JPH11200954A - 内燃機関用ｅｇｒ制御装置 - Google Patents
内燃機関用ｅｇｒ制御装置Info
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- JPH11200954A JPH11200954A JP10002043A JP204398A JPH11200954A JP H11200954 A JPH11200954 A JP H11200954A JP 10002043 A JP10002043 A JP 10002043A JP 204398 A JP204398 A JP 204398A JP H11200954 A JPH11200954 A JP H11200954A
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- egr valve
- step motor
- egr
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＥＧＲ弁開度を離散的にしか調整できないこ
とに起因する定常的なＥＧＲ率の誤差を低減し、ＥＧＲ
制御性能を向上させた内燃機関用ＥＧＲ制御装置を提供
すること。 【解決手段】 ＥＧＲ弁６と、ステップモータ５と、目
標ＥＧＲ弁開度設定手段１と、機関回転速度検出手段８
と、デューティー比設定手段２と、周期設定手段９と、
指令ステップ数設定手段３ａと、ステップモータ操作
手段４とを設けた。
とに起因する定常的なＥＧＲ率の誤差を低減し、ＥＧＲ
制御性能を向上させた内燃機関用ＥＧＲ制御装置を提供
すること。 【解決手段】 ＥＧＲ弁６と、ステップモータ５と、目
標ＥＧＲ弁開度設定手段１と、機関回転速度検出手段８
と、デューティー比設定手段２と、周期設定手段９と、
指令ステップ数設定手段３ａと、ステップモータ操作
手段４とを設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関用ＥＧ
Ｒ制御装置に関する。
Ｒ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１１に従来例として特開平８−２１３
１４号公報記載の内燃機関の排気還流制御装置の構成の
概要を示す。この従来装置は、目標ＥＧＲ弁開度設定手
段２１、デューティー比設定手段２２、指令ステップ数
設定手段２３、ステップモータ操作手段２４、ステップ
モータ２５、ＥＧＲ弁２６、内燃機関２７、からなる。
目標ＥＧＲ弁開度設定手段２１では、目標ＥＧＲ弁開度
を設定する。デューティー比設定手段２２では、目標Ｅ
ＧＲ弁開度から、ステップモータを操作するパターンの
デューティー比を設定する。指令ステップ数設定手段２
３では、目標ＥＧＲ弁開度とデューティー比から、指令
ステップ数を設定する。ステップモータ操作手段２４で
は、指令ステップ数に従ってステップモータを操作す
る。ステップモータ２５は、ＥＧＲ弁２６の開度を調整
する。
１４号公報記載の内燃機関の排気還流制御装置の構成の
概要を示す。この従来装置は、目標ＥＧＲ弁開度設定手
段２１、デューティー比設定手段２２、指令ステップ数
設定手段２３、ステップモータ操作手段２４、ステップ
モータ２５、ＥＧＲ弁２６、内燃機関２７、からなる。
目標ＥＧＲ弁開度設定手段２１では、目標ＥＧＲ弁開度
を設定する。デューティー比設定手段２２では、目標Ｅ
ＧＲ弁開度から、ステップモータを操作するパターンの
デューティー比を設定する。指令ステップ数設定手段２
３では、目標ＥＧＲ弁開度とデューティー比から、指令
ステップ数を設定する。ステップモータ操作手段２４で
は、指令ステップ数に従ってステップモータを操作す
る。ステップモータ２５は、ＥＧＲ弁２６の開度を調整
する。
【０００３】従来例について補足説明する。実際に取り
得ることが可能なステップモータ２５のステップ数は０
以上の整数であるとする。例として目標ＥＧＲ弁開度は
ステップモータ２５の１０ステップと１１ステップの間
に存在するものとする。このような場合に、従来例は指
令ステップ数が図１２のようにパルス状に変化する。パ
ルスのデューティー比は、目標ＥＧＲ弁開度からデュー
ティー比設定手段２で設定される。
得ることが可能なステップモータ２５のステップ数は０
以上の整数であるとする。例として目標ＥＧＲ弁開度は
ステップモータ２５の１０ステップと１１ステップの間
に存在するものとする。このような場合に、従来例は指
令ステップ数が図１２のようにパルス状に変化する。パ
ルスのデューティー比は、目標ＥＧＲ弁開度からデュー
ティー比設定手段２で設定される。
【０００４】実際のステップ数が図１２の指令ステップ
数にほぼ一致するものとすると、ＥＧＲ弁２６を通過す
るＥＧＲ量とシリンダに吸入されるＥＧＲ量は図１３の
ようになる。シリンダに吸入されるＥＧＲ量はＥＧＲ弁
２６を通過するＥＧＲ量に対して、近似的に一次遅れの
関係にあるために図１３のようになる。図１２のパルス
の周期を短くすれば、シリンダに吸入されるＥＧＲ量の
振動幅はより小さくなる。よって、指令ステップ数の動
作パターンのデューティー比を調整すれば、シリンダに
吸入されるＥＧＲ量を連続的に制御することができ、Ｅ
ＧＲ率を目標ＥＧＲ率にほぼ一致させることができる。
このような方法で、従来例はステップモータ２５がＥＧ
Ｒ弁開度を離散的にしか調整しえないことによるＥＧＲ
制御の問題を解決している。
数にほぼ一致するものとすると、ＥＧＲ弁２６を通過す
るＥＧＲ量とシリンダに吸入されるＥＧＲ量は図１３の
ようになる。シリンダに吸入されるＥＧＲ量はＥＧＲ弁
２６を通過するＥＧＲ量に対して、近似的に一次遅れの
関係にあるために図１３のようになる。図１２のパルス
の周期を短くすれば、シリンダに吸入されるＥＧＲ量の
振動幅はより小さくなる。よって、指令ステップ数の動
作パターンのデューティー比を調整すれば、シリンダに
吸入されるＥＧＲ量を連続的に制御することができ、Ｅ
ＧＲ率を目標ＥＧＲ率にほぼ一致させることができる。
このような方法で、従来例はステップモータ２５がＥＧ
Ｒ弁開度を離散的にしか調整しえないことによるＥＧＲ
制御の問題を解決している。
【０００５】ここで、指令ステップ設定手段２３では、
目標ＥＧＲ弁開度と設定されたデューティー比から、図
１２のようなパルス状に変化する指令ステップ数の設定
を行う。しかし、ＥＧＲ弁開度が大きくなると、ステッ
プモータ２５のコイル温度が弁を通過するＥＧＲガスに
よって高温になり、ステップモータの動作速度の上限が
低下することから、目標ＥＧＲ弁開度が所定値より大き
くなると、図１２のような指令ステップ数に追従できな
いと判断し、指令ステップ数を目標ＥＧＲ弁開度に最も
近いステップ数に固定する。
目標ＥＧＲ弁開度と設定されたデューティー比から、図
１２のようなパルス状に変化する指令ステップ数の設定
を行う。しかし、ＥＧＲ弁開度が大きくなると、ステッ
プモータ２５のコイル温度が弁を通過するＥＧＲガスに
よって高温になり、ステップモータの動作速度の上限が
低下することから、目標ＥＧＲ弁開度が所定値より大き
くなると、図１２のような指令ステップ数に追従できな
いと判断し、指令ステップ数を目標ＥＧＲ弁開度に最も
近いステップ数に固定する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のＥＧＲ制御装置にあっては、以下のような問
題がある。従来技術では、指令ステップ数の動作パター
ンとして、デューティー比のみを可変としており、周期
は一定としている。これによって目標のデューティー比
によっては、ステップモータ２５に要求される動作速度
が、ステップモータ２５が追従可能な動作速度以上に速
い運転状態が存在し、目標のデューティーを発生するこ
とができなくなることがある。このため、ＥＧＲ制御性
能が劣化してしまうという問題がある。
うな従来のＥＧＲ制御装置にあっては、以下のような問
題がある。従来技術では、指令ステップ数の動作パター
ンとして、デューティー比のみを可変としており、周期
は一定としている。これによって目標のデューティー比
によっては、ステップモータ２５に要求される動作速度
が、ステップモータ２５が追従可能な動作速度以上に速
い運転状態が存在し、目標のデューティーを発生するこ
とができなくなることがある。このため、ＥＧＲ制御性
能が劣化してしまうという問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】 この発明は、このよう
な従来の問題点に注目してなされたものである。そこ
で、請求項１記載の発明は、ＥＧＲ管通路を開閉するＥ
ＧＲ弁と、ＥＧＲ弁の開度を離散的に調整可能なステッ
プモータと、目標ＥＧＲ弁開度を設定する手段と、機関
回転速度を検出する手段と、前記目標ＥＧＲ弁開度か
ら、前記ステップモータを操作するパターンのデューテ
ィー比を設定する手段と、前記機関回転速度から、前記
ステップモータを操作するパターンの周期を設定する手
段と、前記周期と前記デューティー比と前記目標ＥＧＲ
弁開度から、指令ステップ数を設定する手段と、前記指
令ステップ数から、ステップモータを操作する手段とを
設けた。請求項２記載の発明は、請求項１記載の内燃機
関用ＥＧＲ制御装置において、前記指令ステップ数を設
定する手段を、前記周期と前記デューティー比から、前
記ステップモータに要求される動作速度を演算する手段
と、前記ステップモータの動作速度の上限を推定する手
段と、前記要求される動作速度と前記動作速度の上限か
ら、前記デューティー比の補正の実施の要否を判定する
補正判定手段と、前記デューティー比と前記周期と前記
動作速度の上限から、前記補正判定手段の出力に基づ
き、第２のデューティー比を設定する手段と、前記周期
と前記第２のデューティー比と前記目標ＥＧＲ弁開度か
ら、前記指令ステップ数を演算する手段とで構成した。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の内燃機関用ＥＧ
Ｒ制御装置において、前記機関回転速度か燃料噴射量の
うち、少なくともどちらか一方を用いて、運転状態が定
常状態にあることを判定する定常状態判定手段を設け、
前記補正判定手段は、前記要求される動作速度と前記動
作速度の上限と前記定常状態判定手段の出力から、前記
デューティー比の補正の実施の要否を判定するよう構成
した。請求項４記載の発明は、請求項３記載の内燃機関
用ＥＧＲ制御装置において、前記燃料噴射量を、目標燃
料噴射量であることとした。請求項５記載の発明は、請
求項２記載の内燃機関用ＥＧＲ制御装置において、前記
動作速度の上限を、ステップモータのコイルの温度から
推定するよう構成した。請求項６記載の発明は、請求項
５記載の内燃機関用ＥＧＲ制御装置において、前記コイ
ルの温度は、前記目標ＥＧＲ弁開度か、ＥＧＲ弁近傍で
ＥＧＲ弁下流側の温度の検出手段による検出値のうち、
少なくともどちらか一方から推定するよう構成した。
な従来の問題点に注目してなされたものである。そこ
で、請求項１記載の発明は、ＥＧＲ管通路を開閉するＥ
ＧＲ弁と、ＥＧＲ弁の開度を離散的に調整可能なステッ
プモータと、目標ＥＧＲ弁開度を設定する手段と、機関
回転速度を検出する手段と、前記目標ＥＧＲ弁開度か
ら、前記ステップモータを操作するパターンのデューテ
ィー比を設定する手段と、前記機関回転速度から、前記
ステップモータを操作するパターンの周期を設定する手
段と、前記周期と前記デューティー比と前記目標ＥＧＲ
弁開度から、指令ステップ数を設定する手段と、前記指
令ステップ数から、ステップモータを操作する手段とを
設けた。請求項２記載の発明は、請求項１記載の内燃機
関用ＥＧＲ制御装置において、前記指令ステップ数を設
定する手段を、前記周期と前記デューティー比から、前
記ステップモータに要求される動作速度を演算する手段
と、前記ステップモータの動作速度の上限を推定する手
段と、前記要求される動作速度と前記動作速度の上限か
ら、前記デューティー比の補正の実施の要否を判定する
補正判定手段と、前記デューティー比と前記周期と前記
動作速度の上限から、前記補正判定手段の出力に基づ
き、第２のデューティー比を設定する手段と、前記周期
と前記第２のデューティー比と前記目標ＥＧＲ弁開度か
ら、前記指令ステップ数を演算する手段とで構成した。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の内燃機関用ＥＧ
Ｒ制御装置において、前記機関回転速度か燃料噴射量の
うち、少なくともどちらか一方を用いて、運転状態が定
常状態にあることを判定する定常状態判定手段を設け、
前記補正判定手段は、前記要求される動作速度と前記動
作速度の上限と前記定常状態判定手段の出力から、前記
デューティー比の補正の実施の要否を判定するよう構成
した。請求項４記載の発明は、請求項３記載の内燃機関
用ＥＧＲ制御装置において、前記燃料噴射量を、目標燃
料噴射量であることとした。請求項５記載の発明は、請
求項２記載の内燃機関用ＥＧＲ制御装置において、前記
動作速度の上限を、ステップモータのコイルの温度から
推定するよう構成した。請求項６記載の発明は、請求項
５記載の内燃機関用ＥＧＲ制御装置において、前記コイ
ルの温度は、前記目標ＥＧＲ弁開度か、ＥＧＲ弁近傍で
ＥＧＲ弁下流側の温度の検出手段による検出値のうち、
少なくともどちらか一方から推定するよう構成した。
【０００８】
【作用】本来、指令ステップ数の動作パターンの周期
は、機関回転速度が低いときは高いときに比べて長くと
ることができる。本発明では、機関回転速度の情報を用
いることにより、指令ステップ数の動作パターンの周期
を、機関回転速度が低いときは長くとるようにした。こ
れによって、ＥＧＲ制御性能上問題のない範囲で、ステ
ップモータに要求される動作速度を小さくすることがで
き、目標値通りのデューティーを発生できる運転状態の
範囲が従来例より広くなる。これによってＥＧＲ制御性
能の向上が期待できる。
は、機関回転速度が低いときは高いときに比べて長くと
ることができる。本発明では、機関回転速度の情報を用
いることにより、指令ステップ数の動作パターンの周期
を、機関回転速度が低いときは長くとるようにした。こ
れによって、ＥＧＲ制御性能上問題のない範囲で、ステ
ップモータに要求される動作速度を小さくすることがで
き、目標値通りのデューティーを発生できる運転状態の
範囲が従来例より広くなる。これによってＥＧＲ制御性
能の向上が期待できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、この発明を図面に基づいて
説明する。図１は、この発明の請求項１をブロック図で
表したものである。本発明のＥＧＲ制御装置は、目標Ｅ
ＧＲ弁開度設定手段１、デューティー比設定手段２、指
令ステップ数設定手段３ａ、ステップモータ操作手段
４、ステップモータ５、ＥＧＲ弁６、内燃機関７、機関
回転速度検出手段８、周期設定手段９からなる。指令ス
テップ数設定手段３ａは請求項１の指令ステップ数を
設定する手段に相当する。
説明する。図１は、この発明の請求項１をブロック図で
表したものである。本発明のＥＧＲ制御装置は、目標Ｅ
ＧＲ弁開度設定手段１、デューティー比設定手段２、指
令ステップ数設定手段３ａ、ステップモータ操作手段
４、ステップモータ５、ＥＧＲ弁６、内燃機関７、機関
回転速度検出手段８、周期設定手段９からなる。指令ス
テップ数設定手段３ａは請求項１の指令ステップ数を
設定する手段に相当する。
【００１０】目標ＥＧＲ弁開度設定手段１では、目標Ｅ
ＧＲ弁開度を設定する。デューティー比設定手段２で
は、目標ＥＧＲ弁開度から、ステップモータ５を操作す
るパターンのデューティー比を設定する。周期設定手段
９では、機関回転速度から、ステップモータ５を操作す
るパターンの周期を設定する。指令ステップ数設定手段
３ａでは、目標ＥＧＲ弁開度とデューティー比と周期
から、指令ステップ数を設定する。ステップモータ操作
手段４では、指令ステップ数に従ってステップモータ５
を操作する。ステップモータ５は、ＥＧＲ弁６の開度を
調整する。機関回転速度検出手段８では、機関回転速度
を検出する。
ＧＲ弁開度を設定する。デューティー比設定手段２で
は、目標ＥＧＲ弁開度から、ステップモータ５を操作す
るパターンのデューティー比を設定する。周期設定手段
９では、機関回転速度から、ステップモータ５を操作す
るパターンの周期を設定する。指令ステップ数設定手段
３ａでは、目標ＥＧＲ弁開度とデューティー比と周期
から、指令ステップ数を設定する。ステップモータ操作
手段４では、指令ステップ数に従ってステップモータ５
を操作する。ステップモータ５は、ＥＧＲ弁６の開度を
調整する。機関回転速度検出手段８では、機関回転速度
を検出する。
【００１１】以下、請求項１から請求項６を実施した場
合を実施の形態として図面に基づいて説明する。図２と
図３に実施の形態の構成を示す。本実施の形態は、目標
ＥＧＲ弁開度設定手段１、デューティー比設定手段２、
指令ステップ数設定手段３ｂ、ステップモータ操作手
段４、ステップモータ５、ＥＧＲ弁６、内燃機関７、機
関回転速度検出手段８、周期設定手段９、目標燃料噴射
量設定手段１０、定常状態判定手段１１、コイル温度推
定手段１２からなる。
合を実施の形態として図面に基づいて説明する。図２と
図３に実施の形態の構成を示す。本実施の形態は、目標
ＥＧＲ弁開度設定手段１、デューティー比設定手段２、
指令ステップ数設定手段３ｂ、ステップモータ操作手
段４、ステップモータ５、ＥＧＲ弁６、内燃機関７、機
関回転速度検出手段８、周期設定手段９、目標燃料噴射
量設定手段１０、定常状態判定手段１１、コイル温度推
定手段１２からなる。
【００１２】指令ステップ数設定手段３ｂは、要求動
作速度演算手段３ｂ−１、動作速度上限推定手段３ｂ−
２、補正判定手段３ｂ−３、第２のデューティー比設定
手段３ｂ−４、指令ステップ数演算手段３ｂ−５からな
る。
作速度演算手段３ｂ−１、動作速度上限推定手段３ｂ−
２、補正判定手段３ｂ−３、第２のデューティー比設定
手段３ｂ−４、指令ステップ数演算手段３ｂ−５からな
る。
【００１３】次に作用を４気筒内燃機関を想定して説明
する。目標ＥＧＲ弁開度設定手段１では、運転状態によ
って変化する目標ＥＧＲ率に、実際のＥＧＲ率が追従す
るようＥＧＲ弁開度の目標値を設定する（請求項１に相
当）。
する。目標ＥＧＲ弁開度設定手段１では、運転状態によ
って変化する目標ＥＧＲ率に、実際のＥＧＲ率が追従す
るようＥＧＲ弁開度の目標値を設定する（請求項１に相
当）。
【００１４】デューティー比設定手段２では、目標ＥＧ
Ｒ弁開度設定手段１の出力である目標ＥＧＲ弁開度を用
いて、例えば、以下のようなことを行う。目標ＥＧＲ弁
開度に最も近く、かつ目標ＥＧＲ弁開度より小さいステ
ップ数に相当するＥＧＲ弁開度（Ａｅｇｒ１とする）を
求める。目標ＥＧＲ弁開度に最も近く、かつ目標ＥＧＲ
弁開度より大きいステップ数に相当するＥＧＲ弁開度
（Ａｅｇｒ２とする）を求める。次に示す、（数１）の
ような計算を行ない動作パターンのデューティー比を求
める（請求項１に相当）。 ＤＵＴＹｒａｔｉｏ＝ １００×Ｍ（Ａｅｇｒ−Ａｅｇｒ１）／（Ａｅｇｒ１−Ａｅｇｒ２）…（数１） ただし、ＤＵＴＹｒａｔｉｏ：動作パターンのデューテ
ィー比（％） ＭＡｅｇｒ：目標ＥＧＲ弁開度（％） 周期設定手段９では、機関回転速度検出手段８の出力で
ある機関回転速度を用いて、次に示す、（数２）のよう
な計算を行ない動作パターンの周期を求める（請求項１
に相当）。 Ｔｓｔｐ＝ｋ×（Ｖｃｙ１×３０）／（Ｖｃｏｌ×Ｎｅ×ηｖ） …（数２） ただし、Ｔｓｔｐ：動作パターンの周期（ｓ） ｋ：補正係数 Ｖｃｙｌ：行程容積（ｍ3 ） Ｖｃｏｌ：コレクタ容積（ｍ3 ） Ｎｅ：機関回転速度（ｒｐｍ） ηｖ：体積効率 ここで、Ｖｃｏｌ，Ｖｃｙｌ，ｋとηＶは所定の定数と
して与える。ｋは実験等により求める。（数２）から求
められる、動作パターンの周期：Ｔｓｔｐは、図１３に
て説明した一次遅れの時定数にｋを乗じた値である。
Ｒ弁開度設定手段１の出力である目標ＥＧＲ弁開度を用
いて、例えば、以下のようなことを行う。目標ＥＧＲ弁
開度に最も近く、かつ目標ＥＧＲ弁開度より小さいステ
ップ数に相当するＥＧＲ弁開度（Ａｅｇｒ１とする）を
求める。目標ＥＧＲ弁開度に最も近く、かつ目標ＥＧＲ
弁開度より大きいステップ数に相当するＥＧＲ弁開度
（Ａｅｇｒ２とする）を求める。次に示す、（数１）の
ような計算を行ない動作パターンのデューティー比を求
める（請求項１に相当）。 ＤＵＴＹｒａｔｉｏ＝ １００×Ｍ（Ａｅｇｒ−Ａｅｇｒ１）／（Ａｅｇｒ１−Ａｅｇｒ２）…（数１） ただし、ＤＵＴＹｒａｔｉｏ：動作パターンのデューテ
ィー比（％） ＭＡｅｇｒ：目標ＥＧＲ弁開度（％） 周期設定手段９では、機関回転速度検出手段８の出力で
ある機関回転速度を用いて、次に示す、（数２）のよう
な計算を行ない動作パターンの周期を求める（請求項１
に相当）。 Ｔｓｔｐ＝ｋ×（Ｖｃｙ１×３０）／（Ｖｃｏｌ×Ｎｅ×ηｖ） …（数２） ただし、Ｔｓｔｐ：動作パターンの周期（ｓ） ｋ：補正係数 Ｖｃｙｌ：行程容積（ｍ3 ） Ｖｃｏｌ：コレクタ容積（ｍ3 ） Ｎｅ：機関回転速度（ｒｐｍ） ηｖ：体積効率 ここで、Ｖｃｏｌ，Ｖｃｙｌ，ｋとηＶは所定の定数と
して与える。ｋは実験等により求める。（数２）から求
められる、動作パターンの周期：Ｔｓｔｐは、図１３に
て説明した一次遅れの時定数にｋを乗じた値である。
【００１５】指令ステップ数設定手段３ｂは、要求動
作速度演算手段３ｂ−１、動作速度上限推定手段３ｂ−
２、補正判定手段３ｂ−３、第２のデューティー比設定
手段３ｂ−４、指令ステップ数演算手段３ｂ−５によっ
て構成される。以下各要素について説明を行なう。
作速度演算手段３ｂ−１、動作速度上限推定手段３ｂ−
２、補正判定手段３ｂ−３、第２のデューティー比設定
手段３ｂ−４、指令ステップ数演算手段３ｂ−５によっ
て構成される。以下各要素について説明を行なう。
【００１６】要求動作速度演算手段３ｂ−１では、デュ
ーティー比設定手段２の出力である動作パターンのデュ
ーティー比と、周期設定手段９の出力である動作パター
ンの周期を用いて、例えば以下のような手順で要求動作
速度を演算する（請求項２に相当）。次に示す、（数
３）、（数４）のような計算を行ない、指令ステップ数
が変化する最少の時間幅を求める。ＤＵＴＹｒａｔｉｏ
＜５０のとき Ｔｐｕｌ＝ｔｓｔｐ×ＤＵＴＹｒａｔｉｏ×０．００１ …（数３） ＤＵＴＹｒａｔｉｏ≧５０のとき Ｔｐｕｌ＝ ｔｓｔｐ×（１００−ＤＵＴＹｒａｔｉｏ）×０．００１ …（数４） ただし、 Ｔｐｕｌ：指令ステップ数が変化す
る最少の時間幅（ｓ） Ｔｓｔｐ：動作パターンの周期（ｓ） ＤＵＴＹｒａｔｉｏ：動作パターンのデューティー比
（％）
ーティー比設定手段２の出力である動作パターンのデュ
ーティー比と、周期設定手段９の出力である動作パター
ンの周期を用いて、例えば以下のような手順で要求動作
速度を演算する（請求項２に相当）。次に示す、（数
３）、（数４）のような計算を行ない、指令ステップ数
が変化する最少の時間幅を求める。ＤＵＴＹｒａｔｉｏ
＜５０のとき Ｔｐｕｌ＝ｔｓｔｐ×ＤＵＴＹｒａｔｉｏ×０．００１ …（数３） ＤＵＴＹｒａｔｉｏ≧５０のとき Ｔｐｕｌ＝ ｔｓｔｐ×（１００−ＤＵＴＹｒａｔｉｏ）×０．００１ …（数４） ただし、 Ｔｐｕｌ：指令ステップ数が変化す
る最少の時間幅（ｓ） Ｔｓｔｐ：動作パターンの周期（ｓ） ＤＵＴＹｒａｔｉｏ：動作パターンのデューティー比
（％）
【００１７】次に、Ｔｐｕｌからステップモータへ要求
される動作速度を求める。Ｔｐｕｌと動作速度の関係は
あらかじめマップとして用意しておく。要求動作速度推
定マップ例を図４に示す。Ｔｐｕｌが小さくなるほど、
要求動作速度が大きいと推定する。
される動作速度を求める。Ｔｐｕｌと動作速度の関係は
あらかじめマップとして用意しておく。要求動作速度推
定マップ例を図４に示す。Ｔｐｕｌが小さくなるほど、
要求動作速度が大きいと推定する。
【００１８】動作速度上限推定手段３ｂ−２では、コイ
ル温度推定手段１２の出力であるステップモータ５のコ
イルの温度から、ステップモータ５の動作速度の上限を
推定する。ステップモータ５のコイルの温度と動作速度
の上限の関係はあらかじめマップとして用意しておく。
動作速度上限推定マップ例を図５に示す（請求項５に相
当）。
ル温度推定手段１２の出力であるステップモータ５のコ
イルの温度から、ステップモータ５の動作速度の上限を
推定する。ステップモータ５のコイルの温度と動作速度
の上限の関係はあらかじめマップとして用意しておく。
動作速度上限推定マップ例を図５に示す（請求項５に相
当）。
【００１９】補正判定手段３ｂ−３では、要求動作速度
演算手段３ｂ−１の出力である要求される動作速度と、
動作速度上限推定手段３ｂ−２の出力である動作速度の
上限と、定常状態判定手段１１の出力から、例えば以下
のようなことを行う（請求項３に相当）。
演算手段３ｂ−１の出力である要求される動作速度と、
動作速度上限推定手段３ｂ−２の出力である動作速度の
上限と、定常状態判定手段１１の出力から、例えば以下
のようなことを行う（請求項３に相当）。
【００２０】まず、要求される動作速度と動作速度の上
限の大小関係を比較して、要求される動作速度の方が大
きい場合は、補正を行うように判定する。逆に動作速度
の上限の方が大きい場合は、補正を行わないように判定
する。ここでの判定結果を判定結果１とする。
限の大小関係を比較して、要求される動作速度の方が大
きい場合は、補正を行うように判定する。逆に動作速度
の上限の方が大きい場合は、補正を行わないように判定
する。ここでの判定結果を判定結果１とする。
【００２１】次に、定常状態判定手段１１の出力が定常
状態を表す信号を出力していない場合は、判定結果１に
かかわらず、補正を行うように判定する。定常状態を表
す信号を出力している場合は、判定結果１を最終的な判
定とする（請求項３に相当）。
状態を表す信号を出力していない場合は、判定結果１に
かかわらず、補正を行うように判定する。定常状態を表
す信号を出力している場合は、判定結果１を最終的な判
定とする（請求項３に相当）。
【００２２】第２のデューティー比設定手段３ｂ−４で
は、デューティー比設定手段２の出力である動作パター
ンのデューティー比と、周期設定手段９の出力である動
作パターンの周期と、動作速度上限推定手段３ｂ−２の
出力である動作速度の上限と、補正判定手段３ｂ−３の
出力を用いて、例えば、以下のようなことを行う（請求
項２に相当）。
は、デューティー比設定手段２の出力である動作パター
ンのデューティー比と、周期設定手段９の出力である動
作パターンの周期と、動作速度上限推定手段３ｂ−２の
出力である動作速度の上限と、補正判定手段３ｂ−３の
出力を用いて、例えば、以下のようなことを行う（請求
項２に相当）。
【００２３】補正判定手段３ｂ−３の出力が補正を行わ
ないと判定する信号を出力している場合は、動作パター
ンのデューティー比をそのまま、本手段の出力である第
２の動作パターンのデューティー比とする。
ないと判定する信号を出力している場合は、動作パター
ンのデューティー比をそのまま、本手段の出力である第
２の動作パターンのデューティー比とする。
【００２４】逆に、補正を行うと判定する信号を出力し
ている場合は、以下のようなことを行う。動作速度の上
限と動作パターンの周期から、第２の動作パターンのデ
ューティー比を設定する。動作速度の上限および動作パ
ターンの周期と第２の動作パターンのデューティー比の
関係はあらかじめマップとして用意しておく。第２の動
作パターンのデューティー比設定マップ例を図６と図７
に示す。このとき、デューティー比設定手段２で設定し
たデューティー比が５０％以上であれば図６を、デュー
ティー比が５０％未満であれば図７を用いる。
ている場合は、以下のようなことを行う。動作速度の上
限と動作パターンの周期から、第２の動作パターンのデ
ューティー比を設定する。動作速度の上限および動作パ
ターンの周期と第２の動作パターンのデューティー比の
関係はあらかじめマップとして用意しておく。第２の動
作パターンのデューティー比設定マップ例を図６と図７
に示す。このとき、デューティー比設定手段２で設定し
たデューティー比が５０％以上であれば図６を、デュー
ティー比が５０％未満であれば図７を用いる。
【００２５】図６と図７は、ステップモータ５が追従可
能で、かつ、デューティー比設定手段２で設定されたデ
ューティー比に、より近いデューティー比を第２の動作
パターンのデューティー比とするものである。
能で、かつ、デューティー比設定手段２で設定されたデ
ューティー比に、より近いデューティー比を第２の動作
パターンのデューティー比とするものである。
【００２６】指令ステップ数演算手段３ｂ−５では、第
２のデューティー比設定手段３ｂ−４の出力である第２
の動作パターンのデューティー比と、周期設定手段９の
出力である動作パターンの周期と、目標ＥＧＲ弁開度設
定手段１の出力である目標ＥＧＲ弁開度を用いて、例え
ば、以下のようなことを行う。
２のデューティー比設定手段３ｂ−４の出力である第２
の動作パターンのデューティー比と、周期設定手段９の
出力である動作パターンの周期と、目標ＥＧＲ弁開度設
定手段１の出力である目標ＥＧＲ弁開度を用いて、例え
ば、以下のようなことを行う。
【００２７】目標ＥＧＲ弁開度に最も近く、かつ目標Ｅ
ＧＲ弁開度より小さいステップ数（Ｓｔｅｐ１とする）
を求める。前記Ｓｔｅｐ１と第２の動作パターンのデュ
ーティー比と動作パターンの周期から、指令ステップ数
を設定する。例えばＳｔｅｐ１が１０ステップで第２の
動作パターンのデューティー比が３０％で動作パターン
の周期が２０ｍｓの場合、指令ステップ数は図８のよう
な動作パターンとなるように設定される（請求項２に相
当）。尚、Ｓｔｅｐ１は、デューティー比設定手段２に
おけるＡｅｇｒ１に相当するステップ数である。よっ
て、目標ＥＧＲ弁開度からではなく、Ａｅｇｒ１からＳ
ｔｅｐ１を求めてもよい。
ＧＲ弁開度より小さいステップ数（Ｓｔｅｐ１とする）
を求める。前記Ｓｔｅｐ１と第２の動作パターンのデュ
ーティー比と動作パターンの周期から、指令ステップ数
を設定する。例えばＳｔｅｐ１が１０ステップで第２の
動作パターンのデューティー比が３０％で動作パターン
の周期が２０ｍｓの場合、指令ステップ数は図８のよう
な動作パターンとなるように設定される（請求項２に相
当）。尚、Ｓｔｅｐ１は、デューティー比設定手段２に
おけるＡｅｇｒ１に相当するステップ数である。よっ
て、目標ＥＧＲ弁開度からではなく、Ａｅｇｒ１からＳ
ｔｅｐ１を求めてもよい。
【００２８】ステップモータ操作手段４では、指令ステ
ップ数演算手段３ｂ−５の出力である指令ステップ数
に、実際のステップ数が近づくようにステップモータ５
を操作する（請求項１に相当）。
ップ数演算手段３ｂ−５の出力である指令ステップ数
に、実際のステップ数が近づくようにステップモータ５
を操作する（請求項１に相当）。
【００２９】ステップモータ５では、ステップモータ操
作手段４の出力に従ってＥＧＲ弁の開度を調整する（請
求項１に相当）。
作手段４の出力に従ってＥＧＲ弁の開度を調整する（請
求項１に相当）。
【００３０】ＥＧＲ弁６では、開度を調整することによ
って、ＥＧＲ量を制御する（請求項１に相当）。
って、ＥＧＲ量を制御する（請求項１に相当）。
【００３１】機関回転速度検出手段８では、機関回転速
度を検出する（請求項１に相当）。目標燃料噴射量設定
手段１０では、目標燃料噴射量を設定する（請求項４に
相当）。
度を検出する（請求項１に相当）。目標燃料噴射量設定
手段１０では、目標燃料噴射量を設定する（請求項４に
相当）。
【００３２】定常状態判定手段１１では、目標燃料噴射
量設定手段１０の出力である目標燃料噴射量と、機関回
転速度検出手段８の出力である機関回転速度から、例え
ば以下のことを行う。目標燃料噴射量と機関回転速度を
軸とする、領域ごとに仕切られた、図９のようなマップ
を設定し、上記２つの入力を座標とする点が、特定の領
域に所定の期間以上収まっている場合は、定常状態を表
す信号を出力する。尚、目標燃料噴射量は実際の燃料噴
射量にほぼ一致するものとする（請求項３に相当）。
量設定手段１０の出力である目標燃料噴射量と、機関回
転速度検出手段８の出力である機関回転速度から、例え
ば以下のことを行う。目標燃料噴射量と機関回転速度を
軸とする、領域ごとに仕切られた、図９のようなマップ
を設定し、上記２つの入力を座標とする点が、特定の領
域に所定の期間以上収まっている場合は、定常状態を表
す信号を出力する。尚、目標燃料噴射量は実際の燃料噴
射量にほぼ一致するものとする（請求項３に相当）。
【００３３】コイル温度推定手段１２では、目標ＥＧＲ
弁開度設定手段１の出力である目標ＥＧＲ弁開度から、
ステップモータ５のコイルの温度を推定する。目標ＥＧ
Ｒ弁開度とステップモータ５のコイルの温度の関係はあ
らかじめマップとして用意しておく。ステップモータ５
のコイルの温度推定マップ例を図１０に示す（請求項６
に相当）。図１０のようなマップになるのは、目標ＥＧ
Ｒ弁開度が大きくなると、実際のＥＧＲ弁開度も大きく
なって、ＥＧＲ弁を通過するＥＧＲ量が増加することに
より、ステップモータ５のコイルが高温になるためであ
る。また、請求項６に記載したように、ＥＧＲ弁近傍で
ＥＧＲ弁下流側の温度から、ステップモータ５のコイル
の温度を推定してもよい。この場合も同様に、ＥＧＲ弁
近傍でＥＧＲ弁下流側の温度とステップモータ５のコイ
ルの温度の関係はあらかじめマップとして用意してお
く。
弁開度設定手段１の出力である目標ＥＧＲ弁開度から、
ステップモータ５のコイルの温度を推定する。目標ＥＧ
Ｒ弁開度とステップモータ５のコイルの温度の関係はあ
らかじめマップとして用意しておく。ステップモータ５
のコイルの温度推定マップ例を図１０に示す（請求項６
に相当）。図１０のようなマップになるのは、目標ＥＧ
Ｒ弁開度が大きくなると、実際のＥＧＲ弁開度も大きく
なって、ＥＧＲ弁を通過するＥＧＲ量が増加することに
より、ステップモータ５のコイルが高温になるためであ
る。また、請求項６に記載したように、ＥＧＲ弁近傍で
ＥＧＲ弁下流側の温度から、ステップモータ５のコイル
の温度を推定してもよい。この場合も同様に、ＥＧＲ弁
近傍でＥＧＲ弁下流側の温度とステップモータ５のコイ
ルの温度の関係はあらかじめマップとして用意してお
く。
【００３４】
【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、ＥＧＲ弁開度を調整するステップモータのステッ
プ数が、設定されたデューティー比と周期に従ってパル
ス状に変化するようにしたことによって、ＥＧＲ弁開度
を離散的にしか調整できないことに起因する定常的なＥ
ＧＲ率の誤差を低減することができる。また、ステップ
モータに必要以上に速い動作速度を要求しないように、
パルスの周期を運転状態にあわせて変化する構成にした
ことによって、ステップモータの動作速度の上限から、
指令ステップ数をパルス状に変化させることを中止しな
くてはならない運転状態を低減させることができる。こ
れによってＥＧＲ率の制御性能を向上させることができ
る。請求項３記載の発明は、上記共通の効果（請求項１
記載の発明の効果）に対して、さらに以下のような特徴
がある。運転状態が定常状態にあることを判定する手段
を設け、その出力を請求項２記載の補正判定手段に用い
たことによって、過渡状態でのＥＧＲ制御性能の向上が
期待できる。
れば、ＥＧＲ弁開度を調整するステップモータのステッ
プ数が、設定されたデューティー比と周期に従ってパル
ス状に変化するようにしたことによって、ＥＧＲ弁開度
を離散的にしか調整できないことに起因する定常的なＥ
ＧＲ率の誤差を低減することができる。また、ステップ
モータに必要以上に速い動作速度を要求しないように、
パルスの周期を運転状態にあわせて変化する構成にした
ことによって、ステップモータの動作速度の上限から、
指令ステップ数をパルス状に変化させることを中止しな
くてはならない運転状態を低減させることができる。こ
れによってＥＧＲ率の制御性能を向上させることができ
る。請求項３記載の発明は、上記共通の効果（請求項１
記載の発明の効果）に対して、さらに以下のような特徴
がある。運転状態が定常状態にあることを判定する手段
を設け、その出力を請求項２記載の補正判定手段に用い
たことによって、過渡状態でのＥＧＲ制御性能の向上が
期待できる。
【図１】 請求項１に記載の発明の構成図である。
【図２】 実施の形態の構成図（全体図）である。
【図３】 実施の形態の構成図（指令ステップ数設定手
段３ｂ）である。
段３ｂ）である。
【図４】 要求動作速度推定マップ例である。
【図５】 動作速度上限推定マップ例である。
【図６】 第２の動作パターンのデューティー比設定マ
ップ例（５０％以上のとき）である。
ップ例（５０％以上のとき）である。
【図７】 第２の動作パターンのデューティー比設定マ
ップ例（５０％未満のとき）である。
ップ例（５０％未満のとき）である。
【図８】 指令ステップ数の動作パターン例である。
【図９】 定常状態判定手段説明図である。
【図１０】 ステップモータのコイルの温度推定マップ
である。
である。
【図１１】 従来例の構成図である。
【図１２】 従来例の補足説明図である。
【図１３】 従来例の補足説明図である。
１ 目標ＥＧＲ弁開度設定手段 ２ デューティー比設定手段 ３ 指令ステップ数設定手段 ３ａ 指令ステップ数設定手段 ３ｂ 指令ステップ数設定手段 ３ｂ−１ 要求動作速度演算手段 ３ｂ−２ 動作速度上限推定手段 ３ｂ−３ 補正判定手段 ３ｂ−４ 第２のデューティー比設定手段 ３ｂ−５ 指令ステップ数演算手段 ４ ステップモータ操作手段 ５ ステップモータ ６ ＥＧＲ弁 ７ 内燃機関 ８ 機関回転速度検出手段 ９ 周期設定手段 １０ 目標燃料噴射量設定手段 １１ 定常状態判定手段 １２ コイル温度推定手段 ２１ 目標ＥＧＲ弁開度設定手段 ２２ デューティー比設定手段 ２３ 指令ステップ数設定手段 ２４ ステップモータ操作手段 ２５ ステップモータ ２６ ＥＧＲ弁 ２７ 内燃機関
Claims (6)
- 【請求項１】 ＥＧＲ管通路を開閉するＥＧＲ弁と、 ＥＧＲ弁の開度を離散的に調整可能なステップモータ
と、 目標ＥＧＲ弁開度を設定する手段と、 機関回転速度を検出する手段と、 前記目標ＥＧＲ弁開度から、前記ステップモータを操作
するパターンのデューティー比を設定する手段と、 前記機関回転速度から、前記ステップモータを操作する
パターンの周期を設定する手段と、 前記周期と前記デューティー比と前記目標ＥＧＲ弁開度
から、指令ステップ数を設定する手段と、 前記指令ステップ数から、ステップモータを操作する手
段と、 からなることを特徴とする内燃機関用ＥＧＲ制御装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の内燃機関用ＥＧＲ制御装
置において、前記指令ステップ数を設定する手段は、 前記周期と前記デューティー比から、前記ステップモー
タに要求される動作速度を演算する手段と、 前記ステップモータの動作速度の上限を推定する手段
と、 前記要求される動作速度と前記動作速度の上限から、前
記デューティー比の補正の実施の要否を判定する、補正
判定手段と、 前記デューティー比と前記周期と前記動作速度の上限か
ら、前記補正判定手段の出力に基づき、第２のデューテ
ィー比を設定する手段と、 前記周期と前記第２のデューティー比と前記目標ＥＧＲ
弁開度から、前記指令ステップ数を演算する手段と、 からなることを特徴とする内燃機関用ＥＧＲ制御装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の内燃機関用ＥＧＲ制御装
置において、前記機関回転速度か燃料噴射量のうち、少
なくともどちらか一方を用いて、運転状態が定常状態に
あることを判定する定常状態判定手段を設け、 前記補正判定手段は、前記要求される動作速度と前記動
作速度の上限と前記定常状態判定手段の出力から、前記
デューティー比の補正の実施の要否を判定することを特
徴とする内燃機関用ＥＧＲ制御装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の内燃機関用ＥＧＲ制御装
置において、前記燃料噴射量は、目標燃料噴射量である
ことを特徴とする内燃機関用ＥＧＲ制御装置。 - 【請求項５】 請求項２記載の内燃機関用ＥＧＲ制御装
置において、前記動作速度の上限は、ステップモータの
コイルの温度から推定することを特徴とする内燃機関用
ＥＧＲ制御装置。 - 【請求項６】 請求項５記載の内燃機関用ＥＧＲ制御装
置において、前記コイルの温度は、前記目標ＥＧＲ弁開
度か、ＥＧＲ弁近傍でＥＧＲ弁下流側の温度の検出手段
による検出値のうち、少なくともどちらか一方から推定
することを特徴とする内燃機関用ＥＧＲ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10002043A JPH11200954A (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 内燃機関用ｅｇｒ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10002043A JPH11200954A (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 内燃機関用ｅｇｒ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11200954A true JPH11200954A (ja) | 1999-07-27 |
Family
ID=11518310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10002043A Pending JPH11200954A (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 内燃機関用ｅｇｒ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11200954A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7263428B2 (en) | 2002-12-17 | 2007-08-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Cylinder inflow exhaust gas amount calculation system of internal combustion engine and intake passage inflow exhaust gas amount calculation system of internal combustion engine |
| JP2020153343A (ja) * | 2019-03-22 | 2020-09-24 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | Ｅｇｒ装置 |
-
1998
- 1998-01-08 JP JP10002043A patent/JPH11200954A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7263428B2 (en) | 2002-12-17 | 2007-08-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Cylinder inflow exhaust gas amount calculation system of internal combustion engine and intake passage inflow exhaust gas amount calculation system of internal combustion engine |
| JP2020153343A (ja) * | 2019-03-22 | 2020-09-24 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | Ｅｇｒ装置 |
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