual situation is that the voltage control of the rotary valve is performed while the accurate starting point voltage is unknown.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、ロータリバルブによる冷却水回路の冷却水の流れの変更をより的確に行うことができるエンジン冷却システムの制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the problem to be solved is a control device for an engine cooling system capable of more accurately changing the flow of cooling water in a cooling water circuit by a rotary valve. Is to provide.
上記課題を解決するエンジン冷却システムの制御装置は、エンジンの内部を通って冷却水を循環させる冷却水回路と、内蔵するロータを電圧の印加に応じて回転することで、冷却水回路における冷却水の流れを変更する電動式のロータリバルブとを備えるエンジン冷却システムに適用される。そして、同制御装置は、ロータが停止した状態からロータリバルブの印加電圧を増加させていくとともに、ロータが回転し始めたときの印加電圧に基づき、同ロータの回転開始に必要な最小の印加電圧である起動点電圧の学習値の値を更新する起動点学習処理を、イグニッションスイッチがオフとされたときに、エンジンの暖機が完了していることを条件に行う起動点学習処理部を備えるようにしている。 A control device for an engine cooling system that solves the above problems includes a cooling water circuit that circulates cooling water through the inside of the engine and a built-in rotor that rotates in response to application of voltage, thereby The present invention is applied to an engine cooling system including an electric rotary valve that changes the flow of the engine. Then, the control device increases the applied voltage of the rotary valve from the state where the rotor is stopped, and based on the applied voltage when the rotor starts to rotate, the minimum applied voltage necessary for starting the rotation of the rotor. A starting point learning processing unit that performs a starting point learning process for updating the learning value of the starting point voltage that is, on condition that the engine has been warmed up when the ignition switch is turned off. I am doing so.
上記のような起動点学習処理を行えば、ロータリバルブの個体差や経時変化に関わらず、現状の起動点電圧を学習することが可能となる。ただし、そうした起動点学習処理の実行中は、ロータを自由に回転できないため、起動点学習処理は、エンジンの運転中以外に実行することが望ましい。なお、起動点電圧は、ロータリバルブの環境温度によっても変化する。また、エンジン運転中の冷却水回路における冷却水の流れの変更を目的としたロータの回転は、エンジンの暖機が完了した状態で行われることが多くなる。 If the starting point learning process as described above is performed, it is possible to learn the current starting point voltage regardless of individual differences of the rotary valves and changes with time. However, since the rotor cannot be freely rotated during execution of the starting point learning process, it is desirable to execute the starting point learning process except during the operation of the engine. Note that the starting point voltage also changes depending on the environmental temperature of the rotary valve. Further, the rotation of the rotor for the purpose of changing the flow of the cooling water in the cooling water circuit during engine operation is often performed in a state where the engine has been warmed up.
これに対して、上記エンジン冷却システムの制御装置では、イグニッションスイッチがオフとされたときに、エンジンの暖機が完了していることを条件に起動点学習処理が実行される。こうした場合、エンジン運転中の冷却水回路の冷却水の流れの変更を目的としたロータ回転の多くが行われるときと同様の環境温度下で起動点学習処理が行われる。そのため、起動点学習処理により更新した起動点電圧の学習値の値が、エンジン運転中の冷却水の流れを変更することを目的としてロータリバルブを駆動するときの実際の起動点電圧の値から乖離した値となり難くなる。したがって、上記エンジン冷却システムの制御装置によれば、ロータリバルブによる冷却水回路の冷却水の流れの変更をより的確に行うことができるようになる。 On the other hand, in the control device for the engine cooling system, when the ignition switch is turned off, the starting point learning process is executed on the condition that the engine has been warmed up. In such a case, the starting point learning process is performed under the same environmental temperature as when many of the rotor rotations are performed for the purpose of changing the flow of cooling water in the cooling water circuit during engine operation. Therefore, the learning value of the starting point voltage updated by the starting point learning process deviates from the actual starting point voltage value when driving the rotary valve for the purpose of changing the flow of cooling water during engine operation. It becomes difficult to become the value. Therefore, according to the control device for the engine cooling system, the flow of the cooling water in the cooling water circuit by the rotary valve can be changed more accurately.
以下、エンジン冷却システムの制御装置の一実施形態を、図１〜図９を参照して詳細に説明する。
（冷却水回路の構成）
まず、図１を参照して、本実施形態の制御装置が適用されるエンジン冷却システムの構成を説明する。なお、図１には、同エンジン冷却システムに設けられた冷却水回路における冷却水の流れが実線の矢印により示されている。
Hereinafter, an embodiment of a control device for an engine cooling system will be described in detail with reference to FIGS.
(Configuration of cooling water circuit)
First, the configuration of an engine cooling system to which the control device of this embodiment is applied will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the flow of the cooling water in the cooling water circuit provided in the engine cooling system is indicated by solid arrows.
同図に示すように、エンジン１０のシリンダブロック１１及びシリンダヘッド１２の内部には、冷却水回路の一部となるウォータジャケット１１Ａ，１２Ａがそれぞれ設けられている。冷却水回路におけるウォータジャケット１１Ａ，１２Ａよりも上流側の部分には、冷却水回路に冷却水を循環させるためのウォータポンプ１３が設けられている。そして、ウォータポンプ１３が吐出した冷却水がウォータジャケット１１Ａ，１２Ａに導入されるようになっている。
As shown in the figure, water jackets 11 </ b> A and 12 </ b> A serving as a part of the cooling water circuit are provided inside the cylinder block 11 and the
なお、シリンダヘッド１２のウォータジャケット１２Ａには、シリンダブロック１１のウォータジャケット１１Ａから同ウォータジャケット１２Ａに流入した直後の冷却水の温度（入口水温Ｔｉｎ）を検出する入口水温センサＳ１が設けられている。また、同ウォータジャケット１２Ａには、同ウォータジャケット１２Ａから外部に流出する直前の冷却水の温度（出口水温Ｔｏｕｔ）を検出する出口水温センサＳ２が設けられている。
The
シリンダヘッド１２におけるウォータジャケット１２Ａの冷却水出口が設けられた部分には、ロータリバルブ１４が取り付けられており、ウォータジャケット１１Ａ，１２Ａを通過した冷却水がロータリバルブ１４に流入するようになっている。冷却水回路は、このロータリバルブ１４において、ラジエータ水路Ｒ１、ヒータ水路Ｒ２、及びデバイス水路Ｒ３の３つの水路に分岐している。このうち、ラジエータ水路Ｒ１は、外気との熱交換により冷却水を冷却するラジエータ１５に冷却水を供給するための水路である。また、ヒータ水路Ｒ２は、車室空調装置による暖房が行われるときに、冷却水の熱で車室内への送風を加熱するための熱交換器であるヒータコア１６に冷却水を供給するための水路である。さらにデバイス水路Ｒ３は、冷却水を搬送媒体としてエンジン１０の熱が伝達される各デバイスに冷却水を供給するための水路である。なお、ラジエータ水路Ｒ１の流路断面積は、より多量の冷却水を流せるように、ヒータ水路Ｒ２及びデバイス水路Ｒ３の流路断面積よりも大きくされている。
A
ラジエータ水路Ｒ１は、ラジエータ１５に冷却水を供給した後、そのラジエータ１５の下流側の部分においてウォータポンプ１３に接続されている。デバイス水路Ｒ３は、まず３つに分岐しており、各々の分岐先においてスロットルボディ１７、ＥＧＲ（排気再循環：Exhaust Gas Recirculation）バルブ１８、ＥＧＲクーラ１９にそれぞれ冷却水を供給する。さらに、デバイス水路Ｒ３は、それらスロットルボディ１７、ＥＧＲバルブ１８及びＥＧＲクーラ１９の下流側で一旦合流した後、２つに分岐し、各々の分岐先においてオイルクーラ２０及びＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）ウォーマ２１にそれぞれ冷却水を供給する。そして、デバイス水路Ｒ３は、オイルクーラ２０及びＡＴＦウォーマ２１の下流側で再び合流され、その合流位置の下流側の部分において、ラジエータ水路Ｒ１におけるラジエータ１５の下流側の部分に合流し、その合流位置の下流側では、ラジエータ水路Ｒ１と一体となってウォータポンプ１３に接続されている。一方、ヒータ水路Ｒ２は、ヒータコア１６に冷却水を供給した後、そのヒータコア１６の下流側の部分において、デバイス水路Ｒ３におけるオイルクーラ２０及びＡＴＦウォーマ２１の下流側の部分に合流する。そして、ヒータ水路Ｒ２は、その合流位置の下流側では、デバイス水路Ｒ３と一体となり、さらにそのデバイス水路Ｒ３とラジエータ水路Ｒ１との合流位置の下流側では、ラジエータ水路Ｒ１とも一体となってウォータポンプ１３に接続されている。
The radiator water channel R <b> 1 is connected to the
なお、ロータリバルブ１４には、その内部の圧力が過上昇したときに開弁して、内部の冷却水の圧力を逃がすリリーフ弁２２が設けられている。リリーフ弁２２には、リリーフ水路Ｒ４が接続されており、そのリリーフ水路Ｒ４の下流側の部分は、ラジエータ水路Ｒ１におけるラジエータ１５よりも上流側の部分に合流している。
The
こうしたエンジン冷却システムは、同エンジン冷却システムの制御装置である電子制御ユニット２５により制御されている。電子制御ユニット２５は、エンジン冷却システムの制御に係る各種の演算処理を行う中央演算処理装置、制御用のプログラムやデータが予め記憶された読出専用メモリ、中央演算処理装置の演算結果やセンサの検出結果などを一時的に記憶する読書可能メモリを備える。
Such an engine cooling system is controlled by an
こうした電子制御ユニット２５には、上述の入口水温センサＳ１及び出口水温センサＳ２に加え、クランク角センサＳ３、エアフローメータＳ４などの車両各部に設けられたセンサの検出信号が入力されている。クランク角センサＳ３は、エンジン１０の出力軸であるクランクシャフトの回転位相（クランク角）を検出し、エアフローメータＳ４は、エンジン１０の吸入空気量Ｇａを検出する。また、電子制御ユニット２５には、イグニッションスイッチ５４の操作状況を表す信号であるＩＧ信号が入力されている。ＩＧ信号は、イグニッションスイッチ５４がオンとされたときにオンとなり、同イグニッションスイッチ５４がオフとされるまでは、オンのままとなる。さらに、ＩＧ信号は、イグニッションスイッチ５４がオフとされたときにオフとなり、再びイグニッションスイッチ５４がオンとされるまで、オフのままとなる。
In addition to the inlet water temperature sensor S1 and the outlet water temperature sensor S2, the
なお、電子制御ユニット２５は、クランク角センサＳ３によるクランク角の検出結果から、エンジン１０の回転速度（エンジン回転数Ｎｅ）を演算する。また、電子制御ユニット２５は、吸入空気量Ｇａとエンジン回転数Ｎｅとから、エンジン１０のシリンダに吸入される空気量、シリンダ吸入空気量ＫＬを演算している。
The
（ロータリバルブの構成）
続いて、こうしたエンジン冷却システムの冷却水回路に設けられたロータリバルブ１４の構成を、図２〜図６を参照して説明する。なお、以下の説明では、図２〜図６において矢印Ｕで示す方向をロータリバルブ１４の上方とし、矢印Ｄで示す方向をロータリバルブ１４の下方とする。
(Rotary valve configuration)
Next, the configuration of the
図２に示すように、ロータリバルブ１４は、冷却水の吐出口となる３つの吐出ポートを、すなわちラジエータポートＰ１、ヒータポートＰ２、及びデバイスポートＰ３を備える。ロータリバルブ１４がエンジン１０に組み付けられた際に、ラジエータポートＰ１はラジエータ水路Ｒ１に接続されて、そのラジエータ水路Ｒ１の一部を構成する。また、ヒータポートＰ２はヒータ水路Ｒ２に接続されて、そのヒータ水路Ｒ２の一部を構成する。さらに、デバイスポートＰ３はデバイス水路Ｒ３に接続されて、そのデバイス水路Ｒ３の一部を構成する。
As shown in FIG. 2, the
図３に示すように、ロータリバルブ１４は、その構成部品として、ハウジング３０、ロータ３３、カバー３４、モータ３５、３つのギア３６Ａ〜３６Ｃからなる減速ギア機構を備える。ロータリバルブ１４の骨格をなすハウジング３０には、上記３つの吐出ポートＰ１〜Ｐ３が設けられている。ハウジング３０は、ハウジング本体３０Ａと、各水路Ｒ１〜Ｒ３がそれぞれ接続されるコネクタ部３０Ｂ〜３０Ｄとに分割形成されている。図３には、こうしたハウジング３０が、ラジエータ水路Ｒ１のコネクタ部３０Ｂがハウジング本体３０Ａから分離された状態で示されている。
As shown in FIG. 3, the
ハウジング本体３０Ａの下部には、回転に応じて各吐出ポートＰ１〜Ｐ３の開口面積を可変とするロータ３３が収容されている。また、ハウジング本体３０Ａの上部には、モータ３５及び減速ギア機構が収容される。モータ３５は、減速ギア機構を構成する各ギア３６Ａ〜３６Ｃを介して、ロータ３３の回転軸であるロータ軸３３Ａに連結された状態でハウジング３０に収容され、これにより、モータ３５の回転が減速された上でロータ３３に伝達されるようになっている。
A
一方、ハウジング３０には、モータ３５及び減速ギア機構が収容された部分の上方を覆うようにカバー３４が取り付けられる。カバー３４の内部には、ハウジング３０に対するロータ３３の相対回転位相（以下、ロータ位相θと記載する）を検出するための位相センサＳ５が取り付けられている。こうした位相センサＳ５の検出信号は、上記電子制御ユニット２５に入力されている。
On the other hand, a
図４に、下方から見たハウジング本体３０Ａの斜視構造を示す。ハウジング本体３０Ａの下側の面は、シリンダヘッド１２への取付面３０Ｅとされており、ロータリバルブ１４は、この取付面３０Ｅがシリンダヘッド１２の外壁に接した状態でエンジン１０に組み付けられる。ハウジング本体３０Ａにおけるロータ３３の収容空間は、取付面３０Ｅに開口しており、その開口は、シリンダヘッド１２のウォータジャケット１２Ａから冷却液が流入する流入ポート３０Ｆとなっている。そして、上記３つの吐出ポートＰ１〜Ｐ３は、ハウジング３０の内側において、こうしたロータ３３の収容空間にそれぞれ開口している。
FIG. 4 shows a perspective structure of the housing
なお、ハウジング本体３０Ａには、上述のリリーフ水路Ｒ４が、ロータ３３を介さず、流入ポート３０ＦとラジエータポートＰ１とを連通するように設けられている。そして、ハウジング３０内には、そうしたリリーフ水路Ｒ４に位置するように、上述のリリーフ弁２２が収容されている。
The
図５に示すように、ロータ３３は、２つの樽型の物体を上下に重ね合わせた形状とされている。そしてロータ３３には、その上面中央から上方に突出すようにロータ軸３３Ａが設けられている。そして、ロータ３３は、ベアリング３３Ｂによりロータ軸３３Ａが回転可能に軸支された状態でハウジング３０内に収容されている。なお、ロータ軸３３Ａには、ロータ３３を収容したハウジング３０の下部から、モータ３５及び減速ギア機構を収容した同ハウジング３０の上部への冷却水の漏出を防ぐためのシール部材３３Ｃが取り付けられている。
As shown in FIG. 5, the
ロータ３３は、ハウジング３０に収容された際に流入ポート３０Ｆに連通する開口を下面に有した中空構造とされている。ロータ３３の、上記２つの樽型の部分の側周には、冷却水が流通可能な２つの孔３９，４０が設けられている。ハウジング３０に収容された状態において、ロータ３３の下部に設けられた孔３９は、ロータ位相θがある範囲内にあるときに、ヒータポートＰ２及びデバイスポートＰ３の少なくとも一方と連通する。また、ロータ３３の上部に設けられた孔４０は、ロータ位相θが別の範囲内にあるときに、ラジエータポートＰ１と連通する。各吐出ポートＰ１〜Ｐ３は、対応する孔３９又は孔４０に対して完全に重なり合わない状態となる位置にロータ３３が位置するときに閉じて、接続された水路Ｒ１〜Ｒ３への冷却水の吐出を遮断する。また、各吐出ポートＰ１〜Ｐ３は、孔３９又は孔４０に対してその一部又は全部が重なり合った状態となる位置にロータ３３が位置するときに開いて、接続された水路Ｒ１〜Ｒ３への冷却水の吐出を許容する。
The
さらに、ロータ３３の上面には、一部をストッパ４３として残すように、ロータ軸３３Ａの根本部分を囲んで円弧状に延びる溝４２が形成されている。一方、図４に示すように、ハウジング３０におけるロータ３３の収容空間の奥部には、ロータ３３を収容した際に、そうした溝４２内に収容されるストッパ４４が形成されている。そして、それらストッパ４３，４４との当接により、ハウジング３０内でのロータ３３の回動範囲が制限されている。
Further, a
図６に、ロータリバルブ１４のロータ位相θと各吐出ポートＰ１〜Ｐ３の開口率との関係を示す。なお、ロータ位相θは、すべての吐出ポートＰ１〜Ｐ３が閉じた状態となる位置を、ロータ位相θが「０°」の位置とし、その位置からの上方から見た時計回り方向（プラス方向）、及び半時計回り方向（マイナス方向）のロータ３３の回転角度を表している。また、開口率は、全開時の開口面積を「１００％」とした、各吐出ポートＰ１〜Ｐ３の開口面積の比率を表している。
FIG. 6 shows the relationship between the rotor phase θ of the
同図に示すように、各吐出ポートＰ１〜Ｐ３の開口率は、ロータ位相θにより変化するように設定されている。なお、ロータ位相θが「０°」の位置よりもプラス側のロータ位相θの範囲は、外気温が低く、車室の暖房が使用される可能性が高いとき（冬モード時）に使用されるロータ位相θの範囲（冬モード使用域）とされている。また、ロータ位相θが「０°」の位置よりもマイナス側のロータ位相θの範囲は、外気温が高く、車室の暖房が使用される可能性が低いとき（夏モード時）に使用されるロータ位相θの範囲（夏モード使用域）とされている。 As shown in the figure, the aperture ratios of the discharge ports P1 to P3 are set so as to change depending on the rotor phase θ. The range of the rotor phase θ on the plus side of the position where the rotor phase θ is “0 °” is used when the outside air temperature is low and there is a high possibility that the heating of the passenger compartment is used (in winter mode). The rotor phase θ range (winter mode use range). Further, the range of the rotor phase θ on the minus side of the position where the rotor phase θ is “0 °” is used when the outside air temperature is high and the possibility of heating the passenger compartment is low (in the summer mode). The rotor phase θ is within the range (summer mode use range).
ロータ位相θが「０°」の位置からロータ３３をプラス方向に回転させると、まずヒータポートＰ２が開き始め、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Ｐ２の開口率が次第に大きくなる。ヒータポートＰ２が全開に、すなわちその開口率が「１００％」に達すると、次にデバイスポートＰ３が開き始め、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Ｐ３の開口率が次第に大きくなる。そして、デバイスポートＰ３が全開に、すなわちその開口率が「１００％」に達すると、ラジエータポートＰ１が開き始め、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の開口率が次第に大きくなる。そして、ラジエータポートＰ１の開口率は、ロータ３３のそれ以上のプラス方向への回転が、ストッパ４３、４４の当接により規制される位置よりも手前の位置で「１００％」に達するようになる。
When the
一方、ロータ位相θが「０°」の位置からロータ３３をマイナス方向に回転させると、まずデバイスポートＰ３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Ｐ３の開口率が次第に大きくなる。そして、デバイスポートＰ３が全開に、すなわちその開口率が「１００％」に達す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、マイナ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の開口率が次第に大きくなる。そして、ラジエータポートＰ１の開口率は、ロータ３３のそれ以上のマイナス方向への回転が、ストッパ４３、４４の当接により規制される位置よりも手前の位置で「１００％」に達するようになる。ちなみに、ロータ位相が「０°」の位置よりもマイナス側の夏モード使用域では、ヒータポートＰ２は常に全閉となっている。
On the other hand, when the
（ロータリバルブの制御）
図７に、ロータリバルブ１４の制御に係る電子制御ユニット２５の制御構造を示す。同図に示すように、電子制御ユニット２５には、ロータリバルブ１４の制御に係る制御構造として、目標位相設定部５０、デューティ指令値演算部５１、モータ駆動部５２、及び起動点学習処理部５３が設けられている。
(Rotary valve control)
FIG. 7 shows a control structure of the
目標位相設定部５０には、出口水温Ｔｏｕｔ、エンジン回転数Ｎｅ、シリンダ吸入空気量ＫＬ、ＩＧ信号が入力されている。なお、ＩＧ信号は、イグニッションスイッチ５４の操作状況を示す信号であり、同イグニッションスイッチ５４のオン・オフに連動してオン・オフされる。そして、目標位相設定部５０は、エンジン１０の運転中、すなわち、イグニッションスイッチ５４がオンとされてからオフとされるまでの期間、それらの入力に基づき、目標位相θｔを設定し、設定した目標位相θｔをデューティ指令値演算部５１に出力する。
The target
デューティ指令値演算部５１には、目標位相θｔに加え、位相センサＳ５が検出した実際のロータ位相θが入力されている。そして、デューティ指令値演算部５１は、目標位相θｔの入力に応じて、モータ３５の回転方向と同モータ３５に印加する電圧（以下、モータ電圧と記載する）とを指示する指令値であるデューティ指令値ＤＴを演算して、その演算したデューティ指令値ＤＴをモータ駆動部５２に出力する。
In addition to the target phase θt, the actual rotor phase θ detected by the phase sensor S5 is input to the duty command
モータ駆動部５２は、入力されたデューティ指令値ＤＴに応じて、モータ３５の駆動制御を行う。なお、モータ駆動部５２は、モータ３５の駆動制御に際して、モータ電圧、及び同モータ３５に流す電流の向きを、デューティ指令値ＤＴに応じて調整している。
The
起動点学習処理部５３は、ロータリバルブ１４において、ロータ３３の回転を開始するために必要な最小のモータ電圧である起動点電圧（厳密には、モータ電圧が起動点電圧となるデューティ比である起動点デューティ学習値ＤＴ０）の学習を行う。起動点学習処理部５３は、こうした学習のためのモータ３５の駆動を行うため、デューティ指令値演算部５１と同様の、ロータ位相θと目標位相θｔとに基づくデューティ指令値ＤＴの演算機構と、モータ駆動部５２と同様のデューティ指令値ＤＴに基づくモータ３５の駆動制御機能と、を備えている。ちなみに、起動点デューティ比Ｄ０の値は、電子制御ユニット２５のメインリレーの遮断中も、通電が維持されて記憶を保持可能なバックアップメモリに記憶されている。
The starting point
なお、起動点学習処理部５３には、ＩＧ信号、バッテリ電圧Ｖ、ロータ位相θ、完全暖機完了フラグＦ１が入力されている。バッテリ電圧Ｖは、モータ３５に電圧を供給するバッテリの電圧を表している。一方、完全暖機完了フラグＦ１は、エンジン１０の完全暖機が完了しているか否かを示すフラグであり、同フラグＦ１のオン・オフは、電子制御ユニット２５により判定されている。なお、エンジン１０の完全暖機の完了とは、エンジン１０において、冷却水に加え、オイルも十分に温まった状態となっていることを表す。ちなみに、電子制御ユニット２５は、エンジン１０の始動後における吸入空気量Ｇａの積算値や出口水温Ｔｏｕｔなどに基づき、オイルの温度を求めており、同オイルの温度が規定の完全暖機判定値以上である場合に、完全暖機完了フラグＦ１をオンとしている。
Note that the IG signal, the battery voltage V, the rotor phase θ, and the complete warm-up completion flag F1 are input to the starting point
（目標位相の設定）
ここで、目標位相設定部５０による目標位相θｔの設定に係る処理の詳細を説明する。なお、後述のように、ロータリバルブ１４のロータ３３は、イグニッションスイッチ５４のオフ後、最終的に、吐出ポートＰ１〜Ｐ３のすべてが閉じられるロータ位相θが「０°」の位置に回転されており、イグニッションスイッチ５４がオンとされたときのロータ３３は、ロータ位相θが「０°」となる位置に位置している。なお、以下、イグニッションスイッチ５４のオフ後に最終的にロータ３３が回転される位置（ここではロータ位相θが「０°」となる位置）を、ＩＧオフ後最終目標位相θｆと記載する。
(Target phase setting)
Here, details of the processing related to the setting of the target phase θt by the target
目標位相設定部５０は、出口水温Ｔｏｕｔが規定の水停止解除温度Ｔ１未満の場合、目標位相θｔを「０°」に保持している。水停止解除温度Ｔ１は、エンジン１０の暖機（冷却水の暖機）が完了したと判定する出口水温Ｔｏｕｔである暖機完了温度Ｔ２よりも低い温度に設定されている。このときには、吐出ポートＰ１〜Ｐ３がすべて閉じられるため、冷却水回路での冷却水の流れがロータリバルブ１４で堰き止められる。そして、これにより、ウォータジャケット１１Ａ，１２Ａ内に冷却水を留めて同冷却水の昇温を促すことで、エンジン１０の暖機を促進している。
The target
また、目標位相設定部５０は、出口水温Ｔｏｕｔが水停止解除温度Ｔ１以上、且つ暖機完了温度Ｔ２未満の場合、暖房要求の有無と、出口水温Ｔｏｕｔとに基づき、目標位相θｔを設定する。暖房要求の有無は、例えば外気温に基づき判断され、外気温が規定値以下の場合、要求有りとされる。
Further, when the outlet water temperature Tout is equal to or higher than the water stop cancellation temperature T1 and lower than the warm-up completion temperature T2, the target
上記のように出口水温Ｔｏｕｔが水停止解除温度Ｔ１未満の場合、目標位相θｔは「０°」に保持されている。暖房要求が有る場合の目標位相θｔは、水停止解除温度Ｔ１を超えて出口水温Ｔｏｕｔが上昇するにつれ、「０°」からプラス方向に大きくされていき、出口水温Ｔｏｕｔが暖機完了温度Ｔ２となったときには、冬モード使用域におけるラジエータポートＰ１が開く直前の位置に達するように設定される。一方、暖房要求が無い場合の目標位相θｔは、水停止解除温度Ｔ１を超えて出口水温Ｔｏｕｔが上昇するにつれ、「０°」からマイナス方向に大きくされていき、出口水温Ｔｏｕｔが暖機完了温度Ｔ２となったときには、夏モード使用域におけるラジエータポートＰ１が開く直前の位置に達するように設定される。 As described above, when the outlet water temperature Tout is lower than the water stop cancellation temperature T1, the target phase θt is held at “0 °”. The target phase θt when there is a heating request increases from “0 °” in the positive direction as the outlet water temperature Tout rises beyond the water stop cancellation temperature T1, and the outlet water temperature Tout becomes the warm-up completion temperature T2. When it becomes, it is set to reach the position immediately before the radiator port P1 in the winter mode use region is opened. On the other hand, when there is no heating request, the target phase θt increases from “0 °” in the negative direction as the outlet water temperature Tout rises exceeding the water stop cancellation temperature T1, and the outlet water temperature Tout becomes the warm-up completion temperature. When T2 is reached, the position is set so as to reach the position immediately before the radiator port P1 in the summer mode use region is opened.
このときのロータリバルブ１４では、ヒータポートＰ２及びデバイスポートＰ３の少なくとも一方が開かれて、冷却水を搬送媒体としたヒータコア１６や各デバイス（１７〜２１）へのエンジン１０の熱供給が開始される。また、ウォータジャケット１１Ａ，１２Ａ内にも冷却水が流れ始め、その流量は、出口水温の上昇に応じて増大するようになる。ただし、このときのラジエータポートＰ１は閉じられており、ラジエータ１５で冷却水が冷却されることはないようになっている。
In the
さらに、目標位相設定部５０は、出口水温Ｔｏｕｔが暖機完了温度Ｔ２以上の場合、出口水温Ｔｏｕｔを、エンジン１０の運転状態に応じて設定された目標水温Ｔｏｂｊとすべく、目標位相θｔを出口水温Ｔｏｕｔに応じてフィードバック調整する。すなわち、出口水温Ｔｏｕｔが目標水温Ｔｏｂｊよりも低い場合には、ラジエータポートＰ１の開口率が減少するように目標位相θｔを調整し、出口水温Ｔｏｕｔが目標水温Ｔｏｂｊよりも高い場合には、ラジエータポートＰ１の開口率が増大するように目標位相θｔを調整する。
Further, when the outlet water temperature Tout is equal to or higher than the warm-up completion temperature T2, the target
なお、目標水温Ｔｏｂｊは、ノッキングが発生し易い状態でエンジン１０が運転されているときには、暖機完了温度Ｔ２よりも高い規定の低温側目標水温ＬＯに設定される。また、目標水温Ｔｏｂｊは、ノッキングが発生し難い状態でエンジン１０が運転されているときには、低温側目標水温ＬＯよりも高い規定の高温側目標水温ＨＩに設定される。すなわち、本実施形態では、ノッキングが発生し易い運転状態では、目標水温Ｔｏｂｊを低い温度とし、ノッキングが発生し難い運転状態では、目標水温Ｔｏｂｊを高い温度としている。これは次の理由による。
Note that the target water temperature Tobj is set to a specified low-temperature side target water temperature LO that is higher than the warm-up completion temperature T2 when the
冷却水温が高くなれば、シリンダブロック１１やシリンダヘッド１２の壁面温度も高くなり、それらの内部を通ってエンジン１０の各潤滑部に供給されるオイルの温度も高くなる。その結果、潤滑部におけるオイルの粘度が低下して、エンジン１０のフリクション損失が減少するため、その分、エンジン１０の燃費が向上するようになる。ただし、冷却水温を高くすれば、エンジン１０の燃焼温度が上がって、ノッキングが発生し易くなる。そして、ノッキングが発生してしまえば、ノック制御により点火時期が遅角されて、エンジン１０の燃焼効率が低下してしまうため、フリクション損失が減少しても、却って燃費が悪化する虞がある。これに対して、上記目標水温Ｔｏｂｊの設定によれば、ノッキングの発生を抑制可能な限りにおいて冷却水温を高くすることができるため、エンジン１０の燃費を効果的に向上することが可能となる。
If the cooling water temperature increases, the wall surface temperature of the cylinder block 11 and the
（デューティ指令値の演算）
次に、デューティ指令値演算部５１によるデューティ指令値ＤＴの演算に係る処理の詳細を説明する。
(Duty command value calculation)
Next, details of processing relating to the calculation of the duty command value DT by the duty command
デューティ指令値演算部５１は、目標位相θｔに対する実際のロータ位相θの偏差Δθ（＝θｔ−θ）に基づく比例積分制御アルゴリズムにより、デューティ指令値ＤＴを演算する。すなわち、デューティ指令値ＤＴの値は、上記偏差Δθに規定の比例ゲインＧｐを乗算して得られる比例項Ｐと、上記偏差Δθの時間積分値に規定の積分ゲインＧｉを乗算して得られる積分項Ｉとの和となるように演算されている。
The duty command
なお、デューティ指令値演算部５１は、ロータ位相θが目標位相θｔに収束し、ロータ３３の回転が停止した状態となったときに、積分項Ｉの値を「０」にリセットする。また、デューティ指令値演算部５１は、ロータ３３が停止した状態から同ロータ３３の回転を開始するときに、上述の起動点デューティ学習値ＤＴ０の分、積分項Ｉの値を積分方向にオフセットしている。
The duty
なお、積分方向とは、積分項Ｉの値の変化方向をいう。積分項Ｉの値は、上記偏差Δθが正の値となっているときには、プラス方向に変化（増加）し、上記偏差Δθが負の値となっているときには、マイナス方向に変化（減少）する。そのため、目標位相θｔが現在のロータ位相θよりもプラス方向の位置に設定されて（θｔ＞θ）、プラス方向へのロータ３３の回転を開始するときの積分方向は、プラス方向となる。また、目標位相θｔが現在のロータ位相θよりもマイナス方向の位置に設定されて（θｔ＜θ）、マイナス方向へのロータ３３の回転を開始するときの積分方向は、マイナス方向となる。したがって、上記積分項Ｉの値のオフセットは、プラス方向へのロータ３３の回転の開始時には、同積分項の値を「ＤＴ０」とするように行われ、マイナス方向へのロータ３３の回転の開始時には、同積分項の値を「−ＤＴ０」とするように行われる。
The integration direction refers to the direction of change of the value of the integral term I. The value of the integral term I changes (increases) in the positive direction when the deviation Δθ is a positive value, and changes (decreases) in the negative direction when the deviation Δθ is a negative value. . Therefore, the target phase θt is set to a position in the plus direction relative to the current rotor phase θ (θt> θ), and the integration direction when starting the rotation of the
（モータの駆動制御）
続いて、モータ駆動部５２によるモータ３５の駆動制御に係る処理の詳細を説明する。モータ３５の駆動に際してモータ駆動部５２は、モータ電圧をパルス幅変調により調整している。すなわち、モータ駆動部５２は、一定振幅のパルス列としてモータ３５に電圧を供給するとともに、パルス周期に対するパルス幅の時間比率であるデューティ比を調整することで、モータ電圧を調整している。モータ駆動部５２は、こうしたパルス列のデューティ比が、上記デューティ指令値ＤＴの絶対値となるように、モータ電圧の供給を行う。
(Motor drive control)
Next, details of processing related to drive control of the
なお、モータ３５は、同モータ３５に流す電流の向きにより、回転方向が変化するように構成されている。モータ駆動部５２は、デューティ指令値ＤＴが正の値の場合、モータ３５に流す電流の向きを、同モータ３５の回転方向が、ロータ３３をプラス方向に回転させる方向となる向きとする。また、モータ駆動部５２は、デューティ指令値ＤＴが負の値の場合、モータ３５に流す電流の向きを、同モータ３５の回転方向が、ロータ３３をマイナス方向に回転させる方向となる向きとする。
The
このようにモータ駆動部５２は、入力されたデューティ指令値ＤＴに応じて、モータ電圧のデューティ比、及びモータ３５に流す電流の向きを調整することで、モータ３５を駆動する。なお、モータ駆動部５２がロータリバルブ１４のモータ３５に印加する電圧は、デューティ指令値ＤＴの絶対値に比例する。こうした本実施形態では、デューティ指令値ＤＴの絶対値が、ロータリバルブ１４の印加電圧に相当する値となっている。
As described above, the
（起動点電圧の学習）
次に、起動点学習処理部５３による起動点電圧（起動点デューティ学習値ＤＴ０）の学習に係る処理の詳細を説明する。
(Learning of starting point voltage)
Next, details of processing related to learning of the starting point voltage (starting point duty learning value DT0) by the starting point
図８に、起動点デューティ学習値ＤＴ０の学習に係る起動点学習ルーチンのフローチャートを示す。起動点学習処理部５３は、イグニッションスイッチ５４がオフとされたときに、すなわちＩＧ信号がオンからオフに切り替わったときに、同ルーチンの処理を開始する。ちなみに、イグニッションスイッチ５４がオフとされても、本ルーチンの処理が終了するまでは、電子制御ユニット２５のメインリレーは遮断されないようになっている。
FIG. 8 shows a flowchart of a starting point learning routine related to learning of the starting point duty learned value DT0. The starting point
ＩＧ信号がオンからオフに切り替わり、起動点学習処理が開始されると、起動点学習処理部５３は、まずステップＳ１００において、完全暖機完了フラグＦ１がオンであるか否かを判定する。そして、起動点学習処理部５３は、完全暖機完了フラグＦ１がオンであれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１１０の処理に進み、オフであれば（ＮＯ）、今回の本ルーチンの処理を終了する。
When the IG signal is switched from on to off and the starting point learning process is started, the starting point
ステップＳ１１０に処理が進められると、起動点学習処理部５３は、そのステップＳ１１０において、バッテリ電圧Ｖが規定値α以上であるか否かを判定する。なお、規定値αの値には、本ルーチンでの起動点デューティ学習値ＤＴ０の学習のためのモータ３５の駆動を円滑に行うために必要なバッテリ電圧Ｖの最低値よりも高い電圧が設定されている。そして、起動点学習処理部５３は、バッテリ電圧Ｖが規定値α以上であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１２０に処理を進め、規定値α未満であれば（ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理を終了する。
When the process proceeds to step S110, the activation point
ステップＳ１２０に処理が進められると、起動点学習処理部５３は、そのステップＳ１２０において、ロータ位相θが規定の学習開始位相θ０となる位置にロータ３３が回転されるまで、モータ３５を駆動する。なお、本実施形態では、ＩＧオフ後最終目標位相θｆであるロータ位相θが「０°」となる位置からマイナス方向に規定の起動変化量θ１分回転したときの同ロータ３３の位置よりも、更にマイナス方向の位置が、学習開始位相θ０として設定されている。起動変化量θ１の詳細については、後述する。ちなみに、本実施形態では、夏モード使用域におけるラジエータポートＰ１が開く直前の位置が、学習開始位相θ０となっている。
When the process proceeds to step S120, the activation point
ロータ位相θが学習開始位相θ０となるまでモータ３５を駆動すると、起動点学習処理部５３は、ステップＳ１３０において、規定時間γ、デューティ指令値ＤＴの値を「０」に保持する。そして、起動点学習処理部５３は、その保持が終わると、ステップＳ１４０において、単位時間当たりの増加比率を一定としてのデューティ指令値ＤＴの増加を開始する。
When the
その後、起動点学習処理部５３は、ステップＳ１５０の判定処理、及びステップＳ１６０の判定処理を、いずれかの判定処理において肯定判定（ＹＥＳ）がなされるまで、規定の周期毎に繰り返し実施する。そして、ステップＳ１５０及びステップＳ１６０のいずれかにおいて肯定判定がなされると、ステップＳ１７０の処理に進む。
Thereafter, the activation point
ステップＳ１５０では、ステップＳ１４０におけるデューティ指令値ＤＴの増加を開始してからのロータ位相θの変化量が上述の起動変化量θ１に達するか否かが判定される。ロータ３３の回転が開始する前にも、ロータ３３やロータ軸３３Ａ等の撓みにより、若干のロータ位相θの変化が生じるが、起動変化量θ１の値には、回転開始前のロータ位相θの変化だけでは生じ得ない、ロータ３３が回転してこそ生じ得るロータ位相θの変化量が設定されている。
In step S150, it is determined whether or not the change amount of the rotor phase θ after the start of the increase in the duty command value DT in step S140 reaches the above-described start change amount θ1. Even before the rotation of the
ステップＳ１６０では、単位時間当たりのロータ位相θの変化量（以下、ロータ位相θの変化速度と記載する）に変化が生じるか否かが判定される。起動点学習処理部５３は、ステップＳ１４０におけるデューティ指令値ＤＴの増加の開始後、規定周期毎のロータ位相θの変化量から同ロータ位相θの変化速度を求めるとともに、デューティ指令値ＤＴの増加開始後のロータ位相θの平均変化速度を算出している。そして、今回の周期に求めた変化速度が、それまでの平均変化速度に対して規定値以上大きい場合に、ロータ位相θの変化速度が変化したと判定している。
In step S160, it is determined whether or not a change occurs in the amount of change in the rotor phase θ per unit time (hereinafter referred to as the change speed of the rotor phase θ). After starting the increase of the duty command value DT in step S140, the starting point
ステップＳ１７０に処理が進められると、起動点学習処理部５３は、そのステップＳ１７０において、ステップＳ１４０において開始したデューティ指令値ＤＴの増加を停止する。そして、起動点学習処理部５３は、ステップＳ１８０〜ステップＳ２２０の処理を通じて、ロータ位相θの変化速度が起動判定値ε以上となったときのデューティ指令値ＤＴの値（以下、デューティ指令値ＤＴの現在値と記載する）に基づき、起動点デューティ学習値ＤＴ０の値の更新を行う。このときの起動点デューティ学習値ＤＴ０の値の更新は、以下の態様で行われる。
When the process proceeds to step S170, the activation point
デューティ指令値ＤＴの現在値が、更新前の起動点デューティ学習値ＤＴ０の値に規定の最大更新量ζを加算した値（ＤＴ０＋ζ）よりも大きい場合（Ｓ１８０：ＹＥＳ）、更新後の値が、更新前の値に最大更新量ζを加算した値となるように、起動点デューティ学習値ＤＴ０の値が更新される（Ｓ１９０）。また、デューティ指令値ＤＴの現在値が、更新前の起動点デューティ学習値ＤＴ０の値から最大更新量ζを減算した値（ＤＴ０−ζ）よりも小さい場合（Ｓ２００：ＹＥＳ）、更新後の値が、更新前の値から最大更新量ζを減算した値となるように、起動点デューティ学習値ＤＴ０の値が更新される（Ｓ２１０）。さらに、デューティ指令値ＤＴの現在値と更新前の起動点デューティ学習値ＤＴ０との差の絶対値（｜ＤＴ−ＤＴ０｜）が最大更新量ζ未満の場合（Ｓ１８０：ＮＯ、且つＳ２００：ＮＯ）、更新後の値がデューティ指令値ＤＴの現在値となるように、起動点デューティ学習値ＤＴ０の値が更新される（Ｓ２２０）。なお、工場出荷後、又はバッテリクリア後における、起動点デューティ学習値ＤＴ０の値の初回更新に際しては、最大更新量ζの値が、2回目以降の更新時よりも大きい値に設定されている。 When the current value of the duty command value DT is larger than a value (DT0 + ζ) obtained by adding the prescribed maximum update amount ζ to the value of the starting point duty learning value DT0 before update (S180: YES), the value after update is The value of the starting point duty learned value DT0 is updated so as to be a value obtained by adding the maximum update amount ζ to the value before update (S190). Further, when the current value of the duty command value DT is smaller than a value (DT0−ζ) obtained by subtracting the maximum update amount ζ from the value of the starting point duty learned value DT0 before the update (S200: YES), the value after the update However, the value of the starting point duty learned value DT0 is updated so as to be a value obtained by subtracting the maximum update amount ζ from the value before update (S210). Further, when the absolute value (| DT−DT0 |) of the difference between the current value of the duty command value DT and the starting point duty learned value DT0 before update is less than the maximum update amount ζ (S180: NO and S200: NO). The starting point duty learned value DT0 is updated so that the updated value becomes the current value of the duty command value DT (S220). Note that when the value of the starting point duty learned value DT0 is updated for the first time after shipment from the factory or after the battery is cleared, the value of the maximum update amount ζ is set to a value larger than that for the second and subsequent updates.
こうして起動点デューティ学習値ＤＴ０の値の更新を終えると、起動点学習処理部５３は、ロータ位相θがＩＧオフ後最終目標位相θｆとなる迄、モータ３５を駆動する。そして、その後、今回の本ルーチンの処理を終了する。
When the update of the starting point duty learning value DT0 is thus completed, the starting point
（作用効果）
以上のように構成された本実施形態のエンジン冷却システムの制御装置の作用、及び同制御装置が奏する効果について説明する。
(Function and effect)
The operation of the control device for the engine cooling system of the present embodiment configured as described above, and the effects produced by the control device will be described.
上述のように、本実施形態のエンジン冷却システムの制御装置は、ロータリバルブ１４に設けられたモータ３５への電圧印加に応じて、同ロータリバルブ１４に内蔵されたロータ３３を回転することで、冷却水回路における冷却水の流れを変更している。そして、本実施形態では、こうしたロータリバルブ１４のロータ３３の回転位置（ロータ位相θ）を、目標位相θｔに対する現在のロータ位相θの偏差Δθに基づく、モータ電圧の比例積分制御を通じて制御している。
As described above, the control device for the engine cooling system of the present embodiment rotates the
こうしたロータリバルブ１４において、停止した状態のロータ３３を回転させるには、モータ３５の出力が、ロータ３３やロータ軸３３Ａ等の回転摺動抵抗を上回るだけのモータ電圧が必要となる。一方、ロータ３３が停止した状態からの微小なロータ位相θの変更が要求された場合には、その要求に対するモータ３５の駆動開始時から、比例項Ｐの値が、ロータ３３の回転開始に必要な最小のモータ電圧が得られるデューティ比よりも小さい値となることがある。そうした場合には、ロータ３３の回転は、直ぐには開始せず、目標位相θｔとロータ位相θとが乖離した状態が続いて積分項Ｉの値が十分に大きくなってはじめて、ロータ３３の回転が開始するようになる。
In such a
こうしてロータ３３の回転開始に遅れが生じると、冷却水温の調整にも遅れが生じてしまう。また、ロータ位相θが目標位相θｔに収束するまでの時間が長くなり、その分、モータ３５の通電時間も長くなるため、電力消費量が増大することになる。そして、冷却水温調整の遅れや電力消費量の増大は、エンジン１０の燃費の悪化を招くことになる。さらに、回転開始の指令からロータ３３の回転が実際に開始するまでの期間、モータ３５や減速ギア機構のギアの噛み合わせ部分に駆動トルクが加わり続けて、ギア歯の摩耗が進行し易くなるため、耐摩耗性の高い、高価なギアが必要となり、製造コストの増加を招くことにもなる。
Thus, when a delay occurs in the rotation start of the
これに対しては、ロータ３３の回転開始に必要な最小のモータ電圧（起動点電圧）が得られるデューティ比を予め求めておき、ロータ３３の回転を開始する際のデューティ指令値ＤＴの絶対値をそのデューティ比以上とすることで、即座のロータ３３の回転開始を可能とすることができる。ただし、起動点電圧には、ロータリバルブ１４の個体差によるばらつきがあり、また起動点電圧には経時変化が生じることもある。起動点電圧の経時変化は、ハウジング３０及びロータ３３の摺接面の摩耗による表面粗さの変化、シール部材３３Ｃの劣化による同シール部材３３Ｃのロータ軸３３Ａに対する緊縛力や摩擦力の変化、グリースの劣化によるベアリング３３Ｂの回転摺動抵抗の変化などがその要因となる。
For this, a duty ratio for obtaining a minimum motor voltage (starting point voltage) necessary for starting the rotation of the
本実施形態では、上述の起動点学習ルーチンの処理を通じて、起動点電圧が得られるデューティ比を起動点デューティ学習値ＤＴ０として学習することで、個体差や経時変化に関わらず、現状の起動点電圧を把握できるようにしている。そして、ロータ３３の回転開始時に、モータ電圧の比例積分制御における積分項Ｉの値を、起動点デューティ学習値ＤＴ０の値分オフセットすることで、起動点電圧以上のモータ電圧を当初からモータ３５に供給し、即座にロータ３３の回転を開始できるようにしている。
In the present embodiment, by learning the duty ratio at which the starting point voltage is obtained as the starting point duty learned value DT0 through the processing of the starting point learning routine described above, the current starting point voltage can be obtained regardless of individual differences or changes over time. To be able to grasp. At the start of the rotation of the
起動点デューティ学習値ＤＴ０の学習は、ロータ３３が停止した状態からデューティ指令値ＤＴを増加させていくとともに、ロータ３３が回転し始めたときのデューティ指令値ＤＴの値に基づき、起動点デューティ学習値ＤＴ０の値を更新する起動点学習処理を通じて行われる。図８の起動点学習ルーチンにおいては、ステップＳ１４０〜Ｓ２２０の処理が、起動点学習処理に対応した処理となっている。本実施形態では、こうした起動点学習処理を、（Ａ）イグニッションスイッチ５４がオフとされ、（Ｂ）エンジン１０の完全暖機が完了しており、且つ（Ｃ）バッテリ電圧Ｖが規定値α以上である、ことを条件に実行している。
The learning of the starting point duty learning value DT0 is performed by increasing the duty command value DT from the state in which the
こうした条件で起動点学習処理を実行しているのは、次の理由による。すなわち、起動点学習処理の実行中は、ロータ位相θを自由に変更できず、エンジン１０の運転状態の変化に応じた冷却水温の調整を行うことができなくなる。エンジン１０の運転中を除外すると、起動点学習処理を実行する時期は、イグニッションスイッチ５４がオンとされた直後、イグニッションスイッチ５４がオフとされた直後、エンジン１０のソーク期間のいずれかの時期となる。
The starting point learning process is executed under these conditions for the following reason. That is, during execution of the starting point learning process, the rotor phase θ cannot be freely changed, and the cooling water temperature cannot be adjusted according to the change in the operating state of the
なお、低温環境下では、シール部材３３Ｃやベアリング３３Ｂのグリースが硬化するため、起動点電圧が高くなる。これに対して、冷却水温の調整のためのロータリバルブ１４の駆動は、多くの場合、エンジン１０の完全暖機が完了した状態で行われる。そのため、エンジン１０の完全暖機が完了していない状態で起動点学習処理を行うと、冷却水温の調整を目的としたロータリバルブ１４の駆動が実際に行われるときの値とは乖離した値が、起動点デューティ学習値ＤＴ０の値として設定されてしまう虞がある。これに対して、イグニッションスイッチ５４がオンとされた直後にエンジン１０が完全暖機した状態となっていることは稀であり、完全暖機が完了した状態で起動点学習処理を実行する機会は殆ど無い。
In a low temperature environment, since the grease of the
また、起動点学習処理に際してはモータ３５が駆動されるため、エンジン１０が完全に停止した状態で起動点学習処理を行うと、周囲が静まったなか、モータ３５の駆動音だけが聴こえてしまうため、乗員が違和を感じる虞がある。よって、起動点学習処理は、イグニッションスイッチ５４がオフとされた直後の、エンジン１０が完全停止する前の期間に実行することが望ましい。また、バッテリ電圧Ｖが低下している場合には、設定したデューティ指令値ＤＴの値に対して本来得られる値よりもモータ電圧の実効値が低くなってしまうため、起動点電圧に相当する起動点デューティ学習値ＤＴ０の値を適切に学習できなくなる。よって、バッテリ電圧Ｖが低下した状態にないことも、起動点学習処理の実行の条件とすることが望ましい。
In addition, since the
ちなみに、こうした場合の起動点学習処理の実行機会は、最大でも、１トリップに１回となる。ただし、起動点電圧の個体差分は、起動点学習処理を１回実行すれば学習可能であり、起動点電圧の経時変化は、月単位、或いは年単位の長いスパンをかけて生じるものである。そのため、起動点学習処理の実行頻度は、数トリップに１回程度でも十分なものとなっている。 Incidentally, the execution opportunity of the starting point learning process in such a case is once per trip at the maximum. However, the individual difference of the starting point voltage can be learned by executing the starting point learning process once, and the change with time of the starting point voltage occurs over a long span of months or years. Therefore, the execution frequency of the starting point learning process is sufficient even about once every several trips.
図９に、本実施形態のエンジン冷却システムの制御装置による起動点学習処理の実行態様の一例を示す。
時刻ｔ１に、イグニッションスイッチ５４がオフとされて、ＩＧ信号がオンからオフに切り替わると、ロータ位相θが学習開始位相θ０となる位置に向け、ロータ３３が回転される。そして、時刻ｔ２にロータ位相θが学習開始位相θ０となる位置にロータ３３が到達すると、その時刻ｔ２から規定時間γが経過した時刻ｔ３まで、デューティ指令値ＤＴが「０」に保持される。この保持は、ロータ３３を完全に停止した状態とするために行われる。ちなみに、ロータ３３が完全に停止していない状態で起動点学習処理を開始すると、その開始直後にロータ３３の回転が開始したと判定されてしまい、起動点デューティ学習値ＤＴ０に誤った値が設定される虞がある。
FIG. 9 shows an example of an execution aspect of the starting point learning process by the control device for the engine cooling system of the present embodiment.
When the
時刻ｔ３からは、デューティ指令値ＤＴが、単位時間当たりの増加比率を一定として「０」から徐々に増加される。その後の時刻ｔ４にロータ３３の回転が開始し、更にその後の時刻ｔ５に、その回転開始が確認されると、その時点のデューティ指令値ＤＴの値に基づいて起動点デューティ学習値ＤＴ０の値が更新される。ちなみに、ここでは、ロータ位相θの変化速度が起動判定値ε以上となったことから、時刻ｔ５でのロータ３３の回転開始の確認がなされている。なお、同図では、分かり易くするため、時刻ｔ４と時刻ｔ５の間隔が誇張されているが、実際には、これらの間隔は僅かであり、時刻ｔ５におけるデューティ指令値ＤＴの値は、時刻ｔ４の値から殆ど変化していない。
From time t3, duty command value DT is gradually increased from “0” with a constant increase rate per unit time. After that, when the rotation of the
本実施形態では、このときの起動点デューティ学習値ＤＴ０の更新量を最大更新量ζ以下に制限している。そして、この更新量の制限により、ロータ３３の回転開始の誤判定などの結果、起動点デューティ学習値ＤＴ０の値が、実際の起動点電圧に対応した値から大きく乖離した値に更新されてしまわないようにしている。
In the present embodiment, the update amount of the starting point duty learned value DT0 at this time is limited to the maximum update amount ζ or less. As a result of the erroneous determination of the rotation start of the
一方、工場出荷後やバッテリクリア後における起動点デューティ学習値ＤＴ０の値の初回更新に際しては、ロータリバルブ１４の固体差分を、更新後の起動点デューティ学習値ＤＴ０の値に反映する必要がある。初回更新時に固体差分を反映できれば、２回目以降の更新時には、先の更新からの経時変化分のみを、更新後の起動点デューティ学習値ＤＴ０の値に反映すればよいことになる。一方、起動点デューティ学習値ＤＴ０の更新量の制限を緩和すれば、ロータ３３の回転開始を誤判定などによる、起動点デューティ学習値ＤＴ０の値の適正値からの乖離を十分抑制できなくなる。そこで、本実施形態では、初回更新時に限り、最大更新量ζを大きい値に設定して、固体差分の反映に必要な起動点デューティ学習値ＤＴ０の大幅な値の更新を許容するようにしている。
On the other hand, when the value of the starting point duty learned value DT0 is updated for the first time after factory shipment or after the battery is cleared, the individual difference of the
こうした更新を終えて起動点学習処理を完了した時刻ｔ５からは、ＩＧオフ後最終目標位相θｆに向けてロータ３３が回転され、時刻ｔ６にロータ位相θがＩＧオフ後最終目標位相θｆに達すると、起動点学習ルーチンの処理は完了することになる。
From time t5 when the update point is completed and the starting point learning process is completed, the
なお、上述のように、起動点学習処理では、学習開始位相θ０からロータ位相θの変化量が起動変化量θ１に達するか、ロータ位相θの変化速度が変化するか、のいずれかとなったときにロータ３３の回転が開始したと判定している。そして、その判定に応じて起動点デューティ学習値ＤＴ０の値を更新するまでが起動点学習処理となっている。したがって、起動点学習処理の完了時におけるロータ３３の位置は、学習開始位相θ０から起動変化量θ１分、ロータ３３がプラス方向に回転した位置、又はそれよりもマイナス方向の位置となる。
As described above, in the starting point learning process, when the change amount of the rotor phase θ reaches the starting change amount θ1 from the learning start phase θ0 or the change speed of the rotor phase θ changes. It is determined that the rotation of the
一方、本実施形態において、学習開始位相θ０は、ＩＧオフ後最終目標位相θｆから起動変化量θ１分、マイナス方向に回転したときのロータ３３の位置よりも、更にマイナス方向の位置に設定されている。したがって、起動点学習処理は必ず、ロータ３３がＩＧオフ後最終目標位相θｆよりもマイナス方向に位置した状態で完了することになる。
On the other hand, in the present embodiment, the learning start phase θ0 is set to a position in the minus direction further than the position of the
起動点学習処理の完了後にロータ３３は、ＩＧオフ後最終目標位相θｆに向けて回転されるが、このときのロータ３３の回転方向はプラス方向となる。そのため、本実施形態では、起動点学習処理の完了前からのプラス方向の回転を継続したまま、ロータ３３をＩＧオフ後最終目標位相θｆまで回転することが可能となる。
After completing the starting point learning process, the
ここで、起動点学習処理の完了時のロータ位相θが、ＩＧオフ後最終目標位相θｆよりもプラス方向の位置となると、起動点学習処理の完了後、ロータ３３の回転方向を反転しなければならなくなる。回転方向の反転時には、ロータ３３の回転速度は一旦「０」となる。そのため、ＩＧオフ後最終目標位相θｆへの到達に必要なロータ３３の回転量が同じでも、プラス方向の回転を継続できる場合には、マイナス方向への回転方向の反転が必要な場合よりも、起動点学習処理の完了後のモータ３５の駆動時間が短くなる。そして、起動点学習処理の完了後のモータ３５の駆動時間を短縮できれば、エンジン１０の完全停止前のモータ３５の駆動停止をより容易に達成可能となって、上述したモータ３５の駆動音による乗員の違和感の解消もより容易となる。
Here, when the rotor phase θ at the completion of the starting point learning process is in a positive direction position with respect to the final target phase θf after IG OFF, the rotation direction of the
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、バッテリ電圧Ｖが規定値α以上であることを起動点学習処理の実行の条件の一つとしていた。起動点学習処理へのバッテリ電圧Ｖの低下の影響が問題とならない場合には、バッテリ電圧Ｖが規定値α以上であることを起動点学習処理の実行の条件から除外するようにしてもよい。
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
In the embodiment described above, one of the conditions for executing the starting point learning process is that the battery voltage V is greater than or equal to the specified value α. When the influence of the decrease in the battery voltage V on the starting point learning process does not matter, it may be excluded from the condition for executing the starting point learning process that the battery voltage V is equal to or higher than the specified value α.
・上記実施形態では、オイル温度が完全暖機判定値以上となるエンジン１０の完全暖機の完了を、起動点学習処理の実行の条件の一つとしていた。一方、エンジンの多くでは、冷却水温度が規定の暖機判定値以上となることをもって暖機完了としているが、完全暖機の完了ではなく、そうした冷却水温度に基づき判定されたエンジン１０の暖機（以下、通常暖機）の完了を、起動点学習処理の実行の条件としてもよい。そうした場合にも、完全暖機時と通常暖機時とでロータリバルブ１４の環境温度が大幅に異なるのでなければ、起動点学習処理を通じて更新される起動点デューティ学習値ＤＴ０の値にあまり大きな違いは生じない。
In the above embodiment, the completion of the complete warm-up of the
・学習開始位相θ０やＩＧオフ後最終目標位相θｆの位置を、上記実施形態とは異なる位置に設定してもよい。例えば、起動点学習処理の完了後にロータ３３の回転方向の反転が必要となる位置に学習開始位相θ０を設定することも可能である。そうした場合にも、イグニッションスイッチ５４オフとしてからエンジン１０が完全停止するまでの時間に十分な余裕があれば、モータ３５の駆動音による違和感が問題となることはない。
The position of the learning start phase θ0 and the final target phase θf after IG OFF may be set to a position different from the above embodiment. For example, it is also possible to set the learning start phase θ0 at a position where the rotation direction of the
・上記実施形態では、初回更新時には、起動点デューティ学習値ＤＴ０の最大更新量ζを2回目以降の更新時よりも大きくしていたが、初回更新時であるか否かに関わらず、最大更新量ζを同じ値としてもよい。 In the above embodiment, at the time of the first update, the maximum update amount ζ of the starting point duty learned value DT0 is larger than that at the second and subsequent updates, but the maximum update is performed regardless of whether or not it is the first update. The amount ζ may be the same value.
・上記実施形態では、デューティ指令値ＤＴを「０」から徐々に増加させていきながら起動点学習処理を行うようにしていたが、増加を開始するデューティ指令値ＤＴの値を「０」以外の値とすることもできる。例えば、起動点デューティ学習値ＤＴ０が取り得る値の範囲が予め分かっていれば、その範囲の下限値から起動点学習処理でのデューティ指令値ＤＴの増加を行うことが可能である。起動点デューティ学習値ＤＴ０の更新前の値から一定の値を減算した値から、起動点学習処理でのデューティ指令値ＤＴの増加を開始するようにしてもよい。 In the above embodiment, the starting point learning process is performed while gradually increasing the duty command value DT from “0”. However, the duty command value DT that starts increasing is set to a value other than “0”. It can also be a value. For example, if the range of values that the starting point duty learned value DT0 can take is known in advance, the duty command value DT in the starting point learning process can be increased from the lower limit value of the range. The increase of the duty command value DT in the starting point learning process may be started from a value obtained by subtracting a certain value from the value before updating the starting point duty learned value DT0.
・上記実施形態では、起動点学習処理での起動点デューティ学習値ＤＴ０の更新量を最大更新量ζ未満に制限していたが、そうした更新量の制限を行わないようにしてもよい。すなわち、ロータ３３の回転開始が確認されたときのデューティ指令値ＤＴの値が常に更新後の値となるように、起動点学習処理における起動点デューティ学習値ＤＴ０の値の更新を行うようにしてもよい。
In the above embodiment, the update amount of the starting point duty learned value DT0 in the starting point learning process is limited to less than the maximum update amount ζ, but such update amount may not be limited. That is, the starting point duty learned value DT0 is updated in the starting point learning process so that the value of the duty command value DT when the rotation start of the
・上記実施形態では、起動点学習処理において、ロータ位相θが学習開始位相θ０となる位置にロータ３３を回転した後、規定時間γの間、デューティ指令値ＤＴを「０」に保持することで、ロータ３３を確実に停止させていた。すなわち、起動点学習ルーチンのステップＳ１４０の処理後、規定時間γが経過した時点でステップＳ１６０に処理が進められるようになっていた。ロータ３３の停止を、デューティ指令値ＤＴを「０」に保持する時間ではなく、ロータ位相θから判定するようにしてもよい。すなわち、ステップＳ１５０において、ロータ位相θが一定の状態が一定時間以上続いているか否かを判定する処理に変更するようにしてもよい。
In the above embodiment, in the starting point learning process, after rotating the
・上記実施形態では、起動点学習処理において、ロータ位相θの変化量が起動変化量θ１以上となった場合、ロータ位相θの変化速度が変化した場合、のいずれの場合にも、ロータ３３の回転が開始したと判定するようにしていたが、それらのいずれかの場合にのみ、ロータ３３の回転が開始したと判定するようにしてもよい。すなわち、起動点学習ルーチンにおいて、ステップＳ１７０、ステップＳ１８０のいずれか一方を割愛するようにしてもよい。また、ロータ位相θの変化量、変化速度を用いずにロータ３３の回転開始を判定するようにしてもよい。例えば、ラジエータ水路Ｒ１を流れる冷却水の流量を検出するセンサを設けるとともに、ラジエータポートＰ１が開く直前の位置からデューティ指令値ＤＴを増加させていき、ラジエータ水路Ｒ１の冷却水の流量が一定以上となったときにロータ３３の回転が開始したと判定することも可能である。
In the above embodiment, in the starting point learning process, when the change amount of the rotor phase θ is equal to or larger than the start change amount θ1, or when the change speed of the rotor phase θ changes, the
１０…エンジン、１４…ロータリバルブ、２５…電子制御ユニット、３３…ロータ、３５…モータ、５０…目標位相設定部、５１…デューティ指令値演算部、５２…モータ駆動部、５３…起動点学習処理部、５４…イグニッションスイッチ。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記ロータが停止した状態から前記ロータリバルブの印加電圧を増加させていくとともに、前記ロータが回転し始めたときの印加電圧に基づき、同ロータの回転開始に必要な最小の印加電圧である起動点電圧の学習値の値を更新する起動点学習処理を、イグニッションスイッチがオフとされたときに、前記エンジンの暖機が完了していることを条件に行う起動点学習処理部を備える
ことを特徴とするエンジン冷却システムの制御装置。 A cooling water circuit that circulates cooling water through the interior of the engine, and an electric rotary valve that changes the flow of cooling water in the cooling water circuit by rotating a built-in rotor according to application of voltage; In an engine cooling system control device comprising:
The starting point is the minimum applied voltage required to start rotation of the rotor based on the applied voltage when the rotor starts to rotate while increasing the applied voltage of the rotary valve from the state where the rotor is stopped. A starting point learning processing unit for performing a starting point learning process for updating the value of the voltage learning value on the condition that the engine has been warmed up when the ignition switch is turned off. The engine cooling system controller.
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| JP2016171123A JP2018035779A (en) | 2016-09-01 | 2016-09-01 | Control device of engine cooling system |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021046829A (en) * | 2019-09-19 | 2021-03-25 | トヨタ自動車株式会社 | Engine cooling device |
| CN112648062A (en) * | 2019-10-10 | 2021-04-13 | 广州汽车集团股份有限公司 | Self-learning method of temperature control module for automobile |
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| CN112648062A (en) * | 2019-10-10 | 2021-04-13 | 广州汽车集团股份有限公司 | Self-learning method of temperature control module for automobile |
| CN112648062B (en) * | 2019-10-10 | 2021-09-14 | 广州汽车集团股份有限公司 | Self-learning method of temperature control module for automobile |
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