JP2013199868A - Control system of exhaust gas recirculation device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To circulate exhaust gas with high accuracy in a desired flow rate, even if a seat member with a valve body seated thereon wears in an exhaust gas recirculation device.SOLUTION: In a control system 10 of an exhaust gas recirculation device, an angle when the valve 22 is fully closed is detected by an opening sensor 28, and an angle difference Δθ is calculated by comparing the same with the fully closed angle when starting an engine in a previous time. A determination is made that a ware is generated in a valve seat 24 on which the valve 22 sits when the angle difference Δθ exceeds an allowable range, and a flow rate map is corrected so as to add a turning angle of the valve corresponding to a flow rate increase of exhaust gas increasing due to the wear.

Description

本発明は、内燃機関における吸気系と排気系とを接続する排気還流手段に設けられる排気ガス再循環装置を制御するための制御システムに関する。   The present invention relates to a control system for controlling an exhaust gas recirculation device provided in an exhaust gas recirculation means that connects an intake system and an exhaust system in an internal combustion engine.

従来から、例えば、内燃機関から排出される有害成分を除去するために、排気ガス再循環装置が用いられている。この排気ガス再循環装置は、内燃機関から排出される排気ガスを吸気系に再循環させ、前記排気ガス中に含まれるNOx等の有害成分を減少させるために、前記内燃機関の吸気系と排気系とを連通させる機能を有する。   Conventionally, for example, an exhaust gas recirculation device has been used to remove harmful components discharged from an internal combustion engine. The exhaust gas recirculation device recirculates exhaust gas discharged from an internal combustion engine to an intake system, and reduces harmful components such as NOx contained in the exhaust gas to reduce the harmful components such as NOx. Has the function of communicating with the system.

本出願人は、内燃機関の吸気通路と排気通路とを接続する排気ガス還流路に設けられる流路開閉弁を提案している(特許文献1参照)。この流路開閉弁は、排気ガス還流路に接続されるボディ本体を有し、前記ボディ本体の内部には球状のボールバルブが回動自在に配設される。そして、回転駆動源にシャフトを介して連結されたボールバルブが所定角度だけ回動することで、前記ボディ本体に形成された排気ガス流入口と排気ガス流出口との連通状態を切り換え、排気ガス還流路における排気ガスの流通状態を制御している。   The present applicant has proposed a flow path opening / closing valve provided in an exhaust gas recirculation path that connects an intake passage and an exhaust passage of an internal combustion engine (see Patent Document 1). The flow path opening / closing valve has a body main body connected to the exhaust gas recirculation path, and a spherical ball valve is rotatably disposed inside the body main body. Then, the ball valve connected to the rotational drive source via the shaft rotates by a predetermined angle to switch the communication state between the exhaust gas inlet and the exhaust gas outlet formed in the body body, and the exhaust gas The flow state of the exhaust gas in the reflux path is controlled.

特開2010−236686号公報JP 2010-236686 A

本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、弁体の着座するシート部材が摩耗した場合においても、排気ガスを所望の流量で高精度に流通させることが可能な排気ガス再循環装置の制御システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in connection with the above-mentioned proposal. Even when the seat member on which the valve body is seated is worn, the exhaust gas recirculation capable of circulating the exhaust gas at a desired flow rate with high accuracy is provided. An object is to provide a control system for a circulation device.

前記の目的を達成するために、本発明は、内燃機関の吸気系と排気系とを接続する排気還流通路に設けられ、該吸気系と前記排気系とを連通させることにより、前記内燃機関から排出された排気ガスの一部を前記排気系から前記排気還流通路を通じて前記吸気系へと再循環させる排気ガス再循環バルブと、前記排気ガス再循環バルブを駆動制御する制御部とを有する排気ガス再循環装置の制御システムにおいて、
前記排気ガス再循環装置は、ボディと、該ボディの内部に回動自在に設けられ外表面の少なくとも一部が球面状に形成されると共に回動中心が前記外表面の曲率中心に対して偏心した弁体と、前記ボディに設けられ前記バルブが着座することで排気ガスの流通が遮断されるシート部材とを備え、
前記制御システムは、前記制御部において前記弁体の開度に対応した前記排気ガスの流量を示す流量マップが記憶される記憶手段と、
前記シート部材に対する前記弁体の開度を検出する開度検出手段と、
前記開度検出手段によって検出され、前記弁体が前記シート部材に着座した全閉状態における前記弁体の全閉角度と、前記制御部に予め設定された全閉設定角度とから前記シート部材の摩耗量を算出する摩耗量算出手段と、
前記摩耗量に基づいて前記制御部における排気ガスの流量マップを変化させる演算手段と、
を有することを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is provided in an exhaust gas recirculation passage connecting an intake system and an exhaust system of an internal combustion engine, and by communicating the intake system and the exhaust system, Exhaust gas having an exhaust gas recirculation valve for recirculating a part of the exhaust gas exhausted from the exhaust system to the intake system through the exhaust gas recirculation passage, and a control unit for driving and controlling the exhaust gas recirculation valve In the control system of the recirculation device,
The exhaust gas recirculation device includes a body and a rotatable inside of the body, and at least a part of the outer surface is formed in a spherical shape, and the center of rotation is eccentric with respect to the center of curvature of the outer surface. A valve member, and a seat member that is provided in the body and that shuts off the flow of exhaust gas by seating the valve,
The control system includes a storage unit that stores a flow rate map indicating the flow rate of the exhaust gas corresponding to the opening of the valve body in the control unit;
An opening degree detecting means for detecting an opening degree of the valve body with respect to the seat member;
From the fully closed angle of the valve body in the fully closed state in which the valve body is seated on the seat member, and the fully closed set angle preset in the control unit, which is detected by the opening degree detection means, Wear amount calculating means for calculating the wear amount;
Arithmetic means for changing a flow map of the exhaust gas in the control unit based on the wear amount;
It is characterized by having.

本発明によれば、排気ガス再循環装置の制御システムにおいて、弁体の開度を検出可能な開度検出手段によって弁体がシート部材に着座した全閉状態における全閉角度を検出し、予め設定された全閉設定角度と比較することで摩耗量算出手段によってシート部材の摩耗量を算出する。そして、制御部における排気ガスの流量マップを摩耗量に基づいて演算手段で変化させる。   According to the present invention, in the control system of the exhaust gas recirculation device, the fully closed angle in the fully closed state in which the valve body is seated on the seat member is detected by the opening degree detecting means capable of detecting the opening degree of the valve body, The wear amount of the seat member is calculated by the wear amount calculating means by comparing with the set fully closed set angle. And the flow map of the exhaust gas in a control part is changed by a calculation means based on the amount of wear.

従って、弁体の着座するシート部材が摩耗した場合においても、その摩耗によって増加する排気ガスの流量変化に基づいて排気ガスの流量マップを変化させることで、前記排気ガスを所望の流量で高精度に流通させることが可能となる。   Therefore, even when the seat member on which the valve body is seated is worn, the exhaust gas flow map is changed based on the exhaust gas flow rate change that increases due to the wear, so that the exhaust gas can be accurately and accurately supplied at a desired flow rate. It becomes possible to distribute to.

また、演算手段は、シート部材の摩耗量に応じて増加する排気ガスの流量を算出し、前記流量の増加に応じて流量マップを更新させるとよい。   The calculating means may calculate the flow rate of the exhaust gas that increases in accordance with the wear amount of the seat member, and update the flow rate map in accordance with the increase in the flow rate.

さらに、弁体がシート部材から離間した全開状態を零点と設定し、前記弁体の駆動制御を行うとよい。これにより、マップ変換の煩雑な計算を回避することができる。   Furthermore, it is preferable to set the fully open state in which the valve body is separated from the seat member as a zero point, and to perform drive control of the valve body. Thereby, the complicated calculation of map conversion can be avoided.

さらにまた、全閉設定角度は、内燃機関を前回運転させた際に開度検出手段によって検出された開度であり、記憶手段に記憶するとよい。   Furthermore, the fully closed set angle is an opening detected by the opening detection means when the internal combustion engine was operated last time, and may be stored in the storage means.

本発明によれば、以下の効果が得られる。   According to the present invention, the following effects can be obtained.

すなわち、排気ガス再循環装置の制御システムにおいて、弁体の開度を検出可能な開度検出手段によって弁体がシート部材に着座した全閉状態における全閉角度を検出し、予め設定された全閉設定角度と比較することで摩耗量算出手段によってシート部材の摩耗量を算出する。そして、制御部における排気ガスの流量マップを摩耗量に基づいて演算手段で変化させることにより、例えば、弁体の着座するシート部材が摩耗した場合においても、その摩耗によって増加する排気ガスの流量変化に基づいて排気ガスの流量マップを変化させることができるため、前記排気ガスを所望の流量で高精度に流通させることができる。   That is, in the control system of the exhaust gas recirculation device, the fully closed angle in the fully closed state in which the valve body is seated on the seat member is detected by the opening degree detecting means capable of detecting the opening degree of the valve body. The wear amount of the seat member is calculated by the wear amount calculation means by comparing with the closed set angle. Then, by changing the exhaust gas flow rate map in the control unit by the calculation means based on the wear amount, for example, even when the seat member on which the valve body is seated wears, the exhaust gas flow rate change that increases due to the wear Since the flow map of the exhaust gas can be changed based on the above, the exhaust gas can be circulated at a desired flow rate with high accuracy.

本発明の実施の形態に係る排気ガス再循環装置の制御システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the control system of the exhaust-gas recirculation apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図1の制御システムを構成する排気ガス再循環バルブの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the exhaust gas recirculation valve which comprises the control system of FIG. バルブシートの摩耗に対応してバルブの開度を補正するためのフローチャートである。It is a flowchart for correct | amending the opening degree of a valve corresponding to abrasion of a valve seat. バルブの開度と排気ガスの流量との関係を示す第1及び第2特性曲線図である。It is the 1st and 2nd characteristic curve figure which shows the relationship between the opening degree of a valve | bulb, and the flow volume of exhaust gas.

本発明に係る排気ガス再循環装置の制御システムについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図1において、参照符号10は、本発明の実施の形態に係る排気ガス再循環装置の制御システムを示す。   A preferred embodiment of a control system for an exhaust gas recirculation apparatus according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In FIG. 1, reference numeral 10 indicates a control system for an exhaust gas recirculation device according to an embodiment of the present invention.

この排気ガス再循環装置の制御システム10は、図1に示されるように、図示しない車両に搭載されるコントローラ12(例えば、ECU)と、該コントローラ12から出力される制御信号に基づいて排気ガスの流通状態を切り換える排気ガス再循環バルブ14とからなり、前記コントローラ12は、演算等を行う演算部(演算手段)16と、後述する各種データの収納されたメモリ(記憶手段)18とを含む。   As shown in FIG. 1, the control system 10 for the exhaust gas recirculation device includes a controller 12 (for example, ECU) mounted on a vehicle (not shown) and an exhaust gas based on a control signal output from the controller 12. The controller 12 includes a calculation unit (calculation unit) 16 that performs calculation and a memory (storage unit) 18 that stores various data to be described later. .

次に、上述した排気ガス再循環バルブ14の構成について図1及び図2を参照しながら簡単に説明する。   Next, the configuration of the exhaust gas recirculation valve 14 described above will be briefly described with reference to FIGS.

この排気ガス再循環バルブ14は、エンジンを構成する吸気装置と排気装置との間に設けられ、図2に示されるように、ボディ本体20と、該ボディ本体20の内部に回転自在に設けられるバルブ(弁体)22と、前記バルブ22の外周面に当接するバルブシート(シート部材)24と、前記ボディ本体20の上部に設けられ、前記バルブ22に対して回転駆動力を付与する駆動源26と、前記バルブ22の回動角度を検出する開度センサ(開度検出手段)28(図1参照)とを含む。   The exhaust gas recirculation valve 14 is provided between an intake device and an exhaust device constituting the engine, and is provided rotatably in the body main body 20 and the body main body 20 as shown in FIG. A valve (valve element) 22, a valve seat (seat member) 24 that abuts on the outer peripheral surface of the valve 22, and a drive source that provides a rotational driving force to the valve 22 provided on the body body 20. 26 and an opening degree sensor (opening degree detecting means) 28 (see FIG. 1) for detecting the rotation angle of the valve 22.

このボディ本体20には、排気ガスの供給されるガス流入口30と、その反対側に設けられ、前記排気ガスを導出するガス流出口(図示せず)とが設けられ、前記ガス流入口30とガス流出口との間に設けられる連通室32には、略球状のバルブ22が回転自在に設けられる。   The body main body 20 is provided with a gas inlet 30 to which exhaust gas is supplied and a gas outlet (not shown) provided on the opposite side to lead out the exhaust gas. In the communication chamber 32 provided between the gas outlet and the gas outlet, a substantially spherical valve 22 is rotatably provided.

また、ボディ本体20には、連通室32とガス流入口30との間に装着孔34が形成され、該装着孔34にバルブ22の外周面に摺接するバルブシート24が設けられる。バルブシート24には、連通室32側に形成されバルブ22の当接するシート部36を有する。   In addition, a mounting hole 34 is formed in the body main body 20 between the communication chamber 32 and the gas inlet 30, and a valve seat 24 that slides on the outer peripheral surface of the valve 22 is provided in the mounting hole 34. The valve seat 24 has a seat portion 36 that is formed on the side of the communication chamber 32 and contacts the valve 22.

一方、ボディ本体20の略中央部には、図2に示されるように、連通室32から鉛直上方に向かって貫通したシャフト孔(図示せず)が形成され、後述する駆動力伝達機構のシャフト38が回転自在に挿通される。   On the other hand, as shown in FIG. 2, a shaft hole (not shown) penetrating vertically upward from the communication chamber 32 is formed in a substantially central portion of the body main body 20, and a shaft of a driving force transmission mechanism described later is formed. 38 is rotatably inserted.

バルブ22は、その外周面は少なくとも一部が球面状に形成され、該バルブ22の曲率中心から半径外方向に所定距離だけ偏心した位置にシャフト38が挿通している。このため、バルブ22は、該バルブ22の軸線A1から偏心した位置に設定されたシャフト38の軸線A2を中心として回転(揺動)するように連通室32内に設置されている。   The bulb 22 has an outer circumferential surface formed at least partially in a spherical shape, and a shaft 38 is inserted at a position eccentric from the center of curvature of the bulb 22 by a predetermined distance in the radially outward direction. For this reason, the valve 22 is installed in the communication chamber 32 so as to rotate (swing) about the axis A2 of the shaft 38 set at a position eccentric from the axis A1 of the valve 22.

駆動源26は、例えば、コントローラ12に対して電気的に接続され、該コントローラ12からの制御信号に基づいてシャフト38及びバルブ22を回転駆動するステッピングモータやロータリーアクチュエータからなる。そして、駆動源26の回転駆動力がシャフト38へと伝達されることにより、該シャフト38に連結されたバルブ22がシャフト38の軸線A2を中心として前記バルブ22の弁開方向(図2中、矢印B方向)へと所定角度だけ回転動作する。   The drive source 26 is, for example, a stepping motor or a rotary actuator that is electrically connected to the controller 12 and that rotationally drives the shaft 38 and the valve 22 based on a control signal from the controller 12. Then, the rotational driving force of the drive source 26 is transmitted to the shaft 38, so that the valve 22 connected to the shaft 38 opens the valve 22 in the valve opening direction (in FIG. Rotate by a predetermined angle in the direction of arrow B).

開度センサ28は、例えば、エンコーダからなり、シャフト38及び駆動源26と同軸上に配置され、前記駆動源26及びシャフト38の回転量(回転角度)を検出する。そして、検出されたシャフト38の回転量を検出信号としてコントローラ12へと出力し、例えば、メモリ18にデータとして保存される。すなわち、開度センサ28によってシャフト38の回転量に基づいたバルブ22の回転角度が検出できる。   The opening sensor 28 is composed of, for example, an encoder, is arranged coaxially with the shaft 38 and the drive source 26, and detects the rotation amount (rotation angle) of the drive source 26 and the shaft 38. Then, the detected rotation amount of the shaft 38 is output to the controller 12 as a detection signal, and is stored as data in the memory 18, for example. That is, the opening angle sensor 28 can detect the rotation angle of the valve 22 based on the rotation amount of the shaft 38.

本発明の実施の形態に係る排気ガス再循環装置の制御システム10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に制御システム10の動作について図3を参照しながら説明する。   The control system 10 of the exhaust gas recirculation apparatus according to the embodiment of the present invention is basically configured as described above. Next, the operation of the control system 10 will be described with reference to FIG. .

先ず、ドライバーが車両においてイグニッションスイッチをオンとし、エンジンの始動操作を行う(ステップS1)。その後、ステップS2において、エンジン回転数NEと負圧PBとの関係に基づいて排気ガスの流量を設定するための流量マップの読み込みを行う。   First, the driver turns on the ignition switch in the vehicle and starts the engine (step S1). Thereafter, in step S2, a flow rate map for setting the flow rate of the exhaust gas is read based on the relationship between the engine speed NE and the negative pressure PB.

次に、ステップS3において、コントローラ12から駆動源26へと制御信号を出力し、バルブ22を所定角度回動させることでバルブシート24に着座させ全閉状態とする(図2中、矢印C方向)。そして、ステップS4において、開度センサ28によってバルブ22がバルブシート24に着座した全閉状態にあるか否かを判定する。このバルブ22が全閉状態にあることが確認された後、エンジンを始動させ(ステップS5)、ステップS6において前記エンジンが始動されたか否かを判定する。   Next, in step S3, a control signal is output from the controller 12 to the drive source 26, and the valve 22 is rotated by a predetermined angle so that it is seated on the valve seat 24 and fully closed (in the direction of arrow C in FIG. 2). ). In step S <b> 4, the opening degree sensor 28 determines whether or not the valve 22 is in a fully closed state in which the valve 22 is seated on the valve seat 24. After confirming that the valve 22 is fully closed, the engine is started (step S5), and it is determined in step S6 whether the engine has been started.

そして、ステップS6でエンジンの始動が確認された後(ステップS6:YES)、ステップS7において、バルブシート24に着座しているバルブ22の全閉状態における角度を開度センサ28によって検出し、検出された前記バルブ22の全閉角度θclをコントローラ12へと出力してメモリ18へと記憶する。その後、ステップS8において、前回エンジンを始動させた際に検出され、予めメモリ18に収納されているバルブ22の全閉設定角度θorgと前記全閉角度θclとをコントローラ12の演算部16において比較し、その差分である角度差Δθを算出する(ステップS9)。すなわち、このステップS9では、バルブシート24の摩耗量をバルブ22の回動角度として算出している。この場合、バルブ22の角度は、該バルブ22の全開時(図2中、二点鎖線形状)を零点とした角度(例えば、85°)として検出されている。   Then, after engine start is confirmed in step S6 (step S6: YES), in step S7, the angle in the fully closed state of the valve 22 seated on the valve seat 24 is detected by the opening sensor 28, and the detection is performed. The fully closed angle θcl of the valve 22 is output to the controller 12 and stored in the memory 18. Thereafter, in step S8, the calculation unit 16 of the controller 12 compares the fully closed set angle θorg of the valve 22 that is detected when the engine is started last time and is previously stored in the memory 18, with the fully closed angle θcl. Then, an angle difference Δθ which is the difference is calculated (step S9). That is, in this step S9, the amount of wear of the valve seat 24 is calculated as the rotation angle of the valve 22. In this case, the angle of the valve 22 is detected as an angle (for example, 85 °) with the valve 22 being fully opened (a two-dot chain line shape in FIG. 2) as a zero point.

次に、この角度差Δθが、予め設定された許容範囲内(α1≦Δθ≦α2)であるか否かがステップS10で判定され、前記許容範囲内であると判定された場合、すなわち、全閉時におけるバルブ22の角度(全閉角度θcl)が前回の角度(全閉設定角度θorg)に対してほとんど変わりなく、バルブシート24の摩耗量がほとんど増加していない場合には、ステップS11において、流量マップを参照しながら、エンジン回転数NEと吸気装置から燃焼室へと吸入される吸入空気の負圧PBに対応したデューティが設定され、該デューティに基づいた制御信号が駆動源26へと出力される。これにより、バルブ22が全閉状態から所定角度だけ回動して排気ガスがガス流入口30から連通室32を通じてガス流出口へと所定流量で流通し、エンジンの吸気系へと再循環される。   Next, it is determined in step S10 whether or not the angle difference Δθ is within a preset allowable range (α1 ≦ Δθ ≦ α2). If it is determined that the angle difference Δθ is within the allowable range, In the case where the angle of the valve 22 at the time of closing (full closing angle θcl) hardly changes with respect to the previous angle (full closing set angle θorg) and the amount of wear of the valve seat 24 has hardly increased, in step S11 The duty corresponding to the engine speed NE and the negative pressure PB of the intake air sucked into the combustion chamber from the intake device is set with reference to the flow map, and a control signal based on the duty is sent to the drive source 26. Is output. As a result, the valve 22 rotates by a predetermined angle from the fully closed state, and the exhaust gas flows from the gas inlet 30 to the gas outlet through the communication chamber 32 at a predetermined flow rate and is recirculated to the intake system of the engine. .

すなわち、角度差Δθが、許容範囲内である場合には、予めコントローラ12に収納されている流量マップを参照し、該マップに基づいた開度で排気ガス再循環バルブ14のバルブ22を回動させる。   That is, when the angle difference Δθ is within the allowable range, the flow rate map stored in advance in the controller 12 is referred to, and the valve 22 of the exhaust gas recirculation valve 14 is rotated at an opening based on the map. Let

一方、上述したステップS10において、角度差Δθが、予め設定された許容範囲外であると判定された場合には、ステップS12において、前記角度差Δθが、許容範囲に対して小さいか否かが判定され、該許容範囲未満(Δθ<α1)である場合には、バルブ22の回動角度が異常であり、例えば、該バルブ22とバルブシート24との間に異物等の噛み込みが生じていると判断される。そのため、ステップS13において、例えば、故障の発生を示す警告信号を故障警告灯へと出力して一連の処理を中止する。   On the other hand, if it is determined in step S10 that the angle difference Δθ is outside the preset allowable range, it is determined in step S12 whether the angle difference Δθ is smaller than the allowable range. If it is determined that the angle is less than the allowable range (Δθ <α1), the rotation angle of the valve 22 is abnormal. For example, a foreign object or the like is caught between the valve 22 and the valve seat 24. It is judged that Therefore, in step S13, for example, a warning signal indicating the occurrence of a failure is output to the failure warning lamp, and a series of processing is stopped.

次に、ステップS12において、前記角度差Δθが、許容範囲を超過していると判定された場合(α2<Δθ)には、バルブシート24の摩耗が進行してバルブ22の全閉時に排気ガスのリークが生じる懸念がある。そこで、ステップS14では、バルブ22の開度を補正するために、コントローラ12から駆動源26へと出力される指示開度θcmdの補正を前記コントローラ12の演算部16において行う。   Next, when it is determined in step S12 that the angle difference Δθ exceeds the allowable range (α2 <Δθ), the exhaust of the valve seat 24 progresses and the exhaust gas is exhausted when the valve 22 is fully closed. There is a concern that a leak will occur. Therefore, in step S14, in order to correct the opening degree of the valve 22, the arithmetic opening part 16 of the controller 12 corrects the instruction opening degree θcmd output from the controller 12 to the drive source 26.

この指示開度θcmdの補正には、先ず、角度差Δθに基づいて、前回のエンジン運転時におけるバルブシート24のシート部36と現在のバルブシート24のシート部36a(図2中、二点鎖線形状)との距離、すなわち、前記シート部36の摩耗量ΔG(図2参照)を算出し、次に、前記摩耗量ΔGを通じて流通する排気ガスの流量増加量ΔQを算出し、さらに、図4に示される流量マップに基づき、流量増加量ΔQを流通させるためのバルブ22の補正角度Δθ´を算出する。なお、摩耗量ΔGに対する流量増加量ΔQは、実験等によって予め計測され、コントローラ12のメモリに図示しない流量マップとして収納されている。   In order to correct the indicated opening degree θcmd, first, based on the angle difference Δθ, the seat portion 36 of the valve seat 24 and the seat portion 36a of the current valve seat 24 during the previous engine operation (two-dot chain line in FIG. 2). 4), that is, the wear amount ΔG (see FIG. 2) of the seat portion 36, and then the flow rate increase amount ΔQ of the exhaust gas flowing through the wear amount ΔG is calculated. The correction angle Δθ ′ of the valve 22 for circulating the flow rate increase amount ΔQ is calculated based on the flow rate map shown in FIG. Note that the flow rate increase amount ΔQ with respect to the wear amount ΔG is measured in advance by experiments or the like and stored in the memory of the controller 12 as a flow rate map (not shown).

すなわち、補正角度Δθ´は、バルブシート24の摩耗によって増加する排気ガスの流量増加分に対応するバルブ22の回転角度である。   That is, the correction angle Δθ ′ is a rotation angle of the valve 22 corresponding to an increase in the flow rate of the exhaust gas that increases due to wear of the valve seat 24.

そして、算出された補正角度Δθ´に基づいて、図4に示される流量マップを第1特性曲線L1から第2特性曲線L2へと変更する。詳細には、バルブシート24の摩耗によってバルブ22の全閉方向(図2中、矢印C方向)への回転角度が大きくなっているため、前記補正角度Δθ´の分だけ全閉側(図4中、紙面左方向)へ特性曲線をシフトさせる。この場合、第2特性曲線L2は、第1特性曲線L1の線形を変化させることなく、そのまま補正角度Δθ´の分だけ平行に移動させ、指示開度θcmdを補正する。   Then, based on the calculated correction angle Δθ ′, the flow rate map shown in FIG. 4 is changed from the first characteristic curve L1 to the second characteristic curve L2. More specifically, since the rotation angle of the valve 22 in the fully closed direction (the direction of arrow C in FIG. 2) is increased due to wear of the valve seat 24, the fully closed side (FIG. 4) corresponds to the correction angle Δθ ′. The characteristic curve is shifted in the middle (to the left of the page). In this case, the second characteristic curve L2 is moved in parallel by the correction angle Δθ ′ as it is without changing the linearity of the first characteristic curve L1, and the indicated opening degree θcmd is corrected.

最後に、ステップS11において、ステップS14にて更新された流量マップを参照し、エンジン回転数NEと吸気装置から燃焼室へと吸入される吸入空気の負圧PBに対応した指示開度θcmdが設定され、該指示開度θcmdに基づいた制御信号(例えば、デューティ信号)が駆動源26へと出力される。これにより、バルブ22が全閉状態から所定角度だけ回動して排気ガスがガス流入口30から連通室32を通じてガス流出口へと所定流量で流通し、エンジンの吸気系へと再循環される。   Finally, in step S11, referring to the flow rate map updated in step S14, the instruction opening degree θcmd corresponding to the engine speed NE and the negative pressure PB of the intake air sucked into the combustion chamber from the intake device is set. Then, a control signal (for example, a duty signal) based on the indicated opening degree θcmd is output to the drive source 26. As a result, the valve 22 rotates by a predetermined angle from the fully closed state, and the exhaust gas flows from the gas inlet 30 to the gas outlet through the communication chamber 32 at a predetermined flow rate and is recirculated to the intake system of the engine. .

以上のように、本実施の形態では、シャフト38の軸線A2とバルブ22の軸線A1とが偏心した排気ガス再循環バルブ14において、前記バルブ22の開閉動作によってバルブシート24のシート部36が摩耗した場合、バルブ22の全閉時における角度(全閉設定角度)θorgと、今回のエンジンを始動させた際におけるバルブ22の全閉時における角度(θcl)との角度差Δθを算出し、該角度Δθが生じた際の排気ガスの流量増加分となる流量増加量ΔQに対応した前記バルブ22の補正角度Δθ´を算出する。これにより、流量マップにおいてバルブ22の回動角度を前記補正角度Δθ´の分だけ全閉側へと変更することで、バルブシート24の摩耗に応じた高精度な排気ガスの流量制御を行うことが可能となる。   As described above, in the present embodiment, in the exhaust gas recirculation valve 14 in which the axis A2 of the shaft 38 and the axis A1 of the valve 22 are eccentric, the seat portion 36 of the valve seat 24 is worn by the opening / closing operation of the valve 22. In this case, an angle difference Δθ between an angle when the valve 22 is fully closed (fully closed set angle) θorg and an angle when the valve 22 is fully closed when the engine is started (θcl) is calculated, A correction angle Δθ ′ of the valve 22 corresponding to the flow rate increase amount ΔQ corresponding to the increase in the exhaust gas flow rate when the angle Δθ occurs is calculated. Thus, the exhaust gas flow rate can be controlled with high accuracy in accordance with the wear of the valve seat 24 by changing the rotation angle of the valve 22 to the fully closed side by the correction angle Δθ ′ in the flow rate map. Is possible.

換言すれば、バルブシート24が摩耗した際のバルブ22の回動角度の角度差Δθのみでなく、該角度差Δθに起因した流量増加量ΔQに基づいて流量マップを変更しているため、排気ガスの流量制御をより一層高精度に行うことが可能となる。   In other words, the flow rate map is changed based not only on the angle difference Δθ of the rotation angle of the valve 22 when the valve seat 24 is worn, but also on the flow rate increase amount ΔQ caused by the angle difference Δθ. It becomes possible to control the gas flow rate with higher accuracy.

また、排気ガスの流量特性を有した流量マップにおいて、バルブ22の全開時を弁開度が零点となるように設定しているため(図4参照)、バルブシート24の摩耗に起因した前記バルブ22の開度増加分(Δθ)を前記流量マップに対して新たに追加するだけで、新たな流量マップを簡便に設定することができる。その結果、新たな別の流量マップを作成する場合と比較し、コントローラ12の演算部16における演算量を抑制することが可能となる。   Further, in the flow map having the flow characteristic of the exhaust gas, the valve opening degree is set so that the valve opening degree becomes zero when the valve 22 is fully opened (see FIG. 4). A new flow rate map can be easily set by simply adding 22 opening increments (Δθ) to the flow rate map. As a result, it is possible to suppress the calculation amount in the calculation unit 16 of the controller 12 as compared with the case of creating another new flow rate map.

また、角度差Δθの算出には、前回エンジンを始動させた際に検出されたバルブ22の全閉設定角度θorgを使用したが、この代わりに、例えば、前記バルブ22の初回(初期)の全閉設定角度を用いてもよい。この場合、例えば、製品出荷時から今回エンジンを始動させた時までの全摩耗量による流量増加分を考慮した流量マップを構築できるので精度よい排気ガスの流量制御を達成できる。   For calculating the angle difference Δθ, the fully closed set angle θorg of the valve 22 detected when the engine was started last time was used. Instead, for example, the first (initial) total of the valve 22 is used. A closed set angle may be used. In this case, for example, it is possible to construct a flow rate map that takes into account the increase in flow rate due to the total amount of wear from the time of product shipment to the time when the engine is started this time, so that accurate exhaust gas flow rate control can be achieved.

なお、本発明に係る排気ガス再循環装置の制御システムは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。   The control system for the exhaust gas recirculation device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

10…排気ガス再循環装置の制御システム
12…コントローラ 14…排気ガス再循環バルブ
16…演算部 18…メモリ
20…ボディ本体 22…バルブ
24…バルブシート 26…駆動源
28…開度センサ 36…シート部
38…シャフト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Control system 12 of exhaust gas recirculation apparatus ... Controller 14 ... Exhaust gas recirculation valve 16 ... Calculation part 18 ... Memory 20 ... Body main body 22 ... Valve 24 ... Valve seat 26 ... Drive source 28 ... Opening sensor 36 ... Seat Part 38 ... Shaft

Claims (4)

内燃機関の吸気系と排気系とを接続する排気還流通路に設けられ、該吸気系と前記排気系とを連通させることにより、前記内燃機関から排出された排気ガスの一部を前記排気系から前記排気還流通路を通じて前記吸気系へと再循環させる排気ガス再循環バルブと、前記排気ガス再循環バルブを駆動制御する制御部とを有する排気ガス再循環装置の制御システムにおいて、
前記排気ガス再循環装置は、ボディと、該ボディの内部に回動自在に設けられ外表面の少なくとも一部が球面状に形成されると共に回動中心が前記外表面の曲率中心に対して偏心した弁体と、前記ボディに設けられ前記バルブが着座することで排気ガスの流通が遮断されるシート部材とを備え、
前記制御システムは、前記制御部において前記弁体の開度に対応した前記排気ガスの流量を示す流量マップが記憶される記憶手段と、
前記シート部材に対する前記弁体の開度を検出する開度検出手段と、
前記開度検出手段によって検出され、前記弁体が前記シート部材に着座した全閉状態における前記弁体の全閉角度と、前記制御部に予め設定された全閉設定角度とから前記シート部材の摩耗量を算出する摩耗量算出手段と、
前記摩耗量に基づいて前記制御部における排気ガスの流量マップを変化させる演算手段と、
を有することを特徴とする排気ガス再循環装置の制御システム。
An exhaust gas recirculation passage connecting an intake system and an exhaust system of the internal combustion engine is provided, and a part of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is removed from the exhaust system by communicating the intake system and the exhaust system. In an exhaust gas recirculation control system comprising an exhaust gas recirculation valve that recirculates to the intake system through the exhaust gas recirculation passage, and a control unit that drives and controls the exhaust gas recirculation valve;
The exhaust gas recirculation device includes a body and a rotatable inside of the body, and at least a part of the outer surface is formed in a spherical shape, and the center of rotation is eccentric with respect to the center of curvature of the outer surface. A valve member, and a seat member that is provided in the body and that shuts off the flow of exhaust gas by seating the valve,
The control system includes a storage unit that stores a flow rate map indicating the flow rate of the exhaust gas corresponding to the opening of the valve body in the control unit;
An opening degree detecting means for detecting an opening degree of the valve body with respect to the seat member;
From the fully closed angle of the valve body in the fully closed state in which the valve body is seated on the seat member, and the fully closed set angle preset in the control unit, which is detected by the opening degree detection means, Wear amount calculating means for calculating the wear amount;
Arithmetic means for changing a flow map of the exhaust gas in the control unit based on the wear amount;
A control system for an exhaust gas recirculation device.
請求項1記載の制御システムにおいて、
前記演算手段は、前記シート部材の摩耗量に応じて増加する前記排気ガスの流量を算出し、前記流量の増加に応じて前記流量マップを更新することを特徴とする排気ガス再循環装置の制御システム。
The control system according to claim 1,
The control means calculates the flow rate of the exhaust gas that increases in accordance with the amount of wear of the seat member, and updates the flow rate map in response to the increase in the flow rate. system.
請求項1又は2記載の制御システムにおいて、
前記弁体が前記シート部材から離間した全開状態を零点と設定し、前記弁体の駆動制御を行うことを特徴とする排気ガス再循環装置の制御システム。
The control system according to claim 1 or 2,
A control system for an exhaust gas recirculation device, wherein the valve body is driven and controlled by setting a fully open state in which the valve body is separated from the seat member as a zero point.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の制御システムにおいて、
前記全閉設定角度は、前記内燃機関を前回運転させた際に前記開度検出手段によって検出された開度であり、前記記憶手段に記憶されることを特徴とする排気ガス再循環装置の制御システム。
The control system according to any one of claims 1 to 3,
The fully closed set angle is an opening detected by the opening detecting means when the internal combustion engine was operated last time, and is stored in the storage means. system.
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