WO2002014673A1 - Procede de commande de vanne de recirculation des gaz d'echappement - Google Patents

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WO2002014673A1
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gas recirculation
control
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Satoshi Kawamura
Sotsuo Miyoshi
Toshihiko Miyake
Youichi Fujita
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Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas recirculation system provided in an exhaust gas recirculation system.
  • EGR exhaustGasRecirculatiotion
  • FIG. 1 is a configuration diagram in which a control valve 11 of an EGR valve is disposed in an exhaust gas recirculation passage c that connects an exhaust passage a and an intake passage b of an engine E.
  • This EGR valve is controlled by, for example, controlling the drive of a stepping motor M such as a hybrid PM type four-phase by an engine control unit (hereinafter referred to as ECU) 51 and controlling the motor by this stepping motor M
  • ECU engine control unit
  • the opening and closing of the valve 11 is controlled, and the opening of the control valve 11 is adjusted by open-loop controlling the stepping motor M in units of step angle.
  • the conventional method of controlling an EGR valve uses a control valve 11 A predetermined return torque is applied in the closing direction of 1 and the motor torque that varies the control valve 11 in the opening direction by unidirectional driving of the DC motor M (hereinafter referred to as motor M).
  • the control valve 11 is opened and closed according to the torque balance.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-111 discloses a system provided with a feedback control system for feedback-controlling the motor M based on the deviation between the data and the detection data of the current open / close position of the control valve 11. It is described in Japanese Patent Publication No. 159405.
  • Such an EGR valve control method using the motor M adopts a so-called torque balance method, in which a predetermined return torque is applied in the closing direction by a spring as a biasing means, and the opening direction of the motor M is adjusted. A variable motor torque is applied in the opening direction by the drive of, and the valve opening position is determined by their torque balance.
  • the return torque is always applied to the EGR valve. Therefore, the open / close position (shift amount) is determined by the inclination of lines A and B having hysteresis due to friction as shown in Fig. 2. ) Will change.
  • line A is used to open the control valve 11 by increasing the motor torque.
  • Line B is the operating characteristic when the motor torque is reduced and the control valve 11 is closed, and the slope of the operating characteristics A and B changes according to the spring constant of the spring that applies the return torque.
  • the operating characteristics A and B shift to the left and right in Fig. 2 depending on the magnitude of the set torque.
  • the P gain and the I gain must be increased in order to execute the control along the operation characteristic A in FIG. .
  • the motor torque is increased by PI control under such control, as soon as the control valve 11 opens to the target opening position, the deviation of the opening position of the control valve becomes “0”, The P component is "0" and the I component is cleared, and the return torque causes the control valve 11 to start closing.
  • reference numeral 1 denotes a valve body in which a passage forming a part of an exhaust gas recirculation passage c interposed in an exhaust gas recirculation system is formed, and a control valve 11 moves upward as shown in the figure. Then, the exhaust gas recirculation passage c is closed by coming into contact with the seat 12, and the exhaust recirculation passage c is opened by moving the control valve 11 downward and separating from the seat 12.
  • Reference numeral 2 denotes a mobile phone case incorporating a mobile phone M.
  • 21 is a rotor around which a coil 22 is wound
  • 23 is a yoke provided with a magnet 24, and the lower end of the mouth 21 is formed by a bearing 27. And is rotatably supported by the valve body 1.
  • a motor shaft 31 is screwed into the mouth 21, and the motor shaft 31 is prevented from rotating by a guide bush 13 of the body 1. Therefore, the motor shaft 31 moves up and down according to the amount of rotation of the rotor 21.
  • a valve shaft 14 is in contact with the lower end of the motor shaft 31, and an intermediate portion of the valve shaft 14 is vertically moved to the valve body 1 by a guide seal 15 and a guide plate 16. It is movably guided, and a control valve 11 is attached to the lower end of the valve shaft 14 so as to extend.
  • valve shaft 14 is urged upward, that is, in the closing direction of the control valve 11.
  • a spring 19 is interposed.
  • the control valve 11 configured as described above is driven by the torque balance method as described above. That is, the control valve 11 is controlled by the return spring 19 as a biasing means in a predetermined return direction in the closing direction of the control valve 11. A torque is applied, and a variable motor torque is applied in the valve opening direction by driving the motor M, and the control valve 11 is opened and closed by the balance of the torques.
  • FIG. 5 is a circuit block diagram showing an ECU 51 for supplying a control signal to the motor M.
  • 50 is a microcomputer-type control unit for determining a motor drive voltage
  • 52 is a battery
  • Reference numeral 3 denotes a motor drive voltage conversion unit that converts the output of the control unit 50 and supplies the output to the motor M.
  • the Zener diode 53a a diode that allows the current flowing in the motor M to flow in only one direction It is composed of 53 b, FET (field effect transistor) 53 c, and an interface 53 d provided between the controller 50 and the FET 53 C.
  • Reference numeral 56 denotes a regulation routine for securing the drive voltage (5 V) of the control unit 50.
  • the control unit 50 receives a detection signal from a sensor provided in each part of the vehicle, for example, an operation state quantity sensor 57 such as a crank angle sensor, and a detection signal from the position sensor 40, respectively. Entered via 5-9.
  • the position sensor 40 of this example includes a movable contact part 42 that moves on a resistor 41 to which a constant voltage (5 V) is applied from a voltage supply part 60. As the rotor 21 moves with the rotation of the rotor 21, a voltage corresponding to the moving position of the motor shaft 31 is output from the movable contact portion 42 as a detection signal.
  • the motor drive voltage converter 53 turns on and off the voltage applied to the motor M at regular intervals, and the PWM signal according to the ratio of the on-time to the off-time (drive duty) per cycle.
  • the average drive voltage applied to the motor M is controlled by switching the FET 53 c.
  • FIG. 6 is a configuration diagram of the control unit 50.
  • reference numeral 61 denotes an optimum open / close position of the control valve 11 based on the detection signal of the operating state sensor 57. And outputs a voltage (hereinafter, referred to as “target value”) corresponding to the target position.
  • 62 outputs an AZD conversion unit (hereinafter referred to as “current value”) for A / D converting the detection signal of the position sensor 40.
  • 7 1 Adds and subtracts the target value and the current value.
  • 6 3 Calculates the PI control amount (voltage) combining the proportional component (P component) and the integral component (I component) based on the deviation between the target value and the current value. What is the PI control amount calculation unit that outputs the data? 1
  • a control duty calculator that calculates the duty to be supplied to the motor M based on the output of the control amount calculator 63.
  • the current value detected by the position sensor 40 and the target value are added / subtracted by the addition / subtraction unit 71 to obtain a deviation.
  • the PI control amount calculation unit 63 calculates the PI control amount from the obtained deviation and outputs it to the drive duty calculation unit 64.
  • the drive duty calculation unit 64 calculates the drive duty based on the PI control amount. And supply it to Moryu M.
  • An object of the present invention is to provide a method of controlling an exhaust gas recirculation valve which can prevent a motor burn-in accident from occurring if the valve shaft stops moving. I do.
  • the control method of the exhaust gas recirculation valve according to the present invention is characterized in that the exhaust gas recirculation valve is opened by a torque balance between a return torque in a valve closing direction provided by the biasing means and a motor torque in a valve opening direction provided by the motor.
  • the control method of the exhaust gas recirculation valve for controlling the valve position when it is determined that the on-off valve does not operate even after 100% of electricity has been supplied to the motor for a certain period of time or more, the motor is connected to the motor described above. Stop the energization.
  • the control method of the exhaust gas recirculation valve according to the present invention includes the step of: when it is determined that the valve shaft does not operate even when the 100% energization is continued for a certain period of time or more, After driving in the opposite direction to the above, drive in the original direction again.
  • the drive current to the motor is gradually reduced from the valve opening position exceeding the target position, and the valve is moved to the valve closing direction by return torque to open the valve. To match the target position.
  • the valve can be quickly and stably opened to the target position with a small drive current.
  • the control method of the exhaust gas recirculation valve according to the present invention reduces the drive frequency for opening and closing the motor power supply circuit when the ON duty for opening and closing the power supply circuit becomes larger than a set value.
  • FIG. 1 is a schematic explanatory view of an engine exhaust system.
  • FIG. 2 is a characteristic diagram of a motor torque versus an open / close position of a control valve in a torque balance drive type EGR valve.
  • FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between time and the operating position of the motor shaft.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the EGR valve.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of an ECU device that implements a method of controlling an EGR valve by a so-called torque balance driving method using a motor.
  • FIG. 6 is a configuration diagram of a control unit in the ECU.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining the control method of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation amount calculation.
  • FIG. 9 is a flowchart for explaining the EGR control at the time of abnormality.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating the duty output of the EGR transistor. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • a return torque is applied by an urging means in one direction (valve closing direction) of the on-off valve
  • a motor torque is applied by the motor M in the other direction (valve opening direction).
  • the motor M opens and closes even if 100% of electricity is continuously supplied to the motor M for a certain period of time or more. When it is determined that the valve does not operate, the power supply to the motor is stopped.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment of the present invention, and FIGS. 8 to 10 are sub-flowcharts.
  • the operation amount is calculated, that is, the process duty (p-duty) is performed (step ST 1), and the operation amount is set at 100% energization (1_0) or non-energization (0-0). ))
  • step ST 2 To judge whether or not it is saturated (step ST 2). If YES, the number of saturations (e—count) is set to “+1” (step ST 3), and the time determined by the number of saturations is determined in advance. It is determined whether the specified 100% energizing time (E-TIME_UP-1) has been exceeded (step ST4).
  • step ST 5 the saturation count is set to “0” (step ST 5), and the transistor that opens and closes the power supply circuit of the motor M together with the case of NO in the determination in step ST 4
  • the transistor duty (tr_duty) for turning on / off the (switching element) is set as the process duty (p_duty) calculated above (step ST6), and the EGR transistor duty is output (step ST7). If the result of the determination in step ST4 is YES, the process shifts to EGR control at the time of abnormality.
  • the above calculation cycle is executed for each EGR-SAMPLITEME.
  • FIG. 8 is a sub-flow chart for explaining the manipulated variable operation, where functin:) is the target_position, the valve list amount detected by the position sensor 40 is the current value (real_position), and the bias (error — Calculate the position by (real_position) one (target—position) force (step ST11 to step ST13), and then change the amount of operation (dei—p_duty) according to the following formula.
  • Perform the calculation step ST 1 4 1 (error—position) XI—GA IN (integration constant) 1 (error_position—old—error_position) XP—GA IN (proportional constant)
  • step ST15 the deviation value obtained by the above calculation is set (step ST15), and a steady-state determination is made based on the deviation value.
  • step ST16 a steady-state determination is made based on the deviation value.
  • the deviation value is within the allowable range of the error and there is an increase in the transistor duty, it is determined to be steady. If the result of the determination is YES, the increment of the transistor duty is set to “0 J” (step ST 17), and the process duty is set (step ST 18).
  • step ST19 to step ST22 It is determined whether the process duty is 100% energized or more. If YES, the process duty is set to 100% energized. If NO, it is determined whether the process duty is less than non-energized. If YES, the process duty is determined. One tee is de-energized and the MV calculation ends (step ST19 to step ST22).
  • Fig. 9 is a sub-flowchart explaining the EGR control at the time of abnormality.
  • the time determined by the number of saturations exceeds the predetermined 100% energization time three times.
  • E_T I ME_UP _ 3 is determined (step ST 31), and if NO, there is a surplus as a result of dividing the predetermined 100% energizing time by the time determined by the number of saturations.
  • Step ST32 and if there is a surplus, the transistor duty is equal to the process duty, and if there is no surplus, the transistor duty is set to one process duty, and the saturation direction is reversed, that is, the motor M is reversed.
  • step ST31 determines whether the result of determination in step ST31 is YES, that is, if the time determined by the number of saturations exceeds the predetermined time of 100% energization three times, the time determined by the number of saturations is determined by the predetermined number of 10%. Assuming that the 0% energizing time has exceeded four times, the transistor duty is set to the non-energizing value, and the operation of the EGR control is terminated when an error occurs (step ST35, step ST36).
  • FIG. 10 is a subroutine for explaining the output of the EGR transistor duty.
  • the transistor duty is a judgment duty (HI-D) which is a constant obtained in advance by experiment or simulation.
  • UT Y—RAT E is determined (step ST 41), and if YES, the base frequency (BAS E_FRE QUE NCY), which is the fundamental frequency, is set as the total frequency (tr—frequency) (
  • step ST42 the drive frequency of the EGR drive transistor is set to the transistor frequency (step ST43), and the drive duty of the EGR drive transistor is set to the transistor duty (step ST44). If the above determination result is NO,
  • step S 43 with the calculation result of the formula as a transistor frequency (step ST 45).
  • the energization of the motor is stopped. By doing so, it is possible to prevent the motor shaft from developing into a burn-in accident due to unnecessary energization even if the valve shaft becomes stuck due to jamming or clogging of dust. If it is determined that the valve shaft does not operate even after the motor is continuously energized for 100% or more for a certain period of time, the motor is driven in the opposite direction, and then driven again in the original direction. The valve shaft can be driven again by eliminating jamming and dust clogging.
  • the drive current for the motor is gradually reduced from the valve opening position beyond the target position, and the motor is moved in the valve closing direction by the return torque to match the target position.
  • the valve opening position can be stably matched with the target position.
  • the drive frequency for opening and closing the motor power supply circuit was reduced, so that the valve shaft became difficult to move, and the power supply to the motor increased. At times, the number of times of opening and closing of the motor power supply circuit can be reduced, and as a result, damage due to heat generation of the switching element and burn-in of the motor can be avoided.
  • PI control has been described. However, as a matter of course, it may be used for PID control because it is a type of PI control.
  • the exhaust gas recirculation valve control device quickly returns a part of the exhaust gas from the exhaust passage a to the intake passage b in response to a change in the operating state of the engine. Especially suitable for.

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Description

明 細 書 排気ガス再循環バルブの制御方法 技術分野
この発明は、 排気ガスの再循環系'中に備わる排気ガス再循環 「以下、
E GR (.E x h a u s t G a s R e c i r c u l a t i o n) と称 する」 バルブの制御方法に関するものである。 背景技術
第 1図はエンジン Eの排気通路 aと吸気通路 bを連通する排気還流通 路 cに E G Rバルブの制御弁 1 1 を配置した構成図である。 この E G R バルブの制御方法は、 例えば、 エンジンコントロールユニッ ト （以下、 E C Uと称する） 5 1によって、 ハイブリッ ド P M型 4相などのステツ ピングモ一夕 Mを駆動制御し、 このステッピングモー夕 Mによって制御 弁 1 1 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. Mを ステツプ角単位でオープンル一プ制御することにより、 制御弁 1 1の開 度が調整される。
ところで、 このようなステッピングモ一夕 Mを用いた制御方法は、 ス テツピングモ一タ Mのステツプ角単位でしか制御弁 1 1の開度を制御す ることができないため、 制御弁 1 1の調整開度の分解能に限界があった 。 また、 ステッピングモータ Mのオープンループ制御においては、 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。
そこで、 従来の E GRバルブの制御方法は、 付勢手段によって制御弁 1 1の閉方向に所定のリターントルクを付与し、 かつ直流モー夕 M (以 下、 モー夕 Mと称する） の一方向の駆動によって、 制御弁 1 1を開方向 に可変するモー夕 トルクを付与し、 それらのトルクバランスにより制御 弁 1 1を開閉するものである。
そして、 前記制御弁 1 1の目標開閉位置に応じたモー夕 トルクを発生 させるように、 前記モータ Mをオープンループ制御するオープンループ 制御系と、 前記制御弁 1 1の目標開閉位置に対応する入力デ一夕と前記 制御弁 1 1の現開閉位置の検出データとの偏差に基づいて、 前記モー夕 Mをフィードバック制御するフィ一ドバック制御系とを備えたものが例 えば、 特開平 1 1 一 1 5 9 4 0 5号公報に記載されている。
まず、 このモー夕 Mを用いた駆動方式について説明する。 制御弁 1 1 の開度をモ一夕 Mによりフィードバック制御する場合、 制御弁 1 1の開 度を摺動抵抗式のようなポジションセンサを用いて連続的に検知し、 フ イードバックすることにより、 モータ Mの発生トルクを連続的に制御し て、 制御弁 1 1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。
このようなモータ Mを用いた E G Rバルブの制御方法は、 いわゆる ト ルクバランス方法を採用し、 付勢手段としてのスプリングによって閉方 向に所定のリタ一ントルクを付与し、 かつモータ Mの開方向の駆動によ つて開方向に可変のモー夕 Mトルクを付与し、 それらのトルクバランス により開弁位置を決定する。
このような制御方法の場合、 E G Rバルブには、 常にリターントルク が付与されることになるため、 第 2図のようなフリクションによるヒス テリシスを持ったライン A， Bの傾きによって開閉位置 （シフト量） が 変化することになる。
ここで、 ライン Aはモータ トルクを増大させて制御弁 1 1を開く とき の作動特性、 ライン Bはモー夕トルクを減少させて制御弁 1 1を閉じる ときの作動特性であり、 リターントルクを付与するスプリングのばね定 数により作動特性 A， Bの傾きが変化し、 そのセッ ト トルクの大きさに より作動特性 A , Bが第 2図中の左右にシフトする。
いま、 このような作動特性の制御弁 1 1を制御するために、 単に、 制 御弁 1 1の目標開閉位置に対応する入力データと該制御弁の現開閉位置 の検出データとの偏差に基づいて、 モータを P (比例） I (積分） 制御 する方法を採用した場合を想定すると、 この場合には、 第 2図のような 作動特性 A , Bとの関連から、 制御弁 1 1 を目標開口位置に安定させる ことが難しくなる。
すなわち、 モータ トルクを増大させて制御弁 1 1を目標開口位置まで 開かせるためには、 第 2図の作動特性 A上に沿った制御を実行すべく P ゲインと Iゲインを増加させなければならない。 しかし、 このような制 御下において、 P I制御によってモータ トルクを増大させた場合には、 制御弁 1 1が目標開口位置まで開くやいなや該制御弁の開口位置の偏差 が " 0 " となって、 P成分が " 0 " 、 I成分がクリアされ、 リターント ルクによって制御弁 1 1が閉じ始めてしまう。
それが閉じ始めた初期の段階 （小偏差時） では、 P , I成分が共に小 さいため、 モータ トルクがリターントルクに打ち勝つことができず、 偏 差が大きくなる。 その後、 偏差がある程度大きくなつてモータ トルクと リターントルクが釣り合ったとしても、 モータ Mのイナーシャのために 制御弁 1 1の閉じ動作は急停止できず、 直ちに制御弁 1 1 を開き動作さ せることができない。 仮に、 小偏差時においても比較的大きなモータ ト ルクを発生させるようにゲインを大きく した場合には、 第 3図のように オーバーシユー卜とアンダーシユートの増加を招く悪循環に陥ってしま う。 このような事態を考慮し、 モ一夕 Mを用いたいわゆるトルクバランス の駆動方式による制御弁 1 1の制御方法の構成を第 4図から第 6図によ り説明する。 第 4図において、 1は排気ガスの再循環系中に介在する排 気還流通路 c の一部をなす通路が内部に形成されたバルブボディであり 、 制御弁 1 1が図のように上動してシート 1 2に接することによって排 気還流通路 cが閉じられ、 制御弁 1 1が下動してシート 1 2から離れる ことによつて排気還流通路 cが開かれる。
2はモー夕 Mを内蔵するモー夕ケースである。 このモ一タケース 2内 において、 2 1はコイル 2 2が巻回されたロータ、 2 3はマグネッ ト 2 4を備えたヨークであり、 口一夕 2 1の下端部は、 ベアリング 2 7によ つてバルブボディ 1 に回転自在に支持されている。
口一夕 2 1の内部にはモー夕シャフト 3 1が螺合されており、 そのモ 一夕シャフ ト 3 1は、 ボディ 1のガイ ドブッシュ 1 3によって回り止め されている。 したがって、 ロータ 2 1の回動量に応じてモー夕シャフ ト 3 1が上下動することになる。 モータシャフト 3 1の下端には弁シャフ ト 1 4が当接されており、 その弁シャフ ト 1 4の中間部は、 ガイ ドシー ル 1 5とガイ ドプレート 1 6によつてバルブボディ 1 に上下動自在にガ ィ ドされ、 また弁シャフ ト 1 4の下端には制御弁 1 1が取り付けられて Wる。
1 7はガイ ドシ一ルカバーである。 弁シャフ ト 1 4の上端に取り付け られたスプリングシート 1 8 とガイ ドプレート 1 6 との間には、 弁シャ フト 1 4を上方、 つまり、 制御弁 1 1の閉動方向に付勢するためのリ夕 ーンスプリング 1 9が介在されている。
このように構成された制御弁 1 1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。 すなわち、 制御弁 1 1は、 付勢手段としてのリ ターンスプリング 1 9によって制御弁 1 1の閉弁方向に所定のリターン トルクを付与され、 かつモー夕 Mの駆動によって開弁方向に可変のモー タ トルクを付与され、 それらのトルクバランスにより制御弁 1 1 を開閉 制御する。
第 5図は、 モータ Mに制御信号を供給する E C U 5 1 を示す回路プロ ック図であり、 5 0はモ一夕駆動電圧を決定するマイクロコンピュータ 形態の制御部、 5 2はバッテリ、 5 3は制御部 5 0の出力を変換してモ 一夕 Mに供給するモ一夕駆動電圧変換部であり、 ツエナ一ダイオード 5 3 a、 モ一タ Mに流れる電流を一方向のみとするダイオード 5 3 b、 F E T (電解効果形トランジスタ） 5 3 c、 制御部 5 0と F E T 5 3 C と の間に設けたインタフエ一ス 5 3 dにより構成されている。 5 6は制御 部 5 0の駆動電圧 （ 5 V) を確保するためのレギュレ一夕である。
制御部 5 0には、 車両各部に設けられたセンサ例えばクランク角セン サ等の運転状態量センサ 5 7からの検出信号と、 ポジションセンサ 4 0 からの検出信号がそれぞれィン夕フェース 5 8， 5 9を介して入力され る。 本例のポジションセンサ 4 0は、 電圧供給部 6 0から定電圧 （ 5 V ) が印加される抵抗体 4 1上にて移動する可動接点部 4 2を備えており 、 その可動接点部 4 2がロータ 2 1の回動に伴って移動することにより 、 その可動接点部 4 2から、 モータシャフ ト 3 1の移動位置に応じた電 圧が検出信号として出力される。
また、 上記モータ駆動電圧変換部 5 3は、 モータ M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 P WM信号により F E T 5 3 cをスィッチ 動作させて、 モータ Mに加える平均駆動電圧を制御するようになってい る。
第 6図は制御部 5 0の構成図である。 第 6図において、 6 1は運転状 態量センサ 5 7の検出信号に基づいて制御弁 1 1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」 と称する） を出力する。 6 2はポジションセンサ 4 0の検 出信号を A / D変換する A Z D変換部 （以下、 「現在値」 と称する） を 出力する。 7 1は目標値と現在値の加減算部、 6 3は目標値と現在値の 偏差に基づいて、 比例成分 （P成分） 、 積分成分 （ I成分） を合わせた P I制御量 （電圧） を演算して出力する P I制御量演算部、 6 4は？ 1 制御量演算部 6 3の出力に基づいてモータ Mに供給するデュ一ティを演 算する駆動デューティ演算部である。
次に動作について説明する。
外部から目標値が与えられると、 ポジションセンサ 4 0で検出された 現在値と上記目標値を加減算部 7 1で加減算して偏差を求める。 P I制 御量演算部 6 3は得られた偏差から P I制御量を演算して駆動デューテ ィ演算部 6 4に出力し、 駆動デューティ演算部 6 4はその P I制御量に 基づいて駆動デューティを演算してモー夕 Mに供給する。
従来の排気ガス再循環バルブの制御方法は以上のように構成されてい るので、 嚙み込み、 ゴミ詰まり等で弁シャフトが動かなくなった場合、 この弁シャフ トに当接したモ一タシャフトも動かなくなり、 モー夕は通 電電流に起因して異常に発熱し、 焼き付け事故に発展するおそれがある が、 これを迅速且つ適切に対処することができないという課題があつた この発明は上記の課題を解消するためになされたもので、 弁シャフ ト が動かなくなつた場合、 モータの焼き付き事故に発展することを未然に 防止することができる排気ガス再循環バルブの制御方法を提供すること を目的とする。 発明の開示 この発明に係る排気ガス再循環バルブの制御方法は、 付勢手段によつ て付与される閉弁方向のリターントルクとモータによつて付与される開 弁方向のモータトルクとのトルクバランスにより開弁位置を制御する排 気ガス再循環バルブの制御方法において、 前記モー夕に対し 1 0 0 %通 電を一定時間以上続けても開閉弁が動作しないと判断されたときは、 前 記モータへの通電を停止する。
このことによって、 嚙み込み、 ゴミ詰まり等で弁シャフトが動かなく なった場合においても、 モータの焼き付き事故に発展することを未然に 防止することができる。
この発明に係る排気ガス再循環バルブの制御方法は、 前記モ一夕に対 し 1 0 0 %通電を一定時間以上続けても弁シャフトが動作しないと判断 されたときは、 前記モ一夕を前記とは逆の方向に駆動した後、 再度元の 方向に駆動する。
このことによって、 嚙み込み、 ゴミ詰まり等で弁シャフトが動かなく なった場合においても、 ゴミ詰まり等を解消して、 再度弁シャフトを駆 動可能にすることができる。
この発明に係る排気ガス再循環バルブの制御方法は、 定常状態では目 標位置を越えた開弁位置より、 モータに対する駆動電流を徐々に減らし 、 リターントルクによって閉弁方向に移動させて開弁位置を目標位置に 一致させる。
このことによって、 少ない駆動電流によって、 迅速かつ安定して目標 位置に開弁させることができる。
この発明に係る排気ガス再循環バルブの制御方法は、 モ一夕給電回路 を開閉する O Nデューティが設定値より大きくなると、 前記モータ給電 回路を開閉する駆動周波数を低下させる。
このことによって、 弁シャフ トが動きにく くなり、 モー夕に対する駆 動電力が増大したときには、 モー夕給電回路の開閉回数を減らすことが でき、 この結果、 スイッチング素子の発熱による損傷およびモ一夕の焼 き付きを未然に回避することができる。 図面の簡単な説明
第 1図はエンジン排気系の概略説明図である。
第 2図はトルクバランス駆動方式の E G Rバルブにおけるモ一タトル ク対制御弁の開閉位置の特性図である。
第 3図は時間とモータシャフ卜の動作位置との関係を示す特性図であ る。
第 4図は E G Rバルブの縦断面図である。
第 5図はモータを用いたいわゆるトルクパランスの駆動方式による E G Rバルブの制御方法を実施する E C U装置の構成図である。
第 6図はその E C Uにおける制御部の構成図である。
第 7図はこの発明の制御方法を説明するフローチヤ一トである。
第 8図は操作量演算を説明するフローチヤ一トである。
第 9図は異常時 E G R制御を説明するフローチャートである。
第 1 0図は E G Rトランジスタデューティ出力を説明するフ口一チヤ ートである。 発明を実施するための最良の形態
以下、 この発明をより詳細に説明するために、 この発明を実施するた めの最良の形態について、 添付の図面に従ってこれを説明する。
実施の形態 1 .
この発明は開閉弁の一方向 （閉弁方向） に付勢手段でリターントルク を付与し、 他方向 （開弁方向） にモータ Mでモータトルクを付与し、 こ の両トルクのトルクバランスにより開閉弁を目標位置に開弁させるュニ ポーラ駆動による排気ガス再循環バルブの制御方法において、 前記モー 夕 Mに対し 1 0 0 %通電を一定時間以上続けても開閉弁が動作しないと 判断されたときは、 前記モータへの通電を停止するようにしたものであ る。
次に動作について説明する。 第 7図はこの発明の実施の形態 1の動作 を説明するフローチャート、 第 8図から第 1 0図はサブフローチャート である。 まず、 第 7図において、 操作量を演算、 つまりプロセスデュー ティ （ p— d u t y) し （ステップ S T 1 ) 、 この操作量が 1 0 0 %通 電 （ 1 _ 0 ) あるいは非通電 （ 0— 0 ) で飽和しているか否かを判定し (ステップ S T 2 ) 、 Y E Sであれば、 飽和回数 （ e— c o u n t ) を 「+ 1」 して （ステップ S T 3 ) 、 この飽和回数で決まる時間が予め定 めた 1 0 0 %通電する時間 （E— T I ME_U P— 1 ) を越えているかを 判定する （ステップ S T 4) 。
一方、 上記ステップ S T 2の判定の結果が NOの場合は飽和回数を 「 0」 とし （ステップ S T 5 ) 、 上記ステップ S T 4の判定の NOの場合 とともに、 モー夕 Mの給電回路を開閉する トランジスタ （スイッチング 素子） を ON, O F Fさせる トランジスタデュ一ティ （ t r— d u t y ) を上記の計算したプロセスデューティ （ p _ d u t y) とし （ステツ プ S T 6 ) 、 E G R トランジスタデューティを出力する (ステップ S T 7 ) 。 また、 上記ステップ S T 4の判定の結果が Y E Sの場合は、 異常 時 E G R制御に移行する。 なお、 上記の演算周期は、 E G R— S AM P L E T I ME毎に実行する。
次に上記動作過程における操作量演算を説明するサブフローチヤ一ト 、 異常時 E GR制御を説明するサブフローチャート、 E GRトランジス 夕デューティ出力のサブフローチャートについて説明する。 第 8図は操作量演算を説明するサブフローチヤ一トであり、 f u n c t i n ： ) を t a r g e t _ p o s i t i o nとし、 ポジショ ンセン サ 4 0で検出されたバルブリスト量を現在値 （ r e a l _ p o s i t i o nノ とし、 偏 ( e r r o r— p o s i t i o n を ( r e a l _ p o s i t i o n) 一 ( t a r g e t— p o s i t i o n) 力、ら求める （ ステップ S T 1 1〜ステップ S T 1 3 ) 。 次いで、 下記の計算式より操 作量の変化幅 （ d e i— p _ d u t y) 計算を行う （ステップ S T 1 4 一 （ e r r o r— p o s i t i o n) X I — GA I N (積分定数） 一 ( e r r o r _ p o s i t i o n— o l d— e r r o r _ p o s i t i o n) X P— GA I N (比例定数）
しかる後、 前回の偏差値 （ o 1 d— e r r o r— p o s i t i o n) に代えて上記計算で求めた偏差値 （ e r r o r— p o s i t i o n) を 設定し （ステップ S T 1 5 ) 、 この偏差値に基づいて定常判定を行う （ ステップ S T 1 6 ) 。 この場合例えば、 偏差値が誤差の許容範囲内で、 上記トランジスタデュ一ティの増加分があれば定常と判定する。 そして 、 判定の結果、 YE Sの場合は、 トランジスタデューティの増加分を 「 0 J とし (ステップ S T 1 7 ) 、 プロセスデューティを設定する (ステ ップ S T 1 8 ) 。
このプロセスデューティが 1 0 0 %通電以上かを判定し、 Y E Sなら ばプロセスデューティを 1 0 0 %通電とし、 NOならば、 プロセスデュ 一ティが非通電以下かを判定し、 Y E Sならばプロセスデュ一ティが非 通電として操作量演算を終わる （ステップ S T 1 9〜ステップ S T 2 2 ) 。
第 9図は異常時 E G R制御を説明するサブフローチヤ一トであり、 ま ず、 飽和回数で決まる時間が予め定めた 1 0 0 %通電する時間を 3回越 えた力、 (E_T I ME_U P _ 3 ) を判定し （ステップ S T 3 1 ) 、 NO ならば、 飽和回数で決まる時間で予め定めた 1 0 0 %通電する時間を割 つた結果、 余りがあるかを判定し （ステップ S T 3 2 ) 、 余りがある場 合はトランジスタデューティ =プロセスデューティ とし、 余りがない場 合はトランジスタデューティ = 1 一プロセスデュ一ティ として、 飽和方 向を反転つまりモータ Mを逆転させる （ステップ S T 3 2〜ステップ S T 3 4 ) 。
一方、 ステップ S T 3 1の判定の結果、 Y E Sつまり、 飽和回数で決 まる時間が予め定めた 1 0 0 %通電する時間を 3回越えた場合は、 飽和 回数で決まる時間を予め定めた 1 0 0 %通電する時間を 4回越えたとし て、 トランジスタデューティを非通電の値とし異常時 E G R制御の動作 を終了する （ステップ S T 3 5、 ステップ S T 3 6 ) 。
第 1 0図は E GRトランジスタデュ一ティの出力について説明するサ ブフ口一チヤ一トであり、 まず、 トランジスタデュ一ティが予め実験的 またはシミュレーションにより求められる定数である判定デューティ （ H I — D UT Y— RAT E) より小さいかを判定し （ステップ S T 4 1 ) 、 Y E Sであれば、 基本周波数であるべ一ス周波数 （B A S E_ F R E QUE N C Y) をトタンジス夕周波数 （ t r— f r e q u e n c y) とし (ステップ S T 4 2 ) 、 E G R駆動トランジスタの駆動周波数をト タンジス夕周波数とし （ステップ S T 4 3 ) 、 E G R駆動トランジスタ の駆動デューティをトランジスタデューティとする （ステップ S T 44 ) 。 また、 上記の判定結果が NOの場合は、
B A S E— F R E QU E N C Y X ( 1 - t r— d u t y ) / ( 1 一 M OD_DUT Y)
の式の演算結果をトタンジスタ周波数としてステツプ S Τ 4 3に移行す る （ステップ S T 4 5 ) 。 以上のように、 この実施の形態 1によれば、 モータに対し 1 0 0 %通 電を一定時間以上続けても開閉弁が動作しないと判断されたときは、 前 記モータへの通電を停止することによって、 嚙み込み、 ゴミ詰まり等で 弁シャフトが動かなくなった場合においても、 モー夕が不必要な通電に よって焼き付き事故に発展することを未然に防止することができる。 また、 モータに対し 1 0 0 %通電を一定時間以上続けても弁シャフ ト が動作しないと判断されたときは、 前記モータを反対方向に駆動した後 、 再度元の方向に駆動することによって、 嚙み込み、 ゴミ詰まり等を解 消して再度弁シャフ トを駆動可能にすることができる。
また、 定常状態では目標位置を越えた開弁位置より、 モータに対する 駆動電流を徐々に減らし、 リタ一ントルクによって閉弁方向に移動させ て目標位置に一致させることによって、 少ない駆動電流によって、 迅速 かつ安定して開弁位置を目標位置に一致させることができる。
また、 モー夕給電回路を開閉する〇Nデューティが設定値より大きく なると、 前記モータ給電回路を開閉する駆動周波数を低下させることに よって、 弁シャフ トが動きにくくなり、 モータに対する給電電力が増大 したときには、 モータ給電回路の開閉回数を減らすことができ、 この結 果、 スィツチング素子の発熱による損傷およびモー夕の焼き付きを未然 に回避することができる。
上記各実施の形態では、 P I制御について述べたが、 当然のことなが ら、 P I制御の一種であるから、 P I D制御に用いてもよい。 産業上の利用可能性
以上のように、 この発明に係る排気ガス再循環バルブの制御装置は、 排気通路 aの排気の一部を吸気通路 bに戻すことを、 エンジンの作動状 態の変化に迅速に応答して行うことに適している。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 付勢手段によって付与される閉弁方向のリターントルクとモータに よって付与される開弁方向のモータ トルクとのトルクバランスにより開 弁位置を制御する排気ガス再循環バルブの制御方法において、 前記モー 夕に対し 1 0 0 %通電を一定時間以上続けても開閉弁が動作しないと判 断されたときは、 前記モータへの通電を停止することを特徴とする排気 ガス再循環バルブの制御方法。
2 . モー夕に対し 1 0 0 %通電を一定時間以上続けても開閉弁が動作し ないと判断されたときは、 前記モー夕を前記開閉弁の閉方向に駆動した 後、 再度開方向に駆動することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の排 気ガス再循環バルブの制御方法。
3 . 定常状態では目標位置を越えた開弁位置より、 モ一夕に対する駆動 電流を徐々に減らし、 リターントルクによって閉弁方向に移動させて開 弁位置を目標位置に一致させることを特徴とする請求の範囲第 1項記載 の排気ガス再循環バルブの制御方法。
4 . モー夕給電回路を開閉する 0 Nデューティが設定値より大きくなる と、 前記モー夕給電回路を開閉する駆動周波数を低下させることを特徴 とする請求の範囲第 1項記載の排気ガス再循環バルブの制御方法。
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