废气循环系统的控制系统的制作方法

专利名称：废气循环系统的控制系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及内燃机中的废气再循环，并且更具体地涉及一个控制系统，其在内燃机操作期间内实现对受至影响的废气再循环量的控制。
背景技术：
一般公认的是不希望出现污染大气的有害的氮氧化物(NOx)产物并且在许多情况下受到由地方、州或联邦政府的法令所设限制的控制。因此在内燃机的废气产物中的氮氧化物的形成必须被消除、最小化或至少维持在低于某些阈值规定或水平之下。
一般都知道，由燃烧温度和压力以及由空气/燃料比(λ)决定了内燃机废气中的氮氧化物。燃烧温度的增加导致在发动机废气中氮氧化物数量的增加。因此，为了限制氮氧化物在内燃机废气中的量，所希望的是控制燃烧温度。
由已有技术提出的用于限制或控制燃烧温度的一种方法是将一部分废气再循环返回到发动机空气入口。在早期的方法中这样做是有理由的，由于所述废气为贫氧的，这会导致燃料混合物的稀释，稀释的燃料会在较低的温度下燃烧。随后，这种有理由的较低燃烧温度减少了在燃烧过程中产生的氮氧化物的数量。
类似地，直到最近，通常所用的是使内燃机处于或靠近点火定时下运行，其产生使得燃烧效率最大化的峰值燃烧压力。但是，当发动机在近似这样的条件下运行时，可能会在燃烧室内产生不可接受的高水平的氮氧化物。因此，为了禁止氮氧化物的形成及其排放，所希望的是将峰值燃烧压力限制于一个阈值。
由于增加废气的再循环将减少峰值燃烧压力是公知的并且因此减少伴随而来的不希望的氮氧化物水平，为了限制燃烧压力，公知技术建议的一种方案包括通过燃烧室的引入通道再循环废气。
因此，通过将一部分废气再循环返回到内燃机空气/燃料入口通道使得稀释进入的带有惰性的水和二氧化碳的空气/燃料可以减少不希望的氮氧化物的形成已经成为公知。这些气体特别是二氧化碳的摩尔比热吸收大部分热能从而将峰值循环温度和/或压力降低到有利于减少氮氧化物形成的水平。
虽然随着所述废气再循环(EGR)流动增加到体现废气组成的阈值百分比时氮氧化物形成的减少是公知的，但是所伴随的发动机性能的下降也是公知的，发动机性能的下降包括随着EGR的增加增加了发动机的粗糙度，但是不限于此。因此，限制EGR数量级的一个因素是在车辆驾驶性能变得不能接受之前可以容许的EGR引起的性能下降或粗糙度的数量级。
为了解决这些问题以及例如服从规定了除氮氧化物外其它物质(例如烟或颗粒无的排放)的排放法规的其它问题，早期的现有技术已经使用了各种相对简单的机械系统，用于直接控制EGR控制阀的位置，该控制阀可以通过检测诸如节流阀位置、进口岐管压力、废气返回压力、空气/燃料比、氧气含量等的参数而进行操纵。但是，这种通过检测和整形代表发动机性能参数的信号或检测作为文丘真空(venturi vacuum)或废气返回压力的函数的发动机流动来机械地控制EGR的早期尝试不利于准确性或可编程性。
为了避免这种简单机械控制系统中的所述问题，已经进行了一些尝试。授予Nakazumi的美国专利No.4,174,027提出这样一种尝试。根据该专利，发动机具有一个管道，其将在废气交叉通道中的气体连接到入口岐管。设置流动控制阀来控制在该管道中的流动，使得对应于处理器根据从离合致动检测装置以及节流阀打开检测装置两者接收到的输入信号而产生的控制信号，所述阀移动到打开位置。所述阀一旦被移动到打开位置，其通过电子计时电路被保持在所述开放位置一个预定的时间周期。
授予Tanaka的美国专利No.4,224,912公开一种与废气再循环系统结合的内燃机，废气再循环系统具有设置在废气再循环通道中间位置的废气再循环流动控制阀，对应于由一个处理器根据在隔膜腔内的真空压力的目标与实际值之间的比较而产生的电信号，所述控制阀被操纵。在废气再循环通道中与所述废气再循环流动控制阀串联地设置辅助阀，从而根据在发动机入口通道上设置的节流阀的打开量来控制所述废气再循环通道的截面面积。
授予Schira等人的美国专利No.4,142,493公开一种用于内燃机的闭环EGR控制系统，其具有入口系统、废气系统、布置在所述入口系统中用于控制其中空气流动的节流阀、以及将所述废气系统连接到所述入口系统的管路，用于将废气回供到所述入口系统。所述EGR控制系统包括第一存储器，利用优化EGR值的查对表进行预编程，所述EGR值代表作为发动机速度和节流阀位置的函数被决定的EGR阀门位置；以及第二存储器，利用优化EGR值的查对表进行预编程，这些值作为发动机速度和绝对岐管压力的函数而被决定。通过一个处理器检测并使用发动机速度、节流阀位置及绝对岐管压力的实际操作参数，从而计算控制信号，在下一个预定值调节时间，所述信号被用于调节EGR阀的位置从而按照要求控制EGR流。
授予Radovanovic等人的美国专利No.5,611,204公开一种与高涡轮增压柴油机结合的气体流动网路，用于使EGR气体或由曲轴箱通气口泄漏的气体与新进入的空气混合。在结合了EGR气体的流动网路的柴油机装置中，文丘里管和控制阀的结合被布置在陶瓷入口岐管和后冷却器之间并且被连接到输送EGR气体的流动管线上。当所述涡轮增压柴油机装置构成有用于吹漏气的流动通道时，所述文丘里管和控制阀的结合被布置在所述入口岐管和后冷却器之间并且被连接到输送吹漏气的流动管线上。所述控制阀由产生控制信号的电气系统来控制，该系统仅利用节流阀的位置作为输入(例如，检测条件)。
虽然在每个上述专利中公开的电气系统可以为常规使用的基本机械控制系统提供好处，但是他们都受到缺点的困扰。所有系统的一个主要缺点是每一个都依赖于各种间接的参数来计算或估算再循环废气的流动，并且然后根据这些间接参数来致动各种阀。更特别地，授予Nakazumi的美国专利No.4,174,027使用离合致动检测及节流阀开启检测作为控制系统的输入变量，Tanaka的美国专利No.4,224,912利用在隔膜腔内的真空压力作为控制变量，Schira等人的美国专利No.4,142,493利用发动机速度和岐管绝对压力或发动机速度和节流阀位置两者中的一个作为控制变量，以及Radovanovic等人的美国专利No.5,611,204利用节流阀位置作为控制变量。
在每一个这些专利中，一个处理器利用测量的间接参数结合一个算法和/或查对表以产生用于控制再循环废气流的控制信号。但是，在这样的方法中存在一个问题，在曲轴根据间接测量的参数控制再循环废气流，带来了一个误差源。例如，在车辆首次被制造时其公式和查对表是准确的，但是在使用了一个时期后，存在可能形成沉淀，或者其它限制再循环废气流、新鲜空气或限制两者的条件。这样，所述算法或查对表可能不再准确地反映在系统内的流动。例如，当所述节流阀被制造的时候其位置与再循环废气流之间的关系是已知的，在使用后可能形成沉淀，所述发动机可能会变热等，因此在给定的节流阀的位置上，可能具有稍微大或小的再循环废气流。这样，根据节流阀的位置间接控制再循环气体流就不再有效。
一个相关的问题是即使当车辆被首次制造时，在各个车辆之间也至少总会具有小的差别。这样，为结合了一个算法和/或查对表的使用测量的间接参数以产生控制再循环废气流的控制信号的EGR控制系统的准确性，每个系统在所述系统被安装到特定的车辆后必须被校准从而计算使用在算法的常数和/或计算储存在查对表中的值。这会是非常费时费钱的操作。
所有这些问题可以通过使用直接检测流率作为控制变量而不是仅仅使用间接关系到流率的控制变量的EGR系统来消除。
因此，所希望的是一种准确的并且是可编程的用于控制废气再循环系统的控制系统，其提供所述废气再循环系统的电气控制，即使在车辆延期使用时也保持其准确度，其在车辆延期使用后也不需要再校准，其不是仅仅根据间接涉及到流率的检测参数来产生控制信号，其至少部分根据检测的流体流动来产生控制信号。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种准确的并且可编程的控制系统，用于控制废气再循环系统。
本发明的另一个目的在于提供具有上述特征的控制废气再循环系统的控制系统并且提供废气再循环系统的电气控制。
本发明的再一个目的在于提供具有上述特征的控制废气再循环系统的控制系统并且其即使在车辆延期使用时仍保持准确性。
本发明的又一个目的在于提供控制具有上述特征的废气再循环系统的控制系统并且其在车辆延期使用时也不要求重新校准。
本发明的又一个目的在于提供控制具有上述特征的废气再循环系统的控制系统并且其不是仅仅根据间接涉及到流率的检测参数来产生控制信号。
本发明的再一个目的在于提供控制具有上述特征的废气再循环系统的控制系统且其至少部分地根据检测的流体流动来产生控制信号。
本发明的这些和其它目的通过向本发明提供一个用于控制具有控制阀的废气再循环系统的控制系统的一个实施例来实现。所述控制系统包括至少一个检测再循环废气、吸入空气及其混合产物的至少其中之一的流率的流量传感器，并且产生一个代表所检测流率的传感器信号。一个与至少一个流量传感器连通的处理器接收代表所检测流率的传感器信号并且至少部分地根据所接收到的传感器信号产生控制信号。所述废气再循环系统的控制阀适合于与所述处理器连通并且接收来自处理器的控制信号，并且适合于至少部分地根据所述控制信号而致动。
在某些实施例中，所述控制信号至少部分基于检测流率和要求流率的偏差。
在某些实施例中，所述控制系统还包括至少一个附加传感器，用于检测再循环废气、吸入空气及其混合产物的至少其中之一的附加参数，并且产生代表检测的附加参数的传感器信号。在这些实施例中，所述处理器接收代表检测的附加参数的传感器信号并且至少部分地根据接收的代表流率的传感器信号和接收的代表检测的附加参数的传感器信号而产生控制信号。在某些这样的实施例中，所述附加参数包括温度、压力、氧浓度、氮氧化物浓度、某些其它成分(例如二氧化碳、一氧化碳、颗粒物等)浓度的至少其中之一或类似参数。
在控制系统的某些实施例中也包括至少一个附加传感器，用于检测至少一个环境参数，并且产生代表所述检测的环境参数的传感器信号。在这些实施例中，所述处理器接收代表检测的环境参数的传感器信号并且至少部分地根据接收的代表流率的传感器信号及接收的代表检测的环境参数的传感器信号来产生控制信号。在某些这样的实施例中，所述环境参数包括温度、压力、湿度、控制阀位置等的至少其中之一。
在某些实施例中，所述控制阀包括被布置成在纵向上为了完成可变文丘里效应以及为在混合产物中控制再循环废气与空气的比率而移动的阀体，以及致动器，该致动器在所述纵向上对应于所述控制信号移动所述阀体。
根据本发明的另一个实施例，废气再循环系统包括吸入空气供应管线、再循环废气供应管线以及输出管线，通过所述吸入空气供应管线进入的空气和通过再循环废气供应管线进入的废气混合从而在退出所述输出管线之前产生空气和废气的混合物。控制阀可致动地控制在混合物中的空气与再循环废气的比率，及至少一个流量传感器检测流过吸入空气供应管线的空气、流过再循环废气供应管线的再循环废气以及流过所述输出管线的空气和废气的混合物的至少其中之一的流率，并且产生一个代表检测的流率的传感器信号。处理器与所述至少一个流量传感器及所述控制阀连通，其接受代表检测的流率的传感器信号并至少部分地根据接受的传感器信号产生控制信号，所述控制信号被连通到所述控制阀。所述控制阀至少部分地根据所述控制信号而致动从而控制在所述混合物中的空气和废气的比率。
在某些实施例中，所述控制信号至少部分地基于检测流率与要求流率的偏差。
在某些实施例中，所述系统还包括至少一个附加传感器，用于检测流过吸入空气供应管线的空气、流过再循环废气供应管线的再循环废气以及流过输出管线的空气与废气的混合物的至少其中之一的附加参数，并且产生代表所述检测的附加参数的传感器信号。在这些实施例中，所述处理器接受代表检测的附加参数的传感器信号并且至少部分地根据接受的代表流率的传感器信号及接受的代表检测的附加参数的传感器信号来产生控制信号。在某些这样的实施例中，所述附加参数包括温度、压力、氧浓度和氮氧化物浓度的至少其中之一。
在某些实施例中，所述系统还包括至少一个附加传感器，用于检测至少一个环境参数，并且产生代表所述检测的环境参数的传感器信号。在这些实施例中，所述处理器接受代表检测的环境参数的传感器信号并且至少部分地根据接受的代表流率的传感器信号及接受的代表检测的环境参数的传感器信号来产生控制信号。在某些这样的实施例中，所述环境参数包括温度、压力、湿度的至少其中之一。
在某些实施例中，所述控制阀包括被布置成在纵向上为了完成可变文丘里效应以及为了在混合产物中控制再循环废气与空气的比率而移动的阀体，和致动器，所述致动器在所述纵向上对应于所述控制信号移动所述阀体。
根据本发明的另一个方面，控制具有控制阀的废气再循环系统的方法包括检测再循环废气、吸入空气及其混合产物的至少其中之一流率的步骤，产生代表检测的流率的传感器信号的步骤，至少部分地根据代表所述检测的流率的传感器信号产生控制信号的步骤，以及至少部分地根据所述控制信号使所述控制阀致动的步骤。
在某些实施例中，所述产生控制信号的步骤包括至少部分地根据检测的流率与要求的流率的偏差产生控制信号的步骤。
在某些实施例中，所述方法还包括如下步骤检测再循环废气、吸入空气及其混合产物中的至少一个的附加参数，以及产生代表所述检测的附加参数的传感器信号。在这些实施例中，所述产生控制信号的步骤包括至少部分地根据代表流率的传感器信号以及代表检测的附加参数的传感器信号来产生控制信号的步骤。在某些这样的实施例中，所述附加参数包括温度、压力、氧浓度和氮氧化物浓度的至少其中之一。
在某些实施例中，所述方法还包括检测至少一个环境参数并产生代表所述检测的环境参数的传感器信号的步骤。在这些实施例中，产生控制信号的步骤包括至少部分地根据代表流率的传感器信号以及代表检测的环境参数的传感器信号来产生控制信号的步骤。在某些这样的实施例中，所述环境参数包括温度、压力和湿度的至少其中之一。
在某些实施例中，所述控制阀包括被布置成在纵向上为了完成可变文丘里效应以及为了在混合产物中控制再循环废气与空气的比率而移动的阀体，并且所述方法还包括在所述纵向上对应于所述控制信号移动所述阀体的步骤。
通过下面的描述并参考附图，本发明及其特定的特征和优点将更加明显。


图1为根据本发明的控制系统的示意图，显示对废气再循环系统的控制；图2为图1所示的控制一个示例性废气再循环系统的控制系统的部分横截面图和部分示意图；以及图3为图1显示的控制另一个示例性废气再循环系统的控制系统的部分截面图和部分示意图。
具体实施例方式
首先参见图1，其示意性地显示废气再循环(EGR)系统50。系统50包括吸入空气供应管线52，再循环废气供应管线54，及输出管线56，同时通过所述空气供应管线52进入的空气和通过再循环废气供应管线54进入的废气在排出所述输出管线56之前混合从而产生空气和废气的混合物。控制阀58致动地控制在所述混合物中的空气与再循环废气的比例。
现在参见图2和3，显示了两个更具体的废气再循环系统的示例。应该明白，所述本发明的控制系统可以被用于许多的废气再循环系统，在图2和3中所显示的示例性系统仅仅是为说明目的。
特别参考图2，废气再循环(EGR)系统10包括废气再循环供应流，其从一个涡轮增压器(未显示)通过供应部分2被径向地引入由附图标记16指示的通道或管线内。因此，供应部分2包含一个再循环废气供应管线，通过该管线废气被引入。
所述供应部件2被插入到在管线16的一对管段13和13’的法兰1、1’之间。管段13包含吸入空气供应管线，通过该管线引入(典型地为新鲜的)空气，而管线13’包含输出管线，通过该管线空气和废气的混合物在进行以后详述的混合后被排出。所述供应部分2与一个以后详述的流线体8一起形成流量调节器。
根据所述流线体8和供应部分2的设计，新鲜空气的最大节流总是在用于引入废气的缝隙3处出现，而与流线体8的位置无关。在所示的实施例中，出于这一目的，所述供应部分2被设计为具有一个截面面积，该截面面积在管线16的流动方向上一直减少至狭长切口。而且，所述供应部分2的截面面积在位于流线体8最大截面面积的下游的管线16的流动方向上的减小大于所述流线体8的截面面积的减小。在所述缝隙3下游的活跃扩散区域中，所述管线16在所示述实例中具有恒定的截面面积，而所述流线体8的截面面积在该区域内连续减小。这样布置一个致动器20使得流线体8的最大截面面积决不会移动到所述缝隙3的下游。
因而，被限定在供应部分2和流线体8之间的环形通道在流动方向上直到缝隙3处总具有一个收敛的流道并且在所述缝隙3后总具有扩张的流道，而与流线体8的位置无关。
供应流优选地经由所述连续的圆形缝隙3通过所述供应部分2产生，所述供应部分2在这一情况下是两个部件。但是也可以通过多个围绕所述圆周的孔或槽(未示出)来完成废气的引入。
即使所述供应径向地发生，在所述供应部分2的入口7处的供应方向可以被选择而布置在这样一个角度，使得在混合两种气体时能够实现所要求的流动条件以及最小可能的流动损失。
根据本发明，通过在废气入口7对新鲜空气的最大节流，也可以实现最大可能的泵压效应，也就是，这样的解决方案导致非常小的压力损失。作为围绕自身显示有文丘里效应的流线体8的空气自由流动的结果，在完成良好的EGR供应调节的同时，以相同方法避免了发动机功率的变差。
在所述缝隙3周围存在一个连续的圆柱腔4。在所述供应部分2的两个部分之间布置垫圈6。在缝隙3中所希望的缝隙距离可以通过选择垫圈6的厚度来实现。可用从排出发动机废气的岐管的延伸部分在供应部分2的入口7的方式安装用于EGR供应流的供应管线，其未被显示。
以常规方式在涡流增压器的下游通过图中未显示的中间冷却器对输入的空气进行冷却，而且以相同方式在将EGR供应到所述入口通道之前使其经过一个分开的EGR冷却器对EGR气体进行冷却。在涡流增压器的下游可以自由选择的位置处布置一个流量调节器。但是，该流量调节器最好位于所述中间冷却器的下游以防止该冷却器被碳黑污染或被酸性废气腐蚀。
所述流线体8通过一个从所述流线体8的前边缘延伸并且向外进入所述管段13的支架12而被自由地悬吊在供应部分2中。所述致动器20用于将流线体8相对于所述供应部分2向前和向后地移动，根据本发明，该致动器可以被布置在所述流线体8内或管线16外侧。在图2所示的实施例中，所述支架12被安装到所述管段13的外壁上并且包括一个调节所述致动器20的供料管路。
所述致动器20可以通过液压装置或通过气体流体、优选地为压缩空气来进行调节，可以从市场上的车辆中的刹车系统获得所述压缩空气。在图2所示的实施例中，所述致动器20与所述流线体8结合为一体，也就是说，致动器处在流线体8中。因此，通过供料管线12内的流体压力变化，所述流线体8可以相对所述供应部分12中的缝隙3向前及向后移动。
这样，系统10的各种部件，特别是流线体8限定一个控制阀，该控制阀可以受到致动，从而控制在混合物中的空气与再循环废气的比率。
现在参见图3，显示另一种具有可变面积的文丘里设计的废气再循环系统。文丘里装置110被布置在流动管线111内并带有一个入口侧112(其包括一个吸入空气供应管，通过该管引入空气(典型地未新鲜的))以及一个排出侧113(其包括一个输出管线，通过该管线排出在进行下面详述的经过混合后的空气和废气的混合物)。所述EGR流动管线114(其包括一个废气再循环供应管线，通过该管线引入废气)插入到流动管线111内，如图所示。其相交陶瓷点(tile point of intersection)位于流动管线111的变窄部分115；通过在所述流动管线111内布置变窄的衬套实现所述的变窄。所述文丘里装置的其它部件包括引导环118、支柱119、致动器120和中心体121。
空气动力平滑的中心体121被布置在面积稍微减少的区段(部分115)内并且可相对所述面积减少区段轴向地进行移动。在所述文丘里喉部的静压利用通过经由陶瓷中心体的位置改变文丘里的面积而进行控制。所述中心体121通过支柱119而被保持在所述引导环118上，所述环118将所述中心体保持在所述管的中心。所述引导环的后部被用作开关阀。所述控制致动器被布置在清洁的、上行空气中。
因此，系统100的各种部件，特别是中心体121限定一个可致动的控制阀，从而控制在混合物中的空气和再循环废气比率。
现在参见图1-3，显示出根据本发明的控制系统200，其结合控制废气再循环的系统50、10、100。控制系统200包括至少一个流量传感器202，用于检测通过所述吸入空气供应管线52、13、112的空气、通过所述再循环废气供应管线54、2、114的再循环废气以及通过所述输出管线56、13’、113的空气和废气的混合物的至少其中一个的流率。流量传感器202用虚线显示以表示仅仅需要在每个图中所示的三个传感器202中的一个。当然，如果希望的话，可以设置两个所示的流量传感器202或所有三个流量传感器202。流量传感器202产生一个指示所检测流率的传感器信号。
正如本领域公知的，有三种基本类型的流量传感器。质量流量传感器根据流体质量测量流率并且具有例如磅/分钟的单位。体积流量传感器根据有多少这样的材料进行流动来测量流率并且具有如毫升/分钟的单位。速度流量传感器根据材料移动的快慢来测量流率且具有如英尺/秒的单位。由于这样的传感器是公知的，在此就不对其操作进行详述。但是。应该注意的是所述三种类型的流量传感器(或任何其它类型的流量传感器)中任何一种都可以在本发明中使用。
控制系统200也包括一个处理器204，其与所述流量传感器202及控制阀58(更详细地在图2和3所示的示例中与所述致动器20、120)通过一个或多个连通连接206进行连通。处理器204可以是一个数字处理器、模拟处理器、或两者的混合，并且可以包含硬件、软件、固件等，应该理解的是，所述处理器204的准确结构不重要，只要处理器204能够完成这里所论述的操作。为了将所有传感器和控制阀连通到所述处理器上，可以设置单个通信线路，可以如图所示设置两个分开的通信线路(例如一个用于连接传感器到所述处理器而另一个用于将所述控制阀连接到所述处理器)，或者可以设置多个通信线路。在某些情况下已经发现，希望将通信线路206构成为控制区域网(CAN)总线或控制区域网总线的一部分。
处理器204接收代表检测的流率的传感器信号212并且至少部分地根据接收到的传感器信号212产生控制信号214。所述控制信号214通过通信线路206与控制阀58(例如，与致动器20、120)连通，并且至少部分根据所述控制信号214使所述控制阀58致动(例如，致动器20、120导致流线体8或中心体121移动)从而控制在混合物中空气与再循环废气的比率，正如上面全面描述的那样。
处理器204可以使用许多装置中的任意一个，例如通过图示的方式，但是不限于此，使用一个公式或算法，或者通过使用一个查对表等产生控制信号214。在某些情况下，希望为处理器提供某种类型的存储器208以使得公式、算法、表格可以被储存起来。在一个特定的示例中，所述处理器204可以至少部分根据被检测流率与希望流率的偏差来产生控制信号214。在这种情况下，可以将希望的流率储存在存储器208内。在其它情况下，所述希望的流率可以包括一个静态值。在其它的情况下，所述希望的流率可以根据操作条件来变化，并且其可以根据一个公式或算法进行计算，或从一个查对表上获得。
所述检测的流率可以包括用于产生控制信号的唯一控制变量，或者可以仅仅包括用于产生所述控制信号的多个控制变量中的一个。例如，控制系统200可以包括至少一个附加的传感器210，其检测各种附加的参数并且产生代表这些附加参数的传感器信号并将其传输到处理器204。例如，可以设置附加传感器210用于检测流过所述吸入空气供应管线的空气、流过所述再循环废气供应管线的再循环废气以及流过所述输出管线的空气和废气的混合物的至少其中之一的附加参数。所述附加参数可以包括，例如流过吸入空气供应管线的空气、流过所述再循环废气供应管线的再循环废气以及流过所述输出管线的空气和废气的混合物中的空气的温度、压力、氧浓度、氮氧化物浓度、二氧化碳浓度、一氧化碳浓度以及颗粒物浓度中的至少一个。在另一个示例中，可以设置附加传感器210用于检测至少一个环境参数，例如环境温度、压力、湿度和/或控制阀的位置。
本发明因此提供一种用于控制废气再循环系统的控制系统，该系统是准确的并且可以被编程，其为所述废气再循环系统提供电气控制，即使在车辆延期使用后其保持准确性，即使在车辆延期使用后也不需要再次校准，其不是仅仅根据间接涉及流率的检测参数来产生控制信号的，以及其至少部分根据检测的流体流动来产生控制信号。
虽然已经通过特定的部件的设置、特征等来对本发明进行来描述，但是并不打算穷举所有可能的设置或特征，并且对于本领域普通技术人员来说，确实有许多的改进和变化是明显的。
权利要求
1.一种控制系统，用于控制具有控制阀的废气再循环系统，所述控制系统包括处理器，用于接受再循环废气、吸入空气及其混合产物中的至少一个的所希望的流率；至少一个流量传感器，用于对所述处理器接受的希望流率的流体的流率进行检测，并且产生一个表示检测的流率的传感器信号；其中所述处理器与所述至少一个流量传感器连通，所述处理器接受代表所检测的流率的所述传感器信号并且至少部分根据检测的流率与所述要求的流率之间的偏差产生一个控制信号；且其中所述废气再循环系统的控制阀适合于与所述处理器连通并且接受从该处来的控制信号，并且适合于至少部分根据所述控制信号调节空气与再循环废气的比率。
2.如权利要求1所述的控制系统，其还包括至少一个附加传感器，用于检测所述再循环废气、吸入空气及其混合产物中的至少一个的附加参数，并且产生一个代表所述检测的附加参数的传感器信号；及其中所述处理器接受该代表附加参数的传感器信号并且至少部分根据接受的代表流率的传感器信号和接受的代表检测的附加参数的传感器信号来产生所述控制信号。
3.如权利要求2所述的控制系统，其中所述附加参数包括温度、压力、氧浓度、氮氧化物浓度、二氧化碳浓度、一氧化碳浓度及颗粒物浓度中的至少一个。
4.如权利要求1所述的控制系统，其还包括至少一个用于检测至少一个环境参数并产生代表所检测的环境参数的传感器信号的传感器；及其中所述处理器接受所述代表检测的环境参数的传感器信号并且至少部分根据接受的代表流率的传感器信号和接受的代表检测的环境参数的传感器信号来产生所述控制信号。
5.如权利要求4所述的控制系统，其中环境参数包括温度、压力、湿度和所述控制阀位置中的至少一个。
6.如权利要求4所述的控制系统，其中所述控制阀包括阀体，为实现可变文丘里效果并且控制在混合产物中的再循环废气与空气比率所述阀体被布置成可移动的；及致动器，其在纵向方向上对应于所述控制信号移动所述阀体。
7.一种废气再循环系统，包括空气供应管线，再循环废气供应管线，以及输出管线，流过吸入空气供应管线进入的空气和通过再循环废气供应管线进入的废气的混合在排出所述输出管线之前产生空气和废气的混合物；控制阀，可致动地控制在所述混合物中的空气与再循环废气的比率；处理器，用于接受所述流过所述吸入空气供应管线的空气、流过所述再循环废气供应管线的再循环废气以及流过所述输出管线的空气与废气的混合物中的至少一个的希望流率；至少一个流量传感器，用于对所述处理器接受希望流率的流体的流率进行检测，所述至少一个流量传感器产生代表所检测的流率的传感器信号；其中所述处理器与所述至少一个流量传感器及所述控制阀连通，所述处理器接受代表检测的流率的传感器信号并且至少部分地根据检测的流率与所希望的流率之间的偏差产生一个控制信号；且其中所述控制阀至少部分地根据所述控制信号，为了控制在混合物中的空气与再循环废气的比率而致动。
8.如权利要求7所述的控制系统，还包括至少一个附加传感器，用于检测流过所述吸入空气供应管线的空气、流过所述再循环废气供应管线的所述再循环废气、和流过所述输出管线的空气和废气的混合产物中的至少一个的附加参数，并且产生一个代表所述检测的附加参数的传感器信号；及其中所述处理器接受该代表附加参数的传感器信号并且至少部分根据接受的代表流率的传感器信号和接受的代表检测的附加参数的传感器信号产生所述控制信号。
9.如权利要求8所述的控制系统，其中所述附加参数包括温度、压力、氧浓度、氮氧化物浓度、二氧化碳浓度、一氧化碳浓度及颗粒物浓度中的至少一个。
10.如权利要求7所述的控制系统，还包括至少一个用于检测至少一个环境参数并产生代表所检测的环境参数的传感器信号的传感器；及其中所述处理器接受所述代表检测的环境参数的传感器信号并且至少部分根据接受的代表流率的传感器信号和接受的代表检测的环境参数的传感器信号来产生所述控制信号。
11.如权利要求10所述的控制系统，其中环境参数包括温度、压力、湿度和所述控制阀位置中的至少一个。
12.如权利要求7所述的控制系统，其中所述控制阀包括阀体，为实现可变文丘里效果并且控制在混合产物中的再循环废气与空气比率所述阀体被布置成可移动的；及致动器，其在纵向方向上对应于所述控制信号移动所述阀体。
13.一种控制带有控制阀的废气再循环系统阀方法，所述方法包括步骤如下建立再循环废气、吸入空气和其混合产物中的至少一个的希望流率；检测建立的希望流率的流体的流率；产生代表所检测流率的传感器信号；至少部分地根据所检测的流率与希望流率之间的偏差产生控制信号；及引起所述控制阀至少部分地根据所述控制信号来调节空气与再循环废气的比率。
14.如权利要求13所述的方法，还包括步骤如下检测再循环废气、吸入空气和其混合产物中的至少一个的附加参数；产生代表所检测的附加参数的传感器信号；及其中所述产生控制信号步骤包括至少部分地根据代表流率的传感器信号和代表检测的附加参数的传感器信号产生控制信号的步骤。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述附加参数包括温度、压力、氧浓度、氮氧化物浓度、二氧化碳浓度、一氧化碳浓度及颗粒物浓度中的至少一个。
16.如权利要求15所述的方法，还包括步骤如下检测至少一个环境参数；产生代表检测的环境参数的传感器信号；及其中所述产生控制信号的步骤包括至少部分地根据代表流率的传感器信号和代表检测的环境参数的传感器信号产生控制信号的步骤。
17.如权利要求16所述方法，其中所述环境参数包括温度、压力、湿度和所述控制阀的位置中的至少一个。
18.如权利要求13所述方法，其中所述控制阀包括为实现可变文丘里效果并且控制在混合产物中的再循环废气与空气的比率被布置成在纵向可移动的阀体；及其中所述方法还包括在纵向方向上对应于所述控制信号移动所述阀体的步骤。
全文摘要
一种控制系统，用于控制具有控制阀的废气再循环系统。所述控制系统包括至少一个流量传感器，用于检测再循环废气、吸入空气及其混合产物中至少一个的流率并且产生一个表示检测的流率的传感器信号。与所述至少一个流量传感器连通的处理器，用于接收代表所检测的流率的所述传感器信号并且至少部分根据接收的传感器信号产生一个控制信号。所述废气再循环系统的控制阀适合于与所述处理器连通并且接收从该处来的控制信号，并且适合于至少部分根据所述控制信号进行致动。
文档编号F02M25/07GK1957170SQ200580012687
公开日2007年5月2日 申请日期2005年3月2日 优先权日2004年3月5日
发明者拉尔斯·T·霍尔姆 申请人:哈尔德克斯水利学公司