發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣渦流產(chǎn)生裝置制造方法
【專利摘要】一種裝置，其具有安置在進(jìn)氣通路（1）中的渦流產(chǎn)生閥（2）。閥（2）在發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸中產(chǎn)生渦流。閥（2）通過進(jìn)氣的流動(dòng)而受到進(jìn)氣流力矩（TA）作用。閥（2）通過電動(dòng)致動(dòng)器（5）中的電動(dòng)機(jī)（9）驅(qū)動(dòng)。反向傳動(dòng)力矩（TB）對(duì)于當(dāng)電動(dòng)機(jī)（9）停用時(shí)使電動(dòng)致動(dòng)器（5）中的電動(dòng)機(jī)（9）旋轉(zhuǎn)而言是必需的。抵消彈簧（3）配置成將抵消力矩（TC）施加到閥（2）。力矩被設(shè)定成滿足|TA+TC|<|TB|。因此，可以在電動(dòng)致動(dòng)器（5）停用的同時(shí)保持閥（2）的閥開度。
【專利說明】發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣渦流產(chǎn)生裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣渦流產(chǎn)生裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]提出一種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣渦流產(chǎn)生裝置。為了抑制最大閥開度中的壓力損失，會(huì)避免將蝶形閥用作渦流產(chǎn)生閥。替代的是，將舌狀閥或旋轉(zhuǎn)閥用作渦流產(chǎn)生閥。例如，JP4556864B (US2007144483A1)公開了一種渦流產(chǎn)生閥。
[0003]因?yàn)榈伍y通常在可移動(dòng)閥構(gòu)件的中央具有可旋轉(zhuǎn)軸，所以可以減小由進(jìn)氣流引起的旋轉(zhuǎn)扭矩。下文中，由進(jìn)氣流引起的旋轉(zhuǎn)扭矩可以被稱為進(jìn)氣流力矩TA。然而，因?yàn)樾D(zhuǎn)閥受到旋轉(zhuǎn)扭矩(關(guān)于可旋轉(zhuǎn)軸非對(duì)稱的進(jìn)氣流力矩TA)作用，所以旋轉(zhuǎn)閥可能受到較大的進(jìn)氣流力矩TA作用。
[0004]作為實(shí)例，在舌狀閥的情況下，當(dāng)閥全閉(0%閥開度(VD))時(shí)，進(jìn)氣流力矩TA變?yōu)樽畲?，而?dāng)閥全開(100%VD)時(shí)，進(jìn)氣流力矩TA變?yōu)樽钚　Ｔ趫D2中示出示例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]由于作用在渦流產(chǎn)生閥上的上述大進(jìn)氣流力矩TA，渦流產(chǎn)生閥可能被進(jìn)氣流力矩TA旋轉(zhuǎn)。例如，當(dāng)用于移動(dòng)渦流產(chǎn)生閥的電動(dòng)致動(dòng)器由于不供應(yīng)電力而停用時(shí)，可能難以保持閥開度。
[0006]此外，近年來，為了針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況調(diào)節(jié)渦流，將渦流產(chǎn)生閥保持在中間開度的需求增加。
[0007]然而，在中間開度下，渦流產(chǎn)生閥不能通過使用機(jī)械止動(dòng)件保持。因此，更加難以避免渦流產(chǎn)生閥被進(jìn)氣流力矩TA旋轉(zhuǎn)。
[0008]本申請(qǐng)的目的在于提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣渦流產(chǎn)生裝置，其能夠在電動(dòng)致動(dòng)器停用時(shí)保持閥開度。
[0009]本申請(qǐng)的另一目的在于提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣渦流產(chǎn)生裝置，其能夠在電動(dòng)致動(dòng)器不被供應(yīng)電力時(shí)保持閥開度。
[0010]根據(jù)本申請(qǐng)，提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣渦流產(chǎn)生裝置。所述裝置具有安置在進(jìn)氣通路中的渦流產(chǎn)生閥，并且在發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸中產(chǎn)生渦流。所述裝置具有通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)渦流產(chǎn)生閥的電動(dòng)致動(dòng)器。所述裝置具有將力施加到渦流產(chǎn)生閥的抵消彈簧。渦流產(chǎn)生閥受到進(jìn)氣流力矩TA作用，所述進(jìn)氣流力矩TA是通過進(jìn)氣的流動(dòng)施加到渦流產(chǎn)生閥的旋轉(zhuǎn)扭矩。對(duì)于電動(dòng)致動(dòng)器而言，存在反向傳動(dòng)力矩TB,所述反向傳動(dòng)力矩TB是在電動(dòng)機(jī)停用時(shí)使電動(dòng)致動(dòng)器中的電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)所需的旋轉(zhuǎn)扭矩。
[0011]抵消彈簧沿反向于進(jìn)氣流力矩TA的方向?qū)⒘κ┘拥綔u流產(chǎn)生閥，從而施加抵消力矩TC，所述抵消力矩TC是施加到渦流產(chǎn)生閥的旋轉(zhuǎn)扭矩。抵消力矩TC設(shè)定成使得施加到渦流產(chǎn)生閥的包括進(jìn)氣流力矩TA和抵消力矩TC的合力矩TD設(shè)定成小于反向傳動(dòng)力矩TB。[0012]即使渦流產(chǎn)生閥在電動(dòng)致動(dòng)器停用時(shí)受到進(jìn)氣流力矩TA作用，也可以保持渦流產(chǎn)生閥的閥開度。
[0013]例如，可以在電動(dòng)致動(dòng)器停用期間將渦流產(chǎn)生閥保持在其中間開度。因此，可以通過減少對(duì)電動(dòng)致動(dòng)器和閥的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)而改善耐久性?？梢詼p小電功率消耗以保持開度。在一些情況下，可以通過抵消彈簧減小電動(dòng)機(jī)和渦流產(chǎn)生閥之間的傳動(dòng)系上的齒輪側(cè)隙。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]通過以下參考附圖的詳細(xì)說明，本申請(qǐng)的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變?yōu)楦语@而易見。在視圖中:
[0015]圖1是框圖，示出使用根據(jù)第一實(shí)施例的舌狀閥的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣渦流產(chǎn)生裝置；
[0016]圖2是曲線圖，示出在舌狀閥的情況下閥開度VD和進(jìn)氣流力矩TA之間的關(guān)系；
[0017]圖3A是曲線圖，示出在舌狀閥的情況下在閥開度VD上的進(jìn)氣流力矩TA和反向傳動(dòng)力矩TB ；
[0018]圖3B是曲線圖，示出在舌狀閥的情況下在閥開度VD上的進(jìn)氣流力矩TA、反向傳動(dòng)力矩TB和抵消力矩TC ；
[0019]圖4是框圖，示出使用根據(jù)第二實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)閥的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣渦流產(chǎn)生裝置；
[0020]圖5是曲線圖，示出在旋轉(zhuǎn)閥的情況下閥開度VD和進(jìn)氣流力矩TA之間的關(guān)系；[0021 ] 圖6A是曲線圖，示出在旋轉(zhuǎn)閥的情況下在閥開度VD上的進(jìn)氣流力矩TA和反向傳動(dòng)力矩TB ;并且
[0022]圖6B是曲線圖，示出在旋轉(zhuǎn)閥的情況下在閥開度VD上的進(jìn)氣流力矩TA、反向傳動(dòng)力矩TB和抵消力矩TC。
【具體實(shí)施方式】
[0023]發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣渦流產(chǎn)生裝置具有渦流產(chǎn)生閥2和電動(dòng)致動(dòng)器5。所述裝置可以被應(yīng)用到通過燃燒燃料產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)。
[0024]渦流產(chǎn)生閥2安置在用于發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道I中。渦流產(chǎn)生閥2可以安置在進(jìn)氣口或進(jìn)氣歧管中。渦流產(chǎn)生閥2在發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)產(chǎn)生渦流。渦流產(chǎn)生閥2被稱為滾流控制閥或旋流控制閥。
[0025]電動(dòng)致動(dòng)器5驅(qū)動(dòng)渦流產(chǎn)生閥2，例如使渦流產(chǎn)生閥2旋轉(zhuǎn)以調(diào)節(jié)進(jìn)氣道I中的閥開度VD0
[0026]所述裝置通過由抵消彈簧3施加的抵消力矩TC而減少作用在渦流產(chǎn)生閥2上的進(jìn)氣流力矩TA。所述裝置在渦流產(chǎn)生閥2的閥開度改變的同時(shí)保持施加到渦流產(chǎn)生閥3的包括進(jìn)氣流力矩TA和抵消力矩TC的合力矩TD小于反向傳動(dòng)力矩TB。
[0027]進(jìn)氣流力矩TA是通過進(jìn)氣的流動(dòng)施加到渦流產(chǎn)生閥的旋轉(zhuǎn)扭矩。
[0028]反向傳動(dòng)力矩TB是當(dāng)電動(dòng)機(jī)停用時(shí)使電動(dòng)致動(dòng)器5中的電動(dòng)機(jī)9旋轉(zhuǎn)所需的旋轉(zhuǎn)扭矩。反向傳動(dòng)力矩TB是由電動(dòng)致動(dòng)器5的輸出使電動(dòng)機(jī)9旋轉(zhuǎn)所需的旋轉(zhuǎn)扭矩。
[0029]抵消力矩TC是通過抵消彈簧3施加到渦流產(chǎn)生閥的旋轉(zhuǎn)扭矩。
[0030]力矩TA、TB和TC被設(shè)定以滿足以下關(guān)系:I TD | < | TB |，此處TD是進(jìn)氣流力矩TA和抵消力矩TC的合力矩(TD=TA+TC)。[0031](第一實(shí)施例)
[0032]參考附圖描述實(shí)施例。實(shí)施例僅被描述以公開本申請(qǐng)的一個(gè)示例，且并不代表對(duì)本申請(qǐng)的范圍的限制。
[0033]在以下實(shí)施例中，相同的附圖標(biāo)記可以用于表示相同部件或用于相同功能的類似部件。
[0034]圖1-3示出第一實(shí)施例。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣渦流產(chǎn)生裝置提供滾流產(chǎn)生裝置。所述裝置在發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室中產(chǎn)生滾流。所述裝置產(chǎn)生適于燃燒的滾流。所述裝置根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況(諸如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)載荷、發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱程度)控制滾流。所述裝置具有在燃燒室中產(chǎn)生滾流的TCV2。
[0035]所述裝置具有通過將TCV2的閥開度VD調(diào)節(jié)至目標(biāo)的方式驅(qū)動(dòng)TCV2的電動(dòng)致動(dòng)器5。所述裝置具有探測(cè)TCV2的閥開度VD的開度傳感器6。所述裝置具有控制電動(dòng)致動(dòng)器5的E⑶7。E⑶7至少以接通和斷開的方式控制供應(yīng)到電動(dòng)致動(dòng)器5的電力。
[0036]TCV2是滾流控制閥的縮寫，并且是渦流產(chǎn)生閥的示例之一。TCV2是用于在進(jìn)氣流IN中產(chǎn)生流動(dòng)偏差的偏流產(chǎn)生閥。TCV2可以布置在將進(jìn)氣引至燃燒室的進(jìn)氣道I內(nèi)。在多汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，多個(gè)TCV2分別布置在各進(jìn)氣道I中。TCV2可以安置在形成于汽缸蓋體中的進(jìn)氣口中。TCV2可以安置在連接至進(jìn)氣口的進(jìn)氣歧管的下游部分中。替代地，TCV2可以安置在布置于進(jìn)氣口和進(jìn)氣歧管之間的通道構(gòu)件中。
[0037]TCV2具有固定構(gòu)件(例如，閥外殼)和通過軸承以可旋轉(zhuǎn)方式被支撐在閥外殼上的可旋轉(zhuǎn)軸4。TCV2具有借助于固定(諸如螺釘)、部分變形、或壓配方式而固定在可旋轉(zhuǎn)軸4上的可移動(dòng)閥構(gòu)件。可移動(dòng)閥構(gòu)件能將閥開度VD在全閉位置和全開位置之間調(diào)節(jié)。全閉位置可以被稱為0%VD。在全閉位置，可移動(dòng)閥構(gòu)件被放置在打開進(jìn)氣道I 一小部分的位置。例如，TCV2限定進(jìn)氣道I上部上的小開口，以在燃燒室中產(chǎn)生滾流。因此，在全閉位置，TCV2允許少量的進(jìn)氣流經(jīng)過。全開位置可以被稱為100%VD。在全開位置，可移動(dòng)閥構(gòu)件被放置盡可能寬地打開進(jìn)氣道I的位置。TCV2能夠沿打開方向OP和關(guān)閉方向CL移動(dòng)。
[0038]如圖1所示，TCV2是舌狀閥。舌狀閥由布置在可移動(dòng)閥構(gòu)件的一端上的可旋轉(zhuǎn)軸4支撐。舌狀閥可以被稱為鉸鏈型閥或門型閥。舌狀閥具有形成為板狀的可移動(dòng)閥構(gòu)件。舌狀閥具有布置在可移動(dòng)閥構(gòu)件的末端上的可旋轉(zhuǎn)軸4。舌狀閥能在全開位置減小壓降，因?yàn)榭尚D(zhuǎn)軸4可以布置在進(jìn)氣道I的壁上。閥2通過進(jìn)氣的流動(dòng)而受到進(jìn)氣流力矩TA作用。
[0039]電動(dòng)致動(dòng)器5具有響應(yīng)于電功率供應(yīng)而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩的電動(dòng)機(jī)9。下文中，電動(dòng)機(jī)9可以簡(jiǎn)單地被稱為電機(jī)9。電動(dòng)致動(dòng)器5具有使電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)輸出變慢的減速機(jī)構(gòu)8。減速機(jī)構(gòu)8放大來自電動(dòng)機(jī)9的旋轉(zhuǎn)扭矩，并且向可旋轉(zhuǎn)軸4傳遞旋轉(zhuǎn)扭矩。下文中，減速機(jī)構(gòu)8可以簡(jiǎn)單地被稱為變速箱8。閥2被電動(dòng)致動(dòng)器5中的電動(dòng)機(jī)9驅(qū)動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)9停用時(shí)，反向傳動(dòng)力矩TB對(duì)于使電動(dòng)致動(dòng)器5中的電動(dòng)機(jī)9旋轉(zhuǎn)而言是必要的。
[0040]電動(dòng)機(jī)9是根據(jù)電流量產(chǎn)生輸出旋轉(zhuǎn)扭矩的直流電動(dòng)機(jī)，并且通過改變電流方向而切換旋轉(zhuǎn)方向。電動(dòng)致動(dòng)器5具有使電動(dòng)機(jī)9的旋轉(zhuǎn)輸出變慢的變速箱8。變速箱8通過一套齒輪組放大輸出力矩(即，電動(dòng)機(jī)9的輸出旋轉(zhuǎn)扭矩)，并且將輸出傳遞至可旋轉(zhuǎn)軸
4。變速箱8具有與TCV2的可旋轉(zhuǎn)軸4相接合的末級(jí)齒輪。
[0041]詳細(xì)地，變速箱8具有能夠與電動(dòng)機(jī)9 一起旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)齒輪。變速箱8具有由電動(dòng)機(jī)齒輪驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的中間齒輪。變速箱8具有由中間齒輪驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的末級(jí)齒輪。
[0042]例如，電動(dòng)機(jī)齒輪可以由固定在電動(dòng)機(jī)9的轉(zhuǎn)子軸上的蝸輪提供。中間齒輪可以由齒輪組提供，在所述齒輪組中，大直徑斜齒輪和小直徑直齒輪同軸地布置。中間齒輪可以通過可旋轉(zhuǎn)方式被支撐在支撐軸上，所述支撐軸被支撐在固定構(gòu)件(諸如閥外殼)上。斜齒輪與電動(dòng)機(jī)齒輪一直嚙合。直齒輪與末級(jí)齒輪一直嚙合。此外，中間齒輪可能還具有斜齒輪和直齒輪之間的緩沖構(gòu)件(例如，橡膠構(gòu)件)，以吸收沖擊和振動(dòng)。
[0043]末級(jí)齒輪可以是具有大直徑且固定在TCV2的可旋轉(zhuǎn)軸4的一端上的外齒輪。因此，變速箱8以電動(dòng)機(jī)齒輪、斜齒輪、直齒輪和末級(jí)齒輪的順序通過各齒輪將旋轉(zhuǎn)扭矩傳遞至 TCV2。
[0044]開度傳感器6可以安置成位置傳感器，所述位置傳感器通過檢測(cè)可旋轉(zhuǎn)軸4的旋轉(zhuǎn)角的度數(shù)檢測(cè)TCV2的開度VD、并且根據(jù)可旋轉(zhuǎn)軸4的旋轉(zhuǎn)角的度數(shù)(即，TCV2的閥開度VD)向E⑶7輸出閥開度的信號(hào)指示。
[0045]開度傳感器6可以由磁性傳感器提供，所述磁性傳感器通過非接觸的方式檢測(cè)兩個(gè)部件之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。開度傳感器6可以具有可以布置成與可旋轉(zhuǎn)軸4 一起旋轉(zhuǎn)的磁通發(fā)生器。開度傳感器6可以具有磁性檢測(cè)器，所述磁性檢測(cè)器檢測(cè)由磁通發(fā)生器引起的磁通量的改變。磁性檢測(cè)器可以布置在蓋上，所述蓋關(guān)閉變速箱8的外殼上的開口。磁性檢測(cè)器可以由霍爾傳感器集成電路等提供。
[0046]ECU7是發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的縮寫。ECU7根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)控制，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制可以包括控制來自駕駛員的輸入(諸如在油門上的操作量)。ECU7提供控制TCV2以將閥開度調(diào)節(jié)至目標(biāo)的控制裝置。換言之，ECU7控制到電動(dòng)機(jī)9的電力供應(yīng)，即，電流供應(yīng)。E⑶7至少接通和斷開到電動(dòng)機(jī)9的電力供應(yīng)。E⑶7通過不向電動(dòng)機(jī)9供應(yīng)電力而停用電動(dòng)機(jī)9。
[0047]ECU7具有根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)執(zhí)行各種操作的電子控制模塊。ECU7也具有驅(qū)動(dòng)器單元(EDU)，所述驅(qū)動(dòng)器單元基于在電子控制模塊中計(jì)算出的控制信號(hào)接通、斷開供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)9的電力、以及調(diào)節(jié)供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)9的電力大小。例如，驅(qū)動(dòng)器單元控制待施加到電動(dòng)機(jī)9的電壓。
[0048]ECU7可以由使用微型計(jì)算機(jī)的控制器電路提供，所述微型計(jì)算機(jī)可以具有中央處理單元和存儲(chǔ)器。中央處理單元執(zhí)行操作(運(yùn)算)處理。存儲(chǔ)器可以提供存儲(chǔ)裝置，所述存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)包括數(shù)個(gè)程序和傳感器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。ECU7存儲(chǔ)TCV控制程序，所述控制程序根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)執(zhí)行TCV2的打開控制。換言之，ECU7存儲(chǔ)用于控制到電動(dòng)機(jī)9的電力供應(yīng)的程序。
[0049]TCV控制程序根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)設(shè)定TCV2的目標(biāo)開度。TCV控制程序控制到電動(dòng)機(jī)9的電力供應(yīng)，以使得TCV2的所檢測(cè)到的閥開度即實(shí)際開度接近并且變?yōu)榈扔谀繕?biāo)開度。TCV控制程序通過在所檢測(cè)到的閥開度變?yōu)榈扔谀繕?biāo)開度之后關(guān)閉到電動(dòng)致動(dòng)器5和電動(dòng)機(jī)9的電力供應(yīng)而保持TCV2的閥開度。TCV控制程序使關(guān)閉狀態(tài)保持，直到目標(biāo)改變。即，E⑶7 (BP, TCV控制程序)通過使到電動(dòng)致動(dòng)器5和電動(dòng)機(jī)9的電力供應(yīng)保持關(guān)閉而在TCV2的閥開度上執(zhí)行保持控制。
[0050]當(dāng)通過不向電動(dòng)致動(dòng)器5供應(yīng)電力到而使其停用時(shí),反向傳動(dòng)力矩TB對(duì)于通過向TCV2施加旋轉(zhuǎn)扭矩而由TCV2經(jīng)由變速箱8使電動(dòng)機(jī)9旋轉(zhuǎn)而言是必需的。換言之，對(duì)于電動(dòng)致動(dòng)器5而言,存在反向傳動(dòng)力矩TB,所述反向傳動(dòng)力矩TB是當(dāng)電動(dòng)機(jī)9停用時(shí)使電動(dòng)致動(dòng)器5中的電動(dòng)機(jī)9旋轉(zhuǎn)所需的旋轉(zhuǎn)扭矩。
[0051]反向傳動(dòng)力矩TB是以下力矩之一:(i)通過將減速機(jī)構(gòu)8的減速比乘以電動(dòng)機(jī)9的齒槽力矩而獲得的起動(dòng)力矩；以及(ii)由減速機(jī)構(gòu)8輸出的使電動(dòng)機(jī)9旋轉(zhuǎn)所需的力矩。
[0052] 反向傳動(dòng)力矩TB可以是以下力矩中較大者:(i)起動(dòng)力矩和(ii)由減速機(jī)構(gòu)8的輸出使電動(dòng)機(jī)9旋轉(zhuǎn)所需的力矩。下文中描述反向傳動(dòng)力矩TB是起動(dòng)力矩的示例。
[0053]下文中描述起動(dòng)力矩。
[0054]因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)9是使用永磁體的直流電動(dòng)機(jī)，所以轉(zhuǎn)子通過由永磁體形成的磁性引力而受到齒槽力矩作用。因此，為了使轉(zhuǎn)子經(jīng)由其上的軸旋轉(zhuǎn)，需要將比齒槽力矩更大的旋轉(zhuǎn)扭矩施加到軸上。
[0055]此外，變速箱8布置在電動(dòng)機(jī)9和TCV2之間。因此，為了通過將旋轉(zhuǎn)扭矩施加到TCV2而使電動(dòng)機(jī)9旋轉(zhuǎn)，需要施加比通過將變速箱8的減速比乘以上述齒槽力矩所獲得的旋轉(zhuǎn)扭矩更大的旋轉(zhuǎn)扭矩。換言之，為了通過TCV2旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)9，電動(dòng)致動(dòng)器5需要比能通過將變速箱8的減速比乘以電動(dòng)機(jī)9的齒槽力矩獲得的起動(dòng)力矩更大的旋轉(zhuǎn)扭矩。
[0056]因此，起動(dòng)力矩可以作為能通過將變速箱8的減速比施加到電動(dòng)機(jī)9的齒槽力矩所獲得的值計(jì)算。反向傳動(dòng)力矩TB可以在電動(dòng)機(jī)9的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向上產(chǎn)生。
[0057]另一方面，因?yàn)門CV2是如圖1所示的舌狀閥，所以其通過流經(jīng)進(jìn)氣道I的進(jìn)氣而受到進(jìn)氣流力矩TA的作用。如圖2所示，當(dāng)TCV2全閉時(shí)(0%VD)，進(jìn)氣流力矩TA變?yōu)樽畲?，而?dāng)TCV2全開時(shí)(100%VD)，進(jìn)氣流力矩TA變?yōu)樽钚　?br> [0058]因此，TCV2通過流經(jīng)進(jìn)氣道I的進(jìn)氣流而受到相對(duì)較大的進(jìn)氣流力矩TA作用。圖3A示出表示作用在TCV2上的力矩的曲線圖。水平軸線示出閥開度VD。豎直軸線示出可旋轉(zhuǎn)軸4上的力矩TV。
[0059]如圖3A所示，進(jìn)氣流力矩TA可以超過反向傳動(dòng)力矩TB (+TAHTB)。在電動(dòng)致動(dòng)器5和電動(dòng)機(jī)9由于關(guān)閉電力供應(yīng)而停用的停用狀態(tài)下，當(dāng)進(jìn)氣流力矩TA大于反向傳動(dòng)力矩TB (即，起動(dòng)力矩)(+了4>+了8)、(|了么|>|了8|)時(shí)，可以保持1'(^2的閥開度￥0。在這個(gè)實(shí)施例中，定義打開TCV2的打開方向OP為正( + )，而關(guān)閉TCV2的關(guān)閉方向CL為負(fù)(_)。
[0060]如圖1所示，提供抵消彈簧3以將抵消力矩TC施加到TCV2。抵消彈簧3施加抵消力矩TC，所述抵消力矩TC沿反向于進(jìn)氣流力矩TA的方向作用在TCV2上。進(jìn)氣流力矩TA沿打開TCV2的方向作用在TCV2上。相反地，抵消彈簧3沿相反于進(jìn)氣流力矩TA的方向?qū)⑵昧?即，彈簧力)施加到TCV2。抵消彈簧3沿關(guān)閉TCV2的方向施加抵消力矩TC。
[0061]抵消彈簧3可以由任何類型的彈簧(諸如渦簧、盤簧和板簧)提供。抵消彈簧3的一端可以被固定構(gòu)件(諸如閥外殼等)支撐。在圖1所示的示例中，抵消彈簧3的另一端與TCV2直接接合。替代地，抵消彈簧3的另一端可以與可旋轉(zhuǎn)軸4或變速箱8的末級(jí)齒輪接合。也就是說，任何類型的彈簧都可以被用作抵消彈簧3，只要其沿反向于進(jìn)氣流力矩TA的方向?qū)⒌窒豑C施加到TCV2的彈性部件。
[0062]抵消彈簧3構(gòu)造成將力施加到TCV2。力被調(diào)節(jié)成在某種情況下實(shí)現(xiàn)關(guān)于可旋轉(zhuǎn)軸4的力矩平衡。抵消彈簧3構(gòu)造成使得包括進(jìn)氣流力矩TA和抵消力矩TC的合力矩TD設(shè)定成小于反向傳動(dòng)力矩TB。抵消彈簧3構(gòu)造成將上述關(guān)系提供到閥開度VD的整個(gè)范圍(SP，從0%到100%)。在這種構(gòu)型中，抵消彈簧3將力施加到TCV2。TCV2受到進(jìn)氣流力矩TA作用，所述氣流動(dòng)力矩TA是通過進(jìn)氣IN的流動(dòng)施加到TCV2的旋轉(zhuǎn)扭矩。抵消彈簧3沿反向于進(jìn)氣流力矩TA的方向?qū)⒘κ┘拥絋CV2，從而施加抵消力矩TC，所述抵消力矩TC是施加到TCV2的旋轉(zhuǎn)扭矩。
[0063]抵消力矩TC設(shè)定成使得施加到TCV2的包括進(jìn)氣流力矩TA和抵消力矩TC的合力矩TD設(shè)定成小于反向傳動(dòng)力矩TB。換言之，抵消彈簧3構(gòu)造成將合力矩TD設(shè)定在由反向傳動(dòng)力矩+TB和-TB沿兩個(gè)方向限定的范圍內(nèi)(_TB〈TD〈+TB)。合力矩TD可以表述為:TD=TA+TC=( +TA)+(-TC)=+TA-TC? 因此，抵消彈簧 3 配置成實(shí)現(xiàn)以下關(guān)系:-TB〈(TD=+TA_TC)〈+TB。
[0064]關(guān)于可旋轉(zhuǎn)軸4的力矩，即進(jìn)氣流力矩TA、反向傳動(dòng)力矩TB和抵消力矩TC設(shè)定成滿足:|TA+TC| < | TB |。力矩設(shè)定成在閥開度VD的整個(gè)范圍上(即，從0%到100%)滿足上述關(guān)系。施加到渦流產(chǎn)生閥的包括進(jìn)氣流力矩TA和抵消力矩TC的合力矩TD (TD=TA+TC)設(shè)定成小于反向傳動(dòng)力矩TB。換言之，施加到渦流產(chǎn)生閥的力矩TD的絕對(duì)值設(shè)定成小于反向傳動(dòng)力矩TB的絕對(duì)值(|td|〈|tb|，| (+TA) + (-TC) |〈|tb|)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在閥開度vd的整個(gè)范圍內(nèi)(即，從0%到100%)被滿足。
[0065]由此，即使TCV2在電動(dòng)致動(dòng)器5停用期間受到進(jìn)氣流力矩TA作用，也可以保持TCV2的閥開度。也就是說，即使TCV2處于任意閥開度(諸如全閉、全開、或中間打開狀態(tài))，TCV2的閥開度也能在電動(dòng)致動(dòng)器5停用的情況下通過供應(yīng)電力到電動(dòng)機(jī)9而被保持。
[0066]TCV2能在多個(gè)停止位置處停止，例如，一度的角度間隔處。停止位置通過電動(dòng)機(jī)9的齒槽力矩和變速箱8的減速比的間隔(即，角度)限定。停止位置由起動(dòng)力矩的峰值(即，起動(dòng)力矩的峰值之間的谷值)確定。因此，TCV2的閥開度的每個(gè)階段可以對(duì)應(yīng)起動(dòng)力矩的每個(gè)位置。ECU7中的TCV控制程序在TCV2的閥開度的每個(gè)階段的基礎(chǔ)上設(shè)定目標(biāo)。因此，目標(biāo)對(duì)應(yīng)于由起動(dòng)力矩限定的TCV2的停止位置。
[0067]可以在每個(gè)階段中(即，在每個(gè)停止位置)調(diào)節(jié)TCV2的閥開度VD?？梢允筎CV2停止在由各階段限定的中間位置。在關(guān)閉到電動(dòng)致動(dòng)器5的電力供應(yīng)期間，可以在每個(gè)階段中保持TCV2的閥開度。當(dāng)然，上述值是一個(gè)示例且能夠適當(dāng)?shù)馗淖儭?br> [0068]因?yàn)殚y開度能在關(guān)閉到電動(dòng)致動(dòng)器5的電力供應(yīng)的同時(shí)被保持，所以可以減少電動(dòng)致動(dòng)器5的操作頻率。因此，可以改善電動(dòng)致動(dòng)器5的耐久性，并且減少電動(dòng)致動(dòng)器5的電力消耗。
[0069]此外，抵消彈簧3可以減小或消除從電動(dòng)機(jī)9到TCV2的傳動(dòng)系中的齒輪側(cè)隙?？梢詼p小由齒輪側(cè)隙引起的振動(dòng)和噪音所造成的磨損。
[0070](第二實(shí)施例)
[0071]參考圖4、圖5和圖6描述第二實(shí)施例。在第二實(shí)施例中，相同的附圖標(biāo)記被用于示出相同的部件，或執(zhí)行相同功能的部件。
[0072]如圖4所示，在這個(gè)實(shí)施例中TCV202是旋轉(zhuǎn)閥，所述旋轉(zhuǎn)閥具有被可旋轉(zhuǎn)軸204支撐的可移動(dòng)閥構(gòu)件，所述可旋轉(zhuǎn)軸204遠(yuǎn)離可移動(dòng)閥構(gòu)件布置。換言之，可旋轉(zhuǎn)軸204安置在與可移動(dòng)閥構(gòu)件(與可移動(dòng)閥構(gòu)件的兩端)分開的位置。
[0073]如圖5所示，在這種情況下，當(dāng)TCV202全閉時(shí)(0%VD)，進(jìn)氣流力矩TA變?yōu)樽钚?，而?dāng)TCV202全開時(shí)(100%VD)，進(jìn)氣流力矩TA變?yōu)樽畲蟆0074]在旋轉(zhuǎn)閥的情況下，TCV202也通過流經(jīng)進(jìn)氣道I的進(jìn)氣流而受到相對(duì)較大的進(jìn)氣流力矩TA作用。如圖6A所示，進(jìn)氣流力矩TA可以超過反向傳動(dòng)力矩TB(-TA〈-TB)。在電動(dòng)致動(dòng)器5和電動(dòng)機(jī)9通過關(guān)閉電力供應(yīng)而停用的停用狀態(tài)下，當(dāng)進(jìn)氣流力矩TA大于反向傳動(dòng)力矩TB (即，起動(dòng)力矩)(_TA〈-TB)，( |-TA|>|-TB| )時(shí)，可以保持TCV202的閥開度VD。
[0075]如圖4所示，抵消彈簧3施加抵消力矩TC，所述抵消力矩TC沿反向于進(jìn)氣流力矩TA的方向作用在TCV202上。進(jìn)氣流力矩TA沿關(guān)閉TCV202的方向作用在TCV202上。相反地，抵消彈簧3將偏置力(即，彈簧力)沿相反于進(jìn)氣流力矩TA的方向施加到TCV202。抵消彈簧3沿打開TCV202的方向施加抵消力矩TC。
[0076]抵消彈簧3構(gòu)造成將力施加到TCV202。力被調(diào)節(jié)成在某種情況下實(shí)現(xiàn)關(guān)于可旋轉(zhuǎn)軸204的力矩平衡。如圖6B所示，抵消彈簧3構(gòu)造成使得包括進(jìn)氣流力矩TA和抵消力矩TC的合力矩TD設(shè)定成小于反向傳動(dòng)力矩TB。換言之，抵消彈簧3構(gòu)造成將合力矩TD設(shè)定在通過反向傳動(dòng)力矩+TB和-TB沿兩個(gè)方向限定的范圍內(nèi)(_TB〈TD〈+TB)。合力矩TD可以表述成:TD=TA+TC= (-TA) + (+TC)=-TA+TC。因此，抵消彈簧3配置成實(shí)現(xiàn)以下關(guān)系:_TB〈(TD=-TA+TC)〈+TB。
[0077]關(guān)于可旋轉(zhuǎn)軸204的力矩，即進(jìn)氣流力矩TA、反向傳動(dòng)力矩TB和抵消力矩TC設(shè)定成滿足:|TA+TC|〈|TB|。力矩設(shè)定成在閥開度VD的整個(gè)范圍上(B卩，從0%到100%)滿足上述關(guān)系。施加到渦流產(chǎn)生閥的包括進(jìn)氣流力矩TA和抵消力矩TC的合力矩TD (TD=TA+TC)設(shè)定成小于反向傳動(dòng)力矩TB。換言之，施加到渦流產(chǎn)生閥的力矩TD的絕對(duì)值設(shè)定成小于反向傳動(dòng)力矩TB的絕對(duì)值(I TD I < I TB I，I (-TA) + (+TC) | < I TB | )。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在閥開度VD的整個(gè)范圍內(nèi)(即，從0%到100%)被滿足。
[0078]S卩，在TCV202是旋轉(zhuǎn)閥的情況下，TCV202的閥開度能在電動(dòng)致動(dòng)器5停用的情況下被保持，并且可以實(shí)現(xiàn)與前面實(shí)施例類似的優(yōu)點(diǎn)。
[0079](其它實(shí)施例)
[0080]在以上實(shí)施例中，TCV2描述成渦流產(chǎn)生閥。替代地，渦流產(chǎn)生閥可以由用于控制旋流的旋流控制閥提供。
[0081]在以上實(shí)施例中，反向傳動(dòng)力矩TB由起動(dòng)力矩定義。替代地，反向傳動(dòng)力矩TB可以定義成由變速箱8的輸出側(cè)使電動(dòng)機(jī)9旋轉(zhuǎn)所需的旋轉(zhuǎn)扭矩。在這種情況下，渦流產(chǎn)生閥的閥開度通過在由變速箱8的輸出側(cè)使電動(dòng)機(jī)9旋轉(zhuǎn)所需的旋轉(zhuǎn)扭矩的基礎(chǔ)上設(shè)定力矩平衡而被保持。
[0082]例如，電動(dòng)機(jī)9可以通過除使用永磁體的直流電動(dòng)機(jī)之外的任何類型的電動(dòng)機(jī)提供。此外，電動(dòng)致動(dòng)器5可以被提供而無需減速機(jī)構(gòu)(即，變速箱8)。
[0083]發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣渦流產(chǎn)生裝置可以被安裝到使用火花塞的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上、或使用壓縮點(diǎn)火裝置的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上。
[0084]雖然已經(jīng)參考實(shí)施例描述了本申請(qǐng)，但是被理解的是，本申請(qǐng)并非限于實(shí)施例和結(jié)構(gòu)。本申請(qǐng)旨在覆蓋各種改型和等同的構(gòu)型。此外，雖然優(yōu)選一些組合和配置方式，但包括更多、更少或僅單一元件在內(nèi)的其它組合和配置方式也包含在本申請(qǐng)的精神和范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣渦流產(chǎn)生裝置，包括: 渦流產(chǎn)生閥(2，202)，其安置在進(jìn)氣通路(I)中，并且在發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸中產(chǎn)生渦流； 電動(dòng)致動(dòng)器(5 )，其通過電動(dòng)機(jī)(9 )驅(qū)動(dòng)渦流產(chǎn)生閥；和 抵消彈簧(3 )，其施加力到渦流產(chǎn)生閥，其中 所述渦流產(chǎn)生閥(2，202)受到進(jìn)氣流力矩(TA)作用，所述進(jìn)氣流力矩是通過進(jìn)氣的流動(dòng)施加到渦流產(chǎn)生閥的旋轉(zhuǎn)扭矩，并且 對(duì)于所述電動(dòng)致動(dòng)器(5)而言，存在反向傳動(dòng)力矩(TB)，所述反向傳動(dòng)力矩是在電動(dòng)機(jī)停用的情況下使電動(dòng)致動(dòng)器(5)中的電動(dòng)機(jī)(9)旋轉(zhuǎn)所需的旋轉(zhuǎn)扭矩，并且 所述抵消彈簧(3)沿反向于進(jìn)氣流力矩(TA)的方向施加力到渦流產(chǎn)生閥，從而施加抵消力矩(TC)，所述抵消力矩是施加到渦流產(chǎn)生閥的旋轉(zhuǎn)扭矩，并且 所述抵消力矩(TC)設(shè)定成使得施加到渦流產(chǎn)生閥的包括進(jìn)氣流力矩(TA)和抵消力矩(TC)的合力矩(TD)設(shè)定成小于反向傳動(dòng)力矩(TB)。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣渦流產(chǎn)生裝置，其中 所述進(jìn)氣流力矩(TA)、反向傳動(dòng)力矩(TB)、抵消力矩(TC)和合力矩(TD)滿足:
TA+TCI<I TB I。
3.如權(quán)利要求1或2所述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣渦流產(chǎn)生裝置，其中 所述電動(dòng)致動(dòng)器(5)具有使電動(dòng)機(jī)`的旋轉(zhuǎn)輸出變慢的減速機(jī)構(gòu)(8)，并且 所述反向傳動(dòng)力矩(TB)是以下力矩中較大者:將減速機(jī)構(gòu)的減速比乘以電動(dòng)機(jī)的齒槽力矩所獲得的起動(dòng)力矩；以及由減速機(jī)構(gòu)的輸出使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)所需的力矩。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣渦流產(chǎn)生裝置，其中 所述渦流產(chǎn)生閥(2)是舌狀閥，所述舌狀閥由布置在可移動(dòng)閥構(gòu)件的一端上的可旋轉(zhuǎn)軸(4)支撐。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣渦流產(chǎn)生裝置，其中 所述渦流產(chǎn)生閥(202)是旋轉(zhuǎn)閥，所述旋轉(zhuǎn)閥具有可移動(dòng)閥構(gòu)件，所述可移動(dòng)閥構(gòu)件由遠(yuǎn)離可移動(dòng)閥構(gòu)件布置的可旋轉(zhuǎn)軸(204)支撐。
【文檔編號(hào)】F02B31/06GK103511061SQ201310261795
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月29日
【發(fā)明者】林秀樹 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝