JP4529857B2 - Valve control device - Google Patents
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Description
本発明は、EGRバルブのようにエンジンとの間で吸排気されるガスの流路に配設されるバルブの制御装置(バルブ制御装置)に関する。 The present invention relates to a control device (valve control device) for a valve disposed in a flow path of gas that is sucked into and exhausted from an engine like an EGR valve.
従来から、EGRバルブのようにエンジンとの間で吸排気されるガスの流路(ガス流路)に配設されるバルブでは、オイルミスト、黒煙等の付着物(デポジット)が堆積し、ガス流量の不足、全閉時のガス漏出、弁動作の緩慢化などの問題が生じている。 Conventionally, in an EGR valve such as an EGR valve, a valve disposed in a gas flow path (gas flow path) that is sucked into and exhausted from an engine accumulates deposits (deposits) such as oil mist and black smoke. Problems such as insufficient gas flow, gas leakage when fully closed, and slow valve operation have occurred.
そこで、バルブとして、流路内を回動することで開度を可変するバタフライ弁が用いられるバルブ制御装置では、イグニッションオンやイグニッションオフの直後のように、エンジンの運転に支障がない時に、全閉位置を跨ぐ範囲でバタフライ弁を回動させることで弁体の周縁部等に付着したデポジットを除去している(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, in a valve control device that uses a butterfly valve that changes the opening degree by rotating in the flow path as a valve, the valve control device can be used when there is no hindrance to engine operation, such as immediately after the ignition is turned on or off. The deposit attached to the peripheral portion of the valve body and the like is removed by rotating the butterfly valve in a range straddling the closed position (see, for example, Patent Document 1).
しかし、イグニッションオンやイグニッションオフの直後はエンジン音が低いため、デポジット除去操作に伴う作動音が乗員に聞こえてしまい、不快感を引き起こす。このため、デポジットの除去操作は、できるだけ最小限に止めるのが好ましい。 However, since the engine sound is low immediately after the ignition is turned on or off, the operating sound accompanying the deposit removal operation is heard by the occupant, causing discomfort. For this reason, it is preferable to minimize the deposit removal operation as much as possible.
そこで、例えば、デポジットの堆積量に相当する指標として運転時間を選択し、運転時間の長さに応じて全閉位置を通過させる回数を増減する技術が考えられている(例えば、特許文献2参照)。しかし、デポジット堆積量は、エンジン回転数や燃料噴射量の履歴、従前のデポジット除去操作の回数等によっても異なってくるため、この技術を用いた場合、余分な除去操作を行ってしまう虞がある。
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、バルブ制御装置において、作動音の発生を抑えながら、デポジットの除去を確実に実行できるようにすることにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to make it possible to reliably remove deposits while suppressing the generation of operating noise in a valve control device.
〔請求項1の手段〕
請求項1に記載のバルブ制御装置は、エンジンとの間で吸排気されるガスの流路に配設され、所定のアクチュエータから付与される駆動力により、抵抗力に抗して回動しガスの流路の開度を可変するバタフライ弁と、バタフライ弁の回動範囲における、バタフライ弁とガスの流路の壁との間に堆積したデポジットを除去する除去パターンを、バタフライ弁の回動位置ごとに設定する除去パターン設定手段とを備える。そして、除去パターン設定手段は、抵抗力に相当する抵抗力相当量をバタフライ弁の回動範囲で検出し、各回動位置における抵抗力相当量の検出値に応じて、回動位置ごとに除去パターンを設定する。
[Means of Claim 1]
The valve control device according to
バタフライ弁には、軸受けや弁体周縁部における摺動摩擦等による抵抗力が、回動方向と逆の方向に作用している。そして、この抵抗力は、デポジットの堆積量に応じて変動するので、抵抗力に相当する抵抗力相当量はデポジット堆積量の指標となり得る。なお、抵抗力相当量とは、抵抗力と何らかの相関を有する変数、と考えることもできる。 On the butterfly valve, a resistance force due to sliding friction or the like at the bearing or the peripheral edge of the valve body acts in a direction opposite to the rotation direction. Since this resistance force varies according to the deposit amount, the resistance force equivalent amount corresponding to the resistance force can be an index of the deposit amount. The resistance equivalent amount can be considered as a variable having some correlation with the resistance.
ここで、抵抗力に影響を及ぼすデポジットは、バタフライ弁の回動範囲において堆積したものである。すなわち、バタフライ弁およびその周辺に堆積したデポジットの全てが抵抗力に影響を及ぼすのではなく、バタフライ弁の回動範囲における、バタフライ弁とガス流路の壁との間に堆積したデポジットが、抵抗力に影響を及ぼす。ここで、「バタフライ弁とガス流路の壁との間に堆積したデポジット」とは、バタフライ弁の周縁部に堆積するデポジット、および、バタフライ弁の回動範囲においてバタフライ弁と対向するガス流路の壁に堆積するデポジットの双方、または、いずれか一方を意味するものとする。 Here, the deposit affecting the resistance force is accumulated in the rotation range of the butterfly valve. That is, not all the deposits deposited in the butterfly valve and its surroundings affect the resistance force, but the deposits deposited between the butterfly valve and the gas flow path wall in the rotation range of the butterfly valve Affects force. Here, “deposit accumulated between the butterfly valve and the wall of the gas flow path” refers to a deposit accumulated at the periphery of the butterfly valve and a gas flow path facing the butterfly valve in the rotation range of the butterfly valve And / or deposits deposited on the walls of the wall.
そして、バタフライ弁に作用する摺動摩擦は、上記のように、主に、軸受けにおける軸周り摩擦と弁体周縁部における弁周り摩擦とに分けることができる。ここで、バタフライ弁の回動位置が全閉位置に近いほど、弁体周縁部と流路壁側シート部との接触面積が大きくなるので、弁周り摩擦は、回動位置が全閉位置に近いほど強くなる。このため、抵抗力相当量も、弁周り摩擦と回動位置との相関に対応するように、回動位置に応じて変動する。 As described above, the sliding friction acting on the butterfly valve can be mainly divided into the shaft periphery friction in the bearing and the valve periphery friction in the valve body peripheral portion. Here, the closer the pivot position of the butterfly valve is to the fully closed position, the larger the contact area between the valve body peripheral portion and the flow path wall side seat portion. The closer you get, the stronger you will be. For this reason, the resistance equivalent amount also varies depending on the rotation position so as to correspond to the correlation between the valve periphery friction and the rotation position.
そこで、上記のように、抵抗力相当量をバタフライ弁の回動範囲で検出し、各回動位置における抵抗力相当量の検出値に応じて、回動位置ごとに除去パターンを設定するようにすれば、各回動位置における抵抗力相当量に応じたデポジット除去操作を行うことができる。これにより、デポジット除去操作を適切な限度で実行できるようになるので、作動音の発生を抑えながら、デポジットの除去を確実に実行できるようになる。 Therefore, as described above, the resistance equivalent amount is detected in the rotation range of the butterfly valve, and the removal pattern is set for each rotation position according to the detection value of the resistance force equivalent amount at each rotation position. For example, it is possible to perform a deposit removing operation corresponding to the resistance force equivalent amount at each rotation position. As a result, the deposit removal operation can be executed to an appropriate limit, so that the deposit removal can be surely executed while suppressing the generation of the operating sound.
なお、除去パターンとは、例えば、後出の通過モードおよび非通過モード、当該回動位置をバタフライ弁が通過する通過回数等の他に、当該回動位置においてバタフライ弁に付与される駆動力およびこの駆動力の指令値を算出する過程で求められる各種の指令値(例えば、電動アクチュエータにより駆動力を付与する場合の通電量の指令値)等である。また、さらにこれらの組み合わせたもの(例えば、通過回数と駆動力との組み合わせ)を除去パターンとすることもできる。 The removal pattern refers to, for example, the driving mode applied to the butterfly valve at the rotational position, in addition to the later passing mode and non-passing mode, the number of times the butterfly valve passes through the rotational position, and the like. These are various command values obtained in the process of calculating the command value of the driving force (for example, command value of the energization amount when the driving force is applied by the electric actuator). Further, a combination of these (for example, a combination of the number of passes and a driving force) can be used as the removal pattern.
〔請求項2の手段〕
請求項2に記載のバルブ制御装置によれば、所定の回動位置に対して設定される除去パターンは、所定の回動位置を含めてバタフライ弁が回動する通過モード、または所定の回動位置を含めずにバタフライ弁が回動する非通過モードのいずれか一方であり、除去パターン設定手段は、抵抗力相当量の検出値に対する閾値を設定し、回動位置ごとに、抵抗力相当量の検出値と閾値との比較の結果に応じて、通過モードまたは非通過モードのいずれか一方を除去パターンとして設定する。
この手段は、除去パターンの一形態を示すものである。これにより、デポジット除去操作において、デポジットの堆積による影響が大きい回動位置にのみバタフライ弁を回動させ、デポジットの堆積による影響が小さい回動位置には、バタフライ弁を回動させないようにすることができる。この結果、デポジット除去操作を適切な回動範囲で実行できるようになる。
[Means of claim 2]
According to the valve control device of the second aspect, the removal pattern set for the predetermined rotation position is a passing mode in which the butterfly valve rotates including the predetermined rotation position, or a predetermined rotation. Any one of the non-passing modes in which the butterfly valve rotates without including the position, and the removal pattern setting means sets a threshold value for the detection value of the resistance equivalent amount, and the resistance equivalent amount for each rotation position. Depending on the result of comparison between the detected value and the threshold value, either the passing mode or the non-passing mode is set as the removal pattern.
This means shows one form of the removal pattern. As a result, in the deposit removal operation, the butterfly valve is rotated only to the rotation position where the influence of deposit accumulation is large, and the butterfly valve is not rotated to the rotation position where the influence of deposit accumulation is small. Can do. As a result, the deposit removal operation can be executed within an appropriate rotation range.
〔請求項3の手段〕
請求項3に記載のバルブ制御装置によれば、除去パターン設定手段は、除去パターンを通過モードとして設定した回動位置の範囲の大きさに応じて、バタフライ弁の回動速度を可変する。
これにより、デポジット除去操作を必要とする回動範囲(必要除去範囲)の大きさに応じて、バタフライ弁の回動速度を決めることができる。このため、例えば、必要除去範囲が小さく、デポジット除去操作に伴う作動音の発生期間が短い場合には、回動速度を速めさらに作動音の発生期間を短縮することができる。
[Means of claim 3]
According to the valve control device of the third aspect, the removal pattern setting means varies the rotation speed of the butterfly valve in accordance with the size of the range of the rotation position where the removal pattern is set as the passing mode.
Thereby, the rotation speed of the butterfly valve can be determined according to the size of the rotation range (necessary removal range) that requires the deposit removal operation. For this reason, for example, when the required removal range is small and the generation period of the operation sound accompanying the deposit removal operation is short, the rotation speed can be increased and the generation period of the operation sound can be further shortened.
〔請求項4の手段〕
請求項4に記載のバルブ制御装置によれば、所定の回動位置に対して設定される除去パターンは、所定の回動位置をバタフライ弁が回動して通過する通過回数であり、除去パターン設定手段は、抵抗力相当量の検出値に対する閾値を設定し、回動位置ごとに、抵抗力相当量の検出値と閾値との差に応じて通過回数を設定する。
この手段は、除去パターンの一形態を示すものである。これにより、デポジット除去操作において、所定の回動位置における抵抗力相当量に応じて、当該回動位置をバタフライ弁が通過する通過回数を決めることができる。この結果、抵抗力相当量に応じて通過回数を増減することでデポジットを確実に除去することができる。
[Means of claim 4]
According to the valve control device of the fourth aspect, the removal pattern set for the predetermined rotation position is the number of times the butterfly valve rotates and passes through the predetermined rotation position. The setting means sets a threshold value for the detection value of the resistance force equivalent amount, and sets the number of passes for each rotation position according to the difference between the detection value of the resistance force equivalent amount and the threshold value.
This means shows one form of the removal pattern. Thereby, in the deposit removal operation, the number of times the butterfly valve passes through the rotation position can be determined according to the resistance equivalent amount at the predetermined rotation position. As a result, the deposit can be reliably removed by increasing or decreasing the number of passes according to the resistance equivalent amount.
〔請求項5の手段〕
請求項5に記載のバルブ制御装置によれば、除去パターン設定手段は、抵抗力相当量の検出値と回動位置との相関式を算出するとともに、相関式に基づき、抵抗力相当量の検出が行われる回動位置よりも稠密な回動位置間隔で抵抗力相当量を算出し、この算出が行われた回動位置における抵抗力相当量の検出値として、相関式に基づく抵抗力相当量の算出値を用いて、回動位置ごとに前記除去パターンを設定する。
これにより、回動位置に対する抵抗力相当量の検出間隔が粗くても、抵抗力相当量の検出が行われる回動位置以外の回動位置で、抵抗力相当量を算出することができる。このため、回動位置に対する抵抗力相当量の検出間隔が粗くても、必要除去範囲を適切に決めることができる。
[Means of claim 5]
According to the valve control device of the fifth aspect, the removal pattern setting means calculates the correlation equation between the detection value of the resistance force equivalent amount and the rotation position, and detects the resistance force equivalent amount based on the correlation equation. The equivalent amount of resistance force is calculated at a rotation position interval denser than the rotation position where the calculation is performed, and the detection value of the resistance force equivalent amount at the rotation position at which the calculation is performed is used as the detection value of the resistance force equivalent amount. The removal pattern is set for each rotation position using the calculated value.
Thereby, even if the detection interval of the resistance force equivalent amount relative to the rotation position is rough, it is possible to calculate the resistance force equivalent amount at the rotation position other than the rotation position where the detection of the resistance force equivalent amount is performed. For this reason, even if the detection interval of the resistance force equivalent amount with respect to the rotation position is rough, the necessary removal range can be appropriately determined.
〔請求項6の手段〕
請求項6に記載のバルブ制御装置によれば、除去パターン設定手段は、一旦、設定された除去パターンに基づきデポジットの除去が行われた後も、新たに得られた抵抗力相当量の検出値に応じて、再度、回動位置ごとに除去パターンを設定する。
これにより、一旦、デポジット除去操作が実行された後も、デポジットの堆積による影響がなお大きいと考えられる回動位置に、再度、バタフライ弁を回動させることができる。このため、デポジットの堆積による影響が許容できる程度になるまで、当該回動位置でのバタフライ弁の回動を繰り返すことができる。この結果、デポジット除去操作を適切な回動範囲で実行しながら、デポジットを確実に除去することができる。
[Means of claim 6]
According to the valve control device of the sixth aspect, the removal pattern setting means is a newly obtained detection value of the equivalent amount of resistance force even after the deposit is removed based on the set removal pattern. Accordingly, a removal pattern is set for each rotation position again.
Thereby, even after the deposit removal operation is once executed, the butterfly valve can be rotated again to the rotation position where the influence of deposit accumulation is considered to be still large. Therefore, the rotation of the butterfly valve at the rotation position can be repeated until the influence of deposit accumulation becomes acceptable. As a result, it is possible to reliably remove the deposit while performing the deposit removing operation in an appropriate rotation range.
〔請求項7の手段〕
請求項7に記載のバルブ制御装置によれば、除去パターン設定手段は、バタフライ弁の回動範囲を複数に区分し、区分された個々の回動範囲における抵抗力相当量の検出値を用いて、個々の回動範囲の抵抗力相当量を代表する抵抗力相当量の代表値を算出し、抵抗力相当量の代表値に応じて個々の回動範囲ごとに除去パターンを設定する。
この手段は、除去パターン設定手段の一形態を示すものである。
[Means of Claim 7]
According to the valve control device of the seventh aspect, the removal pattern setting means divides the rotation range of the butterfly valve into a plurality of values, and uses the detected value of the resistance force equivalent amount in each divided rotation range. Then, a representative value of the resistance equivalent amount representative of the resistance equivalent amount of each rotation range is calculated, and a removal pattern is set for each rotation range according to the representative value of the resistance equivalent amount.
This means shows one form of the removal pattern setting means.
〔請求項8の手段〕
請求項8に記載のバルブ制御装置によれば、除去パターン設定手段は、バタフライ弁の温度に相当する弁温度相当量に基づいて閾値を補正し、補正後の閾値を用いて除去パターンを設定する。
デポジットの堆積による影響は、デポジットの温度に応じて変動する。よって、抵抗力は、デポジットの堆積量ばかりでなく、デポジットの温度にも影響を受ける。そこで、閾値を弁温度相当量に基づき補正することで、閾値をデポジットの温度に応じた適切な大きさに変更することができる。この結果、各回動位置において、より適切な除去パターンを設定することができる。なお、弁温度相当量とは、例えば、バタフライ弁の温度、つまりデポジット自体の温度以外に、ガスの温度、エンジン冷却水温度のようにデポジット自体の温度と何らかの相関を有する変数である。
[Means of Claim 8]
According to the valve control device of the eighth aspect, the removal pattern setting means corrects the threshold value based on the valve temperature equivalent amount corresponding to the temperature of the butterfly valve, and sets the removal pattern using the corrected threshold value. .
The effect of deposit deposition varies with the temperature of the deposit. Therefore, the resistance force is influenced not only by the amount of deposited deposit but also by the temperature of the deposit. Therefore, by correcting the threshold value based on the valve temperature equivalent amount, the threshold value can be changed to an appropriate size according to the temperature of the deposit. As a result, a more appropriate removal pattern can be set at each rotation position. The valve temperature equivalent amount is, for example, a variable having some correlation with the temperature of the deposit itself, such as the temperature of the gas and the engine coolant temperature, in addition to the temperature of the butterfly valve, that is, the temperature of the deposit itself.
〔請求項9の手段〕
請求項9に記載のバルブ制御装置によれば、除去パターン設定手段は、バタフライ弁の温度に相当する弁温度相当量に基づいて抵抗力相当量の検出値を補正し、補正後の抵抗力相当量の検出値を用いて除去パターンを設定する。
この手段は、抵抗力に対するデポジットの温度の影響を、抵抗力相当量の検出値を補正することで取り除くものである。
[Means of Claim 9]
According to the valve control device of the ninth aspect, the removal pattern setting means corrects the detection value of the resistance force equivalent amount based on the valve temperature equivalent amount corresponding to the temperature of the butterfly valve, and corresponds to the resistance force after the correction. A removal pattern is set using the detected amount value.
This means removes the influence of the temperature of the deposit on the resistance force by correcting the detected value corresponding to the resistance force.
〔請求項10の手段〕
請求項10に記載のバルブ制御装置によれば、除去パターン設定手段は、バタフライ弁の温度に相当する弁温度相当量に基づいて抵抗力相当量の代表値を補正し、補正後の抵抗力相当量の代表値を用いて除去パターンを設定する。
この手段は、抵抗力に対するデポジットの温度の影響を、抵抗力相当量の代表値を補正することで取り除くものである。
[Means of Claim 10]
According to the valve control device of the tenth aspect, the removal pattern setting means corrects the representative value of the resistance force equivalent amount based on the valve temperature equivalent amount corresponding to the temperature of the butterfly valve, and the corrected resistance force equivalent amount A removal pattern is set using the representative value of the quantity.
This means removes the influence of the temperature of the deposit on the resistance force by correcting the representative value corresponding to the resistance force.
最良の形態1のバルブ制御装置は、エンジンとの間で吸排気されるガスの流路に配設され、所定のアクチュエータから付与される駆動力により、抵抗力に抗して回動しガスの流路の開度を可変するバタフライ弁と、バタフライ弁の回動範囲における、バタフライ弁とガスの流路の壁との間に堆積したデポジットを除去する除去パターンを、バタフライ弁の回動位置ごとに設定する除去パターン設定手段とを備える。そして、除去パターン設定手段は、抵抗力に相当する抵抗力相当量をバタフライ弁の回動範囲で検出し、各回動位置における抵抗力相当量の検出値に応じて、回動位置ごとに除去パターンを設定する。
The valve control device of the
また、所定の回動位置に対して設定される除去パターンは、所定の回動位置を含めてバタフライ弁が回動する通過モード、または所定の回動位置を含めずにバタフライ弁が回動する非通過モードのいずれか一方であり、除去パターン設定手段は、抵抗力相当量の検出値に対する閾値を設定し、回動位置ごとに、抵抗力相当量の検出値と閾値との比較の結果に応じて、通過モードまたは非通過モードのいずれか一方を除去パターンとして設定する。 The removal pattern set for the predetermined rotation position is a passing mode in which the butterfly valve rotates including the predetermined rotation position, or the butterfly valve rotates without including the predetermined rotation position. Either of the non-passing modes, the removal pattern setting means sets a threshold value for the detection value of the resistance force equivalent amount, and compares the detection value of the resistance force equivalent amount with the threshold value for each rotation position. Accordingly, either the passing mode or the non-passing mode is set as the removal pattern.
また、除去パターン設定手段は、抵抗力相当量の検出値と回動位置との相関式を算出するとともに、相関式に基づき、抵抗力相当量の検出が行われる回動位置よりも稠密な回動位置間隔で抵抗力相当量を算出する。そして、除去パターン設定手段は、この算出が行われた回動位置における抵抗力相当量の検出値として、相関式に基づく抵抗力相当量の算出値を用いて、回動位置ごとに除去パターンを設定する。
また、除去パターン設定手段は、バタフライ弁の温度に相当する弁温度相当量に基づいて閾値を補正し、補正後の閾値を用いて除去パターンを設定する。
Further, the removal pattern setting means calculates a correlation equation between the detection value of the resistance force equivalent amount and the rotation position, and based on the correlation equation, the removal pattern setting means is denser than the rotation position where the detection of the resistance force equivalent amount is performed. The equivalent amount of resistance force is calculated at the moving position interval. Then, the removal pattern setting means uses the calculated value of the resistance equivalent amount based on the correlation formula as the detection value of the resistance equivalent amount at the rotation position where the calculation is performed, and sets the removal pattern for each rotation position. Set.
The removal pattern setting means corrects the threshold based on the valve temperature equivalent amount corresponding to the temperature of the butterfly valve, and sets the removal pattern using the corrected threshold value.
最良の形態2のバルブ制御装置によれば、除去パターン設定手段は、除去パターンを通過モードとして設定した回動位置の範囲の大きさに応じて、バタフライ弁の回動速度を可変する。
According to the valve control device of the
最良の形態3のバルブ制御装置によれば、所定の回動位置に対して設定される除去パターンは、所定の回動位置をバタフライ弁が回動して通過する通過回数であり、除去パターン設定手段は、抵抗力相当量の検出値に対する閾値を設定し、回動位置ごとに、抵抗力相当量の検出値と閾値との差に応じて通過回数を設定する。
According to the valve control apparatus of the
最良の形態4のバルブ制御装置によれば、除去パターン設定手段は、バタフライ弁の回動範囲を複数に区分し、区分された個々の回動範囲における抵抗力相当量の検出値を用いて、個々の回動範囲の抵抗力相当量を代表する抵抗力相当量の代表値を算出し、抵抗力相当量の代表値に応じて個々の回動範囲ごとに除去パターンを設定する。
According to the valve control device of the
〔実施例1の構成〕
実施例1のバルブ制御装置1の構成を、図1および図2を用いて説明する。
このバルブ制御装置1は、例えば、エンジンの吸気側に排気ガスを再循環するための流路2(EGR流路:以下、ガス流路2と呼ぶ)に配設され、排気ガスの再循環量を調節するEGRバルブを駆動制御するものである。
[Configuration of Example 1]
A configuration of the
The
バルブ制御装置1は、図1に示すように、ガス流路2に配設され、回動することでガス流路2の開度を可変するバタフライ弁3と、バタフライ弁3に駆動力を付与して回動させるアクチュエータ4と、アクチュエータ4の作動を制御する制御手段5とを備える。
As shown in FIG. 1, the
バタフライ弁3は、アクチュエータ4から図示しないリンク機構を介して駆動力を付与される回動軸6と、回動軸6を中心軸とする対称的な円板状に形成された弁体7とを有する。そして、バタフライ弁3は、アクチュエータ4から付与される駆動力により、抵抗力に抗して回動しガス流路2の開度を可変する。この抵抗力は、回動軸6の軸受けや弁体7の周縁部における摺動摩擦等により生じるものであり、その強さは、デポジット8の堆積による影響を受けて変動する。
The
ここで、デポジット8とは、排気ガスに含まれるオイルミスト、黒煙等が付着したものである。また、抵抗力に影響を及ぼすデポジット8は、バタフライ弁3の回動範囲において堆積したものである。すなわち、バタフライ弁3およびその周辺に堆積したデポジット8の全てが抵抗力に影響を及ぼすのではなく、バタフライ弁3の回動範囲における、バタフライ弁3とガス流路2の壁との間に堆積したデポジット8が、抵抗力に影響を及ぼす。ここで、「バタフライ弁3とガス流路2の壁との間に堆積したデポジット8」とは、バタフライ弁3の周縁部に堆積するデポジット8、および、バタフライ弁3の回動範囲においてバタフライ弁3と対向するガス流路2の壁に堆積するデポジット8の双方、または、いずれか一方を意味するものとする。
Here, the
アクチュエータ4は、給電を受けて駆動力を発生させる電動モータ等の周知の電動アクチュエータである。
The
制御手段5は、図示しない電源からアクチュエータ4への給電を断続する周知の駆動回路9と、駆動回路9に指令信号を出力して電源からアクチュエータ4へ給電させるマイコン10とを有する。
The control unit 5 includes a known drive circuit 9 that intermittently supplies power to the
マイコン10は、制御処理および演算処理を行うCPU、各種のプログラムおよびデータを記憶するROM、RAM等の記憶回路、入力回路、出力回路等により構成される周知構造のコンピュータである。そして、マイコン10は、エンジン回転数センサ11、アクセル開度センサ12、水温センサ13等の各種センサから入力される検出値に応じて、アクチュエータ4を駆動制御するための各種の指令値を算出するとともに、この指令値に基づく指令信号を合成して駆動回路9に出力する。
The
また、マイコン10は、デポジット8を除去する除去パターンをバタフライ弁3の回動位置ごとに設定する除去パターン設定手段として機能する。
The
実施例1の除去パターン設定手段により所定の回動位置に対して設定される除去パターンは、当該回動位置を含めてバタフライ弁3が回動する通過モード、または、当該回動位置を含めずにバタフライ弁3が回動する非通過モードのいずれか一方である。そして、除去パターン設定手段は、抵抗力相当量の検出値に対する閾値を設定し、回動位置ごとに、抵抗力相当量の検出値と閾値との比較の結果に応じて、通過モードまたは非通過モードのいずれか一方を除去パターンとして設定する。
The removal pattern set for the predetermined rotation position by the removal pattern setting unit of the first embodiment does not include the passing mode in which the
ここで、抵抗力相当量とは、抵抗力と相関を有する変数と考えることができ、デポジット堆積量の指標となり得るものである。そして、実施例1の除去パターン設定手段は、アクチュエータ4への給電量に相当する給電相当量の中から、駆動回路9へ出力される指令信号のデューティ比の指令値を抵抗力相当量として選択する。すなわち、除去パターン設定手段は、デューティ比の指令値(以下、デューティ値と呼ぶ)を回動位置ごとに検出して抵抗力相当量の検出値とする。
Here, the resistance equivalent amount can be considered as a variable having a correlation with the resistance force, and can be an index of the deposit amount. Then, the removal pattern setting unit of the first embodiment selects the command value of the duty ratio of the command signal output to the drive circuit 9 as the resistance force equivalent amount from the power supply equivalent amount corresponding to the power supply amount to the
なお、給電相当量とは、アクチュエータ4への給電量と相関を有する変数であり、上記のデューティ値や、このデューティ値を算出する過程で求められる各種の指令値、例えば、通電量の指令値、弁開度の指令値等である。
The power supply equivalent amount is a variable having a correlation with the power supply amount to the
抵抗力相当量が駆動回路9へ出力される指令信号のデューティ値である場合、このデューティ値は抵抗力と正の相関を有していると考えられる。このため、除去パターン設定手段は、デューティ値の検出値と閾値との比較の結果、デューティ値の検出値の方が閾値よりも大きい場合、抵抗力が強いとみなし(つまり、デポジットの堆積量が多いとみなし)、除去パターンを通過モードに設定する。逆に、除去パターン設定手段は、デューティ値の検出値の方が閾値よりも小さい場合、抵抗力が弱いとみなし(つまり、デポジットの堆積量が少ないとみなし)、除去パターンを非通過モードに設定する。 When the resistance equivalent amount is the duty value of the command signal output to the drive circuit 9, it is considered that this duty value has a positive correlation with the resistance force. For this reason, the removal pattern setting means regards that the resistance value is stronger when the detected value of the duty value is larger than the threshold value as a result of the comparison between the detected value of the duty value and the threshold value (that is, the deposit amount is smaller). Set the removal pattern to pass mode. On the contrary, if the detected value of the duty value is smaller than the threshold value, the removal pattern setting means regards that the resistance is weak (that is, regards that the deposit amount is small) and sets the removal pattern to the non-passing mode. To do.
また、除去パターン設定手段は、デューティ値の検出値と回動位置との相関式を算出するとともに、この相関式に基づき、デューティ値の実検出が行われる回動位置よりも稠密な回動位置間隔でデューティ値を算出する。そして、除去パターン設定手段は、この算出が行われた回動位置におけるデューティ値の検出値として、相関式に基づく算出値を用いて回動位置ごとに除去パターンを設定する。 The removal pattern setting means calculates a correlation equation between the detected value of the duty value and the rotation position, and based on this correlation equation, the rotation position is denser than the rotation position where the actual detection of the duty value is performed. Calculate the duty value at intervals. And a removal pattern setting means sets a removal pattern for every rotation position using the calculated value based on a correlation formula as a detection value of the duty value in the rotation position where this calculation was performed.
例えば、除去パターン設定手段は、図2に示すように、全閉位置θ0、全開位置θF、および全閉位置θ0と全開位置θFとの間の6個の回動位置θ1〜θ6の合計8個の回動位置θ0〜θ6、θFで、デューティ値を実検出する(以下、デューティ値が、実検出される回動位置を「実検出位置」と呼ぶ)。そして、除去パターン設定手段は、実検出位置θ0における実検出値T0、実検出位置θ1における実検出値T1、および実検出位置θ0、θ1を用いて、実検出位置θ0〜θ1におけるデューティ値の検出値と回動位置との相関式を算出する。実施例1の除去パターン設定手段では、この相関式を、デューティ値の検出値と回動位置との座標系において、点(θ0、T0)と点(θ1、T1)との間を直線補間することにより得られる1次相関線とする。 For example, as shown in FIG. 2, the removal pattern setting means includes a total closed position θ0, a fully open position θF, and a total of eight rotation positions θ1 to θ6 between the fully closed position θ0 and the fully open position θF. Are actually detected at the rotation positions θ0 to θ6, θF (hereinafter, the rotation position at which the duty value is actually detected is referred to as “actual detection position”). The removal pattern setting means detects the duty value at the actual detection positions θ0 to θ1 using the actual detection value T0 at the actual detection position θ0, the actual detection value T1 at the actual detection position θ1, and the actual detection positions θ0 and θ1. A correlation formula between the value and the rotation position is calculated. In the removal pattern setting unit of the first embodiment, this correlation equation is linearly interpolated between the point (θ0, T0) and the point (θ1, T1) in the coordinate system of the detected value of the duty value and the rotation position. It is set as the primary correlation line obtained by this.
そして、除去パターン設定手段は、同様に、点(θ1、T1)と点(θ2、T2)との間、点(θ2、T2)と点(θ3、T3)との間、点(θ3、T3)と点(θ4、T4)との間、点(θ4、T4)と点(θ5、T5)との間、点(θ5、T5)と点(θ6、T6)との間、点(θ6、T6)と点(θF、TF)との間を直線補間することにより、同様の1次相関線を得る。そして、除去パターン設定手段は、これらの1次相関線により、バタフライ弁3の全回動範囲について、デューティ値の検出値と回動位置との全相関式を作成する。
Then, similarly, the removal pattern setting means is arranged between the point (θ1, T1) and the point (θ2, T2), between the point (θ2, T2) and the point (θ3, T3), and between the point (θ3, T3). ) And the point (θ4, T4), the point (θ4, T4) and the point (θ5, T5), the point (θ5, T5) and the point (θ6, T6), the point (θ6, Similar linear correlation lines are obtained by linear interpolation between T6) and the points (θF, TF). Then, the removal pattern setting means creates a total correlation equation between the detected value of the duty value and the rotation position for the entire rotation range of the
そして、除去パターン設定手段は、この全相関式を用いて、実検出位置θ0〜θ6、θFよりも稠密な回動位置間隔で抵抗力相当量を算出し、この算出値を、算出が行われた回動位置におけるデューティ値の検出値とする(以下、デューティ値の検出値が算出される回動位置を「算出位置」と呼ぶ)。そして、除去パターン設定手段は、実検出位置および算出位置の両方において、デューティ値の検出値と閾値とを比較し、その比較結果に応じて、通過モードまたは非通過モードのいずれか一方を除去パターンとして設定する。 Then, the removal pattern setting means uses this total correlation equation to calculate a resistance equivalent amount at a rotational position interval denser than the actual detection positions θ0 to θ6 and θF, and the calculated value is calculated. The detected value of the duty value at the rotation position (hereinafter, the rotation position at which the detected value of the duty value is calculated is referred to as “calculated position”). Then, the removal pattern setting means compares the detected value of the duty value with the threshold value at both the actual detection position and the calculation position, and depending on the comparison result, either the passing mode or the non-passing mode is removed. Set as.
例えば、実検出位置θ0〜θ6、θFにおける実検出値T0〜T6、TFが、実検出位置θ0〜θ2では実検出値T0〜T2の方が閾値よりも大きく、実検出位置θ3〜θ6、θFでは実検出値T3〜T6、TFの方が閾値よりも小さくなったとする。この場合、実検出位置θ2と実検出位置θ3との間で、デューティ値の検出値と閾値との大小が逆転すると考えられる。さらに、実検出位置θ2と実検出位置θ3との間において、位置θGよりも小さい算出位置では、相関線を用いた算出値が閾値よりも大きくなり、位置θGよりも大きい算出位置では、相関線を用いた算出値が閾値よりも小さくなったとする。 For example, the actual detection values T0 to T6 and TF at the actual detection positions θ0 to θ6 and θF are larger than the threshold values at the actual detection positions θ0 to θ2, and the actual detection positions θ3 to θ6, θF. Then, it is assumed that the actual detection values T3 to T6 and TF are smaller than the threshold value. In this case, it is considered that the detected value of the duty value and the threshold value are reversed between the actual detection position θ2 and the actual detection position θ3. Furthermore, between the actual detection position θ2 and the actual detection position θ3, the calculated value using the correlation line is larger than the threshold value at the calculated position smaller than the position θG, and the calculated correlation value is larger than the threshold value at the calculated position larger than the position θG. Suppose that the calculated value using is smaller than the threshold value.
この結果、除去パターン設定手段は、実検出位置θ0〜位置θGの回動範囲で除去パターンを通過モードに設定し、位置θG〜実検出位置θFの回動範囲で除去パターンを非通過モードに設定する。 As a result, the removal pattern setting means sets the removal pattern in the passing mode in the rotation range from the actual detection position θ0 to the position θG, and sets the removal pattern in the non-passing mode in the rotation range from the position θG to the actual detection position θF. To do.
また、除去パターン設定手段は、バタフライ弁3の温度に相当する弁温度相当量に基づいて閾値を補正し、デューティ値の検出値と補正後の閾値とを比較して通過モードまたは非通過モードのいずれか一方に除去パターンを設定する。
Further, the removal pattern setting means corrects the threshold value based on the valve temperature equivalent amount corresponding to the temperature of the
ここで、弁温度相当量とは、デポジット8の温度と相関を有する変数であり、バタフライ弁3自体の温度以外に、排気ガスの温度、エンジン冷却水の温度等を挙げることができる。なお、排気ガスの温度、エンジン冷却水の温度は、水温センサ13のように検出センサが予め配設されている場合が多いので、センサの新規配設のためコストアップすることなく弁温度相当量として採用することができる。
Here, the valve-equivalent amount is a variable having a correlation with the temperature of the
また、弁温度相当量として排気ガスの温度を採用する場合、排気ガスの温度は、デポジット8の温度と正の相関を有している。また、抵抗力は、デポジット8の温度が高いほど弱くなる。したがって、排気ガスの温度は、抵抗力と負の相関を有すると考えられる。
Further, when the temperature of the exhaust gas is employed as the valve temperature equivalent amount, the temperature of the exhaust gas has a positive correlation with the temperature of the
このため、弁温度相当量として排気ガスの温度を採用する場合、除去パターン設定手段は、デポジット8の除去の実効性を考慮して、以下のように閾値を補正する。すなわち、除去パターン設定手段は、排気ガスの温度が上がれば、閾値を小さくするように補正する。つまり、除去パターン設定手段は、排気ガスの温度が上がれば、通過モードに設定される回動範囲が広くなる方向に、閾値を補正する。逆に、除去パターン設定手段は、排気ガスの温度が下がれば、閾値を大きくするように補正する。つまり、除去パターン設定手段は、排気ガスの温度が下がれば、通過モードに設定される回動範囲が狭くなる方向に、閾値を補正する。
Therefore, when the exhaust gas temperature is adopted as the valve temperature equivalent amount, the removal pattern setting means corrects the threshold value as follows in consideration of the effectiveness of the
〔実施例1の作用〕
実施例1のバルブ制御装置1の作用を、図3および図4を用いて説明する。
まず、抵抗力自体は、主に、摺動摩擦により生じ、この摺動摩擦は、回動軸6の軸受けにおける軸回り摩擦と、弁体7の周縁部における弁周り摩擦とに分けることができる。そして、回動位置が全閉位置に近いほど、弁体7の周縁部とガス流路2の壁側シート部との接触面積が大きくなるので、弁周り摩擦は、回動位置が全閉位置に近いほど強くなり、特に全閉位置近傍では回動位置に対する増加が著しい。
[Operation of Example 1]
The operation of the
First, the resistance force itself is mainly generated by sliding friction, and this sliding friction can be divided into axial friction at the bearing of the
このため、除去パターン設定手段により実検出および算出されたデューティ値の検出値は、図3に示すように、回動位置に対して相関線A0〜A3に示すような相関を示す。つまり、デューティ値の検出値は、回動位置が全閉位置にあるときにピークを示し、全閉位置近傍の範囲では、全閉位置から遠ざかるにつれて急激に減少している。そして、デューティ値の検出値は、全閉位置近傍よりも全閉位置から遠い回動範囲では、減少の程度を緩めて減少する。 For this reason, the detected value of the duty value actually detected and calculated by the removal pattern setting means has a correlation as shown by correlation lines A0 to A3 with respect to the rotation position, as shown in FIG. That is, the detected value of the duty value shows a peak when the rotational position is at the fully closed position, and rapidly decreases as the distance from the fully closed position increases in the range near the fully closed position. Then, the detected value of the duty value decreases with the degree of decrease being reduced in the rotation range farther from the fully closed position than in the vicinity of the fully closed position.
また、抵抗力は、デポジット堆積量が多いほど強くなる。このため、デューティ値の検出値は、デポジットの堆積量が多くなるにつれて大きくなっている(相関線A0〜A3参照)。このため、デューティ値の検出値が閾値よりも大きくなる回動範囲(図3に示す回動範囲B1〜B3参照)は、デポジット堆積量が多くなるにつれて広くなっている。つまり、デポジット堆積量が多くなるにつれて、デポジット除去操作を必要とする回動範囲(必要除去範囲)が広くなっている。 Further, the resistance increases as the deposit amount increases. For this reason, the detected value of the duty value increases as the deposit amount increases (see correlation lines A0 to A3). For this reason, the rotation range (see rotation ranges B1 to B3 shown in FIG. 3) in which the detected value of the duty value is larger than the threshold value becomes wider as the deposit accumulation amount increases. That is, as the deposit accumulation amount increases, the rotation range (necessary removal range) that requires the deposit removal operation becomes wider.
例えば、デポジット堆積量がゼロの理想状態におけるデューティ値の検出値は、相関線A0のように、全回動範囲において閾値よりも小さい。このため、除去パターン設定手段は、全回動範囲において、除去パターンとして非通過モードを設定する。つまり、デポジット除去操作は全く実行されない。 For example, the detected value of the duty value in the ideal state where the deposit accumulation amount is zero is smaller than the threshold value in the entire rotation range as indicated by the correlation line A0. For this reason, the removal pattern setting means sets the non-passing mode as the removal pattern in the entire rotation range. That is, no deposit removal operation is performed.
次に、相関線A1のように、全閉位置近傍の一部の回動範囲B1で、デューティ値の検出値が閾値よりも大きくなった場合、除去パターン設定手段は、回動範囲B1を必要除去範囲とみなし、回動範囲B1において除去パターンとして通過モードを設定し、回動範囲B1以外の回動位置では非通過モードを設定する。つまり、図4の操作線C1のように、バタフライ弁3は、回動範囲B1においてのみ回動し、デポジット除去操作が実行される。
Next, when the detected value of the duty value is larger than the threshold value in a part of the rotation range B1 in the vicinity of the fully closed position as shown by the correlation line A1, the removal pattern setting unit needs the rotation range B1. It is regarded as a removal range, a passing mode is set as a removal pattern in the rotation range B1, and a non-passing mode is set in a rotation position other than the rotation range B1. That is, as shown by the operation line C1 in FIG. 4, the
なお、実施例1の除去パターン設定手段は、1回のデポジット除去操作におけるバタフライ弁3の回動往復回数は3回と設定している。つまり、バタフライ弁3は、回動範囲B1内の同一の回動位置を、6回、回動して通過する。
Note that the removal pattern setting means of the first embodiment sets the number of reciprocating rotations of the
次に、相関線A2のように、全閉位置近傍の全部と、全閉位置近傍以外の一部とを併せた回動範囲B2で、デューティ値の検出値が閾値よりも大きくなった場合、除去パターン設定手段は、回動範囲B2を必要除去範囲とみなし、回動範囲B2において除去パターンとして通過モードを設定し、回動範囲B2以外の回動位置では非通過モードを設定する。つまり、図4の操作線C2のように、バタフライ弁3は、回動範囲B2においてのみ回動し、デポジット除去操作が実行される。
Next, when the detected value of the duty value becomes larger than the threshold value in the rotation range B2 that combines all of the vicinity of the fully closed position and a part other than the vicinity of the fully closed position as in the correlation line A2, The removal pattern setting means regards the rotation range B2 as a necessary removal range, sets a passing mode as a removal pattern in the rotation range B2, and sets a non-passing mode at a rotation position other than the rotation range B2. That is, like the operation line C2 of FIG. 4, the
次に、相関線A3のように、バタフライ弁3の全回動範囲を示す回動範囲B3で、デューティ値の検出値が閾値よりも大きくなった場合、除去パターン設定手段は、回動範囲B3を必要除去範囲とみなし、回動範囲B3において除去パターンとして通過モードを設定する。つまり、図4の操作線C3のように、バタフライ弁3は、回動範囲B3において回動し、デポジット除去操作が実行される。
Next, when the detected value of the duty value is larger than the threshold value in the rotation range B3 indicating the entire rotation range of the
〔実施例1の効果〕
実施例1のバルブ制御装置1は、デポジット8を除去する除去パターンを、バタフライ弁3の回動位置ごとに設定する除去パターン設定手段の機能を具備し、除去パターン設定手段は、抵抗力に相当するデューティ値をバタフライ弁3の回動範囲で検出し、各回動位置におけるデューティ値の検出値に応じて、回動位置ごとに除去パターンを設定する。
デューティ値はデポジット8の堆積量に応じて、回動位置ごとに変動する。このため、デューティ値をバタフライ弁3の回動範囲で検出し、各回動位置におけるデューティ値の検出値に応じて、回動位置ごとに除去パターンを設定するようにすれば、各回動位置におけるデューティ値の検出値に応じたデポジット除去操作を行うことができる。この結果、デポジット除去操作を適切な限度で実行できるようになるので、作動音の発生を抑えながら、デポジットの除去を確実に実行できるようになる。
[Effect of Example 1]
The
The duty value varies for each rotational position according to the amount of
また、各回動位置に対して設定される除去パターンは、当該回動位置を含めてバタフライ弁3が回動する通過モード、または当該回動位置を含めずにバタフライ弁3が回動する非通過モードのいずれか一方であり、除去パターン設定手段は、デューティ値の検出値に対する閾値を設定し、回動位置ごとにデューティ値の検出値と閾値とを比較し、その比較の結果に応じて、通過モードまたは非通過モードのいずれか一方を除去パターンとして設定する。
これにより、デポジットの堆積による影響が大きい回動位置にのみバタフライ弁3を回動させ、デポジットの堆積による影響が小さい回動位置には、バタフライ弁3を回動させないようにすることができる。この結果、必要除去範囲を適切に決めることができる。
The removal pattern set for each rotation position is a passing mode in which the
Thereby, the
また、除去パターン設定手段は、デューティ値の検出値と回動位置との相関式を算出するとともに、相関式に基づき、デューティ値の実検出が行われる実検出位置よりも稠密な間隔の算出位置でデューティ値を算出する。そして、除去パターン設定手段は、この算出値を、この算出が行われた算出位置におけるデューティ値の検出値として用い、除去パターンを設定する。
これにより、回動位置に対するデューティ値の実検出間隔が粗くても、実検出位置よりも稠密な間隔の算出位置で、デューティ値の検出値を算出することができる。このため、回動位置に対するデューティ値の実検出間隔が粗くても、必要除去範囲を適切に決めることができる。
Further, the removal pattern setting means calculates a correlation formula between the detected value of the duty value and the rotation position, and based on the correlation formula, a calculation position at a denser interval than the actual detection position where the actual detection of the duty value is performed. To calculate the duty value. Then, the removal pattern setting means sets the removal pattern using the calculated value as a detected value of the duty value at the calculated position where the calculation is performed.
Thereby, even if the actual detection interval of the duty value with respect to the rotation position is rough, the detection value of the duty value can be calculated at a calculation position with a denser interval than the actual detection position. For this reason, even if the actual detection interval of the duty value with respect to the rotation position is rough, the necessary removal range can be appropriately determined.
また、除去パターン設定手段は、バタフライ弁3の温度に相当する弁温度相当量に基づき閾値を補正し、デューティ値の検出値と補正後の閾値とを比較して除去パターンを設定する。
デポジット8の堆積による影響は、デポジット8の温度に応じて変動する。よって、抵抗力は、デポジット8の堆積量ばかりでなく、デポジット8の温度にも影響を受ける。そこで、閾値を弁温度相当量に基づき補正することで、閾値をデポジット8の温度に応じた適切な大きさに変更することができる。この結果、デポジット8の温度に応じて必要除去範囲を適切に設定することができる。
Further, the removal pattern setting means corrects the threshold based on the valve temperature equivalent amount corresponding to the temperature of the
The influence of the
実施例2の除去パターン設定手段は、必要除去範囲の大きさに応じて、バタフライ弁3の回動速度を可変する。例えば、必要除去範囲の大きさが所定の必要値よりも小さいときには、回動速度を所定の高速値とし、必要除去範囲の大きさが当該必要値よりも大きいときには、回動速度を当該高速値よりも遅い低速値とする。
The removal pattern setting means of the second embodiment varies the rotational speed of the
例えば、当該必要値が回動範囲B1と回動範囲B2との間の大きさである場合、回動範囲B1の大きさは、当該必要値よりも小さくなる。このため、回動範囲B1を必要除去範囲とする場合の回動速度は高速値とされ、回動範囲B2、B3を必要除去範囲とする場合の回動速度は低速値とされる。この結果、回動範囲B1を必要除去範囲とする場合の操作線C1´は、図5に示すように、回動範囲B2、B3を必要除去範囲とする場合の操作線C2、C3よりも勾配が大きくなる。 For example, when the required value is a size between the rotation range B1 and the rotation range B2, the size of the rotation range B1 is smaller than the required value. Therefore, the rotation speed when the rotation range B1 is the required removal range is a high speed value, and the rotation speed when the rotation ranges B2 and B3 are the required removal range is the low speed value. As a result, as shown in FIG. 5, the operation line C1 ′ when the rotation range B1 is the required removal range is sloped more than the operation lines C2 and C3 when the rotation ranges B2 and B3 are the required removal range, as shown in FIG. Becomes larger.
このように、必要除去範囲の大きさが当該必要値よりも小さい場合に、デポジット除去操作における回動速度を速くすることで、デポジット除去操作に伴う作動音の発生期間を短縮することができる。 Thus, when the size of the necessary removal range is smaller than the necessary value, it is possible to shorten the generation period of the operating sound associated with the deposit removal operation by increasing the rotation speed in the deposit removal operation.
〔実施例3の構成〕
実施例3のバルブ制御装置1では、所定の回動位置に対して設定される除去パターンは、当該回動位置をバタフライ弁3が回動して通過する通過回数であり、除去パターン設定手段は、デューティ値の検出値に対する閾値を設定し、回動位置ごとに、デューティ値の検出値と閾値との差に応じて通過回数を設定する。
[Configuration of Example 3]
In the
ここで、実施例3の除去パターン設定手段は、図6に示すように、デューティ値の検出値と閾値との差εに対し、差εがゼロ未満の場合に通過回数をゼロに設定する。また、除去パターン設定手段は、差εがゼロ以上かつ所定値d未満の場合に通過回数を2に設定し、差εが所定値d以上かつ所定値2d未満の場合に通過回数を4に設定し、差εが所定値2d以上かつ所定値3d未満の場合に通過回数を6に設定し、差εが所定値3d以上の場合に通過回数を8に設定する。
Here, as shown in FIG. 6, the removal pattern setting unit of the third embodiment sets the number of passages to zero when the difference ε is less than zero with respect to the difference ε between the detected value of the duty value and the threshold value. The removal pattern setting means sets the number of passes to 2 when the difference ε is zero or more and less than the predetermined value d, and sets the number of passes to 4 when the difference ε is not less than the predetermined value d and less than the
〔実施例3の作用〕
実施例3のバルブ制御装置1の作用を、図7を用いて説明する。
デューティ値の検出値が図7(a)の相関線A4を描く場合、デューティ値の検出値は、全回動範囲で閾値よりも小さくなり、差εは、全回動範囲でゼロより小さくなる。このため、除去パターン設定手段は、全ての回動位置で通過回数をゼロに設定するので、デポジット除去操作は全く実行されない。
[Operation of Example 3]
The operation of the
When the detected value of the duty value draws the correlation line A4 in FIG. 7A, the detected value of the duty value is smaller than the threshold value in the entire rotation range, and the difference ε is smaller than zero in the entire rotation range. . For this reason, since the removal pattern setting means sets the number of passages to zero at all the rotational positions, the deposit removal operation is not executed at all.
これに対し、デューティ値の検出値が相関線A5を描く場合、デューティ値の検出値は、回動範囲B4〜B9で閾値よりも大きくなる。そして、差εは、回動範囲B4、B8において、所定値d以上かつ所定値2d未満になり、回動範囲B5、B7において、所定値2d以上かつ所定値3d未満になり、回動範囲B6において、所定値3d以上になり、回動範囲B9において、ゼロ以上かつ所定値d未満になり、回動範囲B10において、ゼロ未満になる。
On the other hand, when the detected value of the duty value draws the correlation line A5, the detected value of the duty value is larger than the threshold value in the rotation ranges B4 to B9. The difference ε is not less than the predetermined value d and less than the
このため、通過回数は、回動範囲B4、B8において4に設定され、回動範囲B5、B7において6に設定され、回動範囲B6において8に設定され、回動範囲B9において2に設定され、回動範囲B10においてゼロに設定される。この結果、デポジット除去操作が実行されると、バタフライ弁3は、図7(b)に示すような操作線C4を描くように回動する。
For this reason, the number of passes is set to 4 in the rotation ranges B4 and B8, set to 6 in the rotation ranges B5 and B7, set to 8 in the rotation range B6, and set to 2 in the rotation range B9. In the rotation range B10, it is set to zero. As a result, when the deposit removing operation is executed, the
すなわち、バタフライ弁3は、回動範囲B6→回動範囲B7→回動範囲B8→回動範囲B9の順に全開位置に向けて回動した後、回動方向を変え、回動範囲B9→回動範囲B8→回動範囲B7→回動範囲B6→回動範囲B5→回動範囲B4の順にオーバーターン側全開位置まで回動する。そして、バタフライ弁3は、再度、回動方向を変え、以下、同様に操作線C4に示す順に回動範囲を回動して通過する。
That is, the
〔実施例3の効果〕
実施例3の除去パターンは、所定の回動位置をバタフライ弁3が回動して通過する通過回数であり、除去パターン設定手段は、デューティ値の検出値に対する閾値を設定し、回動位置ごとに、デューティ値の検出値と閾値との差に応じて通過回数を設定する。
これにより、所定の回動位置におけるデューティ値の検出値に応じて、デポジット除去操作における当該回動位置の通過回数を決めることができる。この結果、デューティ値の検出値が大きい(つまり、抵抗力が大きい)回動位置では通過回数を増やすことでデポジットを確実に除去することができる。
[Effect of Example 3]
The removal pattern of the third embodiment is the number of times that the
Thereby, the number of passages of the rotation position in the deposit removal operation can be determined according to the detected value of the duty value at the predetermined rotation position. As a result, deposits can be reliably removed by increasing the number of passes at the rotational position where the detected value of the duty value is large (that is, the resistance force is large).
〔実施例4の構成〕
実施例4のバルブ制御装置1の除去パターン設定手段は、例えば、図8に示すように、バタフライ弁3の全回動範囲を回動範囲B11〜B17の7つに区分する。そして、除去パターン設定手段は、個々の範囲内で実検出されたデューティ値の実検出値を用いて、回動範囲B11〜B17の各々の範囲を代表するデューティ値の代表値を算出する。そして、除去パターン設定手段は、この代表値と閾値とを比較し、その比較結果に応じて除去パターンを設定する。
[Configuration of Example 4]
For example, as shown in FIG. 8, the removal pattern setting means of the
ここで、除去パターン設定手段は、代表値として回動範囲B11〜B17の各々における最大値を算出する。例えば、回動範囲B11における実検出値が、T11、T12の2つであり、T11の方がT12よりも大きい場合、除去パターン設定手段は、回動範囲B11の代表値をT11とする。以下、同様にして、除去パターン設定手段は、回動範囲B12〜B17の代表値を算出する。 Here, the removal pattern setting means calculates the maximum value in each of the rotation ranges B11 to B17 as a representative value. For example, when there are two actual detection values T11 and T12 in the rotation range B11, and T11 is larger than T12, the removal pattern setting unit sets the representative value of the rotation range B11 to T11. Hereinafter, similarly, the removal pattern setting means calculates the representative values of the rotation ranges B12 to B17.
そして、除去パターン設定手段はこれらの代表値と閾値とを比較する。この結果、回動範囲B11〜B13、B15で、代表値が閾値よりも大きくなったとする。そして、このように、デューティ値の検出値側の値が閾値よりも大きくなる回動範囲が、不連続で生じた場合、各回動位置に設定される除去パターンは、以下の2つのモードから選択される。 Then, the removal pattern setting means compares these representative values with threshold values. As a result, it is assumed that the representative value is larger than the threshold value in the rotation ranges B11 to B13 and B15. In this way, when the rotation range in which the value on the detected value side of the duty value is larger than the threshold value occurs discontinuously, the removal pattern set at each rotation position is selected from the following two modes: Is done.
すなわち、除去パターン設定手段は、当該回動位置を所定回数だけ回動して通過する所定回数到達モード、および、当該回動位置を全く通過しなかったり、所定回数よりも少ない回数だけ回動して通過したりする所定回数未達モードの2つのモードから選択して除去パターンを設定する。つまり、代表値が閾値よりも大きい場合、除去パターン設定手段は、抵抗力が強くデポジット除去操作が必要と判断し、除去パターンを所定回数到達モードに設定する。逆に、代表値が閾値よりも小さい場合、除去パターン設定手段は、抵抗力が弱くデポジット除去操作が不必要と判断し、除去パターンを所定回数未達モードに設定する。つまり、所定回数到達モードが設定される範囲が必要除去範囲となる。 That is, the removal pattern setting means rotates the predetermined position a predetermined number of times and reaches a predetermined number of times, and does not pass the rotational position at all or rotates less than the predetermined number of times. The removal pattern is set by selecting from two modes that have not reached the predetermined number of times. That is, when the representative value is larger than the threshold value, the removal pattern setting unit determines that the deposit removal operation is strong and the removal pattern is set to the predetermined number of times reaching mode. On the other hand, when the representative value is smaller than the threshold value, the removal pattern setting means determines that the resistance is weak and the deposit removal operation is unnecessary, and sets the removal pattern to the unreachable mode a predetermined number of times. That is, the range in which the predetermined number of times reaching mode is set is the necessary removal range.
〔実施例4の作用〕
実施例4のバルブ制御装置1の作用を、図8および図9を用いて説明する。なお、所定回数到達モードが設定された場合に、当該回動位置を回動して通過する回数は、6回とする。
[Operation of Example 4]
The operation of the
デューティ値の代表値が、図8に示すように、回動範囲B11〜B13、B15で閾値よりも大きくなった場合、除去パターン設定手段は、回動範囲B11〜B13、B15を必要除去範囲とみなし、回動範囲B11〜B13、B15に含まれる回動位置に対し所定回数到達モードを設定する。また、除去パターン設定手段は、回動範囲B14、B16、B17に含まれる回動位置に対し所定回数未達モードを設定する。この結果、デポジット除去操作が実行されると、バタフライ弁3は、図9に示すような操作線C5を描くように回動する。
As shown in FIG. 8, when the representative value of the duty value becomes larger than the threshold value in the rotation ranges B11 to B13 and B15, the removal pattern setting means sets the rotation ranges B11 to B13 and B15 as the necessary removal ranges. The reaching mode is set a predetermined number of times for the rotation positions included in the rotation ranges B11 to B13 and B15. Further, the removal pattern setting means sets the unreachable mode a predetermined number of times for the rotation positions included in the rotation ranges B14, B16, B17. As a result, when the deposit removing operation is executed, the
すなわち、バタフライ弁3は、回動範囲B11〜B13を、2回、往復した後、全閉位置から回動範囲B11→回動範囲B12→回動範囲B13→回動範囲B14を順次通過して回動範囲15に至る。ここまでの過程で、バタフライ弁3は、回動範囲B11〜B13を、5回、回動して通過する。そして、バタフライ弁3は、回動範囲B15を、3回、往復した後、つまり、回動範囲B15に含まれる回動位置を、6回、回動して通過した後、回動範囲B14→回動範囲B13→回動範囲B12→回動範囲B11を順次通過して全閉位置に戻る。そして、この全閉位置に戻る過程で、バタフライ弁3は、回動範囲B11〜B13を、1回、回動して通過する。
In other words, the
以上より、バタフライ弁3は、回動範囲B11〜B13、B15に含まれる回動位置を、6回、回動して通過することで、回動範囲B11〜B13、B15において、デポジット除去操作を実行する。
As described above, the
〔変形例〕
本実施例の除去パターン設定手段によれば、除去パターンの設定回数、および、デポジット除去操作の実行回数は1回限りであったが、一旦、設定された除去パターンに基づきデポジット8の除去が行われた後も、新たに得られたデューティ値の検出値に応じて、再度、回動位置ごとに除去パターンを設定してデポジット除去操作を行わせるようにしてもよい。
これにより、一旦、デポジット除去操作が実行された後も、デポジット8の堆積による影響がなお大きいと考えられる回動位置には、再度、バタフライ弁3を回動させ通過させることができる。このため、デポジット8の堆積による影響が許容できる程度になるまで(つまり、抵抗力相当量が許容できる程度になるまで)、当該回動位置でのバタフライ弁3の回動および通過を繰り返すことができる。この結果、デポジット除去操作を適切な回動範囲で実行しながら、デポジット8を確実に除去することができる。
[Modification]
According to the removal pattern setting means of this embodiment, the number of times of setting the removal pattern and the number of times of performing the deposit removal operation are limited to one time. However, the
Thereby, even after the deposit removing operation is once executed, the
本実施例の除去パターン設定手段によれば、弁温度相当量に基づく補正を閾値に対して行い、補正後の閾値を用いて除去パターンを設定したが、弁温度相当量に基づき抵抗力相当量を補正し、補正後の抵抗力相当量を用いて除去パターンを設定するようにしてもよい。 According to the removal pattern setting means of the present embodiment, correction based on the valve temperature equivalent amount is performed on the threshold value, and the removal pattern is set using the corrected threshold value, but the resistance force equivalent amount is based on the valve temperature equivalent amount. And the removal pattern may be set using the corrected resistance equivalent amount.
実施例1ないし実施例3の除去パターン手段によれば、デューティ値の検出値と閾値との比較が行われる回動位置は、実検出位置θ0〜θ6、θFおよび算出位置の両方であったが、実検出位置θ0〜θ6、θFにおいてのみ、デューティ値の検出値と閾値との比較を行い除去パターンを設定してもよい。この場合、実検出位置θ0〜θ6、θFを境界として、通過モードおよび非通過モードを設定してもよい。 According to the removal pattern means of the first to third embodiments, the rotation positions at which the detected value of the duty value is compared with the threshold are the actual detection positions θ0 to θ6, θF, and the calculated position. Only in the actual detection positions θ0 to θ6 and θF, the removal pattern may be set by comparing the detected value of the duty value with the threshold value. In this case, the passing mode and the non-passing mode may be set with the actual detection positions θ0 to θ6 and θF as boundaries.
実施例1ないし実施例3の除去パターン手段によれば、回動位置とデューティ値の検出値との座標系において、実検出位置における座標同士を直線補間することで、デューティ値の検出値と回動位置との相関式を作成したが、相関式の作成方法はこのような形態に限定されない。例えば、全ての実検出位置における座標の値を、ニュートン前進補間多項式、ラグランジュ補間多項式、スプライン補間多項式等に当てはめて相関式を作成してもよい。 According to the removal pattern means of the first to third embodiments, in the coordinate system of the rotation position and the detection value of the duty value, the coordinates at the actual detection position are linearly interpolated to thereby detect the duty value detection value and the rotation value. Although the correlation formula with the moving position is created, the creation method of the correlation formula is not limited to such a form. For example, the correlation value may be created by applying the values of coordinates at all actual detection positions to a Newton forward interpolation polynomial, Lagrange interpolation polynomial, spline interpolation polynomial, or the like.
実施例4の除去パターン設定手段によれば、デューティ値の代表値は、回動範囲B11〜B17の各々におけるデューティ値の検出値の最大値であったが、回動範囲B11〜B17の各々におけるデューティ値の検出値の平均値をデューティ値の代表値として採用してもよい。
この場合、特定の回動位置でデューティ値の検出値に偏りがあっても、平均値を算出して用いることで、その偏りを希釈することができる。このため、特定の回動位置で発生したデューティ値の検出値の偏りに引きずられて、デポジット除去操作を要する回動範囲が不必要に拡大したり縮小したりするのを防止することができる。
According to the removal pattern setting unit of the fourth embodiment, the representative value of the duty value is the maximum value of the detected value of the duty value in each of the rotation ranges B11 to B17, but in each of the rotation ranges B11 to B17. You may employ | adopt the average value of the detected value of a duty value as a representative value of a duty value.
In this case, even if the detected value of the duty value is biased at a specific rotation position, the bias can be diluted by calculating and using the average value. For this reason, it is possible to prevent the rotation range requiring the deposit removal operation from being unnecessarily enlarged or reduced due to the bias of the detected value of the duty value generated at the specific rotation position.
また、デューティ値の代表値を弁温度相当量に基づいて補正し、補正後の代表値を用いて除去パターンを設定してもよいし、代表値に対する閾値を弁温度相当量に基づいて補正し、補正後の閾値を用いて除去パターンを設定してもよい。さらに、一旦、設定された除去パターンに基づきデポジットの除去が行われた後も、新たに求められたデューティ値の代表値に応じて、再度、除去パターンを設定してデポジット除去操作を行わせるようにしてもよい。 Further, the representative value of the duty value may be corrected based on the valve temperature equivalent amount, and the removal pattern may be set using the corrected representative value, or the threshold value for the representative value may be corrected based on the valve temperature equivalent amount. The removal pattern may be set using the corrected threshold value. Further, even after deposit removal is performed once based on the set removal pattern, the removal pattern is set again according to the representative value of the newly obtained duty value, and the deposit removal operation is performed. It may be.
本実施例のバルブ制御装置1は、EGRバルブを駆動制御するものであったが、排気絞りバルブ、スロットルバルブ等を駆動制御することもできる。
Although the
本実施例の抵抗力相当量は、給電相当量の1つであるデューティ値(駆動回路9に出力される指令信号のデューティ比の指令値)の検出値であったが、他の給電相当量(アクチュエータ4への通電量の指令値、バタフライ弁3の弁開度の指令値等)を抵抗力相当量として用いてもよい。
The resistance equivalent amount in this embodiment is a detected value of a duty value (command value of the duty ratio of the command signal output to the drive circuit 9) which is one of the power supply equivalent amounts. (The command value of the energization amount to the
また、抵抗力相当量をエンジンの運転履歴に基づき推定し、この推定値を抵抗力相当量の検出値としてもよい。この推定は、デポジット堆積量がゼロの理想状態における抵抗力相当量の理想値に、デポジット8の堆積による抵抗力増加分に相当するデポジット堆積相当量を加算することで行うことができる。なお、このデポジット堆積相当量は、エンジンの運転履歴、例えば、燃料噴射量やエンジン回転数の履歴に基づいて算出することができる。また、理想値として用いる抵抗力相当量は、デューティ値の検出値等の給電相当量に基づく変数でもよいし、実験、数値シミュレーション等により算出した抵抗力そのものに基づく変数でもよい。
Alternatively, the resistance equivalent amount may be estimated based on the operation history of the engine, and the estimated value may be a detected value of the resistance equivalent amount. This estimation can be performed by adding the deposit accumulation equivalent amount corresponding to the increase in the resistance force due to the deposition of the
さらに、アクチュエータ4として負圧式アクチュエータを採用する場合には、負圧量および負圧量と相関を有する変数を抵抗力相当量とすることができる。また、油圧式アクチュエータを採用する場合には、油圧量および油圧量と相関を有する変数を抵抗力相当量とすることができる。
Further, when a negative pressure type actuator is employed as the
1 バルブ制御装置
2 ガス流路(流路)
3 バタフライ弁
4 アクチュエータ
8 デポジット
10 マイコン(除去パターン設定手段)
1
3
Claims (10)
このバタフライ弁の回動範囲における、前記バタフライ弁と前記ガスの流路の壁との間に堆積したデポジットを除去する除去パターンを、前記バタフライ弁の回動位置ごとに設定する除去パターン設定手段とを備え、
前記除去パターン設定手段は、抵抗力に相当する抵抗力相当量を前記バタフライ弁の回動範囲で検出し、各回動位置における抵抗力相当量の検出値に応じて、回動位置ごとに前記除去パターンを設定することを特徴とするバルブ制御装置。 A butterfly that is disposed in a flow path of a gas that is sucked into and exhausted from an engine and that rotates against a resistance force by a driving force applied from a predetermined actuator to vary the opening of the flow path of the gas A valve,
A removal pattern setting means for setting, for each rotation position of the butterfly valve, a removal pattern for removing deposits accumulated between the butterfly valve and the wall of the gas flow path in the rotation range of the butterfly valve; With
The removal pattern setting means detects a resistance force equivalent amount corresponding to a resistance force in a rotation range of the butterfly valve, and removes the removal force for each rotation position according to a detection value of the resistance force equivalent amount in each rotation position. A valve control device characterized by setting a pattern.
所定の回動位置に対して設定される除去パターンは、前記所定の回動位置を含めて前記バタフライ弁が回動する通過モード、または前記所定の回動位置を含めずに前記バタフライ弁が回動する非通過モードのいずれか一方であり、
前記除去パターン設定手段は、抵抗力相当量の検出値に対する閾値を設定し、回動位置ごとに、抵抗力相当量の検出値と閾値との比較の結果に応じて、前記通過モードまたは前記非通過モードのいずれか一方を前記除去パターンとして設定することを特徴とするバルブ制御装置。 The valve control device according to claim 1,
The removal pattern set for the predetermined rotation position is a passing mode in which the butterfly valve rotates including the predetermined rotation position, or the butterfly valve rotates without including the predetermined rotation position. One of the moving non-passing modes,
The removal pattern setting means sets a threshold value for the detection value of the resistance force equivalent amount and sets the threshold value for the detection value of the resistance force equivalent amount to the threshold value for each rotation position according to the comparison result between the detection value of the resistance force equivalent amount and the threshold value. One of the passage modes is set as the removal pattern, The valve control device characterized by things.
前記除去パターン設定手段は、前記除去パターンを前記通過モードとして設定した回動位置の範囲の大きさに応じて、前記バタフライ弁の回動速度を可変することを特徴とするバルブ制御装置。 The valve control device according to claim 2,
The valve control device according to claim 1, wherein the removal pattern setting means varies a rotation speed of the butterfly valve in accordance with a size of a range of a rotation position where the removal pattern is set as the passing mode.
所定の回動位置に対して設定される除去パターンは、前記所定の回動位置を前記バタフライ弁が回動して通過する通過回数であり、
前記除去パターン設定手段は、抵抗力相当量の検出値に対する閾値を設定し、回動位置ごとに、抵抗力相当量の検出値と閾値との差に応じて前記通過回数を設定することを特徴とするバルブ制御装置。 The valve control device according to claim 1,
The removal pattern set for the predetermined rotation position is the number of times the butterfly valve rotates and passes through the predetermined rotation position,
The removal pattern setting means sets a threshold value for the detection value of the resistance force equivalent amount, and sets the number of passes according to the difference between the detection value of the resistance force equivalent amount and the threshold value for each rotation position. Valve control device.
前記除去パターン設定手段は、
抵抗力相当量の検出値と回動位置との相関式を算出するとともに、この相関式に基づき、抵抗力相当量の検出が行われる回動位置よりも稠密な回動位置間隔で抵抗力相当量を算出し、
この算出が行われた回動位置における抵抗力相当量の検出値として、前記相関式に基づく抵抗力相当量の算出値を用いて、回動位置ごとに前記除去パターンを設定することを特徴とするバルブ制御装置。 The valve control device according to any one of claims 1 to 4,
The removal pattern setting means includes
Calculate the correlation between the detection value of the resistance force equivalent amount and the rotation position, and based on this correlation equation, the resistance force equivalent at the rotation position interval denser than the rotation position where the detection of the resistance force equivalent amount is performed Calculate the quantity,
The removal pattern is set for each rotation position using a calculated value of the resistance force equivalent amount based on the correlation equation as a detection value of the resistance force equivalent amount at the rotation position where the calculation is performed. Valve control device.
前記除去パターン設定手段は、一旦、設定された除去パターンに基づきデポジットの除去が行われた後も、新たに得られた抵抗力相当量の検出値に応じて、再度、回動位置ごとに除去パターンを設定することを特徴とするバルブ制御装置。 The valve control device according to claim 1,
The removal pattern setting means performs the removal again for each rotation position according to the newly obtained detection value of the equivalent amount of resistance force even after the deposit is removed based on the set removal pattern. A valve control device characterized by setting a pattern.
前記除去パターン設定手段は、前記バタフライ弁の回動範囲を複数に区分し、区分された個々の回動範囲における抵抗力相当量の検出値を用いて、個々の回動範囲の抵抗力相当量を代表する抵抗力相当量の代表値を算出し、
抵抗力相当量の代表値に応じて個々の回動範囲ごとに前記除去パターンを設定することを特徴とするバルブ制御装置。 The valve control device according to claim 1,
The removal pattern setting means divides a rotation range of the butterfly valve into a plurality of ranges, and uses a detection value of a resistance force equivalent amount in each divided rotation range to detect a resistance force equivalent amount in each rotation range. The representative value of the equivalent resistance force representing
The valve control apparatus according to claim 1, wherein the removal pattern is set for each rotation range in accordance with a representative value of a resistance equivalent amount.
前記除去パターン設定手段は、前記バタフライ弁の温度に相当する弁温度相当量に基づいて閾値を補正し、補正後の閾値を用いて前記除去パターンを設定することを特徴とするバルブ制御装置。 In the valve control device according to any one of claims 2 to 4,
The valve control apparatus, wherein the removal pattern setting means corrects a threshold value based on a valve temperature equivalent amount corresponding to a temperature of the butterfly valve, and sets the removal pattern using the corrected threshold value.
前記除去パターン設定手段は、前記バタフライ弁の温度に相当する弁温度相当量に基づいて抵抗力相当量の検出値を補正し、補正後の抵抗力相当量の検出値を用いて前記除去パターンを設定することを特徴とするバルブ制御装置。 In the valve control device according to any one of claims 2 to 4,
The removal pattern setting unit corrects the detection value of the resistance force equivalent amount based on the valve temperature equivalent amount corresponding to the temperature of the butterfly valve, and uses the corrected detection value of the resistance force equivalent amount to correct the removal pattern. A valve control device characterized by setting.
前記除去パターン設定手段は、前記バタフライ弁の温度に相当する弁温度相当量に基づいて抵抗力相当量の代表値を補正し、補正後の抵抗力相当量の代表値を用いて前記除去パターンを設定することを特徴とするバルブ制御装置。 The valve control device according to claim 7,
The removal pattern setting means corrects the representative value of the resistance equivalent amount based on the valve temperature equivalent amount corresponding to the temperature of the butterfly valve, and uses the corrected representative value of the resistance equivalent amount to correct the removal pattern. A valve control device characterized by setting.
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