CN109557463A

CN109557463A - 一种egr检测装置及其使用方法

Info

Publication number: CN109557463A
Application number: CN201811559160.4A
Authority: CN
Inventors: 姚峰军; 张彦杰; 田乐; 李恒星
Original assignee: BEIJING YIXIONG INFOTECH Co Ltd
Current assignee: BEIJING YIXIONG INFOTECH Co Ltd
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2019-04-02

Abstract

本申请提供一种EGR阀检测装置，包括显示和计算模块、电机控制模块、开度信号控制采集模块和数据发送模块，EGR阀包括电机和传感器，其中，显示和计算模块，用于接收用户设置的占空比，根据开度值计算PWM信号，并通过数据接收模块将PWM信号传送给电机控制模块；电机控制模块，用于给电机提供24V电源，接收数据接收模块发送来的PWM信号，并向电机发送PWM信号控制电机的转动，通过电机的转动进而控制EGR阀的开度。通过本发明，从车辆上拆下EGR阀也可以进行检测，方便了广大测试维修人员，而且更加安全、方便、快捷，成本更低。

Description

一种EGR检测装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及EGR阀检测装置及其使用方法。

背景技术

EGR阀是指车辆废气再循环阀，是一个安装在柴油机上用来控制反馈进气系统的的废气再循环量的机电一体化产品。EGR阀结构包括阀体，电机，传感器。阀体为机械结构，在车辆上控制空气流通。电机可以带动阀的打开和关闭，传感器可以采集阀的开度值，并反馈电信号。

EGR阀的功能作用：通过将发动机排出的部分废气重新引入燃烧室中，一方面可以降低混合气的氧浓度，另一方面废气中CO₂等惰性气体和水蒸气可以起到延缓可燃混合气的形成，降低燃烧速度的作用。从而达到抑制燃烧温度，降低NO_X排放的目的。

现在判断EGR阀好坏的方法如下：

断开车辆上安装的EGR阀，从车辆接头端接到要检测的EGR阀上面。测试员在驾驶室里面启动车辆，执行踩油门等动作，另外一个测试员在驾驶室外观察阀的打开关闭状态。反复执行，验证EGR阀是否正常。正常工作环境下如果EGR阀不能执行相应动作，则判断EGR阀出现故障。这个方法只能初步判断EGR阀是否正常，但不能够精确地找到问题。

发明内容

为了克服现有的缺陷，本发明提出一种EGR阀检测装置及其使用方法。

根据本发明的一方面，提出一种EGR阀检测装置，包括显示和计算模块、电机控制模块和开度信号控制采集模块，EGR阀包括电机和传感器，其中，显示和计算模块，用于接收用户设置的占空比，根据开度值计算PWM信号，并将PWM信号传送给电机控制模块；电机控制模块，用于给电机提供电源，如24V电压，接收显示和计算模块发送来的PWM信号，并向电机发送PWM信号控制电机的转动，通过电机的转动进而控制EGR阀的开度。

开度信号控制采集模块，连接传感器的电源、地线和信号线，用于采集传感器信号线上的电压值，计算阀门的开度值，然后将开度值传送给显示和计算模块以便向用户显示。

优选的，占空比的范围为22-28。

进一步的，电机控制模块与电机的电源和地线连接。

进一步的，显示和计算模块计算PWM信号的公式如下：

fcycle＝1/g_dFrequency*100000*g_dDuty/100；

lcycle＝1/g_dFrequency*100000*(100-g_dDuty)/100；

其中，g_dFrequency为固定参数默认1，g_dDuty为用户输入的占空比，fcycle为PWM高电平时间；lcycle为PWM低电平时间。

开度信号控制采集模块根据传感器的电压值计算阀门的开度值，公式为：

V＝ADC*3.3/ADC_最大值

开度值L＝(k*V-b)/100

其中，ADC为采集到的2进制数转化为的10进制数，ADC_最大值为全部位数为1所对应的10进制数，k为开度系数，b为初始电压基准值。

根据本发明的另一方面，提出一种使用上述EGR阀检测装置检测EGR阀的方法，包括以下步骤：

步骤1：接收用户输入的占空比；

步骤2：将占空比转化为PWM信号，并发送给电机；

步骤3：如果电机不转动，则判断电机故障；

步骤4：如果电机转动，从传感器的信号线上采集数值，并转化为开度值，向用户显示；

步骤5：目测实际的开度值和显示的开度值，并进行对比，如果相差不大，说明EGR阀正常；如果相差较大，说明EGR阀有故障。

通过本发明在EGR阀脱离原有工作环境的情况下进行检测，进行阀体的驱动，可以对EGR阀内部电机、传感器等部件以及间歇性故障进行更精细的检测和判断。

本发明通过模拟EGR阀的工作环境驱动电机运行，来判断EGR阀的故障情况。本发明通过采集压力传感器上面的电压值检测阀体开度，判定EGR阀的故障情况。本发明通过读取电流值和观察阀的运动状态可以检测间歇性故障(测试时候时好时坏，每次检测的情况不一样)和接触不良(测试时不稳定，受外部干扰较大)电机老化(测量出的电流大，阀的开度小，甚至没有打开)引起的工作状态不正常情况。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的EGR阀检测装置的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的EGR阀检测装置的电机控制模块的电路示意图；

图3是根据本发明一个实施例的EGR阀检测装置的使用过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的进行详细描述。

如图1所示，EGR阀检测装置包括显示和计算模块、电机控制模块和开度信号控制采集模块，待测的EGR阀包括电机和传感器，其中，显示和计算模块，用于接收用户设置的占空比，根据开度值计算PWM信号，并能够将PWM信号传送给电机控制模块；电机控制模块，用于给电机提供电源(如24V)，接收显示和计算模块发送来的PWM信号后，能够向电机发送PWM信号控制电机的转动，通过电机的转动进而控制EGR阀的开度。

开度信号控制采集模块，连接传感器的电源、地线和信号线，用于给传感器提供电源和地(比如5V电源)，同时采集传感器信号线上的电压值，计算阀门的开度值，然后将开度值传送给显示和计算模块以便向用户显示。

显示和计算模块，接收用户设置的占空比，通过计算公式转换为要发送的PWM信号。优选数值范围为22-28；并将PWM信号传送给电机控制模块。

电机控制模块：本模块给电机提供24V电源，接收数据接收模块发送来的PWM信号，并向电机发送PWM信号控制电机的转动，通过电机的转动进而控制EGR阀的开度。

开度信号控制采集模块：本模块给传感器提供5V供电电源和地，同时采集传感器信号线上的电压值，根据电压值计算阀门的开度值。然后开度信号控制采集模块把开度值传送给显示和计算模块并向用户显示。

其中，电机控制模块的电路图如图2所示。

EGR阀的电机连接在电机模块电路的A脚和B脚之间，B脚接EGR阀的电源，A脚接EGR阀的地。

A引脚：A引脚控制方式，PD15为STM32F105芯片引脚，PD15输出高电平后Q101三极管会导通，当Q101导通后引起MOS管Q100导通，Q100导通后引起U50导通，从而A点和地连接到一起电压为0V。

B引脚：B引脚控制方式，PD14为STM32F105芯片引脚，PD14输出高电平时Q96三极管会导通，当Q96三极管导通后引起MOS管Q97导通，当Q97导通后VCC会给B点提供24V的电源从而A点提供24V的PWM控制电源。

此处的STM32F105仅为示例性说明，而不是对本发明做出的限制，任何具有此功能的芯片都可以用于本发明，并通过本发明的技术启示完成电路设计。

EGR阀检测装置包括5个接口，分别和EGR阀的5根外接线连接。

接口1与电机的供电线相连：给电机提供24V电源和PWM信号。

接口2与电机的接地线相连：给电机提供接地的回路。

接口3与传感器正线相连：为传感器提供5V电压。

接口4与传感器地相连：给传感器提供接地的回路。

接口5与传感器信号线相连：阀体开度信号为0-5V，通过信号线传递到接口5。

显示和计算模块中计算PWM信号的公式如下：

(1)要发送的PWM高电平时间：

fcycle＝1/g_dFrequency*100000*g_dDuty/100；

参数g_dFrequency：为固定参数默认1

参数g_dDuty：为用户输入的占空比，优选取值为22-28。

结果fcycle为PWM高电平时间。

(2)要发送的PWM低电平时间：

lcycle＝1/g_dFrequency*100000*(100-g_dDuty)/100；

参数g_dFrequency：为固定参数默认1

参数g_dDuty：为用户输入的占空比，优选取值为22-28之间。

结果lcycle为PWM低电平时间。

EGR阀检测装置通过发送PWM信号控制电机转动。PWM为脉冲宽度调制，即给EGR阀进行24V电源供电，一段时间的高电平，一段时间的低电平，循环进行供电。高低电平时间配比不同，阀的开度就会不同。

对电机进行正常测试，如果电机不能够正常运行，说明EGR阀内部电机烧坏或内部电机出现故障。如果可以转动，可以继续进行更精确的测试。

电机转动会带动阀运动，PWM值不同电机的开度也不同。随着电机开度的变化，经过传感器采集的信号值也随着变化，根据传感器的电压值可以算出此时的开度。公式为：

V＝ADC*3.3/ADC_最大值

ADC为采集到的2进制数据转化的10进制数据，可以通过电机控制模块中ADC芯片进行采集；V为采集电压值；ADC_最大值为ADC各位均为1时所对应的十进制数值。

开度值L＝(k*V-b)/100

k为开度系数，b为初始电压基准值。

由于开度值和电压是线性结构，所以根据好的阀来设定k、b的值。比如开度为0的时候，取电压值，开度为全开的时候，取电压值，这样就可以计算出k、b的值。在一个实施例中，k＝0.2857，b＝0.1428。

在上面描述的实施例中，由于电机控制电路中stm32f105芯片内部自带12位数模转换器(ADC)，引脚电压最大值为3.3V，当电压为3.3V时ADC的12位全部为1即为1111 11111111转化为10进制为4095；

可得：

V＝ADC*3.3/ADC_最大值＝＝ADC*3.3/4095

当然，如果是其他位数的转换器，也可以按此方法计算。

根据本发明的另一方面，提出一种使用上述EGR阀检测装置检测EGR阀的方法，如图3所示，包括以下步骤：

步骤1：接收用户输入的占空比；

步骤2：将占空比转化为PWM信号，并发送给电机；

步骤3：如果电机不转动，则判断电机故障；

步骤4：如果电机转动，从传感器的信号线上采集数值，并计算开度值，向用户显示；计算公式如上面所述；

例如：界面显示阀开度为80％，然而实际阀只打开了10％，实际开度和预期开度不相符即判断EGR阀有故障。如果测试时候时好时坏，每次检测的情况不一样，则说明阀有间歇性故障；如果测试时不稳定，受外部干扰较大则说明有接触不良之处；如果测量出的电流大，阀的开度小，甚至没有打开，则说明电机老化。

通过本发明，从车辆上拆下EGR阀也可以进行检测，方便了广大测试维修人员，而且更加安全、方便、快捷，成本更低。

当然，本发明还有多种其他实施例，在不背离本发明精神和实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变，但这种改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种EGR阀检测装置，包括显示和计算模块、电机控制模块以及开度信号控制采集模块，EGR阀包括电机和传感器，其中：

所述显示和计算模块用于接收用户设置的占空比，根据所述占空比计算PWM信号，并将所述PWM信号传送给所述电机控制模块；

所述电机控制模块用于给电机提供电源，接收所述显示和计算模块发送来的所述PWM信号，并向电机发送PWM信号控制所述电机的转动，通过所述电机的转动进而控制EGR阀的开度；以及

所述开度信号控制采集模块连接所述传感器的电源、地线和信号线，以用于采集所述信号线上的电压值，计算得到阀门的开度值，然后将所述开度值传送给所述显示和计算模块以便向用户显示。

2.根据权利要求1所述的EGR阀检测装置，其中，所述占空比的范围为22-28。

3.根据权利要求1所述的EGR阀检测装置，其中，所述电机控制模块与电机的电源和地线连接。

4.根据权利要求1所述的EGR阀检测装置，其中，所述显示和计算模块计算PWM信号的公式如下：

fcycle＝1/g_dFrequency*100000*g_dDuty/100；

lcycle＝1/g_dFrequency*100000*(100-g_dDuty)/100；

其中，g_dFrequency为固定参数默认1，g_dDuty为用户输入的占空比，fcycle为PWM高电平时间，lcycle为PWM低电平时间。

5.根据权利要求1所述的EGR阀检测装置，其中，所述开度信号控制采集模块根据传感器的电压值计算阀门的开度值，公式为：

V＝ADC*3.3/ADC_最大值

开度值L＝(k*V-b)/100

其中，ADC为采集到的2进制数转化为的10进制数，ADC_最大值为全部位数为1时所对应的10进制数，k为开度系数，b为初始电压基准值。

6.一种使用根据权利要求1-5中任一项所述的EGR阀检测装置检测EGR阀的方法，包括：

步骤1：接收用户输入的占空比；

步骤2：将占空比转化为PWM信号，并发送给电机；

步骤3：如果电机不转动，则表示电机故障；

步骤4：如果电机转动，从传感器的信号线上采集数值，并转化为开度值，向用户显示；和

步骤5：目测实际的开度值和显示的开度值，并进行对比，如果相差不大，则说明EGR阀正常；如果相差较大，则说明EGR阀有故障。