(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路に介設したバルブ体をソレノイドの電磁力により開動作させるとともにスプリングの弾性力により閉動作させる電磁制御バルブを設け、この電磁制御バルブのバルブ体を駆動条件の成立時にデューティ比に応じて開動作させるとともに駆動条件の不成立時にデューティ比を零として閉動作させるようソレノイドに供給する制御信号を制御する電磁制御バルブの制御装置において、前記電磁制御バルブのバルブ体を駆動条件の成立時に開動作させた後で駆動条件の不成立時に閉動作させる際に、駆動条件不成立時から実流量の変動を招かない時間の間だけ前記デューティ比を所定の最小デューティ比より一旦大きくしてから零として前記バルブ体に働く前記スプリングの弾性力を充分に大きくしてから閉動作させるよう制御信号を制御する制御手段を設けたことを特徴とする電磁制御バルブの制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記スプリングの弾性力を前記バルブ体に充分に働かせることができるデューティ比を判定する一つの判定値を有し、前記電磁制御バルブのバルブ体を駆動条件の成立時に開動作させた後で駆動条件の不成立時に閉動作させる際に、駆動条件不成立時のデューティ比が前記判定値以下の場合には、駆動条件不成立時から実流量の変動を招かない時間の間だけ前記デューティ比を一旦前記判定値を越えるまで大きくしてから零として閉動作させるよう制御信号を制御する一方、駆動条件不成立時のデューティ比が前記判定値を超える場合には、前記デューティ比を零として閉動作させるよう制御信号を制御する制御手段であることを特徴とする請求項１に記載の電磁制御バルブの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する利用分野】
この発明は電磁制御バルブの制御装置に係り、特に、電磁制御バルブの構造変更を要することなくバルブ体を閉動作した際の流体の漏れ量を低減し得る電磁制御バルブの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載されるエンジンには、吸入空気やＥＧＲ、蒸発燃料であるエバポ等の流体の流量を制御することを目的として種々の電磁制御バルブを備えている。電磁制御バルブは、流路を開閉する弁体とこの弁体を電磁力により開動作させるソレノイドと弾性力により閉動作させるスプリングとを有し、制御装置により制御される。
【０００３】
例えば、エンジンのエバポパージ制御用に電磁制御バルブを使う場合には、図８に示す如く、各種制御用センサから得られる情報により駆動条件の成立・不成立を判断し、駆動条件の成立時にデューティ比を目標値に移行させて電磁制御バルブのバルブ体をこの目標値のデューティ比に応じて開動作させるとともに駆動条件の不成立時にデューティ比を直ちに零として閉動作させるようソレノイドに供給する制御信号を制御する。
【０００４】
このような電磁制御バルブの制御装置としては、実開１９９３−１０７６７号公報に開示されるものがある。この公報に開示されるものは、流路にデューティ比で開閉される複数の電磁弁を並列に介設し、これら電磁弁に夫々位相のずれたデューティ信号を送る制御手段を設けたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電磁制御バルブは、一般的に、デューティ比が大きい場合にバルブ開度が全開となるが、デューティ比が小さい場合にバルブ開度そのものが全開とならないので、スプリングによる閉動作方向の弾性力が弱くなる問題がある。
【０００６】
このため、電磁制御バルブは、駆動条件の不成立によりバルブ体を閉動作させて駆動を停止する際に、駆動条件不成立直前のデューティ比が大きい場合、つまり開時間割合が長い場合は、スプリングによる閉動作方向の弾性力が充分に働くいて良好な閉状態を得ることができるが、駆動条件不成立直前のデューティ比が小さい場合、つまり開時間割合が短い場合は、スプリングによる閉動作方向の弾性力が不充分となり、図８に破線で示す如く閉状態が悪化して流体の漏れを生じる不都合がある。
【０００７】
このように、電磁制御バルブは、小さなデューティ比から停止する際、特に、図９に破線で示す如く漏れ量が安定する最小デューティ比よりも小さいデューティ比から停止する際に、図９に（ａ）で示す如くデューティ比の小さい領域において閉状態が悪化して漏れを生じる不都合がある。このような閉状態の悪化を改善して漏れ量を減少させるためには、スプリングの弾性力を強くすることにより、図９に（ｂ）で示す如く改善することができるものである。
【０００８】
しかし、スプリングの弾性力を強くした場合には、図１０に（ｂ）で示す如く、デューティ比の小さい領域において、デューティ比に対する流量特性が直線性を失い、制御精度が損なわれる不都合がある。
【０００９】
このような不都合に対しては、特開平６−１１７５６８号公報に開示されるものがある。この公報に開示されるものは、ポペット状の弁体を弾性体を介して常開付勢するとともに、この弁体の一端側に自由状態で弁座開口部に嵌合する小径の補助弁体を設け、弁ストロークの中間位置にて最大流量を得るとともに、弁体を駆動するソレノイドが非通電状態のときの漏れ量を前記開口部と補助弁体との嵌合に基づいて規制するものである。
【００１０】
ところが、特開平６−１１７５６８号公報に開示されるものは、弁体の弁ストローク量によって開口面積を比例的に変化させるものであり、しかも、電磁制御バルブの構造自体を変更しているため、構造が複雑化してコストアップを招く不都合がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述不都合を除去すべく、流路に介設したバルブ体をソレノイドの電磁力により開動作させるとともにスプリングの弾性力により閉動作させる電磁制御バルブを設け、この電磁制御バルブのバルブ体を駆動条件の成立時にデューティ比に応じて開動作させるとともに駆動条件の不成立時にデューティ比を零として閉動作させるようソレノイドに供給する制御信号を制御する電磁制御バルブの制御装置において、前記電磁制御バルブのバルブ体を駆動条件の成立時に開動作させた後で駆動条件の不成立時に閉動作させる際に、駆動条件不成立時から実流量の変動を招かない時間の間だけ前記デューティ比を所定の最小デューティ比より一旦大きくしてから零として前記バルブ体に働く前記スプリングの弾性力を充分に大きくしてから閉動作させるよう制御信号を制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の電磁制御バルブの制御装置は、駆動条件の不成立時に大きなデューティ比によってスプリングによる閉動作方向の弾性力をバルブ体に充分に働かせて良好な閉状態を得ることができ、スプリングの弾性力を強くする必要がなく、また、電磁制御バルブの構造を変更する必要がない。
【００１３】
【実施例】
以下図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。図１〜図６は、この発明の第１実施例を示すものである。図６において、２は図示しない車両に搭載されたエンジンである。エンジン２は、吸気系としてエアクリーナ４とターボチャージャ６とスロットルボディ８と吸気マニホルド１０を順次に接続し、燃焼室１２に連通する吸気通路１４を設けている。また、エンジン２は、排気系として排気マニホルド１６と触媒コンバータ１８とを順次に接続し、燃焼室１２に連通する排気通路２０を設けている。
【００１４】
前記エンジン２は、燃料系としてインジェクタ２２を設けている。インジェクタ２２は、燃料供給通路２４により燃料タンク（図示せず）内の燃料ポンプ２６に連絡されている。また、エンジン２は、点火機構を構成するイグナイタ／イグニションコイル２８を設けている。
【００１５】
エンジン２は、ターボチャージャ６を迂回して吸気通路１４を連通するエアバイパス通路３０を設け、エアバイパス通路３０の途中にパイパスエア量を制御するエアバイパスバルブ３２を設け、エアバイパスバルブ３２を動作制御するエアバイパス制御バルブ３４を設けている。
【００１６】
エンジン２は、スロットルボディ８を迂回して吸気通路１４を連通するバイパス空気通路３６を設け、バイパス空気通路３６の途中にパイパス空気量を制御するアイドル制御バルブ（ＩＳＣバルブ）３８を設けている。
【００１７】
エンジン２は、キャニスタ（図示せず）に吸着保持された蒸発燃料であるエバポを吸気マニホルド１０に供給するパージ通路４０を設け、パージ通路４０の途中にパージ量を制御するパージ制御バルブ４２を設けている。
【００１８】
エンジン２は、排気通路２０から吸気通路１４に連通するＥＧＲ通路４４を設け、ＥＧＲ通路４４の途中にＥＧＲ量を制御するＥＧＲバルブ４６を設け、ＥＧＲバルブ４６を動作制御するＥＧＲ制御バルブ４８を設けている。
【００１９】
エンジン２には、冷却水温度（ＷＴＳ）を検出する水温センサ５０を設け、エンジン回転数（ＣＡＳ）を検出するエンジン回転数センサ５２を設け、ノック（ＫＮＫ）を検出するノックセンサ５４を設け、スロットルボディ８に設けたスロットルバルブ（図示せず）のスロットル開度（ＴＳ）を検出するスロットルセンサ５６を設け、吸気マニホルド１０の圧力（ＰＳ）を検出する圧力センサ５８を設け、吸気マニホルド１０の吸気温度（ＡＴＳ）を検出する吸気温センサ６０を設け、排気マニホルド１６の排気中の酸素濃度を検出するＯ2 センサ６２を設けている。
【００２０】
インジェクタ２２と燃料ポンプ２６とイグナイタ／イグニションコイル２８とエアバイパス制御バルブ３４とアイドル制御バルブ３８とパージ制御バルブ４２とＥＧＲ制御バルブ４８と水温センサ５０とエンジン回転数センサ５２とノックセンサ５４とスロットルセンサ５６と圧力センサ５８と吸気温センサ６０とＯ2 センサ６２とは、制御装置６４を構成する制御手段６６に接続されている。
【００２１】
制御手段６６には、前記燃料ポンプ２８の燃料ポンプリレー６８とラジエータクーリングファン７０のラジエータファンリレー７２とエアコン（Ａ／Ｃ）コンプレッサー７４と自動変速機（ＡＴ）コントローラ７６とメインリレー７８とチェックエンジンランプ８０とが接続され、また、バッテリ電圧やイグニションスイッチ等の信号を入力するエンジン用信号部８２が接続されている。
【００２２】
制御手段６６は、水温センサ５０等からの信号によって、インジェクタ２２、燃料ポンプ２６、イグナイタ／イグニションコイル２８、エアバイパス制御バルブ３４、アイドル制御バルブ３８、パージ制御バルブ４２、ＥＧＲ制御バルブ４８の動作を制御し、燃料噴射量（空燃比）、点火時期、過給圧、アイドル回転数、パージ量、ＥＧＲ量等を制御する。
【００２３】
このエンジン２には、吸入空気や蒸発燃料であるエバポ、ＥＧＲ等の流体の流量を制御することを目的として、エアバイパス制御バルブ３４、アイドル制御バルブ３８、パージ制御バルブ４２、ＥＧＲ制御バルブ４８等を備えている。例えば、ＥＧＲ制御バルブ４８は、図３に示す如く、排気通路２０から吸気通路１４に連通するＥＧＲ通路４４の途中に設けたＥＧＲバルブ４６を動作制御する。
【００２４】
前記エアバイパス制御バルブ３４、アイドル制御バルブ３８、パージ制御バルブ４２、ＥＧＲ制御バルブ４８等は、図４に示す如く、電磁制御バルブ８４からなる。電磁制御バルブ８４は、本体８６内の流路８８にバルブ開口９０を設け、このバルブ開口９０を開閉するバルブ体９２をダイヤフラム９４により保持して設け、バルブ体９２を電磁力により開動作させるソレノイド９６をコア９８の周囲に設け、バルブ体９２を弾性力により閉動作させるスプリング１００をコア９８との間に介設し、ソレノイド９６を制御装置６４の制御手段６６に接続している。
【００２５】
電磁制御バルブ８４は、図５に示す如く、１定周期でソレノイド９６に供給される制御信号である電圧デューティ信号のＯＮ・ＯＦＦによりバルブ体９２を開動作・閉動作され、１サイクルあたりに電圧デューティ信号がＯＮされる割合（開時間割合：デューティ比）によりバルブ体９２を開動作する。
【００２６】
制御手段６６は、水温センサ５０等の各種制御用センサから得られる情報により駆動条件の成立・不成立を判断し、電磁制御バルブ８４のバルブ体９２を駆動条件の成立時にデューティ比Ｄに応じて開動作させるとともに駆動条件の不成立時にデューティ比Ｄを零として閉動作させるよう、ソレノイド９６に供給される制御信号である電圧デューティ信号のＯＮ・ＯＦＦを制御する。
【００２７】
この電磁制御バルブ８４の制御装置８４は、バルブ体９２を駆動条件の不成立時に閉動作させる際に、駆動条件不成立直前のデューティ比Ｄを一旦大きくしてから零として閉動作させるよう、ソレノイド９６に供給される電圧デューティ信号のＯＮ・ＯＦＦを制御する。
【００２８】
このとき、制御手段６６は、電磁制御バルブ８４のバルブ体９２を駆動条件の不成立時に閉動作させる際に、駆動条件不成立直前のデューティ比Ｄが判定値Ｅ以下の場合には、駆動条件不成立直前のデューティ比Ｄを一旦前記判定値Ｅを越えるまで大きくしてから零として閉動作させるよう、ソレノイド９６に供給される電圧デューティ信号のＯＮ・ＯＦＦを制御する。
【００２９】
次に、電磁制御バルブ８４の制御を図１・図２に従って説明する。
【００３０】
制御装置６４は、図１に示す如く、制御がスタート（２００）すると、水温センサ５０等の各種制御用センサからエンジン状態の（情報）パラメータを読み込み（２０２）、駆動条件が成立するか否かを判断する（２０４）。
【００３１】
駆動条件が成立して判断（２０４）がＹＥＳの場合は、読み込んだパラメータから目標値であるデューティ比Ｄを演算し、電磁制御バルブ８４のバルブ体９２を演算した目標値であるデューティ比Ｄに応じて開動作させるようソレノイド９６に供給される制御信号である電圧デューティ信号のＯＮ・ＯＦＦを制御し（２０６）、デューティ比Ｄが判定値Ｅを越えているか否かを判断する（２０８）。この判定値Ｅは、図９に破線で示す如く、漏れ量が安定する最小デューティ比Ｄに設定する。
【００３２】
デューティ比Ｄが判定値Ｅを越えて判断（２０８）がＹＥＳの場合は、フラグを「０」とし（２１０）、駆動条件の成立の判断（２０４）にリターンする。デューティ比Ｄが判定値Ｅ以下で判断（２０８）がＮＯの場合は、フラグを「１」とし（２１２）、駆動条件の成立の判断（２０４）にリターンする。
【００３３】
前記駆動条件が不成立で判断（２０４）がＮＯの場合は、フラグが「１」であるか否かを判断する（２１４）。
【００３４】
フラグが「１」で判断（２１４）がＹＥＳの場合は、図２に示す如く、デューティ比Ｄを一旦前記判定値Ｅを越えるまで大きくしてから零として閉動作させるよう、ソレノイド９６に供給する電圧デューティ信号のＯＮ・ＯＦＦをデューティアップ終了制御し（２１６）、エンドにする（２１８）。
【００３５】
フラグが「０」で判断（２１４）がＮＯの場合は、デューティ比Ｄを直ちに零として閉動作させるよう、ソレノイド９６に供給する電圧デューティ信号のＯＮ・ＯＦＦを通常終了制御し（２２０）、エンドにする（２１８）。
【００３６】
このように、電磁制御バルブ８４の制御装置６４は、制御手段６６によって、電磁制御バルブ８４のバルブ体９２を駆動条件の不成立時に閉動作させる際に、駆動条件不成立直前のデューティ比Ｄが判定値Ｅ以下の場合には、駆動条件不成立直前のデューティ比Ｄを一旦判定値Ｅを越えるまで大きくしてから零として閉動作させるよう、ソレノイド９６に供給すれる電圧デューティ信号のＯＮ・ＯＦＦを制御する。
【００３７】
これにより、電磁制御バルブ８４の制御装置６４は、駆動条件の不成立時に大きなデューティ比Ｄによってスプリング１００による閉動作方向の弾性力をバルブ体９２に充分に働かせて良好な閉状態を得ることができ、スプリング１００の弾性力を強くする必要がなく、また、電磁制御バルブ８４の構造を変更する必要がない。
【００３８】
このため、この電磁制御バルブ８４の制御装置６４は、電磁制御バルブ８４の構造変更を要することなく、バルブ体９２を閉動作した際の流体の漏れ量を低減することができる。また、この電磁制御バルブ８４の制御装置６４は、スプリング１００の弾性力を強くする必要や電磁制御バルブ８４の構造を変更する必要がないことにより、コストアップを招くことがなく、制御手段６６のプログラムの変更によって漏れ量を減少することができ、既存の電磁制御バルブ８４にも実施することができる。
【００３９】
なお、図２に示すように、駆動条件不成立となり閉動作により零となる直前のデューティ比Ｄを大きくする期間ｔは、実流量の変動を防止するために、極力短い時間、少ない回数とする。
【００４０】
また、この実施例においては、駆動条件不成立直前のデューティ比Ｄを漏れ量が安定する最小デューティ比Ｄに設定した判定値Ｅを越えるまで大きくしたが、駆動条件不成立直前のデューティ比Ｄに設定値Ｆを加算し、あるいは、補正値Ｇを乗算することにより大きくすることができる。
【００４１】
さらに、この実施例においては、駆動条件不成立直前のデューティ比Ｄが判定値Ｅ以下の場合には、駆動条件不成立直前のデューティ比Ｄを一旦判定値Ｅを越えるまで大きくしてから零としてバルブ体９２を閉動作させたが、駆動条件不成立直前のデューティ比Ｄの値にかかわらず、一旦大きくしてから零としてバルブ体９２を閉動作させることもできる。
【００４２】
さらにまた、この実施例においては、通常終了制御（２２０）時にデューティ比Ｄを直ちに零として閉動作させたが、図２に一点鎖線で示す如く、駆動条件不成立直前のデューティ比Ｄを期間ｔだけ保持することにより、デューティアップ終了制御（２１６）時の閉動作時期とタイミングを合わせることもできる。
【００４３】
図７は、第２実施例を示すものである。第２実施例の電磁制御バルブ８４の制御装置６４は、駆動条件の成立中に、各種制御用センサから読み込まれるエンジン状態の（情報）パラメータの変化状況を監視し、パラメータの変化状況から駆動条件の不成立を予測する。
【００４４】
制御装置６４は、駆動条件の成立中にパラメータの変化状況から駆動条件の不成立を予測される際に、この予測される駆動条件不成立直前のデューティ比Ｄが判定値Ｅ以下の場合には、駆動条件不成立直前のデューティ比Ｄを一旦判定値Ｅを越えるまで大きくしてから零として閉動作させるよう、ソレノイド９６に供給すれる電圧デューティ信号のＯＮ・ＯＦＦを制御する。
【００４５】
このように、第２実施例の制御装置６４は、駆動条件の成立中に駆動条件の不成立を予測して、駆動条件不成立直前のデューティ比Ｄを一旦判定値Ｅを越えるまで大きすることにより、通常終了制御（２２０）時のバルブ体９２の閉動作時期にタイミングを合わせてデューティアップ終了制御（２１６）時にバルブ体９２を閉動作させることができ、通常終了制御（２２０）時とデューティアップ終了制御（２１６）時とのバルブ体９２の閉動作時期を同期させることができる。
【００４６】
【発明の効果】
このように、この発明の電磁制御バルブの制御装置は、電磁制御バルブのバルブ体を駆動条件の不成立時に閉動作させる際に、大きなデューティ比によりスプリングによる閉動作方向の弾性力を充分に働かせて良好な閉状態を得ることができ、スプリングの弾性力を強くする必要がなく、また、電磁制御バルブの構造を変更する必要がない。
【００４７】
このため、この電磁制御バルブの制御装置は、電磁制御バルブの構造変更を要することなく、バルブ体を閉動作した際の流体の漏れ量を低減することができる。また、この電磁制御バルブの制御装置、スプリングの弾性力を強くする必要や電磁制御バルブの構造を変更する必要がないことにより、コストアップを招くことがなく、制御手段のプログラムの変更によって漏れ量を減少することができ、既存の電磁制御バルブにも実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例を示す電磁制御バルブの制御のフローチャートである。
【図２】駆動条件とデューティ比とのタイミングチャートである。
【図３】ＥＧＲ制御バルブの構成を示す図である。
【図４】電磁制御バルブの断面図である。
【図５】１サイクルあたりの開弁時間を示すタイミングチャートである。
【図６】電磁制御バルブの制御装置のブロック図である。
【図７】第２実施例を示す駆動条件とデューティ比とのタイミングチャートである。
【図８】従来例を示す駆動条件とデューティ比と流量とのタイミングチャートである。
【図９】デューティ比と漏れ量との関係を示す図である。
【図１０】デューティ比と流量との関係を示す図である。
【符号の説明】
２  エンジン
４  エアクリーナ
６  ターボチャージャ
８  スロットルボディ
１０  吸気マニホルド
１４  吸気通路
１６  排気マニホルド
１８  触媒コンバータ
２０  排気通路
３４  エアバイパス制御バルブ
３８  アイドル制御バルブ
４２  パージ制御バルブ
４８  ＥＧＲ制御バルブ
６４  制御装置
６６  制御手段
８４  電磁制御バルブ
８６  本体
８８  流路
９０  バルブ開口
９２  バルブ体
９４  ダイヤフラム
９６  ソレノイド
９８  コア
１００  スプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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