УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ КЛАПАНОМ Российский патент 2019 года по МПК F02D9/02 F02D11/10 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству управления клапаном для клапана, предоставленного в проточном канале, через который протекает жидкость.

Уровень техники

[0002] Патентный документ 1, например, раскрывает устройство управления клапана, которое определяет то, что существует неисправность в тракте передачи движущей силы на вал, который удерживает клапан, когда выявленное значение датчика угла вращения, который выявляет величину открытия клапана, который открывает и закрывает впускной канал, является значением за пределами нормальных значений выявления в пределах рабочего диапазона клапана, который задается заранее.

[0003] Тем не менее, с помощью устройства патентного документа 1, невозможно определять то, заключает неисправность в себе, например, ненормальное функционирование клапана или актуатора, который приводит в действие клапан, или величину открытия клапана, выявленную посредством датчика угла вращения, не совпадающую с фактической величиной открытия клапана.

[0004] Таким образом, в патентном документе 1, поскольку местоположение неисправности не может определяться, возникает риск того, что на неисправность невозможно реагировать с проведением минимального необходимого ремонта.

Документы предшествующего уровня техники

Патентные документы

[0005] Патентный документ 1. Выложенная заявка на патент (Япония) № 2012-12982

Сущность изобретения

[0006] Устройство управления клапаном согласно настоящему изобретению содержит клапан, который предоставляется в канале, через который протекает жидкость, и который открывает и закрывает канал; актуатор, который приводит в действие клапан; датчик, который выявляет величину открытия клапана; первый стопор, который регулирует перемещение клапана дальше в направлении открытия, чем полностью открытая позиция клапана, или второй стопор, который регулирует перемещение клапана дальше в направлении закрытия, чем полностью закрытая позиция клапана; первый диагностический модуль, который определяет то, находится или нет выявленная величина открытия за пределами первого предварительно определенного диапазона относительно целевой величины открытия клапана; второй диагностический модуль, который определяет то, находится или нет выявленная величина открытия за пределами второго предварительно определенного диапазона относительно величины открытия, когда клапан является полностью открытым, или величины открытия, когда клапан является полностью закрытым, в состоянии, в котором участок, вращающийся как единое целое с клапаном, прижимается к первому стопору или второму стопору; и модуль определения неисправностей, который определяет то, заключает данная неисправность в себе неисправность клапана или актуатора либо неисправность датчика, из результата определения первого диагностического модуля и результата определения второго диагностического модуля.

[0007] Согласно настоящему изобретению, появляется возможность определять местоположение неисправности из результата определения первого диагностического модуля и результата определения второго диагностического модуля. Как результат, появляется возможность сужать местоположение неисправности и реагировать на неисправность с проведением минимального необходимого ремонта.

Краткое описание чертежей

[0008] Фиг. 1 является системным видом, схематично иллюстрирующим краткий схематичный вид устройства управления переворачиваемого регулирующего клапана, к которому применяется настоящее изобретение.

Фиг. 2 является видом в поперечном сечении вдоль линии A-A по фиг. 1.

Фиг. 3 является временной диаграммой, иллюстрирующей один пример первой диагностики неисправностей.

Фиг. 4 является временной диаграммой, иллюстрирующей один пример второй диагностики неисправностей.

Фиг. 5 является временной диаграммой, иллюстрирующей один пример второй диагностики неисправностей.

Фиг. 6 является временной диаграммой, иллюстрирующей один пример второй диагностики неисправностей.

Фиг. 7 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей этапы управления первой диагностикой неисправностей.

Фиг. 8 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей этапы управления второй диагностикой неисправностей.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

[0009] Ниже подробно описывается один вариант осуществления настоящего изобретения на основе чертежей. Фиг. 1 является системным видом, схематично иллюстрирующим краткий схематичный вид устройства 1 управления переворачиваемого регулирующего клапана, к которому применяется настоящее изобретение. Фиг. 2 является пояснительным видом, схематично иллюстрирующим поперечное сечение вдоль линии A-A по фиг. 1.

[0010] В качестве устройства управления клапаном, устройство 1 управления переворачиваемым регулирующим клапаном примерно сконфигурировано из переворачиваемого регулирующего клапанного устройства 2 и ECM 3 (модуля управления двигателем), который управляет переворачиваемым регулирующим клапанным устройством 2.

[0011] Переворачиваемое регулирующее клапанное устройство 2 прикладывает переворачиваемый поток к газу в цилиндре посредством закрытия участка впускного ответвительного канала (не показан) и примерно состоит из корпуса 4 клапана в качестве клапана, расположенного в каждом впускном ответвительном канале, вращательного вала 5, который вращается как единое целое с каждым корпусом 4 клапана, актуатора 7, который сцепляется с одним концом вращательного вала 5 через редукторный механизм 6, датчика 8, сцепленного с другим концом вращательного вала 5, и стопора 9, который регулирует вращение вращательного вала. Настоящий вариант осуществления является примером, применяемым к четырехцилиндровому двигателю внутреннего сгорания, смонтированному в транспортном средстве в качестве источника приведения в движение, в котором четыре корпуса 4 клапана присоединяются к одному вращательному валу 5.

[0012] Каждый корпус 4 клапана открывает и закрывает участок каждого впускного ответвительного канала сразу, и величина открытия клапана для каждого корпуса 4 клапана (величина открытия TCV) является идентичной.

[0013] Вращательный вал 5 приводится в действие посредством актуатора 7 и одновременно открывает и закрывает корпус 4 клапана каждого впускного ответвительного канала.

[0014] Редукторный механизм 6 сконфигурирован, например, из шестерни 10 на стороне актуатора, коаксиально смонтированной на выходном валу (не показан) актуатора 7, и шестерни 11 на стороне вращательного вала, коаксиально смонтированной на вращательном валу 5, и зубья с внешним зацеплением шестерни 10 на стороне актуатора, и зубья с внешним зацеплением шестерни 11 на стороне вращательного вала вводятся во взаимное зацепление, за счет чего вращение выходного вала актуатора 7 замедляется и передается на вращательный вал 5. Выходной вал актуатора, шестерня 10 на стороне актуатора и шестерня 11 на стороне вращательного вала вращаются как единое целое с корпусом 4 клапана.

[0015] Датчик 8 выявляет угол вращения вращательного вала 5, вращаемого как единое целое с корпусом 4 клапана. Таким образом, датчик 8 представляет собой датчик величины открытия клапана, который выявляет величину открытия корпуса 4 клапана.

[0016] Актуатор 7 имеет, например, электромотор в качестве источника приведения в движение и приводится в действие на основе команды из ECM 3. Вращательный вал 5 вращательно приводится в действие посредством актуатора 7, чтобы открывать и закрывать корпус 4 клапана.

[0017] Стопор 9 формируется выступающим со стороны внешнего периметра шестерни 11 на стороне вращательного вала к шестерне вращательного вала и, например, предоставлен в кожухе (не показан) и т.п. устройства управления переворачиваемым регулирующим клапаном 2.

[0018] Стопор 9 содержит первую поверхность 13 стопора в качестве первого стопора, которая может зацепляться с поверхностью 12 стопора на открытой стороне, предоставленной в шестерне 11 на стороне вращательного вала, и вторую поверхность 15 стопора, которая может зацепляться с поверхностью 14 стопора на закрытой стороне, предоставленной в шестерне 11 на стороне вращательного вала, как проиллюстрировано на фиг. 2.

[0019] Первая поверхность 13 стопора регулирует перемещение корпуса 4 клапана дальше в направлении открытия, чем предварительно определенная полностью открытая позиция, и регулирует вращение корпуса 4 клапана в направлении открытия посредством входа в контакт с поверхностью 12 стопора на открытой стороне шестерни 11 на стороне вращательного вала, которая представляет собой участок, вращающийся как единое целое с корпусом 4 клапана, когда величина открытия корпуса 4 клапана составляет полное открытие. Таким образом, первая поверхность 13 стопора задает предельную позицию корпуса 4 клапана на стороне направления открытия нормального диапазона перемещения.

[0020] Вторая поверхность 15 стопора регулирует перемещение корпуса 4 клапана дальше в направлении закрытия, чем предварительно определенная полностью закрытая позиция, и регулирует вращение корпуса 4 клапана в направлении закрытия посредством входа в контакт с поверхностью 14 стопора на закрытой стороне шестерни 11 на стороне вращательного вала, которая представляет собой участок, вращающийся как единое целое с корпусом 4 клапана, когда величина открытия корпуса 4 клапана составляет полное закрытие. Таким образом, вторая поверхность 15 стопора задает предельную позицию корпуса 4 клапана на стороне направления закрытия нормального диапазона перемещения.

[0021] Другими словами, полностью открытая позиция и полностью закрытая позиция корпуса 4 клапана представляют собой верхнюю и нижнюю предельные позиции, соответственно, нормального диапазона перемещения корпуса 4 клапана, и первая поверхность 13 стопора и вторая поверхность 15 стопора предоставляются таким образом, чтобы задавать верхнюю и нижнюю позиции нормального диапазона перемещения корпуса 4 клапана.

[0022] ECM 3 содержит микрокомпьютер, выполненный с возможностью включать в себя CPU, ROM, RAM и т.п. Сигналы, выявленные посредством различных других датчиков, таких как, помимо типа датчика 8, описанного выше, датчик 8 величины открытия позиции педали акселератора, который выявляет величину открытия (величину нажатия) педали 6 акселератора, которая управляется водителем, датчик 21 угла поворота коленчатого вала, который выявляет частоту вращения (частоту вращения двигателя) коленчатого вала (не показан), и переключатель 22 зажигания, который выявляет активацию транспортного средства, вводятся в ECM 3. ECM 3 управляет величиной открытия корпуса 4 клапана, объемом впрыска топлива, регулированием впрыска топлива, распределением зажигания двигателя внутреннего сгорания, величиной открытия дросселя и т.п., на основе сигналов выявления из этих различных датчиков. Помимо этого, ECM 3 допускает выявление напряжения аккумулятора (не показан), смонтированного в транспортном средстве.

[0023] ECM 3 допускает вычисление величины открытия корпуса 4 клапана для переворачиваемого регулирующего клапанного устройства 2 на основе значения определения датчика 8. Таким образом, ECM 3 также функционирует в качестве модуля вычисления величины открытия клапана, который вычисляет величину открытия корпуса 4 клапана.

[0024] Помимо этого, ECM 3 вычисляет целевую величину открытия корпуса 4 клапана для переворачиваемого регулирующего клапанного устройства 2 на основе условий функционирования двигателя внутреннего сгорания, т.е. на основе сигналов выявления из различных датчиков и выполняет управление с обратной связью таким образом, что выявленная величина открытия корпуса 4 клапана, выявленная посредством датчика 8, становится целевой величиной открытия. Целевая величина открытия корпуса 4 клапана определяется в соответствии, например, с нагрузкой и частотой вращения двигателя; корпус 4 клапана закрывается, и переворачиваемый поток усиливается по мере того, как нагрузка или частота вращения двигателя уменьшается, и корпус 4 клапана открывается, и переворачиваемый поток ослабляется по мере того, как нагрузка или частота вращения двигателя увеличивается.

[0025] ECM 3 затем использует значение выявления датчика 8, чтобы выполнять два типа диагностик неисправностей для переворачиваемого регулирующего клапанного устройства 2: первую диагностику неисправностей (первую диагностику неисправностей) и вторую диагностику неисправностей (вторую диагностику неисправностей). Таким образом, ECM 3 также функционирует в качестве первого диагностического модуля, который выполняет первую диагностику неисправностей, и второго диагностического модуля, который выполняет вторую диагностику неисправностей.

[0026] В первой диагностике неисправностей (первой диагностике неисправностей), определяется то, находится или нет разность между целевой величиной открытия корпуса 4 клапана и выявленной величиной открытия корпуса 4 клапана, выявленной посредством датчика 8, в пределах предварительно установленного предварительно определенного диапазона. Таким образом, определяется то, находится или нет выявленная величина открытия корпуса 4 клапана за пределами первого предварительно определенного диапазона относительно целевой величины открытия корпуса 4 клапана.

[0027] В частности, в первой диагностике неисправностей, определяется то, что неисправность присутствует (определение NG первой диагностики неисправностей=1), когда величина открытия ΔTCV, которая является абсолютным значением разности между выявленной величиной открытия корпуса 4 клапана и целевой величиной открытия корпуса 4 клапана, превышает предварительно установленное пороговое значение a, которое задается заранее, когда целевая величина открытия корпуса 4 клапана (целевое значение) является постоянной в течение предварительно определенного времени T1, которое является первым предварительно определенным временем, в состоянии, в котором предварительно определенное условие разрешения диагностики удовлетворяется. Если величина открытия ΔTCV равна или меньше предварительно установленного порогового значения a, не определяется то, что неисправность присутствует (определение NG первой диагностики неисправностей=0). Предварительно определенное время T1 задается с учетом времени отклика переворачиваемого регулирующего клапанного устройства 2.

[0028] При определении того, что неисправность присутствует, посредством первой диагностики неисправностей, информация может сохраняться в ECM 3, и первая диагностика неисправностей может не выполняться в ходе этой поездки (в рабочий период от включения зажигания до выключения зажигания). Предварительно определенное условие разрешения диагностики в первой диагностике неисправностей устанавливается, например, когда переключатель 22 зажигания включен, переключатель стартера выключен, и напряжение аккумулятора равно или выше предварительно определенного порогового значения.

[0029] Во второй диагностике неисправностей (второй диагностике неисправностей), определяется то, находится или нет разность между величиной открытия корпуса 4 клапана при полном открытии или величиной открытия при полном закрытии и выявленной величиной открытия корпуса 4 клапана, выявленной посредством датчика 8, в пределах предварительно определенного диапазона, который задается заранее, в состоянии, в котором участок, вращающийся как единое целое с корпусом 4 клапана, прижимается к стопору 9. Таким образом, в состоянии, в котором участок, вращающийся как единое целое с корпусом 4 клапана, прижимается к стопору 9, определяется то, находится или нет выявленная величина открытия корпуса 4 клапана за пределами второго предварительно определенного диапазона относительно величины открытия корпуса 4 клапана при полном открытии или величины открытия при полном закрытии.

[0030] Более конкретно, во второй диагностике неисправностей, когда состояние, в котором целевая величина открытия корпуса 4 клапана (целевое значение) находится в полностью открытом или полностью закрытом состоянии, продолжается в течение предварительно определенного времени T3, которое является третьим предварительно определенным временем в состоянии, в котором предварительно определенное условие разрешения диагностики удовлетворяется, режим прижатия задается равным 1, и участок, вращающийся как единое целое с корпусом 4 клапана, прижимается к стопору 9. Таким образом, команда отправляется из ECM 3 в актуатор 2, чтобы инструктировать участку, вращающемуся как единое целое с корпусом 4 клапана, прижиматься к стопору 9. Предварительно определенное время T3 задается с учетом времени отклика переворачиваемого регулирующего клапанного устройства 2. Затем определяется то, что неисправность присутствует (определение NG второй диагностики неисправностей=1), когда величина открытия ΔTCV, которая является абсолютным значением разности между выявленной величиной открытия корпуса 4 клапана и величиной открытия корпуса 4 клапана при полном открытии или величиной открытия при полном закрытии, превышает пороговое значение a, которое задается заранее, когда состояние, в котором участок, вращающийся как единое целое с корпусом 4 клапана, прижимается к стопору 9, продолжается в течение предварительно определенного времени T2, которое является вторым предварительно определенным временем. Если величина открытия ΔTCV равна или меньше предварительно установленного порогового значения a, не определяется то, что неисправность присутствует (определение NG второй диагностики неисправностей=0). Предварительно определенное время T2 задается таким образом, что даже если фактическая величина открытия клапана для корпуса 4 клапана должна отклоняться относительно целевой величины открытия клапана для корпуса 4 клапана посредством отправки команды из ECM 3 в актуатор 2, чтобы инструктировать участку, вращающемуся как единое целое с корпусом 4 клапана прижиматься к стопору 9, участок, вращающийся как единое целое с корпусом 4 клапана, в достаточной степени прижимается к стопору 9.

[0031] При определении того, что неисправность присутствует, посредством второй диагностики неисправностей, информация может сохраняться в ECM 3, и вторая диагностика неисправностей может не выполняться в ходе этой поездки (в рабочий период от включения зажигания до выключения зажигания). Предварительно определенное условие разрешения диагностики во второй диагностике неисправностей устанавливается, например, когда переключатель 22 зажигания включен, переключатель стартера выключен, и напряжение аккумулятора равно или выше предварительно определенного порогового значения.

[0032] ECM 3 определяет возникновение неисправности и местоположение неисправности в переворачиваемом регулирующем клапанном устройстве 2 из последних результатов первой диагностики неисправностей и второй диагностики неисправностей. Таким образом, ECM 3 также функционирует в качестве модуля определения неисправностей, который определяет неисправность и местоположение неисправности в переворачиваемом регулирующем клапанном устройстве 2.

[0033] При определении того, что выявленная величина открытия находится за пределами предварительно определенного диапазона, как в первой диагностике неисправностей, так и во второй диагностике неисправностей, ECM 3 определяет то, что что-то в подвижных частях, к примеру, актуатор 7, корпусы 4 клапана и т.п., заедает. Другими словами, определяется то, что что-то в подвижных частях в тракте передачи мощности из актуатора 7 в корпус 4 клапана заедает.

[0034] При определении того, что выявленная величина открытия находится за пределами первого предварительно определенного диапазона, только в первой диагностике неисправностей, из числа первой диагностики неисправностей и второй диагностики неисправностей, ECM 3 определяет то, что неисправность обусловлена смещением актуатора 7 или корпуса 4 клапана (отклонением между командой из ECM 3 и фактической работой). Таким образом, определяется то, что фактическая величина открытия корпуса 4 клапана отклоняется от целевой величины открытия корпуса 4 клапана вследствие неисправности на стороне актуатора 7 или корпуса 4 клапана. При выполнении второй диагностики неисправностей в состоянии, в котором сторона актуатора 7 или корпуса 4 клапана подвергается неисправности смещения, участок смещения поглощается посредством участка, вращающегося как единое целое с корпусом 4 клапана, прижимающимся к стопору 9, и целевая величина открытия и определенная величина открытия совпадают; в силу этого не определяется то, что выявленная величина открытия находится за пределами второго предварительно определенного диапазона.

[0035] При определении того, что выявленная величина открытия находится за пределами второго предварительно определенного диапазона, только во второй диагностике неисправностей, из числа первой диагностики неисправностей и второй диагностики неисправностей, определяется то, что неисправность обусловлена смещением значения выявления датчика (выявленной величины открытия). Таким образом, определяется то, что выявленная величина открытия отклоняется от фактической величины открытия корпуса 4 клапана вследствие неисправности датчика 8. При выполнении первой диагностики неисправностей в состоянии, в котором датчик 8 подвергается неисправности смещения, целевая величина открытия и выявленная величина открытия должны совпадать вследствие управления с обратной связью корпуса 4 клапана; в силу этого не определяется то, что выявленная величина открытия находится за пределами первого предварительно определенного диапазона.

[0036] В данном документе, переворачиваемое регулирующее клапанное устройство 2 примерно разделено на первый модуль, который включает в себя актуатор 7, редукторный механизм 6, вращательный вал 5 и корпус 4 клапана, и второй модуль, который включает в себя датчик 8. Таким образом, в переворачиваемом регулирующем клапанном устройстве 2 датчик 8 соединяется с первым модулем, который интегрирован заранее. Следовательно, в случае неисправности на стороне корпуса 4 клапана или актуатора 7, достаточно чтобы заменять только первый модуль, описанный выше. В случае неисправности датчика 8, достаточно чтобы заменять только датчик 8.

[0037] Таким образом, посредством использования значения выявления одного датчика 8 и с использованием двух диагностик неисправностей в комбинации, появляется возможность сужать местоположение неисправности и реагировать на неисправность в переворачиваемом регулирующем клапанном устройстве 2 с проведением минимального необходимого ремонта.

[0038] Если не определяется то, что выявленная величина открытия находится за пределами предварительно определенного диапазона, как в первой диагностике неисправностей, так и во второй диагностике неисправностей, определяется то, что неисправность не присутствует в переворачиваемом регулирующем клапанном устройстве 2.

[0039] Поскольку первая диагностика неисправностей может выполняться при любой величине открытия в пределах нормального диапазона перемещения корпуса 4 клапана, диагностика не ограничена корпусом 4 клапана, в котором величина открытия изменяется в двух стадиях полного открытия и полного закрытия, и может применяться к корпусу 4 клапана, в котором величина открытия изменяется многостадийным способом.

[0040] Первая диагностика неисправностей выполняется, когда целевая величина открытия корпуса 4 клапана является непрерывно постоянной в течение предварительно определенного времени T1. Таким образом, поскольку первая диагностика неисправностей не выполняется, когда целевая величина открытия корпуса 4 клапана немного изменяется в это время, можно предотвращать ошибочное определение первой диагностики неисправностей.

[0041] Поскольку первая поверхность 13 стопора и вторая поверхность 15 стопора предоставляются таким образом, чтобы задавать верхнюю и нижнюю предельные позиции, соответственно, нормального диапазона перемещения корпуса 4 клапана, вторая диагностика неисправностей может выполняться в ходе фактической работы переворачиваемого регулирующего клапанного устройства, т.е. в ходе фактической работы корпуса 4 клапана.

[0042] Когда состояние, в котором целевая величина открытия корпуса 4 клапана находится в полностью открытом или полностью закрытом состоянии, продолжается в течение предварительно определенного времени T3, вторая диагностика неисправностей выполняется, когда участок, вращающийся как единое целое с корпусом 4 клапана, прижимается к стопору 9, и предварительно определенное время T2 дополнительно истекло. Таким образом, поскольку вторая диагностика неисправностей не выполняется, когда целевая величина открытия корпуса 4 клапана немного изменяется в это время, можно предотвращать ошибочное определение второй диагностики неисправностей. Помимо этого, можно выполнять вторую диагностику неисправностей в состоянии, в котором целевая величина открытия корпуса 4 клапана поддерживается.

[0043] Когда вторая диагностика неисправностей выполняется, прижатие участка, вращающегося как единое целое с корпусом 4 клапана, к стопору 9 завершается независимо от результата определения. Таким образом, состояние, в котором режим прижатия равен 1, завершается после продолжения в течение предварительно определенного времени T2. Помимо этого, даже в случае, если целевая величина открытия корпуса 4 клапана изменяется до того, как предварительно определенное время T2 истекает после прижатия участка, вращающегося как единое целое с корпусом 4 клапана, к стопору 9, режим прижатия задается равным 0, и прижатие участка, вращающегося как единое целое с корпусом 4 клапана, к стопору 9 завершается.

[0044] Как результат, можно предотвращать необязательное прижатие участка, вращающегося как единое целое с корпусом 4 клапана, к первой поверхности 13 стопора или второй поверхности 15 стопора, чтобы подавлять потребление мощности актуатора 7 и не допускать износа в тракте передачи мощности из актуатора 7 в корпус 4 клапана.

[0045] Тракт передачи мощности из актуатора 7 в корпус 4 клапана, более конкретно, включает в себя актуатор 7, шестерню 10 на стороне актуатора, шестерню 11 на стороне вращательного вала, вращательный вал 5 корпуса 4 клапана и т.п. Следовательно, износ, который возникает, когда участок, вращающийся как единое целое с корпусом 4 клапана, прижимается к первой поверхности 13 стопора или второй поверхности 15 стопора, возникает в участке, в котором шестерня 10 на стороне актуатора и шестерня 11 на стороне вращательного вала вводятся в зацепление друг с другом между участком, вращающимся как единое целое с корпусом 4 клапана и первой поверхностью 13 стопора, и между участком, вращающимся как единое целое с корпусом 4 клапана и второй поверхностью 15 стопора.

[0046] Фиг. 3 является временной диаграммой, иллюстрирующей один пример первой диагностики неисправностей. Предполагается, что условие разрешения диагностики первой диагностики неисправностей удовлетворяется еще до времени t1. Во время t1, целевая величина открытия корпуса 4 клапана для переворачиваемого регулирующего клапанного устройства 2 (сплошная тонкая линия на фиг. 3) изменяется на направление закрытия клапана. Поскольку целевая величина открытия клапана является постоянной в течение предварительно определенного времени T1 от времени t1, определение разрешения первой диагностики неисправностей становится равным 1 во время t2 после того, как предварительно определенное время T1 истекло начиная со времени t1, и выполнение первой диагностики неисправностей разрешается. Затем во время t2, в которое первая диагностика неисправностей разрешается, определяется то, превышает или нет величина открытия ΔTCV, которая является абсолютным значением разности между целевой величиной открытия корпуса 4 клапана (сплошная тонкая линия на фиг. 3) и выявленной величиной открытия корпуса 4 клапана (сплошная жирная линия на фиг. 3), предварительно установленное пороговое значение a. Поскольку величина открытия ΔTCV превышает предварительно установленное пороговое значение a во время t2, определяется то, что неисправность присутствует, и определение NG первой диагностики неисправностей становится равным 1.

[0047] Фиг. 4 является временной диаграммой, иллюстрирующей один пример второй диагностики неисправностей. Предполагается, что условие разрешения диагностики второй диагностики неисправностей удовлетворяется еще до времени t1. Во время t1, целевая величина открытия корпуса 4 клапана для переворачиваемого регулирующего клапанного устройства 2 (сплошная тонкая линия на фиг. 4) изменяется на полное закрытие. Поскольку целевая величина открытия клапана является постоянной при полном закрытии в течение предварительно определенного времени T3 от времени t1, определение продолжительности полного открытия/полного закрытия для целевого значения становится равным 1 во время t2 после того, как предварительно определенное время T3 истекло начиная со времени t1. Затем от времени t2, в которое определение продолжительности полного открытия/полного закрытия для целевого значения становится равным 1, режим прижатия задается равным 1, и участок, вращающийся как единое целое с корпусом 4 клапана, прижимается к стопору 9. В примере по фиг. 4, поскольку целевая величина открытия корпуса 4 клапана составляет полное закрытие, актуатор 7 приводится в действие таким образом, что поверхность 14 стопора на закрытой стороне шестерни 11 на стороне вращательного вала прижимается к поверхности 15 второго стопора для стопора 9. Затем, когда состояние, в котором режим прижатия равен 1, продолжается в течение предварительно определенного времени T2 от времени t2, определение разрешения второй диагностики неисправностей становится равным 1 во время t3 после того, как предварительно определенное время T2 истекло начиная со времени t2, и выполнение второй диагностики неисправностей разрешается. Затем во время t3, в которое вторая диагностика неисправностей разрешается, определяется то, превышает или нет величина открытия ΔTCV, которая является абсолютным значением разности между целевой величиной открытия корпуса 4 клапана (сплошная тонкая линия на фиг. 4) и выявленной величиной открытия корпуса 4 клапана (сплошная жирная линия на фиг. 4), предварительно установленное пороговое значение a. Поскольку величина открытия ΔTCV превышает предварительно установленное пороговое значение a во время t3, определяется то, что неисправность присутствует, и определение NG второй диагностики неисправностей становится равным 1.

[0048] Фиг. 5 является временной диаграммой, иллюстрирующей другой пример второй диагностики неисправностей. Предполагается, что условие разрешения диагностики второй диагностики неисправностей удовлетворяется еще до времени t1. Во время t1, целевая величина открытия корпуса 4 клапана для переворачиваемого регулирующего клапанного устройства 2 (сплошная тонкая линия на фиг. 5) изменяется на полное закрытие. Поскольку целевая величина открытия клапана является постоянной при полном закрытии в течение предварительно определенного времени T3 от времени t1, определение продолжительности полного открытия/полного закрытия для целевого значения становится равным 1 во время t2 после того, как предварительно определенное время T3 истекло начиная со времени t1. Затем от времени t2, в которое определение продолжительности полного открытия/полного закрытия для целевого значения становится равным 1, режим прижатия задается равным 1, и участок, вращающийся как единое целое с корпусом 4 клапана, прижимается к стопору 9. В примере по фиг. 5, поскольку целевая величина открытия корпуса 4 клапана составляет полное закрытие, актуатор 7 приводится в действие таким образом, что поверхность 14 стопора на закрытой стороне шестерни 11 на стороне вращательного вала прижимается к второй поверхности 15 стопора для стопора 9. Здесь, в примере по фиг. 5, целевая величина открытия корпуса 4 клапана изменяется до того, как предварительно определенное время T2 истекает от времени t2. Таким образом, поскольку целевая величина открытия корпуса 4 клапана изменяется во время t3, определение NG второй диагностики неисправностей не выполняется, и определение NG второй диагностики неисправностей не становится равным 1. Режим прижатия становится равным 0 во время t3, в которое изменяется целевая величина открытия корпуса 4 клапана.

[0049] Фиг. 6 является временной диаграммой, иллюстрирующей другой пример второй диагностики неисправностей. Предполагается, что условие разрешения диагностики второй диагностики неисправностей удовлетворяется еще до времени t1. Во время t1, целевая величина открытия корпуса 4 клапана для переворачиваемого регулирующего клапанного устройства 2 (сплошная тонкая линия на фиг. 6) изменяется на полное закрытие. Поскольку целевая величина открытия клапана является постоянной при полном закрытии в течение предварительно определенного времени T3 от времени t1, определение продолжительности полного открытия/полного закрытия для целевого значения становится равным 1 во время t2 после того, как предварительно определенное время T3 истекло начиная со времени t1. Затем от времени t2, в которое определение продолжительности полного открытия/полного закрытия для целевого значения становится равным 1, режим прижатия задается равным 1, и участок, вращающийся как единое целое с корпусом 4 клапана, прижимается к стопору 9. В примере по фиг. 6, поскольку целевая величина открытия корпуса 6 клапана составляет полное закрытие, актуатор 7 приводится в действие таким образом, что поверхность 14 стопора на закрытой стороне шестерни 11 на стороне вращательного вала прижимается к второй поверхности 15 стопора для стопора 9. После этого, когда состояние, в котором режим прижатия равен 1, продолжается в течение предварительно определенного времени T2 от времени t2, определение разрешения второй диагностики неисправностей становится равным 1 во время t3 после того, как предварительно определенное время T2 истекло начиная со времени t2, и выполнение второй диагностики неисправностей разрешается. Затем во время t3, в которое вторая диагностика неисправностей разрешается, определяется то, превышает или нет величина открытия ΔTCV, которая является абсолютным значением разности между целевой величиной открытия корпуса 4 клапана (сплошная тонкая линия на фиг. 6) и определенной величиной открытия корпуса 4 клапана (сплошная жирная линия на фиг. 6), предварительно установленное пороговое значение a. Во время t3, поскольку целевая величина открытия корпуса 4 клапана и выявленная величина открытия корпуса 4 клапана совпадают, и величина открытия ΔTCV меньше предварительно установленного порогового значения a, определяется то, что неисправность не присутствует, и определение NG второй диагностики неисправностей не становится равным 1.

[0050] Фиг. 7 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей последовательность операций обработки управления при первой диагностике неисправностей. На S1, определяется то, удовлетворяется или нет условие разрешения диагностики. Если условие разрешения диагностики удовлетворяется, процесс переходит к этапу S2, а если не удовлетворяется, процесс переходит к этапу S4. На S2, определяется то, является или нет целевая величина открытия корпуса 4 клапана постоянной в течение предварительно определенного времени T1; если является постоянной, процесс переходит к этапу S3, а если нет, процесс переходит к этапу S4. На S3, определение разрешения первой диагностики неисправностей задается равным 1, и процесс переходит к этапу S5. На S4 определение разрешения первой диагностики неисправностей задается равным 0, и процесс переходит к этапу S5. На S5, определяется то, превышает или нет абсолютное значение разности между целевой величиной открытия и выявленной величиной открытия корпуса 4 клапана предварительно установленное пороговое значение a; если превышает, процесс переходит к этапу S6, а если не превышает, процесс переходит к этапу S7. На S6, определение ненормального состояния первой диагностики неисправностей задается равным 1, и процесс переходит к этапу S8. На S7, определение ненормального состояния первой диагностики неисправностей задается равным 0, и процесс переходит к этапу S8. На S8, выполняется первая диагностика неисправностей. Таким образом, на S8, процесс переходит к этапу S9 только тогда, когда как определение разрешения первой диагностики неисправностей, так и определение ненормального состояния первой диагностики неисправностей равны 1, и в других случаях, процесс переходит к этапу S10. На S10, определение NG первой диагностики неисправностей задается равным 1. На S11, определение NG первой диагностики неисправностей задается равным 0.

[0051] Фиг. 8 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей последовательность операций обработки управления при второй диагностике неисправностей. На S21, определяется то, удовлетворяется или нет условие разрешения диагностики. Если условие разрешения диагностики удовлетворяется, процесс переходит к этапу S22, а если не удовлетворяется, процесс переходит к этапу S25. На S22, определяется то, продолжается или нет состояние, в котором целевая величина открытия корпуса 4 клапана составляет полное открытие или полное закрытие, в течение предварительно определенного времени T3; если да, процесс переходит к этапу S23, а если нет, процесс переходит к этапу S25. На S23, определяется то, продолжается или нет состояние, в котором режим прижатия равен 1, в течение предварительно определенного времени T2; если да, процесс переходит к этапу S24, а если нет, процесс переходит к этапу S25. На S24, определение разрешения второй диагностики неисправностей задается равным 1, и процесс переходит к этапу S26. На S25, определение разрешения второй диагностики неисправностей задается равным 0, и процесс переходит к этапу S26. На S26, определяется то, превышает или нет абсолютное значение разности между целевой величиной открытия и выявленной величиной открытия корпуса 4 клапана предварительно установленное пороговое значение a; если превышает, процесс переходит к этапу S27, а если не превышает, процесс переходит к этапу S28. На S27, определение ненормального состояния второй диагностики неисправностей задается равным 1, и процесс переходит к этапу S29. На S28, определение ненормального состояния второй диагностики неисправностей задается равным 0, и процесс переходит к этапу S29. На S29, выполняется вторая диагностика неисправностей. Таким образом, на S29, процесс переходит к этапу S30 только тогда, когда как определение разрешения второй диагностики неисправностей, так и определение ненормального состояния второй диагностики неисправностей равны 1; в противном случае, процесс переходит к этапу S31. На S30, определение NG второй диагностики неисправностей задается равным 1. На S31, определение NG второй диагностики неисправностей задается равным 0.

[0052] В варианте осуществления, описанном выше, если определено то, что неисправность присутствует в одной из первой диагностики неисправностей и второй диагностики неисправностей, в качестве результата выполнения первой диагностики неисправностей и второй диагностики неисправностей, лампа аварийной сигнализации, предусмотренная на приборной панели транспортного средства, включается, чтобы уведомлять водителя в отношении того, что возникает неисправность.

[0053] Когда целевая величина открытия корпуса 4 клапана составляет полное открытие или полное закрытие, не только вторая диагностика неисправностей, но и первая диагностика неисправностей также может выполняться.

[0054] Настоящее изобретение является применимым не только к устройству 1 управления переворачиваемого регулирующего клапана, описанному выше, но также и к устройству для управления клапаном, предоставленным в проточном канале, через который протекает жидкость. Таким образом, настоящее изобретение может применяться к EGR-клапану, предоставленному в EGR-канале, запорному клапану регулирования давления наддува, который открывает и закрывает канал для перепуска участка канала для выхлопных газов в турбину в нагнетателе, клапану регулирования вихревого потока, предоставленному во впускном ответвительном канале двигателя внутреннего сгорания, и устройству для управления регулирующими клапанами и т.д., предоставленному в канале для охлаждающей воды.

[0055] Дополнительно, в вышеописанном варианте осуществления, пороговое значение, используемое для определения первой диагностики неисправностей, и пороговое значение, используемое для определения второй диагностики неисправностей, являются идентичными, но могут использоваться различные пороговые значения.

Изобретение относится к устройству управления клапаном. Устройство управления содержит клапан, предоставленный в канале, через который протекает жидкость, который открывает и закрывает канал. Устройство управления содержит актуатор, который приводит в действие клапан, а также датчик, который выявляет величину открытия клапана, содержит первый стопор, который регулирует перемещение клапана дальше в направлении открытия, чем полностью открытая позиция клапана, содержит второй стопор, который регулирует перемещение клапана дальше в направлении закрытия, чем полностью закрытая позиция клапана. Устройство содержит первый диагностический модуль, который определяет то, находится или нет выявленная величина открытия за пределами первого предварительно определенного диапазона относительно целевой величины открытия клапана. Устройство содержит второй диагностический модуль, который определяет то, находится или нет выявленная величина открытия за пределами второго предварительно определенного диапазона относительно величины открытия, когда клапан является полностью открытым, или величины открытия, когда клапан является полностью закрытым, в состоянии, в котором участок, вращающийся как единое целое с клапаном, прижимается к первому стопору или второму стопору, при этом, при определении того, что выявленная величина открытия не находится за пределами первого предварительно определенного диапазона, посредством первого диагностического модуля, и определении того, что выявленная величина открытия находится за пределами второго предварительно определенного диапазона, посредством второго диагностического модуля, модуль определения неисправностей определяет то, что неисправность возникает в датчике. Устройство содержит модуль определения неисправностей, который определяет то, возникает или нет неисправность клапана или актуатора либо неисправность датчика, на основе результата определения первого диагностического модуля и результата определения второго диагностического модуля. Техническим результатом является возможность сужать местоположение неисправности и реагировать на неисправность с проведением минимального необходимого ремонта. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство управления клапаном, содержащее:

- клапан, предоставленный в канале, через который протекает жидкость, который открывает и закрывает канал;

- актуатор, который приводит в действие клапан;

- датчик, который выявляет величину открытия клапана;

- первый стопор, который регулирует перемещение клапана дальше в направлении открытия, чем полностью открытая позиция клапана, или

- второй стопор, который регулирует перемещение клапана дальше в направлении закрытия, чем полностью закрытая позиция клапана;

- первый диагностический модуль, который определяет то, находится или нет выявленная величина открытия за пределами первого предварительно определенного диапазона относительно целевой величины открытия клапана;

- второй диагностический модуль, который определяет то, находится или нет выявленная величина открытия за пределами второго предварительно определенного диапазона относительно величины открытия, когда клапан является полностью открытым, или величины открытия, когда клапан является полностью закрытым, в состоянии, в котором участок, вращающийся как единое целое с клапаном, прижимается к первому стопору или второму стопору, при этом, при определении того, что выявленная величина открытия не находится за пределами первого предварительно определенного диапазона, посредством первого диагностического модуля, и определении того, что выявленная величина открытия находится за пределами второго предварительно определенного диапазона, посредством второго диагностического модуля, модуль определения неисправностей определяет то, что неисправность возникает в датчике; и

- модуль определения неисправностей, который определяет то, возникает или нет неисправность клапана или актуатора либо неисправность датчика, на основе результата определения первого диагностического модуля и результата определения второго диагностического модуля.

2. Устройство управления клапаном по п. 1, в котором при определении того, что выявленная величина открытия находится за пределами первого предварительно определенного диапазона, посредством первого диагностического модуля, и определении того, что выявленная величина открытия не находится за пределами второго предварительно определенного диапазона, посредством второго диагностического модуля, модуль определения неисправностей определяет то, что неисправность возникает в актуаторе или клапане.

3. Устройство управления клапаном по любому из пп. 1-2, в котором первый диагностический модуль выполнен с возможностью осуществлять определение при всех величинах открытия клапана.

4. Устройство управления клапаном по любому из пп. 1-3, в котором первый диагностический модуль выполняется, когда целевая величина открытия является постоянной в течение первого предварительно определенного времени.

5. Устройство управления клапаном по любому из пп. 1-4, в котором второй диагностический модуль выполняется, когда состояние, в котором участок, вращающийся как единое целое с клапаном, прижимается к первому стопору или второму стопору, продолжается в течение второго предварительно определенного времени.

6. Устройство управления клапана по любому из пп. 1-5, в котором второй диагностический модуль выполняется в состоянии, в котором участок, вращающийся как единое целое с клапаном, прижимается к первому стопору или второму стопору, когда состояние, в котором целевая величина открытия клапана составляет полное открытие или полное закрытие, продолжается в течение третьего предварительно определенного времени.

7. Устройство управления клапана по любому из пп. 1-6, в котором второй диагностический модуль завершает состояние, в котором участок, вращающийся как единое целое с клапаном, прижимается к первому стопору или второму стопору, когда изменяется целевая величина открытия.