JP6713752B2 - ソレノイドバルブ装置およびソレノイドバルブの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ソレノイドバルブ装置およびソレノイドバルブの制御方法に関する。

従来、車両に搭載される内燃機関のＥＧＲバルブとして、例えばリニアソレノイドを用いたソレノイドバルブが知られている。従来技術では、かかるソレノイドバルブは、所定の安定範囲内で動作する（例えば特許文献１参照）。

特開平６−３２３２００号公報

近年、排気ガス中の窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」と記載する）をさらに低減させるために、ＥＧＲバルブによって調整できる排気ガスの流量の範囲を拡大させる、すなわちＥＧＲバルブを広範囲で動作させることが望まれている。しかしながら、従来のＥＧＲバルブは、ＥＧＲバルブを所定の安定範囲内でのみ動作させるものであり、より広い範囲でＥＧＲバルブを動作させることができない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ソレノイドバルブを広範囲で動作させることができるソレノイドバルブ装置およびソレノイドバルブの制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明のソレノイドバルブ装置は、ソレノイドバルブと、決定部と、設定部と、補正設定部とを備える。ソレノイドバルブは、流体が通過する流体経路に設けられ、前記流体の流量を調整する。決定部は、前記ソレノイドバルブの目標弁開度を決定する。設定部は、前記ソレノイドバルブの弁開度が前記目標弁開度になるように、前記ソレノイドバルブを駆動する駆動信号を設定する。補正設定部は、前記ソレノイドバルブの前後における前記流体経路の差圧に応じて、前記ソレノイドバルブを駆動する差圧補正信号を設定する。

本発明によれば、ソレノイドバルブを広範囲で動作させることができるソレノイドバルブ装置およびソレノイドバルブの制御方法を提供することができる。

図１は、実施形態に係るソレノイドバルブの制御方法を示す説明図である。 図２は、実施形態に係る内燃機関の概要を示す図である。 図３は、実施形態に係るソレノイドバルブ装置のブロック図である。 図４は、実施形態に係るソレノイドバルブの構成を示す図である。 図５は、実施形態に係る吸気圧と弁開度との関係を説明するための図である。 図６は、実施形態に係るソレノイドバルブに発生する急開を説明する図である。 図７は、実施形態に係るソレノイドバルブに発生する急開を説明する図である。 図８は、実施形態に係る差圧とソレノイドバルブに流れる電流との関係を示すグラフである。 図９は、実施形態に係るソレノイドバルブ装置の制御系を示すブロック線図である。 図１０は、実施形態に係るソレノイドバルブに流れる電流とリフト量との関係を示すグラフである。 図１１は、実施形態に係るソレノイドバルブ装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。 図１２は、実施形態の変形例１に係るソレノイドバルブ装置の構成を示す図である。 図１３は、実施形態の変形例１に係るＰＷＭ信号の一例を示す図である。 図１４は、実施形態の変形例１に係る差圧とソレノイドバルブに流れる電流との関係を示すグラフである。 図１５は、実施形態に係るソレノイドバルブ装置のバルブ制御部の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示するソレノイドバルブ装置およびソレノイドバルブの制御方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

＜１．ソレノイドバルブの制御方法＞
図１を用いて、本発明の実施形態に係るソレノイドバルブの制御方法を説明する。図１は、実施形態に係るソレノイドバルブの制御方法を示す説明図である。なお、本実施形態では、例えば自動車の内燃機関に搭載されるソレノイドバルブの制御方法について説明するが、かかるソレノイドバルブの制御方法は、必ずしもこれに限られるものではなく、種々のソレノイドバルブの制御方法に適用することができる。

自動車の内燃機関には、内燃機関での燃焼によって排出される排気ガス中のＮＯｘを低減させるため、排気再循環機構（以下、ＥＧＲ機構と記載する）と呼ばれる技術が取り入れられている。具体的に、ＥＧＲ機構は、内燃機関の排気ガスの一部を吸気側へ送ることによって排気ガスを再度吸気させる技術である。

ＥＧＲ機構には、吸気側へ送る排気ガスの量を調整するＥＧＲ弁１８が設けられている。本実施形態では、かかるＥＧＲ弁１８として用いられるソレノイドバルブの制御方法について説明する。なお、図１では、ソレノイドバルブ１８の制御方法の説明に必要な構成を図示しており、一部構成の図示を省略している。

図１（ａ）に示すように、ソレノイドバルブ１８は、ＥＧＲ機構の排気側環流管７２ａと吸気側環流管７２ｂとの間（排気側環流管７２ａと吸気側環流管７２ｂとをあわせて、排気環流管７２とも記載する。）に設けられており、バルブヘッド１８８と、バルブヘッド１８８を支持するバルブステム１８７とを図示しないリニアソレノイドによって上下に摺動させる。これにより、ソレノイドバルブ１８が開閉し、排気側環流管７２ａから吸気側環流管７２ｂへ流れる排気ガスの流量が変化する。このように、図１（ａ）に示すソレノイドバルブ１８は、いわゆるポペット式のバルブである。

まず、図１（ａ）、（ｂ）を用いて、一般的なソレノイドバルブ１８の制御方法について説明する。一般的に、ソレノイドバルブ１８の弁開度Ｄが所定の目標弁開度ＤＴになるように、リニアソレノイドに入力する駆動信号Ｉを徐々に大きくするフィードバック制御を行う。

ここで、例えば、図１（ａ）の下方向にソレノイドバルブ１８を開弁させようとすると、排気側環流管７２ａと吸気側環流管７２ｂとの間の圧力差Ａ１１（以下、単に「差圧」とも記載する。）の影響を受ける。そのため、例えば目標弁開度ＤＴが小さいと、目標弁開度ＤＴに応じた大きさの駆動信号Ｉではソレノイドバルブ１８は開弁しない。そこで、リニアソレノイドに入力する駆動信号Ｉをさらに大きくすることで、差圧Ａ１１より大きな推力Ａ２１がバルブヘッド１８８に加わり、ソレノイドバルブ１８が開弁する。

ソレノイドバルブ１８が開弁すると、排気ガスが排気側環流管７２ａから吸気側環流管７２ｂへと流れ、差圧が小さくなる。しかしながら、図１（ｂ）に示すように、バルブヘッド１８８には開弁前と同じ大きな推力Ａ２１が加わっている。したがって、バルブヘッド１８８は、図１（ｂ）の下方向に大きく摺動し、弁開度Ｄが目標弁開度ＤＴより大きくなり、ソレノイドバルブ１８が急開してしまう。

このように、ソレノイドバルブ１８が急開すると必要以上の排気ガスが排気側環流管７２ａから吸気側環流管７２ｂへと流れてしまう。そのため、一般的な制御方法では、ソレノイドバルブ１８が急開する範囲をのぞく、ソレノイドバルブ１８が安定して動作できる範囲で目標弁開度ＤＴを設定する。そのため、ソレノイドバルブ１８の動作範囲が狭くなってしまう。

なお、ソレノイドバルブ１８の弁開度Ｄは、バルブヘッド１８８の摺動量、すなわちソレノイドバルブ１８のリフト量で決定される。したがって、以下ではソレノイドバルブ１８の弁開度Ｄをリフト量Ｄとも記載する。

続いて、図１（ｃ）、（ｄ）を用いて、本実施形態に係るソレノイドバルブ１８の制御方法について説明する。本実施形態に係る制御方法では、差圧Ａ１１に応じた差圧補正信号ＩＰをソレノイドバルブ１８が開弁するまでソレノイドバルブ１８のリニアソレノイドに入力する。これにより、ソレノイドバルブ１８の急開を抑制する。さらに、本実施形態に係る制御方法では、開弁後は、上述した制御方法と同様にソレノイドバルブ１８の弁開度Ｄが所定の目標弁開度ＤＴになるように、駆動信号Ｉのフィードバック制御を行う。これにより、開弁後も安定してソレノイドバルブ１８を制御することができる。

具体的には、本実施形態に係る制御方法では、ソレノイドバルブ１８が開弁するまでリニアソレノイドには駆動信号Ｉと差圧Ａ１１に応じた差圧補正信号ＩＰとを加算した補正駆動信号ＩＣが入力される。したがって、図１（ｃ）に示すように、ソレノイドバルブ１８のバルブヘッド１８８には、駆動信号Ｉに応じた推力Ａ２１および差圧補正信号ＩＰに応じた推力Ａ３１が、開弁方向、すなわち図１（ｃ）の下向きに加わる。

ここで、差圧補正信号ＩＰは、ソレノイドバルブ１８が急開するときにソレノイドバルブ１８のリニアソレノイドに流れる電流（以下、急開電流とも記載する）よりわずかに大きい電流がソレノイドバルブ１８のリニアソレノイドに流れる信号である。なお、急開電流は、ソレノイドバルブ１８が開弁するために必要な電流とも言える。

そのため、差圧補正信号ＩＰがリニアソレノイドに入力されると、差圧Ａ１１がバルブヘッド１８８に加える圧力よりわずかに大きい推力Ａ３１がバルブヘッド１８８に加わる。これにより、推力Ａ３１が差圧Ａ１１による圧力を打ち消し、ソレノイドバルブ１８がわずかに開弁する。

差圧補正信号ＩＰによってソレノイドバルブ１８がわずかに開弁した状態で、目標弁開度ＤＴに応じた駆動信号Ｉがリニアソレノイドに入力されると、図１（ｄ）に示すように、かかる駆動信号Ｉによって発生する推力Ａ２１によって、ソレノイドバルブ１８は目標弁開度ＤＴまで開弁する。開弁後は、図示しないリフトセンサが検出するリフト量Ｄに応じてソレノイドバルブ１８を制御する。

このように、差圧Ａ１１に応じて差圧補正信号ＩＰをリニアソレノイドに入力することで、ソレノイドバルブ１８をわずかに開弁した状態にすることができる。さらに、差圧補正信号ＩＰと駆動信号Ｉとを加算した補正駆動信号ＩＣをリニアソレノイドに入力することで、ソレノイドバルブ１８がわずかに開弁した状態で、ソレノイドバルブ１８を目標弁開度ＤＴまで開弁させることができる。

したがって、本実施形態に係る制御方法によって、ソレノイドバルブ１８を急開させることなく、目標弁開度ＤＴとなるように制御することができる。そのため、本実施形態に係るソレノイドバルブ１８の制御方法では、急開を避けるために利用できなかった範囲でもソレノイドバルブ１８を動作させることができ、ソレノイドバルブ１８を広範囲で動作させることができる。

なお、上述した制御方法では、駆動信号Ｉによってソレノイドバルブ１８を目標弁開度ＤＴまで開弁させる場合に差圧補正信号ＩＰをリニアソレノイドに入力するとしたが、これに限られない。例えばソレノイドバルブ１８を閉弁させている状態、すなわち目標弁開度ＤＴがゼロの場合にも、上述した差圧補正信号ＩＰをソレノイドバルブ１８が開弁するまでリニアソレノイドに入力するようにしてもよい。

これにより、目標弁開度ＤＴがゼロの場合であってもソレノイドバルブ１８がわずかに開弁した状態となる。そのため、ソレノイドバルブ１８は差圧の影響を受けていない状態となり、開弁する際に差圧の影響によって急開することがなくなる。このように、ソレノイドバルブ１８の目標弁開度ＤＴがゼロ、すなわち閉弁状態であってもソレノイドバルブ１８が開弁する際の急開を抑制することができる。

なお、ここで、ソレノイドバルブ１８がわずかに開弁した状態とは、例えば排気ガスが排気側環流管７２ａから吸気側環流管７２ｂへと流れない程度、あるいは流れてもＥＧＲに影響を与えない程度に開弁した状態を指す。すなわち、ソレノイドバルブ１８がわずかに開弁した状態では、ソレノイドバルブ１８は、実質的に閉弁している状態であると言える。以下、かかるソレノイドバルブ１８の制御方法を実行するソレノイドバルブ装置１０および内燃機関についてさらに説明する。

＜２．内燃機関の概要＞
図２は、本発明の実施形態に係る内燃機関の概要を示す図である。図２に示す内燃機関は、例えばガソリンを燃料とする自動車のエンジンである。内燃機関は、電子制御装置（ＥＣＵ）１によって燃焼制御等の各種制御が行われるものである。つまり、本実施形態のソレノイドバルブ装置１０は、かかる電子制御装置１およびソレノイドバルブ１８によって構成される。

図２を用いて内燃機関の構成を説明する。なお、図２では１気筒の内燃機関を示しているが、これに限られず多気筒の内燃機関であってもよい。

図２の内燃機関に備えるシリンダ５０には、吸気管６０と排気管７０とが、吸気弁１６と排気弁１７とを介して連結されている。さらに、排気管７０と排気側環流管７２ａおよび吸気側環流管７２ｂとはＥＧＲ弁（ソレノイドバルブ）１８を介して連結されており、吸気管６０には、スロットル弁９２や燃料を吸気管６０内に噴射するインジェクタ９３を備える。また、吸気管６０におけるサージタンク内に吸気管圧センサ１５を設けている。

エアクリーナが設けられた吸気口１０７から吸気管６１を介して吸気された空気は、吸気管６０へ流れ込む。また、排気管７０から排出される排気ガスの一部は排気側環流管７２ａへ流れ込み、さらにＥＧＲ弁１８を開けた際に、吸気側環流管７２ｂ経由で吸気管６０側へ流れ込む。

なお、吸気弁１６および排気弁１７は、エンジンの回転軸に連結され、エンジンの回転状態に応じて機械的に開閉が行われる構成のものや、エンジンの回転軸とは機械的に連結されておらず、モータの駆動力によって開閉が行われる構成のものがある。

排気管７０と排気管７１との間には、三元触媒装置８０を備えており、排気管７１および排気口９１の間には、ＮＯｘ吸蔵還元型三元触媒装置８１を備えている。

三元触媒装置８０およびＮＯｘ吸蔵還元型三元触媒装置８１は、触媒を利用することによって排気ガス中の有害成分を浄化する装置である。自動車の排気ガス中に含まれる有害成分としては、主に炭化水素、一酸化炭素、および、窒素酸化物（ＮＯｘ）などが挙げられる。

三元触媒装置８０やＮＯｘ吸蔵還元型三元触媒装置８１では、かかる有害成分を、たとえば、プラチナ、パラジウム、および、ロジウム等の触媒によって酸化もしくは還元させることで同時に除去することができる。

＜３．ソレノイドバルブ装置１０＞
図３を用いてソレノイドバルブ装置１０を説明する。図３は、本実施形態に係るソレノイドバルブ装置１０のブロック図である。ソレノイドバルブ装置１０は、ソレノイドバルブ１８と、リフトセンサ１８９と、吸気管圧センサ１５と、バルブ制御部１００とを備える。

＜３．１．ソレノイドバルブ１８＞
図４を用いてソレノイドバルブ１８の概要を説明する。図４は、ソレノイドバルブ１８の構成を示す図である。

図４に示すように、ソレノイドバルブ１８は、ハウジング１８１と、リニアソレノイド１８２と、弾性部材１８５と、軸受け１８６と、バルブステム１８７と、バルブヘッド１８８と、を備える。ソレノイドバルブ１８は、例えば図２に示す内燃機関のＥＧＲ弁として用いられる。そのため、ソレノイドバルブ１８は、排気側環流管７２ａと吸気側環流管７２ｂとの間に設けられ、排気側環流管７２ａから吸気側環流管７２ｂへ流れる排気ガスの流量を調整する。

ハウジング１８１は、中空筒状に形成されており、内部にリニアソレノイド１８２と、弾性部材１８５と、軸受け１８６とが配置される。ハウジング１８１は、例えば排気側環流管７２ａおよび吸気側環流管７２ｂと一体形成される。なお、図４では、弾性部材１８５がスプリングである場合について示しているがこれに限られず、例えば板バネなど所定方向に付勢力を有する弾性部材であればよい。

バルブヘッド１８８およびかかるバルブヘッド１８８を支持するバルブステム１８７は、弾性部材１８５によって所定方向（図４の上向き）に付勢され、ハウジング１８１、排気側環流管７２ａおよび吸気側環流管７２ｂ内を直線的に摺動可能に配置される。軸受け１８６は、バルブステム１８７を直線的に摺動可能に支持する。バルブヘッド１８８は、例えば排気側環流管７２ａおよび吸気側環流管７２ｂとの間の開口部Ａを塞ぐように配置される。

リニアソレノイド１８２は、バルブヘッド１８８に対して、弾性部材１８５が付勢する所定方向とは反対の方向（図４の下向き）に推力を加える。具体的には、リニアソレノイド１８２は、バルブステム１８７を介してバルブヘッド１８８に連結されたプランジャ１８４と、プランジャ１８４の外周と空隙を介して対向するコイル１８３とを備える。コイル１８３に駆動信号Ｉが入力されると、かかる駆動信号Ｉに応じてリニアソレノイド１８２のプランジャ１８４が図４の下向きに移動する。プランジャ１８４の移動に応じてバルブヘッド１８８に推力が加わり、バルブヘッド１８８が摺動する。これにより、開口部Ａが開口することで、ソレノイドバルブ１８が開弁し、排気ガスが排気側環流管７２ａから吸気側環流管７２ｂへと流れる。

＜３．２．リフトセンサ１８９＞
リフトセンサ１８９は、例えば図４に示すように、プランジャ１８４の一端に設けられ、かかるプランジャ１８４の摺動量をソレノイドバルブ１８のリフト量Ｄとして検出する。リフトセンサ１８９は、検出したリフト量Ｄをバルブ制御部１００に出力する。なお、ここでは、リフトセンサ１８９をソレノイドバルブ１８とは別に設ける場合について説明したが、ソレノイドバルブ１８がリフトセンサ１８９を備えるようにしてもよい。

＜３．３．吸気管圧センサ１５＞
図３に示す吸気管圧センサ１５は、吸気管６０のサージタンク内に設けられ（図２参照）、吸気管６０内の圧力（すなわち、吸気圧）を検出する。例えば、図２のスロットル弁９２が開弁している状態では、吸気管６０内の圧力が大気圧に近い状態となり、スロットル弁９２が閉弁している状態では、吸気管６０内の圧力が真空に近い状態となる。吸気管圧センサ１５は、かかる吸気管６０内の圧力を検出し、バルブ制御部１００に通知する。

なお、ここでは、ソレノイドバルブ装置１０が吸気管圧センサ１５を備えるとしたが、これに限られない。例えば吸気管圧センサ１５の検出結果をソレノイドバルブ装置１０が受け取るようにしてもよい。このように、ソレノイドバルブ装置１０は、必ずしも吸気管圧センサ１５を備えていなくともよい。

＜３．４．バルブ制御部１００＞
図３に示すバルブ制御部１００は、決定部１１０と、設定部１２０と、補正部１３０と、記憶部１４０とを備える。

＜３．４．１．決定部１１０＞
決定部１１０は、例えばＥＧＲ機構の制御状態に応じてソレノイドバルブ１８の目標弁開度ＤＴを決定する。具体的には、決定部１１０は、例えば吸気側へ送る排気ガスの目標量を図示しないＥＧＲ制御部から受け取ると、記憶部１４０を参照し、排気ガスの目標量に対応する目標弁開度ＤＴを決定する。決定部１１０は、決定した目標弁開度ＤＴを設定部１２０に通知する。

＜３．４．２．設定部１２０＞
設定部１２０は、ソレノイドバルブ１８の弁開度Ｄが目標弁開度ＤＴになるように、ソレノイドバルブ１８を駆動する駆動信号Ｉを設定する。設定部１２０は、決定部１１０から目標弁開度ＤＴを受け取る。また、設定部１２０は、リフトセンサ１８９から現在のソレノイドバルブ１８のリフト量（弁開度）Ｄを受け取る。設定部１２０は、ソレノイドバルブ１８の弁開度Ｄが目標弁開度ＤＴになるように駆動信号Ｉを設定する。設定部１２０は、設定した駆動信号Ｉを補正部１３０に出力する。

＜３．４．３．補正部１３０＞
補正部１３０は、ソレノイドバルブ１８の前後における流体経路（排気環流管７２）の差圧に応じて、ソレノイドバルブ１８を駆動する差圧補正信号ＩＰを設定する補正設定部である。補正部１３０は、差圧に応じて差圧補正信号ＩＰを決定し、差圧補正信号ＩＰと駆動信号Ｉとを加算した補正駆動信号ＩＣを生成する。補正部１３０は、生成した補正駆動信号ＩＣによってソレノイドバルブ１８を駆動する。

補正部１３０は、例えば決定部１１０が目標弁開度ＤＴを変更した場合に、ソレノイドバルブ１８の弁開度Ｄが変更後の目標弁開度ＤＴになるまで、差圧に基づいて差圧補正信号ＩＰを設定する。補正部１３０は、補正決定部１３１と加算部１３２とを備える。

＜３．４．３．１．補正決定部１３１＞
補正決定部１３１は、差圧に応じた差圧補正信号ＩＰを決定する。補正決定部１３１は、差圧として、例えば吸気管圧センサ１５が検出する吸気圧に基づいて差圧補正信号ＩＰを決定する。ここで、まず差圧と吸気圧との関係について説明する。

図５は、吸気圧と差圧との関係を説明するための図である。図５（ａ）は、ソレノイドバルブ１８に流れる駆動電流の時間変化を示すグラフであり、縦軸は電流を示している。図５（ｂ）は、スロットル弁９２の弁開度の時間変化を示すグラフであり、縦軸はスロットル弁９２の弁開度を示している。図５（ｃ）は、ソレノイドバルブ１８の前後における排気環流管７２の差圧の時間変化を示すグラフであり、縦軸は圧力を示している。

図５（ｄ）は、ソレノイドバルブ１８の弁開度Ｄの時間変化を示すグラフである。図５（ｄ）では、ソレノイドバルブ１８の弁開度Ｄとして、バルブヘッド１８８のリフト量Ｄをリフトセンサ１８９で検出した結果を示しており、縦軸は移動量を示している。図５（ｅ）は、吸気管６０内の圧力（吸気圧）の時間変化を示すグラフであり、縦軸は圧力を示している。また、図５（ａ）〜図５（ｅ）の横軸はいずれも時間を示している。

なお、ここでは、差圧と吸気圧との関係について簡単に説明するために、ソレノイドバルブ１８に流れる電流が一定である、すなわちソレノイドバルブ１８が一定の弁開度Ｄで開弁した状態である場合について説明する。

図５（ａ）に示すように、ソレノイドバルブ１８に一定の駆動電流が流れると、図５（ｅ）の時刻Ｔ１から時刻Ｔ２に示すように、バルブヘッド１８８は、弁開度Ｄが目標弁開度ＤＴとなるように所定量だけ移動する。なお、図５（ａ）では、ソレノイドバルブ１８に流れる駆動電流を一定値として示しているが、ソレノイドバルブ１８には、かかる駆動電流を例えば平均値とする駆動信号Ｉが入力される。駆動信号Ｉは、例えば所定デューティ比を有するＰＷＭ信号である。

ここで、図５（ｂ）の時刻Ｔ２から時刻Ｔ３に示すように、スロットル弁９２の弁開度、すなわち弁角度が変化したとする。これにより、図５（ｃ）に示すように、ソレノイドバルブ１８前後の差圧が変化する。

例えば、スロットル弁９２が開弁している場合、吸気管６０内の圧力は、大気圧とほぼ同じ圧力となる。また排気管７０内の圧力は大気圧とほぼ同じ圧力であるため、吸気管６０と排気管７０との圧力はほぼ同じとなり、ソレノイドバルブ１８前後の差圧はほぼゼロとなる。一方、スロットル弁９２が閉弁している場合、吸気管６０は真空状態となり、吸気管６０内の圧力は大気圧より小さくなる。排気管７０内の圧力は大気圧とほぼ同じ圧力であるため、吸気管６０と排気管７０との圧力に差が生じ、ソレノイドバルブ１８前後に圧力差（差圧）が発生する。

なお、図５（ｂ）では、スロットル弁９２の弁角度が小さいほど弁開度が小さく、弁角度が大きいほど弁開度が大きくなる。したがって、図５（ｃ）の時刻Ｔ２から時刻Ｔ３においてソレノイドバルブ１８前後の差圧が大きくなる。

また、図５（ｅ）に示すように、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の間の吸気管６０内の圧力は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間の圧力より小さくなる。このように、ソレノイドバルブ１８前後の差圧は、スロットル弁９２の弁開度の変化、すなわち吸気管６０内の圧力（吸気圧）に応じて変化する。本実施形態では、かかる点に注目し、補正決定部１３１は、吸気管圧センサ１５が検出する吸気圧に基づいて差圧補正信号ＩＰを決定する。

次に、図６〜図８を用いて、補正決定部１３１が決定する差圧補正信号ＩＰについて説明する。まず、図６および図７を用いてソレノイドバルブ１８に発生する急開とバルブヘッド１８８の関係について説明する。図６および図７は、ソレノイドバルブ１８に発生する急開を説明する図である。

図６（ａ）に示すように、ソレノイドバルブ１８には、弾性部材１８５による付勢力Ａ４が所定方向（図６（ａ）の上向き）に加わる。また、ソレノイドバルブ１８には、差圧Ａ１１による圧力（以下、押下力Ａ１１とも記載する）が付勢力Ａ４と同じ方向に加わる。ここで、差圧による押下力Ａ１１は、バルブヘッド１８８の面積によって大きさが変わる。例えばバルブヘッド１８８が円形状を有する場合、直径Ｌ１に応じた押下力Ａ１１がソレノイドバルブ１８に加わる。

また、ソレノイドバルブ１８には、リニアソレノイド１８２に流れる電流に応じて所定方向とは反対の方向（図６（ａ）の下向き）に推力Ａ３３が加わる。推力Ａ３３はリニアソレノイド１８２に流れる電流の大きさに比例して大きくなる。

ここで、図６（ｂ）、（ｃ）を用いて、リニアソレノイド１８２に流れる電流とソレノイドバルブ１８のリフト量Ｄとの関係について説明する。図６（ｂ）は、リニアソレノイド１８２に流れる電流を示すグラフであり、縦軸に電流を、横軸に時間を示している。また、図６（ｃ）は、図６（ｂ）に示すように電流を変化させた場合のソレノイドバルブ１８のリフト量Ｄを示すグラフであり、縦軸にリフト量を、横軸に時間を示している。

図６（ｂ）に示すように、リニアソレノイド１８２に流れる電流が大きくなると、ソレノイドバルブ１８に加わる推力Ａ３３が大きくなる。推力Ａ３３が弾性部材１８５の付勢力Ａ４と押下力Ａ１１との和以下（Ａ３３≦Ａ４＋Ａ１１）の間、すなわち、図６（ｃ）の時刻Ｔ１１まではソレノイドバルブ１８は開弁せず、リフト量Ｄはゼロとなる。

時刻Ｔ１１で、推力Ａ３３が弾性部材１８５の付勢力Ａ４と押下力Ａ１１との和より大きく（Ａ３３＞Ａ４＋Ａ１１）なると、ソレノイドバルブ１８が開弁する。ソレノイドバルブ１８が開弁すると差圧が小さくなる。ここでは説明を簡単にするために、差圧による押下力Ａ１１が無視できるほど小さくなるものとする。

これにより、ソレノイドバルブ１８には、推力Ａ３３および付勢力Ａ４が加わった状態となる。ここで、推力Ａ３３は、押下力Ａ１１がなくなった分、付勢力Ａ４より大きな力となる。そのため、推力Ａ３３と付勢力Ａ４との差Ａｄ１（Ａｄ１＝Ａ３３−Ａ４４）だけ開弁方向（図６（ａ）の下向き）に力が加わり、ソレノイドバルブ１８がリフト量Ｄ１だけ移動して急開する。

バルブヘッド１８８が移動すると弾性部材１８５の付勢力Ａ４が大きくなり、推力Ａ３３と付勢力Ａ４との差Ａｄ１が小さくなる。時刻Ｔ２１において推力Ａ３３と付勢力Ａ４との差Ａｄ１がなくなると、以降、ソレノイドバルブ１８は、リニアソレノイド１８２に流れる電流に比例してリフト量Ｄが大きくなる。

ここで、排気ガス中のＮＯｘをさらに低減させるために、より少ない量から多くの量までの排気ガスを排気側環流管７２ａから吸気側環流管７２ｂへ環流させることが望まれている。すなわち、ＥＧＲ弁であるソレノイドバルブ１８によって調整できる排気ガスの流量の範囲を拡大させることが望まれている。ソレノイドバルブ１８の流量を大きくする方法として、例えばバルブヘッド１８８の面積を大きくする方法がある。

以下、図７を用いて、バルブヘッド１８８の面積を大きくしてソレノイドバルブ１８の流量を大きくした場合にソレノイドバルブ１８に発生する急開について説明する。

図７（ａ）に示すように、ソレノイドバルブ１８には、所定方向に付勢力Ａ４および押下力Ａ１２が加わる。また、ソレノイドバルブ１８には、所定方向とは反対の方向に推力Ａ３４が加わる。上述したように、差圧が一定の場合、押下力Ａ１２はバルブヘッド１８８の面積によって大きさが変わる。ここで、図７（ａ）に示すバルブヘッド１８８は、図６（ｂ）に示すバルブヘッド１８８より大きい直径Ｌ２（Ｌ２＞Ｌ１）を有するものとする。この場合、ソレノイドバルブ１８には、図６（ａ）に示す押下力Ａ１１より大きな押下力Ａ１２（Ａ１１＜Ａ１２）が加わる。

図７（ｂ）、（ｃ）を用いて、リニアソレノイド１８２に流れる電流とソレノイドバルブ１８のリフト量Ｄの関係について説明する。図７（ｂ）は、リニアソレノイド１８２に流れる電流を示すグラフであり、縦軸に電流を、横軸に時間を示している。また、図７（ｃ）は、図７（ｂ）に示すように電流を変化させた場合のソレノイドバルブ１８のリフト量Ｄを示すグラフであり、縦軸にリフト量を、横軸に時間を示している。

図７（ｂ）に示すように、リニアソレノイド１８２に流れる電流が大きくなるにつれて、ソレノイドバルブ１８に加わる推力Ａ３３が大きくなる。推力Ａ３３が弾性部材１８５の付勢力Ａ４と押下力Ａ１２との和以下（Ａ３３≦Ａ４＋Ａ１２）の間、すなわち、図７（ｃ）の時刻Ｔ１２まではソレノイドバルブ１８は開弁せず、リフト量Ｄはゼロとなる。

時刻Ｔ１２で、推力Ａ３３が弾性部材１８５の付勢力Ａ４と押下力Ａ１２との和より大きく（Ａ３３＞Ａ４＋Ａ１２）なると、ソレノイドバルブ１８が開弁する。ここでも、ソレノイドバルブ１８が開弁すると押下力Ａ１２が無視できるほど差圧が小さくなるものとする。

これにより、ソレノイドバルブ１８には、推力Ａ３３および付勢力Ａ４が加わった状態となる。ここで、推力Ａ３３は、押下力Ａ１２がなくなった分、付勢力Ａ４より大きな力となる。そのため、ソレノイドバルブ１８には、推力Ａ３３と付勢力Ａ４との差Ａｄ２（Ａｄ２＝Ａ３３−Ａ４４）だけ開弁方向（図７（ａ）の下向き）に力が加わり、ソレノイドバルブ１８がリフト量Ｄ２だけ移動して急開する。

バルブヘッド１８８が移動すると弾性部材１８５の付勢力Ａ４が大きくなり、推力Ａ３３と付勢力Ａ４との差Ａｄ２が小さくなる。時刻Ｔ２２において推力Ａ３３と付勢力Ａ４との差Ａｄ２がなくなると、以降、ソレノイドバルブ１８は、リニアソレノイド１８２に流れる電流に比例してリフト量Ｄが大きくなる。

ここで、上述したように、図７（ａ）に示す押下力Ａ１２は、図６（ａ）に示す押下力Ａ１１より大きい。そのため、推力Ａ３３と付勢力Ａ４との差Ａｄ２は、差Ａｄ１より大きくなる。そのため、推力Ａ３３と付勢力Ａ４との差Ａｄ２によって移動するソレノイドバルブ１８の急開量（リフト量）Ｄ２は、差Ａｄ１の場合の急開量（リフト量）Ｄ１より大きくなる（Ｄ２＞Ｄ１）。

このように、還流する排気ガスの流量を増やそうとしてバルブヘッド１８８の面積を拡大すると、ソレノイドバルブ１８が大きく急開してしまい、少ない流量の排気ガスを還流させることが難しくなる。すなわち、ＥＧＲ弁であるソレノイドバルブ１８によって調整できる排気ガスの流量の範囲の上限値を大きくしようとすると、下限値も大きくなってしまい、範囲を拡大させることが難しい。本実施形態では、ソレノイドバルブ１８の動作範囲の上限値を大きくした場合であっても、差圧補正信号ＩＰをリニアソレノイド１８２に入力することで急開を抑制し、動作範囲の下限値を小さくする。これにより、ソレノイドバルブ１８の動作範囲をさらに拡大させることができる。

次に、図８を用いて、補正決定部１３１が決定する差圧補正信号ＩＰについて説明する。図８は、差圧とソレノイドバルブ１８に流れる電流との関係を示すグラフであり、縦軸が電流を、横軸が差圧を示している。

図８の点線は、ソレノイドバルブ１８が開弁するために必要な急開電流を示す線である。図８に示すように、急開電流は、差圧が大きくなるほど大きくなる。リニアソレノイド１８２に流れる電流が急開電流以下である場合、ソレノイドバルブ１８のリフト量Ｄはゼロであり、ソレノイドバルブ１８は開弁しない。リニアソレノイド１８２に流れる電流が急開電流を超えると、ソレノイドバルブ１８は開弁する。このとき、リニアソレノイド１８２に流れる電流が急開電流より大きい程、ソレノイドバルブ１８は大きく急開する。

図８に三角で示す点は、補正決定部１３１が決定する差圧補正信号ＩＰの電流値を示す点である。図８に示すように、補正決定部１３１は、急開電流よりわずかに大きい電流値（以下、補正電流値と記載する）を有するように差圧補正信号ＩＰを決定する。補正決定部１３１は、ソレノイドバルブ１８が実質的に閉弁した状態、すなわちわずかに開弁するように差圧補正信号ＩＰを決定する。

なお、差圧補正信号ＩＰによってわずかに開弁するソレノイドバルブ１８のリフト量Ｄは、例えば０．５ｍｍ〜０．１ｍｍ以下であり、例えば排気ガスが排気側環流管７２ａから吸気側環流管７２ｂへと流れない程度、あるいは流れてもＥＧＲ機構などソレノイドバルブ１８を適用するシステムに影響を与えない程度の微少なリフト量Ｄであるとする。

図８に示す例では、補正決定部１３１は、例えば差圧が約８０ｍｍＨｇである場合に、補正電流値が約０．４８Ａである差圧補正信号ＩＰを決定する。ここで、差圧補正信号ＩＰは、ＰＷＭ信号であり、補正決定部１３１は、平均電流値が差圧に応じた補正電流値となるようにデューティ比を決定することで、差圧補正信号ＩＰを決定する。

なお、上述したリフト量Ｄや図８に示す急開電流や補正電流値は一例であり、バルブヘッド１８８の面積やソレノイドバルブ１８に流れる流体の種類、ソレノイドバルブ１８の適用システム等によって変化する。かかる急開電流や、差圧に応じた補正電流値はあらかじめ実験等によって求められており、記憶部１４０に例えば吸気圧と補正電流値とを対応付けて記憶されているものとする。補正決定部１３１は、吸気管圧センサ１５が検出する吸気圧に基づいて、かかる吸気圧に対応する補正電流値を有する差圧補正信号ＩＰを決定する。補正決定部１３１は、決定した差圧補正信号ＩＰを加算部１３２に出力する。

あるいは、補正電流値に代えて、例えば吸気圧とデューティ比とを対応付けて記憶部１４０に記憶するようにしてもよい。この場合、補正決定部１３１は、記憶部１４０を参照し、吸気圧に応じたデューティ比を有する差圧補正信号ＩＰを決定する。

また、補正決定部１３１は、決定部１１０が決定する目標弁開度ＤＴによらず、ＥＧＲ条件が成立する場合、すなわち内燃機関が排気ガスを再循環させる場合に、差圧補正信号ＩＰを決定するようにしてもよい。すなわち、ソレノイドバルブ１８が駆動しない閉弁状態である場合も差圧補正信号ＩＰを決定する。言い換えると、補正決定部１３１は、例えばＩＧ−ＯＮ直後、内燃機関のアイドル時、低水温時、フェールカット時など、ＥＧＲを行わない場合は、差圧補正信号ＩＰを決定しない。そのため、ソレノイドバルブ１８が開弁する可能性がない場合に差圧補正信号ＩＰがソレノイドバルブ１８に入力されることがなくなる。これにより、ソレノイドバルブ１８の消費電力を削減することができる。

＜３．４．３．２．加算部１３２＞
図３に示す加算部１３２は、設定部１２０が設定した駆動信号Ｉと、補正決定部１３１が決定した差圧補正信号ＩＰを加算して補正駆動信号ＩＣを生成する。加算部１３２は、生成した補正駆動信号ＩＣをソレノイドバルブ１８のリニアソレノイド１８２に入力することで、ソレノイドバルブ１８を駆動する。

ここで、図９を用いて、ソレノイドバルブ装置１０の制御系について説明する。図９は、ソレノイドバルブ装置１０の制御系を示すブロック線図である。図９に示すように、決定部１１０は目標弁開度ＤＴを出力する。また、リフトセンサ１８９は、ソレノイドバルブ１８のリフト量Ｄを出力する。設定部１２０は、目標弁開度ＤＴとリフト量Ｄとの差分ｄＤに基づいて駆動信号Ｉを設定する。駆動信号Ｉは、加算部１３２を介してソレノイドバルブ１８に入力され、ソレノイドバルブ１８が駆動する。リフトセンサ１８９は、ソレノイドバルブ１８の駆動量であるリフト量Ｄを検出し、設定部１２０へ出力する。このように、ソレノイドバルブ装置１０は、決定部１１０、設定部１２０を含むフィードバック制御系を有する。

また、図９に示すように、補正決定部１３１が決定した差圧補正信号ＩＰは、加算部１３２で駆動信号Ｉに加算され、補正駆動信号ＩＣとして、ソレノイドバルブ１８に入力される。このように、ソレノイドバルブ装置１０は、上述したフィードバック制御を行うとともに、ソレノイドバルブ１８の弁開度Ｄが目標弁開度ＤＴになるまで差圧に応じた差圧補正信号ＩＰをソレノイドバルブ１８に入力するフィードフォワード制御を行う。

このように、ソレノイドバルブ装置１０は、フィードバック制御に加え、差圧に応じてフィードフォワード制御を行うことで、図１０に示すように、ソレノイドバルブ１８の急開を抑制することができる。なお、図１０は、ソレノイドバルブ１８に流れる電流とリフト量Ｄとの関係を示すグラフであり、縦軸がリフト量を、横軸が電流を示している。

図１０の実線は、フィードバック制御に加え、差圧に応じてフィードフォワード制御を行った場合、すなわち駆動信号Ｉに加えて差圧補正信号ＩＰをソレノイドバルブ１８に入力した場合のリフト量Ｄを示すグラフである。一方、図１０の点線は、フィードバック制御のみを行った場合、すなわち駆動信号Ｉのみをソレノイドバルブ１８に入力した場合のリフト量Ｄを示すグラフである。

図１０に示すように、フィードバック制御のみを行った場合は急開が生じているのに対し、フィードバック制御に加え、差圧に応じてフィードフォワード制御を行った場合は急開が生じていないことがわかる。このように駆動信号Ｉおよび差圧補正信号ＩＰを用いてソレノイドバルブ１８を制御することでソレノイドバルブ１８の制御精度を向上させることができる。そのため、ソレノイドバルブ１８を広範囲で動作させることができる。

なお、目標弁開度ＤＴが大きいと、ソレノイドバルブ１８が急開したとしてもソレノイドバルブ１８のリフト量Ｄに与える影響が小さいため、例えば目標弁開度ＤＴが閾値ＤＴＨ以下の場合（図１０参照）に、補正決定部１３１が差圧補正信号ＩＰを決定するようにしてもよい。

また、上述したように、補正決定部１３１は、例えば目標弁開度ＤＴがゼロの場合でも差圧補正信号ＩＰを決定する。このとき、設定部１２０は、駆動信号Ｉを加算部１３２に出力しないため、加算部１３２は、差圧補正信号ＩＰを補正駆動信号ＩＣとしてリニアソレノイド１８２に出力するものとする。あるいは、電流値がゼロ、すなわちデューティ比がゼロパーセントの駆動信号Ｉを設定部１２０が出力するものとし、加算部１３２はかかる駆動信号Ｉと差圧補正信号ＩＰとを加算して補正駆動信号ＩＣを生成するものとする。

また、ここでは、設定部１２０が設定する駆動信号Ｉおよび補正決定部１３１が決定する差圧補正信号ＩＰはいずれもＰＷＭ信号であるとしたが、これに限られない。例えば、駆動信号Ｉは、ソレノイドバルブ１８のリフト量Ｄと目標弁開度ＤＴとの差分ｄＤに応じた電流値を示す信号であり、差圧補正信号ＩＰが補正電流値を示す信号であってもよい。この場合、加算部１３２は、補正駆動信号ＩＣの平均電流値が、駆動信号Ｉが示す電流値と差圧補正信号ＩＰが示す補正電流値とを加算した値となるように、補正駆動信号ＩＣのデューティ比を決定する。加算部１３２は、決定したデューティ比を有するＰＷＭ信号である補正駆動信号ＩＣを生成し、リニアソレノイド１８２に出力する。

＜３．４．４．記憶部１４０＞
記憶部１４０は、例えば補正決定部１３１が決定する補正電流値など、ソレノイドバルブ装置１０の各部が行う処理に必要な情報を記憶する。また、記憶部１４０は、ソレノイドバルブ装置１０の各部が行った処理の結果を記憶する。

記憶部１４０は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置である。

＜４．ソレノイドバルブ制御処理＞
次に、本実施形態に係るソレノイドバルブ装置１０が実行する処理手順について図１１を用いて説明する。図１１は、本実施形態に係るソレノイドバルブ装置１０が実行する処理手順を示すフローチャートである。本実施形態のソレノイドバルブ装置１０は、例えばＩＧ−ＯＮ直後、内燃機関のアイドル時、低水温時、フェールカット時などを除いた場合、すなわちＥＧＲを実行する場合に、ソレノイドバルブ制御処理を実行する。ソレノイドバルブ装置１０は、例えば図示しないＥＧＲ制御部からソレノイドバルブ１８を制御する旨の通知を受けると図１１に示すソレノイドバルブ制御処理を実行する。

図１１に示すように、ソレノイドバルブ装置１０は、ソレノイドバルブ１８の目標弁開度ＤＴが閾値ＤＴＨ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。かかる判定は、例えばソレノイドバルブ装置１０の補正決定部１３１が行うものとする。目標弁開度ＤＴが閾値ＤＴＨより大きい場合（ＤＴ＞ＤＴＨ、ステップＳ１０１のＮｏ）、ステップＳ１０５に進む。

一方、目標弁開度ＤＴが閾値ＤＴＨ以下である場合（ＤＴ≦ＤＴＨ、ステップＳ１０１のＹｅｓ）、ソレノイドバルブ装置１０は、吸気管圧センサ１５によって吸気圧を検出する（ステップＳ１０２）。ソレノイドバルブ装置１０は、ステップＳ１０２で検出した吸気圧に基づいて差圧補正信号ＩＰを決定する（ステップＳ１０３）。ソレノイドバルブ装置１０は、目標弁開度ＤＴがゼロより大きいか否かを判定する（ステップＳ１０４）。かかる判定は、例えばソレノイドバルブ装置１０の設定部１２０が行うものとする。

判定結果、目標弁開度ＤＴがゼロ以下の場合（ステップＳ１０４のＮｏ）、ステップＳ１０６へ進む。一方、目標弁開度ＤＴがゼロより大きい場合（ステップＳ１０４のＹｅｓ）、ソレノイドバルブ装置１０は、目標弁開度ＤＴと、ソレノイドバルブ１８のリフト量Ｄとに応じて駆動信号Ｉを設定する（ステップＳ１０５）。

続いて、ソレノイドバルブ装置１０は、補正駆動信号ＩＣを生成する（ステップＳ１０６）。例えば、ステップＳ１０１で目標弁開度ＤＴが閾値ＤＴＨより大きいと判定され、差圧補正信号ＩＰを決定しなかった場合、ソレノイドバルブ装置１０は、ステップＳ１０５で設定した駆動信号Ｉを補正駆動信号ＩＣとする。また、ステップＳ１０３、Ｓ１０６で差圧補正信号ＩＰおよび駆動信号Ｉを設定している場合、ソレノイドバルブ装置１０は、差圧補正信号ＩＰと駆動信号Ｉとを加算した信号を補正駆動信号ＩＣとする。また、ステップＳ１０４で目標弁開度ＤＴがゼロ以下と判定され、駆動信号Ｉを設定しなかった場合、ソレノイドバルブ装置１０は、ステップＳ１０３で決定した差圧補正信号ＩＰを補正駆動信号ＩＣとする。

ソレノイドバルブ装置１０は、ステップＳ１０６で生成した補正駆動信号ＩＣに基づいてソレノイドバルブ１８を制御し（ステップＳ１０７）、処理を終了する。

ソレノイドバルブ装置１０は、ＥＧＲを実行している間であって、ソレノイドバルブ１８の弁開度Ｄが目標弁開度ＤＴになるまで、図１１の処理を例えば所定間隔で繰り返し実行する。また、例えば、ＥＧＲ制御部から排気ガスの流量を変更する、すなわちソレノイドバルブ１８の弁開度Ｄを変更する旨の通知があった場合に、ソレノイドバルブ１８の弁開度Ｄが変更後の目標弁開度ＤＴになるまでの所定期間、図１１の処理を実行する。なお、例えば差圧が所定値以上変動した場合に図１１に示す処理を実行するようにしてもよい。また、目標弁開度ＤＴがゼロの場合、ステップＳ１０４の処理を省略するようにしてもよい。なお、ソレノイドバルブ１８の弁開度Ｄが目標弁開度ＤＴになった場合は、ソレノイドバルブ装置１０は、リフトセンサ１８９に基づいたフィードバック制御を行う。

以上のように、本実施形態に係るソレノイドバルブ装置１０は、ソレノイドバルブ１８前後の差圧に基づいて差圧補正信号ＩＰを設定し、ソレノイドバルブ１８を制御する。これにより、ソレノイドバルブ１８の急開を抑制でき、ソレノイドバルブ１８の駆動範囲を拡大させることができる。

また、ソレノイドバルブ１８前後の差圧と吸気圧とが比例関係にあるという知見に基づき、吸気管圧センサ１５の検出結果に応じて、差圧補正信号ＩＰを設定する。吸気管圧センサ１５は、内燃機関の吸気圧を検出するために設けられているため、ソレノイドバルブ１８前後の差圧を検出するためのセンサを別途設ける必要がなく、部品点数を増加させることなくソレノイドバルブ１８の駆動範囲を拡大させることができる。

＜５．変形例＞
図１２〜図１４を用いて本実施形態に係るソレノイドバルブ装置１０の変形例について説明する。

＜５．１．変形例１＞
図１２は、変形例１に係るソレノイドバルブ装置１１の構成を示す図である。変形例１に係るソレノイドバルブ装置１１は、バルブ制御部１００が周波数設定部１５０を備える点を除き、図３に示すソレノイドバルブ装置１０と同じ構成である。なお、図３に示すソレノイドバルブ装置１０と同じ構成には同一の符号を付し、説明を省略する。

周波数設定部１５０は、設定部１２０が設定する駆動信号Ｉおよび補正決定部１３１が決定する差圧補正信号ＩＰの周波数を設定する。ここで、図１３を用いて、周波数とＰＷＭ信号の電流値との関係を説明する。図１３は、ＰＷＭ信号の一例を示す図である。図１３（ａ）に示すＰＷＭ信号Ｉ１は、所定デューティ比Ｘ、周波数Ｆの信号である。また、図１３（ｂ）に示すＰＷＭ信号Ｉ２は、所定デューティ比Ｘ、周波数２Ｆの信号である。すなわち、ＰＷＭ信号Ｉ２は、ＰＷＭ信号Ｉ１と同じデューティ比Ｘを有し、周波数が２倍の信号である。なお、図１３（ａ）、（ｂ）の縦軸は電流を、横軸は時間を示している。

所定期間ＴにおけるＰＷＭ信号Ｉ１のパルス幅Ｗ１は、ＰＷＭ信号Ｉ２のパルス幅Ｗ（Ｗ＝Ｗ２＋Ｗ３）より小さい（Ｗ１＜Ｗ）。したがって、ＰＷＭ信号Ｉ２の平均電流値は、ＰＷＭ信号Ｉ１の平均電流値より大きくなる。このように、デューティ比一定の場合、周波数が大きくなる程、ＰＷＭ信号の平均電流値は大きくなる。

そのため、周波数によっては、補正決定部１３１は、差圧の影響を打ち消すような補正電流値を有する差圧補正信号ＩＰを決定できないことがある。かかる点について、図１４を用いて説明する。図１４は、差圧とソレノイドバルブ１８に流れる電流との関係を示すグラフであり、縦軸が電流を、横軸が差圧を示している。なお、周波数ごとの補正電流値を示している点を除き、図８に示すグラフと同じである。

図１４に示す丸、三角および四角の点は、それぞれ例えば補正決定部１３１が決定する差圧補正信号ＩＰの電流値を示す点であり、それぞれ周波数が異なるがデューティ比は一定であるものとする。図１４に丸点で示す差圧補正信号ＩＰの周波数が最も高く、四角点で示す差圧補正信号ＩＰの周波数が最も低いものとする。

図１４に示すように、デューティ比は一定であっても周波数が異なると、差圧補正信号ＩＰの電流値はそれぞれ異なる値となる。ここで、最も低い周波数を有する差圧補正信号ＩＰの電流値（図１４の四角点参照）は、いずれも急開電流より小さい。そのため、補正決定部１３１がかかる差圧補正信号ＩＰを決定したとしても、差圧より大きな推力をソレノイドバルブ１８に加えることができず、ソレノイドバルブ１８が急開してしまう。

そこで、周波数設定部１５０は、例えば差圧補正信号ＩＰのデューティ比に応じて、差圧補正信号ＩＰおよび駆動信号Ｉの周波数を設定する。例えば、上述したように、補正決定部１３１が、差圧に応じてデューティ比を決定することで差圧補正信号ＩＰを決定する場合、周波数設定部１５０は、かかるデューティ比に応じて周波数を設定する。

あるいは、補正決定部１３１で決定できるデューティ比に上限が設けられている場合、補正決定部１３１で決定されるデューティ比が上限値であった場合であっても所望の電流値が得られるように、周波数設定部１５０は周波数を設定する。

ここで、差圧補正信号ＩＰにデューティ比の上限が設けられていない場合、補正決定部１３１は、例えばデューティ比が１００パーセントである差圧補正信号ＩＰを決定することができてしまう。この場合、設定部１２０が目標弁開度ＤＴに応じた駆動信号Ｉを設定したとしても、補正駆動信号ＩＣは、デューティ比を１００パーセント以上にすることができず、駆動信号Ｉに基づいてソレノイドバルブ１８を駆動できなくなってしまう。

そのため、例えば補正決定部１３１で決定できるデューティ比に上限を設けることで、駆動信号Ｉに基づいてソレノイドバルブ１８を駆動することができるようになる。この場合、周波数設定部１５０が、デューティ比の上限値に応じて周波数を設定することで、ソレノイドバルブ１８の急開を抑制しつつ、ソレノイドバルブ１８の弁開度Ｄを制御することができる。

以上のように、変形例１に係るソレノイドバルブ装置１１は、周波数設定部１５０が、設定部１２０が設定する駆動信号Ｉおよび補正決定部１３１が決定する差圧補正信号ＩＰの周波数を設定することで、ソレノイドバルブ１８の急開を抑制しつつ、ソレノイドバルブ１８の弁開度Ｄを制御することができる。

なお、ここではソレノイドバルブ装置１１の周波数設定部１５０が駆動信号Ｉおよび差圧補正信号ＩＰの周波数を設定するとしたが、図３に示すソレノイドバルブ装置１０においても、例えば実験等によってソレノイドバルブ１８の急開を抑制しつつ、ソレノイドバルブ１８の弁開度Ｄを制御することができる周波数をあらかじめ設定しておくようにしてもよい。

＜５．２．その他の変形例＞
なお、上述した実施形態および変形例では、ソレノイドバルブ１８がＥＧＲ弁である場合について説明したが、これに限られない。ソレノイドバルブ１８として用いられるアクチュエータとしては、例えば内燃機関の油圧制御等に用いられるソレノイドバルブなどがある。例えばポペット式のバルブやスロットル弁など差圧の影響を受けやすいソレノイドバルブに有用である。

また、上述した実施形態および変形例では、補正部１３０は、吸気管圧センサ１５が検出する吸気圧に基づいて駆動信号Ｉを補正しているが、これに限られない。例えば図５に示すように、スロットル弁９２の弁角度に応じて差圧が変化している。したがって、補正決定部１３１が、スロットル弁９２の弁角度に基づいて差圧補正信号ＩＰを設定するようにしてもよい。あるいは、排気環流管７２に差圧を検出するセンサを設けるようにしてもよい。

なお、上述した実施形態および変形例の構成では、弁開度Ｄとして、リフトセンサ１８９を用いてソレノイドバルブ１８のリフト量を検出するようにしているが、これに限られない。例えばリニアソレノイド１８２に流れる電流に基づいて弁開度Ｄを求めるようにしてもよい。本実施形態および変形例では、差圧補正信号ＩＰによってソレノイドバルブ１８の急開を抑制しているため、図１０に示すようにリニアソレノイド１８２に流れる電流とリフト量（弁開度）Ｄとの関係が線形性を有する。したがって、リニアソレノイド１８２に流れる電流に基づいて高精度に弁開度Ｄを求めることができる。また、リフトセンサ１８９を省略することができるため、ソレノイドバルブ装置１０、１１の部品点数を削減することができる。

＜６．ハードウェア構成＞
本実施形態および変形例に係るソレノイドバルブ装置１０、１１のバルブ制御部１００は、図１５に一例として示す構成のコンピュータ６００で実現することができる。図１５は、ソレノイドバルブ装置１０、１１のバルブ制御部１００の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。

コンピュータ６００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６１０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）６２０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）６３０と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）６４０とを備える。また、コンピュータ６００は、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）６６０を備える。

なお、コンピュータ６００は、ＳＳＤ（Solid State Drive）を備え、かかるＳＳＤがＨＤＤ６４０の一部または全ての機能を実行するようにしてもよい。また、ＨＤＤ６４０に代えてＳＳＤを設けることとしてもよい。

ＣＰＵ６１０は、ＲＯＭ６２０およびＨＤＤ６４０の少なくとも一方に格納されるプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。ＲＯＭ６２０は、コンピュータ６００の起動時にＣＰＵ６１０によって実行されるブートプログラムや、コンピュータ６００のハードウェアに依存するプログラムなどを格納する。ＨＤＤ６４０は、ＣＰＵ６１０によって実行されるプログラムおよびかかるプログラムによって使用されるデータ等を格納する。

通信Ｉ／Ｆ６６０は、ネットワーク６９０を介して他の機器からデータを受信してＣＰＵ６１０に送り、ＣＰＵ６１０が生成したデータを、ネットワーク６９０を介して他の機器へ送信する。あるいは、通信Ｉ／Ｆ６６０は、ネットワーク６９０を介して他の機器からプログラムを受信してＣＰＵ６１０に送り、ＣＰＵ６１０がかかるプログラムを実行する。

例えば、コンピュータ６００がソレノイドバルブ装置１０、１１のバルブ制御部１００として機能する場合、コンピュータ６００のＣＰＵ６１０は、ＲＯＭ６２０上に格納されたプログラムを実行することにより、ソレノイドバルブ装置１０、１１のバルブ制御部１００の決定部１１０、設定部１２０、周波数設定部１５０、補正部１３０の補正決定部１３１および加算部１３２の各機能を実現する。また、ＨＤＤ６４０は、記憶部１４０が記憶する情報を記憶することができる。

以上のように、本実施形態および変形例に係るソレノイドバルブ装置１０、１１は、ソレノイドバルブ１８と、決定部１１０と、設定部１２０と、補正設定部（補正部）１３０とを備える。ソレノイドバルブ１８は、流体（排気ガス）が通過する流体経路（排気環流管）７２に設けられ、排気ガスの流量を調整する。決定部１１０は、ソレノイドバルブ１８の目標弁開度ＤＴを決定する。設定部１２０は、ソレノイドバルブ１８の弁開度Ｄが目標弁開度ＤＴになるように、ソレノイドバルブ１８を駆動する駆動信号Ｉを設定する。補正部１３０は、ソレノイドバルブ１８の前後における排気環流管７２の差圧に応じて、ソレノイドバルブ１８を駆動する差圧補正信号ＩＰを設定する。

これにより、ソレノイドバルブ装置１０、１１は、差圧補正信号ＩＰによって差圧の影響を打ち消すことができ、ソレノイドバルブ１８の急開を抑制でき、ソレノイドバルブ１８の動作範囲を拡大させることができる。

また、本実施形態および変形例に係るソレノイドバルブ装置１０、１１の補正部１３０は、ソレノイドバルブ１８が開弁するために必要な急開電流よりわずかに大きい電流がソレノイドバルブ１８に流れるよう差圧補正信号ＩＰを設定する。

これにより、ソレノイドバルブ装置１０、１１は、差圧補正信号ＩＰによってソレノイドバルブ１８を必要以上に開弁させることなく実質的に閉弁した状態で、ソレノイドバルブ１８の急開を抑制でき、ソレノイドバルブ１８の動作範囲を拡大させることができる。

また、本実施形態および変形例に係るソレノイドバルブ装置１０、１１のソレノイドバルブ１８は、排気環流管７２を開閉するバルブヘッド１８８と、バルブヘッド１８８に対して所定方向の付勢力を加える弾性部材１８５と、バルブヘッド１８８に対して所定方向とは反対の方向に推力を加えるソレノイド１８２とを備える。補正部１３０は、推力が、付勢力と差圧に応じた圧力との和よりわずかに大きくなるように差圧補正信号ＩＰを設定する。

これにより、ソレノイドバルブ装置１０、１１は、差圧補正信号ＩＰによってソレノイドバルブ１８を必要以上に開弁させることなく実質的に閉弁した状態で、ソレノイドバルブ１８の急開を抑制でき、ソレノイドバルブ１８の動作範囲を拡大させることができる。

また、本実施形態および変形例に係るソレノイドバルブ装置１０、１１の補正部１３０は、駆動信号Ｉと差圧補正信号ＩＰとを加算して補正駆動信号Ｉを生成する加算部１３２を備え、補正駆動信号ＩＣによってソレノイドバルブ１８を駆動する。

これにより、ソレノイドバルブ装置１０、１１は、ソレノイドバルブ１８の急開を抑制しつつソレノイドバルブ１８の弁開度Ｄを目標弁開度ＤＴになるように駆動することができ、ソレノイドバルブ１８の動作範囲を拡大させることができる。

また、本実施形態および変形例に係るソレノイドバルブ装置１０、１１の補正部１３０は、目標弁開度ＤＴが所定開度ＤＴＨ以下の場合に差圧補正信号ＩＰを設定する。

これにより、ソレノイドバルブ装置１０、１１は、目標弁開度ＤＴが小さくソレノイドバルブ１８の急開が発生しやすい場合であっても、急開を発生させることなくソレノイドバルブ１８の弁開度Ｄを目標弁開度ＤＴになるように駆動することができ、ソレノイドバルブ１８の動作範囲を拡大させることができる。

また、本変形例に係るソレノイドバルブ装置１１は、駆動信号Ｉおよび差圧補正信号ＩＰの周波数を、急開電流より大きな電流でソレノイドバルブ１８を駆動可能な周波数に設定する周波数設定部１５０をさらに備える。

これにより、ソレノイドバルブ装置１１は、差圧補正信号ＩＰのデューティ比によらず、急開を抑制できる差圧補正信号ＩＰを設定することができ、ソレノイドバルブ１８の動作範囲を拡大させることができる。

また、本実施形態および変形例に係るソレノイドバルブ装置１０、１１は、内燃機関の吸気管６０内の吸気圧を検出する吸気管圧センサ１５を備える。ソレノイドバルブ１８は、内燃機関に配置される。補正部１３０は、吸気圧に応じて差圧補正信号ＩＰを設定する。

これにより、ソレノイドバルブ装置１０、１１は、ソレノイドバルブ１８前後の差圧を検出するためのセンサを別途設ける必要がなく、部品点数を増加させることなくソレノイドバルブ１８の駆動範囲を拡大させることができる。

また、本実施形態および変形例に係るソレノイドバルブ装置１０、１１のソレノイドバルブ１８は、排気再循環機構を有する内燃機関の排気ガスを再循環させる通路（排気環流管７２）に設けられる。補正部１３０は、内燃機関が排気ガスを再循環させる場合に、差圧補正信号ＩＰを設定する。

これにより、ソレノイドバルブ装置１０、１１は、ＥＧＲ弁であるソレノイドバルブ１８によって調整できる排気ガスの流量の範囲を拡大させることができ、排気ガス中のＮＯｘをさらに低減させることができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１０、１１ ソレノイドバルブ装置
１５ 吸気管圧センサ
１８ ソレノイドバルブ
１００ バルブ制御部
１１０ 決定部
１２０ 設定部
１３０ 補正部
１３１ 補正決定部
１３２ 加算部
１４０ 記憶部
１５０ 周波数設定部
１８７ バルブステム
１８８ バルブヘッド

Claims (8)

1. 流体が通過する流体経路に設けられ、前記流体の流量を調整するソレノイドバルブと、
   前記ソレノイドバルブの目標弁開度を決定する決定部と、
   前記ソレノイドバルブの弁開度が前記目標弁開度になるように、前記ソレノイドバルブを駆動する駆動信号を設定する設定部と、
   前記ソレノイドバルブの前後における前記流体経路の差圧に応じて、前記ソレノイドバルブを駆動する差圧補正信号を設定し、前記駆動信号と前記差圧補正信号とを加算した補正駆動信号によって前記ソレノイドバルブを駆動する補正設定部と、
   を備え、
   前記補正設定部は、
   前記目標弁開度が所定開度以下の場合に前記差圧補正信号を設定することを特徴とするソレノイドバルブ装置。
2. 前記補正設定部は、
   前記ソレノイドバルブが開弁するために必要な急開電流よりわずかに大きい電流が前記ソレノイドバルブに流れるよう前記差圧補正信号を設定すること
   を特徴とする請求項１に記載のソレノイドバルブ装置。
3. 前記ソレノイドバルブは、
   前記流体経路を開閉するバルブヘッドと、
   前記バルブヘッドに対して所定方向の付勢力を加える弾性部材と、
   前記バルブヘッドに対して前記所定方向とは反対の方向に推力を加えるソレノイドと、を備え、
   前記補正設定部は、
   前記推力が、前記付勢力と前記差圧に応じた圧力との和よりわずかに大きくなるように前記差圧補正信号を設定すること
   を特徴とする請求項１または２に記載のソレノイドバルブ装置。
4. 前記補正設定部は、
   前記駆動信号と前記差圧補正信号とを加算して補正駆動信号を生成する加算部を備え、
   前記補正駆動信号によって前記ソレノイドバルブを駆動すること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のソレノイドバルブ装置。
5. 前記駆動信号および前記差圧補正信号の周波数を、急開電流より大きな電流で前記ソレノイドバルブを駆動可能な周波数に設定する周波数設定部をさらに備えること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のソレノイドバルブ装置。
6. 内燃機関の吸気管内の吸気圧を検出する吸気管圧センサをさらに備え、
   前記ソレノイドバルブは、
   前記内燃機関に配置され、
   前記補正設定部は、
   前記吸気圧に応じて前記差圧補正信号を設定すること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のソレノイドバルブ装置。
7. 前記ソレノイドバルブは、
   排気再循環機構を有する内燃機関の排気ガスを再循環させる通路に設けられ、
   前記補正設定部は、
   前記内燃機関が排気ガスを再循環させる場合に、前記差圧補正信号を設定すること
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のソレノイドバルブ装置。
8. 流体が通過する流体経路に設けられたソレノイドバルブによって前記流体の流量を調整する工程と、
   前記ソレノイドバルブの目標弁開度を決定する工程と、
   前記ソレノイドバルブの弁開度が前記目標弁開度になるように、前記ソレノイドバルブを駆動する駆動信号を設定する工程と、
   前記ソレノイドバルブの前後における前記流体経路の差圧に応じて、前記ソレノイドバルブを駆動する差圧補正信号を設定し、前記駆動信号と前記差圧補正信号とを加算した補正駆動信号によって前記ソレノイドバルブを駆動する工程と、
   を含み、
   前記目標弁開度が所定開度以下の場合に前記差圧補正信号を設定することを特徴とするソレノイドバルブの制御方法。

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