DE102009003882A1

DE102009003882A1 - Exhaust gas recirculation valve for internal-combustion engine, has sensor unit with fixed sensor element arranged adjacent to element, where sensor element produces sensor signal correlating with position of valve stem

Info

Publication number: DE102009003882A1
Application number: DE102009003882A
Authority: DE
Inventors: Jochen Wentz
Original assignee: Gustav Wahler GmbH and Co KG
Current assignee: BorgWarner Esslingen GmbH
Priority date: 2009-01-03
Filing date: 2009-01-03
Publication date: 2010-07-08

Abstract

The valve (10) has a valve stem (20) that is connected to a transmission unit (24). A valve unit (18) is operated by the valve stem, and a sensor unit (50) includes an element (51) e.g. permanent magnet, for production of a predetermined magnetic field at the movable valve stem. The sensor unit includes a fixed sensor element (56) e.g. hall sensor and field plate, that is arranged adjacent to the element for measurement of the field produced by the element. The sensor element produces a sensor signal correlating with a position of the valve stem.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Abgasrückführventil für Brennkraftmaschinen mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to an exhaust gas recirculation valve for internal combustion engines having the features in the preamble of claim 1.

Ein Abgasrückführventil dieser Art ist bekannt ( US 6 390 079 B1 ). Die Antriebseinheit weist einen Antriebsmotor auf, der über eine Abtriebswelle ein Antriebsglied in Form einer Nockenscheibe mit äußerer Nockenbahn antreibt. Mit dieser äußeren Nockenbahn steht ein Nocken in Form einer Rolle in Kontakt, der am Ventilschaft drehbar gelagert ist. Die Betätigung des Ventilgliedes in Öffnungsposition oder Schließposition oder in eine Position dazwischen, und damit der Ventilhub, wird mittels einer Sensoreinheit berührungslos überwacht. Die Sensoreinheit weist beim Antriebsmotor einen Sensor auf, der die jeweilige Winkelposition der Abtriebswelle des Antriebsmotors sensiert. Der Sensor ist mit einem elektrischen Steuerkreis zur Umschaltung der Drehrichtung des Antriebsmotors verbunden. Ferner sind Abgasrückführventile bekannt, bei denen die Sensoreinheit dem Antriebsmotor der Antriebseinheit zugeordnet ist und dort zur Winkelsensierung dient.An exhaust gas recirculation valve of this type is known ( US Pat. No. 6,390,079 B1 ). The drive unit has a drive motor which drives a drive member in the form of a cam disc with an outer cam track via an output shaft. With this outer cam is a cam in the form of a roller in contact, which is rotatably mounted on the valve stem. The actuation of the valve member in the open position or closed position or in a position therebetween, and thus the valve lift, is monitored without contact by means of a sensor unit. In the case of the drive motor, the sensor unit has a sensor which senses the respective angular position of the output shaft of the drive motor. The sensor is connected to an electrical control circuit for switching the direction of rotation of the drive motor. Further, exhaust gas recirculation valves are known in which the sensor unit is assigned to the drive motor of the drive unit and there serves for angle sensing.

Bei diesen bekannten Abgasrückführventilen hat diese Anordnung der Sensoreinheit einen nachteiligen Einfluss auf die Regelbarkeit und die Regelgenauigkeit des Abgasrückführventils, da die Antriebseinheit sowie nachgeschaltete Getriebeeinheit mit Spiel und einer gewissen Elastizität behaftet ist, die in die Überwachung des Ventilhubes eingehen und das Ergebnis verfälschen.at this known exhaust gas recirculation valves has this Arrangement of the sensor unit has an adverse effect on the Controllability and control accuracy of the exhaust gas recirculation valve, because the drive unit and downstream transmission unit with Game and a certain elasticity is afflicted, the in the monitoring of the valve lift and the result distort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Abgasrückführventil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine verbesserte, genauere Regelung des Hubweges des Ventilgliedes und damit des hindurchfließenden Mediums erreicht ist.Of the Invention is based on the object, an exhaust gas recirculation valve of the type mentioned above, in which an improved, more precise control of the stroke of the valve member and thus the flowing therethrough Medium is reached.

Die Aufgabe ist bei einem Abgasrückführventil der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass die Sensoreinheit mindestens ein Element zur Erzeugung eines vorbestimmten Magnetfeldes, das am bewegten Ventilschaft gehalten ist, und mindestens ein feststehend und dem Element benachbart angeordnetes Sensorelement aufweist, wobei dieses Sensorelement zur Messung des vom am Sensorelement vorbei bewegbaren Element des Ventilschaftes erzeugten Magnetflusses dient und ein mit der jeweiligen Position des Ventilschaftes, der das magnetfelderzeugende Element trägt, korrelierendes Sensorsignal erzeugt. Aufgrund dieser Gestaltung erfolgt eine direkte Hubmessung des Hubweges am Ventilschaft. Etwaiges Spiel, etwaige Elastizität sowie Hysterese im Bereich der Antriebseinheit und der Getriebeeinheit und somit auf dem Antriebsweg zwischen dem Antriebsmotor und dem Ventilschaft sind ausgeschaltet, da die Sensierung des Hubweges im Antriebsstrang dahinter und direkt am steifen Ventilschaft erfolgt.The Task is an exhaust gas recirculation valve initially mentioned type according to the invention thereby solved that the sensor unit at least one element for Generation of a predetermined magnetic field, the moving valve stem is held, and at least one fixed and the element adjacent arranged sensor element, said sensor element for measuring the element of the element movable past the sensor element Valve stem generated magnetic flux and one with the respective Position of the valve stem carrying the magnetic field generating element, generates correlated sensor signal. Because of this design there is a direct stroke measurement of the stroke on the valve stem. eventual Game, any elasticity and hysteresis in the field Drive unit and the gear unit and thus on the drive path between the drive motor and the valve stem are off, because the sensing of the stroke in the drive train behind it and directly takes place on the rigid valve stem.

Das mindestens eine Sensorelement kann im Wesentlichen auf die Richtung des Magnetfeldes des magnetfelderzeugenden Elements sensitiv sein. In diesem Fall ist das Sensorsignal also nicht von der Magentfeldstärke abhängig, sondern im Wesentlichen von der Richtung des auf das Sensorelement wirkenden Magnetfeldes. Stattdessen kann es aber auch von Vorteil sein, wenn das mindestens eine Sensorelement im Wesentlichen auf die Magnetfeldstärke sensitiv ist. Als mindestens ein Sensorelement kann in vorteilhafter Weise eine Hallsensor, eine Feldplatte, ein magnetoresistives Sensorelement od. dgl. zum Einsatz kommen.The At least one sensor element can be essentially in the direction be sensitive to the magnetic field of the magnetic field generating element. In In this case, the sensor signal is therefore not of the magenta field strength dependent, but essentially on the direction of the on the sensor element acting magnetic field. Instead it can but also be advantageous if the at least one sensor element is essentially sensitive to the magnetic field strength. As at least one sensor element can advantageously a Hall sensor, a field plate, a magnetoresistive sensor element od. Like. Come to use.

Von Vorteil kann es sein, wenn das mindestens eine magnetfelderzeugende Element aus einem Permanentmagneten gebildet ist.From Advantage may be, if the at least one magnetic field generating Element is formed of a permanent magnet.

Das Sensorelement, das eine Bezugsachse in der Messschichtebene hat, kann mit dieser Bezugsachse parallel oder stattdessen rechtwinklig zur magnetischen Achse des magnetfelderzeugenden Elements angeordnet sein. Das magnetfelderzeugende Element, z. B. der Permanentmagnet, kann mit seiner Magnetisierungsachse, d. h. der Magnetachse zwischen Nordpol N und Südpol S, parallel oder etwa rechtwinklig zur Hubrichtung des Ventilschaftes angeordnet sein.The Sensor element having a reference axis in the measurement layer plane, can be parallel or rectangular with this reference axis arranged to the magnetic axis of the magnetic field generating element be. The magnetic field generating element, for. B. the permanent magnet, can with its magnetization axis, d. H. the magnetic axis between North pole N and South pole S, parallel or approximately at right angles be arranged to the stroke direction of the valve stem.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das mindestens eine magnetfelderzeugende Element aus einem kreisringförmigen, radial magnetisierten Magneten gebildet ist, der auf der Umfangsfläche des Ventilschaftes, diesen umringend, angeordnet ist. Von Vorteil kann stattdessen auch die Gestaltung dieses Elements als Linearelement sein, z. B. als Stabmagnet. Das Linearelement kann in vorteilhafter Weise streifenförmig oder zylinderförmig ausgebildet sein. Zur ortsfesten Aufnahme und Halterung des mindestens einen magnetfelderzeugenden Elements kann es vorteilhaft sein, wenn der Ventilschaft auf seiner Umfangsfläche eine Aufnahme, z. B. eine Eintiefung, aufweist, in der das Element aufgenommen und befestigt ist. Es kann auch von Vorteil sein, wenn das mindestens eine magentfelderzeugende Element in eine Hülse integriert ist, z. B. eingegossen ist, die ihrerseits auf der Umfangsfläche des Ventilschaftes befestigt ist.A advantageous embodiment provides that the at least a magnetic field generating element of an annular, radially magnetized magnet is formed on the peripheral surface the valve stem, this surrounding, is arranged. Advantageous Instead, the design of this element as a linear element be, z. B. as a bar magnet. The linear element can be in an advantageous Way strip-shaped or cylindrical be. For stationary recording and holding the at least one magnetic field generating element, it may be advantageous if the Valve stem on its peripheral surface a receptacle, for. B. a recess, in which the element is received and fastened is. It may also be advantageous if the at least one magnetic field generating Element is integrated in a sleeve, z. B. poured is, in turn, on the peripheral surface of the valve stem is attached.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der Ventilschaft mit dem Ventilglied in einem Ventilgehäuse angeordnet ist und auf einem Längenabschnitt mittels einer Ventilschaftführung gleitverschieblich gelagert ist. Dieser gleitverschieblich gelagerte Längenabschnitt kann mit Vorteil sehr groß sein und sich praktisch über die gesamte im Ventilgehäuse geführte Länge des Ventilschaftes erstrecken. Dadurch wird zugleich das Eindringen des mittels des Ventilgliedes zu steuerenden Mediums, insbesondere Abgas, in Bereiche zwischen dem Ventilgehäuse und dem Ventilschaft vermieden. Die Gefahr etwaiger sich bildender Ablagerungen, die die Leichtgängigkeit des Ventilhubes gefährden könnten, ist dabei gebannt.A further advantageous embodiment provides that the valve stem is arranged with the valve member in a valve housing and is slidably mounted on a longitudinal section by means of a valve stem guide. This slidably mounted length portion can be very large with advantage and practically over the entire length guided in the valve housing of the valve stem he stretch. As a result, the penetration of the means of the valve member to be controlled medium, in particular exhaust gas, in areas between the valve housing and the valve stem is avoided at the same time. The danger of any forming deposits that could jeopardize the ease of the valve lift is banned.

Das Ventilgehäuse kann vorzugsweise an einem Ende einen Ventilsitz aufweisen, der vom Ventilglied beherrscht wird.The Valve housing may preferably at one end a valve seat have, which is dominated by the valve member.

Die Antriebseinheit weist in vorteilhafter Weise ein Antriebsmotor, z. B. Elektromotor, insbesondere Gleichstrommotor, auf, der eine Abtriebswelle antreibt. Die Getriebeeinheit ist in vorteilhafter Weise getrieblich zwischen der Abtriebswelle der Antriebseinheit und dem Ventilschaft angeordnet und dient der Umwandlung der Drehbewegung in eine translatorische Hubbewegung des Ventilschaftes.The Drive unit advantageously has a drive motor, z. B. electric motor, in particular DC motor, on, the one Output shaft drives. The transmission unit is in an advantageous Way geared between the output shaft of the drive unit and the valve stem arranged and serves to convert the rotational movement in a translational stroke of the valve stem.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die Getriebeeinheit ein von der Abtriebswelle angetriebenes Antriebsglied, das mit mindestens einer in Bezug auf die Abtriebswelle exzentrischen Kurvenbahn versehen ist, und einen der Kurvenbahn folgenden Nocken, insbesondere in Form eines Rollkörpers, z. B. eines Wälzkörpers, aufweist, wobei der Nocken am dem Ventilglied gegenüberliegenden Ende des Ventilschaftes gehalten ist. Aufgrund dieser Anordnung der Getriebeeinheit in großem Abstand vom Ventilglied und Ventilsitz und von dem dadurch gesteuerten, hindurch fließenden Medium ist die Getriebeeinheit geschützt gegen nachteilige Einwirkungen des Mediums.Advantageous It may be when the gear unit is one of the output shaft driven drive member with at least one with respect to the output shaft is provided eccentric cam track, and a the cam track following cam, in particular in the form of a rolling body, z. B. a rolling element, wherein the cam on the valve member opposite end of the valve stem is held. Due to this arrangement of the transmission unit in large Distance from the valve member and valve seat and from the thereby controlled, flowing medium through the transmission unit is protected against adverse effects of the medium.

Das mindestens eine Sensorelement ist innerhalb eines Gehäuses angeordnet, das zumindest die Antriebseinheit enthält, wobei die Anordnung des Sensorelements dort z. B. im Bereich des Bodens des Gehäuses erfolgen kann. Das mindestens eine Sensorelement steht über ein Kabel, z. B. Flachbandkabel, mit Kontaktstiften einer Steckbuchse in elektrischer Verbindung, die am Gehäuse der Antriebseinheit vorgesehen ist. Auf diese Weise ist das mindestens eine Sensorelement in die Antriebseinheit integriert einschließlich der elektrischen Kabel, die zur Steckbuchse führen. Dadurch ist nur eine einzige elektrische Schnittstelle vorhanden. Das Sensorelement kann an reproduzierbarer Stelle des Gehäuses der Antriebseinheit sitzen, so dass beim Zusammenbau dieses Gehäuses mit dem Ventilgehäuse die Relativposition des Sensorelementes fest vorgegeben ist. Besondere Justierungsarbeiten sind daher entbehrlich.The at least one sensor element is within a housing arranged, which contains at least the drive unit, wherein the arrangement of the sensor element there z. B. in the field of Bottom of the housing can be done. The at least one sensor element is over a cable, z. B. ribbon cable, with contact pins a socket in electrical connection to the housing the drive unit is provided. That's at least that way a sensor element integrated into the drive unit including the electrical cables that lead to the socket. Thereby there is only one electrical interface The sensor element can be reproducible place of the housing of the drive unit so that when assembling this case with the Valve housing the relative position of the sensor element firmly is predetermined. Special adjustments are therefore unnecessary.

Von Vorteil kann es ferner sein, wenn das mindestens eine magnetfelderzeugende Element am dem Ventilglied gegenüberliegenden Ende des Ventilschaftes angeordnet ist, z. B. im Bereich einer Gabel an diesem Ende des Ventilschaftes, in der der Nocken der Getriebeeinheit drehbar gelagert ist. Das mindestens eine magnetfelderzeugende Element ist somit in größtmöglichem Abstand der das zu steuernde Medium, z. B. Abgas, führenden Kanäle und Öffnungen angeordnet, so dass dieses Element und gleichermaßen auch das mindestens eine Sensorelement soweit wie möglich vor etwaigem eingetragenen Schmutz od. dgl. Verunreinigungen und auch vor hohen Temperaturen geschützt sind. Bei der Gestaltung des mindestens einen magnetfelderzeugenden Elements als Linearelement ist dessen axiale Erstreckung parallel zur Achse des Ventilschaftes so ausreichend groß bemessen, dass sowohl in der Schließposition als auch in der Öffnungsposition des Ventilgliedes ein Zusammenwirken von Sensorelement und magnetfelderzeugendem Element möglich ist bis hin zur jeweiligen Endposition des Ventilschaftes.From It may also be advantageous if the at least one magnetic field generating Element on the valve member opposite end of Valve stem is arranged, for. B. in the area of a fork on this End of the valve stem, in which the cam of the gear unit rotatable is stored. The at least one magnetic field generating element is thus as far as possible, that too controlling medium, e.g. As exhaust gas, leading channels and openings arranged so that this element and alike also the at least one sensor element as far as possible from any registered dirt od. Like. Impurities and are also protected from high temperatures. In the design the at least one magnetic field generating element as a linear element its axial extent is parallel to the axis of the valve stem so large enough that both in the closed position as well as in the opening position of the valve member Cooperation of sensor element and magnetic field generating element is possible up to the respective end position of the valve stem.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist die Sensoreinheit im Ventilgehäuse des Abgasrückführventils angeordnet, wobei das mindestens eine ma gnetfelderzeugende Element in Längsrichtung des Ventilschaftes sich näher beim Ventilglied befindet. Gleiches gilt für das mindestens eine feststehende und dem Element benachbart angeordnete Sensorelement. Bei dieser Gestaltung ist das Kabel zur elektrischen Stromversorgung des mindestens einen Sensorelements durch das Ventilgehäuse nach außen und von dort zur Steckbuchse am Gehäuse der Antriebseinheit geführt.at In another advantageous embodiment, the sensor unit in the valve housing of the exhaust gas recirculation valve arranged, wherein the at least one ma gnetfeldzeugende element in the longitudinal direction of the valve stem closer located at the valve member. The same applies to the at least a fixed and adjacent to the element arranged sensor element. In this design, the cable is for electrical power the at least one sensor element by the valve housing after outside and from there to the socket on the housing the drive unit out.

Weitere vorteilhafte Erfindungsmerkmale und Ausgestaltungen sowie Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.Further advantageous features of the invention and embodiments and details and advantages of the invention will become apparent from the following description.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The Invention is shown below with reference to the drawings Embodiments explained in more detail. Show it:

1 eine schematische Seitenansicht eines insbesondere als Abgasrückführventil ausgebildeten Ventils in Schließstellung, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, 1 FIG. 2 a schematic side view of a valve designed in particular as an exhaust gas recirculation valve in the closed position, according to a first exemplary embodiment, FIG.

2 einen schematischen Schnitt entlang der Linie II-II in 1, wobei sich das Ventil in Öffnungsstellung befindet, 2 a schematic section along the line II-II in 1 with the valve in the open position,

3 einen schematischen Schnitt entsprechend demjenigen in 2, wobei sich das Ventil jedoch in Schließstellung befindet, 3 a schematic section corresponding to that in 2 but with the valve in the closed position,

4 einen schematischen senkrechten Schnitt entsprechend demjenigen in 2 eines Ventils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. 4 a schematic vertical section corresponding to that in 2 a valve according to a second embodiment.

In 1 bis 3 ist schematisch und stark vereinfacht ein Ventil 10 in der Ausbildung insbesondere als Abgasrückführventil gezeigt, das für eine Brennkraftmaschine bestimmt ist. Das Ventil 10 hat ein Ventilgehäuse 11 mit einem inneren Kanal 12, durch den z. B. Frischluft, beispielsweise die Ansaugluft einer Brennkraftmaschine, hindurchgeführt werden kann. Ferner befindet sich im Ventilgehäuse 11 ein Bereich, der Teil eines Abgaskanals 14 ist, der hier z. B. quer zum Kanal 12 verläuft und auf seiner Einlaßseite 15 mit einer nicht gezeigten Abgas leitung verbunden werden kann. Die Auslaßseite 16 mündet in den Kanal 12. Der Abgaskanal 14 enthält zwischen der Einlaßseite 15 und der Auslaßseite 16 einen z. B. kegelstumpfförmigen Ventilsitz 17. Dieser wird von einem Ventilglied 18 beherrscht. Am Ventilglied 18 greift ein Betätigungsglied z. B. in Form eines Ventilschaftes 20 an, der aus einer Ventilstange, einem Stößel od. dgl. bestehen kann. Der Ventilschaft 20 ist mit dem Ventilglied 18 im Ventilgehäuse 11 angeordnet und auf einem sehr großen Längenabschnitt mittels einer Ventilschaftführung 21 gleitverschieblich gelagert. Mittels des Ventilschaftes 20 wird das Ventilglied 18 translatorisch in Richtung des Pfeiles 22 zwischen der Schließstellung gemäß 1 und 3 und einer, ausgehend von dieser Schließstellung, nach unten ausgestoßenen Öffnungsstellung gemäß 2 bewegt. Hierzu dient eine Antriebseinheit 23 mit nachgeordneter Getriebeeinheit 24.In 1 to 3 is schematic and strong simplifies a valve 10 shown in the training in particular as an exhaust gas recirculation valve, which is intended for an internal combustion engine. The valve 10 has a valve body 11 with an inner channel 12 through which z. B. fresh air, for example, the intake air of an internal combustion engine, can be passed. It is also located in the valve body 11 an area that is part of an exhaust duct 14 is, here z. B. across the channel 12 runs and on its inlet side 15 can be connected to an exhaust line, not shown. The outlet side 16 flows into the canal 12 , The exhaust duct 14 contains between the inlet side 15 and the outlet side 16 a z. B. frustoconical valve seat 17 , This is from a valve member 18 controlled. At the valve member 18 engages an actuator z. B. in the form of a valve stem 20 on, od from a valve stem, a plunger. Like. May exist. The valve stem 20 is with the valve member 18 in the valve housing 11 arranged and on a very large length section by means of a valve stem guide 21 slidably mounted. By means of the valve stem 20 becomes the valve member 18 translatory in the direction of the arrow 22 between the closed position according to 1 and 3 and one, starting from this closed position, downwardly ejected opening position according to 2 emotional. For this purpose, a drive unit is used 23 with downstream gear unit 24 ,

Die Antriebseinheit 23 weist einen Antriebsmotor 31 auf, der z. B. aus einem Elektromotor, Schrittmotor, einem Drehmagneten od. dgl. gebildet ist. Die Getriebeeinheit 24 ist getrieblich zwischen der Antriebseinheit 23 und dem Ventilschaft 20 angeordnet und dient der Umwandlung der vom Antriebsmotor 31 erzeugten Drehbewegung in eine translatorische Hubbewegung des Ventilschaftes 20 in Richtung des Pfeiles 22. Der Antriebsmotor 31 treibt eine Abtriebswelle 32 an. Die Getriebeeinheit 24 weist ein von der Abtriebswelle 32 angetriebenes Antriebsglied 33 auf, das mit mindestens einer in Bezug auf die Abtriebswelle 32 des Antriebsmotors 31 exzentrischen Kurvenbahn 35 versehen ist. Ferner weist die Getriebeeinheit 24 einen der Kurvenbahn 35 folgenden Nocken 36 auf, der z. B. als Rollkörper, insbesondere in Form eines Wälzlagers, ausgebildet ist und innerhalb einer Gabel 37 drehbar gelagert ist. Die Gabel 37 befindet sich an dem Ende des Ventilschaftes 20, das dem Ventilglied 18 gegenüberliegt, d. h. in 1 bis 3 am oberen Ende des Ventilschaftes 20. Die Gabel 37 ist mit dem Ventilschaft 20 fest verbunden, vorzugsweise mit diesem einstückig.The drive unit 23 has a drive motor 31 on, the z. B. from an electric motor, stepper motor, a rotary magnet od. Like. Is formed. The gear unit 24 is geared between the drive unit 23 and the valve stem 20 arranged and used for the conversion of the drive motor 31 generated rotational movement in a translational lifting movement of the valve stem 20 in the direction of the arrow 22 , The drive motor 31 drives an output shaft 32 at. The gear unit 24 indicates one of the output shaft 32 driven drive member 33 on, with at least one in relation to the output shaft 32 of the drive motor 31 eccentric curved path 35 is provided. Furthermore, the transmission unit 24 one of the curved path 35 following cam 36 on, the z. B. as a rolling body, in particular in the form of a rolling bearing, is formed and within a fork 37 is rotatably mounted. The fork 37 is located at the end of the valve stem 20 that the valve member 18 opposite, ie in 1 to 3 at the upper end of the valve stem 20 , The fork 37 is with the valve stem 20 firmly connected, preferably in one piece with this.

Für die Betätigung des Ventils 10 in Schließstellung und zur Herbeiführung der entsprechenden Position gemäß 3 greift der in 1 untere Teil 35a der Kurvenbahn 35, der an einem gebogenen Finger ausgebildet ist, am Nocken 36 an, wobei über diesen unteren Teil 35a und den Nocken 36 der Ventilschaft 20 mit Ventilglied 18 in 2 nach oben in die Schließstellung gemäß 3 gezogen wird. Für die Betätigung in Öffnungsrichtung steht der in 1 obere Teil 35b der Kurvenbahn 35 mit dem Nocken 36 derart in Eingriff, dass der Ventilschaft 20 mit Ventilglied 18 ausgehend von der Position gemäß 1, 3 nach unten mehr oder weniger weiter weit in Öffnungsrichtung bewegt wird. Üblicherweise greift an der Abtriebswelle 32 oder dem Antriebsglied 33 eine hier nicht weiter gezeigte Fail-Safe-Feder an, die bei Ausfall des Antriebsmotors 31 auf die Abtriebswelle 32 bzw. das Antriebsglied 33 wirkt.For the actuation of the valve 10 in the closed position and to bring about the corresponding position according to 3 engages the in 1 lower part 35a the curved path 35 , which is formed on a curved finger, on the cam 36 at, over this lower part 35a and the cam 36 the valve stem 20 with valve member 18 in 2 upwards in the closed position according to 3 is pulled. For the operation in the opening direction is the in 1 upper part 35b the curved path 35 with the cam 36 engaged such that the valve stem 20 with valve member 18 starting from the position according to 1 . 3 is moved down more or less far in the opening direction. Usually engages the output shaft 32 or the drive member 33 a fail-safe spring not shown here, in case of failure of the drive motor 31 on the output shaft 32 or the drive member 33 acts.

Das Ventil 10 weist ferner eine Sensoreinheit 50 zur berührungslosen Überwachung des Ventilhubes in Pfeilrichtung 22 auf. Diese Sensoreinheit 50 ist mit Vorzug an dem Ende des Ventilschaftes 20 angeordnet, das dem Ventilglied 18 gegenüberliegt. Z. B. befindet sich die Sensoreinheit 50 im Bereich der Gabel 37. Die Sensoreinheit 50 weist mindestens ein Element 51 zur Erzeugung eines vorbestimmten Magnetfeldes auf, das am beweglichen Ventilschaft 20 gehalten ist. Dieses magnetfelderzeugende Element 51 ist z. B. im Bereich der Gabel 37, beispielsweise an der Außenseite eines Gabelschenkels 38, angeordnet. Dieses mindestens eine magnetfelderzeugende Element 51 ist in vorteilhafter Weise z. B. aus einem Permanentmagneten gebildet. Es kann aus einem kreisringförmigen, radial magnetisierten Magneten gebildet sein, der auf der Umfangsfläche des Ventilschaftes 20, diesen umringend, angeordnet ist. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel besteht das mindestens eine magnetfelderzeugende Element 51 aus einem Linearelement. Das Linearelement ist streifenförmig. Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Linearelement als Stabmagnet ausgebildet und zylinderförmig gestaltet. Wie aus 2 und 3 ersichtlich ist, ist bei diesem ersten Ausführungsbeispiel das mindestens eine magnetfelderzeugende Element 51 in einer auf der Umfangsfläche des Ventilschaftes 20 vorgesehenen Aufnahme 52, z. B. einer Eintiefung, angeordnet. Die Aufnahme 52 besteht z. B. aus einer Ausfräsung im Gabelschenkel 38. Das Element 51 ist pas send in die Aufnahme 52 eingesetzt und fest mit dem Ventilschaft 20 verbunden, z. B. durch eine Klebeverbindung. Auch andere Befestigungsmethoden liegen im Rahmen der Erfindung.The valve 10 also has a sensor unit 50 for non-contact monitoring of the valve stroke in the direction of the arrow 22 on. This sensor unit 50 is preferred at the end of the valve stem 20 arranged, which is the valve member 18 opposite. For example, there is the sensor unit 50 in the area of the fork 37 , The sensor unit 50 has at least one element 51 for generating a predetermined magnetic field on the movable valve stem 20 is held. This magnetic field generating element 51 is z. B. in the fork 37 For example, on the outside of a fork leg 38 arranged. This at least one magnetic field generating element 51 is advantageously z. B. formed from a permanent magnet. It may be formed from an annular, radially magnetized magnet, which on the peripheral surface of the valve stem 20 Surrounding it, arranged. In the embodiment shown, there is at least one magnetic field generating element 51 from a linear element. The linear element is strip-shaped. In another embodiment, not shown, the linear element is designed as a bar magnet and designed cylindrical. How out 2 and 3 is apparent, in this first embodiment, the at least one magnetic field generating element 51 in one on the peripheral surface of the valve stem 20 intended recording 52 , z. B. a recess arranged. The recording 52 exists z. B. from a cutout in the fork leg 38 , The element 51 is pas send into the recording 52 inserted and fixed to the valve stem 20 connected, z. B. by an adhesive bond. Other attachment methods are within the scope of the invention.

Die Sensoreinheit 50 weist ferner, zusätzlich zum magnetfelderzeugenden Element 51, mindestens ein feststehend und dem Element 51 benachbart angeordnetes Sensorelement 56 zur Messung des vom am Sensorelement 56 vorbei bewegbaren Element 51 des Ventilschaftes 20 erzeugten Magnetfeldes auf. Dabei erzeugt das Sensorelement 56 ein mit der jeweiligen Position des Ventilschaftes 20 mit dem Element 51 korrelierendes elektrisches Sensorsignal. Das mindestens eine Sensorelement 56 ist z. B. im wesentlichen auf die Richtung des Magnetfeldes des Elements 51 sensitiv. Statt dessen kann das mindestens eine Sensorelement 56 auch im wesentlichen auf die Stärke dieses Magnetfeldes sensitiv sein. Das Sensorelement 56 besteht z. B. aus einem Hallsensor oder einer Feldplatte oder einem magnetoresistiven Sensorelement. Sensorelemente dieser Art sind bekannt. Es handelt sich dabei um Halbleiterelemente, deren Halbleiterplättchen bei Stromversorgung stromdurchflossen sind. Grundsätzlich können als Sensorelemente 56 alle vom magnetischen Feld abhängige Sensoren eingesetzt werden. Eine Sensoreinheit 50 beschriebener Art hat den Vorteil, dass auf kontaktlose Weise die jeweilige Position des Ventilschaftes 20 über eine bestimmte Wegstrecke sehr genau erfasst werden kann. Da das magnetfelderzeugende Element 51 fest mit dem Ventilschaft 20 verbunden ist und das Sensorelement 56 dem Element 51 benachbart ortsfest angeordnet ist, wird mittels dieser Sensoreinheit 50 unmittelbar und direkt die Bewegung und jeweilige Position des Ventilschaftes 20 erfasst. Aufgrund dieser direkten Hubsensierung des Ventilschaftes 20 mit Ventilglied 18 ergibt sich eine verbesserte Regelbarkeit der Ventilbetätigung, da durch die direkte Sensierung etwaige sonstige Einwirkungen, wie Getriebespiel, Elastizität, Hysterese od. dgl., ausgeschaltet sind.The sensor unit 50 further includes, in addition to the magnetic field generating element 51 , at least one fixed and the element 51 adjacently arranged sensor element 56 for measuring the on the sensor element 56 over movable element 51 of the valve stem 20 generated magnetic field. In this case, the sensor element generates 56 one with the respective position of the valve stem 20 with the element 51 correlating electrical sensor signal. The at least one sensor element 56 is z. B. substantially to the direction of the magnetic field of the element 51 sensitive. Instead, the min at least one sensor element 56 also be sensitive to the strength of this magnetic field substantially. The sensor element 56 exists z. B. from a Hall sensor or a field plate or a magnetoresistive sensor element. Sensor elements of this type are known. These are semiconductor elements whose semiconductor chips are current-flowed during power supply. Basically, as sensor elements 56 all sensors dependent on the magnetic field are used. A sensor unit 50 described type has the advantage that in a contactless manner, the respective position of the valve stem 20 can be detected very accurately over a certain distance. As the magnetic field generating element 51 firmly with the valve stem 20 is connected and the sensor element 56 the element 51 is arranged adjacent stationary, by means of this sensor unit 50 directly and directly the movement and respective position of the valve stem 20 detected. Due to this direct Hubsensierung the valve stem 20 with valve member 18 results in an improved controllability of the valve actuation, since od by the direct sensing any other effects, such as gear play, elasticity, hysteresis. Like., Are switched off.

Das magnetfelderzeugende Element 51 hat eine Magnetisierungsachse in Form der sich zwischen dem Nordpol N und dem Südpol S erstreckenden Magnetach se. Das mindestens eine Sensorelement 56 hat eine Bezugsachse der Magnetisierung seiner Meßschicht. Bei der Sensoreinheit 50 kann die Anordnung so getroffen sein, dass das magnetfelderzeugende Element 51, z. B. der Permanentmagnet, mit seiner Magnetisierungsachse und/oder das Sensorelement 56 mit der Bezugsachse der Magnetisierung seiner Meßschicht parallel oder statt dessen etwa rechtwinklig zur Hubachse gemäß Pfeil 22 des Ventilschaftes 20 angeordnet sind. Das Element 51 kann z. B. so platziert sein, dass dessen Nordpol N oben und dessen Südpol S unten gemäß 2 und 3 vorgesehen sind. Das mindestens eine Sensorelement 56 kann mit der Bezugsachse der Magnetisierung seiner Meßschicht ebenfalls in 2 und 3 vertikal verlaufend angeordnet sein.The magnetic field generating element 51 has a magnetization axis in the form of extending between the north pole N and the south pole S Magnetach se. The at least one sensor element 56 has a reference axis of magnetization of its measuring layer. At the sensor unit 50 the arrangement may be such that the magnetic field generating element 51 , z. B. the permanent magnet, with its magnetization axis and / or the sensor element 56 with the reference axis of the magnetization of its measuring layer parallel or instead approximately at right angles to the lifting axis according to arrow 22 of the valve stem 20 are arranged. The element 51 can z. B. be placed so that its north pole N above and its south pole S below according to 2 and 3 are provided. The at least one sensor element 56 can with the reference axis of the magnetization of its measuring layer also in 2 and 3 be arranged vertically.

Wie sich auch 2 und 3 ergibt, ist das mindestens eine Sensorelement 56 innerhalb eines zumindest die Antriebseinheit 23 enthaltenden Gehäuses 25 angeordnet, z. B. im Bereich des Bodens 26 dieses. Das Gehäuse 25 weist üblicherweise eine Steckbuchse 27 für die elektrische Versorgung des Antriebsmotors 31 auf. Das mindestens eine Sensorelement 56 steht über ein Kabel 57, z. B. ein Flachbandkabel, mit Kontaktstiften der am Gehäuse 25 angeordneten Steckbuchse 27 in elektrischer Verbindung. Dies hat den Vorteil, dass lediglich eine elektrische Schnittstelle vorliegt für die Stromversorgung des Antriebsmotors 31 und des mindestens einen Sensorelements 56.As well 2 and 3 results, this is at least one sensor element 56 within an at least the drive unit 23 containing housing 25 arranged, z. B. in the area of the soil 26 this. The housing 25 usually has a socket 27 for the electrical supply of the drive motor 31 on. The at least one sensor element 56 is over a cable 57 , z. As a ribbon cable, with pins on the housing 25 arranged socket 27 in electrical connection. This has the advantage that only an electrical interface is present for the power supply of the drive motor 31 and the at least one sensor element 56 ,

Bei dem in 4 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel sind für die Teile, die dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 3 entsprechen, gleiche Bezugszahlen verwendet, so dass dadurch zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispieles Bezug genommen ist.At the in 4 shown second embodiment are for the parts according to the first embodiment according to 1 to 3 same reference numerals used, so that reference is made to avoid repetition on the description of the first embodiment.

Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass im Bereich der Gabel 37 eine Hülse 53 fest angebracht ist, die auf der dortigen Umfangsfläche des Ventilschaftes 20, insbesondere der geschlitzten Gabel 37, gehalten ist, wobei das mindestens eine magneffelderzeu gende Element 51 in die Hülse 53 integriert ist, z. B. in diese eingegossen oder eingeklebt ist.The second embodiment differs from the first embodiment in that in the region of the fork 37 a sleeve 53 is firmly attached, on the local peripheral surface of the valve stem 20 , especially the slotted fork 37 is held, wherein the at least one magneffelderzeu ing element 51 in the sleeve 53 is integrated, z. B. is poured or glued into this.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- US 6390079 B1 [0002]

Claims

Exhaust gas recirculation valve for internal combustion engines, with a drive unit ( 23 ) a transmission unit ( 24 ), one with the transmission unit ( 24 ) in operative connection and a valve lift exporting valve stem ( 20 ), one of the valve stem ( 20 ) actuated valve member ( 18 ) and a sensor unit ( 50 ) for non-contact monitoring of the valve lift, characterized in that the sensor unit ( 50 ) at least one element ( 51 ) for generating a predetermined magnetic field at the moving valve stem ( 20 ) and at least one fixed and the element ( 51 ) adjacently arranged sensor element ( 56 ) for measuring the at the sensor element ( 56 ) movable element ( 51 ) of the valve stem ( 20 ) has generated magnetic field, wherein the sensor element ( 56 ) with the respective position of the valve stem ( 20 ) with the element ( 51 ) correlated sensor signal generated.

Exhaust gas recirculation valve according to claim 1, characterized in that the at least one sensor element ( 56 ) is substantially sensitive to the direction of the magnetic field.

Exhaust gas recirculation valve according to claim 1, characterized in that the at least one sensor element ( 56 ) is substantially sensitive to the strength of the magnetic field.

Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one sensor element ( 56 ) is a Hall sensor, a field plate or a magnetoresistive sensor element.

Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one magnetic field generating element ( 51 ) is formed of a permanent magnet.

Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that the magnetic field generating element ( 51 ), in particular the permanent magnet, with its magnetization axis and / or the sensor element ( 56 ) with the reference axis of the magnetization of its measuring layer parallel or perpendicular to the stroke axis of the valve stem ( 20 ) are arranged.

Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 1 to 6, characterized in that the at least one magnetic field generating element ( 51 ) is formed from an annular, radially magnetized magnet, which on the peripheral surface of the valve stem ( 20 ), this surrounding, is arranged.

Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 1 to 6, characterized in that the at least one magnetic field generating element ( 51 ) From a linear element, for. B. a bar magnet is formed.

Exhaust gas recirculation valve according to claim 8, characterized in that the linear element strip-shaped or is cylindrical.

Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 1 to 9, characterized in that the at least one magnetic field generating element ( 51 ) in one on the peripheral surface of the valve stem ( 20 ) ( 52 ), z. B. a recess, is arranged.

Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 1 to 9, characterized in that the at least one magnetic field generating element ( 51 ) in a sleeve ( 53 ) integrated, z. B. is poured, which, on the peripheral surface of the valve stem ( 20 ) is attached.

Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 1 to 11, characterized in that the valve stem ( 20 ) with the valve member ( 18 ) in a valve housing ( 11 ) is arranged and on a longitudinal section by means of a valve stem guide ( 21 ) is slidably mounted.

Exhaust gas recirculation valve according to claim 12, characterized in that the valve housing ( 11 ), preferably at one end, a valve seat ( 17 ), which from the valve member ( 18 ) is mastered.

Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 1 to 13, characterized in that the drive unit ( 23 ) a drive motor ( 31 ), z. B. electric motor, in particular DC motor, having an output shaft ( 32 ) drives.

Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 1 to 14, characterized in that the transmission unit ( 24 ) geared between the output shaft ( 32 ) and the valve stem ( 20 ) is arranged and the conversion of the rotary drive movement in a translational stroke of the valve stem ( 20 ) serves.

Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 1 to 15, characterized in that the transmission unit ( 24 ) one of the output shaft ( 32 ) driven drive member ( 33 ) with at least one in relation to the output shaft ( 32 ) eccentric cam track ( 35 ), and one of the curved path ( 35 ) following cams ( 36 ), in particular in the form of a rolling body, for. B. a rolling bearing, which on the valve member ( 18 ) opposite end of the valve stem ( 20 ) is held.

Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 1 to 16, characterized in that the at least one sensor element ( 56 ) within an at least the drive unit ( 23 ) housing ( 25 ) is arranged, for. B. in the area of the soil ( 26 ) of the housing ( 25 ).

Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 1 to 17, characterized in that the at least one sensor element ( 56 ) via a cable ( 57 ), z. B. ribbon cable, with contact pins one on the housing ( 25 ) of the drive unit ( 23 ) arranged socket ( 27 ) is in electrical connection.

Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 1 to 18, characterized in that the at least one magnetic field generating element ( 51 ) on the valve member ( 18 ) opposite end of the valve stem ( 20 ) is arranged.

Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 16 to 19, characterized in that the valve member ( 18 ) opposite end of the valve stem ( 20 ) a fork ( 37 ), in which the cam ( 36 ) is rotatably mounted, and that the at least one magnetic field generating element ( 51 ) in the area of the fork ( 37 ), z. B. on the outside of a fork leg ( 38 ) is arranged.