用于降低电磁启动致动器的性能变化的方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用 此申请要求以引用的方式并入本文的2014年4月4日提交的美国临时专利申请号 61/975, 115 的权益。
技术领域
[0002] 本公开涉及螺线管启动致动器。
【背景技术】
[0003] 此部分中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息。因此，此类陈述并不意欲构成 对现有技术的承认。
[0004] 燃料喷射器用于直接将增压燃料喷射至内燃发动机的燃烧室中。已知燃料喷射器 包括电磁启动螺线管设备，电磁启动螺线管设备克服机械弹簧以打开位于喷射器尖端处的 阀，从而允许燃料穿过喷射器流动。喷射器驱动电路控制电流朝向电磁启动螺旋管设备的 流动以打开和关闭喷射器。喷射器驱动电路可以峰值保持控制配置或饱和开关配置进行操 作。
[0005] 燃料喷射器可通过包括喷射器启动信号的校准来校准，喷射器启动信号包括喷射 器打开时间或喷射持续时间，以及在预定或已知燃料压力下操作的对应计量或传递的燃料 喷射质量。喷射器操作可以与喷射持续时间有关的每次燃料喷射事件的燃料喷射质量来表 征。喷射器特征包括在与高速、高负载发动机操作相关联的高流速和与发动机怠速状态相 关联的低流速之间的范围内的计量燃料流动。
[0006] 已知快速连续地喷射的多次少量燃料喷射质量以用于控制发动机。一般来说，当 连续喷射事件之间的停顿时间少于停顿时间阈值时，随后的燃料喷射事件的燃料喷射质量 通常导致传递的数量大于所需数量，即使利用了相等喷射持续时间。因此，此随后的燃料喷 射事件可能变得不稳定，从而导致不可接受的再现性。这种所不希望的出现归因于燃料喷 射器内存在由先前燃料喷射事件所产生的残余磁通量，残余磁通量一定程度上有助于紧接 着的随后的燃料喷射事件。残余磁通量响应于燃料喷射器内的持续涡流和磁滞而产生。已 知通过调整随后的喷射事件的喷射持续时间仅仅补偿了大于所需传递数量的燃料喷射质 量的影响；然而，对应的随后燃料喷射可能仍变得不稳定，从而导致不可接受的再现性。
【发明内容】
[0007] 用于降低具有电线圈和电枢的电磁启动致动器的性能变化的方法包括向电磁启 动致动器提供致动器启动信号。信号包括在第一方向上被驱动通过电线圈的电流。方法检 测电枢中对于相当的致动器启动信号的不可接受的响应变化。并且，在检测到电枢中的不 可接受的响应变化之后，跟随致动器启动信号、在与第一方向相反的方向上驱动电流通过 电线圈。
[0008] 本发明包括以下方案： 1. 一种用于降低包括电线圈和电枢的电磁启动致动器的性能变化的方法，所述方法 包括： 向所述电磁启动致动器提供致动器启动信号，所述致动器启动信号包括在第一方向上 被驱动通过所述电线圈的电流； 检测所述电枢中对于相当的致动器启动信号的不可接受的响应变化；以及 在检测到所述电枢中的不可接受的响应变化之后，跟随所述致动器启动信号、在与所 述第一方向相反的方向上驱动电流通过所述电线圈。
[0009] 2.根据方案1所述的方法，其中检测所述电枢中的不可接受的响应变化包括： 在每个致动器启动信号之后，感测所述电线圈中指示所述电枢达到静止位置的相应电 压拐点；以及 检测所述相应电压拐点之间在正时上的变化性，其中不可接受的响应变化对应于正时 上的不可接受的变化性。
[0010] 3. -种用于降低包括电线圈和电枢的电磁启动燃料喷射器的性能变化的方法， 所述方法包括： 向所述电磁启动燃料喷射器提供喷射器启动信号，包括在第一方向上驱动电流通过所 述电线圈； 在每个喷射器启动信号之后，感测所述电线圈中指示所述电枢达到静止位置的相应电 压拐点； 检测所述相应电压拐点之间的可变正时，其中不可接受的响应变化对应于不可接受的 可变正时；以及 在检测到不可接受的响应变化之后，在与所述第一方向相反的方向上驱动第二电流通 过所述电线圈并且跟随所述致动器启动信号。
[0011] 4.根据方案3所述的方法，其中检测所述相应电压拐点之间的可变正时包括检 测相邻相应电压拐点之间的可变正时。
[0012] 5.根据方案3所述的方法，其中驱动第二电流通过所述电线圈包括： 相对于对应于相应不可接受的响应变化的前一检测的所述第二电流增大对应于相应 不可接受的响应变化的当前检测的所述第二电流。
[0013] 6.根据方案3所述的方法，进一步包括检测所述相应电压拐点之间的稳定正时， 以及基于所述稳定正时确定由所述喷射器传递的燃料质量。
[0014] 7.根据方案6所述的方法，进一步包括调整所述喷射器启动信号以使由所述喷 射器传递的所述燃料质量朝向由所述喷射器要传递的所需燃料质量会聚。
[0015] 8.根据方案6所述的方法，进一步包括将足以在所述相应电压拐点之间建立稳 定正时的所述第二电流存储至非易失性存储器设备。
[0016] 9.根据方案7所述的方法，进一步包括将调整的喷射器启动信号存储至非易失 性存储器设备。
[0017] 10. -种用于控制燃料喷射器启动的系统，包括： 燃料喷射器，所述燃料喷射器包括电线圈和电枢； 喷射器驱动器，所述喷射器驱动器响应于喷射器命令信号以驱动电流通过所述电线 圈；以及 控制模块，所述控制模块配置用于： 通过向所述喷射器驱动器提供所述喷射器命令信号以有效用于在第一方向上驱动第 一电流通过所述电线圈来启动所述喷射器； 在所述第一电流通过所述电线圈之后，感测所述电线圈中指示所述电枢达到静止位置 的电压拐点； 确定所述电压拐点的正时， 检测所述电压拐点的正时与对应于紧接的前一喷射器启动的前一电压拐点的正时之 间的正时变化； 基于不可接受的正时变化确定不可接受的喷射器响应变化；以及 在检测到所述不可接受的喷射器响应变化之后，向所述喷射器驱动器提供所述喷射器 命令信号以有效用于在与所述第一方向的方向相反的方向上驱动第二电流通过所述电线 圈。
[0018] 11.根据方案10所述的系统，其中去往所述喷射器驱动器的有效用于驱动所述 第二电流通过所述电线圈的所述喷射器命令信号有效用于相对于对应于所述紧接的前一 喷射器启动的所述第二电流增大对应于当前喷射器启动的所述第二电流。
[0019] 12.根据方案10所述的系统，其中所述控制模块进一步配置用于检测所述电压 拐点的正时与对应于所述紧接的前一喷射器启动的所述前一电压拐点的正时之间的正时 稳定性，并且基于所述正时稳定性确定由所述喷射器传递的燃料质量。
[0020] 13.根据方案12所述的系统，其中所述控制模块进一步配置用于调整所述喷射 器命令信号以使由所述喷射器传递的所述燃料质量朝向由所述喷射器要传递的所需燃料 质量会聚。
[0021] 14.根据方案12所述的系统，其中所述控制模块进一步配置用于将足以在所述 相应电压拐点之间建立所述正时稳定性的所述第二电流存储至非易失性存储器设备。
[0022] 15.根据方案13所述的系统，其中所述控制模块进一步配置用于将调整的喷射 器启动信号存储至非易失性存储器设备。
【附图说明】
[0023] 现将参考附图通过实例描述一个或多个实施例，在附图中： 图1-1示出根据本公开的燃料喷射器和启动控制器的截面示意图； 图1-2示出根据本公开的图1-1中启动控制器的截面示意图； 图1-3示出根据本公开的图1-1和图1-2中喷射器驱动器的截面示意图； 图2示出根据本公开的多个示例性绘图，各自表示间隔不同停顿时间的两个相连燃料 喷射事件的燃料流速； 图3示出根据本公开的表示所测量电流的示例性第一绘图310 ;以及示例性第二绘图 320,表示间隔指示紧密隔开的停顿时间的具有相同所命令喷射持续时间的两个相连燃料 喷射事件的所测量燃料流速； 图4示出根据本公开的用于提高在多个发动机循环中的每一个期间实施多个紧密隔 开的连续燃料喷射事件的燃料喷射器的性能的示例性流程图400 ; 图5示出根据本公开的表示所测量电流的示例性第一绘图510 ;以及非限制性示例性 第二绘图520,表示具有相同所命令喷射持续时间的各自以双向电流波形为特征的两个相 连燃料喷射事件的所测量燃料流速； 图6示出根据本公开的表示所测量电流的示例性第一绘图610 ;以及示例性第二绘图 620,表示具有调整的所命令喷射持续时间的各自以双向电流波形为特征的两个相连燃料 喷射事件的所测量燃料流速； 图7示出根据本公开的多个示例性绘图，表示以意图各自达到相同所需燃料喷射质量 的相同喷射器持续时间为特征两个相连燃料喷射事件的电压反馈控制；以及 图8示出根据本公开的表示所测量燃料流速的示例性第一绘图830 ;以及表示跨燃料 喷射器的电线圈的所测量残余电压的示例性第二绘图840。
【具体实施方式】
[0024] 本公开描述关于线性运动燃料喷射器的示例性应用的当前所要求主题的概念。然 而，所要求主题更广泛地适用于采用电线圈在磁芯内感生磁场、从而产生作用于可移动电 枢的吸引力的任何线性或非线性电磁致动器。典型实例包括流体控制螺线管、内燃发动机 上所采用的汽油或柴油或CNG燃料喷射器以及用于定位和控制的非流体螺线管致动器。
[0025] 现在参照附图，其中这些图仅是为了示出某些示例性实施例而不是为了限制这些 示例性实施例，图1-1示意性地示出电磁启动直接喷射燃料喷射器10的非限制性示例性实 施例。虽然在所示实施例中描绘电磁启动直接喷射燃料喷射器，但是端口喷射燃料喷射器 是同样可适用的。燃料喷射器10配置用于将燃料直接喷射至内燃发动机的燃烧室100中。 启动控制器80电力操作地连接至燃料喷射器10以对其启动进行控制。启动控制器80仅 对应于燃料喷射器10。在所示实施例中，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电力操作地连接至喷射器驱动器50,喷射器驱动器电力操作地连接至燃料 喷射器10以对其启动进行控制。燃料喷射器10、控制模块60和喷射器驱动器50可以是配 置用于如本文所述