JPH10220620A - 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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- JPH10220620A JPH10220620A JP9025301A JP2530197A JPH10220620A JP H10220620 A JPH10220620 A JP H10220620A JP 9025301 A JP9025301 A JP 9025301A JP 2530197 A JP2530197 A JP 2530197A JP H10220620 A JPH10220620 A JP H10220620A
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- motor
- deviation
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- valve
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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】 微小偏差時において、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ＥＧ
Ｒ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制御するためのフィードバック制御系と、偏
差が所定の許容範囲内に収まったときに、フィードバッ
ク制御系のＤゲインをクリアするＤゲインクリア手段６
３Ａとを備えた。
高い分解能をもって高精度に制御することができるＥＧ
Ｒ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制御するためのフィードバック制御系と、偏
差が所定の許容範囲内に収まったときに、フィードバッ
ク制御系のＤゲインをクリアするＤゲインクリア手段６
３Ａ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、所定時間
以上に渡って前記偏差が所定の許容範囲内に収まってい
るときに、前記フィードバック制御系のＤゲインをクリ
アするＤゲインクリア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、所定時間
以上に渡って前記偏差が所定の許容範囲内に収まってい
るときに、前記フィードバック制御系のＤゲインをクリ
アするＤゲインクリア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。
【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。
【０００８】
【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。
【０００９】（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。
【００１０】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。
【００１１】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。
【００１２】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、微小偏差時にノイズなどの外乱によってＥ
ＧＲバルブの開閉位置が変化すると、Ｄ動作（微分動
作）のために、図７のようにＥＧＲバルブの開閉位置が
目標開閉位置ＴＰの前後において変動し、その開閉位置
にバラツキが生じてしまう。このような微小偏差時にお
ける開閉位置のバラツキを回避する方法としては、目標
開閉位置ＴＰの前後に所定の不感帯を設けて、その不感
帯にＥＧＲバルブの開閉位置が収まり次第、Ｄゲイン
（微分ゲイン）をクリアして“０”にすることが考えら
れる。Ｐ成分（比例成分）による操作量は、Ｄ成分（微
分成分）による操作量よりもきわめて小さいため、制御
量に影響を与える上においては、Ｄゲインをクリアする
ことが有効である。図８は、その不感帯を許容範囲Ｓと
して設定して、その許容範囲ＳにＥＧＲバルブの開閉位
置が収まり次第、Ｄゲインをクリアした場合の例であ
る。しかし、このようにした場合には、許容範囲Ｓ内に
収まり次第、直ちにＤゲインがクリアされるため、その
時点において操作量が急激に変化してしまい、図８のよ
うにハンチングなどの予測不可能な制御状態に陥るおそ
れがある。Ｄゲインは、長いサンプリング周期で高応答
性を実現すべく高めに設定されていて、小偏差に対して
も敏感に反応してしまうからである。
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、微小偏差時にノイズなどの外乱によってＥ
ＧＲバルブの開閉位置が変化すると、Ｄ動作（微分動
作）のために、図７のようにＥＧＲバルブの開閉位置が
目標開閉位置ＴＰの前後において変動し、その開閉位置
にバラツキが生じてしまう。このような微小偏差時にお
ける開閉位置のバラツキを回避する方法としては、目標
開閉位置ＴＰの前後に所定の不感帯を設けて、その不感
帯にＥＧＲバルブの開閉位置が収まり次第、Ｄゲイン
（微分ゲイン）をクリアして“０”にすることが考えら
れる。Ｐ成分（比例成分）による操作量は、Ｄ成分（微
分成分）による操作量よりもきわめて小さいため、制御
量に影響を与える上においては、Ｄゲインをクリアする
ことが有効である。図８は、その不感帯を許容範囲Ｓと
して設定して、その許容範囲ＳにＥＧＲバルブの開閉位
置が収まり次第、Ｄゲインをクリアした場合の例であ
る。しかし、このようにした場合には、許容範囲Ｓ内に
収まり次第、直ちにＤゲインがクリアされるため、その
時点において操作量が急激に変化してしまい、図８のよ
うにハンチングなどの予測不可能な制御状態に陥るおそ
れがある。Ｄゲインは、長いサンプリング周期で高応答
性を実現すべく高めに設定されていて、小偏差に対して
も敏感に反応してしまうからである。
【００１３】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、微小偏差時における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、微小偏差時における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。
【００１４】（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。
【００１５】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。
【００１６】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。
【００１７】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。
【００１８】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。
【００１９】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。
【００２０】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。
【００２１】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。
【００２２】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。
【００２３】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。
【００２４】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。
【００２５】ＰＩＤ制御量演算部６３には、所定時間Ｔ
以上に渡って、目標値と現在値の偏差が所定の許容範囲
内Ｓに継続して収まっているときに、Ｄゲイン（微分ゲ
イン）を強制的にクリアして“０”にするＤゲインクリ
ア手段が構成されている。許容範囲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、許容
できる開方向および閉方向のずれ分の範囲に対応する大
きさに設定されている。図５においては、その許容範囲
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、許容範囲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、偏差が許容範囲Ｓ内の値となることを許容範囲
Ｓ内に収まるという。また、偏差が許容範囲Ｓ内に収ま
っている継続時間が所定時間Ｔ以上となったか否かは、
Ｄゲインクリア手段６３Ａのタイマー６３Ｂを用いて検
知する。このタイマー６３Ｂは、偏差が許容範囲Ｓ内に
収まった時点から計時動作を開始し、偏差が許容範囲Ｓ
内に収まっている間において連続して計時動作を継続す
る。
以上に渡って、目標値と現在値の偏差が所定の許容範囲
内Ｓに継続して収まっているときに、Ｄゲイン（微分ゲ
イン）を強制的にクリアして“０”にするＤゲインクリ
ア手段が構成されている。許容範囲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、許容
できる開方向および閉方向のずれ分の範囲に対応する大
きさに設定されている。図５においては、その許容範囲
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、許容範囲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、偏差が許容範囲Ｓ内の値となることを許容範囲
Ｓ内に収まるという。また、偏差が許容範囲Ｓ内に収ま
っている継続時間が所定時間Ｔ以上となったか否かは、
Ｄゲインクリア手段６３Ａのタイマー６３Ｂを用いて検
知する。このタイマー６３Ｂは、偏差が許容範囲Ｓ内に
収まった時点から計時動作を開始し、偏差が許容範囲Ｓ
内に収まっている間において連続して計時動作を継続す
る。
【００２６】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、Ｄゲイン
クリア手段６３ＡによってＤゲインがクリアされたとき
に、直流モータ２０をＰＩ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、Ｄゲイン
クリア手段６３ＡによってＤゲインがクリアされたとき
に、直流モータ２０をＰＩ制御することになる。
【００２７】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。
【００２８】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）、その偏差が許容範囲Ｓ内
に収まっていないことを条件として（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）。な
お、偏差の発生原因としては、ノイズによるセンサ４０
の誤検出、および外力によるロータ２１の回動も考えら
れる。前者の場合は、偏差の発生により、Ｄ成分の操作
量が生じてバルブの開閉位置が変化し、その変化に応じ
た偏差により、Ｄ成分の操作量が生じてフィードバック
される。一方、後者の場合は、偏差の発生によりバルブ
の開閉位置が変化し、その変化に応じた偏差により、Ｄ
成分の操作量が生じてフィードバックされることにな
る。
求め（ステップＳ１、Ｓ２）、その偏差が許容範囲Ｓ内
に収まっていないことを条件として（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）。な
お、偏差の発生原因としては、ノイズによるセンサ４０
の誤検出、および外力によるロータ２１の回動も考えら
れる。前者の場合は、偏差の発生により、Ｄ成分の操作
量が生じてバルブの開閉位置が変化し、その変化に応じ
た偏差により、Ｄ成分の操作量が生じてフィードバック
される。一方、後者の場合は、偏差の発生によりバルブ
の開閉位置が変化し、その変化に応じた偏差により、Ｄ
成分の操作量が生じてフィードバックされることにな
る。
【００２９】一方、ステップＳ３の判定において、偏差
が許容範囲Ｓ内に収まっているときは、タイマー６３Ｂ
の計時時間に基づいて、偏差が許容範囲Ｓ内に所定時間
Ｔ以上継続して収まっているか否かを判定する（ステッ
プＳ７）。偏差が所定時間Ｔ以上継続して許容範囲Ｓ内
に収まっていないときは先のステップＳ４に進み、一
方、それが所定時間Ｔ以上継続して許容範囲Ｓ内に収ま
っているときは、Ｄゲインクリア手段６３ＡがＤゲイン
をクリアする（ステップＳ８）。離散系の制御の場合に
は、所定時間Ｔに相当する所定回数のサンプリング中に
おいて偏差が許容範囲Ｓ内に収まっているときに、Ｄゲ
インクリア手段６３ＡがＤゲインをクリアする。Ｄゲイ
ンがクリアされることにより、ステップＳ４にて演算部
６３がＰＩ制御量を演算することになり、そして、その
ＰＩ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）。
が許容範囲Ｓ内に収まっているときは、タイマー６３Ｂ
の計時時間に基づいて、偏差が許容範囲Ｓ内に所定時間
Ｔ以上継続して収まっているか否かを判定する（ステッ
プＳ７）。偏差が所定時間Ｔ以上継続して許容範囲Ｓ内
に収まっていないときは先のステップＳ４に進み、一
方、それが所定時間Ｔ以上継続して許容範囲Ｓ内に収ま
っているときは、Ｄゲインクリア手段６３ＡがＤゲイン
をクリアする（ステップＳ８）。離散系の制御の場合に
は、所定時間Ｔに相当する所定回数のサンプリング中に
おいて偏差が許容範囲Ｓ内に収まっているときに、Ｄゲ
インクリア手段６３ＡがＤゲインをクリアする。Ｄゲイ
ンがクリアされることにより、ステップＳ４にて演算部
６３がＰＩ制御量を演算することになり、そして、その
ＰＩ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）。
【００３０】このように、偏差が所定時間Ｔ以上継続し
て許容範囲Ｓ内に収まって、その偏差が安定したことを
条件として、ＤゲインをクリアしてＰＩＤ制御からＰＩ
制御に切り換えるため、そのＤゲインをクリアする時点
において、操作量が急激に変化することはない。この結
果、図５のようにＥＧＲバルブの開閉位置を許容範囲Ｓ
内に安定させることができ、前述した図８の例のような
操作量の急激な変化によるハンチングなどの問題は生じ
ない。なお、偏差が許容範囲Ｓ内から外れたときに、Ｐ
Ｉ制御からＰＩＤ制御に切り換わることは勿論である。
て許容範囲Ｓ内に収まって、その偏差が安定したことを
条件として、ＤゲインをクリアしてＰＩＤ制御からＰＩ
制御に切り換えるため、そのＤゲインをクリアする時点
において、操作量が急激に変化することはない。この結
果、図５のようにＥＧＲバルブの開閉位置を許容範囲Ｓ
内に安定させることができ、前述した図８の例のような
操作量の急激な変化によるハンチングなどの問題は生じ
ない。なお、偏差が許容範囲Ｓ内から外れたときに、Ｐ
Ｉ制御からＰＩＤ制御に切り換わることは勿論である。
【００３１】（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。
【００３２】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。
【００３３】
【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許容範囲内に収ま
ったときに、ＰＩＤ制御のＤゲインをクリアすることに
より、微小偏差時において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許容範囲内に収ま
ったときに、ＰＩＤ制御のＤゲインをクリアすることに
より、微小偏差時においてＥＧＲバルブを安定性良く制
御することができる。
【００３４】請求項２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。
【００３５】請求項３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。
【図８】図７の制御例において、ＥＧＲバルブの開閉位
置が不感帯に収まり次第、Ｄゲインをクリアした場合の
制御例の説明図である。
置が不感帯に収まり次第、Ｄゲインをクリアした場合の
制御例の説明図である。
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 Ｄゲインクリア手段 ６３Ｂ タイマー ６４ 駆動デューティー演算部
Claims (3)
- 【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、 所定時間以上に渡って前記偏差が所定の許容範囲内に収
まっているときに、前記フィードバック制御系のＤゲイ
ンをクリアするＤゲインクリア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または２に記載のＥＧＲバル
ブの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9025301A JPH10220620A (ja) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | Ｅｇｒバルブの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9025301A JPH10220620A (ja) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | Ｅｇｒバルブの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10220620A true JPH10220620A (ja) | 1998-08-21 |
Family
ID=12162201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9025301A Pending JPH10220620A (ja) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | Ｅｇｒバルブの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10220620A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001037405A1 (fr) * | 1999-11-18 | 2001-05-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Dispositif d'animation d'un moteur a courant continu |
| WO2001037407A1 (fr) * | 1999-11-18 | 2001-05-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Dispositif d'alimentation en courant pour moteurs cc et leur procede de fabrication |
| US6412753B2 (en) | 1999-11-18 | 2002-07-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | EGR valve device |
| JP4942823B2 (ja) * | 2007-12-27 | 2012-05-30 | 三菱電機株式会社 | 弁装置 |
| JP2013113093A (ja) * | 2011-11-24 | 2013-06-10 | Toyota Motor Corp | 排気再循環機構の制御装置 |
| KR101307914B1 (ko) * | 2011-09-26 | 2013-09-13 | (주)모토닉 | Ｅｇｒ 밸브 조립체 |
| JP2023004528A (ja) * | 2021-06-28 | 2023-01-17 | 三菱電機株式会社 | 電動機および燃料ポンプ |
-
1997
- 1997-02-07 JP JP9025301A patent/JPH10220620A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001037405A1 (fr) * | 1999-11-18 | 2001-05-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Dispositif d'animation d'un moteur a courant continu |
| WO2001037407A1 (fr) * | 1999-11-18 | 2001-05-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Dispositif d'alimentation en courant pour moteurs cc et leur procede de fabrication |
| US6412753B2 (en) | 1999-11-18 | 2002-07-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | EGR valve device |
| JP4942823B2 (ja) * | 2007-12-27 | 2012-05-30 | 三菱電機株式会社 | 弁装置 |
| KR101307914B1 (ko) * | 2011-09-26 | 2013-09-13 | (주)모토닉 | Ｅｇｒ 밸브 조립체 |
| JP2013113093A (ja) * | 2011-11-24 | 2013-06-10 | Toyota Motor Corp | 排気再循環機構の制御装置 |
| JP2023004528A (ja) * | 2021-06-28 | 2023-01-17 | 三菱電機株式会社 | 電動機および燃料ポンプ |
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