JPH07180615A - 内燃機関の排気還流制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気還流制御弁や還流通路に付着している付
着物を確実に除去することができて且つ、ドライバビリ
ティをも好適に維持することのできる内燃機関の排気還
流制御装置を提供する。 【構成】 排気還流制御装置は通常、内燃機関の排気ガ
スの一部を同機関の吸気系に再循環させるための還流通
路と該還流通路を開閉する排気還流制御弁とを有して構
成される。ここでは更に、内燃機関の減速燃料カット
中、排気還流制御弁を強制的に開とし且つ、同減速燃料
カット中の排気ガス再循環量を排気還流制御弁や還流通
路への付着物を最低限除去し得る一定の量に維持すべく
同機関の回転数に応じてその開度を可変制御するように
する。また、こうした排気還流制御弁開度の可変制御に
は、機関の回転数に応じて同制御弁の目標開度が予め設
定された専用の目標値マップを使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車載用の内燃機関に
あってその排気ガスの一部を同機関の吸気系に再循環さ
せる内燃機関の排気還流制御装置に関し、特に排気還流
制御弁への付着物を自動除去するなど、その再循環系の
状態を常に適正に維持する上で好適な排気還流制御装置
構成の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】排気還流制御装置とは周知のように、車
載用の内燃機関から排出されるガスの一部を排気系から
取り出し、これに適当な温度、時期、流量等の制御を施
して同機関の吸気系へ再循環させる装置である。また、
こうして排気ガスを吸気系に再循環させることにより、
ガスの燃焼温度を下げることができ、ひいては燃焼排気
ガス中の有害成分であるＮＯｘ（窒素酸化物のうちのＮ
Ｏ及びＮＯ2 ）の発生が抑制されるようになることもよ
く知られている。

【０００３】ところで、こうした排気還流制御装置は通
常、内燃機関の排気ガスの一部を同機関の吸気系に再循
環させるための還流通路と、該還流通路を開閉する排気
還流制御弁とを少なくとも有して構成されている。そし
て同排気還流制御装置では、燃焼排気ガスをこれら還流
通路や排気還流制御弁を通じて再循環させるといった性
格上、その経路である還流通路や排気還流制御弁に異物
が付着するようなこともままある。こうして還流通路や
排気還流制御弁に異物が付着して、同還流制御弁が固着
するようなことがあると、上述した排気還流制御そのも
のが不能となり、ひいては上記ＮＯｘの抑制もおぼつか
ないものとなる。

【０００４】そこで従来は、例えば特開平４−２５９６
５３号公報に記載の装置のように、機関の停止時にサー
ジタンク内に残っている吸気負圧により上記排気還流制
御弁を強制的に開弁させて、同還流制御弁に付着してい
る付着物を吸気通路に吸い出すようにしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、排気還流
制御弁に付着している付着物を吸気通路に吸い出すなど
によってこれを除去することができれば、同還流制御弁
が固着するとったような事態は確かに回避されるように
なる。

【０００６】しかし通常、機関の停止時にサージタンク
内に残っている吸気負圧では、たとえ上記排気還流制御
弁を強制的に開弁させたところで、その弁の上下流での
差圧は小さく、上記付着物を吸気通路に吸い出すための
十分な空気流が得られるとは限らない。

【０００７】なお従来は、例えば特開平２−９９３７号
公報に見られるように、減速燃料カット時に上記排気還
流制御弁を強制的に開弁させ、同還流制御弁の開弁前後
での吸気圧変動に基づいてそれら再循環系の故障診断を
行う技術が知られている。

【０００８】また、例えば特開平４ー５８０２６号公報
には、同じく燃料カット時（ただし機関の回転数が所定
の回転数以上のとき）、上記排気還流制御弁とＩＳＣ
（アイドルスピード制御）弁とを共に強制開弁して吸気
量を増大させ、ひいては潤滑油の消費を低減させる技術
が記載されている。

【０００９】このように、たとえそれが排気還流制御弁
に付着している異物を除去することを意図したものでは
ないとはいえ、機関の運転時、燃料カット中に同還流制
御弁を強制開弁させる技術は知られている。そして、こ
うして運転中に排気還流制御弁を強制開弁させるように
すれば、上記付着物を吸気通路に吸い出すのに十分な空
気流が得られるであろうことも確かに期待される。

【００１０】しかし、燃料カット中とはいえ、機関が高
速回転しているときに排気還流制御弁を強制開弁させる
ことは、同還流制御弁上下流での差圧が大きく、また吸
気量も増大されるため、いわゆるエンジンブレーキが好
適に効かないなどのドライバビリティ不良を生じる原因
にもなる。

【００１１】また逆に、機関が低速回転しているときに
排気還流制御弁を強制開弁させたとしても、吸気量の増
加は少なく、やはり上記付着物を吸気通路に吸い出すた
めの空気流は十分に得られない懸念がある。

【００１２】この発明は、こうした実情に鑑みてなされ
たものであり、上記排気還流制御弁や還流通路に付着し
ている付着物を確実に除去することができて且つ、ドラ
イバビリティをも好適に維持することのできる内燃機関
の排気還流制御装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】こうした目的を達成する
ため、この発明では、内燃機関の排気ガスの一部を同機
関の吸気系に再循環させるための還流通路と、該還流通
路を開閉する排気還流制御弁と、内燃機関の減速燃料カ
ット中、前記排気還流制御弁を強制的に開とし且つ、同
減速燃料カット中の排気ガス再循環量を一定量に維持す
べく内燃機関の運転条件に応じてその開度を可変制御す
る制御手段と、を具えて内燃機関の排気還流制御装置を
構成する。

【００１４】

【作用】内燃機関の減速燃料カット中、排気還流制御弁
を強制的に開とすることで、同還流制御弁への付着物を
吸気通路に吸い出すのに十分な空気流が得られるであろ
うことが期待されることは上述した通りである。

【００１５】そしてまた、燃料カット中とはいえ、機関
が高速回転しているときに排気還流制御弁を強制開弁さ
せることはドライバビリティ不良を生じる原因になり、
逆に低速回転しているときに同制御弁を強制開弁させて
も上記付着物を除去するための十分な空気流は得られ難
いことも上述した。

【００１６】そこでここでは、上記制御手段を通じて、
内燃機関の減速燃料カット中、排気還流制御弁を強制的
に開とすることに加え、同減速燃料カット中の排気ガス
再循環量を一定量に維持すべく内燃機関の運転条件に応
じてその開度を可変制御するようにしている。

【００１７】すなわちこのことは、該減速燃料カット
中、機関が高速回転しているときには同運転条件の把握
のもとに、エンジンブレーキが効かない等のドライバビ
リティ不良を招かない程度に、しかも上記付着物を除去
するのに最低限の空気流が得られる程度に、上記強制的
に開とする排気還流制御弁の開度を抑える側に制御する
ことを意味する。他方、同減速燃料カット中、機関が低
速回転しているときにはその運転条件の把握のもとに、
この場合も上記付着物を除去するのに最低限の空気流が
得られる程度に、上記強制的に開とする排気還流制御弁
の開度を増大する側に制御することを意味する。

【００１８】このように、減速燃料カット中の排気ガス
再循環量を一定量に、すなわち排気還流制御弁への付着
物を最低限除去し得る一定の量に維持すべく内燃機関の
運転条件に応じてその開度を可変制御することで、ドラ
イバビリティを好適に維持しつつ、同制御弁や還流通路
への付着物を除去することができるようになる。そし
て、こうして付着物の除去が的確に行われることで、排
気還流制御弁の固着や同排気還流制御における流量特性
の変化等も未然に防止されるようになる。

【００１９】なお、上記排気還流制御弁の開度制御に参
照することのできる内燃機関の運転条件としては、同機
関の回転数をはじめ、機関吸気系への吸入空気量や吸気
管内圧力などがある。このうち、機関の回転数は、その
運転条件をより直接的に把握することのできる要素とし
て特に有効であり、同運転条件がこの機関の回転数であ
る場合には、制御手段としても上述のように、機関の回
転数に応じて、回転数が高いほど排気還流制御弁の開度
を小さく、回転数が低いほど排気還流制御弁の開度を大
きく制御するようになる。

【００２０】また、こうした排気還流制御装置として、
（ａ）内燃機関の減速燃料カット中、前記排気還流制御
弁を強制的に開とし、同還流制御弁を開とする前後の吸
気圧力の差に基づいて同還流制御弁の故障の有無を診断
する故障診断手段と、（ｂ）該診断中、前記吸気圧力の
差を一定に維持すべく内燃機関の運転条件に応じて前記
排気還流制御弁の開度を可変制御する診断条件制御手段
と、を更に具える構成とすることもできる。

【００２１】上記（ａ）の故障診断手段自体は周知であ
る。しかし、上記排気還流制御弁を開とする前後の吸気
圧力の差も、通常は同機関の運転条件に応じて変動する
のが普通であり、上記排気還流制御弁を単に強制的に開
とするのみでは、この吸気圧力の差に対し故障の有無を
判定するための基準をどのように設定すればよいかが問
題となる。

【００２２】そこで、上記（ｂ）の診断条件制御手段を
設けるようにすることで、上記排気還流制御弁を開とす
る前後の吸気圧力の差についての機関の運転条件に応じ
た変動を良好に吸収することができるようになる。そし
てこれにより、上記故障診断手段による診断結果につい
てのより信頼性の高い情報を得ることができるようにも
なる。

【００２３】なお、この場合の排気還流制御弁の開度制
御に参照することのできる内燃機関の運転条件として
も、同機関の回転数をはじめ、機関吸気系への吸入空気
量や吸気管内圧力などがある。そして、ここでも機関の
回転数は、その運転条件をより直接的に把握することの
できる要素として特に有効である。同参照する運転条件
が機関の回転数である場合、上記診断条件制御手段で
は、機関の回転数に応じて、回転数が高いほど排気還流
制御弁の開度を小さく、回転数が低いほど排気還流制御
弁の開度を大きく制御するようになる。

【００２４】また更に、上述した排気還流制御装置とし
て、（ｃ）内燃機関の減速燃料カットの開始時、前記排
気還流制御弁の開度を開度０から徐々に前記制御手段に
よって制御される開度まで徐変制御する徐変制御手段を
更に具える。構成とすることもできる。

【００２５】このような徐変制御手段を更に具える構成
によれば、例えばエンジンブレーキによる急激な減速感
が和らげられるなど、更に良好なドライバビリティを得
ることができるようになる。

【００２６】そして更には、これら徐変制御手段、並び
に故障診断手段及び診断条件制御手段を上記排気還流制
御装置に併せ具える構成とすることもできる。こうした
構成によれば、これら各手段による上述した作用効果を
併せ有する装置として同排気還流制御装置が実現される
ようになる。

【００２７】

【実施例】図１に、この発明にかかる内燃機関の排気還
流制御装置についてその一実施例構成を示す。

【００２８】さて、同図１に示されるこの実施例の排気
還流制御装置において、エンジン（内燃機関）１として
はガソリンエンジンを想定している。このエンジン１に
は、同エンジン１内の図示しないシリンダに対して空気
を取り込むための吸気通路（吸気管）２と、同エンジン
１による燃焼ガスを排気するための排気通路（排気管）
３とが接続されている。

【００２９】そして、これら排気通路３及び吸気通路２
には、排気ガスの還流通路（再循環通路）５が設けら
れ、排気通路３と吸気通路２とは、該還流通路５によっ
て連通されるようになっている。

【００３０】すなわち同図１に示されるように、この排
気ガス還流通路５は、その一端が、排気通路３に開口さ
れているとともに、他方端が、吸気通路２においてスロ
ットルバルブ４の下流側に開口され、排気ガスの一部
が、該還流通路５を通して吸気通路２に還流されるよう
になっている。

【００３１】また、上記還流通路５の途中には、負圧応
答式の排気還流制御弁６が介設されている。この排気還
流制御弁６は、上記吸気通路２に還流される排気ガスの
還流量を調整するためのものである。

【００３２】すなわち、同排気還流制御弁６には弁体７
が設けられ、この弁体７の上下移動によって上記還流通
路５が開閉制御されるようになっている。なお、この弁
体７は、ロッド９を介してダイアフラム８に支持されて
いる。

【００３３】一方、同排気還流制御弁６は、上記ダイア
フラム８によって仕切られた負圧室（ダイアフラム室）
１０と大気室１１との２つの空気室を有しており、これ
ら空気室に併せ、以下に説明する装置、機構を通じて、
上記弁体７の上下移動が制御されるようになっている。

【００３４】まず、負圧室１０は、負圧ソレノイド弁１
２が配設された負圧導入通路１３を通して、上記吸気通
路２の負圧取出口１４に連通されている。該負圧取出口
１４は、上記吸気通路２においてスロットルバルブ４の
直下流に設けられている。

【００３５】また、同負圧室１０は、大気ソレノイド弁
１５が配設された大気導入通路１６を通して大気にも連
通されている。そして、この負圧室１０の内部には、圧
縮コイルスプリング１７が配設されており、上記連通先
の吸気負圧（吸気管負圧）と大気圧とで形成される合成
負圧がこのコイルスプリング１７のばね力に抗して上記
ダイアフラム８を変位させるとき、これに支持されてい
る弁体７が上方に移動するようになる。すなわち弁体７
は、負圧室１０の負圧の増加に伴って、還流通路５の有
効通路面積を増大させるように構成されている。この負
圧室１０内部の合成負圧は、上記負圧ソレノイド弁１２
と上記大気ソレノイド弁１５との各駆動量に応じて決定
される。

【００３６】このように、負圧ソレノイド弁１２と大気
ソレノイド弁１５とを駆動制御することにより、負圧室
１０と吸気負圧並びに大気との間の連通態様を制御する
ことができ、ひいては同負圧室１０に、目標排気流量に
対応する作動負圧を印加することができるようになって
いる。

【００３７】また、上記排気還流制御弁６にはリフト量
センサ１８が設けられ、このリフト量センサ１８を通じ
て上記弁体７の移動量（リフト量）、すなわち排気還流
制御弁６としての開度が検出されるようになっている。

【００３８】また一方、制御装置３０は、負圧室１０に
対して上記目標排気流量に対応する作動負圧を印加すべ
く負圧ソレノイド弁１２と大気ソレノイド弁１５との各
駆動量を制御する装置である。これら負圧ソレノイド弁
１２及び大気ソレノイド弁１５の駆動、すなわち開閉
は、パルス幅変調方式の１つとして周知であるいわゆる
デューティ制御によって行われるものとする。

【００３９】この制御装置３０には、上記リフト量セン
サ１８をはじめ、エンジン１の例えば図示しないサージ
タンク等に配設される吸気負圧センサ１９、及び同エン
ジン１の図示しないクランク軸近傍に配設されるエンジ
ン回転数センサ２０が接続されている。

【００４０】このうち、リフト量センサ１８により検出
される上記排気還流制御弁６の開度は、信号Ｐｓとして
この制御装置３０に入力され、同制御装置３０を通じて
制御される排気還流制御弁６の開度についてのモニタ信
号として使用される。

【００４１】また、吸気負圧センサ１９により検出され
るエンジン１の吸気負圧及び回転数センサ２０により検
出されるエンジン回転数は、それぞれ信号Ｐｍ及び信号
Ｎｅとして同制御装置３０に取り込まれ、上記排気還流
制御弁６の開度を制御する際の目標値演算に使用され
る。

【００４２】また、制御装置３０には記憶装置３１が接
続されている。この記憶装置３１には、上記排気還流制
御弁６の開度（弁体７のリフト量）についての後述する
目標値マップをはじめ、マイクロコンピュータによる算
術論理演算回路として構成されている制御装置３０の制
御プログラムなどが予め記憶されている。

【００４３】なお、図１では便宜上、エンジン１に対し
て燃料（ガソリン）の供給を行う、いわゆる燃料供給系
についてはその図示を割愛した。図２は、上記制御装置
３０の具体的な構成例を示したものであり、次に、この
図２を併せ参照して、同制御装置３０の構成、機能を更
に詳述する。

【００４４】制御装置３０は、ＣＰＵ３０１をはじめ、
データメモリ３０２、マップメモリ３０３、３０４、及
び３０５、入力インターフェース３０６、出力インター
フェース３０７、アナログマルチプレクサ３０８、Ａ／
Ｄ変換器３０９、そしてカウンタ３１０を具えて構成さ
れている。

【００４５】このうち、入力インターフェース３０６
は、エンジン回転数センサ２０によって検出されるエン
ジン回転数信号Ｎｅを入力するためのものであり、出力
インターフェース３０７は、負圧ソレノイド弁１２及び
大気ソレノイド弁１５に対して駆動信号（デューティ制
御信号）を出力するためのものである。

【００４６】また、アナログマルチプレクサ３０８は、
リフト量センサ１８によって検出される排気還流制御弁
６の開度信号Ｐｓ、及び吸気負圧センサ１９によって検
出される吸気負圧信号Ｐｍを選択的に取り込むためのも
のである。これら取り込まれた信号Ｐｓ或いはＰｍは、
Ａ／Ｄ変換器３０９を通じて、同制御装置３０が直接扱
うことのできるディジタル信号に変換される。

【００４７】また、カウンタ３１０は、パルス信号とし
て入力される上記エンジン回転数信号Ｎｅのパルス数を
計数するためのものであり、こうしたパルス数の計数に
よって、エンジン１の回転数Ｎｅが同制御装置３０によ
り把握されるようになる。

【００４８】また、ＣＰＵ３０１、データメモリ３０
２、マップメモリ３０３〜３０５、入力インターフェー
ス３０６、出力インターフェース３０７、Ａ／Ｄ変換器
３０９、及びカウンタ３１０は、アドレス・データバス
３１１によって相互に接続されている。これら各要素間
では、該アドレス・データバス３１１を通じて、アドレ
ス信号やデータが相互にやり取りされるようになる。

【００４９】また同様に、ＣＰＵ３０１、データメモリ
３０２、マップメモリ３０３〜３０５、入力インターフ
ェース３０６、出力インターフェース３０７、アナログ
マルチプレクサ３０８、及びカウンタ３１０は、コント
ロールバス３１２によって相互に接続されている。これ
ら各要素間では、該コントロールバス３１２を通じて、
コントロール信号が相互にやり取りされるようになる。

【００５０】一方、上記記憶装置３１も、アドレス・デ
ータバス及びコントロールバスを介してＣＰＵ３０１に
接続されており、該ＣＰＵ３０１によるアクセスを通じ
て、その記憶されている制御プログラムやマップデータ
等が同制御装置３０（ＣＰＵ３０１）に読み込まれるよ
うになる。

【００５１】ところで、この記憶装置３１には、図３に
示すようなリフト量目標値マップが予め記憶されてい
る。このリフト量目標値マップには、上記エンジン回転
数センサ２０を通じて検出されるエンジン１の現在のエ
ンジン回転数Ｎｅと、上記吸気負圧センサ１９を通じて
検出される現在の吸気負圧Ｐｍとで求められる、最適な
排気ガス還流量に対応する排気還流制御弁６の開度目標
値Ｐｒが組み入れられている。すなわち、負圧室１０に
目標排気還流量に対応する作動負圧を印加するための弁
体７のリフト量目標値Ｐｒが記憶されている。なおこの
マップには、所定のエンジン回転数Ｎｅ毎及び所定の吸
気負圧Ｐｍ毎に、マトリックス状にリフト量の目標値Ｐ
ｒが用意されている。

【００５２】また、マップメモリ３０３には、図４に示
すソレノイド駆動マップが記憶されている。同図４に示
されるように、このソレノイド駆動マップには、排気還
流制御弁６の開度の目標値Ｐｒと現在の検出開度Ｐｓと
の偏差Ｐ（Ｐ＝Ｐｒ−Ｐｓ）と、負圧ソレノイド弁１２
および大気ソレノイド弁１５のデューティ比との関係が
記憶されている。このデューティ比は、偏差値Ｐの絶対
値が大きいほど大きくなるように設定されている。ま
た、このソレノイド駆動マップは、排気還流制御弁６の
開度についての検出値Ｐｓが同目標値Ｐｒに近い状態に
あるとき、排気還流制御弁６をそのときの状態に保持す
る不感帯領域（−ａ〜ａ）をもっている。こうした不感
帯領域の存在によって、制御の安定化が図られるととも
に、上記各ソレノイド弁１２及び１５の耐久性が向上さ
れるようになる。

【００５３】また、マップメモリ３０４には、図５に示
されるような故障診断時のリフト量目標値マップが、そ
してマップメモリ３０５には、図６に示されるような減
速燃料カット時のリフト量目標値マップが記憶されてい
る。

【００５４】この実施例の装置では、燃費の向上を目的
とした減速燃料カットを実行しているとき、排気還流制
御弁６の故障診断とともに、同排気還流制御弁６への付
着物を除去するための動作を行う。

【００５５】まず、排気還流制御弁６の故障診断につい
ては、例えば単位時間当たりのエンジン回転数Ｎｅの変
化が小さいとき、故障診断の実施条件成立と判定して、
故障診断を実施する。この故障診断は、排気還流制御弁
６を「全閉状態」から「開」とし、そのときの吸気管内
圧力（吸気負圧）Ｐｍの変化量が所定値以上となるか否
かで故障の無し或いは有りを判定する。こうした故障診
断に際して、上記排気還流制御弁６を「全閉状態」から
「開」とするときの開度の目標値が、上記故障診断時の
リフト量目標値マップ（図５）としてマップメモリ３０
４に登録されている。因みに、この故障診断時のリフト
量目標値マップは、図５に示されるように、エンジン回
転数Ｎｅが高いほど排気還流制御弁６の開度として小さ
い値が選ばれる設定となっている。詳しくは、 （１）上記排気還流制御弁６を「全閉状態」から「開」
とするとき、吸気管内圧力（吸気負圧）Ｐｍが変化する
こと。 （２）上記排気還流制御弁６を「全閉状態」から「開」
とするときの吸気管内圧力Ｐｍの変化量が、エンジン回
転数Ｎｅに拘らず一定となること。 が満たされるように、そのマップ適合条件が設定されて
いる。なお、このマップを通じて選ばれる排気還流制御
弁６の開度情報は、図３に示したリフト量目標値マップ
を通じて設定される同排気還流制御弁６の開度について
の目標値Ｐｒに相当した値となっている。

【００５６】他方、上記故障診断の実施条件が成立して
いないとき、または同故障診断を通じて排気還流制御弁
６が正常と判定されたときには、上記排気還流制御弁６
への付着物を除去するための動作が実施される。こうし
た付着物の除去は、排気還流制御弁６を強制的に「開」
とすることによって行われ、そのときの同還流制御弁６
を「開」とするときの開度の目標値が、上記減速燃料カ
ット時のリフト量目標値マップ（図６）としてマップメ
モリ３０５に登録されている。この減速燃料カット時の
リフト量目標値マップも、図６に示されるように、エン
ジン回転数Ｎｅが高いほど排気還流制御弁６の開度とし
て小さい値が選ばれる設定となっている。ただし同マッ
プの場合、詳しくは、 （１）減速燃料カット中、エンジン回転数Ｎｅが高いと
きには、エンジンブレーキが効かない等のドライバビリ
ティ不良を招かずに且つ、上記付着物を除去するのに最
低限の空気流が得られること。 （２）同減速燃料カット中、エンジン回転数Ｎｅが低く
とも、上記付着物を除去するのに最低限の空気流が得ら
れること。 が満たされるように、そのマップ適合条件が設定されて
いる。なお、このマップを通じて選ばれる排気還流制御
弁６の開度情報も、図３に示したリフト量目標値マップ
を通じて設定される同排気還流制御弁６の開度について
の目標値Ｐｒに相当した値となっている。

【００５７】図７及び図８は、この実施例の排気還流制
御装置による排気還流制御手順を示したものであり、次
に、これら図７及び図８を併せ参照して、同実施例の装
置の動作を詳述する。

【００５８】この実施例の排気還流制御装置では、所定
時間毎に、以下に列記する排気還流制御ルーチンが起動
される。まず、ステップ１００１及びステップ１００２
においてエンジン回転数Ｎｅが所定値以上で且つ、スロ
ットルバルブ４が全閉か否かを判断する。すなわち、減
速燃料カット条件が成立しているか否かを判断する。な
お、スロットルバルブ４の開度は、周知のスロットルセ
ンサ等を通じて検出される。

【００５９】減速燃料カット条件が成立していないと判
断されるときには、通常に燃料噴射が行われているもと
での、通常の排気還流制御１１００が実行される。すな
わち、この通常の排気還流制御１１００では、ステップ
１１０１にて、エンジン回転数センサ２０の出力に基づ
いてエンジン回転数Ｎｅを読み込み、その値をデータメ
モリ３０２（図２）の記憶領域Ｍ１に格納する。

【００６０】同様に、ステップ１１０２にて吸気負圧セ
ンサ１９の出力より吸気負圧Ｐｍを読み込み、その値
（ディジタル変換値）をデータメモリ３０２の記憶領域
Ｍ２に格納する。

【００６１】次いで、ステップ１１０３にて、上記エン
ジン回転数Ｎｅ及び吸気負圧Ｐｍをもとに、記憶装置３
１に記憶されているリフト量目標値マップ（図３）から
補間法を用いて排気還流制御弁６の目標開度（リフト
量）Ｐｒを求め、これをデータメモリ３０２の記憶領域
Ｍ３に格納する。

【００６２】そして、ステップ１１０４にて、この求め
た目標値Ｐｒに基づく排気還流制御弁６の駆動制御を実
行する。この排気還流制御弁６の駆動制御は、図８に示
す排気還流制御弁の駆動制御ルーチンに基づき、以下の
手順にて実行される。

【００６３】まず、ステップ１０１にてリフト量センサ
１８の出力に基づき排気還流制御弁６の現在の開度（リ
フト量）Ｐｓを求め、これをデータメモリ３０２の記憶
領域Ｍ４に格納し、次のステップ１０２で上記目標値Ｐ
ｒとこの検出値Ｐｓとの偏差値Ｐ（＝Ｐｒ−Ｐｓ）を演
算する。

【００６４】次いで、ステップ１０３でこの偏差値Ｐが
所定範囲内（−ａ≦Ｐ≦ａ）にあるか否かを判断する。
この結果、同偏差値Ｐが所定範囲内である旨判断される
場合には、前記不感帯領域にあるものとして負圧ソレノ
イド弁１２及び大気ソレノイド弁１５を共に現状に維持
して、制御系の安定とともに、それらソレノイド弁の耐
久性を確保する。

【００６５】また、上記ステップ１０３において排気還
流制御弁６の開度（リフト量）が不感体領域にないと判
断される場合には、更にステップ１１０で、上記偏差値
Ｐが不感帯領域の下限値「−ａ」より小さいか否かを判
断する。すなわち、排気還流制御弁６のリフト量を小さ
くすべきか、大きくすべきか、換言すれば負圧室１０内
に大気を導入すべきか負圧を導入すべきかを判断する。

【００６６】そしてこの結果、上記偏差値Ｐが不感帯領
域の下限値「−ａ」より小さい場合には、負圧を導入す
べきと判断して、負圧室１０への負圧導入処理１２０を
実行する。この負圧導入処理１２０では、ステップ１２
１にて、マップメモリ３０３に登録されている前記ソレ
ノイド駆動マップ（図４）から同偏差値Ｐに対応する時
間情報ｔｐを読み込み、ステップ１２２で、負圧ソレノ
イド弁１２をこの時間ｔｐだけ開とする（デューティ制
御する）。なおその際、大気ソレノイド弁１５は閉に維
持される。

【００６７】また同判断の結果、上記偏差値Ｐが不感帯
領域の下限値「−ａ」より大きい（小さくない）場合に
は、大気を導入すべきと判断して、負圧室１０への大気
導入処理１３０を実行する。この大気導入処理１３０で
は、ステップ１３１にて、マップメモリ３０３に登録さ
れている同ソレノイド駆動マップ（図４）からその偏差
値Ｐに対応する時間情報ｔａを読み込み、ステップ１３
２で、大気ソレノイド弁１５をこの時間ｔａだけ開とす
る（デューティ制御する）。なおその際、負圧ソレノイ
ド弁１２は閉に維持される。

【００６８】一方、先のステップ１００１及び１００２
において、エンジン回転数Ｎｅが所定値以上で且つ、ス
ロットルバルブ４が全閉となっている減速燃料カット条
件が成立している旨が判断される場合には、ステップ１
２００として減速燃料カットを実施する。

【００６９】そしてその後、ステップ１２０１で排気還
流制御弁６についての前述した故障診断実施条件が成立
しているか否かを判断する。故障診断の実施条件として
は、前述した ・単位時間当たりのエンジン回転数Ｎｅの変化が小さい
こと（変化が所定値以内であること）。に加え、 ・吸気負圧センサ１９がフェイルしていないこと。 等が挙げられる。そしてこのステップ１２０１におい
て、故障診断の実施条件が成立している旨判断される場
合には、以下の態様で、故障診断処理１２１０が実施さ
れる。

【００７０】この故障診断処理１２１０ではまず、ステ
ップ１２１１で現在の吸気負圧Ｐｍを読み込み、これを
吸気負圧Ｐ１として、データメモリ３０２の記憶領域Ｍ
５に格納する。

【００７１】次いで、ステップ１２１２で、エンジン回
転数センサ２０の出力に基づきエンジン回転数Ｎｅを読
み込み、その値をデータメモリ３０２の記憶領域Ｍ１に
格納した後、 ・該格納したエンジン回転数Ｎｅに対応する排気還流制
御弁６の開度目標値Ｐｒをマップメモリ３０４に登録さ
れている前記故障診断時のリフト量目標値マップ（図
５）に基づき設定（選出）し、これをデータメモリ３０
２の記憶領域Ｍ３に格納する（ステップ１２１３）。 ・該設定し、格納した目標値Ｐｒをもとに、排気還流制
御弁６を駆動制御する（ステップ１２１４）。 といった処理を経て、排気還流制御弁６を開とする。こ
のステップ１２１４での排気還流制御弁６の駆動制御
は、先に図８を参照して説明した手順と同様の手順にて
実行される。

【００７２】こうして排気還流制御弁６を開とした後
は、ステップ１２１５として吸気負圧Ｐｍが一定の値に
落ち着くまでの所定時間の経過を待ち、ステップ１２１
６にて再び現在の吸気負圧Ｐｍを読み込む。この再度読
み込んだ吸気負圧Ｐｍについては、これを吸気負圧Ｐ２
として、データメモリ３０２の記憶領域Ｍ６に別途格納
する。

【００７３】そして、ステップ１２１７において、デー
タメモリ３０２の記憶領域Ｍ５及びＭ６に格納した吸気
負圧Ｐ１及びＰ２の差、すなわち排気還流制御弁６を
「全閉状態」から「開」としたときの吸気管内圧力（吸
気負圧）Ｐｍの変化量が所定値以上となっているか否か
を判断する。

【００７４】ここで、吸気負圧Ｐ１及びＰ２の差、すな
わち吸気負圧Ｐｍの変化量が所定値に満たない場合に
は、ステップ１２１８にて異常判定して処理を終了す
る。こうして排気還流制御弁６についての異常判定を行
った場合には、以後、その開度の目標値Ｐｒを「０」、
すなわち「全閉」に維持するなどして、その原因が解消
されるまでの間、排気還流制御の実行を見合わせる等の
対策を採るようにすることもできる。

【００７５】また同ステップ１２１７において、上記吸
気負圧Ｐｍの変化量（Ｐ２−Ｐ１）が所定値以上となっ
ている旨判断される場合には、上記排気還流制御弁６が
正常であるものとみなして、次の減速燃料カット時の排
気還流制御１２２０の実行に移行する。

【００７６】なお、この故障診断処理１２１０にあって
は、上記ステップ１２１４の駆動制御（図８）を通じて
排気還流制御弁６を開とする際、 （１）排気還流制御弁６を「全閉状態」から「開」とす
るとき、吸気管内圧力（吸気負圧）Ｐｍが変化するこ
と。 （２）排気還流制御弁６を「全閉状態」から「開」とす
るときの吸気管内圧力Ｐｍの変化量が、エンジン回転数
Ｎｅに拘らず一定となること。 が満たされる前記故障診断時のリフト量目標値マップ
（図５）に基づいて、その開度の目標値Ｐｒが設定され
るようになっている。

【００７７】このため、該故障診断のための閾値、すな
わち上記吸気負圧Ｐｍの変化量（Ｐ２−Ｐ１）に対して
設定される「所定値」は単一の値でよく、この単一の
「所定値」を閾値とした信頼性の高い故障診断が実施さ
れるようになる。

【００７８】また一方、上記ステップ１２０１の故障診
断実施条件の成立の有無の判断にあって、実施条件成立
せずと判断される場合、或いは上記故障診断処理１２１
０の結果、排気還流制御弁６が正常である旨判断される
場合には、更に以下の手順に従って、減速燃料カット時
の排気還流制御１２２０が実行される。

【００７９】まず、ステップ１２２１にて、エンジン回
転数センサ２０の出力に基づきエンジン回転数Ｎｅを読
み込み、その値をデータメモリ３０２の記憶領域Ｍ１に
格納する。

【００８０】次に、ステップ１２２２にて、該格納した
エンジン回転数Ｎｅに対応する排気還流制御弁６の開度
目標値Ｐｒをマップメモリ３０５に登録されている前記
減速燃料カット時のリフト量目標値マップ（図６）に基
づき設定し、これをデータメモリ３０２の記憶領域Ｍ３
に格納する。

【００８１】そして、ステップ１２２３として、この設
定し、格納した目標値Ｐｒをもとに、排気還流制御弁６
を駆動制御する。この排気還流制御弁６の駆動制御も、
先に図８を参照して説明した手順と同様の手順にて実行
される。

【００８２】このように、同実施例の装置によるこの減
速燃料カット時の排気還流制御１２２０にあっては、上
記ステップ１２２３の駆動制御（図８）を通じて排気還
流制御弁６を開とする際、 （１）減速燃料カット中、エンジン回転数Ｎｅが高いと
きには、エンジンブレーキが効かない等のドライバビリ
ティ不良を招かずに且つ、上記付着物を除去するのに最
低限の空気流が得られること。 （２）同減速燃料カット中、エンジン回転数Ｎｅが低く
とも、上記付着物を除去するのに最低限の空気流が得ら
れること。 が満たされる前記減速燃料カット時のリフト量目標値マ
ップ（図６）に基づいて、その開度の目標値Ｐｒが設定
されるようになっている。

【００８３】このため、該減速燃料カット中の排気ガス
還流量は、エンジン回転数Ｎｅに拘らずに、排気還流制
御弁６への付着物を最低限除去し得るほぼ一定の量に維
持されるようになり、排気還流制御弁６の上下流での差
圧が大きすぎてエンジンブレーキが効かなくなるといっ
たようなドライバビリティ不良を招くことはなくなる。
また加えて、同排気還流制御弁６や還流通路５への付着
物も、エンジン回転数Ｎｅに拘らずに的確に除去される
ようになる。そして、こうして付着物の除去が的確に行
われることで、排気還流制御弁６の固着や排気還流制御
における流量特性の変化等も未然に防止されるようにな
る。

【００８４】なお、この実施例の装置では、上記減速燃
料カット時の排気還流制御１２２０にあって排気還流制
御弁６を上記目標値Ｐｒに「開」とする際、ステップ１
２２３を通じて直接その目標とする開度まで同排気還流
制御弁６を駆動するとした。しかし、この排気還流制御
弁６の目標とする開度までの駆動は、例えば図９に例示
する態様で、これを徐変制御するようにすることもでき
る。

【００８５】すなわち、同図９に示す減速燃料カット時
の排気還流制御弁徐変制御ルーチン１２２３では、 ・ステップ２０１にてリフト量センサ１８の出力に基づ
き排気還流制御弁６の現在の開度（リフト量）Ｐｓを求
め、これをデータメモリ３０２の記憶領域Ｍ４に格納す
る。 ・ステップ２０２で目標値Ｐｒとこの検出値Ｐｓとの偏
差値Ｐ（＝Ｐｒ−Ｐｓ）を演算する。 ・ステップ２０３でこの偏差値Ｐが所定範囲内（−ａ≦
Ｐ（≦ａ））にあるか否かを判断する。 といった処理を行った後、同偏差値Ｐが所定範囲内にな
い旨判断される条件で、徐変処理２１０の実行を開始す
る。

【００８６】そして、この徐変処理２１０ではまず、ス
テップ２１１にて前記データメモリ３０２の第７の記憶
領域であるとする記憶領域Ｍ７に所望の時間データが格
納されているか否かを判断する。該徐変処理２１０の第
１の段階ではこの時間データは格納されていない。した
がって最初は、 ・ステップ２１２にて前記ソレノイド駆動マップ（図
４）から対応する時間情報ｔｐを読み込む。 ・ステップ２１３にて、この読み込んだ時間ｔｐを徐変
回数Ｋで割った徐変時間データΔｔｐを求め、この求め
た時間データΔｔｐをデータメモリ３０２の上記記憶領
域Ｍ７に格納する。 といった処理を実行した後、ステップ２１４にて、負圧
ソレノイド弁１２をこの時間Δｔｐだけ開とする（デュ
ーティ制御する）。勿論その際、大気ソレノイド弁１５
は閉に維持される。

【００８７】その後、上記ステップ２０１〜２０３の処
理が繰り返され、上記偏差値Ｐが所定範囲内に収まるま
では、以後、記憶領域Ｍ７に所望の時間データが格納さ
れているとの判断のもとに（ステップ２１１）、ステッ
プ２１４における時間Δｔｐずつの負圧ソレノイド弁駆
動処理のみが繰り返される。

【００８８】そして、ステップ２０３において、上記偏
差値Ｐが所定範囲内に収まった旨が判断された時点で、
データメモリ３０２の上記記憶領域Ｍ７はクリアされ
（ステップ２２０）、該徐変制御１２２３は終了され
る。

【００８９】減速燃料カット時、排気還流制御弁６につ
いてのこうした徐変制御が実行されることにより、同排
気還流制御装置として、更に図１０に示されるような新
たな効果が期待されるようになる。

【００９０】すなわちいま、例えば図１０（ａ）に示さ
れるようなタイミングにて減速燃料カットが実施された
とすると、徐変制御を行わない場合には、図１０（ｂ）
に実線Ａとして示される態様で排気還流制御弁６が
「開」となるのに対し、徐変制御を実行した場合には、
同図１０（ｂ）に破線Ｂとして示される態様で、同排気
還流制御弁６は徐々に「開」となる。

【００９１】また、こうした排気還流制御弁６の挙動に
対応して、同弁６の通過空気量は、徐変制御を行わない
場合には、図１０（ｃ）に実線Ａとして示される態様で
変化するのに対し、徐変制御を実行した場合には、同図
１０（ｃ）に破線Ｂとして示される態様で徐々に変化す
る。

【００９２】このため、エンジンブレーキによる減速感
も、徐変制御を行わない場合には、図１０（ｄ）に実線
Ａとして示される態様で急激にその変化を感ずることが
予想されるのに対し、徐変制御を実行した場合には、同
図１０（ｄ）に破線Ｂとして示されるように、斜線にて
付記した分だけそのショックが低減されることが予想さ
れる。すなわち、こうした徐変制御が実行されることに
より、ドライバビリティの更なる改善が図られるように
なる。なお、こうした徐変制御の実施態様は、図９に例
示したものに限られることなく任意である。

【００９３】他に例えば、同図９においてステップ２１
１の処理を割愛し、徐々に短くなる時間ｔｐに対して上
記 Δｔｐ＝ｔｐ／Ｋ（徐変回数） といった演算を実行するようにすれば、更に木目細かな
徐変制御が実現されるようになる。

【００９４】また、これらは何れも、負圧ソレノイド弁
１２に対するデューティ制御時間を分割して排気還流制
御弁６の駆動を徐変制御するものであるが、他に、排気
還流制御弁６の開度目標値Ｐｒそのものを段階的に設定
することによっても、同等の徐変制御は実現される。

【００９５】また、上記実施例の装置では、図５に示し
たマップや図６に示したマップから故障診断時や減速燃
料カット時のリフト量目標値Ｐｒを求める構成とした
が、必ずしもこれらのマップを用いる必要はない。他に
例えば、それら特性に対応した適宜の関数を定めてお
き、それら関数を用いた演算を実行してその都度の目標
値Ｐｒを求めるようにしても勿論よい。

【００９６】また、これら故障診断時及び減速燃料カッ
ト時のリフト量目標値マップ、或いはその関数は、そこ
に設定される特性如何によっては共用することができる
場合もあり得る。こうした共用が可能となる場合には、
より簡単な装置として同排気還流制御装置を構成するこ
とができるようになる。

【００９７】また、これら故障診断時及び減速燃料カッ
ト時のリフト量目標値を求めるためのエンジンの運転条
件として、上記実施例の装置ではエンジン回転数を採用
したが、他に吸入空気量や吸気管内圧力等も、同リフト
量目標値を求めるための運転条件として適宜採用するこ
とができる。

【００９８】また、吸気管負圧センサをもたないＬジェ
トロシステムでは、上記吸気圧Ｐｍの代わりに、吸入空
気量Ｑと回転数Ｎｅとの比Ｑ／Ｎｅを用いてもよい。ま
た更に、上記実施例では、減速燃料カット時に排気還流
制御を実行する機能と同減速燃料カット時に故障診断を
実行する機能とを併せ有する装置について例示したが、
この発明にかかる排気還流制御装置としては、少なくと
も減速燃料カット時に排気還流制御を実行する機能を有
するものであればよい。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ドライバビリティを好適に維持しつつ、排気還流制
御弁や還流通路への付着物を的確に除去することができ
るようになる。そして、こうして付着物の除去が的確に
行われることで、排気還流制御弁の固着や同排気還流制
御における流量特性の変化等も未然に防止されるように
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる内燃機関の排気還流制御装置
についてその一実施例構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示される制御装置の構成例を示すブロッ
ク図である。

【図３】同実施例の装置が通常時の排気還流制御に使用
する排気還流制御弁のリフト量目標値マップについてそ
のマップ態様の一例を示すグラフである。

【図４】同実施例の装置が大気ソレノイドと負圧ソレノ
イドとの駆動量の決定に使用するソレノイド駆動マップ
についてそのマップ態様の一例を示すグラフである。

【図５】同実施例の装置が故障診断時に使用する排気還
流制御弁の開度制御（リフト量目標値）マップについて
そのマップ態様の一例を示すグラフである。

【図６】同実施例の装置が減速燃料カット時に使用する
排気還流制御弁の開度制御（リフト量目標値）マップに
ついてそのマップ態様の一例を示すグラフである。

【図７】同実施例の装置による排気還流制御弁の開度決
定手順を示すフローチャートである。

【図８】同実施例の装置による排気還流制御弁の駆動制
御手順を示すフローチャートである。

【図９】この発明にかかる内燃機関の排気還流制御装置
の他の実施例として、減速燃料カット時に排気還流制御
弁の開放を徐変制御する場合の制御手順についてその一
例を示すフローチャートである。

【図１０】減速燃料カット時に排気還流制御弁を徐変制
御する場合についてその効果を例示するタイミングチャ
ートである。

【符号の説明】

１…エンジン、２…吸気通路（吸気管）、３…排気通路
（排気管）、４…スロットルバルブ、５…排気ガス還流
通路、６…負圧応答式排気還流制御弁、７…弁体、８…
ダイアフラム、９…ロッド、１０…負圧室（ダイアフラ
ム室）、１１…大気室、１２…負圧ソレノイド弁、１３
…負圧導入通路、１４…負圧取出口、１５…大気ソレノ
イド弁、１６…大気導入通路、１７…圧縮コイルスプリ
ング、１８…リフト量センサ、１９…吸気負圧センサ、
２０…エンジン回転数センサ、３０…制御装置、３１…
記憶装置、３０１…ＣＰＵ、３０２…データメモリ、３
０３、３０４、３０５…マップメモリ、３０６…入力イ
ンターフェース、３０７…出力インターフェース、３０
８…アナログマルチプレクサ、３０９…Ａ／Ｄ変換器、
３１０…カウンタ、３１１…アドレス・データバス、３
１２…コントロールバス。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の排気ガスの一部を同機関の吸気
   系に再循環させるための還流通路と、 該還流通路を開閉する排気還流制御弁と、 内燃機関の減速燃料カット中、前記排気還流制御弁を強
   制的に開とし且つ、同減速燃料カット中の排気ガス再循
   環量を一定量に維持すべく内燃機関の運転条件に応じて
   その開度を可変制御する制御手段と、 を具えることを特徴とする内燃機関の排気還流制御装
   置。
2. 【請求項２】前記制御手段は、内燃機関の回転数に応じ
   て、回転数が高いほど前記排気還流制御弁の開度を小さ
   く、同回転数が低いほど前記排気還流制御弁の開度を大
   きく制御するものである請求項１に記載の内燃機関の排
   気還流制御装置。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の内燃機関の排気
   還流制御装置において更に、 内燃機関の減速燃料カット中、前記排気還流制御弁を強
   制的に開とし、同排気還流制御弁を開とする前後の吸気
   圧力の差に基づいて同排気還流制御弁の故障の有無を診
   断する故障診断手段と、 該診断中、前記吸気圧力の差を一定に維持すべく内燃機
   関の運転条件に応じて前記排気還流制御弁の開度を可変
   制御する診断条件制御手段と、 を具えることを特徴とする内燃機関の排気還流制御装
   置。
4. 【請求項４】前記診断条件制御手段は、内燃機関の回転
   数に応じて、回転数が高いほど前記排気還流制御弁の開
   度を小さく、同回転数が低いほど前記排気還流制御弁の
   開度を大きく制御するものである請求項３に記載の内燃
   機関の排気還流制御装置。
5. 【請求項５】請求項１または２に記載の内燃機関の排気
   還流制御装置において更に、 内燃機関の減速燃料カットの開始時、前記排気還流制御
   弁の開度を開度０から徐々に前記制御手段によって制御
   される開度まで徐変制御する徐変制御手段、 を具えることを特徴とする内燃機関の排気還流制御装
   置。
6. 【請求項６】内燃機関の排気ガスの一部を同機関の吸気
   系に再循環させるための還流通路と、 該還流通路を開閉する排気還流制御弁と、 内燃機関の減速燃料カット中、前記排気還流制御弁を強
   制的に開とし且つ、同減速燃料カット中の排気ガス再循
   環量を一定量に維持すべく内燃機関の運転条件に応じて
   その開度を可変制御する制御手段と、 内燃機関の減速燃料カットの開始時、前記排気還流制御
   弁の開度を開度０から徐々に前記制御手段によって制御
   される開度まで徐変制御する徐変制御手段と、 内燃機関の減速燃料カット中、前記排気還流制御弁を強
   制的に開とし、同排気還流制御弁を開とする前後の吸気
   圧力の差に基づいて同排気還流制御弁の故障の有無を診
   断する故障診断手段と、 該診断中、前記吸気圧力の差を一定に維持すべく内燃機
   関の運転条件に応じて前記排気還流制御弁の開度を可変
   制御する診断条件制御手段と、 を具えることを特徴とする内燃機関の排気還流制御装
   置。