JP2001208236A - 電磁制御バルブの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明の目的は、電磁制御バルブの構造変
更を要することなく、バルブ体を閉動作した際の流体の
漏れ量を低減することにある。 【構成】 このため、この発明は、流路に介設したバル
ブ体をソレノイドの電磁力により開動作させるとともに
スプリングの弾性力により閉動作させる電磁制御バルブ
を設け、この電磁制御バルブのバルブ体を駆動条件の成
立時にデューティ比に応じて開動作させるとともに駆動
条件の不成立時にデューティ比を零として閉動作させる
ようソレノイドに供給する制御信号を制御する電磁制御
バルブの制御装置において、前記電磁制御バルブのバル
ブ体を駆動条件の不成立時に閉動作させる際に、駆動条
件不成立直前のデューティ比を一旦大きくしてから零と
して閉動作させるよう制御信号を制御する制御手段を設
けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】この発明は電磁制御バルブの
制御装置に係り、特に、電磁制御バルブの構造変更を要
することなくバルブ体を閉動作した際の流体の漏れ量を
低減し得る電磁制御バルブの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両に搭載されるエンジンには、吸入空
気やＥＧＲ、蒸発燃料であるエバポ等の流体の流量を制
御することを目的として種々の電磁制御バルブを備えて
いる。電磁制御バルブは、流路を開閉する弁体とこの弁
体を電磁力により開動作させるソレノイドと弾性力によ
り閉動作させるスプリングとを有し、制御装置により制
御される。

【０００３】例えば、エンジンのエバポパージ制御用に
電磁制御バルブを使う場合には、図８に示す如く、各種
制御用センサから得られる情報により駆動条件の成立・
不成立を判断し、駆動条件の成立時にデューティ比を目
標値に移行させて電磁制御バルブのバルブ体をこの目標
値のデューティ比に応じて開動作させるとともに駆動条
件の不成立時にデューティ比を直ちに零として閉動作さ
せるようソレノイドに供給する制御信号を制御する。

【０００４】このような電磁制御バルブの制御装置とし
ては、実開１９９３−１０７６７号公報に開示されるも
のがある。この公報に開示されるものは、流路にデュー
ティ比で開閉される複数の電磁弁を並列に介設し、これ
ら電磁弁に夫々位相のずれたデューティ信号を送る制御
手段を設けたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電磁制御バ
ルブは、一般的に、デューティ比が大きい場合にバルブ
開度が全開となるが、デューティ比が小さい場合にバル
ブ開度そのものが全開とならないので、スプリングによ
る閉動作方向の弾性力が弱くなる問題がある。

【０００６】このため、電磁制御バルブは、駆動条件の
不成立によりバルブ体を閉動作させて駆動を停止する際
に、駆動条件不成立直前のデューティ比が大きい場合、
つまり開時間割合が長い場合は、スプリングによる閉動
作方向の弾性力が充分に働くいて良好な閉状態を得るこ
とができるが、駆動条件不成立直前のデューティ比が小
さい場合、つまり開時間割合が短い場合は、スプリング
による閉動作方向の弾性力が不充分となり、図８に波線
で示す如く閉状態が悪化して流体の漏れを生じる不都合
がある。

【０００７】このように、電磁制御バルブは、小さなデ
ューティ比から停止する際、特に、図９に波線で示す如
く漏れ量が安定する最小デューティ比よりも小さいデュ
ーティ比から停止する際に、図９に（ａ）で示す如くデ
ューティ比の小さい領域において閉状態が悪化して漏れ
を生じる不都合がある。このような閉状態の悪化を改善
して漏れ量を減少させるためには、スプリングの弾性力
を強くすることにより、図９に（ｂ）で示す如く改善す
ることができるものである。

【０００８】しかし、スプリングの弾性力を強くした場
合には、図１０に（ｂ）で示す如く、デューティ比の小
さい領域において、デューティ比に対する流量特性が直
線性を失い、制御精度が損なわれる不都合がある。

【０００９】このような不都合に対しては、特開平６−
１１７５６８号公報に開示されるものがある。この公報
に開示されるものは、ポペット状の弁体を弾性体を介し
て常開付勢するとともに、この弁体の一端側に自由状態
で弁座開口部に嵌合する小径の補助弁体を設け、弁スト
ロークの中間位置にて最大流量を得るとともに、弁体を
駆動するソレノイドが非通電状態のときの漏れ量を前記
開口部と補助弁体との嵌合に基づいて規制するものであ
る。

【００１０】ところが、特開平６−１１７５６８号公報
に開示されるものは、弁体の弁ストローク量によって開
口面積を比例的に変化させるものであり、しかも、電磁
制御バルブの構造自体を変更しているため、構造が複雑
化してコストアップを招く不都合がある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述不都合を除去すべく、流路に介設したバルブ体をソレ
ノイドの電磁力により開動作させるとともにスプリング
の弾性力により閉動作させる電磁制御バルブを設け、こ
の電磁制御バルブのバルブ体を駆動条件の成立時にデュ
ーティ比に応じて開動作させるとともに駆動条件の不成
立時にデューティ比を零として閉動作させるようソレノ
イドに供給する制御信号を制御する電磁制御バルブの制
御装置において、前記電磁制御バルブのバルブ体を駆動
条件の不成立時に閉動作させる際に、駆動条件不成立直
前のデューティ比を一旦大きくしてから零として閉動作
させるよう制御信号を制御する制御手段を設けたことを
特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】この発明の電磁制御バルブの制御
装置は、制御手段によって、電磁制御バルブのバルブ体
を駆動条件の不成立時に閉動作させる際に、駆動条件不
成立直前のデューティ比を一旦大きくしてから零として
閉動作させるようソレノイドに供給する制御信号を制御
することにより、駆動条件の不成立時に大きなデューテ
ィ比によってスプリングによる閉動作方向の弾性力をバ
ルブ体に充分に働かせて良好な閉状態を得ることがで
き、スプリングの弾性力を強くする必要がなく、また、
電磁制御バルブの構造を変更する必要がない。

【００１３】

【実施例】以下図面に基づいて、この発明の実施例を説
明する。図１〜図６は、この発明の第１実施例を示すも
のである。図６において、２は図示しない車両に搭載さ
れたエンジンである。エンジン２は、吸気系としてエア
クリーナ４とターボチャージャ６とスロットルボディ８
と吸気マニホルド１０を順次に接続し、燃焼室１２に連
通する吸気通路１４を設けている。また、エンジン２
は、排気系として排気マニホルド１６と触媒コンバータ
１８とを順次に接続し、燃焼室１２に連通する排気通路
２０を設けている。

【００１４】前記エンジン２は、燃料系としてインジェ
クタ２２を設けている。インジェクタ２２は、燃料供給
通路２４により燃料タンク（図示せず）内の燃料ポンプ
２６に連絡されている。また、エンジン２は、点火機構
を構成するイグナイタ／イグニションコイル２８を設け
ている。

【００１５】エンジン２は、ターボチャージャ６を迂回
して吸気通路１４を連通するエアバイパス通路３０を設
け、エアバイパス通路３０の途中にパイパスエア量を制
御するエアバイパスバルブ３２を設け、エアバイパスバ
ルブ３２を動作制御するエアバイパス制御バルブ３４を
設けている。

【００１６】エンジン２は、スロットルボディ８を迂回
して吸気通路１４を連通するバイパス空気通路３６を設
け、バイパス空気通路３６の途中にパイパス空気量を制
御するアイドル制御バルブ（ＩＳＣバルブ）３８を設け
ている。

【００１７】エンジン２は、キャニスタ（図示せず）に
吸着保持された蒸発燃料であるエバポを吸気マニホルド
１０に供給するパージ通路４０を設け、パージ通路４０
の途中にパージ量を制御するパージ制御バルブ４２を設
けている。

【００１８】エンジン２は、排気通路２０から吸気通路
１４に連通するＥＧＲ通路４４を設け、ＥＧＲ通路４４
の途中にＥＧＲ量を制御するＥＧＲバルブ４６を設け、
ＥＧＲバルブ４６を動作制御するＥＧＲ制御バルブ４８
を設けている。

【００１９】エンジン２には、冷却水温度（ＷＴＳ）を
検出する水温センサ５０を設け、エンジン回転数（ＣＡ
Ｓ）を検出するエンジン回転数センサ５２を設け、ノッ
ク（ＫＮＫ）を検出するノックセンサ５４を設け、スロ
ットルボディ８に設けたスロットルバルブ（図示せず）
のスロットル開度（ＴＳ）を検出するスロットルセンサ
５６を設け、吸気マニホルド１０の圧力（ＰＳ）を検出
する圧力センサ５８を設け、吸気マニホルド１０の吸気
温度（ＡＴＳ）を検出する吸気温センサ６０を設け、排
気マニホルド１６の排気中の酸素濃度を検出するＯ2 セ
ンサ６２を設けている。

【００２０】インジェクタ２２と燃料ポンプ２６とイグ
ナイタ／イグニションコイル２８とエアバイパス制御バ
ルブ３４とアイドル制御バルブ３８とパージ制御バルブ
４２とＥＧＲ制御バルブ４８と水温センサ５０とエンジ
ン回転数センサ５２とノックセンサ５４とスロットルセ
ンサ５６と圧力センサ５８と吸気温センサ６０とＯ2セ
ンサ６２とは、制御装置６４を構成する制御手段６６に
接続されている。

【００２１】制御手段６６には、前記燃料ポンプ２８の
燃料ポンプリレー６８とラジエータクーリングファン７
０のラジエータファンリレー７２とエアコン（Ａ／Ｃ）
コンプレッサー７４と自動変速機（ＡＴ）コントローラ
７６とメインリレー７８とチェックエンジンランプ８０
とが接続され、また、バッテリ電圧やイグニションスイ
ッチ等の信号を入力するエンジン用信号部８２が接続さ
れている。

【００２２】制御手段６６は、水温センサ５０等からの
信号によって、インジェクタ２２、燃料ポンプ２６、イ
グナイタ／イグニションコイル２８、エアバイパス制御
バルブ３４、アイドル制御バルブ３８、パージ制御バル
ブ４２、ＥＧＲ制御バルブ４８の動作を制御し、燃料噴
射量（空燃比）、点火時期、過給圧、アイドル回転数、
パージ量、ＥＧＲ量等を制御する。

【００２３】このエンジン２には、吸入空気や蒸発燃料
であるエバポ、ＥＧＲ等の流体の流量を制御することを
目的として、エアバイパス制御バルブ３４、アイドル制
御バルブ３８、パージ制御バルブ４２、ＥＧＲ制御バル
ブ４８等を備えている。例えば、ＥＧＲ制御バルブ４８
は、図３に示す如く、排気通路２０から吸気通路１４に
連通するＥＧＲ通路４４の途中に設けたＥＧＲバルブ４
６を動作制御する。

【００２４】前記エアバイパス制御バルブ３４、アイド
ル制御バルブ３８、パージ制御バルブ４２、ＥＧＲ制御
バルブ４８等は、図４に示す如く、電磁制御バルブ８４
からなる。電磁制御バルブ８４は、本体８６内の流路８
８にバルブ開口９０を設け、このバルブ開口９０を開閉
するバルブ体９２をダイヤフラム９４により保持して設
け、バルブ体９２を電磁力により開動作させるソレノイ
ド９６をコア９８の周囲に設け、バルブ体９２を弾性力
により閉動作させるスプリング１００をコア９８との間
に介設し、ソレノイド９６を制御装置６４の制御手段６
６に接続している。

【００２５】電磁制御バルブ８４は、図５に示す如く、
１定周期でソレノイド９６に供給される制御信号である
電圧デューティ信号のＯＮ・ＯＦＦによりバルブ体９２
を開動作・閉動作され、１サイクルあたりに電圧デュー
ティ信号がＯＮされる割合（開時間割合：デューティ
比）によりバルブ体９２を開動作する。

【００２６】制御手段６６は、水温センサ５０等の各種
制御用センサから得られる情報により駆動条件の成立・
不成立を判断し、電磁制御バルブ８４のバルブ体９２を
駆動条件の成立時にデューティ比Ｄに応じて開動作させ
るとともに駆動条件の不成立時にデューティ比Ｄを零と
して閉動作させるよう、ソレノイド９６に供給される制
御信号である電圧デューティ信号のＯＮ・ＯＦＦを制御
する。

【００２７】この電磁制御バルブ８４の制御装置８４
は、バルブ体９２を駆動条件の不成立時に閉動作させる
際に、駆動条件不成立直前のデューティ比Ｄを一旦大き
くしてから零として閉動作させるよう、ソレノイド９６
に供給される電圧デューティ信号のＯＮ・ＯＦＦを制御
する。

【００２８】このとき、制御手段６６は、電磁制御バル
ブ８４のバルブ体９２を駆動条件の不成立時に閉動作さ
せる際に、駆動条件不成立直前のデューティ比Ｄが判定
値Ｅ以下の場合には、駆動条件不成立直前のデューティ
比Ｄを一旦前記判定値Ｅを越えるまで大きくしてから零
として閉動作させるよう、ソレノイド９６に供給される
電圧デューティ信号のＯＮ・ＯＦＦを制御する。

【００２９】次に、電磁制御バルブ８４の制御を図１・
図２に従って説明する。

【００３０】制御装置６４は、図１に示す如く、制御が
スタート（２００）すると、水温センサ５０等の各種制
御用センサからエンジン状態の（情報）パラメータを読
み込み（２０２）、駆動条件が成立するか否かを判断す
る（２０４）。

【００３１】駆動条件が成立して判断（２０４）がＹＥ
Ｓの場合は、読み込んだパラメータから目標値であるデ
ューティ比Ｄを演算し、電磁制御バルブ８４のバルブ体
９２を演算した目標値であるデューティ比Ｄに応じて開
動作させるようソレノイド９６に供給される制御信号で
ある電圧デューティ信号のＯＮ・ＯＦＦを制御し（２０
６）、デューティ比Ｄが判定値Ｅを越えているか否かを
判断する（２０８）。この判定値Ｅは、図９に波線で示
す如く、漏れ量が安定する最小デューティ比Ｄに設定す
る。

【００３２】デューティ比Ｄが判定値Ｅを越えて判断
（２０８）がＹＥＳの場合は、フラグを「０」とし（２
１０）、駆動条件の成立の判断（２０４）にリターンす
る。デューティ比Ｄが判定値Ｅ以下で判断（２０８）が
ＮＯの場合は、フラグを「１」とし（２１２）、駆動条
件の成立の判断（２０４）にリターンする。

【００３３】前記駆動条件が不成立で判断（２０４）が
ＮＯの場合は、フラグが「１」であるか否かを判断する
（２１４）。

【００３４】フラグが「１」で判断（２１４）がＹＥＳ
の場合は、図２に示す如く、デューティ比Ｄを一旦前記
判定値Ｅを越えるまで大きくしてから零として閉動作さ
せるよう、ソレノイド９６に供給する電圧デューティ信
号のＯＮ・ＯＦＦをデューティアップ終了制御し（２１
６）、エンドにする（２１８）。

【００３５】フラグが「０」で判断（２１４）がＮＯの
場合は、デューティ比Ｄを直ちに零として閉動作させる
よう、ソレノイド９６に供給する電圧デューティ信号の
ＯＮ・ＯＦＦを通常終了制御し（２２０）、エンドにす
る（２１８）。

【００３６】このように、電磁制御バルブ８４の制御装
置６４は、制御手段６６によって、電磁制御バルブ８４
のバルブ体９２を駆動条件の不成立時に閉動作させる際
に、駆動条件不成立直前のデューティ比Ｄが判定値Ｅ以
下の場合には、駆動条件不成立直前のデューティ比Ｄを
一旦判定値Ｅを越えるまで大きくしてから零として閉動
作させるよう、ソレノイド９６に供給すれる電圧デュー
ティ信号のＯＮ・ＯＦＦを制御する。

【００３７】これにより、電磁制御バルブ８４の制御装
置６４は、駆動条件の不成立時に大きなデューティ比Ｄ
によってスプリング１００による閉動作方向の弾性力を
バルブ体９２に充分に働かせて良好な閉状態を得ること
ができ、スプリング１００の弾性力を強くする必要がな
く、また、電磁制御バルブ８４の構造を変更する必要が
ない。

【００３８】このため、この電磁制御バルブ８４の制御
装置６４は、電磁制御バルブ８４の構造変更を要するこ
となく、バルブ体９２を閉動作した際の流体の漏れ量を
低減することができる。また、この電磁制御バルブ８４
の制御装置６４は、スプリング１００の弾性力を強くす
る必要や電磁制御バルブ８４の構造を変更する必要がな
いことにより、コストアップを招くことがなく、制御手
段６６のプログラムの変更によって漏れ量を減少するこ
とができ、既存の電磁制御バルブ８４にも実施すること
ができる。

【００３９】なお、駆動条件不成立直前のデューティ比
Ｄを大きくする期間ｔは、実流量の変動を防止するため
に、極力短い時間、少ない回数とする。

【００４０】また、この実施例においては、駆動条件不
成立直前のデューティ比Ｄを漏れ量が安定する最小デュ
ーティ比Ｄに設定した判定値Ｅを越えるまで大きくした
が、駆動条件不成立直前のデューティ比Ｄに設定値Ｆを
加算し、あるいは、補正値Ｇを乗算することにより大き
くすることができる。

【００４１】さらに、この実施例においては、駆動条件
不成立直前のデューティ比Ｄが判定値Ｅ以下の場合に
は、駆動条件不成立直前のデューティ比Ｄを一旦判定値
Ｅを越えるまで大きくしてから零としてバルブ体９２を
閉動作させたが、駆動条件不成立直前のデューティ比Ｄ
の値にかかわらず、一旦大きくしてから零としてバルブ
体９２を閉動作させることもできる。

【００４２】さらにまた、この実施例においては、通常
終了制御（２２０）時にデューティ比Ｄを直ちに零とし
て閉動作させたが、図２に一点鎖線で示す如く、駆動条
件不成立直前のデューティ比Ｄを期間ｔだけ保持するこ
とにより、デューティアップ終了制御（２１６）時の閉
動作時期とタイミングを合わせることもできる。

【００４３】図７は、第２実施例を示すものである。第
２実施例の電磁制御バルブ８４の制御装置６４は、駆動
条件の成立中に、各種制御用センサから読み込まれるエ
ンジン状態の（情報）パラメータの変化状況を監視し、
パラメータの変化状況から駆動条件の不成立を予測す
る。

【００４４】制御装置６４は、駆動条件の成立中にパラ
メータの変化状況から駆動条件の不成立を予測される際
に、この予測される駆動条件不成立直前のデューティ比
Ｄが判定値Ｅ以下の場合には、駆動条件不成立直前のデ
ューティ比Ｄを一旦判定値Ｅを越えるまで大きくしてか
ら零として閉動作させるよう、ソレノイド９６に供給す
れる電圧デューティ信号のＯＮ・ＯＦＦを制御する。

【００４５】このように、第２実施例の制御装置６４
は、駆動条件の成立中に駆動条件の不成立を予測して、
駆動条件不成立直前のデューティ比Ｄを一旦判定値Ｅを
越えるまで大きすることにより、通常終了制御（２２
０）時のバルブ体９２の閉動作時期にタイミングを合わ
せてデューティアップ終了制御（２１６）時にバルブ体
９２を閉動作させることができ、通常終了制御（２２
０）時とデューティアップ終了制御（２１６）時とのバ
ルブ体９２の閉動作時期を同期させることができる。

【００４６】

【発明の効果】このように、この発明の電磁制御バルブ
の制御装置は、電磁制御バルブのバルブ体を駆動条件の
不成立時に閉動作させる際に、大きなデューティ比によ
りスプリングによる閉動作方向の弾性力を充分に働かせ
て良好な閉状態を得ることができ、スプリングの弾性力
を強くする必要がなく、また、電磁制御バルブの構造を
変更する必要がない。

【００４７】このため、この電磁制御バルブの制御装置
は、電磁制御バルブの構造変更を要することなく、バル
ブ体を閉動作した際の流体の漏れ量を低減することがで
きる。また、この電磁制御バルブの制御装置、スプリン
グの弾性力を強くする必要や電磁制御バルブの構造を変
更する必要がないことにより、コストアップを招くこと
がなく、制御手段のプログラムの変更によって漏れ量を
減少することができ、既存の電磁制御バルブにも実施す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示す電磁制御バルブの
制御のフローチャートである。

【図２】駆動条件とデューティ比とのタイミングチャー
トである。

【図３】ＥＧＲ制御バルブの構成を示す図である。

【図４】電磁制御バルブの断面図である。

【図５】１サイクルあたりの開弁時間を示すタイミング
チャートである。

【図６】電磁制御バルブの制御装置のブロック図であ
る。

【図７】第２実施例を示す駆動条件とデューティ比との
タイミングチャートである。

【図８】従来例を示す駆動条件とデューティ比と流量と
のタイミングチャートである。

【図９】デューティ比と漏れ量との関係を示す図であ
る。

【図１０】デューティ比と流量との関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

２ エンジン ４ エアクリーナ ６ ターボチャージャ ８ スロットルボディ １０ 吸気マニホルド １４ 吸気通路 １６ 排気マニホルド １８ 触媒コンバータ ２０ 排気通路 ３４ エアバイパス制御バルブ ３８ アイドル制御バルブ ４２ パージ制御バルブ ４８ ＥＧＲ制御バルブ ６４ 制御装置 ６６ 制御手段 ８４ 電磁制御バルブ ８６ 本体 ８８ 流路 ９０ バルブ開口 ９２ バルブ体 ９４ ダイヤフラム ９６ ソレノイド ９８ コア １００ スプリング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流路に介設したバルブ体をソレノイドの
   電磁力により開動作させるとともにスプリングの弾性力
   により閉動作させる電磁制御バルブを設け、この電磁制
   御バルブのバルブ体を駆動条件の成立時にデューティ比
   に応じて開動作させるとともに駆動条件の不成立時にデ
   ューティ比を零として閉動作させるようソレノイドに供
   給する制御信号を制御する電磁制御バルブの制御装置に
   おいて、前記電磁制御バルブのバルブ体を駆動条件の不
   成立時に閉動作させる際に、駆動条件不成立直前のデュ
   ーティ比を一旦大きくしてから零として閉動作させるよ
   う制御信号を制御する制御手段を設けたことを特徴とす
   る電磁制御バルブの制御装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記電磁制御バルブの
   バルブ体を駆動条件の不成立時に閉動作させる際に、駆
   動条件不成立直前のデューティ比が判定値以下の場合に
   は、駆動条件不成立直前のデューティ比を一旦前記判定
   値を越えるまで大きくしてから零として閉動作させるよ
   う制御信号を制御する制御手段であることを特徴とする
   請求項１に記載の電磁制御バルブの制御装置。