控制廢氣再循環(egr)的閥的制作方法
【專利說明】控制廢氣再循環(EGR)的閥
[0001]優先權的主張
[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的優先權，本文以參見方式引入其全部內容。
技術背景
[0003]本說明書涉及發動機系統中控制廢氣再循環(EGR)的閥。
[0004]EGR通常用于柴油發動機系統。柴油發動機一般地設計成無節流方式運行，并可包括這樣的機構，該機構構造成在入口和排氣系統之間產生壓差，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構造包括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流組件。
【發明內容】
[0005]在第一總體方面，發動機系統中廢氣再循環(EGR)閥是根據發動機系統中探測到的發動機運行狀況來進行控制的。
[0006]根據發動機系統中探測到的發動機運行狀況，產生EGR閥的控制信號；EGR閥的控制信號被標定以抵消作用在EGR閥上的預料的力，該力來自于與發動機運行狀態相關聯的廢氣壓力；EGR閥根據EGR閥的控制信號來運行。
[0007]根據第一方面的第二方面，其中，預料的力是作用在EGR閥上的預料的扭矩，且其中，運行EGR閥包括:對EGR閥軸施加反相扭矩，反向扭矩和預料的扭矩具有基本上相等的大小和相對的方向。
[0008]根據第一至第二方面中任一方面的第三方面，其中，產生EGR閥的控制信號包括:產生致動器指令信號，其構造成控制EGR閥致動器的位置，且其中，運行EGR閥包括:將致動器指令信號發送到EGR閥致動器。
[0009]根據第一至第三方面中任一方面的第四方面，其中，通過將探測到的發動機運行狀態映射到預標定的控制信號上，來產生EGR閥的控制信號。
[0010]根據第一至第四方面中任一方面的第五方面，其中，根據發動機系統中探測到的當前發動機運行狀態以及EGR閥中探測到的當前閥位置，來產生EGR閥的控制信號。
[0011]根據第一至第五方面中任一方面的第六方面，其中，根據發動機運行狀態，其包括發動機負荷、發動機速度、發動機位置，或這些狀態中的兩個或更多個的組合，來產生EGR閥的控制信號。
[0012]根據第一至第六方面中任一方面的第七方面，其中，根據來自發動機系統中EGR閥運行的反饋，來標定EGR閥的控制信號。
[0013]根據第一至第七方面中任一方面的第八方面，其中，產生EGR閥的控制信號包括:接收初始的致動器-定位-指令信號，其構造成控制EGR閥致動器的位置；根據探測到的發動機運行狀態來產生補充的致動器-定位-指令信號；通過組合初始的致動器-定位-指令信號和補充的致動器-定位-指令信號，來產生組合的致動器-定位-指令信號，且其中，由EGR閥的控制信號來運行EGR閥包括:將組合的致動器-定位-指令信號發送到EGR閥致動器。
[0014]在第九總體方面，安裝在發動機系統中的控制器包括廢氣再循環(EGR)閥，該控制器通過運行來實施操作包括:根據發動機系統中探測到的發動機運行狀態，產生EGR閥的控制信號，EGR閥的控制信號標定為抵消發動機系統中作用在EGR閥上的預料的力，該預料的力來源于與發動機運行狀態相關聯的廢氣壓力；以及根據EGR閥的控制信號來運行EGR 閥。
[0015]在根據第九方面的第十方面，其中，預料的力包括作用在EGR閥軸上的預料的扭矩，而運行EGR包括將反相的扭矩施加到EGR閥軸上，反相扭矩和預料的扭矩具有基本上相等的大小和相對的方向，且產生EGR閥的控制信號包括產生致動器指令信號，其構造成控制EGR閥致動器的位置，而運行EGR閥包括將致動器指令信號發送到EGR閥致動器。
[0016]根據第九至第十方面中任一方面的第十一方面，還包括通過將發動機運行狀態映射到預標定的控制信號上，來產生EGR閥的控制信號。
[0017]根據第九至第十一方面中任一方面的第十二方面，還包括根據發動機系統中探測到的當前發動機運行狀態以及EGR閥中探測到的當前閥位置，來產生EGR閥的控制信號。
[0018]根據第九至第十二方面中任一方面的第十三方面，還包括根據發動機運行狀態來產生EGR閥的控制信號，所述發動機運行狀態包括發動機負荷、發動機速度和發動機位置。
[0019]在第十四總體方面，發動機系統包括廢氣再循環(EGR)閥和控制器，控制器可運行，以根據發動機系統中探測到的發動機運行狀態來產生EGR閥的控制信號，EGR閥的控制信號進行標定來抵消發動機系統中作用在EGR閥上的預料的力，預料的力起源于與發動機運行狀態相關聯的廢氣壓力；并根據EGR閥的控制信號來運行EGR閥。
[0020]在根據第十四方面的第十五方面，其中，控制器是發動機系統的發動機控制單元(ECU) ο
[0021]根據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閥包括用機械方式偶聯到EGR閥軸的EGR閥致動器。
[0023]在根據方面十七方面的第十八方面，其中，預料的力包括作用在EGR閥軸上的預料的扭矩，運行EGR閥包括將反相扭矩施加到EGR閥軸上，反相扭矩和預料的扭矩具有基本上相等的大小和相對的方向。
[0024]根據第十七至第十八方面中任一方面的第十九方面，其中，產生EGR閥的控制信號包括產生致動器指令信號，其構造成控制EGR閥致動器的位置，運行EGR閥包括將致動器指令信號發送到EGR閥致動器。
[0025]在以下的附圖和描述中將闡述一個或多個實施方式的細節。從描述和附圖中并從權利要求書中將會明白到其他的特征、目的和優點。
【附圖說明】
[0026]圖1是示例發動機系統的示意圖。
[0027]圖2是示例EGR閥系統的示意圖。
[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]在各個附圖中，相同的附圖標記表示相同的元件。
【具體實施方式】
[0031]圖1是示例發動機系統100的示意圖。圖1中所示示例發動機系統100可以是帶有廢氣再循環(EGR)子系統的柴油機，或示例的發動機系統100可以是其他類型的發動機。在某些情形中，EGR子系統減少發動機系統100內不希望的排放(例如，氧化氮，NOx)的形成。這里描述的技術可適用在示例發動機系統100中，或適用在具有非穩定流動的氣流的其他類型的系統中。
[0032]示例發動機系統100包括發動機體102、入口歧管104、排氣歧管106、廢氣再循環(EGR)閥108以及控制器110。發動機系統100可包括附加的或不同的部件和子系統。發動機系統100的部件可按照圖1中所示實例那樣進行構造，或各部件可以其他方式進行構造。
[0033]入口歧管104從空氣入口系統接受空氣。在某些示例的發動機系統中，空氣入口系統例如可包括渦輪增壓器壓縮機、入口空氣冷卻器、空氣入口節流閥和其他的部件。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可對發動機體102提供空氣混合物。提供給發動機體102的空氣混合物可包括來自空氣入口系統的空氣，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可包括各種流量計量器、閥、傳感器以及圖1中未具體示出的其他部件。
[0034]發動機體102可包括各種特征、部件和子系統。例如，發動機體102可包括燃燒室、缸體、活塞、點火系統、燃料注射系統以及各種其他特征。發動機體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接受燃料。點火系統可點燃發動機體102內燃燒室的空氣-燃料混合物，這可移動活塞并產生發動機體102的機械輸出(例如，曲柄軸等的轉動)。發動機體102內空氣-燃料混合物的燃燒產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從發動機體102中接受廢氣。排氣歧管106可將廢氣連通到排氣系統的部件或發動機系統100的其他子系統。在某些實施方式中，排氣歧管106引導廢氣通過渦輪增壓器排氣渦輪。在如此的實施方式中，來自渦輪增壓器的廢氣例如可從發動機系統100連通到外部環境。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