JP2000073843A - Internal combustion engine control device - Google Patents

Internal combustion engine control device

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JP2000073843A
JP2000073843A JP10244705A JP24470598A JP2000073843A JP 2000073843 A JP2000073843 A JP 2000073843A JP 10244705 A JP10244705 A JP 10244705A JP 24470598 A JP24470598 A JP 24470598A JP 2000073843 A JP2000073843 A JP 2000073843A
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JP
Japan
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control valve
opening
internal combustion
combustion engine
swirl
Prior art date
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Application number
JP10244705A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Toyohara
正裕 豊原
Toshio Hori
堀  俊雄
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Hitachi Ltd
Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Car Engineering Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform a proper control to perform a precise failure diagnosis by controlling the drive of a stepping motor by the deviation between actual opening and a target opening. SOLUTION: The actual opening of a swirl control valve opened and closed by a swirl control valve driving means 32 is measured by a swirl control valve opening sensor. The respective outputs from a target swirl control valve opening arithmetic means 31 and the swirl control valve opening sensor are detected by a target opening-to-actual opening deviation arithmetic means 35, and the swirl control valve drive control is properly corrected by a swirl control valve drive control means 32 through a zero-point calibrating control means 35 and a swirl control valve driving speed correcting means 34. The target opening and the outputs of the actual opening deviation calculating means 33, the driving speed correcting means 34 and a zero-point calibration execution frequency judging means 36 are detected by a failure judging means 37.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気ガ
ス特性の改善と希薄燃焼時の燃焼安定性を目標とした燃
焼改善のために設けられたスワールコントロールバルブ
の駆動制御及びスワールコントロールバルブの故障を診
断する故障診断装置を備えた内燃機関の制御装置に係
り、特にスワールコントロールバルブのバルブ開度セン
サによる実開度と目標開度を用いた駆動調整制御及びス
ワールコントロールバルブの異常診断方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive control of a swirl control valve and a swirl control valve provided for the purpose of improving the exhaust gas characteristics of an internal combustion engine and improving the combustion aiming at combustion stability during lean combustion. The present invention relates to a control device for an internal combustion engine having a failure diagnosis device for diagnosing a failure, and more particularly to a drive adjustment control using an actual opening and a target opening by a valve opening sensor of a swirl control valve and a method for diagnosing an abnormality of the swirl control valve. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば筒内噴射エンジンにおいて
は、空燃比A/Fを40以上で希薄燃焼させる必要があ
ることから、シリンダの燃焼室内に、スワールやタンブ
ルと言われるガス流動を与えている。このガス流動の与
え方には、種々の手段があるが、吸気管の形状とスワー
ルコントロールバルブとの組み合わせで、適切なガス流
動を発生させるのが一般的である。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in a direct injection engine, it is necessary to perform lean combustion with an air-fuel ratio A / F of 40 or more. Therefore, a gas flow called swirl or tumble is applied to a combustion chamber of a cylinder. I have. There are various means for giving the gas flow, but it is general to generate an appropriate gas flow by a combination of the shape of the intake pipe and the swirl control valve.

【0003】このような、スワールコントロールバルブ
を設けた内燃機関として、例えば特公平5−31649号公報
に記載の技術があり、該公報には、運転性の悪化を防ぐ
ために、吸気管内圧力を検出して負圧切り替え弁の制
御,空燃比目標値の変更を行うことが開示されている。
ところが、前記先行技術では、スワールコントロールバ
ルブの閉状態を維持できないとき、切り替え弁の操作
と、空燃比目標値の変更を行っているが、スワールコン
トロールバルブそのものが正常に動作しているか否かの
診断を行っていないため、必ずしも適切な制御とは言い
難いものである。
[0003] As such an internal combustion engine provided with a swirl control valve, for example, there is a technique described in Japanese Patent Publication No. Hei 5-31649, which discloses a technique for detecting the pressure in an intake pipe in order to prevent deterioration of drivability. It discloses that the negative pressure switching valve is controlled and the air-fuel ratio target value is changed.
However, in the prior art, when the closed state of the swirl control valve cannot be maintained, the switching valve is operated and the air-fuel ratio target value is changed, but it is determined whether or not the swirl control valve itself is normally operating. Since no diagnosis is performed, it is not always possible to say that the control is appropriate.

【0004】ここで、一般にスワールコントロールバル
ブは、全開状態では吸入空気の流れにスワールが殆ど発
生せず、逆に全閉近傍ではスワールの発生が大きくなる
ことが知られている。また、空燃比を理論空燃比よりも
リーン側の目標とする空燃比に制御する場合には、スワ
ールコントロールバルブによるスワールの発生状況によ
って排気ガスにおけるHC(ハイドロカーボン)の量が
変化することが知られている。
[0006] Here, it is generally known that swirl hardly occurs in the flow of intake air when the swirl control valve is fully open, and conversely, swirl increases near the fully closed state. When the air-fuel ratio is controlled to a target air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, it is known that the amount of HC (hydrocarbon) in the exhaust gas changes depending on the state of swirl generated by the swirl control valve. Have been.

【0005】従って、リーン側の空燃比で機関を運転す
る場合は排気ガスの観点から、スワールコントロールの
制御は、その運転性に大きな影響を与えるものとなる。
このことより、スワールコントロールバルブが正常に動
作しているかどうかの診断は、特に燃焼改善のために運
転制御においては重要な診断の項目の一つである。
Therefore, when the engine is operated at the lean air-fuel ratio, the control of the swirl control has a great effect on the operability from the viewpoint of exhaust gas.
From this, diagnosis of whether the swirl control valve is operating normally is one of the important diagnosis items especially in operation control for improving combustion.

【0006】そこで、特開平8−74583号公報では、リー
ン燃焼運転制御或いは排気特性改善のための運転制御の
中で、スワールコントロールバルブそのものの動作の診
断を行う技術を提案している。これは、内燃機関の運転
状態との関連でスワールコントロールバルブ開度指令信
号に対する実際の弁開度に相当する信号、例えば、圧力
センサによるスワールコントロールバルブ近傍の吸気管
の圧力等の検出信号を、予め測定しておいた基準開度特
性と比較して、所定値以上の偏差が生じたときスワール
コントロールバルブが異常であると診断するものであ
る。
Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-74583 proposes a technique for diagnosing the operation of the swirl control valve itself in the lean combustion operation control or the operation control for improving the exhaust characteristics. This is a signal corresponding to the actual valve opening in response to the swirl control valve opening command signal in relation to the operating state of the internal combustion engine, for example, a detection signal such as the pressure of the intake pipe near the swirl control valve by a pressure sensor, This is to diagnose that the swirl control valve is abnormal when a deviation equal to or more than a predetermined value occurs in comparison with a reference opening characteristic measured in advance.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、エ
ンジンの燃焼室に供給されるスワール旋回流の大きさ
(スワール数)は、エンジンが高速,高トルクになると
空気量が増すことで、自然に大きくなるので、スワール
コントロールバルブの開度は、高速,高トルクになる
程、小さくするように制御する必要があるが、このスワ
ールコントロールバルブの開度は、それ以外のエンジン
の運転条件や燃焼状態についても、配慮して制御する必
要がある。
Generally, the magnitude of swirl swirling flow (the number of swirls) supplied to the combustion chamber of the engine naturally increases as the amount of air increases when the engine is operated at high speed and high torque. The swirl control valve must be controlled so as to decrease as the speed and torque increase. However, the swirl control valve must be controlled by other engine operating conditions and combustion conditions. Needs to be carefully controlled.

【0008】即ち、エンジンの燃焼の安定性,スモーク
の発生やハイドロカーボンの発生等は、燃料噴射弁の燃
料噴射時期や点火時期に依存するものであり、エンジン
の燃焼制御に当たっては、前記燃料噴射弁の燃料噴射時
期や点火時期を考慮する必要があり、特に燃焼の安定性
やハイドロカーボン等の発生は、前記スワール旋回流
(スワール数)に影響され、スワール旋回流を選択する
ことで、燃焼の安定性の最良域やハイドロカーボン発生
の最小域があることが知られている。このため、スワー
ル旋回流を調整すべく前記スワールコントロールバルブ
を開閉制御するに当たっては、燃焼の安定性等の燃焼状
態や燃料圧力に配慮する必要がある。
That is, the stability of engine combustion, the generation of smoke, the generation of hydrocarbons, and the like depend on the fuel injection timing and ignition timing of the fuel injection valve. It is necessary to consider the fuel injection timing and ignition timing of the valve. Particularly, the stability of combustion and the generation of hydrocarbons and the like are affected by the swirl swirling flow (the number of swirls). It is known that there is an optimum region for the stability of the carbon dioxide and a minimum region for the generation of hydrocarbon. For this reason, in controlling the opening and closing of the swirl control valve in order to adjust the swirl swirling flow, it is necessary to consider the combustion state such as combustion stability and the fuel pressure.

【0009】しかるに、先の従来の先行技術では、内燃
機関の運転状態との関連でスワールコントロールバルブ
開閉指令信号に対する圧力センサによる吸気管内の圧力
変化等の実際の弁開度に相当する信号を検出し、予め測
定しておいた基準開度特性と比較して、所定値以上の偏
差が生じた時、スワールコントロールバルブが異常であ
ると診断するものであり、スワールコントロールバルブ
自体の異常・故障等について直接的に検知,対応したも
のではなく、該異常・故障等における運転性悪化を的確
に抑制できるものではなかった。
However, in the prior art, a signal corresponding to an actual valve opening degree, such as a pressure change in an intake pipe, is detected by a pressure sensor in response to a swirl control valve opening / closing command signal in relation to an operating state of an internal combustion engine. When the deviation of the swirl control valve exceeds a predetermined value compared with the previously measured reference opening characteristic, the swirl control valve is diagnosed as abnormal. Was not directly detected and responded to, and deterioration in drivability due to the abnormality, failure, or the like could not be accurately suppressed.

【0010】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであって、その目的は、内燃機関のスワールコ
ントロールバルブの劣化等により、スワールコントロー
ルバルブ開閉指令信号に対するバルブ駆動応答性が遅く
なる場合及び開度変化に応じた補正を行う制御を提供す
ると共に、スワールコントロールバルブの故障を、直接
定量的に判定することで確実な診断が行える内燃機関の
故障診断装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to reduce the valve drive response to a swirl control valve opening / closing command signal due to deterioration of a swirl control valve of an internal combustion engine. It is an object of the present invention to provide a failure diagnosis device for an internal combustion engine which can provide a control for performing a correction according to a change in the opening degree and a failure of the swirl control valve and can perform a reliable diagnosis by directly and quantitatively determining the failure. .

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的は、内燃機関の
吸気ポートに配設されるスワールコントロールバルブを
有し、該スワールコントロールバルブをステッピングモ
ータで駆動制御する開閉駆動制御手段と、該スワールコ
ントロールバルブの開度を検出するバルブ開度センサ
と、前記バルブ開度センサからの実開度と目標開度との
偏差を検出する手段を備えた内燃機関制御装置におい
て、前記実開度と目標開度との偏差により、前記ステッ
ピングモータの駆動制御を行うことを特徴とする内燃機
関制御装置により達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an opening / closing drive control means having a swirl control valve disposed at an intake port of an internal combustion engine, and driving and controlling the swirl control valve by a stepping motor. An internal combustion engine control device comprising: a valve opening sensor for detecting a valve opening; and means for detecting a deviation between an actual opening and a target opening from the valve opening sensor. This is achieved by an internal combustion engine control device wherein the drive control of the stepping motor is performed based on the deviation from the degree.

【0012】また上記目的は、内燃機関の吸気ポートに
配設されるスワールコントロールバルブを有し、該スワ
ールコントロールバルブをステッピングモータで駆動制
御する開閉駆動制御手段と、該スワールコントロールバ
ルブの開度を検出するバルブ開度センサと、該スワール
コントロールバルブの故障を診断する故障診断手段とを
備えた内燃機関制御装置において、前記故障診断装置
は、前記スワールコントロールバルブ自体の故障を検出
して故障判定を行う手段を備えていることを特徴とする
内燃機関制御装置によっても達成される。
Further, the above object is to provide a swirl control valve disposed at an intake port of an internal combustion engine, and to control the driving of the swirl control valve by a stepping motor, and to control the opening degree of the swirl control valve. In an internal combustion engine control device provided with a valve opening sensor for detecting and a failure diagnosis means for diagnosing a failure of the swirl control valve, the failure diagnosis device detects a failure of the swirl control valve itself and makes a failure determination. The present invention is also achieved by an internal combustion engine control device having means for performing the operation.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施の
形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0014】図1は、本発明が適用されるエンジンシス
テムの1例を示したものである。図において、エンジン
8に吸入される空気はエアクリーナ1の入口部2から取
り入れられ、吸入空気量を制御する絞り弁5を設置した
絞り弁装置6を通り、コレクタ7に入る。絞り弁5は、
モータ10に連結されており、モータ10を駆動するこ
とにより絞り弁5が操作される。この絞り弁5を操作し
て、吸入空気量を制御している。コレクタ7に至った吸
入空気は、エンジン8の各シリンダ23に接続された各
吸入空気管9に分配されてシリンダ23内に導かれる。
FIG. 1 shows an example of an engine system to which the present invention is applied. In the drawing, air taken into an engine 8 is taken in from an inlet 2 of an air cleaner 1 and enters a collector 7 through a throttle valve device 6 provided with a throttle valve 5 for controlling the amount of intake air. The throttle valve 5 is
The throttle valve 5 is operated by driving the motor 10. The throttle valve 5 is operated to control the amount of intake air. The intake air reaching the collector 7 is distributed to each intake air pipe 9 connected to each cylinder 23 of the engine 8 and is guided into the cylinder 23.

【0015】一方、ガソリンなどの燃料は、燃料タンク
11から燃料ポンプ12により吸引,加圧された上で燃
料噴射弁(インジェクタ)13,可変燃圧プレッシャレ
ギュレータ14が配管されている燃料系24に供給され
る。そして、この燃料系は、上記した可変燃圧プレッシ
ャレギュレータ14により所定の圧力に調圧され、それ
ぞれのシリンダ23に燃料噴射口を開口しているインジ
ェクタ13からシリンダ23に噴射される。また、空気
流量計3からは吸気流量を表す信号が出力され、コント
ロールユニット15に入力されるようになっている。
On the other hand, fuel such as gasoline is sucked and pressurized from a fuel tank 11 by a fuel pump 12, and then supplied to a fuel system 24 in which a fuel injection valve (injector) 13 and a variable fuel pressure regulator 14 are piped. Is done. The fuel system is adjusted to a predetermined pressure by the variable fuel pressure regulator 14 described above, and is injected into the cylinders 23 from the injectors 13 having the fuel injection ports opened in the respective cylinders 23. Further, a signal representing the intake flow rate is output from the air flow meter 3 and input to the control unit 15.

【0016】さらに、上記絞り弁装置6には絞り弁5の
開度を検出するスロットルセンサ18が取り付けられて
おり、その出力もコントロールユニット15に入力され
るようになっている。
Further, a throttle sensor 18 for detecting the opening of the throttle valve 5 is attached to the throttle valve device 6, and the output thereof is also input to the control unit 15.

【0017】次に16はクランク角センサであり、これ
はカム軸25によって回転駆動され、クランク軸の回転
位置を表す信号を出力する。この信号もコントロールユ
ニット15に入力されるようになっている。
Reference numeral 16 denotes a crank angle sensor, which is driven to rotate by a cam shaft 25 and outputs a signal indicating the rotational position of the crank shaft. This signal is also input to the control unit 15.

【0018】20は、排気管26に設けられたA/F
(空燃比)センサで、排気ガスの成分から実運転空燃比
を検出,出力してその信号は同じくコントロールユニッ
ト15に入力されるようになっている。
Reference numeral 20 denotes an A / F provided in the exhaust pipe 26.
The (air-fuel ratio) sensor detects and outputs the actual operating air-fuel ratio from the components of the exhaust gas, and the signal is input to the control unit 15 in the same manner.

【0019】このコントロールユニット15は、処理手
段(CPU)27を有し、前述したクランク角信号,ス
ロットル開度信号などのエンジンの運転状態を検出する
各種の信号を入力信号として取り込み、所定の演算を実
行し、この演算結果として算定された各種の制御信号を
出力し、上記したインジェクタ13や点火コイル17や
絞り弁操作のためのモータ10に所定信号を出力し、燃
料供給制御,点火時期制御,吸入空気量制御を実行す
る。
The control unit 15 has a processing means (CPU) 27, receives various signals for detecting the operating state of the engine, such as the above-described crank angle signal and throttle opening signal, as input signals, and performs predetermined arithmetic operations. And outputs various control signals calculated as a result of the calculation, and outputs predetermined signals to the injector 13, the ignition coil 17, and the motor 10 for operating the throttle valve to control fuel supply and ignition timing. , Execute intake air amount control.

【0020】28は、各種の警告灯を含む警告器であ
る。
Reference numeral 28 denotes a warning device including various warning lights.

【0021】これらの構成については周知であるのでこ
れ以上の説明は省略するものとする。
Since these structures are well known, further description will be omitted.

【0022】図2は、前記コントロールユニット15に
おける制御系を示すものである。尚、以下に説明する図
において、図1と共通する部分には、同一符号を付すも
のとする。前記コントロールユニット15には、制御の
中枢を成すCPU15aと、後述する各種センサからの
検出信号に対して所定の処理(例えばA/D変換等)を
施す入力処理手段15bと、データの転送を行うバス1
5cと、前記CPU15aによって所定の演算処理が施
されたデータを出力する出力処理手段15dとが設けら
れている。
FIG. 2 shows a control system in the control unit 15. In the drawings described below, the same reference numerals are given to parts common to FIG. The control unit 15 includes a CPU 15a serving as a control center, input processing means 15b for performing predetermined processing (for example, A / D conversion, etc.) on detection signals from various sensors described later, and performs data transfer. Bus 1
5c, and output processing means 15d for outputting data subjected to predetermined arithmetic processing by the CPU 15a.

【0023】入力処理手段15bには、クランク角セン
サ17,スロットルセンサ18,アクセルセンサ10
7,水温センサ108,エアフローメータ3,スワール
コントロールバルブ角度センサ22a,EGRバルブ角
度センサ21a,バッテリ電圧検出手段111からの検
出信号が取り込まれ、これらの信号は入力処理手段15b
によって、所定の処理が施され、データに変換された
後、バス15cを介して前記CPU15aに与えられ
る。また、入力処理15bからは、割込コントローラ1
04に対して割込信号が与えられるようになっている。
The input processing means 15b includes a crank angle sensor 17, a throttle sensor 18, an accelerator sensor 10
7, detection signals from the water temperature sensor 108, the air flow meter 3, the swirl control valve angle sensor 22a, the EGR valve angle sensor 21a, and the battery voltage detection means 111 are taken in, and these signals are input to the input processing means 15b.
After the data is converted into data by a predetermined process, the data is provided to the CPU 15a via the bus 15c. Also, from the input processing 15b, the interrupt controller 1
04 is given an interrupt signal.

【0024】CPU15aは、前記バス15cを介して
各種検出データが与えられると、該各種検出データに対
しROM101に格納されている所定のプログラム等に
基づいて演算処理を施した後、該演算処理したデータを
RAM102,バックアップRAM106に格納すると
共に、警告灯28,インジェクタ13a〜13d,スロ
ットルモータ10,スワールコントロールバルブを操作
するモータ22b,EGRバルブを操作するモータ21
に対し、出力処理手段15dを介して制御信号を出力す
る。
When the CPU 15a receives various detection data via the bus 15c, the CPU 15a performs an arithmetic operation on the various detection data based on a predetermined program stored in the ROM 101, and then performs the arithmetic operation. The data is stored in the RAM 102 and the backup RAM 106, and the warning light 28, the injectors 13a to 13d, the throttle motor 10, the motor 22b for operating the swirl control valve, and the motor 21 for operating the EGR valve.
, And outputs a control signal via the output processing means 15d.

【0025】図3は、本発明の全体構成を示したブロッ
ク図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the overall configuration of the present invention.

【0026】コントロールユニット15に設けられるス
ワールコントロールバルブの駆動制御系,故障検出系、
及び、故障検出に基づく制御系の制御ブロック図を示す
ものである。クランク角センサ16,スロットルセンサ
18,エアフローメータ3等からの各種センサの検出信
号が前記入力処理手段15bを介して取り込まれ、目標
スワールコントロールバルブ開度演算手段31によって
前記スワールコントロールバルブ22の開度の最適値を
求めるための演算処理が施されると、スワールコントロ
ールバルブ駆動制御手段32によって、スワールコント
ロールバルブアクチュエータ(ステッピングモータ等)
が最適開度となるように駆動される。
A drive control system for the swirl control valve provided in the control unit 15, a failure detection system,
And a control block diagram of a control system based on failure detection. Detection signals from various sensors from the crank angle sensor 16, the throttle sensor 18, the air flow meter 3 and the like are taken in through the input processing means 15b, and the opening degree of the swirl control valve 22 is calculated by the target swirl control valve opening calculating means 31. Is calculated by the swirl control valve drive control means 32, the swirl control valve actuator (stepping motor, etc.)
Are driven to have the optimal opening.

【0027】スワールコントロールバルブ駆動制御手段
32により開閉制御された、スワールコントロールバル
ブ22の実開度は、スワールコントロールバルブ開度セ
ンサ22aにより計測される。
The actual opening of the swirl control valve 22, which is opened and closed by the swirl control valve drive control means 32, is measured by a swirl control valve opening sensor 22a.

【0028】目標スワールコントロールバルブ開度演算
手段31,スワールコントロールバルブ開度センサ22
aからの各々の出力は、目標開度と実開度偏差演算手段
33によって検出され、該演算された結果に基づき、0
点校正制御手段35(0点校正については、詳細後述す
る)及びスワールコントロールバルブ駆動速度補正手段
34を介して、スワールコントロールバルブ駆動制御手
段32により最適な駆動制御となるように補正される。
Target swirl control valve opening calculating means 31, swirl control valve opening sensor 22
a from the target opening degree and the actual opening degree deviation calculating means 33, and based on the calculated result, 0
Through the point calibration control means 35 (zero point calibration will be described in detail later) and the swirl control valve drive speed correction means 34, the correction is performed by the swirl control valve drive control means 32 so that the optimal drive control is performed.

【0029】前記目標開度と実開度偏差演算手段33,
駆動速度補正手段34,0点校正実施回数判定手段36
の出力は、故障判定手段37によって検出され、故障判
定されると、故障時制御手段38により、前記警告灯2
8の点灯制御等の動作制御を行う。
The target opening and actual opening deviation calculating means 33,
Driving speed correction means 34, zero point calibration execution number determination means 36
Is detected by the failure determining means 37, and when a failure is determined, the warning light 2 is output by the failure control means 38.
Operation control such as lighting control 8 is performed.

【0030】図4は、図1で示した、ステッピングモー
タを用いた前記スワールコントロールバルブ22の一般
的な機能を示す図であり、例えば、ステッピングモータ
のステップ数が小さいときに前記スワールコントロール
バルブ22の角度は閉じ側に制御される。図に示すよう
に、スワールコントロールバルブ角度によりスワール及
びタンブルといった旋回空気流は可変にコントロールで
きるため、燃焼から要求されるスワール旋回流を選択す
ることで、内燃機関の燃焼の安定性最良制御が行える。
FIG. 4 is a diagram showing a general function of the swirl control valve 22 using the stepping motor shown in FIG. 1. For example, when the number of steps of the stepping motor is small, the swirl control valve 22 is used. Is controlled to the closed side. As shown in the figure, the swirl air flow such as swirl and tumble can be variably controlled by the swirl control valve angle, so that by selecting the swirl swirl flow required from the combustion, the best control of the combustion stability of the internal combustion engine can be performed. .

【0031】図5は、図4で示した、ステッピングモー
タを用いたスワールコントロールバルブの駆動系を示す
もので、エンジン8の各シリンダ23に連通する前記吸
気管9の2つの吸気ポート9a,9bの内の一方の9b
に、該通路9bを閉塞させる形で該スワールコントロー
ルバルブ22が設けられており、該スワールコントロー
ルバルブ22を開閉させる様に励磁コイル22b1〜2
2b4を有したスワールコントロールバルブモータ22
b(以下、簡単のためにステッピングモータと称する)
が取り付けられている。該ステッピングモータ22b
は、バッテリ電源VBからの駆動電力によって駆動す
る。また、コントロールユニット15内のCPU15a
によって、例えば4個のトランジスタTr1,Tr2,
Tr3,Tr4が駆動させるようになっており、例え
ば、トタンジスタTr1→Tr2→Tr3→Tr4の順
に該トランジスタTr1,Tr2,Tr3,Tr4が駆
動される時、前記ステッピングモータ22bが順方向に
回転駆動され、トランジスタTr4→Tr3→Tr2→
Tr1の順に該トランジスタTr1,Tr2,Tr3,
Tr4が駆動される時、前記ステッピングモータ22b
が逆方向に回転駆動される(駆動原理は詳細後述す
る)。これにより、前記スワールコントロールバルブ2
2の開度調整が行われる。さらに実際に開度調整された
該スワールコントロールバルブ22の角度は、前記スワ
ールコントロールバルブ角度センサ22aにより計測さ
れ、前記入力処理15bにより検出され、前記CPU1
5aにより所定の演算処理が行われる。
FIG. 5 shows the drive system of the swirl control valve using the stepping motor shown in FIG. 4, and the two intake ports 9a and 9b of the intake pipe 9 communicating with each cylinder 23 of the engine 8. One of the 9b
The swirl control valve 22 is provided so as to close the passage 9b, and the exciting coils 22b1-2 are opened and closed so as to open and close the swirl control valve 22.
Swirl control valve motor 22 having 2b4
b (hereinafter referred to as stepping motor for simplicity)
Is attached. The stepping motor 22b
Are driven by the driving power from the battery power supply VB. The CPU 15a in the control unit 15
Thus, for example, four transistors Tr1, Tr2,
Tr3 and Tr4 are driven. For example, when the transistors Tr1, Tr2, Tr3 and Tr4 are driven in the order of transistor Tr1, Tr2, Tr3 and Tr4, the stepping motor 22b is driven to rotate in the forward direction. , Transistors Tr4 → Tr3 → Tr2 →
The transistors Tr1, Tr2, Tr3, in the order of Tr1
When Tr4 is driven, the stepping motor 22b
Are rotated in the opposite direction (the driving principle will be described later in detail). Thereby, the swirl control valve 2
2 is performed. Further, the angle of the swirl control valve 22 whose opening has been actually adjusted is measured by the swirl control valve angle sensor 22a, detected by the input processing 15b, and
Predetermined arithmetic processing is performed by 5a.

【0032】図6は、スワールコントロールバルブ22
を開閉駆動するステッピングモータ22bの動作を原理
を説明する。該ステッピングモータ22bは、円周周り
にNS極交互に帯磁した永久磁石81と、それを囲む2
層の周状電磁コイル82(ここで、コイル82は前記励
磁コイル22b1〜22b4と同じであるが、説明の便
宜上別の符号82で一括して以下説明する)からなる。
図は永久磁石81を説明の便宜上NSの一組のみを記
し、永久磁石81と電磁コイル82の周の一部を平面に
投影して示している。ここで電磁コイル82を図の
(a)の様に励磁すると、永久磁石81と電磁コイル8
2の力バランスにより、(a)に示すような位置に安定
する。次に(b)に示すように下側電磁コイルの相を通
電方向を逆にすることによりN,S極を逆にすると、
(b)に示すようなとなりの位置に安定する。すなわち
永久磁石は図の(a)→(b)の動作分変位したことと
なる。この動作を繰り返すことによりステッピングモー
タ22bは、周方向に操作を実現できる。この周方向動
作を直線運動に変換すると、正確な位置制御が行える。
また、図の(c)に示すように2つの励磁相の1つの
み、この場合は(b)の動作に続き上側の相のみを励磁
すると2相を励磁切り替えしたときの半分の操作量を実
現することができる。このように1相→2相→1相を繰
り返す制御を行うことで、2相のみ、または1相のみの
制御を行う場合に比べ、操作量の制御精度を2倍にする
ことができる。
FIG. 6 shows a swirl control valve 22.
The principle of the operation of the stepping motor 22b for driving the motor to open and close will be described. The stepping motor 22b has a permanent magnet 81 magnetized alternately with NS poles around the circumference, and a permanent magnet 81 surrounding the magnet.
A layered electromagnetic coil 82 (here, the coil 82 is the same as the exciting coils 22b1 to 22b4, but is collectively described below with another reference numeral 82 for convenience of explanation).
In the figure, only one set of NS is shown for convenience of explanation of the permanent magnet 81, and a part of the circumference of the permanent magnet 81 and the electromagnetic coil 82 is projected and shown on a plane. Here, when the electromagnetic coil 82 is excited as shown in FIG.
By the force balance of 2, the position is stabilized at the position shown in FIG. Next, as shown in (b), when the N and S poles are reversed by reversing the energizing direction of the phase of the lower electromagnetic coil,
It is stabilized at the next position as shown in FIG. That is, the permanent magnet is displaced by the operation shown in FIG. By repeating this operation, the operation of the stepping motor 22b can be realized in the circumferential direction. If this circumferential motion is converted to linear motion, accurate position control can be performed.
Also, as shown in FIG. 3C, when only one of the two excitation phases is excited, in this case, only the upper phase is excited following the operation of FIG. Can be realized. As described above, by performing the control of repeating one phase → two phases → one phase, the control accuracy of the operation amount can be doubled as compared with the case where the control of only two phases or only one phase is performed.

【0033】ここで、ステッピングモータ22bに、例
えば外力等が加えられ、強制的に回転方向に動作され、
安定相が1周分ずれた場合、ステッピングモータ22b
はずれた位置で安定し、単純な相励磁操作で元の位置に
回帰することはない。これを脱調と称す。脱調した場合
には、ステッピングモータ22bを用いる制御の制御精
度が悪化する不都合が生じるため、ステッピングモータ
22bの作動範囲内に機械的な制限(ストッパ)を設
け、これにステッピングモータ22bを当てる動作制御
を繰り返し行い、脱調したずれを吸収し、制御上の位置
認識値と実際のステッピングモータ位置を一致させる制
御を行うことが一般に知られている。これを0点校正と
称す。
Here, for example, an external force is applied to the stepping motor 22b, and the stepping motor 22b is forcibly operated in the rotation direction.
If the stable phase is shifted by one rotation, the stepping motor 22b
It is stable in a deviated position and does not return to the original position by a simple phase excitation operation. This is called step-out. If the step-out occurs, the control accuracy of the control using the stepping motor 22b is disadvantageously deteriorated. Therefore, a mechanical restriction (stopper) is provided in the operation range of the stepping motor 22b, and the operation of applying the stepping motor 22b to this is provided. It is generally known that the control is repeatedly performed to absorb a step-out deviation and to make the position recognition value on the control coincide with the actual stepping motor position. This is called zero-point calibration.

【0034】図7に0点校正の動作図を示す。前記スワ
ールコントロールバルブ22を開閉駆動するステッピン
グモータ22bの励磁相の切り替えをストッパに向け駆
動し続けると、図中の点線で示すように、ステッピング
モータの位置は、ストッパに衝突→反射→衝突を繰り返
す。この動作を所定回行った後、制御上のステッピング
モータ位置をストッパ位置に修正すれば、前記脱調によ
るステッピングモータ位置のずれを吸収することができ
る。この0点校正の駆動回数及びこの繰り返し制御をマ
ージン回数及びマージン制御と称するものとする。ここ
で、0点校正中は、ステッピングモータ22bは前記ス
トッパの位置に固定されるため本来の制御が行えない。
また、0点校正動作は、上述したように機械的なストッ
パに衝突させるため、衝突による音が発生する。したが
って、ステッピングモータを用いたスワールコントロー
ルバルブでは該0点校正で行うストッパ衝突期間を最小
限に抑えることが望ましい。そこで、前記スワールコン
トロールバルブ角度センサ22aと制御認識スワールコ
ントルバルブステップ位置の比較を行えば、図7で示し
た点線と実線の差である脱調の量を計測し、計測した脱
調の量に基づいて0点校正を行えば、前記0点校正で行
うストッパ衝突期間を最小限に制御することができる。
FIG. 7 shows an operation diagram of the zero-point calibration. If the switching of the excitation phase of the stepping motor 22b that drives the opening and closing of the swirl control valve 22 continues to be driven toward the stopper, the position of the stepping motor repeats collision → reflection → collision with the stopper as shown by the dotted line in the drawing. . After performing this operation a predetermined number of times, if the stepping motor position on the control is corrected to the stopper position, the stepping motor position shift due to the step-out can be absorbed. The number of times of the zero-point calibration and the repetition control are referred to as margin times and margin control. Here, during the zero-point calibration, the original control cannot be performed because the stepping motor 22b is fixed at the position of the stopper.
Further, since the zero-point calibration operation collides with the mechanical stopper as described above, a sound is generated due to the collision. Therefore, in a swirl control valve using a stepping motor, it is desirable to minimize the stopper collision period performed in the zero-point calibration. Therefore, by comparing the swirl control valve angle sensor 22a with the control recognition swirl control valve step position, the amount of step-out which is the difference between the dotted line and the solid line shown in FIG. 7 is measured, and the measured step-out amount is calculated. If the zero-point calibration is performed based on this, it is possible to minimize the stopper collision period performed in the zero-point calibration.

【0035】図10は、上述した0点校正制御のフロー
を示したもので、ステップ1001において、制御上の
スワールコントルバルブステップ位置STPMとスワー
ルコントロールバルブ角度センサ22aの出力値STP
Oの偏差DELSTPを求める。
FIG. 10 shows the flow of the above-mentioned zero-point calibration control. In step 1001, the swirl control valve step position STPM and the output value STP of the swirl control valve angle sensor 22a are determined.
Find the deviation DELSTP of O.

【0036】次いで、ステップ1002において、該偏
差DELSRPに、予め評価したスワールコントロールバルブ
角度センサ22aの特性ばらつき(該特性ばらつきに関
して、図16,図17,図20で後述する)に余裕代を
加えたMRGSTPを加算した、最小限の0点校正ステップ数
MRG0を算出する。ステップ1003では、内燃機関
の運転状態及びバッテリ電圧等の条件に基づいて0点校
正許可判定を行い、0点校正許可条件が成立と判定され
た場合、ステップ1004にて0点校正制御を実施す
る。
Next, at step 1002, a margin is added to the deviation DELSRP to the previously evaluated characteristic variation of the swirl control valve angle sensor 22a (this characteristic variation will be described later with reference to FIGS. 16, 17, and 20). The minimum number of zero-point calibration steps MRG0 to which MRGSTP is added is calculated. In step 1003, a zero-point calibration permission determination is performed based on the operating state of the internal combustion engine, the battery voltage, and other conditions. If it is determined that the zero-point calibration permission condition is satisfied, zero-point calibration control is performed in step 1004. .

【0037】ここで、0点校正の制御内容については、
図7で説明しており、ここでは詳細の説明は省略するも
のとする。
Here, regarding the control contents of the zero-point calibration,
It has been described with reference to FIG. 7, and the detailed description is omitted here.

【0038】図12は、図6で説明した、スワールコン
トロールバルブ22を開閉駆動するステッピングモータ
22bの励磁切り替え周期、いわゆる制御速度と該ステ
ッピングモータ22bの脱調の関係を示したものであ
る。(a)で示したように、前記制御速度を高速にする
と、ステッピングモータ22bは制御速度に追従できな
くなり、脱調を起こす。このまま、高速制御を継続する
と、脱調量は、継続時間に比例して大きくなり、スワー
ルコントロールバルブ制御精度を確保できなくなる。こ
の脱調の原因は、制御速度の過高速設定及びステッピン
グモータ22bの動作摩擦の増加等で発生する。このよ
うな脱調が発生した場合は、(b)で示すように制御速
度を低速化することで、防止することができる。
FIG. 12 shows the relationship between the excitation switching cycle of the stepping motor 22b for opening and closing the swirl control valve 22, the so-called control speed, and the step-out of the stepping motor 22b described with reference to FIG. As shown in (a), when the control speed is increased, the stepping motor 22b cannot follow the control speed, causing a step-out. If the high-speed control is continued as it is, the step-out amount increases in proportion to the duration, and it becomes impossible to secure the swirl control valve control accuracy. The cause of this step-out occurs when the control speed is set too high or when the operating friction of the stepping motor 22b increases. Such a step-out can be prevented by reducing the control speed as shown in FIG.

【0039】図11は、図12で示した制御速度による
脱調量拡大を防止する制御フローを示したもので、ステ
ップ1101において、前記スワールコントロールバル
ブ22を開閉駆動するステッピングモータ22bの制御
速度の演算が行われ、該ステッピングモータ22bの駆
動制御が行われる。次いで、ステップ1001では、図
10で説明したように前記偏差DELSTPを求める。ステッ
プ1102において、ステップ1001で求めたDELSTP
の結果に基づいて、脱調判定を行う。脱調判定方法につ
いては、図16,図17,図20で後述する。次いで、
ステップ1103において、ステップ1102で脱調判定さ
れた時に、前記制御速度STPSPにSPLOWを加
え、該制御速度の低速制御を行う。
FIG. 11 shows a control flow for preventing the step-out amount from increasing due to the control speed shown in FIG. 12. In step 1101, the control speed of the stepping motor 22b for driving the swirl control valve 22 to open and close is determined. Calculation is performed, and drive control of the stepping motor 22b is performed. Next, in step 1001, the deviation DELSTP is obtained as described with reference to FIG. In step 1102, the DELSTP obtained in step 1001
Is determined based on the result of the above. The step-out determination method will be described later with reference to FIGS. Then
In step 1103, when step-out is determined in step 1102, SPLOW is added to the control speed STPSP to perform low-speed control of the control speed.

【0040】図16は、制御上のスワールコントルバル
ブステップ位置STPMとスワールコントロールバルブ
角度センサ22aの出力値STPOの関係を表した図で
ある。図中に示した基本特性に対し、前記スワールコン
トロールバルブ角度センサ22aの特性ばらつき分が上
限及び下限となる。該STPMとSTPOの関係が、図
中の上限及び下限の線から外れた場合、STPMとST
POの関係がアンマッチとなり、前記スワールコントロ
ールバルブ22を開閉駆動するステッピングモータ22
bが脱調状態であることを表していることになる。
FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the control swirl control valve step position STPM and the output value STPO of the swirl control valve angle sensor 22a. With respect to the basic characteristics shown in the figure, the characteristic variation of the swirl control valve angle sensor 22a is the upper limit and the lower limit. If the relationship between the STPM and STPO deviates from the upper and lower limit lines in the figure, STPM and STPO
The relationship of PO becomes unmatched, and the stepping motor 22 for opening and closing the swirl control valve 22 is opened.
This means that b is out of step.

【0041】ここで、該スワールコントロールバルブ角
度センサ22aの特性ばらつきが大きい程、基本特性に
対して、上限及び下限線は広がり、前記脱調判定の精度
が悪化することになる。このような場合を許容した場
合、図10及びステップ1001の判定制御により、0点校
正制御及びステッピングモータ駆動速度制御に悪影響を
及ぼしてしまう。
Here, as the characteristic variation of the swirl control valve angle sensor 22a is larger, the upper and lower limit lines are broader with respect to the basic characteristics, and the accuracy of the step-out determination is deteriorated. When such a case is allowed, the determination control in FIG. 10 and step 1001 adversely affects the zero-point calibration control and the stepping motor drive speed control.

【0042】図17は、前記スワールコントロールバル
ブ角度センサ22aの特性ばらつきを吸収する方法を示
した図である。図中の(a)に示すように、前記した0
点校正の制御を行い、その後イニシャル位置に駆動制御
させる。該イニシャル位置は、前記0点校正を行った直
後であることから、前記スワールコントロールバルブの
角度は、正確な位置となる。イニシャル位置を基準にス
ワールコントロールバルブ角度センサ22aの角度を修
正することで、スワールコントロールバルブ角度センサ
22aの特性ばらつきを補正することができる。
FIG. 17 is a diagram showing a method for absorbing the characteristic variation of the swirl control valve angle sensor 22a. As shown in FIG.
Point calibration control is performed, and then drive control is performed to the initial position. Since the initial position is immediately after the zero point calibration is performed, the angle of the swirl control valve is an accurate position. By correcting the angle of the swirl control valve angle sensor 22a based on the initial position, it is possible to correct the characteristic variation of the swirl control valve angle sensor 22a.

【0043】図中の(b)は、前記スワールコントロー
ルバルブ角度センサ22aの特性ばらつき補正前後の特
性を示したもので、前記スワールコントロールバルブ角
度センサ22aの特性ばらつきを補正することにより、
正確なスワールコントロールバルブの角度を計測するこ
とができ、最適な0点校正制御及びステッピングモータ
駆動速度制御を行うことができる。
FIG. 4B shows the characteristics before and after the characteristic variation correction of the swirl control valve angle sensor 22a. By correcting the characteristic variation of the swirl control valve angle sensor 22a, FIG.
It is possible to accurately measure the angle of the swirl control valve, and to perform optimal zero-point calibration control and stepping motor drive speed control.

【0044】図20は、前記図17で述べたスワールコ
ントロールバルブ角度センサ22aの特性ばらつきを吸
収する制御フローを示したもので、ステップ2001で
は、ステッピングモータが0点校正制御が終了したか否
かを判定する。ステップ2001で0点校正終了と判定され
た場合には、ステップ2002により、ステッピングモ
ータをイニシャル位置に駆動させる。
FIG. 20 shows a control flow for absorbing the characteristic variation of the swirl control valve angle sensor 22a described in FIG. 17. In step 2001, it is determined whether the zero-point calibration control of the stepping motor has been completed. Is determined. If it is determined in step 2001 that the zero-point calibration has been completed, in step 2002, the stepping motor is driven to the initial position.

【0045】次いで、ステップ2003では、前記イニ
シャル位置での、スワールコントロールバルブ角度セン
サ22aの出力値STPOmin を読み込む。ステップ20
04では、ステップ2003で得られた前記STPOmin
に更新ゲインWTを乗算して、スワールコントロールバ
ルブ角度センサ22aの出力値STPOVに加算して、
スワールコントロールバルブSTPOを求める。ここ
で、更新ゲインWTを与えることで、一回の学習更新量
を抑制することで、ノイズ等による誤学習を防止するも
のである。
Next, at step 2003, the output value STPOmin of the swirl control valve angle sensor 22a at the initial position is read. Step 20
04, the STPOmin obtained in step 2003
Is multiplied by the update gain WT and added to the output value STPOV of the swirl control valve angle sensor 22a.
Obtain the swirl control valve STPO. Here, by giving the update gain WT, the learning update amount at one time is suppressed, thereby preventing erroneous learning due to noise or the like.

【0046】次に、スワールコントロールバルブ22を
開閉駆動するステッピングモータ22bの0点校正中
は、本来制御が行えない、音が発生するといった様な問
題があることは、図7の説明で、既に述べた通りであ
る。前記図10では、0点校正中の駆動回数(マージン
回数)の最適化で、前記問題の対応をすることを示した
が、前記スワールコントロールバルブ22を開閉駆動す
るステッピングモータ22bが脱調しているか否かで、
0点校正開始条件を判定し、脱調していない場合には、
0点校正を行わないことでも、上記問題に対応できる。
Next, during the zero-point calibration of the stepping motor 22b for driving the swirl control valve 22 to open and close, there is a problem that control cannot be performed originally and a sound is generated. As mentioned. FIG. 10 shows that the problem is dealt with by optimizing the number of drives (the number of margins) during the zero-point calibration. However, the stepping motor 22b for opening and closing the swirl control valve 22 loses synchronism. Whether or not
Determine the zero-point calibration start condition, and if there is no step-out,
The above problem can also be dealt with by not performing zero-point calibration.

【0047】図18に、前記0点校正条件判定フローを
示す。ステップ1801では、内燃機関の運転状態に基
づいて、0点校正開始条件を判定する。図19にその内
燃機関の運転条件の一例を示す。図19は、内燃機関の
運転状態に応じたスワールコントロールバルブの角度設
定を示したもので、アイドル状態では、全閉とする例で
ある。前記0点校正がスワールコントロールバルブ全閉
側で行う場合には、前記アイドル時に前記0点校正を許
可すれば良いことになる。
FIG. 18 shows a flow chart for determining the zero-point calibration condition. In step 1801, a zero-point calibration start condition is determined based on the operating state of the internal combustion engine. FIG. 19 shows an example of operating conditions of the internal combustion engine. FIG. 19 shows the setting of the angle of the swirl control valve according to the operating state of the internal combustion engine. In the idle state, the valve is fully closed. If the zero-point calibration is performed on the swirl control valve fully closed side, the zero-point calibration may be permitted during the idling.

【0048】図13は、スワールコントロールバルブ2
2を開閉駆動するステッピングモータ22bの制御速度
により、該スワールコントロールバルブの故障判定を行
う制御フローであり、先に図11で説明したように、前
記ステッピングモータ22bの制御速度STPSPが異
常に低速化補正された場合には、ステッピングモータ2
2bは正常な機能を確保していないこととなり、故障と
見なすことができる。ステップ1103では、図11で
説明したように、偏差DELSTPによる制御速度STPSP
の補正を行う。ステップ1301では、制御速度STP
SPが所定値SPNG以上であるか否かの判定を行う。
ここで、SPNG値は、ステッピングモータの駆動力と
なる電源電圧に応じて設定しても良く、この場合は低電
圧側の方がステッピングモータの駆動力は低下し易いた
め、低電圧側の方がSPNG値は大きな値となる。ステ
ップ1302では、ステップ1301で、制御速度ST
PSPが所定値SPNG以上と判定された場合には、ス
ワールコントロールバルブ故障と判定する。
FIG. 13 shows a swirl control valve 2
2 is a control flow for determining the failure of the swirl control valve based on the control speed of the stepping motor 22b that drives the opening and closing of the motor 2. As described above with reference to FIG. 11, the control speed STPSP of the stepping motor 22b abnormally decreases. If corrected, the stepping motor 2
2b does not secure a normal function and can be regarded as a failure. In step 1103, as described in FIG. 11, the control speed STPSP by the deviation DELSTP is used.
Is corrected. In step 1301, the control speed STP
It is determined whether or not SP is equal to or greater than a predetermined value SPNG.
Here, the SPNG value may be set according to the power supply voltage that is the driving force of the stepping motor. In this case, the driving force of the stepping motor is more likely to be reduced on the low voltage side, However, the SPNG value becomes a large value. In step 1302, control speed ST
When it is determined that the PSP is equal to or greater than the predetermined value SPNG, it is determined that the swirl control valve has failed.

【0049】図14は、制御上のスワールコントルバル
ブステップ位置STPMとスワールコントロールバルブ
角度センサ22aの出力値STPOの変化幅を比較する
ことで、よりスワールコントロールバルブの故障判定を
行う制御フローを示したもので、ステップ1401で
は、STPMの所定時間毎の変化幅ΔSTPMを算出す
る。ステップ1402では、STPOの所定時間毎の変
化幅ΔSTPOを算出する。ここで、ΔSTPMとΔS
TPOを求めるための所定時間は同一時間間隔である。
次いで、ステップ1403では、前記ΔSTPMとΔS
TPOの差が所定値DELNGよりも大きいか否かを判
定する。ワールコントルバルブステップ及びスワールコ
ントロールバルブ角度センサの何れかが故障していた場
合には、前記ΔSTPMとΔSTPOの相対関係が崩
れ、ΔSTPMとΔSTPOの差の絶対値が所定値DE
LNGよりも大きいな値となる。
FIG. 14 shows a control flow for judging the failure of the swirl control valve by comparing the control swirl control valve step position STPM with the change width of the output value STPO of the swirl control valve angle sensor 22a. In step 1401, a change width ΔSTPM of the STPM at every predetermined time is calculated. In step 1402, a change width ΔSTPO of the STPO at predetermined time intervals is calculated. Here, ΔSTPM and ΔS
The predetermined time for obtaining the TPO is the same time interval.
Next, in step 1403, the ΔSTPM and ΔS
It is determined whether or not the difference between TPO is greater than a predetermined value DELNG. If either the whirl control valve step or the swirl control valve angle sensor has failed, the relative relationship between ΔSTPM and ΔSTPO is broken, and the absolute value of the difference between ΔSTPM and ΔSTPO becomes a predetermined value DE.
This is a value larger than LNG.

【0050】ステップ1302では、ステップ1403
で前記ΔSTPMとΔSTPOの差が所定値DELNG
よりも大きいと判定された場合には、スワールコントロ
ールバルブ故障と判定する。
In step 1302, step 1403
And the difference between ΔSTPM and ΔSTPO is a predetermined value DELNG
If it is determined that the value is larger than the threshold value, it is determined that the swirl control valve has failed.

【0051】図15は、前記0点校正を実施したにも係
らず、前記制御上のスワールコントルバルブステップ位
置STPMとスワールコントロールバルブ角度センサ2
2aの出力値STPOの差が改善されないことによりス
ワールコントロールバルブの故障判定を行う制御フロー
を示したもので、ステップ1501では、0点校正制御
が実行されたか否かを判定する。ステップ1502で
は、ステップ1501で0点校正が実行された場合の、
0点校正実施カウンタ0CNTをインクリメントする。
ステップ1503では、前記0CNTが所定値0CNT
NG以上実施されたか否かを判定する。本判定により、
0点校正を十分に実施したかを判定する。ここで、0C
NTNG値は、起こりうる最大量の脱調でも補正できる
値を設定すればよい。ステップ1001では、図10で
説明したように、制御上のスワールコントルバルブステ
ップ位置STPMとスワールコントロールバルブ角度セ
ンサ22aの出力値STPOの偏差の絶対値DELSTPを求
める。次いで、ステップ1504では、該DELSTPが所定値S
CVNG値以上か否かを判定する。ステップ1302で
は、ステップ1504で、該DELSTPがSCVNG値以上
と判定された場合には、スワールコントロールバルブ故
障と判定する。
FIG. 15 shows that the swirl control valve step position STPM and the swirl control valve angle sensor 2 on the above-mentioned control were obtained even though the zero-point calibration was performed.
This shows a control flow for determining a failure of the swirl control valve based on the fact that the difference between the output values STPO of 2a is not improved. In step 1501, it is determined whether or not the zero-point calibration control has been executed. In step 1502, when the zero-point calibration is executed in step 1501,
The zero point calibration execution counter 0CNT is incremented.
In step 1503, the 0CNT is a predetermined value 0CNT.
It is determined whether or not NG has been performed. By this judgment,
It is determined whether the zero-point calibration has been sufficiently performed. Where 0C
The NTNG value may be set to a value that can correct even the maximum possible step-out. In step 1001, as described with reference to FIG. 10, the absolute value DELSTP of the deviation between the control swirl control valve step position STPM and the output value STPO of the swirl control valve angle sensor 22a is determined. Next, in step 1504, the DELSTP is set to a predetermined value S
It is determined whether or not the value is equal to or more than the CVNG value. In step 1302, when it is determined in step 1504 that the DELSTP is equal to or greater than the SCVNG value, it is determined that the swirl control valve is faulty.

【0052】以上に示した、何れかのスワールコントロ
ールバルブ故障判定により、故障と判定された場合に
は、図2の警告灯28の点灯制御を行い、運転者へ故障
状態にあることを知らしめる。
If any one of the swirl control valve failure determinations described above is determined to be a failure, the lighting control of the warning lamp 28 in FIG. 2 is performed to notify the driver of the failure state. .

【0053】以上、本発明の実施形態について詳述した
が、本発明は、前記実施形態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発明の精神を逸脱しな
い範囲で、設計において種々の変更ができるものであ
る。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be designed in a manner not departing from the spirit of the invention described in the appended claims. Various changes can be made.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明に係る内燃機関のスワールコントロールバルブの制御
及び故障診断装置によれば、偏差演算手段から、脱調判
定出力があった時、適切なステッピングモータの制御を
行うことができ、また、高精度な故障診断が行える。
As can be understood from the above description, according to the swirl control valve control and failure diagnosis apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, when the deviation calculation means outputs a step-out determination output, the appropriate Control of the stepping motor can be performed, and a highly accurate failure diagnosis can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の適用されるエンジンシステムの一例。FIG. 1 is an example of an engine system to which the present invention is applied.

【図2】本発明の適用されるコントロールユニットの構
成図。
FIG. 2 is a configuration diagram of a control unit to which the present invention is applied.

【図3】本発明の制御ブロック基本構成図。FIG. 3 is a basic configuration diagram of a control block according to the present invention.

【図4】本発明の適用されるスワールコントロールバル
ブの特性図。
FIG. 4 is a characteristic diagram of a swirl control valve to which the present invention is applied.

【図5】本発明の適用されるスワールコントロールバル
ブの駆動系。
FIG. 5 is a drive system of a swirl control valve to which the present invention is applied.

【図6】本発明の適用されるステッピングモータの駆動
原理。
FIG. 6 shows a driving principle of a stepping motor to which the present invention is applied.

【図7】本発明の適用されるステッピングモータの0点
校正制御図。
FIG. 7 is a zero-point calibration control diagram of a stepping motor to which the present invention is applied.

【図8】本発明の適用されるスワールコントロールバル
ブの異常状態図。
FIG. 8 is an abnormal state diagram of the swirl control valve to which the present invention is applied.

【図9】本発明の適用されるスワールコントロールバル
ブの異常状態図。
FIG. 9 is an abnormal state diagram of a swirl control valve to which the present invention is applied.

【図10】本発明の適用される0点校正制御フロー図。FIG. 10 is a flowchart of zero-point calibration control to which the present invention is applied.

【図11】本発明の適用される駆動速度を補正する制御
フロー図。
FIG. 11 is a control flowchart for correcting a driving speed to which the present invention is applied.

【図12】図11の効果の効果を説明する図。FIG. 12 is a view for explaining the effect of the effect of FIG. 11;

【図13】本発明の適用される制御速度補正により故障
判定する制御フロー図。
FIG. 13 is a control flow chart for judging a failure by control speed correction applied to the present invention.

【図14】本発明の適用される変化幅比較を行うことに
より故障判定する制御フロー図。
FIG. 14 is a control flow chart for determining a failure by performing a change width comparison to which the present invention is applied.

【図15】本発明の適用される角度偏差により故障判定
する制御フロー図。
FIG. 15 is a control flowchart for determining a failure based on an angle deviation applied to the present invention.

【図16】制御と実開度の関係を表す図。FIG. 16 is a diagram illustrating a relationship between control and an actual opening degree.

【図17】開度センサばらつきを吸収する方法を表した
図。
FIG. 17 is a diagram illustrating a method of absorbing variation in the opening degree sensor.

【図18】本発明の適用される0点校正条件設定フロー
図。
FIG. 18 is a flowchart of setting a zero-point calibration condition to which the present invention is applied.

【図19】運転条件と目標開度の関係図。FIG. 19 is a relationship diagram between operating conditions and a target opening.

【図20】本発明の適用される図17の制御フロー図。FIG. 20 is a control flowchart of FIG. 17 to which the present invention is applied;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

13…インジェクタ、15…コントロールユニット、1
5b…入力処理、22a…スワールコントロールバルブ開
度センサ、22b…スワールコントロールバルブモー
タ、28…警告灯。
13: injector, 15: control unit, 1
5b: input processing, 22a: swirl control valve opening sensor, 22b: swirl control valve motor, 28: warning light.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀 俊雄 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 Fターム(参考) 3G065 CA27 CA34 CA39 DA06 FA04 FA07 FA09 FA13 GA00 KA33 3G084 BA21 DA22 DA27 EA09 EA11 EB08 EB22 EC04 EC07 FA00 FA03 3G301 HA01 HA04 JA15 JB01 JB02 JB09 LA05 NB06 NC02 ND25 NE20 NE21 PA00Z  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Toshio Hori 2520 Oita Takaba, Hitachinaka-shi, Ibaraki F-term in the Automotive Equipment Division of Hitachi, Ltd. (Reference) 3G065 CA27 CA34 CA39 DA06 FA04 FA07 FA09 FA13 GA00 KA33 3G084 BA21 DA22 DA27 EA09 EA11 EB08 EB22 EC04 EC07 FA00 FA03 3G301 HA01 HA04 JA15 JB01 JB02 JB09 LA05 NB06 NC02 ND25 NE20 NE21 PA00Z

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】内燃機関の吸気ポートに配設されるスワー
ルコントロールバルブを有し、該スワールコントロール
バルブをステッピングモータで駆動制御する開閉駆動制
御手段と、該スワールコントロールバルブの開度を検出
するバルブ開度センサと、前記バルブ開度センサからの
実開度と目標開度との偏差を検出する手段を備えた内燃
機関制御装置において、 前記実開度と目標開度との偏差により、前記ステッピン
グモータの駆動制御を行うことを特徴とする内燃機関制
御装置。
An opening / closing drive control means having a swirl control valve disposed at an intake port of an internal combustion engine, and driving and controlling the swirl control valve by a stepping motor, and a valve for detecting an opening degree of the swirl control valve An internal combustion engine control device comprising an opening sensor and a means for detecting a deviation between the actual opening and the target opening from the valve opening sensor, wherein the stepping is performed by a deviation between the actual opening and the target opening. An internal combustion engine control device that performs drive control of a motor.
【請求項2】請求項1において、前記ステッピングモー
タの駆動制御は、前記実開度と目標開度との偏差によ
り、前記ステッピングモータの0点校正の駆動回数を決
定することを特徴とする内燃機関制御装置。
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the drive control of the stepping motor determines the number of times of zero point calibration driving of the stepping motor based on a deviation between the actual opening and the target opening. Engine control device.
【請求項3】請求項1において、前記ステッピングモー
タの駆動制御は、前記実開度と目標開度との偏差によ
り、前記ステッピングモータの駆動速度を変更すること
を特徴とする内燃機関制御装置。
3. The internal combustion engine control device according to claim 1, wherein the drive control of the stepping motor changes the drive speed of the stepping motor according to a deviation between the actual opening and the target opening.
【請求項4】請求項3において、前記ステッピングモー
タの駆動速度は、前記実開度と目標開度との偏差が予め
定められたしきい値よりも大きいときに、遅く制御する
ことを特徴とする内燃機関制御装置。
4. The method according to claim 3, wherein the drive speed of the stepping motor is controlled to be slow when a deviation between the actual opening and the target opening is larger than a predetermined threshold value. Internal combustion engine control device.
【請求項5】請求項1において、前記ステッピングモー
タの駆動制御は、前記実開度と目標開度との偏差によ
り、前記ステッピングモータの0点校正制御を許可判定
する手段を具備していることを特徴とする内燃機関制御
装置。
5. The driving control of the stepping motor according to claim 1, further comprising means for judging permission of zero-point calibration control of the stepping motor based on a difference between the actual opening and the target opening. An internal combustion engine control device characterized by the above-mentioned.
【請求項6】請求項5において、前記ステッピングモー
タの0点校正制御を許可判定は、前記実開度と目標開度
との偏差が予め設定されたしきい値よりも大きい値とな
ったとき許可判定することを特徴とする内燃機関制御装
置。
6. The method according to claim 5, wherein the permission of the zero-point calibration control of the stepping motor is determined when the deviation between the actual opening and the target opening becomes a value larger than a preset threshold value. An internal combustion engine control device, which determines permission.
【請求項7】請求項6において、前記0点校正許可判定
しきい値は、電源電圧に基づいて可変とすることを特徴
とする内燃機関制御装置。
7. The internal combustion engine control device according to claim 6, wherein said zero-point calibration permission determination threshold value is variable based on a power supply voltage.
【請求項8】請求項1において、前記スワールコントロ
ールバルブの角度認識値を、前記0点校正終了後のイニ
シャル位置で学習する手段を具備していることを特徴と
する内燃機関制御装置。
8. An internal combustion engine control system according to claim 1, further comprising means for learning an angle recognition value of said swirl control valve at an initial position after completion of said zero point calibration.
【請求項9】内燃機関の吸気ポートに配設されるスワー
ルコントロールバルブを有し、該スワールコントロール
バルブをステッピングモータで駆動制御する開閉駆動制
御手段と、該スワールコントロールバルブの開度を検出
するバルブ開度センサと、該スワールコントロールバル
ブの故障を診断する故障診断手段とを備えた内燃機関制
御装置において、 前記故障診断手段は、前記スワールコントロールバルブ
自体の故障を検出して故障判定を行う手段を備えている
ことを特徴とする内燃機関制御装置。
9. An opening / closing drive control means having a swirl control valve disposed at an intake port of an internal combustion engine, and driving and controlling the swirl control valve by a stepping motor, and a valve for detecting an opening degree of the swirl control valve In an internal combustion engine control device including an opening sensor and a failure diagnosis unit that diagnoses a failure of the swirl control valve, the failure diagnosis unit includes a unit that detects a failure of the swirl control valve itself and performs a failure determination. An internal combustion engine control device, comprising:
【請求項10】請求項9において、前記故障判定は、前
記スワールコントロールバルブの制御変化量とバルブ実
開度の変化量を比較して行うことを特徴とする内燃機関
制御装置。
10. The internal combustion engine control device according to claim 9, wherein the failure determination is performed by comparing a control change amount of the swirl control valve with a change amount of the actual valve opening.
【請求項11】請求項9において、前記故障判定は、前
記0点校正後の前記実開度と目標開度との偏差が予め設
定されたしきい値よりも大きい値となったとき、故障と
判定することを特徴とする内燃機関制御装置。
11. The failure determination according to claim 9, wherein the failure is determined when a deviation between the actual opening and the target opening after the zero-point calibration becomes larger than a predetermined threshold value. An internal combustion engine control device characterized by determining that:
【請求項12】請求項9において、前記故障判定は、前
記スワールコントロールバルブの制御速度が、予め設定
したしきい値よりも遅く補正されたとき、故障と判定す
ることを特徴とする請求項3記載の内燃機関制御装置。
12. The method according to claim 9, wherein the failure is determined to be a failure when the control speed of the swirl control valve is corrected to be lower than a preset threshold value. An internal combustion engine control device according to any one of the preceding claims.
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