JP2000018102A - ディーゼルエンジンのｅｇｒ弁制御装置 - Google Patents

ディーゼルエンジンのｅｇｒ弁制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステップモータ式ＥＧＲ弁の脱調を防止し、
しかもＥＧＲの停止を必要最小限に抑える。 【解決手段】 バッテリ電圧ＶＢを検出し、バッテリ電
圧ＶＢが所定値以下の低電圧か否かを判定する（Ｓ
１）。エンジン冷却水温Ｔｗを検出し、水温Ｔｗが所定
値以上の高温か否か判定する（Ｓ２）。エンジン回転数
及び負荷を検出し、これらより排気圧力が高い状態（高
排圧領域）か否かを判定する（Ｓ３）。この結果、低電
圧又は高温で、かつ高排圧領域の場合に、ステップモー
タの駆動を停止して、ＥＧＲ弁を強制的に全閉状態に制
御することにより、脱調を防止する（Ｓ４）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンのＥＧＲ（排気還流）弁制御装置に関し、特にステッ
プモータ式ＥＧＲ弁の脱調防止のための制御装置にす
る。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンにおいて、排気通路
から排気の一部を吸気通路へ還流させるＥＧＲ通路に、
エンジン運転条件に基づいてステップモータにより開閉
駆動されるＥＧＲ弁を備え、このＥＧＲ弁の弁体が弁座
より排気通路側に配置される場合、ステップモータの駆
動電流（コイル電流）の減少により、ステップモータの
力が低下すると、弁体に対し閉弁方向に作用する排気圧
力に負けて、ステップモータの脱調を生じることがあ
り、一旦脱調を生じると、その後の制御に支障をきた
す。
【０００３】ステップモータの脱調防止対策としては、
特開平８−５１７９５号公報に示されるように、ステッ
プモータのコイル電流を検出し、検出値が所定値より小
さいときは、ステップモータの脱調の恐れがあるとし
て、ステップモータの駆動を停止するようにしたものが
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ディー
ゼルエンジンのステップモータ式ＥＧＲ弁の制御に上記
の脱調防止対策を適用する場合、コイル電流を検出する
ための手段を特別に設けなければならず、コストアップ
につながる。また、コイル電流が所定値より小さいとき
に、排気圧力にかかわらず、一律にＥＧＲ弁の駆動を停
止して全閉状態に保持すると、ＥＧＲの強制停止による
ＮＯｘ排出量増大が多くなる。
【０００５】脱調防止対策として、この他、（１）ＥＧ
Ｒ弁径（受圧面積）の減少、（２）モータ力アップも考
えられるが、（１）はディーゼルエンジンの近年の排気
要求からの大量ＥＧＲという要請に反し、（２）はモー
タの大型化によりコスト上昇及び搭載性の悪化を招く。
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、特別なセン
サの追加無しに、既存のセンサを用いてステップモータ
式ＥＧＲ弁の脱調を防止でき、しかも、ＥＧＲの強制停
止を必要最小限に抑えることのできるディーゼルエンジ
ンのＥＧＲ弁制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
排気通路から排気の一部を吸気通路へ還流させるＥＧＲ
通路に、弁体が弁座より排気通路側に配置されて、エン
ジン運転条件に基づいてステップモータにより開閉駆動
されるＥＧＲ弁を備えるディーゼルエンジンのＥＧＲ弁
制御装置において、図１に示すように、バッテリ電圧を
検出するバッテリ電圧検出手段と、エンジン冷却水温を
検出する水温検出手段と、排気圧力を直接又は間接的に
検出する排気圧力検出手段と、バッテリ電圧が所定値以
下か、水温が所定値以上のいずれかで、かつ、排気圧力
が高い状態のときに、ＥＧＲ弁を強制的に全閉状態に制
御するＥＧＲ弁強制全閉手段と、を設けたことを特徴と
する。
【０００７】すなわち、バッテリの劣化等によりバッテ
リ電圧が低下すると、ステップモータのコイル電流が減
少して、ステップモータの力が低下し、また、登坂時等
のエンジン冷却水温が高い状態では、ステップモータの
コイル温度が上昇して、コイル抵抗の増大により、コイ
ル電流が減少して、ステップモータの力が低下する。す
ると、ＥＧＲ弁の弁体に対し閉弁方向に作用する排気圧
力に負けて、ステップモータの脱調を生じることがあ
る。但し、ステップモータの力が低下しても、排気圧力
がそれほど高くなければ、ステップモータの脱調を生じ
ることはない。
【０００８】よって、バッテリ電圧が所定値以下か、水
温が所定値以上のいずれかで、かつ、排気圧力が高い状
態のときに、ＥＧＲ弁を強制的に全閉状態に制御して、
脱調を防止するのである。ここで、前記排気圧力検出手
段は、エンジン回転数と負荷とから排気圧力が高い状態
を検出（推定）する手段であるとよい。
【０００９】
【発明の効果】本発明によれば、特別なセンサの追加無
しに、既存のセンサを用いてステップモータ式ＥＧＲ弁
の脱調を確実に防止でき、しかも、ＥＧＲの強制停止を
必要最小限に抑えることができるという効果が得られ
る。また、エンジン回転数と負荷とから排気圧力が高い
状態を検出するようにすることで、排気圧力センサを備
えない場合も、当該センサの追加無しに、簡単に実施可
能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図２
及び図３に基づいて説明する。図２は本発明の一実施形
態を示すＥＧＲ弁のシステム図である。ＥＧＲ弁１の筐
体２は、排気通路にＥＧＲ配管を介して連通するＥＧＲ
通路入口部３と、吸気通路にＥＧＲ配管を介して連通す
るＥＧＲ通路出口部４とを備え、これらの間のＥＧＲ通
路に弁座５が配置されている。
【００１１】ＥＧＲ弁１の弁体６は、ポペット型で、弁
座５より排気通路側に配置され、弁軸（ロッド）７の一
端側に固定されている。そして、弁軸７の他端側にステ
ップモータ８が配置され、ステップモータ８のコイルへ
の通電制御によるロータの可逆回転により送りねじ機構
を介して、弁軸７を図で上下方向に駆動することによ
り、弁体６の開度を制御するようになっている。
【００１２】ステップモータ８は、マイクロコンピュー
タ内蔵のコントロールユニット９からの出力信号により
駆動される。そして、コントロールユニット９には、ス
テップモータ８の駆動用電圧としてバッテリ電圧ＶＢが
印加されると共に、回転数センサにより検出されるエン
ジン回転数Ｎｅ、負荷センサにより検出される負荷（燃
料噴射量等）Ｑｆ、水温センサにより検出されるエンジ
ン冷却水温Ｔｗなどが入力される。また、排気圧力セン
サを備える場合は、それにより検出される排気圧力Ｐｅ
も入力される。
【００１３】図３はコントロールユニット９内で実行さ
れるＥＧＲ弁脱調防止制御のフローチャートである。ス
テップ１（図にはＳ１と記す。以下同様）では、バッテ
リ電圧ＶＢを検出し、バッテリ電圧ＶＢが所定値以下の
低電圧か否かを判定する。この部分がバッテリ電圧検出
手段に相当する。
【００１４】ステップ２では、エンジン冷却水温Ｔｗを
検出し、水温Ｔｗが所定値（例えば９５℃）以上の高温
か否か判定する。この部分が水温検出手段に相当する。
ステップ３では、エンジン回転数Ｎｅ及び負荷Ｑｆを検
出し、これらより、予め定めた図４のごときマップを参
照して、排気圧力が高い状態（高排圧領域）か否かを判
定する。この部分が排気圧力検出手段（特にエンジン回
転数と負荷とから排気圧力が高い状態を検出する手段）
に相当する。
【００１５】尚、排気圧力センサを備える場合は、排気
圧力Ｐｅを直接検出し、排気圧力Ｐｅが所定値以上（排
気圧力Ｐｅ≧所定値）か否かを判定してもよい。ステッ
プ１〜ステップ３での判定で、ステップ１又はステップ
２でＹＥＳで、かつ、ステップ３でＹＥＳの場合、すな
わち、バッテリ電圧ＶＢが所定値以下か、水温Ｔｗが所
定値以上のいずれかで、かつ、排気圧力が高い状態の場
合は、ステップ４へ進む。
【００１６】そして、ステップ４では、ステップモータ
の駆動を停止して、ＥＧＲ弁を強制的に全閉状態に制御
する。この部分がＥＧＲ弁強制全閉手段に相当する。こ
のように、バッテリの劣化等によりバッテリ電圧が低下
するか、登坂時等のエンジン冷却水温が高い状態では、
ステップモータのコイル電流が減少して、ステップモー
タの力が低下し、ＥＧＲ弁の弁体に対し閉弁方向に作用
する排気圧力に負けて、ステップモータの脱調を生じる
恐れがあるが、ステップモータの力が低下しても、排気
圧力がそれほど高くなければ、ステップモータの脱調を
生じることはないので、排気圧力が高い状態の場合に限
って、ＥＧＲ弁を強制的に全閉状態に制御する。全閉状
態では排気圧力が作用しても、全閉状態に維持するよう
に作用するだけであるので、脱調を防止できる。
【００１７】また、バッテリ電圧ＶＢ、水温Ｔｗ、更に
は排気圧力Ｐｅのしきい値をそれぞれ２つ用意し、第１
のしきい値では所定時間持続を、第２のしきい値では即
停止させる等の条件を追加して実行してもよい。上記の
場合以外は、ステップ５へ進み、ＥＧＲ弁通常制御を行
う。すなわち、エンジン回転数及び負荷に応じ、予め定
めたＥＧＲ率となるように、ステップモータを駆動し
て、ＥＧＲ弁の開度を制御する。
【００１８】従って、排気圧力が低い場合は、ＥＧＲを
強制停止することがなく、ＥＧＲの強制停止によるＮＯ
ｘ排出量の増大を必要最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の構成を示す機能ブロック図
【図２】 本発明の一実施形態を示すＥＧＲ弁のシステ
ム図
【図３】 ＥＧＲ弁脱調防止制御のフローチャート
【図４】 高排圧領域を示す図
【符号の説明】
１ ＥＧＲ弁 ２ 筐体 ３ ＥＧＲ通路入口部 ４ ＥＧＲ通路出口部 ５ 弁座 ６ 弁体 ７ 弁軸 ８ ステップモータ ９ コントロールユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 41/02 ３５１ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３５１ 45/00 ３１０ 45/00 ３１０Ｓ ３１０Ｑ ３１０Ｈ Ｆターム(参考） 3G062 AA01 BA04 CA08 DA02 EA11 EB10 EC17 FA12 FA24 GA00 GA06 GA08 GA15 GA22 3G084 AA01 BA18 BA20 CA04 DA33 EB22 EC07 FA00 FA03 FA13 FA18 FA20 FA33 3G092 AA02 AA17 AB03 BB01 DC10 DF06 DG08 EA14 EC04 FA17 FB03 GA06 GB06 HB01Z HD07X HD08Z HE01Z HE08Z HF02Z 3G301 HA02 HA13 JA25 JB02 KA09 KB07 LA00 LB11 LB13 LC04 MA11 NA08 NA09 NC02 ND17 NE07 PB03Z PD14Z PD15A PE01Z PE08Z PG01Z

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】排気通路から排気の一部を吸気通路へ還流
    させるＥＧＲ通路に、弁体が弁座より排気通路側に配置
    されて、エンジン運転条件に基づいてステップモータに
    より開閉駆動されるＥＧＲ弁を備えるディーゼルエンジ
    ンのＥＧＲ弁制御装置において、 バッテリ電圧を検出するバッテリ電圧検出手段と、 エンジン冷却水温を検出する水温検出手段と、 排気圧力を直接又は間接的に検出する排気圧力検出手段
    と、 バッテリ電圧が所定値以下か、水温が所定値以上のいず
    れかで、かつ、排気圧力が高い状態のときに、ＥＧＲ弁
    を強制的に全閉状態に制御するＥＧＲ弁強制全閉手段
    と、 を設けたことを特徴とするディーゼルエンジンのＥＧＲ
    弁制御装置。
  2. 【請求項２】前記排気圧力検出手段は、エンジン回転数
    と負荷とから排気圧力が高い状態を検出する手段である
    ことを特徴とする請求項１記載のディーゼルエンジンの
    ＥＧＲ弁制御装置。
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