特許 6805094 内燃機関の冷却装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6805094

(24)【登録日】2020年12月7日

(45)【発行日】2020年12月23日

(54)【発明の名称】内燃機関の冷却装置

(51)【国際特許分類】

   F01P 7/16 20060101AFI20201214BHJP

【ＦＩ】

   F01P7/16 503

【請求項の数】11

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2017-142210(P2017-142210)

(22)【出願日】2017年7月21日

(65)【公開番号】特開2019-23431(P2019-23431A)

(43)【公開日】2019年2月14日

【審査請求日】2019年12月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000237592

【氏名又は名称】株式会社デンソーテン

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】高木 登

(72)【発明者】

【氏名】山口 正晃

(72)【発明者】

【氏名】金子 理人

(72)【発明者】

【氏名】古谷 啓裕

(72)【発明者】

【氏名】安藤 宏和

(72)【発明者】

【氏名】山口 満

(72)【発明者】

【氏名】小野田 英俊

【審査官】 小関 峰夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１５６８２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０５６８５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１９６８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１９６９５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｐ ７／１４

Ｆ０１Ｐ １１／００

Ｆ０２Ｄ ４５／００

Ｆ１６Ｋ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関を通過するように冷媒を循環させる循環経路上に設けられ、モータによって回転されるロータと、前記ロータの回転角度位置を検出するセンサとを有したロータリーバルブと、
前記センサにより検出された前記ロータの検出角度と前記ロータの回転角度位置の目標値である目標角度との偏差である角度偏差を検出する偏差検出部と、
前記モータへ印加される駆動信号のデューティ比の指令値に関する学習値を記憶する記憶部と、
前記角度偏差と、前記記憶部に記憶された前記学習値とに基づいて、前記指令値を算出する指令値算出部と、
算出された前記指令値に従って前記モータを駆動させる制御部と、
前記モータの駆動によって前記ロータが少なくとも一方向に回転を開始したことを検出する回転検出部と、
前記回転検出部により前記ロータの回転開始が検出される度に回転開始時点での前記指令値に基づいて前記学習値を算出する学習値算出部と、
前記記憶部に記憶された前記学習値を算出された前記学習値に更新する更新部と、内燃機関の冷却装置。

【請求項2】

前記記憶部は、前記ロータの回転方向別に前記学習値を記憶し、
前記指令値算出部は、前記ロータの回転方向別に前記記憶部に記憶された前記学習値に基づいて、前記ロータの回転方向別に前記指令値を算出し、
前記回転検出部は、前記ロータの回転方向別に前記ロータの回転を検出し、
前記学習値算出部は、前記ロータの回転方向別に前記学習値を算出し、
前記更新部は、前記記憶部に記憶された前記ロータの回転方向別の前記学習値を、前記ロータの回転方向別に算出された前記学習値に更新する、請求項１の内燃機関の冷却装置。

【請求項3】

前記指令値算出部は、前記角度偏差に応じた比例項と、前記モータへの前記駆動信号の印加が開始されてからの時間経過と共に増大する積分項と、前記記憶部に記憶された前記学習値とに基づいて、前記指令値を算出する、請求項１又は２の内燃機関の冷却装置。

【請求項4】

前記指令値算出部は、前記モータへの前記駆動信号の印加が開始されてから所定期間以上前記ロータの回転が検出されなかった場合には、前記モータが往復回転するように前記指令値を算出する、請求項１乃至３の何れかの内燃機関の冷却装置。

【請求項5】

前記指令値算出部は、所定の固定値を時間積分した積分値に所定の積分ゲインを乗算することにより前記積分項を算出する、請求項３の内燃機関の冷却装置。

【請求項6】

前記指令値算出部は、前記学習値が前記ロータの動摩擦力に対応するように前記学習値を減少させて、前記指令値を算出する、請求項１乃至５の何れかの内燃機関の冷却装置。

【請求項7】

前記駆動信号が前記モータに印加されたことによって回転した前記ロータが前記目標角度を所定角度以上超えて回転した場合には、前記学習値を減少させる補正をして、前記記憶部に記憶された前記学習値を補正された前記学習値に更新する補正更新部を備えている、請求項１乃至６の何れかの内燃機関の冷却装置。

【請求項8】

前記学習値算出部は、今回取得された前記回転開始時点での前記指令値と前回取得された前記回転開始時点での前記指令値とに基づいて、前記学習値を算出する、請求項１乃至７の何れかの内燃機関の冷却装置。

【請求項9】

前記更新部は、前記循環経路に含まれ前記ロータリーバルブに接続され前記ロータの回転角度位置に応じて変更される流路の開度が所定値以下となる前記ロータの所定の回転角度範囲内に前記検出角度が属する場合には前記学習値を更新し、前記所定の回転角度範囲内に前記検出角度が属しない場合には前記学習値を更新しない、請求項１乃至８の何れかの内燃機関の冷却装置。

【請求項10】

前記更新部は、前記内燃機関の機関回転速度が所定値以下の場合に前記学習値を更新し、前記機関回転速度が前記所定値を超えている場合に前記学習値を更新しない、請求項１乃至９の何れかの内燃機関の冷却装置。

【請求項11】

前記ロータは、合成樹脂製である、請求項１乃至１０の何れかの内燃機関の冷却装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関の冷却装置に関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関の排気又は吸気の流れを調整するバルブの基準位置を学習する技術が知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５−１３２２０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば内燃機関の冷却装置では、内燃機関を通過して冷媒を循環させる循環経路上にロータリーバルブが配置されたものがある。ロータリーバルブは、ロータの回転角度位置に応じてロータリーバルブから所定箇所へ排出される冷媒の流量を調整できる。ロータの回転はモータにより制御され、モータの駆動はモータへ印加される駆動信号のデューティ比に基づいて制御される。

【0005】

ロータの回転抵抗は、経年変化により異なってくる。例えば経年変化によりロータの回転抵抗が減少すると、印加される駆動信号のデューティ比の指令値が同一の場合であっても、ロータが目標角度を超えて回転しすぎる可能性がある。また、経年変化によりロータの回転抵抗が増大すると、ロータの回転速度が低下して応答性が低下し、またロータが目標角度に到達するまでに時間を要して電力消費量が増大する可能性がある。このような経年変化に対応するために、ロータを回転させるために必要となる駆動信号のデューティ比を学習値として学習し、この学習値に基づいてデューティ比の指令値を制御することが考えられる。

【0006】

しかしながらロータの回転抵抗は、経年変化のみならず、ロータの回転角度位置やロータが受ける冷媒からの圧力によっても異なる。このため上記のような学習値の更新の頻度が少ないと、ロータの回転に適するようにデューティ比の指令値を制御できない可能性がある。

【0007】

そこで本発明は、ロータリーバルブのロータを駆動するモータへ印加される駆動信号のデューティ比の指令値に関する学習値の更新の頻度を確保した内燃機関の冷却装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的は、内燃機関を通過するように冷媒を循環させる循環経路上に設けられ、モータによって回転されるロータと、前記ロータの回転角度位置を検出するセンサとを有したロータリーバルブと、前記センサにより検出された前記ロータの検出角度と前記ロータの回転角度位置の目標値である目標角度との偏差である角度偏差を検出する偏差検出部と、前記モータへ印加される駆動信号のデューティ比の指令値に関する学習値を記憶する記憶部と、前記角度偏差と、前記記憶部に記憶された前記学習値とに基づいて、前記指令値を算出する指令値算出部と、算出された前記指令値に従って前記モータを駆動させる制御部と、前記モータの駆動によって前記ロータが少なくとも一方向に回転を開始したことを検出する回転検出部と、前記回転検出部により前記ロータの回転開始が検出される度に回転開始時点での前記指令値に基づいて前記学習値を算出する学習値算出部と、前記記憶部に記憶された前記学習値を算出された前記学習値に更新する更新部と、内燃機関の冷却装置によって達成できる。ロータの回転開始が検出される度に回転開始時点での指令値に基づいて学習値が算出されて更新されるため、学習値の更新の頻度が確保されている。

【0009】

前記記憶部は、前記ロータの回転方向別に前記学習値を記憶し、前記指令値算出部は、前記ロータの回転方向別に前記記憶部に記憶された前記学習値に基づいて、前記ロータの回転方向別に前記指令値を算出し、前記回転検出部は、前記ロータの回転方向別に前記ロータの回転を検出し、前記学習値算出部は、前記ロータの回転方向別に前記学習値を算出し、前記更新部は、前記記憶部に記憶された前記ロータの回転方向別の前記学習値を、前記ロータの回転方向別に算出された前記学習値に更新してもよい。

【0010】

前記指令値算出部は、前記角度偏差に応じた比例項と、前記モータへの前記駆動信号の印加が開始されてからの時間経過と共に増大する積分項と、前記記憶部に記憶された前記学習値とに基づいて、前記指令値を算出してもよい。

【0011】

前記指令値算出部は、前記モータへの前記駆動信号の印加が開始されてから所定期間以上前記ロータの回転が検出されなかった場合には、前記モータが往復回転するように前記指令値を算出してもよい。

【0012】

前記指令値算出部は、所定の固定値を時間積分した積分値に所定の積分ゲインを乗算することにより前記積分項を算出してもよい。

【0013】

前記指令値算出部は、前記学習値が前記ロータの動摩擦力に対応するように前記学習値を減少させて、前記指令値を算出してもよい。

【0014】

前記駆動信号が前記モータに印加されたことによって回転した前記ロータが前記目標角度を所定角度以上超えて回転した場合には、前記学習値を減少させる補正をして、前記記憶部に記憶された前記学習値を補正された前記学習値に更新する補正更新部を備えていてもよい。

【0015】

前記学習値算出部は、今回取得された前記回転開始時点での前記指令値と前回取得された前記回転開始時点での前記指令値とに基づいて、前記学習値を算出してもよい。

【0016】

前記更新部は、前記循環経路に含まれ前記ロータリーバルブに接続され前記ロータの回転角度位置に応じて変更される流路の開度が所定値以下となる前記ロータの所定の回転角度範囲内に前記検出角度が属する場合には前記学習値を更新し、前記所定の回転角度範囲内に前記検出角度が属しない場合には前記学習値を更新しなくてもよい。

【0017】

前記更新部は、前記内燃機関の機関回転速度が所定値以下の場合に前記学習値を更新し、前記機関回転速度が前記所定値を超えている場合に前記学習値を更新しなくてもよい。

【0018】

前記ロータは、合成樹脂製であってもよい。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、ロータリーバルブのロータを駆動するモータへ印加される駆動信号のデューティ比の指令値に関する学習値の更新の頻度を確保した内燃機関の冷却装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、エンジンの説明図である。

【図2】図２は、冷却装置の説明図である。

【図3】図３は、ロータリーバルブの説明図である。

【図4】図４は、ロータの説明図である。

【図5】図５Ａは、ロータと回転軸のみを示した斜視図であり、図５Ｂは、ハウジングを導入口側から見た図である。

【図6】図６は、ロータの回転角度に応じたラジエータ流路、ヒータコア流路、及びＡＴＦクーラ流路の開閉状態を示したグラフである。

【図7】図７Ａ〜図７Ｅは、ロータの角度に応じた、シール部材の開閉状態を示した模式的な断面図である。

【図8】図８は、ＥＣＵが実行するロータリーバルブの制御の一例を示したフローチャートである。

【図9】図９Ａは、比例項を算出するためのマップを示した図であり、図９Ｂは、異物排除運転での比例項を算出するためのマップを示した図である。

【図10】図１０は、学習値が更新される場合でのタイミングチャートである。

【図11】図１１は、ロータが過回転した場合でのタイミングチャートである。

【図12】図１２は、異物排除運転が実行される場合のタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

図１は、エンジン１の説明図である。エンジン１は、一対のバンク２Ｌ及び２Ｒをクランク軸の回りに適宜のバンク角だけ互いに傾けて配置したいわゆるＶ型エンジンである。バンク２Ｌ及び２Ｒのそれぞれには３つの気筒３が設けられている。気筒３には、気筒３内に燃料を噴射する燃料噴射弁４が設けられている。バンク２Ｌには吸気通路５Ｌ及び排気通路７Ｌが接続され、バンク２Ｒには吸気通路５Ｒ及び排気通路７Ｒがそれぞれ接続されている。吸気通路５Ｌ及び５Ｒは互いに独立し、排気通路７Ｌ及び７Ｒも少なくともそれぞれの上流側において互いに独立している。吸気通路５Ｌ及び５Ｒには、それぞれ、吸入空気量を調整するためのスロットル弁６Ｌ及び６Ｒが設けられている。エンジン１は、例えば車両等に搭載される内燃機関の一例である。

【0022】

また、図１にはＥＣＵ（Electronic Control Unit）９０を記載している。ＥＣＵ９０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びメモリ等を備える。ＥＣＵ９０は、ＲＯＭやメモリに記憶されたプログラムを実行することによりエンジン１を制御する。スロットル弁６Ｌ及び６Ｒの角度や燃料噴射弁４等の動作は、ＥＣＵ９０により制御される。また、ＥＣＵ９０には、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサＳ１、クランク角を検出するためのクランク角センサＳ２、後述する冷媒の温度を検出するための温度センサＳ３が電気的に接続されている。

【0023】

次に、エンジン１を冷却する冷却装置１０について説明する。図２は、冷却装置１０の説明図である。冷却装置１０では、エンジン１に形成されたブロックウォータジャケット２２Ｌ及び２２Ｒとヘッドウォータジャケット２４Ｌ及び２４Ｒを冷媒が流通することにより、エンジン１と冷媒の間で熱交換が行われてエンジン１が冷却される。尚、エンジン１のバンク２Ｌのシリンダブロック及びシリンダヘッドのそれぞれに、冷媒が流通するブロックウォータジャケット２２Ｌ及びヘッドウォータジャケット２４Ｌが形成されている。同様にバンク２Ｒのシリンダブロック及びシリンダヘッドのそれぞれに、ブロックウォータジャケット２２Ｒ及びヘッドウォータジャケット２４Ｒが形成されている。冷媒は、例えばＬＬＣ（Ｌｏｎｇ Ｌｉｆｅ Ｃｏｏｌａｎｔ）である。

【0024】

冷却装置１０は、ラジエータ３１、リザーブタンク３２、ヒータコア３３、ＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）クーラ３５、スロットルウォータジャケット３６Ｌ及び３６Ｒ、ウォーターポンプ３７及び３８、インレット３９を備える。ウォーターポンプ３７は、エンジン１の回転動力によって冷媒を搬送する機械式のポンプである。ウォーターポンプ３７から搬送された冷媒は合流流路１７から左右に互いに分岐した分岐流路１８Ｌ及び１８Ｒを介してそれぞれブロックウォータジャケット２２Ｌ及び２２Ｒ、ヘッドウォータジャケット２４Ｌ及び２４Ｒの順に供給される。ヘッドウォータジャケット２４Ｌ及び２４Ｒから排出された冷媒は、分岐流路１８Ｌ及び１８Ｒが互いに合流した合流流路１４を介してロータリーバルブ４０に供給される。ロータリーバルブ４０には、ラジエータ流路１１、ヒータコア流路１３、及びＡＴＦクーラ流路１５が接続されており、ロータリーバルブ４０の後述するロータの回転角度位置に応じてラジエータ流路１１、ヒータコア流路１３、及びＡＴＦクーラ流路１５の各開度が変更される。ロータリーバルブ４０の駆動は、ＥＣＵ９０により制御される。詳しくは後述する。

【0025】

ラジエータ流路１１は、ロータリーバルブ４０とインレット３９との間で接続され、途中にラジエータ３１が設けられている。ラジエータ３１では冷媒と外気との間で熱交換が行われ、冷媒の放熱が促進される。ラジエータ３１から排出された冷媒は、ラジエータ流路１１を介してインレット３９に供給される。

【0026】

ラジエータ流路１１のラジエータ３１よりも上流側の部分で分岐し、ラジエータ流路１１のラジエータ３１よりも下流側の部分で再びラジエータ流路１１に合流したリザーブタンク流路１２が設けられている。リザーブタンク流路１２の途中にはリザーブタンク３２が設けられている。リザーブタンク３２は、冷媒の温度や圧力の変化に伴う体積の変化分を吸収するために設けられている。

【0027】

ヒータコア流路１３は、ロータリーバルブ４０とインレット３９との間で接続され、途中にヒータコア３３が設けられている。ヒータコア３３では、冷媒と車内暖房用空気との間で熱交換が行われる。

【0028】

ヒータコア流路１３のヒータコア３３よりも上流側の部分で分岐し、ヒータコア流路１３のヒータコア３３よりも下流側の部分で再びヒータコア流路１３に合流したスロットル流路１６が設けられている。スロットル流路１６の途中には、上流側から順にスロットルウォータジャケット３６Ｒ及び３６Ｌが設けられている。スロットルウォータジャケット３６Ｒは、スロットル弁６Ｒ内部に設けられており、スロットルウォータジャケット３６Ｒで冷媒とスロットル弁６Ｒとの間で熱交換が行われてスロットル弁６Ｒが冷却される。同様にスロットルウォータジャケット３６Ｌは、スロットル弁６Ｌ内部に設けられており、スロットルウォータジャケット３６Ｌで冷媒とスロットル弁６Ｌとの間で熱交換が行われてスロットル弁６Ｒが冷却される。

【0029】

ヒータコア流路１３のスロットル流路１６と合流した地点よりも下流側にウォーターポンプ３８が設けられている。ウォーターポンプ３８は、ＥＣＵ９０によって制御される電動式のポンプであり、ヒータコア３３とスロットルウォータジャケット３６Ｒ及び３６Ｌとを通過する冷媒の搬送を補助するために設けられている。従って、ウォーターポンプ３７のみでも十分にヒータコア３３やスロットルウォータジャケット３６Ｒ及び３６Ｌに冷媒を流通させることができる場合や、スロットルウォータジャケット３６Ｒ及び３６Ｌが設けられておらずにウォーターポンプ３７のみでヒータコア３３に十分な冷媒を流通させることができる場合には、ウォーターポンプ３８が設けられていなくてもよい。

【0030】

ＡＴＦクーラ流路１５はロータリーバルブ４０と、ヒータコア流路１３のウォーターポンプ３８よりも下流側の部分との間に接続され、途中にＡＴＦクーラ３５が設けられている。ＡＴＦクーラ３５では、自動変速機の作動、潤滑、及び冷却のために用いられるＡＴＦと冷媒との間で熱交換されて、ＡＴＦが冷却される。

【0031】

上述したように、ラジエータ３１やリザーブタンク３２、ヒータコア３３、ＡＴＦクーラ３５を通過した後の冷媒は、インレット３９に供給され、インレット３９に供給された冷媒は、ウォーターポンプ３７により合流流路１７を介して再びエンジン１のブロックウォータジャケット２２Ｌ及び２２Ｒへと供給される。

【0032】

次に、ロータリーバルブ４０について説明する。図３は、ロータリーバルブ４０の説明図である。ロータリーバルブ４０は、ハウジング４１、ハウジング４１内に回転可能に収納されたロータ５１、及びロータ５１を回転駆動させるため駆動機構７０を備えている。ハウジング４１及びロータ５１は合成樹脂製である。

【0033】

ハウジング４１は、図３において上端側に後述する底部が形成されており、下端側は解放した略筒状である。ハウジング４１の上端側に、駆動機構７０が固定されている。ハウジング４１の下端部には導入口４５が形成されており、エンジン１のヘッドウォータジャケット２４Ｌ及び２４Ｒを通過した冷媒が導入口４５からハウジング４１内に供給される。ハウジング４１は、後述する回転軸５９の軸心方向ＡＤに並ぶように設けられた上段部４１ａ及び下段部４１ｂを有する。上段部４１ａは、軸心方向ＡＤでの中央部が径方向外側に突出するように湾曲した略円筒状である。下段部４１ｂも同様に、軸心方向ＡＤでの中央部が径方向外側に突出するように湾曲した略円筒状である。上段部４１ａは、下段部４１ｂよりも軸心方向ＡＤに長く形成されている。駆動機構７０は、上段部４１ａ側に設けられている。換言すれば、上段部４１ａは導入口４５から離れた側に位置し下段部４１ｂは導入口４５側に位置する。

【0034】

図３に示すように、上段部４１ａには、径方向外側に延びた排出部４３１が設けられている。同様に、下段部４１ｂには、径方向外側に延びた排出部４３３及び４３５が設けられている。排出部４３１及び４３３の回転軸５９周りの角度間隔は略９０度であり、排出部４３３及び４３５の回転軸５９周りの角度間隔も略９０度であるがこれに限定されない。排出部４３１、４３３、及び４３５は、ロータ５１の回転角度位置に応じて開閉される。このため、導入口４５を介してハウジング４１内に導入された冷媒は、ロータ５１の回転角度位置に応じて、排出部４３１、４３３、及び４３５へ通過する流量が制御される。ここで、排出部４３１、４３３、及び４３５には、それぞれ上述したラジエータ流路１１、ヒータコア流路１３、及びＡＴＦクーラ流路１５が接続される。このため、ロータ５１の回転角度位置に応じて、ラジエータ３１、ヒータコア３３、及びＡＴＦクーラ３５へ供給される冷媒の流量が制御される。尚、排出部４３１の内径は排出部４３３及び４３５のそれぞれよりも大きく、ラジエータ流路１１の内径もヒータコア流路１３及びＡＴＦクーラ流路１５よりも大きい。

【0035】

駆動機構７０は、ケース７１、モータ７２、ギア７３〜７６、及び角度センサ７８を備えている。ケース７１は、モータ７２、ギア７３〜７６、及び角度センサ７８を収納しており、ハウジング４１の上端側に固定されている。モータ７２は、ＥＣＵ９０によりその回転角度が制御される。ギア７３はモータ７２の回転軸に固定されている。ギア７４及び７５は、ケース７１内で回転可能に支持されている。ギア７４はギア７３に噛み合っており、ギア７５はギア７４に噛み合っている。ギア７６はギア７５に噛み合っており、ギア７６の中心に回転軸５９が接続されている。このようにモータ７２の動力がギア７３〜７６を介して回転軸５９に伝達される。ロータ５１は回転軸５９と一体的に回転する。このため、モータ７２によりロータ５１が回転する。

【0036】

角度センサ７８は、ギア７６の回転角度位置を検出する非接触式のセンサである。具体的には、角度センサ７８は、ギア７６と共に回転する不図示の磁性体との相対位置により変化する磁束密度に応じて、ＥＣＵ９０への出力信号が変化する素子であり、例えばホール素子である。ここで、上述したようにギア７６には回転軸５９が接続されており、回転軸５９はロータ５１に接続されている。このためＥＣＵ９０は、角度センサ７８の出力信号に基づいて、角度センサ７８が検出するロータ５１の検出角度を取得できる。尚、角度センサ７８の代わりに、例えば回転軸５９と共に回転するポテンショメータを採用してもよい。ポテンショメータによって回転軸５９を介してロータ５１の回転角度位置を検出することができるからである。また、角度センサ７８の代わりに、モータ７２の回転子の回転角度位置を検出するセンサを用いて、この回転子を検出することによりロータ５１の角度を検出してもよい。

【0037】

尚、図３においては、併せてＥＣＵ９０の機能ブロック図も示している。ＥＣＵ９０は、上述したＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びメモリにより機能的に実現される偏差検出部９１、記憶部９２、指令値算出部９３、制御部９４、回転検出部９５、学習値算出部９６、更新部９７及び補正更新部９８によりロータリーバルブ４０を制御する。これらについては詳しくは後述する。

【0038】

次に、ロータ５１について説明する。図４は、ロータ５１の説明図である。ロータ５１は、図４において上端側にある上端面５８が形成されており、下端側には導入口５５が形成された略筒状である。上端面５８側が駆動機構７０側に位置し、導入口５５が導入口４５側となるようにロータ５１はハウジング４１内に収容される。このため、冷媒はエンジン１から導入口４５及び５５を介してロータ５１内に導入される。尚、上端面５８には詳しくは後述するがストッパ部５８ｓが形成されている。

【0039】

ロータ５１は、軸心方向ＡＤに並んだ上段部５１ａ及び下段部５１ｂを有している。上段部５１ａは、軸心方向ＡＤでの中央部が径方向外側に突出するように湾曲した略円筒状である。下段部５１ｂも同様に、軸心方向ＡＤでの中央部が径方向外側に突出するように湾曲した略円筒状である。上段部５１ａは、下段部５１ｂよりも軸心方向ＡＤに長く形成されている。ロータ５１の上段部５１ａ及び下段部５１ｂは、それぞれ上述したハウジング４１の上段部４１ａ及び下段部４１ｂの内側に位置して、類似した形状となっている。上段部５１ａ及び下段部５１ｂには、それぞれ周方向に延びた上段排出口５３１及び下段排出口５３３が形成されている。上段排出口５３１及び下段排出口５３３は、周方向の長さ、周方向での位置、及び軸心方向ＡＤでの幅は互いに異なっている。具体的には、上段排出口５３１の周方向の長さは下段排出口５３３よりも短く、上段排出口５３１の軸心方向ＡＤでの幅は下段排出口５３３よりも広い。

【0040】

図４には、シール部材６１、６３、及び６５を示している。シール部材６１、６３、及び６５は、それぞれ排出部４３１、４３３、及び４３５内でそれぞれの軸方向の所定範囲内を移動可能に配置されており、ロータ５１側に付勢されている。シール部材６１は、略円筒状の筒部６１１と、筒部６１１の上段部５１ａ側の端部に筒部６１１よりも径が大きい略円環状のフランジ部６１３とを有している。フランジ部６１３の外径は、上段排出口５３１の軸心方向ＡＤでの幅よりも若干大きく形成されており、フランジ部６１３が上段排出口５３１を介してロータ５１内に挿入されないように形成されている。シール部材６５も同様に、略円筒状の筒部６５１と、筒部６５１の下段部５１ｂ側の端部に筒部６５１よりも径が大きい略円環状のフランジ部６５３とを有している。フランジ部６５３の外径は、下段排出口５３３の軸心方向ＡＤでの幅よりも若干大きく形成されており、フランジ部６５３が下段排出口５３３を介してロータ５１内に挿入されないように形成されている。シール部材６３も同様に、略円筒状の筒部６３１と、筒部６３１の下段部５１ｂ側の端部に筒部６３１よりも径が若干大きい不図示の略円環状のフランジ部が形成されている。このフランジ部の外径も、下段排出口５３３の軸心方向ＡＤでの幅よりも大きく形成されており、フランジ部が下段排出口５３３を介してロータ５１内に挿入されないように形成されている。

【0041】

ロータ５１が回転すると、シール部材６１のフランジ部６１３は上段部５１ａの外周側面上を摺動し、シール部材６１と上段排出口５３１との相対角度位置が変更され、両者の重なる面積が変更される。このため、ロータ５１の回転角度位置に応じて、ロータ５１内からシール部材６１及び排出部４３１を介してラジエータ３１へ排出される冷媒の流量が変更される。同様に、ロータ５１が回転すると、シール部材６３のフランジ部及びシール部材６５のフランジ部６５３は下段部５１ｂの外周側面上を摺動し、下段排出口５３３と排出部４３３との相対角度位置が変更されて両者の重なる面積が変更され、下段排出口５３３と排出部４３５との相対角度位置が変更され両者の重なる面積が変更される。このため、ロータ５１の回転角度位置に応じて、ロータ５１内からシール部材６３及び排出部４３３を介してヒータコア３３へ排出される冷媒の流量が変更されると共に、シール部材６５及び排出部４３５を介してＡＴＦクーラ３５へ排出される冷媒の流量も変更される。

【0042】

また、筒部６１１の外周にはコイル状のコイルスプリング６１ｓが巻回されている。コイルスプリング６１ｓの一端は排出部４３１の内面側に固定され、他端はシール部材６１のフランジ部６１３を上段部５１ａに向けて付勢している。このため、コイルスプリング６１ｓの付勢力によりシール部材６１のフランジ部６１３は常時上段部５１ａに押圧されている。これにより、上段部５１ａからシール部材６１のフランジ部６１３が離間して、冷媒がこの隙間から漏れて排出部４３１から排出されるはずの冷媒の流量が低下することが抑制されている。同様に、筒部６３１の外周にはコイル状のコイルスプリング６３ｓが巻回され、コイルスプリング６３ｓの一端は排出部４３３の内面側に固定され、他端はシール部材６３のフランジ部を下段部５１ｂに向けて付勢している。筒部６５１の外周にはコイル状のコイルスプリング６５ｓが巻回され、コイルスプリング６５ｓの一端は排出部４３５の内面側に固定され、他端はフランジ部６５３を下段部５１ｂに向けて付勢している。このため、下段部５１ｂからシール部材６３のフランジ部やシール部材６５のフランジ部６５３が離間して、冷媒がこの隙間から漏れて排出部４３３や排出部４３５から排出されるはずの冷媒の流量が低下することが抑制されている。

【0043】

尚、ロータリーバルブ４０が受ける冷媒からの圧力は、主にエンジン１の回転に連動した機械式のウォーターポンプ３７に依存する。即ち、エンジン１が高速回転している場合にはロータリーバルブ４０が受ける冷媒からの圧力も増大する。従ってコイルスプリング６１ｓ、６３ｓ、及び６５ｓの付勢力は、エンジン１が高速回転しておりロータリーバルブ４０が受ける冷媒の圧力が大きい場合であっても、ロータ５１からシール部材６１、６３、及び６５が離間しないように大きめに設定されている。

【0044】

次に、ロータ５１の回転可能範囲について説明する。図５Ａは、ロータ５１と回転軸５９のみを示した斜視図である。上述したようにストッパ部５８ｓは、回転軸５９を中心とした略扇状であって上端面５８上から突出して形成されている。図５Ｂは、ハウジング４１を導入口４５側から見た図である。尚、図５Ｂでは駆動機構７０については省略している。ハウジング４１の導入口４５が形成された側と対向する内上面４８には、回転軸５９が貫通する貫通孔４９の周辺に、貫通孔４９を中心とした略扇状のストッパ部４８ｓが内上面４８から突出して形成されている。ハウジング４１内にロータ５１が収容された状態では、ストッパ部４８ｓ及び５８ｓは周方向で対向する。このため、ロータ５１が所定の角度範囲以上に一方向に回転すると、ストッパ部５８ｓの一方の側面がストッパ部４８ｓの一方の側面に当接して、それ以上のロータ５１の回転が規制される。同様に、ロータ５１が所定の角度範囲以上に他方向に回転すると、ストッパ部５８ｓの他方の側面がストッパ部４８ｓの他方の側面に当接して、それ以上のロータ５１の回転が規制される。このようにしてロータ５１の回転可能な範囲が規制される。尚、ロータ５１の回転範囲を規制するストッパは、このような形状や位置に限定されない。また、例えばギア７６及びケース７１にそれぞれストッパ部を設けてロータ５１の回転範囲を間接的に規制してもよい。

【0045】

図６は、ロータ５１の回転角度に応じたラジエータ流路１１、ヒータコア流路１３、及びＡＴＦクーラ流路１５の開閉状態を示したグラフである。図６には、上述したストッパ部４８ｓ及び５８ｓにより規制されるロータ５１の回転可能な角度範囲である角度αＳから角度（−βＳ）までを示している。ロータ５１の回転の基準となる角度を角度０度とする。図６において角度０度から右側に進むほど、ロータ５１は軸心方向ＡＤの上端面５８側から見た場合にロータ５１が反時計方向に回転する場合を示している。図６において角度０度から左側に進むほど、ロータ５１は軸心方向ＡＤの上端面５８側から見た場合にロータ５１が時計方向に回転する場合を示している。また、角度０度から反時計方向に回転した場合でのロータ５１の角度を正の値で示し、角度０度から時計方向に回転した場合でのロータ５１の角度を負の値で示す。更に図６では、角度０度から反時計方向に回転した際のロータ５１の角度α１から角度αＳまでを示し、角度０度から時計方向に回転した際のロータ５１の角度（−β１）から角度（−βＳ）までを示している。角度α１から角度αＳは正の値であり、角度（−β１）から角度（−βＳ）は負の値である。尚、本明細書では、ロータ５１が上述した反時計方向に回転することを正回転すると称し、時計方向に回転することを逆回転すると称する。

【0046】

図７Ａ〜図７Ｅは、ロータ５１の角度に応じた、シール部材６１、６３、及び６５の開閉状態を示した模式的な断面図である。図７Ａ〜図７Ｅのそれぞれの上段ではシール部材６１の開閉状態を示し、下段ではシール部材６３及び６５の開閉状態を示している。図７Ａは角度（−βＳ）から角度（−β４）までの範囲での開閉状態を示し、図７Ｂは角度（−β１）から角度α１までの範囲での開閉状態を示し、図７Ｃは角度α２〜角度α３の範囲での開閉状態を示し、図７Ｄは角度α４〜角度α５の範囲での開閉状態を示し、図７Ｅは角度α５〜角度α６の範囲での開閉状態を示している。

【0047】

角度０度を挟むように角度（−β１）から角度α１までの範囲では、図７Ｂに示すようにシール部材６１は上段部５１ａの外周側面により全閉にされ、シール部材６３及び６５は下段部５１ｂの外周側面により全閉にされる。即ち、ラジエータ流路１１、ヒータコア流路１３、及びＡＴＦクーラ流路１５へは全閉となり、ロータリーバルブ４０からこれらの流路へは冷媒は排出されない。

【0048】

角度α１からロータ５１が正回転すると、下段排出口５３３がシール部材６３に重なり始めヒータコア流路１３の角度が徐々に増大し、角度α２で下段排出口５３３がシール部材６３に完全に重なりヒータコア流路１３は全開となる。また、角度α１から角度α２までの範囲では、シール部材６１及び６５はそれぞれ上段部５１ａ及び下段部５１ｂの外周側面により全閉に維持される。従って、角度α１から角度α２までの範囲では、ロータ５１が正回転するほどヒータコア流路１３の開度のみが増大し、ロータ５１が逆回転するほどヒータコア流路１３の開度のみが減少する。

【0049】

角度α２から角度α３までの範囲では、図７Ｃに示すようにシール部材６３は全開であり、シール部材６１及び６５はそれぞれ上段部５１ａ及び下段部５１ｂの外周側面により全閉に維持される。即ち、角度α２〜角度α３の範囲では、ロータ５１の回転角度位置によらずにヒータコア流路１３のみが全開であり、ラジエータ流路１１及びＡＴＦクーラ流路１５は全閉に維持される。

【0050】

角度α３からロータ５１が正回転すると、下段排出口５３３がシール部材６５に重なり始めＡＴＦクーラ流路１５の角度が徐々に増大し、角度α４で下段排出口５３３はシール部材６５に完全に重なりＡＴＦクーラ流路１５は全開となる。また、角度α３から角度α４までの範囲では、シール部材６１は上段部５１ａの外周側面により全閉に維持される。従って、角度α３から角度α４までの範囲では、ヒータコア流路１３が全開の状態で、ロータ５１が正回転するほどＡＴＦクーラ流路１５の角度のみが増大し、ロータ５１が逆回転するほどＡＴＦクーラ流路１５の角度のみが減少する。

【0051】

角度α４から角度α５までの範囲では、図７Ｄに示すようにシール部材６３及び６５は全開であり、シール部材６１は上段部５１ａの外周側面により全閉に維持される。即ち、角度α４〜角度α５の範囲では、ロータ５１の回転角度位置によらずにヒータコア流路１３及びＡＴＦクーラ流路１５は全開であり、ラジエータ流路１１は全閉に維持される。

【0052】

角度α５からロータ５１が正回転すると、上段排出口５３１がシール部材６１に重なり始めラジエータ流路１１の角度が徐々に増大し、角度α６で上段排出口５３１はシール部材６１に完全に重なりラジエータ流路１１は全開となる。また、角度α５から角度α６までの範囲では、図７Ｅに示すようにシール部材６３及び６５は全開に維持される。従って、角度α５から角度α６までの範囲では、ヒータコア流路１３及びＡＴＦクーラ流路１５が全開の状態で、ロータ５１が正回転するほどラジエータ流路１１の角度のみが増大し、ロータ５１が逆回転するほどラジエータ流路１１の角度のみが減少する。尚、角度α５から角度α６までの間には角度αＴが設定されているが、詳しくは後述する。

【0053】

角度α６から角度αＳまでの範囲では、上段排出口５３１がシール部材６１に完全に重なり、下段排出口５３３はシール部材６３及び６５に完全に重なり、ラジエータ流路１１、ヒータコア流路１３、及びＡＴＦクーラ流路１５は全開に維持される。上述したように、角度αＳは、上述したストッパ部５８ｓ及び４８ｓにより規制されるロータ５１の回転可能範囲の一端での角度である。

【0054】

角度（−β１）からロータ５１が逆回転すると、下段排出口５３３がシール部材６５に重なり始めＡＴＦクーラ流路１５の角度が徐々に増大し、角度（−β２）で下段排出口５３３は完全にシール部材６５に重なりＡＴＦクーラ流路１５は全開となる。また、角度（−β１）から角度（−β２）までの範囲では、シール部材６１及び６３はそれぞれ上段部５１ａ及び下段部５１ｂの外周側面により全閉に維持される。従って角度（−β１）から角度（−β２）までの範囲では、ラジエータ流路１１及びヒータコア流路１３が全閉の状態で、ロータ５１が逆回転するほどＡＴＦクーラ流路１５の角度が増大し、ロータ５１が正回転するほどＡＴＦクーラ流路１５の角度は減少する。

【0055】

角度（−β２）から角度（−β３）までの範囲では、シール部材６５は全開であり、シール部材６１及び６３はそれぞれ上段部５１ａ及び下段部５１ｂの外周側面により全閉に維持される。即ち、角度（−β２）から角度（−β３）までの範囲では、ロータ５１の回転角度位置によらずにＡＴＦクーラ流路１５のみが全開でありラジエータ流路１１及びヒータコア流路１３は全閉に維持される。

【0056】

角度（−β３）からロータ５１が逆回転すると、上段排出口５３１がシール部材６１に徐々に重なり始めラジエータ流路１１の角度が徐々に増大し、角度（−β４）で上段排出口５３１はシール部材６１に完全に重なりラジエータ流路１１は全開となる。また、角度（−β３）から角度（−β４）までの範囲では、シール部材６３は下段部５１ｂの外周側面により全閉に維持され、シール部材６５は全開に維持される。従って、角度（−β３）から角度（−β４）までの範囲では、ヒータコア流路１３が全閉でＡＴＦクーラ流路１５が全開の状態で、ロータ５１が逆回転するほどラジエータ流路１１の角度のみが増大し、ロータ５１が正回転するほどラジエータ流路１１の角度のみが減少する。尚、角度（−β３）から角度（−β４）までの間には角度（−βＴ）角度が設定されているが、詳しくは後述する。

【0057】

角度（−β４）から角度（−βＳ）までの範囲では、図７Ａに示すようにシール部材６１及びシール部材６５は全開であり、シール部材６３は下段部５１ｂの外周側面により全閉に維持される。即ち、角度（−β４）から角度（−βＳ）までの範囲では、ロータ５１の回転角度位置によらずにラジエータ流路１１及びＡＴＦクーラ流路１５は全開に維持されヒータコア流路１３は全閉に維持される。上述したように角度（−βＳ）は、上述したストッパ部５８ｓ及び４８ｓにより規制されるロータ５１の回転可能範囲の他端での角度である。尚、ロータ５１の回転角度位置は、後述するロータ５１の目標角度に到達するように制御されるが、この目標角度は角度αＳ及び角度（−βＳ）には設定されずに、それらの角度αＳ未満から角度（−βＳ）未満の間で設定される。

【0058】

次に、ロータ５１の回転の制御について説明する。ＥＣＵ９０は、モータ７２に印加する駆動信号のデューティ比の指令値を制御することにより、ロータ５１の回転を制御する。上記の指令値は、具体的には比例項、積分項、及び後述する学習値に基づいて算出される。比例項は、ロータ５１の回転角度位置の目標値である目標角度からロータ５１の検出角度を減算した角度偏差に応じている。検出角度は、上述したように角度センサ７８により検出される。積分項については、詳しくは後述する。

【0059】

学習値は、駆動信号のデューティ比に関する値である。具体的には、ＥＣＵ９０は、モータ７２に駆動信号の印加を開始してからロータ５１が回転を開始した時点でのデューティ比の指令値に基づいて、学習値を算出する。この理由について説明する。

【0060】

上述したように、ロータ５１にはコイルスプリング６１ｓ、６３ｓ、及び６５ｓによりそれぞれシール部材６１、６３、及び６５が押圧されており、これらはロータ５１の回転抵抗が増大する要因の一つである。このようなロータ５１の回転抵抗を考慮して、上述したモータ７２への駆動信号のデューティ比を予め増大させておくことが考えられる。しかしながら、駆動信号のデューティ比が大きすぎると、ロータ５１が目標回転位置を超えて回転する可能性がある。従って、ロータ５１を回転させるときには、モータ７２への駆動信号の印加を開始してからそのデューティ比を徐々に増大させるように制御することも考えられる。この場合、モータ７２への駆動信号の印加を開始した時点での駆動信号のデューティ比が小さすぎると、駆動信号の印加を開始してからロータ５１が実際に回転を開始するまでの期間が長くなる可能性がある。このため、ロータ５１が回転を開始しないにもかわらずモータ７２への駆動信号が印加されている期間が長くなり、電力消費量が増大する可能性上がる。このように、モータ７２への駆動信号のデューティ比の指令値は、大きすぎでも小さすぎても問題が起こる可能性がある。

【0061】

更に、ロータ５１を回転させるのに適したモータ７２への駆動信号のデューティ比は、経年変化により異なってくる可能性もある。例えば、経年変化により、シール部材６１のフランジ部６１３や、シール部材６３のフランジ部、シール部材６５のフランジ部６５３、上段部５１ａ及び下段部５１ｂが摩耗してロータ５１の回転抵抗が低下する可能性がある。また、経年変化によりコイルスプリング６１ｓ、６３ｓ、及び６５ｓの付勢力が低下して、これによってもロータ５１の回転抵抗が低下する可能性がある。更に、モータ７２の動作特性やギア７３〜７６や回転軸５９の回転特性も経変変化により変化する可能性がある。

【0062】

そこで本実施例では、実際にロータ５１が回転を開始した時点でのデューティ比の指令値に基づいて学習値が算出、更新され、この学習値に基づいてロータ５１を回転させるのに最適な駆動信号のデューティ比の指令値が算出される。

【0063】

また、本実施例では、所定条件下でロータ５１の回転の開始が検出される度に学習値が算出、更新され、新たに算出された学習値の更新の頻度が確保されている。この理由は以下による。ロータ５１を回転させるのに適したモータ７２への駆動信号のデューティ比は、複数の要因によって異なる可能性がある。複数の要因とは、例えばロータ５１が受ける冷媒からの圧力や、モータ７２への駆動信号の印加が開始される時点でのロータ５１の回転角度位置等である。

【0064】

例えば、上述したようにエンジン１が高速回転している場合には、ロータリーバルブ４０に導入される冷媒の流量が増大してロータ５１が受ける冷媒からの圧力も増大する。これに対してエンジン１が低速回転している場合には、ロータリーバルブ４０に導入される冷媒の流量も低下してロータ５１が受ける冷媒からの圧力も低下する。このため、ロータ５１が受ける冷媒から圧力の変化に応じてロータ５１の回転抵抗も変化し、ロータ５１を回転させるのに適したモータ７２への駆動信号のデューティ比も異なると考えられる。

【0065】

また、モータ７２への駆動信号の印加が開始される時点でのロータ５１の回転位置に応じて、ロータ５１の回転抵抗も異なる。例えば、シール部材６１が上段部５１ａの外周側面により全閉となった状態では、シール部材６１のフランジ部６１３と上段部５１ａの外周側面との接触面積は大きく、シール部材６１に起因したロータ５１の回転抵抗は大きい。一方、シール部材６１が上段排出口５３１に重なってラジエータ流路１１が全開となった状態では、シール部材６１のフランジ部６１３と上段部５１ａの外周側面との接触面積は小さく、シール部材６１に起因したロータ５１の回転抵抗は小さい。同様に、シール部材６３が下段部５１ｂの外周側面により全閉となった状態では、シール部材６３のフランジ部と下段部５１ｂの外周側面との接触面積は大きく、シール部材６３に起因したロータ５１の回転抵抗は大きい。一方、シール部材６３が下段排出口５３３に重なってヒータコア流路１３が全開となった状態では、シール部材６３のフランジ部と下段部５１ｂの外周側面との接触面積は小さく、シール部材６３に起因したロータ５１の回転抵抗は小さい。更に、シール部材６５が下段部５１ｂの外周側面により全閉となった状態では、シール部材６５のフランジ部６５３と下段部５１ｂの外周側面との接触面積は大きく、シール部材６５に起因したロータ５１の回転抵抗は大きい。一方、シール部材６５が下段排出口５３３に重なってＡＴＦクーラ流路１５が全開となった状態では、シール部材６５のフランジ部６５３と下段部５１ｂの外周側面との接触面積は小さく、シール部材６５に起因したロータ５１の回転抵抗は小さい。このようにモータ７２へ駆動信号の印加される時点でのロータ５１の回転角度位置に応じて、ロータ５１を回転させるのに適したモータ７２への駆動信号のデューティ比は異なる。

【0066】

以上のように、これらの要因によるロータ５１の回転抵抗への影響の度合いは、エンジン１の駆動中に常時変化し得るものである。このため、エンジン１の駆動中においては、モータ７２に印加される駆動信号のデューティ比の最適な指令値を決定する観点からは、学習値が更新される頻度は多い方が好ましい。

【0067】

特に本実施例では、ギア７３〜７６やロータ５１は合成樹脂製であり、これらが金属製の場合よりも軽量化されている。また、ロータ５１は合成樹脂製であるため、例えばアルミの削り出しにより作成されたロータと比較して、表面の粗さが小さく、シール部材６１、６３、及び６５との間の摩擦抵抗も小さい。このためロータ５１の回転抵抗は、ロータ５１が受ける冷媒からの圧力やロータ５１の実際の回転角度位置等による影響を受けやすい。従って学習値の更新の頻度が少ないと、冷媒の流量の変化やロータ５１の実際の回転角度位置の変化に対応できず、適切にロータ５１を回転させることができない可能性がある。このため本実施例では、学習値の更新の頻度が確保されている。

【0068】

次に、ＥＣＵ９０が実行するロータリーバルブ４０の制御の一例について説明する。図８は、ＥＣＵ９０が実行するロータリーバルブ４０の制御の一例を示したフローチャートである。尚、この制御は所定時間毎に繰り返し実行される。

【0069】

最初にロータ５１の目標角度からロータ５１の検出角度を減算した値である角度偏差の絶対値が、γ以上であるか否かが判定される（ステップＳ１）。γは正の値の角度であり、例えば０．３〜０．７度程度までの範囲内での所定の角度である。上記のステップＳ１で肯定判定の場合には、詳しくは後述するがロータ５１の角度が目標角度に到達するようにモータ７２が駆動される。尚、ロータ５１の目標角度は、ＥＣＵ９０によりエンジン１の回転速度や負荷、車内の暖房要求に応じて算出される。ここで、角度偏差自体は、上述したように正の値又は負の値をとる。角度偏差が正の値となる場合は、図６において目標角度がロータ５１の実際の角度よりも右側に位置する状態である。角度偏差が負の値となる場合は、図６において目標角度がロータ５１の実際の角度よりも左側に位置する状態である。ステップＳ１で否定判定の場合には、ロータ５１の角度は目標角度に到達しているものとみなされ、本制御は終了する。ステップＳ１の処理は、角度センサ７８により検出されたロータ５１の検出角度とロータ５１の回転角度位置の目標値である目標角度との偏差である角度偏差を検出する偏差検出部９１が実行する処理の一例である。

【0070】

ステップＳ１で肯定判定の場合には、ロータ５１の角度が目標角度に到達するようにロータ５１を回転させるための、モータ７２へ印加される駆動信号のデューティ比の指令値［％］が算出される（ステップＳ３）。指令値は、ロータ５１の回転方向別に算出される。具体的には、上述した角度偏差が正の場合にはロータ５１が正回転するように指令値も正の値として算出され、角度偏差が負の場合にはロータ５１が逆回転するように指令値も負の値として算出される。指令値は以下の式（１）により算出される。
指令値＝学習値×係数Ｋ＋比例項＋積分項…（１）

【0071】

ここで学習値［％］とは、ＥＣＵ９０のＲＡＭに記憶されている学習値である。この学習値も、ロータ５１の回転方向別にＥＣＵ９０のＲＡＭに記憶されている。具体的には、角度偏差が正の場合には正の値として記憶された学習値が用いられ、角度偏差が負の場合には負の値として記憶された学習値が用いられる。学習値は、ロータ５１の回転が開始した回転開始時点での指令値に基づいて算出され、ＲＡＭに記憶される。学習値及び係数Ｋについては、詳しくは後述する。ＥＣＵ９０のＲＡＭは、モータ７２へ印加される駆動信号のデューティ比の指令値に関する学習値を記憶する記憶部９２の一例である。

【0072】

比例項［％］は、目標角度から検出角度を減算して得られる角度偏差に応じて定められたマップに基づいて算出される。このマップは、ＥＣＵ９０のＲＡＭに記憶されている。図９Ａは、比例項を算出するためのマップを示した図である。横軸は角度偏差を示し、縦軸は比例項を示している。角度偏差が正の場合には比例項は正の値として算出され、角度偏差が負の場合には比例項は負の値として算出される。このマップでは、角度偏差の絶対値が減少するほど、比例項の絶対値も減少するように規定されている。尚、比例項の算出は、上記のようなマップに限られず数式により算出してもよい。

【0073】

積分項［％］は、所定の固定値を時間的に積分した積分値に、所定の積分ゲインを乗算した値である。角度偏差が正であれば積分ゲインは正の値であり、角度偏差が負であれば積分ゲインは負の値が用いられる。これにより、角度偏差が正であれば積分項も正の値として算出され、角度偏差が負であれば積分項も負の値として算出される。尚、積分ゲインを角度偏差の正負によらずに正の値とし、時間積分される固定値を、角度偏差が正であれば正の値とし角度偏差が負であれば負の値とした絶対値が同じ値であってもよい。積分項の詳細についても後述する。ステップＳ３の処理は、角度偏差と、ＲＡＭに記憶された学習値とに基づいて指令値を算出する指令値算出部９３が実行する処理の一例である。

【0074】

次に、算出された指令値に対してガード処理が実行される（ステップＳ５）。具体的には、ガード処理により指令値は以下のように制限される。指令値が上限ガード値以上の場合には、指令値は上限ガード値に制限される。指令値が下限ガード値以下の場合には、指令値は下限ガード値に制限される。算出された指令値が上限ガード値と下限ガード値との間にある場合には、指令値は制限されない。ここで、上限ガード値は正の値であり下限ガード値は負の値である。このようなガード処理により、指令値の絶対値が極端に大きい場合には指令値が上限ガード値又は下限ガード値に制限される。これにより、例えばギア７３〜７６に大きな負荷が加わることが抑制され、これらの耐久性の低下などが抑制される。

【0075】

尚、上記のガード処理では、以下に説明する何れかの条件を充足する場合には、充足しない場合と比較して、上限ガード値の絶対値及び下限ガード値の絶対値を減少補正するガード値減少補正が実行される。具体的には、ストッパ部５８ｓ及び４８ｓ同士が近接している場合に、ガード値減少補正が実行される。ストッパ部５８ｓ及び４８ｓ同士が近接している場合でデューティ比の指令値が大きいと、ロータ５１が回転してストッパ部５８ｓがストッパ部４８ｓに大きな力で衝突し、衝突音が増大してストッパ部５８ｓ及び４８ｓの耐久性も低下する可能性がある。このため、この場合にガード値減少補正が実行されることにより、デューティ比の指令値がより制限される。具体的には、ロータ５１の検出角度と角度αＳとの差分の大きさが所定値以下の場合には、ストッパ部５８ｓ及び４８ｓ同士が近接しているとして、上限ガード値がより小さい値に補正される。また、ロータ５１の検出角度と角度（−βＳ）との差分の大きさが所定値以下の場合には、ストッパ部５８ｓ及び４８ｓ同士が近接しているとして、下限ガード値の絶対値がより小さい値に補正される。また、ロータ５１の回転速度が速い場合にもガード値減少補正が実行される。ロータ５１の回転速度が速いと、ギア７３〜７６に大きな負荷が加わり耐久性の低下する可能性があり、回転速度が速すぎでストッパ部５８ｓがストッパ部４８ｓに衝突する可能性があるからである。従って、ロータ５１の回転速度が所定値以上の場合にガード値減少補正が実行されることにより、ロータ５１の回転速度を制限して、ギア７３〜７６やストッパ部５８ｓ及び４８ｓの耐久性の低下を抑制する。具体的には、角度センサ７８の出力信号に基づいて検出されたロータ５１の回転速度が所定値以上の場合には、ガード値減少補正が実行される。また、冷媒の温度が低い場合にもガード値減少補正が実行される。冷媒の温度が低い場合には、回転軸５９の回転を支持する含油メタル軸受の潤滑油の粘性が大きくなり、回転軸５９の外周面と軸受の内周面との当接面に潤滑油が十分に供給されずに、モータ７２の回転に伴って回転軸５９と軸受との接触音が増大する可能性がある。このような場合にガード値減少補正が実行されることにより、ロータ５１の回転速度が低下され、接触音の増大が抑制される。具体的には、温度センサＳ３に基づいて検出され冷媒の温度が所定値よりも低い場合に、ガード値減少補正が実行される。

【0076】

次に、ガード処理後の指令値でのデューティ比の駆動信号が、モータ７２に印加される（ステップＳ７）。これにより、モータ７２が回転しようとする。ステップＳ７の処理は、算出された指令値に従ってモータ７２を駆動させる制御部９４が実行する処理の一例である。次に、角度偏差の絶対値がδ以下を満たすか否かが判定される（ステップＳ９）。δは上述したγよりも小さい正の値の角度であり、例えば０．１〜０．４度程度までの間の所定の角度である。ステップＳ９で肯定判定の場合については後述する。

【0077】

ステップＳ９で否定判定の場合には、ロータ５１の回転が検出されたか否かが判定される（ステップＳ１１）。具体的には、モータ７２に駆動信号の印加が開始されてから、角度センサ７８の出力信号に基づいてロータ５１が回転したことが検出されたか否かが判定される。詳細には、所定期間内でのロータ５１が回転した角度が所定値以上となった場合に、即ち、ロータ５１の角度変化率が所定値以上となった場合に、ロータ５１が回転したものと検出される。ステップＳ１１で否定判定の場合については後述する。ステップＳ１１の処理は、モータ７２の駆動によってロータ５１が少なくとも一方向に回転を開始したことを検出する回転検出部９５が実行する処理の一例である。尚、上記の「モータ７２の駆動によって」とは、モータ７２に駆動信号が印加されていないにもかかわらず、冷媒の圧力やエンジン１の振動等に起因してロータ５１が回転した場合を除外する趣旨である。

【0078】

ステップＳ１１で肯定判定の場合には、ロータ５１の検出角度が角度αＴから角度（−βＴ）の範囲内に属するか否かが判定される（ステップＳ１３）。角度αＴは、図６に示したようにラジエータ流路１１が開き始める角度α５からラジエータ流路１１が全開となる角度α６までの間である。角度（−βＴ）は、ラジエータ流路１１が開き始める角度（−β３）からラジエータ流路１１が全開となる角度（−β４）までの間である。

【0079】

ここで、上述したようにラジエータ流路１１の内径もヒータコア流路１３及びＡＴＦクーラ流路１５のそれぞれよりも大きいため、これらの流路が全て全開の場合に各流路に流れる冷媒の流量は、ラジエータ流路１１での流量が最も大きい。このため、ロータ５１の検出角度が角度αＴから角度αＳの間では、ラジエータ流路１１が全開となるようにロータ５１を正回転させようとする冷媒の圧力が大きく増大する。同様に、ロータ５１の検出角度が角度（−βＴ）から角度（−βＳ）の間では、ラジエータ流路１１が全開となるようにロータ５１を逆回転させようとする冷媒の圧力が増大する。従って、ロータ５１の検出角度が角度αＴから角度（−βＴ）までの範囲内に属しない場合には、ロータ５１の回転開始時点での指令値が安定しない可能性がある。このためステップＳ１３で否定判定の場合には、後述する指令値に基づく学習値の算出や更新は実行されずに、再度ステップＳ３以降の処理が実行されて指令値が再度算出される。これにより、ロータ５１の回転開始時点での指令値の信頼性が確保され、この指令値に基づいて算出、更新される学習値の信頼性も確保される。また、本実施例のようにロータ５１の回転角度位置に応じて変更される流路が複数ある場合には、複数の流路のうち最も内径が大きいラジエータ流路１１の開度が所定値以下となる場合に、学習値の算出や更新が行われる。角度αＴから角度（−βＴ）は、ロータ５１の回転角度位置に応じて変更されるラジエータ流路１１の開度が所定値以下となるロータ５１の回転角度範囲内の一例である。

【0080】

ステップＳ１３で肯定判定の場合には、エンジン１の回転速度が２５００ｒｐｍ以下であるか否かが判定される（ステップＳ１５）。エンジン１の回転速度が２５００ｒｐｍを超えた高速回転状態の場合には、エンジン１の振動が増大し、ロータリーバルブ４０に振動が伝達しやすい状態にある。ここでロータリーバルブ４０に伝達する振動が大きい場合には、小さい場合と比較して、小さいトルクでロータ５１が回転することが考えられる。ロータリーバルブ４０に伝達する振動が大きいと、ロータ５１やシール部材６１、６３、及び６５も振動して、シール部材６１、６３、及び６５に対するロータ５１の回転の摩擦抵抗が小さくなると考えられるからである。このため、ロータリーバルブ４０に伝達される振動以外の条件が同一であっても、ロータリーバルブ４０に伝達される振動が大きい場合には、小さい場合よりもロータ５１の回転開始時点での指令値は小さくなる可能性があり、ロータ５１の回転開始時点での指令値が安定しない可能性がある。このためステップＳ１５で否定判定の場合には、後述する指令値に基づく学習値の算出や更新は行われず、再度ステップＳ３以降の処理が実行されて指令値が算出される。ステップＳ１５で肯定判定の場合に、指令値に基づく学習値の算出や更新が行われる。これにより、ロータ５１の回転開始時点での指令値の信頼性が確保され、この指令値に基づいて算出、更新される学習値の信頼性も確保される。尚、エンジン１の回転速度は、クランク角センサＳ２からの出力信号に基づいて判断される。また、回転速度は２５００ｒｐｍに限定されない。

【0081】

ステップＳ１３又はＳ１５で否定判定がなされた後に再度実行されるステップＳ３の処理では、前回ステップＳ３が実行されてから今回ステップＳ３が実行されるまでの期間中に角度偏差が減少している場合には、比例項の絶対値は減少するように算出される。また、積分項の絶対値は駆動信号の印加が開始されてからの経過時間によって増大するように算出される。ここで、比例項の絶対値の減少分よりも積分項の絶対値の増大分の方が大きくなるように比例ゲイン及び積分ゲインが設定されているため、算出される指令値は時間経過と共に増大する。

【0082】

ステップＳ１５で肯定判定の場合には、新たな学習値の算出が実行される（ステップＳ１７）。具体的には、以下のようにして行われる。モータ７２への駆動信号の印加が開始されてから、上述したようにロータ５１が回転を開始した時点でのモータ７２への駆動信号の指令値、即ち、ロータ５１が回転を開始した時点での駆動信号のデューティ比が取得される。次に、取得されたロータ５１の回転開始時点での指令値に基づいて、新たな学習値が算出される。ステップＳ１７の処理は、回転検出部９５によりロータ５１の回転開始が検出される度に回転開始時点での指令値に基づいて学習値を算出する学習値算出部９６が実行する処理の一例である。

【0083】

この学習値は、具体的には、以下の式（２）により算出される。
学習値＝前回学習値＋（今回指令値―前回指令値）÷係数Ｍ…（２）
今回指令値とは、今回の回転開始時点での指令値であり、直近に取得された指令値である。前回指令値とは、前回の回転開始時点での指令値であり、今回の回転開始時点での指令値よりも１回前に取得されたロータ５１の回転開始時点での指令値である。前回学習値とは、現時点でＥＣＵ９０のＲＡＭに既に記憶されている学習値であり、直近に更新された学習値である。係数Ｍは、本実施例では２である。

【0084】

学習値は、式（２）に示すように、今回指令値から前回指令値を減算した値を２である係数Ｍで除算した値に、前回学習値を加算した値として算出される。ここで、今回指令値から前回指令値を減算した値は、今回指令値と前回指令値との変化分を示している。この変化分を２で除算した値が前回学習値に加算されている。即ち、指令値の変化分に対してなまし処理が実行され、実際の変化分よりも小さい変化分が今回算出される学習値に反映される。例えば、車両の振動などの外乱の影響により今回指令値が前回指令値から大きく異なっている場合が考えられる。このような場合に実際の変化分を学習値に反映させると、外乱の影響が学習値に大きく反映され、学習値の信頼性が低下する可能性がある。よって本実施例では、上述のように実際の変化分に対してなまし処理が実行され、このなまし値に基づいて新たな学習値が算出される。このため、学習値に対する外乱の影響が抑制されて学習値の信頼性が確保される。尚、本実施例では係数Ｍは２であるが、これ以外の１を超えた実数であってもよい。

【0085】

学習値の算出は、上述したようにロータ５１の回転方向別に実行される。このため、上記の前回学習値、今回指令値、及び前回指令値は、回転方向別にＥＣＵ９０のＲＡＭに記憶されている。例えばロータ５１が正回転するように駆動信号がモータ７２に印加されてロータ５１の正方向での回転開始時点での今回指令値が取得された場合には、この今回指令値と、以前に正回転した際に更新された前回学習値及び取得された前回指令値とに基づいて学習値が算出される。同様に、ロータ５１が逆回転するように駆動信号がモータ７２に印加されてロータ５１の逆方向での回転開始時点での今回指令値が取得された場合には、この今回指令値と、以前に逆回転した際に更新された前回学習値及び取得された前回指令値とに基づいて学習値が算出される。

【0086】

このようにして新たに算出された学習値が、ＥＣＵ９０のＲＡＭに既に記憶されている学習値に対して更新される（ステップＳ１９）。この場合も、ロータ５１の回転方向別に学習値が更新される。例えばロータ５１が正回転するようにモータ７２に駆動信号が印加された場合には、正回転した場合での前回学習値に対して今回算出された学習値が更新される。同様に、ロータ５１が逆回転するようにモータ７２に駆動信号が印加された場合には、正回転した場合での前回学習値に対して今回算出された学習値が更新される。このように所定の条件下でロータ５１の回転開始が検出される度に新たな学習値が算出、更新されるため、学習値の更新頻度が確保されている。このため、後述するように新たな学習値に基づいて再度指令値が算出され、現状に適した指令値が算出される。ステップＳ１９の処理は、ＥＣＵ９０のＲＡＭに記憶された学習値を算出された学習値に更新する更新部９７が実行する処理の一例である。

【0087】

次に、新たに更新された学習値に基づいて、式（１）に基づいて指令値が再度算出される（ステップＳ３）。上述した式（１）を再度以下に記載する。
指令値＝学習値×係数Ｋ＋比例項＋積分項…（１）
尚、ロータ５１の回転開始の検出後に算出、更新された新たな学習値に基づいて再度指令値が算出される場合には、積分項の積分値は再度０％にリセットされる。

【0088】

ここで係数Ｋは、ステップＳ１７で算出された最大静止摩擦力相当が反映された学習値を、最大静止摩擦力よりも小さい動摩擦力相当が反映された学習値に変換するための係数である。具体的には、係数Ｋは０よりも大きく１よりも小さい値である。ステップＳ１７で算出された学習値は、上述したようにロータ５１の回転開始時点での指令値に基づいて算出されている。ここで、ロータ５１の回転開始時点での指令値は、ロータ５１の回転力がロータ５１の最大静止摩擦力を越えた時点での指令値とみなすことができる。このため、ステップＳ１７で新たに算出された学習値には、最大静止摩擦力相当が反映されているとみなすことができる。これに対して、ロータ５１の回転開始の検出後は、最大静止摩擦力よりも小さい動摩擦力を越えていればロータ５１は回転を継続できる。例えば、ロータ５１の回転開始の検出後に最大静止摩擦力相当が反映された学習値を用いて再度指令値を算出すると、再度算出された指令値が大きすぎてロータ５１が目標角度を超えて回転する可能性がある。本実施例では、最大静止摩擦力相当が反映された学習値に係数Ｋが乗算して、最大静止摩擦力よりも小さい動摩擦力相当が反映された学習値に変換することにより、ロータ５１の回転開始の検出後にロータ５１が目標角度を超えて回転することを抑制している。

【0089】

尚、係数Ｋは、予め実験に取得されマップ又は算出式に基づいて、ロータ５１の検出角度及びエンジン１の回転速度に応じて異なる値に設定される。上述したようにロータ５１の角度に応じてシール部材６１、６３、及び６５とロータ５１との接触面積は異なっており、最大静止摩擦力及び動摩擦力も異なっているからである。また、係数Ｋはエンジン１の回転速度が高いほど小さい値に設定される。エンジン１の回転速度が高いほどエンジン１の振動がロータリーバルブ４０に伝達されやすくなり、ステップＳ１７で算出された学習値の信頼性が低下する。このため指令値が当初から大きくなりすぎることを抑制するために、係数Ｋは小さい値に設定される。

【0090】

以上のように、所定の条件下でロータ５１の回転開始時での指令値に基づいて新たな学習値が算出、更新され、再度ステップＳ３以降の処理が実行される。ここで、上述した式（１）の積分項の積分値について更に説明する。一般的な比例積分制御では、角度偏差を時間積分した値を積分値として用いるが、本実施例での積分項での積分値は、一般的な積分値とは異なり、所定の固定値を時間積分した値を用いる。この理由は以下による。

【0091】

上述したように、目標角度はエンジン１の運転状態等に応じて異なる値に設定されるため、角度偏差も目標角度に応じて異なる値をとる。従って一般的な比例積分制御では、角度偏差が正の値であって比較的大きい場合には積分値の経過時間に対する増大率は比較的大きいが、角度偏差が正の値であって比較的小さい場合には積分値の増大率も比較的小さい。即ち、一般的な比例積分制御では積分値の時間変化率は一定ではなく角度偏差に応じて大きく異なり、このため積分項も角度偏差に応じて大きく異なることになる。

【0092】

上記のように積分項の時間変化率が一定ではないとすると、目標角度のみが異なり検出角度などの他の条件が同一の場合であっても、角度偏差は異なり、積分項の時間変化率も大きく異なる可能性がある。これに起因して、ロータ５１の回転開始時点での指令値も大きく異なっている可能性がある。即ち、ロータ５１の回転開始時点での指令値が目標角度によって異なることになり、ロータ５１の回転開始時点での指令値の信頼性が損なわれる可能性がある。従って本実施例での積分項での積分値は、一般的な積分値とは異なり、所定の固定値を時間積分した値が用いられる。このため、積分項の時間変化率は一定である。これにより、ロータ５１の回転開始時点での指令値が目標角度によって大きく異なることが抑制される。よって、ロータ５１の回転開始時点での指令値の信頼性が確保され、この指令値に基づいて算出、更新される学習値の信頼性も確保される。

【0093】

次に上述したステップＳ９で肯定判定の場合について説明する。ステップＳ９で肯定判定の場合、ロータ５１の角度が目標角度に到達したものとみなして、駆動信号の印加が停止される（ステップＳ２１）。

【0094】

次に、ロータ５１が目標角度を所定角度以上超えて過回転したか否かが判定される（ステップＳ２３）。具体的には、目標角度が略変化していない状況下で、駆動信号の印加停止後から所定の微小時間経過後の検出角度から、印加停止時点でのロータ５１の角度を減算した値の絶対値が、所定角度以上超えている場合には、過回転が発生したと判定される。この場合、駆動信号の印加停止後のロータ５１の惰性回転の角度が大きく、指令値が大きくなりすぎたとみなせる。尚、目標角度が略変化していないとは、目標角度が必ずしも同じ値である必要はなく、略一定とみなせる所定範囲内で変動していている場合を含む。ステップＳ２３で否定判定の場合には、本制御は終了する。

【0095】

ステップＳ２３で肯定判定の場合には、ＥＣＵ９０のＲＡＭに記憶されている学習値を減少するように補正をする（ステップＳ２５）。具体的には、ＥＣＵ９０のＲＡＭに既に記憶されている学習値に係数Ｌを乗算する。係数Ｌは、０より大きく１よりも小さい値である。次に、減少補正された学習値は、ＥＣＵ９０のＲＡＭに既に記憶されている学習値に対して更新される（ステップＳ２７）。このように、過回転が検出された場合にも学習値が減少補正されて更新されるため、学習値の更新頻度が確保されている。これにより、次回の駆動信号の印加が停止された際に過回転が生じることが抑制され、ロータ５１の角度を目標角度に精度よく制御できる。尚、ステップＳ２３で否定判定の場合には、ステップＳ２５及びＳ２７の処理は実行されない。ステップＳ２５及びＳ２７の処理は、駆動信号がモータ７２に印加されたことによって回転したロータ５１が目標角度を所定角度以上超えて回転した場合には、学習値を減少させる補正をして、ＥＣＵ９０のＲＡＭに記憶された学習値を補正された学習値に更新する補正更新部９８が実行する処理の一例である。ステップＳ２７の実行後は本制御は終了する。

【0096】

次に、上述したステップＳ１１で否定判定の場合について説明する。ステップＳ１１で否定判定の場合、ロータ５１が回転不能であるか否かが判定される（ステップＳ３１）。具体的には、モータ７２に印加されている駆動信号のデューティ比の指令値が所定値よりも大きい状態が所定期間継続され、且つこの期間内にロータ５１の回転が検出されなかった場合に、回転不能と判定される。例えば冷媒中のごみ等の異物がロータ５１とハウジング４１との間等に挟まることによってロータ５１が回転不能となっていることが考えられる。ステップＳ３１で否定判定の場合には、再度ステップＳ３の処理が実行される。即ち、ロータ５１の回転は検出されていないが（ステップＳ１１で否定判定）、回転不能な状態であるとも判定されない場合（ステップＳ３１で否定判定）には、再度指令値が算出されてガード処理が実行され駆動信号が印加される（ステップＳ３、Ｓ５、Ｓ７）。

【0097】

ステップＳ３１で肯定判定の場合には、上記の異物を排除するための異物排除運転が実行される（ステップＳ３３）。異物排除運転では、ロータ５１が強制的に所定回数だけ往復回転させることにより異物を変形又は粉砕して排除する運転である。具体的には、目標角度が所定期間に亘って例外的に角度αＳ又は角度（−βＳ）に交互に切り換えられ、これによりロータ５１が交互に正回転又は逆回転するように指令値が算出される。

【0098】

異物排除運転での指令値は以下の式（３）により算出される
指令値＝比例項…（３）
上述した式（１）とは異なり、異物排除運転での指令値には積分項や学習値は反映されない。異物排除運転は、ロータ５１が通常の指令値では回転不能である異常状態の場合に正常状態に復帰できるようにロータ５１を強制的に回転させる運転であり、積分項を用いて指令値を時間経過と共に増大させる必要もなく、学習値を反映させる必要もないかからである。

【0099】

図９Ｂは、異物排除運転での比例項を算出するためのマップを示した図である。図９Ａのマップと同様に角度偏差が正の場合には比例項は正の値であり、角度偏差が負の場合には比例項は負の値として算出されるが、また、異物排除運転で算出される比例項の絶対値の大きさは、角度偏差によらずに、異物を排除できる程度に比較的大きな一定の値に規定されている。また、角度偏差の絶対値が所定範囲内で比例項は０％に設定されるが、異物排除運転で検出角度に対して正側及び負側に目標角度が大きく切り替えられ、比例項が０％となる角度偏差になることは実質的にはない。

【0100】

次に、異物排除運転の終了後に、異物排除運転の実行中においてロータ５１が正常回転しかたか否かが判定される（ステップＳ３５）。具体的には、異物排除運転の実行中の少なくとも後半期間において、角度センサ７８に基づいてロータ５１が角度αＳ及び角度（−βＳ）間を回転していることが検出された場合に、ロータ５１は正常回転したと判定される。尚、上記の判定に際して、異物排除運転実行中の全期間にわたってロータ５１が角度αＳ及び角度（−βＳ）間を正常に回転していることは必要とされない。この理由は、異物排除運転の実行中の初期期間では異物を除去できずに正常に回転しないが、後半期間で異物が除去されて正常回転する場合があるからである。ステップＳ３５で肯定判定の場合には、正常判定がなされ（ステップＳ３７）、本制御は終了する。即ち、正常判定がなされた場合には、再度ステップＳ１以降の処理が実行される。ステップＳ３５で否定判定の場合には異常判定がなされ（ステップＳ３９）、出力制限処理が実行され（ステップＳ４１）、本制御は終了する。出力制限処理では、ロータ５１を正常復帰できない場合に、上述したガード値減少補正よりも更に指令値が制限されるように、上限ガード値の絶対値及び下限ガード値の絶対値が減少補正される。これにより、ロータ５１が正常に回転できないにもかかわらずに大きな指令値が印加されて電力消費量が増大することが抑制できる。尚、異常判定がなされた場合には、ＥＣＵ９０は車室内に設置された警告灯等を点灯させることにより、車両の運転者にロータリーバルブ４０の交換や修理を促してもよい。また、異物排除運転が実行された場合には、学習値の算出や更新は実行されない。

【0101】

次に、タイミングチャートを参照してＥＣＵ９０が実行する制御について説明する。図１０は、学習値が更新される場合でのタイミングチャートである。図１０には、ロータ５１の実際の角度である実角度、目標角度、比例項、積分項、学習値、及び指令値を示している。図１０では、実角度が正の値であり目標角度が０度に設定された場合を例に示している。この場合、ロータ５１が逆回転して実角度が目標角度に到達するように、比例項、積分項、学習値、及び指令値は、負の値として算出される。

【0102】

目標角度が０に設定されて指令値が算出されてガード処理が実行され（ステップＳ３、Ｓ５）、時刻ｔ１でモータ７２への駆動信号の印加が開始される（ステップＳ７）。モータ７２への駆動信号の印加が開始されると、ロータ５１は逆回転し始める。ロータ５１が逆回転をし始めることにより角度偏差は徐々に減少するため、比例項の絶対値は徐々に減少するが、時刻ｔ２で積分項の絶対値が増大し始め、これによりロータ５１の回転速度が徐々に増大し、時刻ｔ３でロータ５１の角度変化率が所定値以上となりロータ５１の回転開始が検出される（ステップＳ１１で肯定判定）。時刻ｔ１〜時刻ｔ３までの期間では、ステップＳ３、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ９で否定判定、Ｓ１１で否定判定、Ｓ３１で否定判定がなされて、これらの処理が繰り返し実行され、指令値の絶対値が徐々に増大するように算出される。尚、時刻ｔ１〜時刻ｔ２までの期間で積分項の値が０％に維持されている理由は、モータ７２への駆動信号の印加開始直後に直ちにロータ５１が回転し始めてロータ５１が回転しすぎることを抑制するためであるが、これに限定されない。また、時刻ｔ３以前でロータ５１が回転を開始したと検出されないのは、ステップＳ１１で説明したように、ロータ５１の角度変化率が所定値以上となった場合にロータ５１が回転を開始したと検出されるためであり、時刻ｔ３以前でのロータ５１の角度変化率は時刻ｔ３でのロータ５１の角度変化率よりも小さいからである。

【0103】

時刻ｔ３でロータ５１の回転開始が検出されると、新たな学習値が算出、更新され（ステップＳ１７、Ｓ１９）、更新された学習値に基づいて新たな指令値が算出される（ステップＳ３）。この際に、上述したように積分項は再び０％にリセットされて指令値が算出され、時刻ｔ４でこの指令値でのデューティ比の駆動信号がモータ７２へ印加される（ステップＳ７）。このため、時刻ｔ４でロータ５１の角度変化率は低下する。時刻ｔ５で積分項が徐々に増大し始めると、ロータ５１の角度変化率は再び徐々に増大し始める。時刻ｔ６で回転開始が検出されると（ステップＳ１１で肯定判定）、再び新たな学習値が算出、更新され（ステップＳ１７、Ｓ１９）、新たな指令値でのデューティ比の駆動信号がモータ７２への印加が開始されるが（ステップＳ７）、本タイミングチャートでは、駆動信号の印加開始直後に角度偏差の絶対値がδ以下となり（ステップＳ９で肯定判定）、駆動信号の印加が停止される場合を示している（ステップＳ２１）。従って、時刻ｔ７の直後である時刻ｔ８で印加される駆動信号の指令値は０％となり、ロータ５１は目標角度に到達して停止する。

【0104】

図１１は、ロータ５１が過回転した場合でのタイミングチャートである。図１１は、図１０の時刻ｔ８で駆動信号の指令値が０％となった後もロータ５１が惰性で回転してロータ５１が目標角度を超えて過回転した場合を示している。図１１には、ロータ５１の実角度、目標角度、及び指令値を示しているが、学習値に関しても図１０と同様に、逆回転用の学習値のみを示している。

【0105】

時刻ｔ８で指令値が０％となった後もロータ５１が惰性により逆回転し続けると、時刻ｔ９でロータ５１の過回転が検出される（ステップＳ２３）。これにより、学習値が減少補正され更新される（ステップＳ２５、Ｓ２７）。また時刻ｔ９で、角度偏差の絶対値がγ以上と判断されると（ステップＳ１で肯定判定）、ロータ５１を正回転用の学習値に基づいて正回転用の指令値が算出されてガード処理が実行され（ステップＳ３、Ｓ５）、時刻ｔ１０でのこの指令値の駆動信号がモータ７２に印加され（ステップＳ７）、ロータ５１が正回転するように制御される。

【0106】

図１２は、異物排除運転が実行される場合のタイミングチャートである。尚、図１２には、目標角度、実角度、及び指令値のみを示している。時刻ｔ１ａでは、目標角度及び実角度が共に正の値であって実角度が目標角度に略一致し、駆動信号は印加されていない。この状態から時刻ｔ２ａで、目標角度が正の値であるが実角度よりも小さい値に設定されると、指令値の絶対値は徐々に増大するが、異物によりロータ５１の実角度に変化はない。指令値の絶対値が所定値を超えた時刻ｔ３ａ以降でもロータ５１の回転が検出されずに回転不能と判定されると（ステップＳ３１で肯定判定）、時刻ｔ３ａから所定期間経過した時刻ｔ４ａで異物排除運転の実行が開始される（ステップＳ３３）。異物排除運転が実行されると、切り替えられる目標角度に応じて指令値も切り換えられ、ロータ５１は角度αＳ及び角度（−βＳ）間を交互に回転して、時刻ｔ５ａで指令値は０％に設定され異物排除運転は停止される。異物排除運転中でのロータ５１の検出角度に基づいて正常回転したものと判定されて正常判定がなされると（ステップＳ３５で肯定判定、ステップＳ３７）、時刻ｔ５ａから所定時間後の時刻ｔ６ａで、目標角度は異物排除運転の開始前に設定されていた目標角度に再度設定されて、指令値が再度算出されてガード処理がなされて駆動信号が印加され（ステップＳ１で肯定判定、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７）、時刻ｔ７ａでロータ５１の実角度が目標角度に到達して（ステップＳ９で肯定判定）、駆動信号の印加が停止される（ステップＳ２１）。

【0107】

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

【0108】

上記実施例では、ギア７３〜７６、ロータ５１、シール部材６１、６３、及び６５は合成樹脂製であるがこれに限定されず、これらのうち少なくとも一つが金属製であってもよい。

【0109】

上記実施例では、ロータリーバルブ４０とインレット３９との間で、ＡＴＦクーラ３５はラジエータ３１及びリザーブタンク３２に対して並列に接続されているが、このように接続されているデバイスはＡＴＦクーラ３５のみに限定されない。例えば、ＡＴＦクーラ３５の代わりに、又はＡＴＦクーラ３５に加えてオイルクーラ及びＥＧＲクーラの少なくとも一つが、ラジエータ３１及びリザーブタンク３２に対して並列に接続されていてもよい。

【0110】

上記実施例では、ステップＳ１３及びＳ１５で肯定判定がなされた場合に新たに学習値が算出、更新されるが（ステップＳ１７、Ｓ１９）、ステップＳ１３及びＳ１５の処理は必ずしも必要ではない。例えば、回転角度位置に応じて変更される流路の開度より冷媒の流量は変更されるが、ロータ５１の回転に必要となるトルクがこの冷媒の流量の影響を受けにくい構成の場合には、ステップＳ１３の処理を実行しなくてもよい。また、エンジン１が高速回転している場合であってもエンジン１の振動がロータリーバルブ４０に伝達されにくい構成の場合には、ステップＳ１５の処理を実行しなくてもよい。

【0111】

上記実施例では、ロータ５１の回転方向別に学習値が算出、更新されるが、ロータ５１が少なくとも一方向の回転開始が検出される度に学習値を算出、更新してもよい。少なくとも一方向に回転する場合での学習値の更新の頻度を確保できるからである。

【符号の説明】

【0112】

１ エンジン（内燃機関）
２Ｌ、２Ｒ バンク
３ 気筒
１０ 冷却装置
１１ ラジエータ流路
１３ ヒータコア流路
１５ ＡＴＦクーラ流路
３１ ラジエータ
３３ ヒータコア
３５ ＡＴＦクーラ
３７、３８ ウォーターポンプ
４０ ロータリーバルブ
４１ ハウジング
４３１、４３３、４３５ 排出部
４５、５５ 導入口
４８ｓ、５８ｓ ストッパ部
５１ ロータ
５１ａ 上段部
５１ｂ 下段部
５３１ 上段排出口
５３３ 下段排出口
５９ 回転軸
６１、６３、６５ シール部材
６１１、６３１、６５１ 筒部
６１３、６３３ フランジ部
６１ｓ、６３ｓ、６５ｓ コイルスプリング
７０ 駆動機構
７２ モータ
７３〜７６ ギア
７８ 角度センサ
９０ ＥＣＵ
９１ 偏差検出部
９２ 記憶部
９３ 指令値算出部
９４ 制御部
９５ 回転検出部
９６ 学習値算出部
９７ 更新部
９８ 補正更新部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】