JP2017057741A - Valve device - Google Patents

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一司 佐々木
修 島根
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修 島根
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Yasuhisa Kameda
康寿 亀田
正 小宮山
Tadashi Komiyama
正 小宮山
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    • F02M2026/005EGR valve controlled by an engine speed signal

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress, in a valve device in which a valve element is driven by an electric motor having a rated voltage lower than a nominal voltage of a battery, ripples of a current flowing through the electric motor.SOLUTION: A valve device 1 comprises a valve element 3 opening and closing an EGR flow passage 2, an electric motor 5 generating driving force for driving the valve element 3, and a control part 6 controlling application of a voltage to the electric motor 5. The electric motor 5 generates driving force by being supplied with electric power from a battery 29 which has a nominal voltage higher than the own rated voltage, and the control part 6 calculates a duty ratio based on the operation state of an internal combustion engine and outputs a signal for turning-on/off the application of a voltage to the electric motor 5 based on the calculated duty ratio. A period for turning on the application of a voltage to the electric motor 5 is shorter than a period for calculation of a duty ratio by the control part 6. The frequency of the on-off signal therefore can be increased, so that ripples of a current flowing through the electric motor 5 can be suppressed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、内燃機関の吸排気系統に組み入れられるバルブ装置に関する。   The present invention relates to a valve device incorporated in an intake / exhaust system of an internal combustion engine.

従来から、上記のバルブ装置では、内燃機関の吸排気系統を構成する流路を開閉する弁体と、弁体を駆動する駆動力を発生する電動モータと、電動モータへの電圧印加を制御する制御部とを備えるものが周知である。そして、このようなバルブ装置は、例えば、吸入空気の流量を増減するスロットル装置や、排気ガスの吸気側への還流量を増減するEGR装置に採用されている(例えば、特許文献1参照。)。   Conventionally, in the above valve device, a valve body that opens and closes a flow path that constitutes an intake and exhaust system of an internal combustion engine, an electric motor that generates a driving force for driving the valve body, and voltage application to the electric motor are controlled. What is provided with a control part is known. Such a valve device is employed in, for example, a throttle device that increases or decreases the flow rate of intake air and an EGR device that increases or decreases the recirculation amount of exhaust gas to the intake side (see, for example, Patent Document 1). .

近年、公称電圧24Vのバッテリを搭載する車両では、バルブ装置に関し、電動モータの発熱抑制や体格低減のため、定格電圧24Vの電動モータに代えて、定格電圧12Vの電動モータを採用するものが公知となっている。そして、制御部は、公称電圧24Vのバッテリから定格電圧12Vの電動モータへの電圧印加を好適に制御するため、バッテリから電動モータへの電圧印加に関してデューティ比制御を行う。   In recent years, in vehicles equipped with a battery with a nominal voltage of 24V, a valve device that employs an electric motor with a rated voltage of 12V instead of the electric motor with a rated voltage of 24V is known in order to suppress heat generation and reduce the size of the electric motor. It has become. And a control part performs duty-ratio control regarding the voltage application from a battery to an electric motor in order to control suitably the voltage application from the battery of nominal voltage 24V to the electric motor of rated voltage 12V.

つまり、制御部は、バッテリから電動モータへの電圧印加のオンオフの期間比率を示すデューティ比を上限50%として制御することで、公称電圧24Vのバッテリから定格電圧12Vの電動モータへの電圧印加を好適に制御する。
なお、定格電圧12Vの電動モータは、公称電圧12Vのバッテリからの給電により好適に動作するものである。
That is, the control unit controls the duty ratio indicating the ON / OFF period ratio of the voltage application from the battery to the electric motor as an upper limit of 50%, thereby applying the voltage from the battery having the nominal voltage of 24V to the electric motor having the rated voltage of 12V. It controls suitably.
Note that the electric motor having a rated voltage of 12V operates favorably by power supply from a battery having a nominal voltage of 12V.

しかし、バッテリから電動モータへの電圧印加においてデューティ比制御を行うと、電動モータに流れる電流に、いわゆるリプルが発生する(図6参照。)。この結果、定格電圧24Vの電動モータに代えて定格電圧12Vの電動モータを採用したことによる発熱抑制効果を、一部、減殺してしまう。   However, when duty ratio control is performed in the voltage application from the battery to the electric motor, a so-called ripple is generated in the current flowing through the electric motor (see FIG. 6). As a result, the heat generation suppression effect due to the adoption of the electric motor having the rated voltage of 12V instead of the electric motor having the rated voltage of 24V is partially reduced.

特開2014−005814号公報JP 2014-005814 A

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、内燃機関の吸排気系統に組み入れられ、かつ、バッテリの公称電圧よりも低い定格電圧を有する電動モータにより弁体を駆動するバルブ装置において、電動モータに流れる電流のリプルを抑制することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a valve by an electric motor incorporated in an intake / exhaust system of an internal combustion engine and having a rated voltage lower than a nominal voltage of a battery. In the valve device for driving the body, there is to suppress the ripple of the current flowing through the electric motor.

本願発明のバルブ装置は、内燃機関の吸排気系統を構成する流路を開閉する弁体と、弁体を駆動する駆動力を発生する電動モータと、電動モータへの電圧印加を制御する制御部とを備える。また、電動モータは、自身の定格電圧よりも高い公称電圧を有するバッテリから給電されて駆動力を発生し、制御部は、バッテリから電動モータへの電圧印加のオンオフの期間比率を示すデューティ比に基づき、電動モータへの電圧印加を制御する。   A valve device according to the present invention includes a valve body that opens and closes a flow path that constitutes an intake and exhaust system of an internal combustion engine, an electric motor that generates a driving force for driving the valve body, and a control unit that controls voltage application to the electric motor. With. In addition, the electric motor is supplied with power from a battery having a nominal voltage higher than its rated voltage to generate driving force, and the control unit has a duty ratio that indicates the on / off period ratio of voltage application from the battery to the electric motor. Based on this, voltage application to the electric motor is controlled.

また、制御部は、内燃機関の運転状態に基づきデューティ比を算出するとともに、デューティ比に基づきオンオフする信号を出力する。そして、電動モータへの電圧印加がオンになる周期は、制御部がデューティ比を算出する周期よりも短い。
これにより、ディーティ比を制御する処理を1回実行する間に、オンオフ信号のオンの部分を1回よりも多く出力することができる。このため、オンオフ信号の周波数を高めることができるので、電動モータに流れる電流のリプルを抑制することができる(図5参照。)。
The control unit calculates a duty ratio based on the operating state of the internal combustion engine and outputs a signal for turning on / off based on the duty ratio. The period when the voltage application to the electric motor is turned on is shorter than the period when the control unit calculates the duty ratio.
Thus, the ON portion of the ON / OFF signal can be output more than once while the process for controlling the duty ratio is executed once. For this reason, since the frequency of an on-off signal can be raised, the ripple of the electric current which flows into an electric motor can be suppressed (refer FIG. 5).

バルブ装置の説明図である(実施例)。It is explanatory drawing of a valve apparatus (Example). 電動モータの駆動回路の説明図である(実施例)。It is explanatory drawing of the drive circuit of an electric motor (Example). デューティ比算出周期とオンオフ信号出力周期の関係の説明図である(実施例)。It is explanatory drawing of the relationship between a duty ratio calculation period and an on-off signal output period (Example). 弁体の固着発生時の制御方法を表すフロー図である(実施例)。It is a flowchart showing the control method at the time of sticking generation | occurrence | production of a valve body (Example). 電流リプルの説明図である(実施例)。It is explanatory drawing of an electric current ripple (Example). 電流リプルの説明図である(従来例)。It is explanatory drawing of a current ripple (conventional example).

以下、発明を実施するための形態を実施例に基づいて説明する。なお、実施例は具体的な一例を開示するものであり、本発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。   Hereinafter, modes for carrying out the invention will be described based on examples. In addition, an Example discloses a specific example, and it cannot be overemphasized that this invention is not limited to an Example.

〔実施例の構成〕
実施例のバルブ装置1の構成を図1に基づき説明する。
バルブ装置1は、内燃機関(図示せず。)の吸排気系統を構成する流路を開閉するものであり、例えば、排気ガスを吸気側に還流するEGR装置に利用され、排気ガスの還流路(以下、EGR流路2)を開閉するために利用される。
そして、バルブ装置1は、以下に説明する弁体3、電動モータ5、および、制御部6を備える。
[Configuration of Example]
The configuration of the valve device 1 of the embodiment will be described with reference to FIG.
The valve device 1 opens and closes a flow path that constitutes an intake and exhaust system of an internal combustion engine (not shown). For example, the valve device 1 is used in an EGR device that recirculates exhaust gas to the intake side. (Hereinafter, it is used to open and close the EGR flow path 2).
And the valve apparatus 1 is provided with the valve body 3, the electric motor 5, and the control part 6 which are demonstrated below.

弁体3は、例えば、円板状のバタフライ弁であり、回動することでEGR流路2を開閉する。また、弁体3の周縁には、EGR流路2の閉鎖時に弁体3の周縁とEGR流路2の流路壁7との間を閉鎖するシールリング8が装着されている。   The valve body 3 is a disk-shaped butterfly valve, for example, and opens and closes the EGR flow path 2 by rotating. A seal ring 8 that closes the periphery of the valve body 3 and the flow path wall 7 of the EGR flow path 2 when the EGR flow path 2 is closed is attached to the peripheral edge of the valve body 3.

ここで、シールリング8は、例えば、C字状の円環として設けられて合口(図示せず。)を形成するものであり、弁体3の周縁に設けられた嵌合溝9に嵌まって弁体3とともに回動する。そして、シールリング8は、EGR流路2を閉鎖するときに、流路壁7に環状に摺接して弁体3の周縁と流路壁7との間を閉鎖する。このとき、シールリング8は、合口を狭めるように弾性変形した状態で流路壁7に摺接する。   Here, the seal ring 8 is provided as, for example, a C-shaped ring to form a joint (not shown), and fits into a fitting groove 9 provided at the periphery of the valve body 3. And rotate together with the valve body 3. And when the EGR flow path 2 is closed, the seal ring 8 is slidably contacted with the flow path wall 7 in a ring shape and closes the periphery of the valve body 3 and the flow path wall 7. At this time, the seal ring 8 is in sliding contact with the flow path wall 7 in an elastically deformed state so as to narrow the joint.

また、弁体3は、バルブ装置1のボディ10に圧入された円筒状のノズル11に回動自在に収容されている。ここで、ノズル11の内周面は、シールリング8の摺接を受ける流路壁7をなしている。
ここで、弁体3およびノズル11は耐熱性、耐腐食性の観点より、例えば、ステンレスにより設けられている。
また、ボディ10は軽量化、放熱性の観点より、例えば、アルミニウム合金により設けられている。
The valve body 3 is rotatably accommodated in a cylindrical nozzle 11 press-fitted into the body 10 of the valve device 1. Here, the inner peripheral surface of the nozzle 11 forms a flow path wall 7 that receives the sliding contact of the seal ring 8.
Here, the valve body 3 and the nozzle 11 are made of, for example, stainless steel from the viewpoint of heat resistance and corrosion resistance.
Moreover, the body 10 is provided with, for example, an aluminum alloy from the viewpoint of weight reduction and heat dissipation.

ここで、弁体3は、シャフト13を介してノズル11内に回動自在に支持されている。すなわち、弁体3はシャフト13と一体に回動することでEGR流路2の開度を調整している。
なお、シャフト13は、円柱状であり、その軸線を中心として回動している。
また、ボディ10は、電動モータ5を収容している。
Here, the valve body 3 is rotatably supported in the nozzle 11 via the shaft 13. That is, the valve body 3 is rotated integrally with the shaft 13 to adjust the opening degree of the EGR flow path 2.
The shaft 13 has a cylindrical shape and rotates around its axis.
The body 10 houses the electric motor 5.

電動モータ5は、弁体3を回動駆動する駆動力を発生するものである。
より具体的には、弁体3は、複数のギアの組み合わせた減速機15により電動モータ5の回転を減速させ、減速により増幅された回転トルクを伝達され回動している。
すなわち、減速機15によって増幅された回転トルクがシャフト13に伝達され、シャフト13が回動することで弁体3は回動している。
The electric motor 5 generates a driving force for rotationally driving the valve body 3.
More specifically, the valve body 3 is rotated by decelerating the rotation of the electric motor 5 by the speed reducer 15 in which a plurality of gears are combined, and the rotational torque amplified by the deceleration is transmitted.
That is, the rotational torque amplified by the speed reducer 15 is transmitted to the shaft 13, and the valve body 3 is rotated by rotating the shaft 13.

また、バルブ装置1には、弁体3を閉弁方向に向けて付勢するリターンスプリング19が設けられている。
このリターンスプリング19は、コイルバネよりなり、シャフト13の周囲に同軸的に配置される。
そして、リターンスプリング19はボディ10と減速機15との間に組み付けられる。
The valve device 1 is provided with a return spring 19 that urges the valve body 3 in the valve closing direction.
The return spring 19 is a coil spring and is coaxially disposed around the shaft 13.
The return spring 19 is assembled between the body 10 and the speed reducer 15.

制御部6は、内燃機関に対する制御の中枢を成すものであり、車両に搭載されて内燃機関の運転状態や制御状態を示すパラメータを検出する各種センサから信号が入力される。また、制御部6は、入力された信号を処理する入力回路、入力された信号に基づき、内燃機関6の制御に関する制御処理を行うCPU、内燃機関の制御に必要なデータやプログラム等を記憶して保持する各種のメモリ、CPUの処理結果に基づき、内燃機関の制御に必要な信号を出力する出力回路等を備えて構成される。   The control unit 6 constitutes the center of control for the internal combustion engine, and signals are input from various sensors that are mounted on the vehicle and detect parameters indicating the operation state and control state of the internal combustion engine. The control unit 6 also stores an input circuit that processes the input signal, a CPU that performs control processing related to the control of the internal combustion engine 6 based on the input signal, data and programs necessary for control of the internal combustion engine, and the like. And an output circuit for outputting a signal necessary for controlling the internal combustion engine based on the processing result of the CPU.

ここで、バルブ装置1には、制御部6に信号を出力する各種センサの一つとして、弁体3の回転角を検出する回転角センサ25が設けられている。
回転角センサ25は、樹脂製のセンサケース27に収容されている。
そして、ボディ10のフランジとセンサケース27のフランジとを突き合わせ螺子締結することによりボディ10とセンサケース27とが一体となることで、シャフト13の一端側に回転角センサ25は固定される。
Here, the valve device 1 is provided with a rotation angle sensor 25 that detects the rotation angle of the valve body 3 as one of various sensors that output signals to the control unit 6.
The rotation angle sensor 25 is housed in a resin sensor case 27.
The body 10 and the sensor case 27 are integrated by abutting and fastening the flange of the body 10 and the flange of the sensor case 27, whereby the rotation angle sensor 25 is fixed to one end side of the shaft 13.

制御部6は、バッテリ29から電動モータ5への電圧印加を制御している。より具体的には、バッテリ29から電動モータ5への電圧印加のオンオフの期間比率を示すデューティ比DRに基づいて電動モータ5への電圧印加を制御している。   The control unit 6 controls voltage application from the battery 29 to the electric motor 5. More specifically, the voltage application to the electric motor 5 is controlled based on the duty ratio DR indicating the ON / OFF period ratio of the voltage application from the battery 29 to the electric motor 5.

ここで、制御部6は、CPUに対して設定された制御周期Tで、EGR流路2の開度制御の処理を1回実行し、この処理の過程でデューティ比DRを1回算出している。
この処理において、制御部6は、先ず、内燃機関の運転状態に応じて、EGR流路2の開度、すなわち、弁体3の回転角の指令値を算出する。次に、回転角センサ25による弁体3の回転角の検出値と回転角の指令値との差分をなくすように、バッテリ29から電動モータ5への電圧印加のデューティ比DRを算出する。これにより、制御部6は、内燃機関の運転状態に基づきデューティ比DRを算出する。
そして、制御部6は、算出されたデューティ比DRに基づき、電動モータ5への電圧印加をオンオフする信号を出力する。
Here, the control unit 6 executes the opening degree control process of the EGR flow path 2 once in the control cycle T set for the CPU, and calculates the duty ratio DR once in the process. Yes.
In this process, the control unit 6 first calculates the command value of the opening degree of the EGR flow path 2, that is, the rotation angle of the valve body 3 in accordance with the operating state of the internal combustion engine. Next, the duty ratio DR of voltage application from the battery 29 to the electric motor 5 is calculated so as to eliminate the difference between the detected value of the rotation angle of the valve body 3 by the rotation angle sensor 25 and the command value of the rotation angle. Thereby, the control unit 6 calculates the duty ratio DR based on the operating state of the internal combustion engine.
Then, the control unit 6 outputs a signal for turning on / off the voltage application to the electric motor 5 based on the calculated duty ratio DR.

〔実施例の特徴〕
次に、実施例の特徴的な構成について図2を用いて説明する。
ここで、電動モータ5の定格電圧は12Vである。そして、電動モータ5に給電するバッテリ29の公称電圧は、電動モータ5の定格電圧より高い24Vである。
[Features of Examples]
Next, a characteristic configuration of the embodiment will be described with reference to FIG.
Here, the rated voltage of the electric motor 5 is 12V. The nominal voltage of the battery 29 that supplies power to the electric motor 5 is 24V, which is higher than the rated voltage of the electric motor 5.

制御部6は、算出されたデューティ比DRに基づき、電動モータ5への電圧印加をオンオフする信号を電圧印加部30に出力する。この信号は、例えば、矩形状の0V、5Vのオンオフ信号となっている(以下、5Vの信号をオン信号、0Vの信号をオフ信号と呼ぶことがある。)。
電圧印加部30は、電動モータ5にバッテリ29の電圧を印加するものであって、例えば、Hブリッジ回路30aと、制御回路30bとから構成されている。ここで、Hブリッジ回路30aの一端はバッテリ29の正極に接続され、他端は接地されている。
The control unit 6 outputs a signal for turning on / off the voltage application to the electric motor 5 to the voltage application unit 30 based on the calculated duty ratio DR. This signal is, for example, a rectangular 0V, 5V on / off signal (hereinafter, a 5V signal may be referred to as an on signal and a 0V signal may be referred to as an off signal).
The voltage application unit 30 applies the voltage of the battery 29 to the electric motor 5, and includes, for example, an H bridge circuit 30a and a control circuit 30b. Here, one end of the H-bridge circuit 30a is connected to the positive electrode of the battery 29, and the other end is grounded.

そして、制御回路30bは、制御部6からのオンオフ信号の入力に応じて、Hブリッジ回路30aの4つのスイッチング素子Tr1〜Tr4のオンオフを制御することで、バッテリ29から電動モータ5への電圧印加のオンオフを制御している。
なお、スイッチング素子Tr1〜Tr4は、例えば、ゲート端子への電圧印加によりソース端子とドレイン端子が導通するオン状態となるMOSFETである。
Then, the control circuit 30b controls the on / off of the four switching elements Tr1 to Tr4 of the H bridge circuit 30a according to the input of the on / off signal from the control unit 6, thereby applying a voltage from the battery 29 to the electric motor 5. Controls on / off.
Note that the switching elements Tr1 to Tr4 are, for example, MOSFETs that are turned on so that the source terminal and the drain terminal become conductive when a voltage is applied to the gate terminal.

より具体的には、制御回路30bは、5Vのオン信号が与えられている期間は電動モータ5にバッテリ29の電圧を印加させ続ける。すなわち、制御回路30bは、上記期間において、例えば、Tr1およびTr4をオン状態とし、Tr2およびTr3をオフ状態とする。これにより、上記期間において、電動モータ5の一方の端子には、バッテリ29の正極からの24Vが印加され、電動モータ5の他方の端子は接地され、電動モータ5への電圧印加がオンの状態となる。   More specifically, the control circuit 30b continues to apply the voltage of the battery 29 to the electric motor 5 during the period when the 5V ON signal is given. That is, for example, the control circuit 30b turns on Tr1 and Tr4 and turns off Tr2 and Tr3 during the period. Thus, in the above period, 24V from the positive electrode of the battery 29 is applied to one terminal of the electric motor 5, the other terminal of the electric motor 5 is grounded, and voltage application to the electric motor 5 is on. It becomes.

そして、0Vのオフ信号が与えられている期間は、電動モータ5に印加される電圧を0Vとする。すなわち、制御回路30bは、上記期間において、例えば、Tr3およびTr4をオン状態とし、Tr1およびTr2をオフ状態とする。これにより、上記期間において、電動モータ5の双方の端子は接地され、電動モータ5への電圧印加がオフの状態となる。
以上より、制御回路30bに入力されるオンオフ信号のデューティ比DRでバッテリ29から電動モータ5へ0V、24Vの電圧が交互に印加される。
And the voltage applied to the electric motor 5 is set to 0V during the period when the OFF signal of 0V is given. That is, for example, the control circuit 30b turns on Tr3 and Tr4 and turns off Tr1 and Tr2 during the period. Thereby, in the said period, both terminals of the electric motor 5 are earth | grounded, and the voltage application to the electric motor 5 will be in the OFF state.
As described above, voltages of 0V and 24V are alternately applied from the battery 29 to the electric motor 5 at the duty ratio DR of the on / off signal input to the control circuit 30b.

ここで、電動モータ5への電圧印加がオンになる周期tは、制御部6がデューティ比DRを算出する制御周期T、つまりEGR流路2の開度制御の制御周期Tよりも短くなっている(図3参照)。すなわち、制御部6は、ディーティ比DRを算出する処理を1回実行する間に、オンオフ信号のオンの部分を複数回出力している。なお、図3では、制御周期Tの間に4回オンを出力する例を図示している。   Here, the cycle t when the voltage application to the electric motor 5 is turned on is shorter than the control cycle T in which the control unit 6 calculates the duty ratio DR, that is, the control cycle T of the opening control of the EGR flow path 2. (See FIG. 3). That is, the control unit 6 outputs the ON portion of the ON / OFF signal a plurality of times while executing the process of calculating the duty ratio DR once. FIG. 3 illustrates an example in which ON is output four times during the control period T.

また、制御部6は、電動モータ5への電圧印加を制御するときに、デューティ比DRに対し、上限値ULを超えないように規制を加える上限規制制御を行っている。ここで、上限値ULは、バッテリ29の公称電圧24Vに対する電動モータ5の定格電圧12Vの比率である50%を超えない値となっており、例えば、40%となっている。
また、制御部6は、弁体3の固着の有無を判定し、弁体3が固着していると判定したときに、デューティ比DRの上限値ULを50%まで上昇させる。
Further, when controlling the voltage application to the electric motor 5, the control unit 6 performs the upper limit restriction control for restricting the duty ratio DR so as not to exceed the upper limit value UL. Here, the upper limit UL is a value that does not exceed 50%, which is the ratio of the rated voltage 12V of the electric motor 5 to the nominal voltage 24V of the battery 29, and is, for example, 40%.
Further, the control unit 6 determines whether or not the valve body 3 is fixed, and increases the upper limit value UL of the duty ratio DR to 50% when it is determined that the valve body 3 is fixed.

[実施例の制御方法]
実施例の弁体3の固着発生時の制御方法を図4のフロー図を用いて説明する。
先ず、ステップS100において、制御部6は、算出されたデューティ比DRが上限値ULであるか否かが判定する。
デューティ比DRが上限値ULであると判定した場合(YES)、ステップS110に移行する。また、デューティ比DRが上限値ULでないと判定した場合、ステップS100の判定が繰り返される。
[Control method of embodiment]
A control method at the time of occurrence of sticking of the valve body 3 of the embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, in step S100, the control unit 6 determines whether or not the calculated duty ratio DR is the upper limit value UL.
When it is determined that the duty ratio DR is the upper limit value UL (YES), the process proceeds to step S110. When it is determined that the duty ratio DR is not the upper limit value UL, the determination in step S100 is repeated.

次に、ステップS110において、制御部6は、上限値ULである期間TSが200msを超えているか否かで弁体3の固着の有無を判定する。
上限値ULである期間TSが200msを超えると判定した場合(YES)、弁体3に固着が発生したと判断し、S120に移行する。
そして、S120において、デューティ比DRの上限値ULを50%とし、処理を終了する。
Next, in step S110, the control unit 6 determines whether or not the valve body 3 is stuck depending on whether or not the period TS that is the upper limit value UL exceeds 200 ms.
When it is determined that the period TS that is the upper limit value UL exceeds 200 ms (YES), it is determined that the valve body 3 is stuck, and the process proceeds to S120.
In S120, the upper limit value UL of the duty ratio DR is set to 50%, and the process ends.

上限値ULである期間TSが200msを超えないと判定した場合(NO)、弁体3に固着が発生していないと判断し、S130に移行する。
そして、S130において、デューティ比DRの上限値ULを40%とし、処理を終了する。
なお、デューティ比DRの上限値ULを50%とした後の、弁体3の固着解除は別の制御フローにて実行される。
When it is determined that the period TS that is the upper limit value UL does not exceed 200 ms (NO), it is determined that the valve body 3 is not stuck, and the process proceeds to S130.
In S130, the upper limit UL of the duty ratio DR is set to 40%, and the process is terminated.
Note that the release of the sticking of the valve body 3 after the upper limit UL of the duty ratio DR is set to 50% is executed in a separate control flow.

〔実施例の効果〕
実施例のバルブ装置1によれば、電動モータ5への電圧印加がオンになる周期tは、制御部6がデューティ比DRを算出する制御周期T、つまり、EGR流路2の開度制御の制御周期Tよりも短い。
これにより、EGR流路2の開度を制御する処理を1回実行する間に、オンオフ信号のオンの部分を1回よりも多く出力することができる。このため、オンオフ信号の周波数を高めることができるので、電動モータ5に流れる電流のリプルを抑制することができる(図5参照。)。
[Effects of Examples]
According to the valve device 1 of the embodiment, the cycle t when the voltage application to the electric motor 5 is turned on is the control cycle T in which the control unit 6 calculates the duty ratio DR, that is, the opening control of the EGR flow path 2. It is shorter than the control period T.
Thereby, while the process which controls the opening degree of the EGR flow path 2 is executed once, the ON portion of the ON / OFF signal can be output more than once. For this reason, since the frequency of an on-off signal can be raised, the ripple of the electric current which flows into the electric motor 5 can be suppressed (refer FIG. 5).

また、実施例のバルブ装置1によれば、制御部6は、電動モータ5への電圧印加を制御するときに、デューティ比DRに対し、上限値ULを超えないように規制を加える上限規制制御を行っている。ここで、上限値ULは、バッテリ29の公称電圧24Vに対する電動モータ5の定格電圧12Vの比率である50%を超えない値となっている。   Further, according to the valve device 1 of the embodiment, when the control unit 6 controls the voltage application to the electric motor 5, the upper limit regulation control that regulates the duty ratio DR so as not to exceed the upper limit value UL. It is carried out. Here, the upper limit UL is a value that does not exceed 50%, which is the ratio of the rated voltage 12 V of the electric motor 5 to the nominal voltage 24 V of the battery 29.

これにより、バッテリ29の公称電圧24Vが電動モータ5の定格電圧12Vより高いことに起因する電動モータ5への過電流供給を抑制し、電動モータ5の発熱、消耗を抑制することができる。   Thereby, the overcurrent supply to the electric motor 5 resulting from the nominal voltage 24V of the battery 29 being higher than the rated voltage 12V of the electric motor 5 can be suppressed, and heat generation and consumption of the electric motor 5 can be suppressed.

また、実施例のバルブ装置1によれば、制御部6は、弁体3の固着の有無を判定し、弁体3が固着していると判定したときに、デューティ比DRの上限値を50%まで上昇させる。
これにより、電動モータ5のトルクを高めることができ、弁体3の固着を解除させやすくなる。
Further, according to the valve device 1 of the embodiment, the control unit 6 determines whether or not the valve body 3 is fixed, and when it is determined that the valve body 3 is fixed, the upper limit value of the duty ratio DR is 50. Increase to%.
Thereby, the torque of the electric motor 5 can be increased and the sticking of the valve body 3 can be easily released.

〔変形例〕
本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形例を考えることができる。
例えば、実施例のバルブ装置1は、EGR装置に利用されていたが、内燃機関の吸入空気の流量を増減するスロットル装置にバルブ装置1を利用してもよい。
[Modification]
Various modifications can be considered for the present invention without departing from the gist thereof.
For example, the valve device 1 of the embodiment has been used in an EGR device, but the valve device 1 may be used in a throttle device that increases or decreases the flow rate of intake air of an internal combustion engine.

また、実施例において、弁体3が固着していると判定したときに、デューティ比DRの上限値を50%まで上昇させたが、デューティ比DRの上限値ULを公称電圧24Vに対する定格電圧12Vの比率である50%を超える値、例えば、60%としてもよい。
これにより、電動モータ5のトルクをさらに高めることができ、弁体3の固着をより解除させやすくなる。
In the embodiment, when it is determined that the valve body 3 is fixed, the upper limit value of the duty ratio DR is increased to 50%. However, the upper limit value UL of the duty ratio DR is set to a rated voltage of 12 V with respect to the nominal voltage of 24 V. It is good also as a value exceeding 50% which is a ratio, for example, 60%.
Thereby, the torque of the electric motor 5 can be further increased, and the sticking of the valve body 3 can be easily released.

また、実施例において、デューティ比DRが上限値ULとなっている期間に基づき弁体3の固着を判定していたが、回転角センサ25の検出値の変動幅が小さくなったことに基づき弁体3の固着を判定してもよい。
また、実施例においては、バッテリ29の公称電圧は24Vであったが、この値に限定されるものではない。同様に、実施例において、電動モータ5の定格電圧は、12Vであったが、この値に限定されるものではない。
Further, in the embodiment, the sticking of the valve body 3 is determined based on the period during which the duty ratio DR is the upper limit value UL. The sticking of the body 3 may be determined.
In the embodiment, the nominal voltage of the battery 29 is 24 V, but is not limited to this value. Similarly, in the embodiment, the rated voltage of the electric motor 5 is 12 V, but is not limited to this value.

1 バルブ装置 2 EGR流路(流路) 3 弁体 5電動モータ 6 制御部
29 バッテリ



























DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Valve apparatus 2 EGR flow path (flow path) 3 Valve body 5 Electric motor 6 Control part 29 Battery



























Claims (3)

内燃機関の吸排気系統を構成する流路(2)を開閉する弁体(3)と、この弁体を駆動する駆動力を発生する電動モータ(5)と、この電動モータへの電圧印加を制御する制御部(6)とを備え、
前記電動モータは、自身の定格電圧よりも高い公称電圧を有するバッテリ(29)から給電されて前記駆動力を発生し、
前記制御部は、前記バッテリから前記電動モータへの電圧印加のオンオフの期間比率を示すデューティ比に基づき、前記電動モータへの電圧印加を制御するバルブ装置(1)において、
前記制御部は、前記内燃機関の運転状態に基づき前記デューティ比を算出するとともに、前記デューティ比に基づき、前記電動モータへの電圧印加をオンオフする信号を出力し、
前記電動モータへの電圧印加がオンになる周期は、前記制御部が前記デューティ比を算出する周期よりも短いことを特徴とするバルブ装置。
A valve body (3) that opens and closes a flow path (2) constituting an intake / exhaust system of an internal combustion engine, an electric motor (5) that generates a driving force for driving the valve body, and voltage application to the electric motor A control unit (6) for controlling,
The electric motor is powered by a battery (29) having a nominal voltage higher than its rated voltage to generate the driving force,
In the valve device (1) for controlling the voltage application to the electric motor based on a duty ratio indicating a period ratio of ON / OFF of voltage application from the battery to the electric motor,
The control unit calculates the duty ratio based on the operating state of the internal combustion engine, and outputs a signal for turning on and off the voltage application to the electric motor based on the duty ratio,
The valve device according to claim 1, wherein a cycle in which voltage application to the electric motor is turned on is shorter than a cycle in which the control unit calculates the duty ratio.
請求項1に記載のバルブ装置において、
前記制御部は、前記電動モータへの電圧印加を制御するときに、前記デューティ比に対し、上限値を超えないように規制を加える上限規制制御を行っており、
前記上限値は、前記公称電圧に対する前記定格電圧の比率を超えない値であることを特徴とするバルブ装置。
The valve device according to claim 1,
The control unit, when controlling the voltage application to the electric motor, is performing an upper limit restriction control for restricting the duty ratio so as not to exceed an upper limit value,
The upper limit value is a value that does not exceed a ratio of the rated voltage to the nominal voltage.
請求項2に記載のバルブ装置において、
前記制御部は、前記弁体の固着の有無を判定し、前記弁体が固着していると判定したときに、前記上限値を上昇させることを特徴とするバルブ装置。







The valve device according to claim 2,
The said control part determines the presence or absence of the adhering of the said valve body, and when it determines with the said valve body adhering, the said upper limit is raised, The valve apparatus characterized by the above-mentioned.







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