[发明专利]带残余磁滞重置的致动器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年3月20日提交的美国临时专利申请序列号61/955,942和2014年3月20日提交的美国临时专利申请序列号61/968,001的权益，其二者均并入本文以供参考。

技术领域

本公开涉及螺线管激活的致动器。

背景技术

该部分中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息。因此，这样的陈述不试图构成对现有技术的承认。

螺线管致动器能够被用于控制流体（液体和气体），或者用于定位或用于控制功能。螺线管致动器的典型示例是燃料喷射器。燃料喷射器被用于将加压燃料喷射到内燃发动机的歧管内、进气端口内或者直接到燃烧室内。公知的燃料喷射器包括电磁激活的螺线管装置，其克服机械弹簧以打开位于喷射器的尖端处的阀以便允许燃料流从中流过。喷射器驱动器电路控制至电磁激活的螺线管装置的电流流动，以打开和关闭喷射器。喷射器驱动器电路可以以峰值-保持控制构造或者饱和开关构造操作。

燃料喷射器利用校准值来校准，该校准值包括喷射器激活信号（包括喷射器打开时间或者喷射持续时间）和以预定或已知燃料压力操作的对应的计量或传递的喷射燃料质量。喷射器操作可以特征在于与喷射持续时间有关的每次燃料喷射事件的喷射燃料质量。喷射器特征包括在与高速高负荷发动机操作相关的大流率和与发动机怠速状况相关联的小流率之间的范围内的计量燃料流。

公知的是，发动机控制获益于快速相继地喷射多次小的喷射燃料质量。大体而言，当在连续喷射事件之间的停延时间小于停延时间阈值时，随后的燃料喷射事件的喷射燃料质量通常导致比所需更大的传送量级，即使利用相同的喷射持续时间。因此，这样的随后的燃料喷射事件会变得不稳定，从而导致不可接受的重复性。这种不良情况是因为在燃料喷射器内存在残留磁通量，所述残留磁通量是由于前一燃料喷射对立即随后的燃料喷射事件提供一些辅助所导致的。响应于燃料喷射器内的持续的涡电流和磁滞（这是由于改变了需要不同的初始磁通量值的喷射燃料质量速率）而产生残余磁通量。进一步公知的是通过施加连续的单向正极电流脉冲控制在关闭燃料喷射器之后的电枢反跳。虽然通常会有效地控制电枢反跳，但是已知单向正极电流脉冲会导致在稳态时存在残余通量。

发明内容

电磁致动系统包括电线圈、磁芯、电枢、用于选择性地驱动电流沿两个方向中的任一方向通过线圈的可控双向驱动电路以及向驱动电路提供致动器命令的控制模块。当需要致动时沿第一方向驱动电流通过电线圈。当不需要致动时，包括沿第二方向驱动电流通过电线圈以便足以将致动器内的残余通量减小到在零线圈电流时在致动器内被动获得的水平之下。

本发明还可包括下列方案。

1. 一种用于控制电磁致动器的方法，包括：

当需要致动时驱动电流沿第一方向通过所述致动器的电线圈；以及，

当不需要所述致动时，驱动电流包括沿第二方向通过所述电线圈以便足以将所述致动器内的残余通量减小到在零线圈电流时在所述致动器内被动获得的水平之下。

2. 根据方案1所述的用于控制电磁致动器的方法，其中驱动电流包括沿第二方向通过所述电线圈仅会在所述致动器已经返回到静止位置之后发生。

3. 根据方案1所述的用于控制电磁致动器的方法，其中驱动电流包括沿第二方向通过所述电线圈包括：

在所述第二方向和所述第一方向之间交替地驱动电流。

4. 根据方案3所述的用于控制电磁致动器的方法，其中在所述第二方向和所述第一方向之间交替地驱动电流包括：呈指数地衰减所述驱动电流。

5. 根据方案3所述的用于控制电磁致动器的方法，其中在所述第二方向和所述第一方向之间交替地驱动电流仅会在所述致动器已经返回到静止位置之后发生，进一步包括在所述第二方向和所述第一方向之间交替地驱动电流以便足以减小电枢反跳。

6. 根据方案3所述的用于控制电磁致动器的方法，其中在所述第二方向和所述第一方向之间交替地驱动电流包括：以正弦方式驱动电流。

7. 根据方案3所述的用于控制电磁致动器的方法，其中在所述第二方向和所述第一方向之间交替地驱动电流包括：以方波方式驱动电流。

8. 根据方案3所述的用于控制电磁致动器的方法，其中在所述第二方向和所述第一方向之间交替地驱动电流包括：以锯齿形方式驱动电流。

9. 一种电磁致动系统，包括：

电线圈；

磁芯；

电枢；