JPH08334064A

JPH08334064A - 排ガス還流制御装置

Info

Publication number: JPH08334064A
Application number: JP7139666A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Oda; 英幸織田; Nobuaki Murakami; 信明村上
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 1995-06-06
Publication date: 1996-12-17

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】内燃機関の排ガス還流制御装置で、位置センサ
を装備しない場合でも、ＥＧＲ弁の脱調を確実に検知で
き、的確なＥＧＲ制御を安定して確保できる。【構成】排ガス還流路８０に介装された排ガス還流路開
閉弁８１を開閉駆動するステッパモータ９０と、内燃機
関の運転状態を検出する手段１０１と、この出力に応じ
て排ガス還流路開閉弁の所要開度を設定するステップモ
ータ９０を所要開度に対応させて駆動制御するモータ制
御手段１０２と、機関運転時の吸気通路圧を検出する手
段１０３と、還流通路開閉弁の正常開作動時の運転状態
検出手段の各出力値に対する吸気通路圧検出手段の各出
力値を記憶する正常値記憶手段１０４と、実際の機関運
転時に運転状態検出手段の出力値に対応させて吸気通路
圧検出手段の出力値と正常値記憶手段の記憶値とを比較
しステッパモータ９０の脱調の有無を判定する脱調判定
手段１０５とをそなえる。

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（エンジン）
排気側の排ガスを吸気側に還流させるように構成され
た、排ガス還流制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンの排気側から吸気側へ排
ガスを還流させるべく排ガス還流路（ＥＧＲ通路）を設
けることが行なわれている。このような排気ガス再循環
（ＥＧＲ）を行なうことにより、吸気側のガソリン混合
気に、空気中のＮ₂に比べて熱容量の大きいＣＯ₂ガス
を含む排出ガスを混入し、同一の発熱量ながら、排ガス
を混入しない場合に比べて燃焼温度を低下させ、ＮＯ_X
の生成を抑制する。

【０００３】そして、排ガス還流路に介装された排ガス
還流路開閉弁（ＥＧＲ弁）の駆動により排ガス循環量を
制御するＥＧＲ制御が行なわれ、ＮＯ_X排出量の多い所
定領域での所定量の循環が行なわれる。ここで、ＥＧＲ
制御装置としては、吸気通路負圧と排気通路圧力を利用
してＥＧＲ弁を開閉するニューマチック式（機械式）
と、これを電子制御で行なう方式とがある。

【０００４】電子制御方式においては、ＥＧＲ弁の駆動
をステッパモータで行なうように構成されており、その
ソレノイドコイルにかかる駆動パルスのステップ数によ
り、所要の開閉駆動を行なうようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
電子制御式のＥＧＲ制御装置において、開閉状態を検知
する位置センサを装備していない場合は、ステッパモー
タへの回転指示値の履歴によりその開閉状態を検知す
る。このような手段による場合、なんらかの原因でステ
ッパモータが脱調すると、履歴と実際の駆動結果とが対
応しなくなるため、実際の開閉状態を検知することが不
可能になり、ＥＧＲ量の過不足によるドライバビリティ
の悪化や、ＮＯ_Xの増大を招来する可能性がある。

【０００６】すなわち、従来の手段では、的確なＥＧＲ
制御を確保出来ない可能性があるという課題がある。本
発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、位置
センサを装備しない電子制御式のＥＧＲ制御装置であっ
ても、ＥＧＲ弁の脱調を確実に検知できるようにして、
的確なＥＧＲ制御を安定して確保できるようにした、排
ガス還流制御装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の排ガ
ス還流制御装置は、排気通路内の排ガスを吸気通路内に
還流させる排ガス還流路と、該排ガス還流路に介装され
て該排ガス還流路を開閉する排ガス還流路開閉弁と、該
排ガス還流路開閉弁を所要量開閉駆動するステッパモー
タとをそなえた内燃機関の排ガス還流制御装置におい
て、該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段
と、該運転状態検出手段の出力に応じて上記排ガス還流
路開閉弁の所要開度を設定するとともに上記ステップモ
ータを該所要開度に対応させて駆動制御するモータ制御
手段と、機関運転時の吸気通路圧を検出する吸気通路圧
検出手段と、上記還流通路開閉弁の正常開作動時におけ
る上記運転状態検出手段の各出力値に対する該吸気通路
圧検出手段の各出力値を記憶する正常値記憶手段と、実
際の機関運転時に上記運転状態検出手段の出力値に対応
させて該吸気通路圧検出手段の出力値と上記正常値記憶
手段の記憶値とを比較し上記ステッパモータの脱調の有
無を判定する脱調判定手段とをそなえて構成されたこと
を特徴としている。

【０００８】また、請求項２記載の排ガス還流制御装置
は、上記運転状態検出手段が、機関回転数と吸気通路に
設けられた開閉弁の開度とを検出する手段をそなえて構
成されていることを特徴としている。さらに、請求項３
記載の排ガス還流制御装置は、上記排ガス還流路開閉弁
の所要開度を閉止に設定すべきとき、上記モータ制御手
段が、上記ステッパモータの駆動角度を該排ガス還流路
開閉弁閉止に対応する角度より大きな角度に設定するよ
うに構成されたことを特徴としている。

【０００９】そして、請求項４記載の排ガス還流制御装
置は、上記脱調判定手段による脱調判定に際し、上記運
転状態検出手段の出力に基づく上記排ガス還流路開閉弁
の所要開度を閉止に設定すべきとき、上記モータ制御手
段が、上記ステッパモータの駆動角度を該排ガス還流路
開閉弁閉止に対応する角度より大きな角度に設定するよ
うに構成されたことを特徴としている。

【００１０】

【作用】上述の本発明の排ガス還流制御装置では、排気
通路内の排ガスが排ガス還流路を通じ吸気通路内に還流
されるが、その還流量は、排ガス還流路開閉弁により調
整され、排ガス還流路開閉弁の調整は排ガス還流路開閉
弁をステッパモータにより所要量開閉駆動させることに
より行なわれる。そして、運転状態検出手段により内燃
機関の運転状態が検出され、運転状態検出手段の出力に
応じて排ガス還流路開閉弁の所要開度が設定されて、設
定された所要開度に対応させるべくモータ制御手段によ
るステッパモータの駆動制御が行なわれる。また、機関
運転時の吸気通路圧が吸気通路圧検出手段で検出される
が、還流通路開閉弁の正常開作動時における運転状態検
出手段の各出力値に対する吸気通路圧検出手段の各出力
値が正常値記憶手段により記憶されており、実際の機関
運転時においては運転状態検出手段の出力値に対応させ
て吸気通路圧検出手段の出力値と正常値記憶手段の記憶
値とが比較され、ステッパモータの脱調の有無が脱調判
定手段により判定される。

【００１１】また、請求項２記載の排ガス還流制御装置
では、請求項１記載の装置の動作において、運転状態検
出手段による運転状態の検出が、機関回転数と吸気通路
に設けられた開閉弁の開度とを検出する手段を用いて行
なわれる。さらに、請求項３記載の排ガス還流制御装置
では、請求項１記載の装置の動作において、排ガス還流
路開閉弁の所要開度を閉止に設定すべきとき、モータ制
御手段により、ステッパモータの駆動角度を排ガス還流
路開閉弁閉止に対応する角度より大きな角度に設定され
る。

【００１２】そして、請求項４記載の排ガス還流制御装
置では、請求項１記載の装置の動作において、脱調判定
手段による脱調判定に際し、運転状態検出手段の出力に
基づいて排ガス還流路開閉弁の所要開度を閉止に設定す
べきとき、モータ制御手段が、ステッパモータの駆動角
度が排ガス還流路開閉弁閉止に対応する角度より大きな
角度に設定される。

【００１３】

【実施例】以下、図面により、本発明の一実施例として
の排ガス還流制御装置について説明すると、図１は本装
置の制御ブロック図、図２は本装置を有するエンジンシ
ステムの全体構成図、図３は本装置を有するエンジンシ
ステムの制御系を示すハードブロック図、図４，５は本
装置の動作を説明するためのフローチャート、図６は本
装置の動作を説明するためのグラフ，図７は本装置にお
ける排ガス還流路開閉弁の要部を示す縦断面図であり、
図８は本装置を筒内噴射型ガソリンエンジンに適用した
場合のエンジンシステムの全体構成図である。

【００１４】さて、本装置を装備する自動車用のエンジ
ンは、所要の運転条件下では理論空燃比（ストイキオ）
よりも希薄側空燃比（リーン）での希薄燃焼運転（リー
ンバーン運転）も行なえるエンジンとして構成されてい
るが、このエンジンシステムは、図２に示すようにな
る。すなわち、この図２において、エンジン（内燃機
関）１は、その燃焼室２に通じる吸気通路３および排気
通路４を有しており、吸気通路３と燃焼室２とは吸気弁
５によって連通制御されるとともに、排気通路４と燃焼
室２とは排気弁６によって連通制御されるようになって
いる。

【００１５】また、吸気通路３には、その上流側から順
に、エアクリーナ７，スロットル弁８（スロットル弁８
は吸気通路３に設けられた開閉弁を構成する）および電
磁式燃料噴射弁（インジェクタ）９が設けられており、
排気通路４には、その上流側から順に、三元触媒１０お
よび図示しないマフラ（消音器）が設けられている。な
お、インジェクタ９は、エンジン１の各気筒毎に設けら
れている。また、吸気通路３には、サージタンク３ａが
設けられている。

【００１６】また、三元触媒１０は、ストイキオ運転状
態で、ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘを浄化するもので、公知のも
のである。さらに、スロットル弁８は、ワイヤケーブル
を介してアクセルペダル（図示せず）に連結されてお
り、このアクセルペダルの踏込み量に応じて開度を調整
されるようになっている。

【００１７】また、吸気通路３には、スロットル弁８を
バイパスする第１バイパス通路１１Ａが設けられ、この
第１バイパス通路１１Ａには、ＩＳＣ弁として機能する
ステッパモータ弁（以下、ＳＴＭ弁という）１２が介装
されている。なお、この第１バイパス通路１１Ａには、
エンジン冷却水温に応じて開度が調整されるワックスタ
イプのファーストアイドルエアバルブ１３も設けられて
おり、ＳＴＭ弁１２に併設されている。

【００１８】ここで、ＳＴＭ弁１２は、第１バイパス通
路１１Ａ中に形成された弁座部に当接しうる弁体１２ａ
と、この弁体位置を調整するためのステッパモータ（Ｉ
ＳＣ用アクチュエータ）１２ｂと、弁体を弁座部に押圧
する方向（第１バイパス通路１１Ａを塞ぐ方向）へ付勢
するバネ１２ｃとから構成されている。そして、ステッ
パモータ１２ｂにより、弁座部に対する弁体１２ａの位
置の段階的な調整（ステップ数による調整）を行なうこ
とで、弁座部と弁体１２ａとの開度つまりＳＴＭ弁１２
の開度が調整されるようになっている。

【００１９】従って、このＳＴＭ弁１２の開度を後述す
るコントローラとしての電子制御ユニット（ＥＣＵ）２
５にて制御することにより、運転者によるアクセルペダ
ルの操作とは関係なく、第１バイパス通路１１Ａを通し
て吸気をエンジン１に供給することができ、その開度を
変えることでスロットルバイパス吸気量を調整すること
ができるようになっている。

【００２０】さらに、吸気通路３には、スロットル弁８
をバイパスすると共に第１バイパス通路１１Ａよりも大
径の第２バイパス通路１１Ｂが設けられ、この第２バイ
パス通路１１Ｂには、エアバイパス弁１４が介装されて
いる。ここで、このエアバイパス弁１４は、第２バイパ
ス通路１１Ｂ中に形成された弁座部に当接しうる弁体１
４ａと、この弁体位置を調整するためのステッパモータ
（エアバイパス用アクチェータ）１４ｂとから構成され
ている。

【００２１】従って、このステッパモータ１４ｂを後述
するＥＣＵ２５にて制御することにより、この場合も、
運転者によるアクセルペダルの操作とは関係なく、第２
バイパス通路１１Ｂを通して吸気をエンジン１に供給す
ることができ、エアバイパス弁１４の開度を変えること
でスロットルバイパス吸気量を調整することができるよ
うになっている。

【００２２】また、排気通路４と吸気通路３との間に
は、排気を吸気系へ戻す排気再循環通路（ＥＧＲ通路：
排ガス還流路）８０が介装されていて、このＥＧＲ通路
８０には、ＥＧＲ弁（排ガス還流路開閉弁）８１が介装
されている。ここで、このＥＧＲ弁８１は、図７に示す
ように構成されており、ＥＧＲ通路８０中に形成された
弁座部に当接しうる弁体８１ａと、この弁体位置を調整
するためのステッパモータ（ＥＧＲ制御用アクチェー
タ）９０とが付設されている。

【００２３】ステッパモータ９０は、ＥＣＵ２５におけ
るＥＧＲドライバ４６からの制御信号（回転ステップ
数）を受けて、所要の回転角への駆動を行なうように構
成されており、この回転角が弁体８１ａの上下方向への
変位に変換され、ＥＧＲ弁８１の所要の開閉動作が行な
われるように構成されている。なお、図２において、１
５は燃料圧調節器で、この燃料圧調節器１５は、吸気通
路３中の負圧を受けて動作し、図示しないフュエルポン
プからフュエルタンクへ戻る燃料量を調節することによ
り、インジェクタ９から噴射される燃料圧を調節するよ
うになっている。

【００２４】また、このエンジンシステムを制御するた
めに、種々のセンサが設けられている。まず、図２に示
すように、エアクリーナ７を通過した吸気が吸気通路３
内に流入する部分には、吸入空気量をカルマン渦情報か
ら検出するエアフローセンサ（吸気量センサ）１７やエ
ンジン１の吸入空気の温度を検出する吸気温センサ１
８，大気圧センサ１９がそなえられている。

【００２５】また、吸気通路３におけるスロットル弁８
の配設部分には、スロットル弁８の開度を検出するポテ
ンショメータ式のスロットルポジションセンサ２０のほ
かに、アイドルスイッチ２１がそなえられている。さら
に、機関運転時の吸気通路圧を検出する吸気通路圧検出
手段１０３としてのマニホルド圧センサ１７１が設けら
れており、マニホルド圧センサ１７１はスピードデンシ
ティタイプのセンサで構成されている。

【００２６】また、排気通路４側には、排気ガス中の酸
素濃度（Ｏ₂ 濃度）を検出する酸素濃度センサ（以下、
単に「Ｏ₂ センサ」という）２２がそなえられるほか、
その他のセンサとして、エンジン１用の冷却水の温度を
検出する水温センサ２３や、図３に示すクランク角度を
検出するクランク角センサ２４（このクランク角センサ
２４はエンジン回転数Ｎｅを検出する回転数センサとし
ての機能も兼ねている）や車速センサ３０などがそなえ
られている。

【００２７】そして、これらのセンサやスイッチからの
検出信号は、図３に示すようなＥＣＵ２５へ入力される
ようになっている。ここで、このＥＣＵ２５のハードウ
ェア構成は、図３に示すようになるが、このＥＣＵ２５
は、その主要部としてＣＰＵ（演算装置）２６をそなえ
たコンピュータとして構成されており、ＣＰＵ２６に
は、吸気温センサ１８，大気圧センサ１９，スロットル
ポジションセンサ２０，Ｏ₂ センサ２２，水温センサ２
３，マニホルド圧センサ１７１等からの検出信号が、入
力インタフェース２８およびアナログ／ディジタルコン
バータ２９を介して入力されるようになっている。

【００２８】また、ＣＰＵ２６には、エアフローセンサ
１７，アイドルスイッチ２１，クランク角センサ２４，
車速センサ３０等からの検出信号が、入力インタフェー
ス３５を介して直接入力されるようになっている。さら
に、ＣＰＵ２６は、バスラインを介して、プログラムデ
ータや固定値データのほか各種データを記憶するＲＯＭ
（記憶手段）３６や更新して順次書き替えられるＲＡＭ
３７との間でデータの授受を行なうようになっている。

【００２９】また、ＣＰＵ２６による演算の結果、ＥＣ
Ｕ２５からは、エンジン１の運転状態を制御するための
信号、例えば、燃料噴射制御信号，点火時期制御信号，
ＩＳＣ制御信号，バイパスエア制御信号，ＥＧＲ制御信
号等の各種制御信号が出力されるようになっている。こ
こで、燃料噴射制御（空燃比制御）信号は、ＣＰＵ２６
から噴射ドライバ３９を介して、インジェクタ９を駆動
させるためのインジェクタソレノイド９ａ（正確にはイ
ンジェクタソレノイド９ａ用のトランジスタ）へ出力さ
れるようになっており、点火時期制御信号は、ＣＰＵ２
６から点火ドライバ４０を介して、パワートランジスタ
４１へ出力され、このパワートランジスタ４１から点火
コイル４２を介しディストリビュータ４３により各点火
プラグ１６に順次火花を発生させるようになっている。

【００３０】また、ＩＳＣ制御信号は、ＣＰＵ２６から
ＩＳＣドライバ４４を介して、ステッパモータ１２ｂへ
出力され、バイパスエア制御信号は、ＣＰＵ２６からバ
イパスエア用ドライバ４５を介して、エアバイパス弁制
御用ステッパモータ１４ｂへ出力されるようになってい
る。さらに、ＥＧＲ制御信号は、ＣＰＵ２６からＥＧＲ
ドライバ４６を介して、ステッパモータ９０へ出力され
るようになっている。

【００３１】次に、ＥＧＲ制御について更に詳述する
と、図１，２に示すように、排気通路４内の排ガスを吸
気通路３内に還流させる排ガス還流路（ＥＧＲ通路）８
０と、排ガス還流路８０に介装されて排ガス還流路８０
を開閉する排ガス還流路開閉弁としてのＥＧＲ弁８１
と、ＥＧＲ弁８１を所要量開閉駆動するステッパモータ
９０とをそなえた内燃機関の排ガス還流制御装置Ｓが設
けられているが、この排ガス還流制御装置Ｓは、更に内
燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段１０１
と、運転状態検出手段１０１の出力に応じてＥＧＲ弁８
１の所要開度を設定するとともに設定された所要開度を
実現させるべくステッパモータ９０を駆動制御するモー
タ制御手段１０２とをそなえている。

【００３２】ここで、運転状態検出手段１０１は、クラ
ンク角センサ（エンジン回転数センサ）２４，スロット
ルポジションセンサ２０等をそなえて構成されており、
これにより、この運転状態検出手段１０１は、機関回転
数と吸気通路３に設けられた開閉弁の開度とを検出する
手段とをそなえていることになる。また、前述のごと
く、機関運転時の吸気通路圧を検出する吸気通路圧検出
手段１０３としてのマニホルド圧センサ（スピードデン
シティタイプのセンサ）１７１も設けられている。

【００３３】さらに、ＥＧＲ弁８１の正常開作動時にお
ける運転状態検出手段１０１の各出力値に対する吸気通
路圧検出手段１０３（マニホルド圧センサ１７１）の各
出力値を記憶する正常値記憶手段１０４が設けられてい
る。すなわち、正常値記憶手段１０４はマップ形式のメ
モリとして構成されており、スロットル弁８，エアバイ
パス弁１４（ＳＴＭ弁１２も含む）の開度合計所定値及
びエンジン回転数所定値に対して発生する吸気通路３の
ブースト圧を、正常運転時において予め計測しておき、
その計測値が特性値として図６のグラフに示すように記
憶されている。

【００３４】そして、上述の特性値は、ＥＧＲ量を所望
値にした場合の複数の特性ついて記憶されており、実際
の運転時におけるＥＧＲ量については、その特性間にお
ける補間演算により当該ＥＧＲ量に対する正常値が算出
されて出力されるように構成されている。さらに、実際
の機関運転時において、運転状態検出手段１０１の出力
値に対応させて吸気通路圧検出手段１０３の出力値と正
常値記憶手段１０４の記憶値とを比較し、ステッパモー
タ９０の脱調の有無を判定する脱調判定手段１０５が設
けられている。

【００３５】脱調判定手段１０５は、後述の図４，５に
示すフローチャートに沿う動作を行なうように構成さ
れ、その所定の脱調判定に伴うステッパモータ９０の制
御がモータ制御手段１０２により行なわれるようになっ
ている。ところで、ステッパモータ９０の駆動制御は、
モータ制御手段１０２から回転ステップ数を出力するこ
とにより行なわれるようになっており、ある時点直前の
回転位置に対しての相対的な回転位置増減を算出し、増
減に対応するステップ数が出力されるようになってい
る。

【００３６】したがって、ＥＧＲ弁８１の開度は、ある
時点における開閉の履歴を積み重ねた結果として実現さ
れるようになっており、履歴中途においてステッパモー
タ９０の脱調が存在すると、モータ制御手段１０２の実
現しようとする開度にならない状態が脱調以後継続する
ことが考えられる。このような場合において、脱調判定
手段１０５が脱調を判定するように構成されており、こ
の判定に対し、モータ制御手段１０２がＥＧＲ弁８１を
全閉状態となるようなイニシャライズ信号を出力し、ス
テッパモータ９０の制御を再スタートさせるようになっ
ている。

【００３７】また、イニシャライズ信号については、モ
ータ制御手段１０２によりステッパモータ９０において
全閉位置を超えて閉方向（戻り方向）へ駆動されるよう
に構成されており、脱調により全閉状態まで復帰しない
状態を確実に回避できるようになっている。上述の構成
により、排ガス還流制御装置Ｓは図４，５に示すフロー
チャートに沿う動作を行なう。

【００３８】まず、図５に示すＥＧＲルーチンが所定演
算サイクルごとに実行されており、ステップＢ１におい
てエンジンの運転状態がＥＧＲゾーンにあるかどうかが
判断され、ＥＧＲゾーンにある場合には「ＹＥＳ」ルー
トを通じステップＢ２が実行される。ステップＢ２で
は、所定のＥＧＲ制御が行なわれ、ＣＰＵ（演算装置）
２６によるＥＧＲドライバ４６を介してのＥＧＲ弁８１
の制御が行なわれる。

【００３９】この制御に並行して、後述の図４に示すフ
ローチャートの動作も行なわれる。そして、エンジンの
運転状態がＥＧＲゾーンから外れると、ステップＢ１か
ら「ＮＯ」ルートを通じステップＢ３，ステップＢ４が
実行され、ＥＧＲ制御を中止して通常運転の状態へ移行
する制御が行なわれる。ところで、ステップＢ４では、
モータ制御手段１０２によるステッパモータ９０の制御
動作において、ＥＧＲ弁８１を全閉状態に移行させる動
作につき、全閉状態に至らせるために必要なステップ数
に加えて、過回転分ステップ数αの閉方向（戻し方向）
への駆動が行なわれる。

【００４０】これにより、ステッパモータ９０はＥＧＲ
弁８１を確実に全閉状態とするように駆動され、ＥＧＲ
弁８１は完全に閉止されて、ＥＧＲは確実に停止され
る。そして、ＥＧＲの再開に向けて、ステッパモータ９
０は回転角「０」の状態に確実に保たれ、その後の制御
における回転角を誤差なく指示値にする状態が実現され
る。

【００４１】ところで、図４に示すＥＧＲ弁フェイル判
定ルーチンは、所定の演算サイクルごとに実行されてお
り、まず、ステップＡ１において脱調の判定が行なわれ
る。すなわち、吸気通路圧検出手段１０３において検出
された負荷状態を示すデータとしてのブースト圧ＰＢ
と、正常値記憶手段１０４に記憶されたマップから算出
されるブースト圧正常値ＰＢ（ｍａｐ）との比較が脱調
判定手段１０５において行なわれ、その差が所定の閾値
αＴＨを超えていないかどうかが判断されて、超えてい
ない場合は正常な運転状態であるとして、ステップＡ３
以降が実行される。

【００４２】一方、超えている場合は、ブースト圧ＰＢ
がブースト圧正常値ＰＢ（ｍａｐ）から予想できない範
囲に至っている場合であり、ステッパモータ９０が脱調
している場合であると予想されるため、「ＮＯ」ルート
を通じステップＡ２が実行され、フェイル判定フラグが
セットされる。ここで、ブースト圧正常値ＰＢ（ｍａ
ｐ）は、吸気通路の開閉弁開度を構成するスロットル弁
８，エアバイパス弁１４等の開度合計とクランク角セン
サ（エンジン回転数センサ）２４による機関回転数とで
規定される、運転状態検出手段１０１からの検出運転状
態について図６の特性マップを使用し、吸気通路圧検出
手段１０３からのブースト圧ＰＢに対応する値を補間演
算することにより決定される。

【００４３】次いで、ステップＡ３が実行され、ステッ
プＡ１で「ＹＥＳ」ルートをとった正常な運転状態では
フェイル判定フラグがセットされていないため、「Ｎ
Ｏ」ルートを通じて次回の演算サイクルへの待機状態と
なる。一方、ステップＡ２でフェイル判定フラグがセッ
トされた場合は、「ＹＥＳ」ルートを通じステップＡ４
が実行され、ＥＧＲ弁８１のイニシャライズが行なわれ
る。

【００４４】ＥＧＲ弁８１のイニシャライズは、脱調判
定手段１０５からの脱調判定出力によりモータ制御手段
１０２がステッパモータ９０に制御信号を出力し、ステ
ッパモータ９０を全閉状態にする動作が行なわれる。こ
こで、モータ制御手段１０２の出力信号は、正常時のス
テッパモータ９０における全閉位置への回転角に対し、
戻し方向（閉方向）への過回転角αを加えた値のステッ
プ数で構成され、ステッパモータ９０は全閉位置まで確
実に駆動される。

【００４５】これは、ステッパモータ９０が脱調してい
ることを考慮した動作であり、正常位置より開いた状態
で脱調していても、過回転角αを、正常位置との差を超
える値で設定しておくことにより、全閉状態に至らせる
ことが確実に行なわれる。すなわち、ステッパモータ９
０では、全閉位置のストッパに係止される状態で過回転
分の戻し方向への駆動力作用が行なわれるが、モータ自
体の回転角は全閉状態に保たれ、駆動力はコイル等にお
いて電気的に消費される。

【００４６】このようなＥＧＲ弁８１のイニシャライズ
が行なわれた後、ステップＡ５において、フェイル判定
フラグのリセットが行なわれ、ステッパモータ９０のフ
ェイル状態を解消した状態として、次の演算サイクルに
待機する状態となる。このようにして、ＥＧＲ弁８１お
よびステッパモータ９０が脱調した場合であっても、そ
のイニシャライズがすぐに行なわれるため、脱調を解消
した状態に直ちに復帰する。

【００４７】これにより、ＥＧＲ系の脱調に起因したＥ
ＧＲ量の過不足により発生しうるＮＯ_x増大等の排ガス
への悪影響や、ドライバビリティの悪化を確実に防止で
きるようになる利点がある。また、ＥＧＲ制御を停止す
る場合におけるＥＧＲ弁８１のイニシャライズも確実に
行なわれるようになり、ＥＧＲ制御域以外の運転が、Ｅ
ＧＲによる悪影響を受けることなく確実に行なわれるよ
うになり、ドライバビリティの悪化を確実に防止できる
ようになる利点がある。

【００４８】さらに、ＥＧＲ系の脱調の回数をカウント
し記憶することにより、メンテナンス時において、整備
の参考資料とすることができ、整備する必要がない場合
の判断に要する時間の節約をすることができるととも
に、整備すべきときの作業の必要性を確実に知ることが
できるようになり、確実な整備を迅速に行なえるように
なる利点もある。

【００４９】なお、図８に示すように、インジェクタ
９′からエンジンシリンダ内に直接燃料を噴射する筒内
噴射型ガソリンエンジンに、本排ガス還流制御装置を装
備することもできる。すなわち、この場合も、排気通路
４内の排ガスを吸気通路３内に還流させる排ガス還流路
８０に介装されて排ガス還流路８０を開閉する排ガス還
流路開閉弁（ＥＧＲ弁）８１と、この排ガス還流路開閉
弁８１を所要量開閉駆動するステッパモータ９０とを有
する筒内噴射型ガソリンエンジンにおいて、このエンジ
ンの運転状態を検出する運転状態検出手段（エンジン回
転数センサ２４，スロットルポジションセンサ２０等）
と、この運転状態検出手段の出力に応じて排ガス還流路
開閉弁８１の所要開度を設定するとともにステップモー
タ９０を所要開度に対応させて駆動制御するモータ制御
手段と、機関運転時の吸気通路圧を検出する吸気通路圧
検出手段（マニホルド圧センサ１７１）と、還流通路開
閉弁８１の正常開作動時における運転状態検出手段の各
出力値に対する吸気通路圧検出手段１７１の各出力値を
記憶する正常値記憶手段と、実際の機関運転時に運転状
態検出手段の出力値に対応させて吸気通路圧検出手段１
７１の出力値と正常値記憶手段の記憶値とを比較しステ
ッパモータ９０の脱調の有無を判定する脱調判定手段と
をそなえるようにする。なお、この場合においても、モ
ータ制御手段，正常値記憶手段，脱調判定手段の機能は
ＥＣＵ２５が有する。

【００５０】そして、この場合も、排ガス還流路開閉弁
８１の所要開度を閉止に設定すべきとき、モータ制御手
段が、ステッパモータ９０の駆動角度を排ガス還流路開
閉弁閉止に対応する角度より大きな角度に設定するよう
に構成し、更に脱調判定手段による脱調判定に際し、運
転状態検出手段の出力に基づく排ガス還流路開閉弁８１
の所要開度を閉止に設定すべきとき、モータ制御手段
が、ステッパモータ９０の駆動角度を排ガス還流路開閉
弁閉止に対応する角度より大きな角度に設定するように
構成する。

【００５１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の排ガス還
流制御装置（請求項１）によれば、排気通路内の排ガス
を吸気通路内に還流させる排ガス還流路と、排ガス還流
路に介装されて排ガス還流路を開閉する排ガス還流路開
閉弁と、排ガス還流路開閉弁を所要量開閉駆動するステ
ッパモータとをそなえた内燃機関の排ガス還流制御装置
において、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出
手段と、運転状態検出手段の出力に応じて排ガス還流路
開閉弁の所要開度を設定するとともにステップモータを
所要開度に対応させて駆動制御するモータ制御手段と、
機関運転時の吸気通路圧を検出する吸気通路圧検出手段
と、還流通路開閉弁の正常開作動時における運転状態検
出手段の各出力値に対する吸気通路圧検出手段の各出力
値を記憶する正常値記憶手段と、実際の機関運転時に運
転状態検出手段の出力値に対応させて吸気通路圧検出手
段の出力値と正常値記憶手段の記憶値とを比較しステッ
パモータの脱調の有無を判定する脱調判定手段とをそな
えるという簡素な構成で、次のような効果ないし利点が
得られる。

【００５２】（１）排ガス還流路開閉弁に位置センサを
付設することなく、ステッパモータの脱調の有無が判定
されるようになり、的確なＥＧＲ制御を安定して行ない
うるようになる。（２）排ガス還流路開閉弁に位置センサを付設すること
なく、ステッパモータの脱調の有無が判定されるように
なり、ステッパモータ脱調に関するデータを蓄積するこ
とにより、ステッパモータ等の的確なメンテナンスを容
易に行なえるようになる。

【００５３】また、請求項２記載の排ガス還流制御装置
によれば、運転状態検出手段が、機関回転数と吸気通路
に設けられた開閉弁の開度とを検出する手段をそなえて
構成で、次のような効果ないし利点が得られる。（１）排ガス還流路開閉弁に位置センサを付設すること
なく、ステッパモータの脱調の有無がエンジンの負荷状
態を基礎にして判定されるようになり、的確なＥＧＲ制
御を安定して行ないうるようになる。

【００５４】（２）排ガス還流路開閉弁に位置センサを
付設することなく、ステッパモータの脱調の有無がエン
ジンの負荷状態を基礎にして判定されるようになり、ス
テッパモータ脱調に関するデータを蓄積することによ
り、ステッパモータ等の的確なメンテナンスを容易に行
なえるようになる。さらに、請求項３記載の排ガス還流
制御装置によれば、排ガス還流路開閉弁の所要開度を閉
止に設定すべきとき、モータ制御手段が、ステッパモー
タの駆動角度を排ガス還流路開閉弁閉止に対応する角度
より大きな角度に設定するように構成されるという簡素
な構成で、ステッパモータを所要時において確実に閉止
状態とすることができるようになり、閉止状態を基準と
する、その後の開閉制御が確実に行なわれるようになっ
て、的確なＥＧＲ制御を安定して行ないうるようにな
る。

【００５５】そして、請求項４記載の排ガス還流制御装
置によれば、脱調判定手段による脱調判定に際し、運転
状態検出手段の出力に基づく排ガス還流路開閉弁の所要
開度を閉止に設定すべきとき、モータ制御手段が、ステ
ッパモータの駆動角度を排ガス還流路開閉弁閉止に対応
する角度より大きな角度に設定するという簡素な構成
で、ステッパモータを脱調時において確実に閉止状態と
することができるようになり、閉止状態を基準とする、
その後の開閉制御が確実に行なわれるようになって、的
確なＥＧＲ制御を安定して行ないうるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排ガス還流制御装置の要部構成を示す
制御ブロック図である。

【図２】本発明の排ガス還流制御装置を有するエンジン
システムの全体構成図である。

【図３】本発明の排ガス還流制御装置を有するエンジン
システムの制御系を示すハードブロック図である。

【図４】本発明の排ガス還流制御装置の動作を説明する
ためのフローチャートである。

【図５】本発明の排ガス還流制御装置の動作を説明する
ためのフローチャートである。

【図６】本発明の排ガス還流制御装置の動作を説明する
ためのグラフである。

【図７】本発明の排ガス還流制御装置における排ガス還
流路開閉弁の要部を示す縦断面図である。

【図８】本装置を筒内噴射型ガソリンエンジンに適用し
た場合のエンジンシステムの全体構成図である。

【符号の説明】

１エンジン（内燃機関）２燃焼室３吸気通路３ａサージタンク４排気通路５吸気弁６排気弁７エアクリーナ８スロットル弁９，９′ 電磁式燃料噴射弁（インジェクタ）９ａインジェクタソレノイド１０三元触媒１１Ａ第１バイパス通路１１Ｂ第２バイパス通路１２ステッパモータ弁（ＳＴＭ弁）１２ａ弁体１２ｂステッパモータ（ＩＳＣ用アクチュエータ）１２ｃバネ１３ファーストアイドルエアバルブ１４エアバイパス弁１４ａ弁体１４ｂステッパモータ（エアバイパス用アクチェー
タ）１５燃料圧調節器１６点火プラグ１７エアフローセンサ（吸気量センサ）１８吸気温センサ１９大気圧センサ２０スロットルポジションセンサ２１アイドルスイッチ２２Ｏ₂ センサ２３水温センサ２４クランク角センサ（エンジン回転数センサ）２５ＥＣＵ２６ＣＰＵ（演算装置）２８入力インタフェース２９アナログ／ディジタルコンバータ３０車速センサ３５入力インタフェース３６ＲＯＭ（記憶手段）３７ＲＡＭ３９噴射ドライバ４０点火ドライバ４１パワートランジスタ４２点火コイル４３ディストリビュータ４４ＩＳＣドライバ４５バイパスエア用ドライバ４６ＥＧＲドライバ８０排気再循環通路（ＥＧＲ通路：排ガス還流路）８１ＥＧＲ弁（排ガス還流路開閉弁）８１ａ弁体９０ステッパモータ（ＥＧＲ制御用アクチェータ）１０１運転状態検出手段１０２モータ制御手段１０３吸気通路圧検出手段１０４正常値記憶手段１０５脱調判定手段１７１マニホルド圧センサＳ排ガス還流制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｄ 45/00 ３７６Ｆ０２Ｄ 45/00 ３７６Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気通路内の排ガスを吸気通路内に還流
させる排ガス還流路と、該排ガス還流路に介装されて該排ガス還流路を開閉する
排ガス還流路開閉弁と、該排ガス還流路開閉弁を所要量開閉駆動するステッパモ
ータとをそなえた内燃機関の排ガス還流制御装置におい
て、該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転状態検出手段の出力に応じて上記排ガス還流路開
閉弁の所要開度を設定するとともに上記ステップモータ
を該所要開度に対応させて駆動制御するモータ制御手段
と、機関運転時の吸気通路圧を検出する吸気通路圧検出手段
と、上記還流通路開閉弁の正常開作動時における上記運転状
態検出手段の各出力値に対する該吸気通路圧検出手段の
各出力値を記憶する正常値記憶手段と、実際の機関運転時に上記運転状態検出手段の出力値に対
応させて該吸気通路圧検出手段の出力値と上記正常値記
憶手段の記憶値とを比較し上記ステッパモータの脱調の
有無を判定する脱調判定手段とをそなえて構成されたこ
とを特徴とする、排ガス還流制御装置。
【請求項２】上記運転状態検出手段が、機関回転数と
吸気通路に設けられた開閉弁の開度とを検出する手段を
そなえて構成されていることを特徴とする、請求項１記
載の排ガス還流制御装置
【請求項３】上記排ガス還流路開閉弁の所要開度を閉
止に設定すべきとき、上記モータ制御手段が、上記ステ
ッパモータの駆動角度を該排ガス還流路開閉弁閉止に対
応する角度より大きな角度に設定するように構成された
ことを特徴とする、請求項１記載の排ガス還流制御装
置。
【請求項４】上記脱調判定手段による脱調判定に際
し、上記運転状態検出手段の出力に基づく上記排ガス還
流路開閉弁の所要開度を閉止に設定すべきとき、上記モ
ータ制御手段が、上記ステッパモータの駆動角度を該排
ガス還流路開閉弁閉止に対応する角度より大きな角度に
設定するように構成されたことを特徴とする、請求項１
記載の排ガス還流制御装置。