带残余磁滞重置的致动器的制造方法_3

文档序号:9214119阅读:来源:国知局
器50被构造成通过生成合适的喷射器激活信号75来控制燃料喷射器10的激活。在针对给定发动机循环使用多个连续的燃料喷射事件的实施例中,可以产生对于发动机循环内的每个燃料喷射事件来说固定的喷射器激活信号75。
[0033]喷射器激活信号75的特征在于喷射持续时间和包括最初峰值引入电流和次要保持电流的电流波形。最初峰值引入电流的特征在于稳态攀升以实现峰值电流,这可以如这里所述地被选择。最初峰值引入电流产生电磁力,该电磁力作用在阀组件18的电枢部分21上以克服弹簧力并促动阀组件18沿第二方向82到达打开位置,从而使得加压燃料开始流动通过燃料喷嘴28。当实现最初峰值引入电流时,喷射器驱动器50将电线圈24内的电流减小到次要保持电流。次要保持电流的特征在于小于最初峰值引入电流的稍稳态电流。次要保持电流是由喷射器驱动器50控制以维持阀组件18在打开位置从而使得加压燃料流继续流动通过燃料喷嘴28的电流水平。次要保持电流优选地由最小电流水平指示。当需要非常小的燃料量时,激活电流波形将不到达其峰值并且在这种情况下将省略电流保持阶段。喷射器驱动器50被构造成能够提供负电流流动以用于从电线圈24汲取电流的双向电流驱动器。如本文所使用的,术语“负电流流动”指的是用于给电线圈充能的电流流动方向被反向。因此,术语“负电流流动”和“反向电流流动”在此可被互换地使用。
[0034]这里的实施例涉及针对在发动机循环期间紧密间隔的多个燃料喷射事件来控制燃料喷射器。如本文所使用的,术语“紧密间隔”指的是在每个连续燃料喷射事件之间的停延时间小于预定停延时间阈值。如本文所使用的,术语“停延时间”指的是在连续每对燃料喷射事件的第一燃料喷射事件(致动器事件)的喷射结束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。停延时间阈值能够被选择成定义时间段,使得小于停延时间阈值的停延时间表明产生针对每个燃料喷射事件传送的喷射燃料质量幅值的不稳定和/或偏差。喷射燃料质量幅值的不稳定和/或偏差可以响应于次要磁效应的存在。次要磁效应包括燃料喷射器内的持续的涡电流和磁滞以及基于此的残余通量。由于在紧密间隔的燃料喷射事件之间的最初通量值的转变而存在持续的涡电流和磁滞。因此,停延时间阈值不由任意固定值来定义,并且其选择可以基于但不限于燃料温度、燃料喷射器温度、燃料喷射器类型、燃料压力和燃料比(例如燃料种类和燃料混合)。如本文所使用的,术语“通量”指的是表明由电线圈24产生的总磁场且穿过电枢部分的磁通量。因为电线圈24的匝链接磁芯内的磁通量,所以这个通量因此能够等同于磁链。磁链基于穿过电枢部分的通量密度、电枢部分邻近气隙的表面面积和线圈24的匝数。因此,除非另有声明,否则术语“通量”、“磁通量”和“磁链”在此可被互换地使用。
[0035]对于不是紧密间隔的燃料喷射事件,独立于停延时间的固定电流波形可以被用于每个燃料喷射事件,因为一个连续对中的第一燃料喷射事件对该连续对中的第二燃料喷射事件的被传送喷射燃料质量几乎不具有影响。但是,当第一和第二燃料喷射事件紧密间隔且利用固定电流波形时,第一燃料喷射事件可能倾向于影响第二燃料喷射事件和/或更随后的燃料喷射事件的被传送喷射燃料质量。只要燃料喷射事件被发动机循环的一个或更多个在前燃料喷射事件影响,则对应的燃料喷射事件的相应被传送喷射燃料质量能够导致在多个发动机循环过程中不可接受的可重复性,并且连续的燃料喷射事件被看作是紧密间隔的。更大体地,其中来自在前致动器事件的残余通量相对于标准情况(例如相对于不存在残余通量时的性能)影响随后致动器事件的性能的任意连续的致动器事件被看作是紧密间隔的。
[0036]示例性实施例进一步涉及将来自燃料喷射器10的反馈信号42提供到激活控制器80。下文将更具体讨论,传感器装置可以被集成到燃料喷射器10内以用于测量各种燃料喷射器参数从而获得电线圈24的磁链、电线圈24的电压和穿过电线圈24的电流。电流传感器可以被设置在激活控制器80和燃料喷射器之间的电流路径上以便测量被提供到电线圈24的电流,或者电流传感器能够在电流路径上被集成到燃料喷射器10内。经由反馈信号42提供的燃料喷射器参数可以包括由被集成到燃料喷射器10内的对应传感器装置直接测量的磁链、电压和电流。另外或者替代性地,燃料喷射器参数可以包括经由反馈信号42提供到控制模块60且被控制模块60使用来估计燃料喷射器10内的磁链、磁通量、电压和电流的替代物。在具有电线圈24的磁链、电线圈24的电压和提供到电线圈24的电流的反馈的情况下,控制模块60可以有利地改变针对多个连续喷射事件至燃料喷射器10的激活信号75。将理解的是,受开环操作控制的常规燃料喷射器仅基于从查找表获得的所需电流波形,而不需要与产生影响电枢部分21的运动的磁链(例如磁通量)的分量的力有关的任何信息。因此,仅考虑到用于控制燃料喷射器的电流流动的常规前馈燃料喷射器易于在紧密间隔的连续燃料喷射事件中不稳定。
[0037]公知的是当喷射器驱动器50仅提供沿第一正方向的单向电流来给电线圈24充能时,释放电流以便保持稳定在零将会导致燃料喷射器内的磁通量朝向零逐渐衰退,例如逐渐减小。但是,磁通量衰退的响应时间较慢,并且燃料喷射器内存在磁滞通常导致当随后紧密间隔的燃料喷射事件开始时存在残余通量。如上所述,残余通量的存在会影响要在随后紧密间隔的燃料喷射事件中传送的燃料流率和喷射燃料质量的准确性。
[0038]图1-2示出根据本公开的图1-1的激活控制器80。信号流路径362提供在控制模块60和喷射器驱动器50之间的通信。例如,信号流路径362提供控制喷射器驱动器50的喷射器命令信号(例如,图1-1的命令信号52)。控制模块60进一步经由与动力传输线缆电通信的激活控制器380内的信号流路径364与外部ECM 5通信。例如,信号流路径364可以提供从ECM 5到控制模块60的监测的输入参数(例如,图1-1的监测输入参数51)以生成喷射器命令信号52ο在一些实施例中,信号流路径364可以提供反馈燃料喷射器参数(例如,图1-1的反馈信号42)至ECM 5。
[0039]喷射器驱动器50经由电源流路径366从图1_1的电源40接收DC电力。通过使用添加到电源流路径366的小调制信号来省去信号流路径364。通过使用接收到的DC电力,喷射器驱动器50可以基于来自控制模块60的喷射器命令信号来产生喷射器激活信号(例如,图1-1的喷射器激活信号75)。
[0040]喷射器驱动器50被构造成通过生成合适的喷射器激活信号75来控制燃料喷射器10的激活。喷射器驱动器50是双向电流驱动器,其响应相应的喷射器激活信号75而经由第一电流路径352提供正电流流动且经由第二电流路径354提供负电流流动至电线圈24。经由第一电流路径352的正电流被提供以用于给电线圈24充能,并且经由第二电流路径354的负电流使得电流流动反向以便从电线圈24汲取电流。电流路径352和354形式闭环;即,进入的正电流352导致在电流路径354内的相等且相反(负)的电流,并且反之亦然。信号流路径371能够提供第一电流路径352的电压至控制模块60,并且信号流路径373能够提供第二电流路径354的电压至控制模块60。施加到电线圈24的电压和电流基于信号流路径371和373处的电压之差。在一种实施例中,喷射器驱动器50利用开环操作来控制燃料喷射器10的激活,其中喷射器激活信号的特征在于精确的预定电流波形。在另一实施例中,喷射器驱动器50利用闭环操作来控制燃料喷射器10的激活,其中喷射器激活信号基于经由信号流路径371和373作为反馈被提供至控制模块的燃料喷射器参数。至线圈24的测量电流流动能够经由信号流路径356被提供到控制模块60。在所示实施例中,通过在第二电流路径354上的电流传感器来测量电流流动。燃料喷射器参数可以包括燃料喷射器10内的磁链、电压和电流值,或者燃料喷射器参数可以包括被控制模块60使用来估计燃料喷射器10内的磁链、电压和电流的替代物。
[0041]在一些实施例中,喷射器驱动器50被构造用于完整四象限操作。图1-3示出图1-2的喷射器驱动器50的示例性实施例,其利用两个开关组370和372来控制在喷射器驱动器50和电线圈24之间被提供的电流流动。在所示实施例中,第一开关组370包括开关装置370-1和370-2并且第二开关组372包括开关装置372-1和372-2。开关装置370-1、370-2、372-1、372-2能够是固态开关并且可以包括硅(Si)或宽带隙(WBG)半导体开关从而使得能够在高温进行高
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