帶殘余磁滯重置的致動器的制造方法
【專利說明】帶殘余磁滯重置的致動器
[0001]相關申請的交叉引用本申請要求于2014年3月20日提交的美國臨時專利申請序列號61/955，942和2014年3月20日提交的美國臨時專利申請序列號61/968，001的權益，其二者均并入本文以供參考。
技術領域
[0002]本公開涉及螺線管激活的致動器。
【背景技術】
[0003]該部分中的陳述僅提供與本公開有關的背景信息。因此，這樣的陳述不試圖構成對現(xiàn)有技術的承認。
[0004]螺線管致動器能夠被用于控制流體(液體和氣體)，或者用于定位或用于控制功能。螺線管致動器的典型示例是燃料噴射器。燃料噴射器被用于將加壓燃料噴射到內燃發(fā)動機的歧管內、進氣端口內或者直接到燃燒室內。公知的燃料噴射器包括電磁激活的螺線管裝置，其克服機械彈簧以打開位于噴射器的尖端處的閥以便允許燃料流從中流過。噴射器驅動器電路控制至電磁激活的螺線管裝置的電流流動，以打開和關閉噴射器。噴射器驅動器電路可以以峰值-保持控制構造或者飽和開關構造操作。
[0005]燃料噴射器利用校準值來校準，該校準值包括噴射器激活信號(包括噴射器打開時間或者噴射持續(xù)時間)和以預定或已知燃料壓力操作的對應的計量或傳遞的噴射燃料質量。噴射器操作可以特征在于與噴射持續(xù)時間有關的每次燃料噴射事件的噴射燃料質量。噴射器特征包括在與高速高負荷發(fā)動機操作相關的大流率和與發(fā)動機怠速狀況相關聯(lián)的小流率之間的范圍內的計量燃料流。
[0006]公知的是，發(fā)動機控制獲益于快速相繼地噴射多次小的噴射燃料質量。大體而言，當在連續(xù)噴射事件之間的停延時間小于停延時間閾值時，隨后的燃料噴射事件的噴射燃料質量通常導致比所需更大的傳送量級，即使利用相同的噴射持續(xù)時間。因此，這樣的隨后的燃料噴射事件會變得不穩(wěn)定，從而導致不可接受的重復性。這種不良情況是因為在燃料噴射器內存在殘留磁通量，所述殘留磁通量是由于前一燃料噴射對立即隨后的燃料噴射事件提供一些輔助所導致的。響應于燃料噴射器內的持續(xù)的渦電流和磁滯(這是由于改變了需要不同的初始磁通量值的噴射燃料質量速率)而產(chǎn)生殘余磁通量。進一步公知的是通過施加連續(xù)的單向正極電流脈沖控制在關閉燃料噴射器之后的電樞反跳。雖然通常會有效地控制電樞反跳，但是已知單向正極電流脈沖會導致在穩(wěn)態(tài)時存在殘余通量。
【發(fā)明內容】
[0007]電磁致動系統(tǒng)包括電線圈、磁芯、電樞、用于選擇性地驅動電流沿兩個方向中的任一方向通過線圈的可控雙向驅動電路以及向驅動電路提供致動器命令的控制模塊。當需要致動時沿第一方向驅動電流通過電線圈。當不需要致動時，包括沿第二方向驅動電流通過電線圈以便足以將致動器內的殘余通量減小到在零線圈電流時在致動器內被動獲得的水平之下。
[0008]本發(fā)明還可包括下列方案。
[0009]1.一種用于控制電磁致動器的方法，包括:
當需要致動時驅動電流沿第一方向通過所述致動器的電線圈；以及，
當不需要所述致動時，驅動電流包括沿第二方向通過所述電線圈以便足以將所述致動器內的殘余通量減小到在零線圈電流時在所述致動器內被動獲得的水平之下。
[0010]2.根據(jù)方案I所述的用于控制電磁致動器的方法，其中驅動電流包括沿第二方向通過所述電線圈僅會在所述致動器已經(jīng)返回到靜止位置之后發(fā)生。
[0011]3.根據(jù)方案I所述的用于控制電磁致動器的方法，其中驅動電流包括沿第二方向通過所述電線圈包括:
在所述第二方向和所述第一方向之間交替地驅動電流。
[0012]4.根據(jù)方案3所述的用于控制電磁致動器的方法，其中在所述第二方向和所述第一方向之間交替地驅動電流包括:呈指數(shù)地衰減所述驅動電流。
[0013]5.根據(jù)方案3所述的用于控制電磁致動器的方法，其中在所述第二方向和所述第一方向之間交替地驅動電流僅會在所述致動器已經(jīng)返回到靜止位置之后發(fā)生，進一步包括在所述第二方向和所述第一方向之間交替地驅動電流以便足以減小電樞反跳。
[0014]6.根據(jù)方案3所述的用于控制電磁致動器的方法，其中在所述第二方向和所述第一方向之間交替地驅動電流包括:以正弦方式驅動電流。
[0015]7.根據(jù)方案3所述的用于控制電磁致動器的方法，其中在所述第二方向和所述第一方向之間交替地驅動電流包括:以方波方式驅動電流。
[0016]8.根據(jù)方案3所述的用于控制電磁致動器的方法，其中在所述第二方向和所述第一方向之間交替地驅動電流包括:以鋸齒形方式驅動電流。
[0017]9.一種電磁致動系統(tǒng)，包括:
電線圈；
磁芯；
電樞；
用于選擇性驅動電流沿兩個方向中的任一方向通過所述線圈的可控雙向驅動電路；以及
控制模塊，其提供致動器命令至所述驅動電路從而實現(xiàn)當需要電樞致動時驅動電流沿第一方向通過所述線圈并且在電樞致動之后實現(xiàn)驅動電流包括沿第二方向通過所述線圈以便足以對抗所述致動器內的殘余通量。
[0018]10.根據(jù)方案9所述的電磁致動系統(tǒng)，其中所述控制模塊在電樞致動之后提供所述致動器命令至所述驅動電路從而實現(xiàn)僅在所述致動器已經(jīng)返回到靜止位置之后驅動電流包括沿所述第二方向通過所述線圈以便足以對抗所述致動器內的殘余通量。
[0019]11.根據(jù)方案9所述的電磁致動系統(tǒng)，其中所述控制模塊在電樞致動之后提供所述致動器命令至所述驅動電路從而實現(xiàn)驅動電流包括沿所述第二方向通過所述線圈以便足以對抗所述致動器內的殘余通量包括:所述致動器命令實現(xiàn)成在所述第二方向和所述第一方向之間交替地驅動電流。
[0020]12.根據(jù)方案11所述的電磁致動系統(tǒng)，其中所述控制模塊在電樞致動之后提供所述致動器命令至所述驅動電路從而實現(xiàn)驅動電流包括沿所述第二方向通過所述線圈以便足以對抗所述致動器內的殘余通量包括:所述致動器命令實現(xiàn)成以指數(shù)衰減在所述第二方向和所述第一方向之間交替地驅動電流。
[0021]13.根據(jù)方案11所述的電磁致動系統(tǒng)，其中所述控制模塊在電樞致動之后提供所述致動器命令至所述驅動電路從而實現(xiàn)僅在所述致動器已經(jīng)返回到靜止位置之后驅動電流包括沿所述第二方向通過所述線圈以便足以對抗所述致動器內的殘余通量，進一步包括所述控制模塊在電樞致動之后提供所述致動器命令至所述驅動電路從而實現(xiàn)驅動電流包括沿所述第二方向通過所述線圈以便足以減小電樞反跳。
[0022]14.根據(jù)方案11所述的電磁致動系統(tǒng)，其中所述控制模塊在電樞致動之后提供所述致動器命令至所述驅動電路從而實現(xiàn)驅動電流包括沿所述第二方向通過所述線圈以便足以對抗所述致動器內的殘余通量包括:所述致動器命令實現(xiàn)成以正弦方式在所述第二方向和所述第一方向之間交替地驅動電流。
[0023]15.根據(jù)方案11所述的電磁致動系統(tǒng)，其中所述控制模塊在電樞致動之后提供所述致動器命令至所述驅動電路從而實現(xiàn)驅動電流包括沿所述第二方向通過所述線圈以便足以對抗所述致動器內的殘余通量包括:所述致動器命令實現(xiàn)成以方波方式在所述第二方向和所述第一方向之間交替地驅動電流。
[0024]16.根據(jù)方案11所述的電磁致動系統(tǒng)，其中所述控制模塊在電樞致動之后提供所述致動器命令至所述驅動電路從而實現(xiàn)驅動電流包括沿所述第二方向通過所述線圈以便足以對抗所述致動器內的殘余通量包括:所述致動器命令實現(xiàn)成以鋸齒形方式在所述第二方向和所述第一方向之間交替地驅動電流。
[0025]17.一種用于減小電磁致動器內的殘余通量的裝置，包括:
可控雙向驅動電路，其被構造成用于選擇性驅動電流沿兩個方向中的任一方向通過所述致動器；以及
控制模塊，其提供致動器命令至驅動電路從而實現(xiàn)當需要致動時驅動電流沿第一電流方向通過所述致動器以實現(xiàn)沿第一方向在磁性材料通量路徑內通過所述致動器的磁通量，并且其后實現(xiàn)成驅動電流沿第二電流方向通過所述致動器以實現(xiàn)沿與所述第一方向相反的第二方向在磁性材料通量路徑內通過所述致動器的磁通量以對抗所述致動器內的殘余通量。
【附圖說明】
[0026]參考附圖，現(xiàn)在將通過示例方式來描述一種或更多種實施例，附圖中:
圖1-1示出根據(jù)本公開的燃料噴射器和激活控制器的示意性截面圖；
圖1-2示出根據(jù)本公開的圖1-1的激活控制器的示意性截面圖；
圖1-3示出根據(jù)本公開的圖1-1和