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JPS6339786B2 - - Google Patents
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JPS6339786B2 - - Google Patents

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JPS6339786B2
JPS6339786B2 JP55136050A JP13605080A JPS6339786B2 JP S6339786 B2 JPS6339786 B2 JP S6339786B2 JP 55136050 A JP55136050 A JP 55136050A JP 13605080 A JP13605080 A JP 13605080A JP S6339786 B2 JPS6339786 B2 JP S6339786B2
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JP
Japan
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valve
coil
control
movable
iron core
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JP55136050A
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Naoji Sakakibara
Yukihisa Oda
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Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は排気ガス循環システム、いわゆる
EGRシステムにおけるガス流量制御弁に関する。
EGRシステムにおいては、排出ガス浄化のた
めに排出ガスの一部を吸気管にもどすための
EGR制御弁(以下単に制御弁と称す)により循
環ガス流量の制御を行つているが、循環(排気)
ガス中には炭酸塊、水蒸気等が含まれておりこれ
らが制御弁の弁軸受部に入り込み易く、そのため
長時間停止後には弁軸が軸受に固着してしまうこ
とがある。
エンジン停止後にこのような弁軸の固着が発生
することを避ける必要があるばかりでなく、この
排気ガス循環を常時行うことは運転性の減退を招
来する場合があり、特にNOXの余り発生しない
軽負荷巡航走行時とかアイドル回転時とかは、
EGR制御弁は閉とした方がよい場合がある。こ
のような場合を考慮すると、弁軸の固着を有効に
防止する必要が大である。
従来一般に使用されている制御弁としては、弁
体は弁軸端に同心に固定され、軸受に摺動可能に
受承された弁軸の中央部に可動鉄心が軸と一体に
配され第2の軸受を貫通した弁軸の他端にはスプ
リングが弁閉方向へと弁軸を付勢している。可動
鉄心の廻りにはコイルが配され、吸入空気流量信
号等に応じた電圧ないし電流がコイルに供給され
て、弁体はその開度を制御される。通例この電圧
電流は、弁軸が自由に摺動軸受される程度の小さ
なものであり、万一軸受部で固着が生じた場合
に、再び通常の制御電圧電流によつては、固着し
た弁軸を動かすには至らない。
本発明は、従来のEGR制御弁の上述の問題点
を解消することを目的とする。即ち、本発明は、
制御弁コイルに対しコイル最大定格又はこれに近
い電圧値及び/又は電流値の少なくとも50%以上
の値から成り可動鉄心の往復動に十分な程度に長
い周期を有するON−OFFパルス信号を印加する
ためのパルス発生送出手段を制御回路に付加的に
接続して有し該パルス信号を少くとも1パルス以
上該コイルに印加することを特徴とするEGR制
御弁装置を提供する。
さらに、該EGR制御装置において、本発明は、
前記パルス信号をイグニツシヨンキーONと共に
少くとも1回発する制御方法、並びに通常制御過
程中において間欠的に前記パルス信号を印加する
制御方法をも弁固着防止方法として提供する。
以下、本発明について詳述する。
第1図は、本発明のEGR制御弁装置の一実施
例を示す概略図である。内燃機関のシリンダヘツ
ド4に排気弁7を介してシリンダ室5内へと開口
する排気管2から分岐し、管路11b、緩衝用
EGRタンク10、管路11aを経てEGR制御弁
20の弁座部27側開口(弁入口)が接続され、
弁室28に開口する弁出口は管路12を経てスロ
ツトル弁9と吸気弁8との間の吸気管3に接続さ
れて、排気ガス循環路を形成する。
制御弁20は、弁室28を可動鉄心室29と区
画し中心軸上に軸受23a,23bを有し外周部
にコイル室30を有するボデイ21内に配され、
弁座27と摺合する可動弁体(弁体)22と、こ
れと同軸に弁軸31に固定された可動鉄心24
と、軸受23a,23bに軸方向滑動可能に受承
された弁軸31と、弁軸31を弁閉方向へ付勢す
るスプリング26と、コイル室30内に配された
コイル25とから成り、通電時開となる弁であ
り、従来のものを用いることができる。一般に弁
軸31はステンレス製、軸受23a,23bは自
己潤滑性の、例えばグラフアイト等を含有する焼
結金属から成り、特に軸受23bは、可動鉄心室
29と弁室28との間の区画シールのために弁軸
31が微少クリアランスをもつて滑動可能に形成
されている。しかし、この軸受23bは特に高温
の排気ガスに直接曝されており、カーボン粒子そ
の他燃料の高熱下における分解ないし反応生成物
が付着し易い。弁座27の弁体22との摺合部も
同様であり、さらに軸受23bについても同様で
ある。
一方コイル25には制御弁制御駆動回路13の
駆動回路15からの信号線路が接続され、制御弁
制御駆動回路13は、エンジン吸入空気量信号Q
及びスロツトル開度信号θ、或いは吸気管圧力お
よび排気管圧力等に応じて制御弁20に対する制
御信号を発するコントローラ14からの信号を入
力してコイル25の励起電流ないし電圧を発する
のが、従来の制御駆動回路である。この方式に従
うと、コイル25には通常コイルの最大定格電流
及び/又は電圧よりもかなり小さな電流電圧が常
時印加されて弁体22を第1図右方へスプリング
26に抗して後退させて弁開度を制御する。
従来のこの方式においては、前述の通り、エン
ジンが停止して弁が閉止した後に、軸受23a,
23bと弁軸31、さらに弁座27と弁体22と
の間において、排ガス中の異物の付着に基く固着
が発生し易く、制御弁20が閉止のまゝとなつた
り、また通常の制御作動中において、正常時を前
提として発される制御信号に弁体アセンブリ(即
ち、弁体・弁軸・可動鉄心アセンブリ)が付着異
物による抵抗のため正確に応動し難いという問題
が生じている。
本発明においては、従来の制御駆動回路13に
さらに、最大定格又はこれに従い電圧値及び/又
は電流値の少なくとも50%以上の大きさから成る
パルス発生回路16を接続し、弁体アセンブリを
強制的にかつ瞬間的に往復動させて、固着状態か
ら脱せしめると共に弁軸31、軸受23a,23
bに付着した異物を除去するようにする。このパ
ルスは、弁体アセンブリの往復動に必要十分な程
度に長い周期、望ましくはコイルへのステツプ入
力に対し、吸引力の大きさが90%の大きさに達す
る時のまたは10%の大きさに減少する時の時定数
の2倍程度の周期を有するON−OFF信号であ
り、好ましくは、OFFのとき通常制御信号をも
OFFとするものである。なお、印加電圧値ない
し電流値は、可動鉄心に生ずる吸引力が最大値な
いしは最大値の90%以上に達するに必要な値とす
ることが好ましい。
上記パルスの波形及び印加モードは、第2図に
一例として示すように、イグニツシヨンキーON
と同時に開始され、スタータON迄に終了する
ON−OFFパルス信号をする。この場合、パルス
波数は少くとも1パルス上であり、数パルス以上
印加することが好ましい。パルス電流は最大定格
電流値IR又はこれに近いものとし、電圧も必要に
応じ最大定格電圧又はこれに近いものとし、ない
しは、そのいずれかが最大定格の50%以上とし、
他方は最大定格又はこれに近いものとし、所要の
固着離脱力及び自己清浄化力を付与する。なお、
スタータONの際には、エンジン起動の便宜上、
EGR制御弁20は閉とすることが好ましい。
第3図は、本発明の固着防止上制御方法の他の
態様を示すパルス波形図を示す。即ち、付加パル
スは通常制御電流による、通常のEGR制御弁の
制御作動過程中において適当時間間隔をもつて付
加パルス(ON−OFF)を印加し、その都度弁軸
と軸受との間の自己清浄化を行うものである。こ
の場合、EGR制御弁20の本来の制御機能に影
響を与えない範囲において付加パルスを印加する
ことが出来、そのため好ましくは1往復動(1サ
イクル)のパルスを所定間隔t毎に発する。この
間隔tは、適宜調節可能とすることもできる。こ
の態様においても、電圧を最大定格値又はこれに
近いものとすることができる。この方式は、例え
ばエンジンの始動時に固着が生じていてEGRが
一時的に作動しなくても、デメリツトは実質的に
ないので、EGR制御弁の定常的作動の確保に特
に好ましいものである。
最も好ましくは、パルス印加モードとしては、
第1の起動時のパルス印加と、通常EGR制御過
程中の間欠的パルス印加との併用であるが、どち
らか一方でもよい。
なお、コントローラ14への入力信号に例えば
スロツトル開度θを一入力信号として、θに応答
してEGR制御弁作動を停止するようにして、ド
ライバビリテイーを向上させることもできる。
従来エンジン負荷の大きさにより大まかに
EGR率を変えていたのに対し、EGR制御が閉回
路制御となり正確な制御が行なわれるようになる
と弁の固着の防止の必要性がさらに増大するが、
本発明はこのような場合についても十分対応でき
る。
なお、さらにO2濃度センサ17の信号エンジ
ンのシリンダ室内温度TEを検出して、これによ
りNOXの発生の濃度を予測してそれに応じて
EGR制御弁を制御することも有用であり、これ
らは従来の吸入空気量に応じた制御入力信号に代
えて/又は付加的に、入力信号として用い、これ
に対応したコントローラを用いることが可能であ
る。
なお、従来のコイルの最大定格値が、本発明の
固着防止のためのパルス印加に対して不足な場合
には、対応して大きな最大定格値を有するコイル
を備えたEGR制御弁を用いるか、或いは逆に固
着面積を出来る限り小さく設計して離脱に要する
力を小さくすることが必要である。
以上詳述の通り、本発明は、従来のEGR制御
弁装置に特別のパルス発生印加手段を接続し、コ
イルの最大定格値の少なくとも50%以上の値の電
流/電圧パルスを、エンジン起動の際ないしその
直前、或いはEGR制御作動過程中において間欠
的にEGR制御弁のコイルに印加することにより
弁固着防止と自己清浄化を可能としたものであ
る。本発明はまた、従来の装置にわずかの付加的
手段を施すことにより実施可能である点において
も有用であり、さらにEGR装置の寿命の延長・
保守の容易化にも資するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のEGR制御弁装置の一実施
例を示す概略図を示し、第2図、第3図は、本発
明によるパルス印加実施例を夫々示すパルス波形
図を示す。 13……制御駆動回路、16……パルス発生回
路、20……制御弁、22……弁体、23a,2
3b……軸受、24……可動鉄心、25……コイ
ル、26……スプリング、31……弁軸。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 可動鉄心とこれと共通の弁軸上に可動鉄心に
    従動するよう固定された弁体と、可動鉄心の周囲
    に配されたコイルとを有し該コイルに通電して弁
    開度を制御する型式のEGR制御弁と、該EGR制
    御弁の制御信号を発しコイルに制御電圧・電流を
    供給する制御駆動回路とから成るEGR制御装置
    において、前記制御弁コイルに対しコイル最大定
    格又はこれに近い電圧値及び/又は電流値の50%
    以上の値から成り可動鉄心の往復動に十分な程度
    に長い周期を有するON−OFFパルス信号を印加
    するためのパルス発生送出手段を前記制御駆動回
    路に付加的に接続して有し、該パルス信号を少な
    くとも1パルス以上該コイルに対し印加すること
    を特徴とするEGR制御弁装置。 2 可動鉄心と、可動鉄心と共通の弁軸上に可動
    鉄心に従動するよう固定された弁体と可動鉄心の
    周囲に配されたコイルとを有し該コイルに通電し
    て弁開度を制御する方式のEGR制御弁の制御方
    法において、前記コイルに対しコイル最大定格電
    圧値及び/又は電流値の50%以上の値から成り可
    動鉄心の往復動に十分な程度に長い周期のON−
    OFFパルス信号をイグニツシヨンキーONと共に
    少くとも1回発することを特徴とするEGR制御
    弁の固着防止制御方法。 3 可動鉄心と可動鉄心と共通の弁軸上に可動鉄
    心に従動するよう固定された弁体と可動鉄心の周
    囲に配されたコイルとを有し該コイルに通電して
    弁開度を制御する方式のEGR制御弁の制御方法
    において、前記コイルに対しコイル最大定格電圧
    値及び/又は電流値の50%以上の値から成り可動
    鉄心の往復動に十分な程度に長い周期を有する
    ON−OFFパルス信号を通常制御過程中において
    間欠的に印加し弁体・弁軸・可動鉄心アセンブリ
    を往復動させることを特徴とするEGR制御弁の
    固着防止制御方法。
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