用于发动机的压力测量设备的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年11月14日提交的英国申请no.1619212.2的优先权。为了所有目的，上面提及的申请的整个内容通过引用以其整体被并入本文。

本公开涉及用于发动机的压力测量设备，并且具体地但不唯一地涉及压差传感器以及进气系统或排气系统的气体流动路径部件的布置。

背景技术：

将车辆的排气再循环(egr)系统配备测量egr阀两端的压力变化的传感器是常见的。例如，当排气流过egr阀时，压差传感器能够测量阀两端的的压差，流过egr系统的排气的质量流速能够根据阀两端的的压差来确定。

确保以下是有益的：期望量的排气正在流过egr系统，以帮助减少有害的排放并且遵守支持清洁环境的排放标准，以及改善发动机的可靠性。

使用托架将egr系统的压差传感器安装在egr阀附近是已知的。压差传感器然后可以配备有两个管，所述两个管中的一个管被附接到egr阀的一侧(例如，被附接到发动机的进气路径)，并且另一个管被附接到egr阀的另一侧(例如，被附接到发动机的排气流动路径)。以此方式附接压差传感器可能由于所需的托架、连接管和夹子等而引入不必要的成本和额外的重量，并且还提供了管的不正确连接和对连接管的损坏的机会。

技术实现要素：

在此背景下出现了本发明。为了解决至少一些前面提到的问题，发明人已经提供了一种用于发动机的压力测量设备。所述压力测量设备包括进气系统或排气系统中的一个的气体流动路径部件、以及压差传感器，所述压差传感器具有限定第一压力端口和第二压力端口的传感器主体，其中所述传感器主体被配置为与所述气体流动路径部件的壁中的开口协作，使得在组装配置中所述第一压力端口和所述第二压力端口中的至少一个在所述气体流动路径部件内部终止。例如，在组装配置中，所述第一压力端口和所述第二压力端口中的至少一个可以在通过气体流动路径部件的气体流动路径中终止。为压力测量设备设计有延伸通过气体流动路径部件(诸如egr阀)中的开口并且在气体流动路径部件内部终止的第一压力端口消除了根据需要对压力传感器与气体流动路径部件之间的单独连接器的需要。因此，发动机的紧凑性被增加，并且发动机的组装过程被简化，由此降低了制造成本。

应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍概念选择，概念选择在详细说明书中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被随附权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出了发动机的排气再循环系统的一部分。

图2示出了被安装在排气再循环系统中的压差传感器的详细视图。

图3示出了一种用于制造具有压力测量系统的发动机的方法。

图1和2近似按比例绘制。然而，在其他实施例中可以使用其他相对尺寸。

具体实施方式

用于车辆的发动机能够配备进气系统和/或排气系统，所述进气系统和/或排气系统均通常包括被配置为控制和/或引导朝向和/或远离发动机的排气流动的若干不同部件。进一步的，使用压差传感器来测量进气系统或排气系统的两个不同部分之间的运转压差是常见的。例如，压差传感器可以被用来测量排气再循环阀两端的压差或排气系统的微粒过滤器两端的压差。因此，应理解，根据压力测量的期望位置，压差传感器可以被安装在进气系统或排气系统的任何适当的部分两端。

为了将压差传感器安装在方便位置中来进行压力测量，压差传感器通常被附接到托架，该托架能够被固定到发动机或车辆的适当部分。然后，压差传感器的每个压力端口能够例如使用管(pipe)或管道(duct)被连接到进气系统或排气系统的期望部分。本说明书提供了以下的压力测量设备：该压力测量设备简化了压差传感器的安装，该压力测量设备能够降低发动机和/或车辆的成本和重量，并且该压力测量设备能够增加发动机或车辆的制造/组装的容易性。

传感器主体可以被配置为可密封地接合气体流动路径部件的壁中的开口。例如，第一压力端口、第二压力端口和气体流动路径部件中的至少一个可以包括密封件，该密封件被配置为当传感器主体接合开口时密封开口。

传感器主体可以被配置为直接安装到气体流动路径部件上。传感器主体和气体流动路径部件可以均包括对应安装特征件，该对应安装特征件允许传感器主体直接安装到气体流动路径部件上。压差传感器可以借助于第一压力端口和第二压力端口中的至少一个与气体流动路径部件的壁中的开口之间的相互作用可固定到气体流动路径部件。

传感器主体可以至少部分地延伸通过气体流动路径部件的壁中的开口。例如在不使用一个或更多个中间连接器(诸如管或管道)的情况下，传感器主体可以与通过气体流动路径部件的气流直接流体连通。

传感器主体可以包括在气体流动路径部件内部终止的第一压力端口。传感器主体可以包括在气体流动路径部件外部终止的第二压力端口。压力测量系统可以包括管道，该管道被配置为将压力端口中的一个(例如第二压力端口)连接到进气系统或排气系统的另一部分。

气体流动路径部件可以是空气流动路径部件。例如，气体流动路径部件可以是被配置为使空气在进气系统或排气系统的一部分与进气系统或排气系统的另一部分之间流动的部件。气体流动路径部件可以是进气系统或排气系统的阀组件。在一个示例中，气体流动路径部件可以是排气再循环回路的控制阀。

压力测量设备可以包括控制器，该控制器被配置为确定压差传感器的第一压力端口和第二压力端口两端的压差。

根据本公开的另一方面，提供了一种用于发动机的进气系统或排气系统的压差传感器，所述压差传感器具有包括第一压力端口和第二压力端口的传感器主体，其中所述传感器主体被配置为与气体流动路径部件的壁中的开口接合，使得第一压力端口和第二压力端口中的至少一个在气体流动路径部件内部终止。

根据本公开的另一方面，提供了一种用于发动机的进气系统或排气系统的气体流动路径部件，所述气体流动路径部件具有带有被配置为接收压差传感器的传感器主体的开口的部分，使得压差传感器的第一压力端口和第二压力端口中的至少一个在气体流动路径部件内部终止。

根据本公开的另一方面，提供了一种用于车辆的排气再循环系统，所述排气再循环系统包括排气再循环阀和压差传感器，其中压差传感器的传感器主体与排气再循环阀的气体流动路径直接流体连通。

在一个示例中，可以提供包括上面提到的压力测量设备、压差传感器、气体流动路径部件和排气再循环系统中的至少一个的发动机或车辆。

本文中描述的压力测量系统的一个优点是，第一压力端口延伸通过气体流动路径部件(诸如egr阀)中的开口并且在气体流动路径部件内部终止，若需要，这可以消除对于压力传感器与气体流动路径部件之间的单独连接器的需要。重要的是，当压差传感器与气体流动路径部件组装在一起时，第二压力端口在气体流动路径部件外部终止，使得它可以被连接到气体流动系统的另一部分以允许进行气体流动系统的不同部分两端的压差测量。若需要，因为不需要额外的托架系统来安装压差传感器，所以压力测量系统是有益的，这是因为被组装在发动机/车辆中的进行压差测量所需的的部件的总体数量可以被减少。

为了避免不必要的重复工作和说明书中的文本重复，描述了与本公开的仅一个或若干个方面或布置相关的某些特征。然而，应理解，在它在技术上可能的情况下，与本公开的任何方面或布置相关被描述的特征也可以与本公开的任何其他方面或布置一起使用。

图1和图2示出了压力测量系统100。压力测量系统100包括压力测量设备101，所述压力测量设备101包括压差传感器103和气体流动系统的部件105(例如进气系统或排气系统的部件)。在一个示例中，部件105因此可以是气体流动路径部件。压差传感器103被直接安装到所述部件105，使得压差传感器103的传感器主体107延伸通过所述部件105并且到气体流动路径109中。在图1和图2中，所述部件105是低压排气再循环(egr)阀111。然而，在其他示例中，所述部件105可以是进气系统或排气系统的任何适当部分。

压差传感器103包括第一压力端口113a和第二压力端口113b。如图2中示出的，第一压力端口113a被配置为与egr阀111的壁中的开口115协作。以此方式，第一压力端口113a延伸通过开口115并且在egr阀111内部终止，若需要，这消除了对于第一压力端口113a与egr阀111之间的单独连接器的需要。当压差传感器103与egr阀111组装在一起时，第二压力端口113b在egr阀111外部终止，使得它可以被连接到气体流动系统的另一部分以允许压差测量。因为不需要额外的托架系统来安装压差传感器103，本压力测量系统是有益的，这是因为根据需要它减少了被组装到发动机/车辆以便进行压差测量的部件的总体数量。

在一种布置中，压差传感器103的传感器主体107可以被配置为与开口115可密封地接合。进一步地，第一压力端口113a与开口115之间的接合可以将压差传感器103固定在egr阀111上的适当位置中。例如，第一压力端口113a与开口之间的配合可以是被配置为当第一压力端口113a被插入到开口115内时将压差传感器103保持在适当位置中的干涉配合。额外地或替代地，压差传感器103和/或egr阀111可以包括被配置为将压差传感器103固定到egr阀111的一个或更多个特征件(诸如夹子或卡接固定件(snapfitting))。在一种布置中，压差传感器103的传感器主体107可以被专门地成形为以便匹配egr阀111的外形，这可以帮助降低车辆的封装要求和/或帮助将压差传感器103固定到egr阀111。

在图1和图2中示出的布置中，传感器主体107被直接安装到egr阀111的外壁。具体地，传感器主体107被直接安装在开口115上面，使得第一压力端口113a直接延伸通过egr阀111的壁并且到气体流动路径109中。在一个或更多个其他布置中，传感器主体107可以远离开口115地被定位例如在接近或靠近egr阀111的部件上，并且第一压力端口113可以沿着至少部分弯曲和/或弧形的路径延伸，以允许第一压力端口113a直接延伸通过egr阀111的壁而根据需要无需对一个或更多个中间连接器的需要。

本文中描述的压力测量系统100的一个优点是系统能够作为能够被直接安装到发动机或车辆的子组件进行供应。例如，在压力测量系统100包括egr阀111的情况下，egr阀制造商能够为egr阀111供应被预先安装到egr阀111的压差传感器103。以此方式，根据需要，发动机和/或车辆制造商不需要将压差传感器103固定到车辆，并且仅需要将压差传感器103的第二压力端口113b连接到另一气体流动路径部件，这减少了与制造发动机和/或车辆相关联的时间和成本。

图1额外地图示了进气道120。进气道120可以从上游进气系统部件(诸如空气过滤器)接收空气。进气道120被耦接到egr阀111。

图1还示出了egr冷却器122。egr冷却器122被设计为降低流过其中的egr气体的温度。例如，egr冷却器122可以包括延伸通过壳体123的冷却液管道。因此，egr冷却器122包括使得冷却液能够被循环通过冷却器的冷却液进口124和冷却液出口126。在一个示例中，来自egr冷却器122的热可以经由冷却液出口126被引导到发动机冷却系统中的热交换器(例如，散热器)。在此类示例中，冷却液进口124可以从发动机冷却系统中的冷却液泵接收冷却液。egr冷却器122还包括经由导管(conduit)130被连接到第二压力端口113b的端口128。egr冷却器122进一步包括具有开口132的安装凸缘131，所述具有开口132的安装凸缘131被设计为使得冷却器能够被附接到选定的发动机部件。

egr冷却器122经由egr导管133被连接到egr阀111，所述egr导管133具有进口134和出口135。如图所示，egr导管133的进口被耦接到egr冷却器122的出口136。egr冷却器122还包括从上游部件(诸如egr导管和排气系统)接收排气的进口137。还应认识到，egr冷却器122、egr导管133和egr阀111可以被包括在egr系统138中。

图1中还示出了涡轮增压器139。涡轮增压器包括压缩机140，该压缩机140从被耦接到egr阀111的进气导管141接收进气并且从其中接收气流。压缩机140可以经由接收排气流的涡轮来驱动，或可以通过来自曲轴的旋转输入来驱动。压缩机140可以被设计为增加向发动机143中的汽缸142提供的气流。以此方式，压缩机能够为发动机提供升压以增加燃烧效率。压缩机140与发动机143之间的流体连接经由箭头144来图示。然而，应认识到，各种常规部件可以被用来将压缩机140流体地连接到发动机143，诸如进气导管、进气歧管、节气门等。然而在其他示例中，涡轮增压器可以从发动机143中被省略。应认识到，发动机143包括使得燃烧运转(例如，四行程燃烧循环)能够在其中被执行的其他常规部件，诸如进气门、排气门、燃烧输送系统等。

图1还示出了控制器150。控制器150可以被配置为命令发动机143和压力测量系统100中的各种部件的调整。例如，控制器150可以向egr阀111和egr冷却器122发送控制命令。控制器150在图1中被示为微型计算机，包括微处理器单元152、输入/输出端口154、在这个具体示例中作为只读存储器片156示出的用于可执行程序和校准数值的电子存储介质、随机存取存储器158、不失效存取器160和数据总线。

存储介质只读存储器156能够被编程有表示可由处理器152执行的指令的计算机可读数据。此外，控制器150可以从传感器(诸如压差传感器103)接收输入信号。控制器150也可以向诸如egr冷却器122和egr阀111的部件发送控制命令，如在上面讨论的。例如，控制器150可以向egr阀中的致动器发送调整egr阀的位置的命令。

图1还示出了包括可由处理器174执行的存储器172(例如，非临时性存储器)的工装设备170。工装设备170可以被用来实施本文中描述的制造方法的至少一部分。工装设备170可以包括臂、滑动架(carriage)、和用于操纵并组装压力测量系统和发动机中的部件的其他部件。

再次参照图2，图2示出了第一压力端口113a的通向egr阀111的内部区段202的末端200。egr阀111的内部区段202可以被定位在流动调整机构(例如，流动调整板)的上游。egr阀111还包括限定内部区段202的边界的壳体204。壳体204还可以限定egr阀111内的其他内部流动区段的边界。图2还示出了从第二压力端口113b延伸的导管130。此外，压差传感器103包括与egr阀111的外表面208共面接触的壳体表面206，使得传感器能够被紧凑地布置在压力测量系统100中。此外，图2示出了被定位在压差传感器的不同侧面上的第一压力端口113a和第二压力端口113b。具体地，在所描绘的示例中，第一压力端口113a和第二压力端口113b被定位在压差传感器103的彼此垂直的侧面210上。然而，压力端口的其他取向已经被设想。此外，轴线x、轴线y和轴线z在图1和图2中被提供用于参考。如图所示，轴线x、轴线y和轴线z彼此垂直。

图3示出了用于制造发动机中的压力测量系统的方法300。在一个示例中，该方法可以被用来制造在上面关于图1和2描述的压力测量系统和发动机。然而，应认识到，在其他示例中，方法300可以被用来制造其他合适的压力测量系统和发动机。此外应认识到，方法可以由具有被存储在非临时性存储器中可由处理器执行的指令的一个或更多个工装设备来实施。

在302处，方法包括组装压差传感器与气体流动路径部件以形成第一子组件。步骤302可以包括步骤304-306。在304处，方法包括将压差传感器的壳体附接到第一气体流动路径部件的壳体。例如，压差传感器可以被螺栓连接、被结合、和/或以其他方式被附接到阀(诸如egr阀)的壳体。步骤306包括将第一压力端口插入通过第一气体流动路径部件的开口。例如，第一压力端口可以被定位在延伸到egr阀中的内部腔室的开口中。

在308处，该方法包括将第一子组件组装在发动机中。将第一子组件组装在发动机中可以包括步骤310。在步骤310处，方法包括将压差传感器中的第二压力端口附接到第二气体流动路径部件。在一个示例中，egr导管和/或egr冷却器中的开口使得第二压力端口能够被放置在egr气流内。例如，导管可以被连接到第二压力端口和egr导管或冷却器中的端口两者。在312处，该方法包括将压差传感器连接到控制器。例如，压差传感器可以被电耦接(例如，被有线耦接和/或无线耦接)到控制器，以使得在发动机运转期间信号能够从压差传感器被传递到控制器。

方法300使得压力测量系统能够作为能够被直接安装在发动机或车辆中的子组件进行供应。例如，在压力测量系统包括egr阀的情况下，egr阀制造商能够为egr阀供应被预先组装egr阀的压差传感器。以此方式，根据需要，发动机和/或车辆制造商不需要将压差传感器固定到发动机或车辆，并且仅需要将压差传感器的第二压力端口连接到另一气体流动路径部件，这例如减少了与制造发动机和/或车辆相关联的时间和成本。因此，方法300具有增加发动机和压力测量系统的制造效率的技术效果。

图1和图2示出了具有各种部件的相对定位的示例配置。至少在一个示例中，如果被示为彼此直接接触、或直接耦接，那么此类元件可以分别被称为直接接触或直接耦接。类似地，至少在一个示例中，被示为彼此邻近或相邻的元件可以分别是彼此邻近或相邻的。作为示例，彼此共面接触的部件放置可以被称为共面接触。作为另一示例，在至少一个示例中，被设置为彼此分开、在其之间仅有空间而没有其他部件的元件可以被称为如此。作为又一示例，被示为在彼此的上方/下方、在彼此的相对侧、或彼此的左侧/右侧可以相对于彼此被称为如此。另外，如图中示出的，在至少一个示例中，最顶部元件或元件的最顶点可以被称为部件的“顶部”，并且最底部元件或元件的最底点可以被称为部件的“底部”。如本文中使用的，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以相对于图的垂直轴线，并且被用来描述图的元件相对于彼此的定位。因此，在一个示例中，被示为在其他元件上方的元件被定位为在其他元件的正上方。作为又一示例，图内描绘的元件的形状可以被称为具有那些形状(例如，诸如为圆形的、直的、平坦的、弧形的、倒圆的、倒角的、成角度的等)。另外，在至少一个示例中，被示为彼此相交的元件可以被称为相交元件或彼此相交。更进一步地，在一个示例中，被示为在另一元件内或被示为在另一元件外面的元件可以被称为如此。

本发明将会在以下段落中进一步描述。在一方面中，提供了一种用于发动机的压力测量设备。所述压力测量设备包括进气系统或排气系统中的一个的第一气体流动路径部件，压差传感器，所述压差传感器具有限定第一压力端口和第二压力端口的传感器主体，其中所述传感器主体被配置为与所述第一气体流动路径部件的壁中的开口协作，使得在组装配置中所述第一压力端口和所述第二压力端口中的至少一个在所述第一气体流动路径部件内部终止，以及管道，所述管道被配置为将所述第一压力端口和所述第二压力端口中的一个连接到所述进气系统或所述排气系统的第二气体流动路径部件，其中所述第一压力端口和所述第二压力端口中的一个在所述第一气体流动路径部件外部终止。

在另一方面中，提供了一种用于发动机的进气系统或排气系统的压差传感器。所述压差传感器包括传感器主体，所述传感器主体包括第一压力端口和第二压力端口，其中所述第一压力端口和所述第二压力端口中的至少一个被配置为与所述进气系统或所述排气系统的气体流动路径部件的壁中的开口接合，使得所述第一压力端口和所述第二压力端口中的至少一个在所述气体流动路径部件内部终止。

在另一方面中，提供了一种用于制造发动机中的压力测量系统的方法。所述方法包括组装压差传感器与第一气体流动路径部件以形成第一子组件，以及组装所述第一子组件与发动机。

在另一方面中，提供了一种用于发动机的进气系统或排气系统的气体流动路径部件。所述气体流动路径部件包括被配置为接收压差传感器的传感器主体的一部分的开口，使得所述压差传感器的第一压力端口和第二压力端口中的至少一个在所述气体流动路径部件内部终止。

在所述方面中的任一个或所述方面的组合中，所述传感器主体可以被配置为直接安装到所述第一气体流动路径部件上。

在所述方面中的任一个或所述方面的组合中，所述传感器主体可以至少部分地延伸通过所述第一气体流动路径部件的所述壁中的所述开口。

在所述方面中的任一个或所述方面的组合中，所述传感器主体可以可密封地接合所述第一气体流动路径部件的所述壁中的所述开口。

在所述方面中的任一个或所述方面的组合中，所述第一气体流动路径部件可以是空气流动路径部件。

在所述方面中的任一个或所述方面的组合中，所述第一气体流动路径部件可以是所述进气系统或所述排气系统的阀组件。

在所述方面中的任一个或所述方面的组合中，所述阀组件可以是排气再循环(egr)回路的控制阀。

在所述方面中的任一个或所述方面的组合中，所述第一气体流动路径部件可以是排气再循环(egr)阀，并且所述第二气体流动路径部件可以是排气再循环(egr)冷却器。

在所述方面中的任一个或所述方面的组合中，所述传感器主体可以被直接耦接到排气再循环(egr)阀的壳体。

在所述方面中的任一个或所述方面的组合中，所述第一压力端口可以延伸到排气再循环(egr)阀的所述壁的所述开口内，并且所述第二压力端口被耦接到egr冷却器中的流动路径。

在所述方面中的任一个或所述方面的组合中，组装所述压差传感器与所述第一气体流动路径部件可以包括将所述压差传感器的壳体附接到所述气体流动路径部件的壳体。

在所述方面中的任一个或所述方面的组合中，组装所述压差传感器与所述第一气体流动路径部件可以包括将第一压力端口插入通过所述第一气体流动路径部件的开口。

在所述方面中的任一个或所述方面的组合中，组装所述第一子组件与所述发动机可以包括将所述压差传感器中的第二压力端口附接到第二气体流动路径部件。

在所述方面中的任一个或所述方面的组合中，组装所述第一子组件与所述发动机可以包括将所述压差传感器连接到控制器。

在所述方面中的任一个或所述方面的组合中，所述第二气体流动路径部件可以是排气再循环(egr)冷却器。

在所述方面中的任一个或所述方面的组合中，所述第一气体流动路径部件可以是排气再循环(egr)阀。

在所述方面中的任一个或所述方面的组合中，所述egr阀可以被定位在压缩机的上游。

在所述方面中的任一个或所述方面的组合中，所述第一压力端口可以延伸到流动调整机构上游的所述egr阀中。

注意，本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中，并且可以由包括与各种传感器、致动器和其他发动机硬件相结合的控制器的控制系统执行。本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或更多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所描述的各种动作、操作和/或功能可以所示顺序、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现在本文所描述的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序，但是为了便于图释和说明而提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略，所示出的动作、操作和/或功能中的一个或更多个可以被重复执行。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器中的代码，其中所描述的动作通过执行包括与电子控制器结合的各种发动机硬件部件的系统中的指令来执行。

应认识到，在本文中所公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，这是因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于其他类型的发动机(v-6、i-4、i-6、v-12、对置4缸等)、车辆系统等。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和构造和其他的特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

随附权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或更多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或关联申请中提出新的权利要求而得要求保护。这些权利要求，无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同，都被认为包括在本公开的主题内。

本领域技术人员应进一步认识到，尽管本发明已经参照若干实施例以示例的方式进行描述，但是在不偏离如在所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，它不限于所公开的实施例并且可以构建替代性实施例。