JPH07293353A - 排気ガス還流制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コストアップを招くことなく、ＥＧＲ弁を閉
じ側に動かす際の一時的なドライバビリティの悪化やエ
ンジン回転数の低下を防止した排気ガス還流制御装置を
得る。 【構成】 排気ガスの一部を内燃機関に再度還流させる
排気ガス還流制御装置において、ＥＧＲ弁を全閉方向に
付勢する付勢手段と、ＥＧＲ弁の通路面積を制御するス
テッパモータの駆動方式として、ＥＧＲ弁の駆動方向に
応じてステッパモータの駆動時間間隔を変更する駆動手
段Ｓ１１Ａとを設け、ＥＧＲ流量制御手段Ｓ１１７は、
駆動手段による駆動方式を用いてＥＧＲ弁の通路面積を
変更する．これにより、運転状態に応じた流量となるよ
うにＥＧＲ流量の制御を行い、減速状態に移るときのＥ
ＧＲ弁閉じ側方向の動作を早くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の排気ガス
を還流（以下、ＥＧＲという）させるためにステッパモ
ータ型のＥＧＲ弁を使用した排気ガス還流制御装置に関
し、特にコストアップを招くことなく、また、ドライバ
ビリティの悪化やエンジン回転数の低下を招くことな
く、排気ガスの排出量を低減させた排気ガス還流制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車エンジン等の内燃機関
制御装置において、例えば、内燃機関の燃焼温度を下げ
て排気ガス中のＮＯｘ成分を抑制するために、排気ガス
の一部を内燃機関に再度還流させるＥＧＲ制御技術は良
く知られている。図６は従来の排気ガス還流制御装置の
システム全体を概略的に示す構成図である。

【０００３】図において、１は内燃機関すなわちエンジ
ン、２はエンジン１への吸入空気を浄化するためのエア
クリーナ、３はエアクリーナ２を介した空気をエンジン
１に供給するための吸気管、４は吸気管３の下流側すな
わちエンジン１の吸気側に設けられたインテークマニホ
ールド、５は吸気管３内に燃料を噴射するインジェク
タ、６は吸気管３内の圧力Ｐを検出する圧力センサ、７
は吸気管３内に設けられて吸気流量を制御するスロット
ル弁、８はスロットル弁７の開度θを検出するスロット
ル開度センサ、９はスロットル弁７の上流側と下流側と
をバイパスする通路の空気流量を制御するバイパス空気
流量制御手段である。

【０００４】１０はエンジン１の排気ガスを吸気管３側
へ還流させるためのＥＧＲ管、１１はＥＧＲ管１０を流
れる排気ガスの流量を制御するステッパモータ型のＥＧ
Ｒ弁である。ＥＧＲ弁１１は、エンジン１の運転状態に
応じた流量となるようにＥＧＲ流量の制御を行うＥＧＲ
流量制御手段を構成している。

【０００５】１３はエンジン１の各気筒を燃焼させるた
めの高電圧を発生する点火コイル、１４は点火コイル１
３の一次側電流を通電遮断するイグナイタ、１５はエン
ジン１で燃焼後の排気ガスを排出するための排気管、１
６は排気管１５の下流に設けられた排気ガス浄化用の触
媒である。

【０００６】イグナイタ１４により駆動される点火コイ
ル１３からの点火信号Ｑは、エンジン１の回転数に対応
しており、回転数を表わすセンサ信号としても機能す
る。１７はエンジン１の冷却水の温度Ｔを検出する水温
センサであり、圧力センサ６、スロットル開度センサ８
および点火コイル１３等とともに、エンジン１の運転状
態情報を提供するセンサ手段を構成している。２０は車
載装置の電源となるバッテリ、２１は起動時に閉成され
てバッテリ２０の電力を車載装置に供給するためのイグ
ニッションキースイッチである。

【０００７】２２はバッテリ２０からの給電により起動
されるコンピュータシステムからなる電子式制御ユニッ
トであり、各種センサ手段からの運転状態情報すなわち
スロットル開度θ、吸気管圧力Ｐ、冷却水温度Ｔ、点火
信号Ｑ等を取り込み、運転状態情報に応じて燃料噴射量
およびＥＧＲ流量を算出する燃料噴射量算出手段および
ＥＧＲ流量算出手段等を含み、インジェクタ５に対する
燃料噴射制御信号ＪおよびＥＧＲ弁１１に対するＥＧＲ
制御信号Ｃを出力する。

【０００８】図７は図６内の電子式制御ユニット２２の
詳細構成を示すブロック図である。図において、１００
はマイクロコンピュータであり、運転状態情報Ｑ、Ｐ、
θおよびＴに基づき所定のプログラムに従ってインジェ
クタ５の制御信号ＪおよびＥＧＲ弁１１の制御信号Ｃ等
を算出するＣＰＵ２００と、エンジン１の回転周期を計
測するためのフリーランニングのカウンタ２０１と、種
々の制御のために時間を計時するタイマ２０２と、アナ
ログ入力信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器
２０３と、ワークメモリとして使用されるＲＡＭ２０５
と、種々の動作プログラムが記憶されているＲＯＭ２０
６と、各制御信号ＪおよびＣを出力するための出力ポー
ト２０７と、各要素２０１〜２０７をＣＰＵ２００に結
合させるコモンバス２０８とから構成されている。

【０００９】１０１は第１入力インターフェース回路で
あり、点火コイル１３の一次側の点火信号Ｑを波形整形
して割り込み信号とし、マイクロコンピュータ１００に
入力する。この割り込み信号が発生すると、マイクロコ
ンピュータ１００内のＣＰＵ２００は、カウンタ２０１
の値を読み取るとともに、今回の読み取り値と前回の読
み取り値との差からエンジン１の回転数周期を算出して
ＲＡＭ２０５へ記憶させる。

【００１０】１０２は第２入力インターフェース回路で
あり、圧力センサ６、スロットル開度センサ８および水
温センサ１７等からの各センサ信号Ｐ、θおよびＴを取
り込み、Ａ／Ｄ変換器２０３に入力する。１０４は出力
インターフェース回路であり、出力ポート２０７からの
駆動出力すなわち制御信号ＪおよびＣを増幅してインジ
ェクタ５およびＥＧＲ弁１１に出力する。

【００１１】図８はＥＧＲ弁１１の構造を示す側断面図
であり、３０はＥＧＲ弁１１のバルブボディ上部に取り
付けられてＥＧＲ弁１１を全閉から全開まで４８ステッ
プに制御可能なユニポーラ型のステッパモータ、３１は
ステッパモータ３０により回転駆動されるモータ軸、３
２はモータ軸３１と連動して回転することにより上下駆
動される送りネジ、３３は送りネジ３２により上下駆動
されてＥＧＲ弁１１の通路面積を調整するための弁軸、
３４は弁軸３３を上（閉成）方向に付勢する圧縮コイル
バネ、３５はステッパモータ３０のモータ軸３１と弁軸
３２との間に設けられてモータ軸３１の回転運動を弁軸
３３の上下運動に変換する送りネジ３２を含む変換機構
である。

【００１２】図９はＥＧＲ弁１１の入口と出口との圧力
差ΔＰが２００ｍｍＨｇであるときのＥＧＲ弁１１の流
量［リットル／分］とステッパモータ３０のステップ数
との関係を示す特性図であり、横軸はステッパモータ３
０のステップ数、縦軸はＥＧＲ流量を表わす。

【００１３】図９の流量特性において、ステッパモータ
３０のステップ数が「０」でＥＧＲ弁１１が全閉、ステ
ッパモータ３０のステップ数が「４８」でＥＧＲ弁１１
が全開となる。

【００１４】図１０および図１１は従来の排気ガス還流
制御装置のＣＰＵ２００の動作を示すフローチャートで
あり、図１０はメインルーチンの処理、図１１はＥＧＲ
制御処理ルーチンを示す。次に、図９ならびに図１０お
よび図１１を参照しながら、図６〜図８に示した従来の
排気ガス還流制御装置の動作について説明する。

【００１５】まず、メインルーチン内の他の制御処理ス
テップＳ１においては、点火信号Ｑに基づくエンジン回
転数Ｎｅの算出、Ａ／Ｄ変換器２０３からのセンサ信号
の読み込み、燃料制御等の処理が行われる。この制御処
理ステップＳ１が終了すると、続いて、ＥＧＲ制御処理
ステップＳ２を実施し、ステップＳ１へ戻る。以上の制
御処理ステップＳ１およびＳ２により、エンジン１の制
御が実施される。

【００１６】図１０内のＥＧＲ制御処理ステップＳ２
は、具体的には図１１のように実行される。まず、ステ
ップＳ６０１において、すでに他の制御処理ルーチンＳ
１で処理が終了しているエンジン回転数Ｎｅ、吸気管圧
力Ｐを読み込む。続いて、ステップＳ６０２において、
読み出したエンジン回転数Ｎｅおよび吸気管圧力Ｐによ
って、あらかじめ決められた目標ステッパモータ開度
（ステップ数）を算出する。

【００１７】続いて、エンジン１の機関暖機状態による
補正を実施するため、ステップＳ６０３において、他の
処理ルーチンＳ１で処理済みの水温Ｔを読み込む。次
に、ステップＳ６０４において、水温Ｔに応じて、Ｓ６
０２で求めた目標ステッパモータ開度を水温Ｔが低けれ
ば低いほど減少するように補正する。

【００１８】最後に、ステップＳ６０５において、ステ
ップＳ６０２およびＳ６０４で算出しかつ補正した目標
ステッパモータ開度となるようにステッパモータ３０を
駆動し、リターンする。以上の処理ステップＳ６０１〜
Ｓ６０５によってＥＧＲ流量の制御が行われる。

【００１９】次に、ステッパモータ３０の具体的な動作
について、図１２および図１３を参照しながら説明す
る。図１２（ａ）、（ｂ）は、ＥＧＲ弁１１を駆動する
ステッパモータ３０の各相の相対関係と、ステッパモー
タ３０と電子式制御ユニット２２との結線関係とを示す
説明図である。また、図１３（ａ）、（ｂ）は、ステッ
パモータ３０の２相励磁方式による駆動パターンおよび
回転方向を示す説明図である。

【００２０】図１２に示すように、コイルＡおよびコイ
ルＢの巻線は、バッテリ２０のプラスコモンを有するバ
イフェイラ巻きであり、同一コイル上で一方を励磁する
と、他方の磁束方向は、それぞれ逆になるよう構成され
ている。

【００２１】このように構成されたステッパモータ３０
を、図１３に示す２相励磁方式で駆動すると、ステップ
位置「０」においては、図１２の円内の数で示す（１）
相および（２）相のステータ（図１２（ａ）内の斜線
部）が励磁される。従って、ステータは、図１２（ａ）
に示した磁極（Ｎ、Ｓ）分布となり、これに呼応して、
ロータのＳ極は、（１）相および（２）相により合成さ
れたＮ極の中央部に相当するステップ位置「０」に位置
決めされる。

【００２２】ステップ位置「１」においては、コイルＡ
の磁極が反転し、（１）相の励磁が解かれて（３）相が
励磁されるため、ロータのＳ極は、図１２（ａ）に示す
矢印のように、（２）相および（３）相により合成され
たＮ極の中央部に相当するステップ位置「１」に移動す
る。

【００２３】ステップ位置「２」においては、コイルＢ
の磁極が反転し、（２）相の励磁が解かれて（４）相が
励磁されるため、ロータのＳ極は、更にステップ位置
「２」に移動する。以下、２相ずつシフトしながら励磁
されて、同様のパターンを与えることにより回転磁界が
発生し、ステップ移動が繰り返され、モータ軸３１は図
１３（ｂ）のように反時計方向に回転する。また、図１
３と逆の方向にパターンを変化させると、モータ軸３１
の回転方向は、逆（時計方向）となる。

【００２４】以上の方法を用いて、図１３（ａ）内の所
定時間間隔τ（１００ｍ秒、１００ＰＰＳ［パルス／
秒］相当）でステッパモータ３０の各コイルを励磁する
ことにより、ＥＧＲ弁１１の弁開度（流量）制御を実施
することができる。

【００２５】ところで、運転状態が加減速状態にある場
合のＥＧＲ流量の補正（以下、加減速補正という）は、
図１４および図１５のフローチャートに示す処理手順で
行われる。図１４は加減速判定ルーチンであり、ステッ
プＳ１３１〜Ｓ１３４からなる。また、図１５はＥＧＲ
制御処理ルーチンであり、図１１内のステップＳ６０４
とＳ６０５との間に挿入されるステップＳ１４１および
Ｓ１４２からなる。

【００２６】まず、図１４内のステップＳ１３１におい
て、所定時間間隔毎（１０ｍ秒毎）にスロットル開度セ
ンサ８からのスロットル開度θをサンプリングし、前回
サンプリング値θｎ_-1と今回サンプリング値θｎとを比
較して開度偏差Δθ（θｎ_-1−θｎ）を求める。

【００２７】次に、ステップＳ１３２において、開度偏
差Δθの絶対値が所定値以上（加減速状態）か否かを判
定する。もし、開度偏差Δθの絶対値が所定値以上（す
なわち、ＹＥＳ）であって加減速状態と判定されれば、
ステップＳ１３３において、運転状態が加減速状態にあ
ることを示す加減速フラグをセットする。また、所定値
未満（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ１
３４において、加減速フラグをクリアする。以上で加減
速状態検出処理を終了しリターンする。

【００２８】次に、図１５のＥＧＲ制御処理ルーチンに
より、ＥＧＲ制御の加減速補正を行う。なお、目標ステ
ッパモータ開度を算出するステップＳ６０４までは、図
１１と同様である。

【００２９】まず、図１５内のステップＳ１４１におい
て、加減速フラグがセットか否かを判定する。もし、加
減速フラグがセット（すなわち、ＹＥＳ）と判定され、
運転状態が加減速状態にあるならば、ステップＳ１４２
に進む。

【００３０】ステップＳ１４２においては、ステップＳ
６０４で算出された目標ステッパモータ開度を、加減速
補正量αを乗算することにより更新補正する。なお、加
減速補正量αは、あらかじめ決められた加減速状態に応
じて設定された値であり、最大量は、１．０で制限され
ている。この補正演算ステップＳ１４２により、加減速
中においては、目標ステッパモータ開度は、定常運転中
よりも少なく、すなわち、ＥＧＲ弁１１を閉じ側に補正
される。

【００３１】一方、ステップＳ１４１において、加減速
フラグがクリア（すなわち、ＮＯ）と判定され、加減速
状態でなければ、ステップＳ１４２をスキップする。以
上で図１５補正処理ルーチンが終了し、以下、図１１内
のステップＳ６０５に進み、ステッパモータ３０の駆動
が行われる。

【００３２】

【発明が解決しようとする課題】従来の排気ガス還流制
御装置は以上のように構成されており、比較的大流量の
ＥＧＲ弁１１を２相励磁方式で且つ駆動時間間隔を１０
０ｍ秒（１００ＰＰＳ）で駆動した場合、全開から全閉
までの４８ステップを動かすのに、１００ｍ秒×４８ス
テップ＝４．８秒もの長い時間がかかる。したがって、
たとえば、車両減速状態に移る低負荷運転状態移行のと
きのように、ＥＧＲ弁１１を閉じる方向に動かす際に
は、ＥＧＲ弁１１の動作が遅いため、ＥＧＲ流量が運転
状態に対して一時的に多くなりすぎ、ドライバビリティ
の悪化およびエンジン回転数の低下を起こすという問題
点があった。

【００３３】また、この問題を解決するために、駆動時
間間隔の短いすなわち応答性の早いＥＧＲ弁１１を製作
しようとすると、ＥＧＲ弁１１のコストアップを招くと
いう問題点があった。

【００３４】また、ＥＧＲの加減速補正において、加減
速中には、目標ステッパモータ開度を定常運転中よりも
少なく、すなわち、ＥＧＲ弁１１を閉じ側にすることで
ドライバビリティの悪化を防いでいるが、反面、ＥＧＲ
流量を減らしているので、排気ガス排出量が増加する。
このため、近年のアメリカのカリフォルニア州で見られ
るような排気ガス規制値の強化に対応することができな
いという問題点があった。

【００３５】さらに、コストアップを防ぐために、ＥＧ
Ｒ弁１１として安価なバキュームモータ型ＥＧＲ弁を使
用した場合には、加速時にバキュームが無くなるため、
加減速中で加減速補正をしなくてもＥＧＲ量は減少し、
補正量の適正化を行うことが困難になるという問題点が
あった。

【００３６】この発明の請求項１および請求項２は、上
記のような問題点を解決するためになされたもので、コ
ストアップを招くことなく、ＥＧＲ弁を閉じ側（全開か
ら全閉方向）に動かす際の一時的なドライバビリティの
悪化やエンジン回転数の低下を防止した排気ガス還流制
御装置を得ることを目的とする。

【００３７】また、この発明の請求項３および請求項４
は、加減速運転時のＥＧＲ流量を最適化して、ドライバ
ビリティの向上および排気ガス排出量の低減を両立させ
た排気ガス還流制御装置を得ることを目的とする。

【００３８】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る排気ガス還流制御装置は、内燃機関の排気ガスを吸気
管へ還流させるＥＧＲ管と、ＥＧＲ管を流れる排気ガス
の流量を制御するステッパモータ型のＥＧＲ弁と、内燃
機関の運転状態を検出するセンサ手段と、センサ手段か
らの運転状態情報に応じて還流されるＥＧＲ流量を算出
するＥＧＲ流量算出手段と、運転状態に応じた流量とな
るようにＥＧＲ流量の制御を行うＥＧＲ流量制御手段と
を備え、内燃機関の排気ガスの一部を内燃機関に再度還
流させる制御を行う排気ガス還流制御装置において、Ｅ
ＧＲ弁を全閉方向に付勢する付勢手段と、ＥＧＲ弁の通
路面積を制御するためのステッパモータの駆動方式とし
て、ＥＧＲ弁の駆動方向に応じてステッパモータの駆動
時間間隔を変更する駆動手段とを設け、ＥＧＲ流量制御
手段は、駆動手段による駆動方式を用いてＥＧＲ弁の通
路面積を変更することにより、運転状態に応じた流量と
なるようにＥＧＲ流量の制御を行うものである。

【００３９】また、この発明の請求項２に係る排気ガス
還流制御装置は、請求項１において、駆動手段は、ＥＧ
Ｒ弁の駆動方向が開放方向である場合には、ステッパモ
ータを第１の時間間隔で駆動し、ＥＧＲ弁の駆動方向が
閉成方向である場合には、ステッパモータを第１の時間
間隔よりも短い第２の時間間隔で駆動するものである。

【００４０】また、この発明の請求項３に係る排気ガス
還流制御装置は、内燃機関の排気ガスを吸気管へ還流さ
せるＥＧＲ管と、ＥＧＲ管を流れる排気ガスの流量を制
御するステッパモータ型のＥＧＲ弁と、内燃機関の運転
状態を検出するセンサ手段と、センサ手段からの運転状
態情報に応じて還流されるＥＧＲ流量を算出するＥＧＲ
流量算出手段と、ＥＧＲ弁を駆動する駆動手段と、ＥＧ
Ｒ弁の通路面積を変更することにより、運転状態に応じ
た流量となるようにＥＧＲ流量の制御を行うＥＧＲ流量
制御手段とを備え、内燃機関の排気ガスの一部を再度内
燃機関へ還流する制御を行う排気ガス還流制御装置にお
いて、センサ手段からの運転状態情報に応じてＥＧＲ弁
の目標ステッパモータ開度を算出する目標開度算出手段
と、センサ手段からの運転状態情報に応じて加減速状態
を検出する加減速状態検出手段と、加減速状態に応答し
て加減速中にステッパモータ開度を一時的に開く開度補
正手段とを設け、ＥＧＲ流量制御手段は、目標開度算出
手段および開度補正手段に応答して、駆動手段を用いて
ＥＧＲ弁の通路面積を変更することにより、目標ステッ
パモータ開度となるようＥＧＲ流量の制御を行うもので
ある。

【００４１】また、この発明の請求項４に係る排気ガス
還流制御装置は、請求項３において、運転状態情報に応
じた補正時間を設定するタイマ手段を設け、開度補正手
段は、加減速状態検出手段が加速時を検出したときに、
補正時間だけ目標ステッパモータ開度を増大させるもの
である。

【００４２】

【作用】この発明の請求項１においては、閉じ側方向に
付勢力の加わる付勢手段を設けたＥＧＲ弁を用い、ＥＧ
Ｒ弁を閉じ側に動かすときと開き側に動かすときとで、
ステッパモータ駆動時間間隔を変更する。これにより、
ＥＧＲ弁の開き側よりも閉じ側の動きを早くでき、車両
減速状態に移るとき（低負荷運転状態移行）のようにＥ
ＧＲ弁を閉じる方向に動かす際にはＥＧＲ弁の動作が早
くなる。したがって、ＥＧＲ流量が運転状態に対して一
時的に多くなりすぎることはなく、ドライバビリティの
悪化やエンジン回転数の低下を引き起こすことも無くな
る。

【００４３】また、この発明の請求項２においては、Ｅ
ＧＲ弁の駆動方向が開放方向である場合には、付勢手段
の付勢力に対抗するため、ステッパモータを第１の時間
間隔で駆動し、ＥＧＲ弁の駆動方向が閉成方向である場
合には、付勢手段の付勢力と同方向であるため、ステッ
パモータを第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔で
駆動する。これにより、減速移行時等のＥＧＲ弁閉じ方
向の動作が早くなるので、ＥＧＲ流量が運転状態に対し
て一時的に多くなりすぎることはなく、ドライバビリテ
ィの悪化やエンジン回転数の低下を引き起こすことも無
くなる。

【００４４】また、この発明の請求項３においては、加
減速運転時に一時的に定常運転時よりもステッパモータ
開度を増加させる。これにより、ドライバビリティを悪
化させることなく、排気ガス排出量を低減する。

【００４５】また、この発明の請求項４においては、運
転状態情報に応じた補正時間を設定するタイマ手段を設
け、開度補正手段は、加減速状態検出手段が加速時を検
出したときに、補正時間だけ目標ステッパモータ開度を
増大させる

【００４６】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例１（請求項１に対
応）を図について説明する。なお、この発明の実施例１
において、システム全体および電子式制御ユニットの基
本構成は図６および図７に示した従来例と同一であり、
電子式制御ユニット２２内のＥＧＲ流量制御手段と、Ｅ
ＧＲ弁１１を含む駆動手段との機能が前述と異なるのみ
である。

【００４７】また、ＥＧＲ弁１１の構造は図８に示した
通りであり、圧縮コイルバネ３４はＥＧＲ弁１１を全閉
側に付勢する付勢手段を構成している。以下、図６〜図
８を参照しながら説明する。この場合、ＥＧＲ弁１１の
駆動手段は、ＥＧＲ弁１１の駆動方向に応じてステッパ
モータ３０の駆動時間間隔をたとえば５０ｍ秒または１
００ｍ秒に変更するようになっている。

【００４８】図１はこの発明の実施例１のＥＧＲ制御に
よるステッパモータの駆動処理ルーチンを示すフローチ
ャートであり、電子式制御ユニット２２内の駆動手段に
より実行される。なお、この発明の実施例１におけるＥ
ＧＲ制御処理のメインルーチンは、図１１内のステップ
Ｓ６０１〜Ｓ６０４と同一である。

【００４９】また、図２はこの発明の実施例１における
ＥＧＲ弁の弁移動方向と２相励磁駆動方式でのステッパ
モータの駆動時間間隔との関係を示す説明図であり、付
勢手段３４（図８参照）の作用により、閉じ側の駆動時
間間隔（５０ｍ秒）が開き側の駆動時間間隔（１００ｍ
秒）よりも短くなっていることを示す。このように、駆
動時間間隔を変更可能な理由は、付勢手段３４のバネ力
を有する図８の構成よりなるＥＧＲ弁１１を用いたから
である。

【００５０】図２において、ＥＧＲ弁１１を動かすステ
ッパモータ３０の駆動時間間隔について説明すると、た
とえば、開き側方向では、最少１００ｍ秒の駆動時間間
隔であり、閉じ側方向では、圧縮コイルバネ３４の付勢
力が働くため、５０ｍ秒の時間間隔で駆動することがで
きる。

【００５１】次に、図１および図２を参照しながら、こ
の発明の実施例１の動作について説明する。図１の処理
はステッパモータ駆動処理ルーチン（５０ｍ秒毎）にお
いて実行される。まず、目標ステッパモータ開度の算出
処理、すなわち、図１１内のステップＳ６０１〜Ｓ６０
４と同一の処理により、目標ステッパモータ開度（ＥＧ
Ｒ弁１１の開度）を算出する。

【００５２】次に、図１内のステップＳ１１１におい
て、開側駆動か否（閉側駆動）かを示す開側フラグ（５
０ｍ秒か１００ｍ秒かを切り分けるフラグ）がセットか
否かを判定し、セットでない（すなわち、ＮＯ）と判定
されれば、ステッパモータ３０が閉側駆動であるため、
ステップＳ１１２ヘ進む。これにより、５０ｍ秒毎にス
テッパモータの駆動を行うことができる。

【００５３】ステップＳ１１２においては、目標ステッ
パモータ開度（目標ＥＧＲ弁開度）と実際のステッパモ
ータ１１の開度（実際のＥＧＲ弁開度）との偏差ΔＭを
算出する。続いて、ステップ１１３において、開度偏差
ΔＭが正か否（負）かを判定し、もし、負（すなわち、
ＮＯ）と判定されれば、閉側駆動であるため、ステップ
Ｓ１１６に進み、開側フラグをクリアする。続いて、ス
テップＳ１１７で開度偏差ΔＭに応じたステップモータ
駆動信号を出力する。

【００５４】また、ステップＳ１１３において、開度偏
差△Ｍが正（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ＥＧ
Ｒ弁１１を開側駆動するため、ステップＳ１１４に進
み、開側フラグを「１」にセットする。続いて、ステッ
プＳ１１５において、開度偏差△Ｍに応じたステップモ
ータ駆動信号を出力し、ステップＳ１１８において、１
００ｍ秒経過を示す間隔フラグをクリアする。

【００５５】一方、ステップＳ１１１において、開側フ
ラグがセット（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ス
テップＳ１１９に進み、間隔フラグがセットか否かを判
定する。間隔フラグは、ステップＳ１１９の判定時にお
いて１００ｍ秒だけ経過していれば「１」にセットされ
ており、１００ｍ秒経過したか否かを示す。

【００５６】もし、ステップＳ１１２〜Ｓ１１８の処理
を実行した後で初めての処理ならば、ステップＳ１１８
において間隔フラグがクリアされているため、５０ｍ秒
しか経過していない。したがって、ステップＳ１１９に
おいて、間隔フラグがセットされていない（すなわち、
ＮＯ）と判定されて、ステップＳ１１Ａに進み、間隔フ
ラグを反転する。これにより、次回の判定時（次の５０
ｍ秒が加算されるので１００ｍ秒経過している）には、
間隔フラグがセットされていることになる。

【００５７】すなわち、ステップＳ１１Ａの処理通過後
であれば、ステップＳ１１２〜Ｓ１１８の処理後に１０
０ｍ秒だけ経過しており、間隔フラグがセットに反転さ
れているので、ステップＳ１１９において、間隔フラグ
がセット（すなわち、ＹＥＳ）と判定される。したがっ
て、ステップＳ１１２〜Ｓ１１８の処理を実行するた
め、開度偏差ΔＭの演算ステップＳ１１２に進む。

【００５８】次に、上記実施例１の動作をＥＧＲ弁１１
に関連させて示す図３のタイミングチャートを参照しな
がら説明する。図３から、ステッパモータ３０の駆動処
理は、閉じ側（開側フラグ＝０）のときに５０ｍ秒間
隔、開き側（開側フラグ＝１）のときに１００ｍ秒間隔
となっていることが分かる。

【００５９】これにより、ＥＧＲ弁１１の開き側と閉じ
側とで、ステッパモータ３０の駆動時間間隔を変更する
ことができる。たとえば、図３において、ステッパモー
タ３０の開度を１４ステップから１２ステップまで閉じ
る場合には、５０ｍ秒×２＝０．１秒かかり、１３ステ
ップから１６ステップまで開く場合には、１００ｍ秒×
３＝０．３秒かかる。

【００６０】したがって、ＥＧＲ弁１１の開き側よりも
閉じ側の動きを早くすることができ、低負荷運転状態移
行のように車両減速状態に移る場合、ＥＧＲ弁１１を閉
じる方向に動かす際には、ＥＧＲ弁１１の動作が早くな
るため、ＥＧＲ流量が運転状態に対して一時的に多くな
りすぎることはない。これにより、ドライバビリティの
悪化やエンジン回転数の低下を引き起こすことは無くな
る。

【００６１】実施例２．なお、上記実施例１では、ＥＧ
Ｒ弁１１の駆動方向に応じて駆動時間間隔を変更するこ
とにより加減速時の補正を行うようにしたが、ステッパ
モータ３０の開度を補正するようにしてもよい。

【００６２】なお、従来例（図１４および図１５）で
は、定常運転時よりもステッパモータ３０の開度を少な
くしてドライバビリティの悪化を防いでいるが、近年で
は、ドライバビリティの悪化を防ぐのみならず、ドライ
バビリティの悪化を防ぎ且つ排気ガスの排出量を少なく
して環境基準に従う必要が生じてきた。

【００６３】そこで、この発明の実施例２（請求項２に
対応）においては、図４および図５のフローチャートに
したがってＥＧＲ制御処理を行う。図４は加減速判定処
理ルーチンを示し、ステップＳ１３１〜Ｓ１３４の処理
は図１４と同様である。

【００６４】また、図５のＥＧＲ制御処理（補正）ルー
チンは、図１１内のステップＳ６０４とＳ６０５との間
に挿入され、Ｓ１６０およびＳ１６４は、前述のステッ
プＳ１４１およびＳ１４２に対応している。

【００６５】まず、図４において、ステップＳ１３４に
続いて、ステップＳ１５１に進み、スロットル弁７の開
度偏差Δθと、エンジン回転数、吸気管圧力Ｐに基づく
運転状態に応じて、ステッパモータ３０の開度を多くす
るための所定の時間をタイマ設定する。

【００６６】以上の処理により、加減速の判定と一時的
にステッパモータ開度を多くする時間設定とを行う。な
お、ステップＳ１５１において設定されたタイマは、所
定時間毎の割り込み処理でダウンカウントするタイマで
ある。

【００６７】続いて、図５の処理に進み、前述のステッ
プＳ６０１〜Ｓ６０４（図１１参照）で目標ステッパモ
ータ開度を算出した後、ステップＳ１６０において、加
減速フラグがセットされているか否か判定する。

【００６８】もし、加減速フラグがセット（すなわち、
ＹＥＳ）と判定され、加減速状態であれば、ステップＳ
１６１において、開度偏差Δθが負（加速状態）か否か
を判定する。もし、開度偏差Δθが負（すなわち、ＹＥ
Ｓ）であって加速状態と判定されればステップＳ１６２
に進み、正（すなわち、ＮＯ）であって減速状態と判定
されればステップＳ１６４に進む。

【００６９】ステップＳ１６２においては、上記ダウン
カウンタからなるタイマが零（０）か否かを判定する。
もし、タイマが０でない（すなわち、ＮＯ）と判定さ
れ、所定時間が経過していない場合は、ステップＳ１６
３に進み、加減速補正量β（≧１）を乗算して、目標ス
テッパモータ開度を増加補正する。このときの加減速補
正量βは、最小量が１．０に制限されている。

【００７０】一方、ステップＳ１６２において、タイマ
が０（すなわち、ＹＥＳ）と判定され、所定時間が経過
していれば、ステップＳ１６４へ進み、加減速補正量α
（≦１）を乗算して、目標ステッパモータ開度を減少補
正する。加減速補正量αは、前述したように最大量が
１．０に制限されている。こうして、加減速補正処理ス
テップＳ１６３またはＳ１６４が終了すると、以下、図
１１内のステップＳ６０５に進む。

【００７１】一方、ステップＳ１６０において、加減速
フラグがクリア（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、加
減速補正ステップステップＳ１６３またはＳ１６４を行
わずにステップＳ６０５へ進む。ステップＳ６０５にお
いては、前述のように、目標ステップとなるようにステ
ッパモータ３０を駆動する。以上の処理により、加減速
中において、一時的にステッパモータ３０の開度を多く
することができる。

【００７２】このように、加速状態を検出した場合に、
タイマが０となるまで、一時的に目標ステッパモータ開
度を大きく設定することにより、ＥＧＲ流量が増大され
て排気ガスの排出量を抑制することができる。したがっ
て、環境基準をクリアするとともにドライバビリティを
向上させることができる。

【００７３】

【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、内燃機関の排気ガスを吸気管へ還流させるＥＧＲ管
と、ＥＧＲ管を流れる排気ガスの流量を制御するステッ
パモータ型のＥＧＲ弁と、内燃機関の運転状態を検出す
るセンサ手段と、センサ手段からの運転状態情報に応じ
て還流されるＥＧＲ流量を算出するＥＧＲ流量算出手段
と、運転状態に応じた流量となるようにＥＧＲ流量の制
御を行うＥＧＲ流量制御手段とを備え、内燃機関の排気
ガスの一部を内燃機関に再度還流させる制御を行う排気
ガス還流制御装置において、ＥＧＲ弁を全閉方向に付勢
する付勢手段と、ＥＧＲ弁の通路面積を制御するための
ステッパモータの駆動方式として、ＥＧＲ弁の駆動方向
に応じてステッパモータの駆動時間間隔を変更する駆動
手段とを設け、ＥＧＲ流量制御手段は、駆動手段による
駆動方式を用いてＥＧＲ弁の通路面積を変更することに
より、運転状態に応じた流量となるようにＥＧＲ流量の
制御を行い、減速状態に移るときのＥＧＲ弁閉じ側方向
の動作を早くするようにしたので、特にコストアップを
招くことなく、ＥＧＲ弁を閉じ側に動かす際の一時的な
ドライバビリティの悪化やエンジン回転数の低下を防止
した排気ガス還流制御装置が得られる効果がある。

【００７４】また、この発明の請求項２に係る排気ガス
還流制御装置は、請求項１において、駆動手段は、ＥＧ
Ｒ弁の駆動方向が開放方向である場合には、ステッパモ
ータを第１の時間間隔で駆動し、ＥＧＲ弁の駆動方向が
閉成方向である場合には、ステッパモータを第１の時間
間隔よりも短い第２の時間間隔で駆動するようにしたの
で、特にコストアップを招くことなく、ＥＧＲ弁を閉じ
側に動かす際の一時的なドライバビリティの悪化やエン
ジン回転数の低下を防止した排気ガス還流制御装置が得
られる効果がある。

【００７５】また、この発明の請求項３によれば、内燃
機関の排気ガスを吸気管へ還流させるＥＧＲ管と、ＥＧ
Ｒ管を流れる排気ガスの流量を制御するステッパモータ
型のＥＧＲ弁と、内燃機関の運転状態を検出するセンサ
手段と、センサ手段からの運転状態情報に応じて還流さ
れるＥＧＲ流量を算出するＥＧＲ流量算出手段と、ＥＧ
Ｒ弁を駆動する駆動手段と、ＥＧＲ弁の通路面積を変更
することにより、運転状態に応じた流量となるようにＥ
ＧＲ流量の制御を行うＥＧＲ流量制御手段とを備え、内
燃機関の排気ガスの一部を再度内燃機関へ還流する制御
を行う排気ガス還流制御装置において、センサ手段から
の運転状態情報に応じてＥＧＲ弁の目標ステッパモータ
開度を算出する目標開度算出手段と、センサ手段からの
運転状態情報に応じて加減速状態を検出する加減速状態
検出手段と、加減速状態に応答して加減速中にステッパ
モータ開度を一時的に開く開度補正手段とを設け、ＥＧ
Ｒ流量制御手段は、目標開度算出手段および開度補正手
段に応答して、駆動手段を用いてＥＧＲ弁の通路面積を
変更することにより、目標ステッパモータ開度となるよ
うＥＧＲ流量の制御を行うようにしたので、ドライバビ
リティを悪化させることなく排気ガス排出量を低減する
ことができ、加減速運転時のＥＧＲ流量を最適化して、
ドライバビリティの向上および排気ガス排出量の低減を
両立させた排気ガス還流制御装置が得られる効果があ
る。

【００７６】また、この発明の請求項４によれば、請求
項３において、運転状態情報に応じた補正時間を設定す
るタイマ手段を設け、開度補正手段は、加減速状態検出
手段が加速時を検出したときに、補正時間だけ目標ステ
ッパモータ開度を増大させるようにしたので、ドライバ
ビリティを悪化させることなく排気ガス排出量を低減す
ることができ、加減速運転時のＥＧＲ流量を最適化し
て、ドライバビリティの向上および排気ガス排出量の低
減を両立させた排気ガス還流制御装置が得られる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１によるステッパモータ駆
動処理ルーチンを示すフローチャートである。

【図２】 この発明の実施例１におけるステッパモータ
の駆動方向と駆動時間間隔との関係を示す説明図であ
る。

【図３】 この発明の実施例１の動作を説明するための
タイミングチャートである。

【図４】 この発明の実施例２における加減速判定ルー
チンを示すフローチャートである。

【図５】 この発明の実施例２におけるＥＧＲ制御処理
動作を示すフローチャートである。

【図６】 従来およびこの発明の実施例を含む一般的な
ステッパモータ型の排気ガス還流制御装置のシステム全
体を示す構成図である。

【図７】 図５内の電子式制御ユニットの具体的構成を
示すブロック図である。

【図８】 図５内のＥＧＲ弁の具体的構成を示す側断面
図である。

【図９】 一般的なＥＧＲ弁の流量特性を示す特性図で
ある。

【図１０】 一般的な電子式制御ユニットによる制御処
理動作のメインルーチンを示すフローチャートである。

【図１１】 従来のＥＧＲ制御処理動作を示すフローチ
ャートである。

【図１２】 一般的なステッパモータの動作原理を駆動
基本結線図とともに示す説明図である。

【図１３】 一般的なステッパモータの２相励磁方式に
よる駆動パターンおよび回転方向を示す説明図である。

【図１４】 従来のＥＧＲ制御装置における加減速判定
ルーチンを示すフローチャートである。

【図１５】 従来のＥＧＲ制御装置の加減速判定時の補
正処理ルーチンを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ エンジン、３ 吸気管、６ 圧力センサ、８ スロ
ットル開度センサ、１０ ＥＧＲ管、１１ ＥＧＲ弁、
１３ 点火コイル、１５ 排気管、１７ 水温センサ、
２２ 電子式制御ユニット、３０ ステッパモータ、３
４ 圧縮コイルバネ（付勢手段）、Ｃ ＥＧＲ制御信
号、Ｐ 吸気管圧力、Ｔ 冷却水温度、Ｑ 点火信号、
ΔＭ ステッパモータの開度偏差、θ スロットル開
度、Ｓ６０２、Ｓ６０４ 目標開度演算ステップ、Ｓ１
１１ 駆動方向判定ステップ、Ｓ１１２ ステッパモー
タ開度偏差算出ステップ、Ｓ１１Ａ 駆動方向に応じた
ステッパモータ駆動時間間隔変更ステップ、Ｓ１３１、
Ｓ１３２ 加減速判定ステップ、Ｓ１５１ 所定時間タ
イマ設定ステップ、Ｓ１６３、Ｓ１６４ ステッパモー
タ開度補正ステップ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気ガスを吸気管へ還流させ
   るＥＧＲ管と、 前記ＥＧＲ管を流れる排気ガスの流量を制御するステッ
   パモータ型のＥＧＲ弁と、 前記内燃機関の運転状態を検出するセンサ手段と、 前記センサ手段からの運転状態情報に応じて還流される
   ＥＧＲ流量を算出するＥＧＲ流量算出手段と、 前記運転状態に応じた流量となるように前記ＥＧＲ流量
   の制御を行うＥＧＲ流量制御手段とを備え、 前記内燃機関の排気ガスの一部を前記内燃機関に再度還
   流させる制御を行う排気ガス還流制御装置において、 前記ＥＧＲ弁を全閉方向に付勢する付勢手段と、 前記ＥＧＲ弁の通路面積を制御するためのステッパモー
   タの駆動方式として、前記ＥＧＲ弁の駆動方向に応じて
   前記ステッパモータの駆動時間間隔を変更する駆動手段
   とを設け、 前記ＥＧＲ流量制御手段は、前記駆動手段による駆動方
   式を用いて前記ＥＧＲ弁の通路面積を変更することによ
   り、前記運転状態に応じた流量となるように前記ＥＧＲ
   流量の制御を行うことを特徴とする排気ガス還流制御装
   置。
2. 【請求項２】 前記駆動手段は、 前記ＥＧＲ弁の駆動方向が開放方向である場合には、前
   記ステッパモータを第１の時間間隔で駆動し、 前記ＥＧＲ弁の駆動方向が閉成方向である場合には、前
   記ステッパモータを前記第１の時間間隔よりも短い第２
   の時間間隔で駆動することを特徴とする請求項１の排気
   ガス還流制御装置。
3. 【請求項３】 内燃機関の排気ガスを吸気管へ還流させ
   るＥＧＲ管と、 前記ＥＧＲ管を流れる排気ガスの流量を制御するステッ
   パモータ型のＥＧＲ弁と、 前記内燃機関の運転状態を検出するセンサ手段と、 前記センサ手段からの運転状態情報に応じて還流される
   ＥＧＲ流量を算出するＥＧＲ流量算出手段と、 前記ＥＧＲ弁を駆動する駆動手段と、 前記ＥＧＲ弁の通路面積を変更することにより、前記運
   転状態に応じた流量となるように前記ＥＧＲ流量の制御
   を行うＥＧＲ流量制御手段とを備え、 前記内燃機関の排気ガスの一部を再度内燃機関へ還流す
   る制御を行う排気ガス還流制御装置において、 前記センサ手段からの運転状態情報に応じて前記ＥＧＲ
   弁の目標ステッパモータ開度を算出する目標開度算出手
   段と、 前記センサ手段からの運転状態情報に応じて加減速状態
   を検出する加減速状態検出手段と、 前記加減速状態に応答して加減速中に前記ステッパモー
   タ開度を一時的に開く開度補正手段とを設け、 前記ＥＧＲ流量制御手段は、前記目標開度算出手段およ
   び前記開度補正手段に応答して、前記駆動手段を用いて
   前記ＥＧＲ弁の通路面積を変更することにより、前記目
   標ステッパモータ開度となるよう前記ＥＧＲ流量の制御
   を行うことを特徴とする排気ガス還流制御装置。
4. 【請求項４】 前記運転状態情報に応じた補正時間を設
   定するタイマ手段を設け、 前記開度補正手段は、前記加減速状態検出手段が加速時
   を検出したときに、前記補正時間だけ前記目標ステッパ
   モータ開度を増大させることを特徴とする請求項３の排
   気ガス還流制御装置。