CN102313067A - 阀门控制设备 - Google Patents

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CN102313067A CN2011101858213A CN201110185821A CN102313067A CN 102313067 A CN102313067 A CN 102313067A CN 2011101858213 A CN2011101858213 A CN 2011101858213A CN 201110185821 A CN201110185821 A CN 201110185821A CN 102313067 A CN102313067 A CN 102313067A
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Abstract

杆(4)和阀门(1)之间的连接部(11)的旋转运动点在阀门(1)完全打开的完全打开点(B)和阀门(1)完全闭合的完全闭合点(A)之间摆动。将这个摆动的顶点(P)设置在完全闭合点(A)和半点(C)之间并且满足关系θP＞θA的点，其中θP表示在连接于杆轴承(5)的轴承中心(OC)和完全打开点(B)之间的第一假想线(4B)和连接于轴承中心(OC)和摆动顶点(P)之间的第二假想线(4P)之间定义的角度，并且θA表示在所述第一假想线(4B)和连接于所述轴承中心(OC)和所述完全闭合点(A)之间的第三假想线(4A)之间定义的角度。

Description

阀门控制设备
技术领域
本发明涉及一种阀门控制设备。
背景技术
例如，日本未审专利公开NO.H10-103069A教导了一种增压控制设备，其包括打开或闭合涡轮增压器废气通道的废气阀门。
如图8到10B所示，日本未审专利公开No.H10-103069A的增压控制设备包括可旋转轴102，其支撑和驱动废气阀门101。连杆103连接到可旋转轴102，膜致动器104的杆105连接到连杆103。在废气通道106处形成阀座107，废气阀门101可以座靠在阀座107上。
图9B中所示的箭头表示连杆103的活动范围(工作角度)。
此外，日本未审专利公开No.2010-90766A教导了一种膜致动器，其驱动废气旁通阀，该旁通阀打开或闭合涡轮增压器的废气旁通通道。
如图11到13B所示，日本未审专利公开NO.2010-90766A的膜致动器204具有可旋转轴202，其支撑和驱动废气旁通阀201。连杆203连接到可旋转轴202，膜致动器204的杆205连接到连杆203。而且，在废气旁通206处设置阀座207，废气旁通阀201可以座靠到阀座207。
图12B中所示的箭头表示连杆203的活动范围(工作角度)。
近来，在很多国家，由于对安装在车辆上的发动机废气的管理加强，强制安装针对车上废气的板上诊断(O BD)系统。
在这里，在将日本未审专利公开NO.H10-103069A或日本未审专利公开NO.2010-90766A的膜致动器104、204用作驱动器的情况下，其控制废气旁通阀201的废气阀门101的打开和闭合，按照O BD要求的指定，需要直接感测杆105、205的行程量。
可以想到向杆105、205安装由磁体和磁轭形成的磁路。在这种情况下，可以利用磁传感器感测从磁路施加的磁场的磁通量密度。然后，基于从磁传感器输出的电信号可以获得杆105、205的行程量。
在日本未审专利公开NO.H10-103069A中所述的增压控制设备中，未清楚地教导连接于废气阀门101的可旋转轴102和膜致动器104的杆105之间的连杆103的活动范围，连杆103的运动导致杆105的摆动。
具体而言，当在完全闭合位置(参见图9A)和完全打开位置(参见图9B)之间的操作范围中驱动废气阀门101时，即，在连杆103和杆105之间的连接部108沿着转动路径(连杆103的旋转运动路径)运动时，杆105以量δ(杆105的摆动量)摆动，其中转动路径是绕可旋转轴102的预定曲率半径的曲线路径。
因此，在利用磁传感器直接感测杆105的行程量时，由于杆105的摆动，可能使感测误差不利地增大。
此外，在日本未审专利公开NO.H10-103069A的增压控制设备中，如图10A中所示，在位于一半程度的完全闭合程度一侧的范围中，废气流量相对于杆105的位移量变化的变化率较大，一半程度是废气阀门101介于完全闭合程度和完全打开程度之间的打开程度。相反，在废气阀门101一半程度的完全闭合程度一侧的范围中，废气流量相对于杆105位移量变化的变化率较小。
此外，如图10B所示，在从废气阀门101的完全闭合程度通过一半程度到完全打开程度的整个范围中，杆105的摆动量δ的变化率较小。
因此，需要通过减小杆105在低打开程度范围中的摆动量来改善杆105的行程量的感测精确度，在低打开程度范围中，废气流量相对于杆105的位移量变化的变化率最大。
在日本未审专利公开NO.2010-90766A的膜致动器204中，如图12A所示，尽管连杆203的旋转起始角与日本未审专利公开NO.H10-103069A的致动器104的不同，但仍然有类似于日本未审专利公开NO.H10-103069A的致动器104的缺点。
具体而言，当在完全闭合位置(参见图12A)和完全打开位置(参见图12B)之间的操作范围中驱动废气而旁通阀201时，即，在连杆203和杆205之间的连接部208沿着转动路径(连杆203的旋转运动路径)运动时，杆205以量δ(杆205的摆动量)摆动，其中转动路径是绕可旋转轴202的预定曲率半径的曲线路径。
因此，在利用磁传感器直接感测杆205的行程量时，由于杆205的摆动，可能使感测误差不利地增大。
此外，在日本未审专利公开NO.2010-90766A的膜致动器204中，如图13A中所示，在位于一半程度的完全闭合程度一侧的范围中，废气流量相对于杆205的位移量变化的变化率较大，一半程度是废气旁通阀201介于完全闭合程度和完全打开程度之间的打开程度。相反，在废气旁通阀201一半程度的完全打开程度一侧的范围中，废气流量相对于杆205位移量变化的变化率较小。
此外，如图13B所示，在从废气旁通阀201的完全闭合程度通过一半程度到完全打开程度的整个范围中，杆205的摆动量δ的变化率较小。
因此，需要通过减小杆205在低打开程度范围中的摆动量来改善杆205行程量的感测精确度，在低打开程度范围中，废气流量相对于杆205位移量变化的变化率最大。
此外，在日本未审专利公开NO.H10-103069A的增压控制设备和日本未审专利公开NO.2010-90766A的膜致动器204中，如果设置了可滑动地支撑杆105、205以使杆105、205能够在其轴向上滑动的杆轴承，就会发生一些不利的事件，例如向杆轴承施加很大的力，杆轴承的内边缘部分研磨杆105、205，杆105、205和杆轴承之间的连接处局部磨损，以及杆105、205遇到运转故障。
发明内容
本发明解决了以上缺点。因此，本发明的目的是提供一种阀门控制设备，其能够减小或最小化直接感测杆的行程量时由致动器的杆摆动导致的感测误差。本发明的另一目的是提供一种阀门控制设备，其能够通过在低打开程度范围中使杆的摆动量最小化来改善传感器的感测精确度和杆的可控性，在低打开程度范围中，流量(压力)相对于杆的位移量的变化率最大。
根据本发明，提供了一种阀门控制设备，包括阀门，具有杆的致动器，连杆机构，以及用于感测杆在杆轴向上的位移量的模块(以下简称感测模块)。阀门适于打开或闭合流动通道。致动器包括杆和杆轴承，驱动杆以使杆往复运动并且通过杆驱动阀门。杆轴承可滑动地支撑所述杆以使所述杆能够在轴向上滑动，同时使所述杆能够绕所述杆轴承的轴承中心摆动。连杆机构包括连杆，所述连杆连接于所述阀门和所述杆之间，并且将所述杆的线性运动转换成所述阀门的转动。基于利用所述感测模块感测的杆在杆轴向上的位移量来驱动所述致动器，以控制所述阀门的打开和闭合。所述连杆在可旋转地连接到所述阀门的连杆的阀门侧连接部处包括旋转轴，所述旋转轴与所述阀门的旋转轴共轴。所述连杆包括可旋转地连接到所述杆的杆侧连接部。所述杆侧连接部的旋转运动点适于沿着旋转运动路径在完全闭合点和完全打开点之间摆动，所述旋转运动路径是以连杆的阀门侧连接部的旋转轴为中心且具有预定曲率半径的曲线路径。在所述阀门的打开程度变为完全闭合程度以完全闭合流动通道时，杆侧连接部沿所述旋转运动路径运动的旋转运动点位于沿所述旋转运动路径的完全闭合点。在所述阀门的打开程度变为完全打开程度以完全打开流动通道时，杆侧连接部沿所述旋转运动路径运动的旋转运动点位于沿所述旋转运动路径的完全打开点。在所述阀门的打开程度为完全闭合程度和完全闭合程度之间角度一半的一半程度时，所述杆侧连接部的旋转运动点位于沿旋转运动路径的完全闭合点和完全打开点之间的半点(half point)。将所述杆侧连接部适于沿所述旋转运动路径在完全闭合点和完全打开点之间摆动的旋转运动点的摆动顶点设置在沿所述旋转运动路径位于所述完全闭合点和所述半点之间并且满足关系θP＞θA的点。这里，θP表示在连接于轴承中心和完全打开点之间的第一假想线(直线)和连接于轴承中心和摆动顶点之间的第二假想线(直线)之间定义的角度，并且θA表示在所述第一假想线和连接于所述轴承中心和所述完全闭合点之间的第三假想线(直线)之间定义的角度。
附图说明
从以下描述、所附权利要求和附图将最好地理解本发明连同其其它目的、特征和优点，附图中：
图1是描述图，示出了根据本发明实施例的废气阀门控制设备；
图2是描述图，示出了根据实施例的废气阀门控制设备；
图3是描述图，示出了根据实施例的连杆摆动顶点；
图4是示意图，示出了在完全闭合废气阀门时根据本发明实施例的废气阀门控制设备的连杆和杆之间的位置关系；
图5是示意图，示出了根据实施例的废气阀门控制设备的第一铰链销的各种操作位置；
图6A和6B是示意图，示出了表示根据实施例的杆摆动量的估计线；
图7A是示出了流量相对于根据实施例的废气阀门打开程度的变化的图示；
图7B是示出了杆的摆动量相对于根据实施例的废气阀门打开程度的变化的图示；
图8是根据第一现有技术具有废气阀门的增压控制设备的部分截面图；
图9A和9B是示意图，示出了表示第一现有技术的杆摆动量的估计线；
图10A是示出了流量相对于第一现有技术的废气阀门打开程度的变化的图示；
图10B是示出了杆的摆动量相对于第一现有技术的废气阀门打开程度的变化的图示；
图11是第二现有技术中驱动废气旁通阀的膜致动器的截面图；
图12A和12B是示意图，示出了表示第二现有技术中杆摆动量的估计线；
图13A是示出了流量相对于第二现有技术的废气旁通阀打开程度的变化的图示；以及
图13B是示出了杆的摆动量相对于第二现有技术的废气旁通阀打开程度的变化的图示。
具体实施方式
现在，将描述本发明的实施例。图1到7B示出了本发明的实施例。具体而言，图1示出了在完全闭合废气阀门时连杆和杆之间的位置关系。图2示出了在完全打开废气阀门时连杆和杆之间的位置关系。
在内燃机的增压控制设备中实现本实施例的内燃机废气阀门控制设备。废气阀门控制设备包括废气阀门1、连杆机构500、电动制动器300和发动机控制单元(ECU)400。废气阀门1控制内燃机的废气流量。连杆机构500包括连杆3，其连接到废气阀门1的轴2。电动制动器300包括杆4，其通过连杆3连接到废气阀门1以驱动废气阀门1。ECU 400通过基于内燃机工作状态控制废气阀门1的打开和闭合来可变地控制内燃机的增压。
废气阀门1是废气流量控制阀的阀元件，控制着通过安装到发动机的涡轮增压器的废气通道(流动通道)9流动的废气流量。在发动起工作期间，转动废气阀门1，即基于ECU 400输出的控制信号在废气阀门1的完全闭合位置和完全打开位置之间的阀门操作范围之内绕枢轴转动，以改变废气通道9的打开区域尺寸(废气通道截面积)。
在废气阀门1后表面(废气阀门1上与废气阀门1的座面相对的表面，废气阀门1可以座靠到废气通道10的阀座)处一体设置被配置成L形状的轴2和废气阀门1。下文将描述废气阀门1的细节。
电动制动器300响应于杆4在杆4的行程方向(也称为轴向或加载方向)的位移量(行程量)控制废气阀门1的打开和闭合。
除了适于在杆4轴向上往复运动的杆4之外，电动制动器300还包括止推轴承(杆轴承)5、盘簧6和致动器外壳304。止推轴承5支撑杆4，使得杆4可以在杆4的往复方向(杆4的行程方向，即杆4的轴向)上滑动并可以在图1的顶到底方向上摆动(倾斜)。盘簧6向杆4施加推力(弹簧负载)以在闭合方向上(阀门完全关闭一侧)推动废气阀门1。致动器外壳304接收诸如止推轴承5和盘簧6的部件。电动制动器300的杆4在其行程方向上的远端侧从致动器外壳304的环形端面突出到致动器外壳304的外部。下文将描述电动制动器300的细节。
在本实施例中，发动机是具有多个汽缸的多汽缸柴油机。进气管连接到发动机汽缸的进气口以向进气口引导吸入的空气。在进气管中安装涡轮增压器的压缩机、中间冷却器、节流阀和吸入歧管。
此外，排气管连接到发动机汽缸的排气口以从汽缸引导废气。在排气管中安装排气歧管和涡轮增压器的涡轮。
涡轮增压器是包括涡轮和压缩机的涡轮增压器。通过压缩机压缩吸入的空气并随后供应给发动机每个汽缸的燃烧室。
涡轮包括涡轮壳体7，其被配置成螺旋形状。涡轮叶片(涡轮机叶轮)置于涡轮壳体7中。
压缩机包括压缩机壳体，其被配置成螺旋形状。压缩机叶片(压缩器叶轮)置于压缩机壳体中。
涡轮叶片和压缩器叶片通过转子轴彼此连接以共同转动。
在涡轮增压器中，当废气使涡轮叶片转动时，还使压缩机叶轮转动以压缩吸入的空气。
在这里，为本实施例的涡轮增压器的涡轮机壳体7提供废气通道9和废气阀门1。
废气通道9是一个旁通通道(流体通道)，绕过涡轮叶片以引导废气，废气被引导到涡轮机壳体7中，到达位于涡轮叶片下游侧的排气通道一部分，无需通过涡轮叶片。
或者，废气通道9可以是另一旁通通道(流体通道)。具体而言，可以从排气通道位于排气歧管收集点(排气歧管的分支彼此汇合的点)下游侧的一部分分支出废气通道9，然后可以将废气通道9合并到排气通道位于涡轮增压器的涡轮下游侧的一部分。亦即，废气通道9可以是绕过涡轮机壳体7的旁通通道(流体通道)，以传导废气而无需通过涡轮机壳体7。
本实施例的废气通道9在上游侧沟通孔(废气门端口)和下游侧沟通孔之间相通，上游侧沟通孔打开于涡轮机壳体7入口的分隔壁，下游侧沟通孔打开于涡轮机壳体7出口的分隔壁。在废气通道9中提供阀座10，废气阀门1可以座靠在阀座10上。阀座10中界定开口10a，以在打开废气阀门1时，即在从阀座10提升废气阀门1时，通过其传导废气。
废气阀门1由金属材料(例如不锈钢)制成，被配置成圆盘形状。废气阀门1为废气控制阀，连接到电动制动器300的杆4的远端部分，使得废气阀门1适于座靠到涡轮机壳体7入口的间壁(阀座10)或从其提升离开，以闭合或打开废气通道9，尤其是废气门端口。
连杆机构500位于废气阀门1的轴2和电动制动器300的杆4之间，以将杆4的线性运动转换成废气阀门1的转动。
如图1和2所示，连杆机构500包括连杆3。连杆3的一个端部连接到杆4的远端部分(即位于行程方向，即杆4的往复运动方向远端的杆4末端部分)，连杆3的另一端部连接到废气阀门1的轴2的远端部分(即，与轴2的阀门1侧端部分相对的轴2的端部)。
第一铰链销(充当杆侧连接部的第一支撑轴)11固定到杆4的远端部分(或与其一体地形成)。第一铰链销11从杆4的后表面侧插入并从杆4的正表面侧突出。第二铰链销(充当阀门侧连接部的第二支撑轴)12与废气阀门1的轴2一体形成(或固定到轴2)。第二铰链销12与第一铰链销11在相同方向上突出。
连杆3包括连接到沿杆4的行程方向位于远方的杆4远端部分的第一连接部(杆侧连接部)和连接到废气阀门1的轴2的第二连接部(阀侧连接部)。
连杆3的第一连接部具有通孔，通过其容纳第一铰链销11。此外，连杆3的第一连接部由第一铰链销11的外周边部分可旋转地支撑。
连杆3的第二连接部具有通孔，通过其容纳第二铰链销12。此外，第二连接部固定到第二铰链销12。
下面将描述连杆机构500，尤其是连杆3的细节。
第一铰链销11可旋转地支撑废气阀门1、轴2和连杆3。轴2以直角弯折成L形，第二铰链销12固定到轴2位于电动制动器300侧的端部。第二铰链销12由涡轮增压器的涡轮机壳体7的侧壁部分可旋转地支撑。第二铰链销12的旋转中心(旋转轴)是废气阀门1的旋转中心(旋转轴)。
因此，废气阀门1充当瓣阀，其通过第一铰链销11、连杆3和第二铰链销12连接到杆4的远端部分(即，杆4的行程方向的远端部分)。
接下来，将参考图1和2描述本实施例的电动制动器300细节。
电动制动器300包括杆4、止推轴承5、盘簧6、电动机M、减速机构301、转换机构302、杆行程感测装置303(下文所述的磁性可移动体8和行程传感器S)和致动器外壳304。行程感测装置303和ECU 400充当感测模块。在电动机M接收电力并由此旋转时，电动机M产生驱动力(电动机转矩)。减速机构301降低从电动机M通过两级传递的旋转速度。转换机构302将减速机构301的转动转换成杆4的直线往复运动。杆行程感测装置303感测电动制动器300的杆4的行程位置(即杆4沿其行程路径的位置)。致动器外壳304容纳电动制动器300的以上部件。
减速机构301包括三个减速齿轮16-18。具体而言，减速机构301包括电动机M的电动机轴(旋转轴或输出轴)13、中间齿轮轴(第一支撑轴)14、主传动齿轮轴(第二支撑轴)15、小齿轮(电动机齿轮)16、中间齿轮(驱动侧齿轮或第一齿轮)17和主传动齿轮(从动侧齿轮、第二齿轮或正齿轮)18。与电动机轴13平行地布置中间齿轮轴14和主传动齿轮轴15。小齿轮16固定到电动机轴13。中间齿轮17与小齿轮16啮合并与其一起被驱动。主传动齿轮18与中间齿轮17啮合并与其一起被驱动。
转换机构302包括平板凸轮21、从动轮23和枢销(支撑轴)24。平板凸轮21受到可旋转地支撑。从动轮23可运动地容纳(可滑动地容纳)在平板凸轮21的凸轮沟槽22中。枢销24可旋转地支撑从动轮23。
电动制动器300的致动器外壳304包括齿轮外壳26和传感器盖。齿轮外壳26容纳电动机M并在其中可旋转地支撑减速机构301和转换机构302。传感器盖覆盖齿轮外壳26的开口。
齿轮外壳26由非磁性金属材料，例如不锈钢制成。传感器盖由非磁性材料制成，例如具有极好电介质性质的树脂材料。
轴承支架28被配置成圆柱形筒形式，位于齿轮外壳26侧壁的阀门侧(废气阀门1一侧)，轴承孔沿杆4的轴向通过轴承支架28延伸。将止推轴承5压配合到轴承支架28的轴承孔孔壁表面。弹簧支架29被配置成圆柱筒形式并从齿轮外壳26的侧壁向阀门侧(废气阀门1一侧)突出，在弹簧支架29中容纳盘簧6。
电动制动器300的杆4在行程方向上线性延伸，行程方向与杆4的中心轴RC方向相同。杆4包括第一杆31，第二杆32和连接杆33。第一杆31被配置成板形(平面形式)并通过从动轮23和枢销24连接到平板凸轮21。第二杆32被配置成板形(平面形式)并通过连杆机构500(例如连杆3)连接到废气阀门1的轴2。连接杆33被配置成具有圆形截面并连接于第一杆31和第二杆32之间。第一杆31、第二杆32和连接杆33由诸如不锈钢的金属材料(非磁性材料)制成，并通过例如焊接连接在一起形成单件部件。
第一杆31是输入部分，通过从动轮23和枢销24从平板凸轮21接收负载。第一杆31的表面形成磁性可移动体安装表面，例如通过螺丝将磁性可移动体8固定到其上。可以通过树脂模制将磁性可移动体8固定到第一杆31。
在第一杆31与连接杆33相反的一个端部中形成配合孔34，将枢销24配合到配合孔34中。枢销24牢固地连接到，即固定到第一杆31，使得枢销24从第一杆31的后表面侧插入并从第一杆31的前表面侧突出。
第一连接35形成于第一杆31的另一末端部分并通过焊接连接到连接杆33的一个端部。
第二杆32为输出部分，通过连杆3和第一和第二铰链销11、12向废气阀门1施加负载。第二连接部36形成于第二杆32与连接杆33相邻的一个末端部分中，第二连接通过例如焊接连接到连接杆33的另一个端部。
在第二杆32与连接杆33相反的另一端部中形成配合孔(未示出)，将第一铰链销11配合到这一配合孔中。第一铰链销11牢固地连接到，即固定到第二杆32，使得第一铰链销11从第二杆32的后表面侧插入并从第二杆32的前表面侧突出。
连接杆33是第一杆31的第一连接部35和第二杆32的第二连接部36之间的接头。弹簧座37被配置成环形(环形法兰形式)，安装到连接杆33与第一杆31相邻端部的外周表面上。弹簧座37是负载容纳部分，容纳在行程方向上向阀门完全闭合侧(图1或图2中的左侧)施加的盘簧6的负载。此外，连接杆33可以绕止推轴承5的轴承中心OC摆动，可以在止推轴承5的轴向上滑动。弹簧座37啮合到杆4的第一杆31的第一连接部35的端表面。
止推轴承5可滑动地支撑连接杆33，使得连接杆33能够在其行程方向(往复方向)上滑动。在止推轴承5的内部形成通孔(滑动孔)以沿杆4的轴向通过止推轴承5延伸。在纵向截面图中，止推轴承5的内周表面(连接杆33滑动所沿的滑动表面)形成弯曲的凸面，在止推轴承5的轴承中心OC处向杆4的中心轴RC突出。换言之，止推轴承5的内周表面是弯曲的，使得止推轴承5的内径在轴向上从止推轴承5的轴中心部分向止推轴承5第一和第二轴端部的每个逐渐增大。通过这种方式，允许连接杆33的摆动运动。
盘簧6充当杆(阀门)推动模块，用于产生推力(负载)以沿着杆4中心轴RC的轴向朝阀门完全闭合侧(废气阀门1完全闭合一侧，即图1或2的左侧)推动杆4。盘簧6的一个端部由弹簧座37固定，盘簧6的另一端部由环形间隔壁(闭合壁)38固定，连接在轴承支架28的端部和弹簧支架29的端部之间。
通过这种方式，电动制动器300的杆4，尤其是第一杆31接收盘簧6的弹簧负载(盘簧6的负载，向阀门完全闭合侧推动杆4)。
减速机构301形成驱动力传动机构，将电动机M的扭矩传递到转换机构302。如上所述，减速机构301包括中间齿轮轴14、主传动齿轮轴15、小齿轮16、中间齿轮17和主传动齿轮18。
中间齿轮轴14和主传动齿轮轴15彼此大致平行地布置。此外，三个齿轮16-18可旋转地容纳在齿轮外壳26的减速齿轮容纳空间中。
将中间齿轮轴14压配合到齿轮外壳26的配合孔(安装部分)中。中间齿轮轴14的中心轴形成中间齿轮17的旋转中心(旋转轴)。通过两个轴承(未示出)由中间齿轮轴14的外周表面可旋转地支撑中间齿轮17。或者，如果需要，可以去除两个轴承。
在中间齿轮轴14的突出部分的外周表面中形成环形的圆周槽，该突出部分从中间齿轮17的端面突出。向圆周槽安装中间齿轮移除限制模块，例如垫圈或C环，在向中间齿轮轴14的外周表面装配中间齿轮17时限制从中间齿轮轴14意外移除中间齿轮17。
将主传动齿轮轴15牢固压配合到齿轮外壳26的配合孔中，由此牢固压配合到配置成圆柱筒形的安装部分中。主传动齿轮轴15的中心轴形成主传动齿轮18的旋转中心(旋转轴)。主传动齿轮轴15的外周表面通过两个轴承可旋转地支撑主传动齿轮18。或者，如果需要，可以取消两个轴承。
在主传动齿轮轴15的突出部分的外周表面中形成环形的圆周槽，该突出部分从主传动齿轮18的端面突出。向圆周槽安装主传动齿轮移除限制模块，例如垫圈或C环，在向主传动齿轮轴15的外周表面装配主传动齿轮18时限制从主传动齿轮轴15意外移除主传动齿轮18。
小齿轮16由金属材料或树脂材料制成。小齿轮16牢固地压配合到电动机轴13的外周表面。小齿轮16包括多个突出的齿(具有齿的小齿轮部分)41，沿着小齿轮16的外周表面在圆周方向上一个接一个布置，并与中间齿轮17啮合。
中间齿轮17由金属材料或树脂材料制成，可旋转地装配到中间齿轮轴14的外周表面。中间齿轮17包括圆柱形筒部分，其放置成围绕中间齿轮轴14的外周表面。在圆柱筒部分的外周表面中一体地形成被配置成环形的最大直径部分(大直径部分)。
中间齿轮17的大直径部分包括多个突出的齿(具有齿的大直径部分)42，沿着中间齿轮17大直径部分的外周表面在圆周方向上一个接一个布置，并与小齿轮16的突出齿41啮合。中间齿轮17的圆柱筒部分(小直径部分)包括多个突出的齿(具有齿的小直径齿轮部分)43，沿着圆柱筒部分(小直径部分)的外周表面在圆周方向上一个接一个布置。
主传动齿轮18由金属材料或树脂材料制成，通过轴承可旋转地配合到主传动齿轮轴15的外周表面。主传动齿轮18包括圆柱筒部分，其被放置成沿圆周方向围绕主传动齿轮轴15的外周表面。主传动齿轮18的圆柱筒部分18包括凸缘44，其被配置成扇形形状(扇形)，从主传动齿轮18的圆柱筒部分的外周表面沿径向向外突出。
主传动齿轮18的凸缘44包括多个突出的齿(具有齿的大直径扇形齿轮部分)45，它们沿着主传动齿轮18的凸缘44的外周表面在预定角范围内在圆周方向上一个接一个地布置。主传动齿轮18的凸缘44的突出齿45与中间齿轮17的突出齿43啮合。
转换机构302是运动方向转换机构，将主传动齿轮18的转动转换成杆4的线性运动。转换机构302包括平板凸轮21、从动轮23和枢销24。平板凸轮21与主传动齿轮18一体地绕主传动齿轮18的主传动齿轮轴15转动。从动轮23可运动地容纳(可滑动地容纳)在平板凸轮21的凸轮沟槽22中。枢销24可旋转地支撑从动轮23。
平板凸轮21由金属材料制成并被配置成预定形状。将平板凸轮21固定到主传动齿轮18的凸轮安装部分。在主传动齿轮18由树脂材料制成的情况下，将平板凸轮21插入模制到主传动齿轮18中。在主传动齿轮18由金属材料制成的情况下，主传动齿轮18和平板凸轮21可以由烧结金属一起形成。通过这种方式，主传动齿轮18的旋转轴与平板凸轮21的旋转轴相一致，由此主传动齿轮18的旋转中心(主传动齿轮轴15的旋转中心)与平板凸轮21的旋转中心相一致。此外，主传动齿轮18的工作角度(主传动齿轮工作角度)变得与平板凸轮21的旋转角度(凸轮旋转角度)相同。
平板凸轮21的凸轮沟槽22为引导部分，其被配置成与废气阀门1的运动模式对应的弯曲形式。
针对将废气阀门1从完全闭合位置驱动到完全打开位置所需的杆4所需行程量，确定平板凸轮21的凸轮形状和平板凸轮21的旋转角度。
从动轮23由金属材料制成并被配置成圆柱筒形状。从动轮23可旋转地配合到枢销24的外周表面。从动轮23包括圆柱筒部分，其沿圆周方向环绕枢销24。
枢销24被配合到杆4的配合孔中，由此牢固压配合到杆4。在枢销24的突出部分中形成凸缘，其被锻造成套管形式以限制从动轮23的移除，突出部分从从动轮23的圆柱筒部分端面突出。
沿着杆4的中心轴(杆中心轴)RC定位从动轮23的旋转中心和平板凸轮21的旋转中心。
电动机M是电动制动器300的驱动源，容纳于齿轮外壳26的电动机容纳空间中。电动机M的供电受ECU 400控制。
ECU 400包括已知类型的微计算机，包括CPU、ROM和RAM。ECU 400基于从行程传感器5、曲柄转角传感器、加速器打开程度传感器、节流阀打开程度传感器、增压传感器和车速传感器接收的输出信号控制节流阀的电动制动器和废气阀门1的电动制动器300。
接下来，将参考图1到7B描述行程感测装置303的细节。
行程感测装置303包括磁性可移动体8和行程传感器S。与杆4一体地设置磁性可移动体8。行程传感器S感测磁性可移动体8的行程位置。
ECU 400具有杆行程感测模块的功能，用于基于从行程传感器S作为电信号输出的输出值(传感器输出值)计算(感测)电动制动器300的杆4的线性行程位置(位移量)。
与杆4一体地设置，即与杆4一体地安装磁性可移动体8，以响应于杆(充当感测对象)4在行程方向中的运动线性地运动。磁性可移动体8包括第一和第二永久磁体(下文简称为第一和第二磁体)51、52和磁性框架(磁体)50。第一和第二磁体51、52在其间产生磁通量密度大致恒定的大致平行磁场。磁性框架50被配置成细长矩形框架并将第一和第二磁体51、52之间产生的磁通量(磁场)集中到行程传感器S上。
第一和第二磁体51、52的每个被配置成长方体形式并产生指向行程传感器S的磁通量(磁场)。磁化第一和第二磁体51，52的每个，使得磁体51、52在垂直于磁体51、52的纵向和宽度方向的磁体51、52的板厚度方向上彼此相对的两个相对端部形成相反的极性，即分别为N极和S极。此外，磁化第一和第二磁体51、52的每个以形成大致平行的磁化图案，使得磁力线大致彼此平行。第一和第二磁体51、52彼此相对，同时在第一和第二磁体51、52之间插入预定空气隙。
在大致垂直于杆4的中心轴RC的方向上磁化第一和第二磁体51、52的每个。磁化第一和第二磁体51、52彼此相对的相对磁极表面以具有相同极性(例如N极)。图1中第一和第二磁体51、52周围所示的箭头表示在第一和第二磁体51、52的磁极表面处产生的磁通线的方向。
由此，第一磁体51的磁化方向(板厚度方向)与大致垂直于杆4的中心轴RC的方向相一致。此外，第一磁体51在第一磁体51板厚度方向上的一个侧面(图1中的上侧)为S极，第一磁体51在第一磁体51板厚度方向上的另一侧(图1中的下侧)为N极。第二磁体52的磁化方向(板厚度方向)与大致垂直于杆4的中心轴RC的方向相一致。第二磁体52在第二磁体52板厚度方向上的一个侧面(图1中的上侧)为N极，第二磁体52在第二磁体52板厚度方向上的另一侧(图1中的下侧)为S极。
磁性框架(磁体)50由形成闭合磁路的磁性材料制成，例如铁，镍，铁氧体。磁性框架50包括集成在一起的上下块(轴向延伸块，以下简称块)54、55和左右块(垂直延伸块)56、57。上下块54、55的每个被配置成长方体形式并在纵向上延伸，即，在大致平行于杆4的中心轴RC的方向上延伸。左右块56、57的每个被配置成长方体形式并在横向上延伸，即，在大致垂直于杆4的中心轴RC的方向上延伸。此外，磁性框架50包括多个支架59，利用螺丝58(例如固定螺钉或固定螺栓)将其固定到杆4的第一杆31的磁性可移动体安装表面。
上下块54、55的每个都具有磁体容纳部分，上块54的磁体容纳部分和下块55的磁体容纳部分通过空气隙彼此相对。第一和第二磁体51、52通过固定手段牢固地保持在上下块54、55的磁体容纳部分的内表面(相对表面)，固定手段例如是通过粘合剂，使得第一和第二磁体51、52的每个的磁极表面(S极)接触对应块54、55的磁体容纳部分的内表面。
或者，可以向行程传感器S侧设置第一和第二磁体51、52，且磁性可移动体7可以仅包括磁性框架50。
由致动器外壳304的传感器盖的传感器安装部分(传感器支持架)如下保持行程传感器S。亦即，行程传感器S容纳在由磁性可移动体8围绕的传感器容纳空间中，使得行程传感器S位于由第一和第二磁体51、52和磁性框架50形成的磁路中间。行程传感器S从致动器外壳304的传感器盖的传感器安装部分(传感器支持架)向杆4的第一杆31突出。
行程传感器S包括作为无接触磁性感测元件的霍尔元件，其感测响应于磁性可移动体8相对于行程传感器S在行程方向上的运动而改变的磁通量(磁通密度，磁场分布，磁场强度)。霍尔元件具有磁性感测表面F，其感测从磁性可移动体8，尤其是第一和第二磁体51、52(从N极)施加的磁场的磁通密度。
行程传感器S的霍尔元件是霍尔IC的主要构成部件。亦即，霍尔IC具有霍尔元件，霍尔元件输出与通过霍尔元件的磁性感测表面F的磁通量密度对应的电信号(电压信号，即传感器输出信号，在下文中也将称为传感器输出值)。霍尔IC被形成IC芯片，其中集成了霍尔元件和放大器电路。霍尔IC位于传感器容纳空间中，传感器容纳空间被配置成矩形形状并位于磁性可移动体8的磁性框架50内部，以使霍尔IC和磁性可移动体8之间能够相对移动。替代霍尔IC，可以将仅仅霍尔元件或磁阻元件用作行程传感器S的无接触磁性感测元件。
如下保持由磁性可移动体8和行程传感器S形成的磁路。亦即，将磁性可移动体8放在图1中用实线表示的废气阀门1位于完全闭合位置时的位置。此外，将磁性可移动体8放在图1中用双点划线，图2中用实线表示的废气阀门1位于完全打开位置时的位置。
磁路包括第一到第四磁路。第一磁路为闭合磁路，由第一磁体51、具有霍尔元件的霍尔IC、右块57和上块54形成。第二磁路是由第一磁体51、左块56和上块54形成的闭合磁路。第三磁路为闭合磁路，由第二磁体52、具有霍尔元件的霍尔IC、右块57和下块55形成。第四磁路是由第二磁体52、左块56和下块55形成的闭合磁路。
在行程传感器S处，在废气阀门1位于完全闭合位置和完全打开位置之间的情况下，磁性可移动体8的行程位置(磁性可移动体8相对于参考位置的相对位置)和杆4的行程量彼此对应，杆4的行程位置和废气阀门1的阀门打开程度彼此对应。因此，ECU 400能够通过测量杆4(由此测量磁性可移动体8)的行程位置，即测量响应于磁场变化输出的传感器输出值，获得杆4的行程量。然后，ECU 400能够基于这样获得的杆4的行程量获得废气阀门1的阀门打开程度。之后，ECU 400能够基于这样获得的废气阀门1的阀门打开程度，获得流经废气通道9的废气的流量。
在这里，在利用霍尔IC感测磁性可移动体8的行程位置的情况下，霍尔元件或MR元件处于无接触方式，在与磁性可移动体8形成的第一和第二磁路和行程传感器S的霍尔IC相邻放置磁性材料(例如铁)时，在一些情况下可能无法稳定获得利用无接触磁性感测元件感测的磁场。鉴于以上情况，在本实施例的电动制动器300中，与第一和第二磁路相邻放置的对应部件(例如杆4、主传动齿轮18、平板凸轮21、从动轮23、枢销24和主传动齿轮轴15)由非磁性材料(例如，非磁性金属，例如不锈钢或非磁性树脂)制成，从而避免或减轻外界干扰对第一和第二磁路的影响。
接下来，将参考图1到7B描述本实施例的连杆3和杆4的细节。
在废气阀门1运动时，即在废气阀门1从完全闭合位置转动到完全打开位置或从完全打开位置到完全闭合位置时，连杆3的第一连接部(第一铰链销11，即连杆3和杆4的远端部分之间的杆侧连接部)沿着对应的旋转运动路径(图1或2中的点划线表示的连杆3的旋转运动路径)运动，这是绕连杆3的旋转轴(废气阀门1的旋转轴)具有预定曲率半径的曲线路径。
更具体而言，旋转运动路径，即连杆3的弯曲路径是拱形路径(图1或2中的点划线表示的虚圆)，沿着绕废气阀门1的旋转轴O(从而绕连杆3的旋转轴或铰链销12的中心)具有预定曲率半径的拱形线延伸。连杆3的旋转运动路径在连杆3沿着连杆3的旋转运动路径的完全闭合点A和连杆3沿连杆3的旋转运动路径的完全打开点B之间连接。完全闭合点A是在废气阀门1位置其完全闭合程度时连杆3(充当连杆3的杆侧连接部的第一铰链销11)的旋转运动点沿着连杆3的旋转运动路径所在的点。完全打开点B是在废气阀门1位于其完全打开程度时连杆3的旋转运动点沿连杆3的旋转运动路径所在的点。
废气阀门1的完全闭合位置是废气阀门1被置于具有其完全闭合程度的废气阀门1的位置，使得废气阀门1座靠着阀座10，由此完全闭合废气通道9，如图4和6A所示。
废气阀门1的完全打开位置是废气阀门1被置于具有其完全打开程度的废气阀门1的位置，使得废气阀门1离开阀座10，由此完全打开废气通道9，如图6B所示。
此外，图7A和7B中所示的废气阀门1的半打开程度(或简称为一半程度)是废气阀门1的完全闭合程度和完全打开程度之间的中值(中点)。
在本实施例中，参考图4，在废气阀门1的打开程度变为完全闭合程度时，连杆3沿着连杆3的旋转运动路径的旋转运动点处于完全闭合点A。
此外，在废气阀门1的打开程度变为完全打开程度时，连杆3沿着连杆3的旋转运动路径的旋转运动点处于完全打开点B。
此外，在废气阀门1的打开程度变为一半程度(位于完全打开程度和完全闭合程度之间的中点的打开程度)时，连杆3沿着连杆3的旋转运动路径的旋转运动点处于半点C。
参考图4和5，在杆4摆动时，连杆3(连杆3的杆侧连接部)的旋转运动点也在沿着旋转运动路径的完全闭合点A和完全打开点B之间摆动，这种摆动沿着旋转运动路径的顶点P被设置在沿着旋转运动路径位于完全闭合点A和半点C之间并满足关系θP＞θA的点。在这里，θP表示在连接于杆轴承5的轴承中心OC和完全打开点B之间的第一假想线4B和连接于轴承中心OC和摆动顶点P之间的第二假想线4P之间定义的角度。此外，θA表示在第一假想线4B和连接于轴承中心OC和完全闭合点A之间的第三假想线4A之间定义的角度。在将连杆3的杆侧连接部(第一铰链销11)放在其完全打开点B时，第一假想线4B与杆4的中心轴RC相一致。在将连杆3的杆侧连接部(第一铰链销11)放在摆动顶点P时，第二假想线4P与杆4的中心轴RC相一致。在将连杆3的杆侧连接(第一铰链销11)放在其完全闭合点A时，第三假想线4A与杆4的中心轴RC相一致。角度θP是可能最大的角度，可以在第一假想线4B和任何其它可能假想线之间定义，所述其它假想线在沿着旋转运动路径完全打开点B和完全闭合点A之间的任一点处与杆4的中心轴RC相一致。因此，可以将摆动顶点P视为可以在沿着旋转运动路径的完全打开点B和完全闭合点A之间的摆动范围中定义的最大角度θP。在这种情况下，摆动顶点P是完全闭合点A和完全打开点B之间的摆动范围中的底部极点，如图4到6B和7B所示。
此外，参考图4的示意图，废气阀门1的轴2沿着通过连杆3的旋转轴O延伸的直线(参见表示轴2的中心轴的轴2直线)的基本假想线延伸。连杆3沿着辅助假想线(参见表示连杆3的中心轴O的连杆3的直线)延伸，该辅助假想线是通过连杆3的旋转轴O延伸的直线。第二假想线相对于第一假想线在完全闭合点A沿旋转运动路径所在的摆动顶点P的一个圆周侧(图4中的左侧)定义一钝角。
在以上述方式设置沿连杆3的旋转运动路径连杆3的操作运动点时，沿着连杆3的旋转运动路径摆动顶点P被置于完全闭合点A和半点C之间，尤其是大致置于完全闭合点A和半点C之间的中值(中点)。
在连杆3的操作运动点被置于沿连杆3的旋转运动路径的摆动顶点P时，连接于连杆3的旋转轴O(连杆3的旋转中心)和连杆3的沿旋转运动路径的摆动顶点P之间的直线(参见下文所述表示虚平面PL的点划线)相对于电动制动器300的杆4的中心轴RC大致定义了直角(90度)。此外，在这种情况下，摆动顶点P位于图4的虚平面PL中，该虚平面大致垂直于阀座10的开口10a的中心轴V并通过连杆3的旋转轴O(阀门1的旋转轴)延伸。连杆3的杆侧连接部的旋转运动路径大致垂直于这个虚平面PL。
如上所述，连杆3的旋转运动路径是拱形路径(图3中的虚线表示的虚圆)，沿着绕连杆3的旋转轴(从而绕废气阀门1的旋转轴)具有预定曲率半径的曲线(拱形线)延伸。图6B中所示的箭头表示连杆3的活动范围(连杆3的可旋转角范围)。
接下来将参考图1到7B简要描述控制废气阀门1的打开和闭合的电动制动器300的操作。
在利用增压传感器感测的增压小于预定值的情况下，由ECU 400控制电动机M的电力供应，将废气阀门1置于废气阀门1具有完全闭合程度的完全闭合状态。
通过这种方式，在完全闭合状态下停止电动制动器300的部件，使得废气阀门1保持在完全闭合状态(完全闭合程度)。通过这种方式，关闭废气通道9。于是，向涡轮增压器涡轮机壳体7的入口中供应了从发动机输出的全部量的废气，以使涡轮机叶片转动，之后从涡轮机壳体7的出口排出。
吸入进气管中的吸入空气被涡轮叶片转动驱动的压缩机叶轮压缩，使吸入空气的压力(增压)增大。然后将压缩的吸入空气抽进发动机中。
在利用增压传感器感测的增压增大到等于或大于预定值的情况下，即增压超过预定最大增压时，由ECU 400控制电动机M的电力供应，将废气阀门1置于完全打开状态。
通过这种方式，使电动机M的电动机轴13在完全打开方向上转动。由此，将电动机转矩传导到小齿轮16、中间齿轮17和主传动齿轮18。电动机转矩从主传动齿轮18传导到平板凸轮21，平板凸轮21响应于主传动齿轮18的转动沿完全打开方向转动预定旋转角(等于主传动齿轮18工作角度的旋转角)。
然后，枢销24沿着凸轮沟槽22滑动，以从完全闭合位置运动到完全打开位置，使得杆4的第一杆31沿杆4行程方向向阀门打开侧线性运动(推进)，同时压缩盘簧6。由此，第一杆31、第二杆32和连接杆33在杆4的行程方向上向阀门打开侧线性运动。
此外，第一铰链销11响应于第二杆32的线性运动沿着杆4的行程方向朝向阀门打开侧线性运动，使得连杆3绕着第二铰链销12在完全打开方向上转动。此时，响应于第二铰链销12的转动，绕着第二铰链销12向完全打开方向转动废气阀门1。通过这种方式，从阀座提升起废气阀门1并被置于完全打开状态，使得废气通道9打开。
由此，从发动机供应到涡轮机壳体7的入口中的一部分废气通过绕过涡轮叶片的废气通道9流动，然后这一废气通过涡轮机壳体7的出口通过废气通道9被释放。通过这种方式，减少了施加到涡轮叶片的废气能量，由此降低了涡轮叶片的旋转速度。于是，限制了涡轮增压器的过度转动。
此外，增压或废气压力不会变得过多。此外，限制了本来可能由涡轮叶片过度转动导致的涡轮叶片损伤。
在利用增压传感器感测的增压减小到低于预定值的情况下，由ECU 400控制电动机M的电力供应，将废气阀门1置于完全闭合状态。
通过这种方式，使电动机M的电动机轴13在完全闭合方向上转动。由此，将电动机转矩传导到小齿轮16、中间齿轮17、主传动齿轮18和平板凸轮21。于是，平板凸轮21响应于主传动齿轮18的转动沿完全闭合方向转动预定角范围。
然后，枢销24沿着凸轮沟槽22滑动，以从完全打开位置运动到完全闭合位置，使得杆4沿杆4的行程方向向阀门闭合侧线性运动(推进)。由此，第一杆31、第二杆32和连接杆33在杆4的行程方向上向阀门闭合侧线性运动。
此外，第一铰链销11响应于第二杆32的线性运动沿着杆4的行程方向朝向阀门闭合侧线性运动，使得连杆3绕着第二铰链销12在完全闭合方向上转动。此时，响应于第二铰链销12的转动，绕着第二铰链销12向完全闭合方向转动废气阀门1。通过这种方式，将废气阀门1座靠到管座并被置于完全闭合状态，使得废气通道9闭合。
此外，可以基于发动机的操作状态，尤其是利用增压传感器感测的增压，控制废气阀门1，由此可以将其设置到完全闭合程度(完全闭合位置)和完全打开程度(完全打开位置)之间的中间打开程度(一半程度)。在这种情况下，基于增压以线性或逐步的方式改变废气阀门1的阀门打开程度，从而可以通过线性或逐步的方式精细地调节通过废气通道9的废气流量。由此，可以通过线性或逐步方式可变地控制发动机的增压。
现在将描述本实施例的第一特性。
如上所述，在本实施例的废气阀门控制设备中，将杆4的线性运动转换成废气阀门1的转动的连杆机构500位于废气阀门1的轴2和电动制动器300的杆4之间。此外，在电动制动器300中，与杆4一体地设置磁性可移动体8，杆4通过连杆3连接到废气阀门1。
利用行程传感器S的霍尔IC感测与杆4的第一杆31一体地运动的磁性可移动体8的行程位置。由此，可以直接感测杆4的行程位置，这是力传递路径中电动制动器300的最终运行阶段。因此，可以改善杆4行程位置的感测精确度，从而可以改善杆4行程量的可控性，即废气阀门1打开程度的可控性。
此外，在过去预定时间之后行程传感器20的霍尔IC感测到的磁性可移动体8的行程位置未到达或接近目标位置的情况下，可以判定存在杆4或电动制动器300的任何其它部件的故障(例如，废气阀门1或杆4的无法工作状态)。亦即，可以进行废气阀门1，电动制动器300的杆4或任何其它部件的故障诊断。通过这种方式，可以符合O BD的要求。
现在将描述第一实施例的第二特性。
此外，在本实施例的废气阀门控制设备中，在转动(打开或闭合)废气阀门1时，沿着旋转运动路径移动连杆3的连接部(第一铰链销11，即连杆3和电动制动器的杆4之间的连接)，该旋转运动路径是连接于完全闭合点A和完全打开点B之间的拱形曲线(拱形路径)。
在这里，设置沿连杆3的旋转运动路径连杆3的旋转运动点，以包括沿连杆3的旋转运动路径的完全闭合点A，沿连杆3的旋转运动路径的完全打开点B，沿连杆3的旋转运动路径的半点C以及沿连杆3的旋转运动路径的摆动顶点P。
在以上述方式设置沿连杆3的旋转运动路径连杆3的操作运动点时，沿着连杆3的旋转运动路径摆动顶点P被置于完全闭合点A和半点C之间，尤其是大致置于完全闭合点A和半点C之间的中值(中点)。
如上所述，在本实施例的废气阀门控制设备中，将沿着连杆3的旋转运动路径的摆动顶点P置于转动(打开或闭合)废气阀门1时完全闭合点A和半点C之间。因此，与日本未审专利公开NO.H10-103069A的现有技术和日本未审专利公开NO.2010-90766A的现有技术相比，可以减小电动制动器300的杆4的摆动量(杆轴摆动量δ)，如图6B所示。通过这种方式，在直接感测杆4的行程量时，可以使杆4的摆动导致的感测误差较小。
此外，将沿连杆3旋转运动路径的摆动顶点P大致置于完全闭合点A和半点C之间的中点，如上所述。因此，如图7A和7B所示，可以在低打开程度范围(位于一半程度的完全闭合程度侧的范围)中使杆4的摆动量(连杆3每单位旋转角的杆4摆动幅度)最小化，在低打开程度范围中，废气流量(或压力)Q相对于杆4在其行程方向上的位移量(行程量)的变化率最大。换言之，可以在需要高精确度的介于完全闭合点A和一半程度C之间的范围中使杆4的摆动量(连杆3每单位旋转角的杆4摆动幅度)最小化。通过这种方式，可以改善行程传感器S对杆4行程量的感测精确度和可控性。
现在将描述本实施例的第三特性。
此外，在本实施例的废气阀门控制设备中，连接于连杆3的旋转轴(旋转中心)O和沿连杆3的旋转运动路径的摆动顶点P之间的直线相对于电动制动器300的杆4的中心轴RC大致界定直角(90度)。通过这种方式，可以使杆4的摆动幅度最小化。由此，在直接感测杆4的行程量时，可以使杆4的摆动导致的感测误差较小。而且，可以改善行程传感器S对杆4行程量的感测精确度和可控性。
此外，电动制动器300包括止推轴承5，其可滑动地支撑杆4，使得杆4能够沿杆4的轴向(行程方向)滑动，同时使杆4能够绕止推轴承5摆动。如上所述，将沿连杆3旋转运动路径的摆动顶点P大致放置在完全闭合点A和半点C之间。因此，可以使杆4的摆动量最小化。于是，有可能减小不利的可能性，例如向止推轴承5施加大力的可能性，杆4被止推轴承5的内周边部分研磨的可能性，杆4和止推轴承5之间的连接处局部磨损的可能性以及杆4遇到运转故障的可能性。
现在，将描述以上实施例的修改。
在以上实施例中，本发明的阀门控制设备被实现为控制电动制动器300以驱动废气阀门1的废气阀门控制设备。或者，可以将本发明的阀门控制设备实现为如下阀门控制设备，其控制驱动废气温度控制阀的阀元件(阀门)的电动制动器，该废气温度控制阀控制(调节)通过EGR冷却器的废气再循环(EGR)气体的量和绕过EGR冷却器的EGR气体的量之间的比例。
在以上实施例中，使用电动制动器300的致动器，利用电动机M的驱动力沿轴向(行程方向)使杆4往复运动来驱动废气阀门1，杆4通过连杆3连接到废气阀门1。或者，可以利用螺线管致动器或液压致动器替换这种致动器，它们使用电磁力或流水剪切力使杆在轴向(行程方向)上往复运动，杆通过连杆连接到阀门。
此外，除了废气阀门1之外，可以在控制流体控制阀的阀元件(阀门)打开和闭合的阀门控制设备中实现本发明，该流体控制阀控制在流动通道中流动的流体。
此外，发动机不限于柴油机。亦即，如果需要，发动机可以是汽油发动机。
本领域的技术人员将容易想到其它优点和修改。因此，在其宽泛意义上本发明不限于图示和描述的特定细节、代表性设备和例示性范例。

Claims (12)

1.一种阀门控制设备，包括：
适于打开或闭合流动通道(9)的阀门(1)；
致动器(300)，其包括杆(4)和杆轴承(5)，驱动所述杆(4)使所述杆(4)往复运动并且通过所述杆(4)驱动所述阀门(1)，其中所述杆轴承(5)可滑动地支撑所述杆(4)以使得所述杆(4)能够沿轴向滑动，同时使所述杆(4)能够绕所述杆轴承(5)的轴承中心(OC)摆动；
包括连杆(3)的连杆机构(500)，所述连杆连接于所述阀门(1)和所述杆(4)之间并且将所述杆(4)的线性运动转换成所述阀门(1)的转动；以及
用于感测所述杆(4)沿所述杆(4)的轴向的位移量的模块(303，400)，其中：
基于利用所述感测模块(303，400)感测的所述杆(4)在所述杆(4)轴向上的位移量来驱动所述致动器(300)，以控制所述阀门(1)的打开和闭合；
所述连杆(3)在可旋转地连接到所述阀门(1)的连杆(3)的阀门侧连接部(12)处包括旋转轴(O)，所述旋转轴与所述阀门(1)的旋转由共由；
所述连杆(3)包括可旋转地连接到所述杆(4)的杆侧连接部(11)，其中所述杆侧连接部(11)的旋转运动点适于沿着旋转运动路径在完全闭合点(A)和完全打开点(B)之间摆动，所述旋转运动路径是以所述连杆(3)的阀门侧连接部(12)的旋转轴(O)为中心并且具有预定曲率半径的曲线路径；
在所述阀门(1)的打开程度变为完全闭合程度以完全闭合所述流动通道(9)时，所述杆侧连接部(11)沿所述旋转运动路径运动的所述旋转运动点位于沿所述旋转运动路径的所述完全闭合点(A)；
在所述阀门(1)的所述打开程度变为完全打开程度以完全打开所述流动通道(9)时，所述杆侧连接部(11)沿所述旋转运动路径运动的所述旋转运动点位于沿所述旋转运动路径的所述完全打开点(B)；
在所述阀门(1)的所述打开程度变为所述完全闭合程度和所述完全打开程度之间角度一半的一半程度时，所述杆侧连接部(11)的所述旋转运动点位于沿所述旋转运动路径的所述完全闭合点(A)和所述完全打开点(B)之间的半点(C)；
将所述杆侧连接部(11)适于沿所述旋转运动路径在所述完全闭合点(A)和所述完全打开点(B)之间摆动的所述旋转运动点的摆动顶点(P)设置在沿所述旋转运动路径位于所述完全闭合点(A)和所述半点(C)之间并且满足关系θP＞θA的点，其中：
θP表示在连接于所述轴承中心(OC)和所述完全打开点(B)之间的第一假想线(4B)和连接于所述轴承中心(OC)和所述摆动顶点(P)之间的第二假想线(4P)之间定义的角度；并且
θA表示在所述第一假想线(4B)和连接于所述轴承中心(OC)和所述完全闭合点(A)之间的第三假想线(4A)之间定义的角度。
2.根据权利要求1所述的阀门控制设备，其中所述阀门(1)是废气控制阀，其控制从所述内燃机输出的废气流动。
3.根据权利要求1所述的阀门控制设备，其中所述旋转运动路径为拱形路径，其连接于所述完全闭合点(A)和所述完全打开点(B)之间，并且以所述阀门(1)的旋转轴或所述连杆(3)的所述阀门侧连接部(12)的旋转轴(O)为中心且具有预定曲率半径。
4.根据权利要求1到3中的任一项所述的阀门控制设备，其中所述摆动顶点(P)沿所述旋转运动路径大致位于所述完全闭合点(A)和所述半点(C)之间的中点。
5.根据权利要求1到3中的任一项所述的阀门控制设备，其中所述致动器(300)包括：
电动机(M)，在为其通电时所述电动机转动；
减速机构(301)，其降低从所述电动机(M)输出的旋转速度；以及
转换机构(302)，其将所述减速机构(301)的转动转换成所述杆(4)的线性运动。
6.根据权利要求5所述的阀门控制设备，其中所述减速机构(301)包括：
在所述电动机(M)转动时由所述电动机(M)转动的驱动侧齿轮(17)；以及
与所述驱动侧齿轮(17)啮合且由所述驱动侧齿轮(17)驱动的主传动齿轮(18)。
7.根据权利要求5所述的阀门控制设备，其中：
所述转换机构(302)包括：
由所述减速机构(301)转动并且具有凸轮沟槽(22)的凸轮(21)，其被配置成与所述阀门(1)的运动模式对应；以及
在所述凸轮沟槽(22)中可运动地容纳的从动轮(23)；
所述杆(4)包括支撑轴(24)，所述支撑轴可旋转地支撑所述从动轮(23)；
所述杆(4)的一个端部通过所述从动轮(23)和所述支撑轴(24)连接到所述凸轮(21)；以及
所述杆(4)的另一端部连接到所述阀门(1)。
8.根据权利要求1所述的阀门控制设备，其中所述感测模块(303，400)包括：
磁性可移动体(8)，其一体安装到所述杆(4)并且包括至少一个磁体(51，52)，以产生磁通量密度大致恒定的磁场；以及
传感器(S)，所述传感器输出电信号，所述电信号与所述磁通量对应，所述磁通量响应于所述磁性可移动体(8)相对于所述传感器(S)在轴向上的运动而改变。
9.根据权利要求8所述的阀门控制设备，其中所述感测模块(400)基于从所述传感器(S)输出的电信号来感测所述杆(4)的位移量。
10.根据权利要求8或9所述的阀门控制设备，其中所述传感器(S)包括磁性感测表面(F)，其适于感测所述磁性可移动体(8)产生的所述磁场的所述磁通量。
11.根据权利要求1所述的阀门控制设备，还包括设置于所述流动通道(9)中的阀座(10)，其中：
在所述阀门(1)的打开程度变为完全闭合程度时所述阀门(1)座靠在所述阀座(10)上；
所述阀座(10)在其中界定开口(10a)以通过其中在所述流动通道(9)中传导流体；
所述摆动顶点(P)位于大致垂直于所述阀座(10)的所述开口(10a)的中心轴(V)并且通过所述阀门(1)的所述旋转轴(O)延伸的虚平面(PL)中；并且
所述连杆(3)的所述杆侧连接部(11)的所述旋转运动路径大致垂直于所述虚平面(PL)。
12.根据权利要求1所述的阀门控制设备，其中：
所述阀门(1)包括沿基本假想线延伸的轴(2)，所述基本假想线是通过所述连杆(3)的所述旋转轴(O)延伸的直线；
所述连杆(3)沿辅助假想线延伸，所述辅助假想线是通过所述连杆(3)的所述旋转轴(O)延伸的直线；并且
所述第二假想线相对于所述第一假想线在所述完全闭合点(A)沿旋转运动路径所在的所述摆动顶点(P)的一个圆周侧定义一钝角。
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