控制廢氣再循環(huán)(egr)的閥的制作方法
【專利說明】控制廢氣再循環(huán)(EGR)的閥
[0001]優(yōu)先權(quán)的主張
[0002]本申請要求2013年2月13日提交的美國專利申請N0.13/766,016的優(yōu)先權(quán)，本文以參見方式引入其全部內(nèi)容。
技術(shù)背景
[0003]本說明書涉及發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中控制廢氣再循環(huán)(EGR)的閥。
[0004]EGR通常用于柴油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)。柴油發(fā)動機(jī)一般地設(shè)計(jì)成無節(jié)流方式運(yùn)行，并可包括這樣的機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)構(gòu)造成在入口和排氣系統(tǒng)之間產(chǎn)生壓差，以使要求的廢氣排氣量流回到入口歧管。許多柴油廢氣交換系統(tǒng)構(gòu)造包括EGR閥，該EGR閥具有介于排氣端口和渦輪增壓器排氣渦輪入口之間的節(jié)流組件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在第一總體方面，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中廢氣再循環(huán)(EGR)閥是根據(jù)發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中探測到的發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀況來進(jìn)行控制的。
[0006]根據(jù)發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中探測到的發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀況，產(chǎn)生EGR閥的控制信號；EGR閥的控制信號被標(biāo)定以抵消作用在EGR閥上的預(yù)料的力，該力來自于與發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的廢氣壓力；EGR閥根據(jù)EGR閥的控制信號來運(yùn)行。
[0007]根據(jù)第一方面的第二方面，其中，預(yù)料的力是作用在EGR閥上的預(yù)料的扭矩，且其中，運(yùn)行EGR閥包括:對EGR閥軸施加反相扭矩，反向扭矩和預(yù)料的扭矩具有基本上相等的大小和相對的方向。
[0008]根據(jù)第一至第二方面中任一方面的第三方面，其中，產(chǎn)生EGR閥的控制信號包括:產(chǎn)生致動器指令信號，其構(gòu)造成控制EGR閥致動器的位置，且其中，運(yùn)行EGR閥包括:將致動器指令信號發(fā)送到EGR閥致動器。
[0009]根據(jù)第一至第三方面中任一方面的第四方面，其中，通過將探測到的發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)映射到預(yù)標(biāo)定的控制信號上，來產(chǎn)生EGR閥的控制信號。
[0010]根據(jù)第一至第四方面中任一方面的第五方面，其中，根據(jù)發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中探測到的當(dāng)前發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)以及EGR閥中探測到的當(dāng)前閥位置，來產(chǎn)生EGR閥的控制信號。
[0011]根據(jù)第一至第五方面中任一方面的第六方面，其中，根據(jù)發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，其包括發(fā)動機(jī)負(fù)荷、發(fā)動機(jī)速度、發(fā)動機(jī)位置，或這些狀態(tài)中的兩個(gè)或更多個(gè)的組合，來產(chǎn)生EGR閥的控制信號。
[0012]根據(jù)第一至第六方面中任一方面的第七方面，其中，根據(jù)來自發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中EGR閥運(yùn)行的反饋，來標(biāo)定EGR閥的控制信號。
[0013]根據(jù)第一至第七方面中任一方面的第八方面，其中，產(chǎn)生EGR閥的控制信號包括:接收初始的致動器-定位-指令信號，其構(gòu)造成控制EGR閥致動器的位置；根據(jù)探測到的發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)來產(chǎn)生補(bǔ)充的致動器-定位-指令信號；通過組合初始的致動器-定位-指令信號和補(bǔ)充的致動器-定位-指令信號，來產(chǎn)生組合的致動器-定位-指令信號，且其中，由EGR閥的控制信號來運(yùn)行EGR閥包括:將組合的致動器-定位-指令信號發(fā)送到EGR閥致動器。
[0014]在第九總體方面，安裝在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的控制器包括廢氣再循環(huán)(EGR)閥，該控制器通過運(yùn)行來實(shí)施操作包括:根據(jù)發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中探測到的發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，產(chǎn)生EGR閥的控制信號，EGR閥的控制信號標(biāo)定為抵消發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中作用在EGR閥上的預(yù)料的力，該預(yù)料的力來源于與發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的廢氣壓力；以及根據(jù)EGR閥的控制信號來運(yùn)行EGR 閥。
[0015]在根據(jù)第九方面的第十方面，其中，預(yù)料的力包括作用在EGR閥軸上的預(yù)料的扭矩，而運(yùn)行EGR包括將反相的扭矩施加到EGR閥軸上，反相扭矩和預(yù)料的扭矩具有基本上相等的大小和相對的方向，且產(chǎn)生EGR閥的控制信號包括產(chǎn)生致動器指令信號，其構(gòu)造成控制EGR閥致動器的位置，而運(yùn)行EGR閥包括將致動器指令信號發(fā)送到EGR閥致動器。
[0016]根據(jù)第九至第十方面中任一方面的第十一方面，還包括通過將發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)映射到預(yù)標(biāo)定的控制信號上，來產(chǎn)生EGR閥的控制信號。
[0017]根據(jù)第九至第十一方面中任一方面的第十二方面，還包括根據(jù)發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中探測到的當(dāng)前發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)以及EGR閥中探測到的當(dāng)前閥位置，來產(chǎn)生EGR閥的控制信號。
[0018]根據(jù)第九至第十二方面中任一方面的第十三方面，還包括根據(jù)發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)來產(chǎn)生EGR閥的控制信號，所述發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)包括發(fā)動機(jī)負(fù)荷、發(fā)動機(jī)速度和發(fā)動機(jī)位置。
[0019]在第十四總體方面，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)包括廢氣再循環(huán)(EGR)閥和控制器，控制器可運(yùn)行，以根據(jù)發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中探測到的發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)來產(chǎn)生EGR閥的控制信號，EGR閥的控制信號進(jìn)行標(biāo)定來抵消發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中作用在EGR閥上的預(yù)料的力，預(yù)料的力起源于與發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的廢氣壓力；并根據(jù)EGR閥的控制信號來運(yùn)行EGR閥。
[0020]在根據(jù)第十四方面的第十五方面，其中，控制器是發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)控制單元(ECU) ο
[0021]根據(jù)第十四或第十五方面中任一方面的第十六方面，還包括EGR閥組件，其包括EGR閥和控制器。
[0022]根據(jù)第十四至第十六方面中任一方面的第十七方面，其中，EGR閥包括用機(jī)械方式偶聯(lián)到EGR閥軸的EGR閥致動器。
[0023]在根據(jù)方面十七方面的第十八方面，其中，預(yù)料的力包括作用在EGR閥軸上的預(yù)料的扭矩，運(yùn)行EGR閥包括將反相扭矩施加到EGR閥軸上，反相扭矩和預(yù)料的扭矩具有基本上相等的大小和相對的方向。
[0024]根據(jù)第十七至第十八方面中任一方面的第十九方面，其中，產(chǎn)生EGR閥的控制信號包括產(chǎn)生致動器指令信號，其構(gòu)造成控制EGR閥致動器的位置，運(yùn)行EGR閥包括將致動器指令信號發(fā)送到EGR閥致動器。
[0025]在以下的附圖和描述中將闡述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的細(xì)節(jié)。從描述和附圖中并從權(quán)利要求書中將會明白到其他的特征、目的和優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0026]圖1是示例發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的示意圖。
[0027]圖2是示例EGR閥系統(tǒng)的示意圖。
[0028]圖3是示例控制器的示意圖。
[0029]圖4是顯示控制EGR閥的示例過程的流程圖。
[0030]在各個(gè)附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。
【具體實(shí)施方式】
[0031]圖1是示例發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100的示意圖。圖1中所示示例發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100可以是帶有廢氣再循環(huán)(EGR)子系統(tǒng)的柴油機(jī)，或示例的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100可以是其他類型的發(fā)動機(jī)。在某些情形中，EGR子系統(tǒng)減少發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100內(nèi)不希望的排放(例如，氧化氮，NOx)的形成。這里描述的技術(shù)可適用在示例發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100中，或適用在具有非穩(wěn)定流動的氣流的其他類型的系統(tǒng)中。
[0032]示例發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100包括發(fā)動機(jī)體102、入口歧管104、排氣歧管106、廢氣再循環(huán)(EGR)閥108以及控制器110。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100可包括附加的或不同的部件和子系統(tǒng)。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100的部件可按照圖1中所示實(shí)例那樣進(jìn)行構(gòu)造，或各部件可以其他方式進(jìn)行構(gòu)造。
[0033]入口歧管104從空氣入口系統(tǒng)接受空氣。在某些示例的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中，空氣入口系統(tǒng)例如可包括渦輪增壓器壓縮機(jī)、入口空氣冷卻器、空氣入口節(jié)流閥和其他的部件。入口歧管104也可從排氣歧管106中接受廢氣。EGR閥108可控制廢氣流入入口歧管104內(nèi)的流動。在某些情形中，在入口歧管104處沒有廢氣流入。入口歧管104可對發(fā)動機(jī)體102提供空氣混合物。提供給發(fā)動機(jī)體102的空氣混合物可包括來自空氣入口系統(tǒng)的空氣，其可與來自排氣歧管106的廢氣以及可能的其他流體混合。入口歧管104可包括各種流量計(jì)量器、閥、傳感器以及圖1中未具體示出的其他部件。
[0034]發(fā)動機(jī)體102可包括各種特征、部件和子系統(tǒng)。例如，發(fā)動機(jī)體102可包括燃燒室、缸體、活塞、點(diǎn)火系統(tǒng)、燃料注射系統(tǒng)以及各種其他特征。發(fā)動機(jī)體102可從入口歧管104接受空氣混合物(例如，通過入口閥)以及從燃料注射系統(tǒng)接受燃料。點(diǎn)火系統(tǒng)可點(diǎn)燃發(fā)動機(jī)體102內(nèi)燃燒室的空氣-燃料混合物，這可移動活塞并產(chǎn)生發(fā)動機(jī)體102的機(jī)械輸出(例如，曲柄軸等的轉(zhuǎn)動)。發(fā)動機(jī)體102內(nèi)空氣-燃料混合物的燃燒產(chǎn)生的廢氣可被引入到(例如，通過排氣閥)排氣歧管106。
[0035]排氣歧管106從發(fā)動機(jī)體102中接受廢氣。排氣歧管106可將廢氣連通到排氣系統(tǒng)的部件或發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100的其他子系統(tǒng)。在某些實(shí)施方式中，排氣歧管106引導(dǎo)廢氣通過渦輪增壓器排氣渦輪。在如此的實(shí)施方式中，來自渦輪增壓器的廢氣例如可從發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100連通到外部環(huán)境。排氣歧管106可連通廢氣通過EGR閥108。排氣歧管106可包括各種流量計(jì)量器、閥、傳感器以及圖1中未具體示出的其他部件。
[0036]EGR閥108控制從排氣歧管106到入口歧