致动器运动控制的制作方法_2

文档序号:9214081阅读:来源:国知局
了限制该些实 施例,图1示意性示出电磁启动直接注入燃料喷射器10的非限制示例性实施例。虽然在示 出的实施例中描述了电磁启动直接注入燃料喷射器,但是进气道燃料喷射器同样适用。燃 料喷射器10被设置为将燃料直接注入内燃发动机的燃烧室100。启动控制器80电操作地 连接至燃料喷射器10W控制其启动。启动控制器80只对应于燃料喷射器10。在示出的实 施例中,启动控制器80包括控制模块60和喷射器驱动器50。控制模块60电操作地连接至 喷射器驱动器50,所述喷射器驱动器50电操作地连接至燃料喷射器10W控制其启动。反 馈信号42可W从燃料喷射器提供至启动控制器80。燃料喷射器10、控制模块60和喷射器 驱动器50可W为设置为如本文所述那样操作的任意适合的器件。在示出的实施例中,控制 模块60包括处理器件。在一个实施例中,启动控制器80的一个或多个部件被集成在燃料 喷射器36的连接组件36内。在另一个实施例中,启动控制器80的一个或多个部件被集成 在燃料喷射器10的主体12内。在又一个实施例中,启动控制器80的一个或多个部件在燃 料喷射器10的外部并且与燃料喷射器10紧邻,并且经由一个或多个电缆和/或电线电操 作地连接至连接组件36。术语"电缆"和"电线"在本文将互换地用于提供电功率的传输和 /或电信号的传输。
[007引控制模块、模块、控制、控制器、控制单元、处理器和类似术语的意思是专用集成电 路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序或例程的中央处理单元(优选微处 理器)和关联的储存器和存储装置(只读、可编程只读、随机访问、硬盘驱动器等)、组合逻 辑电路、输入/输出电路和器件、适当的信号调节和缓冲电路W及提供所述功能的其他部 件中的一个或多个中的任一种或各种组合。软件、固件、程序、指令、例程、代码、算法和类似 术语的意思是包括校准和查找表的任意指令组。控制模块具有被执行W提供预期功能的一 组控制例程。例程例如被中央处理单元执行并且可操作为监控来自传感装置和其他网络化 控制模块的输入,并且执行控制和诊断例程W控制致动器的操作。可W定期执行例程,例如 在运转中的发动机和车辆运行期间每3. 125、6. 25、12. 5、25和100毫秒来执行。替代地,例 程可W响应于事件的发生而被执行。
[0079] 通常,电枢可控制到致动位置和静态或静止位置中的一个。燃料喷射器10可W为 可控制到打开(致动)位置和闭合(静态或静止)位置之一的任意适合的分立燃料喷射器 件。在一个实施例中,燃料喷射器10包括限定纵轴线101的圆柱形中空主体12。燃料入口 15位于主体12的第一端14处,并且燃料喷嘴28位于主体12的第二端16处。燃料入口 15被流体联接至高压燃料管30,该高压燃料管30流体联接至高压喷射累。阀组件18被包 含在主体12内,并且包括针阀20、弹黃启动枢轴22和电枢部分21。针阀20干设地位于燃 料喷嘴28中W控制在此经过的燃料流量。虽然示出的实施例描述了 =角形针阀20,但是其 他实施例可W利用球体。在一个实施例中,电枢部分21被固定地联接至枢轴22,并且被设 置为分别在第一和第二方向81、82上与枢轴22和针阀20作为单元来线性平移。在另一个 实施例中,电枢部分21可W被可滑动地联接至枢轴22。例如,电枢部分21可W在第一方向 81上滑动直到被固定附接至枢轴22的枢轴停止件停止。类似地,电枢部分21可W在第二 方向82上独立于枢轴22而滑动,直到接触固定附接至枢轴22的枢轴停止件。在与固定附 接至枢轴22的枢轴停止件接触时,电枢部分21的力导致枢轴22在第二方向82上由电枢 部分21推进。电枢部分21可W包括突起W与燃料喷射器10内的各种停止件接合。
[0080] 包括电线圈和磁巧的环形电磁组件24被设置为磁性接合阀组件的电枢部分21。 为了示意的目的,电线圈和磁巧组件24被描绘为处于燃料喷射器主体的外部;然而,本文 的实施例所设及的电线圈和磁巧组件24被集成至燃料喷射器10或集成在燃料喷射器10 内。电线圈被卷绕到磁巧上,并且包括用于从喷射器驱动器50接收电流的端子。在下文, "电线圈和磁巧组件"将被简称为"电线圈24"。在电线圈24被停用并断电时,弹黃26在第 一方向81上将包括针阀20的阀组件18推向燃料喷嘴28W关闭针阀20并阻止在此经过 的燃料流量。在电线圈24被启动并通电时,电磁力(下文称为"磁力")作用在电枢部分21 上W克服弹黃26施加的弹黃力,并且在第二方向82上推进阀组件18,将针阀20从燃料喷 嘴28移走并允许阀组件18内的加压燃料流流过燃料喷嘴28。探查线圈25相互磁性禪联 至电线圈24,并且优选邻近于线圈24轴向或径向地卷绕。探查线圈25被用作传感线圈。
[0081] 燃料喷射器10可W包括停止件29,该停止件29与阀组件18相互作用并在该阀组 件被推进为打开时停止阀组件18的平移。在一个实施例中,压力传感器32被设置为获取 接近于燃料喷射器10 (优选燃料喷射器10的上游)的高压燃料管30中的燃料压力34。在 另一个实施例中,压力传感器可W被集成在燃料喷射器的入口 15内代替燃料分配管30中 的压力传感器32或者与该压力传感器相结合。图1示出的实施例中的燃料喷射器10不限 于本文描述特征的空间和几何布置,并且可W包括本领域中用于在打开和闭合位置之间操 作燃料喷射器10的已知的附接特征和/或其他空间和几何布置W控制燃料至发动机100 的传送。
[0082] 控制模块60产生控制喷射器驱动器50的喷射器命令(致动器命令)信号52,喷 射器驱动器50启动燃料喷射器10至打开位置W影响燃料喷射事件。在示出的实施例中, 控制模块60与诸如发动机控制模块巧CM)5的一个或多个外部控制模块通信;然而,控制模 块60可W被集成至其他实施例中的ECM。喷射器命令信号52与在燃料喷射事件期间被燃 料喷射器10传送的燃料的预期质量相关联。类似地,喷射器命令信号52可W与在燃料喷射 事件期间被燃料喷射器10传送的预期燃料流速相关联。如本文使用的,术语"预期喷射燃 料质量"指的是要被燃料喷射器10传送至发动机的燃料的预期质量。如本文使用的,术语 "预期燃料流速"指的是要被燃料喷射器10传送至发动机的燃料的速率W实现燃料的预期 质量。预期喷射燃料质量可W基于输入至控制模块60或ECM5的一个或多个监控的输入 参数51而定。一个或多个监控输入参数51可W包括,但不限于,操作者扭矩请求、歧管绝 对压力(MAP)、发动机速度、发动机温度、燃料温度和由已知方法获取的环境温度。喷射器驱 动器50响应于喷射器命令信号52而产生喷射器启动(致动器启动)信号75W启动燃料 喷射器10。喷射器启动信号75控制流至电线圈24的电流流动,W响应于喷射器命令信号 52而产生电磁力。电功率源40为喷射器驱动器50提供DC电功率源。在一些实施例中,DC 电功率源提供低压,例如12V,并且升压变换器可W被用于输出高压,例如24V至200V,高压 被供给至喷射器驱动器50。在使用喷射器启动信号75启动时,由电线圈24产生的电磁力 在第二方向82上推进电枢部分21。在电枢部分21在第二方向82上被推进时,阀组件18 从而被引起为在第二方向82上推进或平移至打开位置,允许加压燃料在此流过。喷射器驱 动器50通过包括例如脉冲宽度调制(PWM)电功率流的任意适合的方法将喷射器启动信号 75控制至电线圈24。喷射器驱动器50被设置为通过产生适合的喷射器启动信号75控制 燃料喷射器10的启动。在针对给定发动机循环采用多个相继燃料喷射事件的实施例中,可 W产生针对发动机循环内燃料喷射事件的每一个而固定的喷射器启动信号75。
[0083] 喷射器启动信号75的特征在于喷射持续时间和包括初始峰值拉入电流和二次保 持电流的电流波形。初始峰值拉入电流的特征在于稳态斜升W实现峰值电流,峰值电流可 W按照本文的描述来选择。初始峰值拉入电流产生作用在阀组件18的电枢部分21上的电 磁力W克服弹黃力,并在第二方向82上将阀组件18推进至打开位置,使得加压燃料开始 流过燃料喷嘴28。在实现初始峰值拉入电流时,喷射器驱动器50将电线圈24中的电流减 小至二次保持电流。二次保持电流的特征在于小于初始峰值拉入电流的某种程度的稳态 电流。二次保持电流为由喷射器驱动器50控制的电流水平,W将阀组件18维持在打开位 置,从而加压燃料继续流过燃料喷嘴28。二次保持电流优选由最小电流水平指示。喷射器 驱动器50被设置为能够提供负电流W从电线圈24提取电流的双向电流驱动器。如本文使 用的,术语"负电流"指的是用于使电线圈反向通电的电流的方向。因此,术语"负电流"和 "反向电流"在本文可互换地使用。
[0084] 本文的实施例旨在控制用于发动机循环期间紧密间隔的多个燃料喷射事件的燃 料喷射器。如本文使用的,术语"紧密间隔"指的是小于预定驻留时间阔值的每个连续燃料 喷射事件之间的驻留时间。如本文使用的,术语"驻留时间"指的是燃料喷射事件的每个连 续对的第一燃料喷射事件(致动器事件)的喷射终止和对应的第二燃料喷射事件(致动器 事件)的喷射开始之间的时间段。驻留时间阔值可W被选择为限定时间段,W使得小于驻 留时间阔值的驻留时间指示针对燃料喷射事件中的每一个传送的喷射燃料质量的大小的 不稳定性和/或偏差。喷射燃料质量的大小的不稳定性和/或偏差可响应于二次磁效应的 存在。二次磁效应包括燃料喷射器内的且基于其上的剩余通量的持续祸流和磁滞。持续祸 流和磁滞由于紧密间隔燃料喷射事件之间的初始通量值的转变而存在。因此,驻留时间阔 值不被任意固定值限定,并且其选择可W基于但不限于燃料温度、燃料喷射器温度、燃料喷 射器类型、燃料压力W及诸如燃料类型和燃料混合的燃料特性。如本文使用的,术语"通量" 指的是指示由电线圈24产生的总磁场并穿越电枢部分的磁通量。因为电线圈24的应数 与磁巧中的
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