JPH07293355A

JPH07293355A - 内燃機関用絞り弁の制御装置

Info

Publication number: JPH07293355A
Application number: JP6089908A
Authority: JP
Inventors: Junichi Furuya; 純一古屋; Masao Nakamura; 正生中村; Takenobu Moriyama; 剛延森山; Akinobu Maeyama; 明信前山
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1994-04-27
Filing date: 1994-04-27
Publication date: 1995-11-07

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】内燃機関のＥＧＲ装置等に使用されるリニアソ
レノイド式の絞り弁の固着状態を強制的に解除して、所
期の開度調整を可能にする。【構成】イグニッションスイッチがＯＮされると（Ｓ
１）、最大開弁力を発生させる開弁デューティ比でリニ
アソレノイドの通電を制御する（Ｓ２）。そして、かか
る強制的な通電制御を所定時間Ａだけ継続させることで
（Ｓ４）、絞り弁の固着状態の解除を図り、前記所定時
間Ａ経過後に通常制御に移行させる（Ｓ６，Ｓ７）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関用絞り弁の制御
装置に関し、詳しくは、内燃機関の流体通路に介装され
る絞り弁の固着対策技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、自動車用内燃機関において、
機関排気中のＮＯｘを低減するための装置として、機関
排気の一部を吸気マニホールドへ還流させる（ＥＧＲ:E
xhaustGas Recirculation)ことにより、最高燃焼温度を
下げて、ＮＯｘの生成を減少させる排気還流制御装置が
知られている（特開平４−８１５５７号公報等参照）。

【０００３】また、機関のアイドル回転数を目標回転数
に制御するために、スロットル弁をバイパスして設けら
れた補助空気通路を介して機関に供給される空気量をフ
ィードバック制御するアイドル回転数制御システムが知
られている（特開平４−３３４７３７号公報等参照）。
前記排気還流制御装置においては、排気還流率を運転条
件（機関負荷，機関回転速度等）に応じて適性に制御す
るために、排気還流通路に設けた絞り弁の開度を、機関
運転条件毎の要求排気還流率に応じて調整する必要があ
り、また、前記アイドル回転数制御システムでは、補助
空気通路に介装した絞り弁の開度を目標回転数が得られ
るように調整することが必要になる。

【０００４】そこで、前記排気還流制御装置やアイドル
回転数制御システムでは、前記絞り弁としてリニアソレ
ノイドに対する通電をデューティ制御することによって
その開度を調整できるリニアソレノイド式絞り弁を用い
るのが一般的である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に還流排気や吸入空気の量を調整するために機関の流体
通路に介装されるリニアソレノイド式の絞り弁において
は、機関運転中にブローバイガス中のオイル分や還流排
気中に含まれるカーボンなどが付着し、機関停止による
温度低下に伴って前記付着物が固まることで、弁体の固
着が発生し、再始動時に絞り弁の開度制御が不能になっ
て所期の制御が行なえなくなってしまうという問題があ
った。

【０００６】かかる問題点の解決策としては、弁体と着
座面との接触面積を小さくして固着力を減少させること
が上げられるが、接触面積を小さくするために弁体のサ
イズを小さくすると、最大流量が小さくなってしまうと
いう問題が生じる。また、弁体のサイズを変えずに、弁
体と着座面との間のクリアランスを大きくする（接触面
を粗くする）と、全閉時の漏れ流量が大きくなってしま
うという問題を生じる。

【０００７】更に、付着物による固着力を上回る開弁力
を、通電量（開弁デューティ）の小さい状態から発生さ
せるべく、リニアソレノイドを大型化することが解決策
として想定されるが、この場合には、大型のリニアソレ
ノイドを用いることでコストアップになってしまうとい
う問題があった。本発明は上記問題点に鑑みなされたも
のであり、リニアソレノイド式絞り弁に対する付着物に
よって弁体の固着が発生しても、大型のリニアソレノイ
ドを用いることなく、前記固着状態を確実に解消できる
ようにすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのため請求項１の発明
にかかる内燃機関用絞り弁の制御装置は、図１に示すよ
うに構成される。図１において、絞り弁は、内燃機関の
流体通路に介装される絞り弁であって、リニアソレノイ
ドによって弁体を開閉動作させる弁である。

【０００９】デューティ制御手段は、機関運転条件に応
じたデューティ比で前記絞り弁のリニアソレノイドに対
する通電をデューティ制御する。また、強制通電手段
は、デューティ制御手段による制御が開始される前に、
前記絞り弁のリニアソレノイドに対して所定のデューテ
ィ比で所定期間強制的に通電させる。

【００１０】請求項２の発明にかかる内燃機関用絞り弁
の制御装置では、前記強制通電手段が、前記デューティ
制御手段による制御が開始される前の状態として、機関
の運転停止時又はクランキング中に、強制的な通電を行
なう構成とした。請求項３の発明にかかる内燃機関用絞
り弁の制御装置では、図１中に点線で示すように、前記
絞り弁の弁体の位置を検出する弁体位置検出手段を備
え、前記強制通電手段が、前記弁体位置検出手段で所定
の弁体変位が検出されたときに、強制的な通電制御を停
止する構成とした。

【００１１】請求項４の発明にかかる内燃機関用絞り弁
の制御装置では、前記強制通電手段が、前記リニアソレ
ノイドに対する強制的な通電を開始してから所定時間以
上経過するまでに前記弁体位置検出手段で所定の弁体変
位が検出されないときに、前記リニアソレノイドに対す
る強制的な通電を停止する構成とした。請求項５の発明
にかかる内燃機関用絞り弁の制御装置では、前記強制通
電手段が、前記リニアソレノイドに対する強制的な通電
を開始してから所定時間以上経過するまでに前記弁体位
置検出手段で所定の弁体変位が検出されないために、前
記リニアソレノイドに対する強制的な通電を一旦停止し
た後、所定期間経過後に再度強制的な通電を開始する構
成とした。

【００１２】請求項６の発明にかかる内燃機関用絞り弁
の制御装置では、前記強制通電手段が、前記弁体位置検
出手段で所定の弁体変位が検出されないまま所定時間の
経過によって通電を停止したときに、前記絞り弁の故障
を判定し、該故障判定に伴って前記デューティ制御手段
による制御を禁止する構成とした。請求項７の発明にか
かる内燃機関用絞り弁の制御装置では、前記リニアソレ
ノイドが最大開弁力を発生するデューティ比として予め
設定されたデューティ比を、前記強制通電手段における
所定のデューティ比とする構成とした。

【００１３】請求項８の発明にかかる内燃機関用絞り弁
の制御装置では、前記強制通電手段が、前記リニアソレ
ノイドに対する通電時間割合が増大する方向にデューテ
ィ比を徐々に変化させる構成とした。

【００１４】

【作用】請求項１の発明にかかる内燃機関用絞り弁の制
御装置では、リニアソレノイド式の絞り弁が、機関運転
条件に応じてデューティ制御されるが、機関運転条件に
応じた制御の開始前に、所定のデューティ比で所定期間
だけ前記リニアソレノイドに対する通電が強制的に行な
われる。

【００１５】即ち、機関運転条件に応じて要求されるデ
ューティ比で制御する前に、付着物による弁体の固着状
態を解除するための通電制御を実行させ、固着状態が解
除されてから通常の制御が開始されるようにした。請求
項２の発明にかかる内燃機関用絞り弁の制御装置では、
前記固着状態の解除のための強制的な通電制御が機関運
転に与える影響を極力少なくすべく、機関の運転停止状
態又はクランキング中に強制的な通電を行なわせる構成
とした。

【００１６】請求項３の発明にかかる内燃機関用絞り弁
の制御装置では、固着状態が解除されたか否かを、実際
に弁体が所期の変位を示したか否かを検出することで判
別し、無用な通電制御が行なわれることを回避できるよ
うにした。請求項４の発明にかかる内燃機関用絞り弁の
制御装置では、前記リニアソレノイドに対する強制的な
通電を開始してから所定時間以上経過しても、弁体が所
期の変位を示さない場合には、現状では強制的な通電制
御によっては固着状態を解除できないものと判断して強
制的な通電を停止し、固着状態の解除が不能であるのに
強制的な通電制御が続けられてしまうことを回避できる
ようにした。

【００１７】請求項５の発明にかかる内燃機関用絞り弁
の制御装置では、上記のように弁体が所期の変位を示さ
ないために、強制的な通電による固着状態の解除を一旦
諦めても、温度上昇などによって解除可能になる場合が
あるので、再度強制的な通電を行なって固着状態の解除
が極力得られるようにした。請求項６の発明にかかる内
燃機関用絞り弁の制御装置では、前記リニアソレノイド
に対する強制的な通電を開始してから所定時間以上経過
しても、弁体が所期の変位を示さない場合には、固着状
態の解除が不能であると判断して絞り弁の故障を判定
し、かつ、通常の機関運転条件に応じたデューティ制御
も禁止させるようにした。

【００１８】請求項７の発明にかかる内燃機関用絞り弁
の制御装置では、リニアソレノイドの強制通電を行なわ
せるときのデューティ比を、前記リニアソレノイドが最
大開弁力を発生する値として、リニアソレノイドの最大
開弁力で固着状態の解除が図れるようにした。請求項８
の発明にかかる内燃機関用絞り弁の制御装置では、リニ
アソレノイドに対する強制通電において、前記リニアソ
レノイドに対する通電時間割合が増大する方向にデュー
ティ比を徐々に変化させる構成とし、固着状態の解除の
ための絞り弁の開度変化を必要最小限に抑制できるよう
にした。

【００１９】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。一実施例
のシステム構成を示す図２において、内燃機関１には、
エアクリーナ２，吸気ダクト３，吸気マニホールド４を
介して空気が吸入される。前記吸気ダクト３には、図示
しないアクセルペダルと連動するバタフライ式のスロッ
トル弁５が介装されており、該スロットル弁５によって
機関の吸入空気量が調整されるようになっている。

【００２０】また、前記吸気マニホールド４の各ブラン
チ部には、各気筒別に電磁式の燃料噴射弁６が設けられ
ており、該燃料噴射弁６から噴射供給される燃料量の電
子制御によって所定空燃比の混合気が形成される。シリ
ンダ内に吸気弁７を介して吸引された混合気は、点火栓
８による火花点火によって着火燃焼し、燃焼排気は排気
弁９を介して排出され、排気マニホールド10によって図
示しない触媒，マフラーに導かれる。

【００２１】また、前記排気マニホールド10と吸気マニ
ホールド４とを連通させる排気還流通路11（流体通路）
が設けられ、該排気還流通路11にはＥＧＲ制御弁12が介
装されている。前記ＥＧＲ制御弁12が開かれると、排気
系と吸気系との圧力差によって排気の一部が機関吸気系
に還流され、かかる排気還流により燃焼温度が低下し、
以て、ＮＯｘ排出量の減少が図られる。

【００２２】前記ＥＧＲ制御弁12は、図３に示すよう
に、リニアソレノイド21の磁気力によって弁体22を開弁
方向に駆動する構成のリニアソレノイド式絞り弁であ
り、本実施例では、コイルスプリング23によって閉弁方
向に付勢され着座面24に着座している弁体22を、前記リ
ニアソレノイド21の磁気力によって前記閉弁付勢力に抗
して開弁方向（図３で下方）に変位させることで開弁さ
れる構成としてある。

【００２３】尚、図３に示すＥＧＲ制御弁12は、リニア
ソレノイド21の磁気力によって弁体22がリニアソレノイ
ド21から離れる方向に駆動されるタイプのものである
が、弁体22がリニアソレノイド21側から着座面に着座す
る構成とし、リニアソレノイド21の磁気力によって弁体
22がリニアソレノイド21側に吸い寄せられる方向にリフ
ト駆動されて開弁するタイプのものであっても良い。

【００２４】前記燃料噴射弁６及びＥＧＲ制御弁12を制
御するコントロールユニット13は、マイクロコンピュー
タを含んで構成され、熱線式エアフローメータ14からの
吸入空気量信号Ｑ，スロットルセンサ15からのスロット
ル弁開度信号ＴＶＯ，クランク角センサ16からのクラン
ク角信号（機関回転信号），水温センサ17からの冷却水
温度信号Ｔｗ，図示しないキースイッチからのイグニッ
ションＯＮ信号及びスタータＯＮ信号が入力される。

【００２５】前記熱線式エアフローメータ14は、感温抵
抗の吸入空気量による抵抗変化に基づいて機関１の吸入
空気量を質量流量として直接的に検出するものである。
前記スロットルセンサ15は、スロットル弁５の開度ＴＶ
Ｏをポテンショメータによって検出するものである。前
記クランク角センサ16は、例えばフライホイールのリン
グギヤを検知する電磁ピックアップを含んでなり、単位
角度毎の検出パルスを出力する。ここで、前記クランク
角センサ16からの検出信号に基づいて機関回転速度Ｎｅ
を算出可能である。

【００２６】前記コントロールユニット13は、機関運転
条件（機関負荷及び機関回転速度）毎の適性排気還流率
に対応して予め設定されている開弁デューティ比（目標
開度）に基づいて、前記ＥＧＲ制御弁12のリニアソレノ
イド21に対する通電をデューティ制御すると共に、前記
燃料噴射弁６による燃料噴射量を制御する。前記燃料噴
射弁６の噴射量の制御は以下のようにして行なわれる。

【００２７】即ち、前記熱線式エアフローメータ14で検
出された吸入空気量Ｑ（単位時間当たりの流量）と、ク
ランク角センサ16からの検出信号から算出した機関回転
速度Ｎｅとに基づいて基本燃料噴射量Ｔｐ（＝Ｋ×Ｑ／
Ｎｅ：Ｋは定数）を算出し、該基本燃料噴射量Ｔｐに冷
却水温度Ｔｗなどの運転条件に応じた補正を施して最終
的な燃料噴射量Ｔｉを求める。そして、前記燃料噴射量
Ｔｉに相当するパルス幅の駆動パルス信号を前記燃料噴
射弁６に所定タイミングで出力する。燃料噴射弁６に
は、図示しないプレッシャレギュレータで所定圧力に調
整された燃料が供給されるようになっており、前記駆動
パルス信号のパルス幅に比例する量の燃料を噴射供給す
る。

【００２８】一方、デューティ制御手段としてのコント
ロールユニット13によるＥＧＲ制御弁12の制御は、基本
的には、機関負荷と機関回転速度Ｎｅとに応じて開弁デ
ューティ比（リニアソレノイドの通電時間割合）を決定
し、前記開弁デューティ比に従ってリニアソレノイド21
への通電をオン・オフ制御して行なわれる。更に、コン
トロールユニット13は、機関運転条件に応じたＥＧＲ制
御弁12のデューティ制御を開始する前に、ＥＧＲ制御弁
12を機関の排気還流の要求とは無関係に強制的に開制御
する処理を行なう。

【００２９】即ち、ＥＧＲ制御弁12の弁体に還流排気中
のカーボン成分などが付着し、これが機関停止に伴う温
度低下で固まって、弁体の固着が生じる場合がある。そ
こで、通常の制御に移行する前であって、ＥＧＲ制御弁
12を強制的に開いても運転性に与える影響が少ない条件
下において、ＥＧＲ制御弁12を機関の排気還流の要求と
は無関係に強制的に開制御し、リニアソレノイド21の磁
気力によって前記固着状態を解除しようとするものであ
る。

【００３０】図４のフローチャートは、上記強制開制御
の第１実施例を示すものであり、該図４のフローチャー
トに示すように、本実施例において強制通電手段として
の機能は、前記コントロールユニット13がソフトウェア
的に備えている。図４のフローチャートにおいて、ステ
ップ１（図中ではＳ１としてある。以下同様）では、イ
グニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）のＯＮ又はスタータ
スイッチ（ＳＴＳＷ）のＯＮを判定する。

【００３１】そして、イグニッションスイッチのＯＮ又
はスタータスイッチのＯＮが判定されると、ステップ２
へ進み、予めリニアソレノイド21が最大開弁力を発生す
る値として設定されている開弁デューティ比に従って、
リニアソレノイド21の通電制御を開始する。本実施例の
リニアソレノイド21は、図５に示すように、前記固着状
態の解除に必要とされると予測される開弁力を、開弁デ
ューティ比が所定以上になって初めて発生するよう構成
されており、前記ステップ２では、かかるリニアソレノ
イド21において開弁力が最大となる開弁デューティ比を
予め求めておいて、かかる最大開弁力デューティで開制
御を行なわせて、固着状態の解除を図るようにしてあ
る。従って、開弁デューティ比の小さい状態から固着状
態の解除に必要とされる開弁力を発生するような大型の
リニアソレノイド21は不要であり、コストの低減が図ら
れる。

【００３２】ステップ３では、前記最大開弁力を発生す
る開弁デューティ比に基づく強制的な開制御を行なわせ
る所定期間を計測するために、タイマーを起動させる。
ステップ４では、前記タイマーによる時間計測値が所定
値Ａ以上になっているか、換言すれば、強制的な開制御
を開始してから所定時間以上が経過しているかを判別さ
せる。

【００３３】ステップ４で、強制的開制御を開始してか
らの時間が所定時間Ａに達していないと判別されたとき
には、ステップ５でタイマーをカウントアップさせ、再
度ステップ４に戻るようにして、ＥＧＲ制御弁12に対す
る強制的な開制御を継続させる（図６参照）。ステップ
４で、強制的開制御が所定時間以上継続して行なわれた
ことが判別されると、たとえＥＧＲ制御弁12の弁体が固
着状態にあったとしても、前記強制的な開制御によって
前記固着状態が解除されたものと推定し、ステップ６
で、ＥＧＲ制御弁12の開弁デューティ比を０に戻した
後、ステップ７へ進んで、通常の機関の排気還流量の要
求に基づくデューティ制御（通常制御）に移行させる。

【００３４】このように、本実施例によると、再始動時
にたとえＥＧＲ制御弁12の弁体が付着物によって固着し
ていたとしても、通常制御に移行する前の所定時間に渡
る強制的な通電制御によって、固着状態を解除し得る開
弁力をリニアソレノイド21で生じさせ、以て、前記固着
状態の解除を図る。従って、通常制御は、固着状態が解
除されている状態で開始されることになり、比較的小さ
な開弁デューティ比での通電制御による開度調整から正
常に行なわせることができる。前記強制的な開制御を行
なわない場合であっても、通常制御によって最大開弁力
付近の開弁デューティ比が与えられれば固着状態が解除
され得るが、この場合には、運転条件によって最大開弁
力付近の開弁デューティ比が与えられるようになるまで
の間は、たとえ機関要求に基づいて排気還流を行なわせ
るべくＥＧＲ制御弁12をデューティ制御しても、実際に
は、ＥＧＲ制御弁12が固着によって開かずに、所期のＮ
Ｏｘ低減効果を得ることができるなくなる。これに対
し、上記実施例では、通常制御に入る前に、固着状態の
解除を図るための強制的な開制御が行なわれるから、通
常制御開始当初の比較的小さな開弁デューティ比に基づ
く制御から正常に行なわせることができるものである。

【００３５】また、イグニッションスイッチのＯＮから
所定時間、或いは、スタートスイッチのＯＮから所定時
間において、ＥＧＲ制御弁12を強制的に開制御する構成
であるから、ＥＧＲ制御弁12が大きく開かれることによ
る運転性への影響は最小限に抑制することができる。こ
こで、イグニッションスイッチのＯＮから強制開制御を
開始させる場合には、機関のクランキング中の強制開制
御を回避すべく、イグニッションスイッチがＯＮされて
から所定時間が経過するまでは、たとえスタートスイッ
チがＯＮ操作されても、これに優先してスタータをＯＦ
Ｆ状態に保持し、所望の強制開制御時間が経過してから
スタータのＯＮ（クランキング開始）を許容する構成と
しても良い。

【００３６】スタートスイッチのＯＮから強制開制御を
開始させる場合には、機関が完爆しスタートスイッチが
ＯＦＦされてからも強制開制御が行なわれることによる
運転性への影響を回避すべく、強制開制御の継続時間が
所定時間Ａに達する前に、スタートスイッチがＯＦＦさ
れた段階で強制的な開制御を停止させる構成としても良
い。

【００３７】また、強制的な開制御を、イグニッション
スイッチのＯＮ又はスタートスイッチのＯＮと同時に開
始させることは必要要件ではなく、所定のディレー時間
を設けても良い。機関温度が高い場合には、ＥＧＲ制御
弁12の固着原因となる付着物の粘性が低下し、固着状態
の解除が比較的容易に行なえるものと推定されるので、
冷却水温度Ｔｗが高いときほど前記所定値Ａを小さい値
とし、温度が低いときほど強制開制御が長時間に渡って
行なわれるようにしても良い。

【００３８】また、前記強制的な開制御時にＥＧＲ制御
弁12に与える開弁デューティ比は、最大開弁力を発生す
るデューティ比であることが好ましいが、かかるデュー
ティ比に固定するのではなく、最大開弁力相当の開弁デ
ューティ比と比較的小さな開弁デューティ比（開弁デュ
ーティ比＝０を含む）とを交互に与えるようにしても良
い。

【００３９】更に、最大開弁力相当の比較的大きな開弁
デューティ比を制御開始と同時に与えるのではなく、前
記最大開弁力相当のデューティ比まで徐々に増大させ
て、ＥＧＲ制御弁12を介する排気還流量の急増を回避す
る構成としても良い。ところで、上記実施例では、ＥＧ
Ｒ制御弁12における固着状態が実際に解除されたか否か
を判別しないので、固着状態の確実な解除を図るために
は、強制開制御の時間を比較的長く設定する必要があ
り、これによって、既に固着状態が解除されているのに
無用に開制御が継続されてしまう可能性が生じる。ま
た、所定時間だけ開制御を強制したことで通常制御に移
行するから、実際には固着状態が解除されていないの
に、通常制御が行なわれてしまう可能性もある。

【００４０】そこで、図３中に示すように、ＥＧＲ制御
弁12に、弁体22の開位置を検出するためのポジションセ
ンサ18（弁体位置検出手段）を設け、通常制御に移行す
る前の強制的な開制御によって実際に弁体22が正規に変
位したか否かを、前記ポジションセンサ18で判別できる
ようにすると良い。前記ポジションセンサ18は、弁体22
の基端側に固定された摺動接点18ａと、該摺動接点18ａ
が弁体22のリニアソレノイド21による変位に応じてその
接触位置が変化する抵抗素子18ｂとからなり、前記抵抗
素子18ｂに対する摺動接点17ａの接触位置の変化による
抵抗値変化に基づいて弁体22の軸方向における位置を検
出するポテンショメータ式のものである。

【００４１】上記のようにポテンショメータ式のセンサ
で弁体22の位置を検出させる構成であれば、弁体22の位
置を比較的簡便に検出することができる。但し、弁体位
置検出手段を上記のポテンショメータ式のセンサに限定
するものではなく、公知の種々の位置センサを用いるこ
とができる。図７のフローチャートは、前記ポジション
センサ18を備えた第２実施例における強制開制御の様子
を示す。

【００４２】この図７のフローチャートにおいて、ステ
ップ11では、イグニッションスイッチのＯＮ又はスター
タスイッチのＯＮを判定する。そして、イグニッション
スイッチのＯＮ又はスタータスイッチのＯＮが判定され
ると、ステップ12へ進み、予めリニアソレノイド21が最
大開弁力を発生する値として設定されている開弁デュー
ティ比に従って、リニアソレノイド21の通電制御を開始
する。

【００４３】ステップ13では、前記最大開弁力を発生す
る開弁デューティ比に基づく強制的な開制御の継続時間
を計測するために、タイマーを起動させる。ステップ14
では、前記ポジションセンサ18によって検出される弁体
22の位置が、前記最大開弁力相当の開弁デューティ比に
見合う位置になっているか否かを判別する。

【００４４】ここで、弁体22の固着状態が解除されてお
らず、弁体22が開制御にも関わらず閉弁位置に停止して
いる場合には、かかる状態がポジションセンサ18によっ
て検出されて、ステップ15へ進む。ステップ15では、前
記タイマーによる時間計測値が所定値Ａ以上になってい
るか、換言すれば、強制的な開制御を開始してから所定
時間以上が経過しているかを判別させる。

【００４５】ステップ15で、強制的開制御を開始してか
らの時間が所定時間Ａに達していないと判別されたとき
には、ステップ16でタイマーをカウントアップさせ、再
度ステップ14に戻るようにして、ＥＧＲ制御弁12に対す
る強制的な開制御を継続させる。ステップ15で、強制的
開制御が所定時間Ａ以上継続して行なわれたことが判別
された場合には、所定時間Ａの開制御によっても弁体22
の固着状態が解除されなかったことになり、この場合に
は、ステップ17へ進み、解除し得ない固着（ＥＧＲ制御
弁12の故障）が発生していることを判定すると共に、通
常の排気還流制御への移行を禁止する。

【００４６】即ち、所定時間Ａに渡ってリニアソレノイ
ド21において最大開弁力を発生させても、弁体22が動か
なかった場合には、リニアソレノイド21による磁気力で
は解除できないような固着（或いは機械的なロック）が
発生したものと見做すものである。そして、かかる状態
では、通常制御によって開弁デューティをＥＧＲ制御弁
12に与えても、実際にはＥＧＲ制御弁12は開かないの
で、通常制御への移行を禁止する。

【００４７】尚、前記ステップ17の判定結果に基づき、
運転者に対してＥＧＲ制御弁12の故障（固着）をランプ
等によって警報する構成とすると良い。一方、前記所定
時間Ａに達する前にリニアソレノイド21の磁気力によっ
て弁体22の固着状態が解除され、これが、ポジションセ
ンサ18によって検出されると、ステップ14からステップ
18へ進む。

【００４８】ステップ18では、ＥＧＲ制御弁12の開弁デ
ューティ比を０に戻し、次のステップ19では、通常の機
関の排気還流量の要求に基づくデューティ制御（通常制
御）に開始する（図８参照）。このように図７のフロー
チャートに示される第２実施例では、強制的な開制御に
よって実際にＥＧＲ制御弁12の弁体22が動いて固着状態
が解除されると、直ちに強制開制御を停止するから、固
着状態の解除のための開制御が無用に継続されることを
回避できる。また、所定時間Ａの開制御によっても固着
状態が解除できなかったことを判別できるから、固着状
態が解除されないまま通常制御に移行してしまうことを
確実に回避できる。

【００４９】尚、温度が高い場合には、比較的容易に固
着状態が解除されるものと予測されるから、前記所定時
間Ａを冷却水温度Ｔｗが高いほど短い時間に設定する構
成としても良い。また、弁体22の固着状態は、リニアソ
レノイド21が最大開弁力を発生しなくても解除できる可
能性があるので、強制的な開制御の開始から徐々に開弁
デューティ比を最大開弁力相当の値まで増大させ、最大
開弁力に相当するデューティ比に至る前に固着状態の解
除がポジションセンサ18によって検出されたときには、
その時点で強制開制御を停止させるようにしても良い。
かかる構成によれば、無駄にＥＧＲ制御弁12の開度が大
きくなることを回避できると共に、排気還流量の急増を
回避でき、運転性への影響を一層少なくすることが可能
となる。

【００５０】ところで、上記図７のフローチャートに示
すステップ17で固着状態の解除が不能であると判別され
ても、その後の機関の運転によって温度が上昇すると、
リニアソレノイド21の磁気力によって固着状態が解除で
きるようになる場合がある。しかしながら、図７のフロ
ーチャートに示す制御では、一旦解除不能であると判断
すると、その後の通常制御が停止されることになってし
まい、解除可能な状態であるのに排気還流制御が全く放
棄されてしまうことになる。

【００５１】そこで、図９のフローチャートに示す第３
実施例のように、一旦解除不能と判定されても、強制的
な通電による固着状態の解除を再度試みるよう構成する
ことが好ましい。図９のフローチャートにおいて、イグ
ニッションスイッチのＯＮ又はスタータスイッチのＯＮ
（ステップ21）に同期させて、最大開弁力を発生する開
弁デューティ比を強制的に与え（ステップ22）、タイマ
ーの計測時間（ステップ23，ステップ26）が所定時間Ａ
に至る前（ステップ25）にポジションセンサ18によって
固着状態の解除が検出されると（ステップ24）、強制開
制御を停止させ（ステップ27）通常制御に移行する（ス
テップ28）処理は、前記図７のフローチャートと同じで
ある。

【００５２】そして、図９のフローチャートでは、前記
所定時間Ａに至ってもポジションセンサ18によって固着
状態の解除が検出されないと、ステップ29へ進み、ＥＧ
Ｒ制御弁12に与える開弁デューティ比を一旦０に戻して
強制開制御を中止する。次のステップ30では、強制的な
開制御を所定複数回（例えば２回）行なったか否かを判
別する。

【００５３】そして、今回のステップ29における強制開
制御の中止が所定回数だけ強制開制御を行なわせた最終
結果でない場合には、ステップ31へ進み、前記中止から
所定時間が経過したか、或いは、前記中止時点における
冷却水温度Ｔｗから所定温度以上の温度上昇があったか
を判別する。そして、所定時間が経過するか或いは温度
上昇が検出されると、再びステップ22に戻って固着状態
解除のための強制開制御を実行させる。

【００５４】即ち、同じ温度条件で強制的な開制御を再
度行なっても、ＥＧＲ制御弁12の固着状態の解除は困難
であるが、所定時間の経過によって温度上昇が見込まれ
るとき或いは実際に冷却水温度Ｔｗの上昇が検出されて
いる状態では、固着状態を解除できる可能性が高まるか
ら、このときには、ＥＧＲ制御弁12の強制開制御を再度
実行させる。

【００５５】ここで、２回目以降の強制開制御であって
も、かかる制御によってＥＧＲ制御弁12の固着状態が解
除されたことがポジションセンサ18によって検出される
と、ステップ26，27へ進み、通常の機関運転条件に応じ
た制御に移行させる（図10参照）。従って、本実施例に
よれば、温度上昇によって固着状態を解除し得る条件に
なっているにも関わらず、そのまま放置されて、通常制
御を全く実行しなくなってしまうことがない。

【００５６】一方、上記のように所定のインターバルで
強制開制御を所定複数回実行したにも関わらず、相変わ
らずポジションセンサ18によって固着状態の解除が検出
されない場合には、強制開制御では解除できない固着状
態であると判断し、ステップ30からステップ32へ進み、
ＥＧＲ制御弁12の固着状態（故障）を判定し、かつ、機
関運転条件に応じたＥＧＲ制御弁12のデューティ制御を
禁止する。

【００５７】尚、上記実施例では、内燃機関の流体通路
に介装されるリニアソレノイド式絞り弁として、排気還
流通路11に設けたＥＧＲ制御弁12を対象としたが、この
他、スロットル弁５をバイパスして設けられる補助空気
通路に介装され、アイドル回転数のフィードバック制御
に用いられるアイドル制御弁、スロットル弁５をバイパ
スして燃料噴射弁６の噴孔付近に噴出させる燃料微粒化
用のアシストエア量を調整するアシストエア調整弁、キ
ャニスタからのパージエア量を調整するパージエア制御
弁などであって、リニアソレノイド式絞り弁を弁装置と
して用いるものであっても良い。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
かかる内燃機関用絞り弁の制御装置によると、機関運転
条件に応じてリニアソレノイド式の絞り弁をデューティ
制御する前に、所定デューティ比に基づく強制的な通電
制御によって固着状態の解除を図るので、機関停止中に
絞り弁の固着が発生しても、かかる固着状態を解除して
から通常制御を開始させることができ、通常制御の当初
から所期の開度制御が行なえるという効果がある。

【００５９】請求項２の発明にかかる内燃機関用絞り弁
の制御装置によると、前記通常制御に移行する前の強制
的な通電制御が、機関運転性に与える影響を充分に抑制
できるという効果がある。請求項３の発明にかかる内燃
機関用絞り弁の制御装置によると、強制的な通電制御に
よって実際に固着状態が解除されたか否かを判別できる
ので、無用な通電制御を回避しつつ、確実に固着状態を
解除できるという効果がある。

【００６０】請求項４の発明にかかる内燃機関用絞り弁
の制御装置によると、強制的な通電制御によって固着状
態を解除し得ない状態で、無用に通電制御が継続される
ことを回避できるという効果がある。請求項５の発明に
かかる内燃機関用絞り弁の制御装置によると、所定の強
制通電を行なっても固着状態が解除できない場合に、よ
り固着状態の解除が容易になっている条件下で再度強制
通電を行なわせて固着状態の解除を図るので、固着状態
を解除できずに通常制御が行なえなくなることを極力回
避できるという効果がある。

【００６１】請求項６の発明にかかる内燃機関用絞り弁
の制御装置によると、絞り弁が固着している状態のまま
所期の流量調整を期待して通常制御が行なわれることを
回避できるという効果がある。請求項７の発明にかかる
内燃機関用絞り弁の制御装置によると、強制通電制御に
おいてリニアソレノイドにおける最大開弁力を発生させ
ることができるので、強制通電による固着状態の解除を
効果的に行なわせることができるという効果がある。

【００６２】請求項８の発明にかかる内燃機関用絞り弁
の制御装置によると、絞り弁開度の急変を回避でき、ま
た、固着状態の解除のための開制御が運転性に与える影
響を最小限に抑制できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図。

【図２】本発明の一実施例を示すシステム概略図。

【図３】実施例のＥＧＲ制御弁の詳細構成を示す縦断面
図。

【図４】第１実施例の強制通電制御を示すフローチャー
ト。

【図５】実施例におけるデューティと発生開弁力との相
関を示す線図。

【図６】第１実施例の制御特性を示すタイムチャート。

【図７】第２実施例の強制通電制御を示すフローチャー
ト。

【図８】第２実施例の制御特性を示すタイムチャート。

【図９】第３実施例の強制通電制御を示すフローチャー
ト。

【図10】第３実施例の制御特性を示すタイムチャート。

【符号の説明】

１内燃機関４吸気マニホールド５スロットル弁６燃料噴射弁 10 排気マニホールド 11 排気還流通路 12 ＥＧＲ制御弁 13 コントロールユニット 14 熱線式エアフローメータ 15 スロットルセンサ 16 クランク角センサ 17 水温センサ 18 ポジションセンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者前山明信神奈川県厚木市恩名1370番地株式会社ユニシアジェックス内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の流体通路に介装される絞り弁で
あって、リニアソレノイドによって弁体を開閉動作させ
る絞り弁と、機関運転条件に応じたデューティ比で前記絞り弁のリニ
アソレノイドに対する通電をデューティ制御するデュー
ティ制御手段と、該デューティ制御手段による制御が開始される前に、前
記絞り弁のリニアソレノイドに対して所定のデューティ
比で所定期間強制的に通電させる強制通電手段と、を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関用絞り弁
の制御装置。
【請求項２】前記強制通電手段が、前記デューティ制御
手段による制御が開始される前の状態として、機関の運
転停止時又はクランキング中に、強制的な通電を行なう
ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関用絞り弁の制
御装置。
【請求項３】前記絞り弁の弁体の位置を検出する弁体位
置検出手段を備え、前記強制通電手段が、前記弁体位置
検出手段で所定の弁体変位が検出されたときに、強制的
な通電制御を停止することを特徴とする請求項１又は２
のいずれかに記載の内燃機関用絞り弁の制御装置。
【請求項４】前記強制通電手段が、前記リニアソレノイ
ドに対する強制的な通電を開始してから所定時間以上経
過するまでに前記弁体位置検出手段で所定の弁体変位が
検出されないときに、前記リニアソレノイドに対する強
制的な通電を停止することを特徴とする請求項３記載の
内燃機関用絞り弁の制御装置。
【請求項５】前記強制通電手段が、前記リニアソレノイ
ドに対する強制的な通電を開始してから所定時間以上経
過するまでに前記弁体位置検出手段で所定の弁体変位が
検出されないために、前記リニアソレノイドに対する強
制的な通電を一旦停止した後、所定期間経過後に再度強
制的な通電を開始することを特徴とする請求項４記載の
内燃機関用絞り弁の制御装置。
【請求項６】前記強制通電手段が、前記弁体位置検出手
段で所定の弁体変位が検出されないまま所定時間の経過
によって通電を停止したときに、前記絞り弁の故障を判
定し、該故障判定に伴って前記デューティ制御手段によ
る制御を禁止することを特徴とする請求項４又は５のい
ずれかに記載の内燃機関用絞り弁の制御装置。
【請求項７】前記強制通電手段における所定のデューテ
ィ比が、前記リニアソレノイドが最大開弁力を発生する
デューティ比として予め設定されたデューティ比である
ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６のい
ずれかに記載の内燃機関用絞り弁の制御装置。
【請求項８】前記強制通電手段が、前記リニアソレノイ
ドに対する通電時間割合が増大する方向にデューティ比
を徐々に変化させることを特徴とする請求項１，２，
３，４，５又は６のいずれかに記載の内燃機関用絞り弁
の制御装置。