JPH08114157A - 排気ガス還流弁制御装置 - Google Patents

排気ガス還流弁制御装置

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JPH08114157A
JPH08114157A JP6248232A JP24823294A JPH08114157A JP H08114157 A JPH08114157 A JP H08114157A JP 6248232 A JP6248232 A JP 6248232A JP 24823294 A JP24823294 A JP 24823294A JP H08114157 A JPH08114157 A JP H08114157A
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exhaust gas
valve
initialization
gas recirculation
step motor
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Hisashi Kadowaki
寿 門脇
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NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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    • Y02T10/40—Engine management systems

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＥＧＲ制御中にステップモータの脱調を修正
する。 【構成】 ＥＧＲ制御中に、ステップモータの目標ステ
ップＴＳＴＥＰ（ＥＧＲ弁の目標開度）が０（全閉）と
なる都度、ステップ１６３の判定が「Ｙｅｓ」となり、
ステップ１６５に進んで、初期化実行条件成立フラグＦ
ＩＮＴＯＫを“１”にセットする。これにより、ＥＧＲ
制御中に目標開度が全閉となる都度、ステップモータの
初期化が実行され、ＥＧＲ弁の弁体が弁座に突き当たる
まで閉め込まれて、ステップモータの脱調が修正され
る。この初期化時に、ステップモータを現在位置から閉
弁位置までの実際のステップ数よりもある程度大きなス
テップ数（つまり弁体が弁体に確実に突き当たるステッ
プ数）駆動して、確実な閉め込みを行う。また、初期化
中に目標ステップＴＳＴＥＰが変化しても初期化を優先
させて実行する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気ガス還流通路の途
中に設けられた排気ガス還流弁をステップモータで駆動
するようにした排気ガス還流弁制御装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、排気ガス還流装置（いわゆるＥＧ
Ｒ装置）においては、例えば特開平４−３０１１７０号
公報に示すように、排気ガスの還流量を調節する排気ガ
ス還流弁（ＥＧＲ弁）を駆動する手段としてステップモ
ータを用いることにより、排気ガス還流弁の開度を細か
く調整できるようにしたものがある。
【０００３】このものは、ステップモータの回転位置と
排気ガス還流弁の開度とを正しく対応させるために、排
気ガス還流制御前にステップモータを初期化して、ステ
ップモータの回転位置を排気ガス還流弁の全閉位置（基
準位置）に確実にセットする必要がある。このため、従
来の排気ガス還流装置は、ＩＧオフ直後にステップモー
タを初期化するようになっており、この初期化を行うた
めに、ＩＧオフ後も電源供給用のメインリレーを所定時
間オン状態に保持するメインリレー制御回路を設け、Ｉ
Ｇオフ後も所定時間ステップモータへの通電を可能に
し、その間にステップモータを初期化するようにしてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成では、ＩＧオフ後にステップモータの初期化（全
閉位置への復帰）を行うため、排気ガス還流制御（以下
「ＥＧＲ制御」という）の実行中にステップモータが一
旦脱調すると、ＩＧをオフするまでは脱調による位置ず
れを修正する機会が無く（つまり初期化の機会が無
く）、脱調したままＥＧＲ制御を続けて、エンジン出力
低下やドライバビリティ悪化等を引き起こすおそれがあ
った。
【０００５】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、ＥＧＲ制御中にステ
ップモータの脱調等による位置ずれを修正することがで
きて、ＥＧＲ制御を精度良く行うことができる排気ガス
還流弁制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の排気ガス還流弁制御装置は、内燃機関の排
気系から排気ガスの一部を吸気系へ還流させるための排
気ガス還流通路の途中に設けられた排気ガス還流弁をス
テップモータで駆動するようにしたものにおいて、ＥＧ
Ｒ制御中に前記排気ガス還流弁の目標開度が全閉になっ
たときに前記ステップモータを前記排気ガス還流弁の弁
体が弁座に突き当たるまで閉め込むことにより前記ステ
ップモータの初期化を行う初期化制御手段を備えた構成
としたものである（請求項１）。
【０００７】この場合、前記初期化制御手段は、前記排
気ガス還流弁の目標開度が全閉になる都度、前記ステッ
プモータを初期化して前記排気ガス還流弁を閉め込むよ
うにすることが好ましい（請求項２）。
【０００８】更に、前記初期化制御手段は、初期化の閉
め込みの際に前記ステップモータを現在位置から全閉位
置までの実際のステップ数よりも大きなステップ数駆動
することが好ましい（請求項３）。
【０００９】また、前記初期化制御手段は、初期化中に
前記排気ガス還流弁の目標開度が変化しても初期化を優
先させて実行するようにしても良い（請求項４）。
【００１０】
【作用】本発明によれば、ＥＧＲ制御中に排気ガス還流
弁の目標開度が全閉になったときに、初期化制御手段に
より、ステップモータを排気ガス還流弁の弁体が弁座に
突き当たるまで閉め込むことにより初期化する。これに
より、ＥＧＲ制御中に排気ガス還流弁の目標開度が全閉
になったときに、初期化処理によりステップモータの脱
調等による位置ずれを修正することができる（請求項
１）。
【００１１】このようなＥＧＲ制御中の初期化処理は、
排気ガス還流弁の目標開度が全閉になったときに毎回行
う必要は必ずしも無く、間欠的に行っても良いが、請求
項２のように、目標開度が全閉になる都度、ステップモ
ータを初期化して排気ガス還流弁を閉め込むようにすれ
ば、ステップモータの位置ずれを修正する機会が増え、
ＥＧＲ制御の精度が高まる。
【００１２】更に、請求項３では、初期化の閉め込みの
際にステップモータを現在位置から全閉位置までの実際
のステップ数よりも大きなステップ数駆動する。これに
より、初期化処理が終了するまでに排気ガス還流弁の弁
体が確実に弁座に突き当たり、初期位置（全閉位置）へ
の復帰が確実に行われる。
【００１３】また、請求項４では、初期化中に排気ガス
還流弁の目標開度が変化しても初期化を優先させて実行
する。従って、一旦、初期化が開始されると、目標開度
が変化しても、初期化が途中で終了することなく、最後
まで実行される。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を４気筒４サイクルエンジンに
適用した一実施例を図面に基づいて説明する。まず、図
１に基づいて、エンジン制御系と排気ガス還流制御系全
体の構成を説明する。
【００１５】吸気管９０には、エアフローメータ２３，
スロットルバルブ２４，サージタンク２５等が設けられ
ている。エアフローメータ２３の近傍には吸気温を測定
する吸気温センサ２７が取り付けられ、また、スロット
ルバルブ２４には、スロットルバルブ２４が全閉状態で
オンとなるアイドルスイッチ２６が取り付けられてい
る。
【００１６】また、スロットルバルブ２４の上流側と下
流側との間には、スロットルバルブ２４を迂回して連通
するバイパス通路２８が設けられ、そのバイパス通路２
８の途中にソレイド（図示せず）によって弁開度が制御
されるアイドル・スピード・コントロール・バルブ（以
下「ＩＳＣＶ」という）２９が取り付けられている。こ
のＩＳＣＶ２９に流れる電流をデューティ比例制御して
開弁度を制御して、バイパス通路２８に流れる空気量を
調節することにより、アイドリング回転数を目標回転数
に制御する。サージタンク２５はインテークマニホール
ド３０及び吸気弁３１を介してエンジン３２の燃焼室３
３に連通されている。各気筒毎に燃料噴射弁１０がイン
テークマニホールド３０内に突出するように取り付けら
れ、この燃料噴射弁１０からインテークマニホールド３
０を通る空気流中に燃料が噴射される。燃焼室３３は排
気弁３４及びエキゾーストマニホールド３５を介して触
媒装置３６に連通されている。
【００１７】イグナイタ３９は高電圧を発生し、この高
電圧をディストリビュータ４０により各気筒の点火プラ
グ３７へ分配供給する。回転角センサ４１はディストリ
ビュータ４０のシャフトの回転を検出して例えば３０℃
Ａ毎にエンジン回転数信号をマイクロコンピュータ２１
へ出力する。また、エンジン冷却水温を検出する水温セ
ンサ４２は、エンジンブロックを貫通して一部がウォー
タージャケット４３内に突出するように設けられてい
る。
【００１８】一方、Ｏ2 センサ４４は、その一部がエキ
ゾーストマニホールド３５内に突出するように取り付け
られ、触媒装置３６に入る前の排気ガス中の酸素濃度を
検出する。このＯ2 センサ４４の上流側のエキゾースト
マニホールド３５とスロットルバルブ２４の下流側のサ
ージタンク２５とが排気ガス還流通路４５によって連通
されており、更に、この排気ガス還流通路４５の途中に
はＥＧＲクーラ４６と排気ガス還流弁（以下「ＥＧＲ
Ｖ」という）１５が設けられている。上記ＥＧＲクーラ
４６は、排気ガス還流通路４５を流れる排気ガスの温度
を下げる。また、ＥＧＲＶ１５は後述するマイクロコン
ピュータ２１からモータ駆動回路４７及び断線検出回路
４８を通して入力される駆動信号に応じて弁開度が変化
する構造である。
【００１９】次に、ＥＧＲＶ１５の構成を図２に基づい
て説明する。ＥＧＲＶ１５は、４相６４極のステップモ
ータ１５ａ、弁体５７、外側圧縮ばね５１、内側圧縮ば
ね５２等から構成されている。ステップモータ１５ａは
励磁コイル５３、ロータ５４、スクリュ５５、モータシ
ャフト５６等から構成されている。モータシャフト５６
の先端部には、プレート６３ａ、６３ｂを介してシャフ
ト５８が連結され、このシャフト５８の先端部に弁体５
７が固定され、この弁体５７を弁座５９に対して位置調
整することにより、弁開度を調整する。弁座５９の開口
は、排気ガスが流入する入口ポート６０と、排気ガスが
流出する出口ポート６１とに連通している。外側圧縮コ
イルばね５１は一端がプレート６３ｂに固定され、他端
がハウジング６２に固定され、モータシャフト５６及び
シャフト５８をそれぞれ弁座５９の方向（すなわち閉弁
方向）へ付勢している。また、内側圧縮コイルばね５２
はプレート６３ａ，６３ｂ間に設けられ、通常は図２の
ごとく、プレート６３ａのストッパに係止させている。
【００２０】次に、このＥＧＲＶ１５の作動について説
明する。ステップモータ１５ａへの駆動信号の入力によ
りロータ５４が回転すると、その回転運動がスクリュ５
５により直線運動に変換されてモータシャフト５６に伝
達される。このとき、ステップモータ１５ａの回転方向
が正転方向の時は、モータシャフト５６が外側圧縮コイ
ルばね５１のばね力に抗して図中、上下方向に移動する
ことにより、シャフト５８を介して弁体５７が弁座５９
から離れる方向（開弁方向）へ移動される。これによ
り、入口ポート６０が弁座５９の開口部を介して出口ポ
ート６１に連通される。
【００２１】一方、ステップモータ１５ａの回転方向が
逆転方向の時は、外側圧縮コイルばね５１のばね力と共
に、図中、下方向に移動することにより、シャフト５８
を介して弁体５７が弁座５９へ近づく方向（閉弁方向）
へ移動され、弁体５７が図示の如く弁座５９に嵌合密着
する。この後もステップモータ１５ａが逆転方向に回転
すると、内側圧縮コイルばね５２のばね力に抗して更に
モータシャフト５６が下方向に移動し、これによりシャ
フト５８及び弁体５７が、図中、下方向に内側圧縮コイ
ルばね５２のストローク内でオーバーストロークされ
る。これにより、弁体５７はより強く弁座５９に押し付
けられ、入口ポート６０からの排気ガスの出口ポート６
１への漏れが防止される。
【００２２】このようにして、ＥＧＲＶ１５の開度を制
御することにより、ＥＧＲクーラ４６を通して入力され
る排気ガスの通過流量が制御され、これによりインテー
クマニホールド３０への排気ガス再循環量が制御され
る。
【００２３】尚、図１のモータ駆動回路４７は、ステッ
プモータ１５ａの４相の励磁コイル５３に順次通電する
複数相の駆動信号を発生する回路で、その出力駆動信号
は断線検出回路４８を介してステップモータ１５ａの励
磁コイル５３に印加される。上記断線検出回路４８はス
テップモータ１５ａの励磁コイル５３の断線を検出する
回路で、その検出信号をマイクロコンピュータ２１へ出
力する。このマイクロコンピュータ２１には、イグニッ
ションスイッチ（ＩＧ）４９のオン・オフ信号も入力さ
れる。
【００２４】このような構成の図１の各部の動作を制御
するマイクロコンピュータ２１は、図３に示すようなハ
ードウェア構成となっている。同図中、図１と同一構成
部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図３に
おいて、マイクロコンピュータ２１は、中央処理装置
（ＣＰＵ）７０、処理プログラムや後述のマップを格納
したリード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）７１、作業領域
として使用されるランダム・アクセス・メモリ（ＲＡ
Ｍ）７２、エンジン停止後もデータを保持するバックア
ップＲＡＭ７３、ＣＰＵ７０へそのマスタークロックを
供給するクロック発生器７４を有し、これらを双方向の
バスライン７５を介して互いに接続する。また、マイク
ロコンピュータピュータ２１は、入力インターフェイス
回路７６、マルチプレクサ付Ａ／Ｄ変換器７７及び入出
力インターフェイス回路７８をバスライン７５に接続し
ている。Ａ／Ｄ変換器７７には入力インターフェイス７
６の出力が入力される。
【００２５】エアフロメータ２３、吸気温センサ２７、
水温センサ４２及びＯ2 センサ４４からの各検出信号及
びバッテリ電圧ＶＢは、それぞれ入力インターフェイス
回路７６を通してＡＤ変換器７７に入力され、ここでデ
ィジタルデータに変換された後、順次バスライン７５へ
送信される。
【００２６】一方、アイドルスイッチ２６からの検出信
号、回転角センサ４１からのエンジン回転数検出信号、
断線検出回路４８からの検出信号は、それぞれ入出力イ
ンターフェイス回路７８を通してバスライン７５へ送信
される。また、ＣＰＵ７０からバスライン７５、入出力
インタフェース回路７８を通してイグナイタ３９、燃料
噴射弁１０、ＩＳＣＶ２９，モータ駆動回路４７へそれ
ぞれ所定の制御信号が送信される。
【００２７】次に、図１に示した排気ガス還流弁制御装
置によるＥＧＲＶ１５の制御動作について説明する。マ
イクロコンピュータ２１内のＲＯＭ７１に格納されてい
るプログラムに従い、例えば４ｍｓ毎に図４に示すＥＧ
ＲＶ制御ルーチンが起動される。このルーチンでは、ま
ず、ステップ１００で、ＥＧＲＶ１５の初期化が終了し
ているか否かを示すフラグＦＥＧＲＩＮＴが“１”か否
かを判定し、“０”のとき、つまり初期化が終了してい
ないときには、以下の処理を行わずに本ルーチンを終了
する。
【００２８】一方、ＦＥＧＲＩＮＴが“１”のとき、つ
まり初期化が終了しているときには、ステップ１０１へ
進み、断線検出回路４８から断線検出信号が入力された
か否か、及びエアフロメータ２３により検出される吸入
空気量によりＥＧＲＶ１５の誤動作を検出したか否かを
示すフラグＦＥＧＲＦＡＩＬが“１”か否かを判定し、
“１”のときには、ＥＧＲＶ１５が異常であると判断し
て本ルーチンを終了する。一方、上記ＦＥＧＲＦＡＩＬ
が“１”でないとき（“０”のとき）には、ＥＧＲＶ１
５が正常であると判断して目標ステップＴＳＴＥＰを算
出する（ステップ１０２）。
【００２９】この目標ステップ数ＴＳＴＥＰの算出は、
予めＲＯＭ７１に格納されている図５に示すエンジン回
転数ＮＥと吸入空気量ＱＮとの２次元テーブルを参照し
てマップステップ数ＳＴＥＰＢを算出し、これに図６に
示すごとくスロットル開度ＴＡに略逆比例する関係にあ
るスロットル開度補正係数ＫＥＧＶＴＡを掛け合わせる
ことで行われる。尚、上記マップステップ数ＳＴＥＰＢ
の算出にあたり、図５のテーブルの各セルの間の値は補
間計算によって算出される。この目標ステップ数ＴＳＴ
ＥＰは例えば最小値が「０」で最大値「６０」の時全
開、「５」〜「０」の時全閉を示す。
【００３０】上述したマップステップ数ＳＴＥＰＢの算
出後、目標ステップ数ＴＳＴＥＰとＣＰＵ７０がＥＧＲ
Ｖ１５の開度として把握している現在のステップ数ＥＳ
ＴＥＰとの差の絶対値が“２”未満か否か判定する（ス
テップ１０３）。これは、ステップ数で“２”程度の不
感帯を持たせることによってハンチングを防止するため
である。
【００３１】ここで、｜ＴＳＴＥＰ−ＥＳＴＥＰ｜≧２
のときは、目標ステップ数ＴＳＴＥＰと現在のステップ
数ＥＳＴＥＰとの大小比較を行う（ステップ１０４）。
エンジン始動後等では、ＥＧＲＶ１５は、通常、全閉と
なっているため、ＴＳＴＥＰ＞ＥＳＴＥＰであり、この
場合には、ステップ１０５へ進んでカウンタＣＯＰＮが
“０”か否かを判定し（ステップ１０６）、“０”のと
きはＲＯＭ７１に予め格納されている図７に示すモード
用テーブルを参照し、現在のモードとそのうちのテーブ
ル名「ＴＥＧＲＯＰＮ］とから新たなモードを算出する
（ステップ１０７）。
【００３２】例えば、エンジン始動直後では、ＥＧＲＶ
１５は全閉となっているため、現在のモード（ＭＯＤ
Ｅ）は図７から分かるように“２”であり、この場合に
は、ステップ１０７で算出される新たなモードは現モー
ド“２”とモード名「ＴＥＧＲＯＰＮ］との交点である
“３”である。尚、図７のモード用テーブル中、内容の
欄ｎ相は励磁方法を示している。
【００３３】上記ステップ１０７で、新モードを算出し
た後、カウンタＣＯＰＮを“１”にセットし（ステップ
１０８）、現在のステップ数ＥＳＴＥＰの値を“１”だ
けインクリメントして目標ステップ数ＥＳＴＥＰに近付
ける（ステップ１０９）。このステップ１０９又は前記
ステップ１０６の処理後、新モードの値ＭＯＤＥを現モ
ードＭＯＤＥに代入して記憶し直し（ステップ１１
８）、本ルーチンを終了する。
【００３４】以後、本ルーチンを実行する毎にモードが
更新され、上記の例ではモードは２→３→０と更新され
る。この全閉時から全開時のモード、４相の励磁コイル
５３のうち任意の隣り合う２相の励磁コイル５３に流れ
る電流φn ，φn-1 の変化の様子を図８に示す。尚、図
８の波形中、φn ，φn-1 はハイレベルが非通電時、ロ
ーレベルが通電時の状態を示す。
【００３５】図４のルーチンの実行毎にステップ１０１
〜１０９と１１８が繰り返されることで、現在のステッ
プ数ＥＳＴＥＰが目標ステップ数ＴＳＴＥＰに近付い
て、両者の差が“１”又は“０”になると、ステップ１
１０に進み、図７のテーブルの中から現在のモード
“０”とテーブル名「ＴＥＧＲＳＴＰ」とから新たなモ
ード“９”を算出し、ＥＳＴＥＰの値は現在の値のまま
として新モードＭＯＤＥに記憶し直し（ステップ１１
８）、本ルーチンを終了する。
【００３６】一方、ステップ１０４でＴＳＴＥＰ≦ＥＳ
ＴＥＰと判定された場合には、現在のステップ数ＥＳＴ
ＥＰが“９”未満か否かを判定し（ステップ１１１）、
“９”未満のときはカウンタＣＣＬＳが“０”か否かを
判定し（ステップ１１２）、“１”のときはカウンタＣ
ＣＬを“１”だけデクリメントする（ステップ１１
３）。カウンタＣＣＬＳが“０”のときは、図７のモー
ド用テーブルを参照して、現在のモードとテーブル中の
テーブル名「ＴＥＧＲＣＬＸ」とから新たなモード値Ｍ
ＯＤＥを算出し（ステップ１１４）、カウンタＣＣＬＳ
の値を“１３”にセットする（ステップ１１５）。他
方、ステップ１１１で“９”以上と判定された時は現在
のモードと上記テーブル中のテーブル名「ＴＥＧＲＣＬ
Ｓ」とから新たなモード値ＭＯＤＥを算出する（ステッ
プ１１６）。
【００３７】上記ステップ１１５の処理後又はステップ
１１６で新たなモードＭＯＤＥが算出されると、現在の
ステップ数ＥＳＴＥＰを目標ステップ数ＴＳＴＥＰに近
付けるために“１”だけＥＳＴＥＰをデクリメントした
後（ステップ１１７）、新モード値ＭＯＤＥを現在のモ
ード値ＭＯＤＥに対して記憶し直し（ステップ１１
８）、本ルーチンを終了する。
【００３８】また、ステップ１１３の処理後はＥＳＴＥ
Ｐをデクリメントすることなくステップ１１８に進む。
これにより、ステップモータ１５ａを停止状態からＥＧ
ＲＶ１５を閉じる方向に起動するときには、図９に模式
的に示す如く、モードは２→２→２→３→１０→１→１
……と変化し、また、ＥＧＲＶ１５の開弁状態から停止
状態とされるときには、図１０に模式的に示す如く、モ
ードは０→９→８→７→６→２→……と変化し、ＥＧＲ
Ｖ１５の開弁状態からＥＧＲＶ１５の停止状態にされる
ときには、図１１に模式的に示す如く、モードは１→９
→８→７→６→２→……と変化する。
【００３９】更に、ＥＧＲＶ１５が開弁状態から閉弁状
態へ反転するときのモード及びモータ駆動信号は、図１
２に示されている。また、ＥＧＲＶ１５が閉弁状態から
開弁状態へ反転するときのモード及びモータ駆動信号
は、図１３に示されている。
【００４０】このように図７のモード用テーブルを用い
ることにより、ステップモータ１５ａの駆動停止、反
転、スタート時に、図１５に示す如く、ディレー時間を
設けることができるため、ステップモータ１５ａの安定
な作動が可能になる。
【００４１】このようにして、マイクロコンピュータ２
１は現在のステップ数ＥＳＴＥＰが運転状態に応じて変
化する目標ステップ数ＴＳＴＥＰになるように制御する
ことで、ＥＧＲＶ１５の開度を運転状態に応じて制御す
ることができる。
【００４２】また、閉弁方向作動時には図４のステップ
１１１〜１１７に示したように、現在のステップ数ＥＳ
ＴＥＰが“９”未満の時は、カウンタＣＣＬＳにより図
４の４ｍｓルーチンが１４回起動される毎にＥＳＴＥＰ
が“１”ずつ減少するから、“９”以上の時に比べてＥ
ＧＲＶ１５の弁体５７の移動速度が５６ｍｓ（＝４×１
４ｍｓ）毎に１ステップ開弁するように設定される。
【００４３】このように比較的遅い速度に設定されてい
る理由は、弁体５７が弁座５９に衝突する際に、速い移
動速度だと脱調する可能性があり、また、弁体５７自体
が流量制御しているため、衝突により弁体５７が損傷す
ると流量制御が正確にできなくなるからである。また、
モータ駆動回路４７は弁体５７の作動方向反転時は、図
１２、図１３、図１４に示すように、同じ相の励磁コイ
ル５３を通常より長い時間通電するように駆動パルスを
発生する。これは確実に作動方向反転を行わせてステッ
プモータ１５ａの脱調を防止するためである。尚、図１
４（Ａ）〜（Ｄ）は、各相の励磁コイル５３をスイッチ
ングするトランジスタ（図示せず）のベースに入力され
る各相の駆動パルスを示している。
【００４４】ところで、ステップモータ１５ａやＥＧＲ
Ｖ１５には位置センサが設けられていないため、ＥＧＲ
制御中は、ステップモータ１５ａの位置（ＥＧＲＶ１５
の開度）を現在のステップ数ＥＳＴＥＰの基準位置から
の増減を計算することによって判断し、現在のステップ
数ＥＳＴＥＰ（実開度）を目標ステップ数ＴＳＴＥＰ
（目標開度）に一致させるようにステップモータ１５ａ
を制御することにより、排気ガス還流量を制御する。従
って、このＥＧＲ制御を正確に行うには、ステップモー
タ１５ａの回転位置とＥＧＲＶ１５の開度とを正しく対
応させる必要があり、そのために、適当な時期にステッ
プモータ１５ａを初期化してステップモータ１５ａの回
転位置をＥＧＲＶ１５の基準位置に確実にセットする必
要がある。
【００４５】この初期化は、ＥＧＲＶ１５の全閉を基準
位置にして行うことが好ましいが、これは、ＥＧＲＶ１
５の全開側を基準位置とすると、初期化中、ＥＧＲＶ１
５は開状態になるため、エミッションのみならず、エン
ジン出力低下やドライバビリティ悪化等の悪影響が懸念
されるからである。
【００４６】そこで、本実施例では、ＥＧＲＶ１５の全
閉を基準位置にしてステップモータ１５ａを初期化する
ようになっており、以下、具体的な初期化方法を説明す
る。
【００４７】図１６に示す初期化実行条件成立判定ルー
チンは、初期化実行条件の成立を判定するルーチンであ
る。本実施例では、ステップモータ１５ａの初期化（全
閉位置への復帰）を行う時期は、次の〜である。
【００４８】イグニッションスイッチ（ＩＧ）４９が
オンからオフに切り換えられた直後 ＥＧＲ制御開始直前の時期［例えば冷却水温６０℃以
上でＥＧＲ制御を開始する場合には冷却水温ＴＨＷが所
定温度（例えば５５℃）まで上昇した時］ 目標ステップＴＳＴＥＰ（目標開度）が０（全閉）と
なる都度 例えば、ＩＧ４９がオフに切り換えられた直後は、初期
化実行条件が成立してステップ１６１の判定が「Ｙｅ
ｓ」となり、ステップ１６５に進み、初期化実行条件成
立フラグＦＩＮＴＯＫを“１”にセットして本ルーチン
を終了する。また、ＥＧＲ制御開始直前の時期、つまり
前回の冷却水温ＴＨＷ（ｉ−１）が所定温度（例えば５
５℃）よりも低く、今回の冷却水温ＴＨＷ（ｉ）が所定
温度以上になったときにも、上記初期化実行条件が成立
して、ステップ１６２の判定が「Ｙｅｓ」となり、ステ
ップ１６５に進み、初期化実行条件成立フラグＦＩＮＴ
ＯＫを“１”にセットして本ルーチンを終了する。更
に、目標ステップＴＳＴＥＰが０（全閉）となる都度
に、上記初期化実行条件が成立して、ステップ１６３の
判定が「Ｙｅｓ」となり、ステップ１６５に進み、初期
化実行条件成立フラグＦＩＮＴＯＫを“１”にセットし
て本ルーチンを終了する。
【００４９】一方、上記〜のいずれの初期化実行条
件も満たさない場合には、ステップ１６１〜１６３の判
定がいずれも「Ｎｏ」となり、ステップ１６４に進ん
で、初期化実行条件成立フラグＦＩＮＴＯＫを“０”に
セットし、初期化を実行しないようにする。
【００５０】また、図１７に示す初期化制御ルーチン
は、特許請求の範囲でいう“初期化制御手段”として機
能する。
【００５１】この初期化制御ルーチンでは、まず、ステ
ップ２０１で、上述した初期化実行条件成立フラグＦＩ
ＮＴＯＫが“１”か否かを判定し、“１”でないとき、
つまり前記〜のいずれの初期化実行条件も満たさな
いときには、以降の初期化処理を行わず、本ルーチンを
終了する。
【００５２】もし、初期化実行条件成立フラグＦＩＮＴ
ＯＫが“１”であれば、ステップモータ１５ａを初期化
する（ステップ２０２〜２１２）。本実施例では、４相
のステップモータ１５ａを４相駆動せずに、４相のうち
相対する２相のみを通電して閉め込み処理を行う。ここ
では、まず、相対する第１，３相のみ通電する２相ステ
ップモータとして閉め込みを行う（ステップ２０２）。
次いで、ＲＡＭ７２に格納されている現在のステップ数
ＥＳＴＥＰを最大（ＥＧＲＶ１５全開時）のステップ数
の２倍（本実施例では例えば６０×２＝１２０）に変更
し、ＲＡＭ７２に格納し直す（ステップ２０３）。
【００５３】この後、ステップ２０４〜２０６で、第
１，３相の２相駆動により閉弁方向へ１ステップ分駆動
する毎に、現在のステップ数ＥＳＴＥＰを“１”ずつ減
算する処理を繰り返すことにより、第１，３相の２相駆
動で現在のステップ数ＥＳＴＥＰが“０”となるまで
（本実施例では１２０ステップ分）閉め込みを行う。こ
の際、ステップモータ１５ａを１ステップ駆動する毎
に、後述する図１８の駆動速度制御ルーチンが割り込み
処理され、ステップモータ１５ａの駆動速度（１ステッ
プ分の通電時間）が後述するようにバッテリ電圧ＶＢに
応じて決められる。
【００５４】このようにして、第１，３相の２相ステッ
プモータとして閉め込みを行った後、通電する相を切り
換えて、同様に、第２，４相の２相ステップモータとし
て閉め込みを行う（ステップ２０７〜２１１）。以上の
ようにして、第１，３相及び第２，４相での閉め込みが
終了したら、ステップ２１２に進み、ステップモータ１
５ａの初期化が終了したことを示すフラグＦＥＧＲＩＮ
Ｔを“１”にセットして、前述した図４に示すＥＧＲＶ
制御ルーチンに戻る。
【００５５】ここで、図１９を用いてステップモータ１
５ａの駆動原理を説明する。図１９では説明を簡単にす
るために４相４極のステップモータで説明するが、本実
施例で用いられるステップモータ１５ａは例えば特開昭
６０−８１４４２号公報に開示されたステップモータの
ように４相多極（具体的には４相６４極）の構成として
ロータの保持磁力をアップさせると共に、駆動速度の向
上を可能にしている。
【００５６】図１９（ａ）に示すように、励磁コイルＳ
1 のみが通電されると、励磁コイルＳ1 のティース側が
Ｓ極に着磁されるため、マグネットロータ９１のＮ極が
吸引された状態となる。次に、図１９（ｂ）に示すよう
に、励磁コイルＳ2 のみが通電されると、励磁コイルＳ
2 のティース側がＳ極に着磁されるため、マグネットロ
ータ９１のＮ極が吸収され、マグネットロータ９１が９
０゜時計方向に回転された状態となる。
【００５７】以下、同様に励磁コイルをＳ3 ，Ｓ4 ，Ｓ
1 ……の順で通電することにより、マグネットロータ９
１はシャフト９２を中心として時計方向の回転を持続す
る。一方、励磁コイルＳ1 〜Ｓ4 の通電順序を上記と逆
にすることにより、マグネットロータ９１はシャフト９
２を中心として反時計方向に回転する。マグネットロー
タ９１の時計方向の回転時に弁体５７が閉弁されるもの
とすると、マグネットロータ９１の反時計方向の回転時
には弁体５７は開弁方向に移動制御される。尚、通常は
ステップモータ１５ａは２相同時に励磁されているが、
基本的には図１９の原理に基づいて回転する。
【００５８】本実施例では、まず第１相と第３相の２相
モータを構成するわけであるが、その場合は図１９の
（ｂ）と（ｃ）のみの通常構成となる。閉弁方向駆動時
は上記したようにマグネットロータ９１は時計方向に回
転するはずであるが、例えば、第１相から第４相に通電
が変わった場合、マグネットロータ９１が閉弁方向（時
計方向）と開弁方向（反時計方向）のどちらに回転する
かは同条件のため一義的に決められず、マグネットロー
タ９１はどちら側にも回転することが可能である。これ
がステップモータ１５ａを２相駆動で使用したときの問
題点で、２相駆動時の回転方向は他の外力及び慣性力に
よって決定される。
【００５９】この点、本実施例のステップモータ１５ａ
は図２に示したように外側圧縮コイルばね５２のばね力
によりモータシャフト５６を閉弁方向に付勢しているた
め、弁体５７が全閉となるまでステップモータ１５ａを
２相駆動により閉弁方向に駆動することができ、上記問
題点は解消される。
【００６０】ところで、ＥＧＲＶ１５の開度を調整する
ステップモータ１５ａは、オープンループで制御される
ため、ＥＧＲ制御中に何等かの原因で脱調が発生する
と、制御精度が大きく悪化する。従って、ＥＧＲ制御中
でも初期化（全閉位置への復帰）を時々行うことができ
れば、ＥＧＲ制御中にステップモータ１５ａの位置ずれ
を修正することができる。
【００６１】そこで、本実施例では、前述したように、
ＥＧＲ制御中に目標ステップＴＳＴＥＰ（目標開度）が
０（全閉）となる都度に、ステップモータ１５ａを初期
化して、ＥＧＲＶ１５の弁体５７が弁座５９に突き当た
るまで閉め込む。これにより、ＥＧＲ制御中に目標ステ
ップＴＳＴＥＰが全閉となる都度、初期化処理によりス
テップモータ１５ａの脱調等による位置ずれを修正する
ことができる。
【００６２】この場合、目標ステップＴＳＴＥＰが全閉
になる度にステップモータ１５ａを初期化するので、ス
テップモータ１５ａの位置ずれを修正する機会が増え、
ＥＧＲ制御の精度が高まる。但し、本発明は、ＥＧＲ制
御中の初期化処理を、目標ステップＴＳＴＥＰが全閉に
なったときに毎回行う必要は必ずしも無く、間欠的に行
うようにしても良い（何故ならば脱調の発生頻度は少な
いためである）。
【００６３】また、本実施例では、初期化中に目標ステ
ップＴＳＴＥＰが変化しても初期化を優先させて実行す
る。従って、一旦、初期化が開始されると、目標ステッ
プＴＳＴＥＰが変化しても、初期化が途中で終了するこ
となく、最後まで実行される。この場合、目標ステップ
ＴＳＴＥＰが全閉となった直後に目標ステップＴＳＴＥ
Ｐが変化するときには対応が遅れるが、ＥＧＲ制御にお
いては、ＥＧＲＶ１５が全閉であれば、エンジン出力低
下やドライバビリティ悪化等の不具合は発生せず、初期
化の回数を増やして脱調したままＥＧＲ制御を続けるこ
とを防ぐ方が有利である。
【００６４】更に、本実施例では、初期化時にステップ
モータ１５ａを閉弁方向に最大ステップ数の２倍（例え
ば１２０ステップ）駆動するようにしたので、若干の脱
調により現実のステップ数ＥＳＴＥＰとステップモータ
１５ａとの回転が対応しなくなる２相モータの場合でも
確実に弁体５７を弁体５９に確実に突き当たらせた全閉
状態にすることができ、初期化前に脱調して実ステップ
と目標ステップが違っていても全閉への対応ができる。
【００６５】但し、全閉方向に駆動するステップ数は、
最大ステップ数の２倍に限定されず、例えば現在のステ
ップ数の２倍として、閉め込みに要する時間を短くする
ようにしても良く、要は、現在のステップ数よりもある
程度大きなステップ数（つまり弁体５７が弁体５９に確
実に突き当たるステップ数）であれば良い。
【００６６】この場合、４相のステップモータ１５ａを
２相のステップモータとして駆動した方が４相駆動時よ
りもロータ５４が回転しなかったり開弁方向にロータ５
４が回転したりすることがなく、ロータ５４の回転が安
定する。更には、第１，３相の駆動後、第２，４相の駆
動を行うので、断線時にも全閉が可能となり、初期化時
に全閉位置に弁体５７を駆動できないといった不具合が
生じない。
【００６７】本実施例では、第１，３相の駆動後、第
２，４相の駆動を行うようにしたが、これを前後逆にし
て、第２，４相の駆動後に、第１，３相の駆動を行うよ
うにしても良いことは言うまでもない。
【００６８】また、ＥＧＲ制御中の初期化は４相のステ
ップモータ１５ａを２相駆動するものに限定されず、４
相のステップモータ１５ａを４相駆動して初期化するよ
うにしても良い。以下、４相駆動で初期化する場合の処
理の流れを図１９に示すフローチャートに基づいて説明
する。
【００６９】まず、ステップ２３１で、初期化実行条件
成立フラグＦＩＮＩＴＯＫが“１”であるか否かを判断
し、“０”であるときには、以降の初期化処理を行わ
ず、本ルーチンを終了する。一方、初期化実行条件成立
フラグＦＩＮＩＴＯＫが“１”のときには、現在のステ
ップ数ＥＳＴＥＰ（実開度）が“９”よりも小さいか否
かを判断し（ステップ２３２）、ＥＳＴＥＰ＜９のとき
には、現在のステップ数を“１６”と書き換え（ステッ
プ２３３）、１６ステップの締め込みを行う。これは、
多少脱調していても確実に基準位置（全閉位置）に戻す
ため、実際の開弁ステップ数より多めに閉弁処理を行う
ようにするためである。この後、ステップ２３４で、カ
ウンタＣＣＬＳが“０”であるか否かを判定し、“０”
でないときには、カウンタＣＣＬＳが“１”だけデクリ
メントされる（ステップ２４１）。
【００７０】一方、カウンタＣＣＬＳ＝０が“０”のと
きには、図７のモード用テーブルを参照して、現在のモ
ードとテーブル中のテーブル名「ＴＥＧＲＣＬＸ」とか
ら新たなモードを算出し（ステップ２３５）、カウンタ
ＣＣＬＳの値を“１３”にセットする（ステップ２３
６）。
【００７１】前述したステップ２３２で、現在のステッ
プ数ＥＳＴＥＰが“９”以上と判定されれば、現在のモ
ードと上記テーブル中のテーブル名「ＴＥＧＲＣＬＳ］
とから新たなモード値ＭＯＤＥを算出する（ステップ２
３７）。このステップ２３７又は前記ステップ２３６の
処理後、締め込み処理を行うため、現在のステップ数Ｅ
ＳＴＥＰが“０”になるまでＥＳＴＥＰを“１”ずつデ
クリメントする（ステップ２３８，２３９）。この後、
新モード値ＭＯＤＥを現在のモード値ＭＯＤＥに代入し
て記憶し直し（ステップ２４０）、ステップ２３４以降
の処理を繰り返す。この際、ステップ２３８で、現在の
ステップ数ＥＳＴＥＰをデクリメントした後、このＥＳ
ＴＥＰが“０”か否かを判断し（ステップ２３９），Ｅ
ＳＴＥＰが“０”になったときは本ルーチンを終了す
る。
【００７２】以上の処理により、現在のステップ数ＥＳ
ＴＥＰが“９”未満のときには、カウンタＣＣＬＳによ
り本ルーチン（４ｍｓ処理）が１４回起動される毎にＥ
ＳＴＥＰが“１”ずつ減少するから、“９”以上の時に
比べてＥＧＲＶ１５の弁体５７の移動速度が５６ｍｓ
（＝４×１４ｍｓ）毎に１ステップ開弁することとな
る。これは図３の弁体５７が弁座５９に当接するとき、
速い移動速度だと脱調する可能性があり、また弁体５７
自体が流量制御しているため、衝突により弁体５７が損
傷すると流量制御が正確にできなくなるからである。ま
た、モータ駆動回路４７は弁体１５ｂの作動方向反転時
は、図１２、図１３、図１４に示すように、同じ相の励
磁コイル５３を通常時より長い時間通電するように駆動
パルスを発生する。これは確実に作動方向反転を行わせ
てステップモータ１５ａの脱調を防止するためである。
【００７３】尚、前述した実施例では、図１６のステッ
プ１６１の処理によりＩＧ４９をオンからオフに切り換
えた直後にもステップモータ１５ａを初期化するように
したが、ステップ１６１の処理を省略してＩＧ４９のオ
フ直後の初期化を行わないようにしても良い。このよう
にすれば、ＩＧ４９のオフ後に電源供給用のメインリレ
ーを所定時間オン状態に保持するメインリレー制御回路
が不要となり、回路構成を簡単化することができる。
【００７４】その他、本発明は、モータ駆動回路４７を
マイクロコンピュータ２１またはＥＧＲＶ１５に一体化
した構成としても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種
々変更して実施できる。
【００７５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の請求項１の構成によれば、ＥＧＲ制御中に排気ガス還
流弁の目標開度が全閉になったときに、ステップモータ
を排気ガス還流弁の弁体が弁座に突き当たるまで閉め込
むことにより初期化するようにしたので、ＥＧＲ制御中
に初期化によりステップモータの脱調等による位置ずれ
を修正することができて、位置ずれしたままＥＧＲ制御
を続けてエンジン出力低下やドライバビリティ悪化等を
引き起こす事態を回避することができる。
【００７６】しかも、請求項２では、目標開度が全閉に
なる都度、ステップモータを初期化して排気ガス還流弁
を閉め込むようにしたので、ステップモータの位置ずれ
を修正する機会が増え、ＥＧＲ制御の精度を一層高める
ことができる。
【００７７】更に、請求項３では、初期化の閉め込みの
際にステップモータを現在位置から全閉位置までの実際
のステップ数よりも大きなステップ数駆動するようにし
たので、初期化処理が終了するまでに排気ガス還流弁の
弁体が確実に弁座に突き当たるようになり、初期位置
（全閉位置）へ復帰が確実なものとなる。
【００７８】また、請求項４では、初期化中に排気ガス
還流弁の目標開度が変化しても初期化を優先させて実行
するようにしたので、脱調等による位置ずれの修正を優
先させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す装置全体の概略構成図
【図２】排気ガス還流弁（ＥＧＲＶ）の断面図
【図３】制御系を示すブロック図
【図４】ＥＧＲＶ制御ルーチンの処理の流れを示すフロ
ーチャート
【図５】目標ステップ数の算出に用いるテーブルを示す
図
【図６】スロットル開度ＴＡとスロットル開度補正係数
ＫＥＧＶＴＡとの関係を説明する図
【図７】現在のモードとテーブル名から新たなモードを
求めるために参照する二次元テーブルを示す図
【図８】排気ガス還流弁が駆動停止から開弁状態にされ
るときのモード及び駆動信号を示す図
【図９】排気ガス還流弁が駆動停止から閉弁状態にされ
るときのモード及び駆動信号を示す図
【図１０】排気ガス還流弁が開弁状態から停止状態にさ
れるときのモード及び駆動信号を示す図
【図１１】排気ガス還流弁が閉弁状態から停止状態にさ
れるときのモード及び駆動信号を示す図
【図１２】排気ガス還流弁が開弁状態から閉弁状態にさ
れるときのモード及び駆動信号を示す図
【図１３】排気ガス還流弁が閉弁状態から開弁状態にさ
れるときのモード及び駆動信号を示す図
【図１４】弁体の作動方向反転時のステップモータ駆動
パルスの波形を示す図
【図１５】モードとディレイ時間との関係を示す図
【図１６】初期化実行条件成立判定ルーチンの処理の流
れを示すフローチャート
【図１７】初期化制御ルーチンの処理の流れを示すフロ
ーチャート
【図１８】ステップモータの駆動原理を説明する図
【図１９】４相駆動による初期化の処理の流れを示すフ
ローチャート
【符号の説明】
１５…排気ガス還流弁（ＥＧＲＶ）、１５ａ…ステップ
モータ、２１…マイクロコンピュータ（初期化制御手
段）、３２…エンジン（内燃機関）、４５…排気ガス管
流通路、５６…ＥＧＲクーラ、４９…イグニッションス
イッチ（ＩＧ）、５１…外側圧縮コイルばね、５２…内
側圧縮コイルばね、５３…励磁コイル、５４…ロータ、
５６…モータシャフト、５８…シャフト、５７…弁体、
５９…弁座。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の排気系から排気ガスの一部を
    吸気系へ還流させるための排気ガス還流通路の途中に設
    けられた排気ガス還流弁をステップモータで駆動するよ
    うにした排気ガス還流弁制御装置において、 排気ガス還流制御中に前記排気ガス還流弁の目標開度が
    全閉になったときに前記ステップモータを前記排気ガス
    還流弁の弁体が弁座に突き当たるまで閉め込むことによ
    り前記ステップモータの初期化を行う初期化制御手段を
    備えていることを特徴とする排気ガス還流弁制御装置。
  2. 【請求項２】 前記初期化制御手段は、前記排気ガス還
    流弁の目標開度が全閉になる都度、前記ステップモータ
    を初期化して前記排気ガス還流弁を閉め込むことを特徴
    とする請求項１に記載の排気ガス還流弁制御装置。
  3. 【請求項３】 前記初期化制御手段は、初期化の閉め込
    みの際に前記ステップモータを現在位置から全閉位置ま
    での実際のステップ数よりも大きなステップ数駆動する
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の排気ガス還流
    弁制御装置。
  4. 【請求項４】 前記初期化制御手段は、初期化中に前記
    排気ガス還流弁の目標開度が変化しても初期化を優先さ
    せて実行することを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
    かに記載の排気ガス還流弁制御装置。
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