[發明專利]電動機式提升閥及使用該提升閥的內燃機EGR裝置

無效

• 申請號: 200580041824.2
• 申請日: 2005-12-02
• 公開（公告）號: CN101072940A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: 琴岡正二郎;纐纈晉;橫村仁志
• 申請（專利權）人: 三菱扶?？蛙囍晔綍?/a>
• 主分類號: F02M25/07
• 分類號: F02M25/07;F16K31/04
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司
• 代理人: 何立波;張天舒

技術領域

本發明涉及電動機式提升閥及使用了該電動機式提升閥的內燃機EGR裝置。

背景技術

在內燃機中，無論汽油發動機、柴油發動機，都存在安裝EGR裝置(排氣再循環裝置)的趨勢，該EGR裝置主要以降低NOx為目的，使排氣的一部分回流至進氣系統。

通常，在該EGR通路中具有EGR閥，可以由其進行EGR氣體的流動的容許和切斷，或者調節流量。

特別地，重要的是該EGR閥在切斷EGR氣體時的高密封性，為了即使在EGR閥的上游和下游的壓力差大的條件下也確保穩定的密封性，通常使用利用被壓縮設置的彈簧的預緊力而保持總是關閉的提升閥，通過抵抗上述彈簧的預緊力而推壓該提升閥進行開閥，以調節EGR氣體的流量。作為推壓提升閥的單元，例如存在使用螺線管的空氣驅動式提升閥，但近來，由于可控性高，所以也開發了使用電動機(例如，步進電動機)的驅動力的方式的提升閥(電動機式提升閥)。

另外，由于提升閥在小開度時的流量變化大，所以在小開度時必須更高精度地調整EGR氣體的流量。

但是，在EGR閥的上游側(排氣側)和下游側(進氣側)之間，EGR氣體會產生較大的壓力差，該壓力差與內燃機的運轉狀態對應而變動。如果如上述所示產生壓力差并進行變動，則在EGR閥為提升閥的情況下，對應于該壓力差的力作用于提升閥的閥體而對提升閥的動作產生影響。

所以，例如日本國特開平11-351075號公報(以下稱為專利文獻)所公開的內容，開發了如下的裝置，其構成為，在EGR閥使用電動機式提升閥的情況下，與該變動的壓力差對應而對例如電動機的驅動速度進行變更控制。

另一方面，在如上述所示使用利用彈簧以總是關閉的方式預緊的提升閥的情況下，為了將提升閥開閥，需要抵抗被壓縮設置的彈簧的預緊力。

但是，在進行例如通常的PID控制的電動機式提升閥的情況下，由于如果使電動機動作，則電動機扭矩從零開始逐漸增加，所以在電動機扭矩至少達到彈簧的預緊力(彈簧作用力)為止的期間，提升閥不動作，包括上述專利文獻中公開的技術，出現提升閥在進行實際開閥之前產生響應延遲的問題。

如圖4所示，在進行通常的PID控制時，如電動機式提升閥的電動機扭矩和閥開度的時間變化隨各個目標開度而變化所示，提升閥的目標開度越小(閥升程越短)而電動機的驅動速度越慢，即電動機扭矩的上升越慢，則該問題越顯著。

由此，基于如果提升閥在開閥中產生響應延遲，則開閥時機不穩定等理由，特別在提升閥的微小開度時，控制精度顯著惡化，這是所不希望的。

發明內容

本發明就是為了解決上述問題點而提出的，其目的在于，提供一種電動機式提升閥及使用電動機式提升閥的內燃機的EGR裝置，能夠無響應延遲地、高精度地進行開閥控制。

為了實現上述目的，在本發明的電動機式提升閥，其特征在于，具有：提升閥主體，其閥體配置在流體通路內，另一方面，閥桿部貫穿上述流體通路的外殼而向該流體通路的外部突出，通過上述閥體與形成于上述外殼上的閥座抵接而切斷在上述流體通路內流動的流體，通過上述閥體從上述閥座離開而容許上述流體的連通；彈簧蓋，其與該提升閥主體的閥桿頭部嵌合；彈簧，其被壓縮設置在該彈簧蓋和上述流體通路的外殼之間，預緊上述閥體，以使得該閥體與上述閥座抵接；軸，其設置于上述提升閥主體的上述閥桿部的軸延長線上，沿該軸線方向移動而推壓上述閥桿頭部；電動機，其具有與上述軸螺合的轉子，通過使該轉子進行正轉動作及反轉動作而使上述軸往復運動；以及電動機控制單元，其控制該電動機的動作，該電動機控制單元具有初始電動機扭矩設定單元，其設定上述電動機的初始電動機扭矩，以使其成為相當于將上述閥體向上述閥座側預緊的力或其附近值，在為了利用上述軸推壓上述閥桿頭部、使上述閥體從上述閥座離開，而使上述電動機動作時，以得到由上述初始電動機扭矩設定單元設定的初始電動機扭矩的方式使上述電動機動作。

附圖說明

圖1是表示使用本發明所涉及的電動機式提升閥的內燃機的EGR裝置的概略結構的剖面圖。

圖2是表示在從發動機啟動至停止之間的由電動機式提升閥構成的EGR閥的開度和電動機扭矩的隨時間變化的時序圖，是說明彈簧作用力的推定方法的圖。

圖3是表示考慮了初始扭矩的本發明中的電動機扭矩和閥開度的時間變化(b)、與不考慮初始電動機扭矩的現有情況(a)比較的時序圖。

圖4是表示使進行通常的PID控制時的電動機式提升閥的電動機扭矩和閥開度的時間變化分別隨目標開度而變化的圖。

具體實施方式