WO2000039446A1 - Soupape et procede de commande de soupape - Google Patents

Description

明 細 書 バルブ装置及びバルブ制御方法 技術分野

この発明は、 エンジンの排気ガスを再度エンジンの燃焼室に戻して排 ガス濃度を低減するエンジンシステムに搭載されるバルブ装置及びバル ブ制御方法に関するものである。 背景技術

第 1図は従来のバルブ装置が搭載されたエンジンシステムを示す構成 図であり、 図において、 1 は外気に含まれる粉塵等を除去して、 空気を 吸気管 3 に送り込むエアク リーナ、 2は燃料 （例えば、 ガソ リ ン） を吸 気管 3内に噴射するイ ンジェクタ、 3は燃料と空気の混合気をエンジン 5 に供給する吸気管、 4はエンジン 5 に供給する混合気の供給量を調整 するスロ ッ トバルブ、 5 は混合気を燃焼させて駆動力を駆動系に伝達す る自動車のエンジン、 5 aはエンジン 5の燃焼室、 5 bは吸気管 3 と燃 焼室 5 aの連通を閉塞する吸気バルブ、 5 cは燃焼室 5 aと排気管 6の 連通を閉塞する排気バルブ、 5 dは燃焼室 5 a内を上下に移動するビス ト ンである。

また、 6はエンジン 5で燃焼された混合気 （排気ガス） を排出する排 気管、 7は排気ガスを浄化して外気に放出する浄化装置、 8はエンジン 5から排出された排気ガスの一部をエンジン 5の燃焼室 5 aに還流させ る還流管、 9は還流管 8の中に設置され、 排気ガスの還流量を調整する バルブ装置である E G Rバルブ、 1 0は自動車の走行状態に応じて E G Rバルブ 9の開度を制御するコン トロールュニッ トである。 第 2図は従来のバルブ装置 （ E G Rバルブ） を示す断面図であり、 図 において、 1 1 は E G Rバルブ 9のハウジング、 1 2は排気管 6側の還 流管 8が接続される貫通路、 1 3は吸気管 3側の還流管 8が接続される 貫通路、 1 4は貫通路 1 2 と貫通路 1 3の間に設置されたバルブ、 1 4 aはバルブ 1 4が当接する当接部材、 1 5はバルブ 1 4を支持するバル ブ側ロ ッ ド、 1 6はバネ受部材、 1 7はバルブ側ロ ッ ド 1 5 を上方へ押 し上げるスプリ ング、 1 8はバルブ 1 4の開度を調整する際、 駆動側口 ヅ ド 1 9 を上下方向に移動させるステッ ピングモ一夕、 1 9はステヅビ ングモー夕 1 8の回転に伴ってバルブ側ロ ッ ド 1 5 を上下に移動させる 駆動側口 ッ ドである。

次に動作について説明する。

エンジン 5は吸気管 3から燃料と空気の混合気を受けると、 その混合 気を燃焼させることによ り、 ピス ト ン 5 dを往復運動させて駆動力を駆 動系に伝達させるが、 その混合気の燃焼に伴って排気ガスが燃焼室 5 a から排気管 6 に排出される。

その排気ガスの大部分は、 浄化装置 7 によ り浄化されて外気に放出さ れるが、 その排気ガスの排ガス濃度を低減するため、 その排気ガスの一 部は、 還流管 8 を通じてエンジン 5の燃焼室 5 aに還流される。

エンジン 5の燃焼室 5 aに還流される排気ガスの還流量は、 自動車の 走行状態に応じて還流管 8の中に設置された E G Rバルブ 9が調整する 以下、 E G Rバルブ 9 による排気ガスの還流量の制御について説明す る。

まず、 エンジン 5が停止している状態では、 駆動側ロ ッ ド 1 9 とパル ブ側ロ ッ ド 1 5が離反した状態にあ り、 バルブ側ロ ッ ド 1 5は駆動側口 ッ ド 1 9から下方へ押し下げる力を受けていないが、 スプリ ング 1 7か ら上方へ押し上げる力を受けているので、 当接部材 1 4 aと当接し、 排 気ガスの還流が阻止される。

一方、 エンジン 5が始動されると、 エンジン 5の排気ガスを自動車の 走行状態に見合う量だけ還流させるため、 コン ト 口一ルュニッ ト 1 0が エンジンの冷却水温度， エンジン回転数， 噴射ポンプ開度等を考慮して 、 バルブリ フ ト制御信号 （バルブ 1 4の閧弁又は閉弁を要求するパルス 信号） を E G Rバルブ 9 に出力し、 E G Rバルブ 9 におけるバルブ 1 4 の閧度を制御する。

例えば、 E G Rバルブ 9 がバルブ 1 4の開弁を要求するパルス信号を 受けると、 ステッピングモー夕 1 8のコイルを励磁して、 駆動側ロ ッ ド 1 9 を下方へ移動させる方向に回転させる。 なお、 ステッ ピングモ一夕 1 8が大きな駆動 トルクを確保できるようにするため、 ステッピングモ —夕 1 8の励磁方式は 2相励磁が採用される。

これによ り、 駆動側ロ ッ ド 1 9が下方に移動して、 バルブ側ロ ッ ド 1 5 に当接すると、 バルブ側ロ ッ ド 1 5が下方に押し下げられて、 E G R バルブ 9 におけるバルブ 1 4が開き、 排気ガスの還流が開始される。 そして、 排気ガスの還流量が自動車の走行状態に見合う量になると、 即ち、 バルブ 1 4の開度が目標値に一致すると、 コン ト ロールユニッ ト 1 0から受けるバルブリ フ ト制御信号 （バルブ 1 4の開弁を要求するパ ルス信号） は停止され、 バルブ 1 4の閉弁を要求するパルス信号を繰り 返し受けると、 バルブ 1 4の開度が目標値に到達して、 ステッピングモ —夕 1 8は回転を停止する。

なお、 ステッピングモ一夕 1 8は、 回転を停止しても、 スプリ ング 1 7の押し上げる力に対抗して、 バルブ 1 4の閧度を一定に保持する必要 があるので、 コイルは依然と して励磁され （ 2相励磁） 、 連続通電とな る （モ一夕の駆動時は、 パルス信号を受けるので間欠通電となる） 。 従来のバルブ装置は以上のように構成されているので、 ステッピング モー夕 1 8が回転を停止している間も、 ステッ ピングモ一夕 1 8のコィ ルを励磁する必要があるが、 回転停止時はコィルの励磁が連続通電とな るため、 駆動時よ り もコイルの発熱量と消費電流が大き く なる。 従って 、 発熱量が大きい回転停止時に合わせて、 耐熱仕様を決定する必要があ るため、 コス ト高を招く課題があった （特に、 高速駆動が要求される場 合には、 コイルの抵抗が小さ く設計される場合があり、 駆動時と回転停 止時の温度差が大き く なる傾向がある） 。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、 回転 停止時のコイルの発熱量と消費電流を抑制することができるバルブ装置 及びバルブ制御方法を得ることを目的とする。 発明の開示

この発明に係るバルブ装置は、 バルブの駆動指令を受けると、 バルブ を駆動するモータの 2相を励磁してバルブの開度を調整する開度調整手 段と、 その開度調整手段による開度の調整が完了して一定時間が経過す ると、 モ一夕の励磁方式を 2相励磁から 1相励磁に切り替える切替手段 とを設けたものである。

このことによって、 回転停止時のコイルの発熱量と消費電流が抑制さ れるため、 耐熱仕様の厳格化に伴ぅコス トの上昇を抑えることができる 効果がある。

この発明に係るバルブ制御方法は、 バルブの駆動指令を受けると、 バ ルブを駆動するモー夕の 2相を励磁してバルブの閧度を調整する一方、 そのバルブの開度調整が完了して一定時間が経過すると、 モー夕の励磁 方式を 2相励磁から 1相励磁に切り替えるようにしたものである。

このことによって、 回転停止時のコイルの発熱量と消費電流が抑制さ 0 れるため、 耐熱仕様の厳格化に伴うコス 卜の上昇を抑えることができる 効果がある。

この発明に係るバルブ制御方法は、 バルブの閧度が目標値に近づく と 、 その目標値に対する偏差に応じてモータの駆動条件を設定するように したものである。

このことによって、 バルブの開度を速やかに目標値に一致させること ができる効果がある。

この発明に係るバルブ制御方法は、 モー夕の駆動を停止してから、 そ のモー夕が追従するこ とがない極短い時間、 そのモー夕に逆回転の指令 を与えるようにしたものである。

このこ とによって、 モ一夕のオーバーシユー トを抑制することができ る効果がある。

この発明に係るバルブ制御方法は、 モー夕の負荷を基準負荷と比較し 、 そのモー夕の負荷が基準負荷よ り小さい場合には、 そのモータの駆動 方式を 2相励磁駆動から 1 — 2相励磁駆動に切り替えるようにしたもの である。

このことによって、 モ一夕の負荷に応じて、 適切な駆動方式が選択さ れるため、 各駆動方式の長所を活かすこ とができる効果がある。

この発明に係るバルブ制御方法は、 モー夕を定速回転させる場合には 、 2相励磁駆動を行ない、 そのモー夕を加減速回転させる場合には、 そ のモ一夕の 1 — 2相励磁駆動を行なう ようにしたものである。

このこ とによって、 オーバーシユー ト とアンダーシユー トを抑制する ことができる効果がある。

この発明に係るバルブ制御方法は、 目標値の変化量に不感帯領域を設 け、 現在の目標値と次の目標値との差が前記目標値の変更は行なわずモ 一夕は回転させないよう にしたものである。 このことによって、 異常な摩耗の発生を招く ことなく、 バルブの開度 を精度よ く 目標値に一致させるこ とができる効果がある。

この発明に係るバルブ制御方法は、 バルブの開度が基準開度よ り小さ い場合、 基準開度よ り大きい場合に比べて、 モータの回転速度を遅く す るようにしたものである。

このことによって、 バルブの閧度が基準開度よ り小さい状態にあって も、 確実にモ一夕を駆動することができるとともに、 バルブの全閉時に 発生するシャフ 卜の跳ね返りを抑制することができる効果がある。

この発明に係るバルブ制御方法は、 バルブを全閉する場合、 バルブを 中間開度で停止する場合に比べて、 モー夕の回転速度を速く するように したものである。

このことによって、 脱調の影響を受けるこ となく、 速やかにバルブを 全閉することができる効果がある。

この発明に係るバルブ制御方法は、 エンジンのクランキング時にバル ブの開度を初期設定するようにしたものである。

このことによって、 初期設定に伴うイニシャライズ音を聞こえづら く することができるとともに、 イニシャライズエラーの発生を抑制するこ とができる効果がある。 図面の簡単な説明

第 1図は従来のバルブ装置が搭載されたエンジンシステムを示す構成 図である。

第 2図は従来のバルブ装置 （ E G Rバルブ） を示す断面図である。 第 3図はこの発明の実施の形態 1 によるバルブ装置を示す構成図であ る。

第 4図はこの発明の実施の形態 1 によるバルブ制御方法を示すフ口一 W /

チヤ一 卜である。

第 5図は 2相励磁の励磁パターンを示す表図である。

第 6図は 1 一 2相励磁の励磁パターンを示す表図である。

第 7図は励磁方式の切替を説明する説明図である。

第 8図はこの発明の実施の形態 2によるバルブ制御方法を示すフ口一 チヤ一 トである。

第 9図はロー夕の周期とパルス幅の周期の関係を示す説明図である。 第 1 0図はこの発明の実施の形態 5によるバルブ制御方法を示すフ口 一チヤ一 トである。

第 1 1図はステッピングモー夕 1 8の回転速度を説明する説明図であ る。 発明を実施するための最良の形態

以下、 この発明をよ り詳細に説明するために、 この発明を実施するた めの最良の形態について、 添付の図面に従って説明する。

実施の形態 1 .

第 3図はこの発明の実施の形態 1 によるバルブ装置を示す構成図であ り、 図において、 1 0は自動車の走行状態に応じて E G Rバルブ 9にお けるバルブ 1 4の開度を制御するコン トロールュニッ ト、 1 8は駆動側 ロッ ド 1 9を上下方向に移動させるステッピングモ一夕、 1 8 a , 1 8 b， 1 8 c , 1 8 dはステッ ピングモー夕 1 8のコイル、 2 1はコイル 1 8 a ~ 1 8 dを励磁する電源、 2 2 a， 2 2 b， 2 2 c , 2 2 dは ト ランジス夕、 2 3はコン ト ロールュニ ヅ ト 1 0からバルブリ フ ト制御信 号 （バルブ 1 4の開弁又は閉弁を要求するパルス信号） を受けると、 ス テヅピングモ一夕 1 8のコイル 1 8 a〜 1 8 dのうち、 2つのコイルを 励磁してバルブ 1 4の開度を調整する開度調整手段、 2 4は開度調整手 o 段 2 3による開度の調整が完了して一定時間が経過すると、 ステツ ピン グモータ 1 8の励磁方式を 2相励磁から 1相励磁に切り替える切替手段 である。

第 4図はこの発明の実施の形態 1 によるバルブ制御方法を示すフロー チャー トである。

次に動作について説明する。

まず、 エンジン 5が停止している状態では、 上述したように、 駆動側 ロ ッ ド 1 9 とバルブ側ロ ッ ド 1 5が離反した状態にあり、 バルブ側口 ッ ド 1 5は駆動側ロ ッ ド 1 9から下方へ押し下げる力を受けていないが、 スプリ ング 1 7から上方へ押し上げる力を受けているので、 当接部材 1 4 aと当接し、 排気ガスの還流が阻止される。

一方、 エンジン 5が始動されると、 エンジン 5の排気ガスを自動車の 走行状態に見合う量だけ還流させるため、 コン ト ロールュニッ ト 1 ◦が エンジンの冷却水温度， エンジン回転数， 噴射ポンプ開度等を考慮して 、 バルブリ フ ト制御信号 （バルブ 1 4の開弁又は閉弁を要求するパルス 信号） を E G Rバルブ 9 に出力し、 E G Rバルブ 9 におけるバルブ 1 4 の開度を制御する。

具体的には、 E G Rバルブ 9の開度調整手段 2 3は、 コン トロールュ ニッ ト 1 0からバルブリ フ ト制御信号 （バルブ 1 4の閧弁を要求するパ ルス信号） を受けると、 ステッ ピングモー夕 1 8 のコイリレ 1 8 a〜 1 8 dのうち、 2つのコィルを励磁して、 駆動側口 ッ ド 1 9 を下方へ移動さ せる方向に回転させる （ステップ S T 1 ) 。

即ち、 トランジスタ 2 2 a ~ 2 2 dのうち、 2つの トランジスタを 0 Nして （残りの トランジスタは O F F ) 、 2つのコイルを励磁する （ 2 相励磁の励磁パターンは第 5図を参照） 。

ここで、 開度調整手段 2 3が 2相励磁方式を採用する理由は、 ステ ツ g ビングモー夕 1 8が大きな駆動 トルクを確保できるようにするためであ これによ り、 駆動側ロ ッ ド 1 9が下方に移動して、 バルブ側ロ ッ ド 1 5 に当接すると、 バルブ側口 ッ ド 1 5が下方に押し下げられて、 E G R バルブ 9 におけるバルブ 1 4が開き、 排気ガスの還流が開始される。 そして、 排気ガスの還流量が自動車の走行状態に見合う量になると、 即ち、 バルブ 1 4の開度が目標値に一致すると （ステップ S T 2 ) 、 閧 度調整手段 2 3がコン ト ロールュニッ ト 1 0から受けるバルブリ フ ト制 御信号 （バルブ 1 4の開弁を要求するパルス信号） は停止され、 バルブ 1 4の開度が目標値に到達して、 ステッ ピングモ一夕 1 8の回転を停止 させる。

そして、 開度調整手段 2 3は、 ステッ ピングモー夕 1 8が回転を停止 しても、 バルブ 1 4の開度を一定に保持する必要があるので、 2つのコ ィルを引き続き励磁するが、 回転停止時は上述したように連続通電とな るため、 駆動時よ り もコイルの発熱量と消費電流が大き く なる。

そこで、 切替手段 2 4は、 コイルの発熱量と消費電流を抑制するため 、 開度調整手段 2 3 による開度の調整が完了して一定時間が経過する と (ステップ S T 3 ) 、 ステッピングモー夕 1 8の励磁方式を 2相励磁か ら 1相励磁に切り替える処理を実行する （ステップ S T 4 ) 。

これによ り、 開度調整手段 2 3は、 以後、 ステッピングモータ 1 8の コイル 1 8 a〜 1 8 dのうち、 1つのコイルを励磁して、 バルブ 1 4の 閧度を一定に保持する （ 1相励磁の励磁パターンは第 6図を参照） 。

ここで、 開度調整手段 2 3 による開度の調整が完了して一定時間が経 過した後に、 励磁方式を 1相励磁に切り替える理由は次の通りである。 開度の調整が完了する直前や回転の停止直後に 1相励磁に切り替える と、 ステッ ピングモー夕 1 8の保持力が低下して、 オーバーシュー トが 大き くなり、 最悪の場合、 ステッ ピングモー夕 1 8が脱調する可能性が ある。

そのため、 ステッピングモー夕 1 8の回転が停止して、 口一夕の挙動 が安定するまでは保持力が大きい 2相励磁を行い、 ロー夕の挙動が安定 すると、 1相励磁に切り替えるようにする （第 7図を参照） 。

なお、 励磁方式を 1相励磁に切り替える際、 負荷の軽い側に （バルブ を押し下げる方式のバルブ装置の場合 （第 2図を参照） 、 スプリ ング 1 7の荷重と同一方向となる閉弁側に） 0 . 5 s t e p回転するような 1 相励磁に切り替える （バルブ側口 ッ ド 1 5 を上方に移動させる） 。

以上で明らかなように、 この実施の形態 1 によれば、 コン ト ロールュ ニッ ト 1 0からバルブリ フ ト制御信号を受ける と、 ステッピングモータ 1 8 におけるコイル 1 8 a〜 l 8 dのう ち、 2つのコイルを励磁して、 バルブ 1 4の開度を調整する一方、 そのバルブ 1 4の開度調整が完了し て一定時間が経過する と、 ステッピングモ一夕 1 8の励磁方式を 2相励 磁から 1相励磁に切り替えるように構成したので、 回転停止時のコイル の発熱量と消費電流が抑制される結果、 耐熱仕様の厳格化に伴うコス ト の上昇を抑えることができる効果を奏する。 実施の形態 2 .

上記実施の形態 1では、 バルブ 1 4の閧度調整が完了して一定時間が 経過してから、 励磁方式を 2相励磁から 1相励磁に切り替えるものにつ いて示したが、 バルブ 1 4の現在の開度と次の目標値との偏差に応じて ステッピングモ一夕 1 8の駆動条件を設定するようにしてもよい。

即ち、 第 8図に示すように、 バルブ 1 4の閧度 （現在値） と目標値を 比較し、 その偏差がステッピングモ一夕 1 8の 1 s t e p分であるか、 2 s t e p分であるか、 3 s t e p分であるか、 それとも 4 s t e p分 以上であるかを判定する。

そして、 バルブ 1 4の開度と目標値の偏差が 4 s t e p分以上である 場合には、 通常の加減速制御を実行するが （例えば、 バルブリ フ ト制御 信号のパルス幅を代えて、 加減速制御を実行する） 、 バルブ 1 4の現在 の開度と次の目標値との偏差が 3 s t e p分以下になると、 その偏差に 応じてステッピングモー夕 1 8の駆動条件を設定する。

通常の加減速制御を行なうには偏差が 4 s t e p以上必要であり、 偏 差が 3 s t e p以下では通常の加減速制御が成立しないため、 最悪の場 合、 脱調が発生するので、 その偏差が 3 s t e p分であれば、 3 s t e P分の制御に最適な駆動条件を設定し、 その偏差が 2 s t e p分であれ ば、 2 s t e p分の制御に最適な駆動条件を設定し、 また、 その偏差が l s t e p分であれば、 l s t e p分の制御に最適な駆動条件を設定す る （例えば、 最適なパルス幅やパルス数等を設定する） 。

なお、 1 s t e p分の制御を実行する場合、 バルブリ フ ト制御信号の パルス幅等を一切変更することができないので、 1 s t e p分の制御を 実行した後、 ステッピングモー夕 1 8が追従することがない極短い時間 、 反転のパルスを与えるように設定する。 これによ り、 ステヅピングモ —夕 1 8のオーバーシュー トを抑制することができる。

以上で明らかなように、 この実施の形態 2 によれば、 バルブ 1 4の現 在の閧度と次の目標値に対する偏差に応じてステッピングモー夕 1 8の 駆動条件を設定するよう に構成したので、 バルブ 1 4の開度を速やかに 目標値に一致させることができる効果を奏する。 · 実施の形態 3 .

上記実施の形態 1では、 ステッピングモ一夕 1 8の負荷量を特に考慮 せずに制御するものについて示したが、 バルブ 1 4の開度を調整する際 、 ステッピングモー夕 1 8の負荷を基準負荷と比較し、 ステッ ピングモ 一夕 1 8モータの負荷が基準負荷よ り小さい場合には、 ステッピングモ 一夕 1 8の駆動方式を 2相励磁駆動から 1 一 2相励磁駆動に切り替える ようにしてもよい。

即ち、 駆動方式を 2相励磁駆動にすると、 ステッピングモー夕 1 8は 大きな トルクを獲得するこ とができるが、 ロー夕の挙動が大き く なると ともに、 停止時のオーバーシュー トが大き く なる等の課題がある。

一方、 励磁方式を 1 一 2相励磁駆動にする と、 2相励磁駆動と比較し て、 口一夕の挙動が小さ く なり、 停止時のオーバ一シュー トも小さ く な るが、 ステッピングモ一夕 1 8の トルクが小さ く なる課題がある。

そこで、 ステッピングモ一夕 1 8の負荷が基準負荷よ り大きい場合に は、 大きな トルクを必要とするため、 励磁方式を 2相励磁駆動にしてス テツピングモ一夕 1 8 を駆動し、 ステッピングモ一夕 1 8の負荷が基準 負荷よ り小さい場合には、 ロー夕の挙動の安定性を重視するため、 駆動 方式を 1— 2相励磁駆動にしてステッピングモー夕 1 8 を駆動する。

これによ り、 ステッピングモー夕 1 8の負荷に応じて、 適切な駆動方 式が選択されるため、 各駆動方式の長所を活かすことができる効果を奏 する。 実施の形態 4 .

上記実施の形態 1では、 バルブ 1 4の開度調整が完了して一定時間が 経過してから、 励磁方式を 2相励磁から 1相励磁に切り替えるものにつ いて示したが、 ステッ ピングモータ 1 8 を定速回転させる場合には、 ス テツビングモー夕 1 8を 2相励磁駆動を行ない、 ステツピングモ一夕 1 8を加減速回転させる場合には、 ステッピングモー夕 1 8を 1— 2相励 磁駆動を行なう ようにしてもよい。 丄 上記実施の形態 1のように、 バルブ 1 4の開度を調整する際、 常に、 2相励磁駆動方式でステ ッ ピングモー夕 1 8 を駆動すると、 停止時のォ 一バ一シユー トゃアンダーシュ一 卜が大き く なるため、 口一夕の周期と バルブリ フ ト制御信号におけるパルス幅の周期が一致すると、 脱調の発 生確率が上昇する。

従って、 個々の製品の挙動を確認した上で、 パルス時間を設定する必 要があるが、 停止時のォ一バーシュー トやアンダーシュー トが抑えられ れば、 口一夕の周期とバルブリ フ ト制御信号におけるパルス幅の周期が 一致しても、 脱調の発生確率は上昇しないので、 ステッ ピングモ一夕 1 8の駆動条件の設定自由度が向上する。

そこで、 この実施の形態 4では、 停止時のオーバ一シュー ト とアンダ 一シュー トを抑制するため、 ステッ ピングモ一夕 1 8を定速回転させる 場合には、 ステ ッ ピングモータ 1 8の 2相励磁駆動を行なうが （第 9図 ( a ) を参照） 、 ステッピングモータ 1 8 を加減速回転させる場合には 、 ステッ ピングモ一夕 1 8の 1— 2相励磁駆動を行なう ようにする （第 9図 （ b ) を参照） 。 実施の形態 5 .

上記実施の形態 1では、 バルブ 1 4の開度が目標値に一致するまで、 バルブ 1 4の開度を調整するものについて示したが、 第 1 0図に示すよ うに、 目標値の変化に不感帯領域を設け、 現在の目標値と次回の目標値 との偏差が小さい場合に目標値を再設定しない不感帯領域内に入るとス テツビングモー夕 1 8の回転を行なわないようにしてもよい。

即ち、 バルブ 1 4の開度の目標値が小刻みに変化して、 チヤ夕 リ ング するのを防止するため、 目標値の変化に不感帯領域が設けられるが、 不 感帯が大きいと精密な制御が実行できな く なる不具合が発生し、 不感帯 が小さいと通常よ り多く の摩耗の発生を招く 不具合が発生する。

そこで、 この実施の形態 5では、 異常な摩耗の発生を招く ことなく、 バルブ 1 4の開度を精度よ く 目標値に一致させることができるようにす るため、 ステッ ピングモ一夕 1 8の回転方向が前回の制御時と一致する 場合には、 バルブ 1 4の開度の次の目標値が不感帯領域内に入っていて も、 ステッ ピングモ一夕 1 8の駆動を停止せず、 通常通り、 ステツピン グモ一夕 1 8の制御を実行する。

一方、 ステッピングモー夕 1 8の回転方向が前回の制御時と異なる場 合には、 バルブ 1 4の開度の次の目標値が不感帯領域内に入るとステツ ビングモー夕 1 8の回転を行なわないようにする。

なお、 この実施の形態 5 によれば、 不感帯は最小限の 1 s t e ρに抑 えることができる。 実施の形態 6 .

上記実施の形態 1では、 ステ ヅ ピングモ一夕 1 8の回転速度について は特に言及していないが、 第 1 1 図に示すように、 バルブ 1 4の開度が 基準開度よ り小さい場合、 基準開度よ り大きい場合に比べて、 ステツピ ングモ一夕 1 8の回転速度を遅く するようにしてもよい。

即ち、 バルブ 1 4の開度が小さい場合ゃ閉弁時には、 バルブ 1 4に負 圧力が加わるため、 ステッ ピングモー夕 1 8の負荷が大き く なる。

一方、 閧弁量が増加すると負圧力は小さ く なり、 ステッピングモ一夕 1 8の負荷が小さ く なる。

従って、 開弁時のステッ ピングモー夕 1 8の速度は、 開弁開始前後に 加わる大きな負圧力を考慮して決定する必要がある。

そこで、 バルブ 1 4の開度が基準開度よ り小さい状態から開弁する場 合、 大きな トルクを確保するため、 ステッ ピングモー夕 1 8 を低速度で 駆動し、 バルブ 1 4の開度が基準開度よ り大き く なつて、 負圧力が小さ くなると、 ステッ ピングモ一夕 1 8 を高速度で駆動する。

一方、 バルブが基準開度よ り大きい状態から閉弁する場合には、 当初 はステッピングモー夕 1 8 を高速度で駆動し、 バルブ 1 4の開度が基準 開度よ り小さ くなつて、 負圧力が大き く なる と、 ステッピングモ一夕 1 8を低速度で駆動する。

これによ り、 ステッ ピングモー夕 1 8の負荷に応じて トルクを切り替 えることができるため、 バルブ 1 4の開度が基準開度よ り小さい状態に あっても、 確実にステッ ピングモー夕 1 8 を駆動することができる。 ま た、 バルブ 1 4の全閉時にシャフ 卜がロー夕のス ト ツパ部に当接しても 、 シャフ 卜の跳ね返り を抑制することができる効果がある。 実施の形態 7 .

上記実施の形態 1では、 ステツ ピングモ一夕 1 8の回転速度について は特に言及していないが、 バルブ 1 4を全閉する場合、 バルブ 1 4を中 間開度で停止する場合に比べて、 ステッ ピングモータ 1 8の回転速度を 速くするようにしてもよい。

即ち、 ステッピングモー夕 1 8の回転速度を速く すると、 停止時のォ ーバ一シュー トが大き く な り、 最悪の場合には脱調が発生する。

従って、 バルブ 1 4を中間開度で停止する場合には、 ステッピングモ —夕 1 8の回転速度を通常の速度にするが、 全閉までの急速閉弁が必要 な場合には、 通常の速度よ り速い速度でステッピングモー夕 1 8を駆動 する。

これによ り、 バルブ 1 4の全閉時にシャフ 卜がロータのス 卜 ッパ部に 当接して、 シャフ トの跳ね返りが大き く なり、 脱調する場合もあるが、 その場合には、 マイナス s t e pまでステッ ピングモー夕 1 8を駆動し lfa て、 減速制御を実行するこ とによ り、 脱調の影響を回避する。 実施の形態 8 .

上記実施の形態 1等では、 バルブ 1 4の開度を初期設定するタイ ミ ン グについては特に言及していないが、 エンジン 5のクランキング時にバ ルブ 1 4の閧度を初期設定するようにしてもよい。

即ち、 エンジン 5が停止している状態では、 バルブ 1 4は通常全閉状 態にあるが、 バルブ 1 4の開度を精度よ く初期設定するため、 エンジン 5 を始動する際、 バルブ 1 4の全閉状態を確実にする必要がある。

そのため、 エンジン 5の始動時には、 バルブ 1 4の全閉動作に伴って 、 シャフ トが口一夕のス ト ッパ部に当接するため、 作動音 （以下、 ィニ シャライズ音という） が発生する。

しかし、 キー 0 Nで初期設定を行う と、 未だエンジンが始動しておら ず、 周囲が静かであるため、 イニシャライズ音が車内で聞こえる不具合 が発生する。

そこで、 この実施の形態 8では、 初期設定に伴うイニシャライズ音を 聞こえづら く するため、 エンジン 5のクランキング時にバルブ 1 4の開 度を初期設定するよう にする。

エンジン 5のクランキング時は、 エンジンルーム内の騒音が大き く、 イニシャライズ音が車内で聞きづら く なる。

また、 エンジン 5のクランキング時は、 バッテ リーの電圧が低下する ため、 ステッ ピングモー夕 1 8の トリレクが小さ く なり、 イニシャライズ 音自体が小さ く なる。

さらに、 ステッピングモ一夕 1 8の トルクが小さ く なるため、 全閉時 のシャフ 卜の跳ね返り も小さ く な り、 イニシャライズエラーの発生を抑 制するこ とができる。 W

産業上の利用可能性

以上のように、 この発明に係るバルブ装置及びバルブ制御方法は、 ェ ンジンの排気ガスを再度ェンジンの燃焼室に戻して排ガス濃度を低減す るエンジンシステムに搭載され、 耐熱仕様の厳格化に伴うコス 卜の上昇 を抑えるのに適している。

Claims

lo 請 求 の 範 囲

1 . エンジンに混合気を供給する吸気管と、 上記エンジンの排気ガスを 排出する排気管とを連通する還流管内に設置されたバルブを制御するバ ルプ装置において、 バルブの駆動指令を受けると、 バルブを駆動するモ 一夕の 2相を励磁してバルブの開度を調整する開度調整手段と、 上記開 度調整手段による開度の調整が完了して一定時間が経過すると、 上記モ —夕の励磁方式を 2相励磁から 1相励磁に切り替える切替手段とを備え たことを特徴とするバルブ装置。

2 . エンジンに混合気を供給する吸気管と、 上記エンジンの排気ガスを 排出する排気管とを連通する還流管内に設置されたバルブを制御するバ ルブ制御方法において、 バルブの駆動指令を受けると、 バルブを駆動す るモー夕の 2相を励磁してバルブの開度を調整する一方、 そのバルブの 開度調整が完了して一定時間が経過すると、 上記モー夕の励磁方式を 2 相励磁から 1相励磁に切り替えるこ とを特徴とするバルブ制御方法。

3 . バルブの現在の開度と次の目標値との偏差に応じてモータの駆動条 件を設定することを特徴とする請求の範囲第 2項記載のバルブ制御方法

4 . モー夕の駆動を停止してから、 そのモー夕が追従することがない極 短い時間、 そのモー夕に逆回転の指令を与えることを特徴とする請求の 範囲第 2項記載のバルブ制御方法。

5 . バルブの開度を調整する際、 モ一夕の負荷を基準負荷と比較し、 そ 丄 ί? のモー夕の負荷が基準負荷よ り小さい場合には、 そのモータの励磁方式 を 2相励磁から 1相励磁に切り替えることを特徴とする請求の範囲第 2 項記載のバルブ制御方法。

6 . バルブの開度を調整する際、 モ一夕を定速回転させる場合には、 そ のモ一夕を 2相励磁駆動を行ない、 そのモー夕を加減速回転させる場合 には、 そのモー夕を 1 — 2相励磁駆動を行なう ことを特徴とする請求の 範囲第 2項記載のバルブ制御方法。

7 . 目標値の変化に不感帯領域を設け、 現在の目標値と次回の目標値と の偏差が不感帯領域に入った場合に前回と次回の回転方向を比較して異 なる場合のみモータの回転を行なわないこ とを特徴とする請求の範囲第 2項記載のバルブ制御方法。

8 . バルブの開度が基準開度よ り小さい場合、 その基準開度よ り大きい 場合に比べて、 モータの回転速度を遅く することを特徴とする請求の範 囲第 2項記載のバルブ制御方法。

9 . バルブを全閉する場合、 そのバルブを中間開度で停止する場合に比 ベて、 モータの回転速度を速く することを特徴とする請求の範囲第 2項 記載のバルブ制御方法。

1 0 . エンジンのクランキング時にバルブの開度を初期設定することを 特徴とする請求の範囲第 2項記載のバルブ制御方法。