[发明专利]用于内燃机的阀控制装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及设置在安装于机动车辆等上的内燃机(下文也称为“发动机”)中的阀控制装置。特别地，本发明涉及对为了消除或者防止由沉积物等引起的阀的任何固着所执行的操作的改进。

背景技术

例如用于机动车辆的发动机通常设置有排气再循环设备，其中一部分在排气管内流动的排气作为排气再循环气体(即“EGR气体”)被引入进气管，并且气缸内的最高燃烧温度通过EGR气体与进气的混合而降低，从而减少排气中所包含的有害物质(例如氧化氮)。

这种排气再循环设备包括在发动机内使排气系统与进气系统彼此连接的EGR管路、以及容置在EGR管路内且其开度可以调节的EGR阀。也就是说，通过调节EGR阀的开度来调节EGR气体的回流量(freewheel quantity)。

在这种类型的排气再循环设备中，可能在EGR管路中——例如在形成于装配在阀套内的圆筒形喷嘴内部的排气回流通道中——产生包含在EGR气体中的燃烧产物(例如氧化物或碳化物)的沉积物。这种沉积物由包含在排气中的碳氢化合物(简写为“HC”)、碳(简写为“C”)或机油形成，且由于高粘度而不利地粘附在EGR阀的外周、EGR阀的驱动轴以及排气回流通道的内壁等上。在沉积物(即沉渣)粘附在EGR阀的外周与排气回流通道的内壁之间或者粘附在驱动轴与排气回流通道的内壁之间的情形中，EGR阀的打开/关闭操作被阻止，从而引起了如下问题：不能有利地调节EGR阀的开度、不能把EGR气体供应入进气管、不能获得适当的EGR气体回流量等等。特别地，上述不利尤其发生在用于打开/关闭EGR阀的驱动扭矩较小或者要将EGR阀的开度控制在微小的角度范围内的情形下。

为了解决上述的问题，提出了专利文献1(即日本专利公开2004-162665号)。专利文献1公开了当发动机停止时在阀完全关闭位置附近将EGR阀以预定开度进行打开/关闭(下文这个操作被称为“阀往复移动控制操作”)。因此，粘附的沉积物由EGR阀刮掉，从而消除或防止了阀的任何固着。

另外地，专利文献2(即日本专利公开2000-320347号)公开了，在用于消除由沉积物引起的节气门固着的操作中，节气门于包含节气门完全关闭位置的前后的预定范围内往复移动。换句话说，专利文献2公开了针对节气门的“阀往复移动控制操作”。

然而，上述的专利文献1和2均没有考虑由于沉积物造成的阀的牢固固着而导致的即使通过“阀往复移动控制操作”也不能将沉积物刮掉的情形，从而导致了下述问题：

即，专利文献1公开的阀往复移动控制操作设计成一直持续到供应到驱动马达的马达电流的最大电流值降低到预定的电流值或低于该预定电流值。然而，在马达电流的最大电流值因为阀的牢固固着而没有降低到预定的电流值或低于该预定电流值的情形中，不利地继续对驱动马达供电，从而不易于缩短控制操作所需要的时间、获得高的效率以及节约能量消耗。

同时，专利文献2公开的阀往复移动控制操作设计成首先以将阀从0°的阀开度(即完全关闭位置)打开到正侧3°的阀开度的方式向直动式扭矩马达供应驱动电流。在此，在阀由于阀的牢固固着而未能一直打开到3°位置的情形中，不利地继续向直动式扭矩马达供应驱动电流。同样地，在这种情形中，阀往复移动控制操作持续很长的一段时间，从而使得不易于缩短控制操作所需要的时间、获得高的效率以及节约能量消耗。

发明内容

考虑到上述的情形而作出本发明。本发明的一个目的是提供一种用于内燃机的阀控制装置，其中所述阀控制装置执行用于通过在阀完全关闭位置附近打开/关闭阀来消除或防止阀的任何固着的控制操作，从而可以缩短控制操作所需要的时间、获得高的效率以及节约能量消耗。

——问题的解决原理

依据本发明的所设想的实现上述目的的解决方案是对沿一个方向移动阀所需要的驱动时间以及沿另一个方向移动阀所需要的驱动时间中的每一个都进行限制、依据所限制的时间来切换阀的移动方向、以及在预定的时间段内完成预定次数的移动操作。

——解决方案