(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水が循環する循環経路内に、内燃機関の出力軸によって駆動されるポンプと、ハウジングに収容された弁体の開度を開度検出部で把握しながら同弁体をモータで回転させて開度を調整する制御弁とを設けた冷却システムを備える内燃機関に適用され、
前記モータを制御するモータ制御部と、前記出力軸の回転速度を制御する回転速度制御部と、前記モータの異常を検出するモータ異常検出部と、前記開度検出部の異常を検出する開度異常検出部と、を備える内燃機関の制御装置であって、
前記開度検出部の異常と前記モータの異常がともに検出されているときには、前記回転速度制御部が前記出力軸の回転速度を、前記弁体の開度が最小開度であっても前記循環経路内の圧力が所定値以下となる速度域に制限する一方、
前記開度検出部の異常が検出されており、前記モータの異常が検出されていないときには、前記モータ制御部が前記モータを可動範囲の端まで駆動させて前記弁体の開度を前記最小開度よりも大きなストッパ開度に固定するとともに、前記開度検出部の異常と前記モータの異常がともに検出されているときと比べて前記回転速度制御部による前記出力軸の回転速度の制限が緩和される
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記モータの異常が検出されており、前記開度検出部の異常が検出されていないときには、前記回転速度制御部が前記出力軸の回転速度を、前記開度検出部によって検出されている前記弁体の開度において前記循環経路内の圧力が前記所定値以下となる速度域に制限する
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記ストッパ開度は、前記弁体の開度の最大値となるように設定されている
請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷却水が循環する循環経路内に、ポンプと、ハウジングに収容された弁体をモータで回転させることにより開度や冷却水の吐出先を変更することのできる制御弁とを設けた冷却システムが知られている（例えば、特許文献１）。こうした冷却システムでは、ハウジングに対する弁体の相対角度をセンサで把握しつつ、弁体をモータで回転させることにより、冷却水の供給経路や各経路における冷却水の流量を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４‐２０１２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、センサやモータ等に異常が生じ、制御弁の開度を適切に制御することができなくなると、循環経路内の冷却水の圧力が過剰に高くなってしまうおそれがある。
例えば、ポンプが内燃機関の出力軸によって駆動される機関駆動式のポンプである場合、制御弁の開度が小さい状態でセンサやモータに異常が生じ、制御弁が制御できなくなったときには、制御弁を通過できる冷却水の量が著しく制限される。その結果、内燃機関の出力軸の回転速度が高まってポンプから吐出される冷却水の量が多くなったときに、循環経路内の圧力が過剰に高くなるおそれがある。
【０００５】
なお、このように循環経路内の圧力が過剰に高くなることを抑制するために、センサやモータに異常が発生した場合に内燃機関の出力軸の回転速度を制限し、ポンプの回転速度を抑制する構成も考えられる。
【０００６】
しかし、このように内燃機関の出力軸の回転速度を制限する場合にセンサやモータの異常の態様に拘わらず一律に制限を付すと、内燃機関の性能が必要以上に制限されてしまう。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、制御弁に異常が発生したときに、循環経路内の圧力が過剰に高くなることを抑制しつつ、内燃機関の性能が必要以上に制限されてしまうことを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するための内燃機関の制御装置は、冷却水が循環する循環経路内に、内燃機関の出力軸によって駆動されるポンプと、ハウジングに収容された弁体の開度を開度検出部で把握しながら同弁体をモータで回転させて開度を調整する制御弁とを設けた冷却システムを備える内燃機関に適用され、前記モータを制御するモータ制御部と、前記出力軸の回転速度を制御する回転速度制御部と、前記モータの異常を検出するモータ異常検出部と、前記開度検出部の異常を検出する開度異常検出部と、を備える内燃機関の制御装置であって、前記開度検出部の異常と前記モータの異常がともに検出されているときには、前記回転速度制御部が前記出力軸の回転速度を、前記弁体の開度が最小開度であっても前記循環経路内の圧力が所定値以下となる速度域に制限する一方、前記開度検出部の異常が検出されており、前記モータの異常が検出されていないときには、前記モータ制御部が前記モータを可動範囲の端まで駆動させて前記弁体の開度を最小開度よりも大きなストッパ開度に固定するとともに、前記開度検出部の異常と前記モータの異常がともに検出されているときと比べて前記回転速度制御部による前記出力軸の回転速度の制限が緩和されることをその要旨とする。
【０００９】
なお、前記所定値は、内燃機関ごとに設定される値であり、例えば、循環経路を構成するホースが冷却水の圧力で抜けてしまうようになるときの圧力よりも小さく設定される。どの程度小さくするかは、内燃機関ごとに適宜設定する。
【００１０】
上記構成によれば、開度検出部及びモータの双方に異常が生じており、弁体の開度を把握することも制御することもできない場合には、出力軸の回転速度が制限される。その結果、ポンプの回転速度が抑制され、冷却水の吐出量が抑えられるようになるため、循環経路内の圧力が上昇することが抑制される。一方で、開度検出部に異常が生じているものの、モータには異常が生じていない場合、すなわち、弁体の開度を把握することはできないものの、制御弁を駆動することができる場合には、モータが可動範囲の端まで駆動され、弁体の開度がストッパ開度に固定される。ストッパ開度は最小開度よりも大きいため、このときには、出力軸の回転速度の制限を開度検出部及びモータの双方に異常が生じているときよりも緩和することで、循環経路内の圧力が過剰に高くなることを抑制しつつ、内燃機関の性能が必要以上に制限されてしまうことを抑制することができる。
【００１１】
上記内燃機関の制御装置は前記モータの異常が検出されており、前記開度検出部の異常が検出されていないときには、前記回転速度制御部が前記出力軸の回転速度を、前記開度検出部によって検出されている前記弁体の開度において前記循環経路内の圧力が前記所定値以下となる速度域に制限することが好ましい。
【００１２】
上記構成によれば、開度検出部に異常が生じておらず、且つモータに異常が生じている場合には、出力軸の回転速度が、開度検出部によって検出されている開度に応じた速度域に制限される。そのため、開度検出部によって検出されている弁体の開度が最小開度よりも大きい場合には、出力軸の回転速度の制限を開度検出部及びモータの双方に異常が生じているときよりも緩和することで、制御弁に異常が発生したときに一律に出力軸の回転速度に制限をかける構成を採用する場合と比較して、循環経路内の圧力が過剰に高くなることを抑制しつつ、内燃機関の性能が必要以上に制限されてしまうことを抑制することができる。
【００１３】
上記内燃機関の制御装置としては、前記ストッパ開度は、前記弁体の開度の最大値となるように設定することができる。
上記構成によれば、ストッパ開度が弁体の開度の最大値となるように設定されているため、開度検出部の異常が検出されており、モータの異常が検出されていないときには、弁体の開度が最大値に固定されることになる。そのため、冷却水が制御弁を最も通過しやすい状態になり、内燃機関の出力軸の回転速度の制限を最小にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態にかかるＥＣＵの制御対象である内燃機関の構成を模式的に示す略図。
【図２】同内燃機関の冷却システムの構成を模式的に示す略図。
【図３】同実施形態にかかるＥＣＵが制御する多方弁の斜視図。
【図４】同多方弁の分解斜視図。
【図５】（ａ），（ｂ）は同多方弁の構成部品である弁体の斜視図。
【図６】同多方弁の構成部品であるハウジングの斜視図。
【図７】多方弁の弁体及びハウジングの相対角度と、各ポートの開度との関係を示すグラフ。
【図８】同実施形態にかかるＥＣＵと各構成の入出力の関係を示すブロック図。
【図９】同実施形態にかかるＥＣＵが制御を切り替えるために実行する処理の流れを示すフローチャート。
【図１０】同実施形態にかかるＥＣＵがモータの異常を検出するために実行する処理の流れを示すフローチャート。
【図１１】同実施形態にかかるＥＣＵがポジションセンサの異常を検出するために実行する処理の流れを示すフローチャート。
【図１２】多方弁の弁体及びハウジングの相対角度と、モータ異常時の上限回転速度との関係を示すグラフ。
【図１３】その他の実施形態にかかるＥＣＵが回転速度制限を行うために実行する処理の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、内燃機関の制御装置の一実施形態であるＥＣＵ５００について、図１〜１２を参照して説明する。
まず、図１を参照してＥＣＵ５００の制御対象である内燃機関１の構成を説明する。なお、内燃機関１は車両に搭載される内燃機関である。
【００１６】
図１に示すように、内燃機関１のシリンダブロック３に形成されたシリンダ１１６には、ピストン１１４が収容されている。なお、内燃機関１は複数のシリンダ１１６を有する多気筒内燃機関であるが、図１では複数のシリンダ１１６のうち１つのみを図示している。
【００１７】
ピストン１１４はコネクティングロッド１１５を介して内燃機関１の出力軸であるクランクシャフト１１７に連結されている。また、シリンダブロック３には機関冷却水が循環するウォータジャケット１００が各シリンダ１１６を取り囲むように形成されている。
【００１８】
シリンダブロック３の上部にはシリンダヘッド２が組み付けられており、シリンダ１１６の内周面とピストン１１４の頂面及びシリンダヘッド２によって燃焼室１１８が形成されている。
【００１９】
シリンダヘッド２における各燃焼室１１８の上部には、ピストン１１４と対向するように点火プラグ１０４がそれぞれ設けられている。また、シリンダヘッド２には、各燃焼室１１８と連通する吸気ポート１１１及び排気ポート１０１が形成されている。そして、吸気ポート１１１には、燃焼室１１８に向かって燃料を噴射するインジェクタ１０６が設けられている。
【００２０】
吸気ポート１１１は、吸気マニホルドと接続されて吸気通路１１０の一部を形成している。また、排気ポート１０１は、排気マニホルドと接続されて排気通路１０２の一部を形成している。
【００２１】
なお、図１に示すように、吸気通路１１０には、スロットルバルブモータ１０９によって駆動されて各燃焼室１１８に導入される空気の量である吸入空気量を調量するスロットルバルブ１０７が設けられている。
【００２２】
また、図１に示すように、シリンダヘッド２には、吸気通路１１０と燃焼室１１８との間を連通したり、遮断したりする吸気バルブ１１２が設けられているとともに、排気通路１０２と燃焼室１１８との間を連通したり、遮断したりする排気バルブ１１３が設けられている。吸気バルブ１１２及び排気バルブ１１３はそれぞれバルブスプリングの付勢力によって閉弁方向に付勢されている。そして、シリンダヘッド２の内部には吸気バルブ１１２を駆動する吸気カムシャフト１０５と、排気バルブ１１３を駆動する排気カムシャフト１０３とがそれぞれ回動自在に支持されている。
【００２３】
これら排気カムシャフト１０３及び吸気カムシャフト１０５は、タイミングチェーンを介してクランクシャフト１１７と連結されており、クランクシャフト１１７が２回転すると、それに伴ってこれら排気カムシャフト１０３及び吸気カムシャフト１０５がそれぞれ１回転するようになっている。これにより、機関運転に伴ってクランクシャフト１１７が回転すると、吸気カムシャフト１０５及び排気カムシャフト１０３が回転する。そして、吸気カムシャフト１０５に形成されたカム山の作用により吸気バルブ１１２が開弁方向にリフトされる。また、排気カムシャフト１０３に形成されたカム山の作用により排気バルブ１１３が開弁方向にリフトされる。
【００２４】
また、クランクシャフト１１７には、内燃機関１の冷却システムに冷却水を循環させる冷却水ポンプ１３が接続されている。冷却水ポンプ１３はクランクシャフト１１７によって駆動されるため、冷却水ポンプ１３からの冷却水の吐出量はクランクシャフト１１７の回転速度が高くなるほど多くなる。
【００２５】
次に、図２を参照して内燃機関１の冷却システムについて説明する。
図２に示すように、内燃機関１の冷却システムは、冷却水の循環経路を切り替えたり、循環させる冷却水の量を制御したりする制御弁として多方弁４を備えている。
【００２６】
冷却水ポンプ１３から吐出された冷却水は、シリンダブロック３及びシリンダヘッド２の内部を通じて多方弁４に供給される。なお、シリンダヘッド２内には、シリンダブロック３からシリンダヘッド２に流入したばかりの冷却水の温度を検出するヘッド水温センサ１４と、シリンダヘッド２を通過して多方弁４に排出される冷却水の温度を検出する出口水温センサ１５とが設けられている。
【００２７】
多方弁４は、冷却水の吐出先を３つ有している。冷却水の１つ目の吐出先は、ラジエータ１２を経由する第１冷却水通路Ｐ１である。第１冷却水通路Ｐ１におけるラジエータ１２よりも下流側の部分は、冷却水ポンプ１３に接続されており、ラジエータ１２を通過した冷却水は冷却水ポンプ１３に戻される。
【００２８】
冷却水の２つ目の吐出先は、スロットルボディ６やＥＧＲバルブ７等、内燃機関１の各部に設けられたデバイスに冷却水を循環させる第２冷却水通路Ｐ２である。第２冷却水通路Ｐ２は、まず３つに分岐しており、スロットルボディ６，ＥＧＲバルブ７，ＥＧＲクーラ８に冷却水を供給する。そして、第２冷却水通路Ｐ２は、スロットルボディ６，ＥＧＲバルブ７，ＥＧＲクーラ８の下流側で一旦合流した後、２つに分岐してオイルクーラ９とＡＴＦ暖機部１０に冷却水を供給する。第２冷却水通路Ｐ２は、オイルクーラ９及びＡＴＦ暖機部１０の下流で合流しており、第１冷却水通路Ｐ１におけるラジエータ１２よりも下流側の部分に合流している。
【００２９】
冷却水の３つ目の吐出先は、空調装置におけるヒータコア１１に冷却水を循環させる第３冷却水通路Ｐ３である。第３冷却水通路Ｐ３におけるヒータコア１１よりも下流側の部分は、第２冷却水通路Ｐ２におけるオイルクーラ９及びＡＴＦ暖機部１０の下流の合流部よりも下流側で第１冷却水通路Ｐ１との合流部よりも上流側の部分に合流している。
【００３０】
上記のように、各冷却水通路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は最終的に合流し、冷却水ポンプ１３に接続されている。そのため、各冷却水通路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を流れた冷却水は、冷却水ポンプ１３に戻されることになる。そして、冷却水ポンプ１３に戻された冷却水は、冷却水ポンプ１３によって再び内燃機関１内に送り出されるようになっている。
【００３１】
また、多方弁４には、多方弁４内の圧力が過剰に高くなったときに開弁して冷却水の圧力を逃がすリリーフ弁５も設けられている。
次に、図３〜６を参照して多方弁４の構造について説明する。
【００３２】
図３に示すように、多方弁４には出口になる３つのポート４０１，４０２，４０３がそれぞれ異なる方向に設けられている。ヒータポート４０２及びデバイスポート４０３は略同じ内径であり、ラジエータポート４０１の内径は、ヒータポート４０２及びデバイスポート４０３の内径よりも大きくなっている。ラジエータポート４０１には、第１冷却水通路Ｐ１が接続され、ヒータポート４０２には第３冷却水通路Ｐ３が接続される。そして、デバイスポート４０３には第２冷却水通路Ｐ２が接続される。
【００３３】
図４は、多方弁４を構成する部品の一部を示すものである。ハウジング４００は、多方弁４の骨格を形成し、各ポート４０１，４０２，４０３へ通じる孔を有する。なお、ラジエータポート４０１に通じる孔は、２つ存在し、一方の孔にはリリーフ弁５が収容されている。ハウジング４００には、こうして一方の孔にリリーフ弁５を収容した状態でラジエータポート４０１が取り付けられている。これにより、リリーフ弁５は、ラジエータポート４０１の内部に設けられた状態になっている。３つのポート４０１，４０２，４０３のうち、ラジエータポート４０１にリリーフ弁５を設けるようにしているのは、ラジエータポート４０１の通路断面積が、ヒータポート４０２やデバイスポート４０３の通路断面積に比べて大きく、リリーフ量を確保しやすいためである。
【００３４】
また、ハウジング４００には、弁体４０４が収容されている。弁体４０４は、内部に冷却水の通路を有している。そのため、弁体４０４がシャフト４０５を中心に回転し、ハウジング４００に対する弁体４０４の相対角度が変化することにより、各ポート４０１，４０２，４０３へ通じているハウジング４００の各孔と弁体４０４の内部の冷却水通路の重なり具合が変化する。その結果、各ポート４０１，４０２，４０３を通じた冷却水の流量が変化する。
【００３５】
また、ハウジング４００には、モータ４０８とギア４０９も収容されている。弁体４０４のシャフト４０５はギア４０９を介してモータ４０８とつながっており、モータ４０８の回転速度がギア４０９により変速され、変速された回転速度で弁体４０４が回転する。ギア４０９を介して変速を行う理由は、モータ４０８の回転速度は速く、そのままの回転速度では弁体４０４が速く回りすぎてしまうためである。また、冷却水が充填された弁体４０４を回転させるためには大きなトルクが必要であることも理由の１つである。そのため、ギア４０９はモータ４０８の回転を減速して弁体４０４に伝達する。
【００３６】
更に、ハウジング４００にはモータ４０８とギア４０９を収容している部分を覆うようにセンサカバー４１０が取り付けられている。センサカバー４１０の内部には、ポジションセンサ４０７が取り付けられており、弁体４０４のシャフト４０５の先端がこのポジションセンサ４０７のロータに嵌合している。ポジションセンサ４０７はロータの回転角度に比例した電圧を出力するセンサである。そのため、弁体４０４がハウジング４００内で回転するとそれに伴ってポジションセンサ４０７のロータが回転し、弁体４０４とハウジング４００の相対角度に応じた電圧がポジションセンサ４０７から出力される。
【００３７】
図５（ａ），（ｂ）は、図４の弁体４０４を拡大したものである。弁体４０４は２つの樽型の物体を上下に重ねたような形状をなしており、中心にシャフト４０５が設けられている。
【００３８】
図５（ａ）に示すように、弁体４０４には２つの樽型の部分の側面に冷却水が通過できる孔４０４Ａ，４０４Ｂが空いている。すなわち、この孔４０４Ａ，４０４Ｂは弁体４０４に設けられた冷却水通路の一部になっている。孔４０４Ａは、弁体４０４がハウジング４００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４０１と連通する。一方で、孔４０４Ｂは、弁体４０４がハウジング４００に対して別のある相対角度の範囲にあるときにヒータポート４０２及びデバイスポート４０３のうち少なくとも一方と連通するように設置されている。
【００３９】
また、図５（ａ），（ｂ）に示すように、弁体４０４の上面には、一部をストッパ４０６として残すようにシャフト４０５の根本を取り囲むように延びる溝４１２が形成されている。
【００４０】
図６は、ハウジング４００を弁体４０４の挿入方向から見た場合の斜視図である。ハウジング４００内に弁体４０４が収容されたときに、溝４１２内に収容されるように、ハウジング４００にはストッパ４１３が設けられている。ハウジング４００内に弁体４０４が収容されているときには、それぞれのストッパ４０６，４１３が当接することで、ハウジング４００に対する弁体４０４の相対回転が制限される。すなわち、ストッパ４１３が図５（ｂ）に矢印Ｌで示す範囲で移動する範囲で、ハウジング４００に対して弁体４０４が相対回転できるようになっている。
【００４１】
なお、こうした多方弁４は、図６に示されている弁体４０４を挿入する収容穴の部分を内燃機関１のシリンダヘッド２における冷却水の出口部分に重ねるようにしてシリンダヘッド２に固定されている。これにより、多方弁４にはこの収容穴の開口部から冷却水が流れ込むようになっている。
【００４２】
図７は、多方弁４のハウジング４００に対する弁体４０４の相対角度と、各ポート４０１，４０２，４０３の開度との関係を示すグラフである。
図７に示すように、多方弁４では、全てのポート４０１，４０２，４０３が閉じた状態になる位置を相対角度「０°」の位置として、ハウジング４００に設けられたストッパ４１３と弁体４０４に設けられたストッパ４０６とが当接する位置までプラスの方向及びマイナスの方向に弁体４０４を回転させることができるようになっている。すなわち、多方弁４では、ポート４０１，４０２，４０３が閉じている全閉の状態、すなわち開度「０」の状態が最小開度になっている。
【００４３】
そして、弁体４０４に設けられた孔４０４Ａ，４０４Ｂの大きさや位置は、ハウジング４００に対する弁体４０４の相対角度の変化に伴い、図７に示すように各ポート４０１，４０２，４０３の開度が変化するように設定されている。
【００４４】
すなわち、多方弁４では、相対角度「０°」の位置から弁体４０４をプラスの方向に回転させると、まず、ヒータポート４０２が開き始め、相対角度が大きくなるのに伴って次第にヒータポート４０２の開度が大きくなる。そして、ヒータポート４０２が全開になった後、相対角度が更に大きくなると、次にデバイスポート４０３が開くようになる。相対開度が大きくなるのに伴い、デバイスポート４０３の開度は大きくなり、デバイスポート４０３が全開になった後、ラジエータポート４０１が開き始める。ラジエータポート４０１の開度も相対開度が大きくなるのに伴って大きくなり、ストッパ４０６とストッパ４１３とが当接する相対角度「＋β°」の位置に至る手前でラジエータポート４０１が全開になる。そして、相対角度「＋β°」の位置までは各ポート４０１，４０２，４０３が全開の状態が維持される。したがって、多方弁４では、弁体４０４及びモータ４０８のプラスの方向における可動範囲の端が相対角度「＋β°」の位置になっており、この位置における弁体４０４の開度がプラスの方向におけるストッパ開度になっている。要するに、プラスの方向におけるストッパ開度は、全てのポート４０１，４０２，４０３が全開になっている状態の開度であり、弁体４０４の開度の最大値である。
【００４５】
一方、多方弁４では、相対角度「０°」の位置から弁体４０４をマイナスの方向に回転させた場合には、ヒータポート４０２は開弁しない。この場合には、まず、デバイスポート４０３が開き始め、相対角度が大きくなるのに伴って次第にデバイスポート４０３の開度が大きくなる。そして、デバイスポート４０３が全開になった後、相対角度が更に大きくなると、ラジエータポート４０１が開くようになる。なお、弁体４０４をマイナスの方向に回転させる場合には、相対角度の絶対値が大きくなることを相対角度が大きくなると表現する。ラジエータポート４０１の開度も相対開度が大きくなるのに伴って大きくなり、ストッパ４０６とストッパ４１３とが当接する「−α°」に至る手前でラジエータポート４０１が全開になる。そして、「−α°」の位置まではラジエータポート４０１及びデバイスポート４０３が全開の状態が維持される。したがって、多方弁４では、弁体４０４及びモータ４０８のマイナスの方向における可動範囲の端が相対角度「−α°」の位置になっており、この位置における弁体４０４の開度がマイナスの方向におけるストッパ開度になっている。要するに、マイナスの方向におけるストッパ開度は、ラジエータポート４０１及びデバイスポート４０３が全開になっている状態の開度である。
【００４６】
このように、多方弁４は、いずれの方向に弁体４０４を回転させた場合にも、相対角度が大きくなるのに伴って、弁体４０４の開度が大きくなるように構成されている。
次に、図８を参照してＥＣＵ５００について説明する。なお、図８は、ＥＣＵ５００と各構成の入出力の関係を示すブロック図である。
【００４７】
ＥＣＵ５００は、クランクシャフト１１７の回転速度である機関回転速度を制御する回転速度制御部５０１を備えている。回転速度制御部５０１には、車速を検出する車速センサ１２０やアクセルの開度を検出するアクセルポジションセンサ１２１、吸気通路１１０を流れる空気の量を検出するエアフロメータ１２２、機関回転速度を検出するクランクポジションセンサ１２３等が接続されている。回転速度制御部５０１は、これらのセンサ１２０〜１２３等から入力された信号に基づいて、通常は、必要なトルクが得られるようにインジェクタ１０６や点火プラグ１０４、スロットルバルブモータ１０９を制御して機関回転速度を制御する。
【００４８】
また、ＥＣＵ５００は、多方弁４のモータ４０８を制御して弁体４０４の開度を制御するモータ制御部５０２を備えている。モータ制御部５０２には、ヘッド水温センサ１４や出口水温センサ１５、ポジションセンサ４０７、外気温度センサ１２４が接続されている。モータ制御部５０２は、ポジションセンサ４０７から出力される電圧の大きさに応じて弁体４０４の開度を把握する。すなわち、多方弁４では、ポジションセンサ４０７が弁体４０４の開度を検出する開度検出部を構成している。モータ制御部５０２は、通常は、こうして弁体４０４の開度を把握しながら、モータ４０８を制御して多方弁４における弁体４０４の開度を制御し、内燃機関１の冷却システムにおける冷却水の循環経路を切り替えたり、循環させる冷却水の量を制御したりする。
【００４９】
更に、ＥＣＵ５００には、モータ４０８の異常を検出するモータ異常検出部５０４と、ポジションセンサ４０７の異常を検出する開度異常検出部５０３が設けられている。
開度異常検出部５０３は、ポジションセンサ４０７に電力を供給する回路に断線やショート等が発生しているかどうかを検出する。
【００５０】
モータ異常検出部５０４は、モータ４０８に電力を供給する回路に断線やショート等が発生しているかどうかを検出する。
ＥＣＵ５００は、回転速度制御部５０１によって機関回転速度を制御しながら、モータ異常検出部５０４及び開度異常検出部５０３を通じて多方弁４に異常が発生していないかを検出し、その検出結果に応じて内燃機関１の制御態様を切り替える。
【００５１】
図９は、ＥＣＵ５００が制御を切り替えるために実行する処理の流れを示すフローチャートである。この一連の処理は、ＥＣＵ５００に電力が供給されているときに繰り返し実行される。
【００５２】
図９に示すように、この一連の処理が開始されると、まず、ＥＣＵ５００は、Ｓ１０１において、モータ４０８が異常であるか否か判定する。このＳ１０１では、ＥＣＵ５００は、図１０に示す処理を通じて設定されるモータ異常フラグが「ＯＮ」になっていればモータ４０８が異常であると判定し、モータ異常フラグが「ＯＦＦ」になっていればモータ４０８は異常ではないと判定する。
【００５３】
図１０に示す一連の処理は、ＥＣＵ５００に電力が供給されているときにモータ異常検出部５０４によって繰り返し実行される。
図１０に示すように、この処理が開始されると、まず、モータ異常検出部５０４は、Ｓ２０１にて、モータ４０８を含む回路で断線が起きているか否かを判定する。具体的には、断線が起きている場合、モータ４０８に電流が流れていないため、モータ異常検出部５０４はモータ４０８に流れる電流の値を確認してモータ４０８に電流が流れていない場合に断線が起きていると判定する。
【００５４】
Ｓ２０１にてモータ４０８を含む回路に断線が起きていないと判定した場合（Ｓ２０１：ＮＯ）は、次にモータ異常検出部５０４は、Ｓ２０２でモータ４０８を含む回路でショートが起きているか否かを判定する。具体的には、ショートが起きている場合、モータ４０８に電流が通常より多く流れるため、モータ異常検出部５０４は、モータ４０８を流れる電流の値がモータ４０８を駆動する際にモータ４０８に通常流れる電流よりも大きい場合にショートが起きていると判定する。
【００５５】
Ｓ２０２にてモータ４０８を含む回路でショートが起きていないと判定した場合（２０２：ＮＯ）は、モータ異常検出部５０４は、Ｓ２０３でモータ異常フラグを「ＯＦＦ」にし、この処理を一旦終了する。
【００５６】
一方、Ｓ２０１にてモータ４０８を含む回路に断線が起きていると判定した場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）や、Ｓ２０２にてモータ４０８を含む回路でショートが起きていると判定した場合（２０２：ＹＥＳ）には、モータ異常検出部５０４は、Ｓ２０４にてモータ異常フラグを「ＯＮ」にし、この処理を一旦終了する。
【００５７】
図９に示すように、Ｓ１０１においてモータ４０８が異常ではないと判定した場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、すなわちモータ異常検出部５０４によって異常が検出されていない場合は、ＥＣＵ５００は、処理をＳ１０２へ進める。Ｓ１０２では、ＥＣＵ５００は、ポジションセンサ４０７が異常であるか否か判定する。このＳ１０２では、ＥＣＵ５００は、図１１に示す処理を通じて設定されるセンサ異常フラグが「ＯＮ」になっていればポジションセンサ４０７が異常であると判定する。一方で、ＥＣＵ５００は、センサ異常フラグが「ＯＦＦ」になっていればポジションセンサ４０７は異常ではないと判定する。
【００５８】
図１１に示す一連の処理は、ＥＣＵ５００に電力が供給されているときに開度異常検出部５０３によって繰り返し実行される。
図１１に示すように、この処理が開始されると、まず、開度異常検出部５０３は、Ｓ３０１にて、ポジションセンサ４０７を含む回路で断線が起きているか否かを判定する。具体的には、断線が起きている場合、ポジションセンサ４０７に電流が流れていないため、開度異常検出部５０３はポジションセンサ４０７に流れる電流の値を確認してポジションセンサ４０７に電流が流れていない場合に断線が起きていると判定する。
【００５９】
Ｓ３０１にてポジションセンサ４０７を含む回路に断線が起きていないと判定した場合（Ｓ３０１：ＮＯ）は、次に開度異常検出部５０３は、Ｓ３０２でポジションセンサ４０７を含む回路でショートが起きているか否かを判定する。具体的には、ショートが起きている場合、ポジションセンサ４０７に電流が通常より多く流れるため、開度異常検出部５０３は、ポジションセンサ４０７に流れる電流の値がポジションセンサ４０７でショートが起きていない状態でポジションセンサ４０７に流れる電流よりも大きい場合にショートが起きていると判定する。
【００６０】
Ｓ３０２にてポジションセンサ４０７を含む回路でショートが起きていないと判定した場合（３０２：ＮＯ）は、開度異常検出部５０３は、Ｓ３０３でセンサ異常フラグを「ＯＦＦ」にし、この処理を一旦終了する。
【００６１】
一方、Ｓ３０１にてポジションセンサ４０７を含む回路に断線が起きていると判定した場合（Ｓ３０１：ＹＥＳ）や、Ｓ３０２にてポジションセンサ４０７を含む回路でショートが起きていると判定した場合（３０２：ＹＥＳ）には、開度異常検出部５０３は、Ｓ３０４にてセンサ異常フラグを「ＯＮ」にし、この処理を一旦終了する。
【００６２】
図９に示すように、Ｓ１０２においてポジションセンサ４０７が異常ではないと判定した場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、すなわち、開度異常検出部５０３によって異常が検出されていない場合は、ＥＣＵ５００は、処理をＳ１０４へ進める。
【００６３】
このときには、ポジションセンサ４０７の異常とモータ４０８の異常がいずれも検出されていないため、Ｓ１０４では、ＥＣＵ５００は、通常制御を行う。
Ｓ１０４の通常制御では、ＥＣＵ５００は、回転速度制御部５０１を通じて、通常通り、必要なトルクが得られるように機関回転速度を制御するとともに、モータ制御部５０２を通じて弁体４０４の開度を把握しながらモータ４０８を制御して多方弁４における弁体４０４の開度を制御する。
【００６４】
具体的には、通常制御においては、モータ制御部５０２は、外気温度センサ１２４によって検出された外気温度に応じて夏モードと冬モードとを切り替える。モータ制御部５０２は、外気温度が基準温度以下であり、空調装置のヒータが使用される可能性のあるときには冬モードでモータ４０８を制御する。冬モードでは相対開度がプラスになる範囲でモータ４０８を制御する。一方、モータ制御部５０２は、外気温度が基準温度より高いときには夏モードでモータ４０８を制御する。夏モードでは相対開度がマイナスになる範囲でモータ４０８を制御する。
【００６５】
図７を参照して上述したように、相対角度がプラスになる範囲では相対角度が大きくなるにつれ、まずヒータポート４０２が開いたのちに、デバイスポート４０３が開き、最後にラジエータポート４０１が開くようになっている。一方、相対角度がマイナスになる範囲ではヒータポート４０２は開くことはなく、相対角度が大きくなるにつれ、まずデバイスポート４０３が開き、次にラジエータポート４０１が開くようになっている。外気温度が基準温度以下であり、空調装置のヒータが使用される可能性のあるときには、ヒータコア１１に冷却水を循環させて内燃機関１で発生する熱により暖房用の空気を暖める必要があるため、モータ制御部５０２は冬モードでモータ４０８を制御する。その一方で、外気温度が基準温度より高いときには、空調装置のヒータを使用する必要がなく、ヒータポート４０２に冷却水を循環させる必要がないため、モータ制御部５０２は夏モードでモータ４０８を制御する。
【００６６】
内燃機関１の冷間運転時は、内燃機関１の暖機を促進するため、モータ制御部５０２は、ラジエータポート４０１を開かない範囲でモータ４０８を制御する。具体的には、冬モードの場合には図７に矢印で示す「σ２」の領域で相対角度を制御し、夏モードの場合には図７に矢印で示す「σ１」の領域で相対角度を制御する。なお、冷間運転中であるか否かは、ヘッド水温センサ１４や出口水温センサ１５等によって検出される冷却水の温度に基づいて判断することができる。
【００６７】
また、こうした暖機運転中には、デバイスポート４０３の開度を制御して、第２冷却水通路Ｐ２に循環させる冷却水の割合を制御することができる。第２冷却水通路Ｐ２に循環させる冷却水の割合が多すぎる場合には、スロットルボディ６，ＥＧＲバルブ７，ＥＧＲクーラ８，オイルクーラ９，ＡＴＦ暖機部１０に冷却水の熱が奪われてしまい、暖機がなかなか完了しない。一方で、第２冷却水通路Ｐ２に循環させる冷却水の割合が少なすぎる場合には、スロットルボディ６，ＥＧＲバルブ７，ＥＧＲクーラ８，オイルクーラ９，ＡＴＦ暖機部１０を利用して効果的に機関各部を温めることができないため、暖機がなかなか完了しない。
【００６８】
そこで、モータ制御部５０２は、こうした暖機運転中に、ヘッド水温センサ１４と出口水温センサ１５とを用いてシリンダヘッド２を通過する間の冷却水の温度の上昇量を算出し、この上昇量が目標の範囲に収まるようにデバイスポート４０３の開度を制御するようにしている。
【００６９】
そして、ヘッド水温センサ１４や出口水温センサ１５によって検出される冷却水の温度が十分に高くなり、暖機が完了した後は、内燃機関１がオーバーヒートしないように、ラジエータポート４０１が開くようになる範囲でモータ４０８を制御する。具体的には、冬モードの場合には図７に矢印で示す「φ２」の領域で相対角度を制御し、夏モードの場合には図７に矢印で示す「φ１」の領域で相対角度を制御する。
【００７０】
多方弁４では、ラジエータポート４０１の開度を制御することによって第１冷却水通路Ｐ１を通じてラジエータ１２に循環させる冷却水の割合を制御することができる。ラジエータ１２を循環する冷却水の割合が少なすぎる場合には、ラジエータ１２での放熱が足りなくなってしまう。一方で、ラジエータ１２を循環する冷却水の割合が多すぎる場合には、ラジエータ１２を通じて必要以上に熱を捨ててしまうことになり、内燃機関１の運転効率が悪くなってしまう。
【００７１】
そこで、モータ制御部５０２は、暖機完了後には、ヘッド水温センサ１４や出口水温センサ１５によって検出される冷却水の温度が一定の範囲に収まり、且つシリンダヘッド２を通過する間の冷却水の温度の上昇量が目標の範囲に収まるように、ラジエータポート４０１の開度を制御するようにしている。
【００７２】
こうして通常制御を選択して実行すると、ＥＣＵ５００は、この処理を一旦終了する。
一方、図９に示すように、Ｓ１０２にて、ポジションセンサ４０７が異常であると判定した場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、すなわちポジションセンサ４０７の異常が検出されており、モータ４０８の異常が検出されていないときには、ＥＣＵ５００は、処理をＳ１０５に進める。
【００７３】
このときには、ポジションセンサ４０７に異常が生じており、弁体４０４の開度を把握することができないため、Ｓ１０５では、ＥＣＵ５００は、フェイルセーフ制御の１つである第１の制御を行う。
【００７４】
Ｓ１０５の第１の制御では、モータ制御部５０２は、モータ４０８を可動範囲の端まで駆動させて弁体４０４の開度をストッパ開度に固定する。なお、このときには、ポジションセンサ４０７に異常が生じているため、モータ制御部５０２は弁体４０４及びハウジング４００の相対角度を見失っているが、モータ４０８には異常が生じていない。そのため、弁体４０４のストッパ４０６とハウジング４００のストッパ４１３とが当接するまでモータ４０８を駆動し続ければ、弁体４０４の開度をストッパ開度に固定することができる。また、第１の制御においても、モータ制御部５０２は、通常制御のときと同様に、外気温度センサ１２４によって検出された外気温度に応じて夏モードと冬モードとを切り替える。そのため、冬モードでは冬モードのストッパ開度に弁体４０４の開度が固定されることになり、夏モードでは夏モードのストッパ開度に弁体４０４の開度が固定されることになる。
【００７５】
Ｓ１０５の第１の制御では、こうしてモータ制御部５０２を通じて弁体４０４の開度をストッパ開度に固定した上で、Ｓ１０４における通常制御と同様に、回転速度制御部５０１を通じて通常通り機関回転速度を制御する。
【００７６】
こうして第１の制御を選択して実行すると、ＥＣＵ５００は、この処理を一旦終了する。
ところで、Ｓ１０１にて、モータ４０８が異常であると判定した場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）は、ＥＣＵ５００は、処理をＳ１０３に進める。
【００７７】
Ｓ１０３では、ＥＣＵ５００は、Ｓ１０２と同様の方法で、ポジションセンサ４０７が異常であるか否か判定する。すなわち、ＥＣＵ５００は、図１１に示す処理を通じて設定されるセンサ異常フラグが「ＯＮ」になっていればポジションセンサ４０７が異常であると判定する一方、センサ異常フラグが「ＯＦＦ」になっていればポジションセンサ４０７は異常ではないと判定する。
【００７８】
Ｓ１０３にて、ポジションセンサ４０７が異常であると判定した場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、すなわち、開度異常検出部５０３によって異常が検出されている場合は、ＥＣＵ５００は、処理をＳ１０６に進める。
【００７９】
このときには、ポジションセンサ４０７の異常とモータ４０８の異常がともに検出されていることになる。モータ４０８及びポジションセンサ４０７がともに異常の際は、ハウジング４００に対する弁体４０４の相対角度が不明になるとともに、弁体４０４を動かし相対角度を変えることもできなくなる。そのため、Ｓ１０６では、ＥＣＵ５００は、フェイルセーフ制御の１つである第２の制御を行う。
【００８０】
Ｓ１０６の第２の制御では、上述したように、モータ制御部５０２による制御を行うことはできないため、モータ制御部５０２はモータ４０８の制御を停止する。一方、回転速度制御部５０１は、機関回転速度に上限回転速度を設定し、上限回転速度を超えることがないように機関回転速度を制御する。すなわち、第２の制御では、機関回転速度の制御範囲が上限回転速度以下の範囲に制限され、必要なトルクが得られるようになる機関回転速度が上限回転速度を超えている場合には、機関回転速度が上限回転速度に制御される。
【００８１】
多方弁４の弁体４０４の開度が小さい状態でポジションセンサ４０７やモータ４０８に異常が生じ、多方弁４が制御できなくなったときには、多方弁４を通過できる冷却水の量が必要以上に制限される。その結果、機関回転速度が高まって冷却水ポンプ１３から吐出される冷却水の量が多くなったときに、循環経路内の圧力が過剰に高くなるおそれがある。
【００８２】
このときには、ポジションセンサ４０７に異常が生じており、弁体４０４の開度を把握することができないため、全てのポート４０１，４０２，４０３が閉弁している状態、すなわち弁体４０４の開度が最小開度である状態を想定して上限回転速度が設定される。具体的には、弁体４０４の開度が最小開度であっても循環経路内の圧力が所定値以下となる機関回転速度の範囲を実験によって特定し、その範囲に収まる値を上限回転速度として設定している。なお、図２を参照して説明したように冷却水の循環経路にはリリーフ弁５が設けられているため、全てのポート４０１，４０２，４０３が閉弁している状態であってもリリーフ弁５を通じて冷却水の一部は第１冷却水通路Ｐ１にリリーフされる。上限回転速度は、こうしてリリーフ弁５によって冷却水がリリーフされている状態において循環経路内の圧力が所定値以下となる範囲の値に設定されている。また、この所定値は、循環経路を構成するホースが冷却水の圧力で抜けてしまうようになるときの圧力よりも小さい圧力である。
【００８３】
こうして第２の制御を選択して実行すると、ＥＣＵ５００は、この処理を一旦終了する。
一方、Ｓ１０３にてポジションセンサ４０７が異常ではないと判定した場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、すなわち、開度異常検出部５０３によって異常が検出されていない場合は、ＥＣＵ５００は、処理をＳ１０７へ進める。
【００８４】
このときには、ポジションセンサ４０７には異常が生じておらず、弁体４０４の開度は把握することができるものの、モータ４０８に異常が生じており、モータ４０８を制御することができない状態である。そのため、Ｓ１０７では、ＥＣＵ５００は、フェイルセーフ制御の１つである第３の制御を行う。
【００８５】
Ｓ１０７の第３の制御では、上述したように、モータ制御部５０２によるモータ４０８の制御を行うことはできないため、モータ制御部５０２はモータ４０８の制御を停止する。一方、ポジションセンサ４０７に異常は生じていないため、弁体４０４の開度を把握することはできる。そこで、回転速度制御部５０１は、把握している弁体４０４の開度に応じて機関回転速度に上限回転速度を設定し、上限回転速度を超えることがないように機関回転速度を制御する。すなわち、第３の制御でも、第２の制御と同様に機関回転速度の制御範囲が上限回転速度以下の範囲に制限される。しかし、第３の制御では上限回転速度が弁体４０４の開度に応じて設定される点が第２の制御と異なっている。
【００８６】
第３の制御では、回転速度制御部５０１は、ポジションセンサ４０７が検出している相対角度とその相対角度に対応する上限回転速度との関係を記憶したマップを参照し、ポジションセンサ４０７が検出している相対角度に応じた上限回転数を設定する。
【００８７】
図１２は第３の制御におけるポジションセンサ４０７が検出している相対角度と上限回転速度との関係を示すグラフである。実線で示すように、デバイスポート４０３が開弁し始める相対角度以上の範囲（−θ〜−α，＋θ’〜＋β）において、相対角度が大きくなり、弁体４０４の開度が大きくなるのに従い、徐々に上限回転速度が高くなっていることがわかる。
【００８８】
弁体４０４の開度が大きいほど、冷却水が多方弁４を通過しやすくなり、機関回転速度が高くなったとしても、循環経路内の圧力が所定値を超えにくくなる。第３の制御で参照するマップは、弁体４０４の開度に応じて循環経路内の圧力が所定値以下となる機関回転速度の範囲を実験によって特定し、その範囲に収まる値を上限回転速度として設定することにより作成されている。
【００８９】
図１２には、比較のため、第２の制御における上限回転速度を二点鎖線で示している。弁体４０４の開度が最小開度であることを想定して一様に上限回転速度を設定している第２の制御に比べ、第３の制御では弁体４０４の開度が大きいときには、上限回転速度を高くすることができることがわかる。
【００９０】
こうして第３の制御を選択して実行すると、ＥＣＵ５００は、この処理を一旦終了する。
次に、図９に示す一連の処理を実行することによって生じる作用について説明する。
【００９１】
多方弁４におけるモータ４０８やポジションセンサ４０７に異常が生じている場合には、フェイルセーフ制御として第１の制御，第２の制御，第３の制御が実行されるようになる。
【００９２】
モータ４０８とポジションセンサ４０７の双方に異常が生じているときには、第２の制御が実行される。この第２の制御では、全てのポート４０１，４０２，４０３が閉弁していたとしても循環経路内の圧力が所定値以下となるように上限回転速度が設けられ、機関回転速度が制限されるようになる。
【００９３】
一方で、モータ４０８が異常ではなく、ポジションセンサ４０７が異常のときには、第１の制御が実行される。この第１の制御では、モータ４０８を可動範囲の端まで駆動して弁体４０４の開度をストッパ開度に固定し、上限回転速度を設けずに機関回転速度が制御されるようになる。すなわち、この第１の制御では、機関回転速度の制限が行われておらず、第２の制御に比べて機関回転速度の制限が緩和されている。
【００９４】
また、ポジションセンサ４０７が異常ではなく、モータ４０８が異常のときには、第３の制御が実行される。この第３の制御では、そのときの弁体４０４の開度に応じて上限回転速度が設定され、開度が大きいときほど上限回転速度が高くされるようになる。すなわち、この第３の制御でも、第２の制御に比べて機関回転速度の制限が緩和されている。
【００９５】
以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）弁体４０４の開度を把握することも制御することもできない場合には、第２の制御が実行され、冷却水の吐出量が抑えられるようになるため、弁体４０４の開度が仮に最小開度であり、循環経路内の圧力が高くなりやすい状態であったとしても循環経路内の圧力が所定値以下となる。
【００９６】
（２）弁体４０４の開度を把握することはできないものの、多方弁４を駆動することができる場合には、第１の制御が実行され、弁体４０４の開度がストッパ開度に固定される。そのため、このときには、機関回転速度の制限をポジションセンサ４０７及びモータ４０８の双方に異常が生じているときよりも緩和することができる。すなわち、この場合には、循環経路内の圧力が過剰に高くなることを抑制しつつ、機関回転速度の制御範囲をポジションセンサ４０７及びモータ４０８の双方に異常が生じている場合よりも拡大させることができる。
【００９７】
（３）ポジションセンサ４０７に異常が生じておらず、且つモータ４０８に異常が生じている場合には、第３の制御が実行される。そのため、弁体４０４の開度が最小開度よりも大きい場合には、機関回転速度の制限をポジションセンサ４０７及びモータ４０８の双方に異常が生じているときよりも緩和することができる。
【００９８】
以上（１）〜（３）の効果をまとめると、多方弁４に異常が発生したときに弁体４０４の開度が最小開度であることを想定して一律に機関回転速度に制限をかける構成を採用する場合と比較して、循環経路内の圧力が過剰に高くなることを抑制しつつ、内燃機関１の性能が必要以上に制限されてしまうことを抑制することができる。
【００９９】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態で実施することもできる。また、各変更例のうち、組み合わせて実施することができるものは適宜組み合わせて実施してもよい。
【０１００】
・多方弁４に生じる異常は、モータ４０８やポジションセンサ４０７の断線やショートだけに限らない。多方弁４にはモータ４０８の異常であるのかポジションセンサ４０７の異常であるのか判別できない異常も生じ得る。
【０１０１】
例えば、多方弁４の固着により弁体４０４が駆動できなくなることや、多方弁４の応答遅れにより多方弁４が適切に制御できなくなることも考えられる。
また、ストッパ４１３や弁体４０４のシャフト４０５が折れてしまった場合には、モータ４０８を回転させたときにモータ４０８がストッパ位置で停止しなくなる。その結果、モータ４０８やポジションセンサ４０７に異常が生じていなくても、弁体４０４の開度を適切に制御することができなくなってしまう。こうしたストッパ異常が生じたときにも多方弁４を適切に制御することができなくなる。
【０１０２】
そこで、こうした異常が生じたときにもフェイルセーフ制御を実行するようにしてもよい。例えば、ＥＣＵ５００に、図９を参照して説明した一連の処理に加えて、図１３に示す一連の処理を実行させるようにしてもよい。
【０１０３】
図１３に示すように、この一連の処理を開始すると、ＥＣＵ５００は、まず、Ｓ５０１にて多方弁４が固着しているか否かを判定する。多方弁４が固着していることは、モータ４０８を駆動しているにも拘わらず、ポジションセンサ４０７の出力が変化しないことに基づいて判定することができる。
【０１０４】
Ｓ５０１にて多方弁４が固着していないと判定した場合（Ｓ５０１：ＮＯ）は、ＥＣＵ５００は、Ｓ５０２にて多方弁４にストッパ異常が発生しているか否かを判定する。
弁体４０４がストッパ位置で停止しなくなるストッパ異常が発生すると、ポジションセンサ４０７によって検出される相対角度が「−α°」以下になったり、「＋β°」以上になったりする。また、モータ４０８を一方向に回転させているのに相対角度がマイナス側とプラス側の間でステップ状に変化することもある。ＥＣＵ５００は、こうした現象が起こっている場合に、ストッパ異常が発生していると判定する。
【０１０５】
Ｓ５０２にて多方弁４にストッパ異常が発生していないと判定した場合（Ｓ５０２：ＮＯ）は、ＥＣＵ５００は、多方弁４に応答遅れがあるか否かを判定する。ここでは、モータ４０８を駆動し始めてからポジションセンサ４０７によって検出される相対角度が変化し始めるまでの時間が所定時間以上である場合に、多方弁４に応答遅れがあると判定する。
【０１０６】
Ｓ５０３にて多方弁４に応答遅れがないと判定した場合（Ｓ５０３：ＮＯ）は、ＥＣＵ５００は、この処理を一旦終了させる。
一方、Ｓ５０１，Ｓ５０２，Ｓ５０３のいずれかで肯定判定がなされた場合（Ｓ５０１，Ｓ５０２，Ｓ５０３：ＹＥＳ）は、ＥＣＵ５００は、Ｓ１０６にて第２の制御を実行する。なお、この図１３に示す一連の処理を通じて第２の制御を実行することが決定した場合には、図９に示す一連の処理を通じて選択される制御よりも優先して第２の制御が実行される。すなわち、モータ４０８やポジションセンサ４０７の断線やショートが検出されておらず、図９に示す一連の処理を通じて通常制御が選択されたとしても、図１３に示す一連の処理を通じて第２の制御を実行することが決定した場合には、第２の制御が実行される。
【０１０７】
このように、ポジションセンサ４０７の異常かモータ４０８の異常かが判別できないような多方弁４の固着，ストッパ異常，応答遅れが生じているときに、第２の制御を実行するようにすれば、弁体４０４の開度が仮に最小開度であっても循環経路内の圧力が過剰に高くなることを抑制することができる。
【０１０８】
したがって、上記の（１）〜（３）の効果に加えて、ポジションセンサ４０７の異常かモータ４０８の異常かが判別できないような多方弁４の固着，ストッパ異常，応答遅れが生じているときにも循環経路内の圧力が過剰に高くなることを抑制することができるようになる。
【０１０９】
・モータ４０８は異常であるものの、ポジションセンサ４０７が異常ではないときには、第３の制御を実行する例を示したが、ポジションセンサ４０７が異常であるか否かに拘わらず、モータ４０８が異常である場合には、第２の制御を実行するようにしてもよい。
【０１１０】
この場合にも、ポジションセンサ４０７が異常であり、モータ４０８が異常ではない場合には第１の制御を実行することにより、多方弁４に異常が発生したときに一律に第２の制御を実行して機関回転速度に制限をかける構成を採用する場合と比較して、機関回転速度の制限を緩和することができる。すなわち、循環経路内の圧力が過剰に高くなってしまうことを抑制しつつ、内燃機関１の性能が著しく制限されてしまうことを抑制することができる。
【０１１１】
・開度検出部として弁体４０４とハウジング４００との相対角度を検出するポジションセンサ４０７を例示したが、開度検出部は弁体４０４の開度を検出するものであればよく、適宜変更することができる。例えば、モータ４０８の回転角を検出することによっても弁体４０４の開度を把握することはできる。そのため、モータ４０８の回転角を検出するロータリーエンコーダ等を開度検出部として備えるようにしてもよい。
【０１１２】
・制御弁としてラジエータポート４０１，ヒータポート４０２，デバイスポート４０３の３つのポートを備える多方弁４を例示したが、ポートの数が３つでなくても同様の課題は生じ得る。そのため、ポートの数が３つ以外の制御弁を備える内燃機関に適用される制御装置に同様の構成を採用することもできる。
【０１１３】
・制御弁として、冬モードと夏モードを具備し、これらを使い分ける多方弁４を例示したが、制御弁は必ずしも冬モードと夏モードを具備している必要はない。
・制御弁として最小開度にしたときに全てのポート４０１，４０２，４０３が閉弁した状態になる多方弁４を例示したが、最小開度にした状態でもいずれかのポートが開いているような制御弁においても同様の課題は生じ得る。そのため、最小開度にした状態でもいずれかのポートが開いているような制御弁を備える内燃機関に適用される制御装置に同様の構成を適用することもできる。
【０１１４】
・ストッパ開度は必ずしも弁体の開度が最大になる開度ではなくてもよい。すなわち、弁体の可動範囲の途中に最大開度になる位置が存在する制御弁を備える内燃機関に適用される制御装置においても同様の構成を適用することができる。弁体の可動範囲の途中に最大開度になる位置が存在する場合であっても、ストッパ開度が最小開度よりも大きな開度であれば、第１の制御を実行したときに、第２の制御を実行するときに比べて機関回転速度の制限を緩和することができる。
【０１１５】
なお、ストッパ開度が最大開度ではない場合には、第１の制御を実行して弁体の開度をストッパ開度に固定したとしても、開度が十分ではなく、機関回転速度が高くなったときに循環経路内の圧力が所定値を超えてしまうおそれがある。そこで、ストッパ開度が最大開度ではない場合には、開度検出部の異常が検出されており、モータ４０８の異常が検出されていないときに弁体を可動範囲の端まで移動させて最小開度よりも大きなストッパ開度に固定するとともに、機関回転速度に制限を設けるようにしてもよい。このとき、ストッパ開度において循環経路内の圧力が所定値以下となる速度域に機関回転速度を制限することができるように上限回転速度を設定すれば、循環経路内の圧力が過剰に高くなることを抑制することができるようになる。
【０１１６】
しかし、機関回転速度を極力制限せずに循環経路内の圧力が過剰に高くなることを抑制する上では、上記実施形態のようにストッパ開度を、弁体の開度の最大値となるように設定することが望ましい。
【０１１７】
ストッパ開度を、弁体の開度の最大値となるように設定すれば、開度検出部の異常が検出されており、モータ４０８の異常が検出されていないときには、弁体の開度が最大値に固定されることになる。そのため、冷却水が制御弁を最も通過しやすい状態になり、機関回転速度の制限を最小にすることができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１…内燃機関、２…シリンダヘッド、３…シリンダブロック、４…多方弁、５…リリーフ弁、６…スロットルボディ、７…ＥＧＲバルブ、８…ＥＧＲクーラ、９…オイルクーラ、１０…ＡＴＦ暖機部、１１…ヒータコア、１２…ラジエータ、１３…冷却水ポンプ、１４…ヘッド水温センサ、１５…出口水温センサ、１００…ウォータジャケット、１０１…排気ポート、１０２…排気通路、１０３…排気カムシャフト、１０４…点火プラグ、１０５…吸気カムシャフト、１０６…インジェクタ、１０７…スロットルバルブ、１０９…スロットルバルブモータ、１１０…吸気通路、１１１…吸気ポート、１１２…吸気バルブ、１１３…排気バルブ、１１４…ピストン、１１５…コネクティングロッド、１１６…シリンダ、１１７…クランクシャフト、１１８…燃焼室、１２０…車速センサ、１２１…アクセルポジションセンサ、１２２…エアフロメータ、１２３…クランクポジションセンサ、１２４…外気温度センサ、４００…ハウジング、４０１…ラジエータポート、４０２…ヒータポート、４０３…デバイスポート、４０４…弁体、４０５…シャフト、４０６…ストッパ、４０７…ポジションセンサ、４０８…モータ、４０９…ギア、４１０…センサカバー、４１２…溝、４１３…ストッパ、５００…ＥＣＵ、５０１…回転速度制御部、５０２…モータ制御部、５０３…開度異常検出部、５０４…モータ異常検出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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