JP3488936B2 - 内燃機関の排気還流制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気還流制御
装置に関し、詳しくは、排気の一部を吸気管に還流させ
る排気循環路に排気還流弁を備え、この排気還流弁をス
テップモータで駆動することにより排気還流量を調整す
る構成の排気還流制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関の排気還流制御装置とし
ては、図１７に示すような構成のものがあった（特開平
４−３０１１７０号公報等参照）。図１７において、内
燃機関１には、吸気マニホールド（吸気管）２と排気マ
ニホールド３とを連通する排気循環路４が設けられてお
り、吸・排気系の圧力差によって前記排気循環路４を介
して排気の一部が吸気マニホールド２に還流するように
してある。

【０００３】前記排気循環路４には、該排気循環路４の
有効開口面積を変化させることで排気還流量を調整する
排気還流弁５が介装されている。この排気還流弁５はそ
のリフト量に応じて排気還流量を調整する弁であり、ア
クチュエータとしてステップモータ６の回転運動を直線
運動に変換して、コイルスプリング７によって閉弁方向
に付勢されている弁体を弁座からリフトさせることで開
弁する。

【０００４】エンジン制御コンピュータ８には、機関１
の吸入空気流量を計測するエアフローセンサ９，クラン
ク角を検出するクランク角センサ10，冷却水温度を検出
する水温センサ11，スロットル弁12の全閉位置を検出す
るアイドルスイッチ13，機関吸入混合気の空燃比と密接
な関係にある排気中の酸素濃度を検出する酸素センサ14
等からの検出信号が入力される。

【０００５】そして、エンジン制御コンピュータ８は、
前記各種センサからの検出信号に基づいて燃料噴射量及
び点火時期を演算し、該演算結果に基づいて燃料噴射弁
15による燃料噴射量，噴射時期及び点火栓16の点火時期
を制御する。また、前記エンジン制御コンピュータ８
は、前記エアフローセンサ９，クランク角センサ10等か
らの検出信号に基づいて排気還流量（排気還流弁５の目
標開度）を演算し、該排気還流量に基づいて前記ステッ
プモータ６にパルス信号を出力して、排気還流弁５を所
定開度に駆動する。

【０００６】ここで、排気還流弁５の目標開度が定常運
転等によって変化しない場合には、コイルスプリング７
の閉弁付勢力に抗して開度を一定に保持するために、最
後に励磁されたモータ励磁相について通電を継続する。
このとき、ステップモータの通電電流をチョッピング制
御することで消費電力を低減し、以て、燃費向上とステ
ップモータにおけるコイル自己発熱の抑制とを図るよう
になっている。

【０００７】尚、図１７において、17は、排気を浄化す
る三元触媒である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
排気還流制御装置においては、運転状態に因らずに、ス
テップモータの駆動周波数と、開度を一定に保持するた
めの保持電流（チョッピング制御におけるデューティ
比）とが固定値とされており、かかる固定の駆動周波
数，保持電流は以下のように設定されていた。

【０００９】ステップモータのコイル温度が、排気から
の伝熱や自己発熱によって上昇すると、これによるコイ
ル抵抗の増大によって通電電流が減少してモータトルク
が減少し、モータの脱調が発生し易くなる。従って、コ
イルスプリングの閉弁付勢力が最も大きく、かつ、排気
からの伝熱量が最大であってモータトルクが最も小さく
なる排気還流弁の全開時であっても、モータの脱調が発
生しないように、前記固定の駆動周波数を比較的低い値
に設定し、また、前記固定の保持電流を比較的大きく設
定して、モータトルクを余裕を持って大きく設定してお
く必要があった。

【００１０】また、排気還流弁が低開度に制御される低
機関負荷であってかつ排気還流弁の上下流間における差
圧が高い場合には、吸気脈動や回転変動の発生によって
排気還流弁の目標開度が発振しやすいが、このときに駆
動周波数が高いと、頻繁な逆転駆動によってモータの脱
調が発生し易くなるので、この点からも駆動周波数を比
較的低く抑える必要があった。

【００１１】このように、従来では、脱調の発生を防止
すべく、駆動周波数を比較的低く抑制すると共に、保持
電流を余裕をもって大きく設定していたため、以下のよ
うな問題があった。即ち、保持電流については、排気還
流弁の全開時に要求を満たす比較的高い設定であるか
ら、全開時以外（常用域）では、保持電流が過大となっ
て、消費電力の節約が充分に果たせないという問題があ
った。更に、常用域で保持電流が過大であることで、定
常時のコイル温度の上昇を招き、これによって定常から
過渡への移行時にモータ脱調を発生させてしまったり、
また、コイルの信頼性を低下させることにもなってい
た。

【００１２】一方、駆動周波数については、全開時であ
っても必要トルクが確保され、また、頻繁な逆転駆動を
回避すべく、比較的低く設定されていたため、脱調の発
生は防止できるものの良好な応答性が得られないという
問題があった。例えば加速時においては、吸入空気量の
増大に伴って排気還流量の要求が増える一方、排気還流
弁の上下流間における差圧が減少変化するため、排気還
流弁の目標開度を急激に増大させる必要があるが、前述
のように全開時のモータ脱調を防止すべく駆動周波数を
低く抑えていると、かかる駆動周波数が律速となって排
気還流弁の開度変化に応答遅れが生じ、排気還流量が不
足して、ＮＯｘ量の増大を招いてしまう惧れがあった。

【００１３】一般に、排気還流弁の目標開度は時間同期
で機関負荷と機関回転速度とに基づいて演算されるが、
排気還流量は排気還流弁の開度が同じであっても、排気
還流弁の上下流間における差圧が小さくなるほど、換言
すれば、機関負荷が大きくなるほど低下する傾向を示す
から、前記目標開度は、回転速度が一定なら高負荷にな
るほど指数的に大きくなる特性を示す。

【００１４】しかし、ステップモータの駆動周波数が前
述のように比較的低く抑制されていたため、排気還流弁
の開動作に遅れが生じ、図１８に示すように、遅れによ
る排気還流量の不足が時間毎に拡大し、その後徐々に目
標開度に収束することになる。従って、排気還流量の不
足が比較的少ない加速初期では大きな問題とはならない
が、排気還流量の不足が最も大きくなる加速中期におい
ては、急激にノッキングが大きくなって運転性が悪化
し、また、排気性状の悪化（ＮＯｘ量の増大）を招くと
いう問題があった。同様にして、前記減速時には排気還
流量の減少変化に遅れが生じて、排気還流量が過大とな
り、これによって失火が発生して車両の前後振動を発生
させたり、ＨＣ量の増大を招く惧れがあった。

【００１５】このように、従来では、脱調の発生を確実
に防止すべく、比較的低い駆動周波数に固定し、また、
比較的高い保持電流に固定していたため、良好な応答性
が得られず、また、消費電力を充分に抑制することがで
きなかったものである。

【００１６】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、ステップモータの駆動周波数と保持電流とを最適
に制御することで、排気還流量制御の応答性とモータの
脱調防止とを高次元に両立させることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】そのため請求項１の発明
にかかる内燃機関の排気還流制御装置は、以下に示すよ
うに構成される。

【００１８】コイル温度検出手段は、前記ステップモー
タのコイル温度を検出する。そして、コイル温度による
制御手段は、前記コイル温度検出手段で検出されるコイ
ル温度の増大に応じて、排気還流弁の停止時にステップ
モータに供給する保持電流を増大させる制御を行う。

【００１９】ここで、前記コイル温度検出手段が、前記
排気還流弁の開度と機関負荷とに基づいて定常時のコイ
ル温度を推定する定常時温度推定手段と、この定常時温
度推定手段で推定されるコイル温度になまし処理を施
し、該なまし処理されたコイル温度を、最終的にコイル
温度の検出値として出力するコイル温度なまし処理手段
と、を含んで構成されるものとした。

【００２０】請求項２の発明にかかる内燃機関の排気還
流制御装置では、前記保持電流を、ステップモータへの
通電電流のチョッピング制御におけるデューティ比の変
更によって調整する構成とした。

【００２１】一方、請求項３の発明にかかる内燃機関の
排気還流制御装置は、以下に示すように構成される。

【００２２】差圧検出手段は、前記排気還流弁の上下流
間における差圧を検出する。

【００２３】そして、基本駆動周波数制御手段は、前記
差圧検出手段で検出される差圧が小さいときほど前記ス
テップモータの基本駆動周波数を高く設定する。

【００２４】一方、駆動周波数補正手段は、前記ステッ
プモータのコイル温度と前記排気還流弁の開度との少な
くとも一方の増加に応じて前記基本駆動周波数制御手段
で設定された基本駆動周波数を減少補正して最終的な駆
動周波数を設定する。

【００２５】

【作用】請求項１の発明にかかる内燃機関の排気還流制
御装置によると、ステップモータのコイル温度が高いと
きには、コイルの抵抗が大きくなって通電電流が減少
し、結果としてモータトルクが低下するので、停止時及
び過渡時の必要トルクが確保されるように、コイル温度
が高いときほど保持電流を増大させる構成とし、必要ト
ルクを確保しつつ消費電力を抑制できるようにした。

【００２６】また、排気還流弁の開度と機関負荷とに基
づいて定常時のコイル温度を推定する一方、過渡時に
は、前記定常時のコイル温度に対して応答遅れ持って実
際のコイル温度が変化するので、前記定常時のコイル温
度に対してなまし処理を施して、推定温度が前記応答遅
れに見合った変化を示すようにした。

【００２７】請求項２の発明にかかる内燃機関の排気還
流制御装置によると、ステップモータへの通電電流をチ
ョッピング制御するときのデューティ比を変更すること
で、排気還流弁の停止時における保持電流を調整する。

【００２８】請求項３の発明にかかる内燃機関の排気還
流制御装置によると、前記差圧から要求されるモータト
ルクが確保されるように駆動周波数の基本値を設定する
一方、コイル温度の上昇や開度の増大による要求トルク
の増大に対応すべく、前記基本駆動周波数を補正し、該
補正された駆動周波数に基づいてステップモータを駆動
する。

【００２９】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図１は、
実施例のシステム構成を示す図であり、前記図１７と同
一要素には同一符号を付して説明を省略する。ここで、
図１に示すシステム構成は、図１７に示す構成に対し
て、差圧センサ18（差圧検出手段）と、コイル温度セン
サ19（コイル温度検出手段）とを付加してある点のみが
異なる。

【００３０】前記差圧センサ18は、排気還流弁５の上下
流間における差圧を検出するセンサであり、また、前記
コイル温度センサ19は、ステップモータ６のコイルの温
度を検出するセンサである。そして、本実施例では、図
２〜図４のフローチャートに示すようにして、前記排気
還流弁５を駆動制御し、以て、排気還流量を調整する。

【００３１】尚、本実施例において、コイル温度による
制御手段，基本駆動周波数制御手段，駆動周波数補正手
段としての機能は、前記図２〜図４のフローチャートに
示すように、エンジン制御コンピュータ８がソフトウェ
ア的に備えている。図２及び図３のフローチャートは、
排気還流弁５の目標開度を演算するルーチンであり、10
msec毎に実行されるようになっている。

【００３２】まず、Ｓ１では、水温センサ11で検出され
た冷却水温度Ｔｗやアイドルスイッチ13の信号などを読
み込む。Ｓ２では、前記読み込んだ現在の冷却水温度Ｔ
ｗが、予め設定された排気還流（ＥＧＲ）の許可水温を
越えているか否かを判別する。現在の冷却水温度Ｔｗが
所定の水温を越えているときには、更にＳ３へ進み、ア
イドルスイッチ13がＯＦＦであって、スロットル弁12が
開いている非アイドル運転状態であるか否かを判別す
る。

【００３３】アイドルスイッチ13がＯＦＦである非アイ
ドル時には、Ｓ４で機関回転速度Ｎｅ、吸入空気量Ｔｐ
を読み込む。尚、前記吸入空気量Ｔｐは、エアフローメ
ータ９で検出された吸入空気流量Ｑと機関回転速度Ｎｅ
とに基づいて、Ｔｐ＝Ｋ×Ｑ／Ｎｅ（Ｋは定数）として
算出した値であり、機関負荷を代表する値である。

【００３４】Ｓ５では、前記機関回転速度Ｎｅと吸入空
気量Ｔｐとにより複数に区分される運転領毎に、予め排
気還流弁５の目標開度を記憶したマップを参照して、現
在の機関回転速度Ｎｅ及び吸入空気量Ｔｐに対応する目
標開度を検索する。一方、Ｓ２で許可水温以下であると
判別された場合、又は、Ｓ３でアイドルスイッチ13がＯ
Ｎであると判別された場合には、Ｓ６へ進み、予め設定
されている排気還流停止時の目標開度を読み込む。

【００３５】Ｓ７では、上記のように設定された目標開
度をＳＴＡとしてストアする。Ｓ８では、前記差圧セン
サ18で検出された差圧EBDLTPを読み込む。Ｓ９では、ス
テップモータ６の駆動制御における駆動周波数の基本値
を予め前記差圧EBDLTPに応じて記憶したテーブルを参照
し、現在の差圧EBDLTPに対応する基本周波数を検索す
る。

【００３６】ステップモータ６をアクチュエータとする
排気還流弁５において、ステップ当たりの排気還流量感
度は、前記差圧が低くなるほど小さくなるため、前記基
本周波数のテーブルは、図５に示すように、差圧EBDLTP
が小さいときほど基本周波数がより高くなるように設定
されている。これにより、排気還流量制御の応答性が確
保されると共に、差圧が大きいときには、駆動周波数を
比較的低く抑えて必要モータトルクを確保し、脱調の発
生を回避できる。

【００３７】また、排気還流弁５が低開度に制御される
小吸入空気量，高差圧のときには、吸気脈動や回転変動
によって目標開度が大きく発振しやすいが、上記のよう
に、差圧が高いときほど駆動周波数を低く抑える構成で
あれば、目標開度の発振に対して実質的にステップモー
タの駆動を間引くことになり、頻繁な逆転駆動による脱
調の発生を回避できる。

【００３８】Ｓ10では、前記基本周波数をDRBSE として
ストアすると共に、排気還流弁５の現在の開度をSMONと
してロードする。前記開度SMONは、排気還流弁５に設け
たリフトセンサ（開度検出手段）等によって直接的に検
出した値であっても良いし、ステップモータ６の制御値
を使っても良い（開度検出手段）。

【００３９】Ｓ11では、コイル温度センサ19で検出され
たコイル温度Ｔｃを読み込む。Ｓ12では、前記開度SMON
とコイル温度Ｔｃとに基づいて、排気還流弁５の停止時
にステップモータに供給する保持電流を予め記憶したマ
ップ（図６参照）を参照し、現在の開度SMONとコイル温
度Ｔｃとに対応する保持電流を検索する。尚、本実施例
では、停止時にステップモータの通電電流をチョッピン
グ制御することで消費電力の低減を図るので、前記保持
電流は、前記チョッピング制御におけるデューティ比
（ホールディングデューティ）として与えられるように
なっている。

【００４０】前記保持電流（デューティ比）のマップ
は、図６に示すように、コイル温度Ｔｃが高いほど大き
く、かつ、開度SMONが大きいほどより大きく設定される
ようになっている。これは、コイル温度Ｔｃが高いとき
には、コイルの抵抗が大きくなって通電電流が減少し、
結果としてモータトルクが低下するためであり、コイル
温度Ｔｃが比較的低い状態における消費電流を抑制しつ
つ、コイル温度Ｔｃが高いときのモータトルクを確保す
べく、コイル温度Ｔｃが高いときほど保持電流を高くす
るようにしてあるものである。

【００４１】また、排気還流弁５の開度が大きいと、そ
れだけコイルスプリング７による閉弁方向への付勢力が
大きくなり、必要なモータトルクが増大するので、開度
が大きくなるほど保持電流を高くして、必要なトルクの
確保と、消費電流の抑制とを両立させている。Ｓ13で
は、上記のように、コイル温度Ｔｃと開度SMONとに基づ
いて設定された保持電流（デューティ比）をストアす
る。

【００４２】Ｓ14では、前記開度SMONとコイル温度Ｔｃ
とに基づいて、前記基本周波数を補正して最終的な駆動
周波数を設定するための補正値を設定する。前記補正値
は、前記開度SMONとコイル温度Ｔｃとに応じて予めマッ
プに記憶されており、図７に示すように、コイル温度Ｔ
ｃが高いときほどより基本周波数を小さく補正する補正
値が設定され、開度SMONが大きいときほどより基本周波
数を小さく補正する補正値が設定されるようにしてあ
る。

【００４３】これは、ステップモータ６をアクチュエー
タとする排気還流弁５においては、駆動周波数が高いほ
ど駆動トルクが小さくなるが応答性が向上し、逆に、駆
動周波数が低いと駆動トルクは大きくなるが応答性が悪
化するため、要求駆動トルクが大きくなる高開度時、及
び、発生トルクが低下する高コイル温時に、駆動トルク
を確保すべく駆動周波数をより低く設定する一方、比較
的低開度，低コイル温のときには駆動周波数を高くして
高い応答性が得られるようにするものである。

【００４４】本実施例によれば、コイル温度が低いとき
には駆動周波数を比較的高く設定して、図８に示すよう
に、目標開度の変化に対して応答良く排気還流弁５の開
度を変化させることができ、以て、加速時に還流排気量
の不足分が時間経過と共に拡大して排気性能や運転性を
大きく悪化させることを回避し得る。一方、コイル温度
が高いときには、駆動周波数を脱調が発生しない程度に
抑制して、図９に示すように、発生トルクの低下による
脱調の発生を回避できるものである。従って、ステップ
モータのサイズを大型化することなく、応答性と信頼性
（脱調防止）とを両立させることができる。

【００４５】尚、常用域では、走行風による冷却等によ
ってコイル温度が大きく増大することがないため、上記
のように、コイル温度の上昇に応じて駆動周波数を低く
抑制する構成としても、実際上は常用域において、良好
な応答性を発揮させ得るものである。Ｓ15では、前記基
本周波数DRBSE に前記Ｓ14でマップから検索した補正値
を乗算し、該乗算結果を最終的な駆動周波数とする。

【００４６】Ｓ16では、前記設定された最終的な駆動周
波数に基づいて、後述する図４のフローチャートに示す
駆動ルーチンの分周回数（分周周期）を演算する。Ｓ17
では、前記分周回数（分周周期）を一時退避させて本ル
ーチンを終了する。次に、図４のフローチャートに示す
駆動ルーチンを説明する。

【００４７】この駆動ルーチンは、４msec毎に実行され
るようになっており、まず、Ｓ21では、分周回数を計数
するタイマの値を読み込む。Ｓ22では、分周タイマが０
になっているか否かを判別し、ゼロになっていない場合
には、Ｓ23へ進んで、分周タイマの値を減少設定し、Ｓ
24では該減少設定後のタイマ値をストアする。

【００４８】一方、Ｓ22で、分周タイマが０であると判
別されたときには、Ｓ25へ進み、前記図３のフローチャ
ートのＳ17で一時退避させておいた分周回数（分周周
期）を分周タイマにセットする。即ち、図４のフローチ
ャートに示すルーチンは、４msec毎にスタートされる
が、Ｓ22からＳ25へ進むのは、前記駆動周波数に対応す
る駆動周期毎となるようにしてある。

【００４９】Ｓ26では、排気還流弁５の目標開度を読み
込む。Ｓ27では、目標開度と実際の開度とが一致してい
るか否かを判別する。実際の開度が目標に一致していな
い場合には、Ｓ28でモータ出力用ポート（ＰＷＭポー
ト）のデューティ比を100 ％にセットした後、Ｓ29で実
際の開度と目標開度との大小関係に応じてステップモー
タ６に対する駆動出力処理を行い、更に、Ｓ30で、出力
後の開度を現在開度として更新して本ルーチンを終了す
る。

【００５０】一方、実際の開度が目標に一致していて、
排気還流弁５の開度を現状位置に停止させる場合には、
Ｓ31で、前記図２及び図３のフローチャートで設定した
保持電流に対応するデューティ比をモータ出力デューテ
ィとして転送し、次のＳ32では、最後に励磁された出力
相のＰＷＭポートに前記デューティ比をセットして、ス
テップモータ６の通電をチョッピング制御する。

【００５１】前記ＰＷＭポートは、制御ルーチンの時間
同期或いは回転同期演算に依存せずに、内部クロックに
基づいて出力をＯＮ／ＯＦＦ制御する出力ポートであ
り、かかるＰＷＭポートによるステップモータの励磁を
コントロールすることで、駆動時のスイッチング制御
（デューティ比＝100 ％）と、停止時のチョッピング制
御（デューティ比＝任意）とが行えるものである。

【００５２】尚、前記ＰＷＭポートを使用せずに、図４
の駆動ルーチンよりも更に実行周期の短い時間同期ルー
チンにて時間を監視しながら出力ポートのＯＮ・ＯＦＦ
切換えを行っても良い。次に、前記図２及び図３のフロ
ーチャートに示した目標開度演算ルーチンに代えて実行
される目標開度演算ルーチンの第２実施例を、図１０及
び図１１のフローチャートに従って説明する。

【００５３】図１０及び図１１のフローチャートにおい
て、Ｓ41〜Ｓ47における目標開度の設定処理は、前記図
２のフローチャートにおけるＳ１〜Ｓ７と同様にして行
われるので、説明を省略する。Ｓ48では、機関回転速度
Ｎｅと吸入空気量Ｔｐとに基づいて基本周波数をマップ
（図１２参照）から検索する。前記基本周波数は、前記
第１実施例と同様に、排気還流弁５の上下流間の差圧が
小さいときほどより高い周波数に設定するものである
が、本第２実施例では、前記差圧を前記機関回転速度Ｎ
ｅと吸入空気量Ｔｐとから推定して、差圧に対して適切
な基本周波数が設定されるようにしてある。

【００５４】即ち、排気還流弁５の上下流間における差
圧は、機関回転速度Ｎｅが一定であれば略吸入空気量Ｔ
ｐに反比例し、吸入空気量Ｔｐ（機関負荷）が一定であ
れば機関回転速度Ｎｅに比例するので、機関回転速度Ｎ
ｅと吸入空気量Ｔｐとに基づいて差圧に対応した基本周
波数の設定が可能であり、差圧を直接検出する必要性を
無くすことで、前記差圧センサ18を省略できる。尚、差
圧が大きいときほど基本周波数を低く設定する特性であ
ることは、第１実施例と同様である。

【００５５】Ｓ49では、機関回転速度Ｎｅと吸入空気量
Ｔｐとに基づいて設定した基本周波数をストアすると共
に、現在の排気還流弁５の開度をロードする。Ｓ50で
は、排気還流弁５の現在の開度に基づいて、コイル温度
の推定に用いる温度上昇勾配値をテーブル（図１３参
照）から検索する。前記温度上昇勾配値は、ステップモ
ータのコイルにおける受熱及び放熱量を表す正，負の値
として与えられるようになっており、所定開度で０であ
り、前記所定開度よりも開度が小さい領域では、開度が
小さくなるほど絶対値が大きくなる負の値が設定され、
前記所定開度よりも開度が大きい領域では、開度が大き
くなるほど絶対値が大きくなる正の値が設定される。

【００５６】これは、前記所定開度以下では、還流排気
量が少ないために放熱されるのに対し、前記所定開度以
上では排気還流量が比較的多く、コイルに対する受熱が
発生することに対応している。Ｓ51では、前記温度上昇
勾配値を推定温度カウンタに加算して、時間毎の受熱及
び放熱量を積算することで、開度と開弁時間とに基づい
てコイル温度を推定する。

【００５７】Ｓ52では、前記推定したコイル温度Ｔｃが
最大値未満であるか否かを判別し、最大値以上であると
きには、Ｓ53で推定温度Ｔｃを最大値にリセットする。
また、Ｓ54では、推定したコイル温度Ｔｃが最小値を越
えているか否かを判別し、最小値以下であるときには、
Ｓ55で推定温度Ｔｃを最小値にリセットし、予め設定さ
れた最大，最小値内に推定温度Ｔｃを制限する。

【００５８】次のＳ56〜Ｓ61では、前記図３のフローチ
ャートのＳ12〜Ｓ17と同様に、前記推定されたコイル温
度Ｔｃに基づいて、保持電流（デューティ比）を設定す
る一方、駆動周波数の補正値を設定し、前記補正値に従
って最終的な駆動周波数を決定する。次に、目標開度演
算ルーチンの第３実施例を、図１４及び図１５のフロー
チャートに従って説明する。

【００５９】図１４及び図１５のフローチャートにおい
て、Ｓ71〜Ｓ79における目標開度の設定処理及び基本周
波数の設定は、前記図１０及び図１１のフローチャート
におけるＳ41〜Ｓ49と同様にして行われるので、説明を
省略する。Ｓ80（定常時温度推定手段）では、予め開度
と吸入空気量Ｔｐ（機関負荷）とに応じて定常時のコイ
ル温度を記憶したマップ（図１６参照）から、現在の開
度及び吸入空気量Ｔｐに対応するコイル温度を検索す
る。

【００６０】前記コイル温度のマップは、開度及び機関
負荷によって定まる定常状態のコイル温度を予め計測し
てそのデータをマップに記憶させたものである。次のＳ
81（コイル温度なまし処理手段）では、前記検索した定
常時のコイル温度を、排気還流弁５の熱容量等によって
定まる係数Ａ（０＜Ａ＜１）によって加重平均する。具
体的には、前回の推定温度Ｔcoと今回マップから検索さ
れた定常時の温度Ｔｃとを、下式に従って加重平均（移
動平均）して、今回の推定温度Ｔｃを算出する。

【００６１】Ｔｃ＝Ａ×Ｔco＋（１−Ａ）×Ｔｃ 定常時に対応するコイル温度に対して、上記の加重平均
によるなまし処理を施すことで、開度，機関負荷の変化
に対して応答遅れをもって変化するコイル温度に対応し
て精度良くコイル温度を推定できることになる。Ｓ82〜
Ｓ85では、前記図１１のフローチャートにおけるＳ52〜
Ｓ55と同様にして、コイル温度の推定結果を所定の最大
値，最小値で制限する処理を行う。

【００６２】Ｓ86では、本ルーチンの次回実行時に、前
記Ｓ81における加重平均演算で使用すべく、今回の加重
平均結果を、前回値Ｔcoとして退避させる。以下、Ｓ87
〜Ｓ92では、前記図１１のフローチャートにおけるＳ56
〜Ｓ61と同様にして、前記推定されたコイル温度を用い
て保持電流（デューティ比）を決定すると共に、駆動周
波数の補正値を設定して最終的な駆動周波数を算出す
る。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明にか
かる内燃機関の排気還流制御装置によると、ステップモ
ータのコイル温度が高くモータトルクが低下するとき
に、保持電流を増大させる構成としたので、必要トルク
を確保しつつ消費電力を抑制できると共に、排気還流弁
の開度と機関負荷とに基づいて推定した定常時のコイル
温度に対してなまし処理を施すようにしたので、コイル
温度変化の応答遅れに対応して精度良くコイル温度を推
定できるという効果がある。

【００６４】請求項２の発明にかかる内燃機関の排気還
流制御装置によると、ステップモータへの通電電流をチ
ョッピング制御するときのデューティ比を変更すること
で、消費電力を抑制しつつ排気還流弁の停止時における
保持電流を調整できるという効果がある。

【００６５】請求項３の発明にかかる内燃機関の排気還
流制御装置によると、排気還流弁の上下流間における差
圧に応じて駆動周波数の基本値を設定することで、応答
性の確保と必要トルクの確保との両立を図りつつ、コイ
ル温度や開度に応じて前記基本周波数を補正すること
で、コイル温度の上昇や開度の増大による要求トルクの
増大に対応することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のシステム構成図。

【図２】第１実施例の目標開度演算ルーチンを示すフロ
ーチャート。

【図３】第１実施例の目標開度演算ルーチンを示すフロ
ーチャート。

【図４】実施例の駆動出力ルーチンを示すフローチャー
ト。

【図５】差圧に応じた基本周波数の特性を示す線図。

【図６】開度とコイル温度とに応じた保持電流の特性を
示す線図。

【図７】開度とコイル温度とに応じた周波数補正値の特
性を示す線図。

【図８】低コイル温時における制御特性を説明するため
の線図。

【図９】高コイル温時における制御特性を説明するため
の線図。

【図１０】第２実施例の目標開度演算ルーチンを示すフ
ローチャート。

【図１１】第２実施例の目標開度演算ルーチンを示すフ
ローチャート。

【図１２】回転速度と吸入空気量とに応じた基本周波数
の特性を示す線図。

【図１３】開度に応じた温度上昇勾配値の特性を示す線
図。

【図１４】第３実施例の目標開度演算ルーチンを示すフ
ローチャート。

【図１５】第３実施例の目標開度演算ルーチンを示すフ
ローチャート。

【図１６】開度と吸入空気量とに応じた定常時コイル温
度の特性を示す線図。

【図１７】従来の排気還流装置のシステム構成図。

【図１８】従来の排気還流装置の問題点を説明するため
の線図。

【符号の説明】

１…内燃機関 ２…吸気マニホールド ３…排気マニホールド ４…排気循環路 ５…排気還流弁 ６…ステップモータ ７…コイルスプリング ８…エンジン制御コンピュータ ９…エアフローメータ 10…クランク角センサ 11…水温センサ 12…スロットル弁 13…アイドルスイッチ 18…差圧センサ 19…コイル温度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−231661（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−125980（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−301170（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−276166（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−286562（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−165958（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−74675（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−99517（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−305795（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−32455（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 25/07 550 F02M 25/07 580 H02P 8/12

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】排気の一部を吸気管に還流させる排気循環
   路に排気還流弁を備え、該排気還流弁をステップモータ
   で駆動することにより排気還流量を調整する内燃機関の
   排気還流制御装置において、 前記ステップモータのコイル温度を検出するコイル温度
   検出手段と、該コイル温度検出手段で検出されるコイル
   温度の増大に応じて、排気還流弁の停止時にステップモ
   ータに供給する保持電流を増大させるコイル温度による
   制御手段と、を設けると共に、 前記コイル温度検出手段が、 前記排気還流弁の開度と機関負荷とに基づいて定常時の
   コイル温度を推定する定常時温度推定手段と、 該定常時温度推定手段で推定されるコイル温度になまし
   処理を施し、該なまし処理されたコイル温度を、最終的
   にコイル温度の検出値として出力するコイル温度なまし
   処理手段と、 を含んで構成される ことを特徴とする内燃機関の排気還
   流制御装置。
2. 【請求項２】前記保持電流が、ステップモータへの通電
   電流のチョッピング制御におけるデューティ比の変更に
   よって調整されることを特徴とする請求項１記載の内燃
   機関の排気還流制御装置。
3. 【請求項３】排気の一部を吸気管に還流させる排気循環
   路に排気還流弁を備え、該排気還流弁をステップモータ
   で駆動することにより排気還流量を調整する内燃機関の
   排気還流制御装置において、 前記排気還流弁の上下流間における差圧を検出する差圧
   検出手段と、 該差圧検出手段で検出される差圧が小さいときほど前記
   ステップモータの基本駆動周波数を高く設定する基本駆
   動周波数制御手段と、 前記ステップモータのコイル温度と前記排気還流弁の開
   度との少なくとも一方の増加に応じて前記基本駆動周波
   数制御手段で設定された基本駆動周波数を減少補正して
   最終的な駆動周波数を設定する駆動周波数補正手段と、 を設けたことを特徴とする内燃機関の排気還流制御装
   置。