JP2014177885A - Exhaust gas recirculation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子制御バルブの制御に関する。 The present invention relates to control of an electronic control valve.
従来、バルブをPID(Proportional Integral Derivative)制御などのフィードバック制御により電子制御する技術が知られている。この技術による制御対象のバルブとして、例えば、エンジンの吸気バルブや排気バルブが挙げられる。このようなバルブの制御において、制御機構のパーツ間の摩擦抵抗を原因とするヒステリシスが発生することにより、制御対象の実測値が要求目標値に到達しないという問題があった。このような問題を解消し、吸気バルブのポジションフィードバック制御則により算出された制御量が増加または減少に転じた場合にヒステリシス補正を行うことにより、ヒステリシスフリクションを有する制御対象の駆動機構を、実測値から要求目標値に向けて迅速且つ精度良く制御することを可能とするバルブ制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a technique for electronically controlling a valve by feedback control such as PID (Proportional Integral Derivative) control is known. Examples of valves to be controlled by this technique include an intake valve and an exhaust valve of an engine. In such valve control, there is a problem that the actual measurement value of the controlled object does not reach the required target value due to the occurrence of hysteresis caused by the frictional resistance between the parts of the control mechanism. By solving the problem and performing hysteresis correction when the control amount calculated by the position feedback control law of the intake valve starts to increase or decrease, the drive mechanism to be controlled having hysteresis friction is measured. There is known a valve control device that enables quick and accurate control from the target value to the required target value (see, for example, Patent Document 1).
なお、関連する技術として、制御弁の目標開閉位置に対応する入力データと制御弁の現開閉位置の検出データとの偏差量または偏差量を入力とするPI制御量演算による出力値に基づいてヒステリシスを補正する技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。 As a related technique, there is a hysteresis based on a deviation amount between input data corresponding to the target opening / closing position of the control valve and detection data of the current opening / closing position of the control valve, or an output value by PI control amount calculation using the deviation amount as an input. There is known a technique for correcting the above (for example, see Patent Document 2).
上述の特許文献1及び特許文献2に記載の技術は、吸気バルブやEGR(Exhaust Gas Recirculation)バルブをその制御対象とするものである。これらの吸気バルブやEGRバルブには、バルブを開方向又は閉方向に付勢するスプリングが設けられており、このスプリングが主要因として駆動特性にヒステリシスを有することが知られている。その他、機械的構造によりヒステリシスを有するものもあるが、これらのヒステリシスを有する駆動特性は機械的構造による機械的なヒステリシス量であることからあらかじめ把握しておくことにより補正することが可能である。しかしながら、排気バルブには、吸気バルブやEGRバルブとは異なる要因によってバルブの制御性が悪くなる、という問題がある。排気バルブは、吸気バルブやEGRバルブとは異なり、エンジンにより駆動される車体の排気管途中に設置されるために外部に晒されており、浸水する可能性がある。このような浸水を防止することを目的として、排気バルブの可動部近傍にシール材が設けられている。このシール材と可動部が接触することによりフリクションが増加し、ヒステリシス特性が不安定となる。具体的には、シール材の弾性によりバルブが押し回されてしまったり、押し戻されてしまったりして、目標開度指令値に対して目標開度に達しないなどの問題がある。シール材のように温度によって弾性が変化する要素を有する場合、ヒステリシス量を予め定めることは難しく、この結果としてバルブの制御性が低下するという問題がある。
The techniques described in
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、シール材と可動部とが接触する排気バルブの制御性を向上させることができる排気再循環装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas recirculation device capable of improving the controllability of an exhaust valve in which a sealing material and a movable part come into contact. .
上述した課題を解決するため、本発明の一態様は、内燃機関に空気を導入するための吸気通路と前記内燃機関の排気ガスを大気に導出するための排気通路とを連通する排気循環通路と、前記排気通路において該排気通路から前記排気循環通路へ分岐する分岐位置より下流に設けられる排気バルブと、該排気バルブの開度を制御する制御装置とを備える排気再循環装置であって、前記排気バルブは、前記排気通路の排気量を調整するジスクと、該ジスクを回動する動力を伝達する回転軸と、前記排気通路を気密するように前記回転軸の軸周りに配されたシール材とを有し、前記制御装置は、前記排気バルブが所定の目標開度から前記排気バルブの変位方向に所定の範囲内にあると判断した場合に前記目標開度に対する前記排気バルブの実開度の偏差を算出し、前記偏差が正の場合には、前記排気バルブの開度を所定の駆動力で開き方向へ変位させ、前記偏差が負の場合には、前記排気バルブの開度を所定の駆動力で閉じ方向へ変位させることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, an aspect of the present invention provides an exhaust circulation passage that communicates an intake passage for introducing air to an internal combustion engine and an exhaust passage for deriving the exhaust gas of the internal combustion engine to the atmosphere. An exhaust gas recirculation device comprising an exhaust valve provided downstream of a branch position where the exhaust passage branches from the exhaust passage to the exhaust circulation passage, and a control device that controls the opening degree of the exhaust valve, The exhaust valve includes a disc that adjusts an exhaust amount of the exhaust passage, a rotary shaft that transmits power for rotating the disc, and a seal material that is disposed around the rotary shaft so as to hermetically seal the exhaust passage. And the control device determines that the exhaust valve is within a predetermined range in a displacement direction of the exhaust valve from a predetermined target opening, the actual opening of the exhaust valve with respect to the target opening of The difference is calculated, and when the deviation is positive, the opening degree of the exhaust valve is displaced in the opening direction with a predetermined driving force, and when the deviation is negative, the opening degree of the exhaust valve is changed to a predetermined value. It is characterized by being displaced in the closing direction by a driving force.
本発明によれば、シール材と可動部とが接触する排気バルブの制御性を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the controllability of the exhaust valve which a sealing material and a movable part contact can be improved.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、本実施の形態に係る排気再循環装置について説明する。図1は、本実施の形態に係る排気再循環装置を示す模式図である。 First, the exhaust gas recirculation device according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing an exhaust gas recirculation apparatus according to the present embodiment.
図1に示すように、本実施の形態に係る排気再循環装置1は、エンジン11、吸気通路12、排気通路13、排気循環通路14、排気バルブ21、モータ22、ポジションセンサ23、ECU(Engine Control Unit)24、過給機31、EGR(Exhaust Gas Recirculation)バルブ41を備える。
As shown in FIG. 1, an exhaust
排気再循環装置1は、図示しない吸気バルブによる吸気を吸気通路12を介してエンジン11に供給し、エンジン11による燃料の燃焼により生じた排気を排気通路13を介して外部に排出する。また、排気再循環装置1は、吸気をエンジン11に供給する際、排気循環通路14を介して排気の一部を吸気に混合し、エンジン11に吸入させる。
The exhaust
エンジン11は、自動車等の車両の内燃機関である。吸気通路12はエンジン11に空気を導入するためのパイプである。排気通路13は、エンジン11の排気を大気に導出するためのパイプである。排気循環通路14は、吸気通路12と排気通路13を連通し、排気通路13を通った排気を吸気通路12へ導入するためのパイプである。排気バルブ21は、エンジン吸排気システム1の排気側、具体的には、排気通路13から排気循環通路14へ分岐する分岐位置より下流に設けられ、その開度によってエンジン11からの排気量を制御するものである。モータ22は、排気バルブ21を駆動するアクチュエータとしての直流モータである。ポジションセンサ23は、排気バルブ21の開度を検出するものである。ECU24は、プロセッサとメモリを備え、エンジン11に係る各種動作を制御するマイクロコントローラであり、本実施例においては、ポジションセンサ23により検出された排気バルブ21の位置に基づいて、モータ22の動作を操作するものとする。また、過給器31は、エンジン11へ空気を送り込む装置である。また、EGRバルブ41は、吸気に混合される排気量を制御するものである。
The
次に、排気バルブについて説明する。図2は、排気バルブの構成を示す模式図である。 Next, the exhaust valve will be described. FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the exhaust valve.
図2に示すように、排気バルブ21は、排気上流側パイプ213aと排気下流側パイプ213bとの間に取り付けられるバタフライバルブである。また、排気バルブ21は、バルブ側にジスク211、ボデー212、ステム214、リング215a及び215b、気密シール216を備える。更に、排気バルブ21は、駆動(モータ22)側にシャフト219、ボデー220、シャフトシール221、ギヤ218a及び218bを備える。また、排気バルブ21は、シャフト219とステム214を接続するリンク機構222を備える。
As shown in FIG. 2, the
ジスク211は、円盤状の部材であり、全閉時に排気上流側パイプ213aから排気下流側パイプ213bへの排気の流入を防止し、その開度により排気再循環通路14へ送る排気の流量を調整する。ボデー212は、排気バルブ21におけるバルブ側のハウジングであり、軸受けとして機能するとともに、排気通路を形成する。ステム214は、ジスク211を回動自在に支持し、ボデー212に保持されており、モータ22の駆動力をジスク211へ伝達する。また、リング215a及び215bは、ステム214をボデー212に保持するとともに、排気通路を密閉する。また、気密シール216は、ステム214の軸周りに配され、ステム214により貫通されるボデー212からの排気の流出を防止することにより排気通路を密閉する。ここで排気通路を密閉するとは、排気バルブ21が全閉状態である場合において、少なくとも排気方向については排気通路13を塞ぎ、排気通路13を気密することを示す。
The
ギヤ218a及び218bは、モータ22の駆動力をシャフト219へ伝達する。また、シャフト219は、リンク機構222を介して駆動力をステム214に伝達する。また、ボデー220は、排気バルブ21における駆動側のハウジングであり、モータ22などを密閉する。また、シャフトシール221は、ボデー220とシャフト219との間に設けられた補助付きリップシールであり、外部からボデー220への水や異物の浸入を防止する。また、リンク機構222は、上述したようにシャフト219とステム214とを接続し、シャフト219にかかる駆動力をステム214へ伝達する。
The
このような排気バルブ21においては、気密シール216とステム214及びシャフトシール221とシャフト219のフリクションなどシール材と回転軸とのフリクションが不安定となる。その要因としては、気密シール215が排気に圧迫されることによりステム214との接触面積が変化すること、シャフトシール221への水や異物の浸入などにより摩擦係数が変化すること、などが挙げられる。
In such an
また、ジスク211の角度によっては、ジスク211上の回転軸を境として、排気により受ける圧力が異なる状態となる場合がある。このような場合、圧力差によりジスク211が動き、排気バルブ21の制御性が低下する。また、排気バルブ21は図示しない非線形スプリングを備え、ジスク211にはこの非線形スプリングにより閉方向への力が加えられるが、荷重によってバネレートが変化するために、排気バルブ21の制御性が低下する。なお、本実施形態における回転軸とはモータ22の駆動力をジスク211へ伝達する際に回転するシャフト219又はステム214を指す。
Further, depending on the angle of the
次に、ECUのハードウェア構成について説明する。図3は、ECUのハードウェア構成を示すブロック図である。 Next, the hardware configuration of the ECU will be described. FIG. 3 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the ECU.
図3に示すように、ECU24は、CPU(Central Processing Unit)241、メモリ242、入出力インターフェイス243、駆動回路244を備える。CPU241及びメモリ242は、協働して排気バルブ21の制御に係る処理を行う。また、入出力インターフェイス243はCPU241の入出力に係るインターフェイスであり、CPU241はこの入出力インターフェイス243を介してポジションセンサ23による検出結果を取得するとともに、入出力インターフェイス243を介してモータ22の操作量に応じた信号を駆動回路244に出力する。この駆動回路244は、モータ22をPWM(Pulse Width Modulation)制御するPWM回路であり、入力された信号の大きさに応じてパルス幅のデューティ比を変更することによりモータ22を駆動する。
As shown in FIG. 3, the
次に、制御装置の機能構成について説明する。なお、本実施の形態において、ECUが制御装置として機能するものとする。図4は、制御装置の機能構成を示す機能ブロック図である。なお、以降の説明においては、制御対象を排気バルブ21の開度に限定する。
Next, the functional configuration of the control device will be described. In the present embodiment, the ECU functions as a control device. FIG. 4 is a functional block diagram illustrating a functional configuration of the control device. In the following description, the control target is limited to the opening degree of the
図4に示すように、制御装置5は、操作量算出部51、状態判断部52、第1補正部53、第2補正部54を機能として備える。なお、これらの機能は、上述したCPU241及びメモリ242が協働することにより実現されるものとする。
As illustrated in FIG. 4, the
操作量算出部51は、目標とする排気バルブ21の開度である目標開度の値(目標値)と、フィードバックとしてのポジションセンサ23により検出された排気バルブ21の実開度(現在値)とに基づくPID制御によりモータ22に対する操作量を算出する。排気バルブ21の目標開度は、エンジンの回転数、吸気圧力、吸気温度などのエンジン状態によって決められる。
The manipulated
なお、本実施の形態において、排気バルブ21の可動域は90°とし、モータ22の駆動に係る分解能を3047とする。よって、本実施の形態においては、0.023度単位で排気バルブ21の開度を制御することとなる。また、操作量を正方向に増加させた場合に排気バルブ21は開方向に制御されるものとする。また、排気バルブ21の制御は、所定のサンプリング周期でなされるものとする。
In this embodiment, the movable range of the
状態判断部52は、排気バルブ21が定常状態または過渡状態のいずれであるかを判断する判断処理を行う。この判断処理については後述する。第1補正部53は、状態判断部52に定常状態と判断された場合に後述する定常状態補正処理を行う。第2補正部54は、状態判断部52に過渡状態と判断された場合に後述する過渡状態補正処理を行う。なお、定常状態補正処理及び過渡状態補正処理によりヒステリシス補正値が算出され、このヒステリシス補正値は操作量算出部51により算出された操作量に積分可算される。
The
次に、判断処理について説明する。図5は、判断処理の動作を示すフローチャートである。 Next, the determination process will be described. FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the determination process.
図5に示すように、まず、状態判断部52は、制御偏差が0か否かを判断する(S101)。ここで制御偏差とは、排気バルブ21の目標値と現在値とに基づく制御偏差を示すものとする。
As shown in FIG. 5, first, the
制御偏差が0ではない場合(S101,NO)、状態判断部52は、操作量算出部51により演算された目標値が変更されたか否かを判断する(S102)。
When the control deviation is not 0 (S101, NO), the
目標値が変更された場合(S102,YES)、状態判断部52は、排気バルブ21が定常状態であるか過渡状態であるかを示す変数gcに対して、過渡状態を示す0を代入し(S103)、再度、制御偏差が0であるか否かを判断する(S101)。
When the target value is changed (S102, YES), the
一方、目標値が変更されない場合(S102,NO)、状態判断部52は、制御偏差の符号が反転したか否かを判断する(S104)。ここで、状態判断部52は、前回の制御偏差と比較することにより、現時点での制御偏差の符号が反転したか否かを判断するものとする。
On the other hand, when the target value is not changed (S102, NO), the
制御偏差の符号が反転した場合(S104,YES)、状態判断部52は、制御偏差の絶対値が30LSB以下か否かを判断する(S105)。
When the sign of the control deviation is inverted (S104, YES), the
制御偏差の絶対値が30LSB以下である場合(S105,YES)、状態判断部52は、変数gcに対して、定常状態を示す1を代入し(S106)、再度、制御偏差が0か否かを判断する(S101)。
When the absolute value of the control deviation is 30 LSB or less (S105, YES), the
一方、制御偏差の絶対値が30LSBより大きい場合(S105,NO)、状態判断部52は、変数gcに対して、過渡状態を示す0を代入し(S103)、再度、制御偏差が0か否かを判断する(S101)。
On the other hand, when the absolute value of the control deviation is larger than 30 LSB (S105, NO), the
また、ステップS104の判断において、偏差の符号が反転していない場合(S104,NO)、状態判断部52は、変数gcに対して、過渡状態を示す0を代入し(S103)、再度、制御偏差が0か否かを判断する(S101)。
If the sign of the deviation is not inverted in the determination in step S104 (S104, NO), the
また、ステップS101の判断において、制御偏差が0である場合(S101,YES)、状態判断部52は、変数gcに対して、定常状態を示す1を代入し(S106)、再度、制御偏差が0か否かを判断する(S101)。
When the control deviation is 0 in the determination in step S101 (S101, YES), the
上述したように、状態判断部52は、制御偏差が0である場合と、目標値が変更されない状態において制御偏差の符号が反転し、且つ制御偏差の絶対値が所定の値以下である場合とに、排気バルブ21が定常状態であると判断する。つまり、状態判断部52は、排気バルブ21が所定の目標開度から前記排気バルブの変位方向に所定の範囲内にあるかどうか判断する。具体的には、状態判断部52は、目標開度が増加し、且つ排気バルブ21の開度が目標開度から開方向に所定範囲内である場合、または目標開度が減少し、且つ排気バルブ21の開度が目標開度から閉方向に所定範囲内である場合に、排気バルブ21が定常状態であると判断する。なお、上述の処理において、状態判断部52は、変数gcへの代入後、次のサンプルを待機するものとする。
As described above, the
次に、定常状態補正処理について説明する。図6は、定常状態補正処理の動作を示すフローチャートである。 Next, the steady state correction process will be described. FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the steady state correction process.
図6に示すように、まず、第1補正部53は、変数gcが1であるか否かを判断する(S201)。
As shown in FIG. 6, first, the
変数gcが1である場合(S201,YES)、第1補正部53は、制御偏差が0か否かを判断する(S202)。
When the variable gc is 1 (S201, YES), the
制御偏差が0ではない場合(S202,NO)、第1補正部53は、制御偏差が正値であるか否かを判断する(S203)。
When the control deviation is not 0 (S202, NO), the
制御偏差が正値である場合(S203,YES)、第1補正部53は、カウンタ変数hysspcに0を代入して初期化し(S204)、所定の正の補正値をヒステリシス補正値として出力して、排気バルブ21を開方向に所定量だけ変位させ(S205)、変数hysspcをインクリメントして(S206)、次のサンプルを待機し、変数gcが1であるか否かを判断する(S207)。
When the control deviation is a positive value (S203, YES), the first correcting
変数gcが1である場合(S207,YES)、第1補正部53は、制御偏差が0であるか否かを判断する(S208)。
When the variable gc is 1 (S207, YES), the
制御偏差が0ではない場合(ステップS208,NO)、第1補正部53は、変数hysspcが所定の閾値を示す変数であるmaxc以上であるか否かを判断する(S209)。
When the control deviation is not 0 (step S208, NO), the
変数hysspcが変数maxc以上である場合(S209、YES)、第1補正部53は、定常状態補正処理を終了する。
When the variable hysspc is greater than or equal to the variable maxc (S209, YES), the
一方、変数hysspcが変数maxcより小さい場合(S209,NO)、第1補正部53は、再度、所定の正の補正値をヒステリシス補正値として出力する(S205)。
On the other hand, when the variable hyspcc is smaller than the variable maxc (S209, NO), the
また、ステップS208の判断において、制御偏差が0である場合(S208,YES)、第1補正部53は、定常状態補正処理を終了する。
If the control deviation is 0 in the determination in step S208 (S208, YES), the
また、ステップS207の判断において、変数gcが1ではない場合(S207,NO)、第1補正部53は、定常状態補正処理を終了する。
If the variable gc is not 1 in the determination in step S207 (S207, NO), the
また、ステップS203の判断において、制御偏差が負値である場合(S203,NO)、第1補正部53は、変数hyssmcに0を代入して初期化し(S210)、所定の負の補正値をヒステリシス補正値として出力して、排気バルブ21を閉方向に所定量だけ変位させ(S211)、変数hyssmcをインクリメントして(S212)、次のサンプルを待機し、変数gcが1であるか否かを判断する(S213)。
If the control deviation is negative in the determination in step S203 (S203, NO), the
変数gcが1である場合(S213,YES)、第1補正部53は、制御偏差が0であるか否かを判断する(S214)。
When the variable gc is 1 (S213, YES), the
制御偏差が0ではない場合(ステップS214,NO)、第1補正部53は、変数hyssmcが変数maxc以上であるか否かを判断する(S215)。
When the control deviation is not 0 (step S214, NO), the
変数hyssmcが変数maxc以上である場合(S215,YES)、第1補正部53は、定常状態補正処理を終了する。
When the variable hyssmc is greater than or equal to the variable maxc (S215, YES), the
一方、変数hyssmcが変数maxcより小さい場合(S215,NO)、第1補正部53は、所定の負の補正値をヒステリシス補正値として出力する(S211)。
On the other hand, when the variable hyssmc is smaller than the variable maxc (S215, NO), the
また、ステップS214の判断において、制御偏差が0である場合(S214,YES)、第1補正部53は、定常状態補正処理を終了する。
If the control deviation is 0 in the determination in step S214 (S214, YES), the
また、ステップS213の判断において、変数gcが1ではない場合(S213,NO)、第1補正部53は、定常状態補正処理を終了する。
If the variable gc is not 1 in the determination in step S213 (S213, NO), the
また、ステップS201の判断において、変数gcが1ではない場合(S201,NO)、第1補正部53は、次のサンプルを待機し、再度、変数gcが1であるか否かを判断する(S201)。
In step S201, if the variable gc is not 1 (S201, NO), the
上述したように、第1補正部53は、定常状態において制御偏差がある場合、その符号に応じて所定のヒステリシス補正値を出力する。また、第1補正部53は、ヒステリシス補正値の出力において、制御偏差が0にならず、且つヒステリシス補正値の出力回数が所定の閾値に達しない限り、所定のヒステリシス補正値を段階的に出力し続ける。つまり、第1補正部53が複数回に分けてヒステリシス補正値を出力することにより、排気バルブ21は目標開度に向かって段階的に変位して近づく。このような動作により、定常状態における排気バルブ21の制御性を向上させることができる。具体的には、上述したシール材と回転軸とのフリクションのような、不安定な挙動を示す要素のために予測することができないヒステリシスに対して、機械的なヒステリシスに対する補正値よりも小さな補正値、つまり小さな駆動力を段階的に付加することにより、排気バルブ21の制御性を向上させることができる。
As described above, when there is a control deviation in the steady state, the
次に、過渡状態補正処理について説明する。図7及び図8は、過渡状態補正処理の動作を示すフローチャートである。 Next, the transient state correction process will be described. 7 and 8 are flowcharts showing the operation of the transient state correction process.
図7に示すように、まず、第2補正部54は、変数gcが0であるか否かを判断する(S301)。
As shown in FIG. 7, first, the
変数gcが0である場合(S301,YES)、第2補正部54は、排気バルブ21の動作方向が開方向であるか否かを判断する(S302)。
When the variable gc is 0 (S301, YES), the
排気バルブ21の動作方向が開方向である場合(S302,YES)、第2補正部54は、所定の正の補正値をヒステリシス補正値として出力して(S303)、次のサンプルを待機し、変数gcが0であるか否かを判断する(S304)。
When the operation direction of the
変数gcが0である場合(S304,YES)、第2補正部54は、変数mnsが1且つ変数plsが0であるか否かを判断する(S305)。
When the variable gc is 0 (S304, YES), the
ここで、変数mns及び変数plsについて説明する。変数mnsは、前回サンプルの操作量に対して現在のサンプルの操作量が減少しており、且つ前回サンプルの操作量が前々回サンプルの操作量に対して減少していない場合に1となり、それ以外の場合に0となる。また、変数plsは、前回サンプルの操作量に対して現在のサンプルの操作量が増加しており、且つ前回サンプルの操作量が前々回サンプルの操作量に対して増加していない場合に1となり、それ以外の場合に0となる。 Here, the variable mns and the variable pls will be described. The variable mns is set to 1 when the operation amount of the current sample has decreased with respect to the operation amount of the previous sample and the operation amount of the previous sample has not decreased with respect to the operation amount of the previous sample, otherwise In this case, it becomes 0. The variable pls is 1 when the operation amount of the current sample has increased with respect to the operation amount of the previous sample, and the operation amount of the previous sample has not increased with respect to the operation amount of the previous sample, Otherwise it is 0.
変数mnsが1且つ変数plsが0である場合(S305,YES)、第2補正部54は、所定の負の補正値をヒステリシス補正値として出力して(S306)、次のサンプルを待機し、変数gcが0であるか否かを判断する(S307)。
When the variable mns is 1 and the variable pls is 0 (S305, YES), the
ステップS302の判断において、排気バルブ21の動作方向が閉方向である場合(S302,NO)、第2補正部54は、所定の負の補正値をヒステリシス補正値として出力して(S308)、次のサンプルを待機し、変数gcが0であるか否かを判断する(S309)。
If it is determined in step S302 that the operation direction of the
変数gcが0である場合(S309,YES)、第2補正部54は、変数plsが1且つ変数mnsが0であるか否かを判断する(S310)。
When the variable gc is 0 (S309, YES), the
変数plsが1且つ変数mnsが0である場合(S310,YES)、第2補正部54は、所定の正の補正値をヒステリシス補正値として出力して(S311)、次のサンプルを待機し、変数gcが0であるか否かを判断する(S312)。
When the variable pls is 1 and the variable mns is 0 (S310, YES), the
変数gcが0である場合(S312,YES)、第2補正部54は、変数mnsが1且つ変数plsが0であるか否かを判断する(S305)。
When the variable gc is 0 (S312: YES), the
一方、変数gcが0ではない場合(S312,NO)、図8に示すように、第2補正部54は、過渡状態補正処理を終了する。
On the other hand, when the variable gc is not 0 (S312: NO), as shown in FIG. 8, the
また、ステップS307の判断において、変数gcが0である場合(S307,YES)、第2補正部54は、変数plsが1且つ変数mnsが0であるか否かを判断する(S310)。
If the variable gc is 0 in the determination in step S307 (S307, YES), the
また、ステップS307及びS312の判断において、変数gcが0ではない場合(S307,NO/S312,NO)、いずれの場合も、図8に示すように、第2補正部54は、過渡状態補正処理を終了する。
Further, in the determinations in steps S307 and S312, when the variable gc is not 0 (S307, NO / S312, NO), in any case, as shown in FIG. 8, the
また、ステップS305の判断において、変数mnsが1且つ変数plsが0ではない場合(S305,NO)、及びステップS310の判断において、変数plsが1且つ変数mnsが0ではない場合(S310,NO)、いずれの場合も、図8に示すように、第2補正部54は、後述するステップS313の処理を行う。
In the determination in step S305, when the variable mns is 1 and the variable pls is not 0 (S305, NO), and in the determination in step S310, the variable pls is 1 and the variable mns is not 0 (S310, NO). In any case, as shown in FIG. 8, the
また、ステップS301の判断において、変数gcが0ではない場合(S301,NO)、第2補正部54は、次のサンプルを待機し、再度、変数gcが0であるか否かを判断する(S301)。
If the variable gc is not 0 in the determination in step S301 (S301, NO), the
ここで、ステップS313移行の処理について説明する。図8に示すように、第2補正部54は、図8に示すように、補正値0を出力して(S313)、次のサンプルを待機し、変数gcが0であるか否かを判断する(S314)。
Here, the process of step S313 will be described. As shown in FIG. 8, the
変数gcが0である場合(S314,YES)、第2補正部54は、変数mnsが1且つ変数plsが0であるか否かを判断する(S315)。
When the variable gc is 0 (S314, YES), the
変数mnsが1且つ変数plsが0である場合(S315,YES)、第2補正部54は、図7に示すように、所定の負の補正値をヒステリシス補正値として出力する(S306)
When the variable mns is 1 and the variable pls is 0 (S315, YES), the
一方、変数mnsが1且つ変数plsが0ではない場合(S315,NO)、第2補正部54は、図7に示すように、所定の正の補正値をヒステリシス補正値として出力する(S311)。
On the other hand, when the variable mns is 1 and the variable pls is not 0 (S315, NO), the
また、ステップS314の判断において、変数gcが0ではない場合(S314,NO)、第2補正部54は、過渡状態補正処理を終了する。
If the variable gc is not 0 in the determination in step S314 (S314, NO), the
上述したように、第2補正部54は、過渡状態において、操作量が減少に転じた場合に負の補正値を出力し、操作量が増加に転じた場合に正の補正値を出力する。これにより、排気バルブ21は、過渡状態では所定のヒステリシス量を補償する駆動力を付加され、変位する。このような動作により、過渡状態における排気バルブ21の制御性を向上させることができる。具体的には、変動が少ない機械的なヒステリシス量を補償することができる。なお、第2補正部54による補正値は、第1補正部53による補正値よりも大きいものとし、この補正値は、予めわかっている機械的なヒステリシス量に設定されるものとする。
As described above, in the transient state, the
以上、説明したように、本実施の形態に係る制御装置5によれば、定常状態及び過渡状態に応じてヒステリシス補正値を出力することにより、特に定常状態において、排気バルブ21の目標開度への整定性を向上させることができる。具体的には、気密シール215とステム214との接触面積の変化、シャフトシール221へ水や異物が浸入することによる摩擦係数の変化、ジスク211が排気により受ける圧力の差、非線形スプリングのバネレートの変化などを要因とする不安定なヒステリシスによる排気バルブ21の制御性の低下を防ぐことができる。
As described above, according to the
本発明は、その要旨または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、前述の実施の形態は、あらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、何ら拘束されない。更に、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、全て本発明の範囲内のものである。 The present invention can be implemented in various other forms without departing from the gist or main features thereof. Therefore, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is shown by the scope of claims, and is not restricted by the text of the specification. Moreover, all modifications, various improvements, substitutions and modifications belonging to the equivalent scope of the claims are all within the scope of the present invention.
1 排気再循環装置、5 制御装置、11 エンジン、12 吸気通路、13 排気通路、14 排気循環通路、21 排気バルブ、22 モータ、23 ポジションセンサ、24 ECU、31 過給機、41 EGRバルブ、51 操作量算出部、52 状態判断部、53 第1補正部、54 第2補正部、211 ジスク、212 ボデー、214 ステム、215a/215b リング、216 気密シール、218a/218b ギヤ、219 シャフト、220 ボデー、221 シャフトシール、222 リンク機構、241 CPU、242 メモリ、243 入出力インターフェイス、244 駆動回路。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記排気バルブは、前記排気通路の排気量を調整するジスクと、該ジスクを回動する動力を伝達する回転軸と、前記排気通路を気密するように前記回転軸の軸周りに配されたシール材とを有し、
前記制御装置は、前記排気バルブが所定の目標開度から前記排気バルブの変位方向に所定の範囲内にあると判断した場合に前記目標開度に対する前記排気バルブの実開度の偏差を算出し、前記偏差が正の場合には、前記排気バルブの開度を所定の駆動力で開き方向へ変位させ、前記偏差が負の場合には、前記排気バルブの開度を所定の駆動力で閉じ方向へ変位させることを特徴とする排気再循環装置。 An exhaust circulation passage that communicates an intake passage for introducing air into the internal combustion engine and an exhaust passage for leading the exhaust gas of the internal combustion engine to the atmosphere; and the exhaust passage branches from the exhaust passage to the exhaust circulation passage An exhaust gas recirculation device comprising an exhaust valve provided downstream from a branching position and a control device that controls the opening degree of the exhaust valve,
The exhaust valve includes a disc that adjusts an exhaust amount of the exhaust passage, a rotary shaft that transmits power for rotating the disc, and a seal that is disposed around the rotary shaft so as to hermetically seal the exhaust passage. With materials,
The control device calculates a deviation of the actual opening of the exhaust valve from the target opening when the exhaust valve is determined to be within a predetermined range in a displacement direction of the exhaust valve from a predetermined target opening. When the deviation is positive, the opening degree of the exhaust valve is displaced in the opening direction with a predetermined driving force, and when the deviation is negative, the opening degree of the exhaust valve is closed with a predetermined driving force. An exhaust gas recirculation device that is displaced in a direction.
請求項1に記載の排気再循環装置。 The control device is characterized by continuously adding a predetermined driving force to the disc until the deviation becomes zero.
The exhaust gas recirculation device according to claim 1.
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