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
- step motor
- coil
- motor type
- valve
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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
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- Control Of Stepping Motors (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (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 (8)
| 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 (en) * | 2000-08-15 | 2002-02-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Controller for exhaust gas recirculation valve |
| 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 |
| JP2019157771A (ja) * | 2018-03-13 | 2019-09-19 | 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 |
| US12404950B2 (en) | 2021-09-30 | 2025-09-02 | Fujikoki Corporation | Electric valve control device, electric valve device, and method for controlling electric valve |
-
1996
- 1996-05-27 JP JP8131560A patent/JPH09317570A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US11693436B2 (en) | 2019-04-18 | 2023-07-04 | Flowserve Pte. Ltd. | Control systems for valve actuators, valve actuators and related systems and methods |
| US12404950B2 (en) | 2021-09-30 | 2025-09-02 | Fujikoki Corporation | Electric valve control device, electric valve device, and method for controlling electric valve |
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