專利名稱：空氣閥及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0010本公開涉及控制系統(tǒng)并且更具體地涉及用于發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控
制系統(tǒng)。
0011
背景技術(shù)：
0012現(xiàn)有技術(shù)包括用于火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)，火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī) 借助電子控制實(shí)現(xiàn)空氣管理。用于發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用的空氣流管理裝置過去 已經(jīng)使用有刷永磁電機(jī)和脈寬調(diào)制速度控制。由于有刷永磁電機(jī)具有 相對(duì)短的預(yù)期壽命，因此其不能保持足夠的可靠性。因此需要使用無 刷電機(jī)。
0013由于有刷DC電機(jī)的低預(yù)期壽命， 一些原始設(shè)備(OE)公司 已經(jīng)研發(fā)了進(jìn)一歩包括無刷直流(BLDC)電機(jī)技術(shù)的節(jié)流閥。使用 BLDC電機(jī)技術(shù)是由于高振動(dòng)/負(fù)載、大的扭矩與包裝的比、高速以及 角精度。然而，這種閥的主要應(yīng)用是計(jì)量進(jìn)氣系統(tǒng)的空氣流，進(jìn)氣系 統(tǒng)位于自然進(jìn)氣或增壓發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用的入口段上。因此需要在各種需長 壽命的應(yīng)用中使用的魯棒無刷設(shè)計(jì)。
0014現(xiàn)有技術(shù)中，高水平控制一般地由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU) 提供。從ECU到電機(jī)的命令由特定應(yīng)用運(yùn)行策略基于包括負(fù)載和速度 的多發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)而確定。在這些應(yīng)用中需要空氣閥軸位置傳感器 以提供給ECU的反饋。
0015節(jié)流位置傳感器典型地使用現(xiàn)有技術(shù)的接觸刮水器。由于相 對(duì)短的預(yù)期壽命，該裝置也具有可靠性問題。因此需要具有改進(jìn)的可 靠性和精度的無接觸傳感器。
0016此外，現(xiàn)有技術(shù)包括用于空氣閥和傳感器的復(fù)雜和繁瑣的設(shè) 計(jì)，由于大小、重量和其它考慮，這些空氣閥和傳感器很難滿足應(yīng)用。 因此，需要可用在各種應(yīng)用中的小型、高效封裝的設(shè)計(jì)。
0017

發(fā)明內(nèi)容
0018本發(fā)明提供空氣閥，該空氣閥包括空氣閥殼；置于節(jié)流軸上 的節(jié)流板；附在節(jié)流軸上的被動(dòng)齒輪；經(jīng)由小齒輪與被動(dòng)齒輪連接的 無刷直流電機(jī)組件；包括電路板上的數(shù)字信號(hào)處理的整體式/集成電子 閥控制器；以及電路板上的節(jié)流位置傳感器，其中節(jié)流位置傳感器包 括至少一個(gè)非接觸式傳感器。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，空氣閥可包括 如下特征扭力彈簧，其中齒輪減速可通過單級(jí)齒輪組來實(shí)現(xiàn)，其中 空氣閥可管理大于大約125psi (絕對(duì))的流體，其中被動(dòng)齒輪是斜齒 輪、彈簧齒輪、錐齒輪或螺旋齒輪，其中整體式電子閥控制器能經(jīng)由 PWM和CAN信號(hào)與電機(jī)控制單元通信，其中空氣閥對(duì)于所述節(jié)流板 的全旋轉(zhuǎn)具有少于大約125ms的響應(yīng)時(shí)間，其中空氣閥具有小于大約 1角度的閥位置分辨率，其中空氣閥包括進(jìn)氣口和經(jīng)由進(jìn)氣歧管連在發(fā) 動(dòng)機(jī)上的出氣口，其中在能使得再循環(huán)廢氣流進(jìn)入進(jìn)氣歧管的空氣閥 之后，空氣閥的節(jié)流功能在進(jìn)氣系統(tǒng)的下游區(qū)段內(nèi)產(chǎn)生低壓區(qū)域，其 中通過板載控制器基于從車輛發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元接收到的命令信號(hào)來確 定節(jié)流板的位置，其中來自發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的信號(hào)是脈寬調(diào)制或控制 區(qū)域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的，和/或其中所述空氣閥是蝶式空氣閥。
0019本發(fā)明也提供使用空氣閥的方法，其包括如下步驟，通過使 用電路板上的節(jié)流位置傳感器來感應(yīng)置于節(jié)流軸上的節(jié)流板的位置， 其中該節(jié)流軸連接于被動(dòng)齒輪，被動(dòng)齒輪在所述空氣閥內(nèi)的空氣閥殼 內(nèi)，其中所述節(jié)流位置傳感器包括至少一個(gè)非接觸傳感器，致動(dòng)與被 動(dòng)齒輪相連的無刷直流電機(jī)組件；以及旋轉(zhuǎn)所述節(jié)流板。本發(fā)明也可 以包括使用扭力彈簧偏壓處于開啟位置的所述節(jié)流板，其中所述空氣 閥包括進(jìn)氣口和經(jīng)由進(jìn)氣歧管連接于發(fā)動(dòng)機(jī)的出氣口，從而使得再循 環(huán)廢氣可以被引入所述進(jìn)氣歧管內(nèi)；通過使用板載控制器基于從車輛 發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元接收到的命令信號(hào)來定位節(jié)流板；和/或使用整體式電 子閥控制器，該整體式電子閥控制器包括BLDC控制器內(nèi)的數(shù)字信號(hào)
6處理。
0020本發(fā)明是被研發(fā)以用于位于單級(jí)或復(fù)合增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣閥，
其中所述單級(jí)或復(fù)合增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)氣系統(tǒng)的高壓段。這種空氣閥的 執(zhí)行器是無刷直流伺服電機(jī)。空氣閥設(shè)計(jì)包括能經(jīng)受單級(jí)或復(fù)合增壓 發(fā)動(dòng)機(jī)中所遇高壓的高壓軸封。該裝置的主要應(yīng)用是重負(fù)載壓縮點(diǎn)火 發(fā)動(dòng)機(jī)，不過該裝置也具有在新發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)中的潛在應(yīng)用，諸如在無 節(jié)流火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)或均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)中。
0021空氣閥被設(shè)計(jì)成在入口壓被單級(jí)或復(fù)合增壓裝置增大后約束 入口系統(tǒng)的高壓區(qū)段內(nèi)的空氣流。在空氣閥下游產(chǎn)生的低壓區(qū)域?qū)е?再循環(huán)廢氣(EGR)流進(jìn)入進(jìn)氣歧管內(nèi)。通過改變控制下流壓力的空 氣閥的節(jié)流度來實(shí)現(xiàn)EGR的計(jì)量。通過使用板載控制器基于從車輛 ECU接收到的命令信號(hào)來確定閥的位置。此命令信號(hào)可以是PWM或 CAN類型。閥控制器經(jīng)由非接觸位置傳感器來測量節(jié)流位置。位置反 饋能經(jīng)由PWM或CAN被發(fā)送到發(fā)動(dòng)機(jī)ECU。通過為每個(gè)功能分派具 體脈寬而經(jīng)由PWM通道來發(fā)送閥位置反饋和閥故障信號(hào)。在某個(gè)閥 發(fā)生故障的情況下，故障代碼經(jīng)由PWM或CAN被提供給ECU。
0022正常運(yùn)行中閥在兩個(gè)方向(順時(shí)針和逆時(shí)針)被電機(jī)驅(qū)動(dòng)而 且不依賴扭力彈簧。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉或閥發(fā)生故障時(shí)，扭力彈簧將節(jié)流 件驅(qū)動(dòng)到全開位置。這就為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)空氣管理應(yīng)用提供了良性失效 模式。
0023在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，BLDC電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)如下特征從 全開到全閉的響應(yīng)時(shí)間為小于大約125ms，承受大約18g RMS的振動(dòng) 信號(hào)和從大約-40。C到大約15(TC的溫度極限，提供工作大約20,000小 時(shí)的預(yù)期壽命，與具有大約從40mm到大約150mm的孔尺寸范圍的空 氣閥兼容，和/或在12V和24V電氣系統(tǒng)上運(yùn)行。
0024


0025圖1描述了優(yōu)選實(shí)施例的頂部橫截面；以及0026圖2示出了實(shí)施例的流程圖。
0027本發(fā)明可具有不同修改和變更形式，不過僅有幾個(gè)具體實(shí)施 例在附圖中以示例的形式被示出且在下面被具體描述。這些具體實(shí)施例的附圖和詳細(xì)描述不意圖以任何方式來限制創(chuàng)造性概念或附加權(quán)利 要求的寬度和范圍。而是，附圖和詳細(xì)的書面描述被用來為本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員提供發(fā)明性概念并且使這些人員實(shí)現(xiàn)和使用這些創(chuàng)造性概 念。
0028
具體實(shí)施例方式
0029下面將給出包括在此公開的發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例。為了 清晰，并不是所有實(shí)際實(shí)施的特征在本申請中均被描述和顯示?？梢?理解的是在包括本發(fā)明的實(shí)際實(shí)施例的研發(fā)中，必須做出許多詳細(xì)實(shí) 施的決定來達(dá)到開發(fā)者的目標(biāo)，如與系統(tǒng)相關(guān)、商業(yè)相關(guān)、政府相關(guān) 和其他約束相兼容，這些目標(biāo)時(shí)常會(huì)根據(jù)實(shí)施來改變。雖然研發(fā)者的 嘗試可能是復(fù)雜且耗時(shí)的，不過這些嘗試是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能 承擔(dān)的且有益于本公開內(nèi)容的例行程序。
0030本發(fā)明被設(shè)計(jì)成提供增強(qiáng)的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣排放管理。在一個(gè)優(yōu) 選的實(shí)施例中，空氣閥的特征在于帶有單一電接頭的優(yōu)化封裝的鋁主 體。空氣閥能用在諸如用于內(nèi)燃(IC)發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油(DI)發(fā)動(dòng)機(jī)的 空氣管理的傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)中以及諸如混合燃料、汽油直噴式(GDI) 發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用的空氣管理以及冷或熱EGR管理和廢氣流應(yīng)用或增壓進(jìn)氣
廢氣的閥門管理的先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)中。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，該閥 能夠管理從大約0到大約125 psi (絕對(duì))(大約0到大約860kPa (絕 對(duì)))的流體并且可以用于具有55、 65、 75、 85、 100mm的孔尺寸中 以及對(duì)于12V和24V發(fā)動(dòng)機(jī)電氣系統(tǒng)都是可用的。0031空氣閥的特征在于帶有單級(jí)齒輪系的BLDC電機(jī)技術(shù)和基于 非接觸式傳感器技術(shù)的節(jié)流位置傳感器。高強(qiáng)度合金和先進(jìn)機(jī)加工工 藝用在齒輪系的制造中以確保精確的閥位置、低NVH、最大耐久性和 效率。
0032參考圖1，空氣閥110可被用來計(jì)量在帶有單一或復(fù)合增壓進(jìn) 氣裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用中的EGR。如所示，空氣閥110包括空氣閥殼112， 在該空氣閥殼112中節(jié)流板114被放置在節(jié)流軸116上。
0033節(jié)流軸116被滾針軸承118和球軸承124徑向支撐。軸向平 移被球軸承124約束。
80034節(jié)流軸116穿過軸封120和122。被密封的軸116能夠處理從 大約0到大約125 psi (絕對(duì))(大約0到大約860kPa (絕對(duì)))的流體 管理并且避免加壓凝結(jié)滲透，不過優(yōu)選的是軸封120和122能處理超 過大約125 psi (絕對(duì))(860 kPa (絕對(duì)))的流體管理。節(jié)流軸116也 被放置在滾珠軸承124上，該滾珠軸承124優(yōu)選地包括用于提高耐久 性、可靠性以及位置精度的雙唇密封軸承(dual lip sealed bearing)。
0035扭力彈簧126經(jīng)由被動(dòng)齒輪128將該扭力彈簧126的扭轉(zhuǎn)力 傳遞給節(jié)流軸116。不同于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的扭力彈簧126不是關(guān)閉 閥110的主要手段。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，扭力彈簧126能夠?qū)⒐?jié) 流板114偏壓在開啟位置內(nèi)。軸定位磁鐵130被壓入被動(dòng)齒輪128內(nèi)， 其中被動(dòng)齒輪128被連接或其它方式附加到節(jié)流軸116上。
0036BLDC電機(jī)組件132的軸包括螺旋小齒輪134，螺旋小齒輪 134穿過齒輪罩136和印刷電路板138。 BLDC電機(jī)螺旋小齒輪134與 被動(dòng)齒輪128相互作用。被動(dòng)齒輪128優(yōu)選地可以是螺旋扇形齒輪、 彈簧齒輪、錐齒輪或螺旋錐齒輪。在單級(jí)形式下實(shí)現(xiàn)齒輪減速。
0037印刷電路板138位于BLDC電機(jī)殼112內(nèi)用于最小化電損失 和來自外部源的EMI，并且該印刷電路板138容納在軸定位磁鐵130 附近的軸位置傳感器，從而產(chǎn)生了高度致密的執(zhí)行器設(shè)計(jì)封裝。軸116 的旋轉(zhuǎn)可被印刷電路板138上的傳感器根據(jù)軸定位磁鐵130產(chǎn)生的磁 場的方位的變化而檢測到。此緊湊的BLDC電機(jī)組件132允許通用的 非常緊密的封裝，該封裝可被用于具有受限不動(dòng)產(chǎn)的各種空氣閥應(yīng)用 中。在包含在印刷電路板138內(nèi)的空氣閥控制器和發(fā)動(dòng)機(jī)ECU之間的 通信是通過PWM信號(hào)或CAN協(xié)議(根據(jù)J1939)被處理的。PWM命 令/反饋信號(hào)以229Hz的基礎(chǔ)頻率被傳輸，不過固件能適應(yīng)任意229Hz 倍數(shù)的頻率，也就是1*229、 2*229、 0.5*229等等。命令/反饋信號(hào)的 幅值分別是0-12V和0-5V，不過信號(hào)能被微調(diào)為適應(yīng)本申請的通信需
求的任意信號(hào)幅值。本優(yōu)選實(shí)施例包括六個(gè)錯(cuò)誤編碼信號(hào)選項(xiàng)，經(jīng)由 根據(jù)SAE J1939的PWM或CAN通信選項(xiàng)可傳輸上述六個(gè)錯(cuò)誤編碼信
號(hào)選項(xiàng)。
0038母電接頭140被顯示成與靠近BLDC電機(jī)組件132的空氣閥 殼112連接。本發(fā)明可包括四銷(僅PWM)或六銷(PWM和CAN)或(PWM和RS232)的密封電接頭140，不過適于容納本申請所需的 具體執(zhí)行器-ECU通信的任意多銷電接頭類型均是可行的。RS232連接 能被用于密碼或加密保護(hù)的診斷和/或程序升級(jí)。接頭140優(yōu)選地經(jīng)由 與公接頭的線束被遠(yuǎn)程連接到ECU 142。
0039空氣闊110的執(zhí)行器是無刷型直流伺服電機(jī)，這里顯示為 BLDC電機(jī)組件132。空氣閥設(shè)計(jì)包括高壓軸封120和122，高壓軸封 120和122能承受增壓發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)所遇的高壓，其中該增壓發(fā)動(dòng)機(jī)包括復(fù) 合增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。該裝置的主要應(yīng)用是增壓重載壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣 排放管理，不過該裝置也具有在諸如無節(jié)流火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)或均質(zhì)充 量壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的新發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)中的潛在應(yīng)用。
0040優(yōu)選的是閥對(duì)于90。旋轉(zhuǎn)具有低于大約125ms的響應(yīng)時(shí)間。閥
可具有小于大約1角度的閥位置分辨率，和小于大約1角度的可重復(fù) 性，和相對(duì)于命令位置大約±0.5角度的閥位置。0041印刷電路板138上的微處理器根據(jù)環(huán)境溫度和供給電壓調(diào)整 閥的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。通過微調(diào)電機(jī)的電流和占空比來使得電機(jī)的響應(yīng)時(shí)間 保持恒定。
0042參考圖1，正常運(yùn)行中閥在兩個(gè)方向(順時(shí)針和逆時(shí)針)被發(fā) 動(dòng)機(jī)組件132驅(qū)動(dòng)而不依賴扭力彈簧126。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉或閥發(fā)生故障 時(shí)，扭力彈簧126將節(jié)流板114驅(qū)動(dòng)到全開位置。這就提供了用于柴 油發(fā)動(dòng)機(jī)空氣管理應(yīng)用的良性失效模式。
0043在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，BLDC電機(jī)132可實(shí)現(xiàn)大約125ms 的從全開到全閉的響應(yīng)時(shí)間，承受大約18gRMS的振動(dòng)信號(hào)以及從大 約-4(TC到大約15(TC的溫度極限，提供大約20,000小時(shí)的預(yù)期工作壽 命，與具有從大約40mm到大約150mm的孔尺寸的空氣闊兼容，禾口/ 或在12V和24V電氣系統(tǒng)上均能運(yùn)行。
0044本優(yōu)選實(shí)施例包括蝶式空氣閥。本優(yōu)選實(shí)施例利用被偏壓到 開啟位置的扭力彈簧。被動(dòng)齒輪優(yōu)選地為用于封裝、魯棒性、可靠性 和減少的噪音的單級(jí)螺旋齒輪。
0045此外，BLDC電機(jī)組件和傳動(dòng)配置優(yōu)選地被成形為使得本優(yōu)
選實(shí)施例包括能夠適合各種內(nèi)流管道直徑和各種進(jìn)口/出口配置的整體 式電機(jī)/控制器/齒輪箱，所述內(nèi)流管道直徑包括但不限制于大約45mm到大約150mm的內(nèi)直徑，所述進(jìn)口/出口配置包括直通、成角度的或復(fù) 雜配置。軸封120優(yōu)選地能夠適應(yīng)在高達(dá)大約125psia (860kPa (絕 對(duì)))的高流體壓力下運(yùn)行。
0046關(guān)于空氣閥的電子設(shè)備，可想到優(yōu)選地整體式電子閥控制器 與非接觸軸位置傳感器和高效電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路一同使用，其中整體式電 子閥控制器包括BLDC控制器內(nèi)的先進(jìn)模擬和數(shù)字信號(hào)處理(DSP) 和印制在電路板138的傳感器上的傳感器。魯棒系統(tǒng)與固件被出廠編 程以用于和具體的客戶ECU通信。
0047BLDC電機(jī)組件132優(yōu)選地包括整體式無刷BLDC伺服電機(jī) 和齒輪箱密封器以實(shí)現(xiàn)高扭矩、高速和精確度。預(yù)想的是該組件是與 PWM和CAN I/O協(xié)議兼容的、在大約-4(TC到大約125"C完全運(yùn)行的、 以及與12V和24V兼容的。預(yù)想的是本發(fā)明正常使用下，B10的預(yù)期 壽命大約是20,000小時(shí)。
0048參考圖2，空氣閥210在一個(gè)優(yōu)選配置中被示出。在該實(shí)施例 中，空氣閥210具有被示出的進(jìn)氣口 212和出氣口 214。使用中，空氣 進(jìn)入低壓渦輪增壓器218的空氣入口 216。穿過低壓渦輪增壓器218 后，空氣穿過低壓空氣增壓器冷卻器220?？諝怆x開低壓空氣增壓器冷 卻器220且進(jìn)入高壓渦輪增壓器222?？諝怆x開高壓渦輪增壓器222 并且進(jìn)入高壓空氣增壓器冷卻器224。來自于高壓空氣增壓器冷卻器 224的空氣進(jìn)入空氣閥210的進(jìn)氣口 212。
0049吸入的空氣經(jīng)由進(jìn)氣歧管228從出氣口 214進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)226。 在圖2所示的布置中，再循環(huán)廢氣流(EGR) 230進(jìn)入出氣口 214和發(fā) 動(dòng)機(jī)226之間的進(jìn)氣歧管228。由于在進(jìn)氣歧管228上游的空氣閥210 的節(jié)流效應(yīng)產(chǎn)生的低壓區(qū)域，所以EGR被吸入進(jìn)氣歧管228。當(dāng)空氣 閥根據(jù)由ECU做出的節(jié)流板的受命令的位置阻塞空氣流動(dòng)時(shí)，吸入的 EGR流速與空氣閥210的進(jìn)氣口 212和出氣口 214之間產(chǎn)生的壓力差 直接成正比。
0050本發(fā)明已在優(yōu)選的和其它實(shí)施例中被描述并且不是每個(gè)本發(fā) 明的實(shí)施例都被描述。根據(jù)被描述的實(shí)施例的明顯修改和變更對(duì)于實(shí) 習(xí)本領(lǐng)域技術(shù)的人是可用的。公開或未公開的實(shí)施例不是為了限制和 限定本申請?jiān)O(shè)想的發(fā)明的范圍和應(yīng)用，而是與專利法律相一致，申請
ii是為了完全保護(hù)所有這樣的修改和更正使其落入隨后權(quán)利要求等價(jià)的 領(lǐng)域和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.空氣閥，其包括空氣閥殼；置于節(jié)流軸上的節(jié)流板；附在所述節(jié)流軸上的被動(dòng)齒輪；經(jīng)由小齒輪與所述被動(dòng)齒輪連接的無刷直流電機(jī)組件；包括電路板上的數(shù)字信號(hào)處理的整體式電子閥控制器；以及在所述電路板上的節(jié)流位置傳感器，其中所述節(jié)流位置傳感器包括至少一個(gè)非接觸式傳感器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣閥，其進(jìn)一步包括扭力彈簧。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣閥，其中通過單級(jí)齒輪組來實(shí)現(xiàn)齒輪 減速。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣閥，其中所述空氣閥能管理超過大約 125psi絕對(duì)壓的流體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣閥，其中所述被動(dòng)齒輪是斜齒輪、彈 簧齒輪、錐齒輪或螺旋齒輪。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣閥，其中所述整體式電子閥控制器能 經(jīng)由PWM和CAN信號(hào)與發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通信。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣閥，其中所述空氣閥對(duì)于所述節(jié)流板 的全旋轉(zhuǎn)有著少于大約125ms的響應(yīng)時(shí)間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣閥，其中所述空氣閥具有小于大約1 角度的閥位置分辨率。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣閥，其中所述空氣閥進(jìn)一步包括: 進(jìn)氣口；被進(jìn)氣歧管連接到發(fā)動(dòng)機(jī)上的出氣口；以及再循環(huán)廢氣源；其中所述源被連接到所述進(jìn)氣歧管。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣閥，其中所述節(jié)流板的定位借助板 載控制器基于從車輛發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元接收到的命令信號(hào)來建立。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣閥，其進(jìn)一步包括RS232連接。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣閥，其中來自所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元 的信號(hào)是脈寬調(diào)制或控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空氣閥，其中所述空氣閥是蝶式空氣閥。
14.空氣閥，其包括 空氣閥殼；置于節(jié)流軸上的節(jié)流板； 能夠在所述節(jié)流軸上作用的被動(dòng)齒輪； 與所述被動(dòng)齒輪連接的無刷直流電機(jī)組件； 扭力彈簧；以及位于電路板上的節(jié)流位置傳感器，其中所述節(jié)流位置傳感器包括至 少一個(gè)非接觸式傳感器；其中所述節(jié)流板的定位借助板載控制器基于從車輛發(fā)動(dòng)機(jī)控制單 元接收到的命令信號(hào)來建立。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的空氣閥，其中所述被動(dòng)齒輪是斜齒輪、 彈簧齒輪、錐齒輪或螺旋齒輪。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的空氣閥，其中所述空氣闊包括進(jìn)氣口和經(jīng)由進(jìn)氣歧管連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的出氣口，其中再循環(huán)廢氣源被連接到所 述進(jìn)氣歧管。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的空氣闊，其進(jìn)一步包括整體式電子閥控制器，所述整體式電子閥控制器包括在BLDC控制器內(nèi)的數(shù)字信號(hào)處 理和在所述電路板上的傳感器。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的空氣閥，其進(jìn)一步包括RS232連接。
19. 使用空氣閥的方法，其包括以下步驟(a) 通過使用在電路板上的節(jié)流閥位置傳感器來感應(yīng)節(jié)流板的位 置，其中該節(jié)流板被置于連接到被動(dòng)齒輪的節(jié)流軸上，該被動(dòng)齒輪在 所述空氣閥內(nèi)的空氣閥殼里，其中所述節(jié)流閥位置傳感器包括至少一 個(gè)非接觸傳感器；(b) 驅(qū)動(dòng)與所述被動(dòng)齒輪相連的無刷直流電機(jī)組件；以及(c) 旋轉(zhuǎn)所述節(jié)流板。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其進(jìn)一步包括用扭力彈簧來偏壓 處于開啟位置的所述節(jié)流板的步驟。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述空氣閥包括進(jìn)氣口和經(jīng) 由進(jìn)氣歧管連接在發(fā)動(dòng)機(jī)上的出氣口，該方法進(jìn)一步包括使廢氣再循 環(huán)到所述進(jìn)氣歧管的步驟。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其進(jìn)一步包括通過使用板載控制 器基于從車輛發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元接收到的命令信號(hào)來定位所述節(jié)流板的 步驟。
23. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其進(jìn)一步包括使用整體式電子閥 控制器，其中該整體式電子閥控制器包括在BLDC控制器內(nèi)的數(shù)字信 號(hào)處理。
全文摘要
空氣閥及其使用方法，該空氣閥包括空氣閥殼；置于節(jié)流軸上的節(jié)流板；附在節(jié)流軸上的被動(dòng)齒輪；經(jīng)由小齒輪與被動(dòng)齒輪連接的無刷直流電機(jī)組件；包括電路板上的數(shù)字信號(hào)處理的整體式電子閥控制器；以及電路板上的節(jié)流位置傳感器，其中節(jié)流位置傳感器包括至少一個(gè)無接觸式傳感器。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，空氣閥包括進(jìn)氣口和經(jīng)由進(jìn)氣歧管連在發(fā)動(dòng)機(jī)上的出氣口，使得再循環(huán)廢氣被引入進(jìn)氣歧管內(nèi)。
文檔編號(hào)F02D9/02GK101568711SQ200780048116
公開日2009年10月28日 申請日期2007年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月13日
發(fā)明者J·A·勃蘭特, J·A·比格利, J·C·林德塞, N·C·詹斯, N·R·戈博爾, O·巴斯卡, R·E·特德, S·艾特塞耶基 申請人:華立性能產(chǎn)品公司