(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力式アクチュエータにより駆動される弁体の位置を検出する位置センサと、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、大気圧導入用のソレノイドバルブと、負圧導入用のソレノイドバルブとを備え、上記位置センサに検出された弁体の位置に応じて上記両ソレノイドバルブをそれぞれ制御することによって圧力式アクチュエータへの供給圧力を調節するように構成されたものにおいて、上記位置センサおよび運転状態検出手段の検出信号に応じてエンジンが特定運転状態で、かつ定常運転状態にあることが確認された時点で、一方のソレノイドバルブの制御状態を検出し、このソレノイドバルブの制御状態に応じて他方のソレノイドバルブが異常であるか否かを判別することを特徴とする圧力式アクチュエータ制御用ソレノイドバルブの異常判別方法。
【請求項２】
大気圧導入用のソレノイドバルブおよび負圧導入用のソレノイドバルブをデューティ制御するとともに、その一方のデューティ比が予め設定された基準値以上であるか否かを検出し、基準値以上であることが確認された場合に、他方のソレノイドバルブが異常であると判別することを特徴とする請求項１記載の圧力式アクチュエータ制御用ソレノイドバルブの異常判別方法。
【請求項３】
負圧導入用のソレノイドバルブの制御状態に応じて大気圧導入用のソレノイドバルブが異常であるか否かを判別することを特徴とする請求項１または２記載の圧力式アクチュエータ制御用ソレノイドバルブの異常判別方法。
【請求項４】
エンジンの排気還流通路に設けられた排気還流制御弁の弁体を駆動する圧力式アクチュエータへの供給圧力を制御する大気圧導入用のソレノイドバルブおよび負圧導入用のソレノイドバルブのうちの一方が異常であるか否かを判別することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の圧力式アクチュエータ制御用ソレノイドバルブの異常判別方法。
【請求項５】
圧力式アクチュエータにより駆動される弁体の位置を検出する位置センサと、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、大気圧導入用のソレノイドバルブと、負圧導入用のソレノイドバルブとを備え、上記位置センサにより検出された弁体の位置に応じて上記両ソレノイドバルブをそれぞれ制御することによって圧力式アクチュエータへの供給圧力を調節するように構成されたものにおいて、一方のソレノイドバルブの制御状態を検出するバルブ制御状態検出手段と、上記位置センサおよび運転状態検出手段の検出信号に応じてエンジンが特定運転状態で、かつ定常運転状態にあることが確認された場合に、上記バルブ制御状態検出手段の検出信号に応じて他方のソレノイドバルブが異常であるか否かを判別する異常判別手段とを設けたことを特徴とする圧力式アクチュエータ制御用ソレノイドバルブの異常判別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの排気還流通路に設けられた排気還流制御弁の弁体等を駆動する圧力式アクチュエータ制御用ソレノイドバルブの異常判別方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平２−９９３７号公報に示されるように、エンジンの排気通路と吸気通路とを連通させる排気還流通路に、この排気還流通路を開閉する排気還流制御弁が介設されてなるエンジンにおいて、エンジンの減速運転中に上記排気還流制御弁を一時的に開閉させて、その開閉前後における吸気圧の変動が設定範囲内にあるか否かを検出し、その検出結果に基づいて上記排気還流制御弁の弁体を駆動する圧力式アクチュエータ制御用ソレノイドバルブ等が正常に作動しているか否かを判定する故障診断が行われている。
【０００３】
すなわち、上記故障診断は、大気圧導入用のソレノイドバルブと、負圧導入用のソレノイドバルブとによって圧力式アクチュエータへの供給圧力を制御することにより、排気還流制御弁の開度を調節して排気ガスの還流量を制御するように構成された排気還流制御装置において、上記排気還流制御弁が開閉されることによって変動する吸気圧を検出し、この検出値に基づいて上記ソレノイドバルブが正常に作動して排気還流制御が適正に実行されているか否かを判定し、上記検出値が設定範囲内にない場合に、排気還流制御弁が故障していると診断するように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の故障診断方法によれば、排気還流制御弁が全く作動しないような故障、例えば排気還流制御弁の弁体の固着または負圧ソレノイドの開固着等の故障が発生した場合には、これを判別することが可能である。また、大気圧導入用のソレノイドバルブが開放状態で固着した場合においても、理論的には排気還流制御弁の作動状態に応じて変化する吸気圧に基づいて上記異常を判別することができる。
【０００５】
しかし、上記大気圧導入用のソレノイドバルブに接続された大気圧導入用通路は、通常その孔径が小さいために上記大気圧導入用のソレノイドバルブが開状態で固着した場合においても、負圧導入用のソレノイドバルブが開放されて圧力式アクチュエータの負圧室に負圧が導入されると、排気還流制御弁が作動することになるので、上記ソレノイドバルブの異常を正確に判別することができないという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑み、圧力式アクチュエータ制御用ソレノイドバルブの異常を簡単かつ正確に判別することができる圧力式アクチュエータ制御用ソレノイドバルブの異常判別方法およびその装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、圧力式アクチュエータにより駆動される弁体の位置を検出する位置センサと、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、大気圧導入用のソレノイドバルブと、負圧導入用のソレノイドバルブとを備え、上記位置センサに検出された弁体の位置に応じて上記両ソレノイドバルブをそれぞれ制御することによって圧力式アクチュエータへの供給圧力を調節するように構成されたものにおいて、上記位置センサおよび運転状態検出手段の検出信号に応じてエンジンが特定運転状態で、かつ定常運転状態にあることが確認された時点で、一方のソレノイドバルブの制御状態を検出し、このソレノイドバルブの制御状態に応じて他方のソレノイドバルブが異常であるか否かを判別するものである。
【０００８】
上記構成によれば、圧力式アクチュエータの作動時に、この圧力式アクチュエータへの供給圧力を制御する大気圧導入用ソレノイドバルブまたは負圧導入用ソレノイドバルブの一方の制御状態が検出され、この制御状態が通常時に起こりえない状態であることが確認された場合に、他方のソレノイドバルブが異常であると判別されることになる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、上記請求項１記載の圧力式アクチュエータ制御用ソレノイドバルブの異常判別方法において、大気圧導入用のソレノイドバルブおよび負圧導入用のソレノイドバルブをデューティ制御するとともに、その一方のデューティ比が予め設定された基準値以上であるか否かを検出し、基準値以上であることが確認された場合に、他方のソレノイドバルブが異常であると判別するものである。
【００１０】
上記構成によれば、圧力式アクチュエータの作動時に、この圧力式アクチュエータへの供給圧力を制御する大気圧導入用ソレノイドバルブまたは負圧導入用ソレノイドバルブの一方を制御するために出力される制御信号のデューティ比が検出され、このデューティ比が予め設定された基準値以上であると判定されて、上記ソレノイドバルブの制御状態が通常時に起こりえない状態にあることが確認された場合に、他方のソレノイドバルブが異常であると判別されることになる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、上記請求項１または２記載の圧力式アクチュエータ制御用ソレノイドバルブの異常判別方法において、負圧導入用のソレノイドバルブの制御状態に応じて大気圧導入用ソレノイドバルブが異常であるか否かを判別するものである。
【００１２】
上記構成によれば、圧力式アクチュエータの作動時に、負圧導入用ソレノイドバルブの制御状態が検出され、この制御状態が通常時に起こりえない状態であることが確認された場合に、大気圧導入用のソレノイドバルブが異常であると判別されることになる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、上記請求項１〜３のいずれかに記載の圧力式アクチュエータ制御用ソレノイドバルブの異常判別方法において、エンジンの排気還流通路に設けられた排気還流制御弁の弁体を駆動する圧力式アクチュエータへの供給圧力を制御する大気圧導入用のソレノイドバルブおよび負圧導入用のソレノイドバルブのうちの一方が異常であるか否かを判別するものである。
【００１４】
上記構成によれば、エンジンの排気還流通路に設けられた排気還流制御弁の弁体を駆動する圧力式アクチュエータの作動時に、この圧力式アクチュエータへの供給圧力を制御する大気圧導入用ソレノイドバルブまたは負圧導入用ソレノイドバルブのうちの一方の制御状態が検出され、この制御状態が通常時に起こりえない状態であることが確認された場合に、他方のソレノイドバルブが異常であると判別されることになる。
【００１５】
請求項５に係る発明は、圧力式アクチュエータにより駆動される弁体の位置を検出する位置センサと、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、大気圧導入用のソレノイドバルブと、負圧導入用のソレノイドバルブとを備え、上記位置センサにより検出された弁体の位置に応じて上記両ソレノイドバルブをそれぞれ制御することによって圧力式アクチュエータへの供給圧力を調節するように構成されたものにおいて、一方のソレノイドバルブの制御状態を検出するバルブ制御状態検出手段と、上記位置センサおよび運転状態検出手段の検出信号に応じてエンジンが特定運転状態で、かつ定常運転状態にあることが確認された場合に、上記バルブ制御状態検出手段の検出信号に応じて他方のソレノイドバルブが異常であるか否かを判別する異常判別手段とを設けたものである。
【００１６】
上記構成によれば、圧力式アクチュエータの作動時に、この圧力式アクチュエータへの供給圧力を制御する大気圧導入用ソレノイドバルブまたは負圧導入用ソレノイドバルブの一方の制御状態がバルブ制御状態検出手段によって検出され、この制御状態が通常時に起こりえない状態であることが異常判別手段おいて確認された場合に、他方のソレノイドバルブが異常であると判別されることになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態に係る圧力式アクチュエータ制御用ソレノイドバルブの異常判別装置を備えたエンジンの概略構成を示している。このエンジンは、エンジン本体１と、吸気通路２と、排気通路３とを有している。上記吸気通路２には、その上流側から順に、エアクリーナ４と、エアフローメータ５と、スロットル弁６と、サージタンク８と、燃料噴射弁９とが設けられている。
【００１８】
上記吸気通路２の途中、例えばサージタンク８には、排気通路３に連通する排気還流通路１０が接続され、この排気還流通路１０には、排気還流制御弁１１が設けられている。また、上記スロットル弁６の上流側部には、大気圧導入用のソレノイドバルブ１２を有する大気導入通路１３が接続されるとともに、上記スロットル弁６の下流側には、負圧導入用のソレノイドバルブ１４を有する負圧導入通路１５が接続され、これらの大気圧導入通路１３および負圧導入通路１５は、合流通路１６を介して排気還流制御弁１１に接続されている。
【００１９】
上記排気還流制御弁１１は、図２に示すように、排気還流通路１０に設けられたハウジング１７と、このハウジング１７に設置された弁体１８と、この弁体１８を駆動する圧力式アクチュエータ１９とを有し、上記大気導入通路１３および負圧導入通路１５から合流通路１６を介して圧力式アクチュエータ１９に供給されるエアの供給圧力に応じ、上記弁体１８が駆動される圧力押動式バルブからなっている。
【００２０】
上記圧力式アクチュエータ１９は、弁体１８にロッドを介して連結されたフッ素系ゴム材等からなるダイヤフラム２０と、その両側に設けられた負圧室２１および大気圧室２２と、上記負圧室２１に配設されて弁体１８を閉弁方向に付勢するスプリング２３と、上記弁体１８の位置を検出する位置センサ２５とを備え、上記負圧室２１が合流通路１６を介して上記大気圧導入通路１３および負圧導入通路１５にそれぞれ接続されている。
【００２１】
そして、下記のエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２６から出力されるデューティ信号に応じて上記大気圧導入用のソレノイドバルブ１２および負圧導入用のソレノイドバルブ１４がフィードバック制御されることにより、上記負圧室２１に導入される負圧と大気圧との混合割合が調節され、この負圧室２１に導入される供給圧力に応じ、上記排気還流制御弁１１の弁体１８がスプリング２３の付勢力に抗して全閉位置から全開位置に至る範囲に亘って駆動される。このようにして上記負圧室２１に作用する負圧が大きくなるに伴って上記弁体１８の開度が大きくなるよう駆動されることにより、エンジンの運転状態に対応して上記排気還流制御弁１１が開閉駆動され、排気通路３から吸気通路２に還流される排気ガスの還流量が制御されるようになっている。
【００２２】
上記エンジンコントロールユニット２６には、位置センサ２５から出力される弁体１８の位置検出信号に応じて圧力式アクチュエータ１９が作動状態にあるか否かを検出する作動状態検出手段２７と、エンジン回転数を検出する回転センサ７から出力されるエンジン回転数の検出信号、スロットル弁６の開度を検出するスロットルセンサ２８の検出信号およびエアフローメータ５から出力される吸入空気量の検出信号に応じてエンジンが後述する所定の運転状態にあるか否かを判別する運転状態判別手段２９とが設けられている。
【００２３】
また、上記エンジンコントロールユニット２６には、上記作動状態検出手段２７および運転状態判別手段２９において、圧力式アクチュエータ１９が作動状態にあるとともに、エンジンが所定の運転状態にあることが確認された時点で、上記負圧導入用のソレノイドバルブ１４の制御状態を検出するバルブ制御状態検出手段３０と、このバルブ制御状態検出手段３０の検出信号に応じて上記大気圧導入用のソレノイドバルブ１２が異常であるか否かを判別する異常判別手段３１とが設けられている。
【００２４】
すなわち、上記異常判別手段３１は、負圧導入用のソレノイドバルブ１４をデューティ制御するために出力される制御信号のデューティ比が、大気圧に応じて設定された基準値よりも大きいか否かを判定し、大きいことが確認された場合に、上記大気圧導入用のソレノイドバルブ１２に故障が発生したために通常では起こりえない負圧導入用のソレノイドバルブ１４のデューティ制御が実行されていると判断し、表示手段３２に異常が発生したことを示す表示指令信号を出力するように構成されている。
【００２５】
上記構成の異常判別装置によって実行される制御動作を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。上記制御動作がスタートすると、まずステップＳ１において、異常判別用のタイマーを所定の診断時間Ｃｘにセットするとともに、負圧導入用のソレノイドバルブ１４の稼働時間、つまりデューティＯＮ時間を積算する積算タイマの積算時間Ｃｖをリセットする初期値セットを行う。
【００２６】
次いで、ステップＳ２においてエンジンが所定の運転状態にあるか否かを判別する。このステップＳ２では、上記回転数センサ７によって検出されたエンジン回転数と、スロットルセンサ２８によって検出されたスロットル開度と、上記エアフローメータ５によって検出された吸入空気量および上記エンジン回転数に基づいて算出された吸気充填効率とが、それぞれ所定範囲内となった特定運転状態にあり、かつ上記エンジン回転数の変化率と、スロットル開度の変化率と、吸気充填効率の変化率と、上記位置センサ２５によって検出された弁体１８の位置の変位率、つまり排気還流制御弁１１の開度の変化率とが、それぞれ所定値以下にある定常運転状態にあることが確認された場合に、エンジンが所定の運転状態にあると判別されるようになっている。
【００２７】
次いで、ステップＳ３において、上記異常判別用のタイマーの積算時間Ｃｘをデクリメントするとともに、ステップＳ４において、上記積算タイマの積算時間Ｃｖに、負圧導入用のソレノイドバルブ１４の稼働時間を加算する。そして、ステップＳ５において、上記異常判別用のタイマーの診断時間Ｃｘが０となったか否か、つまり異常判定用のタイマーがタイムアップしたか否かを判定する。
【００２８】
上記ステップＳ５でＮＯと判定された場合には、上記ステップＳ２に戻って上記フローを繰り返す。そして、上記ステップＳ５でＹＥＳと判定されて異常判別用のタイマーがタイムアップしたことが確認された場合には、ステップＳ６において、図外の基準時間設定テーブルから大気圧に対応した基準時間Ｓを読み出した後、ステップＳ７において、上記積算タイマの積算時間Ｃｖが上記基準時間Ｓ以上であるか否かを判定する。上記基準時間設定テーブルは、高地における大気圧が低地に比べて低くなることに起因して排気還流制御弁１１の弁体１８を開放させるのに必要な負圧が変化するため、これに応じて上記異常判定用の基準時間Ｓを変化させるように設定されたものである。
【００２９】
上記ステップＳ７でＹＥＳと判定され、所定の診断時間Ｃｘに対する上記積算時間Ｃｖの比率、つまり単位時間当りにおける上記ソレノイドバルブ１４の稼働時間の割合からなるデューティ比が、予め設定された基準値以上であることが確認された場合には、ステップＳ８において、圧力式アクチュエータ１９を制御する大気圧導入用のソレノイドバルブ１２が異常であることを示す表示信号を出力するとともに、ステップＳ９において、上記異常データを記憶する。
【００３０】
このように作動状態検出手段２７によって圧力式アクチュエータ１９が作動状態にあることが確認された時点で、負圧導入用のソレノイドバルブ１２の制御状態を検出し、その制御状態に応じて大気圧導入用のソレノイドバルブ１２が異常であるか否かを判別するように構成したため、上記圧力式アクチュエータ１９によって駆動される排気還流制御弁１１の作動状態に関係なく、上記大気導入用のソレノイドバルブ１４が故障しているか否かを正確に判別することができる。
【００３１】
例えば、大気圧導入用のソレノイドバルブ１２が開放状態で固着するという故障が発生した場合には、上記位置センサ２５による検出値と、エンジンの運転状態に応じた目標値とに基づいて上記排気還流制御弁１１を開閉駆動するフィードバック制御を実行するため、上記負圧導入用のソレノイドバルブ１４を開放して上記圧力式アクチュエータ１９の負圧室２１内に負圧を導入することにより、この負圧室２１への供給圧力を制御する際に、上記負圧導入用のソレノイドバルブ１４が通常では起こりえない制御状態となるので、この制御状態に応じて上記大気導入用のソレノイドバルブ１２の異常を判別することができる。
【００３２】
つまり、上記合流通路１６に接続された大気導入通路１３の孔径が小さいために、上記大気圧導入用のソレノイドバルブ１２が開放状態で固着した場合等において、負圧導入用のソレノイドバルブ１４の開放時間を長くすることによって圧力式アクチュエータ１９に負圧室２１に導入される負圧を所定値に調節するようにしたものでは、上記排気還流制御弁１１の作動状態を調べても正確な異常判別は困難であるが、上記負圧導入用のソレノイドバルブ１４のデューティＯＮ時間が増大するため、これに基づいて大気圧導入用のソレノイドバルブ１２の故障を正確に判別することができる。
【００３３】
また、上記実施形態では、作動状態検出手段２７によって圧力式アクチュエータ１９が作動状態にあることが確認されるとともに、エンジンが特定運転状態かつ定常運転状態にある場合にのみ、上記負圧導入用のソレノイドバルブ１４の制御状態に基づく大気圧導入用のソレノイドバルブ１２の異常を判別するように構成したため、エンジン回転数が極端な領域にある特殊運転時またはエンジンの運転状態が著しく変化する過渡時等に、上記異常判別が行われることによる誤判定を防止できるという利点がある。
【００３４】
なお、上記実施形態では、負圧導入用のソレノイドバルブ１４の制御状態に応じて大気圧導入用のソレノイドバルブ１２が異常であるか否かを判別するように構成した例について説明したが、上記大気圧導入用のソレノイドバルブ１２の制御状態を検出し、その制御状態に応じて負圧導入用のソレノイドバルブ１４が異常であるか否かを判別するように構成してもよい。
【００３５】
また、上記負圧導入用のソレノイドバルブ１４の開固着によって負圧が導入されない場合や、排気還流制御弁１１の弁体１８が固着する等の故障は、排気還流制御弁１１の作動状態を検出し、あるいは吸気通路２内における吸気の圧力変動を検出することによって判別することができるので、これらの方法による異常判別と、上記本発明に係る異常判別とを併用するようにしてもよい。
【００３６】
また、上記実施形態では、大気導入用のソレノイドバルブ１２および負圧導入用のソレノイドバルブ１４をデューティ制御するものにおいて、その一方のデューティ比に基づいて他方の異常を判別するように構成した例について説明したが、上記両ソレノイドバルブ１２，１４の開度をリニアに制御するものにおいて、上記ソレノイドバルブ１２，１４の一方の開度に基づいてその他方の異常を判別するように構成してもよい。
【００３７】
さらに、本発明に係る異常判別方法およびその装置は、排気還流制御弁１１を駆動する圧力式アクチュエータ制御用のソレノイドバルブに限らず、大気圧導入用のソレノイドバルブと、負圧導入用のソレノイドバルブとを備え、これらのソレノイドバルブをそれぞれ制御することによって圧力式アクチュエータへの供給圧力を調節するように構成されたものについて適用可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、圧力式アクチュエータにより駆動される弁体の位置を検出する位置センサと、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、大気圧導入用のソレノイドバルブと、負圧導入用のソレノイドバルブとを備え、上記位置センサに検出された弁体の位置に応じて上記両ソレノイドバルブをそれぞれ制御することによって圧力式アクチュエータへの供給圧力を調節するように構成されたものにおいて、上記位置センサおよび運転状態検出手段の検出信号に応じてエンジンが特定運転状態で、かつ定常運転状態にあることが確認された時点で、一方のソレノイドバルブの制御状態を検出し、このソレノイドバルブの制御状態に応じて他方のソレノイドバルブが異常であるか否かを判別するように構成したため、上記大気圧導入用のソレノイドバルブに接続された大気圧導入通路の孔径が小さいものにおいて、上記大気圧導入用のソレノイドバルブが開放状態で固着するという事態が生じた場合等に、上記負圧導入用のソレノイドバルブの制御状態に基づいて大気圧導入用のソレノイドバルブの異常を簡単かつ正確に判別できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る圧力式アクチュエータ制御用ソレノイドバルブの異常判別装置の実施形態を示す説明図である。
【図２】圧力式アクチュエータの具体的構成を示す説明図である。
【図３】上記異常判別装置による異常判別の制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１  排気還流制御弁
１２  大気圧導入用ソレノイドバルブ
１４  負圧導入用ソレノイドバルブ
１９  圧力式アクチュエータ
２７  作動状態検出手段
３０  バルブ制御状態検出手段
３１  異常判別手段
【図１】
0003921711.tif 000002
【図２】
0003921711.tif 000003
【図３】
0003921711.tif 000004