JP2002238288A - Fault control apparatus of displacement sensor - Google Patents

Fault control apparatus of displacement sensor

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JP2002238288A
JP2002238288A JP2001030213A JP2001030213A JP2002238288A JP 2002238288 A JP2002238288 A JP 2002238288A JP 2001030213 A JP2001030213 A JP 2001030213A JP 2001030213 A JP2001030213 A JP 2001030213A JP 2002238288 A JP2002238288 A JP 2002238288A
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displacement sensor
electromagnet
valve
displacement
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Toshihiro Yamaki
利宏 八巻
Yasuo Shimizu
康雄 清水
Hidetaka Ozawa
英隆 小沢
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
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    • F01L9/20Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
    • F01L9/21Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means actuated by solenoids
    • F01L2009/2132Biasing means
    • F01L2009/2134Helical springs
    • F01L2009/2136Two opposed springs for intermediate resting position of the armature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
    • F01L9/21Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means actuated by solenoids
    • F01L2009/2167Sensing means
    • F01L2009/2169Position sensors

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To change conduction control based on a displacement sensor to that based on the current/voltage of an electromagnet when the displacement sensor has been judged to be in failure. SOLUTION: This fault control apparatus of the displacement sensor has a machine element that can be displaced, the displacement sensor that detects displacement in the machine element, and a fault judgment means for judging that the displacement sensor has failed when output from the displacement sensor at specific timing does not exist within a specific range that is set based on the specific timing. The fault control apparatus is advantageously applied to the displacement sensor for detecting the displacement of an armature in an electromagnetic actuator. In the case of the faults, the conduction control based on the displacement of the armature is changed to that based on change in the current and voltage of the electromagnet, thus inhibiting deterioration in engine performance as much as possible, and continuing the operation of an engine.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、機械要素の変位
を検出する変位センサの故障判定および故障時の制御に
関し、より具体的には、電磁アクチュエータにより駆動
される機械要素の変位を検出する変位センサの故障判定
および故障時の制御を実行する変位センサの故障制御装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a failure determination of a displacement sensor for detecting a displacement of a mechanical element and control at the time of failure, and more specifically, to a displacement for detecting a displacement of a mechanical element driven by an electromagnetic actuator. The present invention relates to a displacement sensor failure control device that executes sensor failure determination and control at the time of failure.

【0002】[0002]

【従来の技術】機械要素の変位を検出する手法のうちの
1つとして、磁石および磁気センサを用いる方法が提案
されている。この方法によると、機械要素が変位する方
向に磁化された磁石を配置し、該磁石からの磁束の変化
を磁気センサで検出することにより、機械要素の変位を
検出する。このような機械要素の変位を検出する変位セ
ンサにおいて故障を判定する一般的な手法は、センサ出
力に許容範囲を設定し、センサ出力がその範囲外になっ
た場合に故障と判定する。
2. Description of the Related Art As one of methods for detecting displacement of a mechanical element, a method using a magnet and a magnetic sensor has been proposed. According to this method, a magnet magnetized in the direction in which the mechanical element is displaced is arranged, and a change in magnetic flux from the magnet is detected by a magnetic sensor, thereby detecting the displacement of the mechanical element. A general method for determining a failure in such a displacement sensor that detects the displacement of a mechanical element sets an allowable range for the sensor output, and determines that a failure has occurred when the sensor output falls outside the range.

【0003】一方、一般に機械要素を駆動するアクチュ
エータにおいて、電磁的に駆動することが行われてい
る。電磁アクチュエータによる駆動は、電気信号によっ
て電磁石のコイルを励磁することにより発生する電磁石
の吸引力によって機械要素を駆動する。電気信号を制御
することによって駆動のタイミングおよび駆動力をいか
ようにも変えることができるので、精密なタイミング制
御および可変制御が望まれる分野で多く利用されてい
る。とりわけ、今後の可能性として、電磁アクチュエー
タを、エンジンの吸排気バルブに適用することが望まれ
ている。電磁アクチュエータによって吸排気バルブを駆
動すれば、バルブタイミングを多様に制御することが可
能になり、エンジンの出力特性および燃費の改善が可能
となる。
[0003] On the other hand, in general, an actuator for driving a mechanical element is electromagnetically driven. The drive by the electromagnetic actuator drives a mechanical element by the attractive force of the electromagnet generated by exciting the coil of the electromagnet by an electric signal. Since the driving timing and driving force can be changed in any way by controlling the electric signal, it is widely used in fields where precise timing control and variable control are desired. In particular, as a future possibility, it is desired to apply an electromagnetic actuator to an intake / exhaust valve of an engine. When the intake and exhaust valves are driven by the electromagnetic actuator, the valve timing can be variously controlled, and the output characteristics and fuel efficiency of the engine can be improved.

【0004】電磁アクチュエータは、典型的には、対向
した電磁石の中間部に、それぞれオフセット荷重を予め
与えた状態の一対のばねで挟まれた可動鉄片すなわちア
マチャを備え、アマチャにはバルブが連結されている。
ここで、開弁動作および閉弁動作は同様の方法で実行さ
れるので、開弁動作についてのみ、従来から実行されて
いる駆動方法を述べる。
An electromagnetic actuator typically includes a movable iron piece or armature sandwiched between a pair of springs in a state where an offset load is applied in advance, at an intermediate portion between opposed electromagnets, and a valve is connected to the armature. ing.
Here, since the valve-opening operation and the valve-closing operation are performed in a similar manner, a driving method that has been conventionally performed only for the valve-opening operation will be described.

【0005】1)閉弁側電磁石がアマチャに及ぼす磁気
吸引力が、一対のばねの反発力に打ち勝ってアマチャを
吸引し、着座させる。これにより、バルブは閉弁する。
このアマチャは、その後の電磁石への電力供給の停止な
どを契機として着座状態から開放され、一対のばねの作
用で余弦関数的に変位を開始する。 2)このアマチャの変位に応じた所定のタイミングで、
開弁側電磁石に適当な電流を供給して吸引力発生のため
の磁束を成長させる。 3)アマチャがこの磁束を発生しつつある開弁側電磁石
に近づくにつれて磁束が急速に成長する。開弁側電磁石
の吸引力による仕事が、閉弁側電磁石の残留磁束による
アマチャを引き戻そうとするわずかな仕事と、大部分の
仕事である機械的損失との和に打ち勝ち、アマチャが吸
引されて開弁側電磁石に着座する。このとき、バルブは
開状態になる。 4)アマチャが着座する時期を見計らい、適切なタイミ
ングで開弁側電磁石にアマチャを保持するための定電流
(保持電流と呼ぶ)を供給し、アマチャを保持し続け
る。
[0005] 1) The magnetic attraction force exerted on the armature by the valve-closing side electromagnet overcomes the repulsive force of the pair of springs to attract and seat the armature. As a result, the valve closes.
The armature is released from the seated state when the power supply to the electromagnet is subsequently stopped or the like, and starts displacement in a cosine function by the action of a pair of springs. 2) At a predetermined timing according to the displacement of this armature,
An appropriate current is supplied to the valve-opening electromagnet to grow a magnetic flux for generating an attractive force. 3) The magnetic flux grows rapidly as the armature approaches the valve-opening electromagnet that is generating this magnetic flux. The work by the attraction force of the valve-opening electromagnet overcomes the sum of the slight work of trying to pull back the armature due to the residual magnetic flux of the valve-closing side electromagnet and the mechanical loss, which is the majority of the work. Sit on the valve side electromagnet. At this time, the valve is opened. 4) When the armature is seated, a constant current (called a holding current) for holding the armature is supplied to the valve-opening electromagnet at an appropriate timing, and the armature is kept held.

【0006】一般的に、電磁アクチュエータによるバル
ブの駆動は、バルブの変位を変位センサによって検出
し、該検出された変位に基づいて電磁石への通電開始タ
イミングおよび通電停止タイミングを制御することによ
って実現される。したがって、変位センサには高精度な
変位検出が要求される。
Generally, driving of a valve by an electromagnetic actuator is realized by detecting the displacement of the valve by a displacement sensor and controlling the timing of starting and stopping the current supply to the electromagnet based on the detected displacement. You. Therefore, a displacement sensor is required to detect displacement with high accuracy.

【0007】しかしながら、変位センサに故障が生じた
場合でもエンジンを動作させる必要がある。この場合、
変位センサの出力に基づいてバルブを駆動することがで
きないので、他の代替的な方法でバルブを駆動する必要
がある。
However, it is necessary to operate the engine even when a failure occurs in the displacement sensor. in this case,
Since the valve cannot be driven based on the output of the displacement sensor, the valve needs to be driven in another alternative method.

【0008】変位センサを用いないで電磁石への通電を
制御する方法として、たとえば特開2000―4573
3号公報には、開弁側電磁石および閉弁側電磁石のう
ち、一方の電磁石への保持電流の通電を停止してから他
方の電磁石への動作電流(アマチャを吸引するための電
流)の通電を開始するまでのディレイ時間を補正設定し
て、通電タイミングを最適化する方法が開示されてい
る。具体的には、電磁石に電流を供給したときに該電磁
石に流れる電流を測定し、該測定された電流の一時的な
「くぼみ」を検出する。一方の電磁石の保持電流の通電
を停止してから、他方の電磁石の動作電流に「くぼみ」
が検出されるまでの時間を測定し、該測定された時間に
基づいてディレイ時間を補正設定する。
As a method of controlling energization of an electromagnet without using a displacement sensor, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-4573
JP-A No. 3 (2003) discloses that, of the electromagnets on the valve-opening side and the valve-closing side, stopping the supply of the holding current to one of the electromagnets and then supplying the operating current (current for attracting the armature) to the other electromagnet. A method is disclosed in which the delay time until the start of the operation is corrected and the energization timing is optimized. Specifically, when a current is supplied to the electromagnet, a current flowing through the electromagnet is measured, and a temporary “dent” of the measured current is detected. After the energization of the holding current of one electromagnet is stopped, the operating current of the
Is measured, and the delay time is corrected and set based on the measured time.

【0009】また、特開2000−46230号公報に
は、電磁石に実際に流れる実電流を測定し、該測定され
た実電流の一時的な「くぼみ」を検出する。この「くぼ
み」が検出されたタイミングに基づいて、アマチャを吸
引するために電磁石に通電する動作電流から、アマチャ
を保持するために電磁石に通電する保持電流への切り替
えタイミングを設定する。さらに、この「くぼみ」の大
きさに基づいて、次のサイクルにおいて供給する動作電
流を補正する。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-46230 discloses measuring an actual current actually flowing through an electromagnet and detecting a temporary "recess" of the measured actual current. Based on the timing at which the "dent" is detected, the timing of switching from the operating current flowing through the electromagnet to attract the armature to the holding current flowing through the electromagnet to hold the armature is set. Further, the operating current supplied in the next cycle is corrected based on the size of the “dent”.

【0010】さらに、特開2000−283327号公
報には、変位センサを用いずにアマチャの着座を検出す
る方法が開示されている。具体的にいうと、アマチャの
保持動作において、電磁石に流れる駆動電流がほぼ一定
になるよう駆動電圧をスイッチング制御し、該駆動電圧
のデューティ比に応じたパラメータに基づいてアマチャ
が着座したことを検出する。電磁石を定電流駆動する場
合には、アマチャの着座によるインピーダンス変化によ
り駆動電圧のスイッチング波形が変化するので、着座を
確実に検出することができる。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-283327 discloses a method for detecting seating of an armature without using a displacement sensor. More specifically, in the armature holding operation, the switching control of the driving voltage is performed so that the driving current flowing through the electromagnet is substantially constant, and it is detected that the armature is seated based on a parameter corresponding to the duty ratio of the driving voltage. I do. When the electromagnet is driven at a constant current, the switching waveform of the driving voltage changes due to the impedance change due to the seating of the armature.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】電磁的にバルブを駆動
するアクチュエータをエンジンに搭載した場合、該エン
ジンの性能は、主に、バルブタイミングの精度によって
変化する燃費、エミッションおよび出力特性と、着座速
度によって変化する振動騒音および耐久性によって決ま
る。バルブタイミングの精度は、主に、電磁石への保持
電流の通電を停止するタイミングの精度によって決ま
り、着座速度は、主に、アマチャを吸引するために電磁
石に通電を開始するタイミングの精度によって決まる。
When an actuator for electromagnetically driving a valve is mounted on an engine, the performance of the engine mainly depends on the fuel consumption, emission and output characteristics which vary with the accuracy of valve timing, and the seating speed. Depends on vibration noise and durability. The accuracy of the valve timing is mainly determined by the accuracy of the timing at which the application of the holding current to the electromagnet is stopped, and the seating speed is mainly determined by the accuracy of the timing at which the electromagnet is energized to attract the armature.

【0012】一方、一般的には、電磁バルブの駆動制御
は変位に基づいて実行されるので、変位検出には高い精
度が必要とされる。しかしながら、変位センサに故障が
発生した場合には、バルブタイミングおよび着座速度を
適切に制御することができなくなり、エンジンの性能に
大きな影響を及ぼす。したがって、変位センサに故障が
発生した場合には早期に発見することが必要とされる。
On the other hand, since the drive control of the electromagnetic valve is generally performed based on the displacement, high accuracy is required for the displacement detection. However, when a failure occurs in the displacement sensor, it becomes impossible to appropriately control the valve timing and the seating speed, which greatly affects the performance of the engine. Therefore, when a failure occurs in the displacement sensor, it is necessary to find it early.

【0013】また、変位センサに故障が発生したと判定
された場合でもエンジンの動作を継続させるよう電磁バ
ルブを駆動することが必要とされる。
Further, it is necessary to drive the electromagnetic valve so that the operation of the engine is continued even when it is determined that a failure has occurred in the displacement sensor.

【0014】したがって、変位センサの故障を早期に検
出することができ、かつ故障が生じた場合でもエンジン
性能の低下を極力抑えるようにバルブを駆動させること
のできる変位センサの故障制御装置が必要とされてい
る。
Therefore, there is a need for a displacement sensor failure control device capable of detecting a failure of a displacement sensor at an early stage and driving a valve so as to minimize a decrease in engine performance even if a failure occurs. Have been.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項1の発明の変位センサの故障制御装置は、変
位可能な機械要素と、前記機械要素の変位を検出する変
位センサと、所定のタイミングにおける前記変位センサ
からの出力が、該所定のタイミングに基づいて設定され
た所定範囲内に無いとき、前記変位センサに故障が生じ
たと判定する故障判定手段と、を備えるという構成をと
る。
In order to solve the above-mentioned problems, a displacement control device for a displacement sensor according to the present invention comprises: a displaceable mechanical element; a displacement sensor for detecting the displacement of the mechanical element; Failure determination means for determining that a failure has occurred in the displacement sensor when an output from the displacement sensor at a predetermined timing is not within a predetermined range set based on the predetermined timing. .

【0016】請求項1の発明によると、所定のタイミン
グにおいて変位センサの出力を検査するので、早期にか
つ確実に変位センサの故障を発見することができる。
According to the first aspect of the present invention, since the output of the displacement sensor is inspected at a predetermined timing, a failure of the displacement sensor can be found early and surely.

【0017】請求項2の発明は、請求項1の発明の変位
センサの故障制御装置において、対向する方向に働く一
対のばね、該ばねに連結され、非動作状態で該ばねによ
り与えられる中立位置に支持される、前記機械要素に結
合したアマチャ、および該アマチャを2つの終端位置の
間で変位させる一対の電磁石を有する電磁アクチュエー
タを備え、前記変位センサは、前記アマチャの変位を検
出することにより前記機械要素の変位を検出するという
構成をとる。
According to a second aspect of the present invention, in the failure control device for a displacement sensor according to the first aspect of the present invention, a pair of springs working in opposite directions, a neutral position connected to the springs and given by the springs in a non-operating state. An armature coupled to the mechanical element, and an electromagnetic actuator having a pair of electromagnets for displacing the armature between two end positions, wherein the displacement sensor detects displacement of the armature. The displacement of the mechanical element is detected.

【0018】請求項2の発明によると、電磁アクチュエ
ータによってバルブ駆動される場合、所定のタイミング
において変位センサの出力を検査するので、早期にかつ
確実に変位センサの故障を発見することができる。
According to the second aspect of the present invention, when the valve is driven by the electromagnetic actuator, the output of the displacement sensor is inspected at a predetermined timing, so that the failure of the displacement sensor can be found early and surely.

【0019】請求項3の発明は、請求項2の発明の変位
センサの故障制御装置において、所定のタイミングは、
前記電磁アクチュエータが起動されたタイミングを含
み、前記所定範囲が、前記アマチャの中立位置に基づい
て設定されるという構成をとる。
According to a third aspect of the present invention, in the displacement sensor failure control device according to the second aspect of the present invention, the predetermined timing
The predetermined range is set based on the neutral position of the armature, including the timing at which the electromagnetic actuator is activated.

【0020】請求項3の発明によると、電磁アクチュエ
ータが起動されたタイミングで変位センサの故障判定が
実行されるので、早期に、アマチャの中点ずれなどに起
因する変位センサの故障を判定することができる。
According to the third aspect of the present invention, the failure determination of the displacement sensor is executed at the timing when the electromagnetic actuator is activated, so that the failure of the displacement sensor caused by the middle point deviation of the armature can be determined early. Can be.

【0021】請求項4の発明は、請求項2の発明の変位
センサの故障制御装置において、所定のタイミングは、
前記一対の電磁石の一方に保持されたアマチャが開放さ
れるタイミングを含み、前記所定範囲が、予め決められ
た標準値に基づいて設定されるという構成をとる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the failure sensor for a displacement sensor according to the second aspect of the present invention, the predetermined timing
The predetermined range is set based on a predetermined standard value, including a timing at which the armature held by one of the pair of electromagnets is opened.

【0022】請求項4の発明によると、アマチャが開放
されるタイミングにおいて変位センサの故障判定が実行
されるので、センサ出力の傾きのずれなどを引き起こす
変位センサの故障を定期的に判定することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the failure determination of the displacement sensor is performed at the timing when the armature is released. Therefore, it is possible to periodically determine the failure of the displacement sensor that causes a deviation of the inclination of the sensor output. it can.

【0023】請求項5の発明は、請求項2の発明の変位
センサの故障制御装置において、所定のタイミングは、
前記一対の電磁石の一方に保持されたアマチャが開放さ
れるタイミングおよび前記一対の電磁石の他方に保持さ
れたアマチャが開放されるタイミングを含み、前記所定
範囲が、前記電磁石の一方に保持されたアマチャが開放
されるタイミングについて予め決められた標準値および
前記電磁石の他方に保持されたアマチャが開放されるタ
イミングについて予め決められた標準値に基づいて設定
されるという構成をとる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the fault sensor for a displacement sensor according to the second aspect of the present invention, the predetermined timing
The predetermined range includes a timing at which an armature held by one of the pair of electromagnets is released and a timing at which an armature held by the other of the pair of electromagnets is released, wherein the predetermined range includes an armature held by one of the electromagnets. Is set based on a predetermined standard value for the timing at which the armature is opened, and a predetermined standard value for the timing at which the armature held by the other of the electromagnets is opened.

【0024】請求項5の発明によると、変位センサによ
って検出される範囲についてセンサ出力が適切かどうか
調べられるので、センサ出力の傾きのずれなどを引き起
こす変位センサの故障をより正確に判定することができ
る。
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to check whether or not the sensor output is appropriate in the range detected by the displacement sensor. Therefore, it is possible to more accurately determine a failure of the displacement sensor which causes a deviation of the inclination of the sensor output. it can.

【0025】請求項6の発明は、請求項4または請求項
5の発明の変位センサの故障制御装置において、前記標
準値は、前記変位センサが正常に動作しているときに、
前記所定のタイミングで検出されるセンサ出力に基づい
て予め決められるという構成をとる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the failure control device for a displacement sensor according to the fourth or fifth aspect of the present invention, the standard value is set when the displacement sensor is operating normally.
The configuration is such that it is determined in advance based on the sensor output detected at the predetermined timing.

【0026】請求項6の発明によると、変位センサが正
常に動作しているときの標準値に基づいて変位センサの
故障判定が実行されるので、より正確に変位センサの故
障を判定することができる。
According to the sixth aspect of the present invention, since the failure determination of the displacement sensor is performed based on the standard value when the displacement sensor is operating normally, the failure of the displacement sensor can be more accurately determined. it can.

【0027】請求項7の発明は、請求項2の発明の変位
センサの故障制御装置において、変位センサからの出力
に基づいて前記電磁石への通電を制御する第1の通電制
御手段と、前記電磁石の電流および電圧のいずれかまた
は両方の変化に基づいて、該電磁石への通電を制御する
第2の通電制御手段とを備え、前記故障判定手段によっ
て故障と判定されたならば、前記第1の通電制御手段に
よる通電制御を禁止して、前記第2の通電制御手段によ
る通電制御を実行する故障制御手段を備えるという構成
をとる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the displacement sensor failure control device according to the second aspect of the present invention, first energization control means for controlling energization of the electromagnet based on an output from the displacement sensor, and the electromagnet And a second energization control unit for controlling energization of the electromagnet based on a change in one or both of the current and the voltage of the electromagnet. The power supply control by the power supply control means is prohibited, and a failure control means for performing the power supply control by the second power supply control means is provided.

【0028】請求項7の発明によると、変位センサの故
障と判定された場合は、第2の通電制御によってバルブ
駆動を制御することができるので、エンジン性能を低下
させることなく車両の走行を継続させることができる。
According to the invention of claim 7, when it is determined that the displacement sensor has failed, the valve drive can be controlled by the second energization control, so that the running of the vehicle can be continued without lowering the engine performance. Can be done.

【0029】請求項8の発明は、請求項7の発明の変位
センサの故障制御装置において、第2の通電制御手段
は、前記電磁石の一方にアマチャを保持するための通電
を停止し、該通電停止から所定期間経過後に、前記電磁
石の他方にアマチャを吸引させるための通電を開始する
という構成をとる。
According to an eighth aspect of the present invention, in the displacement sensor failure control device according to the seventh aspect of the present invention, the second energization control means stops energization for holding an armature on one of the electromagnets, A configuration is adopted in which, after a predetermined period has elapsed from the stop, energization for causing the other of the electromagnets to attract the armature is started.

【0030】請求項8の発明によると、変位センサの出
力に基づくことなくアマチャを吸引させるための通電開
始タイミングを制御することができるので、変位センサ
に故障が生じた場合でもアマチャの着座速度を適切に制
御することができる。
According to the eighth aspect of the invention, it is possible to control the energization start timing for sucking the armature without being based on the output of the displacement sensor. Therefore, even if a failure occurs in the displacement sensor, the seating speed of the armature can be reduced. Can be properly controlled.

【0031】請求項9の発明は、請求項7の発明の変位
センサの故障制御装置において、第2の通電制御手段
は、前記アマチャを保持していた一方の電磁石の電圧変
化を検出することにより該アマチャの開放を判定し、該
アマチャ開放が判定されてから所定期間経過後に、前記
電磁石の他方にアマチャを吸引させるための通電を開始
するという構成をとる。
According to a ninth aspect of the present invention, in the failure control device for a displacement sensor according to the seventh aspect of the present invention, the second energization control means detects a voltage change of one electromagnet holding the armature. The opening of the armature is determined, and after a lapse of a predetermined period from the determination of the opening of the armature, energization for causing the other of the electromagnets to attract the armature is started.

【0032】請求項9の発明によると、変位センサの出
力に基づくことなくアマチャを吸引させるための通電開
始タイミングを制御することができるので、変位センサ
に故障が生じた場合でもアマチャの着座速度を適切に制
御することができる。
According to the ninth aspect of the present invention, it is possible to control the energization start timing for sucking the armature without being based on the output of the displacement sensor. Therefore, even if a failure occurs in the displacement sensor, the seating speed of the armature can be reduced. Can be properly controlled.

【0033】請求項10の発明は、請求項7の発明の変
位センサの故障制御装置において、第2の通電制御手段
は、前記アマチャが吸引される一方の電磁石の電流また
は電圧変化を検出することにより該アマチャの該電磁石
の着座を判定し、該アマチャの着座が判定されたことに
応答して、該電磁石への通電を、アマチャを吸引するた
めの通電からアマチャを保持するための通電に切り替え
るという構成をとる。
According to a tenth aspect of the present invention, in the displacement sensor failure control device according to the seventh aspect of the present invention, the second energization control means detects a current or voltage change of one of the electromagnets from which the armature is attracted. The seating of the electromagnet of the armature is determined, and in response to the seating of the armature being determined, the energization of the electromagnet is switched from the energizing for attracting the armature to the energizing for holding the armature. Take the configuration.

【0034】請求項10の発明によると、変位センサの
出力に基づくことなくアマチャの吸引動作から保持動作
への切り替えタイミングを制御することができる。
According to the tenth aspect, the timing of switching from the armature suction operation to the armature holding operation can be controlled without being based on the output of the displacement sensor.

【0035】請求項11の発明は、請求項1または請求
項2の変位センサの故障制御装置において、変位センサ
は、前記機械要素に連結して設けられ、該機械要素の変
位方向に磁化された磁石と、前記磁石からの磁束を検知
して、検知した磁束量に応じたセンサ出力を出力する磁
気センサとを備えており、該磁気センサ出力に基づい
て、前記機械要素の変位を検出するという構成をとる。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the failure control device for a displacement sensor according to the first or second aspect, the displacement sensor is provided so as to be connected to the mechanical element, and is magnetized in a displacement direction of the mechanical element. A magnet, and a magnetic sensor that detects a magnetic flux from the magnet and outputs a sensor output corresponding to the detected magnetic flux amount, and detects displacement of the mechanical element based on the magnetic sensor output. Take the configuration.

【0036】請求項11の発明によると、磁石の破損、
劣化、傾きなどに起因する変位センサの故障を判定する
ことができる。
According to the eleventh aspect, breakage of the magnet,
It is possible to determine a failure of the displacement sensor due to deterioration, inclination, and the like.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】次に図面を参照してこの発明の実
施の形態を、エンジンのバルブを駆動する電磁アクチュ
エータを例にとって説明する。図1は、電磁アクチュエ
ータ60、および該電磁アクチュエータ60を制御する
制御装置50の全体的な構成を示すブロック図である。
制御装置50は、マイクロコンピュータおよびこれに付
随する回路素子で構成される。制御装置50は、各種セ
ンサからの信号を受け取る入力インターフェース51、
中央演算処理装置53(以下「CPU」という)、実行
するプログラムおよびデータを格納するROM54(読
み取り専用メモリ)、実行時の作業領域を提供し演算結
果などを記憶するRAM55(ランダムアクセスメモ
リ)、およびエンジン各部に制御信号を送る出力インタ
ーフェース52を備える。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, taking an electromagnetic actuator for driving a valve of an engine as an example. FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of an electromagnetic actuator 60 and a control device 50 that controls the electromagnetic actuator 60.
The control device 50 includes a microcomputer and circuit elements attached thereto. The control device 50 includes an input interface 51 that receives signals from various sensors,
A central processing unit 53 (hereinafter referred to as a “CPU”), a ROM 54 (read-only memory) for storing programs and data to be executed, a RAM 55 (random access memory) for providing a work area at the time of execution and storing operation results and the like; An output interface 52 for sending a control signal to each part of the engine is provided.

【0038】制御装置50の入力インターフェース51
には、変位センサ65から出力された変位を表す信号が
入力される。また、エンジン回転数(Ne)、エンジン
水温(Tw)、吸気温(Ta)、バッテリ電圧(V
B)、イグニションスイッチ(IGSW)などを表す各種セ
ンサからの信号79が入力され、さらに要求負荷検出手
段78によって検出された所望のトルクが入力される。
要求負荷検出手段78は、たとえばアクセルペダルの踏
み込み量を検出するアクセルペダルセンサによって実現
することができる。
The input interface 51 of the control device 50
, A signal representing the displacement output from the displacement sensor 65 is input. Further, the engine speed (Ne), the engine water temperature (Tw), the intake air temperature (Ta), and the battery voltage (V
B), a signal 79 from various sensors representing an ignition switch (IGSW) and the like is input, and a desired torque detected by the required load detection means 78 is input.
The required load detection means 78 can be realized by, for example, an accelerator pedal sensor that detects the amount of depression of the accelerator pedal.

【0039】電磁アクチュエータ60は、バルブ20、
アマチャ22、電磁石63および変位センサ65を備え
る。電磁石63は、具体的には開弁側電磁石および閉弁
側電磁石の一対の電磁石から構成される。電磁石63に
通電することによりアマチャ22は駆動され、変位を開
始する。アマチャ22の変位に従って、バルブ20は開
閉される。
The electromagnetic actuator 60 includes the valve 20,
The armature 22, the electromagnet 63 and the displacement sensor 65 are provided. The electromagnet 63 is specifically composed of a pair of electromagnets of a valve-opening electromagnet and a valve-closing electromagnet. When the electromagnet 63 is energized, the armature 22 is driven and starts to be displaced. The valve 20 is opened and closed according to the displacement of the armature 22.

【0040】駆動回路77は、制御装置50からの制御
信号に従って、定電圧源75から供給される電圧をパル
ス幅変調し、電磁アクチュエータ60の電磁石63に供
給する。駆動回路77には電流検出器71が接続されて
おり、電流検出器71は、電磁石63に供給される電流
の大きさを検出して制御装置50にフィードバックす
る。また、駆動回路77には電圧検出器72が接続され
ており、電圧検出器72は、電磁石63の電圧の大きさ
を検出して制御装置50にフィードバックする。
The drive circuit 77 performs pulse width modulation on the voltage supplied from the constant voltage source 75 according to a control signal from the control device 50 and supplies the voltage to the electromagnet 63 of the electromagnetic actuator 60. A current detector 71 is connected to the drive circuit 77, and the current detector 71 detects the magnitude of the current supplied to the electromagnet 63 and feeds it back to the control device 50. Further, a voltage detector 72 is connected to the drive circuit 77, and the voltage detector 72 detects the magnitude of the voltage of the electromagnet 63 and feeds it back to the control device 50.

【0041】制御装置50は、変位センサ65によって
検出されたアマチャの変位に基づいて、電磁石63への
電力供給のタイミング、供給する電圧の大きさ、電圧を
供給する期間などのパラメータを、予めROM54に格
納されている制御プログラムに従って決定し、これを制
御信号として、出力インターフェース52を介して出力
する。制御装置50は、上記制御信号を決定するとき、
必要に応じて、上記各種センサ79および要求負荷検出
手段78からの検出信号を考慮に入れる。
Based on the displacement of the armature detected by the displacement sensor 65, the control device 50 preliminarily stores parameters such as the timing of power supply to the electromagnet 63, the magnitude of the voltage to be supplied, and the period for supplying the voltage to the ROM 54. Is determined in accordance with the control program stored in the control interface, and is output as a control signal via the output interface 52. When the control device 50 determines the control signal,
If necessary, the detection signals from the various sensors 79 and the required load detection means 78 are taken into consideration.

【0042】一方、制御装置50は、変位センサ65に
故障が発生したとき、電流検出器71および/または電
圧検出器72からフィードバックされた信号に基づい
て、電磁石63への電力供給のタイミング、供給する電
圧の大きさ、電圧を供給する期間などのパラメータを、
予めROM54に格納されている制御プログラムに従っ
て決定し、これを制御信号として、出力インターフェー
ス52を介して出力する。制御装置50は、上記制御信
号を決定するとき、必要に応じて、上記各種センサ79
および要求負荷検出手段78からの検出信号を考慮に入
れる。
On the other hand, when a failure occurs in the displacement sensor 65, the control device 50 determines the timing and power supply of power to the electromagnet 63 based on a signal fed back from the current detector 71 and / or the voltage detector 72. Parameters such as the magnitude of the voltage to be applied and the period for supplying the voltage,
It is determined according to a control program stored in the ROM 54 in advance, and is output as a control signal via the output interface 52. When deciding the control signal, the control device 50 may use the various sensors 79 as needed.
And the detection signal from the required load detection means 78 is taken into account.

【0043】この発明の一実施例によると、変位センサ
65は、アマチャ22の変位に応じて連動する永久磁
石、および該永久磁石からの磁束密度を検出するホール
素子を備え、該ホール素子から検出されたホール電圧に
従って変位を検出する。しかしながら、他の実施例にお
いては、他の任意の方法で変位センサを実現することが
できる。たとえば、アマチャ22の変位に従って連動す
る永久磁石、および変位によって生じた時間あたりの磁
束密度の変化に応じて誘起電圧を出力するサーチコイル
を備え、該出力された誘起電圧からアマチャ22の変位
を検出するようにしてもよい。
According to one embodiment of the present invention, the displacement sensor 65 includes a permanent magnet that operates in accordance with the displacement of the armature 22, and a Hall element that detects the magnetic flux density from the permanent magnet. The displacement is detected in accordance with the set Hall voltage. However, in other embodiments, the displacement sensor can be implemented in any other way. For example, a permanent magnet interlocked with the displacement of the armature 22 and a search coil that outputs an induced voltage according to a change in magnetic flux density per unit time caused by the displacement are provided, and the displacement of the armature 22 is detected from the output induced voltage. You may make it.

【0044】図2は、この発明の一実施例における変位
センサ65が搭載される電磁アクチュエータ60の全体
的な概略構造の断面図を示す。電磁アクチュエータ60
は、バルブ開閉部30、駆動部31および変位センサ搭
載部32から構成されている。またこの実施例では、バ
ルブ開閉部30、駆動部31および変位センサ搭載部3
2にわたって伸長する伝達軸8は、アマチャの挙動の振
れを防止してバルブの開閉動作を円滑に行うことができ
るよう、伝達軸8a、8bおよび8cに分割されて構成
されている。
FIG. 2 is a sectional view showing the overall schematic structure of an electromagnetic actuator 60 on which a displacement sensor 65 according to one embodiment of the present invention is mounted. Electromagnetic actuator 60
Is composed of a valve opening / closing section 30, a driving section 31, and a displacement sensor mounting section 32. In this embodiment, the valve opening / closing unit 30, the driving unit 31, and the displacement sensor mounting unit 3
The transmission shaft 8 extending over 2 is divided into transmission shafts 8a, 8b and 8c so as to prevent swinging of the behavior of the armature and smoothly open and close the valve.

【0045】バルブ開閉部30は、内燃機関の吸気通路
または排気通路(以下、吸排気通路という)2に設けら
れて該吸排気通路2を開閉するバルブ61を備える。バ
ルブ61は、電磁アクチュエータ60によって上方向に
駆動されるとエンジンの吸排気通路2に設けられたバル
ブシート7に密着して停止し、吸排気通路2を閉じる。
バルブ61は、電磁アクチュエータ60によって下方向
に駆動されるとバルブシート7を離れ、バルブシート7
から所定の距離離れた位置まで下降して吸排気通路2を
開く。
The valve opening / closing section 30 includes a valve 61 provided in an intake passage or an exhaust passage (hereinafter referred to as an intake / exhaust passage) 2 of the internal combustion engine to open and close the intake / exhaust passage 2. When the valve 61 is driven upward by the electromagnetic actuator 60, the valve 61 comes into close contact with the valve seat 7 provided in the intake / exhaust passage 2 of the engine and stops, thereby closing the intake / exhaust passage 2.
The valve 61 leaves the valve seat 7 when driven downward by the electromagnetic actuator 60, and the valve seat 7
The air intake / exhaust passage 2 is opened by descending to a position at a predetermined distance from the air inlet / outlet.

【0046】バルブ61には、その上方に向かって伝達
軸8が連結されている。伝達軸8aの下端はバルブ61
に一体に連結され、吸排気通路2の上壁部に設けられた
バルブガイド9によって軸方向に運動可能に保持されて
いる。さらに、伝達軸8aは、バルブガイド9の周りに
設けられた下部スプリングシート10および上部スプリ
ングシート11の間に設けられた第1のスプリング部材
12によって上方に付勢されている。こうして、伝達軸
8aは、常に上方に向かって第1のスプリング部材12
により付勢力が付与される。
The transmission shaft 8 is connected to the valve 61 upward. The lower end of the transmission shaft 8a is a valve 61
And is held movably in the axial direction by a valve guide 9 provided on the upper wall portion of the intake / exhaust passage 2. Further, the transmission shaft 8a is urged upward by a first spring member 12 provided between a lower spring seat 10 and an upper spring seat 11 provided around the valve guide 9. Thus, the transmission shaft 8a always moves upward to the first spring member 12
Provides an urging force.

【0047】駆動部31は、バルブ61を駆動するため
の機構を備える。駆動部31における非磁性材料のハウ
ジング18内には、上方位置に設けられたソレノイド型
の閉弁側電磁石5、下方位置に設けられたソレノイド型
の開弁側電磁石6が設けられている。図1に示した電磁
石63は、この閉弁側電磁石5または開弁側電磁石6に
対応する。閉弁側電磁石5はヨーク15で、開弁側電磁
石6はヨーク16で囲まれている。さらに、閉弁側電磁
石5および開弁側電磁石6の間には、アマチャ62が配
置される。アマチャ62は円盤状の磁性金属によって形
成されており、閉弁側電磁石5および開弁側電磁石6の
磁気的吸引力により上下に移動するよう構成されてい
る。
The drive section 31 has a mechanism for driving the valve 61. A solenoid-type valve-closing electromagnet 5 provided at an upper position and a solenoid-type valve-opening electromagnet 6 provided at a lower position are provided in the housing 18 made of a nonmagnetic material in the drive unit 31. The electromagnet 63 shown in FIG. 1 corresponds to the valve-closing electromagnet 5 or the valve-opening electromagnet 6. The valve-closing electromagnet 5 is surrounded by a yoke 15, and the valve-opening electromagnet 6 is surrounded by a yoke 16. Further, an armature 62 is arranged between the valve-closing electromagnet 5 and the valve-opening electromagnet 6. The armature 62 is formed of a disk-shaped magnetic metal, and is configured to move up and down by magnetic attraction of the valve-closing electromagnet 5 and the valve-opening electromagnet 6.

【0048】駆動部31における伝達軸8bは、伝達軸
8aの上端にキャップ部材20を介して連結され、開弁
側電磁石6の内側を貫通し、非磁性材による円筒状のガ
イド13を介して軸方向に運動可能なように支持されて
いる。伝達軸8bの上端は、アマチャ62を下方から支
持する。
The transmission shaft 8b of the drive unit 31 is connected to the upper end of the transmission shaft 8a via a cap member 20, passes through the inside of the valve-opening electromagnet 6, and passes through a cylindrical guide 13 made of a non-magnetic material. It is supported so that it can move in the axial direction. The upper end of the transmission shaft 8b supports the armature 62 from below.

【0049】駆動部31における伝達軸8cの下端は、
アマチャ62を上方から支持し、伝達軸8bの延長線上
を上方に伸長し、閉弁側電磁石5の内側を貫通し、非磁
性材による円筒状のガイド14を介して軸方向に運動可
能なように支持されている。伝達軸8cの上端は、スプ
リングシート25の下側に連結される。
The lower end of the transmission shaft 8c in the drive section 31
The armature 62 is supported from above, extends upward on the extension of the transmission shaft 8b, penetrates the inside of the valve-closing electromagnet 5, and can move in the axial direction via the cylindrical guide 14 made of a nonmagnetic material. It is supported by. The upper end of the transmission shaft 8c is connected to the lower side of the spring seat 25.

【0050】スプリングシート25の上方には、固定部
材24を介して設けられた上部スプリングシート17が
あり、下部スプリングシート25および上部スプリング
シート17の間の第2のスプリング部材19により、伝
達軸8cは下方に付勢されている。こうして、伝達軸8
cは、常に下方に向かって第2のスプリング部材19に
より付勢力が付与される。したがって、第1のスプリン
グ部材12の上方への付勢力および第2のスプリング部
材19の下方への付勢力により、アマチャ62は伝達軸
8bおよび8cによって上下に支持され、閉弁側電磁石
5および開弁側電磁石6のいずれにも駆動電流が印加さ
れない状態では、閉弁側電磁石5および開弁側電磁石6
の間の中央にくるようなバランスで保持される。
Above the spring seat 25, there is an upper spring seat 17 provided via a fixing member 24. The transmission spring 8c is provided by the second spring member 19 between the lower spring seat 25 and the upper spring seat 17. Is biased downward. Thus, the transmission shaft 8
As for c, the urging force is always applied downward by the second spring member 19. Therefore, the armature 62 is vertically supported by the transmission shafts 8b and 8c by the upward biasing force of the first spring member 12 and the downward biasing force of the second spring member 19, and the valve closing electromagnet 5 and the opening When no drive current is applied to any of the valve-side electromagnets 6, the valve-closing electromagnet 5 and the valve-opening electromagnet 6
It is held in such a balance that it is in the middle between

【0051】変位センサ搭載部32は、スプリングシー
ト25およびセンサハウジング22を備え、ここに、こ
の発明による変位センサ65が搭載される。スプリング
シート25は伝達軸8の延長線上を上方に突出してお
り、その突出部分に永久磁石66(図示せず)が設けら
れる。センサハウジング22は、スプリングシート25
の突出部分に対向するようスプリングシート25の上方
に設けられ、円筒形状をした固定部材24の内側表面に
固定される。固定部材24の底部における外側表面に
は、スプリングシート17が設けられている。また、セ
ンサハウジング22には、スプリングシート25の突出
部分に設けられた永久磁石66(図3を参照)を収容す
ることができるよう、下向きに円筒状のガイド穴23が
設けられている。ガイド穴23の周壁には、ホール素子
67(図3を参照)が配置される。
The displacement sensor mounting section 32 includes the spring seat 25 and the sensor housing 22, in which the displacement sensor 65 according to the present invention is mounted. The spring seat 25 protrudes upward on an extension of the transmission shaft 8, and a permanent magnet 66 (not shown) is provided at the protruding portion. The sensor housing 22 includes a spring seat 25.
Is provided above the spring seat 25 so as to oppose the protruding portion, and is fixed to the inner surface of the cylindrical fixing member 24. A spring seat 17 is provided on the outer surface at the bottom of the fixing member 24. Further, the sensor housing 22 is provided with a cylindrical guide hole 23 facing downward so that a permanent magnet 66 (see FIG. 3) provided on a protruding portion of the spring seat 25 can be accommodated. On the peripheral wall of the guide hole 23, a Hall element 67 (see FIG. 3) is arranged.

【0052】閉弁側電磁石5に電流が供給されると、閉
弁側電磁石のヨーク15およびアマチャ62が磁化され
て互いに吸引しあい、アマチャ62が上方向に引きつけ
られる。その結果、伝達軸8によりバルブ61が上方向
に駆動され、バルブシート7に密着して停止し、閉状態
になる。閉弁側電磁石5への電流供給を停止し、開弁側
電磁石6に電流を流すと、開弁側電磁石のヨーク16お
よびアマチャ62が磁化されてアマチャ62を下方向に
吸引する力が働き、ばねのポテンシャルエネルギーと相
まってアマチャ62が下方向に駆動され、開弁側電磁石
のヨーク16に接触した状態で停止する。その結果、伝
達軸8によりバルブ61が下方向に駆動され、バルブ6
1は開状態になる。
When a current is supplied to the valve-closing electromagnet 5, the yoke 15 and the armature 62 of the valve-closing electromagnet are magnetized and attract each other, and the armature 62 is attracted upward. As a result, the valve 61 is driven upward by the transmission shaft 8, comes into close contact with the valve seat 7, stops, and enters a closed state. When the current supply to the valve-closing electromagnet 5 is stopped and a current is supplied to the valve-opening electromagnet 6, the yoke 16 and the armature 62 of the valve-opening electromagnet are magnetized, and a force acts to attract the armature 62 downward. The armature 62 is driven downward in combination with the potential energy of the spring, and stops in contact with the yoke 16 of the valve-opening electromagnet. As a result, the valve 61 is driven downward by the transmission shaft 8 and the valve 6
1 is open.

【0053】図3は、図2に示された電磁アクチュエー
タ60の変位センサ搭載部32の一部を拡大した内部の
断面構造の概略を示す。前述したように、変位センサ搭
載部32は、スプリングシート25およびセンサハウジ
ング22を備えており、これらを介して変位センサ65
が取り付けられる。変位センサ65は、永久磁石66お
よびホール素子67を備える。永久磁石66は、変位方
向に磁化された円筒形状の磁石である。スプリングシー
ト25の上方に突出した部分は円柱形状をしており、こ
こに永久磁石66が磁石止め21によって規制され、動
かないようスプリングシート25に固定される。ホール
素子67は、センサハウジング22のガイド穴23の周
壁に、感磁面が永久磁石66の側面に対向するようはめ
こまれる。こうして、永久磁石66が、スプリングシー
ト25および伝達軸8cを介してアマチャ62に連結さ
れるので、永久磁石66の変位を検出することにより、
アマチャ62の変位を検出することができる。
FIG. 3 shows an outline of an internal cross-sectional structure in which a part of the displacement sensor mounting portion 32 of the electromagnetic actuator 60 shown in FIG. 2 is enlarged. As described above, the displacement sensor mounting section 32 includes the spring seat 25 and the sensor housing 22, and the displacement sensor 65
Is attached. The displacement sensor 65 includes a permanent magnet 66 and a Hall element 67. The permanent magnet 66 is a cylindrical magnet magnetized in the direction of displacement. The portion of the spring seat 25 projecting upward has a cylindrical shape, and the permanent magnet 66 is regulated by the magnet stopper 21 and is fixed to the spring seat 25 so as not to move. The Hall element 67 is fitted on the peripheral wall of the guide hole 23 of the sensor housing 22 such that the magneto-sensitive surface faces the side surface of the permanent magnet 66. Thus, since the permanent magnet 66 is connected to the armature 62 via the spring seat 25 and the transmission shaft 8c, by detecting the displacement of the permanent magnet 66,
The displacement of the armature 62 can be detected.

【0054】ホール素子は、磁界に比例した電圧が得ら
れる素子である。すなわち、電圧Vccをホール素子67
に印加して電流Ihを流した状態で、該ホール素子を磁
界H(すなわち磁束密度B)の中に置くと、ホール素子
中の電流Ihが力を受け、ホール素子の両端の端子間に
ホール電圧Vhが発生する。電圧Vhは、以下の式
(1)で表される。
The Hall element is an element that can obtain a voltage proportional to a magnetic field. That is, the voltage Vcc is applied to the Hall element 67.
When the Hall element is placed in a magnetic field H (that is, a magnetic flux density B) in a state where the current Ih is applied to the Hall element and the current Ih in the Hall element is subjected to a force, the Hall element is placed between both terminals of the Hall element. A voltage Vh is generated. The voltage Vh is represented by the following equation (1).

【0055】[0055]

【数1】 Vh=Ks・Ih・Bcosθ 式(1)Vh = Ks · Ih · Bcosθ Equation (1)

【0056】ここで、Bcosθは磁束密度Bのx軸成分
(すなわち、ホール素子の感磁面に対して垂直な方向)
であり、以下Bsで表す。Ksはホール係数と呼ばれる
ホール素子固有の値であり、電流Ihは、電圧源Vcc
(たとえば、5V)および入力抵抗値により定められる
駆動電流であり、いずれも使用するホール素子に応じて
規定される。式(1)から明らかなように、ホール電圧
Vhは磁束密度Bsに比例する。よって、ホール電圧V
hを測定することにより磁束密度Bsを容易に検出する
ことができる。
Here, Bcos θ is the x-axis component of the magnetic flux density B (that is, the direction perpendicular to the magneto-sensitive surface of the Hall element).
And represented by Bs below. Ks is a value specific to a Hall element called a Hall coefficient, and the current Ih is expressed by a voltage source Vcc.
(For example, 5 V) and a drive current determined by the input resistance value, both of which are determined according to the Hall element used. As is clear from equation (1), the Hall voltage Vh is proportional to the magnetic flux density Bs. Therefore, the Hall voltage V
By measuring h, the magnetic flux density Bs can be easily detected.

【0057】次に図4を参照して、永久磁石66の磁束
密度のx軸成分Bsと、永久磁石66のy軸方向の変位
との関係を説明する。便宜上、図4の(a)に示される
ように、永久磁石66の中心を原点として左右方向にx
軸、上下方向にy軸を設定する。永久磁石は、y軸に沿
って上下に変位する。また、永久磁石66は、上部がN
極に、下部がS極に磁化されており、磁石長は9mmと
仮定する。x軸上の原点からの距離1.5mmのところ
にある点Aは、ホール素子67が配置される位置を示
す。ホール素子67のy軸方向の位置は、アマチャ62
が、図2の閉弁側電磁石5および開弁側電磁石6の間の
中央にあるとき(すなわち、閉弁側電磁石5および開弁
側電磁石6のいずれにも電流が印加されていない状態)
の永久磁石66のy軸方向の中心位置が、ホール素子6
7の中心に合うよう配置される。
Next, the relationship between the x-axis component Bs of the magnetic flux density of the permanent magnet 66 and the displacement of the permanent magnet 66 in the y-axis direction will be described with reference to FIG. For convenience, as shown in FIG. 4A, x is set in the left-right direction with the center of the permanent magnet 66 as the origin.
Set the y axis in the vertical direction. The permanent magnet is displaced up and down along the y-axis. The upper part of the permanent magnet 66 is N
Assume that the pole is magnetized to the south pole at the bottom and the magnet length is 9 mm. Point A at a distance of 1.5 mm from the origin on the x-axis indicates the position where the Hall element 67 is arranged. The position of the Hall element 67 in the y-axis direction is
Is at the center between the valve-closing electromagnet 5 and the valve-opening electromagnet 6 in FIG. 2 (that is, a state where current is not applied to any of the valve-closing electromagnet 5 and the valve-opening electromagnet 6).
The center position of the permanent magnet 66 in the y-axis direction is
7 are arranged so as to be in the center.

【0058】図4の(b)のグラフは、y軸上を永久磁
石66が上下に変位した時のy軸方向の位置に対する、
点Aにおける磁束密度Bsの変化を示す。永久磁石66
の中心がy=0の位置にあるとき、永久磁石66のN極
およびS極からの磁界がx軸方向では打ち消し合うの
で、磁束密度Bsはゼロとなる。永久磁石66は、上が
N極および下がS極として磁化されており、磁化されて
いる方向に変位するので、永久磁石66が原点から上に
(すなわちy軸の+方向)変位していくと、磁束密度B
sは負の領域で増加する(ここでの増加とは、磁束密度
Bsの絶対値としての値、すなわち|Bs|が増加する
ことを意味する)。
FIG. 4B is a graph showing the position in the y-axis direction when the permanent magnet 66 is displaced up and down on the y-axis.
7 shows a change in magnetic flux density Bs at point A. Permanent magnet 66
Is at the position of y = 0, the magnetic fields from the N and S poles of the permanent magnet 66 cancel each other out in the x-axis direction, and the magnetic flux density Bs becomes zero. The permanent magnet 66 is magnetized as an N pole on the upper side and as a S pole on the lower side, and is displaced in the magnetized direction. Therefore, the permanent magnet 66 is displaced upward from the origin (ie, in the + direction of the y-axis). And the magnetic flux density B
s increases in a negative region (the increase here means that the value as the absolute value of the magnetic flux density Bs, that is, | Bs | increases).

【0059】永久磁石66の中心がy=+4.5mmの
位置まで変位したとき、磁束密度Bsは極値をもつ。反
対に、永久磁石66が原点から下に(すなわちy軸の−
方向)変位していくと、磁束密度Bsは正の領域で増加
し、y=−4.5mmの位置まで変位したとき、磁束密
度Bsは極値をもつ。このように、磁束密度Bsは、磁
石長に対応する−4.5<y<4.5の範囲において、
y軸方向の変位に対して線形な関係を持つ。したがっ
て、ホール素子により磁束密度を算出することにより、
アマチャの変位を検出することができる。
When the center of the permanent magnet 66 is displaced to a position of y = + 4.5 mm, the magnetic flux density Bs has an extreme value. Conversely, when the permanent magnet 66 moves downward from the origin (that is,
Direction), the magnetic flux density Bs increases in the positive region, and when the magnetic flux density Bs is displaced to the position of y = −4.5 mm, the magnetic flux density Bs has an extreme value. Thus, the magnetic flux density Bs is within the range of -4.5 <y <4.5 corresponding to the magnet length.
It has a linear relationship to the displacement in the y-axis direction. Therefore, by calculating the magnetic flux density with the Hall element,
The displacement of the armature can be detected.

【0060】図5は、変位センサ65の標準出力および
故障発生時の出力を示すグラフである。縦軸は変位セン
サのセンサ出力すなわちホール電圧Vhを示し、横軸は
アマチャの変位を示す。この図の例では、アマチャは7
mmにわたって変位し、横軸の−3.5mmはアマチャ
が閉弁側電磁石のヨークに着座した地点を示し、+3.
5mmはアマチャが開弁側電磁石のヨークに着座した地
点を示す。グラフ81は、標準出力特性、すなわち変位
センサが正常に動作しているときの出力特性を示す。前
述したように、変位センサの標準出力81は、アマチャ
の変位に対してほぼ比例して変化する。
FIG. 5 is a graph showing the standard output of the displacement sensor 65 and the output when a failure occurs. The vertical axis indicates the sensor output of the displacement sensor, that is, the Hall voltage Vh, and the horizontal axis indicates the armature displacement. In the example of this figure, the armature is 7
Displacement over a range of -3.5 mm on the horizontal axis indicates the point where the armature was seated on the yoke of the valve-closing electromagnet, and +3.
5 mm indicates a position where the armature is seated on the yoke of the valve-opening electromagnet. A graph 81 shows a standard output characteristic, that is, an output characteristic when the displacement sensor is operating normally. As described above, the standard output 81 of the displacement sensor changes almost in proportion to the displacement of the armature.

【0061】グラフ82は、磁石が劣化した場合のセン
サ出力を示す。磁石66が劣化すると磁束の発生が低下
するので、センサ出力の傾きが標準出力特性81よりも
小さくなる。しかしながら、グラフ81および82の中
点は重なっており、磁石が劣化した場合には中点の位置
に変化は無いことが示されている。
The graph 82 shows the sensor output when the magnet has deteriorated. When the magnet 66 deteriorates, the generation of the magnetic flux decreases, so that the inclination of the sensor output becomes smaller than the standard output characteristic 81. However, the midpoints of the graphs 81 and 82 overlap, indicating that the position of the midpoint does not change when the magnet is deteriorated.

【0062】グラフ83は、機械的な要因によってアマ
チャの中点が閉弁側にずれている場合を示し、グラフ8
4は、アマチャの中点が開弁側にずれている場合を示
す。前述したように、閉弁側電磁石および開弁側電磁石
6いずれにも電流が印加されていない状態では、アマチ
ャはこれらの電磁石の中点に位置する。アマチャの中点
がずれているために、グラフ83および84で示される
センサ出力は、標準出力特性81に比べて全体的にシフ
トしている。その結果、領域87および88に示される
ように、アマチャの変位が、変位センサが本来有する線
形な検出領域(1.73V〜3.27V)からはみ出し
てている。したがって、アマチャの変位を正確に検出す
ることができない。
A graph 83 shows a case where the middle point of the armature is shifted to the valve closing side due to a mechanical factor.
4 shows a case where the center point of the armature is shifted to the valve opening side. As described above, the armature is located at the midpoint of these electromagnets when no current is applied to both the valve-closing electromagnet and the valve-opening electromagnet 6. Since the center point of the armature is shifted, the sensor outputs shown in the graphs 83 and 84 are shifted overall as compared with the standard output characteristic 81. As a result, as shown in regions 87 and 88, the displacement of the armature protrudes from the linear detection region (1.73 V to 3.27 V) originally possessed by the displacement sensor. Therefore, the displacement of the armature cannot be accurately detected.

【0063】グラフ85(閉弁側においてはグラフ81
と重なっている)は、機械的な要因によって磁石が傾い
た場合、または磁石に破損が生じた場合を示す。たとえ
ば、何らかの要因により伝達軸またはスプリングシート
が傾くと、磁石が傾く。また、磁石が破損すると、磁石
から発生する磁束の分布に片寄りが生ずる。このような
場合、グラフ85から明らかなように、標準出力特性8
1のような線形な出力特性を得ることができない。
Graph 85 (Graph 81 on the valve closing side)
Indicates a case where the magnet is tilted due to a mechanical factor or a case where the magnet is damaged. For example, if the transmission shaft or the spring seat tilts for some reason, the magnet tilts. Further, when the magnet is damaged, the distribution of the magnetic flux generated from the magnet is shifted. In such a case, as apparent from the graph 85, the standard output characteristic 8
A linear output characteristic like 1 cannot be obtained.

【0064】このように、磁石の劣化、傾き、破損およ
び中点ずれが発生すると、変位センサによってアマチャ
の変位を正確に検出することができなくなる。なお、グ
ラフ86は、磁石66の温度が変化した場合の出力特性
である。グラフ86から明らかなように、温度が変化す
ると標準出力特性81に比べて出力の傾きに変化が生じ
る。しかしながら、この出力変化については、サイクル
毎に温度に基づいて補正することができるので、温度に
起因した変位センサの故障判定は実行されない。
As described above, when the magnet is deteriorated, tilted, broken, or shifted at the midpoint, the displacement of the armature cannot be accurately detected by the displacement sensor. Note that the graph 86 shows output characteristics when the temperature of the magnet 66 changes. As is clear from the graph 86, when the temperature changes, the output gradient changes compared to the standard output characteristic 81. However, since this output change can be corrected based on the temperature for each cycle, a failure determination of the displacement sensor due to the temperature is not performed.

【0065】図6は、この発明の一実施例に従う、変位
センサの故障制御装置の詳細な機能ブロック図である。
この発明の変位センサの故障制御装置を、図1に示され
る制御装置50の中に実現することができ、または、マ
イクロコンピュータおよびこれに付随する回路素子で構
成される別個の制御装置として実現することもできる。
FIG. 6 is a detailed functional block diagram of the displacement sensor failure control device according to one embodiment of the present invention.
The displacement sensor failure control device of the present invention can be realized in the control device 50 shown in FIG. 1 or as a separate control device composed of a microcomputer and its associated circuit elements. You can also.

【0066】第1の通電制御部41は、通常の電磁アク
チュエータの通電制御を実行する。すなわち、第1の通
電制御部41は、変位センサ65が正常に動作する状況
において、変位センサ65によって検出されたアマチャ
の変位に基づいて、電磁石への通電開始タイミングおよ
び通電停止タイミングを決定する。駆動回路77は、第
1の通電制御部41によって決定されたタイミングに従
って、電磁石への通電を実行する。この第1の通電制御
については、図12を参照して後述する。
The first energization control section 41 executes ordinary energization control of the electromagnetic actuator. That is, the first energization control unit 41 determines the timing to start energization and the timing to stop energization to the electromagnet based on the displacement of the armature detected by the displacement sensor 65 in a situation where the displacement sensor 65 operates normally. The drive circuit 77 energizes the electromagnet in accordance with the timing determined by the first energization control unit 41. This first energization control will be described later with reference to FIG.

【0067】電磁アクチュエータは、車両のイグニショ
ンスイッチをオンにした時に起動される。このとき、ア
マチャは開弁側電磁石のヨーク(以下、開弁側ヨークと
呼ぶ)と閉弁側電磁石のヨーク(以下、閉弁側ヨークと
呼ぶ)の中点に位置する。中点出力故障判定部42は、
イグニションスイッチがオン状態にされた時の変位セン
サ65の出力を所定回数読み込み、該出力が所定範囲内
に無い場合には変位センサの故障と判定する。
The electromagnetic actuator is activated when an ignition switch of the vehicle is turned on. At this time, the armature is located at the midpoint between the yoke of the valve-opening electromagnet (hereinafter, referred to as a valve-opening yoke) and the yoke of the valve-closing electromagnet (hereinafter, referred to as a valve-closing yoke). The midpoint output failure determination unit 42
The output of the displacement sensor 65 when the ignition switch is turned on is read a predetermined number of times. If the output is not within the predetermined range, it is determined that the displacement sensor has failed.

【0068】開側出力故障判定部43は、電磁アクチュ
エータの動作中、開弁側ヨークにアマチャを保持するた
めの開弁側電磁石への保持電流の通電を停止した時点に
おいて、変位センサ65の出力を所定回数読み込み、該
出力が所定範囲内に無い場合には変位センサの故障と判
定する。または、開側出力故障判定部43によるセンサ
出力の読み込みは、開弁側ヨークにアマチャが保持され
た状態において任意のタイミングで実行されるようにし
てもよい。
During the operation of the electromagnetic actuator, the open-side output failure judging section 43 detects the output of the displacement sensor 65 when the holding current to the valve-opening electromagnet for holding the armature in the valve-opening side yoke is stopped. Is read out a predetermined number of times, and if the output is not within the predetermined range, it is determined that the displacement sensor has failed. Alternatively, reading of the sensor output by the open-side output failure determination unit 43 may be executed at an arbitrary timing in a state where the armature is held in the valve-opening yoke.

【0069】閉側出力故障判定部44は、電磁アクチュ
エータの動作中、閉弁側ヨークにアマチャを保持するた
めの閉弁側電磁石への保持電流の通電を停止した時点に
おいて、変位センサ65の出力を所定回数読み込み、該
出力が所定範囲内に無い場合には故障と判定する。また
は、閉側出力故障判定部44によるセンサ出力の読み込
みは、閉弁側ヨークにアマチャが保持された状態におい
て任意のタイミングで実行されるようにしてもよい。
During the operation of the electromagnetic actuator, the closing-side output failure judging section 44 detects the output of the displacement sensor 65 at the time when the supply of the holding current to the valve-closing-side electromagnet for holding the armature in the valve-closing-side yoke is stopped. Is read a predetermined number of times, and if the output is not within a predetermined range, it is determined that a failure has occurred. Alternatively, the reading of the sensor output by the closed-side output failure determination unit 44 may be performed at an arbitrary timing in a state where the armature is held in the valve-closed yoke.

【0070】開閉出力故障判定部45は、電磁アクチュ
エータの動作中、開弁側電磁石への保持電流の通電を停
止した時点(または、開弁側電磁石にアマチャが保持さ
れた状態における任意のタイミングでもよい)において
変位センサ65の出力を所定回数読み込み、予め決めら
れた開側出力についての標準値との差を算出する。同様
に、開閉出力故障判定部45は、電磁アクチュエータの
動作中、閉弁側電磁石への保持電流の通電を停止した時
点(または、閉弁側電磁石にアマチャが保持された状態
における任意のタイミングでもよい)において変位セン
サ65の出力を所定回数読み込み、予め決められた閉側
出力についての標準値との差を算出する。開閉出力故障
判定部45は、開側出力の差と閉側出力との差が所定範
囲内に無い場合には変位センサの故障と判定する。
The opening / closing output failure judging section 45 determines whether or not the supply of the holding current to the valve-opening electromagnet is stopped during the operation of the electromagnetic actuator (or at any time when the armature is held in the valve-opening electromagnet). Good), the output of the displacement sensor 65 is read a predetermined number of times, and a difference from a predetermined standard value for the open side output is calculated. Similarly, during the operation of the electromagnetic actuator, the opening / closing output failure determination unit 45 stops the supply of the holding current to the valve-closing-side electromagnet (or at an arbitrary timing in a state where the armature is held in the valve-closing-side electromagnet). ), The output of the displacement sensor 65 is read a predetermined number of times, and the difference between the output of the displacement sensor 65 and a standard value of a predetermined closed side output is calculated. The open / close output failure determination unit 45 determines that the displacement sensor has failed if the difference between the open output and the close output is not within a predetermined range.

【0071】故障制御部46は、それぞれの故障判定部
42〜45によって故障と判定されたとき、第1の通電
制御部41による通電制御を禁止し、第2の通電制御部
47による通電制御を実行する。第2の通電制御部47
は、電流検出器71および/または電圧検出器72から
検出された電磁石に実際に流れている電流および/また
は電磁石に実際に発生している電圧に基づいて、電磁石
への通電タイミングを決定する。
The failure control unit 46 prohibits the power supply control by the first power supply control unit 41 and disables the power supply control by the second power supply control unit 47 when the failure determination units 42 to 45 determine that there is a failure. Execute. Second energization control unit 47
Determines the timing of energizing the electromagnet based on the current actually flowing through the electromagnet detected from the current detector 71 and / or the voltage detector 72 and / or the voltage actually generated in the electromagnet.

【0072】第2の通電制御部47によると、アマチャ
を吸引するために電磁石に通電する励磁電流の通電開始
タイミングについては以下のように決定される。すなわ
ち、この発明の第1の実施例においては、一方の電磁石
への保持電流の通電を停止し、該通電停止から所定期間
経過後に、他方の電磁石への励磁電流の通電を開始す
る。この発明の第2の実施例においては、一方の電磁石
の電圧の変化を検出することにより、該電磁石のヨーク
からのアマチャの開放を判定し、該アマチャ開放が判定
されてから所定期間経過後に、他方の電磁石への励磁電
流の通電を開始する。
According to the second energization control unit 47, the energization start timing of the excitation current for energizing the electromagnet for attracting the armature is determined as follows. That is, in the first embodiment of the present invention, the supply of the holding current to one of the electromagnets is stopped, and after a lapse of a predetermined period from the stop of the supply of current, the supply of the excitation current to the other electromagnet is started. In the second embodiment of the present invention, the opening of the armature from the yoke of the electromagnet is determined by detecting a change in the voltage of one of the electromagnets, and after a lapse of a predetermined period from the determination of the armature opening, The energization of the exciting current to the other electromagnet is started.

【0073】また、第2の通電制御部47によると、ア
マチャを吸引するため電磁石に定電圧を印加する定電圧
制御から、アマチャを保持するため電磁石に定電流を通
電する定電流制御への切り替えタイミングは、該電磁石
のヨークへのアマチャの着座を検出することに応答して
実行される。アマチャの着座の検出は、該電磁石に流れ
る電流および/または該電磁石に発生する電圧の変化に
基づいて検出することができる。第2の通電制御につい
ては、図13および図14を参照して後述する。
According to the second energization control unit 47, switching from constant voltage control for applying a constant voltage to the electromagnet for attracting the armature to constant current control for applying a constant current to the electromagnet for holding the armature is performed. Timing is performed in response to detecting the armature sitting on the yoke of the electromagnet. The seating of the armature can be detected based on a change in a current flowing through the electromagnet and / or a voltage generated in the electromagnet. The second energization control will be described later with reference to FIGS.

【0074】図7は、中点出力、開側出力、閉側出力お
よび開閉出力について故障と判定する所定範囲の例を示
すグラフである。グラフ91は、図5のグラフ81に対
応し、変位センサが正常に動作している場合の標準出力
特性である。グラフ92は、図5のグラフ82に対応
し、磁石の劣化に起因して傾きが小さくなった出力特性
を示す。グラフ94は、図5のグラフ84に対応し、ア
マチャの中点がずれていることに起因して、中点ずれが
生じている出力特性を示す。グラフ95(閉弁側におい
てはグラフ91と重なって示されている)は、図5のグ
ラフ85に対応し、磁石の傾き(または磁石の破損)に
よって線形特性が得られない出力特性を示す。グラフ9
6は、図5のグラフ86に対応し、磁石の温度により傾
きが変化した出力特性を示す。
FIG. 7 is a graph showing an example of a predetermined range in which a fault is determined for the midpoint output, the open side output, the closed side output, and the open / close output. A graph 91 corresponds to the graph 81 of FIG. 5, and is a standard output characteristic when the displacement sensor is operating normally. The graph 92 corresponds to the graph 82 of FIG. 5 and shows the output characteristics in which the inclination is reduced due to the deterioration of the magnet. A graph 94 corresponds to the graph 84 of FIG. 5 and shows an output characteristic in which a middle point shift occurs due to a shift of the middle point of the armature. A graph 95 (overlapping with the graph 91 on the valve-closed side) corresponds to the graph 85 in FIG. 5 and shows an output characteristic for which a linear characteristic cannot be obtained due to the inclination of the magnet (or breakage of the magnet). Graph 9
Numeral 6 corresponds to the graph 86 in FIG. 5 and shows output characteristics in which the inclination changes with the temperature of the magnet.

【0075】中点出力については、イグニションスイッ
チがオンにされた時、10ミリ秒ごとに5回連続して変
位センサの出力を読み込む。該読み込んだ5個のセンサ
出力が、すべて、「中点標準値2.500V±設定値
0.015V」の範囲に無いならば、変位センサの故障
と判定する。この±設定値0.015Vは、約±50μ
mの変位に相当する。中点標準値2.500Vは、標準
特性91において、アマチャの中点に対応するセンサ出
力値である。
As for the midpoint output, when the ignition switch is turned on, the output of the displacement sensor is read five times continuously every 10 milliseconds. If all of the read five sensor outputs are not within the range of “midpoint standard value 2.500 V ± set value 0.015 V”, it is determined that the displacement sensor has failed. This ± set value 0.015V is approximately ± 50μ
m of displacement. The midpoint standard value of 2.500 V is a sensor output value corresponding to the midpoint of the armature in the standard characteristic 91.

【0076】開側出力については、電磁アクチュエータ
の動作中において、開弁側電磁石への保持電流の通電を
停止したタイミングで変位センサのセンサ出力を読み込
む。該読み込んだセンサ出力が、連続した5サイクルに
わたって、「開側標準値1.730V−設定値0.10
0V」〜「開側標準値1.730V+設定値0.300
V」の範囲に無いならば、変位センサの故障と判定す
る。開側標準値1.730Vは、標準特性91におい
て、アマチャが開弁側ヨークに位置するときの変位(+
3.5mm)に対応するセンサ出力値である。ここで、
1サイクルは、アマチャが閉弁側ヨークから開放されて
開弁側ヨークに着座し、その後閉弁側ヨークに着座して
再び開放されるまでの期間を示す。
Regarding the open side output, the sensor output of the displacement sensor is read at the timing when the supply of the holding current to the valve side electromagnet is stopped during the operation of the electromagnetic actuator. The read sensor output indicates “open standard value 1.730V−set value 0.10” for five consecutive cycles.
0V "to" open standard value 1.730V + set value 0.300
If it is not in the range of "V", it is determined that the displacement sensor has failed. The open-side standard value of 1.730 V is the displacement (+) when the armature is located at the valve-opening side yoke in the standard characteristic 91.
(3.5 mm). here,
One cycle indicates a period in which the armature is released from the valve-closing yoke, sits on the valve-opening yoke, and then sits on the valve-closing yoke and is opened again.

【0077】閉側出力については、電磁アクチュエータ
の動作中において、閉弁側電磁石への保持電流の通電を
停止したタイミングで変位センサの出力を読み込む。該
読み込んだセンサ出力が、連続した5サイクルにわたっ
て、「閉側標準値3.270V−設定値0.300V」
〜「閉側標準値3.270V+設定値0.100V」の
範囲に無いならば、故障と判定する。閉側標準値3.2
70Vは、標準特性91において、アマチャが閉弁側ヨ
ークに位置するときの変位(−3.5mm)に対応する
センサ出力値である。
As for the closing side output, the output of the displacement sensor is read at the timing when the supply of the holding current to the valve closing side electromagnet is stopped during the operation of the electromagnetic actuator. The read sensor output is set to “closed standard value 3.270 V−set value 0.300 V” for five consecutive cycles.
If it is not within the range of “closed standard value 3.270 V + set value 0.100 V”, it is determined that a failure has occurred. Closed side standard value 3.2
70V is a sensor output value corresponding to the displacement (-3.5 mm) when the armature is located on the valve closing yoke in the standard characteristic 91.

【0078】開閉出力については、電磁アクチュエータ
の動作中において、上記の開側出力および閉側出力につ
いて、連続した5サイクルにわたって|(開側標準値
1.730V−開側出力)−(閉側標準値3.270−
閉側出力)|>0.030Vならば、変位センサの故障
と判定する。
Regarding the open / close output, during the operation of the electromagnetic actuator, the open-side output and the close-side output are | (open-side standard value 1.730 V-open-side output)-(close-side standard) for five consecutive cycles. Value 3.270-
(Closed side output) If |> 0.030 V, it is determined that the displacement sensor has failed.

【0079】ここで、上記の連続して5回というのは単
なる例示であり、他の回数を用いることができる。ま
た、連続しなくても、5個のセンサ出力が所定範囲内に
無ければ、故障と判定するようにしてもよい。
Here, the above-mentioned five consecutive times is merely an example, and other times can be used. Further, even if they are not continuous, if five sensor outputs are not within a predetermined range, it may be determined that a failure has occurred.

【0080】グラフ92に示されるように、磁石が劣化
した場合はセンサ出力の傾きが小さくなるので、開側出
力および閉側出力を検出することにより故障を判定する
ことができる。グラフ94に示されるように、中点ずれ
が発生した場合は、イグニションスイッチがオンにされ
た時の中点出力を検出することにより故障を判定するこ
とができる。電磁アクチュエータの動作中に中点ずれが
発生した場合は、開側出力または閉側出力がオフセット
されるので、開側出力および閉側出力を検出することに
より故障を判定することができる。
As shown in the graph 92, when the magnet is deteriorated, the inclination of the sensor output becomes small, so that the failure can be determined by detecting the open side output and the closed side output. As shown in the graph 94, when a midpoint shift occurs, a failure can be determined by detecting the midpoint output when the ignition switch is turned on. If the midpoint shift occurs during the operation of the electromagnetic actuator, the open-side output or the close-side output is offset, so that the failure can be determined by detecting the open-side output and the close-side output.

【0081】また、グラフ95に示されるように、磁石
が傾いたり破損したりした場合は、センサ出力の傾きが
一定にならないので、開閉出力を検出することにより故
障を判定することができる。特に、磁石が破損した場合
は、開側出力および(または)閉側出力が大きくオフセ
ットされるので、開側出力、閉側出力および開閉出力の
いずれかから故障を判定することができる。
Further, as shown in the graph 95, when the magnet is inclined or broken, the inclination of the sensor output does not become constant, so that the failure can be determined by detecting the open / close output. In particular, when the magnet is damaged, the open-side output and / or the close-side output is greatly offset, so that a failure can be determined from any of the open-side output, the close-side output, and the open / close output.

【0082】図8は、中点出力故障判定部42によって
実行される、中点出力によって変位センサの故障を判定
するフローチャートである。このフローは、イグニショ
ンスイッチがオンにされたとき、たとえば10ミリ秒ご
とに所定期間実行される。また、最初にこのルーチンが
実行されるとき、中点出力故障カウンタはゼロに初期化
されている。
FIG. 8 is a flowchart executed by the midpoint output failure judging section 42 to judge the failure of the displacement sensor based on the midpoint output. This flow is executed for a predetermined period, for example, every 10 milliseconds when the ignition switch is turned on. Also, when this routine is first executed, the midpoint output fault counter is initialized to zero.

【0083】故障フラグは、イグニションスイッチがオ
ンにされたときにはゼロにセットされている。この実施
例において、故障フラグは、1運転サイクル(エンジン
のスタートから停止までを1運転サイクルとする)中に
ゼロにリセットされることはないと仮定する。
The failure flag is set to zero when the ignition switch is turned on. In this embodiment, it is assumed that the failure flag is not reset to zero during one operation cycle (one operation cycle from start to stop of the engine).

【0084】ステップ101において、変位センサから
出力を読み込む。センサ出力が、予め決められた上限値
(図8の例では2.515V)と、予め決められた下限
値(図8の例では2.485V)の範囲内にあるかどう
か判断する(102および103)。センサ出力が上限
値および下限値の間にあれば、センサ出力が適切である
ことを示すのでステップ107に進み、中点出力故障カ
ウンタをゼロにリセットする。
In step 101, the output is read from the displacement sensor. It is determined whether the sensor output is within a predetermined upper limit (2.515 V in the example of FIG. 8) and a predetermined lower limit (2.485 V in the example of FIG. 8) (102 and 103). If the sensor output is between the upper limit value and the lower limit value, it indicates that the sensor output is appropriate, so the process proceeds to step 107, and the midpoint output failure counter is reset to zero.

【0085】ステップ102においてセンサ出力が上限
値より大きければ、またはステップ103においてセン
サ出力が下限値より小さければ、センサ出力が上記の上
限値および下限値の範囲内に無いことを示すので、ステ
ップ104に進み、中点出力故障カウンタをインクリメ
ントする。ステップ105において、中点出力故障カウ
ンタが所定値(たとえば、4)より大きければ、連続し
て5回センサ出力が所定範囲内に無かったことを示すの
で、ステップ106に進み、故障フラグに1をセットす
る。こうして、変位センサの故障が判定される。
If the sensor output is larger than the upper limit value in step 102, or if the sensor output is smaller than the lower limit value in step 103, it indicates that the sensor output is not within the range between the upper limit value and the lower limit value. To increment the middle point output failure counter. In step 105, if the middle point output failure counter is larger than a predetermined value (for example, 4), it indicates that the sensor output has not been within the predetermined range five times consecutively. set. Thus, the failure of the displacement sensor is determined.

【0086】図9は、開側出力故障判定部43によって
実行される、開側出力によって変位センサの故障を判定
するフローチャートである。このフローは、通常の電磁
アクチュエータの動作中、開弁側電磁石への通電終了に
合わせて実行される。なお、最初にこのルーチンに入る
とき、開側出力故障カウンタはゼロに初期化されてい
る。
FIG. 9 is a flowchart executed by the open-side output failure determination section 43 to determine the failure of the displacement sensor based on the open-side output. This flow is executed in accordance with the end of the energization to the valve-opening electromagnet during the normal operation of the electromagnetic actuator. When this routine is first entered, the open-side output failure counter is initialized to zero.

【0087】ステップ121において、すでに故障フラ
グに1がセットされているかどうか判断する。1がセッ
トされていればすでに故障と判定されているので、この
ままルーチンを抜ける。1がセットされていなければ、
ステップ122に進み、開弁側電磁石への保持電流の通
電停止タイミングが到来したかどうか判断する。到来し
ていなければ、このままルーチンを抜け、到来していれ
ば、ステップ123に進み、変位センサからセンサ出力
を読み込む。読み込まれたセンサ出力は、その後の開閉
出力による故障判定で使用するため、メモリ(たとえば
RAM)に格納される。
At step 121, it is determined whether or not 1 is already set in the failure flag. If 1 is set, it is already determined that a failure has occurred, and the routine exits without further processing. If 1 is not set,
Proceeding to step 122, it is determined whether the timing of stopping the supply of the holding current to the valve-opening electromagnet has come. If it has not arrived, the routine exits as it is, and if it has arrived, the routine proceeds to step 123, where the sensor output is read from the displacement sensor. The read sensor output is stored in a memory (for example, a RAM) for use in a subsequent failure determination based on the switching output.

【0088】センサ出力が、上限値(図8の例では、
2.03V)および下限値(図8の例では、1.63
V)の範囲内にあるかどうか判断する(124および1
25)。センサ出力がこの範囲内にあるならば、適切な
センサ出力を示すので、ステップ126に進み、開側出
力故障カウンタをリセットする。
The sensor output is equal to the upper limit value (in the example of FIG. 8,
2.03 V) and the lower limit (1.63 in the example of FIG. 8).
V) (124 and 1)
25). If the sensor output is within this range, an appropriate sensor output is indicated, and the routine proceeds to step 126, where the open-side output failure counter is reset.

【0089】センサ出力が上限値より大きい場合、また
はセンサ出力が下限値より小さい場合、センサ出力が、
上記の上限値および下限値の範囲内に無いことを示すの
で、ステップ127に進み、開側出力故障カウンタをイ
ンクリメントする。ステップ128に進み、開側出力故
障カウンタが所定値(たとえば、4)より大きいかどう
か判断する。所定値より大きければ、5サイクル連続し
て開側出力が所定範囲内に無かったことを示すので、ス
テップ129に進み、故障フラグに1をセットする。こ
うして、変位センサの故障が判定される。ステップ12
8において開側出力故障カウンタが所定値に達していな
ければ、このままルーチンを抜ける。
When the sensor output is larger than the upper limit or when the sensor output is smaller than the lower limit, the sensor output becomes
Since it is not within the range of the upper limit value and the lower limit value, the process proceeds to step 127, where the open-side output failure counter is incremented. Proceeding to step 128, it is determined whether the open side output fault counter is greater than a predetermined value (eg, 4). If it is larger than the predetermined value, it indicates that the open side output has not been within the predetermined range for five consecutive cycles, so the process proceeds to step 129, and 1 is set to the failure flag. Thus, the failure of the displacement sensor is determined. Step 12
If the open-side output failure counter has not reached the predetermined value in step 8, the routine exits the routine.

【0090】図10は、閉側出力故障判定部45によっ
て実行される、閉側出力によって変位センサの故障を判
定するフローチャートである。このフローは、通常の電
磁アクチュエータの動作中に、閉弁側電磁石への通電終
了に合わせて実行される。なお、最初にこのルーチンに
入るとき、閉側出力故障カウンタはゼロに初期化されて
いる。
FIG. 10 is a flowchart executed by the closed-side output failure judging section 45 to determine the failure of the displacement sensor based on the closed-side output. This flow is executed during the normal operation of the electromagnetic actuator in accordance with the termination of the current supply to the valve-closing-side electromagnet. When this routine is first entered, the closed-side output fault counter is initialized to zero.

【0091】ステップ141において、すでに故障フラ
グに1がセットされているかどうか判断する。1がセッ
トされていればすでに故障と判定されていることを示す
ので、このままルーチンを抜ける。1がセットされてい
なければ、ステップ142に進み、閉弁側電磁石への通
電停止タイミングが到来したかどうか判断する。到来し
ていなければこのままルーチンを抜け、到来していれ
ば、ステップ143に進み、変位センサからセンサ出力
を読み込む。読み込まれたセンサ出力は、その後の開閉
出力による故障判定で使用するため、メモリ(たとえば
RAM)に格納される。
At step 141, it is determined whether or not 1 is already set in the failure flag. If "1" is set, it indicates that a failure has already been determined, and the routine exits as it is. If 1 is not set, the routine proceeds to step 142, where it is determined whether or not the timing to stop energizing the valve-closing-side electromagnet has come. If it has not arrived, the routine exits as it is, and if it has arrived, the process proceeds to step 143 to read the sensor output from the displacement sensor. The read sensor output is stored in a memory (for example, a RAM) for use in a subsequent failure determination based on the switching output.

【0092】センサ出力が、上限値(図8の例では、
3.37V)および下限値(図8の例では、2.97
V)の範囲内にあるかどうか判断する(144および1
45)。センサ出力がこの範囲内にあるならば、適切な
センサ出力を示すので、ステップ146に進み、閉側出
力故障カウンタをリセットする。
The sensor output is equal to the upper limit value (in the example of FIG. 8,
3.37 V) and the lower limit (2.97 in the example of FIG. 8).
V) (144 and 1)
45). If the sensor output is within this range, an appropriate sensor output is indicated, and the routine proceeds to step 146, where the closed-side output failure counter is reset.

【0093】センサ出力が上限値より大きい場合、また
はセンサ出力が下限値より小さい場合、センサ出力が上
記の所定範囲内に無いことを示すので、ステップ147
に進み、閉側出力故障カウンタをインクリメントする。
ステップ148に進み、閉側出力故障カウンタが所定値
(たとえば、4)より大きいかどうか判断する。所定値
より大きければ、5サイクル連続して閉側出力が所定範
囲内に無かったことを示すので、ステップ149に進
み、故障フラグに1をセットする。こうして、変位セン
サの故障が判定される。ステップ148において閉側出
力故障カウンタが所定値に達していなければ、このまま
ルーチンを抜ける。
If the sensor output is larger than the upper limit or the sensor output is smaller than the lower limit, it indicates that the sensor output is not within the above-mentioned predetermined range.
To increment the closed-side output failure counter.
Proceeding to step 148, it is determined whether the closed side output fault counter is greater than a predetermined value (eg, 4). If it is larger than the predetermined value, it indicates that the closed-side output has not been within the predetermined range for five consecutive cycles, and the routine proceeds to step 149, where 1 is set to the failure flag. Thus, the failure of the displacement sensor is determined. If the closed-side output failure counter has not reached the predetermined value in step 148, the routine exits as it is.

【0094】図11は、開閉出力故障判定部45によっ
て実行される、開側出力および閉側出力の両方を使用し
て変位センサの故障を判定するフローチャートである。
このフローは、通常の電磁アクチュエータの動作中に、
閉弁側電磁石への通電終了に合わせて実行される。な
お、最初にこのルーチンに入るとき、開閉出力故障カウ
ンタはゼロに初期化されている。
FIG. 11 is a flowchart executed by the open / close output failure determination unit 45 to determine the failure of the displacement sensor using both the open side output and the close side output.
This flow is during normal operation of the electromagnetic actuator,
This is executed in accordance with the end of energization to the valve-closing-side electromagnet. When this routine is entered for the first time, the open / close output failure counter is initialized to zero.

【0095】ステップ161において、すでに故障フラ
グに1がセットされているかどうか判断する。1がセッ
トされていればすでに故障と判定されていることを示す
ので、このままルーチンを抜ける。1がセットされてい
なければ、ステップ162に進み、1サイクルが終了し
たかどうか判断する。前述したように、1サイクルは、
アマチャが閉弁側ヨークおよび開弁側ヨークの間を1往
復する期間を示す。1サイクルが終了したならば、図9
および図10を参照して前述したように、メモリに格納
された、そのサイクルにおける開側出力および閉側出力
を読み出し(163)、該読み出した開側出力および閉
側出力について、「|(開側標準値−開側出力)−(閉
側出力−閉側標準値)|>所定値」という条件を満たす
かどうか判断する(164)。ここで所定値は、前述し
たように、たとえば0.03Vである。上記条件を満た
さなければ、開側出力の標準値との差および閉側出力の
標準値との差が小さく、今回のサイクルのセンサ出力が
標準特性に近いことを示すので、開閉出力故障カウンタ
をリセットする(165)。
In step 161, it is determined whether or not 1 has already been set in the failure flag. If "1" is set, it indicates that a failure has already been determined, and the routine exits as it is. If 1 has not been set, the routine proceeds to step 162, where it is determined whether one cycle has been completed. As mentioned above, one cycle is
The period in which the armature makes one reciprocation between the valve closing yoke and the valve opening yoke is shown. When one cycle is completed, FIG.
As described above with reference to FIG. 10 and FIG. 10, the open-side output and the closed-side output in the cycle stored in the memory are read (163), and for the read open-side output and closed-side output, "| It is determined whether or not the condition of “side standard value−open side output) − (closed side output−closed side standard value) |> predetermined value” is satisfied (164). Here, the predetermined value is, for example, 0.03 V as described above. If the above conditions are not satisfied, the difference between the standard value of the open side output and the standard value of the closed side output is small, indicating that the sensor output of this cycle is close to the standard characteristic. It is reset (165).

【0096】ステップ164において上記の条件を満た
すならば、開側出力の標準値との差および閉側出力の標
準値との差が大きく、今回のサイクルのセンサ出力が標
準特性から離れていることを示すので、開閉出力故障カ
ウンタをインクリメントする(166)。ステップ16
7に進み、開閉出力故障カウンタが所定値(たとえば、
4)より大きいかどうか判断する。所定値より大きけれ
ば、5サイクル連続して開閉出力が所定範囲内に無かっ
たことを示すので、ステップ168に進み、故障フラグ
に1をセットする。こうして、変位センサの故障が判定
される。ステップ167において開閉出力故障カウンタ
が所定値に達していなければ、このままルーチンを抜け
る。
If the above condition is satisfied in step 164, the difference between the standard value of the open side output and the standard value of the closed side output is large, and the sensor output in this cycle is far from the standard characteristic. Therefore, the open / close output failure counter is incremented (166). Step 16
7 and the open / close output failure counter has a predetermined value (for example,
4) Determine if it is greater than. If it is larger than the predetermined value, it indicates that the open / close output has not been within the predetermined range for five consecutive cycles, and the routine proceeds to step 168, where 1 is set to the failure flag. Thus, the failure of the displacement sensor is determined. If the open / close output failure counter has not reached the predetermined value in step 167, the routine exits as it is.

【0097】図12は、第1の通電制御部41によって
実行される、変位センサの出力に基づいて電磁石への通
電を制御する方法を示す図である。波形171は、変位
センサによって検出されるアマチャの変位の時間波形を
示す。波形172は、開弁側電磁石に流れる電流の時間
波形を示し、波形173は、閉弁側電磁石に流れる電流
の時間波形を示す。
FIG. 12 is a diagram showing a method of controlling the energization of the electromagnet based on the output of the displacement sensor, which is executed by the first energization control unit 41. A waveform 171 indicates a time waveform of the displacement of the armature detected by the displacement sensor. A waveform 172 shows a time waveform of a current flowing through the valve-opening electromagnet, and a waveform 173 shows a time waveform of a current flowing through the valve-closing electromagnet.

【0098】時刻t1において、閉弁側電磁石への保持
電流の通電を停止する。この保持電流の通電停止タイミ
ングは、前回のサイクルにおいて計測タイマによって計
測された期間T10に基づいて算出される。ここで、期
間T10は、閉弁側電磁石への保持電流の通電を停止し
た時点から、アマチャが閉弁側ヨークから1mmの地点
に変位するまでの期間である。期間T10は、エンジン
回転数NEおよびエンジン負荷(PB、θAP(アクセ
ル開度)等)などに従って変化する。したがって、現在
の運転状況に適合するよう、前回のサイクルにおけるア
マチャの変位状況に基づいて今回のサイクルにおける閉
弁側電磁石への保持電流の通電停止タイミングを決定す
る。
At time t1, the supply of the holding current to the valve-closing electromagnet is stopped. The timing of stopping the supply of the holding current is calculated based on the period T10 measured by the measurement timer in the previous cycle. Here, the period T10 is a period from when the supply of the holding current to the valve closing electromagnet is stopped to when the armature is displaced from the valve closing yoke to a point of 1 mm. The period T10 changes according to the engine speed NE and the engine load (PB, θAP (accelerator opening), etc.). Therefore, the timing of stopping the supply of the holding current to the valve-closing-side electromagnet in the current cycle is determined based on the displacement state of the armature in the previous cycle so as to conform to the current operation situation.

【0099】閉弁側電磁石への保持電流の通電を停止す
ると、閉弁側ヨークに保持されていたアマチャは開弁側
に向けて変位を開始する。アマチャが、閉弁地点d1に
達したとき(時刻t2)、予め決められた期間T100
が設定された動作タイマが起動される。ここで、閉弁地
点d1は、アマチャがこの地点に達することで閉弁した
と判定されるしきい値である。また、期間T100は、
前回のサイクルにおいて計測タイマによって計測された
期間T11に基づいて算出された期間である。期間T1
1は、アマチャが、予め決められた開弁計測開始地点d
4(たとえば、開弁側ヨークまで6.5mm)に達して
から、開弁地点d6に達するまでの期間である。開弁地
点d6は、アマチャがこの地点に達することで開弁した
と判定されるしきい値である。期間T11も、エンジン
回転数およびエンジン負荷に従って変化する。したがっ
て、現在の運転状況に適合するよう、前回のサイクルに
おけるアマチャの変位状況に基づいて今回のサイクルに
おける開弁側電磁石への定電圧印加タイミングを決定す
る。
When the application of the holding current to the valve-closing electromagnet is stopped, the armature held by the valve-closing yoke starts displacing toward the valve-opening side. When the armature reaches the valve closing point d1 (time t2), a predetermined period T100
The operation timer in which is set is started. Here, the valve closing point d1 is a threshold value at which the armature reaches this point and is determined to be closed. Further, the period T100 is
This is a period calculated based on the period T11 measured by the measurement timer in the previous cycle. Period T1
1 indicates that the armature has a predetermined valve opening measurement start point d.
4 (for example, 6.5 mm to the valve-opening-side yoke) until it reaches the valve-opening point d6. The valve opening point d6 is a threshold value at which it is determined that the valve is opened when the armature reaches this point. The period T11 also changes according to the engine speed and the engine load. Therefore, the timing of applying the constant voltage to the valve-opening electromagnet in the current cycle is determined based on the displacement state of the armature in the previous cycle so as to conform to the current operation situation.

【0100】こうして、期間T100が経過したとき
(時刻t4)、開弁側電磁石に所定の定電圧が印加さ
れ、開弁側電磁石によるアマチャの吸引動作が実行され
る。定電圧の印加期間(t4〜t6)は、たとえば現在
のエンジン回転数およびエンジン負荷に基づいてマップ
を検索することにより、予め決定される。
Thus, when the period T100 has elapsed (time t4), a predetermined constant voltage is applied to the valve-opening electromagnet, and the armature is attracted by the valve-opening electromagnet. The constant voltage application period (t4 to t6) is determined in advance by searching a map based on, for example, the current engine speed and the engine load.

【0101】定電圧を印加した後、時刻t6において、
変位センサからの出力によってアマチャが着座したかど
うか判断し、着座したならば、開弁側電磁石に定電流を
通電する保持動作に切り替える。このとき、予め決めら
れた期間T110が設定された動作タイマが起動され
る。期間T110は、アマチャを開弁側に確実に着座さ
せるために一時的に大きな電流(以下、これをキャッチ
電流と呼ぶ)を通電する期間であり、エンジン負荷(P
B、θAP(アクセル開度)等)および回転数NEに基
づいて算出される。期間T110が経過した後、定電流
制御による保持動作が実行される。
After applying the constant voltage, at time t6,
It is determined whether or not the armature is seated based on the output from the displacement sensor. If the armature is seated, the operation is switched to a holding operation for supplying a constant current to the valve-opening electromagnet. At this time, an operation timer in which a predetermined period T110 is set is started. The period T110 is a period in which a large current (hereinafter, this is referred to as a catch current) is energized temporarily in order to securely seat the armature on the valve opening side, and the engine load (P
B, θAP (accelerator opening) and the like, and the rotational speed NE. After the elapse of the period T110, the holding operation by the constant current control is performed.

【0102】保持動作は、前回のサイクルで計測タイマ
によって計測された期間T20に基づいて算出された通
電停止タイミング(時刻t8)まで実行される。ここ
で、期間T20は、開弁側電磁石への保持電流の通電を
停止した時点から、アマチャが閉弁側ヨークから1mm
の地点に変位するまでの期間である。期間T20は、エ
ンジン回転数およびエンジン負荷に従って変化する。し
たがって、現在の運転状況に適合するよう、前回のサイ
クルにおけるアマチャの変位状況に基づいて今回のサイ
クルにおける開弁側電磁石への保持電流の通電停止タイ
ミングを決定する。
The holding operation is performed until the power supply stop timing (time t8) calculated based on the period T20 measured by the measurement timer in the previous cycle. Here, during the period T20, the armature is moved 1 mm from the valve-closing side yoke from the point in time when the application of the holding current to the valve-opening electromagnet is stopped.
It is the period until it is displaced to the point. The period T20 changes according to the engine speed and the engine load. Therefore, the timing of stopping the supply of the holding current to the valve-opening electromagnet in the current cycle is determined based on the displacement state of the armature in the previous cycle so as to conform to the current operation situation.

【0103】時刻t8において、開弁側電磁石への保持
電流の通電を停止すると、アマチャは閉弁側へ向かって
変位を開始する。アマチャが開弁地点d6に達したとき
(時刻t9)、予め決められた期間T200が設定され
た動作タイマが起動される。期間T200は、前回のサ
イクルにおいて計測タイマによって計測された期間T2
1に基づいて算出された期間である。ここで、期間T2
1は、アマチャが、予め決められた閉弁計測開始地点d
3(たとえば、閉弁側ヨークまで6.5mmの地点)に
達してから、閉弁地点d1に達するまでの期間である。
期間T21は、エンジン回転数およびエンジン負荷など
に従って変化する。したがって、現在の運転状況に適合
するよう、前回のサイクルにおける閉弁側へのアマチャ
の変位状況に基づいて、今回のサイクルにおける閉弁側
電磁石への定電圧印加のタイミングを決定する。
At time t8, when the application of the holding current to the valve-opening electromagnet is stopped, the armature starts to move toward the valve-closing side. When the armature reaches the valve opening point d6 (time t9), an operation timer in which a predetermined period T200 is set is started. The period T200 is a period T2 measured by the measurement timer in the previous cycle.
1 is a period calculated based on the first period. Here, the period T2
1 indicates that the armature has a predetermined valve closing measurement start point d.
3 (for example, a point 6.5 mm from the valve closing side yoke) to a valve closing point d1.
The period T21 changes according to the engine speed, the engine load, and the like. Therefore, the timing of applying a constant voltage to the valve-closing-side electromagnet in the current cycle is determined based on the state of displacement of the armature to the valve-closing side in the previous cycle so as to conform to the current operation situation.

【0104】こうして、期間T200が経過したとき
(時刻t10)、閉弁側電磁石に所定の定電圧が印加さ
れ、閉弁側電磁石によるアマチャの吸引動作が実行され
る。定電圧の印加期間(t10〜t13)は、たとえば
現在のエンジン回転数およびエンジン負荷に基づいてマ
ップを検索することにより予め決定される。
Thus, when the period T200 has elapsed (time t10), a predetermined constant voltage is applied to the valve-closing electromagnet, and the armature is attracted by the valve-closing electromagnet. The application period of the constant voltage (t10 to t13) is determined in advance by searching a map based on, for example, the current engine speed and the engine load.

【0105】定電圧を印加した後、時刻t13におい
て、変位センサからの出力によってアマチャが着座した
かどうか判断し、着座したならば、閉弁側電磁石に定電
流を通電する保持動作に切り替える。このとき、予め決
められた期間T210が設定された動作タイマが起動さ
れる。期間T210は、アマチャを閉弁側に確実に着座
させるためにキャッチ電流を通電する期間であり、エン
ジン負荷(PB、θAP等)およびエンジン回転数NE
に基づいて算出される。期間T210が経過した後、定
電流制御による保持動作が実行される。
After the constant voltage is applied, at time t13, it is determined whether or not the armature is seated based on the output from the displacement sensor. At this time, an operation timer in which a predetermined period T210 is set is started. The period T210 is a period during which a catch current is applied to reliably seat the armature on the valve closing side, and includes an engine load (PB, θAP, etc.) and an engine speed NE.
It is calculated based on After the period T210 has elapsed, the holding operation by the constant current control is performed.

【0106】このように、通常の電磁アクチュエータ動
作においては、変位センサから検出されたアマチャの変
位に基づき、かつ現在の運転状況に適合するようフィー
ドバック制御を行いつつ、電磁石への通電開始タイミン
グおよび通電停止タイミングを算出する。
As described above, in the normal operation of the electromagnetic actuator, the start of energization and the energization of the electromagnet are performed based on the displacement of the armature detected from the displacement sensor and while performing feedback control so as to be adapted to the current driving situation. Calculate the stop timing.

【0107】図13は、故障判定部42〜45によって
故障と判定された場合に、第2の通電制御部47によっ
て通電制御が実行される第1の実施例を示す図である。
波形181は、アマチャの実際の変位を示す時間波形で
ある。波形182は、開弁側電磁石に流れる電流の時間
波形を示し、波形183は、閉弁側電磁石に流れる電流
の時間波形を示す。
FIG. 13 is a diagram showing a first embodiment in which the second energization control unit 47 executes energization control when the failure judgment units 42 to 45 determine that a failure has occurred.
Waveform 181 is a time waveform showing the actual displacement of the armature. A waveform 182 shows a time waveform of a current flowing through the valve-opening electromagnet, and a waveform 183 shows a time waveform of a current flowing through the valve-closing electromagnet.

【0108】前述したように、故障と判定された場合、
故障制御部46によって、変位センサからの変位に基づ
く通電制御から、電磁石に流れる電流または/および電
圧の変化に基づく通電制御に切り替えられる。第1の実
施例によると、一方の電磁石への定電圧印加の開始タイ
ミング(すなわち、通電開始タイミング)は、他方の電
磁石への保持電流の通電を停止したタイミングに基づい
て制御される。また、アマチャを吸引する定電圧制御か
らアマチャを保持する定電流制御に切り替えるタイミン
グは、電磁石に流れる電流または電圧の変化に基づいて
アマチャの着座を検出したタイミングに基づいて制御さ
れる。
As described above, when a failure is determined,
The failure control unit 46 switches from energization control based on displacement from the displacement sensor to energization control based on a change in current or / and voltage flowing through the electromagnet. According to the first embodiment, the start timing of applying a constant voltage to one electromagnet (that is, the start timing of energization) is controlled based on the timing at which the application of the holding current to the other electromagnet is stopped. The timing of switching from the constant voltage control for attracting the armature to the constant current control for holding the armature is controlled based on the timing at which the seating of the armature is detected based on a change in current or voltage flowing through the electromagnet.

【0109】時刻t1において、閉弁側電磁石への保持
電流の通電を停止することにより、アマチャは開弁側へ
向けて変位を開始する。閉弁側電磁石への保持電流の通
電停止タイミングは、無効時間(通電終了から、アマチ
ャが着座位置から離れてある変位(たとえば、1mmの
地点)に到達するまでの時間)を考慮した通電終了タイ
ミングに基づいて決定される。ここで、無効時間は、変
位センサが正常に動作していたときに計測されたものを
使用することができる。
At time t1, by stopping the application of the holding current to the valve-closing-side electromagnet, the armature starts displacing toward the valve-opening side. The timing of stopping the supply of the holding current to the valve-closing-side electromagnet is determined by taking into account the invalid time (the time from the end of energization to the time when the armature reaches a displacement (for example, a point of 1 mm) away from the seating position). Is determined based on Here, as the invalid time, a value measured when the displacement sensor was operating normally can be used.

【0110】閉弁側電磁石への保持電流の通電停止と同
時に、期間T10が設定された動作タイマを起動する。
期間T10は、図12を参照して説明したように、変位
センサが正常に動作していたとき、すなわち第1の通電
制御部41によって電磁石への通電が制御されていたと
きのサイクルにおいて計測された期間であり、閉弁側電
磁石への保持電流の通電を停止した時点から、アマチャ
が閉弁側ヨークから1mmの地点に変位するまでの期間
を示す。期間T10が経過した時点t2において、開弁
側電磁石への定電圧印加が開始される。定電圧の印加期
間(t2〜t3)は、前述したように、たとえば現在の
エンジン回転数およびエンジン負荷に基づいてマップを
検索することにより予め決定される。
At the same time as the stoppage of the holding current to the valve-closing electromagnet, the operation timer in which the period T10 is set is started.
The period T10 is measured in a cycle when the displacement sensor is operating normally, that is, when energization of the electromagnet is controlled by the first energization control unit 41, as described with reference to FIG. The period from when the holding current to the valve-closing electromagnet is stopped to when the armature is displaced to a point 1 mm from the valve-closing yoke. At time t2 when the period T10 has elapsed, the application of the constant voltage to the valve-opening electromagnet is started. As described above, the constant voltage application period (t2 to t3) is determined in advance by searching a map based on, for example, the current engine speed and engine load.

【0111】時刻t3において、アマチャが開弁側ヨー
クに着座したかどうか判定される。着座の判定は任意の
方法で行うことができる。たとえば、アマチャが着座す
ると、着座した側の電磁石のインピーダンスが一時的に
増加するので、時刻t3において定電流制御に切り替
え、該電磁石の電圧値が所定値より高いレベルになる期
間が所定期間以上ならば着座したと判定する。または、
アマチャが着座すべき電磁石に近づくと磁束が急激に大
きくなるので、該電磁石を流れる電流に一時的な「くぼ
み」が現れる。したがって、このくぼみを検出すること
により着座を判定するようにしてもよい。
At time t3, it is determined whether the armature is seated on the valve-opening yoke. The determination of seating can be made by any method. For example, when the armature is seated, the impedance of the electromagnet on the seated side temporarily increases, so switching to the constant current control is performed at time t3. If the period during which the voltage value of the electromagnet is higher than the predetermined value is equal to or longer than the predetermined period, It is determined that the driver has been seated. Or
When the armature approaches the electromagnet to be seated, the magnetic flux rapidly increases, so that a temporary “dent” appears in the current flowing through the electromagnet. Therefore, the seating may be determined by detecting the depression.

【0112】着座と判定されたならば、期間T11が設
定された動作タイマを起動し、期間T11にわたって、
一時的に大きいキャッチ電流を電磁石に通電する。こう
して、アマチャを確実に着座させる。期間T11は、図
12を参照して説明したように、変位センサが正常に動
作しているときのサイクルにおいて計測された期間であ
り、アマチャが、予め決められた開弁計測開始地点d4
に達してから、開弁地点d6に達するまでの期間であ
る。期間T11が経過したならば、定電流制御による保
持動作に移行する。
If it is determined that the user is seated, an operation timer in which a period T11 is set is started, and over the period T11,
A large catch current is applied to the electromagnet temporarily. Thus, the armature is securely seated. The period T11 is a period measured in a cycle when the displacement sensor is operating normally, as described with reference to FIG. 12, and the armature is set at the predetermined valve opening measurement start point d4.
Is reached until the valve opening point d6 is reached. When the period T11 has elapsed, the operation shifts to a holding operation by constant current control.

【0113】バルブの閉弁動作においても同様の通電制
御が実行される。すなわち、時刻t5において、開弁側
電磁石への保持電流の通電を停止することにより、アマ
チャは閉弁側へ変位を開始する。開弁側電磁石への保持
電流の通電停止タイミングは、無効時間を考慮した通電
終了タイミングに基づいて決定される。ここで、無効時
間は、変位センサが正常に動作していたときに計測され
たものを使用することができる。
The same energization control is performed in the valve closing operation. That is, at time t5, the armature starts displacing to the valve closing side by stopping the supply of the holding current to the valve opening side electromagnet. The timing of stopping the supply of the holding current to the valve-opening electromagnet is determined based on the timing of stopping the supply of electricity in consideration of the invalid time. Here, as the invalid time, a value measured when the displacement sensor was operating normally can be used.

【0114】開弁側電磁石への保持電流の通電停止と同
時に、期間T20が設定された動作タイマが起動され
る。期間T20は、図12を参照して説明したように、
変位センサが正常に動作しているときのサイクルにおい
て計測された期間であり、開弁側電磁石への保持電流の
通電を停止した時点から、アマチャが閉弁側ヨークから
1mmの地点に変位するまでの期間を示す。期間T20
が経過した時点t6において、閉弁側電磁石への定電圧
印加を開始する。定電圧の印加期間(t6〜t7)は、
前述したように、たとえば現在のエンジン回転数および
エンジン負荷に基づいてマップを検索することにより予
め決定される。
At the same time as the stoppage of the holding current to the valve-opening electromagnet, the operation timer in which the period T20 is set is started. The period T20 is, as described with reference to FIG.
This is the period measured in the cycle when the displacement sensor is operating normally, from the time when the holding current to the valve-opening electromagnet is stopped to the time when the armature is displaced to a point 1 mm from the valve-closing yoke. Is shown. Period T20
At the time point t6 when the time has elapsed, the application of the constant voltage to the valve-closing-side electromagnet is started. The application period of the constant voltage (t6 to t7)
As described above, for example, it is determined in advance by searching a map based on the current engine speed and the engine load.

【0115】時刻t7において、アマチャが閉弁側ヨー
クに着座したかどうか判定される。着座の判定は、前述
したのと同じ方法で行うことができる。着座と判定され
たならば、期間T21が設定された動作タイマを起動
し、期間T21にわたって、一時的に大きいキャッチ電
流を閉弁側電磁石に通電する。こうして、アマチャを確
実に着座させる。期間T21は、図12を参照して説明
したように、変位センサが正常に動作しているときのサ
イクルにおいて計測された期間であり、アマチャが、予
め決められた閉弁計測開始地点d3に達してから、閉弁
地点d1に達するまでの期間である。期間T21が経過
したならば、定電流制御による保持動作に移行する。
At time t7, it is determined whether the armature has been seated on the valve closing yoke. The determination of seating can be made in the same manner as described above. If it is determined that the user is seated, an operation timer for which the period T21 is set is started, and a large catch current is temporarily supplied to the valve-closing electromagnet over the period T21. Thus, the armature is securely seated. The period T21 is a period measured in a cycle when the displacement sensor is operating normally, as described with reference to FIG. 12, and the armature reaches the predetermined valve closing measurement start point d3. After that, it is a period until reaching the valve closing point d1. When the period T21 has elapsed, the operation shifts to a holding operation by constant current control.

【0116】図14は、故障判定部42〜45によって
故障と判定された場合に、第2の通電制御部によって通
電制御が実行される第2の実施例を示す図である。波形
181は、アマチャの実際の変位を示す時間波形であ
る。波形184は、開弁側電磁石に流れる電流の時間波
形を示し、波形185は、開弁側電磁石の電圧の時間波
形を示す。波形186は、閉弁側電磁石に流れる電流の
時間波形を示し、波形187は、閉弁側電磁石の電圧の
時間波形を示す。
FIG. 14 is a diagram showing a second embodiment in which the second energization control section executes the energization control when the failure judgment sections 42 to 45 determine that a failure has occurred. Waveform 181 is a time waveform showing the actual displacement of the armature. A waveform 184 shows a time waveform of a current flowing through the valve-opening electromagnet, and a waveform 185 shows a time waveform of a voltage of the valve-opening electromagnet. A waveform 186 shows a time waveform of a current flowing through the valve closing electromagnet, and a waveform 187 shows a time waveform of a voltage of the valve closing electromagnet.

【0117】第2の実施例が第1の実施例と異なる点
は、一方の電磁石への定電圧印加の開始タイミングが、
他方の電磁石への保持電流の通電停止タイミングではな
く、他方の電磁石からのアマチャの開放時点を基準に制
御されることである。アマチャの開放を任意の方法で実
行することができる。この実施例においては、電磁石の
電圧変化に基づいてアマチャの開放を判定する。
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the start timing of applying a constant voltage to one electromagnet is different from that of the first embodiment.
The control is based not on the timing of stopping the supply of the holding current to the other electromagnet but on the time of opening the armature from the other electromagnet. The opening of the armature can be performed in any manner. In this embodiment, the opening of the armature is determined based on the voltage change of the electromagnet.

【0118】時刻t1において、閉弁側電磁石への保持
電流の通電を停止する。閉弁側電磁石への保持電流の通
電停止タイミングは、無効時間を考慮した通電終了タイ
ミングに基づいて決定される。ここで、無効時間は、変
位センサが正常に動作していたときに計測されたものを
使用することができる。通電を停止すると、参照番号1
91によって示されるように、閉弁側電磁石には逆起電
力が発生する。その後、アマチャがばねの力で開弁側ヨ
ークに向けて変位を開始すると、アマチャの変位によっ
てアマチャと閉弁側ヨークとの間の空隙に発生する磁束
が変化するので、これに伴う逆起電力が発生する。その
結果、通電停止によってマイナス側に低下した電圧値
は、この逆起電力によりプラス側に向かって変化する
(参照番号192)。したがって、この電圧変化を検出
することにより、アマチャの開放を判定することができ
る。
At time t1, the supply of the holding current to the valve-closing electromagnet is stopped. The timing for stopping the supply of the holding current to the valve-closing electromagnet is determined based on the timing for stopping the supply of current in consideration of the invalid time. Here, as the invalid time, a value measured when the displacement sensor was operating normally can be used. When energization stops, reference number 1
As indicated by 91, a back electromotive force is generated in the valve closing electromagnet. Thereafter, when the armature starts displacing toward the valve-opening yoke by the force of the spring, the magnetic flux generated in the gap between the armature and the valve-closing-side yoke changes due to the displacement of the armature. Occurs. As a result, the voltage value lowered to the negative side due to the stop of the power supply changes toward the positive side due to the back electromotive force (reference numeral 192). Therefore, opening of the armature can be determined by detecting this voltage change.

【0119】時刻t11においてアマチャの開放が判定
されたことに応答して、期間T10が設定された動作タ
イマが起動される。期間T10は、前述したように、変
位センサが正常に動作しているときのサイクルにおいて
計測された期間であり、閉弁側電磁石への保持電流の通
電を停止した時点から、アマチャが閉弁側ヨークから1
mmの地点に変位するまでの期間を示す。期間T10が
経過した時点t2において、開弁側電磁石への定電圧印
加を開始する。定電圧の印加期間(t2〜t3)は、前
述したように、たとえば現在のエンジン回転数およびエ
ンジン負荷に基づいてマップを検索することにより予め
決定される。
In response to the determination that the armature is released at time t11, the operation timer in which the period T10 is set is started. As described above, the period T10 is a period measured in a cycle when the displacement sensor is operating normally, and from the time when the supply of the holding current to the valve-closing side electromagnet is stopped, the armature is closed. 1 from York
It shows a period until it is displaced to the point of mm. At a time point t2 when the period T10 has elapsed, the application of a constant voltage to the valve-opening electromagnet is started. As described above, the constant voltage application period (t2 to t3) is determined in advance by searching a map based on, for example, the current engine speed and engine load.

【0120】時刻t3において、図13を参照して説明
したのと同様の方法でアマチャが開弁側ヨークに着座し
たかどうか判定される。着座したと判定されたならば、
期間T11が設定された動作タイマを起動し、期間T1
1にわたって、一時的に大きいキャッチ電流を電磁石に
通電する。こうして、アマチャを確実に着座させる。期
間T11は、図12を参照して説明したように、変位セ
ンサが正常に動作しているときのサイクルにおいて計測
された期間であり、アマチャが、予め決められた開弁計
測開始地点d3に達してから、開弁地点d6に達するま
での期間である。期間T11が経過したならば、定電流
制御による保持動作に移行する。
At time t3, it is determined whether the armature is seated on the valve-opening yoke in the same manner as described with reference to FIG. If you are determined to be seated,
The operation timer in which the period T11 is set is started, and the period T1 is started.
For one, a large catch current is temporarily supplied to the electromagnet. Thus, the armature is securely seated. The period T11 is a period measured in a cycle when the displacement sensor is operating normally, as described with reference to FIG. 12, and the armature reaches the predetermined valve opening measurement start point d3. This is a period from when the valve opening point d6 is reached. When the period T11 has elapsed, the operation shifts to a holding operation by constant current control.

【0121】バルブの閉弁動作においても同様の通電制
御が実行される。すなわち、時刻t5において、開弁側
電磁石への保持電流の通電を停止すると、開弁側電磁石
には逆起電力が発生する。アマチャは、ばねの力で閉弁
側ヨークに向けて変位を開始する。アマチャと開弁側ヨ
ークとの間の空隙に発生する磁束が変化するので、これ
に伴う逆起電力が発生する。その結果、通電停止によっ
てマイナス側に低下した電圧値は、この逆起電力により
プラス側に向かって変化する。この電圧変化を検出する
ことにより、アマチャの開放が判定される。
The same energization control is performed in the valve closing operation. That is, at time t5, when the application of the holding current to the valve-opening electromagnet is stopped, a back electromotive force is generated in the valve-opening electromagnet. The armature starts to be displaced toward the valve closing yoke by the force of the spring. Since the magnetic flux generated in the gap between the armature and the valve-opening side yoke changes, back electromotive force is generated accordingly. As a result, the voltage value lowered to the negative side due to the stop of the power supply changes toward the positive side due to the back electromotive force. By detecting this voltage change, the opening of the armature is determined.

【0122】時刻t55においてアマチャの開放が判定
されたことに応答して、期間T20が設定された動作タ
イマが起動される。期間T20は、前述したように、変
位センサが正常に動作しているときのサイクルにおいて
計測された期間であり、開弁側電磁石への保持電流の通
電を停止した時点から、アマチャが閉弁側ヨークから1
mmの地点に変位するまでの期間を示す。期間T20が
経過した時点t6において、閉弁側電磁石への定電圧の
印加を開始する。定電圧の印加期間(t6〜t7)は、
前述したように、たとえば現在のエンジン回転数および
エンジン負荷に基づいてマップを検索することにより予
め決定される。
In response to the determination that the armature is released at time t55, the operation timer in which the period T20 is set is started. As described above, the period T20 is a period measured in a cycle when the displacement sensor is operating normally, and from the time when the supply of the holding current to the valve-opening electromagnet is stopped, the armature is closed. 1 from York
It shows a period until it is displaced to the point of mm. At a time point t6 when the period T20 has elapsed, application of a constant voltage to the valve-closing-side electromagnet is started. The application period of the constant voltage (t6 to t7)
As described above, for example, it is determined in advance by searching a map based on the current engine speed and the engine load.

【0123】時刻t7において、図13を参照して説明
したのと同様の方法で、アマチャが閉弁側ヨークに着座
したかどうか判定される。着座したと判定されたなら
ば、期間T21が設定された動作タイマを起動し、期間
T21にわたって、一時的に大きいキャッチ電流を閉弁
側電磁石に通電する。こうして、アマチャを確実に着座
させる。期間T21は、図12を参照して説明したよう
に、変位センサが正常に動作しているときのサイクルに
おいて計測された期間であり、アマチャが、予め決めら
れた閉弁計測開始地点d3に達してから、閉弁地点d1
に達するまでの期間である。期間T21が経過したなら
ば、定電流制御による保持動作に移行する。
At time t7, it is determined whether or not the armature has been seated on the valve closing yoke in the same manner as described with reference to FIG. If it is determined that the user is seated, an operation timer in which the period T21 is set is started, and a large catch current is temporarily supplied to the valve-closing-side electromagnet over the period T21. Thus, the armature is securely seated. The period T21 is a period measured in a cycle when the displacement sensor is operating normally, as described with reference to FIG. 12, and the armature reaches the predetermined valve closing measurement start point d3. And then close the valve d1
Until it reaches. When the period T21 has elapsed, the operation shifts to a holding operation by constant current control.

【0124】図15は、図13を参照して説明した、こ
の発明の第1の実施例に従う故障判定時の通電制御を示
すフローチャートである。簡単にするため、図15のフ
ローは、図13の時刻t1〜t4におけるバルブの開弁
動作の部分を示す。しかし、時刻t5〜t8におけるバ
ルブの閉弁動作についても、同様のフローが適用され
る。また、このフローは、たとえば100ミリ秒間隔で
繰り返し実行される。
FIG. 15 is a flowchart showing the energization control at the time of failure determination according to the first embodiment of the present invention, described with reference to FIG. For simplicity, the flow of FIG. 15 shows a part of the valve opening operation at times t1 to t4 in FIG. However, the same flow is applied to the valve closing operation at the times t5 to t8. This flow is repeatedly executed at intervals of, for example, 100 milliseconds.

【0125】ステップ201において、電磁石への保持
電流の通電停止タイミング(図13の時刻t1)が到来
したかどうか判断する。通電停止タイミングが到来した
ならば、閉弁側電磁石への保持電流の通電を停止すると
同時に、期間T10が設定された動作タイマを起動する
(211)。次にこのルーチンに入ったときに、期間T
10が経過したかどうか判断する。期間T10が経過し
たならば、所定期間(時刻t2〜t3)、開弁側電磁石
に定電圧を印加し(212)、アマチャの吸引動作を実
行する。
In step 201, it is determined whether or not the timing of stopping the supply of the holding current to the electromagnet (time t1 in FIG. 13) has arrived. When the power supply stop timing comes, the supply of the holding current to the valve-closing electromagnet is stopped, and at the same time, an operation timer in which the period T10 is set is started (211). The next time this routine is entered, the period T
It is determined whether 10 has elapsed. When the period T10 has elapsed, a constant voltage is applied to the valve-opening electromagnet for a predetermined period (time t2 to t3) (212), and the armature is attracted.

【0126】次にこのルーチンに入ったときに、アマチ
ャが開弁側ヨークに着座したかどうか判断する(20
3)。アマチャが着座したと判定されたならば、期間T
11が設定された動作タイマを起動すると同時に、開弁
側電磁石にキャッチ電流を通電する(213)。これに
より、アマチャは開弁側ヨークに確実に着座される。次
にこのルーチンに入ったときに、期間T11が経過した
かどうか判断する。期間T11が経過したならば、開弁
側電磁石に保持電流を通電し(214)、アマチャの保
持動作を実行する。
Next, when entering this routine, it is determined whether or not the armature is seated on the valve opening side yoke (20).
3). If it is determined that the armature is seated, the period T
At the same time as when the operation timer 11 is started, a catch current is supplied to the valve-opening electromagnet (213). Thus, the armature is securely seated on the valve-opening yoke. Next, when entering this routine, it is determined whether or not the period T11 has elapsed. When the period T11 has elapsed, a holding current is supplied to the valve-opening electromagnet (214), and the armature is held.

【0127】図16は、図14を参照して説明した、こ
の発明の第2の実施例に従う故障判定時の通電制御を示
すフローチャートである。簡単にするため、図16のフ
ローは、図14の時刻t1〜t4におけるバルブの開弁
動作の部分を示す。しかし、時刻t5〜t8におけるバ
ルブの閉弁動作についても、同様のフローが適用され
る。このフローも、たとえば100ミリ秒間隔で繰り返
し実行される。
FIG. 16 is a flowchart showing the energization control at the time of failure determination according to the second embodiment of the present invention, described with reference to FIG. For simplicity, the flow of FIG. 16 shows a part of the valve opening operation at times t1 to t4 in FIG. However, the same flow is applied to the valve closing operation at the times t5 to t8. This flow is also repeatedly executed at intervals of, for example, 100 milliseconds.

【0128】ステップ301において、電磁石への保持
電流の通電停止タイミング(時刻t1)が到来したかど
うか判断する。時刻t1が到来したならば、閉弁側電磁
石への保持電流の通電を停止する(311)。次にこの
ルーチンに入ったとき、ステップ302において、アマ
チャが開弁側ヨークから開放されたかどうか判断する
(302)。アマチャが開放されたならば、期間T10
が設定された動作タイマを起動する(312)。次にこ
のルーチンに入ったときに、期間T10が経過したかど
うか判断する(303)。期間T10が経過したなら
ば、所定期間(時刻t2〜t3)、開弁側電磁石に定電
圧を印加し(313)、アマチャの吸引動作を実行す
る。
In step 301, it is determined whether or not the timing of stopping the supply of the holding current to the electromagnet (time t1) has come. When the time t1 has come, the supply of the holding current to the valve-closing-side electromagnet is stopped (311). Next, when the routine is entered, it is determined in step 302 whether the armature has been released from the valve opening side yoke (302). If the armature is released, the period T10
Then, the operation timer in which is set is started (312). Next, when entering this routine, it is determined whether or not the period T10 has elapsed (303). When the period T10 has elapsed, a constant voltage is applied to the valve-opening electromagnet for a predetermined period (time t2 to t3) (313), and the armature is attracted.

【0129】次にこのルーチンに入ったとき、アマチャ
が着座したかどうか判断する(304)。アマチャが着
座したと判定されたならば、期間T11が設定された動
作タイマを起動すると同時に、開弁側電磁石にキャッチ
電流を通電する(314)。これにより、アマチャは開
弁側ヨークに確実に着座される。次にこのルーチンに入
ったときに、期間T11が経過したかどうか判断する。
期間T11が経過したならば、開弁側電磁石に保持電流
を通電し(316)、アマチャの保持動作を実行する。
Next, when entering this routine, it is determined whether or not the armature is seated (304). If it is determined that the armature is seated, the operation timer in which the period T11 is set is started, and at the same time, a catch current is supplied to the valve-opening electromagnet (314). Thus, the armature is securely seated on the valve-opening yoke. Next, when entering this routine, it is determined whether or not the period T11 has elapsed.
When the period T11 has elapsed, a holding current is supplied to the valve-opening electromagnet (316), and the armature is held.

【0130】こうして、変位センサによってアマチャの
変位を検出することができない場合には、電磁石に流れ
る電流および/または電圧の変化に基づいて電磁アクチ
ュエータの駆動を制御することができるので、変位セン
サに故障が生じた場合であっても自走が可能となる。
When the displacement of the armature cannot be detected by the displacement sensor, the driving of the electromagnetic actuator can be controlled based on the change in the current and / or the voltage flowing through the electromagnet. Self-propelled is possible even when the occurrence of

【0131】[0131]

【発明の効果】この発明によると、所定のタイミングに
おいて変位センサの出力を検査するので、早期にかつ確
実に変位センサの故障を発見することができる。さら
に、この発明によると、変位センサの故障と判定された
場合でもエンジンの動作を継続させることができる。
According to the present invention, since the output of the displacement sensor is inspected at a predetermined timing, a failure of the displacement sensor can be found early and surely. Further, according to the present invention, even when it is determined that the displacement sensor has failed, the operation of the engine can be continued.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施例における電磁アクチュエー
タおよびその制御装置の全体を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing an entire electromagnetic actuator and its control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の一実施例における電磁アクチュエー
タの機械的構造を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a mechanical structure of an electromagnetic actuator according to one embodiment of the present invention.

【図3】この発明の一実施例における変位センサの機械
的構造を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a mechanical structure of a displacement sensor according to one embodiment of the present invention.

【図4】この発明の一実施例における(a)永久磁石、
および(b)永久磁石の変位と磁束密度の関係を示す
図。
FIG. 4 shows (a) a permanent magnet according to an embodiment of the present invention;
And (b) is a diagram showing the relationship between the displacement of the permanent magnet and the magnetic flux density.

【図5】この発明の一実施例における、変位センサの正
常時の出力特性、および故障時の出力特性を示すグラ
フ。
FIG. 5 is a graph showing an output characteristic of the displacement sensor in a normal state and an output characteristic of a displacement sensor in a failure in one embodiment of the present invention.

【図6】この発明の一実施例における変位センサの故障
制御装置の機能ブロック図。
FIG. 6 is a functional block diagram of a displacement sensor failure control device according to an embodiment of the present invention.

【図7】この発明の一実施例における、センサ出力の中
点出力、開側出力、閉側出力および開閉出力に基づいて
設定された所定範囲の例を示すグラフ。
FIG. 7 is a graph showing an example of a predetermined range set based on a middle point output, an open side output, a close side output, and an open / close output of a sensor output in one embodiment of the present invention.

【図8】この発明の一実施例における、センサ出力の中
点出力によって変位センサの故障を判定する方法を示す
フローチャート。
FIG. 8 is a flowchart illustrating a method for determining a failure of a displacement sensor based on a midpoint output of a sensor output according to an embodiment of the present invention.

【図9】この発明の一実施例における、センサ出力の開
側出力によって変位センサの故障を判定する方法を示す
フローチャート。
FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of determining a failure of a displacement sensor based on an open output of a sensor output according to an embodiment of the present invention.

【図10】この発明の一実施例における、センサ出力の
閉側出力によって変位センサの故障を判定する方法を示
すフローチャート。
FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of determining a failure of a displacement sensor based on a closed output of a sensor output according to an embodiment of the present invention.

【図11】この発明の一実施例における、センサ出力の
開閉側出力によって変位センサの故障を判定する方法を
示すフローチャート。
FIG. 11 is a flowchart illustrating a method for determining a failure of a displacement sensor based on an open / close output of a sensor output according to an embodiment of the present invention.

【図12】この発明の一実施例における、変位センサか
らの出力に基づいて電磁石の通電を制御する手法を示す
図。
FIG. 12 is a diagram showing a method for controlling energization of an electromagnet based on an output from a displacement sensor in one embodiment of the present invention.

【図13】この発明の一実施例における、変位センサに
ついて故障と判定された場合に、電磁石の電流値および
電圧値の変化に基づいて電磁石の通電を制御する手法を
示す図。
FIG. 13 is a diagram showing a method for controlling energization of the electromagnet based on changes in the current value and the voltage value of the electromagnet when it is determined that the displacement sensor has failed in one embodiment of the present invention.

【図14】この発明の他の実施例における、変位センサ
について故障と判定された場合に、電磁石の電流値およ
び電圧値の変化に基づいて電磁石の通電を制御する手法
を示す図。
FIG. 14 is a diagram showing a method for controlling energization of the electromagnet based on changes in the current value and the voltage value of the electromagnet when it is determined that the displacement sensor has failed in another embodiment of the present invention.

【図15】この発明の一実施例における、変位センサに
ついて故障と判定された場合に電磁石の電流値および電
圧値の変化に基づいて通電を制御する方法を示すフロー
チャート。
FIG. 15 is a flowchart illustrating a method for controlling energization based on changes in the current value and voltage value of the electromagnet when it is determined that the displacement sensor has failed in one embodiment of the present invention.

【図16】この発明の他の実施例における、変位センサ
について故障と判定された場合に電磁石の電流値および
電圧値の変化に基づいて通電を制御する方法を示すフロ
ーチャート。
FIG. 16 is a flowchart showing a method for controlling energization based on changes in the current value and voltage value of an electromagnet when a displacement sensor is determined to be faulty in another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

41 第1の通電制御部 42〜45 故障
判定部 46 故障制御部 47 第2
の通電制御部 65 変位センサ 77 駆動
回路
41 first energization control unit 42 to 45 failure determination unit 46 failure control unit 47 second
Energization control section 65 displacement sensor 77 drive circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 41/22 320 F02D 41/22 320 G01B 7/00 G01B 7/00 Z (72)発明者 小沢 英隆 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 Fターム(参考) 2F063 AA02 BA06 CA02 CB01 DA01 DA05 DD02 GA52 KA04 KA05 LA15 LA23 3G018 AB08 AB16 BA38 CA12 DA66 EA02 EA17 EA21 EA22 EA24 FA01 FA06 FA07 GA39 3G092 AA01 AA11 DA01 DA02 DA07 DF05 DG09 EA11 3G301 HA01 HA19 JA13 JA20 JB01 JB08 JB09 JB10 LA07 LC01 LC10 NA08 NB06 NB11 NB20 NE17 NE19 PE01Z PE08Z PF16Z PG02Z 5H540 AA10 BA10 BB06 BB09 CC02 EE05 EE09 EE11 FA03 GG01──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02D 41/22 320 F02D 41/22 320 G01B 7/00 G01B 7/00 Z (72) Inventor Hidetaka Ozawa Saitama 1-4-1, Chuo, Wako, F-term F-term in Honda R & D Co., Ltd. (Reference) 2F063 AA02 BA06 CA02 CB01 DA01 DA05 DD02 GA52 KA04 KA05 LA15 LA23 3G018 AB08 AB16 BA38 CA12 DA66 EA02 EA17 EA21 EA22 EA24 FA01 FA06 FA07 GA39 3G092 AA01 AA11 DA01 DA02 DA07 DF05 DG09 EA11 3G301 HA01 HA19 JA13 JA20 JB01 JB08 JB09 JB10 LA07 LC01 LC10 NA08 NB06 NB11 NB20 NE17 NE19 PE01Z PE08Z PF16Z PG02Z 5H540 AA10 BA10 BB06 BB09 CC09

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】変位可能な機械要素と、 前記機械要素の変位を検出する変位センサと、 所定のタイミングにおける前記変位センサからの出力
が、該所定のタイミングに基づいて設定された所定範囲
内に無いとき、前記変位センサに故障が生じたと判定す
る故障判定手段と、 を備える変位センサの故障制御装置。
1. A displaceable mechanical element, a displacement sensor for detecting a displacement of the mechanical element, and an output from the displacement sensor at a predetermined timing within a predetermined range set based on the predetermined timing. A failure determination unit that determines that a failure has occurred in the displacement sensor when there is no failure sensor.
【請求項2】対向する方向に働く一対のばね、該ばねに
連結され、非動作状態で該ばねにより与えられる中立位
置に支持される、前記機械要素に連結されたアマチャ、
および該アマチャを2つの終端位置の間で変位させる一
対の電磁石を有する電磁アクチュエータを備え、 前記変位センサは、前記アマチャの変位を検出すること
により前記機械要素の変位を検出する請求項1に記載の
変位センサの故障制御装置。
2. A pair of springs working in opposite directions, an armature coupled to said spring and coupled to said mechanical element in a non-operating state and supported in a neutral position provided by said spring.
And an electromagnetic actuator having a pair of electromagnets for displacing the armature between two terminal positions, wherein the displacement sensor detects displacement of the armature by detecting displacement of the armature. Control device for displacement sensor.
【請求項3】前記所定のタイミングは、前記電磁アクチ
ュエータが起動されたタイミングを含み、前記所定範囲
が、前記アマチャの中立位置に基づいて設定される請求
項2に記載の変位センサの故障制御装置。
3. The displacement control device according to claim 2, wherein the predetermined timing includes a timing at which the electromagnetic actuator is activated, and the predetermined range is set based on a neutral position of the armature. .
【請求項4】前記所定のタイミングは、前記一対の電磁
石の一方に保持されたアマチャが開放されるタイミング
を含み、前記所定範囲が、予め決められた標準値に基づ
いて設定される請求項2に記載のアクチュエータ制御装
置。
4. The predetermined timing includes a timing at which an armature held by one of the pair of electromagnets is opened, and the predetermined range is set based on a predetermined standard value. 7. The actuator control device according to claim 1.
【請求項5】前記所定のタイミングは、前記一対の電磁
石の一方に保持されたアマチャが開放されるタイミング
および前記一対の電磁石の他方に保持されたアマチャが
開放されるタイミングを含み、前記所定範囲が、前記電
磁石の一方に保持されたアマチャが開放されるタイミン
グについて予め決められた標準値および前記電磁石の他
方に保持されたアマチャが開放されるタイミングについ
て予め決められた標準値に基づいて設定される請求項2
に記載の変位センサの故障制御装置。
5. The predetermined timing includes a timing at which an armature held by one of the pair of electromagnets is opened and a timing at which an armature held by the other of the pair of electromagnets is opened, Is set based on a predetermined standard value for the timing at which the armature held on one of the electromagnets is opened, and based on a predetermined standard value for the timing at which the armature held on the other of the electromagnets is opened. Claim 2
4. The failure sensor for a displacement sensor according to claim 1.
【請求項6】前記標準値は、前記変位センサが正常に動
作しているときに、前記所定のタイミングで検出される
センサ出力に基づいて予め決められる請求項4または請
求項5に記載の変位センサの故障制御装置。
6. The displacement according to claim 4, wherein the standard value is predetermined based on a sensor output detected at the predetermined timing when the displacement sensor is operating normally. Sensor failure control device.
【請求項7】前記変位センサからの出力に基づいて前記
電磁石への通電を制御する第1の通電制御手段と、前記
電磁石の電流および電圧のいずれかまたは両方の変化に
基づいて該電磁石への通電を制御する第2の通電制御手
段とを備え、 前記故障判定手段によって故障と判定されたならば、前
記第1の通電制御手段による通電制御を禁止して、前記
第2の通電制御手段による通電制御を実行する故障制御
手段を備える請求項2に記載の変位センサの故障制御装
置。
7. A first energization control means for controlling energization of the electromagnet based on an output from the displacement sensor, and a power supply to the electromagnet based on a change in one or both of current and voltage of the electromagnet. A second energization control unit for controlling energization, wherein if the failure determination unit determines that a failure has occurred, the energization control by the first energization control unit is prohibited, and the second energization control unit The failure control device for a displacement sensor according to claim 2, further comprising a failure control unit configured to execute the energization control.
【請求項8】前記第2の通電制御手段は、前記電磁石の
一方にアマチャを保持するための通電を停止し、該通電
停止から所定期間経過後に、前記電磁石の他方にアマチ
ャを吸引させるための通電を開始する請求項7に記載の
変位センサの故障制御装置。
8. The second energization control means stops the energization for holding the armature on one of the electromagnets and, after a predetermined period from the energization stop, causes the other of the electromagnets to attract the armature. The failure sensor for a displacement sensor according to claim 7, wherein energization is started.
【請求項9】前記第2の通電制御手段は、前記アマチャ
を保持していた一方の電磁石の電圧変化を検出すること
により該アマチャの開放を判定し、該アマチャ開放が判
定されてから所定期間経過後に、前記電磁石の他方にア
マチャを吸引させるための通電を開始する請求項7に記
載の変位センサの故障制御装置。
9. The second energization control means determines the opening of the armature by detecting a voltage change of one of the electromagnets holding the armature, and determines whether the armature has been opened for a predetermined period of time. The failure sensor for a displacement sensor according to claim 7, wherein after the lapse of time, energization for causing the other of the electromagnets to attract the armature is started.
【請求項10】前記第2の通電制御手段は、前記アマチ
ャが吸引される一方の電磁石の電流または電圧変化を検
出することにより該アマチャの該電磁石への着座を判定
し、該アマチャの着座が判定されたことに応答して、該
電磁石への通電を、アマチャを吸引するための通電から
アマチャを保持するための通電に切り替える請求項7に
記載の電磁アクチュエータ制御装置。
10. The second energization control means determines whether the armature is seated on the electromagnet by detecting a change in current or voltage of one of the electromagnets from which the armature is attracted, and determines whether the armature is seated on the electromagnet. 8. The electromagnetic actuator control device according to claim 7, wherein, in response to the determination, energization of the electromagnet is switched from energization for attracting the armature to energization for holding the armature.
【請求項11】前記変位センサは、前記機械要素に連結
して設けられ、該機械要素の変位方向に磁化された磁石
と、前記磁石からの磁束を検知して、検知した磁束量に
応じたセンサ出力を出力する磁気センサとを備えてお
り、該磁気センサ出力に基づいて、前記機械要素の変位
を検出する請求項1または請求項2に記載の変位センサ
の故障制御装置。
11. The displacement sensor is connected to the machine element, and detects a magnet magnetized in a displacement direction of the machine element and a magnetic flux from the magnet, and detects a magnet according to the detected magnetic flux amount. The failure control device for a displacement sensor according to claim 1, further comprising: a magnetic sensor that outputs a sensor output; and detecting a displacement of the mechanical element based on the magnetic sensor output.
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