JP2002250252A - Egrバルブ制御装置 - Google Patents
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Abstract
適正に制御しバルブ耐久性の向上を図ることのできるE
GRバルブ制御装置を提供する。 【解決手段】 排気通路と吸気通路を連通する排気還流
通路を開閉するEGRバルブの開度をステップモータに
より調整するEGRバルブの制御装置であって、ステッ
プモータを車両の運転状態に応じた目標位置に従って駆
動制御すると共にステップモータの目標位置と現在位置
の差が2以上の所定のnステップ数分以下であればステ
ップモータの位置を保持する2ステップ以上のヒステリ
シス付き制御を行うヒステリシス付き駆動制御手段と、
ステップモータの目標位置と現在位置が所定時間の間ず
れたままであれば上記ヒステリシス付き制御をやめてス
テップモータを上記目標位置に駆動させる強制駆動制御
手段と、を備えた。
Description
ガス再循環システム、特にそのEGRバルブ制御装置の
改良に関するものである。
は、排気ガス中の有害成分であるNOxの発生を低減す
るために、排気ガスを内燃機関に吸入される混合気中に
再循環させる排気ガス再循環システム、いわゆるEGR
(エキゾースト・ガス・リサーキュレーション)装置が設
けられている。
うと、出力の低下や燃焼の不安定(エンジン回転落ち、
もたつき)が生じるため、ドライバビリティの悪化を招
く。これらの問題を低減すべく、運転状態に応じて排気
ガス再循環量(EGR量)を適正量に制御する必要があ
る。
御するため、エンジンの排気通路と吸気通路を連通する
排気還流路に制御バルブ(EGRバルブ)を設けている。
タとしてステップモータを用いるEGR装置がある。ス
テップモータの駆動量は、出力性能と排気性能が適正に
均衡するように運転条件に応じたEGR量の目標値をあ
らかじめ定めておき、この目標値のマップを参照するこ
とによって現在の運転条件に適合する目標EGR量を求
め、この目標EGR量を制御指令値に変換し、ステップ
モータに出力し目標EGR量(制御指令値)に即時に追従
するようになっている。
から決定される。ステップモータは回転角がステップ的
に変化するが、エンジン回転数等に常に追従する制御を
行うと頻繁なEGRバルブの開閉が生じることがあるの
で耐久性の面で不利である。この現象を抑制するために
従来、ステップモータの目標位置と現在位置の差が2ス
テップ(1ステップのヒステリシス)以上なければステッ
プモータの位置を変更しないヒステリシス付き制御を行
っていた。
な従来のEGRバルブ制御装置による制御では、演算さ
れたステップモータの目標位置と現在位置の差が2ステ
ップ(1ステップのヒステリシス)以上ない場合、ヒステ
リシス制御によってステップモータの目標位置と現在位
置がずれたままであるので、精密制御の面で問題があっ
た。
プのヒステリシスでは必ずしも十分なヒステリシスでは
なく、エンジン回転数変化等により頻繁なEGRバルブ
の開閉が生じることがあるので耐久性の面で問題があっ
た。
回転と充填効率によって決定されるが、急加速時など、
排気ガス再循環率(EGR率)が高くなりすぎる場合があ
り、回転落ち、もたつきが生じる問題があった。
されたもので、ステップモータを用いてEGR量を精密
かつ適正に制御しバルブ耐久性の向上を図ることのでき
るEGRバルブ制御装置を提供することを目的とする。
発明は、排気通路と吸気通路を連通する排気還流通路を
開閉するEGRバルブの開度をステップモータにより離
散的に調整するEGRバルブの制御装置であって、内燃
機関の運転状態を検出する手段と、上記内燃機関運転状
態検出手段による運転状態に応じてステップモータの目
標位置を演算するステップモータ目標位置演算手段と、
ステップモータの現在位置と上記目標位置の差を演算す
る差演算手段と、ステップモータを上記目標位置に従っ
て駆動制御すると共にステップモータの目標位置と現在
位置の差が2以上の所定のnステップ数分以下であれば
ステップモータの位置を保持する2ステップ以上のヒス
テリシス付き制御を行うヒステリシス付き駆動制御手段
と、ステップモータの目標位置と現在位置が所定時間の
間ずれたままであれば上記ヒステリシス付き制御をやめ
てステップモータを上記目標位置に駆動させる強制駆動
制御手段と、を備えたことを特徴とするEGRバルブ制
御装置にある。
時判定手段と、急加速状態にあることを判定する急加速
判定手段と、低速時に急加速が検出された場合に上記運
転状態に応じて演算されたステップモータの目標位置へ
の追従速度を遅くする追従速度遅延駆動制御手段をさら
に備えたことを特徴とする請求項1に記載のEGRバル
ブ制御装置にある。
御手段が、ステップモータの目標位置と現在位置の差が
2ステップ分以下であればステップモータの位置を保持
する2ステップのヒステリシス付き駆動制御を行うこと
を特徴とする請求項1または2に記載のEGRバルブ制
御装置にある。
て説明する。 実施の形態1.図1はこの発明によるEGRバルブ制御
装置を設けた内燃機関の制御装置全体の構成を示す図で
ある。図1において、エアクリーナ1は空気取り入れ口
側に設けられ空気を浄化し、エアフローセンサ3は取り
入れられる空気の量を検出する。スロットル駆動モータ
5は取り入れる空気の量を調節するスロットルを駆動
し、スロットル開度センサ7はスロットルの開度を検出
する。
タ13は燃料を噴射して内燃機関9に供給し、点火プラ
グ15は内燃機関9内で圧縮された混合気に点火して爆
発を起こさせる。EGR駆動装置17はこの発明に関連
する排気通路4と吸気通路2を連通する排気還流通路6
における排気還流量を制御するものである。
より排気ガスを浄化する装置であり、通常これの上流側
および下流側には空燃比センサや温度センサ(図示せず)
が設けられている。
総合的に行う制御ユニットであり、一般的にCPU27
a、制御のためのプログラム等を格納したROM27
b、制御に必要なデータ等を格納するRAM27c、バ
ックアップRAM27d、入力ポート27e、出力ポー
ト27f等から構成される。そしてこの電子制御装置2
7には上記各センサ、駆動装置の他にも、変速機29、
クランク角センサ31、速度センサ33および走行距離
計35等が接続されている。
の発明によるEGRバルブ制御装置に係わる部分だけを
ブロック化して示したものである。EGR駆動装置17
はEGRバルブ17bとこれの開度を制御するステップ
モータ17aから構成される。EGR駆動装置17は各
センサからの検出結果に従って電子制御装置27からの
信号により制御される。電子制御装置27は大まかな機
能ブロックで示したもので、運転状態検出手段270
1、EGR制御量演算手段2702、EGR制御手段2
703で示される。
機関運転状態検出手段と、を含む。またEGR制御量演
算手段2702が、ステップモータ目標位置演算手段
と、差演算手段と、低速時判定手段と、急加速判定手段
と、を含む。またEGR制御手段2703が、ヒステリ
シス付き駆動制御手段と、強制駆動制御手段と、追従速
度遅延駆動制御手段とを含む。
1、EGR制御量演算手段2702、EGR制御手段2
703で行われる制御動作のフローチャートを示す。以
下、この発明によるEGRバルブ制御の処理動作につい
て図3に従って説明する。
フローチャートを示し、この制御動作のルーチンは所定
時間毎に実行される。
テップ101において、各種センサから運転状態が読み
込まれる。次にステップ102において、ステップ10
1で読み込まれた運転状態に応じたステップモータの目
標EGR制御量が演算される。目標EGR制御量は例え
ばクランク角センサ31からのエンジン回転数およびエ
アフローセンサ3からの充填効率に基づいて、例えばバ
ックアップRAM27dに符号270で示すように予め
格納されたマップに従って目標制御位置を求める。
ステップモータ17aの位置とステップ102において
求められた目標位置の差DIFが演算され、判定され
る。この判定結果が2ステップ(step)より大きい差があ
る時のみステップ104が実行され、バックアップRA
M27d中のフラグXDRVが1に設定される。
テップ105が実行される。ここではステップモータ1
7aの目標位置と現在位置の差がある期間、すなわちヒ
ステリシス期間が所定時間を超えているかどうかが判定
される。この判定結果が所定時間を越えていた場合のみ
ステップ106が実行され、バックアップRAM27d
中のフラグXDRVが1に設定される。なお、時間測定
のための時間計測手段としては、例えば電子制御装置2
7内でプログラムで構成されるタイマ(特に図示)を使用
すればよい。
テップ107が実行される。ここでステップ101で読
み込まれた運転状態から低車速かつ急加速状態であるか
どうかが判定される。判定結果が低車速かつ急加速状態
である場合のみステップ108が実行され、バックアッ
プRAM27d中のフラグDullが1に設定される。
なお、例えば低車速は車速センサ33、急加速はエアフ
ローセンサ3又はスロットル角度センサ7からの信号と
それぞれの判定の基準となる値との比較により低車速、
急加速の状態にあるか否かが判断できる。
テップ109が実行される。ここでフラグXDRV=1
かつフラグDu11=1であるか否かが判定される。こ
の判定結果がフラグXDRV=1かつフラグDull=
1である場合のみ、ステップ110が実行される。ステ
ップ110ではステップ102で演算されたステップモ
ータの目標制御位置へなまし制御をおこないつつステッ
プモータ17aが駆動される。
テップ111が実行される。ここでフラグXDRVだけ
がフラグXDRV=1であるか否か判定される。この判
定結果がフラグXDRV=1である場合のみ、ステップ
112が実行される。ステップ112ではステップ10
2で演算されたステップモータの目標制御位置ヘステッ
プモータ17aが駆動される。
テップ113が実行される。ここでフラグXDRV=
0、フラグDull=0のように設定される。
の動作へ移行する。
において、ステップモータ17aの現在位置と目標位置
の差DIFが2ステップ(step)より大きい差がある時に
フラグXDRV=1とする2ステップのヒステリシスを
設けた制御としているが、状況に応じて差DIFが3ス
テップ(step)より大きい差である時、あるいは4ステッ
プ(step)以上より大きい差である時にフラグXDRV=
1とする3ステップ以上のヒステリシスを設けた制御と
してもよい。
に関しては異なるセンサ、テーブル等を使った幾つかの
検出方法がそれぞれあり、ここで示すのは一例に過ぎ
ず、これに限定されるものではない。
路と吸気通路を連通する排気還流通路を開閉するEGR
バルブの開度をステップモータにより離散的に調整する
EGRバルブの制御装置であって、内燃機関の運転状態
を検出する手段と、上記内燃機関運転状態検出手段によ
る運転状態に応じてステップモータの目標位置を演算す
るステップモータ目標位置演算手段と、ステップモータ
の現在位置と上記目標位置の差を演算する差演算手段
と、ステップモータを上記目標位置に従って駆動制御す
ると共にステップモータの目標位置と現在位置の差が2
以上の所定のnステップ数分以下であればステップモー
タの位置を保持する2ステップ以上のヒステリシス付き
制御を行うヒステリシス付き駆動制御手段と、ステップ
モータの目標位置と現在位置が所定時間の間ずれたまま
であれば上記ヒステリシス付き制御をやめてステップモ
ータを上記目標位置に駆動させる強制駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とするEGRバルブ制御装置とした
ので、ヒステリシスを2ステップ以上持つことにより従
来に比べてエンジン回転数変動等に対する感度が緩和さ
れ、EGRバルブのばたつき動作が減少し、EGRバル
ブの耐久性が向上する。また、所定時間以上の間、目標
位置と現在位置に差があれば強制的にステップモータの
位置を目標位置へ設定することにより、より精密な制御
が実現される。
時判定手段と、急加速状態にあることを判定する急加速
判定手段と、低速時に急加速が検出された場合に上記運
転状態に応じて演算されたステップモータの目標位置へ
の追従速度を遅くする追従速度遅延駆動制御手段をさら
に備えたので、低車速かつ急加速時にはEGRバルブの
目標位置への追従制御を遅くするなまし処理を行うこと
により、回転数の回転数落ち、もたつき(応答遅れ)が抑
えられ、ドライバビリティが向上する。
が、ステップモータの目標位置と現在位置の差が2ステ
ップ分以下であればステップモータの位置を保持する2
ステップのヒステリシス付き駆動制御を行うようにした
ので、EGRバルブの耐久性が向上しつつ、特により精
密な制御が実現される。
た内燃機関の制御装置全体の構成を示す図である。
よるEGRバルブ制御装置に係わる部分だけをブロック
化して示した図である。
フローチャートである。
内燃機関、17 EGR駆動装置、17a ステップモ
ータ、17b EGRバルブ、27 電子制御装置。
Claims (3)
- 【請求項1】 排気通路と吸気通路を連通する排気還流
通路を開閉するEGRバルブの開度をステップモータに
より離散的に調整するEGRバルブの制御装置であっ
て、 内燃機関の運転状態を検出する手段と、 上記内燃機関運転状態検出手段による運転状態に応じて
ステップモータの目標位置を演算するステップモータ目
標位置演算手段と、 ステップモータの現在位置と上記目標位置の差を演算す
る差演算手段と、 ステップモータを上記目標位置に従って駆動制御すると
共にステップモータの目標位置と現在位置の差が2以上
の所定のnステップ数分以下であればステップモータの
位置を保持する2ステップ以上のヒステリシス付き制御
を行うヒステリシス付き駆動制御手段と、 ステップモータの目標位置と現在位置が所定時間の間ず
れたままであれば上記ヒステリシス付き制御をやめてス
テップモータを上記目標位置に駆動させる強制駆動制御
手段と、 を備えたことを特徴とするEGRバルブ制御装置。 - 【請求項2】 低速運転であることを判定する低速時判
定手段と、急加速状態にあることを判定する急加速判定
手段と、低速時に急加速が検出された場合に上記運転状
態に応じて演算されたステップモータの目標位置への追
従速度を遅くする追従速度遅延駆動制御手段をさらに備
えたことを特徴とする請求項1に記載のEGRバルブ制
御装置。 - 【請求項3】 上記ヒステリシス付き駆動制御手段が、
ステップモータの目標位置と現在位置の差が2ステップ
分以下であればステップモータの位置を保持する2ステ
ップのヒステリシス付き駆動制御を行うことを特徴とす
る請求項1または2に記載のEGRバルブ制御装置。
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