JPH10213016A - Ｅｇｒバルブの制御装置 - Google Patents
Ｅｇｒバルブの制御装置Info
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- JPH10213016A JPH10213016A JP9018101A JP1810197A JPH10213016A JP H10213016 A JPH10213016 A JP H10213016A JP 9018101 A JP9018101 A JP 9018101A JP 1810197 A JP1810197 A JP 1810197A JP H10213016 A JPH10213016 A JP H10213016A
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- egr valve
- gain
- valve
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
- F02D41/0077—Control of the EGR valve or actuator, e.g. duty cycle, closed loop control of position
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＥＧＲバルブの開度を高い分解能をもって高
精度に制御することができるＥＧＲバルブの制御装置を
提供すること。 【解決手段】 付勢手段によってバルブの閉方向に所定
のリターントルクが付与され、かつ直流モータ２０の一
方向の通電によってバルブの開方向に可変のモータトル
クが付与され、それらのトルクバランスにより開閉され
るＥＧＲバルブの制御装置であって、ＥＧＲバルブの目
標開閉位置に対応する入力データと前記ＥＧＲバルブの
現開閉位置の検出データとの偏差に基づいて、直流モー
タ２０をＰＩＤ制御するフィードバック制御系と、偏差
が所定の小偏差範囲内に収まりかつ直流モータ２０の速
度が所定速度以上のときに、フィードバック制御系のＩ
ゲインをクリアすると共にＰゲインを小さく変更するゲ
イン変更手段６３Ａとを備えた。
精度に制御することができるＥＧＲバルブの制御装置を
提供すること。 【解決手段】 付勢手段によってバルブの閉方向に所定
のリターントルクが付与され、かつ直流モータ２０の一
方向の通電によってバルブの開方向に可変のモータトル
クが付与され、それらのトルクバランスにより開閉され
るＥＧＲバルブの制御装置であって、ＥＧＲバルブの目
標開閉位置に対応する入力データと前記ＥＧＲバルブの
現開閉位置の検出データとの偏差に基づいて、直流モー
タ２０をＰＩＤ制御するフィードバック制御系と、偏差
が所定の小偏差範囲内に収まりかつ直流モータ２０の速
度が所定速度以上のときに、フィードバック制御系のＩ
ゲインをクリアすると共にＰゲインを小さく変更するゲ
イン変更手段６３Ａとを備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガスの再循環
系中に備わるＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ ＧａｓＲｅｃｉ
ｒｃｕｌａｔｉｏｎ）バルブの制御装置に関するもので
ある。
系中に備わるＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ ＧａｓＲｅｃｉ
ｒｃｕｌａｔｉｏｎ）バルブの制御装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のＥＧＲバルブの制御装置
は、例えば、ハイブリッドＰＭ型４相などのステッピン
グモータによってＥＧＲバルブを開閉制御するようにな
っており、そのステッピングモータをステップ角単位で
オープンループ制御することにより、ＥＧＲバルブの開
度が調整される。
は、例えば、ハイブリッドＰＭ型４相などのステッピン
グモータによってＥＧＲバルブを開閉制御するようにな
っており、そのステッピングモータをステップ角単位で
オープンループ制御することにより、ＥＧＲバルブの開
度が調整される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ステッピングモータを用いた従来の制御装置は、ステッ
ピングモータのステップ角単位でしかＥＧＲバルブの開
度を制御することができないため、ＥＧＲバルブの調整
開度の分解能に限界があった。さらに、ステッピングモ
ータのオープン制御においては、脱調現象が生じること
があるため応答性にも限界があり、また一度脱調した場
合には、制御量に誤差が発生したままとなるため信頼性
が悪化するという問題があった。
ステッピングモータを用いた従来の制御装置は、ステッ
ピングモータのステップ角単位でしかＥＧＲバルブの開
度を制御することができないため、ＥＧＲバルブの調整
開度の分解能に限界があった。さらに、ステッピングモ
ータのオープン制御においては、脱調現象が生じること
があるため応答性にも限界があり、また一度脱調した場
合には、制御量に誤差が発生したままとなるため信頼性
が悪化するという問題があった。
【０００４】本発明の目的は、ＥＧＲバルブの開度を高
い分解能をもって高精度に制御することができるＥＧＲ
バルブの制御装置を提供することにある。
い分解能をもって高精度に制御することができるＥＧＲ
バルブの制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
のＥＧＲバルブの制御装置は、付勢手段によってＥＧＲ
バルブの開閉方向の一方向に所定のリターントルクが付
与され、かつ直流モータの一方向の通電によってＥＧＲ
バルブの開閉方向の他方向に可変のモータトルクが付与
され、それらのトルクバランスにより開閉されるＥＧＲ
バルブの制御装置であって、前記ＥＧＲバルブの目標開
閉位置に対応する入力データと前記ＥＧＲバルブの現開
閉位置の検出データとの偏差に基づいて、前記直流モー
タをＰＩＤ制御するフィードバック制御系と、前記偏差
が所定の小偏差範囲内に収まりかつ前記直流モータの速
度が所定速度以上のときに、前記フィードバック制御系
のＩゲインをクリアすると共にＰゲインを小さく変更す
るゲイン変更手段とを備えたことを特徴とする。
のＥＧＲバルブの制御装置は、付勢手段によってＥＧＲ
バルブの開閉方向の一方向に所定のリターントルクが付
与され、かつ直流モータの一方向の通電によってＥＧＲ
バルブの開閉方向の他方向に可変のモータトルクが付与
され、それらのトルクバランスにより開閉されるＥＧＲ
バルブの制御装置であって、前記ＥＧＲバルブの目標開
閉位置に対応する入力データと前記ＥＧＲバルブの現開
閉位置の検出データとの偏差に基づいて、前記直流モー
タをＰＩＤ制御するフィードバック制御系と、前記偏差
が所定の小偏差範囲内に収まりかつ前記直流モータの速
度が所定速度以上のときに、前記フィードバック制御系
のＩゲインをクリアすると共にＰゲインを小さく変更す
るゲイン変更手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】請求項２に記載の本発明のＥＧＲバルブの
制御装置は、請求項１において、前記ゲイン変更手段
は、Ｐゲインを１／２に変更することを特徴とする。
制御装置は、請求項１において、前記ゲイン変更手段
は、Ｐゲインを１／２に変更することを特徴とする。
【０００７】請求項３に記載の本発明のＥＧＲバルブの
制御装置は、請求項１または２において、前記フィード
バック制御系は前記直流モータをチョッパ制御するもの
であることを特徴とする。
制御装置は、請求項１または２において、前記フィード
バック制御系は前記直流モータをチョッパ制御するもの
であることを特徴とする。
【０００８】請求項４に記載の本発明のＥＧＲバルブの
制御装置は、請求項１から３のいずれかにおいて、前記
フィードバック制御系は、前記直流モータの他方向の通
電によって前記ＥＧＲバルブの開閉方向の一方向にも可
変のモータトルクを付与可能であることを特徴とする。
制御装置は、請求項１から３のいずれかにおいて、前記
フィードバック制御系は、前記直流モータの他方向の通
電によって前記ＥＧＲバルブの開閉方向の一方向にも可
変のモータトルクを付与可能であることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明は、ＥＧＲバルブの開閉制
御のために、直流モータを用いた特定の駆動方式を採用
することを前提としている。そこで、本発明の実施形態
の説明に先立ち、その直流モータを用いた駆動方式につ
いて説明する。
御のために、直流モータを用いた特定の駆動方式を採用
することを前提としている。そこで、本発明の実施形態
の説明に先立ち、その直流モータを用いた駆動方式につ
いて説明する。
【００１０】（直流モータを用いた駆動方式）ＥＧＲバ
ルブの開度をＤＣサーボモータ方式によりフィードバッ
ク制御する場合、摺動抵抗式のようなポジションセンサ
を用いてＥＧＲバルブの開度を連続的に検知してフィー
ドバックすることにより、直流モータの発生トルクを連
続的に制御して、ＥＧＲバルブの調整開度の分解能を理
論上無限に小さくすることができる。また、直流モータ
は、ステッピングモータのような脱調現象による制御誤
差が発生せず、その分、ステッピングモータを用いた場
合に比して応答性を上げることができ、信頼性も向上す
る。
ルブの開度をＤＣサーボモータ方式によりフィードバッ
ク制御する場合、摺動抵抗式のようなポジションセンサ
を用いてＥＧＲバルブの開度を連続的に検知してフィー
ドバックすることにより、直流モータの発生トルクを連
続的に制御して、ＥＧＲバルブの調整開度の分解能を理
論上無限に小さくすることができる。また、直流モータ
は、ステッピングモータのような脱調現象による制御誤
差が発生せず、その分、ステッピングモータを用いた場
合に比して応答性を上げることができ、信頼性も向上す
る。
【００１１】本発明は、このような直流モータを用い、
ＥＧＲバルブの駆動方式としていわゆるトルクバランス
方式を採用した。
ＥＧＲバルブの駆動方式としていわゆるトルクバランス
方式を採用した。
【００１２】このトルクバランス方式は、ＥＧＲバルブ
に対し、付勢手段としてのスプリングによって閉方向
（または開方向）に所定のリターントルクを付与し、か
つ直流モータの一方向の通電によって開方向（または閉
方向）に可変のモータトルクを付与し、それらのトルク
バランスにより開閉制御しようとするものである。
に対し、付勢手段としてのスプリングによって閉方向
（または開方向）に所定のリターントルクを付与し、か
つ直流モータの一方向の通電によって開方向（または閉
方向）に可変のモータトルクを付与し、それらのトルク
バランスにより開閉制御しようとするものである。
【００１３】いま、このようなＥＧＲバルブを制御する
ために、単に、ＥＧＲバルブの目標開閉位置に対応する
入力データとＥＧＲバルブの現開閉位置の検出データと
の偏差に基づいて、直流モータをＰＩＤ（比例、積分、
微分）制御する方式を採用した場合を想定する。この場
合において、応答速度を優先すべくゲインを大きく設定
すると、図７（ａ）、（ｂ）のように、ＥＧＲバルブの
開閉位置が目標開閉位置ＴＰからずれるオーバーシュー
トやアンダーシュートが生じて、制御の安定性が悪化し
てしまい、一方、このようなオーバーシュートやアンダ
ーシュートをなくすべくゲインを小さくすると、図７
（ｃ）のように応答性が悪化してしまうことになる。こ
のように、制御の応答性と安定性とを同時に確保するこ
とは難しい。
ために、単に、ＥＧＲバルブの目標開閉位置に対応する
入力データとＥＧＲバルブの現開閉位置の検出データと
の偏差に基づいて、直流モータをＰＩＤ（比例、積分、
微分）制御する方式を採用した場合を想定する。この場
合において、応答速度を優先すべくゲインを大きく設定
すると、図７（ａ）、（ｂ）のように、ＥＧＲバルブの
開閉位置が目標開閉位置ＴＰからずれるオーバーシュー
トやアンダーシュートが生じて、制御の安定性が悪化し
てしまい、一方、このようなオーバーシュートやアンダ
ーシュートをなくすべくゲインを小さくすると、図７
（ｃ）のように応答性が悪化してしまうことになる。こ
のように、制御の応答性と安定性とを同時に確保するこ
とは難しい。
【００１４】本発明は、このような事情を考慮し、直流
モータを用いたいわゆるトルクバランスの駆動方式の利
点を生かしつつ、ＥＧＲバルブの制御の応答性と安定性
とを同時に確保しようとするものである。以下、本発明
の実施形態について説明する。
モータを用いたいわゆるトルクバランスの駆動方式の利
点を生かしつつ、ＥＧＲバルブの制御の応答性と安定性
とを同時に確保しようとするものである。以下、本発明
の実施形態について説明する。
【００１５】（第１の実施形態）図１から図５は、本発
明の第１の実施形態を説明するための図である。まず、
ＥＧＲバルブの構成を図１により説明する。
明の第１の実施形態を説明するための図である。まず、
ＥＧＲバルブの構成を図１により説明する。
【００１６】図１において１は、排気ガスの再循環系中
に介在する排ガス通路が内部に形成されたバルブボディ
であり、バルブ１１が図のように上動してシート１２に
接することによって排気ガス通路が閉じられ、バルブ１
１が下動してシート１２から離れることによって排気ガ
ス通路が開かれる。２は直流モータ２０を内蔵するモー
タケースである。モータ２０において、２１はコイル２
２が巻回されたロータ、２３はマグネット２４を備えた
ヨークであり、ロータ２１の上端部は、スライドボール
２５とロータシャフト２６によってモータケース２に回
転自在に支持され、ロータ２１の下端部は、ベアリング
２７によってバルブボディ１に回転自在に支持されてい
る。ロータ２１の上端にはコミュテータ２８が取り付け
られ、ブラシスプリング２９によってモータケース２側
のモータブラシ３０がコミュテータ２８に押し付けられ
ている。
に介在する排ガス通路が内部に形成されたバルブボディ
であり、バルブ１１が図のように上動してシート１２に
接することによって排気ガス通路が閉じられ、バルブ１
１が下動してシート１２から離れることによって排気ガ
ス通路が開かれる。２は直流モータ２０を内蔵するモー
タケースである。モータ２０において、２１はコイル２
２が巻回されたロータ、２３はマグネット２４を備えた
ヨークであり、ロータ２１の上端部は、スライドボール
２５とロータシャフト２６によってモータケース２に回
転自在に支持され、ロータ２１の下端部は、ベアリング
２７によってバルブボディ１に回転自在に支持されてい
る。ロータ２１の上端にはコミュテータ２８が取り付け
られ、ブラシスプリング２９によってモータケース２側
のモータブラシ３０がコミュテータ２８に押し付けられ
ている。
【００１７】４０は、ロータ２１の回動位置を検出する
ためのポジションセンサであり、本例の場合は、ロータ
２１の回動位置に応じて抵抗値が変化する形式となって
いる。このポジションセンサ４０とモータブラシ３０
は、コネクター端子３によって後述する制御装置に接続
される。
ためのポジションセンサであり、本例の場合は、ロータ
２１の回動位置に応じて抵抗値が変化する形式となって
いる。このポジションセンサ４０とモータブラシ３０
は、コネクター端子３によって後述する制御装置に接続
される。
【００１８】ロータ２１の内部にはモータシャフト３１
が螺合されており、そのモータシャフト３１は、ボディ
１側のガイドブッシュ１３によって回り止めされてい
る。したがって、ロータ２１の回動量に応じてモータシ
ャフト３１が上下動することになる。モータシャフト３
１の下端にはシャフト１４が連結されており、そのシャ
フト１４の中間部は、ガイドシール１５とガイドプレー
ト１６によってバルブボディ１に上下動自在にガイドさ
れ、またシャフト１４の下端にはバルブ１１が取り付け
られている。１７はガイドシールカバーである。モータ
シャフト１４の上端に取り付けられたスプリングシート
１８とガイドプレート１６との間には、シャフト１４を
上方つまりバルブ１１の閉動方向に付勢するためのスプ
リング１９が介在されている。
が螺合されており、そのモータシャフト３１は、ボディ
１側のガイドブッシュ１３によって回り止めされてい
る。したがって、ロータ２１の回動量に応じてモータシ
ャフト３１が上下動することになる。モータシャフト３
１の下端にはシャフト１４が連結されており、そのシャ
フト１４の中間部は、ガイドシール１５とガイドプレー
ト１６によってバルブボディ１に上下動自在にガイドさ
れ、またシャフト１４の下端にはバルブ１１が取り付け
られている。１７はガイドシールカバーである。モータ
シャフト１４の上端に取り付けられたスプリングシート
１８とガイドプレート１６との間には、シャフト１４を
上方つまりバルブ１１の閉動方向に付勢するためのスプ
リング１９が介在されている。
【００１９】このように構成されたＥＧＲバルブは、前
述したようなトルクバランス方式により駆動される。
述したようなトルクバランス方式により駆動される。
【００２０】すなわち、ＥＧＲバルブに対し、付勢手段
としてのスプリング１９によってバルブ１１の閉動方向
に所定のリターントルクを付与し、かつ直流モータ２０
の一方向の通電によってバルブ１１の開動方向に可変の
モータトルクを付与し、それらのトルクバランスにより
バルブ１１が開閉制御される。
としてのスプリング１９によってバルブ１１の閉動方向
に所定のリターントルクを付与し、かつ直流モータ２０
の一方向の通電によってバルブ１１の開動方向に可変の
モータトルクを付与し、それらのトルクバランスにより
バルブ１１が開閉制御される。
【００２１】図２は、制御装置全体の概略構成図であ
り、マイクロコンピュータ形態の制御部５０によってモ
ータ２０をチョッパ制御する。すなわち、モータ２０に
加える電圧を一定周期でオン、オフさせ、その１周期当
たりのオン時間とオフ時間の比（駆動デューティ）に応
じたＰＷＭ信号によりＦＥＴ（電解効果トランジスタ）
５１をスイッチ動作させて、モータ２０に加える平均駆
動電圧を制御するようになっている。
り、マイクロコンピュータ形態の制御部５０によってモ
ータ２０をチョッパ制御する。すなわち、モータ２０に
加える電圧を一定周期でオン、オフさせ、その１周期当
たりのオン時間とオフ時間の比（駆動デューティ）に応
じたＰＷＭ信号によりＦＥＴ（電解効果トランジスタ）
５１をスイッチ動作させて、モータ２０に加える平均駆
動電圧を制御するようになっている。
【００２２】５２はバッテリー、５３はツェナーダイオ
ード、５４はダイオードであり、モータ２０に流れる電
流は一方向にのみとされている。５５は制御部５０とＦ
ＥＴ５１との間のインターフェース、５６は制御部５０
の駆動電圧（５Ｖ）を確保するためのレギュレータであ
る。
ード、５４はダイオードであり、モータ２０に流れる電
流は一方向にのみとされている。５５は制御部５０とＦ
ＥＴ５１との間のインターフェース、５６は制御部５０
の駆動電圧（５Ｖ）を確保するためのレギュレータであ
る。
【００２３】制御部５０には、クランク角センサ等の運
転状態量センサ５７からの検出信号と、ポジションセン
サ４０からの検出信号が入力される。５８、５９はイン
ターフェースである。本例のポジションセンサ４０は、
定電圧（５Ｖ）が印加される抵抗体４１上にて移動する
可動接点部４２を備えており、その可動接点部４２がロ
ータ２１の回動に伴って移動することにより、その可動
接点部４２から、ロータ２１の回動位置に応じた電圧が
検出信号として出力される。６０は、抵抗体４１に定電
圧を印加するための電圧供給部である。
転状態量センサ５７からの検出信号と、ポジションセン
サ４０からの検出信号が入力される。５８、５９はイン
ターフェースである。本例のポジションセンサ４０は、
定電圧（５Ｖ）が印加される抵抗体４１上にて移動する
可動接点部４２を備えており、その可動接点部４２がロ
ータ２１の回動に伴って移動することにより、その可動
接点部４２から、ロータ２１の回動位置に応じた電圧が
検出信号として出力される。６０は、抵抗体４１に定電
圧を印加するための電圧供給部である。
【００２４】図３は、制御部５０によって構成される制
御系を説明するための概略のブロック図である。
御系を説明するための概略のブロック図である。
【００２５】図３において６１は、運転状態量センサ５
７の検出信号に基づいてＥＧＲバルブの最適な開閉位置
を求めるための目標位置演算部であり、その目標位置に
対応する電圧（以下、「目標値」という）を出力する。
６２は、ポジションセンサ４０の検出信号をＡ／Ｄ変換
する変換部であり、ＥＧＲバルブの現在の開閉位置に対
応する電圧（以下、「現在値」という）を出力する。こ
れらの目標値と現在値の偏差に基づいて、ＰＩＤ制御量
演算部６３が比例成分（Ｐ成分）、積分成分（Ｉ成
分）、微分成分（Ｄ成分）を合わせたＰＩＤ制御量（電
圧）を演算して出力する。そのＰＩＤ制御量は、駆動デ
ューティー演算部６４によって直流モータ２０の駆動デ
ューティーに変換される。
７の検出信号に基づいてＥＧＲバルブの最適な開閉位置
を求めるための目標位置演算部であり、その目標位置に
対応する電圧（以下、「目標値」という）を出力する。
６２は、ポジションセンサ４０の検出信号をＡ／Ｄ変換
する変換部であり、ＥＧＲバルブの現在の開閉位置に対
応する電圧（以下、「現在値」という）を出力する。こ
れらの目標値と現在値の偏差に基づいて、ＰＩＤ制御量
演算部６３が比例成分（Ｐ成分）、積分成分（Ｉ成
分）、微分成分（Ｄ成分）を合わせたＰＩＤ制御量（電
圧）を演算して出力する。そのＰＩＤ制御量は、駆動デ
ューティー演算部６４によって直流モータ２０の駆動デ
ューティーに変換される。
【００２６】ＰＩＤ制御量演算部６３にはゲイン変更手
段６３Ａが構成されており、このゲイン変更手段６３Ａ
には、目標値と現在値の偏差が後述する所定の小偏差範
囲Ｓ内に収またことを検知する偏差検知部と、直流モー
タ２０の回転速度Ｖが所定の基準速度Ｖｃ以上となった
ことを検知する速度検知部が備えられている。ゲイン変
更手段６３Ａは、偏差が所定の小偏差範囲Ｓ内に収まっ
たことが前者の偏差検知部によって検知され、かつ速度
Ｖが基準速度Ｖｃ以上となったことが後者の速度検知部
によって検知されたときに、Ｉゲイン（積分ゲイン）を
クリアして“０”とすると共に、Ｐゲイン（比例ゲイ
ン）を小さく変更する。本例の場合は、Ｐゲイン（Ｋ
ｐ）を１／２の｛（１／２）・Ｋｐ｝に変更する。
段６３Ａが構成されており、このゲイン変更手段６３Ａ
には、目標値と現在値の偏差が後述する所定の小偏差範
囲Ｓ内に収またことを検知する偏差検知部と、直流モー
タ２０の回転速度Ｖが所定の基準速度Ｖｃ以上となった
ことを検知する速度検知部が備えられている。ゲイン変
更手段６３Ａは、偏差が所定の小偏差範囲Ｓ内に収まっ
たことが前者の偏差検知部によって検知され、かつ速度
Ｖが基準速度Ｖｃ以上となったことが後者の速度検知部
によって検知されたときに、Ｉゲイン（積分ゲイン）を
クリアして“０”とすると共に、Ｐゲイン（比例ゲイ
ン）を小さく変更する。本例の場合は、Ｐゲイン（Ｋ
ｐ）を１／２の｛（１／２）・Ｋｐ｝に変更する。
【００２７】小偏差範囲Ｓは、図５のようにＥＧＲバル
ブの目標開閉位置をＴＰとしたときに、その目標開閉位
置ＴＰから開方向および閉方向に若干量だけずれた範囲
に対応する大きさに設定されている。図５においては、
その小偏差範囲Ｓに対応する開閉位置のずれ分の範囲に
符号Ｓを付している。この図からも明らかなように、小
偏差範囲Ｓはプラスの偏差とマイナスの偏差を含む範囲
であり、以下においては、偏差が小偏差範囲Ｓ内の値と
なることを小偏差範囲Ｓ内に収まるという。
ブの目標開閉位置をＴＰとしたときに、その目標開閉位
置ＴＰから開方向および閉方向に若干量だけずれた範囲
に対応する大きさに設定されている。図５においては、
その小偏差範囲Ｓに対応する開閉位置のずれ分の範囲に
符号Ｓを付している。この図からも明らかなように、小
偏差範囲Ｓはプラスの偏差とマイナスの偏差を含む範囲
であり、以下においては、偏差が小偏差範囲Ｓ内の値と
なることを小偏差範囲Ｓ内に収まるという。
【００２８】このようにして、目標値と現在値との偏差
に基づいて直流モータ２０をＰＩＤ制御するフィードバ
ック制御系が構成されている。この制御系は、ゲイン変
更手段６３ＡによってＩゲインがクリアされかつＰゲイ
ンが小さく変更されたときに、直流モータ２０をＰＤ制
御することになる。
に基づいて直流モータ２０をＰＩＤ制御するフィードバ
ック制御系が構成されている。この制御系は、ゲイン変
更手段６３ＡによってＩゲインがクリアされかつＰゲイ
ンが小さく変更されたときに、直流モータ２０をＰＤ制
御することになる。
【００２９】図４は、制御部５０の動作を説明するため
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【００３０】まず、目標値を現在値を読み込んで偏差を
求め（ステップＳ１、Ｓ２）、その偏差が小偏差範囲Ｓ
内に収まっていないことが偏差検知部によって検知され
ていることを条件として（ステップＳ３）、その偏差に
基づいて演算部６３がＰＩＤ制御量を演算する（ステッ
プＳ４）。そして、そのＰＩＤ制御量がデューティー演
算部６４によってモータ駆動デューティーに変換され
（ステップＳ５）、その駆動デューティーによって直流
モータ２０が駆動される（ステップＳ６）。
求め（ステップＳ１、Ｓ２）、その偏差が小偏差範囲Ｓ
内に収まっていないことが偏差検知部によって検知され
ていることを条件として（ステップＳ３）、その偏差に
基づいて演算部６３がＰＩＤ制御量を演算する（ステッ
プＳ４）。そして、そのＰＩＤ制御量がデューティー演
算部６４によってモータ駆動デューティーに変換され
（ステップＳ５）、その駆動デューティーによって直流
モータ２０が駆動される（ステップＳ６）。
【００３１】一方、ステップＳ３の判定において、偏差
が小偏差範囲Ｓ内に収まっているときは、速度検知部に
よって、直流モータ２０の回転速度Ｖが所定の基準速度
Ｖｃ以上であるか否かを判定する（ステップＳ７）。速
度Ｖが基準速度Ｖｃ以上でないときは先のステップＳ４
に進み、一方、それが基準速度Ｖｃ以上であるときは、
ゲイン変更手段６３ＡがＩゲインをクリアすると共に、
Ｐゲインを１／２に変更する（ステップＳ８）。したが
って、ステップＳ４にて演算部６３がＰＤ制御量を演算
し、そのＰＤ制御量がデューティー演算部６４によって
モータ駆動デューティーに変換され（ステップＳ５）、
その駆動デューティーによって直流モータ２０が駆動さ
れることになる（ステップＳ６）。
が小偏差範囲Ｓ内に収まっているときは、速度検知部に
よって、直流モータ２０の回転速度Ｖが所定の基準速度
Ｖｃ以上であるか否かを判定する（ステップＳ７）。速
度Ｖが基準速度Ｖｃ以上でないときは先のステップＳ４
に進み、一方、それが基準速度Ｖｃ以上であるときは、
ゲイン変更手段６３ＡがＩゲインをクリアすると共に、
Ｐゲインを１／２に変更する（ステップＳ８）。したが
って、ステップＳ４にて演算部６３がＰＤ制御量を演算
し、そのＰＤ制御量がデューティー演算部６４によって
モータ駆動デューティーに変換され（ステップＳ５）、
その駆動デューティーによって直流モータ２０が駆動さ
れることになる（ステップＳ６）。
【００３２】このように、偏差が小偏差範囲Ｓ内に収ま
りかつ速度Ｖが基準速度Ｖｃ以上のときに、Ｉゲインを
クリアしてＰＩＤ制御からＰＤ制御に切り換える共に、
Ｐゲインを１／２に変更することにより、図５中の曲線
Ａのように、目標開閉位置ＴＰに接近したときに直流モ
ータ２０が減速されて、同図中の曲線Ｂの従来例のよう
なオーバーシュートやアンダーシュートの発生が抑えら
れる。そして、このような目標開閉位置ＴＰに接近して
から減速制御の結果、応答性の悪化を抑えた上、ＥＧＲ
バルブを目標開閉位置ＴＰまで安定性良く制御できるこ
とになる。このように直流モータ２０が減速制御され
て、その速度Ｖが基準速度Ｖｃ未満となったときは、Ｐ
Ｄ制御からＰＩＤ制御に戻ると共にＰゲインが元のゲイ
ンに戻される。また、小偏差範囲Ｓおよび基準速度Ｖｃ
は、ＥＧＲバルブの形態や直流モータ２０の作動特性な
どに応じて、適宜設定することができる。
りかつ速度Ｖが基準速度Ｖｃ以上のときに、Ｉゲインを
クリアしてＰＩＤ制御からＰＤ制御に切り換える共に、
Ｐゲインを１／２に変更することにより、図５中の曲線
Ａのように、目標開閉位置ＴＰに接近したときに直流モ
ータ２０が減速されて、同図中の曲線Ｂの従来例のよう
なオーバーシュートやアンダーシュートの発生が抑えら
れる。そして、このような目標開閉位置ＴＰに接近して
から減速制御の結果、応答性の悪化を抑えた上、ＥＧＲ
バルブを目標開閉位置ＴＰまで安定性良く制御できるこ
とになる。このように直流モータ２０が減速制御され
て、その速度Ｖが基準速度Ｖｃ未満となったときは、Ｐ
Ｄ制御からＰＩＤ制御に戻ると共にＰゲインが元のゲイ
ンに戻される。また、小偏差範囲Ｓおよび基準速度Ｖｃ
は、ＥＧＲバルブの形態や直流モータ２０の作動特性な
どに応じて、適宜設定することができる。
【００３３】（第２の実施形態）フィードバック制御系
によって、リターントルクと逆方向のモータトルクを発
生させるべく、直流モータ２０を一方向にのみ通電制御
するだけではなく、リターントルクと同方向のモータト
ルクを発生させるべく、直流モータ２０を他方向にも通
電制御するようにしてもよい。その場合には、直流モー
タ２０を一方向に通電制御するときのＰＩＤ制御量をプ
ラスとし、それがマイナスとなったときのＰＩＤ制御量
に応じて直流モータ２０を他方向に通電制御すればよ
い。このように、リターントルクと同方向のモータトル
クを発生させることにより、バルブ１１の閉動方向の応
答性が向上することになる。
によって、リターントルクと逆方向のモータトルクを発
生させるべく、直流モータ２０を一方向にのみ通電制御
するだけではなく、リターントルクと同方向のモータト
ルクを発生させるべく、直流モータ２０を他方向にも通
電制御するようにしてもよい。その場合には、直流モー
タ２０を一方向に通電制御するときのＰＩＤ制御量をプ
ラスとし、それがマイナスとなったときのＰＩＤ制御量
に応じて直流モータ２０を他方向に通電制御すればよ
い。このように、リターントルクと同方向のモータトル
クを発生させることにより、バルブ１１の閉動方向の応
答性が向上することになる。
【００３４】図６は、このように直流モータ２０を双方
向通電する場合における回路構成例の説明図である。本
例の場合は、４組のトランジスタ７１、７２、７３、７
４とダイオード７５、７６、７７、７８を組み合わせた
構成とされ、前述した実施形態と同様に直流モータ２０
をチョッパ制御するようになっている。すなわち、直流
モータ２０を一方向に通電制御するときには、トランジ
スタ７１をオンにして、トランジスタ７２をＰＷＭ信号
によりスイッチ動作させ、また直流モータ２０を他方向
に通電制御するときには、トランジスタ７３をオンにし
て、トランジスタ７４をＰＷＭ信号によりスイッチ動作
させる。８１、８２、８３、８４は、トランジスタ７
１、７２、７３、７４と制御部５０との間のインターフ
ェースである。
向通電する場合における回路構成例の説明図である。本
例の場合は、４組のトランジスタ７１、７２、７３、７
４とダイオード７５、７６、７７、７８を組み合わせた
構成とされ、前述した実施形態と同様に直流モータ２０
をチョッパ制御するようになっている。すなわち、直流
モータ２０を一方向に通電制御するときには、トランジ
スタ７１をオンにして、トランジスタ７２をＰＷＭ信号
によりスイッチ動作させ、また直流モータ２０を他方向
に通電制御するときには、トランジスタ７３をオンにし
て、トランジスタ７４をＰＷＭ信号によりスイッチ動作
させる。８１、８２、８３、８４は、トランジスタ７
１、７２、７３、７４と制御部５０との間のインターフ
ェースである。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
本発明のＥＧＲバルブの制御装置は、付勢手段によるリ
ターントルクと直流モータのモータトルクとのバランス
によりバルブを開閉させるトルクバランス駆動方式とＰ
ＩＤのフィードバック制御方式を採用することにより、
ＥＧＲバルブの開度を高い分解能をもって高精度に制御
することができ、しかも偏差が所定の小偏差範囲内に収
まりかつ直流モータの速度が所定速度以上のときに、Ｐ
ＩＤ制御のＩゲインをクリアすると共に、Ｄゲインを小
さく変更することにより、応答性を確保しつつ、ＥＧＲ
バルブを安定性良く制御することができる。
本発明のＥＧＲバルブの制御装置は、付勢手段によるリ
ターントルクと直流モータのモータトルクとのバランス
によりバルブを開閉させるトルクバランス駆動方式とＰ
ＩＤのフィードバック制御方式を採用することにより、
ＥＧＲバルブの開度を高い分解能をもって高精度に制御
することができ、しかも偏差が所定の小偏差範囲内に収
まりかつ直流モータの速度が所定速度以上のときに、Ｐ
ＩＤ制御のＩゲインをクリアすると共に、Ｄゲインを小
さく変更することにより、応答性を確保しつつ、ＥＧＲ
バルブを安定性良く制御することができる。
【００３６】請求項２に記載の本発明のＥＧＲバルブの
制御装置は、ゲイン変更手段によってＰゲインを１／２
に変更することにより、ＥＧＲバルブが目標開閉位置に
接近したときに、直流モータを充分に減速させて、ＥＧ
Ｒバルブの制御の応答性と安定性を充分に確保すること
ができる。
制御装置は、ゲイン変更手段によってＰゲインを１／２
に変更することにより、ＥＧＲバルブが目標開閉位置に
接近したときに、直流モータを充分に減速させて、ＥＧ
Ｒバルブの制御の応答性と安定性を充分に確保すること
ができる。
【００３７】請求項３に記載の本発明のＥＧＲバルブの
制御装置は、直流モータをＰＷＭ信号によりチョッパ制
御することができる。
制御装置は、直流モータをＰＷＭ信号によりチョッパ制
御することができる。
【００３８】請求項４に記載の本発明のＥＧＲバルブの
制御装置は、リターントルクと同方向にもモータトルク
を発生させるように直流モータを制御することにより、
リターントルクの付与方向におけるＥＧＲバルブの応答
性を向上させることができる。
制御装置は、リターントルクと同方向にもモータトルク
を発生させるように直流モータを制御することにより、
リターントルクの付与方向におけるＥＧＲバルブの応答
性を向上させることができる。
【図１】本発明の第１の実施形態に備わるＥＧＲバルブ
の縦断面図である。
の縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における制御部の概略
説明図である。
説明図である。
【図３】図２における制御部のブロック構成図である。
【図４】図２における制御部の動作を説明するためのフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図５】図３の制御部によるＥＧＲバルブの制御例の説
明図である。
明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における直流モータの
駆動回路の説明図である。
駆動回路の説明図である。
【図７】従来の制御方式によるＥＧＲバルブの制御例の
説明図である。
説明図である。
１１ バルブ １２ シート １９ スプリング（付勢手段） ２０ 直流モータ ４０ ポジションセンサ ５０ 制御部 ６１ 目標位置演算部 ６２ Ａ／Ｄ変換部 ６３ ＰＩＤ制御量演算部 ６３Ａ ゲイン変更手段 ６４ 駆動デューティー演算部
Claims (4)
- 【請求項１】 付勢手段によってＥＧＲバルブの開閉方
向の一方向に所定のリターントルクが付与され、かつ直
流モータの一方向の通電によってＥＧＲバルブの開閉方
向の他方向に可変のモータトルクが付与され、それらの
トルクバランスにより開閉されるＥＧＲバルブの制御装
置であって、 前記ＥＧＲバルブの目標開閉位置に対応する入力データ
と前記ＥＧＲバルブの現開閉位置の検出データとの偏差
に基づいて、前記直流モータをＰＩＤ制御するフィード
バック制御系と、 前記偏差が所定の小偏差範囲内に収まりかつ前記直流モ
ータの速度が所定速度以上のときに、前記フィードバッ
ク制御系のＩゲインをクリアすると共にＰゲインを小さ
く変更するゲイン変更手段とを備えたことを特徴とする
ＥＧＲバルブの制御装置。 - 【請求項２】 前記ゲイン変更手段は、Ｐゲインを１／
２に変更することを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲ
バルブの制御装置。 - 【請求項３】 前記フィードバック制御系は前記直流モ
ータをチョッパ制御するものであることを特徴とする請
求項１または２に記載のＥＧＲバルブの制御装置。 - 【請求項４】 前記フィードバック制御系は、前記直流
モータの他方向の通電によって前記ＥＧＲバルブの開閉
方向の一方向にも可変のモータトルクを付与可能である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のＥ
ＧＲバルブの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9018101A JPH10213016A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | Ｅｇｒバルブの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9018101A JPH10213016A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | Ｅｇｒバルブの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10213016A true JPH10213016A (ja) | 1998-08-11 |
Family
ID=11962247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9018101A Pending JPH10213016A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | Ｅｇｒバルブの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10213016A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002014673A1 (fr) * | 2000-08-14 | 2002-02-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Procede de commande de vanne de recirculation des gaz d'echappement |
| US6488259B1 (en) | 1999-02-09 | 2002-12-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Valve device |
| EP1372244A1 (en) * | 2001-02-27 | 2003-12-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Power supply of egr valve |
| JP2007198243A (ja) * | 2006-01-26 | 2007-08-09 | Isuzu Motors Ltd | Ｅｇｒバルブの制御装置 |
| EP2249473A1 (en) * | 2008-02-25 | 2010-11-10 | Honda Motor Co., Ltd. | Control device and control method for control valve |
| JP2012147667A (ja) * | 2012-03-14 | 2012-08-02 | Honda Motor Co Ltd | 制御弁の制御装置 |
| CN104883184A (zh) * | 2015-06-09 | 2015-09-02 | 中山大学 | 一种光学斩波器输出频率的控制方法和装置 |
-
1997
- 1997-01-31 JP JP9018101A patent/JPH10213016A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6488259B1 (en) | 1999-02-09 | 2002-12-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Valve device |
| WO2002014673A1 (fr) * | 2000-08-14 | 2002-02-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Procede de commande de vanne de recirculation des gaz d'echappement |
| EP1372244A1 (en) * | 2001-02-27 | 2003-12-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Power supply of egr valve |
| EP1372244A4 (en) * | 2001-02-27 | 2009-09-09 | Mitsubishi Electric Corp | ENERGY SUPPLY OF AN EGR VALVE |
| JP2007198243A (ja) * | 2006-01-26 | 2007-08-09 | Isuzu Motors Ltd | Ｅｇｒバルブの制御装置 |
| EP2249473A1 (en) * | 2008-02-25 | 2010-11-10 | Honda Motor Co., Ltd. | Control device and control method for control valve |
| EP2249473A4 (en) * | 2008-02-25 | 2011-04-13 | Honda Motor Co Ltd | CONTROL DEVICE AND CONTROL METHOD FOR A CONTROL VALVE |
| US8459607B2 (en) | 2008-02-25 | 2013-06-11 | Honda Motor Co., Ltd. | Control device and control method for control valve |
| JP2012147667A (ja) * | 2012-03-14 | 2012-08-02 | Honda Motor Co Ltd | 制御弁の制御装置 |
| CN104883184A (zh) * | 2015-06-09 | 2015-09-02 | 中山大学 | 一种光学斩波器输出频率的控制方法和装置 |
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