KR20180030221A - 밸브 제어 장치 - Google Patents

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가즈키 이이지마
오사무 오오키
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닛산 지도우샤 가부시키가이샤
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Abstract

ECM3은 제1 고장 진단 및 제2 고장 진단으로부터, 텀블 제어 밸브 장치(2)의 고장 판정과 고장 개소의 판별을 행한다. 제1 고장 진단은 밸브체(4)의 목표 개방도가 소정 시간(T1) 동안 일정한 때, 밸브체(4)의 검출 개방도와 목표 개방도의 차분의 절댓값인 ΔTCV 개방도가 미리 설정된 임계값 a보다도 큰 경우에, 고장 있음이라고 판정한다. 제2 고장 진단은 밸브체(4)와 일체로 회전하는 부위를 스토퍼(9)에 밀어붙여서 소정 시간(T2) 계속되었을 때에 밸브체(4)의 완전 개방시의 개방도 또는 완전 폐쇄시의 개방도와 검출 개방도의 차분 절댓값인 ΔTCV 개방도가 미리 설정된 임계값 a보다도 큰 경우에 고장 있음이라고 판정한다.

Description

밸브 제어 장치
본 발명은 유체가 흐르는 유로에 설치된 밸브의 밸브 제어 장치에 관한 것이다.
예를 들어, 특허문헌 1에는, 흡기 통로를 개폐하는 밸브의 개방도를 검출하는 회전 각도 센서의 검출값이 미리 설정된 밸브 작동 범위의 정상 검출값으로부터 벗어난 값이 된 경우에, 상기 밸브를 보유 지지하는 샤프트에의 구동력의 전달 경로에 고장이 생겼다고 판정하는 밸브 제어 장치가 개시되어 있다.
그러나, 이 특허문헌 1에서는, 예를 들어 밸브를 구동하는 액추에이터나 밸브가 정상적으로 작동하지 않는 고장이거나, 실제의 밸브 개방도에 비해 회전 각도 센서에서 검출된 밸브 개방도가 어긋나 있는 고장인지를 판정할 수 없다.
즉, 특허문헌 1에서는, 고장 개소를 판별할 수 없기 때문에, 고장에 대해 필요 최소한의 수리로 대응하지 못할 우려가 있다.
일본 특허 공개 제2012-12982호 공보
본 발명의 밸브 제어 장치는 유체가 흐르는 통로에 설치되어 당해 통로를 개폐하는 밸브와, 상기 밸브를 구동하는 액추에이터와, 상기 밸브의 개방도를 검출하는 센서와, 상기 밸브의 완전 개방 위치보다도 개방 방향으로의 상기 밸브의 움직임을 규제하는 제1 스토퍼 혹은, 상기 밸브의 완전 폐쇄 위치보다도 폐쇄 방향으로의 상기 밸브의 움직임을 규제하는 제2 스토퍼와, 상기 밸브의 목표 개방도에 비해 상기 검출 개방도가 제1 소정 범위의 외측에 있는지 여부를 판정하는 제1 진단부와, 상기 밸브와 일체로 회전하는 부위를 상기 제1 스토퍼 또는 상기 제2 스토퍼에 대해 밀어붙인 상태에서, 상기 밸브의 완전 개방시의 개방도 또는 완전 폐쇄시의 개방도에 비해 상기 검출 개방도가 제2 소정 범위의 외측에 있는지 여부를 판정하는 제2 진단부와, 상기 제1 진단부의 판정 결과와 상기 제2 진단부의 판정 결과에 따라 상기 액추에이터 또는 상기 밸브의 고장인지, 혹은 상기 센서의 고장인지의 판별을 행하는 고장 판정부를 갖는다.
본 발명에 따르면, 제1 진단부의 판정 결과와 제2 진단부의 판정 결과에 의해, 고장 개소의 판별이 가능해진다. 이에 따라 고장 개소를 좁혀가는 것이 가능하게 되고, 고장에 대해 필요 최소한의 수리로 대응하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명이 적용된 텀블 제어 밸브 제어 장치의 개략 구성을 모식적으로 도시한 시스템도.
도 2는 도 1의 A-A 선을 따른 단면도.
도 3은 제1 고장 진단의 일례를 나타내는 타이밍 차트.
도 4는 제2 고장 진단의 일례를 나타내는 타이밍 차트.
도 5는 제2 고장 진단의 일례를 나타내는 타이밍 차트.
도 6은 제2 고장 진단의 일례를 나타내는 타이밍 차트.
도 7은 제1 고장 진단의 제어 흐름을 나타내는 흐름도.
도 8은 제2 고장 진단의 제어 흐름을 나타내는 흐름도.
이하, 본 발명의 일 실시예를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 도 1은, 본 발명이 적용된 텀블 제어 밸브 제어 장치(1)의 개략 구성을 모식적으로 도시한 시스템도이다. 도 2는, 도 1의 A-A 선을 따른 위치의 단면을 모식적으로 도시한 설명도이다.
밸브 제어 장치로서의 텀블 제어 밸브 제어 장치(1)는 텀블 제어 밸브 장치(2)와 텀블 제어 밸브 장치(2)를 제어하는 ECM(엔진 컨트롤 모듈)(3)으로 대략 구성되어 있다.
텀블 제어 밸브 장치(2)는 흡기 분기 통로(도시되지 않음)의 일부를 폐쇄함으로써 통 안의 가스에 텀블류를 부여하는 것으로서, 각 흡기 분기 통로 내에 배치되는 밸브로서의 밸브체(4)와, 각 밸브체(4)와 일체로 회전하는 회전축(5)과, 회전축(5)의 일단부측에 기어 감속 기구(6)를 통해 연결된 액추에이터(7)와, 회전축(5)의 타단부측에 연결된 센서(8)와, 회전축의 회전을 규제하는 스토퍼(9)로 대략 구성되어 있다. 또한, 본 실시예는 차량에 구동원으로서 탑재된 4기통 내연 기관에 대한 적용예를 나타내고 있으며 4개의 밸브체(4)가 1개의 회전축(5)에 장착되어 있다.
각 밸브체(4)는 각 흡기 분기 통로의 일부를 일제히 개폐하는 것이며, 각 밸브체(4)의 밸브 개방도(TCV 개방도)는 동일하다.
회전축(5)은 액추에이터(7)에 의해 구동되고, 각 흡기 분기 통로의 밸브체(4)를 동시에 개폐한다.
기어 감속 기구(6)는, 예를 들어 액추에이터(7)의 출력축(도시되지 않음)에 동축 상으로 장착된 액추에이터측 기어(10)와, 회전축(5)에 동축 상으로 장착된 회전축측 기어(11)로 구성되고, 액추에이터측 기어(10)의 외부 기어와 회전축측 기어(11)의 외부 기어가 맞물려, 액추에이터(7)의 출력축 회전을 감속하여 회전축(5)으로 전달한다. 액추에이터의 출력축, 액추에이터측 기어(10) 및 회전축측 기어(11)는 밸브체(4)와 일체로 회전한다.
센서(8)는 밸브체(4)와 일체로 회전하는 회전축(5)의 회전 각도를 검출한다. 즉, 센서(8)는 밸브체(4)의 개방도를 검출하는 밸브 개방도 센서이다.
액추에이터(7)는 예를 들어 전동 모터를 구동원으로 하는 것으로서, ECM3으로부터의 명령에 기초하여 구동된다. 액추에이터(7)에 의해, 회전축(5)이 회전 구동되어 밸브체(4)를 개폐한다.
스토퍼(9)는 회전축측 기어(11)의 외주측으로부터 당해 회전축 기어를 향하여 돌출 형성된 것으로서, 예를 들어 텀블 제어 밸브 장치(2)의 하우징(도시되지 않음) 등에 설치되어 있다.
스토퍼(9)는 도 2에 도시된 바와 같이, 회전축측 기어(11)에 설치된 개방측 스토퍼면(12)과 걸림 결합 가능한 제1 스토퍼로서의 제1 스토퍼면(13)과, 회전축측 기어(11)에 설치된 폐쇄측 스토퍼면(14)과 걸림 결합 가능한 제2 스토퍼면(15)을 갖고 있다.
제1 스토퍼면(13)은 밸브체(4)의 소정의 완전 개방 위치보다도 개방 방향으로의 움직임을 규제하는 것이며, 밸브체(4)의 개방도가 완전 개방일 때, 밸브체(4)와 일체로 회전하는 부위인 회전축측 기어(11)의 개방측 스토퍼면(12)과 맞닿아서 밸브체(4)의 개방 방향으로의 회전을 규제하는 것이다. 즉, 제1 스토퍼면(13)은 밸브체(4)의 통상 가동 영역의 개방 방향측의 한계 위치를 규정하는 것이다.
제2 스토퍼면(15)은 밸브체(4)의 소정의 완전 폐쇄 위치보다도 폐쇄 방향으로의 움직임을 규제하는 것이며, 밸브체(4)의 개방도가 완전 폐쇄인 때에, 밸브체(4)와 일체로 회전하는 부위인 회전축측 기어(11)의 폐쇄측 스토퍼면(14)과 맞닿아서 밸브체(4)의 폐쇄 방향으로의 회전을 규제하는 것이다. 즉, 제2 스토퍼면(15)은 밸브체(4)의 통상 가동 영역의 폐쇄 방향측의 한계 위치를 규정하는 것이다.
즉, 밸브체(4)의 완전 개방 위치 및 완전 폐쇄 위치는 밸브체(4)의 통상 가동 영역의 상하한 위치이며, 제1 스토퍼면(13) 및 제2 스토퍼면(15)은 밸브체(4)의 통상 가동 영역의 상하한 위치를 규정하도록 설치되어 있다.
ECM3은 CPU, ROM, RAM 등을 포함하여 구성되는 마이크로컴퓨터를 구비하고 있다. ECM3은 센서(8) 외에 운전자에 의해 조작되는 액셀러레이터 페달(6)의 개방도(답입량)를 검출하는 액셀러레이터 개방도 센서(8), 크랭크 샤프트(도시되지 않음)의 회전수(기관 회전수)를 검출하는 크랭크각 센서(21), 차량의 기동을 검출하는 이그니션 스위치(22) 등의 각종 센서류로부터의 신호가 입력되어 있다. ECM3은 이들 각종 센서류로부터의 검출 신호에 기초하여 밸브체(4)의 개방도, 연료 분사량, 연료 분사의 타이밍, 내연 기관의 점화 시기, 스로틀 개방도 등을 제어한다. 또한, ECM3은 차량 탑재된 배터리(도시되지 않음)의 전압을 검지 가능하게 되었다.
ECM3은 센서(8)의 검출값에 기초하여 텀블 제어 밸브 장치(2)의 밸브체(4)의 개방도를 산출 가능하게 되었다. 즉, ECM3은 밸브체(4)의 개방도를 산출하는 밸브 개방도 산출부로서도 기능한다.
또한, ECM3은 내연 기관의 운전 상태에 기초하여, 즉 각종 센서류로부터의 검출 신호에 기초하여, 텀블 제어 밸브 장치(2)의 밸브체(4)의 목표 개방도를 산출함과 함께, 센서(8)에서 검출된 밸브체(4)의 검출 개방도가 목표 개방도가 되도록 피드백 제어를 행하고 있다. 밸브체(4)의 목표 개방도는 예를 들어 기관 회전수와 부하에 따라 결정되고, 기관 회전수 혹은 부하가 낮을수록 밸브체(4)를 폐쇄하여 텀블류를 강하게 하고, 기관 회전수 혹은 부하가 높아질수록 밸브체(4)를 개방하여 텀블류를 약하게 한다.
그리고, ECM3은 센서(8)의 검출값을 사용하여 텀블 제어 밸브 장치(2)에 제1 고장 진단(제1 고장 진단)과 제2 고장 진단(제2 고장 진단)의 2종류의 고장 진단을 실시한다. 즉, ECM3은 제1 고장 진단을 실시하는 제1 진단부 및 제2 고장 진단을 실시하는 제2 진단부로서도 기능한다.
제1 고장 진단(제1 고장 진단)은 밸브체(4)의 목표 개방도와, 센서(8)에 의해 검출된 밸브체(4)의 검출 개방도의 차분이 미리 설정된 소정의 범위 내에 있는지 여부를 판정한다. 즉, 밸브체(4)의 목표 개방도에 비해 밸브체(4)의 검출 개방도가 제1 소정 범위의 외측에 있는지 여부를 판정한다.
상세하게 설명하면, 제1 고장 진단은 소정의 진단 허가 조건이 성립된 상태에서 밸브체(4)의 목표 개방도(목표값)이 제1 소정 시간인 소정 시간(T1) 동안 일정할 때, 밸브체(4)의 검출 개방도와 밸브체(4)의 목표 개방도의 차분의 절댓값인 ΔTCV 개방도가 미리 설정된 임계값 a보다도 큰 경우에, 고장 있음(제1 고장 진단 NG 판정=1)이라고 판정한다. ΔTCV 개방도가 미리 설정된 임계값 a 이하인 경우에는, 고장 있음이라고 판정하지는 않는다(제1 고장 진단 NG 판정=0). 소정 시간(T1)은 텀블 제어 밸브 장치(2)의 응답 시간을 고려하여 설정되어 있다.
또한, 제1 고장 진단에 의해 고장 있음이라고 판정된 경우, 그 정보를 ECM3에 기억시키고, 그 트립(키 온에서 키 오프될 때까지의 운전 기간) 중에는 제1 고장 진단을 실시하지 않도록 해도 된다. 제1 고장 진단에서의 소정의 진단 허가 조건은 예를 들어 이그니션 스위치(22)가 온이며, 스타터 스위치가 오프이고, 배터리 전압이 소정의 임계값 이상인 경우에 성립한다.
제2 고장 진단(제2 고장 진단)은 밸브체(4)와 일체로 회전하는 부위가 스토퍼(9)에 밀어붙인 상태에서 밸브체(4)의 완전 개방시의 개방도 또는 완전 폐쇄시의 개방도와, 센서(8)에 의해 검출된 밸브체(4)의 검출 개방도의 차분이 미리 설정된 소정의 범위 내에 있는지 여부를 판정한다. 즉, 밸브체(4)와 일체로 회전하는 부위가 스토퍼(9)에 밀어붙인 상태에서 밸브체(4)의 완전 개방시의 개방도 또는 완전 폐쇄시의 개방도에 비해 밸브체(4)의 검출 개방도가 제2 소정 범위의 외측에 있는지 여부를 판정한다.
상세하게 설명하면, 제2 고장 진단은 소정의 진단 허가 조건이 성립된 상태에서 밸브체(4)의 목표 개방도(목표값)가 완전 개방 혹은 완전 폐쇄인 상태로 제3 소정 시간인 소정 시간(T3) 계속되었을 때에, 압박 모드를 「1」로 하고, 밸브체(4)와 일체로 회전하는 부위를 스토퍼(9)에 밀어붙인다. 즉, 밸브체(4)와 일체로 회전하는 부위가 스토퍼(9)에 밀어붙여지도록 ECM3으로부터 액추에이터(2)에 명령을 보낸다. 소정 시간(T3)은 텀블 제어 밸브 장치(2)의 응답 시간을 고려하여 설정되어 있다. 그리고, 밸브체(4)와 일체로 회전하는 부위를 스토퍼(9)에 밀어붙이는 상태가 제2 소정 시간인 소정 시간(T2) 계속되었을 때에, 밸브체(4)의 완전 개방시의 개방도 또는 완전 폐쇄시의 개방도와 밸브체(4)의 검출 개방도의 차분 절댓값인 ΔTCV 개방도가 미리 설정된 임계값 a보다도 큰 경우에, 고장 있음(제2 고장 진단 NG 판정=1)이라고 판정한다. ΔTCV 개방도가 미리 설정된 임계값 a 이하인 경우에는, 고장 있음이라고 판정하지는 않는다(제2 고장 진단 NG 판정=0). 소정 시간(T2)은 만일 밸브체(4)의 실제 밸브 개방도가 밸브체(4)의 목표 밸브 개방도에 비해 어긋나 있다고 해도, 밸브체(4)와 일체로 회전하는 부위가 스토퍼(9)에 밀어붙여지도록 ECM3으로부터 액추에이터(2)에 명령을 보냄으로써, 밸브체(4)와 일체로 회전되는 부위가 스토퍼(9)에 충분히 밀어붙여진 상태가 되도록 설정되어 있다.
또한, 제2 고장 진단에 의해 고장 있음이라고 판정된 경우, 그 정보를 ECM3에 기억시키고, 그 트립(키 온에서 키 오프될 때까지의 운전 기간) 중에는 제2 고장 진단을 실시하지 않도록 해도 된다. 제2 고장 진단에 있어서의 소정의 진단 허가 조건은 예를 들어 이그니션 스위치(22)가 온이고, 스타터 스위치가 오프이며, 배터리 전압이 소정의 임계값 이상인 경우에 성립된다.
ECM3은 제1 고장 진단 및 제2 고장 진단의 최신 결과로부터 텀블 제어 밸브 장치(2)의 고장 판정과 고장 개소의 판별을 행한다. 즉, ECM3은 텀블 제어 밸브 장치(2)의 고장 판정과 고장 개소의 판별을 행하는 고장 판정부로서도 기능한다.
ECM3은 제1 고장 진단 및 제2 고장 진단의 양쪽에서 검출 개방도가 소정 범위의 외측에 있다고 판정된 경우에는, 액추에이터(7) 또는 밸브체(4) 등의 가동 부위의 어딘가에 고착이 있다고 판정한다. 바꾸어 말하면, 액추에이터(7)로부터 밸브체(4)에 이르는 동력 전달 경로 내의 가동 부위에 고착이 있다고 판정한다.
ECM3은 제1 고장 진단 및 제2 고장 진단 중 제1 고장 진단만으로 검출 개방도가 제1 소정 범위의 외측에 있다고 판정된 경우에는, 액추에이터(7) 또는 밸브체(4)의 오프셋(ECM3으로부터의 명령과 실제 동작 사이의 어긋남)에 의한 고장이라고 판정한다. 즉, 액추에이터(7)나 밸브체(4)측의 고장에 의해, 밸브체(4)의 목표 개방도에 비해 밸브체(4)의 실제 개방도가 어긋나 있다고 판정한다. 액추에이터(7)나 밸브체(4)측이 오프셋 고장인 상태에서 제2 고장 진단된 경우, 밸브체(4)와 일체로 회전하는 부위의 스토퍼(9)에의 밀어붙임에 따라 오프셋 분이 흡수되어서, 목표 개방도와 검출 개방도가 일치되기 때문에 검출 개방도가 제2 소정 범위의 외측에 있다고 판정되지 않는다.
제1 고장 진단 및 제2 고장 진단 중 제2 고장 진단만으로 검출 개방도가 제2 소정 범위의 외측에 있다고 판정된 경우에는, 센서 검출값(검출 개방도)의 오프셋에 의한 고장이라고 판정한다. 즉, 센서(8)의 고장에 의해 밸브체(4)의 실제 개방도에 비해 검출 개방도가 어긋나 있다고 판정한다. 센서(8)가 오프셋 고장인 상태에서 제1 고장 진단된 경우, 밸브체(4)의 피드백 제어에 의해 목표 개방도와 검출 개방도는 일치하기 때문에 검출 개방도가 제1 소정 범위의 외측에 있다고 판정되지는 않는다.
여기서, 텀블 제어 밸브 장치(2)는 액추에이터(7), 기어 감속 기구(6), 회전축(5), 밸브체(4)를 포함하는 제1 유닛과, 센서(8)를 포함하는 제2 유닛과 크게 구별된다. 즉, 텀블 제어 밸브 장치(2)는 미리 유닛화된 상기 제1 유닛에 대해 센서(8)를 조립하고 있다. 따라서, 밸브체(4)나 액추에이터(7)측의 고장인 경우에는 상기 제1 유닛만 교환하면 되게 된다. 센서(8)가 고장인 경우에는 센서(8)만 교환하면 되게 된다.
즉, 하나의 센서(8)의 검출값을 사용하여, 2개의 고장 진단을 병용함으로써, 고장 개소를 좁혀가는 것이 가능하게 되고, 텀블 제어 밸브 장치(2)의 고장에 대해 필요 최소한의 수리로 대응할 수 있다.
또한, 제1 고장 진단 및 제2 고장 진단의 양쪽에서 검출 개방도가 소정 범위의 외측에 있다고 판정되지 않은 경우에는, 텀블 제어 밸브 장치(2)에 고장은 없다고 판정한다.
제1 고장 진단은 밸브체(4)의 통상 가동 영역 내의 모든 개방도에서 실시 가능하기 때문에, 밸브체(4)의 개방도가 완전 개방과 완전 폐쇄의 2단계로 변화하는 것에 한정되지 않고, 밸브체(4)의 개방도가 다단계로 변경되는 것에도 적용 가능하다.
제1 고장 진단은 밸브체(4)의 목표 개방도가 소정 시간(T1) 동안 연속하여 일정한 경우에 행하여진다. 즉, 밸브체(4)의 목표 개방도가 조금씩 변화하는 경우, 제1 고장 진단은 행해지지 않으므로, 제1 고장 진단의 오판정을 방지할 수 있다.
제1 스토퍼면(13) 및 제2 스토퍼면(15)은 밸브체(4)의 통상 가동 영역의 상하한 위치를 규정하도록 설치되어 있기 때문에, 제2 고장 진단은 텀블 제어 밸브 장치의 실제 동작 중, 즉 밸브체(4)의 실제 동작 중에 행할 수 있다.
제2 고장 진단은 밸브체(4)의 목표 개방도가 완전 개방 혹은 완전 폐쇄인 상태에서 소정 시간(T3) 동안 계속된 경우에, 밸브체(4)와 일체로 회전하는 부위를 스토퍼(9)에 밀어붙이고 다시 소정 시간(T2) 경과했을 때 행하여진다. 즉, 밸브체(4)의 목표 개방도가 조금씩 변화하는 경우, 제2 고장 진단은 행하여지지 않으므로, 제2 고장 진단의 오판정을 방지할 수 있다. 또한, 밸브체(4)의 목표 개방도를 유지한 상태에서, 제2 고장 진단을 행할 수 있다.
제2 고장 진단이 실시되면, 판정 결과에 따르지 않고 밸브체(4)와 일체로 회전하는 부위를 스토퍼(9)에 밀어붙이는 것을 종료한다. 즉, 압박 모드가 「1」인 상태는 소정 시간(T2) 계속되면 종료된다. 또한, 밸브체(4)와 일체로 회전하는 부위를 스토퍼(9)에 밀어붙이고 나서 소정 시간(T2)이 경과하기 전에, 밸브체(4)의 목표 개방도가 변화된 경우에도, 압박 모드를 「0」으로 하고, 밸브체(4)와 일체로 회전하는 부위를 스토퍼(9)에 밀어붙이는 것을 종료한다.
이에 따라, 밸브체(4)와 일체로 회전하는 부위를 제1 스토퍼면(13) 또는 제2 스토퍼면(15)에 대해 불필요하게 밀어붙이는 것이 방지되고, 액추에이터(7)의 소비 전력 억제나 액추에이터(7)로부터 밸브체(4)에 이르는 동력 전달 경로 내에서의 마모를 회피할 수 있다.
액추에이터(7)로부터 밸브체(4)에 이르는 동력 전달 경로는 구체적으로는 액추에이터(7), 액추에이터측 기어(10), 회전축측 기어(11), 밸브체(4)의 회전축(5) 등이다. 따라서, 밸브체(4)와 일체로 회전하는 부위를 제1 스토퍼면(13) 또는 제2 스토퍼면(15)에 대해 밀어붙임으로써 발생하는 마모는 액추에이터측 기어(10)와 회전축측 기어(11)가 맞물리는 부분이나, 밸브체(4)와 일체로 회전하는 부위와 제1 스토퍼면(13) 사이나, 밸브체(4)와 일체로 회전하는 부위와 제2 스토퍼면(15) 사이 등에서 일어난다.
도 3은 제1 고장 진단의 일례를 나타내는 타이밍 차트이다. 제1 고장 진단의 진단 허가 조건은 시각(t1) 이전부터 성립되어 있는 것으로 한다. 시각(t1)에서 텀블 제어 밸브 장치(2)의 밸브체(4)의 목표 개방도(도 3 중의 가는 실선)가 밸브 폐쇄 방향으로 변경되어 있다. 시각(t1)부터 소정 시간(T1) 동안 목표 밸브 개방도가 일정하므로, 시각(t1)부터 소정 시간(T1)이 경과한 시각(t2)에서 제1 고장 진단 허가 판정이 「1」이 되고, 제1 고장 진단의 실시가 허가된다. 그리고, 제1 고장 진단이 허가된 시각(t2)에서 밸브체(4)의 목표 개방도(도 3 중의 가는 실선)와, 밸브체(4)의 검출 개방도(도 3 중의 굵은 실선)의 차분의 절댓값인 ΔTCV 개방도가 미리 설정된 임계값 a보다도 큰 지 여부를 판정한다. 시각(t2)에서는 ΔTCV 개방도가 임계값 a보다도 크므로, 고장 있음이라고 판정하고, 제1 고장 진단 NG 판정은 「1」이 된다.
도 4는, 제2 고장 진단의 일례를 나타내는 타이밍 차트이다. 제2 고장 진단의 진단 허가 조건은 시각(t1) 이전으로부터 성립되어 있는 것으로 한다. 시각(t1)에서, 텀블 제어 밸브 장치(2)의 밸브체(4)의 목표 개방도(도 4 중의 가는 실선)가 완전 폐쇄로 변경되어 있다. 시각(t1)에서 소정 시간(T3) 동안 목표 밸브 개방도가 완전 폐쇄인 채로 일정하므로, 시각(t1)에서 소정 시간(T3)이 경과한 시각(t2)에서 목표값 완전 개방·완전 폐쇄 계속 판정이 「1」이 된다. 그리고, 목표값 완전 개방·완전 폐쇄 계속 판정이 「1」이 된 시각(t2)에서 압박 모드를 「1」로 하고, 밸브체(4)와 일체로 회전하는 부위를 스토퍼(9)에 밀어붙인다. 도 4의 예에서는, 밸브체(4)의 목표 개방도가 완전 폐쇄이므로, 회전축측 기어(11)의 폐쇄측 스토퍼면(14)이 스토퍼(9)의 제2 스토퍼면(15)에 밀어붙여지도록 액추에이터(7)를 구동한다. 그리고, 시각(t2)에서 소정 시간(T2) 동안 압박 모드가 「1」인 상태에서 계속되면, 시각(t2)에서 소정 시간(T2)이 경과한 시각(t3)에 제2 고장 진단 허가 판정이 「1」이 되고, 제2 고장 진단의 실시가 허가된다. 그리고, 제2 고장 진단이 허가된 시각(t3)에 있어서, 밸브체(4)의 목표 개방도(도 4 중의 가는 실선)와, 밸브체(4)의 검출 개방도(도 4 중의 굵은 실선)의 차분의 절댓값인 ΔTCV 개방도가 미리 설정된 임계값 a보다도 큰 지 여부를 판정한다. 시각(t3)에 있어서는, ΔTCV 개방도가 임계값 a보다도 크므로, 고장 있음이라고 판정하고, 제2 고장 진단 NG 판정은 「1」이 된다.
도 5는, 제2 고장 진단의 일례를 나타내는 타이밍 차트이다. 제2 고장 진단의 진단 허가 조건은 시각(t1) 이전으로부터 성립되어 있는 것으로 한다. 시각(t1)에서, 텀블 제어 밸브 장치(2)의 밸브체(4)의 목표 개방도(도 5 중의 가는 실선)가 완전 폐쇄로 변경되어 있다. 시각(t1)에서 소정 시간(T3) 동안 목표 밸브 개방도가 완전 폐쇄인 채로 일정하므로, 시각(t1)에서 소정 시간(T3)이 경과한 시각(t2)으로 목표값 완전 개방·완전 폐쇄 계속 판정이 「1」이 된다. 그리고, 목표값 완전 개방·완전 폐쇄 계속 판정이 「1」이 된 시각(t2)에서 압박 모드를 「1」로 하고, 밸브체(4)와 일체로 회전하는 부위를 스토퍼(9)에 밀어붙인다. 도 5의 예에서는, 밸브체(4)의 목표 개방도가 완전 폐쇄이므로, 회전축측 기어(11)의 폐쇄측 스토퍼면(14)이 스토퍼(9)의 제2 스토퍼면(15)에 밀어붙여지도록 액추에이터(7)를 구동한다. 여기서, 이 도 5의 예에서는, 밸브체(4)의 목표 개방도가 시각(t2)에서 소정 시간(T2)이 경과하기 전으로 변경되어 있다. 즉, 시각(t3)에서 밸브체(4)의 목표 개방도가 변경되므로, 제2 고장 진단 NG 판정은 행하지 않고, 제2 고장 진단 NG 판정은 「1」이 되지는 않는다. 또한, 압박 모드는 밸브체(4)의 목표 개방도가 변경된 시각(t3)에 「0」이 된다.
도 6은, 제2 고장 진단의 일례를 나타내는 타이밍 차트이다. 제2 고장 진단의 진단 허가 조건은, 시각(t1) 이전으로부터 성립되어 있는 것으로 한다. 시각(t1)에서, 텀블 제어 밸브 장치(2)의 밸브체(4)의 목표 개방도(도 6 중의 실선)가 완전 폐쇄로 변경되어 있다. 시각(t1)에서 소정 시간(T3) 동안 목표 밸브 개방도가 완전 폐쇄인 채로 일정하므로, 시각(t1)에서 소정 시간(T3)이 경과한 시각(t2)으로 목표값 완전 개방·완전 폐쇄 계속 판정이 「1」이 된다. 그리고, 목표값 완전 개방·완전 폐쇄 계속 판정이 「1」이 된 시각(t2)에 압박 모드를 「1」로 하고, 밸브체(4)와 일체로 회전하는 부위를 스토퍼(9)에 밀어붙인다. 도 6의 예에서는, 밸브체(4)의 목표 개방도가 완전 폐쇄이므로, 회전축측 기어(11)의 폐쇄측 스토퍼면(14)이 스토퍼(9)의 제2 스토퍼면(15)에 밀어붙여지도록 액추에이터(7)를 구동한다. 그리고, 시각(t2)에서 소정 시간(T2) 동안 압박 모드가 「1」인 상태에서 계속되면, 시각(t2)에서 소정 시간(T2)이 경과한 시각(t3)에 제2 고장 진단 허가 판정이 「1」이 되고, 제2 고장 진단의 실시가 허가된다. 그리고, 제2 고장 진단이 허가된 시각(t3)에 있어서, 밸브체(4)의 목표 개방도(도 6 중의 실선)와, 밸브체(4)의 검출 개방도(도 6 중의 실선)의 차분의 절댓값인 ΔTCV 개방도가 미리 설정된 임계값 a보다도 큰 지 여부를 판정한다. 시각(t3)에 있어서는, 밸브체(4)의 목표 개방도와 밸브체(4)의 검출 개방도는 일치하고 있으며, ΔTCV 개방도는 임계값 a보다도 작으므로, 고장 없음이라고 판정하고, 제2 고장 진단 NG 판정은 「1」이 되지는 않는다.
도 7은, 제1 고장 진단의 제어 흐름을 나타내는 흐름도이다. S1에서는, 진단 허가 조건이 성립하였는지 여부를 판정한다. 진단 허가 조건이 성립된 경우에는 S2로 진행하고, 성립되지 않은 경우에는 S4로 진행한다. S2에서는, 밸브체(4)의 목표 개방도가 소정 시간(T1) 동안 일정했는지 여부를 판정하고, 일정한 경우에는 S3으로 진행하고, 그렇지 않은 경우에는 S4로 진행한다. S3에서는, 제1 고장 진단 허가 판정을 「1」로 하고 S5로 진행한다. S4에서는, 제1 고장 진단 허가 판정을 「0」으로 하고 S5로 진행한다. S5에서는, 밸브체(4)의 목표 개방도와 검출 개방도의 차분의 절댓값이 미리 설정된 임계값 a보다도 큰 지 여부를 판정하고, 큰 경우는 S6으로 진행하고, 크지 않은 경우에는 S7로 진행한다. S6에서는, 제1 고장 진단 이상 상태 판정을 「1」로 하고, S8로 진행한다. S7에서는, 제1 고장 진단 이상 상태 판정을 「0」으로 하고, S8로 진행한다. S8에서는, 제1 고장 진단을 실시한다. 즉, S8에서는, 제1 고장 진단 허가 판정과 제1 고장 진단 이상 상태 판정의 양쪽이 「1」인 경우만 S9로 진행하고, 그 외의 경우에는 S10으로 진행한다. S10에서는, 제1 고장 진단 NG 판정을 「1」로 한다. S11에서는, 제1 고장 진단 NG 판정을 「0」으로 한다.
도 8은, 제2 고장 진단의 제어 흐름을 나타내는 흐름도이다. S21에서는, 진단 허가 조건이 성립하였는지 여부를 판정한다. 진단 허가 조건이 성립된 경우에는 S22로 진행하고, 성립되지 않은 경우에는 S25로 진행한다. S22에서는 밸브체(4)의 목표 개방도가 완전 개방 혹은 완전 폐쇄인 상태에서 소정 시간(T3) 계속되었는지 여부를 판정하고, 계속된 경우에는 S23으로 진행하고, 계속되지 않은 경우에는 S25로 진행한다. S23에서는, 압박 모드가 「1」인 상태에서 소정 시간(T2) 계속되었는지 여부를 판정하고, 계속된 경우에는 S24로 진행하고, 계속되지 않은 경우에는 S25로 진행한다. S24에서는, 제2 고장 진단 허가 판정을 「1」로 하고 S26으로 진행한다. S25에서는, 제2 고장 진단 허가 판정을 「0」으로 하고 S26으로 진행한다. S26에서는, 밸브체(4)의 목표 개방도와 검출 개방도의 차분의 절댓값이 미리 설정된 임계값 a보다도 큰 지 여부를 판정하고, 큰 경우는 S27로 진행하고, 크지 않은 경우에는 S28로 진행한다. S27에서는, 제2 고장 진단 이상 상태 판정을 「1」로 하고, S29로 진행한다. S28에서는, 제2 고장 진단 이상 상태 판정을 「0」으로 하고, S29로 진행한다. S29에서는, 제2 고장 진단을 실시한다. 즉, S29에서는, 제2 고장 진단 허가 판정과 제2 고장 진단 이상 상태 판정의 양쪽이 「1」인 경우만 S30으로 진행하고, 그 외의 경우에는 S31로 진행한다. S30에서는 제2 고장 진단 NG 판정을 「1」로 한다. S31에서는, 제2 고장 진단 NG 판정을 「0」으로 한다.
또한, 상술한 실시예에 있어서, 제1 고장 진단과 제2 고장 진단을 실시한 결과, 제1 고장 진단과 제2 고장 진단 중 어느 하나에서 고장 있음이라고 판정된 경우에는, 차량의 인스트루먼트 패널에 설치한 경고등을 점등시키고 운전자에게 고장이 발생하였다고 통지한다.
또한, 밸브체(4)의 목표 개방도가 완전 개방 혹은 완전 개방일 때 제2 고장 진단뿐만 아니라 제1 고장 진단도 아울러 실시해도 상관없다.
또한, 본원 발명은 상술한 텀블 제어 밸브 제어 장치(1)에만 적용 가능한 것이 아니라, 유체가 흐르는 유로에 설치된 밸브를 제어하는 장치에 대해 적용 가능하다. 즉, 본원 발명은, 예를 들어 EGR 통로에 설치되는 EGR 밸브, 과급기에 있어서 터빈으로 유도되는 배기 가스의 일부를 바이패스시키는 통로의 개폐를 행하는 웨스트 게이트 밸브, 내연 기관의 흡기 분기 통로에 설치되는 스월 제어 밸브, 냉각수 통로에 설치되는 제어 밸브 등을 제어하는 장치에 대해서도 적용 가능하다.
또한, 상기 실시예에서는, 제1 고장 진단의 판정에 사용하는 임계값과 제2 고장 진단의 판정에 사용하는 임계값을 동일하게 했지만, 다른 임계값으로 해도 상관없다.

Claims (8)

  1. 유체가 흐르는 통로에 설치되고, 당해 통로를 개폐하는 밸브와,
    상기 밸브를 구동하는 액추에이터와,
    상기 밸브의 개방도를 검출하는 센서와,
    상기 밸브의 완전 개방 위치보다도 개방 방향으로의 상기 밸브의 움직임을 규제하는 제1 스토퍼, 혹은,
    상기 밸브의 완전 폐쇄 위치보다도 폐쇄 방향으로의 상기 밸브의 움직임을 규제하는 제2 스토퍼와,
    상기 밸브의 목표 개방도에 비해 상기 검출 개방도가 제1 소정 범위의 외측에 있는지 여부를 판정하는 제1 진단부와,
    상기 밸브와 일체로 회전하는 부위를 상기 제1 스토퍼 또는 상기 제2 스토퍼에 대해 밀어붙인 상태에서, 상기 밸브의 완전 개방시의 개방도 또는 완전 폐쇄시의 개방도에 비해 상기 검출 개방도가 제2 소정 범위의 외측에 있는지 여부를 판정하는 제2 진단부와,
    상기 제1 진단부의 판정 결과와 상기 제2 진단부의 판정 결과에 의해, 상기 액추에이터 또는 상기 밸브의 고장인지, 혹은 상기 센서의 고장인지의 판별을 행하는 고장 판정부를 갖는 밸브 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고장 판정부는 상기 제1 진단부에서 상기 검출 개방도가 제1 소정 범위의 외측에 있다고 판정되고, 상기 제2 진단부에서 상기 검출 개방도가 제2 소정 범위의 외측에 없다고 판정된 경우에는, 상기 액추에이터 또는 상기 밸브의 고장이라고 판정하는 것을 특징으로 하는 밸브 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 고장 판정부는 상기 제1 진단부에서 상기 검출 개방도가 제1 소정 범위의 외측에 없다고 판정되고, 상기 제2 진단부에서 상기 검출 개방도가 제2 소정 범위의 외측에 있다고 판정된 경우에는, 상기 센서의 고장이라고 판정하는 것을 특징으로 하는 밸브 제어 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 진단부는 상기 밸브의 모든 개방도에 있어서 판정을 실시 가능하게 되어 있는, 밸브 제어 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 진단부는 제1 소정 시간 동안 상기 목표 개방도가 일정한 경우에 행해지는, 밸브 제어 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 진단부는 상기 밸브와 일체로 회전하는 부위를 상기 제1 스토퍼 또는 상기 제2 스토퍼에 대해 밀어붙인 상태가 제2 소정 시간 계속되었을 때 행해지는, 밸브 제어 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 진단부는 상기 밸브의 목표 개방도가 완전 개방 혹은 완전 폐쇄의 상태에서 제3 소정 시간 계속되었을 때, 상기 밸브와 일체로 회전하는 부위를 상기 제1 스토퍼 또는 상기 제2 스토퍼에 대해 밀어붙여서 행해지는, 밸브 제어 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 진단부는 상기 목표 개방도가 변화된 경우, 상기 밸브와 일체로 회전하는 부위를 상기 제1 스토퍼 또는 상기 제2 스토퍼에 대해 밀어붙인 상태를 종료하는, 밸브 제어 장치.
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