[发明专利]用于双稳态电动摇臂闩锁的致动器控制系统

说明书

本发明提供了一种致动器控制系统，该致动器控制系统适合于提供对电磁闩锁组件的单导线控制，该电磁闩锁组件提供汽缸停用或气门机构系统中的可变气门致动。该系统适于控制电磁闩锁组件，该电磁闩锁组件需要用于闩锁的沿第一方向的DC电流以及用于解锁的沿与第一方向相反的方向的DC电流。该致动器控制系统包括反相DC/DC转换器和开关元件。在一些实施方案中，反相DC/DC转换器使用电容器来存储驱动反相电流的能量。在一些实施方案中，反相DC/DC转换器服务于电磁体的多个不同组。

技术领域

本教导内容涉及气门机构，具体地为提供可变气门升程(VVL)或汽缸停用(CDA)的气门机构。

背景技术

在一些摇臂组件上使用液压致动闩锁来实现可变气门升程(VVL)或汽缸停用(CDA)。例如，一些切换辊指状物从动件(SRFF)使用液压致动闩锁。在这些系统中，来自油泵的加压油可用于闩锁致动。在内燃机控制单元(ECU)的监管下，加压油的流动可由机油控制阀(OCV)来调节。来自同一来源的单独进给为液压间隙调节提供油。在这些系统中，每个摇臂组件具有两个液压进给装置，这需要一定程度的复杂性和设备成本。这些液压进给装置的油需求可能接近现有供应系统的极限。

通过将液压致动器替换为电磁致动器，可以减小一些气门机构系统中的油的复杂性和需求。因此，长期以来人们一直关注用于摇臂组件的电磁致动闩锁。电磁致动器闩锁需要电力。摇臂在较长周期内快速往复运动并且接近其他移动部件。附接到摇臂上的导线可能会被夹住、剪断或疲劳，从而导致短路。

发明内容

本教导内容提供了用于操作一种类型的内燃机中的气门机构的系统和方法，该内燃机具有燃烧室、具有形成在该燃烧室中的支座的可移动气门、凸轮轴和摇臂组件，该摇臂组件致动该气门并且包括摇臂和凸轮从动件，该凸轮从动件被构造成在该凸轮轴旋转时接合安装在该凸轮轴上的凸轮。该摇臂组件被构造成使得凸轮轴的旋转进行操作以将力从凸轮传递到凸轮从动件并移动摇臂。

该摇臂组件可以包括可在第一位置和第二位置之间平移的闩锁销。第一闩锁销位置和第二闩锁销位置中的一者提供一构型，在该构型中，摇臂组件操作以响应于凸轮从动件被凸轮致动而致动可移动气门，从而产生第一气门升程曲线。第一闩锁销位置和第二闩锁销位置中的另一者提供一构型，在该构型中，摇臂组件操作以响应于凸轮从动件被凸轮致动而致动可移动气门，从而产生不同于第一气门升程曲线的第二气门升程曲线，或者可移动气门被停用。这种结构可以提供汽缸停用(CDA)或可变气门升程(VVL)。

闩锁销可以是包括电磁体的电磁闩锁组件的一部分，并且其中闩锁销在第一位置和第二位置中都独立于电磁体而稳定。通过向电磁体提供沿第一方向的电流，将闩锁销从第一位置致动到第二位置。通过向电磁体提供沿与第一方向相反的第二方向的电流，将闩锁销从第二位置致动到第一位置。一个或多个永磁体可以将闩锁销稳定在第一位置和第二位置。

在本教导内容中的一些教导内容中，电磁体被安装到摇臂组件的摇臂。在这些教导内容中的一些教导内容中，电磁体通过由两个不同部分之间的邻接进行电连接来供电，这些部分中的一个安装到摇臂。摇臂的移动可以导致邻接部分的接触表面之间的相对运动。

常规地，H桥将用于提供选择性地沿第一方向或第二方向的DC电流。H桥需要与电磁体的两个末端的连接。但本教导内容认识到可以通过以下方式来减小导线计数和耦接件数量：将电磁体的一个末端接地，以及提供致动器控制系统，该致动器控制系统连接到另一个末端以通过选择性地沿正向或反向的DC电流驱动电磁体。在这些教导内容中的一些教导内容中，电磁体的一个末端通过摇臂组件的结构接地。在这些教导内容中的一些教导内容中，对内燃机的汽缸盖进行接地连接。

本教导内容的一些方面涉及气门机构系统中的适合于提供对电磁体的单导线控制的致动器控制系统。致动器控制系统包括DC/DC转换器和开关元件。在这些教导内容中的一些教导内容中，DC/DC转换器通过一个或多个半桥电路耦接到电磁体。半桥电路比H桥电路更便宜。