JP6220135B2

JP6220135B2 - 排気再循環装置

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Publication number: JP6220135B2
Application number: JP2013051637A
Authority: JP
Inventors: 横山　宗一; 宗一横山; 秀幸菅原
Original assignee: Mikuni Corp
Current assignee: Mikuni Corp
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2033-03-14
Also published as: JP2014177885A

Description

本発明は、電子制御バルブの制御に関する。

従来、バルブをＰＩＤ（ＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌＩｎｔｅｇｒａｌＤｅｒｉｖａｔｉｖｅ）制御などのフィードバック制御により電子制御する技術が知られている。この技術による制御対象のバルブとして、例えば、エンジンの吸気バルブや排気バルブが挙げられる。このようなバルブの制御において、制御機構のパーツ間の摩擦抵抗を原因とするヒステリシスが発生することにより、制御対象の実測値が要求目標値に到達しないという問題があった。このような問題を解消し、吸気バルブのポジションフィードバック制御則により算出された制御量が増加または減少に転じた場合にヒステリシス補正を行うことにより、ヒステリシスフリクションを有する制御対象の駆動機構を、実測値から要求目標値に向けて迅速且つ精度良く制御することを可能とするバルブ制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

なお、関連する技術として、制御弁の目標開閉位置に対応する入力データと制御弁の現開閉位置の検出データとの偏差量または偏差量を入力とするＰＩ制御量演算による出力値に基づいてヒステリシスを補正する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００８−２０２４８４号公報国際公開第０１／０６３１１４号公報

上述の特許文献１及び特許文献２に記載の技術は、吸気バルブやＥＧＲ（ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）バルブをその制御対象とするものである。これらの吸気バルブやＥＧＲバルブには、バルブを開方向又は閉方向に付勢するスプリングが設けられており、このスプリングが主要因として駆動特性にヒステリシスを有することが知られている。その他、機械的構造によりヒステリシスを有するものもあるが、これらのヒステリシスを有する駆動特性は機械的構造による機械的なヒステリシス量であることからあらかじめ把握しておくことにより補正することが可能である。しかしながら、排気バルブには、吸気バルブやＥＧＲバルブとは異なる要因によってバルブの制御性が悪くなる、という問題がある。排気バルブは、吸気バルブやＥＧＲバルブとは異なり、エンジンにより駆動される車体の排気管途中に設置されるために外部に晒されており、浸水する可能性がある。このような浸水を防止することを目的として、排気バルブの可動部近傍にシール材が設けられている。このシール材と可動部が接触することによりフリクションが増加し、ヒステリシス特性が不安定となる。具体的には、シール材の弾性によりバルブが押し回されてしまったり、押し戻されてしまったりして、目標開度指令値に対して目標開度に達しないなどの問題がある。シール材のように温度によって弾性が変化する要素を有する場合、ヒステリシス量を予め定めることは難しく、この結果としてバルブの制御性が低下するという問題がある。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、シール材と可動部とが接触する排気バルブの制御性を向上させることができる排気再循環装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明の一態様は、内燃機関に空気を導入するための吸気通路と前記内燃機関の排気ガスを大気に導出するための排気通路とを連通する排気循環通路と、前記排気通路において該排気通路から前記排気循環通路へ分岐する分岐位置より下流に設けられる排気バルブと、該排気バルブの開度を制御する制御装置とを備える排気再循環装置であって、前記排気バルブは、前記排気通路の排気量を調整するジスクと、該ジスクを回動する動力を伝達する回転軸と、前記排気通路を気密するように前記回転軸の軸周りに配されたシール材とを有し、前記制御装置は、前記排気バルブが所定の目標開度から前記排気バルブの変位方向に所定の範囲内にあると判断した場合に前記目標開度に対する前記排気バルブの実開度の偏差を算出し、前記偏差が正の場合には、前記排気バルブの開度を所定の駆動力で開き方向へ変位させ、前記偏差が負の場合には、前記排気バルブの開度を所定の駆動力で閉じ方向へ変位させることを特徴とする。

本発明によれば、シール材と可動部とが接触する排気バルブの制御性を向上させることができる。

本実施の形態に係る排気再循環装置を示す模式図である。排気バルブの構成を示す模式図である。ＥＣＵのハードウェア構成を示すブロック図である。制御装置の機能構成を示す機能ブロック図である。判断処理の動作を示すフローチャートである。定常状態補正処理の動作を示すフローチャートである。過渡状態補正処理の動作を示すフローチャートである。過渡状態補正処理の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

まず、本実施の形態に係る排気再循環装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る排気再循環装置を示す模式図である。

図１に示すように、本実施の形態に係る排気再循環装置１は、エンジン１１、吸気通路１２、排気通路１３、排気循環通路１４、排気バルブ２１、モータ２２、ポジションセンサ２３、ＥＣＵ（ＥｎｇｉｎｅＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）２４、過給機３１、ＥＧＲ（ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）バルブ４１を備える。

排気再循環装置１は、図示しない吸気バルブによる吸気を吸気通路１２を介してエンジン１１に供給し、エンジン１１による燃料の燃焼により生じた排気を排気通路１３を介して外部に排出する。また、排気再循環装置１は、吸気をエンジン１１に供給する際、排気循環通路１４を介して排気の一部を吸気に混合し、エンジン１１に吸入させる。

エンジン１１は、自動車等の車両の内燃機関である。吸気通路１２はエンジン１１に空気を導入するためのパイプである。排気通路１３は、エンジン１１の排気を大気に導出するためのパイプである。排気循環通路１４は、吸気通路１２と排気通路１３を連通し、排気通路１３を通った排気を吸気通路１２へ導入するためのパイプである。排気バルブ２１は、エンジン吸排気システム１の排気側、具体的には、排気通路１３から排気循環通路１４へ分岐する分岐位置より下流に設けられ、その開度によってエンジン１１からの排気量を制御するものである。モータ２２は、排気バルブ２１を駆動するアクチュエータとしての直流モータである。ポジションセンサ２３は、排気バルブ２１の開度を検出するものである。ＥＣＵ２４は、プロセッサとメモリを備え、エンジン１１に係る各種動作を制御するマイクロコントローラであり、本実施例においては、ポジションセンサ２３により検出された排気バルブ２１の位置に基づいて、モータ２２の動作を操作するものとする。また、過給器３１は、エンジン１１へ空気を送り込む装置である。また、ＥＧＲバルブ４１は、吸気に混合される排気量を制御するものである。

次に、排気バルブについて説明する。図２は、排気バルブの構成を示す模式図である。

図２に示すように、排気バルブ２１は、排気上流側パイプ２１３ａと排気下流側パイプ２１３ｂとの間に取り付けられるバタフライバルブである。また、排気バルブ２１は、バルブ側にジスク２１１、ボデー２１２、ステム２１４、リング２１５ａ及び２１５ｂ、気密シール２１６を備える。更に、排気バルブ２１は、駆動（モータ２２）側にシャフト２１９、ボデー２２０、シャフトシール２２１、ギヤ２１８ａ及び２１８ｂを備える。また、排気バルブ２１は、シャフト２１９とステム２１４を接続するリンク機構２２２を備える。

ジスク２１１は、円盤状の部材であり、全閉時に排気上流側パイプ２１３ａから排気下流側パイプ２１３ｂへの排気の流入を防止し、その開度により排気再循環通路１４へ送る排気の流量を調整する。ボデー２１２は、排気バルブ２１におけるバルブ側のハウジングであり、軸受けとして機能するとともに、排気通路を形成する。ステム２１４は、ジスク２１１を回動自在に支持し、ボデー２１２に保持されており、モータ２２の駆動力をジスク２１１へ伝達する。また、リング２１５ａ及び２１５ｂは、ステム２１４をボデー２１２に保持するとともに、排気通路を密閉する。また、気密シール２１６は、ステム２１４の軸周りに配され、ステム２１４により貫通されるボデー２１２からの排気の流出を防止することにより排気通路を密閉する。ここで排気通路を密閉するとは、排気バルブ２１が全閉状態である場合において、少なくとも排気方向については排気通路１３を塞ぎ、排気通路１３を気密することを示す。

ギヤ２１８ａ及び２１８ｂは、モータ２２の駆動力をシャフト２１９へ伝達する。また、シャフト２１９は、リンク機構２２２を介して駆動力をステム２１４に伝達する。また、ボデー２２０は、排気バルブ２１における駆動側のハウジングであり、モータ２２などを密閉する。また、シャフトシール２２１は、ボデー２２０とシャフト２１９との間に設けられた補助付きリップシールであり、外部からボデー２２０への水や異物の浸入を防止する。また、リンク機構２２２は、上述したようにシャフト２１９とステム２１４とを接続し、シャフト２１９にかかる駆動力をステム２１４へ伝達する。

このような排気バルブ２１においては、気密シール２１６とステム２１４及びシャフトシール２２１とシャフト２１９のフリクションなどシール材と回転軸とのフリクションが不安定となる。その要因としては、気密シール２１５が排気に圧迫されることによりステム２１４との接触面積が変化すること、シャフトシール２２１への水や異物の浸入などにより摩擦係数が変化すること、などが挙げられる。

また、ジスク２１１の角度によっては、ジスク２１１上の回転軸を境として、排気により受ける圧力が異なる状態となる場合がある。このような場合、圧力差によりジスク２１１が動き、排気バルブ２１の制御性が低下する。また、排気バルブ２１は図示しない非線形スプリングを備え、ジスク２１１にはこの非線形スプリングにより閉方向への力が加えられるが、荷重によってバネレートが変化するために、排気バルブ２１の制御性が低下する。なお、本実施形態における回転軸とはモータ２２の駆動力をジスク２１１へ伝達する際に回転するシャフト２１９又はステム２１４を指す。

次に、ＥＣＵのハードウェア構成について説明する。図３は、ＥＣＵのハードウェア構成を示すブロック図である。

図３に示すように、ＥＣＵ２４は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）２４１、メモリ２４２、入出力インターフェイス２４３、駆動回路２４４を備える。ＣＰＵ２４１及びメモリ２４２は、協働して排気バルブ２１の制御に係る処理を行う。また、入出力インターフェイス２４３はＣＰＵ２４１の入出力に係るインターフェイスであり、ＣＰＵ２４１はこの入出力インターフェイス２４３を介してポジションセンサ２３による検出結果を取得するとともに、入出力インターフェイス２４３を介してモータ２２の操作量に応じた信号を駆動回路２４４に出力する。この駆動回路２４４は、モータ２２をＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御するＰＷＭ回路であり、入力された信号の大きさに応じてパルス幅のデューティ比を変更することによりモータ２２を駆動する。

次に、制御装置の機能構成について説明する。なお、本実施の形態において、ＥＣＵが制御装置として機能するものとする。図４は、制御装置の機能構成を示す機能ブロック図である。なお、以降の説明においては、制御対象を排気バルブ２１の開度に限定する。

図４に示すように、制御装置５は、操作量算出部５１、状態判断部５２、第１補正部５３、第２補正部５４を機能として備える。なお、これらの機能は、上述したＣＰＵ２４１及びメモリ２４２が協働することにより実現されるものとする。

操作量算出部５１は、目標とする排気バルブ２１の開度である目標開度の値（目標値）と、フィードバックとしてのポジションセンサ２３により検出された排気バルブ２１の実開度（現在値）とに基づくＰＩＤ制御によりモータ２２に対する操作量を算出する。排気バルブ２１の目標開度は、エンジンの回転数、吸気圧力、吸気温度などのエンジン状態によって決められる。

なお、本実施の形態において、排気バルブ２１の可動域は９０°とし、モータ２２の駆動に係る分解能を３０４７とする。よって、本実施の形態においては、０．０２３度単位で排気バルブ２１の開度を制御することとなる。また、操作量を正方向に増加させた場合に排気バルブ２１は開方向に制御されるものとする。また、排気バルブ２１の制御は、所定のサンプリング周期でなされるものとする。

状態判断部５２は、排気バルブ２１が定常状態または過渡状態のいずれであるかを判断する判断処理を行う。この判断処理については後述する。第１補正部５３は、状態判断部５２に定常状態と判断された場合に後述する定常状態補正処理を行う。第２補正部５４は、状態判断部５２に過渡状態と判断された場合に後述する過渡状態補正処理を行う。なお、定常状態補正処理及び過渡状態補正処理によりヒステリシス補正値が算出され、このヒステリシス補正値は操作量算出部５１により算出された操作量に積分可算される。

次に、判断処理について説明する。図５は、判断処理の動作を示すフローチャートである。

図５に示すように、まず、状態判断部５２は、制御偏差が０か否かを判断する（Ｓ１０１）。ここで制御偏差とは、排気バルブ２１の目標値と現在値とに基づく制御偏差を示すものとする。

制御偏差が０ではない場合（Ｓ１０１，ＮＯ）、状態判断部５２は、操作量算出部５１により演算された目標値が変更されたか否かを判断する（Ｓ１０２）。

目標値が変更された場合（Ｓ１０２，ＹＥＳ）、状態判断部５２は、排気バルブ２１が定常状態であるか過渡状態であるかを示す変数ｇｃに対して、過渡状態を示す０を代入し（Ｓ１０３）、再度、制御偏差が０であるか否かを判断する（Ｓ１０１）。

一方、目標値が変更されない場合（Ｓ１０２，ＮＯ）、状態判断部５２は、制御偏差の符号が反転したか否かを判断する（Ｓ１０４）。ここで、状態判断部５２は、前回の制御偏差と比較することにより、現時点での制御偏差の符号が反転したか否かを判断するものとする。

制御偏差の符号が反転した場合（Ｓ１０４，ＹＥＳ）、状態判断部５２は、制御偏差の絶対値が３０ＬＳＢ以下か否かを判断する（Ｓ１０５）。

制御偏差の絶対値が３０ＬＳＢ以下である場合（Ｓ１０５，ＹＥＳ）、状態判断部５２は、変数ｇｃに対して、定常状態を示す１を代入し（Ｓ１０６）、再度、制御偏差が０か否かを判断する（Ｓ１０１）。

一方、制御偏差の絶対値が３０ＬＳＢより大きい場合（Ｓ１０５，ＮＯ）、状態判断部５２は、変数ｇｃに対して、過渡状態を示す０を代入し（Ｓ１０３）、再度、制御偏差が０か否かを判断する（Ｓ１０１）。

また、ステップＳ１０４の判断において、偏差の符号が反転していない場合（Ｓ１０４，ＮＯ）、状態判断部５２は、変数ｇｃに対して、過渡状態を示す０を代入し（Ｓ１０３）、再度、制御偏差が０か否かを判断する（Ｓ１０１）。

また、ステップＳ１０１の判断において、制御偏差が０である場合（Ｓ１０１，ＹＥＳ）、状態判断部５２は、変数ｇｃに対して、定常状態を示す１を代入し（Ｓ１０６）、再度、制御偏差が０か否かを判断する（Ｓ１０１）。

上述したように、状態判断部５２は、制御偏差が０である場合と、目標値が変更されない状態において制御偏差の符号が反転し、且つ制御偏差の絶対値が所定の値以下である場合とに、排気バルブ２１が定常状態であると判断する。つまり、状態判断部５２は、排気バルブ２１が所定の目標開度から前記排気バルブの変位方向に所定の範囲内にあるかどうか判断する。具体的には、状態判断部５２は、目標開度が増加し、且つ排気バルブ２１の開度が目標開度から開方向に所定範囲内である場合、または目標開度が減少し、且つ排気バルブ２１の開度が目標開度から閉方向に所定範囲内である場合に、排気バルブ２１が定常状態であると判断する。なお、上述の処理において、状態判断部５２は、変数ｇｃへの代入後、次のサンプルを待機するものとする。

次に、定常状態補正処理について説明する。図６は、定常状態補正処理の動作を示すフローチャートである。

図６に示すように、まず、第１補正部５３は、変数ｇｃが１であるか否かを判断する（Ｓ２０１）。

変数ｇｃが１である場合（Ｓ２０１，ＹＥＳ）、第１補正部５３は、制御偏差が０か否かを判断する（Ｓ２０２）。

制御偏差が０ではない場合（Ｓ２０２，ＮＯ）、第１補正部５３は、制御偏差が正値であるか否かを判断する（Ｓ２０３）。

制御偏差が正値である場合（Ｓ２０３，ＹＥＳ）、第１補正部５３は、カウンタ変数ｈｙｓｓｐｃに０を代入して初期化し（Ｓ２０４）、所定の正の補正値をヒステリシス補正値として出力して、排気バルブ２１を開方向に所定量だけ変位させ（Ｓ２０５）、変数ｈｙｓｓｐｃをインクリメントして（Ｓ２０６）、次のサンプルを待機し、変数ｇｃが１であるか否かを判断する（Ｓ２０７）。

変数ｇｃが１である場合（Ｓ２０７，ＹＥＳ）、第１補正部５３は、制御偏差が０であるか否かを判断する（Ｓ２０８）。

制御偏差が０ではない場合（ステップＳ２０８，ＮＯ）、第１補正部５３は、変数ｈｙｓｓｐｃが所定の閾値を示す変数であるｍａｘｃ以上であるか否かを判断する（Ｓ２０９）。

変数ｈｙｓｓｐｃが変数ｍａｘｃ以上である場合（Ｓ２０９、ＹＥＳ）、第１補正部５３は、定常状態補正処理を終了する。

一方、変数ｈｙｓｓｐｃが変数ｍａｘｃより小さい場合（Ｓ２０９，ＮＯ）、第１補正部５３は、再度、所定の正の補正値をヒステリシス補正値として出力する（Ｓ２０５）。

また、ステップＳ２０８の判断において、制御偏差が０である場合（Ｓ２０８，ＹＥＳ）、第１補正部５３は、定常状態補正処理を終了する。

また、ステップＳ２０７の判断において、変数ｇｃが１ではない場合（Ｓ２０７，ＮＯ）、第１補正部５３は、定常状態補正処理を終了する。

また、ステップＳ２０３の判断において、制御偏差が負値である場合（Ｓ２０３，ＮＯ）、第１補正部５３は、変数ｈｙｓｓｍｃに０を代入して初期化し（Ｓ２１０）、所定の負の補正値をヒステリシス補正値として出力して、排気バルブ２１を閉方向に所定量だけ変位させ（Ｓ２１１）、変数ｈｙｓｓｍｃをインクリメントして（Ｓ２１２）、次のサンプルを待機し、変数ｇｃが１であるか否かを判断する（Ｓ２１３）。

変数ｇｃが１である場合（Ｓ２１３，ＹＥＳ）、第１補正部５３は、制御偏差が０であるか否かを判断する（Ｓ２１４）。

制御偏差が０ではない場合（ステップＳ２１４，ＮＯ）、第１補正部５３は、変数ｈｙｓｓｍｃが変数ｍａｘｃ以上であるか否かを判断する（Ｓ２１５）。

変数ｈｙｓｓｍｃが変数ｍａｘｃ以上である場合（Ｓ２１５，ＹＥＳ）、第１補正部５３は、定常状態補正処理を終了する。

一方、変数ｈｙｓｓｍｃが変数ｍａｘｃより小さい場合（Ｓ２１５，ＮＯ）、第１補正部５３は、所定の負の補正値をヒステリシス補正値として出力する（Ｓ２１１）。

また、ステップＳ２１４の判断において、制御偏差が０である場合（Ｓ２１４，ＹＥＳ）、第１補正部５３は、定常状態補正処理を終了する。

また、ステップＳ２１３の判断において、変数ｇｃが１ではない場合（Ｓ２１３，ＮＯ）、第１補正部５３は、定常状態補正処理を終了する。

また、ステップＳ２０１の判断において、変数ｇｃが１ではない場合（Ｓ２０１，ＮＯ）、第１補正部５３は、次のサンプルを待機し、再度、変数ｇｃが１であるか否かを判断する（Ｓ２０１）。

上述したように、第１補正部５３は、定常状態において制御偏差がある場合、その符号に応じて所定のヒステリシス補正値を出力する。また、第１補正部５３は、ヒステリシス補正値の出力において、制御偏差が０にならず、且つヒステリシス補正値の出力回数が所定の閾値に達しない限り、所定のヒステリシス補正値を段階的に出力し続ける。つまり、第１補正部５３が複数回に分けてヒステリシス補正値を出力することにより、排気バルブ２１は目標開度に向かって段階的に変位して近づく。このような動作により、定常状態における排気バルブ２１の制御性を向上させることができる。具体的には、上述したシール材と回転軸とのフリクションのような、不安定な挙動を示す要素のために予測することができないヒステリシスに対して、機械的なヒステリシスに対する補正値よりも小さな補正値、つまり小さな駆動力を段階的に付加することにより、排気バルブ２１の制御性を向上させることができる。

次に、過渡状態補正処理について説明する。図７及び図８は、過渡状態補正処理の動作を示すフローチャートである。

図７に示すように、まず、第２補正部５４は、変数ｇｃが０であるか否かを判断する（Ｓ３０１）。

変数ｇｃが０である場合（Ｓ３０１，ＹＥＳ）、第２補正部５４は、排気バルブ２１の動作方向が開方向であるか否かを判断する（Ｓ３０２）。

排気バルブ２１の動作方向が開方向である場合（Ｓ３０２，ＹＥＳ）、第２補正部５４は、所定の正の補正値をヒステリシス補正値として出力して（Ｓ３０３）、次のサンプルを待機し、変数ｇｃが０であるか否かを判断する（Ｓ３０４）。

変数ｇｃが０である場合（Ｓ３０４，ＹＥＳ）、第２補正部５４は、変数ｍｎｓが１且つ変数ｐｌｓが０であるか否かを判断する（Ｓ３０５）。

ここで、変数ｍｎｓ及び変数ｐｌｓについて説明する。変数ｍｎｓは、前回サンプルの操作量に対して現在のサンプルの操作量が減少しており、且つ前回サンプルの操作量が前々回サンプルの操作量に対して減少していない場合に１となり、それ以外の場合に０となる。また、変数ｐｌｓは、前回サンプルの操作量に対して現在のサンプルの操作量が増加しており、且つ前回サンプルの操作量が前々回サンプルの操作量に対して増加していない場合に１となり、それ以外の場合に０となる。

変数ｍｎｓが１且つ変数ｐｌｓが０である場合（Ｓ３０５，ＹＥＳ）、第２補正部５４は、所定の負の補正値をヒステリシス補正値として出力して（Ｓ３０６）、次のサンプルを待機し、変数ｇｃが０であるか否かを判断する（Ｓ３０７）。

ステップＳ３０２の判断において、排気バルブ２１の動作方向が閉方向である場合（Ｓ３０２，ＮＯ）、第２補正部５４は、所定の負の補正値をヒステリシス補正値として出力して（Ｓ３０８）、次のサンプルを待機し、変数ｇｃが０であるか否かを判断する（Ｓ３０９）。

変数ｇｃが０である場合（Ｓ３０９，ＹＥＳ）、第２補正部５４は、変数ｐｌｓが１且つ変数ｍｎｓが０であるか否かを判断する（Ｓ３１０）。

変数ｐｌｓが１且つ変数ｍｎｓが０である場合（Ｓ３１０，ＹＥＳ）、第２補正部５４は、所定の正の補正値をヒステリシス補正値として出力して（Ｓ３１１）、次のサンプルを待機し、変数ｇｃが０であるか否かを判断する（Ｓ３１２）。

変数ｇｃが０である場合（Ｓ３１２，ＹＥＳ）、第２補正部５４は、変数ｍｎｓが１且つ変数ｐｌｓが０であるか否かを判断する（Ｓ３０５）。

一方、変数ｇｃが０ではない場合（Ｓ３１２，ＮＯ）、図８に示すように、第２補正部５４は、過渡状態補正処理を終了する。

また、ステップＳ３０７の判断において、変数ｇｃが０である場合（Ｓ３０７，ＹＥＳ）、第２補正部５４は、変数ｐｌｓが１且つ変数ｍｎｓが０であるか否かを判断する（Ｓ３１０）。

また、ステップＳ３０７及びＳ３１２の判断において、変数ｇｃが０ではない場合（Ｓ３０７，ＮＯ／Ｓ３１２，ＮＯ）、いずれの場合も、図８に示すように、第２補正部５４は、過渡状態補正処理を終了する。

また、ステップＳ３０５の判断において、変数ｍｎｓが１且つ変数ｐｌｓが０ではない場合（Ｓ３０５，ＮＯ）、及びステップＳ３１０の判断において、変数ｐｌｓが１且つ変数ｍｎｓが０ではない場合（Ｓ３１０，ＮＯ）、いずれの場合も、図８に示すように、第２補正部５４は、後述するステップＳ３１３の処理を行う。

また、ステップＳ３０１の判断において、変数ｇｃが０ではない場合（Ｓ３０１，ＮＯ）、第２補正部５４は、次のサンプルを待機し、再度、変数ｇｃが０であるか否かを判断する（Ｓ３０１）。

ここで、ステップＳ３１３移行の処理について説明する。図８に示すように、第２補正部５４は、図８に示すように、補正値０を出力して（Ｓ３１３）、次のサンプルを待機し、変数ｇｃが０であるか否かを判断する（Ｓ３１４）。

変数ｇｃが０である場合（Ｓ３１４，ＹＥＳ）、第２補正部５４は、変数ｍｎｓが１且つ変数ｐｌｓが０であるか否かを判断する（Ｓ３１５）。

変数ｍｎｓが１且つ変数ｐｌｓが０である場合（Ｓ３１５，ＹＥＳ）、第２補正部５４は、図７に示すように、所定の負の補正値をヒステリシス補正値として出力する（Ｓ３０６）

一方、変数ｍｎｓが１且つ変数ｐｌｓが０ではない場合（Ｓ３１５，ＮＯ）、第２補正部５４は、図７に示すように、所定の正の補正値をヒステリシス補正値として出力する（Ｓ３１１）。

また、ステップＳ３１４の判断において、変数ｇｃが０ではない場合（Ｓ３１４，ＮＯ）、第２補正部５４は、過渡状態補正処理を終了する。

上述したように、第２補正部５４は、過渡状態において、操作量が減少に転じた場合に負の補正値を出力し、操作量が増加に転じた場合に正の補正値を出力する。これにより、排気バルブ２１は、過渡状態では所定のヒステリシス量を補償する駆動力を付加され、変位する。このような動作により、過渡状態における排気バルブ２１の制御性を向上させることができる。具体的には、変動が少ない機械的なヒステリシス量を補償することができる。なお、第２補正部５４による補正値は、第１補正部５３による補正値よりも大きいものとし、この補正値は、予めわかっている機械的なヒステリシス量に設定されるものとする。

以上、説明したように、本実施の形態に係る制御装置５によれば、定常状態及び過渡状態に応じてヒステリシス補正値を出力することにより、特に定常状態において、排気バルブ２１の目標開度への整定性を向上させることができる。具体的には、気密シール２１５とステム２１４との接触面積の変化、シャフトシール２２１へ水や異物が浸入することによる摩擦係数の変化、ジスク２１１が排気により受ける圧力の差、非線形スプリングのバネレートの変化などを要因とする不安定なヒステリシスによる排気バルブ２１の制御性の低下を防ぐことができる。

本発明は、その要旨または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、前述の実施の形態は、あらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、何ら拘束されない。更に、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、全て本発明の範囲内のものである。

１排気再循環装置、５制御装置、１１エンジン、１２吸気通路、１３排気通路、１４排気循環通路、２１排気バルブ、２２モータ、２３ポジションセンサ、２４ＥＣＵ、３１過給機、４１ＥＧＲバルブ、５１操作量算出部、５２状態判断部、５３第１補正部、５４第２補正部、２１１ジスク、２１２ボデー、２１４ステム、２１５ａ／２１５ｂリング、２１６気密シール、２１８ａ／２１８ｂギヤ、２１９シャフト、２２０ボデー、２２１シャフトシール、２２２リンク機構、２４１ＣＰＵ、２４２メモリ、２４３入出力インターフェイス、２４４駆動回路。

Claims

内燃機関に空気を導入するための吸気通路と前記内燃機関の排気ガスを大気に導出するための排気通路とを連通する排気循環通路と、前記排気通路において該排気通路から前記排気循環通路へ分岐する分岐位置より下流に設けられる排気バルブと、該排気バルブの開度を制御する制御装置とを備える排気再循環装置であって、
前記排気バルブは、前記排気通路の排気量を調整するジスクと、該ジスクを回動する動力を伝達する回転軸と、前記排気通路を気密するように前記回転軸の軸周りに配されたシール材とを有し、
前記制御装置は、
目標開度と前記排気バルブの実開度との偏差に基づいて前記排気バルブの操作量を算出する操作量算出部と、
前記排気バルブが前記目標開度から前記排気バルブの変位方向に所定の範囲内にあるか否かを判断する判断部と、
前記判断部により前記排気バルブが前記目標開度から前記排気バルブの変位方向に所定の範囲内にあると判断された場合、前記偏差が正の場合には、前記操作量に加算される補正値として、前記排気バルブの開度を開き方向へ変位させる所定の第１補正値を出力し、前記偏差が負の場合には、前記補正値として、前記排気バルブの開度を閉じ方向へ変位させる所定の第２補正値を出力する補正部とを備えることを特徴とする排気再循環装置。
前記補正部は、前記偏差がゼロになるまで継続して前記第１補正値または前記第２補正値を出力し、
前記補正値は前記操作量に積分加算されることを特徴とする、
請求項１に記載の排気再循環装置。