JP4776641B2 - Motor control device - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関に適用される弁装置を駆動する駆動モータを制御するモータ制御装置に関し、特に排気還流制御弁、スワール制御弁などの駆動制御の異常を判定する機能を有するものに関する。   The present invention relates to a motor control device that controls a drive motor that drives a valve device that is applied to an internal combustion engine, and more particularly to a motor control device that has a function of determining an abnormality in drive control such as an exhaust gas recirculation control valve and a swirl control valve.

弁装置を駆動する駆動モータに過大な電流が供給されると、焼損による故障が発生するため、過大な電流が供給されないように保護する必要がある。内燃機関に適用される弁装置の駆動モータではないが、電気自動車に適用される交流モータを駆動する駆動システムの異常診断装置が、特許文献1に示されている。この駆動システムは、インバータにより直流電流が交流電流に変換され、交流モータが駆動されるものであり、異常診断装置においては、インバータに入力される直流電流が監視され、入力直流電流が振動したときに異常があると判定される。   If an excessive current is supplied to the drive motor that drives the valve device, a failure due to burning occurs. Therefore, it is necessary to protect the excessive current from being supplied. Patent Document 1 discloses an abnormality diagnosis device for a drive system that drives an AC motor that is applied to an electric vehicle, although it is not a drive motor for a valve device that is applied to an internal combustion engine. In this drive system, a DC current is converted into an AC current by an inverter and an AC motor is driven. In the abnormality diagnosis device, the DC current input to the inverter is monitored and the input DC current vibrates. Is determined to be abnormal.

特開平9−200901号JP-A-9-200901

特許文献1に示された装置では、入力電流を監視するためのセンサが必要となり、構成の複雑化やコストの上昇を招くという課題がある。   The device disclosed in Patent Document 1 requires a sensor for monitoring the input current, and there is a problem that the configuration is complicated and the cost is increased.

また温度センサによりモータ温度を監視する手法もよく知られているが、監視のための温度センサが新たに必要となる。   Also, a method for monitoring the motor temperature by a temperature sensor is well known, but a temperature sensor for monitoring is newly required.

本発明は上述した点に着目してなされたものであり、内燃機関に適用される弁装置の駆動モータの駆動制御異常を、より簡便な手法で判定し、焼損による故障を防止することができるモータ制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to the above-mentioned points, and can determine a drive control abnormality of a drive motor of a valve device applied to an internal combustion engine by a simpler method and prevent failure due to burning. An object is to provide a motor control device.

上記目的を達成するため請求項1に記載の発明は、内燃機関に適用される弁装置を駆動する駆動モータを制御するモータ制御装置において、デューティ比可変の駆動制御信号が入力され、前記駆動モータへ駆動電流を供給する駆動手段(20,27)と、前記デューティ比の変化量(DDUT)に基づいて前記駆動モータの駆動制御異常を判定する異常判定手段と、該異常判定手段により前記駆動モータの駆動制御に異常があると判定されたときに、前記デューティ比を制限する制限手段とを備え、前記制限手段は、直前の所定移動平均化時間(TAV)における前記デューティ比の移動平均値(DTDAV)を算出する移動平均値算出手段と、前記移動平均値(DTDAV)が増加するほど減少するようにリミット値(DTLMA)を設定するリミット設定手段とを備え、前記デューティ比が前記リミット値(DTLMA)以下となるように制限し、前記弁装置は、前記機関の排気系から吸気系に還流する排気量を制御する排気還流制御弁(26)及び前記機関の燃焼室内のスワールを制御するスワール制御弁(19)の少なくとも一方を含むことを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a motor control device for controlling a drive motor for driving a valve device applied to an internal combustion engine. Drive means (20, 27) for supplying a drive current to the power supply, abnormality determination means for determining a drive control abnormality of the drive motor based on the change amount (DDUT) of the duty ratio, and the drive motor by the abnormality determination means Limiting means for limiting the duty ratio when it is determined that there is an abnormality in the drive control, and the limiting means is a moving average value of the duty ratio (TAV) in the immediately preceding predetermined moving averaging time (TAV). The moving average value calculating means for calculating DTDAV) and the limit value (DTLMA) are set so as to decrease as the moving average value (DTDAV) increases. That a limit setting means, said limit so that the duty ratio is equal to or less than the limit value (DTLMA), said valve device, an exhaust gas recirculation control for controlling the amount of exhaust gas recirculated to the intake system from an exhaust system of the engine It includes at least one of a valve (26) and a swirl control valve (19) for controlling a swirl in the combustion chamber of the engine.

請求項1に記載の発明によれば、デューティ比可変の駆動制御信号が駆動手段に入力され、駆動手段から弁装置の駆動モータへ駆動電流が供給される。駆動制御信号のデューティ比の変化量に基づいて、駆動モータの駆動制御異常が判定され、モータ駆動制御に異常があると判定されたときに、デューティ比が制限される。すなわち、直前の所定移動平均化時間におけるデューティ比の移動平均値が算出され、移動平均値が増加するほど減少するようにリミット値が設定され、デューティ比が算出されたリミット値以下となるように制限される。したがって、異常判定のための付加的なセンサを設けること無く、駆動モータの焼損による故障を防止することができる。例えば吸入空気流量センサにより検出される内燃機関の吸入空気流量に応じて、排気還流制御弁の弁開度指令値を決定する場合において、吸入空気流量センサに水滴が付着して正常に動作しないようなときは、弁開度指令値が異常な値となり、排気還流制御弁の駆動モータに過大な電流が供給されるおそれがある。本発明によれば、そのようなときはモータ駆動制御に異常があると判定され、駆動制御信号のデューティ比が制限されるので、駆動モータに過大な電流が供給されることを防止することができる。 According to the first aspect of the present invention, a drive control signal having a variable duty ratio is input to the drive means, and a drive current is supplied from the drive means to the drive motor of the valve device. Based on the amount of change in the duty ratio of the drive control signal, the drive motor drive control abnormality is determined, and when it is determined that the motor drive control is abnormal, the duty ratio is limited. That is, the moving average value of the duty ratio in the immediately preceding predetermined moving averaging time is calculated, the limit value is set so as to decrease as the moving average value increases, and the duty ratio is less than the calculated limit value. Limited. Therefore, failure due to burning of the drive motor can be prevented without providing an additional sensor for abnormality determination. For example, when the valve opening command value of the exhaust gas recirculation control valve is determined according to the intake air flow rate of the internal combustion engine detected by the intake air flow rate sensor, water droplets adhere to the intake air flow rate sensor so that it does not operate normally. Otherwise, the valve opening command value becomes an abnormal value, and an excessive current may be supplied to the drive motor of the exhaust gas recirculation control valve. According to the present invention, in such a case, it is determined that there is an abnormality in the motor drive control, and the duty ratio of the drive control signal is limited, so that it is possible to prevent an excessive current from being supplied to the drive motor. it can.

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は本発明の一実施形態にかかる内燃機関と、その制御装置の構成を示す図である。内燃機関(以下「エンジン」という)1は、シリンダ内に燃料を直接噴射するディーゼルエンジンであり、各気筒に燃料噴射弁6が設けられている。燃料噴射弁6は、電子制御ユニット(以下「ECU」という)5に電気的に接続されており、燃料噴射弁6の開弁時期及び開弁時間は、ECU5により制御される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an internal combustion engine and a control device thereof according to an embodiment of the present invention. An internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 1 is a diesel engine that directly injects fuel into a cylinder, and a fuel injection valve 6 is provided in each cylinder. The fuel injection valve 6 is electrically connected to an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 5, and the valve opening timing and valve opening time of the fuel injection valve 6 are controlled by the ECU 5.

エンジン1は、吸気管7,排気管8、及びターボチャージャ9を備えている。ターボチャージャ9は、排気の運動エネルギにより回転駆動されるタービンと、タービンとシャフトを介して連結されたコンプレッサとを備えている。ターボチャージャ9は、エンジン1に吸入される空気の加圧(圧縮)を行う。   The engine 1 includes an intake pipe 7, an exhaust pipe 8, and a turbocharger 9. The turbocharger 9 includes a turbine that is rotationally driven by the kinetic energy of the exhaust, and a compressor that is connected to the turbine via a shaft. The turbocharger 9 pressurizes (compresses) air sucked into the engine 1.

吸気管7のコンプレッサ下流側にはインタークーラ11が設けられ、さらにインタークーラ11の下流側には、インテイクシャッタ弁(以下「ISV」という)22が設けられている。ISV22は、ISVアクチュエータ23により開閉駆動可能に構成されており、ISVアクチュエータ23はECU5に接続されている。   An intercooler 11 is provided on the compressor downstream side of the intake pipe 7, and an intake shutter valve (hereinafter referred to as “ISV”) 22 is provided on the downstream side of the intercooler 11. The ISV 22 is configured to be opened and closed by an ISV actuator 23, and the ISV actuator 23 is connected to the ECU 5.

吸気管7は、ISV22の下流側において吸気管7A,7Bに分岐し、さらに各気筒に対応して分岐する。なお、図1には1つの気筒に対応する構成のみが示されている。エンジン1の各気筒には、2つの吸気弁(図示せず)及び2つの排気弁(図示せず)が設けられている。2つの吸気弁により開閉される吸気口(図示せず)はそれぞれ吸気管7A,7Bに接続されている。   The intake pipe 7 branches to intake pipes 7A and 7B on the downstream side of the ISV 22, and further branches corresponding to each cylinder. FIG. 1 shows only the configuration corresponding to one cylinder. Each cylinder of the engine 1 is provided with two intake valves (not shown) and two exhaust valves (not shown). Intake ports (not shown) that are opened and closed by two intake valves are connected to intake pipes 7A and 7B, respectively.

また、吸気管7B内には、当該吸気管7Bを介して吸入される空気量を制限してエンジン1の燃焼室にスワールを発生させるスワール制御弁(以下「SCV」という)19が設けられている。SCV19は、SCVアクチュエータ20により開閉駆動可能に構成されており、SCVアクチュエータ20はECU5に接続されている。   In addition, a swirl control valve (hereinafter referred to as “SCV”) 19 that generates a swirl in the combustion chamber of the engine 1 by limiting the amount of air sucked through the intake pipe 7B is provided in the intake pipe 7B. Yes. The SCV 19 is configured to be opened and closed by an SCV actuator 20, and the SCV actuator 20 is connected to the ECU 5.

SCVアクチュエータ20は、正逆回転可能なモータを備え、モータを正転させることによりSCV19を開弁方向に駆動する一方、モータを逆転させることにより閉弁方向に駆動する。   The SCV actuator 20 includes a motor that can rotate forward and backward, and drives the SCV 19 in the valve opening direction by rotating the motor forward, while driving the SCV 19 in the valve closing direction by rotating the motor in the reverse direction.

排気管8と吸気管7Aとの間には、排気を吸気管7Aに還流する排気還流通路25が設けられている。排気還流通路25には、排気還流量を制御するための排気還流制御弁(以下「EGR弁」という)26が設けられている。EGR弁26は、EGRアクチュエータ27により開閉駆動可能に構成されており、EGRアクチュエータ27はECU5に接続されている。EGRアクチュエータ27は、正逆回転可能なモータを備え、モータを正転させることにより、EGR弁26を開弁方向に駆動する一方、モータを逆転させることにより閉弁方向に駆動する。   Between the exhaust pipe 8 and the intake pipe 7A, an exhaust gas recirculation passage 25 that recirculates exhaust gas to the intake pipe 7A is provided. The exhaust gas recirculation passage 25 is provided with an exhaust gas recirculation control valve (hereinafter referred to as “EGR valve”) 26 for controlling the exhaust gas recirculation amount. The EGR valve 26 is configured to be opened and closed by an EGR actuator 27, and the EGR actuator 27 is connected to the ECU 5. The EGR actuator 27 includes a motor that can rotate forward and backward, and drives the EGR valve 26 in the valve opening direction by rotating the motor in the forward direction, while driving it in the valve closing direction by rotating the motor in the reverse direction.

ECU5は、デューティ比可変の駆動制御信号をEGRアクチュエータ27及びSCVアクチュエータ20に供給し、EGR弁26及びSCV19の開度制御を行う。   The ECU 5 supplies a drive control signal with a variable duty ratio to the EGR actuator 27 and the SCV actuator 20 to control the opening degree of the EGR valve 26 and the SCV 19.

吸気管7には、吸入空気流量GAを検出する吸入空気流量センサ31及び過給圧PBを検出する過給圧センサ32が設けられている。またISV22の開度ISを検出するISV開度センサ34、SCV19の開度SCを検出するSCV開度センサ35、及びEGR弁26の開度(リフト量)LACTを検出するEGR弁開度センサ36が設けられており、これらのセンサ31〜36の検出信号はECU5に供給される。   The intake pipe 7 is provided with an intake air flow rate sensor 31 for detecting the intake air flow rate GA and a supercharging pressure sensor 32 for detecting the supercharging pressure PB. The ISV opening sensor 34 detects the opening IS of the ISV 22, the SCV opening sensor 35 detects the opening SC of the SCV 19, and the EGR valve opening sensor 36 detects the opening (lift amount) LACT of the EGR valve 26. The detection signals of these sensors 31 to 36 are supplied to the ECU 5.

ECU5には、エンジン1により駆動される車両のアクセルペダルの操作量(以下「アクセルペダル操作量」という)APを検出するアクセルセンサ37、エンジン回転数NEを検出するエンジン回転数センサ38、エンジン冷却水温TWを検出する冷却水温センサ39、及び外気温TAを検出する外気温センサ40が接続されており、これらのセンサの検出信号はECU5に供給される。   The ECU 5 includes an accelerator sensor 37 that detects an accelerator pedal operation amount (hereinafter referred to as “accelerator pedal operation amount”) AP of the vehicle driven by the engine 1, an engine speed sensor 38 that detects an engine speed NE, and engine cooling. A cooling water temperature sensor 39 for detecting the water temperature TW and an outside air temperature sensor 40 for detecting the outside air temperature TA are connected, and detection signals from these sensors are supplied to the ECU 5.

ECU5は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理ユニット(以下「CPU」という)、CPUで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路、各種アクチュエータに駆動信号を供給する出力回路から構成される。   The ECU 5 shapes input signal waveforms from various sensors, corrects the voltage level to a predetermined level, converts an analog signal value into a digital signal value, etc., and a central processing unit (hereinafter referred to as “CPU”). A storage circuit for storing various calculation programs executed by the CPU and calculation results, and an output circuit for supplying drive signals to various actuators.

図2(a)及び(b)は、それぞれEGRアクチュエータ27及びSCVアクチュエータ20に供給する駆動制御信号のデューティ比を算出するモジュールの構成を示すブロック図である。図2に示すモジュールの機能は、ECU5のCPUで実行される処理により実現される。   FIGS. 2A and 2B are block diagrams showing the configuration of modules for calculating the duty ratio of drive control signals supplied to the EGR actuator 27 and the SCV actuator 20, respectively. The function of the module shown in FIG. 2 is realized by processing executed by the CPU of the ECU 5.

図2(a)に示すモジュールは、EGRアクチュエータ27に供給する駆動制御信号(「EGR弁駆動制御信号」という)のデューティ比である駆動デューティ比DTEDを算出するモジュールであり、目標新気流量算出部41と、目標EGR弁開度算出部42と、基本デューティ比算出部43と、駆動デューティ比算出部44とを備えている。   The module shown in FIG. 2A is a module that calculates a drive duty ratio DTED that is a duty ratio of a drive control signal (referred to as an “EGR valve drive control signal”) supplied to the EGR actuator 27, and calculates a target fresh air flow rate. A unit 41, a target EGR valve opening calculation unit 42, a basic duty ratio calculation unit 43, and a drive duty ratio calculation unit 44.

目標新気流量算出部41は、アクセルペダル操作量AP、エンジン回転数NE及び冷却水温TWに応じて、目標新気流量GACMDを算出する。目標EGR弁開度算出部42は、検出される吸入空気流量GAが目標新気流量GACMDに一致するようにフィードバック制御(例えばPID制御)により、目標EGR弁開度LCMDを算出する。   The target fresh air flow rate calculation unit 41 calculates the target fresh air flow rate GACMD according to the accelerator pedal operation amount AP, the engine speed NE, and the coolant temperature TW. The target EGR valve opening degree calculation unit 42 calculates the target EGR valve opening degree LCMD by feedback control (for example, PID control) so that the detected intake air flow rate GA matches the target fresh air flow rate GACMD.

基本デューティ比算出部43は、検出されるEGR弁開度LACTが目標EGR弁開度LCMDに一致するようにフィードバック制御(例えばPID制御)により、EGR弁駆動制御信号の基本デューティ比DTEBを算出する。基本デューティ比DTEBは、モータを正転させるときは正の値を有するデューティ比として算出される一方、モータを逆転させるときは負の値を有するデューティ比として算出される。   The basic duty ratio calculation unit 43 calculates the basic duty ratio DTEB of the EGR valve drive control signal by feedback control (for example, PID control) so that the detected EGR valve opening degree LACT coincides with the target EGR valve opening degree LCMD. . The basic duty ratio DTEB is calculated as a duty ratio having a positive value when the motor is rotated forward, and is calculated as a duty ratio having a negative value when the motor is rotated reversely.

駆動デューティ比算出部44は、図3及び図5に示す処理を実行し、駆動デューティ比DTEDを算出する。   The drive duty ratio calculation unit 44 executes the processing shown in FIGS. 3 and 5 and calculates the drive duty ratio DTED.

図2(b)に示すモジュールは、SCVアクチュエータ20に供給する駆動制御信号(「SCV駆動制御信号」という)のデューティ比である駆動デューティ比DTSDを算出するモジュールであり、目標SCV開度算出部51と、基本デューティ比算出部52と、駆動デューティ比算出部53とを備えている。   The module shown in FIG. 2B is a module that calculates a drive duty ratio DTSD that is a duty ratio of a drive control signal (referred to as “SCV drive control signal”) supplied to the SCV actuator 20, and a target SCV opening calculation unit. 51, a basic duty ratio calculation unit 52, and a drive duty ratio calculation unit 53.

目標SCV開度算出部51は、アクセルペダル操作量AP、エンジン回転数NE及び冷却水温TWに応じて、目標SCV開度SCCMDを算出する。
基本デューティ比算出部52は、検出されるSCV開度SCが目標SCV開度SCCMDに一致するようにフィードバック制御(例えばPID制御)により、SCV駆動制御信号の基本デューティ比DTSBを算出する。基本デューティ比DTSBは、モータを正転させるときは正の値を有するデューティ比として算出される一方、モータを逆転させるときは負の値を有するデューティ比として算出される。
The target SCV opening calculation unit 51 calculates the target SCV opening SCCMD according to the accelerator pedal operation amount AP, the engine speed NE, and the cooling water temperature TW.
The basic duty ratio calculation unit 52 calculates the basic duty ratio DTSB of the SCV drive control signal by feedback control (for example, PID control) so that the detected SCV opening SC matches the target SCV opening SCCMD. The basic duty ratio DTSB is calculated as a duty ratio having a positive value when the motor is rotated forward, and is calculated as a duty ratio having a negative value when the motor is rotated reversely.

駆動デューティ比算出部53は、図3及び図5に示す処理と同様の処理を実行し、駆動デューティ比DTSDを算出する。   The drive duty ratio calculation unit 53 executes a process similar to the process shown in FIGS. 3 and 5 and calculates the drive duty ratio DTSD.

図3は、図2(a)に示す駆動デューティ比算出部44における処理のフローチャートである。この処理は、第1所定時間(例えば10ミリ秒)毎に実行される。   FIG. 3 is a flowchart of processing in the drive duty ratio calculation unit 44 shown in FIG. This process is executed every first predetermined time (for example, 10 milliseconds).

ステップS11では、下記式(1)により、基本デューティ比DTEBの変化量DDUTを算出する。式(1)の「k」は、本処理の実行周期で離散化した離散化時刻であり、(k)が今回値であることを示す。またdtは、本処理の実行周期である第1所定時間である。
DDUT=|DTEB(k)−DTEB(k-1)|/dt (1)
In step S11, a change amount DDUT of the basic duty ratio DTEB is calculated by the following equation (1). “K” in the equation (1) is a discretization time discretized in the execution cycle of this processing, and indicates that (k) is the current value. Further, dt is a first predetermined time that is an execution cycle of this process.
DDUT = | DTEB (k) −DTEB (k−1) | / dt (1)

ステップS12では、変化量DDUTが所定閾値DDTH(例えば300%/秒)より大きいか否かを判別する。この答が否定(NO)であるときは、上限値DTLMH及び下限値DTLMLを、それぞれ通常上限値DTLMN(例えば100%)及び通常下限値−DTLMNに設定し(ステップS13)、ステップS16に進む。   In step S12, it is determined whether or not the change amount DDUT is larger than a predetermined threshold value DDTH (for example, 300% / second). When this answer is negative (NO), the upper limit value DTLMH and the lower limit value DTLML are respectively set to the normal upper limit value DTLMN (for example, 100%) and the normal lower limit value -DTLMN (step S13), and the process proceeds to step S16.

ステップS12でDDUT>DDTHであって、変化量DDUTが大きいときは、EGR弁26の駆動制御に異常が発生したと判定し、以下のステップS14及びS15によって、上限値DTLMH及び下限値DTLMLの設定を行う。   If DDUT> DDTH and the change amount DDUT is large in step S12, it is determined that an abnormality has occurred in the drive control of the EGR valve 26, and the upper limit value DTLMH and the lower limit value DTLML are set by the following steps S14 and S15. I do.

すなわちステップS14では、図5の処理で算出される平均駆動デューティ比DTDAVに応じて図4に示すDTLMAテーブルを検索し、異常リミット値DTLMA(>0)を算出する。DTLMAテーブルは、平均駆動デューティ比DTDAVが第1所定値DT1(例えば20%)から第2所定値DT2(例えば43%)の範囲で、平均駆動デューティ比DTDAVが増加するほど、異常リミット値DTLMAが減少するように設定されている。   That is, in step S14, the DTLMA table shown in FIG. 4 is searched according to the average drive duty ratio DTDAV calculated in the process of FIG. 5, and the abnormal limit value DTLMA (> 0) is calculated. The DTLMA table indicates that the abnormal limit value DTLMA increases as the average drive duty ratio DTDAV increases when the average drive duty ratio DTDAV is in the range of the first predetermined value DT1 (for example, 20%) to the second predetermined value DT2 (for example, 43%). It is set to decrease.

ステップS15では、上限値DTLMH及び下限値DUTLMLを、それぞれ異常リミット値DTLMA及び異常リミット値DTLMAに負号を付した値に設定し、ステップS16に進む。   In step S15, the upper limit value DTLMH and the lower limit value DUTMLML are set to values obtained by adding a negative sign to the abnormal limit value DTLMA and the abnormal limit value DTLMA, respectively, and the process proceeds to step S16.

ステップS16では、基本デューティ比DTEB(k)が上限値DTLMHより大きいか否かを判別し、その答が肯定(YES)であるときは、駆動デューティ比DTED(k)を上限値DTLMHに設定する(ステップS17)。   In step S16, it is determined whether or not the basic duty ratio DTEB (k) is larger than the upper limit value DTLMH. If the answer is affirmative (YES), the drive duty ratio DTED (k) is set to the upper limit value DTLMH. (Step S17).

ステップS16でDTEB(k)≦DTLMHであるときは、基本デューティ比DTEB(k)が下限値DTLMLより小さいか否かを判別する(ステップS18)。その答が肯定(YES)であるときは、駆動デューティ比DTED(k)を下限値DTLMLに設定する(ステップS19)。   If DTEB (k) ≦ DTLMH in step S16, it is determined whether or not the basic duty ratio DTEB (k) is smaller than the lower limit value DTLML (step S18). If the answer is affirmative (YES), the drive duty ratio DTED (k) is set to the lower limit value DTLML (step S19).

ステップS18でDTEB(k)≧DTLMLであるときは、駆動デューティ比DTED(k)を基本デューティ比DTEB(k)に設定する(ステップS20)。   If DTEB (k) ≧ DTMLML in step S18, the drive duty ratio DTED (k) is set to the basic duty ratio DTEB (k) (step S20).

図5は、平均駆動デューティ比DTDAVを算出する処理のフローチャートである。この処理は第2所定時間(例えば100ミリ秒)毎に実行される。
ステップS31では、下記式(2)により、駆動デューティ比DTEDの絶対値の、直近の所定平均化時間TAV(例えば1秒間)における積算値SUMDTED(j)を算出する。ここで「j」は、図5の処理の実行周期で離散化した離散化時刻であり、(j)が今回値であることを示す。またNSは平均化するデータの数であり、データ数NSは、例えば10に設定される。

Figure 0004776641
FIG. 5 is a flowchart of a process for calculating the average drive duty ratio DTDAV. This process is executed every second predetermined time (for example, 100 milliseconds).
In step S31, the integrated value SUMDTED (j) in the latest predetermined averaging time TAV (for example, 1 second) of the absolute value of the drive duty ratio DTED is calculated by the following equation (2). Here, “j” is the discretization time discretized in the execution cycle of the process of FIG. 5, and (j) indicates that this is the current value. NS is the number of data to be averaged, and the data number NS is set to 10, for example.
Figure 0004776641

ステップS32では、積算値SUMDTED(j)をデータ数NSで除算することにより、平均駆動デューティ比DTDAVを算出する。   In step S32, the average drive duty ratio DTDAV is calculated by dividing the integrated value SUMDTED (j) by the number of data NS.

なお、SCV駆動制御信号の駆動デューティ比DTSDについても、上述した図3及び図5の処理と同様の処理により、算出される。   Note that the drive duty ratio DTSD of the SCV drive control signal is also calculated by a process similar to the process of FIGS. 3 and 5 described above.

図6は、図3及び図5の処理を説明するためのタイムチャートである。図6(a)の細い実線L1及び太い実線L2は、それぞれ基本デューティ比DTEB及び駆動デューティ比DTEDの推移を示す。また破線L3及びL4は、それぞれ上限値DTLMH及び下限値DTLMLの推移を示し、一点鎖線L5は平均駆動デューティ比DTDAVの推移を示す。また図6(b)は、変化量DDUTの推移を示す。   FIG. 6 is a time chart for explaining the processing of FIGS. 3 and 5. A thin solid line L1 and a thick solid line L2 in FIG. 6A indicate transitions of the basic duty ratio DTEB and the drive duty ratio DTED, respectively. Dashed lines L3 and L4 indicate the transition of the upper limit value DTLMH and the lower limit value DTLML, respectively, and the alternate long and short dash line L5 indicates the transition of the average drive duty ratio DTDAV. FIG. 6B shows the transition of the change amount DDUT.

基本デューティ比DTEBの変化量DDUTが増加し、所定閾値DDTHを超えると、上限値DTLMH及び下限値DTLMLに異常リミット値DTLMA及び対応する負の値である−DTLMAが適用され、異常リミット値DTLMAは、平均駆動デューティ比DTDAVが増加するほど減少するように設定される。その結果、駆動デューティ比DTEDのピーク値の絶対値は減少し、平均駆動デューティ比DTDAVはEGRアクチュエータ27のモータが焼損しないレベル以下に制限される。   When the change amount DDUT of the basic duty ratio DTEB increases and exceeds the predetermined threshold value DDTH, the upper limit value DTLMH and the lower limit value DTLML are applied with the abnormal limit value DTLMA and the corresponding negative value -DTLMA, and the abnormal limit value DTLMA is The average drive duty ratio DTDAV is set so as to decrease as it increases. As a result, the absolute value of the peak value of the drive duty ratio DTED decreases, and the average drive duty ratio DTDAV is limited to a level at which the motor of the EGR actuator 27 does not burn out.

以上のように本実施形態では、EGRアクチュエータ27に供給される駆動制御信号の基本デューティ比DTEBの変化量DDUTに基づいて、アクチュエータ27(が備える駆動モータ)の駆動制御異常が判定され、モータ駆動制御に異常があると判定されたときに、駆動デューティ比DTEDの算出に適用される上限値DTLMH及び下限値DTLMLの絶対値が減少するように修正される。またSCVアクチュエータ20に供給される駆動制御信号の基本デューティ比DTSBについても、図3及び図5と同様のリミット処理が行われて駆動デューティ比DTSDが算出される。したがって、異常判定のための付加的なセンサを設けること無く、駆動モータの焼損による故障を防止することができる。   As described above, in the present embodiment, the drive control abnormality of the actuator 27 (the drive motor included in the actuator 27) is determined based on the change amount DDUT of the basic duty ratio DTEB of the drive control signal supplied to the EGR actuator 27, and the motor drive When it is determined that there is an abnormality in the control, the upper limit value DTLMH and the lower limit value DTLML applied to the calculation of the drive duty ratio DTED are corrected so as to decrease. The basic duty ratio DTSB of the drive control signal supplied to the SCV actuator 20 is also subjected to limit processing similar to that shown in FIGS. 3 and 5 to calculate the drive duty ratio DTSD. Therefore, failure due to burning of the drive motor can be prevented without providing an additional sensor for abnormality determination.

例えば吸入空気流量センサ31に水滴が付着して正常に動作しないようなときは、目標EGR弁開度LCMDが異常な値に設定され、EGR弁26の駆動モータに過大な電流が供給されるおそれがあるが、図3及び図5の処理によれば、そのようなときは駆動制御異常と判定され、駆動デューティ比DTEDが制限されるので、駆動モータに過大な電流が供給されることを防止することができる。   For example, when water droplets adhere to the intake air flow rate sensor 31 and the normal operation does not occur, the target EGR valve opening degree LCMD is set to an abnormal value, and an excessive current may be supplied to the drive motor of the EGR valve 26. However, according to the processing of FIGS. 3 and 5, in such a case, it is determined that the drive control is abnormal and the drive duty ratio DTED is limited, so that an excessive current is prevented from being supplied to the drive motor. can do.

また、SCV開度センサ35が故障した場合には、SCV駆動制御信号の基本デューティ比DTSBが異常な値に設定されて、SCV19の駆動モータに過大な電流が供給されるおそれがあるが、そのような不具合も防止することができる。   Further, when the SCV opening sensor 35 fails, the basic duty ratio DTSB of the SCV drive control signal is set to an abnormal value, and an excessive current may be supplied to the drive motor of the SCV 19. Such problems can also be prevented.

本実施形態では、EGRアクチュエータ27及びSCVアクチュエータ20が駆動手段に相当し、ECU5が異常判定手段及び制限手段を構成する。具体的には、図3のステップS11及びS12が異常判定手段に相当し、ステップS14〜S20及び図5の処理が制限手段に相当する。   In the present embodiment, the EGR actuator 27 and the SCV actuator 20 correspond to drive means, and the ECU 5 constitutes abnormality determination means and restriction means. Specifically, steps S11 and S12 in FIG. 3 correspond to abnormality determination means, and steps S14 to S20 and the processing in FIG. 5 correspond to restriction means.

なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、EGR弁26またはSCV19の何れか一方を備えた機関では、その一方について上述した駆動制御異常の判定及び駆動デューティ比のリミット処理を行うようにする。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made. For example, in an engine equipped with either the EGR valve 26 or the SCV 19, the above-described determination of drive control abnormality and drive duty ratio limit processing are performed.

また本発明は、上述した実施形態と同様の手法で駆動される内燃機関用の弁装置の制御に適用可能である。さらにクランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンなどに適用される弁装置にも適用が可能である。   Further, the present invention can be applied to control of a valve device for an internal combustion engine that is driven by a method similar to that of the above-described embodiment. Furthermore, the present invention can also be applied to a valve device applied to a marine vessel propulsion engine such as an outboard motor having a crankshaft as a vertical direction.

本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the internal combustion engine and its control apparatus concerning one Embodiment of this invention. 排気還流制御弁及びスワール制御弁の駆動制御信号のデューティ比を算出するモジュールの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the module which calculates the duty ratio of the drive control signal of an exhaust gas recirculation | reflux control valve and a swirl control valve. 図2に示す駆動デューティ比算出部における処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process in the drive duty ratio calculation part shown in FIG. 図3の処理で参照されるテーブルを示す図である。It is a figure which shows the table referred by the process of FIG. 図2の処理で参照される平均駆動デューティ比(DTDAV)を算出する処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process which calculates the average drive duty ratio (DTDAV) referred by the process of FIG. 図3及び図5の処理を説明するためのタイムチャートである。6 is a time chart for explaining the processing of FIGS. 3 and 5.

符号の説明Explanation of symbols

1 内燃機関
5 電子制御ユニット(異常判定手段、制限手段)
7,7A,7B 吸気管
8 排気管
19 スワール制御弁(弁装置)
20 SCVアクチュエータ(駆動手段)
26 排気還流制御弁(弁装置)
27 EGRアクチュエータ(駆動手段)
1 Internal combustion engine 5 Electronic control unit (abnormality determination means, restriction means)
7, 7A, 7B Intake pipe 8 Exhaust pipe 19 Swirl control valve (valve device)
20 SCV actuator (drive means)
26 Exhaust gas recirculation control valve (valve device)
27 EGR actuator (drive means)

Claims (1)

内燃機関に適用される弁装置を駆動する駆動モータを制御するモータ制御装置において、
デューティ比可変の駆動制御信号が入力され、前記駆動モータへ駆動電流を供給する駆動手段と、
前記デューティ比の変化量に基づいて前記駆動モータの駆動制御異常を判定する異常判定手段と、
該異常判定手段により前記モータの駆動制御に異常があると判定されたときに、前記デューティ比を制限する制限手段とを備え、
前記制限手段は、
直前の所定移動平均化時間における前記デューティ比の移動平均値を算出する移動平均値算出手段と、
前記移動平均値が増加するほど減少するようにリミット値を設定するリミット設定手段とを備え、
前記デューティ比が前記リミット値以下となるように制限し、
前記弁装置は、前記機関の排気系から吸気系に還流する排気量を制御する排気還流制御弁及び前記機関の燃焼室内のスワールを制御するスワール制御弁の少なくとも一方を含むことを特徴とするモータ制御装置。
In a motor control device that controls a drive motor that drives a valve device applied to an internal combustion engine,
A drive means for receiving a drive control signal having a variable duty ratio and supplying a drive current to the drive motor;
An abnormality determining means for determining a drive control abnormality of the drive motor based on a change amount of the duty ratio;
Limiting means for limiting the duty ratio when it is determined by the abnormality determining means that there is an abnormality in the drive control of the motor,
The limiting means is
A moving average value calculating means for calculating a moving average value of the duty ratio in the immediately preceding predetermined moving averaging time;
Limit setting means for setting a limit value so as to decrease as the moving average value increases, and
Limit the duty ratio to be equal to or less than the limit value,
The valve device includes at least one of an exhaust gas recirculation control valve that controls an exhaust amount that recirculates from an exhaust system of the engine to an intake system, and a swirl control valve that controls a swirl in a combustion chamber of the engine. Control device.
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