JP6377316B2 - Valve control device - Google Patents

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Description

本発明は、電子制御バルブを制御するバルブ制御装置に関する。   The present invention relates to a valve control device that controls an electronic control valve.

従来、バルブをPID(Proportional Integral Derivative)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、エンジンを冷却する冷却水の流量を制御する冷却水バルブが挙げられる。この冷却水バルブは、冷却水を冷却するラジエータ近傍を通過する経路への冷却水の流量を、その開度により調節可能にするものである。また、このラジエータ近傍を通過する経路を通る冷却水は、エンジン近傍のウォータージャケットへ供給される。また、このような冷却水バルブを用いるエンジンの冷却システムによれば、冷却水バルブの開度を制御することにより、ウォータージャケットへ供給される冷却水の流量が調節され、その結果として冷却水により冷却されるエンジンの温度を調節することができる。   Conventionally, a technique for electronically controlling a valve by feedback control such as PID (Proportional Integral Derivative) control is known. As a valve to be controlled by this technique, for example, a cooling water valve for controlling the flow rate of cooling water for cooling the engine can be cited. This cooling water valve enables the flow rate of the cooling water to the path passing through the vicinity of the radiator for cooling the cooling water to be adjusted by the opening degree. Further, the cooling water passing through the path passing through the vicinity of the radiator is supplied to a water jacket in the vicinity of the engine. Further, according to the engine cooling system using such a cooling water valve, the flow rate of the cooling water supplied to the water jacket is adjusted by controlling the opening degree of the cooling water valve, and as a result, the cooling water The temperature of the cooled engine can be adjusted.

上述のエンジンの冷却システムにおいて、冷却水バルブの制御は、エンジンの温度を調節するために目標とする冷却水の温度に基づいて算出された目標開度と、冷却水バルブの実開度とに基づくPID制御により行われ、実開度が目標開度に達した場合に、冷却水バルブを駆動するモータに対する通電を停止していた。   In the engine cooling system described above, the cooling water valve is controlled based on the target opening calculated based on the target cooling water temperature for adjusting the engine temperature and the actual opening of the cooling water valve. When the actual opening reaches the target opening, the energization to the motor that drives the cooling water valve is stopped.

また、関連する技術として、冷却水温センサの出力信号のA/D変換値に基づいて算出したモータ初期温度から、TVCのモータの許容通電時間を演算することにより、TCVの実バルブ開度を目標バルブ開度に制御する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。   As a related technique, the actual valve opening of the TCV is set as a target by calculating the allowable energization time of the TVC motor from the initial motor temperature calculated based on the A / D conversion value of the output signal of the cooling water temperature sensor. A technique for controlling the valve opening is known (for example, see Patent Document 1).

特開2009−150328号公報JP 2009-150328 A

しかしながら、冷却水バルブには、その機械的構成に起因する非線形なフリクションが存在し、このようなフリクションなどを要因として、モータの通電を停止した後にオーバーシュートあるいはアンダーシュートが生じ、目標開度に留まることができない場合がある。このような場合、通電を停止後に、再度モータに対して通電を開始して冷却水バルブを目標開度に到達させる必要があり、結果として、目標開度到達後の消費電力が増大するという問題がある。このような問題は、冷却水バルブに限らず、非線形なフリクションを持つ全てのバルブに起こり得る問題である。   However, the cooling water valve has non-linear friction due to its mechanical configuration. Due to such friction, overshoot or undershoot occurs after the motor is de-energized, and the target opening is reduced. You may not be able to stay. In such a case, after energization is stopped, it is necessary to start energization of the motor again and cause the cooling water valve to reach the target opening, resulting in an increase in power consumption after reaching the target opening. There is. Such a problem is not limited to the cooling water valve, and may occur in all valves having nonlinear friction.

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、バルブの制御において、目標開度到達後の消費電力を低減することができるバルブ制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a valve control device capable of reducing power consumption after reaching a target opening degree in valve control.

上述した課題を解決するため、本発明の一態様は、バルブを開方向または閉方向に駆動する駆動装置を制御するバルブ制御装置であって、前記バルブの開度の目標値と前記バルブの開度の実測値との偏差に基づいて前記駆動装置の操作量を算出する操作量算出部と、前記バルブの開度が前記目標値に達したかどうかを判断する判断部と、前記判断部により前記バルブの開度が前記目標値に達したと判断された場合、前記操作量算出部により算出された操作量に基づいて、該操作量とは異なる操作量である補正量を算出する補正量算出部とを備える。   In order to solve the above-described problem, one aspect of the present invention is a valve control device that controls a driving device that drives a valve in an opening direction or a closing direction, and includes a target value of the valve opening and an opening of the valve. An operation amount calculation unit that calculates an operation amount of the driving device based on a deviation from an actual measurement value of the degree, a determination unit that determines whether or not an opening degree of the valve has reached the target value, and the determination unit A correction amount for calculating a correction amount that is an operation amount different from the operation amount based on the operation amount calculated by the operation amount calculation unit when it is determined that the opening degree of the valve has reached the target value A calculation unit.

本発明によれば、バルブの制御において、目標開度到達後の消費電力を低減することができる。   According to the present invention, power consumption after reaching the target opening can be reduced in the control of the valve.

本実施の形態に係るエンジン冷却システムを示す模式図である。It is a mimetic diagram showing an engine cooling system concerning this embodiment. 冷却水バルブとシール部材を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a cooling water valve | bulb and a sealing member. ウォームギヤを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a worm gear. ECUのハードウェア構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the hardware constitutions of ECU. バルブ制御装置の機能構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the function structure of a valve control apparatus. 補正処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of a correction process. 補正量の出力パターンAを示す図である。It is a figure which shows the output pattern A of a correction amount. 補正量の出力パターンBを示す図である。It is a figure which shows the output pattern B of the correction amount. 補正量の出力パターンCを示す図である。It is a figure which shows the output pattern C of a correction amount. 補正量の出力パターンDを示す図である。It is a figure which shows the output pattern D of a correction amount. 補正量の出力パターンEを示す図である。It is a figure which shows the output pattern E of the correction amount.

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。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、本実施の形態に係るエンジン冷却システムについて説明する。図1は、本実施の形態に係るエンジン冷却システムを示す模式図である。   First, the engine cooling system according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing an engine cooling system according to the present embodiment.

図1に示すように、本実施の形態に係るエンジン冷却システム1は、エンジン11、ウォータージャケット12、ウォーターポンプ13、冷却水バルブ21、モータ22、ポジションセンサ23、水温センサ24、ECU(Engine Control Unit)31、ラジエータ41、ヒータ42、スロットル43、メイン流路パイプ91、サブ流路パイプ92、バイパス流路パイプ93を備える。   As shown in FIG. 1, the engine cooling system 1 according to the present embodiment includes an engine 11, a water jacket 12, a water pump 13, a cooling water valve 21, a motor 22, a position sensor 23, a water temperature sensor 24, an ECU (Engine Control). Unit) 31, a radiator 41, a heater 42, a throttle 43, a main flow path pipe 91, a sub flow path pipe 92, and a bypass flow path pipe 93.

エンジン冷却システム1は、メイン流路パイプ91、サブ流路パイプ92、またはバイパス流路パイプ93を介して冷却水を循環させ、ウォータージャケット12によりエンジン11の温度を制御する。   The engine cooling system 1 circulates cooling water through the main flow path pipe 91, the sub flow path pipe 92, or the bypass flow path pipe 93, and controls the temperature of the engine 11 by the water jacket 12.

エンジン11は、自動車等の車両の内燃機関である。ウォータージャケット12は、エンジン11近傍に備えられ、その内部の冷却水によりエンジン11を冷却するものである。メイン流路パイプ91は、ラジエータ41に冷却水を流入させるものである。サブ流路パイプ92は、ヒータ42及びスロットル43に冷却水を流入させるものである。バイパス流路パイプ93は、ウォータージャケット12から流出した冷却水をウォーターポンプ13に流入させるものである。なお、ラジエータ41、ヒータ42及びスロットル43に流入した冷却水はウォーターポンプ13に流入する。ウォーターポンプ13は、ウォータージャケット12に冷却水を流入させるものである。ラジエータ41は、冷却水を冷却するものである。ヒータ42は、車室内を暖めるものである。スロットル43は、エンジン11への呼気の流入量を制御するものである。   The engine 11 is an internal combustion engine of a vehicle such as an automobile. The water jacket 12 is provided in the vicinity of the engine 11 and cools the engine 11 with cooling water therein. The main flow path pipe 91 allows cooling water to flow into the radiator 41. The sub passage pipe 92 allows cooling water to flow into the heater 42 and the throttle 43. The bypass flow path pipe 93 allows the cooling water flowing out from the water jacket 12 to flow into the water pump 13. The cooling water that has flowed into the radiator 41, the heater 42, and the throttle 43 flows into the water pump 13. The water pump 13 allows cooling water to flow into the water jacket 12. The radiator 41 cools the cooling water. The heater 42 warms the passenger compartment. The throttle 43 controls the amount of exhaled air flowing into the engine 11.

冷却水バルブ21は、ロータリ式のバルブであり、外周面の一部に開口部が設けられ、その開度によってメイン流路パイプ91及びサブ流路パイプ92へ冷却水を流入させるものである。モータ22は、冷却水バルブ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、冷却水バルブ21の周方向の位置を検出することにより、メイン流路パイプ91及びサブ流路パイプ92に対する冷却水バルブ21の開度を検出するものである。水温センサ24は、冷却水の温度を検出するものである。ECU31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、水温センサ24及びポジションセンサ23により検出された冷却水バルブ21の位置及び冷却水の温度に基づいて、モータ22の動作を操作するものとする。   The cooling water valve 21 is a rotary valve, and an opening is provided in a part of the outer peripheral surface, and the cooling water flows into the main flow path pipe 91 and the sub flow path pipe 92 according to the opening degree. The motor 22 is a DC motor as an actuator that drives the cooling water valve 21. The position sensor 23 detects the opening degree of the cooling water valve 21 relative to the main flow path pipe 91 and the sub flow path pipe 92 by detecting the circumferential position of the cooling water valve 21. The water temperature sensor 24 detects the temperature of the cooling water. The ECU 31 includes a processor and a memory, and is a microcontroller that controls various operations related to the engine 11. In this embodiment, the ECU 31 detects the position of the cooling water valve 21 and the cooling water detected by the water temperature sensor 24 and the position sensor 23. It is assumed that the operation of the motor 22 is operated based on the temperature.

上述のような構成により、冷却水は、メイン流路パイプ91を経由して循環することでラジエータ41により冷却され、バイパス流路パイプ93を経由する場合は冷却されずに循環する。また、エンジン冷却システム1は、冷却水バルブ21の開度により冷却水の循環経路を切り替え、また、メイン流路パイプ91への冷却水の流入量を制御することによりエンジン11の温度を制御する。   With the configuration described above, the cooling water is cooled by the radiator 41 by circulating through the main flow path pipe 91, and is circulated without being cooled when passing through the bypass flow path pipe 93. Further, the engine cooling system 1 controls the temperature of the engine 11 by switching the cooling water circulation path according to the opening degree of the cooling water valve 21 and controlling the amount of cooling water flowing into the main passage pipe 91. .

次に、冷却水バルブとシール部材について説明する。図2は、冷却水バルブとシール部材を示す模式図である。   Next, the cooling water valve and the seal member will be described. FIG. 2 is a schematic view showing a cooling water valve and a seal member.

図2に示すように、メイン流路パイプ91及びサブ流路パイプ92の冷却水流入口近傍には、それぞれ、その外周を覆うようにシール部材91a,92aが設けられている。また、冷却水バルブ21は、回転軸21aを軸として周方向に回転することにより、メイン流路パイプ91及びサブ流路パイプ92に対する開口部の位置を変更する。この開口部の位置により、メイン流路パイプ91及びサブ流路パイプ92へそれぞれ流入される冷却水の量が調整される。このような構成において、冷却水バルブ21とシール部材91a,92との間で非線形なフリクション、スティックスリップなどが発生する。この非線形なフリクションやスティックスリップは、停止した冷却水バルブが目標開度に留まることを妨げる要因となり得る。 As shown in FIG. 2, seal members 91 a and 92 a are provided in the vicinity of the cooling water inlet of the main flow path pipe 91 and the sub flow path pipe 92 so as to cover the outer periphery thereof. The cooling water valve 21 changes the position of the opening with respect to the main flow path pipe 91 and the sub flow path pipe 92 by rotating in the circumferential direction about the rotation shaft 21a. The amount of cooling water flowing into the main flow path pipe 91 and the sub flow path pipe 92 is adjusted by the position of the opening. In such a configuration, nonlinear friction, such as a stick slip occurs between the cooling water valve 21 and the seal member 91a, 92 a. This non-linear friction or stick slip can be a factor that prevents the stopped cooling water valve from staying at the target opening.

次に、ウォームギヤについて説明する。図3は、ウォームギヤを示す模式図である。   Next, the worm gear will be described. FIG. 3 is a schematic diagram showing the worm gear.

図3に示すように、モータ22による駆動力は、モータ22の回転軸に設けられたギヤ81、ギヤ81に噛み合うギヤ82、ギヤ82と同軸上に設けられて一体に回転するギヤ83、ギヤ83に噛み合うギヤ84、ギヤ84と同軸上に設けられて一体に回転するウォーム85を介して、ウォーム85に噛み合うウォームホイール86に伝達される。また、伝達された駆動力は、冷却水バルブ21の回転軸21aに接続されたウォームホイール86の回転軸86aにより冷却水バルブ21へ伝達される。このような駆動力の伝達においては、ギヤ間において様々な非線形摩擦が発生する。更に、ウォーム85とウォームホイール86により構成されるウォームギヤにおいては、ウォーム85のねじれ方向及びねじり角などを要因として方向性を持ったヒステリシスが発生する。このようなヒステリシスは、冷却水バルブ21が停止した後に、目標開度に達するまでの冷却水バルブ21の動作方向に関わらず、冷却水バルブ21が目標開度に対して、所定の方向に所定のずれを生じさせる要因となり得る。なお、本実施の形態において、ウォームギヤに起因するヒステリシスは、閉方向よりも開方向に大きいものとする。この場合、冷却水バルブ21は、目標開度に達した後、それまで開方向に動作していた場合は、順方向にずれが生じ、閉方向に動作していた場合は逆方向にずれが生じる。   As shown in FIG. 3, the driving force of the motor 22 includes a gear 81 provided on the rotation shaft of the motor 22, a gear 82 meshing with the gear 81, a gear 83 provided coaxially with the gear 82 and rotating integrally therewith, The gear 84 meshes with the gear 83, and the worm wheel 86 that is coaxially provided with the gear 84 and rotates integrally therewith, is transmitted to the worm wheel 86 that meshes with the worm 85. The transmitted driving force is transmitted to the cooling water valve 21 by the rotation shaft 86a of the worm wheel 86 connected to the rotation shaft 21a of the cooling water valve 21. In such driving force transmission, various nonlinear frictions occur between the gears. Further, in the worm gear constituted by the worm 85 and the worm wheel 86, a directional hysteresis is generated due to factors such as the twist direction and the twist angle of the worm 85. Such hysteresis is predetermined in a predetermined direction with respect to the target opening degree regardless of the operation direction of the cooling water valve 21 until the target opening degree is reached after the cooling water valve 21 is stopped. It can be a factor that causes the deviation. In the present embodiment, it is assumed that the hysteresis due to the worm gear is larger in the opening direction than in the closing direction. In this case, after the coolant valve 21 has reached the target opening degree, if it has been operated in the opening direction until then, the cooling water valve 21 is displaced in the forward direction, and if it has been operated in the closing direction, the displacement is reversed in the reverse direction. Arise.

次に、ECUのハードウェア構成について説明する。図4は、ECUのハードウェア構成を示すブロック図である。   Next, the hardware configuration of the ECU will be described. FIG. 4 is a block diagram showing a hardware configuration of the ECU.

図4に示すように、ECU31は、CPU(Central Processing Unit)311、メモリ312、入出力インターフェイス313、駆動回路314を備える。CPU311及びメモリ312は、協働して冷却水バルブ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313はCPU311の入出力に係るインターフェイスであり、CPU311はこの入出力インターフェイス313を介してポジションセンサ23及び水温センサ24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313を介してモータ22の操作量に応じた信号を駆動回路314に出力する。この駆動回路314は、モータ22をPWM(Pulse Width Modulation)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。   As shown in FIG. 4, the ECU 31 includes a CPU (Central Processing Unit) 311, a memory 312, an input / output interface 313, and a drive circuit 314. The CPU 311 and the memory 312 cooperate to perform processing related to the control of the cooling water valve 21. The input / output interface 313 is an interface related to the input / output of the CPU 311, and the CPU 311 acquires the detection results by the position sensor 23 and the water temperature sensor 24 through the input / output interface 313, and the motor through the input / output interface 313. A signal corresponding to the operation amount 22 is output to the drive circuit 314. The drive circuit 314 is a PWM circuit that controls the motor 22 by PWM (Pulse Width Modulation), and drives the motor 22 by changing the duty ratio of the pulse width according to the magnitude of the input signal.

次に、バルブ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、ECU31がバルブ制御装置として機能するものとする。図5は、バルブ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、制御対象を冷却水バルブ21の開度に限定する。 Next, the functional configuration of the valve control device will be described. In the present embodiment, it is assumed that the ECU 31 functions as a valve control device. FIG. 5 is a functional block diagram showing a functional configuration of the valve control device. In the following description, the control target is limited to the opening degree of the cooling water valve 21.

図5に示すように、バルブ制御装置5は、操作量算出部51、判断部52、補正量算出部53を機能として備える。なお、これらの機能は、上述したCPU311及びメモリ312が協働することにより実現されるものとする。   As shown in FIG. 5, the valve control device 5 includes an operation amount calculation unit 51, a determination unit 52, and a correction amount calculation unit 53 as functions. Note that these functions are realized by the cooperation of the CPU 311 and the memory 312 described above.

操作量算出部51は、エンジン11を目標温度とするために目標とするウォータージャケット12に対する冷却水の流量である目標流量に基づいて演算される、目標とする冷却水バルブ21の開度である目標開度の値としての目標値と、フィードバックとしてのポジションセンサ23により検出された冷却水バルブ21の実測値(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。なお、本実施の形態において、冷却水バルブ21の可動域は190°とし、モータ22の駆動に係る分解能を240として約0.344度単位で冷却水バルブ21の開度を制御するため、冷却水バルブ21の制御可動域は約82.6°となる。また、操作量を正方向に増加させた場合に冷却水バルブ21は開方向に制御されるものとする。また、冷却水バルブ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。 The operation amount calculation unit 51 is a target opening degree of the cooling water valve 21 calculated based on a target flow rate that is a flow rate of cooling water with respect to the target water jacket 12 in order to set the engine 11 to the target temperature. The operation amount for the motor 22 is calculated by PID control based on the target value as the target opening value and the actual measured value (current value) of the cooling water valve 21 detected by the position sensor 23 as feedback. In this embodiment, the movable range of the cooling water valve 21 is set to 190 °, for controlling the opening of the cooling water valve 21 and the resolution of the drive motor 22 and 240 at about 0.344 degree increments The control movable range of the cooling water valve 21 is about 82.6 ° . In addition, when the operation amount is increased in the positive direction, the cooling water valve 21 is controlled in the opening direction. In addition, the cooling water valve 21 is controlled at a predetermined sampling period.

判断部52は、制御偏差と目標開度の変更とに基づいて、冷却水バルブ21が目標開度に達したかどうかを判断する。   The determination unit 52 determines whether or not the coolant valve 21 has reached the target opening based on the control deviation and the change in the target opening.

また、補正量算出部53は、冷却水バルブ21が目標開度に達するまでの動作方向に応じて、それぞれ個別に補正量を算出する。なお、補正量算出部53は、目標開度に達するまでの動作方向を判定するため、操作量算出部51により算出された1サンプル前の操作量、または1サンプル前の制御偏差などを参照するものとするが、どのような手段を用いて動作方向を判定しても良い。なお、補正量算出部53により算出された補正量は、操作量として駆動回路314に出力されるものとする。   Further, the correction amount calculation unit 53 calculates the correction amount individually according to the operation direction until the cooling water valve 21 reaches the target opening degree. The correction amount calculation unit 53 refers to the operation amount one sample before calculated by the operation amount calculation unit 51, the control deviation one sample before, or the like in order to determine the operation direction until the target opening is reached. However, any means may be used to determine the operation direction. It is assumed that the correction amount calculated by the correction amount calculation unit 53 is output to the drive circuit 314 as an operation amount.

次に、判断処理について説明する。図6は、判断処理の動作を示すフローチャートである。なお、この処理において、操作量は操作量算出部によりすでに算出されているものとする。   Next, the determination process will be described. FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the determination process. In this process, it is assumed that the operation amount has already been calculated by the operation amount calculation unit.

図6に示すように、まず、判断部52は、前回サンプルの制御偏差が0であるか否かを判断する(S101)。   As shown in FIG. 6, first, the determination unit 52 determines whether or not the control deviation of the previous sample is 0 (S101).

前回サンプルの制御偏差が0ではない場合(S101,NO)、判断部52は、現サンプルでの制御偏差が0であるかどうかを判断する(S102)。   When the control deviation of the previous sample is not 0 (S101, NO), the determination unit 52 determines whether the control deviation of the current sample is 0 (S102).

現サンプルでの制御偏差が0である場合(S102,YES)、判断部52は、目標開度が変更されたかどうかを判断する(S103)。   When the control deviation in the current sample is 0 (S102, YES), the determination unit 52 determines whether the target opening degree has been changed (S103).

目標開度が変更されない場合(S103,NO)、補正量算出部53は、冷却水バルブ21が目標開度に達するまでの動作方向が開方向か否かを判断する(S104)。   When the target opening is not changed (S103, NO), the correction amount calculation unit 53 determines whether or not the operation direction until the coolant valve 21 reaches the target opening is the open direction (S104).

動作方向が開方向である場合(S104,YES)、補正量算出部53は、1サンプル前の操作量に基づいて、逆方向、つまり閉方向の補正量を算出し(S105)、その後、判断部52は、次のサンプルを待機し(S106)、再度、前回サンプルの制御偏差が0であるか否かを判断する(S101)。   When the operation direction is the open direction (S104, YES), the correction amount calculation unit 53 calculates the correction amount in the reverse direction, that is, the closing direction based on the operation amount one sample before (S105), and then determines The unit 52 waits for the next sample (S106), and again determines whether or not the control deviation of the previous sample is 0 (S101).

一方、動作方向が閉方向である場合(S104,NO)、補正量算出部53は、1サンプル前の操作量に基づいて、順方向、つまり方向の補正量を算出し(S107)、その後、判断部52は、次のサンプルを待機し(S106)、再度、前回サンプルの制御偏差が0であるか否かを判断する(S101)。 On the other hand, when the operation direction is the closing direction (S104, NO), the correction amount calculation unit 53 calculates the correction amount in the forward direction, that is, the closing direction based on the operation amount one sample before (S107), and thereafter The determination unit 52 waits for the next sample (S106), and again determines whether the control deviation of the previous sample is 0 (S101).

また、ステップS103の判断において目標開度が変更された場合(S103,YES)、判断部52は、次のサンプルを待機し(S106)、再度、前回サンプルの制御偏差が0であるか否かを判断する(S101)。   When the target opening is changed in the determination in step S103 (S103, YES), the determination unit 52 waits for the next sample (S106), and again determines whether the control deviation of the previous sample is 0 or not. Is determined (S101).

また、ステップS102の判断において現サンプルの制御偏差が0ではない場合(S102,NO)、判断部52は、次のサンプルを待機し(S106)、再度、前回サンプルの制御偏差が0であるか否かを判断する(S101)。   When the control deviation of the current sample is not 0 in the determination in step S102 (S102, NO), the determination unit 52 waits for the next sample (S106), and whether the control deviation of the previous sample is 0 again. It is determined whether or not (S101).

また、ステップS101の判断において前回サンプルの制御偏差が0である場合(S101,YES)、判断部52は、次のサンプルを待機し(S106)、再度、前回サンプルの制御偏差が0であるか否かを判断する(S101)。   If the control deviation of the previous sample is 0 in the determination in step S101 (S101, YES), the determination unit 52 waits for the next sample (S106), and whether the control deviation of the previous sample is 0 again. It is determined whether or not (S101).

次に、補正量について説明する。図7〜図11は、それぞれ、補正量の出力パターンA〜Eを示す図である。なお、図7〜図11における補正量は、操作量との比較のため、便宜上、操作量に対して順方向の補正量としている。   Next, the correction amount will be described. 7 to 11 are diagrams showing correction amount output patterns A to E, respectively. For the sake of convenience, the correction amount in FIGS. 7 to 11 is a forward correction amount with respect to the operation amount for comparison with the operation amount.

補正量算出部53により出力される補正量には、様々なパターンが考えられる。図7に示す出力パターンAは、直前の操作量に対してそれ以下の補正量を出力して減衰させたものである。また、図8に示す出力パターンBは、直前の操作量に対してそれ以上の補正量を出力して減衰させたものである。また、図9に示す出力パターンは、直前の操作量に対してそれ以下の補正量を減衰させながら所定の周期間隔で出力したものである。また、図10に示す出力パターンは、直前の操作量に対してそれ以下の絶対値である補正量を、所定の周期間隔で操作量に対して逆方向と順方向とを交互に切り替えながら出力してその絶対値を減衰させたものである。また、図11に示す出力パターンは、直前の操作量に対してそれ以上の補正量を出力したものである。   Various patterns can be considered as the correction amount output by the correction amount calculation unit 53. The output pattern A shown in FIG. 7 is a pattern in which a correction amount less than that of the previous operation amount is output and attenuated. Further, the output pattern B shown in FIG. 8 is a pattern in which a correction amount higher than the previous operation amount is output and attenuated. Further, the output pattern shown in FIG. 9 is output at a predetermined cycle interval while attenuating a correction amount less than the previous operation amount. In addition, the output pattern shown in FIG. 10 outputs a correction amount, which is an absolute value less than the previous operation amount, while alternately switching a reverse direction and a forward direction with respect to the operation amount at a predetermined cycle interval. The absolute value is attenuated. Further, the output pattern shown in FIG. 11 is obtained by outputting a correction amount that is larger than the previous operation amount.

補正量算出部53は、このような出力パターンと、冷却水バルブ21の動作方向に対する補正量の出力方向、直前の操作量の絶対値と、これに乗じる所定の係数に基づいて、補正量を算出する。なお、この出力パターン、出力方向、所定の係数は、予め冷却水バルブ21の特性に応じて予め設定されていても良く、また、冷却水バルブ21の制御に係るパラメータに応じて適宜変更されても構わない。また、所定の係数は、例えば、モータ22の駆動に係る分解能などに応じて決定されることも考えられる。 The correction amount calculation unit 53 calculates the correction amount based on such an output pattern, the output direction of the correction amount with respect to the operation direction of the cooling water valve 21 , the absolute value of the previous operation amount, and a predetermined coefficient multiplied by this. calculate. Incidentally, this output pattern, the output direction, the predetermined coefficients may be set in advance in advance according to the characteristics of the cooling water valve 21, also depending is appropriately changed to the parameter relating to the control of the cooling water valve 21 It doesn't matter. Further, it is conceivable that the predetermined coefficient is determined according to, for example, the resolution related to driving of the motor 22.

以上説明したように、冷却水バルブ21が目標開度に達した場合に、所定の補正量を算出することにより、非線形なフリクションやスリップスティックに対応することができる。また、それまでの動作方向に応じて、個別に補正量を算出することにより、上述したような方向性を持ったヒステリシスに対応することができる。また、本実施の形態に係るバルブ制御装置5によれば、これらの対応により、目標開度到達後のオーバーシュートあるいはアンダーシュートを低減させることができ、したがって、これらに起因する消費電力の増大を防ぐことができ、冷却水バルブ21の制御に係る消費電力を低減することができる。また、オーバーシュートあるいはアンダーシュートを低減させることができるため、目標開度に対する制御性が向上し、したがって、冷却水温の制御性を向上させることができる。また、目標開度到達後のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの低減により、結果として冷却水バルブ21の制御に係る通電時間が短縮され、モータ22の駆動力を冷却水バルブ21へ伝達するギヤやウォームギヤなどの機械部分の耐久性を向上させることができる。   As described above, when the cooling water valve 21 reaches the target opening, it is possible to deal with non-linear friction and slip stick by calculating a predetermined correction amount. Further, by calculating the correction amount individually according to the operation direction so far, it is possible to deal with the hysteresis having the directionality as described above. In addition, according to the valve control device 5 according to the present embodiment, it is possible to reduce overshoot or undershoot after reaching the target opening degree by these measures, and thus increase power consumption caused by these. This can prevent the power consumption associated with the control of the cooling water valve 21. Moreover, since overshoot or undershoot can be reduced, controllability with respect to the target opening degree is improved, and therefore controllability of the cooling water temperature can be improved. Further, by reducing overshoot or undershoot after reaching the target opening, the energization time for controlling the cooling water valve 21 is shortened, resulting in a gear, worm gear, etc. for transmitting the driving force of the motor 22 to the cooling water valve 21. The durability of the machine part can be improved.

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。   The present invention can be implemented in various other forms without departing from the gist or main features thereof. Therefore, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is shown by the scope of claims, and is not restricted by the text of the specification. Moreover, all modifications, various improvements, substitutions and modifications belonging to the equivalent scope of the claims are all within the scope of the present invention.

1 エンジン冷却システム、5 バルブ制御装置、11 エンジン、12 ウォータージャケット、13 ウォーターポンプ、21 冷却水バルブ、22 モータ、23 ポジションセンサ、24 水温センサ、31 ECU、41 ラジエータ、42 ヒータ、43 スロットル、51 操作量算出部、52 判断部、53 補正量算出部、81〜84 ギヤ、85 ウォーム、86 ウォームホイール、91 メイン流路パイプ、91a シール部材、92 サブ流路パイプ、92a シール部材、93 バイパス流路パイプ、311 CPU、312 メモリ、313 入出力インターフェイス、314 駆動回路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine cooling system, 5 Valve control apparatus, 11 Engine, 12 Water jacket, 13 Water pump, 21 Cooling water valve, 22 Motor, 23 Position sensor, 24 Water temperature sensor, 31 ECU, 41 Radiator, 42 Heater, 43 Throttle, 51 Operation amount calculation unit, 52 determination unit, 53 correction amount calculation unit, 81-84 gear, 85 worm, 86 worm wheel, 91 main flow channel pipe, 91a seal member, 92 sub flow channel pipe, 92a seal member, 93 bypass flow Road pipe, 311 CPU, 312 memory, 313 input / output interface, 314 drive circuit.

Claims (1)

バルブを開方向または閉方向に駆動する駆動装置を制御するバルブ制御装置であって、
前記バルブの開度の目標値と前記バルブの開度の実測値との偏差に基づいて前記駆動装置の操作量を算出する操作量算出部と、
前記バルブの開度が前記目標値に達したかどうかを判断する判断部と、
前記判断部により前記バルブの開度が前記目標値に達したと判断された場合、前記操作量算出部により算出された操作量に基づいて、該操作量とは異なる操作量である補正量を算出する補正量算出部とを備え、
前記補正量算出部は、前記バルブの開度が前記目標値に達するまでのバルブの動作方向が開方向である場合に方向の補正量を算出し、前記動作方向が閉方向である場合に方向の補正量を算出することを特徴とするバルブ制御装置。
A valve control device that controls a drive device that drives a valve in an opening direction or a closing direction,
An operation amount calculator that calculates an operation amount of the drive device based on a deviation between a target value of the valve opening and an actual value of the valve opening;
A determination unit for determining whether or not the opening of the valve has reached the target value;
When the determination unit determines that the opening degree of the valve has reached the target value, a correction amount that is an operation amount different from the operation amount is calculated based on the operation amount calculated by the operation amount calculation unit. A correction amount calculation unit for calculating,
The correction amount calculation unit calculates the correction amount in the open direction when the valve operating direction until the valve opening degree reaches the target value is the open direction, and when the operation direction is the closed direction A valve control device that calculates a correction amount in a closing direction.
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