[发明专利]电磁致动器及其操作方法

说明书

一种旋转电磁致动器(2)，包括用于向其转子(4)施加扭矩的偏置组件(30)。这种致动器可以用于操作内燃发动机的提升气门。所述转子限定凸轮表面(14)，并且所述偏置组件包括与所述凸轮表面接合的凸轮从动件(16)，并且所述偏置组件对所述转子所施加的扭矩的大小取决于所述凸轮从动件被所述凸轮表面所位移的大小。所述凸轮表面限定用于接收所述凸轮从动件的至少一个棘凸(50)。

技术领域

本发明涉及一种电磁致动器。更具体地，本发明涉及一种旋转电磁致动器，其具有可相对于定子旋转的转子，并且包括用于向转子施加扭矩的偏置组件。这种致动器可以被用于操作例如内燃发动机的提升气门。

背景技术

WO 2004/097184描述了一种旋转电磁致动器，其可以用于打开和关闭内燃发动机的气门。在一个示例中，弹性悬臂弹簧臂与随着转子旋转的偏心表面的外周接触。臂通过转子旋转的一部分上变形，并且从而存储势能，该势能随后用于加速转子的旋转。

发明内容

本发明提供了一种电磁致动器，包括：

定子；

转子，其可相对于所述定子在所述转子的旋转范围内旋转；和

偏置组件，用于在所述转子的所述旋转范围的至少一部分上向所述转子施加扭矩，

其中所述转子限定凸轮表面，并且所述偏置组件包括与所述凸轮表面接合的凸轮从动件，并且所述偏置组件对所述转子所施加的扭矩的大小取决于所述凸轮从动件被所述凸轮表面所位移的大小，并且

其中所述凸轮表面限定用于接收所述凸轮从动件的至少一个棘凸。

凸轮表面中棘凸的存在可以通过凸轮表面与凸轮从动件的相互作用限定转子相对于定子的旋转位置。棘凸可以阻止转子及其凸轮表面远离由棘凸限定的旋转取向的旋转。

凸轮表面中棘凸的存在有助于控制致动器，以便在致动器操作期间更可靠地选择由棘凸限定的转子的旋转位置。棘凸的存在可有助于转子旋转到特定的预定旋转位置，这意味着与仅使用定子对转子施加的电磁力将转子旋转到特定位置相比，通过其控制系统对致动器的控制可以更容易且可靠地获得位置。

在优选实施例中，所述凸轮从动件在所述转子的旋转范围内在最小和最大位移位置之间移位，并且当其与所述棘凸接合时，所述凸轮从动件的位移大于所述最小位移。因此，棘凸可以有助于可靠地选择转子的旋转位置，在该位置偏置组件存储势能，用于以随后用来对转子施加扭矩。

在致动器用于操作内燃发动机的气门的应用中，转子的每个循环(其可以是转子的完全旋转或者转子在其旋转范围内来回旋转)可以对应于气门事件，即相关联的气门的打开和关闭。

在一些实施例中，转子的旋转范围可以是全旋转的一部分，转子可控制为在该部分上来回振荡。可替换地，转子的旋转范围可以是全旋转，这使得转子能够在相同方向上连续旋转和/或在两个端点之间振荡。

在优选的实施例中，转子的动能在转子旋转的一部分内被转换成存储在偏置组件中的势能，并且然后在转子旋转的另一部分期间该势能随后被传递回转子，以便加速转子的旋转。

凸轮表面可以具有其半径从最小值增大并且然后回到最小值(在径向向外的凸轮表面上从最小值增大并且然后回到最小值，或者在径向向内的凸轮表面上从最大值减小并且然后回到最大值)的区段。在致动器用于操作内燃发动机气门的应用中，这样的区段可以对应于偏置组件存储能量的循环，并且能量随着凸轮从动件经过该区段(在径向向外的凸轮表面上的区段或径向向内的凸轮表面上的最小半径)随后的随后释放回转子。棘凸可以设置在这样的区段内。更具体地，它可以设置在这样的区段中的凸轮表面的最大半径(在径向朝外的凸轮表面上的最大半径，或者在径向朝内的凸轮表面上的最小半径)处或其附近。棘凸然后可以用于限定凸轮从动件的最大位移处或其附近的位置，并因此限定偏置组件中的最大储能处或其附近的位置。