JPH0125081B2 - - Google Patents

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JPH0125081B2
JPH0125081B2 JP58112300A JP11230083A JPH0125081B2 JP H0125081 B2 JPH0125081 B2 JP H0125081B2 JP 58112300 A JP58112300 A JP 58112300A JP 11230083 A JP11230083 A JP 11230083A JP H0125081 B2 JPH0125081 B2 JP H0125081B2
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control
valve
signal
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duty ratio
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Honda Motor Co Ltd
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Publication of JPH0125081B2 publication Critical patent/JPH0125081B2/ja
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    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0077—Control of the EGR valve or actuator, e.g. duty cycle, closed loop control of position
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    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
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    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
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    • F02D2011/102—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles at least one throttle being moved only by an electric actuator
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はオン−オフ電磁弁の制御方法に関し、
特にデユーテイ比が大きいときの制御方法に関す
る。
電子燃料噴射装置により燃料噴射量を制御する
内燃エンジン等において電子コントロールユニツ
トにより例えばEGR制御弁をオン−オフさせて
デユーテイ制御する場合、前記電子コントロール
ユニツトが他の機器の制御を平行して行い且つ優
先順位の高い処理を行う場合には前記EGR制御
弁のデユーテイの発生周期が一定とならないこと
があり、かかる状態において100％に近いデユー
テイを出力させると、隣合うデユーテイが繋がつ
てしまい前記EGR制御弁が見掛け上デユーテイ
が異常に大きくなつたような作動をし、流量を正
確に制御することが出来なくなる。
即ち、第１図ａに示すようなEGR制御弁駆動
用の制御周期信号に対して、同図ｂに示すように
この制御周期信号よりも優先度の高い他の処理の
起動周期信号が割り込み入力されたときには、前
記電子コントロールユニツトの中央演算処理装置
（以下CPUという）は第１図ｃの時間T1で示すよ
うに前記優先順位の高い起動周期信号の処理を優
先して行い、かかる処理の終了後、同図ｃの斜線
で示す時間T2の間に前記制御周期信号による処
理を行うためにどうしてもEGR制御の起動周期
が不規則となる。
この結果、同図ｄに示すようにEGR制御弁制
御信号の発生周期が不規則となり、しかも、デユ
ーテイ比が100％に近くなり隣合うデユーテイが
繋がつた場合、或いは隣合うデユーテイの間隔が
狭くなつたときには制御弁の応答時間の遅れ等に
起因して、EGR制御弁が開弁したままの状態、
或いは完全に閉弁しないうちに開弁が開始される
ことになり、平均流量を正確に制御することがで
きないという不具合がある。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、特
にデユーテイ比の大きいときにおけるオン−オフ
制御弁の流量制御を正確にすることを目的とし、
この目的を達成するために本発明においては、オ
ン−オフ電磁弁に所定周波数のパルス信号を供給
し、該パルス信号のデユーテイ比に基づいて前記
電磁弁を制御する方法において、所定の制御パラ
メータに応じて前記電磁弁の開弁期間を設定する
ための開弁デユーテイ比を演算し、該演算値と所
定値とを比較し、比較結果に応じて開弁制御と閉
弁制御の切替えを決定し、前記演算値が前記所定
値より大きいときは、前記電磁弁の閉弁期間を設
定するための閉弁デユーテイ比を演算する手段
と、所定の周期毎に基準制御周期パルス信号を発
生する手段と、前記基準制御周期パルス信号に同
期して、前記演算したデユーテイ比に応じたデユ
ーテイ制御データを計測手段に出力する手段と、
開弁制御と閉弁制御とを切換える手段とを用い、
前記基準制御周期パルス信号の発生時点から計測
した経過時間が前記演算したデユーテイ比に対応
する値に到達するまでの間、前記電磁弁を開閉制
御するようなタイミング信号を発生させるように
した電磁弁制御方法を提供するものである。
以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳
述する。
第２図は本発明が適用される内然エンジンの概
略を示す構成図であり、エンジン１の吸気管２の
途中にはスロツトル弁３が設けられ、燃料噴射装
置４はエンジン１とスロツトル弁３との間且つ吸
気管２の図示しない吸気弁の少し上流に各気筒毎
に設けられており、各燃料噴射装置４は図示しな
い燃料ポンプに接続されていると共に電子コント
ロールユニツト（以下ECUという）８に接続さ
れ、当該ECU８からの信号により各燃料噴射装
置４の開弁時間が制御される。
排気還流弁６の負圧室６ａは管路１０を介して
吸気管２のスロツトル弁３の近傍位置に連通さ
れ、吸気管２のエンジン１とスロツトル弁３との
途中と排気管５との間は管路１１〜１３により接
続され、管１１と１２との間は排気還流弁のダイ
ヤフラム６ｂに接続された弁体６ｃにより閉塞さ
れている。管路１３の一端は排気管５に連通し、
管路１２と１３との間はEGR制御弁７の弁体７
ｂにより閉塞されている。このEGR制御弁７の
ソレノイド７ａはECU８に接続されている。更
に、ECU８には車速センサ９及びスロツトル弁
開度センサ、エンジン水温センサ、吸気管内絶対
圧センサ、エンジン回転センサ（いずれも図示せ
ず）等の各種のセンサが接続されており、エンジ
ンの運転状態を表わす各種の信号が入力される。
ECU８はこれらの各センサからの入力信号に基
づいてエンジン１に供給する燃料量を制御すると
共に、車速センサ９からの入力信号に基づいて後
述するように前記EGR制御弁７をオン−オフ制
御して排気ガスの還流制御を行う。
第３図は第２図に示すECU８の内部の回路構
成を示し、特にEGR制御弁の制御回路の構成を
示すものである。図において、基準クロツク発生
装置（図示せず）から出力された基準クロツクパ
ルス信号Pcはデユーテイ制御周期発生カウンタ
（以下単にカウンタという）８０及びアツプカウ
ンタ８１の各クロツク入力端子８０ａ，８１ａに
入力され、カウンタ８０の出力端子８０ｂは演算
制御回路（以下CPUという）８２の入力端子８
２ａに接続され、このCPU８２の出力端子８２
ｂはアツプカウンタ８１のリセツト入力端子８１
ｂに接続されている。
アツプカウンタ８１の出力端子８１ｃは比較器
８３の入力端子８３ａに、CPU８２のデユーテ
イ制御データ出力端子８２ｃは比較器８３の入力
端子８３ｂに夫々接続されている。比較器８３の
出力端子８３ｃは切換制御回路８４のアンド回路
８５及びナンド回路８６の一方の入力端子に接続
され、CPU８２のオン−オフ制御切換信号出力
端子８２ｄは前記アンド回路８５及びナンドド回
路８６の他方の入力端子に接続されている。これ
らのアンド回路８５及びナンド回路８６の各出力
端子はオア回路８７の入力端子に接続されてい
る。トランジスタTrのベースはオア回路８７の
出力端子に接続され、コレクタは前記第１図に示
すEGR制御弁７のソレノイド７ａを介して電源
に接続され、エミツタは接地されている。
かかる構成において、デユーテイ制御周期発生
カウンタ８０は入力する基準クロツクパルスPc
をカウントし、そのカウント値が所定値に達する
毎にEGR制御弁駆動用の制御周期パルス信号を
出力してCPU８２に供給する。このようにして、
CPU８２は、所定の周期毎に生成されるパルス
信号に対応して基準制御周期パルス信号を発生さ
せる。CPU８２はこの制御周期パルス信号に対
応した制御周期パルス信号（第４図ａ）を出力す
る。CPU８２はEGR制御弁７よりも優先順位の
高い他のエンジン制御信号が割り込んできたとき
には当該ESR制御弁７の制御処理を後回しにす
るため、第４図ａに示すような制御周期パルス信
号の出力の周期が一定では無くなる。
一方、CPU８２は第５図に示すフローチヤー
トに基づいてエンジン１の運転状態に応じて前記
EGR制御弁７のオン−オフ制御を行うべくオン
−デユーテイ制御データ値Ｄを演算する（ステツ
プ20）。後述するようにEGR制御弁７の開閉制御
を行うのは、車速が所定の速度に達した場合であ
り、車速センサ９の出力信号及びエンジン１の運
転状態を示す信号に基づいて行われる。前記ステ
ツプ20では、このように、所定の制御パラメータ
に応じてEGR制御弁７の開弁期間を設定するた
めの開弁デユーテイ比をまず算出する。そして、
この算出したデユーテイ制御データＤが所定値よ
りも大きいか否かを判別し（ステツプ21）、その
答が否定（No）のときにはEGR制御弁７をオン
制御即ち、EGR制御弁７の開弁時間を制御すべ
くオン制御データＤを出力する（ステツプ22）と
共に、出力端子８２ｄから出力するオン−オフ制
御切換信号をハイレベル（第４図ｃ）にする。
ステツプ21の答が肯定（Yes）のときにはEGR
制御弁７をオフ制御即ち、EGR制御弁７の閉弁
時間を制御すべくオフ制御データD′（100−Ｄ）
を演算し（ステツプ23）、該データD′を出力する
（ステツプ24）と共に、出力端子８２ｄから出力
するオン−オフ制御切換信号をローレベル（第４
図ｃ）にする。このようにして前記ステツプ21の
判別結果に応じて、前記ステツプ20または23で演
算した前記開弁デユーテイ比またはEGR制御弁
７の閉弁時間を設定するための閉弁デユーテイ比
に対応する値をデユーテイ制御データとして出力
端子８２ｃから出力する。そして、これらのオン
制御データＤまたはオフ制御データD′に基づい
て後述するようにEGR制御弁７のソレノイド７
ａを制御し（ステツプ25）、EGR制御弁７をオン
またはオフ制御する。
アツプカウンタ８１はCPU８２から制御周期
信号（第４図ａ）が入力されてリセツトされてか
ら次の制御周期信号（第４図ａ）が入力されてリ
セツトされるまでの間入力する基準クロツクパル
ス信号Pcをカウントして対応するデータDAを逐
次出力する。アツプカウンタ８１の出力として逐
次出力されるデータDAは、リセツト時点からカ
ウントに伴いその値が次のリセツト時点まで時間
とともに増大していく信号である。従つて、この
データDAの最大値（リセツト信号と次のリセツ
ト信号間のカウント数に対応する値）については
リセツト信号即ち、制御周期信号の発生周期に応
じて変化する。このようなデータDAが比較器８
３の一方の入力端子８３ａに供給され、また比較
器８３の他方の入力端子８３ｂには前記した制御
データＤまたはD′が印加されている。比較器８
３はデータDAとオン制御データＤまたはオフ制
御データD′とを比較して、DA＜ＤまたはDA＜
D′の間即ち、データDAは前述の通りリセツト毎
そのリセツト時点からその値が増加していくが、
これが前記データＤに対応する値になるまでの間
または前記データD′に対応する値になるまでの
間、ハイレベルの信号（第４図ｂ）を出力する。
即ち、比較器８３はオン制御のときはEGR制御
弁７を開弁させるべき時間Tonの間だけハイレベ
ルの信号を出力し、オフ制御のときにはEGR制
御弁７を閉弁させるべき時間Toffの間だけハイ
レベルの信号を出力する。
オン制御のときにはCPU８２の出力端子８２
ｄの出力信号即ち、オン−オフ制御切換信号は前
述したようにハイレベル（第４図ｃ）となり、従
つて比較器８３の出力がハイレベルの間切制御回
路８４のアンド回路８５の出力がハイレベルとな
り、トランジスタTrが導通（オン）する（第４
図ｄ）。この結果、EGR制御弁７のソレノイド７
ａが付勢され当該EGR制御弁７が開弁制御され
る。即ち、EGR制御弁７は比較器８３の出力が
ハイレベルの時間開弁され、ローレベルの時間閉
弁される。
このようにして、前記演算した開弁デユーテイ
比が前記所定値以下のときには、制御周信号（第
４図ａ）の発生時点（リセツト時点）から計測し
た経過時間が前記開弁デユーテイ比に対応する値
に到達するまでの間に亘つてEGR制御弁７を開
弁させる。
一方、オフ制御のときにはオン−オフ制御切換
信号は前述したようにローレベル（第４図ｃ）と
なり、従つて比較器８３の出力がローレベルの間
切換制御回路８４のナンド回路８６の出力がハイ
レベルとなり、トランジスタTrが導通（オン）
する（第４図ｄ）。この結果、EGR制御弁７のソ
レノイド７ａが付勢され、当該EGR制御弁７が
開弁制御される。即ち、EGR制御弁７は比較器
８３の出力がハイレベルの時間閉弁され、残りの
ローレベルの時間開弁される。このようにして、
前記演算した開弁デユーテイ比が前記所定値を超
えるときは、制御周期信号（第４図ａ）の発生時
点（リセツト時点）から計測した経過時間が前記
演算した閉弁デユーテイ比に対応する値に達する
までの間に亘つてEGR制御弁７を閉弁させる。
しかして電磁弁７を確実にオフさせることができ
るために隣合うデユーテイが繋がることがなく、
電磁弁７の平均流量を正確に制御することができ
る。即ち、従来方法によるときは、第１図に示し
たように、EGR制御弁の制御を実行すべき割込
信号と他の優先度の高い制御を実行すべき割込信
号とがほぼ同時に入力される場合があり（第１図
ａの左から１番目及び３番目の信号の場合は、ほ
ぼ同時に入力されるというケースではないが、２
番目の信号と同図ｂの左から３番目の信号との間
の状態ではほぼ同時に入力されており、かかるケ
ースが一時的に発生する状態があり得る）、この
ような場合、連続開弁のおそれが生ずる。特にデ
ユーテイ比が100％に近い値に設定されると、か
かるおそれは一層大きい（第１図ｄの左から２番
目の開弁駆動信号の後縁は、３番目の開弁駆動信
号（上述した第１図ａの左から３番目の信号に基
づく駆動信号）の前縁と極めて接近した状態とな
つており、隣合う開弁駆動信号が繋がつたり、あ
るいは図示のようにその間隔が狭くなる）。
このようなおそれを回避しようとしてデユーテ
イ比の設定最大値を低く抑えれば、即ち上記のよ
うなケースが生じ得ることを考慮してデユーテイ
比の設定範囲の上限を小さくしてしまうと、この
場合は使用可能なデユーテイ比の範囲は狭くな
り、従つて制御範囲を広くとることができなくな
る。
これに対して、本制御方法では、デユーテイ制
御を既述したような一定の条件の下でオンデユー
テイ制御とオフデユーテイ制御とに切換えてい
る。該切換えによつて、例えば第４図ｄの左から
２番目の駆動信号と３番目の駆動信号のように、
オンとオフの順序が逆になる。即ち、オン制御の
ときは、制御周期信号間において、初めにオンし
残余の期間オフされるのに対し、オフ制御のとき
は、第４図ｂのToff期間に相当する間にオフ期
間（オフデユーテイ制御のときは、この先行する
オフの期間が制御される）があり、残余の期間が
オンされる。
従つて、オン制御のときは、第４図ｄに示すよ
うに各開弁駆動信号間のオフ期間を十分とること
ができ、たとえ優先順位の高い他のエンジン制御
信号の割り込みによりEGR制御弁の制御処理が
後回しにされたため第４図ａの制御周期信号の出
力時点がずれ、開弁駆動信号波形全体が第４図ｄ
中右方にずれても、隣合う開弁駆動信号が繋がる
おそれはなく、しかも、開弁デユーテイ比が大き
いときでも前回と今回との開弁が連続することは
ない。即ち、連続開弁のおそれは開弁デユーテイ
比が大きいときに特に問題となるが、この場合に
はオフ制御に切換えられるので連続開弁のおそれ
をなくすことができる。オフ制御では、各制御周
期信号間の期間において先行するオフ期間が制御
されており、それぞれ残余の期間がオンとなる。
従つて、オフ制御の場合において、たとえ上述の
ような割り込みが発生し、これに伴い第４図ａの
制御周期信号の発生の時点がずれても、第４図ｄ
の左から３番目以降のオンの期間を示す波形の前
縁は図中右方にずれるが、隣合う信号間でオフの
期間は常に確保することができ、やはり、今回と
前回との開弁が連続することはない。
このようにして、EGR制御弁７を確実にオフ
させることができ、連続開弁を防止することがで
きるので、流量を正確に制御することができる。
しかも、連続開弁を防止するためにデユーテイ比
の設定最大値を低く抑えるということをしないで
も済むため、EGR制御弁７の使用可能なデユー
テイ比を大きくとることも可能となり、従つて制
御範囲を犠牲にすることもないことになる。
第２図に戻り、スロツトル弁３が略全閉状態に
あるときには管路１０と１１との圧力は略等し
く、排気還流弁６の弁体６ｃはばね６ｄの力によ
り押圧されて管路１１と１２との間を閉塞してい
る。スロツトル弁３の開度が前記全閉状態から所
定の開度に達するまでの間は、当該スロツトル３
の開度が増すにつれて管路１０の負圧が管路１１
の負圧よりも大きくなり、これに伴い排気還流弁
６の負圧室６ａの圧力が低下し、ダイヤフラム６
ｂがばね力に抗して負圧室６ａ側に湾曲変位し、
弁体６ｃを開弁させて管路１１と１２とを連通さ
せる。
一方、車速が所定の速度に達すると、CPU８
２が車速センサ９の出力信号及びエンジン１の運
転状態を示す信号に基づいて前記したように
EGR制御弁７を開閉制御する。EGR制御弁７が
閉弁されているときには管路１２と１３とが閉塞
され、従つて管路１１と１２とが連通されていて
も排気管５から吸気管２への排気ガスの還流は行
われない。反対にEGR制御弁７が開弁されてい
るときには管路１２と１３とが連通され、従つて
排気管５と吸気管２とが管路１３，１２，１１を
介して連通され、排気ガスの還流が行われる。
以上説明したように本発明によれば、オン−オ
フ電磁弁に所定周波数のパルス信号を供給し、該
パルス信号のデユーテイ比に基づいて前記電磁弁
を制御する方法において、所定の制御パラメータ
に応じて前記電磁弁の開弁期間を設定するための
開弁デユーテイ比を演算し、該演算値と所定値と
を比較し、比較結果に応じて開弁制御と閉弁制御
の切替えを決定し、前記演算値が前記所定値より
大きいときは、前記電磁弁の閉弁期間を設定する
ための閉弁デユーテイ比を演算する手段と、所定
の周期毎に基準制御周期パルス信号を発生する手
段と、前記基準制御周期パルス信号に同期して、
前記演算したデユーテイ比に応じたデユーテイ制
御データを計測手段に出力する手段と、開弁制御
と閉弁制御とを切替える手段とを用い、前記基準
制御周期パルス信号の発生時点から計測した経過
時間が前記演算したデユーテイ比に対応する値に
到達するまでの間、前記電磁弁を開閉制御するよ
うなタイミング信号を発生させるようにしたの
で、電磁弁のオン−オフのタイミングが制御周期
信号に同期せずに次回の制御周期信号により行わ
れた場合でも、前回と今回との開弁が連続するこ
とがなくなり、平均流量を所定の流量とすること
ができ、流量を正確に制御することができると共
に、電磁弁の使用可能なデユーテイ比を大きくす
ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図ａ〜ｄは従来のデユーテイ制御方法によ
るEGR制御弁の動作を説明するタイミングチヤ
ート、第２図は本発明を適用した内燃エンジンの
概略説明図、第３図は第２図に示すECUの内部
構成を示し、特に第２図のEGR制御弁の制御回
路の一実施例を示すブロツク図、第４図ａ〜ｄは
第３図の各部信号波形の一実施例を示すタミング
チヤート、第５図は第３図に示すCPUの制御手
順を示すフローチヤートである。 １……エンジン、２……吸気管、３……スロツ
トル弁、４……燃料噴射装置、５……排気管、６
……排気ガス還流弁、７……EGR制御弁、８…
…ECU、９……車速センサ、１０〜１３……管
路、８０……デユーテイ制御周期発生カウンタ、
８１……アツプカウンタ、８２……CPU、８３
……比較器、８４……切換制御回路、Tr……ト
ランジスタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ オン−オフ電磁弁に所定周波数のパルス信号
    を供給し、該パルス信号のデユーテイ比に基づい
    て前記電磁弁を制御する方法であつて、所定の制
    御パラメータに応じて前記電磁弁の開弁期間を設
    定するための開弁デユーテイ比を演算し、該演算
    値と所定値とを比較し、比較結果に応じて開弁制
    御と閉弁制御の切替えを決定し、前記演算値が前
    記所定値より大きいときは、前記電磁弁の閉弁期
    間を設定するための閉弁デユーテイ比を演算する
    手段と、所定の周期毎に基準制御周期パルス信号
    を発生する手段と、前記基準制御周期パルス信号
    に同期して、前記演算したデユーテイ比に応じた
    デユーテイ制御データを計測手段に出力する手段
    と、開弁制御と閉弁制御とを切替える手段とを用
    い、前記基準制御周期パルス信号の発生時点から
    計測した経過時間が前記演算したデユーテイ比に
    対応する値に到達するまでの間、前記電磁弁を開
    閉制御するようなタイミング信号を発生させるこ
    とを特徴とする電磁弁制御方法。
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