阀装置及其制造方法 |
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| 申请号 | CN201310384293.3 | 申请日 | 2013-08-29 | 公开(公告)号 | CN103790736B | 公开(公告)日 | 2017-11-21 |
| 申请人 | 株式会社电装; | 发明人 | 岛根修; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 阀 装置及其制造方法，该控制单元产生控制 信号 ，以控制 致动器 （5）从而操纵阀元件（4），并根据阀元件（4）的开口 位置 以及开口位置与流量之间的预定关系二者控制通道（8）中的流量。控制单元（24）包括存储误差特征函数的存储单元和根据误差特征函数补偿 控制信号 的补偿单元。独立于预定关系而实际测量开口位置和流量之间的实际关系。误差特征函数是参照实际关系和预定关系预先计算的在流量相等时在预定关系中的开口位置x和实际关系中的开口位置y之间的关系的近似值。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种阀装置，其包括： |
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| 说明书全文 | 阀装置及其制造方法技术领域背景技术[0002] 例如，专利文献1公开了一种作为在EGR系统中采用的常规阀装置的EGR气体控制阀（EGRV）。EGR系统被构造为使来自内燃发动机的燃烧室的废气的一部分再循环进入进气通道。EGRV控制再循环的废气流量。 [0004] [专利文献1]未经审查的日本专利申请No.2009-2325的公开 [0005] 应该注意，阀装置具有其自身的流动特性，即阀元件的开口位置和流量之间的关系。流动特性由于组件形状的变化、组件的装配的变化、传感器特性的变化等而在各个阀装置之间变化。也就是说，各个阀装置的每个相对于参考流动特性具有误差。因此，当参照单个预定流动特性采用开口控制方法来控制每个阀装置中的流量时，流量会在各个阀装置之间极大地变化。结果，流控制的精度会变得不足以增加废气的排放和/或降低燃料效率。 [0006] 还应该注意，即使根据从流传感器发送的输出信号在流控制中实施反馈控制的构造中，也可暂时实施打开控制。因此，仍然需要在打开控制时流控制的精度。 发明内容[0007] 本发明的一个目的是提供一种阀装置，其被构造为通过反映单独阀装置的流动特性的变化以高精度地实施流控制。 [0008] 根据本发明的一方面，一种阀装置包括被构造为打开和关闭通道以可变地控制通过通道的流的流量的阀元件。阀装置还包括被构造为操纵阀元件的致动器。阀装置还包括被构造为检测阀元件的开口位置的传感器。阀装置还包括被构造为产生控制信号以根据传感器的输出以及开口位置与流量之间的预定关系二者控制致动器的控制单元。控制单元还被构造为发送控制信号。控制单元包括被构造为存储误差特征函数的存储单元。控制单元还包括被构造为根据误差特征函数补偿控制信号的补偿单元。开口位置和流量之间的预定关系是参考流动特性。开口位置和流量之间的实际关系是实际流动特性。实际关系独立于参考流动特性而实际测量。误差特征函数是参照实际流动特性和参考流动特性预先计算的在流量相等时在参考流动特性中的开口位置x和实际流动特性中的开口位置y之间的关系的近似值。附图说明 [0009] 从以下参照附图进行的详细描述中，本发明的以上和其它目的、特征和优点将变得更加清楚。在附图中： [0010] 图1是根据实施例示出EGRV的剖视图； [0011] 图2是根据实施例示出EGRV的剖视图； [0012] 图3是根据实施例示出流动特性的曲线图；以及 [0013] 图4是根据实施例示出在参考开口位置x和实际开口位置y之间的关系的曲线图。 具体实施方式[0014] （实施例） [0015] 将参照图1至4描述本发明的实施例。在当前实施例中，将描述EGRV1作为本发明的实例。 [0016] EGRV1包括壳体2、轴3、阀元件4、致动器5、开口位置传感器6和控制单元。壳体2形成使废气回流到内燃发动机的进气通道的返回通道的一部分。轴3以可旋转的方式容纳在壳体2中。阀元件4呈盘形并固定至轴3且由轴3支承。致动器5通过轴3操纵阀元件4。开口位置传感器6检测阀元件4的开口位置。控制单元产生并将控制信号发送至致动器5。 [0017] 壳体2包括通道形成部分9和主体部分10。通道形成部分9形成作为返回通道的一部分的通道8。主体部分10容纳轴3和致动器5。通道形成部分9形成具有圆形横截面的通道8。主体部分10通过轴承11可旋转地支承轴3，以使得轴3的一端突出到通道8中。图1是沿着通道8中的流动方向截取的剖视图。图2是垂直于通道8中的流动方向截取的剖视图。 [0018] 阀元件4形成为盘形并固定至轴3的端部。在当前构造中，轴3可旋转以使得阀元件4打开和关闭通道。对应于阀元件4的开口位置可控制流量。 [0020] 输出功率传输机构15是构造为以预定减速比降低输出轴14a的旋转速度的齿轮减速机构。输出功率传输机构15包括小齿轮16、中间减速齿轮17和最终减速齿轮18。小齿轮16固定至输出轴14a的外周边。中间减速齿轮17与小齿轮16啮合以通过小齿轮16旋转。最终减速齿轮18与中间减速齿轮17啮合以通过中间减速齿轮17旋转。 [0021] 开口位置传感器6是包括一对磁铁21和霍尔IC22的非接触式旋转角感测装置。磁铁21装配至最终减速齿轮18。霍尔IC22布置为靠近磁铁21。开口位置传感器6通过利用霍尔IC22相对于磁铁21的旋转的输出变化特性检测阀元件4的开口位置。作为霍尔IC22的替代，可采用另一非接触式磁性检测元件，诸如单一体的霍尔元件或磁阻元件。 [0022] 在当前实例中，控制单元是构造为控制供应至电动机14的电量的ECU24。ECU24包括具有通常熟知的构造的微计算机，其包括CPU、存储装置、输入电路（输入单元）、输出电路（输出单元）等的功能。CPU实施控制处理和数据处理。存储装置是诸如ROM和RAM的存储装置，其被构造为存储各种程序和各种数据。控制单元将控制信号发送至电动机14以实施开口位置控制，从而产生期望的流量。控制单元根据来自开口位置传感器6的输出信号和在开口位置与流量之间的预定关系实施开口位置控制。关系被预先存储。更具体地说，控制单元从开口位置传感器6接收输出信号。控制单元还产生将被发送至电动机的控制信号，诸如功率供应量，以使得通过开口位置传感器6检测的阀开口位置基本与产生期望流量所需要的开口位置目标值一致。 [0023] （特征） [0024] 这里，参考流动特性定义为开口位置和流量之间的关系，该关系是预定的。另外，实际流动特性定义为开口位置和流量之间的关系，该关系实际上与参考流动特性分开测量。 [0025] 图3示出了参考流动特性和实际流动特性二者。参考流动特性是一种理想状态的流动特性。实际流动特性含有开口位置传感器6的特性变化、每个组件的形状变化和通过组件的装配导致的变化。通过实际测量在流量和针对每个单独的EGRV1通过开口位置传感器6检测到的开口位置之间的关系获得实际流动特性。因此，在对应的阀开口位置在参考流动特性和实际流动特性之间发生流量误差。也就是说，在参照用于每个EGRV1的参考流动特性控制开口位置的情况下，在对应开口位置产生的流量出现误差。也就是说，在相同的流量，在参考流动特性中的开口位置（参考开口位置x）和实际流动特性中的开口位置（实际开口位置y）之间发生误差。 [0026] 更具体地讲，例如，在参考开口位置的80%处产生流量Q0。然而，在实际开口位置的少于80%的值处产生流量Q0。因此，在参考开口位置x和实际开口位置y之间发生误差。每个流量的误差不同。因此，在流量的多点的每个处测量误差。因此，如图4所示，计算在参考开口位置x和实际开口位置y之间的关系作为误差特征函数f（x）。在当前实施例中，实际开口位置y由例如参考开口位置x的六次函数（sixth-order function）表达。在参考流动特性和实际流动特性之间的误差在各个EGRV1之间不同。因此，针对每个独立的EGRV1预先设置误差特征函数f（x）。 [0027] 控制单元包括存储单元和补偿单元。存储单元存储误差特征函数f（x）。补偿单元根据误差特征函数f（x）补偿控制信号以产生期望的流量。根据当前实施例，ECU24可用作存储单元和补偿单元。 [0028] 根据理想状态的存储在存储单元中的参考流动特性，其中参考流动特性与实际流动特性相同，控制单元被构造为将控制信号发送至电动机14以实施开口位置控制从而产生期望流量。相反，在发生误差的情况下，补偿单元利用误差特征函数f（x）补偿参考流动特性。此外，控制单元获得补偿的参考流动特性，即，流动特性类似于实际流动特性。因此，控制单元参照当前流动特性实施开口位置控制。 [0029] 应该注意，可采用补偿参考流动特性的另一构造。例如，可参照误差特征函数f（x）补偿来自开口位置传感器6的输出信号。在这种情况下，参照补偿的开口位置和参考流动特性可产生控制信号。更具体地讲，例如，当流量Q0是理想的时，在误差特征函数f（x）中代入80，并且可确定目标开口位置。接着，可确定发送到致动器5的控制信号，以使得开口位置传感器6的检测值与当前目标开口位置一致。 [0030] （EGRV的制造方法） [0031] 如下所述，将描述将误差特征函数f（x）存储在存储单元中的存储过程。根据当前实施例，在EGRV1的制造工艺中实施存储过程。将对应于每个单独的EGRV1的误差特征函数f（x）进行编码以产生特征码。特征码可表现在EGRV1的表面上。在存储过程中，可参照特征码存储误差特征函数f（x）。例如，可用QR码（注册商标）、条形码等规定特征码，以使得从外面观看壳体2的表面可识别特征码。在这种情况下，可用阅读器装置读取（扫描）特征码并将其存储在ECU24中。 [0032] 注意到，可将序号分配给每个单独的EGRV1。在这种情况下，可在对应EGRV1的ECU24中下载对应于序号的误差特征函数f（x）。 [0033] （操作效果） [0034] 根据当前实施例，存储在参考流动特性和实际流动特性之间的误差作为每个单独的EGRV1中的误差特征函数f（x）。此外，通过使用当前误差特征函数f（x）实施开口位置控制。当前构造使得可以参照类似于实际流动特性的流动特性针对每个单独的EGRV1执行开口位置控制。因此，即使执行打开控制也可高精度地产生期望的流量。另外，参考流动特性和实际流动特性之间的误差被存储作为连续误差特征函数f（x），而非几个数据点，并用于补偿。当前构造使得流控制的精度更高。注意到，在当前实施例中，针对每个单独的EGRV1计算误差特征函数f（x）。作为另外一种选择，可针对每个生产批次确定误差特征函数f（x）。 [0035] 如上所述，根据本发明的阀装置包括阀元件、致动器、传感器和控制单元。阀元件被构造为打开和关闭通道以可变地操纵流动通过通道的流体的流量。致动器操纵阀元件。传感器检测阀元件的开口位置。控制单元产生控制信号以参照从传感器发送的输出信号以及在开口位置与流量之间的预定关系控制致动器。控制单元发送产生的控制信号。参考流动特性是在开口位置和流量之间的关系，这是预定的。实际流动特性是在开口位置和流量之间的关系，它与参考流动特性分开实际测量。通过在流量相同时逼近参考流动特性中的开口位置x和实际流动特性中的开口位置y之间的关系获得误差特征函数，开口位置x和开口位置y是参照实际流动特性和参考流动特性预先计算的。控制单元包括被构造为存储误差特征函数的存储单元。控制单元还包括被构造为根据误差特征函数补偿控制信号的补偿单元。 [0036] 当前构造使得能够将参考流动特性和实际流动特性之间的误差作为函数存储。通过利用当前函数，当前构造还能够控制开口位置以产生期望的流量。当前构造存储误差作为函数并且利用误差补偿，从而与其中在几个测量点进行补偿的构造相比，能够更高精度地补偿。 [0037] 应该理解的是，虽然已经在这里描述了本发明实施例的工艺，其包括特定次序的步骤，但是本发明的步骤旨在包含包括这些步骤和/或未在这里公开的额外步骤的各种其它次序的其它可选方式的实施例。 |
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