用于降低電磁啟動(dòng)致動(dòng)器的性能變化的方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用 此申請(qǐng)要求以引用的方式并入本文的2014年4月4日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?61/975, 115 的權(quán)益。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本公開涉及螺線管啟動(dòng)致動(dòng)器。
【背景技術(shù)】
[0003] 此部分中的陳述僅提供與本公開有關(guān)的背景信息。因此，此類陳述并不意欲構(gòu)成 對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的承認(rèn)。
[0004] 燃料噴射器用于直接將增壓燃料噴射至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室中。已知燃料噴射器 包括電磁啟動(dòng)螺線管設(shè)備，電磁啟動(dòng)螺線管設(shè)備克服機(jī)械彈簧以打開位于噴射器尖端處的 閥，從而允許燃料穿過噴射器流動(dòng)。噴射器驅(qū)動(dòng)電路控制電流朝向電磁啟動(dòng)螺旋管設(shè)備的 流動(dòng)以打開和關(guān)閉噴射器。噴射器驅(qū)動(dòng)電路可以峰值保持控制配置或飽和開關(guān)配置進(jìn)行操 作。
[0005] 燃料噴射器可通過包括噴射器啟動(dòng)信號(hào)的校準(zhǔn)來校準(zhǔn)，噴射器啟動(dòng)信號(hào)包括噴射 器打開時(shí)間或噴射持續(xù)時(shí)間，以及在預(yù)定或已知燃料壓力下操作的對(duì)應(yīng)計(jì)量或傳遞的燃料 噴射質(zhì)量。噴射器操作可以與噴射持續(xù)時(shí)間有關(guān)的每次燃料噴射事件的燃料噴射質(zhì)量來表 征。噴射器特征包括在與高速、高負(fù)載發(fā)動(dòng)機(jī)操作相關(guān)聯(lián)的高流速和與發(fā)動(dòng)機(jī)怠速狀態(tài)相 關(guān)聯(lián)的低流速之間的范圍內(nèi)的計(jì)量燃料流動(dòng)。
[0006] 已知快速連續(xù)地噴射的多次少量燃料噴射質(zhì)量以用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)。一般來說，當(dāng) 連續(xù)噴射事件之間的停頓時(shí)間少于停頓時(shí)間閾值時(shí)，隨后的燃料噴射事件的燃料噴射質(zhì)量 通常導(dǎo)致傳遞的數(shù)量大于所需數(shù)量，即使利用了相等噴射持續(xù)時(shí)間。因此，此隨后的燃料噴 射事件可能變得不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致不可接受的再現(xiàn)性。這種所不希望的出現(xiàn)歸因于燃料噴 射器內(nèi)存在由先前燃料噴射事件所產(chǎn)生的殘余磁通量，殘余磁通量一定程度上有助于緊接 著的隨后的燃料噴射事件。殘余磁通量響應(yīng)于燃料噴射器內(nèi)的持續(xù)渦流和磁滯而產(chǎn)生。已 知通過調(diào)整隨后的噴射事件的噴射持續(xù)時(shí)間僅僅補(bǔ)償了大于所需傳遞數(shù)量的燃料噴射質(zhì) 量的影響；然而，對(duì)應(yīng)的隨后燃料噴射可能仍變得不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致不可接受的再現(xiàn)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 用于降低具有電線圈和電樞的電磁啟動(dòng)致動(dòng)器的性能變化的方法包括向電磁啟 動(dòng)致動(dòng)器提供致動(dòng)器啟動(dòng)信號(hào)。信號(hào)包括在第一方向上被驅(qū)動(dòng)通過電線圈的電流。方法檢 測電樞中對(duì)于相當(dāng)?shù)闹聞?dòng)器啟動(dòng)信號(hào)的不可接受的響應(yīng)變化。并且，在檢測到電樞中的不 可接受的響應(yīng)變化之后，跟隨致動(dòng)器啟動(dòng)信號(hào)、在與第一方向相反的方向上驅(qū)動(dòng)電流通過 電線圈。
[0008] 本發(fā)明包括以下方案： 1. 一種用于降低包括電線圈和電樞的電磁啟動(dòng)致動(dòng)器的性能變化的方法，所述方法 包括： 向所述電磁啟動(dòng)致動(dòng)器提供致動(dòng)器啟動(dòng)信號(hào)，所述致動(dòng)器啟動(dòng)信號(hào)包括在第一方向上 被驅(qū)動(dòng)通過所述電線圈的電流； 檢測所述電樞中對(duì)于相當(dāng)?shù)闹聞?dòng)器啟動(dòng)信號(hào)的不可接受的響應(yīng)變化；以及 在檢測到所述電樞中的不可接受的響應(yīng)變化之后，跟隨所述致動(dòng)器啟動(dòng)信號(hào)、在與所 述第一方向相反的方向上驅(qū)動(dòng)電流通過所述電線圈。
[0009] 2.根據(jù)方案1所述的方法，其中檢測所述電樞中的不可接受的響應(yīng)變化包括： 在每個(gè)致動(dòng)器啟動(dòng)信號(hào)之后，感測所述電線圈中指示所述電樞達(dá)到靜止位置的相應(yīng)電 壓拐點(diǎn)；以及 檢測所述相應(yīng)電壓拐點(diǎn)之間在正時(shí)上的變化性，其中不可接受的響應(yīng)變化對(duì)應(yīng)于正時(shí) 上的不可接受的變化性。
[0010] 3. -種用于降低包括電線圈和電樞的電磁啟動(dòng)燃料噴射器的性能變化的方法， 所述方法包括： 向所述電磁啟動(dòng)燃料噴射器提供噴射器啟動(dòng)信號(hào)，包括在第一方向上驅(qū)動(dòng)電流通過所 述電線圈； 在每個(gè)噴射器啟動(dòng)信號(hào)之后，感測所述電線圈中指示所述電樞達(dá)到靜止位置的相應(yīng)電 壓拐點(diǎn)； 檢測所述相應(yīng)電壓拐點(diǎn)之間的可變正時(shí)，其中不可接受的響應(yīng)變化對(duì)應(yīng)于不可接受的 可變正時(shí)；以及 在檢測到不可接受的響應(yīng)變化之后，在與所述第一方向相反的方向上驅(qū)動(dòng)第二電流通 過所述電線圈并且跟隨所述致動(dòng)器啟動(dòng)信號(hào)。
[0011] 4.根據(jù)方案3所述的方法，其中檢測所述相應(yīng)電壓拐點(diǎn)之間的可變正時(shí)包括檢 測相鄰相應(yīng)電壓拐點(diǎn)之間的可變正時(shí)。
[0012] 5.根據(jù)方案3所述的方法，其中驅(qū)動(dòng)第二電流通過所述電線圈包括： 相對(duì)于對(duì)應(yīng)于相應(yīng)不可接受的響應(yīng)變化的前一檢測的所述第二電流增大對(duì)應(yīng)于相應(yīng) 不可接受的響應(yīng)變化的當(dāng)前檢測的所述第二電流。
[0013] 6.根據(jù)方案3所述的方法，進(jìn)一步包括檢測所述相應(yīng)電壓拐點(diǎn)之間的穩(wěn)定正時(shí)， 以及基于所述穩(wěn)定正時(shí)確定由所述噴射器傳遞的燃料質(zhì)量。
[0014] 7.根據(jù)方案6所述的方法，進(jìn)一步包括調(diào)整所述噴射器啟動(dòng)信號(hào)以使由所述噴 射器傳遞的所述燃料質(zhì)量朝向由所述噴射器要傳遞的所需燃料質(zhì)量會(huì)聚。
[0015] 8.根據(jù)方案6所述的方法，進(jìn)一步包括將足以在所述相應(yīng)電壓拐點(diǎn)之間建立穩(wěn) 定正時(shí)的所述第二電流存儲(chǔ)至非易失性存儲(chǔ)器設(shè)備。
[0016] 9.根據(jù)方案7所述的方法，進(jìn)一步包括將調(diào)整的噴射器啟動(dòng)信號(hào)存儲(chǔ)至非易失 性存儲(chǔ)器設(shè)備。
[0017] 10. -種用于控制燃料噴射器啟動(dòng)的系統(tǒng)，包括： 燃料噴射器，所述燃料噴射器包括電線圈和電樞； 噴射器驅(qū)動(dòng)器，所述噴射器驅(qū)動(dòng)器響應(yīng)于噴射器命令信號(hào)以驅(qū)動(dòng)電流通過所述電線 圈；以及 控制模塊，所述控制模塊配置用于： 通過向所述噴射器驅(qū)動(dòng)器提供所述噴射器命令信號(hào)以有效用于在第一方向上驅(qū)動(dòng)第 一電流通過所述電線圈來啟動(dòng)所述噴射器； 在所述第一電流通過所述電線圈之后，感測所述電線圈中指示所述電樞達(dá)到靜止位置 的電壓拐點(diǎn)； 確定所述電壓拐點(diǎn)的正時(shí)， 檢測所述電壓拐點(diǎn)的正時(shí)與對(duì)應(yīng)于緊接的前一噴射器啟動(dòng)的前一電壓拐點(diǎn)的正時(shí)之 間的正時(shí)變化； 基于不可接受的正時(shí)變化確定不可接受的噴射器響應(yīng)變化；以及 在檢測到所述不可接受的噴射器響應(yīng)變化之后，向所述噴射器驅(qū)動(dòng)器提供所述噴射器 命令信號(hào)以有效用于在與所述第一方向的方向相反的方向上驅(qū)動(dòng)第二電流通過所述電線 圈。
[0018] 11.根據(jù)方案10所述的系統(tǒng)，其中去往所述噴射器驅(qū)動(dòng)器的有效用于驅(qū)動(dòng)所述 第二電流通過所述電線圈的所述噴射器命令信號(hào)有效用于相對(duì)于對(duì)應(yīng)于所述緊接的前一 噴射器啟動(dòng)的所述第二電流增大對(duì)應(yīng)于當(dāng)前噴射器啟動(dòng)的所述第二電流。
[0019] 12.根據(jù)方案10所述的系統(tǒng)，其中所述控制模塊進(jìn)一步配置用于檢測所述電壓 拐點(diǎn)的正時(shí)與對(duì)應(yīng)于所述緊接的前一噴射器啟動(dòng)的所述前一電壓拐點(diǎn)的正時(shí)之間的正時(shí) 穩(wěn)定性，并且基于所述正時(shí)穩(wěn)定性確定由所述噴射器傳遞的燃料質(zhì)量。
[0020] 13.根據(jù)方案12所述的系統(tǒng)，其中所述控制模塊進(jìn)一步配置用于調(diào)整所述噴射 器命令信號(hào)以使由所述噴射器傳遞的所述燃料質(zhì)量朝向由所述噴射器要傳遞的所需燃料 質(zhì)量會(huì)聚。
[0021] 14.根據(jù)方案12所述的系統(tǒng)，其中所述控制模塊進(jìn)一步配置用于將足以在所述 相應(yīng)電壓拐點(diǎn)之間建立所述正時(shí)穩(wěn)定性的所述第二電流存儲(chǔ)至非易失性存儲(chǔ)器設(shè)備。
[0022] 15.根據(jù)方案13所述的系統(tǒng)，其中所述控制模塊進(jìn)一步配置用于將調(diào)整的噴射 器啟動(dòng)信號(hào)存儲(chǔ)至非易失性存儲(chǔ)器設(shè)備。
【附圖說明】
[0023] 現(xiàn)將參考附圖通過實(shí)例描述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，在附圖中： 圖1-1示出根據(jù)本公開的燃料噴射器和啟動(dòng)控制器的截面示意圖； 圖1-2示出根據(jù)本公開的圖1-1中啟動(dòng)控制器的截面示意圖； 圖1-3示出根據(jù)本公開的圖1-1和圖1-2中噴射器驅(qū)動(dòng)器的截面示意圖； 圖2示出根據(jù)本公開的多個(gè)示例性繪圖，各自表示間隔不同停頓時(shí)間的兩個(gè)相連燃料 噴射事件的燃料流速； 圖3示出根據(jù)本公開的表示所測量電流的示例性第一繪圖310 ;以及示例性第二繪圖 320,表示間隔指示緊密隔開的停頓時(shí)間的具有相同所命令噴射持續(xù)時(shí)間的兩個(gè)相連燃料 噴射事件的所測量燃料流速； 圖4示出根據(jù)本公開的用于提高在多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中的每一個(gè)期間實(shí)施多個(gè)緊密隔 開的連續(xù)燃料噴射事件的燃料噴射器的性能的示例性流程圖400 ; 圖5示出根據(jù)本公開的表示所測量電流的示例性第一繪圖510 ;以及非限制性示例性 第二繪圖520,表示具有相同所命令噴射持續(xù)時(shí)間的各自以雙向電流波形為特征的兩個(gè)相 連燃料噴射事件的所測量燃料流速； 圖6示出根據(jù)本公開的表示所測量電流的示例性第一繪圖610 ;以及示例性第二繪圖 620,表示具有調(diào)整的所命令噴射持續(xù)時(shí)間的各自以雙向電流波形為特征的兩個(gè)相連燃料 噴射事件的所測量燃料流速； 圖7示出根據(jù)本公開的多個(gè)示例性繪圖，表示以意圖各自達(dá)到相同所需燃料噴射質(zhì)量 的相同噴射器持續(xù)時(shí)間為特征兩個(gè)相連燃料噴射事件的電壓反饋控制；以及 圖8示出根據(jù)本公開的表示所測量燃料流速的示例性第一繪圖830 ;以及表示跨燃料 噴射器的電線圈的所測量殘余電壓的示例性第二繪圖840。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 本公開描述關(guān)于線性運(yùn)動(dòng)燃料噴射器的示例性應(yīng)用的當(dāng)前所要求主題的概念。然 而，所要求主題更廣泛地適用于采用電線圈在磁芯內(nèi)感生磁場、從而產(chǎn)生作用于可移動(dòng)電 樞的吸引力的任何線性或非線性電磁致動(dòng)器。典型實(shí)例包括流體控制螺線管、內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī) 上所采用的汽油或柴油或CNG燃料噴射器以及用于定位和控制的非流體螺線管致動(dòng)器。
[0025] 現(xiàn)在參照附圖，其中這些圖僅是為了示出某些示例性實(shí)施例而不是為了限制這些 示例性實(shí)施例，圖1-1示意性地示出電磁啟動(dòng)直接噴射燃料噴射器10的非限制性示例性實(shí) 施例。雖然在所示實(shí)施例中描繪電磁啟動(dòng)直接噴射燃料噴射器，但是端口噴射燃料噴射器 是同樣可適用的。燃料噴射器10配置用于將燃料直接噴射至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室100中。 啟動(dòng)控制器80電力操作地連接至燃料噴射器10以對(duì)其啟動(dòng)進(jìn)行控制。啟動(dòng)控制器80僅 對(duì)應(yīng)于燃料噴射器10。在所示實(shí)施例中，啟動(dòng)控制器80包括控制模塊60和噴射器驅(qū)動(dòng)器 50?？刂颇K60電力操作地連接至噴射器驅(qū)動(dòng)器50,噴射器驅(qū)動(dòng)器電力操作地連接至燃料 噴射器10以對(duì)其啟動(dòng)進(jìn)行控制。燃料噴射器10、控制模塊60和噴射器驅(qū)動(dòng)器50可以是配 置用于如本文所述