JPH0979096A - デューティ駆動式制御弁の制御装置 - Google Patents

デューティ駆動式制御弁の制御装置

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JPH0979096A
JPH0979096A JP23675495A JP23675495A JPH0979096A JP H0979096 A JPH0979096 A JP H0979096A JP 23675495 A JP23675495 A JP 23675495A JP 23675495 A JP23675495 A JP 23675495A JP H0979096 A JPH0979096 A JP H0979096A
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JP
Japan
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control valve
duty
current
current value
duty ratio
Prior art date
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JP23675495A
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English (en)
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Giyoutou Ou
暁東 王
Akira Uchikawa
晶 内川
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Hitachi Unisia Automotive Ltd
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Unisia Jecs Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】デューティ駆動式制御弁の抵抗値弁変化に対処
する。 【解決手段】基本デューティ比EVDUTBが所定範囲
内にあるときに、電磁コイルの電流値Iを基準電流値I
0 と比較して、補正係数KEVIを算出し、該補正係数
KEVIを用いてデューティ比を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の蒸発燃
料処理装置のパージ制御弁等に用いられるデューティ駆
動式制御弁の制御装置に関し、特に温度変化等で電気抵
抗値の変化により制御弁の開度が変化するのを補正する
技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の内燃機関の蒸発燃料処理装置で
は、燃料タンク等で発生する蒸発燃料をキャニスタに一
時的に吸着し、該吸着した蒸発燃料を所定の機関運転条
件で離脱させてパージ用空気と混合したパージ混合気
を、パージ制御弁で流量制御しつつ機関の吸気系へ吸引
処理することによって、蒸発燃料の外気への蒸散を防止
するようにしている。
【0003】前記パージ制御弁として、通電を周期的に
ON−OFFさせ、該ON−OFFの時間割合であるデ
ューティ比を制御することにより開度制御されるデュー
ティ駆動式制御弁が用いられることが多い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電磁駆動式
の制御弁においては、温度変化により制御弁の電気抵抗
が変化することにより、駆動電圧に対する駆動電流が変
化する。特に立ち上がり性能の変化が大きいため、ON
−OFFを繰り返すデューティ駆動式の制御弁では前記
温度変化による駆動電流の変化の影響が大きく、制御弁
の駆動電圧に対する開度特性が変化してしまう。
【0005】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたもので、電気抵抗変化に対して適正にデューテ
ィ比が補正されるようにして、開度特性を一定に維持で
きるようにしたデューティ駆動式制御弁の制御装置を提
供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1に係
る発明は図1に示すように、通電を周期的にON−OF
Fさせ、該ON−OFFの時間割合であるデューティ比
を制御することにより開度制御されるデューティ駆動式
制御弁の制御装置において、前記デューティ駆動式制御
弁の電流値を検出する電流値検出手段と、検出された電
流値に基づいて前記制御弁のデューティ比を補正するデ
ューティ比補正手段と、を含んで構成したことを特徴と
する。
【0007】このようにすれば、制御弁の電気抵抗値が
温度状態によって変化するが、電流値を検出することに
より、該電気抵抗値の変化を推定でき、それによってデ
ューティ比を補正することで、平均駆動電流を一定とし
て開度特性を一定に維持できる。また、請求項2に係る
発明は、前記電流値検出手段は、制御弁の通電ON時に
電流値が略飽和状態に達した段階での電流値を検出する
ことを特徴とする。
【0008】このようにすれば、略飽和状態に達した定
常に近い状態での電流値は、制御弁の電気抵抗値を良好
に反映した値となっているので、該電流値に基づいてデ
ューティ比を補正することにより、高い補正精度を得る
ことができる。また、請求項3に係る発明は、制御弁の
通電OFF時に制御弁に微弱な暗電流を流しておき、前
記電流値検出手段は、前記OFF時の暗電流の電流値を
検出することを特徴とする。
【0009】このようにすれば、OFF時に略定常状態
で流れる暗電流の電流値は、制御弁の電気抵抗値を良好
に反映した値となっているので、該電流値に基づいてデ
ューティ比を補正することにより、高い補正精度を得る
ことができる。また、請求項4に係る発明は、図2に示
すように、通電を周期的にON−OFFさせ、該ON−
OFFの時間割合であるデューティ比を制御することに
より開度制御されるデューティ駆動式制御弁の制御装置
において、前記デューティ駆動式制御弁の電流値を検出
する電流値検出手段と、前記制御弁の通電ON後の電流
値の立ち上がり速度を算出する電流立ち上がり速度算出
手段と、検出された電流の立ち上がり速度に基づいて前
記制御弁のデューティ比を補正するデューティ比補正手
段と、を含んで構成したことを特徴とする。
【0010】このようにすれば、制御弁の通電電流の立
ち上がり速度も制御弁の電気抵抗値を良好に反映した値
となっているので、該電流の立ち上がり速度に基づいて
デューティ比を補正することにより、高い補正精度を得
ることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。一実施形態のシステム構成を示す図3において、
図示しない内燃機関の蒸発燃料処理装置のパージ通路に
介装されてパージ流量を制御するデューティ駆動式のパ
ージ制御弁の電磁コイル1が制御装置2の出力端子に接
続され、周期的にON−OFFを繰り返しON−OFF
の時間割合 (デューティ比) が可変に制御されるデュー
ティ信号によって駆動されるようになっている。
【0012】制御装置2の内部回路を説明すると、CP
U21のPWM端子から出力されたデューティ信号が駆動
トランジスタ22のベースに出力され、パージ制御弁の電
磁コイル1が通電駆動される。該電磁コイル1の電流値
を検出するための抵抗23の端子電圧が電流検出回路24に
出力され、該電流検出回路24で検出された電流の検出値
がピークホールド回路25に出力される。ピークホールド
回路25は、電流の検出値の最大値をピークホールドし、
その値を前記CPU21に出力する。
【0013】前記ピークホールド回路25は、CPU21か
らのクリア信号により所定のタイミングでクリアされ
る。CPU21は、前記電流のピークホールド値に基づい
て、パージ制御弁の電気抵抗値を推定して前記デューテ
ィ信号のデューティ比を補正する。第1の実施形態にお
けるデューティ比の補正ルーチンを、図4のフローチャ
ートにしたがって説明する。
【0014】ステップ (図ではSと記す。以下同様) 1
では、初期化を行う。ステップ2では、機関の運転状態
に基づいたパージ流量Qに見合ったパージ制御弁の基本
のデューティ比 (ONデューティ時間) EVBTIを図
5に示すような特性に基づいて設定する。ステップ3で
は、機関始動後、初めてか否かを判定する。
【0015】初めてである場合は、ステップ4へ進み、
後述する学習によって学習される最新の学習値KEVI
をメモリから読み出し、デューティ比の補正係数KLE
ARNとして設定した後、ステップ8へ進む。また、ス
テップ3で初めてでないと判定された場合は、ステップ
5へ進み、前記基本デューティ比EVDUTBが、下限
値EVDUTLから上限値EVDUTHまでの所定の範
囲内の学習領域にあるか否かを判定する。
【0016】即ち、図6に示すように、上記領域では、
飽和状態での電流値Iとパージ流量Qとが略比例関係に
あるため、基本デューティ比EVDUTBが該学習領域
にあるときに、後述するデューティ比の補正学習を行う
ことにより、精度の高い学習が行える。そして、前記学
習領域外にある場合には、前記ステップ4へ進み、今回
の学習を行うことなく、それまでに学習されている最新
の学習値KEVIをデューティ比の補正係数KLEAR
Nとして初期の補正を行う。
【0017】ステップ5で所定範囲内にあると判定され
た場合は、ステップ6へ進んで前記電流検出回路24で検
出されピークホールド回路25でピークホールドされた飽
和状態での電流値Iと基準電流値I0 とに基づいて、次
式によりデューティ比の補正係数KEVIを設定する。
ここで、飽和状態における電流値の検出は、ONとなっ
てからの時間を計測し、該計測時間が設定されているデ
ューティ比 (ON時間) より少し短い時間を経過したと
きの電流値を検出するようにすればよい。
【0018】KEVI= (I0 −I) /I0 ステップ7では、前記補正係数KEVIを学習値として
記憶しておく。このようにして、ステップ4で読み出さ
れ、又はステップ6で設定された前記補正係数KLEA
RNを用いて、ステップ8において、前記基本デューテ
ィ比EVDUTBを補正することによって、最終的にデ
ューティ比 (ONデューティ時間) EVDUTYを、次
式のように設定する。
【0019】 EVDUTY=EVDUTB (1+KEVI) このようにすれば、図7に示すように、温度変化で制御
弁1の電気抵抗値が変化して飽和状態での電流値Iが基
準電流値I0 に対してずれを生じても、前記補正係数K
EVIでデューティ比を補正することにより、基準電流
値I0 に元のデューティ比 (ONデューティ時間) EV
DUTBを乗じて得られる所望の通電量と、実際の電流
値Iに補正されたデューティ比EVDUTYを乗じて得
られる通電量とが等しく設定され、かつ、該通電量とパ
ージ流量とが比例関係にある領域なので、流量は適正値
に補正されることとなる。
【0020】次に、第3の実施形態について説明する。
本実施形態では、パージ制御弁へのデューティのOFF
時に電磁コイルがONしない程度の微弱な暗電流を流し
ておき、該暗電流の電流値を検出し、該検出値に基づい
てパージ制御弁の電気抵抗値を推定してデューティ比を
補正するようにしたものでる。図8は、本実施形態のシ
ステム構成を示す。
【0021】パージ制御弁の電磁コイル1の下流側に抵
抗値の大きなプルダウン抵抗31を接続することによっ
て、トランジスタ32のOFF時、つまり、デューティO
FF時に暗電流を流し、該暗電流に比例的に発生する電
磁コイル1の端子間電圧Vaを差動増幅器33により増幅
し、CPU34でA/D変換して、暗電流の電流値として
検出する。
【0022】本実施形態のデューティ比補正ルーチン
を、図9のフローチャートに従って説明する。ステップ
21〜ステップ24については、図4のステップ1〜ステッ
プ4と同様である。ステップ25では、暗電流の検出学習
を行うべき学習領域であるか否かを、判定する。具体的
には、OFFデューティ時間が所定時間以上あって暗電
流の電流値が定常状態となるように、基本デューティ比
EVBTYが下限値DUTYL以上で上限値DUTYH
以下の範囲を学習領域として設定し、この範囲にあるか
否かを判定する。
【0023】学習領域外にあるときは、ステップ24へ進
んで最新の学習値KLEANを補正係数KEVIとして
セットした後、ステップ29へ進む。ステップ25で、学習
領域内にあると判定されたときには、ステップ26へ進ん
でデューティがONからOFFに切り換わってから所定
時間TIMEを経過するのを待ってからステップ27へ進
む。
【0024】ステップ27では、前記電磁コイル1の端子
間電圧Vaと基準電圧V0 とに基づいて次式により、デ
ューティ比の補正係数KEVIを算出する。 KEVI= (V0 −Va) /V0 ステップ28では、前記補正係数KEVIを学習値とし
て、記憶する。ステップ29では、最終的なデューティ比
EVDUTYを前記補正係数KEVIを用いて次式によ
り補正する。
【0025】 EVDUTY=EVDUTB・ (1+KEVI) このようにすれば、暗電流を表す端子間電圧Vaは、電
磁コイル1の抵抗値に反比例的に発生するので、前記の
ようにしてデューティ比を補正係数で補正することによ
り、第1の実施形態の場合と同様に通電量が補正され、
以てパージ流量を適正に補正することができる。
【0026】また、図10に示すように、デューティがO
FFとなってから暗電流が定常状態となるまでの時定数
が、ONから飽和状態となるまでの時定数に比較して十
分小さいので、第1の実施形態に比較して学習可能な領
域を十分大きく確保することができる。次に、第3の実
施形態について説明する。本実施形態では、電流値が飽
和状態となる前には、パージ制御弁1への通電ON後の
電流に立ち上がり速度を算出し、該立ち上がり速度に基
づいて電磁コイルの抵抗値を推定して、デューティ比を
補正するようにしたものである。システム構成について
は図3に示した第1の実施形態と同様である。
【0027】本実施形態のデューティ比補正ルーチン
を、図11のフローチャートに従って説明する。ステップ
31〜ステップ34については、図4のステップ1〜ステッ
プ4と同様である。ステップ35では、基本デューティE
VDUTBが、電流値が飽和状態となるデューティ値E
VDUTS以上か否かを判定する。
【0028】そして、EVDUTS以上のときは、ステ
ップ36→ステップ39,40へ進んで、第1の実施形態と同
様にして、補正係数KEVIを設定し、学習値KLEA
RNとして記憶した後、デューティ比を補正する。一
方、ステップ35で、基本デューティEVDUTBが、デ
ューティ値EVDUTS未満の未飽和状態であると判定
された場合には、ステップ37へ進み次のようにして電磁
コイル1のインダクタンスLを推定する。
【0029】即ち、通電ON後、所定時間T1 経過時の
電流値I1 と、それより後の所定時間T2 経過後の電流
値I2 とを検出し、1/L∝ (I2 −I1 ) / (T2
1) の関係より、インダクタンスLを推定する。次い
でステップ38へ進み、補正係数KEVIを以下にように
して算出する。 I=VB / (R+RS ) ・{1−e-(R+Rs)t/L}の関係
から、T2 時の電磁コイル1の抵抗RS を次式により求
める。
【0030】RS =VB /I2 −T2 /L−R そして、前記T2 時の抵抗RS と基準抵抗RSOとから、
次式により、補正係数KEVIを求める。 KEVI= (RS −RSO) /RSO 以下、ステップ39,40へ進んで、補正係数KEVIを設
定し、学習値KLEARNとして記憶した後、デューテ
ィ比を補正する。
【0031】このようにすれば、図12に示すように、通
電ON後電流が立ち上がっている時の電磁コイル1のイ
ンダクタンスLの影響がある時には、該インダクタンス
Lを推定しつつ抵抗値を推定して設定した補正係数KE
IVに基づいてデューティ比を適正に補正することがで
き、デューティ比の全領域にわたって学習を行いつつ、
流量補正を行うことができる。
【0032】
【発明の効果】以上説明してきたように請求項1に係る
発明によれば、制御弁の電流値を検出することにより、
温度変化による電気抵抗値の変化を推定でき、それによ
ってデューティ比を補正することで、平均駆動電流を一
定として開度特性を一定に維持できる。
【0033】また、請求項2に係る発明によれば、制御
弁の電気抵抗値を良好に反映した略飽和状態に達した定
常に近い状態での電流値に基づいてデューティ比を補正
することにより、高い補正精度を得ることができる。ま
た、請求項3に係る発明によれば、制御弁の電気抵抗値
を良好に反映したOFF時に略定常状態で流れる暗電流
の電流値に基づいてデューティ比を補正することによ
り、高い補正精度を得ることができる。
【0034】また、請求項4に係る発明によれば、制御
弁の電気抵抗値を良好に反映した制御弁の通電電流の立
ち上がり速度に基づいてデューティ比を補正することに
より、高い補正精度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1に係る発明の構成・機能を示すブロッ
ク図。
【図2】請求項4に係る発明の構成・機能を示すブロッ
ク図。
【図3】本発明の一実施形態のシステム構成を示す図。
【図4】同上実施形態のデューティ比補正ルーチンを示
すフローチャート。
【図5】パージ流量と基本デューティ比との関係を示す
図。
【図6】同上実施形態の電流値検出の学習領域を示す
図。
【図7】電流値と補正されたデューティ比との関係を示
す図。
【図8】本発明の第2の実施形態のシステム構成を示す
図。
【図9】同上実施形態のデューティ比補正ルーチンを示
すフローチャート。
【図10】同じく電流値の学習流域を示す図。
【図11】同上実施形態のデューティ比補正ルーチンを示
すフローチャート。
【図12】同上実施形態の電流値検出の学習領域を示す
図。
【符号の説明】
1 電磁コイル 2 制御装置 21 CPU 22 トランジスタ 23 電流検出用抵抗 24 電流検出回路 25 ピークホールド回路 31 プルダウン抵抗 32 トランジスタ 33 差動増幅器 34 CPU

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】通電を周期的にON−OFFさせ、該ON
    −OFFの時間割合であるデューティ比を制御すること
    により開度制御されるデューティ駆動式制御弁の制御装
    置において、 前記デューティ駆動式制御弁の電流値を検出する電流値
    検出手段と、 検出された電流値に基づいて前記制御弁のデューティ比
    を補正するデューティ比補正手段と、 を含んで構成したことを特徴とするデューティ駆動式制
    御弁の制御装置。
  2. 【請求項2】前記電流値検出手段は、制御弁の通電ON
    時に電流値が略飽和状態に達した段階での電流値を検出
    することを特徴とする請求項1に記載のデューティ駆動
    式制御弁の制御装置。
  3. 【請求項3】制御弁の通電OFF時に制御弁に微弱な暗
    電流を流しておき、 前記電流値検出手段は、前記通電OFF時の暗電流の電
    流値を検出することを特徴とする請求項1に記載のデュ
    ーティ駆動式制御弁の制御装置。
  4. 【請求項4】通電を周期的にON−OFFさせ、該ON
    −OFFの時間割合であるデューティ比を制御すること
    により開度制御されるデューティ駆動式制御弁の制御装
    置において、 前記デューティ駆動式制御弁の通電電流値を検出する電
    流値検出手段と、 前記制御弁の通電ON後の電流値の立ち上がり速度を算
    出する電流立ち上がり速度算出手段と、 検出された電流の立ち上がり速度に基づいて前記制御弁
    のデューティ比を補正するデューティ比補正手段と、 を含んで構成したことを特徴とするデューティ駆動式制
    御弁の制御装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8109256B2 (en) * 2008-11-17 2012-02-07 GM Global Technology Operations LLC Solenoid current control with direct forward prediction and iterative backward state estimation
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