CN103362694A - 废气再循环装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废气再循环装置。本发明涉及一种用于EGR阀的旋转角传感器（7），其记忆霍尔电压和输出电压之间的相关特性。旋转角传感器在基准角处的霍尔电压与阀关闭侧的霍尔电压的边界值匹配，其中基准角设置成在阀关闭侧从流量死区的上限角以预定角偏移的角度处。执行阀全闭控制以便霍尔电压将与阀关闭侧的边界值一致。旋转角的实际值与以由传感器侧和/或机械零件侧的变化系数决定的变化范围沿阀关闭或打开方向相对于基准角偏移的值一致。

Description

废气再循环装置

技术领域

本发明涉及一种废气再循环装置（以下称为EGR装置），用于将内燃机的废气的一部分再循环到其进气通道中。

背景技术

EGR装置在本领域中是公知的，例如，如在日本专利文献No.2007-285173中公开的，根据该专利，具有圆筒形内表面的喷嘴形成用于将被再循环到内燃机的进气通道中的废气（EGR气体）的通道（EGR通道）的一部分。阀构件以可偏移的方式容纳在喷嘴中。配置旋转角传感器用于通过磁电转换装置检测阀构件的旋转角。EGR气体的量（EGR量）基于旋转角传感器的输出信号通过电子控制单元（以下称为ECU）控制。ECU与旋转角传感器分离布置。

当不需要将废气再循环到进气通道中时，EGR装置基于来自ECU的指令信号以“阀全闭控制”方式执行，EGR量在该“阀全闭控制”中控制在无限接近零的最小值处。各种构造应用到EGR装置，以便将EGR量确实地控制在最小值处，从而提高阀全闭控制的可靠性。

根据上述专利文献，环形密封圈配置在阀构件的外周，以使得当EGR通道关闭时，密封圈在喷嘴的圆筒形内表面上滑动，以便密封阀构件的外周和圆筒形内表面之间的间隙。EGR气体的流量的死区（以下称为流量死区）由密封圈的弹性形变形成，以使得即使当阀构件沿阀关闭方向或阀打开方向旋转时，EGR量也控制在最小值处。

如图6A和6B所示，当密封圈在圆筒形内表面上滑动时，EGR量的特性曲线具有即使在流量死区中也向下突出的凸出形状。因此，存在局部最小点，EGR量在该局部最小点变为最小值。因此，流量死区限定为在中央具有局部最小点的预定角度范围。换言之，流量死区设置为EGR量能够视为零的可接受范围。

由于旋转角传感器的温度特性、机械部件的磨损、形状的变化等，因此基于旋转角传感器的输出信号由ECU计算出的旋转角的值（以下称为检测值或旋转角的检测值）与旋转角的实际值有区别。例如，在检测值和实际值之间没有区别的情况下的相关曲线由图6A和6B中的实线“qx”表示。在检测值与实际值沿阀关闭方向有区别的情况下的相关曲线由虚线“qy”表示。在检测值与实际值沿阀打开方向有区别的情况下的相关曲线由虚线“qz”表示。相关曲线“qy”和“qz”中的每个与沿水平轴线相对于相关曲线“qx”平行偏移的相关曲线相对应。

因此，即使当旋转角的检测值明显在流量死区内时，实际EGR量也可以是不能视为零的值。

因此，即使在旋转角的检测值与实际值有区别的情况下，也有必要采取措施以确实地使得EGR量为最小值，从而提高阀全闭控制的可靠性。

发明内容

本发明鉴于上述观点而做出。本发明的目的是提供一种EGR装置，根据该EGR装置，即使当（用于阀构件的旋转角的）旋转角传感器的检测值与实际值有区别时，EGR量也能够在阀全闭控制的执行中确实地控制在最小值处。

根据本发明的特征，本发明的EGR装置包括：

阀构件，该阀构件以可旋转的方式布置在EGR通道中用于通过其旋转运动打开和/或关闭EGR通道，以便控制将被再循环到内燃机的进气通道中的EGR量；

环形密封圈，该环形密封圈配置在阀构件的外周，以使得环形密封圈与阀构件一起旋转，环形密封圈在阀构件的预定角度范围中与通道壁表面滑动接触，以便密封阀构件的外周和通道壁表面之间的间隙；

圆筒形构件，该圆筒形构件具有滑动壁表面，该滑动壁形成通道壁表面的一部分并且与阀构件的环形密封圈滑动接触；以及

旋转角传感器，该旋转角传感器具有磁电转换装置，用于根据阀构件的旋转角产生原始信号并且从原始信号合成输出信号，以便将输出信号输出。

滑动壁表面形成有球面，该球面形成为具有与阀构件的旋转中心相对应的球心的球面的一部分，以使得在阀构件的预定旋转范围内圆筒形构件形成流量死区。

旋转角传感器记忆原始信号的信号值和输出信号的信号值之间的相关特性，以使得旋转角传感器通过使用该相关特性从原始信号合成输出信号。

原始信号和输出信号的信号值中的每个具有与相关特性有关的阀关闭侧的霍尔电压的边界值和阀关闭侧的输出电压的边界值。阀关闭侧的霍尔电压的边界值和阀关闭侧的输出电压的边界值是在EGR量控制在最小值处的情况下的原始信号和输出信号的信号值。原始信号的信号值和输出信号的信号值在边界值的阀打开侧的范围内以一对一关系彼此对应。

在基准角处的原始信号的信号值与在原始信号的阀关闭侧的霍尔电压的边界值匹配，

其中基准角设置成在阀关闭侧从死区的上限角以预定角偏移的角度，并且

其中死区的上限角对应于在流量死区的阀最大开度侧的阀构件的旋转角。

根据上述特征，阀全闭控制以原始信号的信号值与阀关闭侧的边界值一致的方式执行。因此，旋转角的检测值显然与基准角一致。旋转角的实际值与以由旋转角传感器、机械部件的磨损、形状的变化等的温度特性决定的变化范围在阀关闭侧或在阀打开侧相对于基准角偏移的角度一致。因此，基准角通过顾及（旋转角的实际值和检测值之间的）变化范围而决定，信号值在基准角处测量，并且在基准角处的原始信号的信号值与阀关闭侧的边界值匹配。因此，当执行阀全闭控制时，旋转角的实际值能够确实地移动到流量死区内的位置。因此EGR量能够控制在最小值处。

滑动壁表面形成为具有与阀构件的旋转中心重合的球心的球面的一部分。EGR量能够在旋转角的角度范围内维持在最小值处，密封圈在该角度范围中与滑动壁表面接触并且在同一表面上滑动。因此，EGR量的局部最小点能够在流量死区中消除并且EGR量能够维持在最小值处，该最小值在流量死区中是不变的并且对应于极小量（无限接近零）。因此，能够通过简单地增大或减小球面的长度而容易地调节流量死区的宽度。例如，即使当假设检测值的变化范围更大时，也能够通过增大死区的宽度而将旋转角的实际值确实地移动到流量死区内的位置。因此当执行阀全闭控制时，EGR量能够控制在最小值处。

如上所述，即使当阀构件的旋转角的检测值与实际值有区别时，EGR量也能够通过执行阀全闭控制而控制在最小值处。

附图说明

本发明的上述以及其它目的、特征和优点将通过以下详细描述并参照附图而变得显而易见。在附图中：

图1A是示出根据本发明的实施例的EGR装置结构的示意性剖面图；

图1B是图1A的EGR装置的相关部分的放大示意图；

图1C是示出EGR装置和ECU之间的电信号的流动的框图；

图2是示出EGR装置的齿轮室的示意性前视图；

图3A是示出EGR量和旋转角的实际值之间的相关性的特性曲线图；

图3B是示出霍尔电压和输出电压之间的相关性的特性曲线图；

图4A是示出EGR量和旋转角的检测值之间的相关性的特性曲线图；

图4B是示出EGR量和霍尔电压之间的相关性的特性曲线图；

图5是示出在执行阀全闭控制中的旋转角的实际值的解释性示意图；

图6A是示出EGR量和旋转角的检测值之间的相关性的特性曲线图；以及

图6B是示出图6A的VIB部分的放大图。

具体实施方式

根据本发明的实施例EGR装置将参照附图详细说明。

EGR装置1的结构将参照图1至3详细说明。

EGR装置1将内燃机（未示出）的废气的一部分作为EGR气体再循环到内燃机（以下称为内燃机）的进气通道中。EGR装置1配置在车辆的内燃机室中并且构成内燃机的进气系统的一部分和排气系统的一部分。

EGR装置1包括阀构件4、密封圈5、喷嘴6、旋转角传感器7、致动器8、偏压构件9、打开件10和止动件11。

阀构件4是以具有一定厚度的盘形形成的蝶形阀。阀构件4以可移动的方式配置在EGR通道13中用于打开和关闭EGR通道13。阀构件4例如通过焊接而以下述方式成一体地固定到旋转轴14的前端，即阀构件4倾斜向旋转轴14，以使得阀构件4和旋转轴14在其间形成锐角。旋转轴14以可旋转的方式由装配到EGR装置1的壳体15上的金属轴承16、油封17和球轴承18支撑。

密封圈5例如形成为C字形。更精确地，密封圈5形成为具有周向端的几乎环形形状，该周向端在其间形成对接缝（未示出）。配合槽20形成在阀构件4的外周处。密封圈5配合到配合槽20中并且与阀构件4一起旋转。当阀构件4旋转到靠近EGR通道13时，密封圈5在通道壁表面21上滑动，以便密封形成在阀构件4的外周和通道壁表面21之间的环形间隙。在上述动作中，密封圈5通过使得对接缝的周向间隙变小并且与通道壁表面21滑动接触而弹性形变。

喷嘴6形成为圆筒形形状用于以可移动的方式容纳阀构件4。喷嘴6压配合到壳体15中。喷嘴6具有形成EGR通道13的一部分的滑动壁表面23。喷嘴6的内壁表面（通道壁表面21）包括圆筒形表面部21a和沿径向向外方向凹进的球面部21b。球面部21b形成滑动壁表面23。滑动壁表面23形成为球面24的一部分，该球面24具有与阀构件4的旋转中心相对应的球心。

根据上述结构，即使当阀构件4在阀构件4与滑动壁表面23滑动接触的预定角度范围内沿阀关闭方向或沿阀打开方向旋转时，经过喷嘴6的EGR气体的量（EGR量）也与无限接近零的最小值一致。如上所述，存在阀构件4的旋转角的流量死区，在该流量死区中，即使当阀构件4沿阀关闭方向或阀打开方向旋转时，EGR量也控制在最小值处（图3A）。流量死区的预定角度范围由滑动壁表面23的面积（球面部21b的面积）等限定。

喷嘴6包括由金属制成的外环构件6b和由树脂制成并且压插入外环构件6b的内周中的内环构件6c。外环构件6b和内环构件6c中的每个形成为圆筒形形状。内环构件6c的内周表面形成通道壁表面21的一部分。滑动壁表面23形成在内环构件6c的内周表面处。鉴于耐热性、耐腐蚀性等观点，阀构件4以及外环构件6b由例如不锈钢制成。鉴于轻量化等观点，壳体15由例如铝合金制成。鉴于耐热性、耐腐蚀性等观点，内环构件6c由例如聚酰亚胺树脂制成。

由于内环构件6c由树脂制成，因此能够抑制由密封圈5和滑动壁表面23之间的滑动接触所导致的磨损。此外，由于由金属制的成外环构件6b置于内环构件6c和壳体15之间，因此能够抑制由壳体15的热变形导致的形变向内环构件6c转移。因此，能够抑制球部21b的变形。

与喷嘴6与壳体15分离地形成不同的是，喷嘴6能够作为壳体的一部分与壳体15形成为一体。

旋转角传感器7包括磁电转换装置26，该磁电转换装置用于根据阀构件4的旋转角产生原始信号并且从原始信号合成输出信号，以便将输出信号输出。磁电转换装置26例如用于根据霍尔电压产生原始信号的霍尔IC。换言之，旋转角传感器7具有磁通量产生单元（未示出），诸如与旋转轴14一起旋转的永磁体。磁电转换装置26根据由磁通量产生单元产生的磁通量产生霍尔电压并且从原始信号合成输出信号。

旋转角传感器7的输出信号输入到用于控制内燃机的运行的电子控制单元27（ECU27）。ECU27基于旋转角传感器7的输出信号计算出阀构件4的旋转角并且基于计算出的旋转角值（旋转角的检测值）将指令信号传递到致动器8，以便控制阀构件4的旋转运动。

旋转角传感器7记忆原始信号的信号值和输出信号的信号值之间的相关特性“α”（即，霍尔电压和输出电压之间的相关特性）（图3B）。旋转角传感器7通过使用相关特性“α”从原始信号合成输出信号。如图3B所示，预设相关特性“α”，以使得霍尔电压和输出电压之间的相关性变为线性。更精确地，相关特性“α”具有阀关闭侧的霍尔电压的边界值“Emin”和阀关闭侧的输出电压的边界值“Vmin”。当阀构件4在其完全关闭位置以使得EGR量变为最小值时，边界值“Emin”和“Vmin”分别对应于霍尔电压和输出电压。以类似的方式，相关特性“α”具有阀打开侧的霍尔电压的边界值“Emax”和阀打开侧的输出电压的边界值“Vmax”。当阀构件4在其完全打开位置以使得EGR量变为最大值时，边界值“Emax”和“Vmax”分别对应于霍尔电压和输出电压。输出电压相对于在“Emin”和“Emax”之间的范围内的霍尔电压从“Vmin”线性变化到“Vmax”。

如图3A所示，流量死区存在于“θcmin”和“θcmax”之间的角度范围中。位于流量死区内的阀最大开度侧的旋转角“θcmax”称为死区的上限角“θcmax”。位于流量死区内的阀最关闭侧的旋转角“θcmin”称为死区的下限角“θcmin”。

以预定角“Δθ”沿阀关闭方向远离死区的上限角“θcmax”的旋转角“θb”称为基准角。在基准角“θb”处的霍尔电压对应于阀关闭侧的霍尔电压的边界值“Emin”。边界值“Emin”也称为基准值“Eb”。阀关闭侧的霍尔电压的边界值“Emin”（基准值“Eb”）和阀打开侧的霍尔电压的边界值“Emax”根据EGR装置1安装在车辆中之前的预定条件测量。

旋转角传感器7配置在旋转轴14的与阀构件4相反的轴向端（位于图1A中的上侧）。在本申请中，旋转轴14的方向称为轴向方向，旋转轴14的轴向端（图1A中的下端）称为一端（或一侧），旋转轴14的另一轴向端（图1A中的上端）称为另一端（或另一侧）。

致动器8具有电机29和减速单元30，该电机用于产生旋转力矩以旋转阀构件4，该减速单元用于放大在电机29处产生的旋转力矩并且将放大的旋转力矩传递到阀构件4。

电机29依照来自ECU27的指令信号沿前进方向或后退方向旋转。ECU27基于旋转角的检测值将指令信号输出到电机29，以使得阀构件4沿阀打开方向或阀关闭方向旋转。

减速单元30包括固定到电机29的输出轴29a的电机齿轮31、固定到旋转轴14的另一端以使得阀齿轮32与阀构件4和旋转轴14一起旋转的阀齿轮32、和配置在电机齿轮31和阀齿轮32之间的中间齿轮35。中间齿轮35具有与电机齿轮31啮合的大直径齿轮33和与阀齿轮32啮合的小直径齿轮34，该大直径齿轮和小直径齿轮彼此共轴线地布置。

偏压构件9包括通过U形构件37彼此连接的两个（第一和第二）扭转弹簧38和39。扭转弹簧38和39中的每个沿彼此相反的方向扭曲并且与旋转轴14共轴线地布置。第一扭转弹簧38的一端38a（下端）钩住壳体15，而第一扭转弹簧38的另一端（上端）连接到钩件37。第二扭转弹簧39的一端（下端）连接到钩件37，而第二扭转弹簧39的另一端39b（上端）钩住阀齿轮32，以使得第二扭转弹簧39的另一端39b与阀齿轮32一起旋转。

如以下更详细描述的，在旋转角大于阀打开侧的基准角“θb”的第一角度范围中，第一扭转弹簧38通过打开件10的功能而沿阀关闭方向偏压阀构件4和其相关部件。另一方面，在旋转角位于相对于基准角“θb”的阀关闭侧的第二角度范围中，第二扭转弹簧39沿阀打开方向偏压阀构件4和其相关部件。

在第二角度范围中，即，当旋转角位于相对于基准角“θb”的阀关闭侧时，打开件10解除阀构件4受到的来自第一扭转弹簧38的旋转偏压力。打开件10包括拧入壳体15的螺栓41。螺栓41以螺栓41的前端41a突出到齿轮室42中的方式拧入壳体15，减速单元30容纳在该齿轮室中。当阀构件4将超出基准角“θb”沿阀关闭方向进一步旋转时，调整螺栓41的拧入量，以使得构件37与螺栓41的前端41a接触。

因此，由第一和第二扭转弹簧38和39作用于阀构件4的偏压状态在以基准角“θb”为边界的第一和第二角度范围中变化。

在旋转角位于相对于基准角“θb”的阀打开侧的第一角度范围中，钩件37与形成在阀齿轮32中的钩件杆43接触，以使得钩件37与阀构件4一起旋转。由于第一扭转弹簧38的一端38a（下端）固定到壳体15，而第一扭转弹簧38的另一端（上端）即钩件37与阀齿轮32一起旋转，因此第一扭转弹簧38的旋转偏压力经由钩件37和阀齿轮32的钩件杆43之间的接合传递到阀构件4。因此，阀构件4沿阀关闭方向被偏压。在这种情况下（即，在第一角度范围中），第二扭转弹簧39的全部两端由阀齿轮32保持，以使得旋转偏压力不从第二扭转弹簧39施加到阀构件4。

另一方面，在旋转角位于相对于基准角“θb”的阀关闭侧的第二角度范围中，由于钩件37与螺栓41的前端41a接触，因此钩件37相对于阀构件4的移动（即，第一扭转弹簧38的移动）停止。在这种情况下，第一扭转弹簧38的全部两端由壳体15保持并且旋转偏压力不从第一扭转弹簧38施加到阀构件4。换言之，在第二角度范围中解除阀构件4受到的来自第一扭转弹簧38的旋转偏压力。

在第二角度范围中，第二扭转弹簧39的一端（即，钩件37）由壳体15经由螺栓41保持，而第二扭转弹簧39的另一端39b与阀齿轮32一起旋转。因此，第二扭转弹簧39的旋转偏压力经由另一端39b和阀齿轮32之间的接合施加到阀构件4。因此，阀构件4沿阀打开方向被偏压。

在本实施例中，螺栓41用作打开件10。然而，壳体15的一部分可以用作打开件10，以使得壳体15的该部分（打开件10）与钩件37接触。在这种改型中，当阀构件4通过焊接固定到旋转轴14时，在基准角“θb”处能够完成对于打开件10和钩件37之间的接合的调节。

止动件11限制阀构件4超过限制角“θr”沿阀关闭方向进一步移动，该限制角位于相对于基准角“θb”沿阀关闭方向偏移的旋转角处，如图3A所示。止动件11包括拧入壳体15的螺栓45。螺栓45以与螺栓41类似的方式通过螺栓45的前端45a突出到齿轮室42中的形式拧入壳体15。当阀构件4将超过限制角“θr”沿阀关闭方向进一步旋转时，调整螺栓45的拧入量，以使得阀齿轮32与螺栓45的前端45a接触。

阀齿轮32具有沿径向向外方向突出的突起32a。突起32a在限制角“θr”处与螺栓45的前端45a接触，以便限制阀齿轮32沿阀关闭方向的进一步旋转。

如图3A所示，限制角“θr”设置在死区的下限角“θcmin”和死区的中间角“θ0”之间的角度范围中的这种旋转角处。

中间角“θ0”对应于流量死区的中心角，即，死区的上限角“θcmax”和死区的下限角“θcmin”的算术平均值。

当阀构件4移动到阀构件4垂直于喷嘴6的通道中心线6a的位置用于关闭EGR通道13时，中间角“θ0”对应于阀构件4的旋转角。

由于限制角“θr”设置在中间角“θ0”的阀关闭侧的角度处，因此阀构件4允许相对于中间角“θ0”沿阀关闭方向进一步旋转。因此，能够扫落接附到密封圈5和/或滑动壁表面23的堆积物。

在本实施例中，螺栓45用作止动件11。然而，壳体15的一部分可以用作止动件11，以使得壳体15的该部分（止动件11）与突起32a接触。在这种改型中，当阀构件4通过焊接固定到旋转轴14时，在限制角“θr”处能够完成对于止动件11和突起32a之间的接合的调节。

在上述EGR装置1中，滑动壁表面23以与流量死区的角度范围（死区的上限角“θcmax”和死区的下限角“θcmin”之间的角度范围）有关的下述方式设计。

旋转角的检测值不仅根据传感器侧的变化系数（例如旋转角传感器7的温度特性）而且根据机械部件侧的变化系数（例如减速单元30、打开件10、止动件11等的部件的磨损和/或变形）而与实际值有区别。因此，流量死区的角度范围设置为大于根据传感器侧和机械部件侧的变化系数的检测值的变化范围。

在图1B中，示出滑动壁表面23的切面线47。切面线47是包括通道中线6a的喷嘴6的切面上的线。由于滑动壁表面23对应于球面部21b，因此切面线47是弧线。随着流量死区的角度范围变得更大，弧的长度变得更长。更精确地，弧的长度等于由流量死区的角度范围乘以密封圈5的旋转半径（即，球面24的半径）所计算出的值。

中间点50是上游侧点48和下游侧点49之间的在切面线47上的点，该上游侧点和下游侧点均位于切面线47上。中间点50和上游侧点48（或下游侧点49）之间的弧的长度是球面部21b的弧的长度的一半。中间点50设置为当旋转角的实际值来到中间角“θ0”时密封圈5与球面部21b接触的位置。然后，中间点50和上游侧点48之间的弧的长度以及中间点50和下游侧点49之间的弧的长度设置为大于由对应于检测值的变化范围的角度（该检测值取决于传感器侧和机械部件侧的变化系数）乘以球面24的半径所计算出的值。

检测值的上述变化范围是基于传感器侧和机械部件侧的变化系数估计出的变化范围中的最大值（最大变化范围“εmax”）。

在EGR装置1中，由于传感器侧和机械部件侧的变化系数，因此旋转角的检测值与实际值有区别，因此旋转角的检测值和EGR量之间的相关性改变，如图4A所示。

在图4A中，相关线“qa”示出旋转角的实际值和EGR量（流量）之间的相关性，即旋转角的检测值与实际值没有区别时的相关性。

相关线“qb”示出当旋转角的检测值以最大变化范围“εmax”沿阀关闭方向相对于实际值变化时的相关性。当相关线“qa”以最大变化范围“εmax”沿阀关闭方向平行偏移时，相关线“qb”与相关线“qa”重合。

相关线“qc”示出当旋转角的检测值以最大变化范围“εmax”沿阀打开方向相对于实际值变化时的相关性。当相关线“qa”以最大变化范围“εmax”沿阀打开方向平行偏移时，相关线“qc”与相关线“qa”重合。

在下文中，检测值的与实际值没有区别的改变图案，即，相关线“qa”的检测值的改变图案称为无改变图案。

检测值以最大变化范围“εmax”沿阀关闭方向相对于实际值平行偏移的改变图案，即，相关线“qb”的检测值的改变图案称为阀关闭侧的最大改变图案。

检测值以最大变化范围“εmax”沿阀打开方向相对于实际值平行偏移的改变图案，即，相关线“qc”的检测值的改变图案称为阀打开侧的最大改变图案。

当检测值与实际值有区别时，霍尔电压和EGR量（流量）之间的相关性改变，如图4B所示。

在图4B中，相关线“La”示出霍尔电压和EGR量之间在无改变图案处的相关性。即，相关线“La”对应于相关线“qa”。相关线“Lb”示出霍尔电压和EGR量之间在阀关闭侧的最大改变图案处的相关性。即，相关线“Lb”对应于相关线“qb”。以类似的方式，相关线“Lc”示出霍尔电压和EGR量在阀打开侧的最大改变图案处的相关性。即，相关线“Lc”对应于相关线“qc”。

在相关线“La”的下述这种点处的霍尔电压值称为死区的上限电压“Ecmax”，EGR量在该点处将在中间角“θ0”的阀打开侧的角度范围中增大。死区的上限电压“Ecmax”对应于死区的上限角“θcmax”。对应于检测值的最大变化范围“εmax”的霍尔电压的变化范围称为霍尔电压的最大变化范围“ξmax”。

在EGR装置1中，当不需要将废气再循环到进气通道中时，EGR装置1基于来自ECU27的指令信号执行“阀全闭控制”，EGR量在该“阀全闭控制”中控制在无限接近零的最小值处。

换言之，ECU27以下述方式控制到电机29的电力供应，即，旋转角传感器7的输出电压与阀关闭侧的输出电压的边界值“Vmin”一致（即，霍尔电压与阀关闭侧的霍尔电压的边界值“Emin”一致），以实现EGR量最小化时内燃机的工作状态。

如上面所解释，阀关闭侧的霍尔电压的边界值“Emin”对应于基准值“Eb”。因此，当执行阀全闭控制时，阀构件4沿阀关闭方向旋转直到霍尔电压成为等于基准值“Eb”的值。由于基准值“Eb”是基准角“θ0”处的霍尔电压，因此当执行阀全闭控制时，旋转角的检测值显然变化直到检测值与基准角“θ0”一致。

当在检测值的无改变图案中执行阀全闭控制以便沿阀关闭方向旋转阀构件4时，旋转角的检测值和霍尔电压如下所述地变化（阀构件4的当前位置假设位于图4A和4B中的实线“qa”和“La”上的最右位置）：

首先，随着EGR量（流量）减小，旋转角的检测值和霍尔电压中的每个沿阀关闭方向沿相应的相关线“qa”和“La”减小，如箭头所示。当EGR量到达其最小值时，霍尔电压到达死区的上限电压“Ecmax”，而旋转角的检测值显然到达死区的上限角“θcmax”。

然后，阀构件4以预定角“Δθ”沿阀关闭方向进一步旋转。在阀构件4旋转期间，EGR量维持在其最小值处，而霍尔电压到达基准值“Eb”并且旋转角的检测值显然到达基准角“θb”。

当在阀关闭侧的（检测值的）最大改变图案中执行阀全闭控制以便沿阀关闭方向旋转阀构件4时，旋转角的检测值和霍尔电压如下所述地变化（阀构件4的当前位置假设位于图4A和4B中的虚线“qb”和“Lb”上的最右位置）：

首先，随着EGR量（流量）减小，旋转角的检测值和霍尔电压中的每个沿阀关闭方向沿相应的相关线“qb”和“Lb”减小，如箭头所示。当EGR量到达其最小值时，霍尔电压到达以霍尔电压的最大变化范围“ξmax”偏移到死区的上限电压“Ecmax”的阀关闭侧的电压（霍尔电压=“Ecmax”–“ξmax”）。此外旋转角的检测值显然到达以检测值的最大变化范围“εmax”偏移到死区的上限角“θcmax”的阀关闭侧的电压（检测值=“θcmax”–“εmax”）。

然后，阀构件4以预定角“Δθ”减去最大变化范围“εmax”所计算出的值（即，该值=“Δθ”–“εmax”）沿阀关闭方向进一步旋转。在阀构件4旋转期间，EGR量维持在其最小值处，而霍尔电压到达基准值“Eb”并且旋转角的检测值显然到达基准角“θb”。

此外，当在阀打开侧的（检测值的）最大改变图案处执行阀全闭控制以便沿阀关闭方向旋转阀构件4时，旋转角的检测值和霍尔电压如下所述地变化（阀构件4的当前位置假设位于图4A和4B中的虚线“qc”和“Lc”上的最右位置）：

首先，随着EGR量（流量）减小，旋转角的检测值和霍尔电压中的每个沿阀关闭方向沿相应的相关线“qc”和“Lc”减小，如箭头所示。当EGR量到达其最小值时，霍尔电压到达以霍尔电压的最大变化范围“ξmax”偏移到死区的上限电压“Ecmax”的阀打开侧的电压（霍尔电压=“Ecmax”+“ξmax”）。此外旋转角的检测值显然到达以检测值的最大变化范围“εmax”偏移到死区的上限角“θcmax”的阀打开侧的电压（检测值=“θcmax”+“εmax”）。

然后，阀构件4以预定角“Δθ”加上最大变化范围“εmax”所计算出的值（即，该值=“Δθ”+“εmax”）沿阀关闭方向进一步旋转。在阀构件4旋转期间，EGR量维持在其最小值处，而霍尔电压到达基准值“Eb”并且旋转角的检测值显然到达基准角“θb”。

预定角“Δθ”大于最大变化范围“εmax”，以使得当在阀关闭侧的（检测值的）最大改变图案处执行阀全闭控制时，EGR量能够确实地控制在最小值处。基准角“θb”设置在相对于“θcmax”–“εmax”的角点更靠阀关闭侧的角度，即，以检测值的最大变化范围“εmax”相对于死区的上限角“θcmax”沿阀关闭方向偏移的角点。

根据上述结构，如图5所示，当执行阀全闭控制时，旋转角的实际值移动到流量死区并且EGR量控制在最小值处，与旋转角的检测值与实际值有何种区别无关（只要检测值与实际值的区别在假设的范围内，即最大变化范围“εmax”内）。

即，当执行阀全闭控制时，旋转角的实际值到达死区的上限角“θcmax”，与显出的检测值无关，以使得阀构件4旋转到其完全关闭位置并且因此使得EGR量最小化。此外，即使在旋转角的实际值已到达死区的上限角“θcmax”之后（即使在EGR量控制在最小值处之后），阀构件4也沿阀关闭方向进一步旋转。旋转角的实际值沿阀关闭方向移动到根据检测值的变化范围决定的角度位置。

在检测值的无改变图案中的旋转角的实际值到达以预定角“Δθ”相对于死区的上限角“θcmax”沿阀关闭方向偏移的角度，即，“θcmax”–“Δθ”角度。

在阀关闭侧的（检测值的）最大改变图案中的旋转角的实际值到达以角度范围（“Δθ”-“εmax”）相对于死区的上限角“θcmax”沿阀关闭方向偏移的角度。角度范围对应于预定角“Δθ”减去最大变化范围“εmax”所获得的值（“Δθ”-“εmax”）。

在阀打开侧的（检测值的）最大改变图案中的旋转角的实际值到达以角度范围（“Δθ”+“εmax”）相对于死区的上限角“θcmax”沿阀关闭方向偏移的角度。角度范围对应于预定角“Δθ”加上最大变化范围“εmax”所获得的值（“Δθ”+“εmax”）。

如图5所示，不仅在阀关闭侧的（检测值的）最大改变图案的情况下旋转角的实际值到达的角度（“θb”+“εmax”），而且在阀打开侧的（检测值的）最大改变图案的情况下旋转角的实际值到达的角度（“θb”-“εmax”），也位于流量死区内。因此，当执行阀全闭控制时，旋转角的实际值确实地移动到流量死区内的位置并且EGR量控制在最小值处，与旋转角的检测值与实际值有何种区别无关（只要检测值与实际值的区别在假设的范围内）。

上述实施例的EGR装置1具有以下优点：

（1）根据上述EGR装置1，滑动壁表面23形成为具有球心的球面24的一部分，该球心与阀构件4的旋转中心重合并且因此流量死区形成阀构件4的特定角度范围。

旋转角传感器7记忆霍尔电压和输出电压之间的相关特性“α”。基准值“Eb”（即，在沿阀关闭方向以预定角“Δθ”远离死区的上限角“θcmax”的基准角“θb”处的霍尔电压）与阀关闭侧的霍尔电压的边界值“Emin”匹配。

因此，通过下述方式执行阀全闭控制，即，霍尔电压与阀关闭侧的霍尔电压的边界值“Emin”（即，基准值“Eb”）一致（图4B）。当执行阀全闭控制时，旋转角的检测值与基准角“θb”显然一致（图4A）。旋转角的实际值与以根据传感器侧和机械部件侧的变化系数的检测值的变化范围沿阀关闭侧或阀打开侧相对于基准角“θb”偏移的角度一致（图5）。因此，根据上述实施例，基准角“θb”通过顾及（实际值和旋转角的检测值之间的）变化范围而决定，霍尔电压在基准角“θb”处测量，并且基准角“θb”处的霍尔电压与阀关闭侧的霍尔电压的边界值“Emin”匹配。因此，当执行阀全闭控制时，旋转角的实际值能够确实地移动到流量死区内的位置。因此EGR量能够控制在最小值处。

（2）滑动壁表面23形成为具有球心球面24的的一部分，该球心与阀构件4的旋转中心重合（图1B）。EGR量能够在旋转角的角度范围内维持在最小值处，密封圈5在该角度范围中与滑动壁表面23接触并且在同一表面23上滑动。因此，EGR量的局部最小点能够在流量死区中消除并且EGR量能够维持在最小值处，该最小值在流量死区中不变并且对应于极小量（无限接近零）。因此，能够通过简单地增大或减小切面线47的弧的长度而容易地调节流量死区的宽度。例如，即使当假设检测值的变化范围更大时，也能够通过增大死区的宽度确实地将旋转角的实际值移动到流量死区内的位置。因此当执行阀全闭控制时，EGR量能够控制在最小值处。

如上所述，即使当阀构件4的旋转角的检测值与实际值有区别时，EGR量也能够通过执行阀全闭控制而控制在最小值处。

（3）此外，当旋转角的实际值定位在基准角“θb”的阀关闭侧的角度处时，打开件10（螺栓41）解除阀构件4受到的来自第一扭转弹簧38的沿阀关闭方向的旋转偏压力。

因此，当旋转角的实际值在执行阀全闭控制中到达基准角“θb”时，打开件10解除阀构件4受到的来自第一扭转弹簧38的沿阀关闭方向的旋转偏压力。因此，能够抑制相关机械部件的磨损和/或变形，该磨损和/或变形可以由在执行阀全闭控制之后驱动阀构件4以沿阀打开方向再次旋转时的反撞所导致。

（4）此外，止动件11（螺栓45）限制阀构件4超过限制角“θr”沿阀关闭方向进一步旋转，该限制角“θr”设置在基准角“θb”的阀关闭侧的角度处。

换言之，即使当旋转角的实际值在执行阀全闭控制中到达基准角“θb”时，止动件11也不限制而是允许阀构件4超过基准角“θb”沿阀关闭方向进一步旋转。因此，避免阀齿轮32在执行阀全闭控制中撞击止动件11，从而因此抑制机械部件的磨损和/或变形。

限制角“θr”设置于在阀打开侧的（检测值的）最大改变图案的情况下旋转角的实际值到达的角度（“θb”-“εmax”）的阀关闭侧的角度（图5）。

因此，能够防止阀齿轮32在执行阀全闭控制中撞击止动件11，而与旋转角的检测值与实际值有何种区别无关（只要检测值与实际值的区别在假设的范围内）。

（改型）

本发明不应限制到上述实施例中，而是可以通过各种方式修改而不脱离本发明的精神。

在上述实施例中，当旋转角的实际值定位在基准角“θb”的阀关闭侧的角度处时，打开件10解除阀构件4受到的来自第一扭转弹簧38的沿阀关闭方向的旋转偏压力。换言之，只要旋转角的实际值定位在基准角“θb”的阀打开侧，第一扭转弹簧38的旋转偏压力就沿阀关闭方向施加到阀构件4。即，旋转偏压力通过基准角“θb”的边界施加到阀构件4或者从阀构件4解除。然而，用于边界的角度不应限制到基准角“θb”。

例如，在阀关闭侧的（检测值的）最大改变图案的情况下旋转角的实际值到达的角度（“θb”+“εmax”）（图5）可以设为相对于旋转偏压力的边界角。由于该角度（“θb”+“εmax”）定位在基准角“θb”阀打开侧，因此能够抑制由反撞引起的机械部件的磨损和/或变形，而与旋转角的检测值与实际值有何种区别无关（只要检测值与实际值的区别在假设的范围内）。

Claims (4)

1.一种用于内燃机的废气再循环装置，用于将废气的一部分再循环到内燃机的进气通道中，包括：

阀构件（4），所述阀构件（4）以可旋转的方式布置在EGR通道（13）中，用于通过其旋转运动打开和/或关闭所述EGR通道（13），以便控制将被再循环到内燃机的进气通道中的EGR量；

环形密封圈（5），所述环形密封圈（5）配置在所述阀构件（4）的外周（20）处，以使得所述环形密封圈（5）与所述阀构件（4）一起旋转，所述环形密封圈（5）在所述阀构件（4）的预定角度范围中与通道壁表面（21）滑动接触，以便密封所述阀构件（4）的外周和所述通道壁表面（21）之间的间隙；

圆筒形构件（6），所述圆筒形构件（6）具有形成所述通道壁表面（21）的一部分并且与所述阀构件（4）的所述环形密封圈（5）滑动接触的滑动壁表面（23），所述滑动壁表面（23）形成有球面，所述球面形成为具有与所述阀构件（4）的旋转中心相对应的球心的球面的一部分，在所述阀构件（4）沿阀关闭方向和阀打开方向中的任一方向旋转的情况下，在所述阀构件（4）的预定旋转范围内所述圆筒形构件（6）形成流量死区，其中所述EGR量被控制在最小值处；以及

旋转角传感器（7），所述旋转角传感器（7）具有磁电转换装置（26），用于根据所述阀构件（4）的旋转角产生原始信号并且从原始信号合成输出信号，以便将输出信号输出，

其中所述旋转角传感器（7）记忆原始信号的信号值和输出信号的信号值之间的相关特性，以使得所述旋转角传感器（7）通过使用相关特性而从原始信号合成输出信号，

其中所述原始信号的信号值和所述输出信号的信号值中的每个具有与相关特性有关的阀关闭侧的霍尔电压的边界值和阀关闭侧的输出电压的边界值，所述阀关闭侧的霍尔电压的边界值和所述阀关闭侧的输出电压的边界值是在所述EGR量控制在最小值处的情况下的所述原始信号的信号值和所述输出信号的信号值，

其中所述原始信号的信号值和所述输出信号的信号值在所述边界值的阀打开侧的范围中以一对一关系彼此对应，

其中在基准角处的所述原始信号的信号值与原始信号的阀关闭侧的霍尔电压的边界值匹配，以及

其中所述基准角设置成在阀关闭侧从死区的上限角以预定角偏移的角度，

其中所述死区的上限角对应于在所述流量死区的阀最大开度侧处的所述阀构件（4）的旋转角。

2.根据权利要求1所述的废气再循环装置，还包括：

致动器（8），所述致动器（8）用于产生旋转力矩，以便旋转所述阀构件（4）；

第一偏压构件（38），所述第一偏压构件（38）用于产生旋转偏压力，以便沿阀关闭方向偏压所述阀构件（4）；以及

打开件（10），在所述旋转角定位在所述基准角的阀关闭侧的角度处的情况下，所述打开件（10）用于解除所述阀构件（4）受到的来自所述第一偏压构件（38）的旋转偏压力。

3.根据权利要求1所述的废气再循环装置，还包括：

致动器（8），所述致动器（8）用于产生旋转力矩，以便旋转所述阀构件（4）；

第一偏压构件（38），所述第一偏压构件（38）用于产生旋转偏压力，以便沿阀关闭方向偏压所述阀构件（4）；

打开件（10），在所述旋转角定位在位于所述流量死区中的预定解除角的阀关闭侧的角度处的情况下，所述打开件（10）用于解除所述阀构件（4）受到的来自所述第一偏压构件（38）的旋转偏压力；以及

止动件（11），在所述阀构件（4）的旋转角到达限制角的情况下，所述止动件（11）用于限制所述阀构件（4）沿阀关闭方向的进一步旋转，

其中所述限制角设置成定位在不仅所述基准角而且所述预定解除角的阀关闭侧的角度处。

4.根据权利要求1至3中任一所述的废气再循环装置，还包括：

致动器（8），所述致动器（8）产生旋转力矩，以便旋转所述阀构件（4）；

其中所述致动器（8）连接到控制单元（27），所述控制单元（27）将指令信号传递到所述致动器（8），以便控制所述阀构件（4）的旋转，

其中所述指令信号由所述控制单元（27）基于所述阀构件（4）的旋转角的检测值产生，

其中所述检测值由所述控制单元（27）基于所述旋转角传感器（7）的输出信号计算出，

其中所述流量死区具有大于所述旋转角的检测值变化范围的角度范围，以及

其中所述变化范围取决于：

-基于所述旋转角传感器（7）的温度特性的传感器侧的变化系数，以及

-基于包括在所述致动器（8）中的机械部件（31、32、35）的磨损和/或变形的机械部件侧的变化系数。

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