專利名稱：節(jié)流閥控制裝置和用于節(jié)流閥控制的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及節(jié)流閥控制裝置。本發(fā)明還涉及用于節(jié)流閥控制的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，節(jié)流閥控制裝置包括電機(jī)控制單元(節(jié)流閥位置控制單元)，電機(jī)控制單 元用于控制向電動機(jī)的供電從而相對于流體控制閥中的外殼操作閥構(gòu)件。
依照EP 1426589A2(JP-A-2004-169614)，廢氣再循環(huán)裝置(EGR裝置)公開為流體 控制閥的一個實例。內(nèi)燃機(jī)從其燃燒室中排出廢氣，并且EGR裝置將廢氣再循環(huán)為部分地 進(jìn)入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管的EGR氣體。在廢氣再循環(huán)裝置(EGR裝置)的廢氣再循環(huán)管(EGR管) 的中間設(shè)置了廢氣再循環(huán)閥(EGR閥)。電動機(jī)生成驅(qū)動力以操作蝶形閥，從而在完全關(guān)閉 位置和完全開啟位置之間的控制范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)蝶形閥。因此，蝶形閥用作電EGR閥以控制再 循環(huán)到進(jìn)氣管中的EGR氣體量，其中進(jìn)氣管與發(fā)動機(jī)的燃燒室連通。 節(jié)流閥控制裝置包括充當(dāng)用于控制蝶形閥的功率源的電動機(jī)。節(jié)流閥控制裝置還
包括減速齒輪，減速齒輪充當(dāng)傳動裝置以通過執(zhí)行兩級齒輪減速將電動機(jī)的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速
控制為預(yù)定齒輪齒數(shù)比。減速齒輪提高了傳遞到蝶形閥的閥軸的電動機(jī)的驅(qū)動力。減速齒
輪由第一至第三齒輪構(gòu)成。第一齒輪固定到電動機(jī)的電機(jī)軸上以圍繞電機(jī)軸的軸線旋轉(zhuǎn)。
第二齒輪用作圍繞擠壓插入外殼中的齒輪軸的軸線旋轉(zhuǎn)的中間減速齒輪。第三齒輪充當(dāng)固
定到蝶形閥的閥軸上的閥齒輪，圍繞閥軸的軸線旋轉(zhuǎn)。中間齒輪與大直徑齒輪和小直徑齒
輪形成一體，其中大直徑齒輪與電機(jī)齒輪嚙合，小直徑齒輪與閥齒輪嚙合。 在EP 1426589A2中公開的EGR閥內(nèi)，在閥齒輪和外殼之間設(shè)置了復(fù)位彈簧來相對
于閥齒輪沿關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向偏壓蝶形閥。在這種結(jié)構(gòu)中，當(dāng)終止向電動機(jī)供電時，復(fù)位彈簧就
向閥齒輪施加偏壓力，因此沿關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)閥齒輪。因此，經(jīng)由閥軸與閥齒輪連接的蝶
形閥就會返回到完全關(guān)閉位置。 在EP 1426589A2中公開的EGR閥內(nèi)，蝶形閥的外圓周邊緣界定了環(huán)形密封環(huán)槽， 該環(huán)形密封環(huán)槽設(shè)置有C形密封環(huán)以在蝶形閥沿關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)時減少EGR氣體的泄 漏。在這種結(jié)構(gòu)中，張力作用來徑向膨脹密封環(huán)，這樣當(dāng)?shù)伍y沿關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向朝完全關(guān)閉 位置旋轉(zhuǎn)時，就可以密封蝶形閥的外圓周邊緣與界定了外殼中的流體通道的壁表面之間的 間隙。 在這種結(jié)構(gòu)中，當(dāng)執(zhí)行完全關(guān)閉控制以操作蝶形閥來位于完全關(guān)閉位置中時，終 止向電動機(jī)供電。在該操作中，蝶形閥通過施加復(fù)位彈簧的偏壓力而返回到完全關(guān)閉部分。 一般而言，齒輪在它們之間界定了預(yù)定齒間隙，這樣齒輪就可以在減速齒輪的結(jié)構(gòu)中平滑 地活動。在其中蝶形閥通過施加復(fù)位彈簧的偏壓力而保持在完全關(guān)閉位置中的情形下，電 機(jī)齒輪和中間齒輪會由于電機(jī)齒輪與中間齒輪接觸的表面之間的間隙(齒間隙)而發(fā)出碰撞聲。另外，在該情形下，中間齒輪和閥齒輪會由于中間齒輪與閥齒輪接觸的表面之間的間 隙(齒間隙)而發(fā)出碰撞聲。 特別是，車輛和發(fā)動機(jī)會在車輛高速操作或當(dāng)高負(fù)荷施加在發(fā)動機(jī)上時激烈地振 動。在該情形下，車輛和/或發(fā)動機(jī)的振動會傳遞到外殼上，因此第一至第三齒輪即電機(jī)齒 輪、中間齒輪和閥齒輪會激烈地振動。當(dāng)電機(jī)齒輪和中間齒輪振動時，電機(jī)齒輪和中間齒輪 的表面會在它們之間重復(fù)碰撞和磨削。因此，電機(jī)齒輪和中間齒輪的表面就會被異常地磨 損掉。當(dāng)電機(jī)齒輪和閥齒輪振動時，中間齒輪和閥齒輪的表面會在它們之間重復(fù)碰撞和磨 削。因此，中間齒輪和閥齒輪的表面就會被異常地磨損掉。 因此，當(dāng)?shù)伍y通過利用電動機(jī)的驅(qū)動力而旋轉(zhuǎn)至開啟旋轉(zhuǎn)方向時，電機(jī)齒輪和 中間齒輪就會不充分地彼此嚙合。因此，電機(jī)齒輪可以相對于中間齒輪旋轉(zhuǎn)，或者電機(jī)齒輪 可以堆疊到中間齒輪上。另外，中間齒輪和閥齒輪會不充分地彼此嚙合，因此，中間齒輪會 相對于閥齒輪旋轉(zhuǎn)，或者中間齒輪可以堆疊到閥齒輪上。因此，在EP 1426589A2公開的EGR 閥中，減速齒輪可能會不充分地傳遞功率，因此，蝶形閥可能會被不適當(dāng)?shù)夭僮鳌?br>
發(fā)明內(nèi)容
考慮到前述和其它問題，本發(fā)明的一個目的是制造一種節(jié)流閥控制裝置，該節(jié)流
閥控制裝置能夠使用電機(jī)通過經(jīng)過傳動齒輪傳遞驅(qū)動力來穩(wěn)定地操縱閥。本發(fā)明的另一個 目的是制造用于閥的節(jié)流閥控制的方法。 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，節(jié)流閥控制裝置具有與內(nèi)燃機(jī)的燃燒室連接的流體通 道。節(jié)流閥控制裝置包括用于連通和堵塞流體通道的閥。節(jié)流閥控制裝置還包括電機(jī)，電 機(jī)用于生成驅(qū)動力來沿開啟旋轉(zhuǎn)方向和關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向中的至少一個旋轉(zhuǎn)閥。節(jié)流閥控制裝 置還包括多個齒輪用于向閥傳遞電機(jī)的驅(qū)動力。節(jié)流閥控制裝置還包括偏壓單元，偏壓單 元用于生成偏壓力來使閥沿關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向偏壓。節(jié)流閥控制裝置還包括控制單元用于向電 機(jī)供電來生成驅(qū)動力。當(dāng)控制單元終止向電機(jī)供電時，閥通過施加偏壓單元的偏壓力而被 偏壓至完全關(guān)閉位置。當(dāng)控制單元執(zhí)行完全關(guān)閉控制來朝完全關(guān)閉位置操作閥時，控制單 元會繼續(xù)向電機(jī)供電以將閥停止在完全關(guān)閉控制點處，且該完全關(guān)閉控制點在完全關(guān)閉位 置之前。 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，節(jié)流閥控制裝置具有與內(nèi)燃機(jī)的燃燒室連接的流體通 道。節(jié)流閥控制裝置包括用于連通和堵塞流體通道的閥。節(jié)流閥控制裝置還包括電機(jī)，電 機(jī)用于生成驅(qū)動力來沿開啟旋轉(zhuǎn)方向和關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向中的至少一個旋轉(zhuǎn)閥。節(jié)流閥控制裝 置還包括多個齒輪用于向閥傳遞電機(jī)的驅(qū)動力。節(jié)流閥控制裝置還包括偏壓單元，偏壓單 元用于生成偏壓力來沿開啟旋轉(zhuǎn)方向和關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向中的至少一個對閥進(jìn)行偏壓。節(jié)流閥 控制裝置還包括控制單元用于向電機(jī)供電來生成驅(qū)動力。當(dāng)控制單元終止向電機(jī)供電時， 閥通過施加偏壓單元的偏壓力而被偏壓至完全關(guān)閉位置。當(dāng)閥處于完全關(guān)閉位置附近的預(yù) 定范圍中時，控制單元用于控制向電機(jī)的供電，這樣閥就重復(fù)運動以經(jīng)過完全關(guān)閉位置。
依照本發(fā)明的另一個方面，用于節(jié)流閥控制的方法包括向電機(jī)供電以生成經(jīng)過多 個齒輪向閥傳遞的驅(qū)動力。閥通過沿關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)用偏壓力而朝完全關(guān)閉位置偏壓。該 方法還包括將完全關(guān)閉控制點相對于關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向設(shè)置在完全關(guān)閉位置之前。該方法還包 括當(dāng)閥朝完全關(guān)閉位置操作時，繼續(xù)向電機(jī)供電以使閥停止在完全關(guān)閉控制點處。
依照本發(fā)明的另一個方面，用于節(jié)流閥控制的方法包括向電機(jī)供電以生成旋轉(zhuǎn)閥 的驅(qū)動力，該閥朝完全關(guān)閉位置沿開啟旋轉(zhuǎn)方向和關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向中的至少一個被偏壓。該 方法還包括控制向電機(jī)的供電，這樣在閥處于完全關(guān)閉位置附近的預(yù)定范圍中時，閥就會 重復(fù)運動以經(jīng)過完全關(guān)閉位置。


通過如下參照附圖所做的詳細(xì)說明，本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點將會 更加顯而易見。附圖中 圖1A是顯示節(jié)流閥控制裝置，并且圖1B是顯示節(jié)流閥控制裝置的EGR控制裝置 的部分剖視圖； 圖2是顯示EGR控制裝置的電機(jī)驅(qū)動器的平面圖； 圖3是顯示依照第一實施例的節(jié)流閥控制裝置中的蝶形閥的完全關(guān)閉控制中的 完全關(guān)閉控制點和蝶形閥的控制范圍的示意圖； 圖4A是顯示完全關(guān)閉位置中的蝶形閥的示意圖，并且圖4B是顯示蝶形閥的EGR 泄漏死區(qū)的示意圖； 圖5是顯示依照第二實施例的蝶形閥的完全關(guān)閉控制中的旋轉(zhuǎn)角度范圍和用于 蝶形閥的電動機(jī)的控制范圍的示意圖； 圖6A是顯示根據(jù)第二實施例的完全關(guān)閉位置中的蝶形閥的示意圖，并且圖6B是 顯示蝶形閥的EGR泄漏死區(qū)的示意圖；并且 圖7是顯示EGR氣體的量Q和蝶形閥節(jié)流閥位置之間關(guān)系的曲線圖。
具體實施例方式(第一實施例) 如圖1A至4B所示，在本實施例中，向安裝在車輛例如汽車的發(fā)動機(jī)艙中的內(nèi)燃機(jī) 600設(shè)置了廢氣再循環(huán)裝置(EGR裝置)。EGR裝置包括用于控制通過廢氣再循環(huán)管(EGR 管)再循環(huán)的廢氣量的廢氣再循環(huán)控制閥(EGR閥)。EGR裝置還包括用于啟動EGR閥的蝶 形閥(閥構(gòu)件)l的節(jié)流閥控制裝置。 發(fā)動機(jī)600例如是直噴柴油機(jī)，其中燃料直接噴射到燃燒室610中。發(fā)動機(jī)600 可以蝸輪增壓的柴油機(jī)。發(fā)動機(jī)600包括進(jìn)氣管、排氣管和凈化設(shè)備。吸入空氣通過進(jìn)氣 管供給到發(fā)動機(jī)600的每個氣缸的每個燃燒室610中。廢氣通過排氣管和凈化設(shè)備從燃燒 室610排放到外部。 發(fā)動機(jī)600具有氣缸，每個氣缸均界定了排出廢氣的燃燒室610。 EGR裝置將來自 發(fā)動機(jī)600的排出的廢氣再循環(huán)為EGR氣體以部分地進(jìn)入發(fā)動機(jī)600的進(jìn)氣管。EGR管在 其中界定了EGR通道620。 EGR通道620使排氣管中限定的排氣通道與進(jìn)氣管中限定的進(jìn) 氣通道連通。EGR通道620構(gòu)成與發(fā)動機(jī)600的每個氣缸的每個燃燒室610連通的流體通 道。 EGR裝置的EGR閥充當(dāng)流體控制閥。EGR閥包括蝶形閥1和外殼4。蝶形閥1依 照其節(jié)流閥位置控制廢氣的EGR流速。蝶形閥l具有外圓周邊緣，外圓周邊緣界定了密封 環(huán)槽(環(huán)形槽)2，密封環(huán)3裝配到該密封環(huán)槽2內(nèi)。外殼4在其中可旋轉(zhuǎn)地容納蝶形閥1 。外殼4在其中界定了 EGR通道(流體通道)6。在本實施例中，EGR閥操作EGR通道(流體 通道)6的連通面積來控制將與吸入空氣混合的EGR氣體的量(EGR量)。EGR量對應(yīng)于EGR 氣體相對于吸入空氣量的比率(EGR率)。 通常，當(dāng)發(fā)動機(jī)600停止時蝶形閥1處于完全關(guān)閉狀態(tài)(0)?；蛘?，在其中發(fā)動機(jī) 600工作的情形中，可以執(zhí)行完全關(guān)閉控制來操縱蝶形閥1至完全關(guān)閉位置(0)。當(dāng)?shù)伍y l處于完全關(guān)閉位置(0)中時，或者當(dāng)執(zhí)行完全關(guān)閉控制時，密封環(huán)3通過利用裝配到蝶形 閥1的密封環(huán)槽2的密封環(huán)3的張力，氣密地密封蝶形閥1和外殼4之間的間隙。密封環(huán) 3的張力沿垂直于EGR閥中的密封環(huán)3的軸線的密封環(huán)3的徑向(沿徑向延伸方向)起作 用。外殼4具有充當(dāng)圓柱形部分的管口5。管口5容納蝶形閥1，這樣蝶形閥1就能夠連通 和堵塞管口 5中的EGR通道。 EGR裝置包括節(jié)流閥控制裝置。節(jié)流閥控制裝置由螺旋彈簧(偏壓單元)7、閥驅(qū)動 設(shè)備(閥驅(qū)動元件)、發(fā)動機(jī)控制單元(ECU)500等構(gòu)成。螺旋彈簧7朝完全關(guān)閉位置(0) 偏壓蝶形閥1。閥驅(qū)動設(shè)備(閥驅(qū)動元件)包括電動機(jī)9，電動機(jī)9作為功率源來沿關(guān)閉旋 轉(zhuǎn)方向(CL)或開啟旋轉(zhuǎn)方向(OP)操縱蝶形閥1。 ECU 500控制供給閥驅(qū)動設(shè)備特別是電 動機(jī)9的電，從而控制蝶形閥1的節(jié)流閥位置。ECU 500充當(dāng)電機(jī)控制單元。
在此，在此實例中，參見圖3，蝶形閥1的完全關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向(CL)是沿圖3中的順 時針方向，如箭頭CL所示。蝶形閥l的完全開啟旋轉(zhuǎn)方向(OP)是沿圖3中的逆時針方向， 如箭頭OP所示。 在本實施例中，EGR閥布置在EGR裝置的EGR管的中部?；蛘?，EGR閥可以布置在 其中EGR管從排氣管分支的支路部分內(nèi)。或者，EGR閥可以布置在其中EGR管與進(jìn)氣管連 接的合并部分中。 在本實施例中，外殼4具有與齒輪外殼14整體形成的外壁表面。齒輪外殼14容 納彼此基本上平行的電機(jī)軸11、中間軸12和閥軸13。電機(jī)軸11用作電動機(jī)9的輸出軸。 中間軸12軸向延伸以用作中間減速齒輪。閥軸13用作蝶形閥1的輸入軸。
蝶形閥l由耐熱材料例如不銹鋼形成以為基本上的盤形。外殼4的EGR通道6可 旋轉(zhuǎn)地容納蝶形閥1。蝶形閥1是具有閥軸13充當(dāng)其旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)蝶型閥。蝶形閥1相對 于外殼4旋轉(zhuǎn)以連通和堵塞EGR通道6。蝶形閥1固定至閥軸13的軸向頂端，在該情形下 蝶形閥1相對于閥軸13的軸線傾斜預(yù)定角度，這樣蝶形閥1在這種結(jié)構(gòu)中就構(gòu)成傾斜板。 閥軸13被施加了電動機(jī)9的驅(qū)動力(驅(qū)動力)，這樣閥軸13就會旋轉(zhuǎn)。
ECU 500傳遞控制信號來操作蝶形閥1的節(jié)流閥位置，該位置在完全開啟位置(C) 和完全關(guān)閉控制點之間的節(jié)流閥控制范圍內(nèi)，從而控制EGR通道6的開口面積，該開口面積 界定了發(fā)動機(jī)操作過程中EGR氣體的連通面積。因此，ECU 500控制EGR量，EGR氣體以該 EGR量與通過進(jìn)氣通道流入的吸入空氣混合。完全關(guān)閉控制點設(shè)置在完全關(guān)閉位置(0)之 前。蝶形閥1具有徑向外部分，該徑向外部分具有的外徑小于裝配到外殼4上的管口 5的 內(nèi)徑。蝶形閥1的該徑向外部分具有外圓周邊緣，該外圓周邊緣設(shè)置有基本上為環(huán)形的密 封環(huán)槽2。密封環(huán)槽2在蝶形閥1的外圓周邊緣中沿圓周地延伸。在蝶形閥l的整個外圓 周邊緣15中限定了密封環(huán)槽2。密封環(huán)3裝配到密封環(huán)槽2中。 密封環(huán)3基本上為C形。密封環(huán)3具有圓周端面，圓周端面在它們之間界定了切 口 ，該切口用于吸收由于外殼4和密封環(huán)3的熱膨脹系數(shù)之差而導(dǎo)致的密封環(huán)3的膨脹和收縮。在其中蝶形閥1關(guān)閉或在完全關(guān)閉控制過程中的情形中，密封環(huán)3的外圓周表面會 在完全關(guān)閉位置(0)附近在預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)在管口 5的內(nèi)圓周邊緣上滑動。管口 5的 內(nèi)圓周邊緣界定了外殼4中的流體通道。密封環(huán)3的外圓周表面充當(dāng)密封環(huán)滑動表面16。 密封環(huán)3的滑動表面16具有一對相對于其軸向方向的邊緣部分(圖3)。密封環(huán)3的滑動 表面16的邊緣部分可以倒角以為錐形或為R形，這樣蝶形閥1就很容易相對于管口 5滑動。
密封環(huán)3具有內(nèi)圓周邊緣，該內(nèi)圓周邊緣界定了徑向內(nèi)端，該徑向內(nèi)端裝配到蝶 形閥1的密封環(huán)槽2中，這樣密封環(huán)3就可以相對于蝶形閥1軸向和沿圓周方向活動。密 封環(huán)3具有外圓周邊緣，該外圓周邊緣界定了沿徑向向外伸出超過蝶形閥1的外圓周邊緣 的徑向外端。具體地說，密封環(huán)3裝配到密封環(huán)槽2中，這樣在其中密封環(huán)3的徑向外端從 蝶形閥1的外圓周邊緣15伸出的情況下，密封環(huán)3的徑向內(nèi)端就會相對于密封環(huán)槽2沿徑 向、軸向和圓周方向移動。 在本實施例中，外殼4由鋁合金的壓鑄形成為預(yù)定的形狀。蝶形閥1在外殼4的 EGR通道6中基本上從完全關(guān)閉位置(0)旋轉(zhuǎn)到完全開啟位置(C)。外殼4使用緊固件例 如螺栓固定到EGR管、進(jìn)氣管或排氣管上。外殼4具有軸承部分20，軸承部分20經(jīng)由例如 襯套17、油封18和球軸承19構(gòu)成的軸承構(gòu)件滑動地支撐閥軸13。 軸承部分20在其中具有軸孔21。軸孔21沿著閥軸13的軸線延伸。軸孔21在管 口 5—側(cè)上具有連通孔22。異物例如未燃燒的燃料和顆粒例如包含在廢氣中的碳可以侵 入軸孔21中。甚至在該情形中，異物可以利用例如進(jìn)氣管中的負(fù)壓穿過連通孔22從軸孔 21中移動到EGR通道620中，其中EGR通道620位于蝶形閥1中相對于EGR氣流的下游的 EGR管中。外殼4具有裝配到管口 5上的基本上為環(huán)形的管口配合部分23。外殼4具有圍 繞蝶形閥1的完全關(guān)閉位置(0)的冷卻水循環(huán)通道24、軸承部分20和/或管口配合部分 23。外殼4與冷卻水管25相連，發(fā)動機(jī)冷卻水通過冷卻水管25供給到冷卻水循環(huán)通道24 中。外殼4具有位于傳感器蓋8和齒輪外殼14之間用于容納電動機(jī)9和減速齒輪的齒輪 容納室(電機(jī)容納室)26。 管口 5是EGR管的一部分。管口 5充當(dāng)可旋轉(zhuǎn)地容納蝶形閥1的圓柱形構(gòu)件。管 口 5由抗熱材料例如不銹鋼形成為圓柱形。管口 5例如通過壓配合裝配到外殼4的管口配 合部分23的內(nèi)圓周邊緣上。管口 5在其中界定了EGR通道6。管口5的內(nèi)圓周邊緣特別是 在蝶形閥1的完全關(guān)閉位置(0)附近的內(nèi)圓周界定了密封環(huán)座面27。當(dāng)?shù)伍yl操作至完 全關(guān)閉位置(0)中時，管口 5的座面27能夠使用密封環(huán)3的滑動表面16緊密地密封。管 口 5具有軸通孔29，閥軸13穿過該軸通孔29延伸。 螺旋彈簧7包括復(fù)位彈簧31，復(fù)位彈簧31用于經(jīng)由減速齒輪的末端齒輪(第三 齒輪)朝完全關(guān)閉位置(0)向蝶形閥l施加偏壓力(彈簧力)，其中減速齒輪由第一至第 三齒輪構(gòu)成。第三齒輪布置在蝶形閥1附近。螺旋彈簧7還包括默認(rèn)彈簧32，默認(rèn)彈簧32 用于經(jīng)由第三齒輪向蝶形閥l施加偏壓力(彈簧力)，這樣蝶形閥1就與EGR通道連通。齒 輪外殼14的外壁界定了基本上為環(huán)形的第一凹槽33。第三齒輪具有界定了基本上為環(huán)形 的第二凹槽34的環(huán)形部分。螺旋彈簧7布置在第一凹槽33和第二凹槽34之間。復(fù)位彈 簧31在圖1B中的左側(cè)上具有一個沿返回方向纏繞的端部。默認(rèn)彈簧32在圖1B中的右側(cè) 上具有一個沿默認(rèn)方向纏繞的端部，默認(rèn)方向不同于返回反向。螺旋彈簧7通過將位于圖 1B中右側(cè)的復(fù)位彈簧31的另一端與位于圖1B中左側(cè)的默認(rèn)彈簧32的另一端結(jié)合形成一個彈簧構(gòu)件而構(gòu)成。 復(fù)位彈簧31的另一端與默認(rèn)彈簧32的另一端經(jīng)由連接部連接，該連接部設(shè)置了 U形鉤部36。當(dāng)發(fā)動機(jī)600停止或向電動機(jī)9的供電終止時，U形鉤部36由完全關(guān)閉止動 器35支撐，且該完全關(guān)閉止動器35擰緊到外殼4中。完全關(guān)閉止動器35充當(dāng)最大完全關(guān) 閉極限調(diào)節(jié)螺釘。U形鉤部36通過將復(fù)位彈簧31和默認(rèn)彈簧32之間的連接部彎曲為基 本上U形而形成。復(fù)位彈簧31的另一端鉤到外殼4的第一凹槽33中從而將蝶形閥1沿關(guān) 閉旋轉(zhuǎn)方向(CL)從完全開啟位置(C)朝蝶形閥1的完全關(guān)閉位置(0)偏壓。復(fù)位彈簧31 充當(dāng)?shù)谝粡椈?。默認(rèn)彈簧32的另一端鉤到第三齒輪的第二凹槽34中從而將蝶形閥1沿開 啟旋轉(zhuǎn)方向(OP)從完全關(guān)閉位置(0)朝蝶形閥1的完全開啟位置(C)偏壓。默認(rèn)彈簧32 充當(dāng)?shù)诙椈伞?在本實施例中，閥驅(qū)動器設(shè)備是電驅(qū)動器(電機(jī)驅(qū)動器)，該電驅(qū)動器由電動機(jī)9、 傳動裝置等構(gòu)成以啟動EGR閥的蝶形閥1從而連通和堵塞EGR通道。電動機(jī)9被供電以生 成驅(qū)動力從而旋轉(zhuǎn)其電機(jī)軸11。傳動裝置向閥軸13傳遞電動機(jī)9的電機(jī)軸11的旋轉(zhuǎn)。在 本實施例中，傳動裝置由例如減速齒輪構(gòu)成。 電動機(jī)9固定到齒輪外殼14上，而齒輪外殼14集成到外殼4的外壁上。電動機(jī) 9可以是直流電機(jī)例如無電刷電機(jī)或具有電刷的電機(jī)。電動機(jī)9可以是交流電機(jī)例如三相 交流電機(jī)。 減速齒輪構(gòu)成包括第一至第三齒輪41、42、43的傳動裝置，從而通過執(zhí)行兩級齒 輪減速將電機(jī)軸11的轉(zhuǎn)速控制為預(yù)定的齒輪齒數(shù)比。減速齒輪經(jīng)由閥軸13向蝶形閥1傳 遞電動機(jī)9的驅(qū)動力。第一至第三齒輪41、42、43在齒輪外殼14內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
作為減速齒輪的一個部件的第一齒輪41是固定到電機(jī)軸11的外圓周邊緣的電機(jī) 齒輪(第一轉(zhuǎn)子構(gòu)件)。第一齒輪41布置在界定了動力傳輸路徑的減速齒輪的電動機(jī)9的 附近。第一齒輪41由金屬或樹脂形成為大體上的圓柱形。第一齒輪41具有圍繞電機(jī)軸11 的外圓周邊緣的圓柱形部分。第一齒輪41的圓柱形部分通過擠壓插入到電機(jī)軸11的外圓 周邊緣中進(jìn)行固定。第一齒輪41的圓柱形部分具有整個地界定了與第二齒輪42嚙合的齒 44的外圓周邊緣。 作為減速齒輪的一個部件的第二齒輪42是與第一齒輪41的外圓周邊緣中設(shè)置的 齒44嚙合的中間齒輪(第二轉(zhuǎn)子構(gòu)件)。第二齒輪42布置在界定了動力傳輸路徑的減速 齒輪的第一齒輪41和第三齒輪43之間。第二齒輪42由金屬或樹脂形成為大體上的圓柱 形。第二齒輪42具有圍繞中間軸12的外圓周邊緣的圓柱形部分，該圓柱形部分平行于電 動機(jī)9的電機(jī)軸11和閥軸13。 第二齒輪42的圓柱形部分與中間軸12的外圓周邊緣嚙合，這樣圓柱形部分就相 對于中間軸12旋轉(zhuǎn)。第二齒輪42的圓柱形部分包括構(gòu)成第二齒輪42的徑向最外部分的 環(huán)形部分和外徑小于環(huán)形部分的小直徑圓柱形部分。第二齒輪42的環(huán)形部分具有整個地 界定了與第一齒輪41的齒44嚙合的齒(大直徑齒輪)45的外圓周邊緣。第二齒輪42的 環(huán)形部分具有整個地界定了與第三齒輪43的齒嚙合的齒(小直徑齒輪)46的外圓周邊緣。
作為減速齒輪的一個部件的第三齒輪43是與第二齒輪42的外圓周邊緣中設(shè)置的 小直徑齒輪46嚙合的閥齒輪(第三轉(zhuǎn)子構(gòu)件)。第三齒輪43布置在界定了動力傳輸路徑 的減速齒輪的蝶形閥1的附近。第三齒輪43由樹脂形成為大體上的圓柱形。第三齒輪43具有圍繞閥軸13的外圓周邊緣的圓柱形部分。 第三齒輪43的圓柱形部分具有使用閥齒輪板47插入成型的內(nèi)圓周邊緣。第三齒 輪43的圓柱形部分包括構(gòu)成第三齒輪43的徑向最外部分的環(huán)形部分。第三齒輪43的環(huán) 形部分具有外圓周邊緣，該外圓周邊緣部分地界定了與第二齒輪42的圓柱形部分的外圓 周邊緣中的小直徑齒輪46嚙合的齒49。齒49形成在第三齒輪43的環(huán)形部分的外圓周邊 緣中，且基本上為拱形或部分地為環(huán)形。 第三齒輪43設(shè)置有未示出的用于鉤到螺旋彈簧7上的開啟桿。第三齒輪43的開 啟桿具有鉤部和止動器，其中該鉤部鉤在默認(rèn)彈簧32的一端上，并且止動器用于鉤在螺旋 彈簧7的U形鉤部36上。 第三齒輪43的外圓周邊緣具有完全關(guān)閉止動器部分51。齒輪外殼14 一體地設(shè)置 有塊形的完全關(guān)閉止動器53。完全關(guān)閉止動件54通過螺紋擰緊到完全關(guān)閉止動器53上。 當(dāng)?shù)伍y1沿關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向(cl)旋轉(zhuǎn)超過完全關(guān)閉位置(0)時，第三齒輪43的完全關(guān)閉 止動器部分51通過機(jī)械方式鉤到完全關(guān)閉止動件54上。完全關(guān)閉止動件54充當(dāng)最大完 全關(guān)閉極限調(diào)節(jié)螺釘。完全關(guān)閉止動器53和完全關(guān)閉止動件54用作界定蝶形閥1、閥軸 13和第三齒輪43相對于關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向(cl)的旋轉(zhuǎn)范圍的第一調(diào)節(jié)構(gòu)件。在這種結(jié)構(gòu)中， 當(dāng)?shù)谌X輪43的完全關(guān)閉止動器部分51與完全關(guān)閉止動器53或完全關(guān)閉止動件54接觸 時，會限制活動構(gòu)件例如蝶形閥l沿關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向(CL)進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)超過完全關(guān)閉止動器53 或完全關(guān)閉止動件54。 蝶形閥1的完全關(guān)閉位置(0)被限定為e = 0° 。在本實施例中，完全關(guān)閉止動 器53或完全關(guān)閉止動件54界定了最大完全關(guān)閉極限。蝶形閥1的最大完全關(guān)閉極限相對 于完全關(guān)閉位置(0， e = 0° )略微設(shè)置在關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向(CL) 一側(cè)上，這樣最大完全關(guān)閉 極限就被限定為例如9 =_17° 。完全關(guān)閉止動器53或完全關(guān)閉止動件54中的任一個均 可以設(shè)置到齒輪外殼14上。完全關(guān)閉止動器53和完全關(guān)閉止動件54均可以不設(shè)置到齒 輪外殼14上。 第三齒輪43的外圓周邊緣具有未示出的完全開啟止動器部分。齒輪外殼14一體 地設(shè)置有塊形的未示出的完全開啟止動器。未示出的完全開啟止動件通過螺紋擰緊到完全 開啟止動器上。當(dāng)?shù)伍yl沿開啟旋轉(zhuǎn)方向(0p)旋轉(zhuǎn)超過完全開啟(C)時，第三齒輪43 的完全開啟止動器部分就通過機(jī)械方式鉤到完全開啟止動件上。完全開啟止動件充當(dāng)最大 完全開啟極限調(diào)節(jié)螺釘。完全開啟止動器和完全開啟止動件用作界定蝶形閥1、閥軸13和 第三齒輪43相對于開啟旋轉(zhuǎn)方向(0p)的旋轉(zhuǎn)范圍的第二調(diào)節(jié)構(gòu)件。在這種結(jié)構(gòu)中，當(dāng)?shù)?三齒輪43的完全開啟止動器部分與完全開啟止動器或完全開啟止動件接觸時，就會限制 活動構(gòu)件例如蝶形閥1沿閉開啟旋轉(zhuǎn)方向(0p)進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)超過完全開啟止動器或完全開 啟止動件。 在本實施例中，完全開啟止動器或完全開啟止動件中的任一個可以限定蝶形閥1 的最大完全開啟極限(機(jī)械完全開啟位置)。最大完全開啟極限相對于完全關(guān)閉位置(o， e
=0° )設(shè)置在開啟旋轉(zhuǎn)方向(op) —側(cè)上，這樣最大完全開啟極限就被限定為e =+60° 至90° ，優(yōu)選地，最大完全開啟極限限定為e =+70° ，例如。完全開啟止動器或完全開啟
止動件中的任一個均可以設(shè)置到齒輪外殼14上。完全開啟止動器和完全開啟止動件均可 以不設(shè)置到齒輪外殼14上。
電機(jī)軸11在齒輪外殼14內(nèi)旋轉(zhuǎn)。電機(jī)軸ll基本上筆直地軸向延伸。中間軸12 具有一個擠壓插入在齒輪外殼14中設(shè)置的裝配凹槽中的軸端。中間軸12基本上筆直地軸 向延伸。閥軸13由抗熱材料例如不銹鋼形成。閥軸13可旋轉(zhuǎn)地容納在向外殼4的軸承部 分20設(shè)置的軸孔21中。閥軸13是基本上為柱形的金屬構(gòu)件，其橫截面基本上為圓形。閥 軸13從一個端部筆直地軸向延伸至另一個端部。 閥軸13的一個軸端穿過外殼4的軸孔21和管口 5的軸通孔29伸入到EGR通道 6中，這樣一個軸端就會暴露在EGR通道6的內(nèi)部。閥軸13在蝶形閥1 一側(cè)上的一個軸端 設(shè)置有閥連接部(閥裝配部分)，該閥連接部例如通過焊接固定到蝶形閥1上。閥軸13在 蝶形閥1的相對側(cè)上的另一個軸端整體地形成有壓接部分，插入形成在第三齒輪43中的閥 齒輪板47在該壓接部分上壓接和固定。 閥驅(qū)動器特別是電動機(jī)9會使用ECU 500供給的電進(jìn)行控制。ECU500具有微型計 算機(jī)，該微型計算機(jī)包括CPU、存儲單元、輸入電路、輸出電路等。CPU執(zhí)行控制處理和算術(shù) 處理。存儲單元是存儲器，例如存儲控制程序和控制邏輯的ROM和RAM。當(dāng)未示出的點火 開關(guān)打開(IGON)時，ECU 500受到供給電動機(jī)9的電的反饋控制。具體地說，ECU 500執(zhí) 行存儲在微型計算機(jī)的存儲器中的控制程序和/或控制邏輯，從而控制供給電動機(jī)9的供 電來操作從電動機(jī)9生成的驅(qū)動力。因此，ECU 500控制使用EGR傳感器50檢測的節(jié)流閥 位置(實際位置)以基本上與控制設(shè)定點(控制目標(biāo))相符，該控制設(shè)定點是基于發(fā)動機(jī) 600的運行狀況預(yù)先設(shè)定的。EGR傳感器50充當(dāng)節(jié)流閥位置傳感器。 當(dāng)點火開關(guān)斷開(IG OFF)時，就會強迫結(jié)束由ECU 500依照控制程序和/或控制 邏輯執(zhí)行的控制。各個傳感器例如曲柄角度傳感器、加速器位置傳感器、氣流計和冷卻水溫 度傳感器可以輸出檢測信號。各個傳感器的每個檢測信號都會使用A/D轉(zhuǎn)換器而受到A/D 轉(zhuǎn)換，這樣每個經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換的信號就會輸入微型計算機(jī)。ECU 500測量均由曲柄角度傳感器 輸出的相鄰脈沖信號之間的間隔，從而檢測發(fā)動機(jī)600的轉(zhuǎn)速。ECU 500充當(dāng)轉(zhuǎn)速檢測單 元。 微型計算機(jī)與EGR傳感器50相連。EGR傳感器50將蝶形閥1的節(jié)流閥位置轉(zhuǎn)換 為與流入進(jìn)氣管中的EGR氣體的量相對應(yīng)的電信號，其中EGR氣體與流經(jīng)進(jìn)氣管的吸入空 氣混合。EGR傳感器50向ECU 500輸出電信號。EGR傳感器50是用于檢測蝶形閥1的旋 轉(zhuǎn)角的非接觸旋轉(zhuǎn)角檢測設(shè)備。EGR傳感器50由未示出的永久磁鐵、磁軛55、霍爾IC 56 等構(gòu)成。永久磁鐵由固定到第三齒輪43的內(nèi)圓周邊緣的磁鐵件構(gòu)成。磁軛55被永久磁鐵 磁化。霍爾IC 56布置在傳感器蓋一側(cè)上。霍爾IC 56輸出與同霍爾IC交鏈的磁通相對 應(yīng)的電壓信號。霍爾元件或磁阻元件可以提供為非接觸的磁檢測元件來代替霍爾IC。
在本實施例中，EGR裝置具有裝配到蝶形閥1的密封環(huán)槽2上的基本上為C形的 密封環(huán)3。密封環(huán)3能夠通過利用作用來徑向膨脹密封環(huán)3的徑向張力向管口 5的座面27 施加密封力。 EGR裝置的該EGR閥具有EGR泄漏死區(qū)(a ° )，其中在完全關(guān)閉位置(0)附近不 會很大地提高EGR氣體的泄漏。在EGR泄漏死區(qū)(a ° )中，EGR氣體的泄漏由于徑向膨脹 密封環(huán)3的張力導(dǎo)致的膨脹而不會很大地提高。EGR泄漏死區(qū)(a ° )圍繞完全關(guān)閉位置 (0)具有±2. 5至±5. 5°的范圍，或士3.0至±5.0°的范圍，或士3. 5°的范圍。具體地 說，密封環(huán)3被施加了其張力以沿徑向向外膨脹，這樣密封環(huán)3就保持與管口 5的座面緊密地接觸，即使是在蝶形閥1的位置從完全關(guān)閉位置(0)略微向外時。在其中密封環(huán)3能夠
由其張力而沿徑向向外膨脹的張力極限范圍內(nèi)，密封環(huán)3保持沿徑向向外膨脹。 在終止向電動機(jī)9供電時，通過施加螺旋彈簧7的偏壓力而使蝶形閥1處于特定
的節(jié)流閥停止位置。當(dāng)終止供電時，ECU 500檢測特定節(jié)流閥停止位置，并且在其微型計算
機(jī)的存儲器中將特定節(jié)流閥停止位置存儲為完全關(guān)閉位置(0)。如圖3所示，當(dāng)?shù)伍y1處
于完全關(guān)閉位置(0， e = 0° )時，蝶形閥1的外圓周邊緣15和管口 5的座面27在它們之
間界定了最小間隙，這樣通過間隙泄漏的EGR量(EGR氣體泄漏量)就會變得最小。因此，
在該完全關(guān)閉位置(0)中，流經(jīng)EGR通道6的EGR氣體量就會變得最小。 在本實施例中，當(dāng)結(jié)束向電動機(jī)9供電時，復(fù)位彈簧31的偏壓力和默認(rèn)彈簧32的
偏壓力在中立位置處平衡，該中立位置對應(yīng)于由復(fù)位彈簧31和默認(rèn)彈簧32偏壓的蝶形閥
1的完全關(guān)閉位置(0)。 ECU 500在存儲器中存儲蝶形閥1的完全開啟位置(C)。當(dāng)?shù)伍y1處于完全開 啟位置(C)時，蝶形閥1的外圓周邊緣15和管口 5的座面27在它們之間界定了最大間隙， 這樣通過間隙的EGR量就變?yōu)樽畲蟆Ｒ虼?，在其? =60°至90°的該完全開啟位置(C) 中，流經(jīng)EGR通道6的EGR氣體量就會變?yōu)樽畲蟆?ECU 500在其微型計算機(jī)的存儲器中存儲死區(qū)最大位置(DBMAX)作為完全關(guān)閉控 制點(A)，蝶形閥1會在EGR泄漏死區(qū)(a ° )中沿開啟旋轉(zhuǎn)方向(OP)從完全關(guān)閉位置(0) 旋轉(zhuǎn)至該死區(qū)最大位置(DBMAX)。參見圖3，完全關(guān)閉控制點(A)是相對于完全關(guān)閉位置(0， 9=0°)朝開啟旋轉(zhuǎn)方向(OP)旋轉(zhuǎn)的中間位置，其中9 =+2.5°至+5.5° ，優(yōu)選e = +3.0°至+5.0° ，或更優(yōu)選9 =+3.5° 。完全關(guān)閉控制點(A)是其中電動機(jī)9的驅(qū)動力 與復(fù)位彈簧31的偏壓力彼此平衡的中立位置。 ECU 500將完全關(guān)閉控制點(A)設(shè)置在EGR泄漏死區(qū)(a ° )內(nèi)。在本實施例中， 完全關(guān)閉控制點(A)設(shè)置在死區(qū)最大位置(DBMAX)處。 ECU 500沿開啟旋轉(zhuǎn)方向(OP)從完全關(guān)閉控制點(A)操作蝶形閥l，即ECU 500 在完全關(guān)閉控制點(A)和完全開啟位置(C)之間操作蝶形閥1。在該情形下，當(dāng)發(fā)動機(jī)600 的運行狀況改變時，ECU 500就會執(zhí)行蝶形閥1的完全關(guān)閉控制。 具體地說，在發(fā)動機(jī)工作過程中，ECU 500在蝶形閥1的完全關(guān)閉控制中控制向電 動機(jī)9的供電，這樣蝶形閥1的節(jié)流閥位置就變成完全關(guān)閉控制點(A)，該完全關(guān)閉控制點 (A)設(shè)置成在EGR閥中的完全關(guān)閉位置(0)之前。完全關(guān)閉控制點(A)設(shè)置在開啟側(cè)，即相 對于完全關(guān)閉位置(0)沿開啟旋轉(zhuǎn)方向(OP)。 S卩，在發(fā)動機(jī)工作過程中，ECU 500在蝶形閥1的完全關(guān)閉控制中繼續(xù)向電動機(jī)9 供電，這樣蝶形閥1的節(jié)流閥位置就變成完全關(guān)閉繼續(xù)點(A)。在使用EGR傳感器50檢測 的節(jié)流閥位置變?yōu)橥耆P(guān)閉控制點(A)的時間點處，ECU 500保持向電動機(jī)9供電。例如， ECU 500向電動機(jī)9供給少量的電以沿開啟旋轉(zhuǎn)方向(OP)旋轉(zhuǎn)蝶形閥。在該操作中，電動 機(jī)9的驅(qū)動力和復(fù)位彈簧31的偏壓力均施加到蝶形閥1上，這樣蝶形閥1就保持在完全關(guān) 閉控制點(A)處。 ECU 500執(zhí)行對電動機(jī)9供電的控制以使蝶形閥1在完全關(guān)閉控制點(A)和完全 開啟位置(C)之間的控制范圍(A-C)內(nèi)旋轉(zhuǎn)，因此可以在發(fā)動機(jī)工作過程中控制蝶形閥1。 在發(fā)動機(jī)600停止(發(fā)動機(jī)為OFF)時，ECU 500終止向電動機(jī)9供電。ECU 500將完全關(guān)閉控制點(A)和完全開啟位置(C)之間的旋轉(zhuǎn)角度范圍存儲為控制范圍(A-C)。
接下來將參照圖1A至圖4B描述EGR裝置的操作。 當(dāng)點火開關(guān)轉(zhuǎn)換為打開(IG ON)時，ECU 500控制向電動機(jī)9的供電，這排除例如 發(fā)動機(jī)600的冷起動。在該情形中，ECU 500控制電動機(jī)9，這樣使用EGR傳感器50檢測的 實際節(jié)流閥位置就與依照發(fā)動機(jī)600的運行狀況設(shè)置的目標(biāo)節(jié)流閥位置一致。實際節(jié)流閥 位置對應(yīng)于實際EGR量。 電動機(jī)9被供電，這樣電動機(jī)9的電機(jī)軸11就會旋轉(zhuǎn)。電機(jī)軸11旋轉(zhuǎn)，這樣第一 齒輪41就會圍繞電機(jī)軸11旋轉(zhuǎn)。由電動機(jī)9生成的轉(zhuǎn)矩就會從第一齒輪41傳遞到第二 齒輪42的大直徑齒輪45。當(dāng)?shù)诙X輪42旋轉(zhuǎn)時，小直徑齒輪46會圍繞中間軸12的軸線 旋轉(zhuǎn)，這樣與小直徑齒輪46嚙合的第三齒輪43就會圍繞閥軸13的軸線旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)谌X輪 43旋轉(zhuǎn)時，閥軸13會旋轉(zhuǎn)特定的角度，這樣蝶形閥1就會在EGR閥中沿開啟旋轉(zhuǎn)方向(OP) 從完全關(guān)閉位置(0)或完全關(guān)閉控制點(A)旋轉(zhuǎn)。 螺旋彈簧7的U形鉤部36沿開啟旋轉(zhuǎn)方向(OP)從完全關(guān)閉止動器35提升。在 該情形下，復(fù)位彈簧31的偏壓力就作用在第三齒輪43上，并且默認(rèn)彈簧32的偏壓力不會 相對于蝶形閥l沿開啟旋轉(zhuǎn)方向(OP)的旋轉(zhuǎn)而作用在第三齒輪43上。電動機(jī)9生成轉(zhuǎn)矩 以逆著復(fù)位彈簧31的偏壓力而使蝶形閥1朝對應(yīng)于目標(biāo)節(jié)流閥位置的節(jié)流閥位置旋轉(zhuǎn)。
發(fā)動機(jī)600的氣缸的燃燒室610排出廢氣例如高溫EGR氣體。在流經(jīng)包括外殼4 的EGR通道6的EGR管之后，廢氣從在排氣管內(nèi)限定的排氣通道部分地再循環(huán)到進(jìn)氣管中 限定的進(jìn)氣通道內(nèi)。 當(dāng)?shù)伍y1開啟時，ECU 500控制向電動機(jī)9的供電，這樣蝶形閥1的節(jié)流閥位置
就會在例如下面的情形中的至少一個中變?yōu)橥耆P(guān)閉控制點(A): 車輛的運行狀況改變時； 發(fā)動機(jī)600的運行狀況瞬時改變時；禾口 駕駛員踩下制動器踏板時。 發(fā)動機(jī)600的運行狀況會在例如下面的情形中的至少一種中瞬時地變化
駕駛員踩下加速器踏板以處于完全節(jié)流閥位置時； 當(dāng)向發(fā)動機(jī)600施加高負(fù)荷時渦輪增壓器對進(jìn)入發(fā)動機(jī)600的吸入空氣增壓時； 和 加速器踏板被踩下以使車輛從穩(wěn)定運行狀況加速時。 因此，參見圖3，通過利用電動機(jī)9的驅(qū)動力和螺旋彈簧7的偏壓力，蝶形閥1的節(jié) 流閥位置可以返回到完全關(guān)閉控制點(A)。 S卩，通過在發(fā)動機(jī)工作期間在蝶形閥1的完全關(guān)閉控制中繼續(xù)向電動機(jī)9供電， ECU 500可以向蝶形閥1、閥軸13和由第一至第三齒輪41、42、43構(gòu)成的減速齒輪施加電動 機(jī)9的驅(qū)動力以及復(fù)位彈簧31的偏壓力。在該操作中，ECU 500不會在發(fā)動機(jī)操作期間在 蝶形閥1的完全關(guān)閉控制中終止向電動機(jī)9供電。 如上所述，完全關(guān)閉控制點(A)設(shè)置在中間位置處，該中間位置略微在完全關(guān)閉 位置(0)之前。S卩，完全關(guān)閉控制點(A)設(shè)置在中間位置處，該中間位置沿開啟旋轉(zhuǎn)方向 (OP)相對于完全關(guān)閉位置(0)略微偏離。在該情形下，螺旋彈簧7的U形鉤部36沿開啟旋 轉(zhuǎn)方向(OP)從完全關(guān)閉止動器35略微提升。電動機(jī)9的驅(qū)動力和復(fù)位彈簧31的偏壓力均作用在第三齒輪43上，并且默認(rèn)彈簧32的偏壓力不會作用在第三齒輪43上。
參見圖4A、4B， ECU 500將完全關(guān)閉控制點(A)設(shè)置在EGR泄漏死區(qū)(a ° )內(nèi)。 當(dāng)?shù)伍y1的節(jié)流閥位置處于完全關(guān)閉控制點(A)中時，設(shè)置成蝶形閥1的外圓周邊緣的 封環(huán)3的滑動表面16就會通過密封環(huán)3的徑向膨脹張力而緊靠在管口 5的座面27上。因 此，密封環(huán)3的滑動表面16會與管口 5的座面27緊密地接觸。 在該情形下，蝶形閥1的外圓周邊緣15與管口 5的座面27之間的間隙就被密封。 當(dāng)?shù)伍yl保持在完全關(guān)閉控制點(A)以堵塞EGR通道時，就可以穩(wěn)定地限制EGR氣體的 泄漏，這樣EGR氣體就不會與吸入空氣混合。
接下來將描述這種實施例的效果。 在提供給EGR裝置的上述節(jié)流閥控制裝置中，完全關(guān)閉控制點(A)設(shè)置在完全關(guān) 閉位置(0)之前，而在結(jié)束向電動機(jī)9供電時，蝶形閥l會由復(fù)位彈簧31的偏壓力而偏壓 至完全關(guān)閉位置(0)。 S卩，完全關(guān)閉控制點(A)設(shè)置在沿開啟旋轉(zhuǎn)方向(OP)相對于完全關(guān) 閉位置(0)略微偏離的節(jié)流閥位置處。 在發(fā)動機(jī)工作過程中，ECU 500在蝶形閥1的完全關(guān)閉控制中繼續(xù)向電動機(jī)9供 電，這樣蝶形閥l就會在完全關(guān)閉繼續(xù)點(A)處停止。因此，ECU 500控制來向由所有減速 齒輪施加電動機(jī)9的驅(qū)動力和復(fù)位彈簧31的偏壓力，其中減速齒輪由第一至第三齒輪41、 42、43構(gòu)成來向蝶形閥1傳遞電動機(jī)9的驅(qū)動力。在該操作中，ECU 500不會在發(fā)動機(jī)工作 期間在蝶形閥1的完全關(guān)閉控制中終止向電動機(jī)9供電。 —般而言，第一至第三齒輪41、42、43在它們之間界定預(yù)定齒間隙，這樣第一至第 三齒輪41、42、43就在減速齒輪的結(jié)構(gòu)中平滑地運動。具體地說，第一齒輪41的每個齒44 具有相對于第二齒輪42的大直徑齒輪45的每個齒的表面界定了齒間隙的表面。第二齒輪 42的小直徑齒輪46的每個齒具有相對于第三齒輪43的每個齒49的表面界定了齒間隙的 表面。 在這種結(jié)構(gòu)中，在構(gòu)成減速齒輪的第一至第三齒輪41、42、43中，第一齒輪41和第 二齒輪42的齒的表面在它們之間界定了齒間隙，并且第二齒輪42和第三齒輪43的齒的表 面在其中界定了齒間隙。 電動機(jī)9和中間軸12可以由于發(fā)動機(jī)600和車輛這兩者經(jīng)由外殼4的振動的傳 遞而振動。即使在該情形下，電動機(jī)9的驅(qū)動力和復(fù)位彈簧31的偏壓力也會施加到構(gòu)成減 速齒輪的所有第一至第三齒輪41、42、43上。 齒輪之一的齒的表面被偏壓到另一個齒輪的齒的表面上，且這兩個齒輪彼此嚙 合。具體地說，第一齒輪41的齒44中之一的表面偏壓到第二齒輪42的齒44中之一的表 面上，其中第二齒輪42與第一齒輪41嚙合。類似地，第二齒輪42的齒44中之一的表面偏 壓到第一齒輪41的齒44中之一的表面上，其中第一齒輪41與第二齒輪42嚙合。第二齒 輪42的齒中之一的表面偏壓到第三齒輪43的齒49中之一的表面上，其中第三齒輪43與 第二齒輪42嚙合。類似地，第三齒輪43的齒49中之一的表面偏壓到第二齒輪42的齒中 之一的表面上，其中第二齒輪42與第三齒輪43嚙合。 在這種結(jié)構(gòu)中，可以限制第一至第三齒輪41 、42、43之間由于從發(fā)動機(jī)600和車輛 傳遞的振動而導(dǎo)致游隙。因此，可以限制第一至第三齒輪41、42、43中彼此臨近的兩個相對 于彼此重復(fù)地碰撞和磨削。即，可以限制第一齒輪41的每個齒44與第二齒輪42的大直徑齒輪45相對于彼此重復(fù)地碰撞和磨削?？梢韵拗频诙X輪42的小直徑齒輪46與第三齒 輪43的每個齒49相對于彼此重復(fù)地碰撞和磨削。因此，可以限制減速齒輪的第一至第三 齒輪41、42、43的齒的表面在它們之間導(dǎo)致異常磨削。 在這種結(jié)構(gòu)中，可以限制第一至第三齒輪41 、42、43之間由于從發(fā)動機(jī)600和車輛 傳遞的振動而導(dǎo)致游隙，這樣就可以限制由于減速齒輪中的游隙導(dǎo)致的噪音。因此，可以限 制EGR裝置導(dǎo)致噪音。 ECU 500將完全關(guān)閉控制點(A)和完全開啟位置(C)之間的范圍設(shè)置為控制范圍 (A-C)，在該控制范圍中ECU 500能夠通過控制向電動機(jī)9的供電來操縱蝶形閥1。在這種 結(jié)構(gòu)中，電動機(jī)9的驅(qū)動力和復(fù)位彈簧31的偏壓力會在整個控制范圍(A-C)中勻稱地施加 到構(gòu)成減速齒輪的所有第一至第三齒輪41、42、43上。因此，可以限制減速齒輪的第一至第 三齒輪41、42、43的齒的表面在整個控制范圍(A-C)中在它們之間導(dǎo)致異常磨削。
可以限制減速齒輪的第一至第三齒輪41、42、43的齒的表面在它們之間導(dǎo)致異常 磨削，這樣第一至第三齒輪41、42、43就可以在控制中充分地彼此嚙合以利用電動機(jī)9的驅(qū) 動力沿開啟旋轉(zhuǎn)方向(OP)旋轉(zhuǎn)蝶形閥l。因此，可以保持由第一至第三齒輪41、42、43構(gòu)成 的減速齒輪的動力傳輸性能。 在本實施例中，基本上為C形的密封環(huán)3裝配到蝶形閥1的密封環(huán)槽2中。具有 這種密封環(huán)3的該EGR閥具有EGR泄漏死區(qū)(a ° )，其中在完全關(guān)閉位置(0)附近EGR氣 體的泄漏基本上是恒定的。ECU 500將完全關(guān)閉控制點(A)設(shè)置在EGR泄漏死區(qū)(a ° ) 內(nèi)。 ECU 500執(zhí)行完全關(guān)閉控制來控制電動機(jī)9，從而生成朝完全關(guān)閉控制點(A)操縱 蝶形閥1的節(jié)流閥位置的驅(qū)動力，完全關(guān)閉控制點(A)在完全關(guān)閉位置(0)之前，即相對于 完全關(guān)閉位置(0)沿開啟旋轉(zhuǎn)方向(OP)略微偏離。甚至在該情形下，蝶形閥1的外圓周邊 緣與管口 5的座面27之間的間隙可以由密封環(huán)3的徑向膨脹張力穩(wěn)定地密封。因此，在蝶 形閥1的完全關(guān)閉控制中可以減少EGR氣體的泄漏。
(第二實施例) 如圖5至7所示，EGR閥包括用于控制供給到發(fā)動機(jī)600的每個燃燒室610中的 高溫氣體例如EGR氣體的EGR量的蝶形閥1。蝶形閥1固定到閥軸13的一個軸端上。蝶形 閥1具有外圓周邊緣，密封環(huán)槽2基本上延伸整個外圓周邊緣。密封環(huán)槽2基本上為環(huán)形。 基本上為C形的密封環(huán)3裝配到蝶形閥1的密封環(huán)槽2中。密封環(huán)3能夠通過利用作用來 徑向膨脹密封環(huán)3的徑向張力向管口 5的座面27施加密封力。EGR閥的外殼4設(shè)置在使 排氣管與進(jìn)氣管連通的EGR管的中部。外殼4在其中具有基本上為圓柱形的管口 5，管口 5 在其中界定了 EGR通道6。 節(jié)流閥控制裝置由閥操作設(shè)備、ECU500、螺旋彈簧7等構(gòu)成。參見圖1B，節(jié)流閥控 制裝置包括用于操縱蝶形閥1和減速齒輪的電動機(jī)9，電動機(jī)9用作傳動裝置，這與第一實 施例類似。減速齒輪通過執(zhí)行兩級齒輪減速將電動機(jī)9的電機(jī)軸11的轉(zhuǎn)速控制在預(yù)定齒 輪齒數(shù)比。減速齒輪提高了傳遞到蝶形閥1的閥軸13的電動機(jī)9的驅(qū)動力。減速齒輪由 第一齒輪(電機(jī)齒輪)41、第二齒輪(中間齒輪)42、第三齒輪(閥齒輪)43等構(gòu)成。第一 齒輪41固定到電動機(jī)9的電機(jī)軸11上。第二齒輪42與第一齒輪41嚙合。第三齒輪43 與第二齒輪42嚙合。第三齒輪43固定到閥軸13的另一個軸端上。第三齒輪43與螺旋彈簧7相連。 當(dāng)ECU 500終止向電動機(jī)9供電時，蝶形閥1通過施加螺旋彈簧7的偏壓力而處 于完全關(guān)閉位置(0)。參見圖5至圖7，ECU 500在發(fā)動機(jī)操作中執(zhí)行蝶形閥1的完全關(guān)閉 控制。具體地說，在該完全關(guān)閉控制中，ECU 500繼續(xù)向電動機(jī)9供電，這樣蝶形閥1就通 過在完全關(guān)閉位置(0)附近預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)經(jīng)過完全關(guān)閉位置(0)來沿開啟和關(guān)閉旋 轉(zhuǎn)方向重復(fù)旋轉(zhuǎn)。 當(dāng)終止向電動機(jī)9供電時，復(fù)位彈簧31的偏壓力和默認(rèn)彈簧32的偏壓力就在中 立位置處平衡。中立位置對應(yīng)于由復(fù)位彈簧31和默認(rèn)彈簧32偏壓的蝶形閥1的完全關(guān)閉 位置(0)。 參見圖5，蝶形閥1沿開啟旋轉(zhuǎn)方向(0P)從完全關(guān)閉位置(0)向第一中間位置(A) 旋轉(zhuǎn)。另外，蝶形閥l沿關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向(CL)從完全關(guān)閉位置(0)向第二中間位置(B)旋轉(zhuǎn)。 預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度范圍對應(yīng)于從第一中間位置(A)通過完全關(guān)閉位置(0)到第二中間位置(B) 的范圍。預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度范圍被限定為圍繞完全關(guān)閉位置(0) e = ±2.5°至±5.5° ，優(yōu)選 9 = ±3.0°至±5.0° ，或更優(yōu)選9 = ±3.5° 。 參見圖5，第一中間位置(A)是相對于完全關(guān)閉位置(o， e = 0° )朝開啟旋轉(zhuǎn)方 向(0P)旋轉(zhuǎn)的中間位置，其中e =+2.5°至+5.5° ，優(yōu)選e =+3.0°至+5.0° ，或更優(yōu) 選9 =+3.5° 。第一中間位置(A)是其中電動機(jī)9的驅(qū)動力與復(fù)位彈簧31的偏壓力彼此 平衡的第一中立位置。第一中間位置(A)也是其中蝶形閥的旋轉(zhuǎn)方向從開啟旋轉(zhuǎn)方向(0P) 向關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向(CL)反轉(zhuǎn)的第一反轉(zhuǎn)位置。 參見圖5，第二中間位置(B)是相對于完全關(guān)閉位置(0， e = 0° )朝關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方 向(CL)旋轉(zhuǎn)的中間位置，其中e =-2.5°至-5. 5° ，優(yōu)選e =-3.0°至-5.0° ，或更優(yōu)
選9 = -3. 5° 。第二中間位置(B)是其中電動機(jī)9的驅(qū)動力與默認(rèn)彈簧32的偏壓力彼此 平衡的第二中立位置。第二中間位置(B)也是其中蝶形閥的旋轉(zhuǎn)方向從關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向(CL) 向開啟旋轉(zhuǎn)方向(0P)反轉(zhuǎn)的第二反轉(zhuǎn)位置。 ECU 500在發(fā)動機(jī)操作期間蝶形閥1的完全關(guān)閉控制中控制向電動機(jī)9供電。具 體地說，在其中使用EGR傳感器50檢測的節(jié)流閥位置在經(jīng)過第一中間位置(A)和完全關(guān)閉 位置(0)之后變?yōu)榈诙虚g位置(B)的時間點處，ECU 500使蝶形閥1的旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)。更 具體地，在其中節(jié)流閥位置在經(jīng)過第一中間位置(A)和完全關(guān)閉位置(0)之后變?yōu)榈诙?間位置(B)的時間點處，ECU 500使電動機(jī)9的旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)。 之后，在其中使用EGR傳感器50檢測的節(jié)流閥位置在經(jīng)過完全關(guān)閉位置(0)之后 變?yōu)榈谝恢虚g位置(A)的時間點處，ECU 500控制向電動機(jī)9的供電從而使蝶形閥1的旋 轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)。具體地說，在其中節(jié)流閥位置在經(jīng)過完全關(guān)閉位置(0)之后變?yōu)榈谝恢虚g位 置(A)的時間點處，ECU 500使電動機(jī)9的旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)。 之后，在其中使用EGR傳感器50檢測的節(jié)流閥位置在經(jīng)過完全關(guān)閉位置(0)之后 變?yōu)榈诙虚g位置(B)的時間點處，ECU 500控制向電動機(jī)9的供電從而使蝶形閥1的旋 轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)。具體地說，在其中節(jié)流閥位置在經(jīng)過完全關(guān)閉位置(0)之后變?yōu)榈诙虚g位 置(B)的時間點處，ECU 500使電動機(jī)9的旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)。 在上面的操作中，ECU 500在完全關(guān)閉位置(0)附近預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)重復(fù)地 執(zhí)行完全關(guān)閉控制。
或者，在其中使用EGR傳感器50檢測的節(jié)流閥位置就要變?yōu)榈谝恢虚g位置(A)或 第二中間位置(B)之前，ECU 500可以執(zhí)行減速控制從而逐漸使蝶形閥1的操作速度朝第 一中間位置(A)或第二中間位置(B)逐漸減速?；蛘?，在經(jīng)過第一中間位置(A)和完全關(guān) 閉位置(0)之后，ECU 500可以執(zhí)行恒定控制從而以基本上恒定的操作速度朝第二中間位 置(B)操作蝶形閥1?；蛘撸诮?jīng)過第二中間位置(B)和完全關(guān)閉位置(0)之后，ECU 500 可以執(zhí)行恒定控制從而以基本上恒定的操作速度朝第一中間位置(A)操作蝶形閥1。
在其中節(jié)流閥位置變?yōu)榈谝恢虚g位置(A)或第二中間位置(B)的時間點處，ECU 500使蝶形閥1的旋轉(zhuǎn)方向從開啟和關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向(OP，CL)之一反轉(zhuǎn)到開啟和關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方 向(OP，CL)中的另一個。在該操作中，電動機(jī)9的驅(qū)動力曾經(jīng)變?yōu)榱恪＞唧w地說，就在節(jié)流 閥位置變成第一中間位置(A)或第二中間位置(B)之前，ECU 500逐漸減小向電動機(jī)9的 供電。之后，ECU 500最后終止向電動機(jī)9供電，使之基本上為零。在該操作中，ECU 500能 夠通過就在其中節(jié)流閥位置變成第一中間位置(A)或第二中間位置(B)的時刻之后恢復(fù)向 電動機(jī)9供電來使電動機(jī)9的旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)。 ECU 500控制向電動機(jī)9供電，從而沿預(yù)定的控制范圍(B-O-A-C)在旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)第 二中間位置(B)和完全開啟位置(C)之間旋轉(zhuǎn)蝶形閥1，因此在發(fā)動機(jī)操作過程中控制蝶形 閥1。在發(fā)動機(jī)600停止(發(fā)動機(jī)為OFF)時，ECU 500終止向電動機(jī)9供電。
在本實施例中，參見圖6B和7， EGR裝置的EGR閥在完全關(guān)閉位置(0)附近具有 EGR泄漏死區(qū)(a ° )，其中EGR氣體的泄漏基本上恒定。在EGR泄漏死區(qū)(a ° )中，EGR 氣體的泄漏由于徑向膨脹密封環(huán)3的張力導(dǎo)致的膨脹而不會很大地改變。EGR泄漏死區(qū)具 有圍繞完全關(guān)閉位置(0)±2. 5至±5. 5°或±3.0至±5.0°或±3. 5°的范圍。ECU 500 將預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度范圍(A-O-B)設(shè)置在EGR泄漏死區(qū)(a ° )內(nèi)。在本實施例中，EGR泄漏死 區(qū)(a ° )界定了預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度范圍(A-O-B)。預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度范圍(A-O-B)可以小于EGR 泄漏死區(qū)(a ° )。 ECU 500將蝶形閥1的完全關(guān)閉位置(0)存儲到微型計算機(jī)的存儲器中。ECU 500 將死區(qū)最大位置(死區(qū)開啟極限，DBMAX)在其微型計算機(jī)的存儲器中存儲為第一中間位置 (A)，其中蝶形閥l在EGR泄漏死區(qū)(a ° )中從完全關(guān)閉位置(0， e =0° )沿開啟旋轉(zhuǎn)方 向(OP)略微旋轉(zhuǎn)至該死區(qū)最大位置。ECU 500將死區(qū)最小位置(死區(qū)關(guān)閉極限，DBMIN)在 其微型計算機(jī)的存儲器中存儲為第二中間位置(B)，其中蝶形閥1在EGR泄漏死區(qū)(a ° ) 中從完全關(guān)閉位置(0， e =0° )沿關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向(CL)略微旋轉(zhuǎn)至該死區(qū)最小位置。ECU 500在存儲器中存儲蝶形閥1的完全開啟位置(C)。 ECU 500將第二中間位置(B)和完全 開啟位置(C)之間的旋轉(zhuǎn)角度范圍存儲為控制范圍(B-O-A-C) 。 ECU 500將第一中間位置 (A)和第二中間位置(B)之間的旋轉(zhuǎn)角度范圍存儲為控制范圍(A-O-B)。
螺旋彈簧7插入界定了齒輪外殼14的外殼4的外壁和第三齒輪43之間。螺旋彈 簧7包括復(fù)位彈簧31和默認(rèn)彈簧32。復(fù)位彈簧31與默認(rèn)彈簧32經(jīng)由連接部連接，該連 接部設(shè)置了 U形鉤部36。當(dāng)發(fā)動機(jī)600停止或向電動機(jī)9的供電終止時，U形鉤部36由完 全關(guān)閉止動器35支撐，且該完全關(guān)閉止動器35擰緊到外殼4中。復(fù)位彈簧31偏壓第三齒 輪43從而沿關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向(CL)從蝶形閥1的第一中間位置(A)或完全開啟位置(C)朝完 全關(guān)閉位置(0)旋轉(zhuǎn)蝶形閥l。復(fù)位彈簧31用作第一彈簧。默認(rèn)彈簧32偏壓第三齒輪43 從而沿開啟旋轉(zhuǎn)方向(OP)從超過完全關(guān)閉位置(0)的第二中間位置(B)朝蝶形閥1的完全關(guān)閉位置(0)旋轉(zhuǎn)蝶形閥1。默認(rèn)彈簧32用作第二彈簧。 在向EGR裝置提供的節(jié)流閥控制裝置中，ECU 500執(zhí)行蝶形閥1的完全關(guān)閉控制。 具體地說，ECU 500繼續(xù)向電動機(jī)9供電，這樣蝶形閥1就通過在完全關(guān)閉控制中完全關(guān)閉 位置(0)附近預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)經(jīng)過完全關(guān)閉位置(0)來沿開啟和關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向(OP， CL)重復(fù)旋轉(zhuǎn)。因此，ECU 500控制來向由所有減速齒輪施加電動機(jī)9的驅(qū)動力和復(fù)位彈簧 31的偏壓力，其中減速齒輪由第一至第三齒輪41、42、43構(gòu)成來向蝶形閥1傳遞電動機(jī)9的 驅(qū)動力。 更具體地，當(dāng)?shù)伍y1的節(jié)流閥位置處于完全關(guān)閉位置(0)和第一中間職位(A) 之間時，第一至第三齒輪41、42、43被施加經(jīng)由電機(jī)軸11的電動機(jī)9的驅(qū)動力和復(fù)位彈簧 31由其彈性變形導(dǎo)致的偏壓力。在該情形下，第一至第三齒輪41、42、43被施加電動機(jī)9的 驅(qū)動力來沿開啟旋轉(zhuǎn)方向(0P)旋轉(zhuǎn)蝶形閥1并且被施加復(fù)位彈簧31的偏壓力來將蝶形閥 l朝完全關(guān)閉位置(0)返回。當(dāng)?shù)伍y1的節(jié)流閥位置處于完全關(guān)閉位置(0)和第二中間 位置(B)之間時，第一至第三齒輪41、42、43被施加經(jīng)由電機(jī)軸11的電動機(jī)9的驅(qū)動力和 復(fù)位彈簧32由其彈性變形導(dǎo)致的偏壓力。在該情形下，第一至第三齒輪41、42、43被施加 電動機(jī)9的驅(qū)動力來沿關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向(CL)旋轉(zhuǎn)蝶形閥1并且被施加默認(rèn)彈簧32的偏壓力 來將蝶形閥1朝完全關(guān)閉位置(0)返回。 在該情形下，齒輪之一的齒的表面被偏壓到另一個齒輪的齒的表面上，且這兩個 齒輪彼此嚙合，這類似于第一實施例。在這種結(jié)構(gòu)中，可以限制第一至第三齒輪41、42、43 之間由于從發(fā)動機(jī)600和車輛傳遞的振動而導(dǎo)致游隙。因此，可以限制第一至第三齒輪41、 42、43中彼此臨近的兩個相對于彼此導(dǎo)致異常磨削。在這種結(jié)構(gòu)中，可以限制第一至第三齒 輪41 、42、43之間由于從發(fā)動機(jī)600和車輛傳遞的振動而導(dǎo)致游隙，這樣就可以限制由于減 速齒輪中的游隙導(dǎo)致的噪音。因此，可以限制EGR裝置導(dǎo)致噪音。 在本實施例中，基本上為C形的密封環(huán)3裝配到蝶形閥1的密封環(huán)槽2中，這類似 于第一實施例。具有這種密封環(huán)3的該EGR閥具有EGR泄漏死區(qū)(a ° )，其中在完全關(guān)閉 位置(0)附近EGR氣體的泄漏基本上是恒定的。ECU 500將預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度范圍設(shè)置在EGR 泄漏死區(qū)(a ° )內(nèi)。 ECU 500控制向電動機(jī)9的供電，這樣蝶形閥1就在完全關(guān)閉控制中預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度 范圍內(nèi)超越完全關(guān)閉位置(0)重復(fù)旋轉(zhuǎn)運動。甚至在該情形下，蝶形閥1的外圓周邊緣與 管口 5的座面27之間的間隙可以由密封環(huán)3的徑向膨脹張力穩(wěn)定地密封。因此，在蝶形閥 1的完全關(guān)閉控制中可以減少EGR氣體的泄漏。 ECU 500控制向電動機(jī)9的供電，這樣在第一中間位置(A)中，電動機(jī)9的電機(jī)軸 11的驅(qū)動力就與復(fù)位彈簧31的偏壓力相平衡。例如，ECU500向電動機(jī)9供給少量的電以 沿開啟旋轉(zhuǎn)方向(OP)旋轉(zhuǎn)蝶形閥l，這樣就可以限制蝶形閥l在完全關(guān)閉控制中旋轉(zhuǎn)超過 第一中間位置(A)。因此，就可以減少EGR氣體的泄漏。 ECU 500控制向電動機(jī)9的供電，這樣在第二中間位置(B)中，電動機(jī)9的電機(jī)軸 11的驅(qū)動力就與默認(rèn)彈簧32的偏壓力相平衡。例如，ECU500向電動機(jī)9供給少量的電以 沿關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向(CL)旋轉(zhuǎn)蝶形閥l，這樣就可以限制蝶形閥l在完全關(guān)閉控制中旋轉(zhuǎn)超過 第二中間位置(B)。因此，就可以減少EGR氣體的泄漏。 在該操作中，蝶形閥1就在完全關(guān)閉控制中在控制范圍(A-O-B)重復(fù)超越完全關(guān)閉位置(0)的旋轉(zhuǎn)運動。因此，蝶形閥1能夠在完全關(guān)閉控制中經(jīng)由密封環(huán)3的頂端擦掉 在管口 5的座面27上堆疊的異物(沉積物)。因此，可以限制密封環(huán)3由于在蝶形閥1和 密封環(huán)3上粘附和堆疊的沉積物而卡住。另外，當(dāng)發(fā)動機(jī)600起動時，蝶形閥1可以在EGR 閥中平滑地旋轉(zhuǎn)。 在發(fā)動機(jī)操作過程中，當(dāng)ECU 500執(zhí)行蝶形閥1的完全關(guān)閉控制時，ECU 500首先 將蝶形閥1的控制目標(biāo)設(shè)置在第二中間位置(B)處。之后，在其中使用EGR傳感器50檢測 的節(jié)流閥位置變成第二中間位置(B)的時間點處，ECU 500將蝶形閥1的控制目標(biāo)更新即 改變?yōu)榈谝恢虚g位置(A)。之后，在其中使用EGR傳感器50檢測的節(jié)流閥位置變成第一中 間位置(A)的時間點處，ECU 500將蝶形閥1的控制目標(biāo)改變?yōu)榈诙虚g位置(B)。在發(fā)動 機(jī)操作期間，ECU 500可以執(zhí)行該控制以在蝶形閥1的完全關(guān)閉控制中重復(fù)地旋轉(zhuǎn)蝶形閥 1。在該操作中，蝶形閥l在發(fā)動機(jī)操作期間完全關(guān)閉控制中在大于控制范圍(B-O-A-C)的 旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)移動。 在終止向電動機(jī)9供電時，通過施加螺旋彈簧7的偏壓力而使蝶形閥1處于完全 關(guān)閉位置(0)中。ECU 500可以在其微型計算機(jī)的存儲器中將完全關(guān)閉位置(0)存儲為完 全關(guān)閉控制點(9=0° )。在這種情形下，在發(fā)動機(jī)操作期間蝶形閥1的完全關(guān)閉控制中， ECU 500首先將蝶形閥1的控制目標(biāo)設(shè)置在第二中間位置(B)處。之后，在其中使用EGR傳 感器50檢測的節(jié)流閥位置經(jīng)過通過完全關(guān)閉控制點(e =0° )的時間點處，ECU 500將 蝶形閥1的控制目標(biāo)改變?yōu)榈谝恢虚g位置(A)。之后，在其中使用EGR傳感器50檢測的節(jié) 流閥位置經(jīng)過通過完全關(guān)閉控制點(9=0° )的時間點處，ECU 500將蝶形閥1的控制目 標(biāo)改變?yōu)榈诙虚g位置(B)。在該操作中，蝶形閥l在發(fā)動機(jī)操作期間完全關(guān)閉控制中在小 于控制范圍(B-O-A-C)的旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)移動。
(改進(jìn)) 在上面的實施例中，管口 5裝配到外殼4的管口裝配部分23的內(nèi)圓周邊緣中，并
且管口5可旋轉(zhuǎn)地容納蝶形閥1?；蛘?，外殼4可以直接在其中可旋轉(zhuǎn)地容納蝶形閥1。在
這種結(jié)構(gòu)中，不需要管口 5，這樣就可以實現(xiàn)部件數(shù)目和制造工序的減少。 在蝶形閥1的外圓周邊緣上不需要設(shè)置密封環(huán)槽(環(huán)形槽)2。在蝶形閥1的外圓
周邊緣15上不需要設(shè)置密封環(huán)3。在這種結(jié)構(gòu)中，不需要密封環(huán)3，這樣就可以實現(xiàn)部件數(shù)
目和制造工序的減少。 在上面的實施例中，外殼4通過在EGR裝置的EGR管的中間連接而構(gòu)成EGR管的 一部分?；蛘?，外殼可以構(gòu)成進(jìn)氣管的一部分或排氣管的一部分。 在上面的實施例中，蝶形閥1通過例如焊接固定到閥軸13的一個軸端上來依照發(fā) 動機(jī)運行狀況控制EGR氣體量?；蛘?，蝶形閥1可以通過例如擰緊緊固件例如螺釘和螺栓 固定到閥軸13的一個軸端上。 在上面的實施例中，用于EGR閥的蝶形閥1的閥驅(qū)動器由電動機(jī)9和包括傳動裝 置例如減速齒輪的電驅(qū)動器構(gòu)成?；蛘?，閥驅(qū)動器可以由負(fù)壓驅(qū)動器構(gòu)成，負(fù)壓驅(qū)動器包括 螺線管控制閥或電負(fù)壓控制閥。閥驅(qū)動器可以由螺線管驅(qū)動器例如電磁控制液壓閥構(gòu)成。
上面實施例中的上述結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用為流體控制閥，該流體控制閥包括外殼和閥， 并且可以應(yīng)用至吸入空氣控制閥例如用于控制吸入發(fā)動機(jī)的燃燒室中的吸入空氣的節(jié)氣 閥、用于控制從發(fā)動機(jī)的燃燒室排出的廢氣的廢氣控制閥或用于控制繞過節(jié)氣閥的吸入空氣的空轉(zhuǎn)控制閥，而代替應(yīng)用至EGR閥。 在上面的實施例中，節(jié)流閥控制裝置應(yīng)用到用于控制流體例如內(nèi)燃機(jī)中的EGR氣 體(高溫流體)的EGR裝置上。節(jié)流閥控制裝置并不限于應(yīng)用到內(nèi)燃機(jī)的EGR裝置上。節(jié) 流閥控制裝置可以應(yīng)用至任意其它控制閥，例如流體通道ON/OFF閥、流體通道開關(guān)閥和液 壓控制閥，因為流體控制閥包括外殼和閥。 在上面的實施例中作為流體控制閥的上述結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用到吸入空氣控制閥例如 用于控制吸入發(fā)動機(jī)的燃燒室中的吸入空氣的節(jié)氣閥，而代替應(yīng)用到上面的實施例中的 EGR閥上。 或者，在上面的實施例中作為流體控制閥的上述結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用到用于控制從發(fā)動 機(jī)的燃燒室排出的廢氣的廢氣控制閥或用于控制繞過節(jié)氣閥的吸入空氣的空轉(zhuǎn)控制閥，而 代替應(yīng)用到EGR閥上。在上面的實施例中，蝸輪增壓柴油機(jī)描述為內(nèi)燃機(jī)的一個實例?；?者，內(nèi)燃機(jī)可以是未設(shè)置渦輪增壓器或增壓器的標(biāo)準(zhǔn)吸氣發(fā)動機(jī)。內(nèi)燃機(jī)可以是汽油機(jī)。
在上面的實施例中，界定了外殼4中流體通道的壁表面部分地界定了座面27，密 封環(huán)3的滑動表面就在座面27上滑動?；蛘?，可以省略密封環(huán)槽2和密封環(huán)3。在這種情 形下，外殼4的流體通道可以部分地界定接觸表面，蝶形閥1的外圓周邊緣的滑動表面就在 該接觸表面上滑動。 在上面的實施例中，蝶形閥l被描述為閥的一個實例。閥的上述結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用至 單回轉(zhuǎn)閥、旋轉(zhuǎn)閥、提升閥、節(jié)流閥、在其一個端部旋轉(zhuǎn)支撐的門等。 在上述實施例中，螺旋彈簧7設(shè)置成用作偏壓單元來沿關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向(CL)朝完全 關(guān)閉位置(0)偏壓蝶形閥l?；蛘?，可以設(shè)置扭轉(zhuǎn)彈簧、雙圈螺旋彈簧、非均勻間距螺旋彈簧 和/或彈性體例如橡膠構(gòu)件作為偏壓單元。第一或第二中間位置可以限定在完全關(guān)閉位置 (0)和完全開啟位置(C)之間的中間位置處。 在上面的實施例中，完全關(guān)閉位置(0)限定在其中螺旋彈簧7的U形鉤部36鉤 到擰緊到外殼4的齒輪外殼14中的完全關(guān)閉止動器(完全關(guān)閉位置調(diào)節(jié)螺釘)35的位置 中?；蛘?，完全關(guān)閉位置(0)可以通過調(diào)節(jié)完全關(guān)閉止動器35從外殼4的齒輪外殼14伸 出的長度來改變。在發(fā)動機(jī)600停止時，通過施加螺旋彈簧7的偏壓力而使蝶形閥1處于 完全關(guān)閉位置(0)中。在該情形下，偏壓單元即第一和第二彈簧的偏壓力可以調(diào)節(jié)，這樣蝶 形閥1就會相對于垂直于EGR通道6的軸線的方向的開啟旋轉(zhuǎn)方向(0P)和關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向 (CL)之一傾斜預(yù)定角度。EGR通道6的軸線基本上沿著EGR通道6中流體的一般流動方向 定向。在這種情形下，在完全關(guān)閉位置(0)中通過將完全關(guān)閉位置(0)設(shè)置在EGR泄漏死 區(qū)(a° )內(nèi)而可以使流體的泄漏減小到基本上為零，這類似于第一和第二實施例。
在上述實施例中，第一至第三齒輪41、42、43構(gòu)成減速齒輪，減速齒輪用作傳動裝 置以通過執(zhí)行兩級齒輪減速將電機(jī)軸11的轉(zhuǎn)速控制在預(yù)定齒輪齒數(shù)比處。減速齒輪提高 了傳遞到蝶形閥1的閥軸13的電動機(jī)9的驅(qū)動力?；蛘?，傳動裝置可以由固定到電機(jī)的電 機(jī)軸上的蝸輪、由與蝸輪嚙合而旋轉(zhuǎn)的螺旋齒輪等中的任一項構(gòu)成。 或者，小齒輪可以設(shè)置為末端齒輪，并且閥的閥軸可以設(shè)置有與小齒輪嚙合以將 旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為往復(fù)運動的齒條。 外殼4可以可旋轉(zhuǎn)地支撐中間軸12，這樣中間軸12就可以相對于外殼4旋轉(zhuǎn)。在 這種結(jié)構(gòu)中，第二齒輪42可以固定到中間軸12上。
傳動裝置例如減速齒輪可以由第一和第二齒輪(旋轉(zhuǎn)構(gòu)件)構(gòu)成。傳動裝置例如 減速齒輪可以由至少四個齒輪構(gòu)成。 上面的處理例如計算和判斷并不限于由ECU 500執(zhí)行?？刂茊卧梢跃哂邪@
示為實例的ECU 500在內(nèi)的各種結(jié)構(gòu)。 上述實施例的結(jié)構(gòu)可以適當(dāng)組合起來。 應(yīng)當(dāng)理解，盡管在此將本發(fā)明的實施例的過程描述為包括特定次序的步驟，但是 包括這些步驟的各種其它次序和/或在此未公開的附加步驟的其它可選實施例也預(yù)計落 在本發(fā)明的步驟的范圍內(nèi)。 可以在不脫離本發(fā)明的精神的前提下對上述實施例進(jìn)行各種改進(jìn)和替換。
權(quán)利要求
一種節(jié)流閥控制裝置，具有與內(nèi)燃機(jī)(600)的燃燒室(610)連接的流體通道(6)，該節(jié)流閥控制裝置包括用于連通和堵塞流體通道(6)的閥(1)；用于生成驅(qū)動力以沿開啟旋轉(zhuǎn)方向(OP)和關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向(CL)中的至少一個旋轉(zhuǎn)閥(1)的電機(jī)(9)；用于將電機(jī)(9)的驅(qū)動力傳遞至閥(1)的多個齒輪(41、42、43)；用于生成偏壓力以沿開啟旋轉(zhuǎn)方向(OP)和關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向(CL)中的至少一個偏壓閥(1)的偏壓單元(7)；和用于向電機(jī)(9)供電以生成驅(qū)動力的控制單元(500)；其中，當(dāng)控制單元(500)終止向電機(jī)(9)供電時，通過施加偏壓單元(7)的偏壓力而將閥(1)偏壓至完全關(guān)閉位置(O)，并且當(dāng)閥(1)處于完全關(guān)閉位置(O)附近的預(yù)定范圍中時，控制單元(500)用于控制向電機(jī)(9)的供電，這樣閥(1)就重復(fù)運動以經(jīng)過完全關(guān)閉位置(O)；其中，閥(1)沿開啟旋轉(zhuǎn)方向(OP)從完全關(guān)閉位置(O)向第一中間位置(A)移動，閥(1)沿關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向(CL)從完全關(guān)閉位置(O)向第二中間位置(B)移動，并且在完全關(guān)閉位置(O)附近中的預(yù)定范圍被限定為從第一中間位置(A)通過完全關(guān)閉位置(O)到第二中間位置(B)的范圍。
2. 如權(quán)利要求1所述的節(jié)流閥控制裝置，其特征在于，在完全關(guān)閉位置(0)附近中的預(yù)定范圍包括節(jié)流閥位置，所述節(jié)流閥位置界定了相對于完全開啟位置(C)的控制范圍，并且控制單元(500)能通過控制向電機(jī)(9)的供電來在控制范圍內(nèi)操縱閥(1)。
3. 如權(quán)利要求1所述的節(jié)流閥控制裝置，其特征在于，還包括用于檢測閥(1)的節(jié)流閥位置的節(jié)流閥位置檢測單元(50)，其中，在其中控制單元(500)執(zhí)行完全關(guān)閉控制以操作閥(1)至完全關(guān)閉位置(0)的情形下，當(dāng)節(jié)流閥位置在經(jīng)過第一中間位置(A)之后變成第二中間位置(B)時，控制單元(500)控制向電機(jī)(9)的供電以使閥(1)的移動方向反轉(zhuǎn)，并且在節(jié)流閥位置一旦在完全關(guān)閉控制中變成第二中間位置(B)之后，在節(jié)流閥位置變成第一中間位置(A)和第二中間位置(B)之一的每個時間點處，控制單元(500)控制向電機(jī)(9)的供電以使閥(1)的移動方向反轉(zhuǎn)。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的節(jié)流閥控制裝置，其特征在于，所述控制單元(500)在內(nèi)燃機(jī)(600)的工作中執(zhí)行完全關(guān)閉控制以將閥(1)操作至完全關(guān)閉位置(0)。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的節(jié)流閥控制裝置，其特征在于，多個齒輪(41、42、43)包括與閥(1) 一體地旋轉(zhuǎn)的閥齒輪(43)，并且偏壓單元(7)包括用于沿其中閥(1)返回完全關(guān)閉位置(0)的方向向閥齒輪(32)和閥(1)之一施加力的第一偏壓單元(31)和第二偏壓單元(32)。
6. 如權(quán)利要求5所述的節(jié)流閥控制裝置，其特征在于，閥(1)沿開啟旋轉(zhuǎn)方向(OP)從完全關(guān)閉位置(0)向第一中間位置(A)移動，閥(1)沿關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向(CL)從完全關(guān)閉位置(0)向第二中間位置(B)移動，第一偏壓單元(31)是用于施加第一偏壓力以使閥(1)從至少第一中間位置(A)返回完全關(guān)閉位置(0)的第一彈簧(31)，并且第二偏壓單元(32)是用于施加第二偏壓力以使閥(1)從至少第二中間位置(B)返回完全關(guān)閉位置(0)的第二彈簧(32)。
7. 如權(quán)利要求6所述的節(jié)流閥控制裝置，其特征在于，當(dāng)閥(1)處于界定了第一中立位置的第一中間位置(A)中時，控制單元(500)控制向電機(jī)(9)的供電，這樣電機(jī)(9)的驅(qū)動力和第一彈簧(31)的第一偏壓力就彼此平衡，并且當(dāng)閥(1)處于界定了第二中立位置的第二中間位置(B)中時，控制單元(500)控制向電機(jī)(9)的供電，這樣電機(jī)(9)的驅(qū)動力就會與第二彈簧(32)的第二偏壓力彼此平衡。
8. 如權(quán)利要求1或2所述的節(jié)流閥控制裝置，其特征在于，還包括外殼(6)，所述外殼(6)具有壁表面，所述壁表面在其中界定了流體通道(6);禾口裝配到整體地限定在閥(1)的外圓周邊緣中的環(huán)形槽(2)中的密封環(huán)(3)，以在閥(1)在完全關(guān)閉控制中位于完全關(guān)閉位置(0)附近時密封外殼(6)的壁表面與閥(1)的外圓周邊緣之間的間隙。
9. 如權(quán)利要求8所述的節(jié)流閥控制裝置，其特征在于，閥(D、外殼(6)和密封環(huán)(3)構(gòu)成用于控制供給內(nèi)燃機(jī)(600)的燃燒室(610)的流體的流體控制閥，所述流體控制閥在完全關(guān)閉位置(0)附近具有死區(qū)(a ° )，在死區(qū)中流體的泄漏基本上是恒定的，并且死區(qū)(a ° )包括在完全關(guān)閉位置(0)附近內(nèi)的預(yù)定范圍。
10. —種用于節(jié)流閥控制的方法，該方法包括向電機(jī)(9)供電以生成驅(qū)動力來旋轉(zhuǎn)閥(l)，所述閥(1)沿開啟旋轉(zhuǎn)方向(0P)和關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向(CL)中的至少一個朝完全關(guān)閉位置(0)偏壓；并且控制向電機(jī)(9)的供電，這樣當(dāng)閥(1)位于完全關(guān)閉位置(0)附近的預(yù)定范圍中時，閥(1)就會重復(fù)運動以經(jīng)過完全關(guān)閉位置(0)。
全文摘要
節(jié)流閥控制裝置包括閥(1)。設(shè)置了電機(jī)(9)來生成驅(qū)動力以旋轉(zhuǎn)閥(1)。齒輪(41、42、43)向閥(1)傳遞驅(qū)動力。偏壓單元(7)生成偏壓力以沿關(guān)閉旋轉(zhuǎn)方向(CL)偏壓閥(1)。設(shè)置了控制單元(500)來向電機(jī)(9)供電以生成驅(qū)動力。當(dāng)控制單元(500)終止向電機(jī)(9)供電時，閥(1)被偏壓力偏壓至完全關(guān)閉位置(O)。當(dāng)控制單元(500)執(zhí)行完全關(guān)閉控制來朝完全關(guān)閉位置(O)操作閥(1)時，控制單元(500)會繼續(xù)向電機(jī)(9)供電以將閥(1)停止在完全關(guān)閉控制點(A)處，且該完全關(guān)閉控制點(A)在完全關(guān)閉位置(O)之前。
文檔編號F02M25/07GK101699054SQ20091017917
公開日2010年4月28日 申請日期2007年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月12日
發(fā)明者佐佐木一司 申請人:株式會社電裝