JPH1018919A - 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 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 圧力式アクチュエータ１９の作動状態を
検出する作動状態検出手段２７と、大気圧導入用のソレ
ノイドバルブ１２と、負圧導入用のソレノイドバルブ１
４とを備え、上記作動状態検出手段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、一方のソレノイドバルブ１４の制御状態をバル
ブ制御状態検出手段３０によって検出し、このソレノイ
ドバルブ１４の制御状態に応じて他方のソレノイドバル
ブ１２が異常であるか否かを異常判別手段３１によって
判別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。

Description

【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の作動状態を検出する作動状態検
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、上記作動状態検出手
段の検出信号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、上記作
動状態検出手段によって圧力式アクチュエータが作動状
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
ータの作動状態を検出する作動状態検出手段と、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、上記作動状態検出手段の検出信号に応
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
作動状態検出手段の検出信号に応じて圧力式アクチュエ
ータが作動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１
１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１
８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２
１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Ｓ
１において、異常判別用のタイマーを所定の診断時間Ｃ
ｘ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
アクチュエータの作動状態を検出する作動状態検出手段
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、上記作動状態検出手段によ
って圧力式アクチュエータが作動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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鎌倉 保 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力式アクチュエータの作動状態を検出
   する作動状態検出手段と、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
   作動状態検出手段の検出信号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、上記作動状態検出手段によって圧力式アクチュ
   エータが作動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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【請求項５】 圧力式アクチュエータの作動状態を検出
   する作動状態検出手段と、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
   作動状態検出手段の検出信号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、上記作動状態検出手段の検
   出信号に応じて圧力式アクチュエータが作動状態にある
   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。