JP5980595B2 - Valve fully closed position learning device - Google Patents
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Description
本発明は、気体の流量を制御するバルブの全閉位置を学習するバルブの全閉位置学習装置に関する。 The present invention relates to a valve fully closed position learning device that learns a fully closed position of a valve that controls a gas flow rate.
従来のバルブの全閉位置学習装置として、例えば下記の特許文献1に記載されたものが知られている。この特許文献1では、バルブは、例えば、内燃機関のEGR通路に設けられたEGR弁である。このEGR弁は、モータで駆動され、EGR通路を流れる排ガスの流量を制御する。モータは、DCモータなどで構成され、通電された電流の大きさと向きに応じて、EGR弁を駆動する。また、EGR弁は、復帰ばねによって常時、全閉位置側に付勢されており、この全閉位置は、EGR弁がストッパ(弁座)に当接することによって定まる。
As a conventional valve fully closed position learning device, for example, a device described in
このEGR弁の全閉位置を学習する場合には、EGR弁を全閉位置に駆動し、強制的にストッパに突き当てるために、モータに所定の第1駆動電流を通電する。そして、その状態で検出されたEGR弁の開度が所定時間、実質的に変化しないときに、そのときの検出開度をEGR弁の全閉位置として学習する。また、学習された全閉位置が所定範囲内にあるか否かを判定する。 When learning the fully closed position of the EGR valve, a predetermined first drive current is supplied to the motor in order to drive the EGR valve to the fully closed position and forcibly abut the stopper. When the opening degree of the EGR valve detected in this state does not substantially change for a predetermined time, the detected opening degree at that time is learned as the fully closed position of the EGR valve. Further, it is determined whether or not the learned fully closed position is within a predetermined range.
全閉位置が所定範囲内にないと判定されたときには、すすやほこりの付着などにより、EGR弁が実際には全閉位置に位置していない可能性があるとして、EGR弁をストッパにさらに強く突き当てるために、モータに第1駆動電流よりも大きな所定の第3駆動電流を通電した状態で、上述した全閉位置の学習と判定を同様に行う。以下、学習された全閉位置が所定範囲に収まるまで、モータへの駆動電流をさらに段階的に増大させながら、全閉位置の学習と判定が繰り返し行われる。 If it is determined that the fully closed position is not within the predetermined range, the EGR valve may not be positioned at the fully closed position due to soot or dust adhesion. In order to abut, the above-described learning and determination of the fully closed position are performed in the same manner in a state where a predetermined third drive current larger than the first drive current is supplied to the motor. Thereafter, until the learned fully closed position falls within a predetermined range, learning and determination of the fully closed position are repeated while further increasing the drive current to the motor stepwise.
上述したように、この従来の学習装置では、EGR弁の全閉位置を学習する場合には、EGR弁を全閉位置に駆動し、強制的にストッパに突き当てるために、モータへの所定の第1駆動電流の通電が直ちに開始される。このため、この通電が、EGR弁がストッパから比較的離れている状態から開始された場合には、ばねの付勢力およびモータの駆動トルクによる加速によって、EGR弁がストッパに過大な速度で突き当たるおそれがあり、EGR弁、ストッパや、モータを含むEGR弁の駆動機構などの破損の原因になる。 As described above, in the conventional learning device, when the fully closed position of the EGR valve is learned, the EGR valve is driven to the fully closed position and forcedly abutted against the stopper. Energization of the first drive current is started immediately. For this reason, when this energization is started from a state in which the EGR valve is relatively far from the stopper, the EGR valve may hit the stopper at an excessive speed due to acceleration by the spring biasing force and the motor driving torque. This may cause damage to EGR valves, stoppers, EGR valve drive mechanisms including motors, and the like.
このような不具合を回避するために、EGR弁がストッパすなわち全閉位置の近くにあることを条件として、学習用のモータへの通電を開始することが考えられる。しかし、EGR弁の開度を検出するセンサの劣化や温度特性などが原因になり、制御装置が認識しているEGR弁の開度が、実際の開度に対して閉じ側にずれる場合がある。その場合には、上記の条件でモータへの通電を行っても、実際には、制御装置の認識よりも遠い位置からEGR弁が駆動される結果、EGR弁がストッパに想定よりも大きな速度で突き当たるおそれがあり、やはり上記の不具合を確実に回避することはできない。 In order to avoid such a problem, it is conceivable to start energization of the learning motor on condition that the EGR valve is close to the stopper, that is, the fully closed position. However, due to deterioration of the sensor that detects the opening degree of the EGR valve, temperature characteristics, etc., the opening degree of the EGR valve recognized by the control device may shift to the closing side with respect to the actual opening degree. . In that case, even if the motor is energized under the above conditions, the EGR valve is actually driven from a position farther than the controller recognizes. There is a risk of hitting, and the above-mentioned problems cannot be avoided reliably.
また、この従来の学習装置では、学習された全閉位置が所定範囲に収まるまで、モータへの駆動電流の段階的な増大と全閉位置の学習および判定が繰り返されるため、全閉位置学習に時間がかかり、EGR弁の通常制御への移行が遅れるとともに、その間、EGR弁がモータの駆動力でストッパに強く押し当てられた状態が続くことで、EGR弁の摩耗や劣化が進行しやすいなどの欠点もある。 Further, in this conventional learning device, the stepwise increase of the drive current to the motor and the learning and determination of the fully closed position are repeated until the learned fully closed position falls within a predetermined range. It takes time and the transition to normal control of the EGR valve is delayed, and during that time, the EGR valve is strongly pressed against the stopper by the driving force of the motor, so that the wear and deterioration of the EGR valve easily progress. There are also disadvantages.
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、バルブの全閉位置を学習する際のストッパへのバルブの押当て速度を適切な範囲に確実に抑制でき、それにより、バルブ、ストッパや、モータを含むバルブの駆動機構の破損などの不具合を確実に回避することができるバルブの全閉位置学習装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and can reliably suppress the pressing speed of the valve to the stopper when learning the fully closed position of the valve within an appropriate range. An object of the present invention is to provide a valve fully closed position learning device that can reliably avoid problems such as breakage of a valve drive mechanism including a valve, a stopper, and a motor.
この目的を達成するために、本願の請求項1によるバルブの全閉位置学習装置は、気体通路(実施形態における(以下、本項において同じ)EGR通路12)に設けられ、気体通路を流れる気体(EGRガス)の流量を制御するためのバルブ(EGR弁14)と、電流の通電によって作動し、バルブを駆動するモータ(EGRモータ15)と、バルブの開度(検出電圧値EGRLAD、EGR弁開度LEGR)を検出するバルブ開度検出手段(EGR弁開度センサ21)と、バルブが当接することによって、バルブを全閉位置に位置決めするストッパ(弁座12a)と、バルブを全閉位置側に付勢する付勢部材(復帰ばね19)と、バルブの全閉位置を学習するための所定の実行条件が成立したときに、モータを駆動することによって、バルブを全閉方向に駆動し、ストッパに強制的に押し当てる全閉制御を実行する全閉制御手段(ECU2、図7)と、全閉制御中に検出されたバルブの検出開度に基づいて、バルブの全閉位置(全閉学習値EGRVZR)を学習する全閉位置学習手段(ECU2、図8)と、バルブの目標開度LCMDを設定する目標開度設定手段(ECU2)と、バルブの検出開度(EGR弁開度LEGR)が設定された目標開度LCMDになるように、モータに通電する電流(モータデューティ比MDUTY)をフィードバック制御するフィードバック制御手段(ECU2)と、を備え、全閉制御手段は、フィードバック制御中、目標開度LCMDが0に設定されているときに、全閉制御を実行するとともに、全閉制御に先立ち、モータへの通電を第1所定時間(第4所定時間TREF4)、停止する通電停止制御を実行すること(図3のステップ2、4、5、図5のステップ24、25、29、図7のステップ55)を特徴とする。
In order to achieve this object, a valve fully closed position learning device according to
このバルブは、モータで駆動されることにより、気体通路を流れる流体の流量を制御するものであり、付勢部材によって全閉位置側に付勢されるとともに、ストッパに当接することによって、全閉位置に位置決めされる。本発明によれば、バルブの全閉位置を学習する際には、モータを駆動することによって、バルブを全閉方向に駆動し、ストッパに強制的に押し当てる全閉制御が実行され、この全閉制御中に検出されたバルブの検出開度に基づいて、バルブの全閉位置の学習が行われる。 This valve is driven by a motor to control the flow rate of the fluid flowing through the gas passage. The valve is urged toward the fully closed position by the urging member and is fully closed by contacting the stopper. Positioned. According to the present invention, when the fully closed position of the valve is learned, the valve is driven in the fully closed direction by driving the motor, and the fully closed control for forcibly pressing the valve against the stopper is executed. Learning of the fully closed position of the valve is performed based on the detected opening degree of the valve detected during the closing control.
また、バルブの検出開度が目標開度になるように、モータに通電する電流を制御するフィードバック制御中で、目標開度が0のときに、全閉制御を実行するとともに、この全閉制御に先立ち、通電停止制御を実行することによって、モータへの通電を第1所定時間、停止する。これにより、バルブは、付勢部材の付勢によって全閉位置側に駆動され、全閉位置の付近に確実に位置した状態になる。そして、この状態から全閉制御を開始することによって、このときのストッパへのバルブの押当て速度を、過大でない適切な範囲に確実に抑制でき、したがって、バルブ、ストッパや、モータを含むバルブの駆動機構の破損などの不具合を確実に回避することができる。 Further, during the feedback control for controlling the current supplied to the motor so that the detected opening degree of the valve becomes the target opening degree, when the target opening degree is 0, the full closing control is executed and this full closing control is performed. Prior to this, energization to the motor is stopped for a first predetermined time by executing energization stop control. Thus, the valve is driven to the fully closed position side by the urging force of the urging member, and is surely positioned near the fully closed position. By starting full-closed control from this state, it is possible to reliably suppress the valve pressing speed against the stopper at this time to an appropriate range that is not excessive. Therefore, the valve, stopper, and valve including the motor Problems such as damage to the drive mechanism can be reliably avoided.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のバルブの全閉位置学習装置において、バルブの検出開度がバルブの実際の開度に対して開方向にずれる開方向ずれが発生しているか否かを判定する開方向ずれ判定手段(ECU2、図5のステップ26、30、31)をさらに備え、全閉制御手段は、開方向ずれが発生していると判定されたときには、通電停止制御を実行することなく、全閉制御を実行し、開方向ずれが発生していないと判定されたときには、通電停止制御を実行した後、全閉制御を実行すること(図7のステップ53〜58)を特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the valve fully closed position learning device according to the first aspect of the invention, is an opening direction deviation in which the detected opening degree of the valve is shifted in the opening direction with respect to the actual opening degree of the valve? Open direction deviation determining means (ECU2,
バルブの検出開度が実際の開度(実開度)に対して開方向にずれる開方向ずれが発生している場合には、バルブの実開度は全閉位置またはそれに近い位置に位置するので、そのまま全閉制御を実行しても、ストッパへのバルブの押当て速度が過大になるおそれはない。このような観点から、本発明によれば、開方向ずれが発生していると判定されたときには、通電停止制御を実行することなく、全閉制御を実行するので、上述した不具合を生じることなく、全閉位置の学習を短時間で終了させることができる。一方、開方向ずれが発生していないと判定されたときには、通電停止制御を実行した後、全閉制御を実行するので、請求項1による前述した作用を確保することができる。
When there is a deviation in the opening direction in which the detected opening of the valve deviates in the opening direction from the actual opening (actual opening), the actual opening of the valve is located at or close to the fully closed position. Therefore, even if the fully closed control is executed as it is, there is no possibility that the valve pressing speed against the stopper becomes excessive. From this point of view, according to the present invention, when it is determined that a deviation in the opening direction has occurred, the fully closed control is executed without executing the energization stop control, so that the above-described problems do not occur. The learning of the fully closed position can be completed in a short time. On the other hand, when it is determined that the deviation in the opening direction has not occurred, the energization stop control is executed and then the fully closed control is executed. Therefore, the above-described operation according to
請求項3に係る発明は、請求項2に記載のバルブの全閉位置学習装置において、開方向ずれ判定手段は、フィードバック制御中、目標開度LCMDが0に設定されている状態において、バルブの検出開度が0近傍の所定値LREF以下になったときには、開方向ずれが発生していないと判定し(図5のステップ26〜28)、第2所定時間TREF2が経過しても、バルブの検出開度が所定値LREFを上回っているときには、開方向ずれが発生していると判定すること(図5のステップ26、30、31)を特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the valve fully closed position learning device according to the second aspect of the present invention, the open direction deviation determining means is configured such that the target opening degree LCMD is set to 0 during feedback control. When the detected opening is less than or equal to the predetermined value LREF near 0, it is determined that no opening direction deviation has occurred (
バルブの検出開度が設定された目標開度になるように、モータへの通電電流がフィードバック制御されている場合において、バルブの目標開度が0に設定されている状態では、バルブの検出開度の開方向ずれが発生していない限り、バルブの検出開度は0近傍の所定値以下になるはずである。このような観点から、本発明によれば、上記の状態において、バルブの検出開度が0近傍の所定値以下になったときには、開方向ずれが発生していないと判定し、第2所定時間が経過しても、バルブの検出開度が所定値を上回っているときには、開方向ずれが発生していると判定する。これにより、バルブの検出開度の開方向ずれの有無を的確に判定することができる。また、その判定結果に基づいて、全閉制御に先立つ通電停止制御の可否を適切に決定することができる。 When the energizing current to the motor is feedback controlled so that the detected opening of the valve becomes the set target opening, the detection opening of the valve is not performed when the target opening of the valve is set to 0. As long as there is no deviation in the opening direction, the detected opening of the valve should be below a predetermined value near zero. From such a point of view, according to the present invention, in the above state, when the detected opening of the valve is equal to or less than a predetermined value near 0, it is determined that no opening direction deviation has occurred, and the second predetermined time Even if elapses, if the detected opening of the valve exceeds a predetermined value, it is determined that a deviation in the opening direction has occurred. Thereby, the presence or absence of a deviation in the opening direction of the detected opening of the valve can be accurately determined. Further, based on the determination result, it is possible to appropriately determine whether or not energization stop control prior to full-closed control is possible.
請求項4に係る発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載のバルブの全閉位置学習装置において、全閉制御手段は、バルブ開度検出手段の電源であるバッテリの交換または充電が行われたときに、全閉制御を実行し(図3のステップ1、4、5、図4)、全閉制御中に検出されたバルブの検出開度に基づいて、バルブの全閉位置を学習するバッテリキャンセル時全閉位置学習手段(ECU2、図8のステップ65、66)をさらに備えることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the valve fully-closed position learning device according to any one of
バルブ開度検出手段の電源であるバッテリの交換または充電が行われた場合には、バッテリの電圧特性が変化するのに伴い、バルブ開度検出手段の検出開度が変化する可能性が高いため、それ以前に得られた全閉位置の学習値の信頼性は低くなる。この構成によれば、バッテリの交換または充電が行われたときには、バッテリキャンセル時の学習として、全閉制御を実行し、全閉制御中に検出されたバルブの検出開度に基づいて、バルブの全閉位置を学習する。これにより、バッテリキャンセルに伴うバッテリの電圧特性の変化に起因する全閉位置の学習値のずれを補償しながら、その更新を適切に行うことができる。 When the battery that is the power source of the valve opening detection means is replaced or charged, the detection opening of the valve opening detection means is likely to change as the voltage characteristics of the battery change. The reliability of the learning value of the fully closed position obtained before that becomes low. According to this configuration, when the battery is replaced or charged, as the learning at the time of battery cancellation, the fully closed control is executed, and based on the detected opening of the valve detected during the fully closed control, Learn the fully closed position. Thereby, the update can be appropriately performed while compensating for the deviation of the learning value at the fully closed position caused by the change in the voltage characteristic of the battery due to the battery cancellation.
請求項5に係る発明は、請求項4に記載のバルブの全閉位置学習装置において、全閉制御手段は、バルブの全閉位置の既存の学習値(全閉学習値EGRVZR)が存在する場合において、気体の流量の制御の停止に伴ってモータへの通電が停止されている状態で検出されたバルブの検出開度(検出電圧値EGRLAD)と、既存の学習値との乖離度合DV0が、所定のしきい値DREF以上のときに、全閉制御を実行し(図3のステップ3〜5、図6)、全閉制御中に検出されたバルブの検出開度に基づいて、バルブの全閉位置を再度、学習する全閉位置再学習手段(ECU2、図8のステップ65、68)をさらに備えることを特徴とする。
The invention according to
バルブによる気体の流量の制御が停止され、それに伴ってモータへの通電が停止されている状態では、バルブは、付勢部材による付勢によって全閉位置またはその付近に位置するため、そのときの検出開度は、バルブの全閉位置を表す既存の学習値に近い値を示すはずである。このような観点から、本発明によれば、上記の状態で、バルブの検出開度と既存の学習値との乖離度合が所定のしきい値以上になったときには、そのときの全閉位置が既存の学習値からずれているとして、全閉制御を実行するとともに、全閉制御中に検出されたバルブの検出開度に基づいて、バルブの全閉位置を再学習する。これにより、既存の学習値のずれを随時、監視しながら、全閉位置の再学習を適切なタイミングで行うことで、学習値を適切に更新することができる。 In the state where the control of the gas flow rate by the valve is stopped and energization of the motor is stopped accordingly, the valve is positioned at or near the fully closed position by the biasing by the biasing member. The detected opening should show a value close to the existing learning value that represents the fully closed position of the valve. From this point of view, according to the present invention, when the degree of deviation between the detected opening of the valve and the existing learning value is equal to or greater than a predetermined threshold value in the above state, the fully closed position at that time is Assuming that there is a deviation from the existing learning value, the fully closed control is executed, and the fully closed position of the valve is relearned based on the detected opening of the valve detected during the fully closed control. Thereby, the learning value can be updated appropriately by performing the relearning of the fully closed position at an appropriate timing while monitoring the deviation of the existing learning value as needed.
請求項6に係る発明は、請求項5に記載のバルブの全閉位置学習装置において、全閉制御中に検出されたバルブの検出開度に基づいて全閉位置の学習値の今回値EGRVZR0を算出した後、バッテリキャンセル時全閉位置学習手段は、既存の学習値(前回値EGRVZRZ)に代えて、算出された学習値の今回値EGRVZR0を新たな学習値EGRVZRとして設定し、全閉位置学習手段および全閉位置再学習手段は、既存の学習値および学習値の今回値EGRVZR0の両方を用いて、新たな学習値EGRVZRを算出することを特徴とする。
The invention according to
前述したように、全閉位置の学習がバッテリキャンセルを原因として行われた場合、それ以前に学習された学習値の信頼性は低くなる。したがって、この場合には、既存の学習値に代えて、バッテリキャンセル後に算出された学習値の今回値を新たな学習値として設定し、今回値のみを反映させることによって、学習値の更新を適切に行うことができる。一方、全閉位置の学習が、バッテリキャンセル以外の原因で行われた場合には、学習値の今回値だけでなく、既存の学習値をも新たな学習値に反映させることが、学習値の信頼性および安定性を確保する上で好ましい。したがって、この場合には、既存の学習値および今回値の両方を用いて新たな学習値を算出することによって、学習値の更新を適切に行うことができる。 As described above, when learning of the fully closed position is performed due to battery cancellation, the reliability of the learned value learned before that is low. Therefore, in this case, instead of the existing learning value, the current value of the learning value calculated after battery cancellation is set as a new learning value, and only the current value is reflected to update the learning value appropriately. Can be done. On the other hand, when learning of the fully closed position is performed for reasons other than battery cancellation, it is possible to reflect not only the current learning value but also the existing learning value in the new learning value. This is preferable for ensuring reliability and stability. Therefore, in this case, the learning value can be updated appropriately by calculating a new learning value using both the existing learning value and the current value.
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図1は、本発明を適用した内燃機関(以下「エンジン」という)3を示す。このエンジン3は、、例えば、車両(図示せず)に搭載された4気筒のディーゼルエンジンである。各気筒3a(1つのみ図示)のピストン3bとシリンダヘッド3cとの間には、燃焼室3dが形成されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 3 to which the present invention is applied. The engine 3 is a four-cylinder diesel engine mounted on a vehicle (not shown), for example. A
各気筒3aには、吸気通路4および排気通路5が接続されるとともに、燃料噴射弁(以下「インジェクタ」という)6が、燃焼室3dに臨むように取り付けられている。インジェクタ6は、高圧の燃料を燃焼室3dに直接、噴射する。その噴射量および噴射時期は、後述するECU2からの制御信号によって制御される。
An intake passage 4 and an
吸気通路4には、バタフライ弁で構成されたインテークシャッタ7が設けられており、このインテークシャッタ7には、例えばDCモータで構成されたアクチュエータ8が連結されている。インテークシャッタ7の開度は、アクチュエータ8に通電される電流のデューティ比ADUTYをECU2で制御することによって制御され、それにより、気筒3aに吸入される新気量が調整される。
The intake passage 4 is provided with an intake shutter 7 constituted by a butterfly valve, and an
排気通路5には、上流側から順に、気筒3aから排出された排ガスを浄化するための排ガス浄化装置9と、排ガス中のパティキュレートを捕集するためのフィルタ10が設けられている。
In the
エンジン3には、排気通路5に排出された排ガスの一部を、EGRガスとして、吸気通路4に還流させるためのEGR装置11が設けられている。EGR装置11は、EGR通路12と、EGR通路12の途中に設けられたEGR弁機構13およびEGRクーラ(図示せず)などで構成されている。EGR通路12は、排気通路5の排ガス浄化装置9よりも上流側と、吸気通路4のインテークシャッタ7よりも下流側とに接続されている。
The engine 3 is provided with an
EGR弁機構13は、EGR通路12内に配置されたEGR弁14と、EGR弁14を駆動するEGRモータ15を備えている。図2に示すように、EGR機構13はさらに、EGRモータ15を取り付けたギヤボックス16内に設けられた駆動ギヤ(図示せず)およびリンク棒17を備えている。駆動ギヤは、モータ15の出力軸に噛み合う歯(いずれも図示せず)を有し、出力軸の回転に伴い、減速された状態で回動する。また、リンク棒17は、駆動ギヤに回動自在に連結されており、駆動ギヤの回動に伴い、リンク棒17の長さ方向(図2の上下方向)に直進運動する。
The
EGRモータ15はDCモータで構成されており、通電される電流の向きに応じて正方向または逆方向に回転する。EGR弁14は、ポペット弁で構成され、その弁軸14aの一端部が連結ピン17aを介してリンク棒17に連結されるとともに、他端部に弁体14bを有しており、弁体14bがEGR通路12に形成された弁座12aに離接することによって、EGR通路12を開閉する。
The
また、EGR弁14の弁軸14aには、フランジ状のばね受け部14cが一体に設けられており、このばね受け部14cと不動のばね受け板18との間に、EGR弁14を閉弁方向(図2の上方)に常時、付勢するコイルばね状の復帰ばね19が配置されている。
The
以上の構成のEGR弁機構13では、EGR弁14のリフト量(以下「EGR弁開度」という)LEGRは、EGRモータ15に通電される電流のデューティ比(以下「モータデューティ比」という)MDUTYをECU2で制御することによって制御され、それにより、吸気通路4に還流するEGR量が調整される。
In the
具体的には、モータデューティ比MDUTY=0で、EGRモータ15への通電が停止されているときには、EGR弁14は、復帰ばね19の付勢によって図2の上方に位置し、弁体14bが弁座12aに着座した状態で全閉位置に保持されている(同図(a))。
Specifically, when the motor duty ratio MDUTY = 0 and the energization of the
この状態から、EGRモータ15に所定方向の電流が通電されると、EGRモータ15の回転が駆動ギヤを介してリンク棒17の直進運動に変換され、リンク棒17およびこれに連結されたEGR弁14が復帰ばね19の付勢力に抗して図2の下方に移動することによって、弁体14bが弁座12aから離れ、EGR弁14が開弁する(同図(b))。このときのEGR弁開度LEGRは、モータデューティ比MDUTYに応じ、EGRモータ15の駆動力と復帰ばね19の付勢力とのバランスによって定まる。
From this state, when a current in a predetermined direction is supplied to the
一方、EGRモータ15に上記と逆方向の電流が通電されると、復帰ばね19の付勢力に加えてEGRモータ15の駆動力が、図2の上向きにEGR弁14に作用することによって、EGR弁14は、同図(a)の全閉位置に位置するとともに、弁体12bが弁座12aに強制的に押し当てられた状態になる。以下、このように電流が逆方向に通電されるときのモータデューティ比MDUTYを「負のデューティ比」という。
On the other hand, when a current in the reverse direction is applied to the
また、EGR弁14には、EGR弁開度センサ21が設けられている。EGR弁開度センサ21は、ホールセンサなどで構成されており、EGR弁14のリフト量(位置)に応じた電圧(以下「検出電圧値」という)EGRLADを有する検出信号を、ECU2に出力する。ECU2は、この検出電圧値EGRLADに基づき、EGR弁開度LEGRを、次式(1)によって算出する。
LEGR = (EGRLAD−VOFFSET)・KVL ・・・(1)
ここで、VOFFSETは、EGR弁14の全閉位置(LEGR=0)において出力されるべきオフセット電圧、KVLは変換係数である。後述する全閉位置学習では、EGR弁14を全閉位置に制御した状態で、このオフセット電圧VOFFSETが学習される。
Further, the
LEGR = (EGRLAD−VOFFSET) · KVL (1)
Here, VOFFSET is an offset voltage to be output in the fully closed position (LEGR = 0) of the
エンジン3のクランクシャフト3eには、クランク角センサ22が設けられている。クランク角センサ22は、クランクシャフト3eの回転に伴い、所定のクランク角(例えば30度)ごとに、パルス信号であるCRK信号をECU2に出力する。ECU2は、このCRK信号に基づき、エンジン3の回転数(以下「エンジン回転数」という)NEを算出する。
A
また、ECU2には、エンジン水温センサ23から、エンジン3の本体を流れる冷却水の温度(以下「エンジン水温」という)TWを表す検出信号が、アクセル開度センサ24から、車両のアクセルペダル(図示せず)の操作量(以下「アクセル開度」という)APを表す検出信号が、電圧センサ25から、EGRモータ15やEGR弁開度センサ21などの電源であるバッテリ(図示せず)の電圧(以下「バッテリ電圧」という)VBを表す検出信号が、それぞれ入力される。
The
ECU2は、CPU、RAM、ROMおよびI/Oインターフェース(いずれも図示せず)などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ECU2は、前述した各種のセンサ21〜25の検出信号などに応じて、エンジン3の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じて、エンジン3への燃料噴射制御や、インテークシャッタ7およびEGR弁14を介した吸気量制御およびEGR制御などの各種の制御処理を実行する。
The
このEGR制御では、ECU2は、判別した運転状態に応じて、EGRの実行または停止を決定するとともに、EGRを停止する場合には、モータデューティ比MDUTYを0に設定し、EGR弁14を全閉位置に制御する。また、EGRを実行する場合には、検出されたアクセル開度APおよびエンジン回転数NEに応じて、EGR弁14の目標開度LCMDを設定するとともに、EGR弁開度センサ21から出力された検出電圧値EGRLADに基づき、式(1)によってEGR弁開度LEGRを算出する。そして、EGR弁開度LEGRが目標開度LCMDになるように、モータデューティ比MDUTYをフィードバック制御する。
In this EGR control, the
さらに、ECU2は、EGR弁14の全閉位置、より具体的には、式(1)におけるオフセット電圧VOFFSETを学習する学習制御を実行する。本実施形態では、ECU2が、全閉制御手段、全閉位置学習手段、開方向ずれ判定手段、目標開度設定手段、フィードバック制御手段、バッテリキャンセル時全閉位置学習手段、および全閉位置再学習手段に相当する。
Furthermore, the
以下、上述したEGR弁14の全閉位置の学習制御について、詳細に説明する。本実施形態では、この全閉位置学習は、その実行の原因に応じた次の3つのパターンの学習で構成され、それぞれの実行条件が成立したときに実行される。
A.バッテリキャンセル時学習
B.フィードバック制御時学習
C.EGR停止時学習
Hereinafter, the above-described learning control of the fully closed position of the
A. B. Learning when canceling battery Learning during feedback control Learning when EGR stops
バッテリキャンセル時学習は、バッテリキャンセル(バッテリの交換または充電)が行われたときに、バッテリの電圧特性などの変化による全閉位置(オフセット電圧VOFFSET)のずれを補償するためのものである。フィードバック制御時学習は、上述したEGRのフィードバック制御時、EGRの実行中におけるEGR弁開度センサ21の温度変化(上昇)による全閉位置のずれを補償するためのものである。また、EGR停止時学習は、EGRの停止中におけるEGR弁開度センサ21の温度変化(低下)などによる全閉位置のずれを補償するためのものである。
The battery-learning learning is for compensating for a shift in the fully closed position (offset voltage VOFFSET) due to a change in the voltage characteristics of the battery when battery cancellation (battery replacement or charging) is performed. The learning at the time of feedback control is for compensating for the shift of the fully closed position due to the temperature change (rise) of the EGR
次に、図3〜図8を参照しながら、ECU2で実行される全閉位置の学習制御処理について詳細に説明する。これらの処理は、所定時間ごとに繰り返し実行される。
Next, the fully closed position learning control process executed by the
図3に示すメインフローでは、まずステップ1(「S1」と図示。以下同じ)〜ステップ3において、上述したバッテリキャンセル(B/C)時学習、フィードバック(F/B)制御時学習またはEGR停止時学習の実行条件が成立しているか否かを、それぞれ判定する。後述するように、これらの判定処理において実行条件が成立していると判定され、学習が許可されたときには、学習許可フラグF_LRNB/C、F_LRNF/BまたはFLRNE/Sが「1」にセットされる。 In the main flow shown in FIG. 3, first, in step 1 (illustrated as “S1”, the same applies hereinafter) to step 3, the above-described learning during battery cancellation (B / C), learning during feedback (F / B) control, or EGR stop. It is determined whether or not the time learning execution condition is satisfied. As will be described later, when it is determined that the execution condition is satisfied in these determination processes and learning is permitted, the learning permission flag F_LRNB / C, F_LRNF / B or FLRNE / S is set to “1”. .
次に、これらの学習許可フラグF_LRNB/C、F_LRNF/BまたはFLRNE/Sが「1」であるか否かを判別する(ステップ4)。この答がNOで、いずれのバターンの全閉位置学習についても実行条件が成立していないときには、そのまま本処理を終了する。 Next, it is determined whether or not these learning permission flags F_LRNB / C, F_LRNF / B or FLRNE / S are “1” (step 4). If the answer is NO and the execution condition is not satisfied for the fully closed position learning of any pattern, the present process is terminated as it is.
前記ステップ4の答がYESで、いずれかのパターンの全閉位置学習について実行条件が成立しているときには、EGR弁14の全閉制御処理を実行する(ステップ5)。この全閉制御処理は、全閉位置学習のために、EGRモータ15の駆動により、EGR弁14を全閉方向に駆動し、ストッパに強制的に押し当てる全閉制御を行うものである。次に、学習値算出処理を実行し(ステップ6)、本処理を終了する。この学習値算出処理は、全閉制御中にEGR弁開度センサ21から出力された検出電圧値EGRLADに応じて、全閉位置の学習値(以下「全閉学習値」という)EGRVZRを算出するものである。
If the answer to step 4 is YES and the execution condition for the fully closed position learning of any pattern is satisfied, the fully closed control process of the
以下、上述したメインフローの各処理を、順に詳細に説明する。図4は、図3のステップ1で実行されるバッテリキャンセル時学習の実行判定処理のサブルーチンである。本処理では、まずステップ11において、バッテリキャンセルフラグF_B/Cが「1」であるか否かを判別する。この答がYESで、バッテリの交換または充電が行われたときには、その学習完了フラグF_LRNB/CEが「1」であるか否かを判別する(ステップ12)。この答がNOで、バッテリキャンセル時学習がまだ実行されていないときには、実行条件が成立しているとして、その学習許可フラグF_LRNB/Cを「1」にセットし(ステップ13)、本処理を終了する。
Hereafter, each process of the main flow mentioned above is demonstrated in detail in order. FIG. 4 is a subroutine for execution determination processing for learning at the time of battery cancellation executed in
前記ステップ11の答がNOで、バッテリの交換または充電が行われていないとき、または前記ステップ12の答がYESで、バッテリキャンセル時学習がすでに実行されているときには、バッテリキャンセル時学習を実行しないものとし、学習許可フラグF_LRNB/Cを「0」にセットし(ステップ14)、本処理を終了する。以上から明らかなように、バッテリキャンセル時学習は、バッテリの交換または充電が行われた直後において、例えばイグニッションスイッチのON時に、1回のみ実行される。 When the answer to step 11 is NO and the battery is not replaced or charged, or when the answer to step 12 is YES and learning at the time of battery cancellation has already been executed, learning at the time of battery cancellation is not executed. It is assumed that the learning permission flag F_LRNB / C is set to “0” (step 14), and this process is terminated. As is clear from the above, learning at the time of battery cancellation is executed only once immediately after the battery is exchanged or charged, for example, when the ignition switch is turned on.
図5は、図3のステップ2で実行されるフィードバック制御時学習の実行判定処理のサブルーチンである。本処理では、まずステップ21において、フィードバック制御時の学習完了フラグF_LRNF/BEが「1」であるか否かを判別する。この学習完了フラグF_LRNF/BEは、フィードバック制御時学習が完了したときに「1」にセットされるとともに、例えばEGRのフィードバック制御が開始されたときに「0」にリセットされるものである。
FIG. 5 is a subroutine for execution determination processing for learning during feedback control executed in
このステップ21の答がYESで、フィードバック制御時学習がすでに完了しているときには、実行条件が成立していないとして、その学習許可フラグF_LRNF/Bを「0」にセットし(ステップ22)、本処理を終了する。上記ステップ21の答がNOのときには、バッテリ電圧VBが所定電圧VREF以上であるか否かを判別する(ステップ23)。この答がNOのときには、EGR弁開度センサ21の検出電圧値EGRLADが安定していないおそれがあるため、実行条件が成立していないとして、前記ステップ22を実行する。
If the answer to step 21 is YES and learning at the time of feedback control is already completed, it is determined that the execution condition is not satisfied, and the learning permission flag F_LRNF / B is set to “0” (step 22). The process ends. If the answer to step 21 is NO, it is determined whether or not the battery voltage VB is equal to or higher than a predetermined voltage VREF (step 23). When this answer is NO, the detected voltage value EGRLAD of the EGR
上記ステップ23の答がYESのときには、フィードバック制御フラグF_EGRF/Bが「1」であるか否か、および、EGR弁14の目標開度LCMDが0であるか否かを、それぞれ判別する(ステップ24、25)。ステップ24の答がNOで、EGRのフィードバック制御中でないとき、または、ステップ25の答がNOで、EGR弁14の目標開度LCMDが0でないときには、実行条件が成立していないとして、前記ステップ22を実行する。
If the answer to step 23 is YES, it is determined whether the feedback control flag F_EGRF / B is “1” and whether the target opening degree LCMD of the
一方、前記ステップ24および25の答がいずれもYESのとき、すなわち、EGRのフィードバック制御中で、かつEGR弁14の目標開度LCMD=0のときには、そのときのEGR弁開度LEGRが0近傍の所定値LREF(例えば0.05mm)以下であるか否かを判別する(ステップ26)。この答がYESのときには、LEGR≦LREFの状態の継続時間を計時するタイマの値TM_F/Bが第1時間TREF1(例えば10ms)以上であるか否かを判別する(ステップ27)。この答がNOのときには、実行条件が成立していないとして、前記ステップ22を実行する。
On the other hand, when both of the answers to
一方、上記ステップ27の答がYESのとき、すなわち、EGRのフィードバック制御中、EGR弁14の目標開度LCMD=0に設定されている状態において、LEGR≦LREFの状態が第1時間TREF1以上、継続したときには、EGR弁開度LEGRの開方向ずれが発生していないと判定して、開方向ずれフラグF_DOPENを「0」にセットする(ステップ28)とともに、フィードバック制御時学習の実行条件が成立しているとして、その学習許可フラグF_LRNF/Bを「1」にセットし(ステップ29)、本処理を終了する。
On the other hand, when the answer to step 27 is YES, that is, in the state where the target opening degree LCMD = 0 of the
前記ステップ26の答がNOで、EGR弁開度LEGR>所定値LREFのときには、その状態の継続時間を計時するタイマの値TM_DOPENが第2時間TREF2(例えば150ms)以上であるか否かを判別する(ステップ30)。この答がNOのときには、実行条件が成立していないとして、前記ステップ22に進む。 If the answer to step 26 is NO and EGR valve opening LEGR> predetermined value LREF, it is determined whether or not a timer value TM_DOPEN for measuring the duration of the state is equal to or greater than a second time TREF2 (for example, 150 ms). (Step 30). When this answer is NO, it is determined that the execution condition is not satisfied, and the process proceeds to step 22.
一方、上記ステップ30の答がYESのとき、すなわち、EGRのフィードバック制御中、EGR弁14の目標開度LCMDが0に設定された後、第2所定時間TREF2が経過しても、EGR弁開度LEGRが所定値LREFを上回っているときには、EGR弁開度LEGRの開方向ずれが発生していると判定して、開方向ずれフラグF_DOPENを「1」にセットする(ステップ31)とともに、フィードバック制御時学習の実行条件が成立しているとして、前記ステップ29に進み、学習許可フラグF_LRNF/Bを「1」にセットし、本処理を終了する。
On the other hand, if the answer to step 30 is YES, that is, during EGR feedback control, the EGR valve opens even if the second predetermined time TREF2 elapses after the target opening degree LCMD of the
図6は、図3のステップ3で実行されるEGR停止時学習の実行判定処理のサブルーチンである。本処理では、まずステップ41において、EGR停止時の学習完了フラグF_LRNE/SEが「1」であるか否かを判別する。この学習完了フラグF_LRNE/SEは、EGR停止時学習が完了したときに「1」にセットされるとともに、例えばEGRの停止が開始されたときに「0」にリセットされるものである。 FIG. 6 is a subroutine for execution determination processing for EGR stop learning executed in step 3 of FIG. In this process, first, in step 41, it is determined whether or not a learning completion flag F_LRNE / SE when EGR is stopped is “1”. This learning completion flag F_LRNE / SE is set to “1” when the learning at the time of EGR stop is completed, and is reset to “0” when the stop of the EGR is started, for example.
このステップ41の答がYESで、EGR停止時学習がすでに完了しているときには、実行条件が成立していないとして、その学習許可フラグF_LRNE/Sを「0」にセットし(ステップ42)、本処理を終了する。上記ステップ41の答がNOのときには、図5のステップ23と同様、バッテリ電圧VBが所定電圧VREF以上であるか否かを判別する(ステップ43)。この答がNOのときには、実行条件が成立していないとして、前記ステップ42を実行する。
If the answer to step 41 is YES and learning at the time of EGR stop has already been completed, it is determined that the execution condition is not satisfied, and the learning permission flag F_LRNE / S is set to “0” (step 42). The process ends. When the answer to step 41 is NO, as in
上記ステップ43の答がYESのときには、エンジン水温TWが所定温度TWREF(例えば50℃)以上であるか否かを判別する(ステップ44)。この答がNOのときには、実行条件が成立していないとして、前記ステップ42を実行する。
When the answer to step 43 is YES, it is determined whether or not the engine water temperature TW is equal to or higher than a predetermined temperature TWREF (for example, 50 ° C.) (step 44). When this answer is NO, it is determined that the execution condition is not satisfied, and the
上記ステップ44の答がYESのときには、EGR実行フラグF_EGRが「1」であるか否か、および、モータデューティ比MDUTYが0であるか否かを、それぞれ判別する(ステップ45、46)。ステップ45の答がYESで、EGRの実行中であるとき、または、ステップ46の答がNOで、モータデューティ比MDUTYが0でないときには、実行条件が成立していないとして、前記ステップ42を実行する。
If the answer to step 44 is YES, it is determined whether the EGR execution flag F_EGR is “1” and whether the motor duty ratio MDUTY is 0 (
一方、前記ステップ45の答がNOで、かつステップ46の答がYESのとき、すなわち、EGRの停止中で、モータデューティ比MDUTY=0のときには、そのときのEGR弁開度センサ21の検出電圧値EGRLADと全閉学習値EGRVZRとの差の絶対値を、両者の乖離度合DV0として算出する(ステップ47)。次に、算出した乖離度合DV0が、所定のしきい値DREF以上であるか否かを判別する(ステップ48)。この答がNOのときには、実行条件が成立していないとして、前記ステップ42を実行する。
On the other hand, when the answer to step 45 is NO and the answer to step 46 is YES, that is, when the EGR is stopped and the motor duty ratio MDUTY = 0, the detected voltage of the EGR
上記ステップ48の答がYESのときには、DV0≧DREFである状態の継続時間を計時するタイマの値TM_E/Sが第3時間TREF1(例えば60ms)以上であるか否かを判別する(ステップ49)。この答がNOのときには、実行条件が成立していないとして、前記ステップ42を実行する。
If the answer to step 48 is YES, it is determined whether or not the value TM_E / S of a timer that counts the duration of the state where DV0 ≧ DREF is equal to or greater than a third time TREF1 (for example, 60 ms) (step 49). . When this answer is NO, it is determined that the execution condition is not satisfied, and the
一方、上記ステップ49の答がYESのとき、すなわち、EGRの停止中、モータデューティ比MDUTY=0の状態において、乖離度合DV0がしきい値DREF以上である状態が第3時間TREF3以上、継続したときには、EGR停止時学習の実行条件が成立しているとして、その学習許可フラグF_LRNE/Sを「1」にセットし(ステップ50)、本処理を終了する。 On the other hand, when the answer to step 49 is YES, that is, while the EGR is stopped, the state in which the deviation degree DV0 is equal to or greater than the threshold value DREF continues for the third time TREF3 or more when the motor duty ratio MDUTY = 0. In some cases, assuming that the execution condition of learning at EGR stop is satisfied, the learning permission flag F_LRNE / S is set to “1” (step 50), and this process is terminated.
図7は、図3のステップ5で実行される全閉制御処理のサブルーチンである。前述したように、この全閉制御処理は、これまでに説明した図4〜図6の判定処理による判定の結果、バッテリキャンセル時学習、フィードバック制御時学習またはEGR停止時学習の実行条件が成立しているときに実行される。
FIG. 7 is a subroutine for the fully closed control process executed in
本処理では、まずステップ51において、全閉制御終了フラグF_CONVSEが「1」であるか否かを判別する。後述するように、この全閉制御終了フラグF_CONVSEは、全閉制御の開始後、所定時間が経過したときに、全閉制御を終了すべきとして、「1」にセットされるものである。したがって、このステップ51の答がYESのときには、そのまま本処理を終了する。
In this process, first, in
上記ステップ51の答がNOのときには、フィードバック制御時の学習許可フラグF_LRNF/Bが「1」であるか否か、および、開方向ずれフラグF_DOPENが「1」であるか否かを、それぞれ判別する(ステップ52、53)。ステップ52の答がYESで、ステップ53の答がNOのとき、すなわち、今回の全閉位置学習がフィードバック制御時学習であり、かつEGR弁開度LEGRの開方向ずれが発生していないと判定されているときには、ステップ54〜56において、モータへの通電を停止する通電停止制御を実行する。
When the answer to step 51 is NO, it is determined whether the learning permission flag F_LRNF / B at the time of feedback control is “1” and whether the opening direction deviation flag F_DOPEN is “1”. (Steps 52 and 53). When the answer to step 52 is YES and the answer to step 53 is NO, that is, it is determined that the current fully closed position learning is learning during feedback control, and that there is no deviation in the opening direction of the EGR valve opening LEGR. when it is, in
まずステップ54では、通電停止制御完了フラグF_MDUTY0Eが「1」であるか否かを判別する。この答がNOで、通電停止制御が完了していないときには、モータデューティ比MDUTYを0に設定し(ステップ55)、モータへの通電を停止する。次に、この通電停止の開始時からの経過時間を計時するタイマの値TM_MDUTY0が、第4所定時間TREF4(例えば10ms)以上であるか否かを判別する(ステップ56)。この答がNOのときには、そのまま本処理を終了する。
First, in
一方、上記ステップ56の答がYESのとき、すなわち、EGRモータ15への通電停止の開始後、第4所定時間TREF4が経過したときには、通電停止制御を終了するものとして、通電停止制御完了フラグF_MDUTY0Eを「1」にセットし(ステップ57)、本処理を終了する。
On the other hand, when the answer to step 56 is YES, that is, when the fourth predetermined time TREF4 has elapsed after the start of the energization stop of the
このステップ57が実行されると、本処理の次回の実行サイクルにおいて前記ステップ54の答がYESになり、その場合には、ステップ58に進み、全閉制御を開始する。また、前記ステップ53の答がYESで、開方向ずれフラグF_DOPEN=1のとき、または、前記ステップ52の答がNOで、学習許可フラグF_LRNF/B=0のときには、ステップ58に直接、進む。
When
以上のように、全閉位置学習の実行条件が成立した場合、その全閉位置学習がフィードバック制御時学習で、EGR弁開度LEGRの開方向ずれが発生していないと判定されているときには、通電停止制御を実行した後、全閉制御が開始される。これに対し、全閉位置学習がフィードバック制御時学習で、開方向ずれが発生していると判定されているとき、または全閉位置学習がバッテリキャンセル時学習もしくはEGR停止時学習のときには、通電停止制御を実行することなく、全閉制御が直ちに開始される。 As described above, when the execution condition of the fully closed position learning is established, when the fully closed position learning is feedback control learning and it is determined that the opening direction deviation of the EGR valve opening LEGR has not occurred, After the energization stop control is executed, the fully closed control is started. In contrast, when the fully closed position learning is feedback control learning and it is determined that a deviation in the opening direction has occurred, or when the fully closed position learning is battery cancel learning or EGR stop learning, energization is stopped. Fully closed control is immediately started without executing control.
この全閉制御では、まずステップ58において、モータデューティ比MDUTYを負の所定値DUTYN(例えば−15%)に設定する。これにより、EGR弁14は、EGRモータ15によって全閉方向に駆動され、その駆動力が復帰ばね19の付勢力に加えてEGR弁14に作用することにより、その弁体14bが弁座12aに強制的に押し当てられる。
In this fully closed control, first, in
次に、この全閉制御の開始時からの経過時間を計時するタイマの値TM_MDUTYNが、第5所定時間TREF5以上であるか否かを判別する(ステップ59)。この答がNOのときには、そのまま本処理を終了する。
Next, it is determined whether or not a timer value TM_MDUTYN that measures the elapsed time from the start of the fully closed control is equal to or greater than a fifth predetermined time TREF5 (step 59). If the answer to this question is NO, you present process is immediately terminated.
一方、上記ステップ59の答がYESのとき、すなわち、全閉制御の開始後、第5所定時間TREF5が経過したときには、全閉制御を終了すべきとして、全閉制御終了フラグF_CONVSEを「1」にセットし(ステップ60)、本処理を終了する。これは、全閉制御により、EGR弁14の弁体14bが弁座12aに長時間、押し当てられることに起因する、それらの摩耗や劣化などの不具合を回避するためである。
On the other hand, when the answer to step 59 is YES, that is, when the fifth predetermined time TREF5 has elapsed after the start of the fully closed control, the fully closed control end flag F_CONVSE is set to “1”. (Step 60), and this process is terminated. This is to avoid problems such as wear and deterioration caused by the
図8は、図3のステップ6で実行される学習値算出処理のサブルーチンである。本処理では、まずステップ61において、全閉制御中に検出されたEGR弁開度センサ21の検出電圧値EGRLADをサンプリングする。具体的には、本処理の実行サイクルごとに、検出電圧値EGRLADをバッファの所定の記憶部に順次、記憶させることによって、所定のN個の検出電圧値EGRLAD(EGRLAD1〜EGRLADn)をストックする。
FIG. 8 is a subroutine of learning value calculation processing executed in
次に、ストックされたN個の検出電圧値EGRLADのうちの最大値MAXEGRLADと最小値MINEGRLADとの差を、電圧値変化幅DLADとして算出する(ステップ62)。次いで、算出した電圧値変化幅DLADが所定値DLADREF以下であるか否かを判別する(ステップ63)。 Next, a difference between the maximum value MAXEGRLAD and the minimum value MINEGRLAD among the N detected voltage values EGRLAD stored is calculated as a voltage value change width DLAD (step 62). Next, it is determined whether or not the calculated voltage value change width DLAD is equal to or smaller than a predetermined value DLADREF (step 63).
このステップ63の答がNOのときには、検出された検出電圧値EGRLADが安定していないとして、そのまま本処理を終了する。この場合には、次回以降の前記ステップ61のサンプリングにおいて、最先の検出電圧値EGRLAD1を除外し、検出された検出電圧値EGRLADを最新のEGRLADnとして加えることによって、N個のストック状態が保持される。
When the answer to step 63 is NO, it is determined that the detected voltage value EGRLAD detected is not stable, and this process is ended as it is. In this case, N sampling states are maintained by excluding the earliest detected voltage value EGRLAD1 and adding the detected voltage value EGRLAD as the latest EGRLADn in the sampling of the
そして、前記ステップ63の答がYESで、電圧値変化幅DLAD≦所定値DLADREFになったときに、検出電圧値EGRLADが安定したとして、そのときの最新の電圧検出値EGRLADnを、全閉学習値の今回値EGRVZR0として算出する(ステップ64)。 When the answer to step 63 is YES and the voltage value variation width DLAD ≦ the predetermined value DLADREF, the detected voltage value EGRLAD is assumed to be stable, and the latest voltage detected value EGRLADn at that time is set to the fully closed learning value. The current value EGRVZR0 is calculated (step 64).
次に、バッテリキャンセル時の学習許可フラグF_LRNB/Cが「1」であるか否かを判別する(ステップ65)。この答がYESで、今回の全閉位置学習がバッテリキャンセル時学習のときには、上記ステップ64で算出した今回値EGRVZR0をそのまま、新たな全閉学習値EGRVZRとして算出する(ステップ66)。次に、バッテリキャンセル時の学習完了フラグF_LRNB/CEを「1」にセットし(ステップ67)、本処理を終了する。 Next, it is determined whether or not the learning permission flag F_LRNB / C at the time of battery cancellation is “1” (step 65). If the answer to this question is YES and the current fully closed position learning is the battery cancellation learning, the current value EGRVZR0 calculated in step 64 is directly calculated as a new fully closed learning value EGRVZR (step 66). Next, the learning completion flag F_LRNB / CE at the time of battery cancellation is set to “1” (step 67), and this process is terminated.
一方、前記ステップ65の答がNOで、今回の全閉位置学習がフィードバック制御時学習またはEGR停止時学習のときには、全閉学習値の前回値EGRVZRZと今回値EGRVZR0との単純平均値を、新たな全閉学習値EGRVZRとして算出する(ステップ68)。 On the other hand, if the answer to step 65 is NO and the current fully closed position learning is learning during feedback control or EGR stop learning, the simple average value of the previous value EGRVZRZ and the current value EGRVZR0 of the fully closed learning value is newly set. The fully closed learning value EGRVZR is calculated (step 68).
次に、フィードバック制御時の学習許可フラグF_LRNF/Bが「1」であるか否かを判別する(ステップ69)。この答がYESで、今回の全閉位置学習がフィードバック制御時学習のときには、その学習完了フラグF_LRNF/BEを「1」にセットする(ステップ70)。一方、ステップ69の答がNOで、全閉位置学習がEGR停止時学習のときには、その学習完了フラグF_LRNE/SEを「1」にセットし(ステップ71)、本処理を終了する。 Next, it is determined whether or not the learning permission flag F_LRNF / B during feedback control is “1” (step 69). If the answer is YES and the current fully closed position learning is the feedback control learning, the learning completion flag F_LRNF / BE is set to “1” (step 70). On the other hand, if the answer to step 69 is NO and the fully closed position learning is EGR stop time learning, the learning completion flag F_LRNE / SE is set to “1” (step 71), and this process ends.
図9〜図11は、これまでに説明した全閉位置学習処理によって得られる動作例を示す。図9は、EGRのフィードバック制御時、EGR弁開度LEGRの開方向ずれが発生していない場合の例である。 9 to 11 show operation examples obtained by the fully closed position learning process described so far. FIG. 9 is an example of a case where no deviation in the opening direction of the EGR valve opening degree LEGR occurs during EGR feedback control.
この例では、時点t1において、EGRの停止状態からフィードバック制御が開始され、フィードバック制御時の学習完了フラグF_LRNF/BEが「0」にリセットされる。このフィードバック制御中、モータデューティ比MDUTYは、EGR弁開度LEGRが目標開度LCMDになるようにフィードバック制御される。 In this example, at time t1, feedback control is started from the EGR stop state, and the learning completion flag F_LRNF / BE during feedback control is reset to “0”. During this feedback control, the motor duty ratio MDUTY is feedback controlled so that the EGR valve opening degree LEGR becomes the target opening degree LCMD.
その後、目標開度LCMDが0に設定されるのに応じて、EGR弁開度LEGRが減少し、0近傍の所定値LREF以下になる(時点t2)とともに、その状態が第1所定時間TREF1、継続したときに(時点t3)、EGR弁開度LEGRの開方向ずれが発生していない状態で、フィードバック制御時学習の実行条件が成立したとして、開方向ずれフラグF_DOPENが「0」にセットされる(図5のステップ28)とともに、学習許可フラグF_LRNF/Bが「1」にセットされ(図5のステップ29)、全閉位置学習が開始される。
Thereafter, as the target opening degree LCMD is set to 0, the EGR valve opening degree LEGR decreases and becomes equal to or less than a predetermined value LREF in the vicinity of 0 (time point t2), and this state is the first predetermined time TREF1, When continuing (time t3), the opening direction deviation flag F_DOPEN is set to “0” on the assumption that the execution condition of the feedback control learning is satisfied in the state where the opening direction deviation of the EGR valve opening LEGR has not occurred. (
また、この場合には、開方向ずれフラグF_DOPEN=0で、図7のステップ53の答がNOになるため、全閉制御に先立ち、モータデューティ比MDUTYを0に設定する(図7のステップ55)ことによって、EGRモータ15の通電停止制御が開始される。これにより、EGR弁14は、復帰ばね19の付勢によって、全閉位置の付近に確実に位置した状態になる。
In this case, since the opening direction deviation flag F_DOPEN = 0 and the answer to step 53 in FIG. 7 is NO, the motor duty ratio MDUTY is set to 0 (
その後、第4所定時間TREF4が経過したときに(時点t4)、通電停止制御が終了するとともに、モータデューティ比MDUTYを負の所定値DUTYNに設定する(図7のステップ58)ことによって、全閉制御が開始される。これにより、EGR弁14がEGRモータ15で全閉位置側に駆動されることによって、弁体14bが弁座12aに強制的に押し当てられる。
Thereafter, when the fourth predetermined time TREF4 elapses (time point t4), the energization stop control is finished, and the motor duty ratio MDUTY is set to a negative predetermined value DUTYN (
そして、この全閉制御中にサンプリングされたEGR弁開度センサ21の検出電圧値EGRLADに基づき、図8の学習算出処理により、前述した所定の算出条件が成立したときに(時点t5)、全閉学習値の今回値EGRVZR0が算出される(図8のステップ64)とともに、この今回値EGRVZR0と前回値EGRVZRZとの単純平均値が、新たな全閉学習値EGRVZRとして算出される(図8のステップ68)。そして、学習完了フラグF_LRNF/BEが「1」にセットされる(図8のステップ70)とともに、学習許可フラグF_LRNF/Bが「0」にリセットされ(図5のステップ22)、全閉位置学習が完了する。
Then, based on the detected voltage value EGRLAD detected by the EGR
図10は、EGRのフィードバック制御時、EGR弁開度LEGRの開方向ずれが発生している場合の動作例を示す。この例では、時点t6において、EGRのフィードバック制御が開始されるとともに、このフィードバック制御中、目標開度LCMDが0に設定される(時点t7)。その後、EGR弁開度LEGRが所定値LREFよりも大きな状態が第2所定時間TREF2、継続したときに(時点t8)、EGR弁開度LEGRの開方向ずれが発生している状態で、フィードバック制御時学習の実行条件が成立したとして、開方向ずれフラグF_DOPENが「1」にセットされる(図5のステップ31)とともに、学習許可フラグF_LRNF/Bが「1」にセットされ(図5のステップ29)、全閉位置学習が開始される。
FIG. 10 shows an operation example in the case where a deviation in the opening direction of the EGR valve opening degree LEGR has occurred during EGR feedback control. In this example, EGR feedback control is started at time t6, and the target opening degree LCMD is set to 0 during this feedback control (time t7). Thereafter, when the state in which the EGR valve opening degree LEGR is larger than the predetermined value LREF continues for the second predetermined time TREF2 (time point t8), feedback control is performed in a state in which the opening direction deviation of the EGR valve opening degree LEGR has occurred. Assuming that the time learning execution condition is satisfied, the opening direction deviation flag F_DOPEN is set to “1” (
この場合には、開方向ずれフラグF_DOPEN=1で、図7のステップ53の答がYESになるため、EGRモータ15の通電停止制御は実行されず、全閉制御が直ちに開始される。その後の動作は、図9の場合と同様であり、全閉制御中にサンプリングされたEGR弁開度センサ21の検出電圧値EGRLADに基づき、所定の算出条件が成立したときに(時点t9)、全閉学習値の今回値EGRVZR0と前回値EGRVZRZとの単純平均値が、新たな全閉学習値EGRVZRとして算出される。また、学習完了フラグF_LRNF/BEが「1」に、学習許可フラグF_LRNF/Bが「0」にそれぞれセットされ、全閉位置学習が完了する。
In this case, since the opening direction deviation flag F_DOPEN = 1 and the answer to step 53 in FIG. 7 is YES, the energization stop control of the
図11は、EGR停止時学習の場合の動作例を示す。この例では、モータデューティ比MDUTYを0に設定したEGRの停止中、EGR弁開度センサ21の検出電圧値EGRLADが全閉学習値EGRVZRから乖離し始め(時点t10)、その後、両者の差である乖離度合DV0が徐々に増大している。また、それに伴い、EGR弁開度LEGRも目標開度LCMD(=0)に対して同様に推移している。
FIG. 11 shows an operation example in the case of EGR stop learning. In this example, while the EGR with the motor duty ratio MDUTY set to 0 is stopped, the detected voltage value EGRLAD of the EGR
そして、乖離度合DV0が所定のしきい値DREF以上になる(時点t11)とともに、その状態が第3所定時間TREF3、継続したときに(時点t12)、図6のステップ49の答がYESになることで、EGR停止時学習の実行条件が成立したとして、その学習許可フラグF_LRNE/Sが「1」にセットされる(図6のステップ50)。また、それと同時に、モータデューティ比MDUTYを負の所定値DUTYNに設定する(図7のステップ58)ことで、全閉制御が直ちに開始される。
When the deviation degree DV0 becomes equal to or greater than the predetermined threshold value DREF (time t11) and the state continues for the third predetermined time TREF3 (time t12), the answer to step 49 in FIG. 6 becomes YES. As a result, the learning permission flag F_LRNE / S is set to “1” (
その後の動作は、図9および図10の場合と同様であり、全閉制御中にサンプリングされたEGR弁開度センサ21の検出電圧値EGRLADに基づき、所定の算出条件が成立したときに(時点t13)、全閉学習値の今回値EGRVZR0と前回値EGRVZRZとの単純平均値が、新たな全閉学習値EGRVZRとして算出される。また、学習完了フラグF_LRNE/SEが「1」にセットされる(図8のステップ71)とともに、学習許可フラグF_LRNE/Sが「0」にリセットされ(図6のステップ42)、全閉位置学習が完了する。
The subsequent operation is the same as in the case of FIGS. 9 and 10, and when a predetermined calculation condition is established based on the detected voltage value EGRLAD of the EGR
なお、図示しないが、バッテリキャンセルが行われた場合には、例えば、その後のイグニッションスイッチのON直後に、バッテリキャンセル時学習の実行条件が成立したとして、その学習許可フラグF_LRNB/Cが「1」にセットされる(図4のステップ13)とともに、全閉制御が直ちに開始される(図7のステップ58)。また、全閉制御中にサンプリングされたEGR弁開度センサ21の検出電圧値EGRLADに基づいて、全閉学習値の今回値EGRVZR0が算出されるとともに、そのまま新たな全閉学習値EGRVZRとして更新される(図8のステップ66)。
Although not shown, when battery cancellation is performed, for example, immediately after the ignition switch is turned on, the learning permission flag F_LRNB / C is set to “1” assuming that the execution condition of learning at the time of battery cancellation is satisfied. (
以上のように、本実施形態によれば、EGR弁14の全閉位置学習を行う際、全閉制御に先立ち、通電停止制御によって、EGRモータ15への通電を第4所定時間TREF4、停止する。これにより、EGR弁14は、復帰ばね19の付勢によって全閉位置側に駆動され、全閉位置の付近に確実に位置した状態になる。そして、この状態から全閉制御を開始することによって、EGR弁14をEGRモータ15で全閉方向に駆動し、その弁体14bを弁座12aに押し当てるので、このときのEGR弁14の押当て速度を、過大でない適切な範囲に確実に抑制でき、したがって、EGR弁14、弁座12aや、EGRモータ15を含むEGR弁機構13の破損などの不具合を確実に回避することができる。
As described above, according to the present embodiment, when the fully closed position learning of the
また、EGR弁開度LEGRの開方向ずれが発生していると判定されたときには、通電停止制御を実行することなく、全閉制御を実行するので、上述した不具合を生じることなく、全閉位置学習を短時間で終了させることができる。さらに、EGRのフィードバック制御中、目標開度LCMDが0に設定されている状態において、第2所定時間TREF2が経過しても、EGR弁開度LEGRが0近傍の所定値LREFを上回っているときに、開方向ずれが発生していると判定する。したがって、この開方向ずれの有無を的確に判定できるとともに、その判定結果に基づいて、全閉制御に先立つ通電停止制御の可否を適切に決定することができる。 Further, when it is determined that the opening direction deviation of the EGR valve opening LEGR has occurred, the fully closed control is executed without executing the energization stop control. Learning can be completed in a short time. Further, during the EGR feedback control, when the target opening degree LCMD is set to 0 and the EGR valve opening degree LEGR exceeds the predetermined value LREF in the vicinity of 0 even if the second predetermined time TREF2 has elapsed. Then, it is determined that an opening direction deviation has occurred. Therefore, the presence / absence of the opening direction deviation can be accurately determined, and whether or not the energization stop control prior to the fully closed control can be appropriately determined based on the determination result.
また、バッテリの交換または充電が行われたときに、EGR弁14の全閉位置学習として、バッテリキャンセル時学習を実行するので、バッテリキャンセルに伴うバッテリの電圧特性の変化に起因する全閉学習値EGRVZRのずれを補償しながら、その更新を適切に行うことができる。
Further, when battery replacement or charging is performed, learning at the time of battery cancellation is executed as learning of the fully closed position of the
さらに、EGRの停止に伴ってEGRモータ15への通電が停止されている状態において、EGR弁開度センサ21の検出電圧値EGRLADと既存の全閉学習値EGRVZRとの乖離度合DLADが所定のしきい値DREF以上である状態が、第3所定時間TREF3以上、継続したときに、EGR弁14の全閉位置学習として、EGR停止時学習を実行する。これにより、既存の全閉学習値EGRVZRのずれを随時、監視しながら、全閉位置の再学習を適切なタイミングで行うことで、全閉学習値EGRVZRの更新を適切に行うことができる。
Further, in a state where energization to the
また、バッテリキャンセル時学習が実行された場合には、それにより得られた全閉学習値の今回値EGRVZR0を、そのまま全閉学習値EGRVZRとして更新する一方、フィードバック制御時学習またはEGR停止時学習が実行された場合には、全閉学習値の今回値EGRVZR0と前回値EGRVZRZとの平均値を、全閉学習値EGRVZRとして更新する。このように、全閉学習値EGRVZRの最終的な算出手法を全閉位置学習の原因に応じて使い分けることによって、全閉学習値EGRVZRの更新をさらに適切に行うことができる。 Further, when learning at the time of battery cancellation is executed, the current value EGRVZR0 of the fully closed learning value obtained thereby is updated as it is as the fully closed learning value EGRVZR, while learning at feedback control or learning at EGR stop is performed. When executed, the average value of the current value EGRVZR0 of the fully closed learning value and the previous value EGRVZRZ is updated as the fully closed learning value EGRVZR. In this way, by properly using the final calculation method of the fully closed learning value EGRVZR according to the cause of the fully closed position learning, the fully closed learning value EGRVZR can be updated more appropriately.
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、EGR弁14の検出開度のずれを判定するためのパラメータとして、フィードバック制御時学習の実行判定では、EGR弁開度LEGRを用い、EGR弁停止時学習の実行判定では、EGR弁開度センサ21の検出電圧値EGRVLADを用いているが、この関係を逆にしてもよい。
In addition, this invention can be implemented in various aspects, without being limited to the described embodiment. For example, in the embodiment, as a parameter for determining the deviation of the detected opening of the
また、EGR弁停止時学習の実行判定において、検出電圧値EGRVLADと全閉学習値EGRVZRとの乖離度合として、両者の差の絶対値DV0を用いているが、これに限らず、両者の比を用いてもよい。さらに、フィードバック制御時学習およびEGR弁停止時学習において、最終的な全閉学習値EGRVZRを、その今回値EGRVZRと前回値EGRVZRZを用いて算出する際、両者の単純平均値を用いているが、加重平均値を用いてもよいことはもちろんである。 In addition, in the execution determination of learning when the EGR valve is stopped, the absolute value DV0 of the difference between the detected voltage value EGRVLAD and the fully closed learning value EGRVZR is used, but not limited to this, the ratio between the two is used. It may be used. Furthermore, in learning at the time of feedback control and learning at the time of EGR valve stop, when calculating the final fully closed learning value EGRVZR using the current value EGRVZR and the previous value EGRVZRZ, both simple average values are used. Of course, a weighted average value may be used.
また、実施形態では、EGR弁14の全閉位置学習の対象を、EGR弁14の全閉位置(LEGR=0)において出力されるべきオフセット電圧VOFFSETとしているが、これに限らず、例えば全閉位置においてEGR弁開度EGRを0に補正するための補正値を学習の対象としてもよい。
In the embodiment, the target for learning the fully closed position of the
さらに、実施形態は、本発明をエンジン3のEGR弁14に適用した例であるが、本発明は、モータで駆動され、全閉位置においてストッパに当接するなどの要件を満たす限り、他の適当なバルブ、例えば実施形態のインテークシャッタ7に適用してもよく、あるいは内燃機関以外に用いられるバルブに適用してもよい。また、実施形態では、EGR通路12に形成された弁座12aがストッパとして兼用されているが、別個のストッパを有してもよいことはもちろんである。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
Further, the embodiment is an example in which the present invention is applied to the
2 ECU(全閉制御手段、全閉位置学習手段、開方向ずれ判定手段、目標開度設 定手段、フィードバック制御手段、バッテリキャンセル時全閉位置学習手段、 全閉位置再学習手段)
12 EGR通路(気体通路)
12a 弁座(ストッパ)
14 EGR弁(バルブ)
15 EGRモータ(モータ)
19 復帰ばね(付勢部材)
21 EGR弁開度センサ(バルブ開度検出手段)
EGRLAD 検出電圧値(バルブの開度)
LEGR EGR弁開度(バルブの開度)
LCMD EGR弁の目標開度
MDUTY モータデューティ比(モータに通電する電流)
EGRVZR 全閉学習値(バルブの全閉位置、学習値)
EGRVZR0 全閉学習値の今回値(学習値の今回値)
EGRVZRZ 全閉学習値の前回値(既存の学習値)
LREF 所定値
DV0 乖離度合
DREF しきい値
TREF2 第2所定時間
TREF4 第4所定時間(第1所定時間)
2 ECU (fully closed control means, fully closed position learning means, open direction deviation judging means, target opening setting means, feedback control means, fully closed position learning means upon battery cancellation, fully closed position relearning means)
12 EGR passage (gas passage)
12a Valve seat (stopper)
14 EGR valve (valve)
15 EGR motor (motor)
19 Return spring (biasing member)
21 EGR valve opening sensor (valve opening detecting means)
EGRLAD detection voltage (valve opening)
LEGR EGR valve opening (valve opening)
Target opening of LCMD EGR valve MDUTY Motor duty ratio (current applied to motor)
EGRVZR fully closed learning value (valve fully closed position, learning value)
EGRVZR0 Current value of fully closed learning value (current value of learning value)
EGRVZRZ Last closed learning value (existing learning value)
LREF predetermined value DV0 Deviation degree DREF threshold value TREF2 second predetermined time TREF4 fourth predetermined time (first predetermined time)
Claims (6)
電流の通電によって作動し、前記バルブを駆動するモータと、
前記バルブの開度を検出するバルブ開度検出手段と、
前記バルブが当接することによって、当該バルブを全閉位置に位置決めするストッパと、
前記バルブを全閉位置側に付勢する付勢部材と、
前記バルブの全閉位置を学習するための所定の実行条件が成立したときに、前記モータを駆動することによって、前記バルブを全閉方向に駆動し、前記ストッパに強制的に押し当てる全閉制御を実行する全閉制御手段と、
前記全閉制御中に検出された前記バルブの検出開度に基づいて、当該バルブの全閉位置を学習する全閉位置学習手段と、
前記バルブの目標開度を設定する目標開度設定手段と、
前記バルブの検出開度が前記設定された目標開度になるように、前記モータに通電する電流をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、を備え、
前記全閉制御手段は、前記フィードバック制御中、前記目標開度が0に設定されているときに、前記全閉制御を実行するとともに、当該全閉制御に先立ち、前記モータへの通電を第1所定時間、停止する通電停止制御を実行することを特徴とするバルブの全閉位置学習装置。 A valve provided in the gas passage for controlling the flow rate of the gas flowing through the gas passage;
A motor that operates by energization of current and drives the valve;
A valve opening degree detecting means for detecting the opening degree of the valve;
A stopper that positions the valve in a fully closed position by contacting the valve;
A biasing member that biases the valve toward the fully closed position;
Full-closed control for driving the valve in the fully-closed direction and forcibly pressing the stopper against the stopper by driving the motor when a predetermined execution condition for learning the fully-closed position of the valve is satisfied. A fully-closed control means for executing
A fully closed position learning means for learning the fully closed position of the valve based on the detected opening of the valve detected during the fully closed control;
Target opening setting means for setting the target opening of the valve;
As detected opening degree of the previous SL valve becomes equal to the target opening degree which is the set, and a feedback control means for feedback controlling a current supplied to said motor,
The full-close control means executes the full-close control when the target opening is set to 0 during the feedback control, and first energizes the motor before the full-close control. A valve fully-closed position learning device that performs energization stop control for stopping for a predetermined time.
前記全閉制御手段は、前記開方向ずれが発生していると判定されたときには、前記通電停止制御を実行することなく、前記全閉制御を実行し、前記開方向ずれが発生していないと判定されたときには、前記通電停止制御を実行した後、前記全閉制御を実行することを特徴とする、請求項1に記載のバルブの全閉位置学習装置。 Further comprising an opening direction deviation determining means for determining whether or not an opening direction deviation in which the detected opening degree of the valve is shifted in the opening direction with respect to the actual opening degree of the valve has occurred,
When it is determined that the opening direction deviation has occurred, the full closing control means executes the full closing control without executing the energization stop control, and the opening direction deviation has not occurred. 2. The valve fully closed position learning device according to claim 1, wherein when the determination is made, the energization stop control is executed, and then the fully closed control is executed. 3.
当該全閉制御中に検出された前記バルブの検出開度に基づいて、当該バルブの全閉位置を学習するバッテリキャンセル時全閉位置学習手段をさらに備えることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれかに記載のバルブの全閉位置学習装置。 The full-closed control means executes the full-closed control when a battery that is a power source of the valve opening degree detecting means is replaced or charged.
The battery closing full-closed position learning means for learning the full-closed position of the valve based on the detected opening degree of the valve detected during the full-closed control is further provided. The valve fully closed position learning device according to any one of the above.
当該全閉制御中に検出された前記バルブの検出開度に基づいて、当該バルブの全閉位置を再度、学習する全閉位置再学習手段をさらに備えることを特徴とする、請求項4に記載のバルブの全閉位置学習装置。 The full-closed control means is detected in a state where energization to the motor is stopped along with the stop of the control of the gas flow rate when there is an existing learning value of the full-closed position of the valve. When the degree of deviation between the detected opening of the valve and the existing learning value is equal to or greater than a predetermined threshold value, the full-closed control is executed,
Based on the detected degree of opening of the valve which is detected in the whole-closing Dear, a fully closed position of the valve again, and further comprising a fully closed position again learning means for learning, according to claim 4 Valve fully closed position learning device.
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