[发明专利]排气阀致动的速度控制

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制排气阀的致动运动以减少噪声并改善耐久性的方法和装置。

背景技术

噪声衰减阀经常用于车辆排气系统以减小车辆运行过程中产生的噪声。噪声衰减阀通常包括安装在轴杆上的瓣阀，轴杆使瓣阀在形成于诸如消声器之类的排气部件内的进气管内枢转。瓣阀具有盘状本体，该盘状本体在进气管内旋转以改变排气流面积。轴杆耦联到具有连杆组件的螺线管。控制器控制螺线管以便借助连杆组件使轴杆旋转。当轴杆旋转时，瓣阀根据需要改变排气流面积以衰减噪声。

这种传统构造的缺点是，噪声衰减阀和螺线管中的部件产生操作噪声。例如，由于部件之间的松动以及间隙，连杆组件的运动和轴杆的旋转会产生噪声。

另外，螺线管的操作运动产生非期望的噪声。螺线管包括耦联到连杆组件的柱塞。当电致动螺线管时，电压用于产生磁力，磁力沿第一方向拉动柱塞从而将瓣阀定位在预期位置。柱塞能够运动，直至到达行程限制挡块。柱塞运动的速度以及与行程限制挡块相接触的力能够产生非期望的噪声。此外，当电压被切断时，弹簧沿与第一方向相反的第二方向迫压柱塞从而使瓣阀回复到初始位置。柱塞的这种快速释放也产生非期望的噪声并增加相关排气阀部件的磨损率。

因此，期望提供用于控制排气阀的致动器的运动以减少操作噪声并减小磨损率的方法和装置。

发明内容

本发明提供一种受控制的排气阀组件，所述控制通过采用脉冲宽度调制(PWM)来改变致动动力水平以减小操作噪声。该排气阀组件包括支撑在轴杆上、用于在排气部件内旋转的阀体。轴杆耦联到在致动位置和释放位置之间运动的致动器。控制器控制致动器从而使轴杆旋转以便移动阀体。控制器用PWM针对致动动作或释放动作中至少一个来改变柱塞的速度以减少致动器运动过程中产生的噪声。

在一个示例中，控制器提供受控制的释放。控制器在释放致动器时产生初始能量水平并在使致动器运动到完全释放位置时产生不同于初始能量水平的后续能量水平。通过控制释放速度，当致动器从致动位置运动到释放位置时，操作噪声显著减少。

在另一示例中，控制器提供受控制的致动。在致动的初始运动过程中，控制器产生低能量水平，然后在主要致动过程中增加能量，之后当致动器到达行程结束位置——即最大致动位置时减小能量。控制器也可以在致动和释放过程中、当致动器在致动位置和释放位置之间来回移动时改变能量。

在一个示例中，致动器包括具有柱塞的螺线管。控制器致动螺线管从而使柱塞沿第一方向运动以便使螺线管运动到致动位置。螺线管包括弹性复位构件，在使螺线管运动到释放位置时弹性复位构件沿与第一方向相反的第二方向移动柱塞。在致动和/或释放过程中，控制器至少给螺线管提供第一电压，从而生成第一磁力水平，并给螺线管提供第二电压，从而生成不同于第一磁力水平的第二磁力水平。在致动过程中利用可变磁力来减小所产生的噪声。此外，在结合弹性复位构件的情况下利用可变磁力来控制柱塞朝向完全释放位置的运动以减小操作噪声。

通过阅读下列说明书和附图将能更好地理解本发明的这些以及其他特征，下面是对附图的简要描述。

附图说明

图1是具有包含本发明的阀致动控制组件的排气系统的示意图。

图2是包含本发明的阀致动器和控制器的立体图。

图3是示出用于致动器释放的力的水平相对于时间的图表。

图4是示出释放动作过程中的速度相对于时间的图表。

图5是示出受控制的致动动作的图表。

具体实施方式

图1示出排气系统10。排气系统10包括诸如用于消声器的进气管之类的排气部件12，排气部件12将废气流从发动机(未图示)导出。噪声衰减阀14定位在排气部件12内以减小车辆运行过程中产生的噪声。噪声衰减阀14能够构造成电动或真空型阀。

在所示例子中，噪声衰减阀14包括安装在轴杆18上的瓣阀本体16，轴杆18使瓣阀本体16在排气部件12内绕轴线20枢转。瓣阀本体16通常是盘状本体并且在排气部件12内旋转以改变排气流面积，然而，也可以采用其他阀构造。

轴杆18支撑在衬套组件22上，当轴杆18相对于壳体24旋转时，衬套组件22提供支承表面。轴杆18通过连杆组件26耦联到致动器28，致动器28控制轴杆18的运动。当轴杆18旋转时，瓣阀本体16根据需要改变排气流面积以减少噪声。控制器30控制致动器28的运动。在所示例子中，致动器28是包括柱塞34的螺线管32，柱塞34通过连杆组件26耦联到轴杆18(见图2)。