JPH09317570A - ステップモータ式egr弁の故障診断装置 - Google Patents
ステップモータ式egr弁の故障診断装置Info
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- JPH09317570A JPH09317570A JP8131560A JP13156096A JPH09317570A JP H09317570 A JPH09317570 A JP H09317570A JP 8131560 A JP8131560 A JP 8131560A JP 13156096 A JP13156096 A JP 13156096A JP H09317570 A JPH09317570 A JP H09317570A
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- Japan
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- egr valve
- motor
- step motor
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ステップモータ式EGR弁のコイルに発生す
る逆起電力を検出し、検出信号を正常時の信号と比較す
ることにより故障診断を行うこと。 【解決手段】 励磁コイルとこのコイルの起磁力により
回転されるロータを有するステップモータ方式のEGR
弁において、コイルの端子電圧を検出する手段と、検出
信号よりEGR弁の故障を判断する手段とを有する構成
とする。
る逆起電力を検出し、検出信号を正常時の信号と比較す
ることにより故障診断を行うこと。 【解決手段】 励磁コイルとこのコイルの起磁力により
回転されるロータを有するステップモータ方式のEGR
弁において、コイルの端子電圧を検出する手段と、検出
信号よりEGR弁の故障を判断する手段とを有する構成
とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関等に使用
するEGR弁の故障診断技術に関する。
するEGR弁の故障診断技術に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車用内燃機関に代表される多くの内
燃機関では、排気低減を主目的としたEGRが従来から
使用されている。近年、ステップモータ方式EGR弁と
電子制御を組み合わせることにより、運転領域ごとにき
め細かにEGR量を制御するEGR装置が考案されてい
る。ところで、ステップモータの制御装置としては、特
開平7−288999号公報がある。図6に、そのステ
ップモータと駆動回路を示す。ステップモータ30の4
相励磁コイルA〜Dは、それぞれドライブ60A〜60
Dと接続され、各ドライブには共通の駆動電圧Vが印加
される。ダイオードと抵抗からなる、サージ吸収回路5
0A〜50Dは励磁コイルと並列に接続される。
燃機関では、排気低減を主目的としたEGRが従来から
使用されている。近年、ステップモータ方式EGR弁と
電子制御を組み合わせることにより、運転領域ごとにき
め細かにEGR量を制御するEGR装置が考案されてい
る。ところで、ステップモータの制御装置としては、特
開平7−288999号公報がある。図6に、そのステ
ップモータと駆動回路を示す。ステップモータ30の4
相励磁コイルA〜Dは、それぞれドライブ60A〜60
Dと接続され、各ドライブには共通の駆動電圧Vが印加
される。ダイオードと抵抗からなる、サージ吸収回路5
0A〜50Dは励磁コイルと並列に接続される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のステップモータ式EGR弁にあっては、EG
R弁の実際のリフト量をモニタできない構成となってい
たため、万一、EGR弁の開固着等の故障が発生した際
に故障診断ができず、通常EGRを導入しない高負荷領
域でもEGRガスが導入されるため、排気性能の悪化、
エンジンの燃焼悪化による運転性の悪化が発生するとい
う問題点があった。
うな従来のステップモータ式EGR弁にあっては、EG
R弁の実際のリフト量をモニタできない構成となってい
たため、万一、EGR弁の開固着等の故障が発生した際
に故障診断ができず、通常EGRを導入しない高負荷領
域でもEGRガスが導入されるため、排気性能の悪化、
エンジンの燃焼悪化による運転性の悪化が発生するとい
う問題点があった。
【0004】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、ステップモータ式EGR弁のコイ
ルに発生する逆起電力を検出し、検出信号を正常時の信
号と比較することにより故障診断を行うことにより、上
記問題点を解決することを目的としている。
してなされたもので、ステップモータ式EGR弁のコイ
ルに発生する逆起電力を検出し、検出信号を正常時の信
号と比較することにより故障診断を行うことにより、上
記問題点を解決することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、励磁コイルとこのコイルの起磁力により回転
されるロータを有するステップモータ方式のEGR弁に
おいて、コイルの端子電圧を検出する手段と、検出信号
よりEGR弁の故障を判断する手段とを有する構成とす
る。
するため、励磁コイルとこのコイルの起磁力により回転
されるロータを有するステップモータ方式のEGR弁に
おいて、コイルの端子電圧を検出する手段と、検出信号
よりEGR弁の故障を判断する手段とを有する構成とす
る。
【0006】また、本発明は、モータ作動時に、励磁し
ていないコイルに発生する逆起電力を検出し、EGR弁
の作動・非作動を判別する構成とする。
ていないコイルに発生する逆起電力を検出し、EGR弁
の作動・非作動を判別する構成とする。
【0007】また、本発明は、故障診断判別時期をイニ
シャライズ時とする。
シャライズ時とする。
【0008】また、本発明は、故障診断をエンジン運転
中に定期的に行うように構成する。
中に定期的に行うように構成する。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
に基づいて詳細に説明する。
【0010】図1は、本発明の一実施形態を示す図であ
る。まず、構成を説明すると、コントロールユニット1
にはエアフロメータ3からの空気量信号、エンジン回転
数センサからのエンジン回転数信号、アクセル開度セン
サからの負荷信号が入力され、予め設定したマップデー
タよりEGR弁ステップ数(開度)を検索し、ステップ
モータ式EGR弁4に駆動信号を送る。また、このステ
ップモータ式EGR弁4のコイル端子電圧信号がコント
ロールユニット1に入力される。なお、図1において、
参照番号5はエンジン、6はEGR通路、7は吸気通
路、8は排気通路、9はコレクタ、10は吸気絞り弁で
ある。
る。まず、構成を説明すると、コントロールユニット1
にはエアフロメータ3からの空気量信号、エンジン回転
数センサからのエンジン回転数信号、アクセル開度セン
サからの負荷信号が入力され、予め設定したマップデー
タよりEGR弁ステップ数(開度)を検索し、ステップ
モータ式EGR弁4に駆動信号を送る。また、このステ
ップモータ式EGR弁4のコイル端子電圧信号がコント
ロールユニット1に入力される。なお、図1において、
参照番号5はエンジン、6はEGR通路、7は吸気通
路、8は排気通路、9はコレクタ、10は吸気絞り弁で
ある。
【0011】次に、EGR弁4本体の構成を図2に示
す。このEGR弁4は、前記図1に示したコントロール
ユニット1からの駆動信号により励磁されたコイル41
によりロータシャフト43を駆動し、このロータシャフ
ト43を介してバルブ45を開閉する構成となってい
る。
す。このEGR弁4は、前記図1に示したコントロール
ユニット1からの駆動信号により励磁されたコイル41
によりロータシャフト43を駆動し、このロータシャフ
ト43を介してバルブ45を開閉する構成となってい
る。
【0012】なお、図において、参照番号40はバルブ
ボディ、42はマグネット、43はロータシャフト、4
6はスプリング、47はシート部、48はターミナルで
ある。
ボディ、42はマグネット、43はロータシャフト、4
6はスプリング、47はシート部、48はターミナルで
ある。
【0013】次に作用を説明する。コイル41の端子電
圧は励磁状態から非励磁状態となる時、モータの作動時
には逆起電力が発生するため、モータ静止時とは異なる
電圧波形を示す。
圧は励磁状態から非励磁状態となる時、モータの作動時
には逆起電力が発生するため、モータ静止時とは異なる
電圧波形を示す。
【0014】図3(a)に逆起電力検出回路を示し、図
3(b)にその波形及び故障診断の方法を示す。図3
(b)に示すとおり、モータ作動時は逆起電力のため、
励磁状態から非励磁状態になる時の電圧の低下が遅く、
バルブ開固着等による停止時は電圧低下が早い。また、
本実施形態でのEGRバルブでは、ロータシャフトとバ
ルブが別体となっており、イニシャライズ時にロータシ
ャフトをあるステップ数開側に移動させて、基準位置
(バルブ全閉位置)としているため、イニシャライズ時
にロータシャフトがバルブと接触する際、逆起電力が弱
まり、コイルの端子電圧波形はモータ静止時と正常作動
時の中間的波形となる。したがって、適切なスライスレ
ベルを設定して、コイルの端子電圧を比較することによ
り、モータ停止時(開固着に開側に駆動しようとする場
合)、ロータシャフトとバルブの衝突時(イニシャライ
ズ時)を通常の作動時と区別することができる。
3(b)にその波形及び故障診断の方法を示す。図3
(b)に示すとおり、モータ作動時は逆起電力のため、
励磁状態から非励磁状態になる時の電圧の低下が遅く、
バルブ開固着等による停止時は電圧低下が早い。また、
本実施形態でのEGRバルブでは、ロータシャフトとバ
ルブが別体となっており、イニシャライズ時にロータシ
ャフトをあるステップ数開側に移動させて、基準位置
(バルブ全閉位置)としているため、イニシャライズ時
にロータシャフトがバルブと接触する際、逆起電力が弱
まり、コイルの端子電圧波形はモータ静止時と正常作動
時の中間的波形となる。したがって、適切なスライスレ
ベルを設定して、コイルの端子電圧を比較することによ
り、モータ停止時(開固着に開側に駆動しようとする場
合)、ロータシャフトとバルブの衝突時(イニシャライ
ズ時)を通常の作動時と区別することができる。
【0015】この作用を利用して、実際に故障診断を行
う場合のフローチャートを図4に示す。
う場合のフローチャートを図4に示す。
【0016】なお、本発明は、上記実施形態に加えて、
EGR弁全閉時に、定期的(ある時間毎に)にイニシャ
ライズを実行し、バルブが全閉位置に確実に戻っている
ことを確認することもできる。又、EGR弁が全閉とな
るアイドリング運転条件(ガソリンエンジンの場合)や
減速運転条件毎に行う様にしても良い。
EGR弁全閉時に、定期的(ある時間毎に)にイニシャ
ライズを実行し、バルブが全閉位置に確実に戻っている
ことを確認することもできる。又、EGR弁が全閉とな
るアイドリング運転条件(ガソリンエンジンの場合)や
減速運転条件毎に行う様にしても良い。
【0017】本実施形態は、イニシャライズ時にロー
タシャフトとバルブが衝突することを確認(バルブが閉
位置まで戻っていることを確認)、通常作動時に万一
開固着した場合、固着位置より開側に駆動しようとした
場合、モータが動かないため開固着を判断するものであ
る。
タシャフトとバルブが衝突することを確認(バルブが閉
位置まで戻っていることを確認)、通常作動時に万一
開固着した場合、固着位置より開側に駆動しようとした
場合、モータが動かないため開固着を判断するものであ
る。
【0018】以下、図4のフローチャートに沿って説明
する。まず、イニシャライズフラグFLGINTによ
り、イニシャライズ中かどうかを判断する。目標ステッ
プ数TSTEP,実ステップ数RSTEP,実励磁パタ
ーンRMODEをモニタし、開側に駆動するかを判別す
る。開側駆動の場合は、図5に示す様に実励磁パターン
RMODEより予めテーブルデータとしたMAPNCO
ILを検索し、励磁状態から非励磁状態となるコイルN
COILを判別する。ここで、図3に示した方法で検出
した検出パルスがONの場合(通常作動と異なる場合)
は各コイルの信号を故障診断フラグFLGEGRの各b
itに割りつけ、bitを立てるようにしておく。した
がって、イニシャライズ中でない場合はFLGEGRの
NCOILbitが立っているかを見て、立っている場
合は故障モードフラグEGRNGをONにする。一方、
イニシャライズ中は、数ステップ目でロータシャフトと
バルブが衝突することがわかっているので、そのステッ
プ数の時の検出信号(FLGEGRNGの2bit)を
見て、立っていれば正常と判断する。
する。まず、イニシャライズフラグFLGINTによ
り、イニシャライズ中かどうかを判断する。目標ステッ
プ数TSTEP,実ステップ数RSTEP,実励磁パタ
ーンRMODEをモニタし、開側に駆動するかを判別す
る。開側駆動の場合は、図5に示す様に実励磁パターン
RMODEより予めテーブルデータとしたMAPNCO
ILを検索し、励磁状態から非励磁状態となるコイルN
COILを判別する。ここで、図3に示した方法で検出
した検出パルスがONの場合(通常作動と異なる場合)
は各コイルの信号を故障診断フラグFLGEGRの各b
itに割りつけ、bitを立てるようにしておく。した
がって、イニシャライズ中でない場合はFLGEGRの
NCOILbitが立っているかを見て、立っている場
合は故障モードフラグEGRNGをONにする。一方、
イニシャライズ中は、数ステップ目でロータシャフトと
バルブが衝突することがわかっているので、そのステッ
プ数の時の検出信号(FLGEGRNGの2bit)を
見て、立っていれば正常と判断する。
【0019】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、その構成を、ステップモータ式EGR弁のコイルの
端子電圧を検出し、励磁状態から非励磁状態になる時の
波形により、正常作動時とバルブ固着等による静止時を
判別できるようにしたため、リフトセンサ等を付けるこ
となく、バルブの固着等による故障を診断することがで
きるという効果が得られる。
ば、その構成を、ステップモータ式EGR弁のコイルの
端子電圧を検出し、励磁状態から非励磁状態になる時の
波形により、正常作動時とバルブ固着等による静止時を
判別できるようにしたため、リフトセンサ等を付けるこ
となく、バルブの固着等による故障を診断することがで
きるという効果が得られる。
【図1】本発明の実施の形態のシステム構成を表わす説
明図である。
明図である。
【図2】ステップモータ式EGR弁の断面構造図であ
る。
る。
【図3】(a)は逆起電力検出回路図、(b)はその波
形及び故障診断方法を示す説明図である。
形及び故障診断方法を示す説明図である。
【図4】本発明の実施の形態のフローチャートである。
【図5】コイル励磁パターンを示す説明図である。
【図6】ステップモータと駆動回路の従来技術を示す説
明図である。
明図である。
1 コントロールユニット 3 エアフロメータ 4 ステップモータ式EGR弁 5 エンジン 6 EGR通路 7 吸気通路 8 排気通路 9 コレクタ 10 吸気絞り弁
Claims (4)
- 【請求項1】 励磁コイルと該コイルの起磁力により回
転されるロータを有するステップモータ方式のEGR弁
において、 コイルの端子電圧を検出する手段と、前記検出信号より
EGR弁の故障を判断する手段と、を有することを特徴
とするステップモータ式EGR弁の故障診断装置。 - 【請求項2】 モータ作動時に、励磁していないコイル
に発生する逆起電力を検出し、EGR弁の作動・非作動
を判別することを特徴とする請求項1に記載のステップ
モータ式EGR弁の故障診断装置。 - 【請求項3】 故障診断判別時期がイニシャライズ時で
あることを特徴とする請求項1に記載のステップモータ
式EGR弁の故障診断装置。 - 【請求項4】 故障診断をエンジン運転中に定期的に行
うことを特徴とする請求項1に記載のステップモータ式
EGR弁の故障診断装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8131560A JPH09317570A (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | ステップモータ式egr弁の故障診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8131560A JPH09317570A (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | ステップモータ式egr弁の故障診断装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09317570A true JPH09317570A (ja) | 1997-12-09 |
Family
ID=15060929
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8131560A Pending JPH09317570A (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | ステップモータ式egr弁の故障診断装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09317570A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6051950A (en) * | 1997-08-29 | 2000-04-18 | Nissan Motor Co., Ltd. | Positional determination device using a stepping motor |
WO2002014675A1 (fr) * | 2000-08-15 | 2002-02-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Regulateur pour soupape de recirculation de gaz d'echappement |
JP2008514169A (ja) * | 2004-09-17 | 2008-05-01 | エアバス・ドイチュラント・ゲーエムベーハー | カウンター電子運動力に基づいた、電気モータの機能状態検出 |
JP2011525224A (ja) * | 2008-04-22 | 2011-09-15 | ボーグワーナー・インコーポレーテッド | アクチュエータの制御方法 |
JP2013535636A (ja) * | 2010-08-09 | 2013-09-12 | センサス・ユーエスエー・インコーポレイテッド | ガス遮断バルブアセンブリを介してガスフローを制御するための方法および装置 |
JP6486524B1 (ja) * | 2018-03-13 | 2019-03-20 | 愛三工業株式会社 | エンジンシステム |
US10976757B2 (en) | 2019-04-18 | 2021-04-13 | Flowserve Management Company | Control systems for valve actuators, valve actuators and related systems and methods |
-
1996
- 1996-05-27 JP JP8131560A patent/JPH09317570A/ja active Pending
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6051950A (en) * | 1997-08-29 | 2000-04-18 | Nissan Motor Co., Ltd. | Positional determination device using a stepping motor |
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US8013549B2 (en) | 2004-09-17 | 2011-09-06 | Airbus Deutschland Gmbh | Counter electro-motoric force based functional status detection of an electro-motor |
US8525452B2 (en) | 2004-09-17 | 2013-09-03 | Airbus Operations Gmbh | Counter electro-motoric force based functional status detection of an electro-motor |
US8585012B2 (en) | 2008-04-22 | 2013-11-19 | Borgwarner Inc. | Method for controlling an actuator |
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JP2019157771A (ja) * | 2018-03-13 | 2019-09-19 | 愛三工業株式会社 | エンジンシステム |
US10927778B2 (en) | 2018-03-13 | 2021-02-23 | Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha | Engine system |
US10976757B2 (en) | 2019-04-18 | 2021-04-13 | Flowserve Management Company | Control systems for valve actuators, valve actuators and related systems and methods |
US11693436B2 (en) | 2019-04-18 | 2023-07-04 | Flowserve Pte. Ltd. | Control systems for valve actuators, valve actuators and related systems and methods |
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