JPH10274101A - 圧力応動式アクチュエータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポジションセンサの耐久性を向上させた圧力
応動式アクチュエータの制御装置を得る。 【解決手段】 可変圧力が供給される圧力室５ａと、圧
力室内の圧力に応じて変位する可動隔壁５ｂとを有し、
可動隔壁の変位により駆動対象５Ａを駆動する圧力応動
式アクチュエータ５の制御装置であって、可動隔壁の変
位位置Ｐを検出する非接触式のポジションセンサ１５
と、駆動対象の制御状態Ｒｅ、ＴＷ、θを検出する各種
センサ１４と、圧力室に可変圧力を供給するための圧力
源１９、２０と、可変圧力の供給時間を調整する第１の
開閉手段１７と、可変圧力を大気圧に調整するための第
２の開閉手段２１と、可動隔壁の変位位置および駆動対
象の制御状態に応じて、第１および第２の開閉手段を開
閉制御するＥＣＵ１３Ａとを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、圧力室に供給さ
れる圧力に応じて変位する圧力応動式アクチュエータの
制御装置に関し、特に変位位置をフィードバックするた
めのポジションセンサの耐久性を向上させた圧力応動式
アクチュエータの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、可変圧力が供給される圧力室
と、圧力室内の圧力に応じて変位する可動隔壁とを有
し、可動隔壁の変位により駆動対象を駆動する圧力応動
式アクチュエータはよく知られている。

【０００３】この種のアクチュエータにより駆動される
対象としては、たとえば、内燃機関の排気管と吸気管と
をバイパスするＥＧＲ管のＥＧＲバルブなどがあげられ
る。また、内燃機関のＥＧＲ流量を制御して排気ガスを
浄化する制御装置は、特公平６−６８２８２号公報、特
公平２−４６７８７号公報、特公平４−７５３８８号公
報または特公平５−６９９８１号公報などに参照するこ
とができる。

【０００４】図８はたとえば特公平６−６８２８２号公
報に記載された従来の圧力応動式アクチュエータの制御
装置を示す構成図であり、圧力応動式アクチュエータと
してディーゼルエンジンのＥＧＲバルブを例にとった場
合を示している。

【０００５】図８において、ディーゼルエンジンの本体
となる気筒１には、吸気管２および排気管３が連通され
ている。気筒１内の燃焼室１ａに供給された混合気の点
火爆発により駆動されるピストン１ｂは、クランク軸
（図示せず）を回転させるようになっている。

【０００６】吸気管２の吸入口にはエアクリーナ２ａが
設けられ、吸気管２の下流側には、排気管３から分岐し
てバイパスされるＥＧＲ管４が連通されており、吸気管
２から吸入された空気は、矢印のように流れて気筒１に
供給される。

【０００７】ＥＧＲ管４と吸気管２との接続部には、圧
力応動式アクチュエータ５（以下、単に「アクチュエー
タ」と記す）と、アクチュエータ５の駆動対象すなわち
ＥＧＲ流量調整用のＥＧＲバルブ５Ａとが設けられてい
る。

【０００８】アクチュエータ５は、可変圧力が供給され
る圧力室５ａと、圧力室５ａ内の圧力に応じて変位する
可動隔壁５ｂと、ＥＧＲバルブ５Ａを閉成する方向に可
動隔壁５ａを付勢するバネ５ｃとを有し、可動隔壁５ｂ
の変位によりＥＧＲバルブ５Ａを駆動するようになって
いる。

【０００９】アクチュエータ５の圧力室５ａは、負圧通
路６を介して圧力調整弁すなわちソレノイドバルブ７に
連通されている。ソレノイドバルブ７は、開閉駆動源と
なるコイル７ａと、コイル７ａの励磁により移動するバ
ルブ本体７ｂと、大気中に開放された開放通路１２と、
開放通路１２の開放側にバルブ本体７ｂを付勢するバネ
７ｃとを備えており、他方の負圧通路８を介して圧力源
すなわちバキュームポンプ９に接続されている。

【００１０】ソレノイドバルブ７のバルブ本体７ｂは、
コイル７ａの励磁に応動して負圧通路８または開放通路
１２をデューティ駆動し、負圧通路８の開放時に負圧通
路６内を負圧とし、開放通路１２の開放時（コイル７ａ
の消勢時）に負圧通路６内を大気圧とすることにより、
圧力室５ａへの供給圧力を調整するようになっている。

【００１１】通常、各通路６、８および１２の内径は２
ｍｍ程度に設計されているが、この場合、負圧通路８お
よび開放通路１２の内径は、制御応答性よりも圧力制御
性を優先させるために、０．８ｍｍ程度に絞られてい
る。

【００１２】マイクロコンピュータからなるＥＣＵ（電
子制御ユニット）１３は、各種センサからの運転情報、
すなわち、水温センサ１４からの冷却水温度ＴＷと、回
転センサ（図示せず）からのエンジン回転速度Ｒｅと、
燃料ポンプの噴射量を調整するレバーの開度θを検出す
るレバー開度センサ（図示せず）からのレバー開度θと
に基づいて、ソレノイドバルブ７のコイル７ａを励磁す
るための制御信号Ｃを生成する。

【００１３】次に、図８に示した従来の圧力応動式アク
チュエータの制御装置の動作について説明する。まず、
ＥＣＵ１３からの制御信号Ｃによりコイル７ａが励磁さ
れ、バルブ本体７ｂが負圧通路８を閉成すると、負圧通
路６が開放通路１２に連通されて、アクチュエータ５の
圧力室５ａが大気圧となる。

【００１４】このように、圧力室５ａが大気圧に設定さ
れると、可動隔壁５ｂは、バネ５ｃの付勢力により移動
して、ＥＧＲバルブ５Ａを閉成方向に駆動する。したが
って、ＥＧＲ管４が閉成され、排気管３からのＥＧＲ流
量は０に抑制される。

【００１５】一方、ＥＣＵ１３からの制御信号Ｃにより
コイル７ａが励磁され、ソレノイドバルブ７のバルブ本
体７ｂが開放通路１２を閉成すると、負圧通路８が負圧
通路６に連通されて、アクチュエータ５の圧力室５ａに
負圧が供給される。

【００１６】このように、圧力室５ａが負圧に設定され
ると、可動隔壁５ｂは、バネ５ｃの付勢力に抗して移動
し、ＥＧＲバルブ５Ａを開放方向に駆動する。これによ
り、可動隔壁５ｂの移動量に応じてＥＧＲ管４が開放さ
れ、排気管３から吸気管２へのＥＧＲ流量が増加する。

【００１７】したがって、コイル７ａの励磁デューティ
（所定周期内での励磁比率）を変化させてコイル７ａを
デューティ制御することにより、デューティ値に応じて
バキュームポンプ９からの負圧と開放通路１２からの大
気圧とが断続的に負圧通路６に供給されるので、負圧通
路６内の圧力を所定値に定めることができる。また、Ｅ
ＣＵ１３は、運転状態に応じたマップデータに基づいて
コイル７ａのデューティ制御量を決定する。

【００１８】しかしながら、図８のように、可動隔壁５
ｂの変位位置をフィードバック制御しない場合、気筒１
への吸入空気量に対するＥＧＲ流量（ＥＧＲ率）の制御
誤差は、１３％程度までしか抑制することができない。

【００１９】そこで、特公平４−７５３８８号公報また
は特公平５−６９９８１号公報に参照されるように、可
動隔壁５ｂの変位位置を検出するポジションセンサ（図
示せず）を設け、ＥＧＲバルブ５Ａの開度をフィードバ
ック制御する装置も提案されている。

【００２０】しかしながら、上記公報に記載された従来
装置においては、いずれも接触式のポジションセンサを
用いているので、ポジションセンサ内の摺動部の耐久性
に限度がある。

【００２１】特に、ディーゼルエンジンの場合、高温燃
焼状態からＥＧＲ流量を制御することによってエンジン
温度を低下させているので、ポジションセンサの動作頻
度が高く、摺動部の摩耗を無視することはできない。

【００２２】また、ディーゼルエンジンを用いたトラッ
クまたはバスなどの商用車の場合、実用走行距離が５０
万ｋｍ〜１００万ｋｍ程度であり、乗用車（１０万ｋｍ
程度）と比べて非常に長いので、長い使用期間に対する
耐久性が要求されるが、この耐久性を実現することはで
きない。

【００２３】また、ソレノイドバルブ７をデューティ駆
動した場合、圧力源の圧力が常に消費されるので、圧力
源を維持するためのポンプ駆動も要求されることにな
る。さらに、圧力源としてバキュームポンプ９（負圧
源）を用いているので、真空減圧しても、圧力室５ａに
供給される圧力の制御幅は、最大１気圧（大気圧と真空
との差）となり、大きく設定することができない。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】従来の圧力応動式アク
チュエータの制御装置は以上のように、駆動対象となる
ＥＧＲバルブ５Ａの開度に対応した可動隔壁５ｂの移動
量をフィードバック制御するために、接触式のポジショ
ンセンサを用いているので、ポジションセンサ内の摺動
部の耐久性が低く実用的でないという問題点があった。

【００２５】また、圧力室５ａに供給される圧力をデュ
ーティ制御しているので、圧力源の圧力消費が大きくな
るという問題点があった。また、圧力源としてバキュー
ムポンプ９を用いているので、アクチュエータ５の圧力
室５ａに供給される圧力制御幅を大きく設定することが
できないという問題点があった。

【００２６】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、ポジションセンサの耐久性を向
上させた圧力応動式アクチュエータの制御装置を得るこ
とを目的とする。

【００２７】また、この発明は、ポジションセンサの耐
久性を向上させるとともに、圧力源の圧力消費を抑制し
た圧力応動式アクチュエータの制御装置を得ることを目
的とする。

【００２８】また、この発明は、ポジションセンサの耐
久性を向上させるとともに、アクチュエータの高速応答
性を実現した圧力応動式アクチュエータの制御装置を得
ることを目的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る圧力応動
式アクチュエータの制御装置は、可変圧力が供給される
圧力室と、圧力室内の圧力に応じて変位する可動隔壁と
を有し、可動隔壁の変位により駆動対象を駆動する圧力
応動式アクチュエータの制御装置であって、可動隔壁の
変位位置を検出する非接触式のポジションセンサと、駆
動対象の制御状態を検出する各種センサと、圧力室に可
変圧力を供給するための圧力源と、可変圧力の供給時間
を調整する第１の開閉手段と、可変圧力を大気圧に調整
するための第２の開閉手段と、可動隔壁の変位位置およ
び駆動対象の制御状態に応じて、第１および第２の開閉
手段を開閉制御するＥＣＵとを備えたものである。

【００３０】また、この発明に係る圧力応動式アクチュ
エータの制御装置は、ＥＣＵが、可動隔壁の変位位置が
目標値に達した場合に、第１および第２の開閉手段の閉
成状態を保持するものである。

【００３１】また、この発明に係る圧力応動式アクチュ
エータの制御装置は、圧力源が大気圧よりも高い正圧力
を供給するものである。

【００３２】また、この発明に係る圧力応動式アクチュ
エータの制御装置によるポジションセンサは、ＭＲ素子
を用いたブリッジ回路と、ＭＲ素子に対向配置された可
動磁石と、ブリッジ回路の出力電圧を差動増幅する差動
増幅回路とを含むものである。

【００３３】また、この発明に係る圧力応動式アクチュ
エータの制御装置は、駆動対象として、内燃機関の排気
管と吸気管とをバイパスするＥＧＲ管のＥＧＲバルブを
適用したものである。

【００３４】また、この発明に係る圧力応動式アクチュ
エータの制御装置は、第２の開閉手段の空気通路よりも
断面積の大きい空気通路を有する第３の開閉手段を備
え、ＥＣＵは、ＥＧＲバルブを閉成状態にする場合に、
第３の開閉手段を開放してＥＧＲバルブを閉成するもの
である。

【００３５】また、この発明に係る圧力応動式アクチュ
エータの制御装置は、内燃機関としてディーゼルエンジ
ンを適用し、ＥＧＲバルブを閉成状態にする場合とし
て、ディーゼルエンジンの加速状態を対象としたもので
ある。

【００３６】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１を図につ
いて説明する。図１はこの発明の実施の形態１を示す構
成図であり、前述と同様の要素については、同一符号を
付してここでは詳述しない。

【００３７】この場合、可動隔壁５ｂには、可動隔壁５
ｂの変位位置Ｐを検出する非接触式のポジションセンサ
１５が連結されている。また、アクチュエータ５の圧力
室５ａは、正圧通路１６を介してソレノイドバルブ１７
（第１の開閉手段）およびソレノイドバルブ２１（第２
の開閉手段）に連通されている。

【００３８】ソレノイドバルブ１７は、他方の正圧通路
１８を介して圧力源すなわち正圧ポンプ１９および正圧
タンク２０に接続されるとともに、開閉駆動源となるコ
イル１７ａと、コイル１７ａの励磁により移動するバル
ブ本体１７ｂと、バルブ本体１７ｂを閉成側に付勢する
バネ１７ｃとを備えている。正圧タンク２０からの正圧
力は、たとえば、６〜１０気圧に調整されており、ブレ
ーキなどの他の車載負荷（図示せず）にも分岐して供給
され得る。

【００３９】また、ソレノイドバルブ２１は、開閉駆動
源となるコイル２１ａと、コイル２１ａの励磁により移
動するバルブ本体２１ｂと、バルブ本体２１ｂを開放側
に付勢するバネ２１ｃと、正圧通路１６を大気中に開放
する開放通路２２とを備えている。

【００４０】各ソレノイドバルブ１７および２１のバル
ブ本体１７ｂおよび２１ｂは、ＥＣＵ１３Ａからの制御
信号Ｃ１およびＣ２によるコイル１７ａおよび２１ａの
励磁に応動し、正圧通路１６に対して、正圧タンク２０
からの正圧力または大気圧を供給することにより、圧力
室５ａへの供給圧力を調整するようになっている。この
場合、各通路１６、１８および２２の内径は、２ｍｍ程
度に設計されているものとする。

【００４１】ＥＣＵ１３Ａは、冷却水温度ＴＷ、エンジ
ン回転速度Ｒｅおよびレバー開度θのみならず、ポジシ
ョンセンサ１５からフィードバックされる変位位置Ｐに
基づいて、各ソレノイドバルブ１７および２１のコイル
１７ａおよび２１ａを励磁するための制御信号Ｃ１およ
びＣ２を生成する。

【００４２】図２は図１内のポジションセンサ１５の具
体的構成例を拡大して示す断面図である。図２におい
て、ポジションセンサ１５は、一端２３ａに可動隔壁５
ｂ（図１参照）が連結される摺動自在なセンサ本体２３
と、センサ本体２３の側端面に設けられた磁石２４と、
センサ本体２３を一端２３ａ側に付勢するバネ２５と、
磁石２４と対向するようにセンサ本体２３の保持部に配
設されたＭＲ素子２６と、ＭＲ素子２６とともにブリッ
ジ回路（後述する）を構成する信号処理回路２７とを備
えている。

【００４３】図３は図２内の信号処理回路２７の具体的
構成を示す回路図である。図３において、信号処理回路
２７は、電源電圧ＶＣＣとグランドＧＮＤとの間に挿入
されたブリッジ回路２８と、ブリッジ回路２８の一対の
出力電圧を差動増幅する差動増幅回路２９とを備えてい
る。

【００４４】ブリッジ回路２８は、電源電圧ＶＣＣとグ
ランドＧＮＤとの間に挿入されたＭＲ素子２６と、ＭＲ
素子２６に並列接続された直列の抵抗器Ｒ３およびＲ４
とにより構成されており、ＭＲ素子２６は、可動磁石２
４の位置に応じて抵抗値が変化する直列の抵抗器Ｒ１お
よびＲ２を含んでいる。

【００４５】抵抗器Ｒ１およびＲ２の接続点の電圧は、
差動増幅器２９の一方の入力端子に印加され、抵抗器Ｒ
３およびＲ４の接続点の電圧は、差動増幅器２９の他方
の入力端子に印加されている。

【００４６】これにより、差動増幅器２９は、可動磁石
２４の位置（可動隔壁５ｂの変位に対応する）に応じて
変化する抵抗器Ｒ１およびＲ２に抵抗値に応答して、可
動隔壁５ｂの変位位置Ｐを出力電圧として生成する。

【００４７】図４はポジションセンサ１５の磁石２４の
変位量に対する出力電圧の関係を示す特性図であり、横
軸が磁石２４の直線位置［ｍｍ］、縦軸が変位位置Ｐに
相当する出力電圧［Ｖ］である。図４において、ポジシ
ョンセンサ１５の出力電圧（変位位置Ｐ）は、磁石２４
（可動隔壁５ｂ）の直線変位の変化量に比例して一次関
数で変化する。

【００４８】図５はＥＣＵ１３Ａからの制御信号Ｃ１お
よびＣ２による各ソレノイドバルブ１７および２１の制
御モードを示す説明図である。図５において、各ソレノ
イドバルブ１７および２１は、圧力保持モード、圧力上
昇モードおよび圧力下降モードに応じて、デューティ制
御されるのではなく、それぞれ開放または閉成の一方に
制御され、正圧通路１６への各圧力の供給時間により圧
力室５ａ内の圧力を可変制御する。

【００４９】次に、図２〜図５とともに、図６のフロー
チャートを参照しながら、図１に示したこの発明の実施
の形態１の動作について説明する。まず、ＥＣＵ１３Ａ
は、運転状態を示す各種センサ情報（冷却水温度ＴＷ、
エンジン回転速度Ｒｅおよびレバー開度θ）に基づい
て、あらかじめ格納されたマップデータを参照し、ＥＧ
Ｒバルブ５Ａの目標位置Ｐｏを読み込む（ステップＳ
１）。

【００５０】続いて、ＥＣＵ１３Ａは、目標位置Ｐｏに
対応した制御モードを決定し、目標圧力を圧力室５ａに
供給するために、各ソレノイドバルブ１７および２１に
対する制御信号Ｃ１およびＣ２を生成する。これによ
り、各ソレノイドバルブ１７および２１のコイル１７ａ
および２１ａは、各制御モード（図５参照）に応じて励
磁される。

【００５１】すなわち、圧力上昇モードにおいては、ソ
レノイドバルブ１７が開放されて、正圧通路１８を介し
た正圧力が圧力室５ａに供給されるので、可動隔壁５ｂ
は、バネ５ｃの付勢力に抗して移動し、ＥＧＲバルブ５
Ａを開放方向に駆動する。

【００５２】また、圧力下降モードにおいては、ソレノ
イドバルブ２１が開放されて大気圧が圧力室５ａに供給
されるので、可動隔壁５ｂは、バネ５ｃの付勢力により
移動して、ＥＧＲバルブ５Ａを閉成方向に駆動する。

【００５３】このとき、ＥＣＵ１３Ａは、ポジションセ
ンサ１５によりフィードバック検出された変位位置Ｐ
を、可動隔壁５ｂの実位置として読み込み（ステップＳ
２）、目標位置Ｐｏとの偏差ΔＰ（＝Ｐ−Ｐｏ）を算出
するとともに（ステップＳ３）、偏差ΔＰの絶対値が所
定値Ｋ以下か否かを判定する（ステップＳ４）。

【００５４】ステップＳ４において、もし、｜ΔＰ｜≦
Ｋ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、変位位置Ｐ
（実位置）が目標位置Ｐｏに達したものと見なし、各ソ
レノイドバルブ１７および２１を閉成して圧力保持モー
ドを実行する（ステップＳ５）。

【００５５】また、ステップＳ４において、｜ΔＰ｜＞
Ｋ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、変位位置Ｐ（実
位置）が目標位置Ｐｏに達していない状態なので、続い
て、偏差ΔＰが正の値か否かを判定する（ステップＳ
６）。ここでは、図１内の上方向（ＥＧＲバルブ５Ａを
閉成する方向）を変位位置Ｐの正方向とする。

【００５６】ステップＳ６において、もし、ΔＰ＞０
（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、実位置（変位位
置Ｐ）が目標位置Ｐｏよりも正側（図１内の上側）にあ
る状態なので、ＥＧＲバルブ５Ａを開放させる方向に可
動隔壁５ｂを下降移動させるために、ソレノイドバルブ
１７を開放して圧力上昇モードを実行する（ステップＳ
７）。

【００５７】また、ステップＳ６において、ΔＰ≦０
（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、実位置（変位位置
Ｐ）が目標位置Ｐｏよりも負側（図１内の下側）にある
状態なので、ＥＧＲバルブ５Ａを閉成させる方向に可動
隔壁５ｂを上昇移動させるために、ソレノイドバルブ２
１を開放して圧力下降モードを実行する（ステップＳ
８）。

【００５８】各制御モードステップＳ５、Ｓ７またはＳ
８の実行後は、ステップＳ１にリターンし、図６の処理
ルーチンが繰り返し実行される。このように、変位位置
Ｐのフィードバック制御により、ＥＧＲバルブ５Ａの開
度を、運転状態に応じて適性に制御することができる。

【００５９】すなわち、ＥＧＲバルブ５Ａの開度すなわ
ちＥＧＲ流量は、ＥＧＲバルブ５Ａの開度に完全には対
応していないが、変位位置Ｐのフィードバック制御によ
り、目標位置Ｐｏにほぼ一致させることができ、数％の
誤差内で高精度に調整することができる。

【００６０】また、ポジションセンサ１５は、摺動部を
有していない非接触式のポジションセンサなので、経時
変化によって摩耗することがなく、十分な耐久性を確保
することができる。

【００６１】特に、ディーゼルエンジンのＥＧＲバルブ
駆動用のアクチュエータ５の変位位置Ｐを検出するポジ
ションセンサ１５に適用した場合、１００万ｋｍ以上の
走行距離に対応した耐久性を実現することができる。

【００６２】また、圧力源として正圧力を用いたので、
６〜１０気圧の範囲で圧力を制御することができ、可動
隔壁５ｂの駆動力を十分に確保することができる。

【００６３】また、フィードバック制御に基づいて各ソ
レノイドバルブ１７および２１を開閉制御するので、正
圧タンク２０から供給される正圧力を高精度に調整する
必要がなくなり、正圧タンク２０の出力側へのレギュレ
ータ（図示せず）の挿入を省略することができる。

【００６４】また、可動隔壁５ｂの変位位置Ｐが目標位
置Ｐｏに達すると、圧力保持モード（ステップＳ５）と
なって各ソレノイドバルブ１７および２１が閉成され、
正圧タンク２０からの正圧力の消費量が抑制されるの
で、正圧タンク２０から他の車載負荷（ブレーキなど）
に対する正圧力の供給機能を損なうこともない。

【００６５】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は、ＥＧＲバルブ５Ａの閉成用として単一のソレノイド
バルブ２１のみを設けたが、自動車用のディーゼルエン
ジンに適用した場合を考慮して、ＥＧＲバルブ５Ａを閉
成状態にする場合（たとえば、加速状態）でのＥＧＲバ
ルブ５Ａの閉成能力を高めるために、圧力室５ａ内の圧
力を迅速に大気圧に開放する第３の開閉手段を並設して
もよい。

【００６６】図７はこの発明の実施の形態２を示す構成
図であり、前述と同様の要素については、同一符号を付
してここでは詳述しない。この場合、正圧通路１６に
は、大気圧供給用のソレノイドバルブ３０（第３の開閉
手段）が並設されており、ソレノイドバルブ３０の空気
通路の断面積は、ソレノイドバルブ２１の空気通路の断
面積よりも大きく設定されている。

【００６７】すなわち、ソレノイドバルブ３０は、開閉
駆動源となるコイル３０ａと、コイル３０ａの励磁によ
り移動するバルブ本体３０ｂと、バルブ本体３０ｂを閉
成側に付勢するバネ３０ｃと、正圧通路１６を大気中に
開放する開放通路３２とを備えている。

【００６８】ソレノイドバルブ３０のバルブ本体３０ｂ
は、ＥＣＵ１３Ｂからの制御信号Ｃ３によるコイル３０
ａの励磁に応動して、正圧通路１６を大気圧に開放し、
圧力室５ａ内の圧力を迅速に大気圧に調整するようにな
っている。

【００６９】したがって、圧力制御の応答性を向上させ
るために、ソレノイドバルブ３０と正圧通路１６とを連
通する空気通路および大気中への開放通路３２の各内径
は、２ｍｍよりも大きく設計されている。

【００７０】ＥＣＵ１３Ｂは、たとえば所定値以上のレ
バー開度θに基づいて、内燃機関の加速状態を判定した
場合に、制御信号Ｃ３を生成してコイル３０ａを励磁
し、空気通路の大きいソレノイドバルブ３０を開放して
ＥＧＲバルブ５Ａを迅速に閉成する。これにより、アク
チュエータ５の可動隔壁５ｂは、ＥＧＲバルブ５Ａを上
方に閉成駆動するので、気筒１に吸入されるＥＧＲ量が
急速に減量して吸入空気量が増大し、気筒１での燃焼状
態が良化する。

【００７１】このとき、ＥＣＵ１３Ｂは、制御信号Ｃ２
によりソレノイドバルブ２１のコイル２１ａを消磁し
て、ソレノイドバルブ２１を同時に開放してもよい。た
だし、正圧通路１６内の空気の大半は、ソレノイドバル
ブ２１よりも流体抵抗成分の小さいソレノイドバルブ３
０側を通過して大気中に抜け出る。

【００７２】このように、ＥＧＲバルブ５Ａの閉成時で
のアクチュエータ５の高速応答性を実現することによ
り、たとえばエンジン加速時において、ＥＧＲ流量が直
ちに抑制されて、気筒１に供給される吸入空気量が速や
かに増大するので、黒煙の排出が防止されるとともに、
出力トルクが増大して加速性能が向上する。

【００７３】特に、ディーゼルエンジン自動車の場合、
加速時にＥＧＲ流量の減量が遅れると、排気ガスに含ま
れる有害なカーボン粒子が増量するので、ＥＧＲバルブ
５Ａの閉成時における制御応答性の高速化による効果は
著しい。

【００７４】なお、上記各実施の形態１、２では、アク
チュエータ５として、ディーゼルエンジンのＥＧＲバル
ブ開閉用のアクチュエータを対象としたが、他の任意の
アクチュエータを対象としても同等の作用効果を奏する
ことは言うまでもない。

【００７５】また、アクチュエータ５の圧力室５ａに連
通される圧力源として、正圧力を発生する正圧ポンプ１
９および正圧タンク２０を適用したが、たとえば負圧を
発生する任意の圧力源が適用可能なことは言うまでもな
い。

【００７６】また、圧力調整用の開閉手段として、ソレ
ノイドバルブ１７、２１および３０を用いたが、他の開
閉手段が適用可能なことは言うまでもない。

【００７７】また、ポジションセンサ１５内の信号処理
回路２７にＭＲ素子２６を用いたが、他の任意のポジシ
ョンセンサを用いることができる。

【００７８】

【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、可変圧力が供給される圧力室と、圧力室内の圧力に
応じて変位する可動隔壁とを有し、可動隔壁の変位によ
り駆動対象を駆動する圧力応動式アクチュエータの制御
装置であって、可動隔壁の変位位置を検出する非接触式
のポジションセンサと、駆動対象の制御状態を検出する
各種センサと、圧力室に可変圧力を供給するための圧力
源と、可変圧力の供給時間を調整する第１の開閉手段
と、可変圧力を大気圧に調整するための第２の開閉手段
と、可動隔壁の変位位置および駆動対象の制御状態に応
じて、第１および第２の開閉手段を開閉制御するＥＣＵ
とを備えたので、ポジションセンサの耐久性を向上させ
た圧力応動式アクチュエータの制御装置が得られる効果
がある。

【００７９】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、ＥＣＵが、可動隔壁の変位位置が目標値
に達した場合に、第１および第２の開閉手段の閉成状態
を保持するようにしたので、圧力源の圧力消費を抑制し
た圧力応動式アクチュエータの制御装置が得られる効果
がある。

【００８０】また、この発明の請求項３によれば、請求
項１において、圧力源が大気圧よりも高い正圧力を供給
するようにしたので、駆動力を十分に発生させることの
できる圧力応動式アクチュエータの制御装置が得られる
効果がある。

【００８１】また、この発明の請求項４によれば、請求
項１において、ポジションセンサが、ＭＲ素子を用いた
ブリッジ回路と、ＭＲ素子に対向配置された可動磁石
と、ブリッジ回路の出力電圧を差動増幅する差動増幅回
路とを含むようにしたので、効果的に非接触式のポジシ
ョンセンサを実現した圧力応動式アクチュエータの制御
装置が得られる効果がある。

【００８２】また、この発明の請求項５によれば、請求
項１において、駆動対象として、内燃機関の排気管と吸
気管とをバイパスするＥＧＲ管のＥＧＲバルブを適用し
たので、ポジションセンサの耐久性を特に効果的に向上
させた圧力応動式アクチュエータの制御装置が得られる
効果がある。

【００８３】また、この発明の請求項６によれば、請求
項５において、第２の開閉手段の空気通路よりも断面積
の大きい空気通路を有する第３の開閉手段を備え、ＥＣ
Ｕは、ＥＧＲバルブを閉成状態にする場合に、第３の開
閉手段を開放してＥＧＲバルブを閉成するようにしたの
で、アクチュエータの高速応答性を実現した圧力応動式
アクチュエータの制御装置が得られる効果がある。

【００８４】また、この発明の請求項７によれば、請求
項６において、内燃機関としてディーゼルエンジンを適
用し、ＥＧＲバルブを閉成状態にする場合として、ディ
ーゼルエンジンの加速状態を対象としたので、アクチュ
エータの高速応答性を特に効果的に実現した圧力応動式
アクチュエータの制御装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示す構成図であ
る。

【図２】 図１内のポジションセンサの具体的構成を示
す断面図である。

【図３】 図２内の信号処理回路の構成例を示す回路図
である。

【図４】 図１内のポジションセンサの変位量に対する
出力電圧の関係を示す特性図である。

【図５】 この発明の実施の形態１における圧力制御モ
ードと開閉手段の開閉状態との関係を示す説明図であ
る。

【図６】 この発明の実施の形態１の圧力制御動作を示
すフローチャートである。

【図７】 この発明の実施の形態２を示す構成図であ
る。

【図８】 従来の圧力応動式アクチュエータの制御装置
を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 気筒、２ 吸気管、３ 排気管、４ ＥＧＲ管、５
Ａ ＥＧＲバルブ、５圧力応動式アクチュエータ、５ａ
圧力室、５ｂ 可動隔壁、１３Ａ、１３ＢＥＣＵ、１
４ 水温センサ、１５ ポジションセンサ、１６、１８
正圧通路、１７、２１、３０ ソレノイドバルブ、１
９ 正圧ポンプ、２０ 正圧タンク、２４ 磁石、２６
ＭＲ素子、２８ ブリッジ回路、２９ 差動増幅回
路、Ｐ変位位置、Ｐｏ 目標値、Ｒｅ エンジン回転速
度、ＴＷ 冷却水温度、θレバー開度。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可変圧力が供給される圧力室と、前記圧
   力室内の圧力に応じて変位する可動隔壁とを有し、前記
   可動隔壁の変位により駆動対象を駆動する圧力応動式ア
   クチュエータの制御装置であって、 前記可動隔壁の変位位置を検出する非接触式のポジショ
   ンセンサと、 前記駆動対象の制御状態を検出する各種センサと、 前記圧力室に可変圧力を供給するための圧力源と、 前記可変圧力の供給時間を調整する第１の開閉手段と、 前記可変圧力を大気圧に調整するための第２の開閉手段
   と、 前記可動隔壁の変位位置および前記駆動対象の制御状態
   に応じて、前記第１および第２の開閉手段を開閉制御す
   るＥＣＵとを備えたことを特徴とする圧力応動式アクチ
   ュエータの制御装置。
2. 【請求項２】 前記ＥＣＵは、前記可動隔壁の変位位置
   が目標値に達した場合に、前記第１および第２の開閉手
   段の閉成状態を保持することを特徴とする請求項１に記
   載の圧力応動式アクチュエータの制御装置。
3. 【請求項３】 前記圧力源は、前記大気圧よりも高い正
   圧力を供給することを特徴とする請求項１に記載の圧力
   応動式アクチュエータの制御装置。
4. 【請求項４】 前記ポジションセンサは、 ＭＲ素子を用いたブリッジ回路と、 前記ＭＲ素子に対向配置された可動磁石と、 前記ブリッジ回路の出力電圧を差動増幅する差動増幅回
   路とを含むことを特徴とする請求項１に記載の圧力応動
   式アクチュエータの制御装置。
5. 【請求項５】 前記駆動対象は、内燃機関の排気管と吸
   気管とをバイパスするＥＧＲ管のＥＧＲバルブであるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の圧力応動式アクチュエ
   ータの制御装置。
6. 【請求項６】 前記第２の開閉手段の空気通路よりも断
   面積の大きい空気通路を有する第３の開閉手段を備え、 前記ＥＣＵは、前記ＥＧＲバルブを閉成状態にする場合
   に、前記第３の開閉手段を開放して前記ＥＧＲバルブを
   閉成することを特徴とする請求項５に記載の圧力応動式
   アクチュエータの制御装置。
7. 【請求項７】 前記内燃機関はディーゼルエンジンであ
   り、 前記ＥＧＲバルブを閉成状態にする場合は、前記ディー
   ゼルエンジンの加速状態であることを特徴とする請求項
   ６に記載の圧力応動式アクチュエータの制御装置。