閥裝置及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種閥裝置及其制造方法，該控制單元產(chǎn)生控制信號(hào)，以控制致動(dòng)器（5）從而操縱閥元件（4），并根據(jù)閥元件（4）的開口位置以及開口位置與流量之間的預(yù)定關(guān)系二者控制通道（8）中的流量?？刂茊卧?4）包括存儲(chǔ)誤差特征函數(shù)的存儲(chǔ)單元和根據(jù)誤差特征函數(shù)補(bǔ)償控制信號(hào)的補(bǔ)償單元。獨(dú)立于預(yù)定關(guān)系而實(shí)際測量開口位置和流量之間的實(shí)際關(guān)系。誤差特征函數(shù)是參照實(shí)際關(guān)系和預(yù)定關(guān)系預(yù)先計(jì)算的在流量相等時(shí)在預(yù)定關(guān)系中的開口位置x和實(shí)際關(guān)系中的開口位置y之間的關(guān)系的近似值。
【專利說明】閥裝置及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種閥裝置，其構(gòu)造為使得閥元件打開和關(guān)閉通道，從而控制與閥元件的開口位置對(duì)應(yīng)的流量。
【背景技術(shù)】
[0002]例如，專利文獻(xiàn)I公開了一種作為在EGR系統(tǒng)中采用的常規(guī)閥裝置的EGR氣體控制閥(EGRV)。EGR系統(tǒng)被構(gòu)造為使來自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室的廢氣的一部分再循環(huán)進(jìn)入進(jìn)氣通道。EGRV控制再循環(huán)的廢氣流量。
[0003]EGRV包括控制與閥元件的開口位置對(duì)應(yīng)的流量的閥元件。EGRV還包括檢測閥元件的開口位置的傳感器和實(shí)施反饋控制以根據(jù)來自傳感器的輸出信號(hào)操縱閥元件從而控制流量的致動(dòng)器。
[0004][專利文獻(xiàn)I]未經(jīng)審查的日本專利申請(qǐng)N0.2009-2325的公開
[0005]應(yīng)該注意，閥裝置具有其自身的流動(dòng)特性，即閥元件的開口位置和流量之間的關(guān)系。流動(dòng)特性由于組件形狀的變化、組件的裝配的變化、傳感器特性的變化等而在各個(gè)閥裝置之間變化。也就是說，各個(gè)閥裝置的每個(gè)相對(duì)于參考流動(dòng)特性具有誤差。因此，當(dāng)參照單個(gè)預(yù)定流動(dòng)特性采用開口控制方法來控制每個(gè)閥裝置中的流量時(shí)，流量會(huì)在各個(gè)閥裝置之間極大地變化。結(jié)果，流控制的精度會(huì)變得不足以增加廢氣的排放和/或降低燃料效率。
[0006]還應(yīng)該注意，即使根據(jù)從流傳感器發(fā)送的輸出信號(hào)在流控制中實(shí)施反饋控制的構(gòu)造中，也可暫時(shí)實(shí)施打開控制。因此，仍然需要在打開控制時(shí)流控制的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種閥裝置，其被構(gòu)造為通過反映單獨(dú)閥裝置的流動(dòng)特性的變化以高精度地實(shí)施流控制。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種閥裝置包括被構(gòu)造為打開和關(guān)閉通道以可變地控制通過通道的流的流量的閥元件。閥裝置還包括被構(gòu)造為操縱閥元件的致動(dòng)器。閥裝置還包括被構(gòu)造為檢測閥元件的開口位置的傳感器。閥裝置還包括被構(gòu)造為產(chǎn)生控制信號(hào)以根據(jù)傳感器的輸出以及開口位置與流量之間的預(yù)定關(guān)系二者控制致動(dòng)器的控制單元?？刂茊卧€被構(gòu)造為發(fā)送控制信號(hào)。控制單元包括被構(gòu)造為存儲(chǔ)誤差特征函數(shù)的存儲(chǔ)單元。控制單元還包括被構(gòu)造為根據(jù)誤差特征函數(shù)補(bǔ)償控制信號(hào)的補(bǔ)償單元。開口位置和流量之間的預(yù)定關(guān)系是參考流動(dòng)特性。開口位置和流量之間的實(shí)際關(guān)系是實(shí)際流動(dòng)特性。實(shí)際關(guān)系獨(dú)立于參考流動(dòng)特性而實(shí)際測量。誤差特征函數(shù)是參照實(shí)際流動(dòng)特性和參考流動(dòng)特性預(yù)先計(jì)算的在流量相等時(shí)在參考流動(dòng)特性中的開口位置X和實(shí)際流動(dòng)特性中的開口位置y之間的關(guān)系的近似值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]從以下參照附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的以上和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。在附圖中:
[0010]圖1是根據(jù)實(shí)施例示出EGRV的剖視圖；
[0011]圖2是根據(jù)實(shí)施例示出EGRV的剖視圖；
[0012]圖3是根據(jù)實(shí)施例示出流動(dòng)特性的曲線圖；以及
[0013]圖4是根據(jù)實(shí)施例示出在參考開口位置X和實(shí)際開口位置y之間的關(guān)系的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014](實(shí)施例)
[0015]將參照?qǐng)D1至4描述本發(fā)明的實(shí)施例。在當(dāng)前實(shí)施例中，將描述EGRVl作為本發(fā)明的實(shí)例。
[0016]EGRVl包括殼體2、軸3、閥元件4、致動(dòng)器5、開口位置傳感器6和控制單元。殼體2形成使廢氣回流到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣通道的返回通道的一部分。軸3以可旋轉(zhuǎn)的方式容納在殼體2中。閥元件4呈盤形并固定至軸3且由軸3支承。致動(dòng)器5通過軸3操縱閥元件4。開口位置傳感器6檢測閥元件4的開口位置?？刂茊卧a(chǎn)生并將控制信號(hào)發(fā)送至致動(dòng)器5。
[0017]殼體2包括通道形成部分9和主體部分10。通道形成部分9形成作為返回通道的一部分的通道8。主體部分10容納軸3和致動(dòng)器5。通道形成部分9形成具有圓形橫截面的通道8。主體部分10通過軸承11可旋轉(zhuǎn)地支承軸3，以使得軸3的一端突出到通道8中。圖1是沿著通道8中的流動(dòng)方向截取的剖視圖。圖2是垂直于通道8中的流動(dòng)方向截取的剖視圖。
[0018]閥元件4形成為盤形并固定至軸3的端部。在當(dāng)前構(gòu)造中，軸3可旋轉(zhuǎn)以使得閥元件4打開和關(guān)閉通道。對(duì)應(yīng)于閥元件4的開口位置可控制流量。
[0019]致動(dòng)器5包括電動(dòng)機(jī)14和輸出功率傳輸機(jī)構(gòu)15。電動(dòng)機(jī)14基于電力的接收產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力。輸出功率傳輸機(jī)構(gòu)15將電動(dòng)機(jī)14的輸出軸14a的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到軸3。
[0020]輸出功率傳輸機(jī)構(gòu)15是構(gòu)造為以預(yù)定減速比降低輸出軸14a的旋轉(zhuǎn)速度的齒輪減速機(jī)構(gòu)。輸出功率傳輸機(jī)構(gòu)15包括小齒輪16、中間減速齒輪17和最終減速齒輪18。小齒輪16固定至輸出軸14a的外周邊。中間減速齒輪17與小齒輪16嚙合以通過小齒輪16旋轉(zhuǎn)。最終減速齒輪18與中間減速齒輪17嚙合以通過中間減速齒輪17旋轉(zhuǎn)。
[0021]開口位置傳感器6是包括一對(duì)磁鐵21和霍爾IC22的非接觸式旋轉(zhuǎn)角感測裝置。磁鐵21裝配至最終減速齒輪18。霍爾IC22布置為靠近磁鐵21。開口位置傳感器6通過利用霍爾IC22相對(duì)于磁鐵21的旋轉(zhuǎn)的輸出變化特性檢測閥元件4的開口位置。作為霍爾IC22的替代，可采用另一非接觸式磁性檢測元件，諸如單一體的霍爾元件或磁阻元件。
[0022]在當(dāng)前實(shí)例中，控制單元是構(gòu)造為控制供應(yīng)至電動(dòng)機(jī)14的電量的E⑶24。E⑶24包括具有通常熟知的構(gòu)造的微計(jì)算機(jī)，其包括CPU、存儲(chǔ)裝置、輸入電路(輸入單元)、輸出電路(輸出單元)等的功能。CPU實(shí)施控制處理和數(shù)據(jù)處理。存儲(chǔ)裝置是諸如ROM和RAM的存儲(chǔ)裝置，其被構(gòu)造為存儲(chǔ)各種程序和各種數(shù)據(jù)。控制單元將控制信號(hào)發(fā)送至電動(dòng)機(jī)14以實(shí)施開口位置控制，從而產(chǎn)生期望的流量?？刂茊卧鶕?jù)來自開口位置傳感器6的輸出信號(hào)和在開口位置與流量之間的預(yù)定關(guān)系實(shí)施開口位置控制。關(guān)系被預(yù)先存儲(chǔ)。更具體地說，控制單元從開口位置傳感器6接收輸出信號(hào)?？刂茊卧€產(chǎn)生將被發(fā)送至電動(dòng)機(jī)的控制信號(hào)，諸如功率供應(yīng)量，以使得通過開口位置傳感器6檢測的閥開口位置基本與產(chǎn)生期望流量所需要的開口位置目標(biāo)值一致。
[0023](特征)
[0024]這里，參考流動(dòng)特性定義為開口位置和流量之間的關(guān)系，該關(guān)系是預(yù)定的。另外，實(shí)際流動(dòng)特性定義為開口位置和流量之間的關(guān)系，該關(guān)系實(shí)際上與參考流動(dòng)特性分開測量。
[0025]圖3示出了參考流動(dòng)特性和實(shí)際流動(dòng)特性二者。參考流動(dòng)特性是一種理想狀態(tài)的流動(dòng)特性。實(shí)際流動(dòng)特性含有開口位置傳感器6的特性變化、每個(gè)組件的形狀變化和通過組件的裝配導(dǎo)致的變化。通過實(shí)際測量在流量和針對(duì)每個(gè)單獨(dú)的EGRVl通過開口位置傳感器6檢測到的開口位置之間的關(guān)系獲得實(shí)際流動(dòng)特性。因此，在對(duì)應(yīng)的閥開口位置在參考流動(dòng)特性和實(shí)際流動(dòng)特性之間發(fā)生流量誤差。也就是說，在參照用于每個(gè)EGRVl的參考流動(dòng)特性控制開口位置的情況下，在對(duì)應(yīng)開口位置產(chǎn)生的流量出現(xiàn)誤差。也就是說，在相同的流量，在參考流動(dòng)特性中的開口位置(參考開口位置X)和實(shí)際流動(dòng)特性中的開口位置(實(shí)際開口位置y)之間發(fā)生誤差。
[0026]更具體地講，例如，在參考開口位置的80%處產(chǎn)生流量Q0。然而，在實(shí)際開口位置的少于80%的值處產(chǎn)生流量QO。因此，在參考開口位置X和實(shí)際開口位置y之間發(fā)生誤差。每個(gè)流量的誤差不同。因此，在流量的多點(diǎn)的每個(gè)處測量誤差。因此，如圖4所示，計(jì)算在參考開口位置X和實(shí)際開口位置I之間的關(guān)系作為誤差特征函數(shù)f(x)。在當(dāng)前實(shí)施例中，實(shí)際開口位置y由例如參考開口位置X的六次函數(shù)(sixth-order function)表達(dá)。在參考流動(dòng)特性和實(shí)際流動(dòng)特性之間的誤差在各個(gè)EGRVl之間不同。因此，針對(duì)每個(gè)獨(dú)立的EGRVl預(yù)先設(shè)置誤差特征函數(shù)f U)。
[0027]控制單元包括存儲(chǔ)單元和補(bǔ)償單元。存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)誤差特征函數(shù)f (x)o補(bǔ)償單元根據(jù)誤差特征函數(shù)f (X)補(bǔ)償控制信號(hào)以產(chǎn)生期望的流量。根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例，E⑶24可用作存儲(chǔ)單元和補(bǔ)償單元。
[0028]根據(jù)理想狀態(tài)的存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的參考流動(dòng)特性，其中參考流動(dòng)特性與實(shí)際流動(dòng)特性相同，控制單元被構(gòu)造為將控制信號(hào)發(fā)送至電動(dòng)機(jī)14以實(shí)施開口位置控制從而產(chǎn)生期望流量。相反，在發(fā)生誤差的情況下，補(bǔ)償單元利用誤差特征函數(shù)f (X)補(bǔ)償參考流動(dòng)特性。此外，控制單元獲得補(bǔ)償?shù)膮⒖剂鲃?dòng)特性，即，流動(dòng)特性類似于實(shí)際流動(dòng)特性。因此，控制單元參照當(dāng)前流動(dòng)特性實(shí)施開口位置控制。
[0029]應(yīng)該注意，可采用補(bǔ)償參考流動(dòng)特性的另一構(gòu)造。例如，可參照誤差特征函數(shù)f(x)補(bǔ)償來自開口位置傳感器6的輸出信號(hào)。在這種情況下，參照補(bǔ)償?shù)拈_口位置和參考流動(dòng)特性可產(chǎn)生控制信號(hào)。更具體地講，例如，當(dāng)流量QO是理想的時(shí)，在誤差特征函數(shù)f (X)中代入80，并且可確定目標(biāo)開口位置。接著，可確定發(fā)送到致動(dòng)器5的控制信號(hào)，以使得開口位置傳感器6的檢測值與當(dāng)前目標(biāo)開口位置一致。
[0030](EGRV的制造方法)
[0031]如下所述，將描述將誤差特征函數(shù)f (X)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的存儲(chǔ)過程。根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例，在EGRVl的制造工藝中實(shí)施存儲(chǔ)過程。將對(duì)應(yīng)于每個(gè)單獨(dú)的EGRVl的誤差特征函數(shù)f (X)進(jìn)行編碼以產(chǎn)生特征碼。特征碼可表現(xiàn)在EGRVl的表面上。在存儲(chǔ)過程中，可參照特征碼存儲(chǔ)誤差特征函數(shù)f (X)。例如，可用QR碼(注冊(cè)商標(biāo))、條形碼等規(guī)定特征碼，以使得從外面觀看殼體2的表面可識(shí)別特征碼。在這種情況下，可用閱讀器裝置讀取(掃描)特征碼并將其存儲(chǔ)在ECU24中。
[0032]注意到，可將序號(hào)分配給每個(gè)單獨(dú)的EGRV1。在這種情況下，可在對(duì)應(yīng)EGRVl的E⑶24中下載對(duì)應(yīng)于序號(hào)的誤差特征函數(shù)f U)。
[0033](操作效果)
[0034]根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例，存儲(chǔ)在參考流動(dòng)特性和實(shí)際流動(dòng)特性之間的誤差作為每個(gè)單獨(dú)的EGRVl中的誤差特征函數(shù)f (X)。此外,通過使用當(dāng)前誤差特征函數(shù)f (X)實(shí)施開口位置控制。當(dāng)前構(gòu)造使得可以參照類似于實(shí)際流動(dòng)特性的流動(dòng)特性針對(duì)每個(gè)單獨(dú)的EGRVl執(zhí)行開口位置控制。因此，即使執(zhí)行打開控制也可高精度地產(chǎn)生期望的流量。另外，參考流動(dòng)特性和實(shí)際流動(dòng)特性之間的誤差被存儲(chǔ)作為連續(xù)誤差特征函數(shù)f (X)，而非幾個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，并用于補(bǔ)償。當(dāng)前構(gòu)造使得流控制的精度更高。注意到，在當(dāng)前實(shí)施例中，針對(duì)每個(gè)單獨(dú)的EGRVl計(jì)算誤差特征函數(shù)f U)。作為另外一種選擇，可針對(duì)每個(gè)生產(chǎn)批次確定誤差特征函數(shù) f (X)。
[0035]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的閥裝置包括閥元件、致動(dòng)器、傳感器和控制單元。閥元件被構(gòu)造為打開和關(guān)閉通道以可變地操縱流動(dòng)通過通道的流體的流量。致動(dòng)器操縱閥元件。傳感器檢測閥元件的開口位置。控制單元產(chǎn)生控制信號(hào)以參照從傳感器發(fā)送的輸出信號(hào)以及在開口位置與流量之間的預(yù)定關(guān)系控制致動(dòng)器。控制單元發(fā)送產(chǎn)生的控制信號(hào)。參考流動(dòng)特性是在開口位置和流量之間的關(guān)系，這是預(yù)定的。實(shí)際流動(dòng)特性是在開口位置和流量之間的關(guān)系，它與參考流動(dòng)特性分開實(shí)際測量。通過在流量相同時(shí)逼近參考流動(dòng)特性中的開口位置X和實(shí)際流動(dòng)特性中的開口位置I之間的關(guān)系獲得誤差特征函數(shù)，開口位置X和開口位置y是參照實(shí)際流動(dòng)特性和參考流動(dòng)特性預(yù)先計(jì)算的。控制單元包括被構(gòu)造為存儲(chǔ)誤差特征函數(shù)的存儲(chǔ)單元。控制單元還包括被構(gòu)造為根據(jù)誤差特征函數(shù)補(bǔ)償控制信號(hào)的補(bǔ)償單元。
[0036]當(dāng)前構(gòu)造使得能夠?qū)⒖剂鲃?dòng)特性和實(shí)際流動(dòng)特性之間的誤差作為函數(shù)存儲(chǔ)。通過利用當(dāng)前函數(shù)，當(dāng)前構(gòu)造還能夠控制開口位置以產(chǎn)生期望的流量。當(dāng)前構(gòu)造存儲(chǔ)誤差作為函數(shù)并且利用誤差補(bǔ)償，從而與其中在幾個(gè)測量點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臉?gòu)造相比，能夠更高精度地補(bǔ)償。
[0037]應(yīng)該理解的是，雖然已經(jīng)在這里描述了本發(fā)明實(shí)施例的工藝，其包括特定次序的步驟，但是本發(fā)明的步驟旨在包含包括這些步驟和/或未在這里公開的額外步驟的各種其它次序的其它可選方式的實(shí)施例。
[0038]雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于這些優(yōu)選實(shí)施例和構(gòu)造。本發(fā)明旨在覆蓋各種修改形式和等同布置方式。另外，雖然各種組合和構(gòu)造是優(yōu)選的，但是包括更多、更少或僅單個(gè)元件的其它組合和構(gòu)造也落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種閥裝置，其包括: 閥元件(4)，被構(gòu)造為打開和關(guān)閉通道(8)以可變地控制通過通道(8)的流體的流量； 致動(dòng)器(5)，被構(gòu)造為操縱閥元件(4)； 傳感器(6)，被構(gòu)造為檢測閥元件(4)的開口位置；以及 控制單元(24)，被構(gòu)造為產(chǎn)生控制信號(hào)，用于根據(jù)傳感器(6)的輸出和開口位置與流量之間的預(yù)定關(guān)系二者控制致動(dòng)器(5)，控制單元還被構(gòu)造為發(fā)送控制信號(hào)，其中， 控制單元(24)包括: 存儲(chǔ)單元，構(gòu)造為存儲(chǔ)誤差特征函數(shù)；以及 補(bǔ)償單元，構(gòu)造為根據(jù)誤差特征函數(shù)補(bǔ)償控制信號(hào)， 開口位置和流量之間的預(yù)定關(guān)系是參考流動(dòng)特性， 開口位置和流量之間的實(shí)際關(guān)系是實(shí)際流動(dòng)特性，實(shí)際關(guān)系獨(dú)立于參考流動(dòng)特性實(shí)際測量，以及 誤差特征函數(shù)是參照實(shí)際流動(dòng)特性和參考流動(dòng)特性預(yù)先計(jì)算的在流量相等時(shí)在參考流動(dòng)特性中的開口位置X和實(shí)際流動(dòng)特性中的開口位置y之間的關(guān)系的近似值。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥裝置的制造方法，包括: 將誤差特征函數(shù)編碼為特征碼，在閥裝置的表面上指示特征碼；以及 參照特征碼將誤差特征函數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中。
【文檔編號(hào)】F02M25/07GK103790736SQ201310384293
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月26日
【發(fā)明者】島根修 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝