JPH10213017A - 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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- JPH10213017A JPH10213017A JP9018102A JP1810297A JPH10213017A JP H10213017 A JPH10213017 A JP H10213017A JP 9018102 A JP9018102 A JP 9018102A JP 1810297 A JP1810297 A JP 1810297A JP H10213017 A JPH10213017 A JP H10213017A
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- 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
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- 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2
0をPID制御するフィードバック制御系と、EGRバ
ルブの開動時と閉動時においてPID制御のゲインを変
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2
0をPID制御するフィードバック制御系と、EGRバ
ルブの開動時と閉動時においてPID制御のゲインを変
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EG
Rバルブの開動時と閉動時において前記PID制御のゲ
インを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EG
Rバルブの開動時と閉動時において前記PID制御のゲ
インを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、前記EGRバルブの前記一方向動作時の標準トルク
と、前記EGRバルブの前記他方向動作時の標準トルク
との比に対応させて、前記EGRバルブの前記他方向動
作時における前記PID制御のゲインと、前記EGRバ
ルブの前記一方向動作時における前記PID制御のゲイ
ンとの比を設定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、前記EGRバルブの前記一方向動作時の標準トルク
と、前記EGRバルブの前記他方向動作時の標準トルク
との比に対応させて、前記EGRバルブの前記他方向動
作時における前記PID制御のゲインと、前記EGRバ
ルブの前記一方向動作時における前記PID制御のゲイ
ンとの比を設定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2において、前記ゲイン変更手段
は、前記EGRバルブの前記一方向動作時の標準トルク
を前記リターントルクの最大値とし、前記EGRバルブ
の前記他方向動作時の標準トルクを前記モータトルクの
最大値と前記リターントルクの最大値との差とすること
を特徴とする。
制御装置は、請求項2において、前記ゲイン変更手段
は、前記EGRバルブの前記一方向動作時の標準トルク
を前記リターントルクの最大値とし、前記EGRバルブ
の前記他方向動作時の標準トルクを前記モータトルクの
最大値と前記リターントルクの最大値との差とすること
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、前記直流モータをチョッパ制
御するものであることを特徴とする。
【0009】請求項5に記載の本発明のEGRバルブの
制御装置は、請求項1から4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4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。
【0010】
【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。
【0011】(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。
【0012】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。
【0013】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。
【0014】いま、このような作動特性の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)制御する方法を採用した場合を想定す
る。ここでは、モータトルクをリターントルクよりも大
きくしてEGRバルブを開動させ、またモータトルクを
リターントルクよりも小さくしてEGRバルブを閉動さ
せるものとする。したがって、EGRバルブの開動時に
はモータトルクが優勢に作用し、その閉動時にはリター
ントルクが優勢に作用することになる。
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)制御する方法を採用した場合を想定す
る。ここでは、モータトルクをリターントルクよりも大
きくしてEGRバルブを開動させ、またモータトルクを
リターントルクよりも小さくしてEGRバルブを閉動さ
せるものとする。したがって、EGRバルブの開動時に
はモータトルクが優勢に作用し、その閉動時にはリター
ントルクが優勢に作用することになる。
【0015】このようなEGRバルブにおいて、単に、
直流モータをPID制御した場合には、EGRバルブの
開動時と閉動時におけるPID制御のゲインが同一とな
り、モータトルクが優勢となるEGRバルブの開動時
と、リターントルクが優勢となるEGRバルブの閉動時
とにおいてトルク差が生じ、前者の開動時の方が後者の
閉動時よりも増大傾向となる。この結果、EGRバルブ
を同量だけ開閉させる場合、図8のようにEGRバルブ
を目標位置TPまで開動させる時には、目標位置TPま
での経過時間t1が比較的短くなり、また図9のように
EGRバルブを現在位置RPから目標位置TPまで閉動
させる時には、目標位置TPまでの経過時間t2が比較
的長くなってしまう(t1<t2)。しかも、開動およ
び閉動によってEGRバルブが目標位置TPまで到達し
た直後のそれぞれにおいて、目標位置TPから閉動側に
振れる振幅よりも開動側に振れる振幅が大きくなって、
制御の安定性が損なわれるおそれがある。
直流モータをPID制御した場合には、EGRバルブの
開動時と閉動時におけるPID制御のゲインが同一とな
り、モータトルクが優勢となるEGRバルブの開動時
と、リターントルクが優勢となるEGRバルブの閉動時
とにおいてトルク差が生じ、前者の開動時の方が後者の
閉動時よりも増大傾向となる。この結果、EGRバルブ
を同量だけ開閉させる場合、図8のようにEGRバルブ
を目標位置TPまで開動させる時には、目標位置TPま
での経過時間t1が比較的短くなり、また図9のように
EGRバルブを現在位置RPから目標位置TPまで閉動
させる時には、目標位置TPまでの経過時間t2が比較
的長くなってしまう(t1<t2)。しかも、開動およ
び閉動によってEGRバルブが目標位置TPまで到達し
た直後のそれぞれにおいて、目標位置TPから閉動側に
振れる振幅よりも開動側に振れる振幅が大きくなって、
制御の安定性が損なわれるおそれがある。
【0016】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バルブの制御の安定化を実現し
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バルブの制御の安定化を実現し
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。
【0017】(第1の実施形態)図1から図6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。
【0018】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。
【0019】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。
【0020】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。
【0021】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。
【0022】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。
【0023】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。
【0024】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。
【0025】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。
【0026】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。
【0027】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(PID制御用駆動デューティー)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(PID制御用駆動デューティー)に変換さ
れる。
【0028】PID制御量演算部63には、後述するよ
うに、EGRバルブの開動時と閉動時におけるPID制
御のゲインを変更するゲイン変更手段63Aが備えられ
ている。このゲイン変更手段63Aには、EGRバルブ
の開動と閉動を判定する判定部63Bが構成されてい
る。本例の場合は、目標値と現在値の偏差がプラス偏差
のときにEGRバルブが開動し、それがマイナス偏差の
ときにEGRバルブが閉動することから、その偏差の極
性から判定部63BがEGRバルブの開閉方向を判定す
る。
うに、EGRバルブの開動時と閉動時におけるPID制
御のゲインを変更するゲイン変更手段63Aが備えられ
ている。このゲイン変更手段63Aには、EGRバルブ
の開動と閉動を判定する判定部63Bが構成されてい
る。本例の場合は、目標値と現在値の偏差がプラス偏差
のときにEGRバルブが開動し、それがマイナス偏差の
ときにEGRバルブが閉動することから、その偏差の極
性から判定部63BがEGRバルブの開閉方向を判定す
る。
【0029】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る。
【0030】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。
【0031】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)、その偏差がプラス偏差で
あるか否かを判定部63Bによって判定し、それがプラ
ス偏差であるときつまりEGRバルブの開動時には、ゲ
イン変更手段63が後述する開動時のゲインを選定し
(ステップS4)、一方、それがマイナス偏差であると
きつまりEGRバルブの閉動時には、ゲイン変更手段6
3が後述する閉動時のゲインを選定する(ステップS
5)。演算部63は、ゲイン変更手段63Aによって設
定されたゲインに基づき、偏差に対応するPID制御量
を演算し(ステップS6)、そのPID制御量をデュー
ティー演算部64がPID制御用駆動デューティーに変
換し(ステップS7)、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S8)。
求め(ステップS1、S2)、その偏差がプラス偏差で
あるか否かを判定部63Bによって判定し、それがプラ
ス偏差であるときつまりEGRバルブの開動時には、ゲ
イン変更手段63が後述する開動時のゲインを選定し
(ステップS4)、一方、それがマイナス偏差であると
きつまりEGRバルブの閉動時には、ゲイン変更手段6
3が後述する閉動時のゲインを選定する(ステップS
5)。演算部63は、ゲイン変更手段63Aによって設
定されたゲインに基づき、偏差に対応するPID制御量
を演算し(ステップS6)、そのPID制御量をデュー
ティー演算部64がPID制御用駆動デューティーに変
換し(ステップS7)、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S8)。
【0032】ところで、モータトルクをTMとし、リタ
ーントルクをTRとした場合、EGRバルブの開動時に
はモータトルクTMがリターントルクTRよりも大きく
なり(TM>TR)、また、その閉動時にはモータトル
クTMがリターントルクTRよりも小さくなる(TM<
TR)。このように、EGRバルブ開動時にはモータト
ルクTMが優勢となり、また、その閉動時にはリターン
トルクTRが優勢となる。ゲイン変更手段63Aは、こ
のような開動時と閉動時におけるトルク差を考慮して、
PID制御のゲインを変更する。本例の場合は、下式
(1)のように、モータトルクTMの最大値TMmax
と、EGRバルブ全開時のリターントルクTRつまりリ
ターントルクTRの最大値TRmaxとの差分{(TM
max)−(TRmax)}を標準開動トルク(T−o
pen)と考え、また下式(2)のように、リターント
ルクTRの最大値TRmaxを標準閉動トルク(T−c
lose)として考えた。
ーントルクをTRとした場合、EGRバルブの開動時に
はモータトルクTMがリターントルクTRよりも大きく
なり(TM>TR)、また、その閉動時にはモータトル
クTMがリターントルクTRよりも小さくなる(TM<
TR)。このように、EGRバルブ開動時にはモータト
ルクTMが優勢となり、また、その閉動時にはリターン
トルクTRが優勢となる。ゲイン変更手段63Aは、こ
のような開動時と閉動時におけるトルク差を考慮して、
PID制御のゲインを変更する。本例の場合は、下式
(1)のように、モータトルクTMの最大値TMmax
と、EGRバルブ全開時のリターントルクTRつまりリ
ターントルクTRの最大値TRmaxとの差分{(TM
max)−(TRmax)}を標準開動トルク(T−o
pen)と考え、また下式(2)のように、リターント
ルクTRの最大値TRmaxを標準閉動トルク(T−c
lose)として考えた。
【0033】
【数1】 (T−open) ≒{(TMmax)−(TRmax)} …(1) (T−close)≒(TRmax) …(2) そして、それらのトルク(T−open)、(T−cl
ose)との関係において、開動時のゲイン(G−op
en)と閉動時のゲイン(G−close)を下式
(3)から求めて設定しておき、それらをEGRバルブ
の開動時と閉動時においてゲイン変更手段63Aが選定
するようにした。
ose)との関係において、開動時のゲイン(G−op
en)と閉動時のゲイン(G−close)を下式
(3)から求めて設定しておき、それらをEGRバルブ
の開動時と閉動時においてゲイン変更手段63Aが選定
するようにした。
【0034】
【数2】 (G−open) :(G−close)=(T−close):(T−open) …(3) したがって、標準開動トルク(T−open)に比例し
て閉動時のゲイン(G−close)が設定され、標準
閉動トルク(T−close)に比例して開動時のゲイ
ン(G−open)が設定されることになり、PID制
御の結果として生じる開動トルクと閉動トルクとの差が
小さくなる。
て閉動時のゲイン(G−close)が設定され、標準
閉動トルク(T−close)に比例して開動時のゲイ
ン(G−open)が設定されることになり、PID制
御の結果として生じる開動トルクと閉動トルクとの差が
小さくなる。
【0035】この結果、所定量だけEGRバルブを開動
および閉動させるときにおける経過時間t11およびt
12(図5および図6参照)がほぼ一致して、応答性が
同一化する。さらに、開動時および閉動時によってEG
Rバルブが目標位置TPに到達した直後のそれぞれにお
いて、目標位置TPから閉動側に振れる振幅と開動側に
振れる振幅がほぼ一致して、制御の安定性が確保される
ことになる。
および閉動させるときにおける経過時間t11およびt
12(図5および図6参照)がほぼ一致して、応答性が
同一化する。さらに、開動時および閉動時によってEG
Rバルブが目標位置TPに到達した直後のそれぞれにお
いて、目標位置TPから閉動側に振れる振幅と開動側に
振れる振幅がほぼ一致して、制御の安定性が確保される
ことになる。
【0036】(第2の実施形態)上述した第1の実施形
態の場合は、標準開動トルク(T−open)と標準閉
動トルク(T−close)を定め、これらに基づいて
開動時のゲイン(G−open)と閉動時のゲイン(G
−close)の2つの値を予め設定しておいて、それ
らを択一的に選定するようにした。しかし、EGRバル
ブの開動量に応じてリターントルクが増大することを考
慮した場合、EGRバルブの開閉方向に応じてゲインを
変更することに加え、モータトルクに対するリターント
ルクの割合の変化に応じて、つまりEGRバルブの開閉
位置に応じてもゲインを変更することが好ましい。その
場合には、EGRバルブの開閉方向と開閉位置とに応じ
てゲインを連続的または断続的に変更したり、また、ゲ
インを予め求めて記憶しておいたり、そのゲインを時々
刻々と演算するようにしてもよい。
態の場合は、標準開動トルク(T−open)と標準閉
動トルク(T−close)を定め、これらに基づいて
開動時のゲイン(G−open)と閉動時のゲイン(G
−close)の2つの値を予め設定しておいて、それ
らを択一的に選定するようにした。しかし、EGRバル
ブの開動量に応じてリターントルクが増大することを考
慮した場合、EGRバルブの開閉方向に応じてゲインを
変更することに加え、モータトルクに対するリターント
ルクの割合の変化に応じて、つまりEGRバルブの開閉
位置に応じてもゲインを変更することが好ましい。その
場合には、EGRバルブの開閉方向と開閉位置とに応じ
てゲインを連続的または断続的に変更したり、また、ゲ
インを予め求めて記憶しておいたり、そのゲインを時々
刻々と演算するようにしてもよい。
【0037】(第3の実施形態)また、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。
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。
【0038】図7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。
【0039】
【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、
PID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EGRバルブの開動時と閉
動時におけるPID制御のゲインを変更することによ
り、EGRバルブの開動時と閉動時における応答性の同
一化、および開閉位置の安定化を図ることができる。
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、
PID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EGRバルブの開動時と閉
動時におけるPID制御のゲインを変更することによ
り、EGRバルブの開動時と閉動時における応答性の同
一化、および開閉位置の安定化を図ることができる。
【0040】請求項2に記載の本発明のEGRバルブの
制御装置は、EGRバルブの一方向動作時の標準トルク
と、EGRバルブの他方向動作時の標準トルクとの比に
対応させて、EGRバルブの他方向動作時におけるのP
ID制御のゲインと、EGRバルブの一方向動作時にお
けるPID制御のゲインとの比を設定することにより、
予め設定しておいた2つのゲインをEGRバルブの開閉
方向に応じて選定することにより、開閉方向に応じてP
ID制御のゲインを簡単に変更することができる。
制御装置は、EGRバルブの一方向動作時の標準トルク
と、EGRバルブの他方向動作時の標準トルクとの比に
対応させて、EGRバルブの他方向動作時におけるのP
ID制御のゲインと、EGRバルブの一方向動作時にお
けるPID制御のゲインとの比を設定することにより、
予め設定しておいた2つのゲインをEGRバルブの開閉
方向に応じて選定することにより、開閉方向に応じてP
ID制御のゲインを簡単に変更することができる。
【0041】請求項3に記載の本発明のEGRバルブの
制御装置は、EGRバルブの一方向動作時の標準トルク
をリターントルクの最大値とし、EGRバルブの他方向
動作時の標準トルクをモータトルクの最大値とリターン
トルクの最大値との差とすることにより、それらの標準
トルクを好適な値に設定することができる。
制御装置は、EGRバルブの一方向動作時の標準トルク
をリターントルクの最大値とし、EGRバルブの他方向
動作時の標準トルクをモータトルクの最大値とリターン
トルクの最大値との差とすることにより、それらの標準
トルクを好適な値に設定することができる。
【0042】請求項4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。
【0043】請求項5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。
【図面の簡単な説明】
【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バルブの開動制御例
の説明図である。
の説明図である。
【図6】図3の制御部によるEGRバルブの閉動制御例
の説明図である。
の説明図である。
【図7】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8】従来の制御方式によるEGRバルブの開動制御
例の説明図である。
例の説明図である。
【図9】従来の制御方式によるEGRバルブの閉動制御
例の説明図である。
例の説明図である。
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 63B 判定部 64 駆動デューティー演算部
Claims (5)
- 【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EGRバルブの開動時と閉動時において前記PID
制御のゲインを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、前記EGRバル
ブの前記一方向動作時の標準トルクと、前記EGRバル
ブの前記他方向動作時の標準トルクとの比に対応させ
て、前記EGRバルブの前記他方向動作時における前記
PID制御のゲインと、前記EGRバルブの前記一方向
動作時における前記PID制御のゲインとの比を設定す
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】 前記ゲイン変更手段は、前記EGRバル
ブの前記一方向動作時の標準トルクを前記リターントル
クの最大値とし、前記EGRバルブの前記他方向動作時
の標準トルクを前記モータトルクの最大値と前記リター
ントルクの最大値との差とすることを特徴とする請求項
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から3のいずれかに記載のEGRバルブの制御
装置。 - 【請求項5】 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4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 |
---|---|---|---|
JP9018102A JPH10213017A (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 |
---|---|---|---|
JP9018102A JPH10213017A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | Egrバルブの制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10213017A true JPH10213017A (ja) | 1998-08-11 |
Family
ID=11962274
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9018102A Pending JPH10213017A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | Egrバルブの制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10213017A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002014676A1 (fr) * | 2000-08-16 | 2002-02-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Procede de commande de vanne de recirculation des gaz d'echappement |
WO2002069473A1 (fr) * | 2001-02-27 | 2002-09-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Alimentation en courant d'une soupape de recirculation des gaz de carter |
WO2006062043A1 (ja) * | 2004-12-07 | 2006-06-15 | Mitsubishi Fuso Truck And Bus Corporation | モータ式ポペット弁及びモータ式ポペット弁を用いた内燃機関のegr装置 |
WO2008153198A1 (ja) * | 2007-06-12 | 2008-12-18 | Hitachi, Ltd. | Egr率管理によるegr制御装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0650444A (ja) * | 1992-07-31 | 1994-02-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流量制御装置 |
JPH08303285A (ja) * | 1995-03-06 | 1996-11-19 | Hitachi Ltd | 自動車用バルブ制御装置及び制御方法 |
JPH08326952A (ja) * | 1995-06-05 | 1996-12-10 | Nippondenso Co Ltd | 流量制御弁の動作不良診断装置 |
-
1997
- 1997-01-31 JP JP9018102A patent/JPH10213017A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0650444A (ja) * | 1992-07-31 | 1994-02-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流量制御装置 |
JPH08303285A (ja) * | 1995-03-06 | 1996-11-19 | Hitachi Ltd | 自動車用バルブ制御装置及び制御方法 |
JPH08326952A (ja) * | 1995-06-05 | 1996-12-10 | Nippondenso Co Ltd | 流量制御弁の動作不良診断装置 |
Cited By (4)
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WO2002014676A1 (fr) * | 2000-08-16 | 2002-02-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Procede de commande de vanne de recirculation des gaz d'echappement |
WO2002069473A1 (fr) * | 2001-02-27 | 2002-09-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Alimentation en courant d'une soupape de recirculation des gaz de carter |
WO2006062043A1 (ja) * | 2004-12-07 | 2006-06-15 | Mitsubishi Fuso Truck And Bus Corporation | モータ式ポペット弁及びモータ式ポペット弁を用いた内燃機関のegr装置 |
WO2008153198A1 (ja) * | 2007-06-12 | 2008-12-18 | Hitachi, Ltd. | Egr率管理によるegr制御装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041019 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041022 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050304 |