致動器中的參數估算的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的交叉引用 本申請要求2014年3月20日提交的美國臨時申請No. 61/968, 145以及2014年3月 20日提交的美國臨時申請No. 61/968, 048的權益，它們通過引用并入本文。
技術領域
[0002] 本公開涉及電磁閥啟動式致動器。
【背景技術】
[0003] 在該部分中的陳述僅提供與本公開相關的背景信息。因此，這種陳述并不旨在構 成對現有技術的承認。
[0004] 電磁閥致動器可用于控制流體（液體和氣體），或用于定位或用于控制功能。電磁 閥致動器的一個典型示例是燃料噴射器。燃料噴射器用于向歧管、進氣端口中、或者直接向 內燃發動機的燃燒室中噴射加壓燃料。公知的燃料噴射器包括電磁啟動式電磁閥裝置，其 克服機械彈簧，以打開位于噴射器末端處的閥，從而允許燃料流動穿過其中。噴射器驅動器 電路控制電流向電磁啟動式電磁閥裝置的流動，以打開和關閉噴射器。噴射器驅動器電路 可以以峰值保持控制構造或飽和切換構造進行操作。
[0005] 燃料噴射器被校準，且校準包括噴射器啟動信號，其包括噴射器打開時間或噴射 持續時間，以及在預定或已知燃料壓力處進行操作的相應計量或輸送的噴射燃料質量。可 以用相對于噴射持續時間的每個燃料噴射事件的噴射燃料質量來表征噴射器操作。噴射器 特性包括計量燃料流，其處于與高速、高負載發動機操作相關聯的高流量和與發動機空閑 狀態相關聯的低流量之間的范圍內。
[0006] 已知的是發動機控制會受益于快速相繼地噴射多個小噴射燃料質量。一般而言， 當相繼噴射事件之間的停留時間小于停留時間閾值時，后續燃料噴射事件的噴射燃料質量 常常導致比所需的輸送幅值更大的輸送幅值，即使采用了相等的噴射持續時間。因此，這些 后續燃料噴射事件可能變得不穩定，從而導致不可接受的再現性。燃料噴射器常常在任何 給定時間受到操作溫度的影響。因此，知曉燃料噴射器的瞬時操作溫度能夠有利于控制燃 料噴射器的燃料噴射事件。已經知道使電路的電阻與操作溫度相關聯。當基于施加至電線 圈的電流來控制燃料噴射器的啟動時，由于響應于施加至電線圈的電流的過渡而發生的電 阻下降，而難以估算電線圈的電阻。

【發明內容】

[0007] -種用于具有電線圈和電樞的電磁致動器中的參數估算的方法包括：在致動器事 件之前向致動器的電線圈施加電壓脈沖，并且持續時間足以確保所得電流實現穩態。基于 電壓脈沖和穩態電流來估算致動器的至少一種參數。
[0008] 本公開還提供以下技術方案： 1. 一種用于包括電線圈和電樞的電磁致動器中的參數估算的方法，所述方法包括： 在致動器事件之前向致動器的電線圈施加電壓脈沖，并且持續時間足以確保所得電流 實現穩態；以及 基于電壓脈沖和穩態電流估算致動器的至少一種參數。
[0009] 2.如技術方案1所述的方法，其中，電壓脈沖的振幅選擇成將穿過電線圈的所得 電流限制為不超過預定電流幅值。
[0010] 3.如技術方案2所述的方法，其中，所述預定電流幅值不足以導致電樞位移。
[0011] 4.如技術方案1所述的方法，其中，致動器的所述至少一種參數包括電線圈電 阻，并且其中依據以下關系來估算電線圈電阻：
其中，VEC是電壓脈沖，i是穩態電流，并且 R是電線圈電阻。
[0012] 5.如技術方案4所述的方法，其中，所述至少一種參數進一步包括致動器溫度， 并且其中依據以下關系來估算致動器溫度： 其中，R是電線圈電阻，
T是致動器溫度， R〇是預定溫度T ^時的電線圈的預定電阻， L是預定溫度，并且 a是電線圈的溫度系數。
[0013] 6.如技術方案4所述的方法，其中，所述至少一種參數進一步包括電線圈電感， 并且其中電線圈電感的估算包括： 確定與所述所得電流實現穩態電流的預定百分比相對應的時間常數；以及 依據以下關系基于電線圈的估算電阻和所確定的時間常數來估算電線圈電感：
其中，L是電線圈的電感， R是電線圈的估算電阻，并且 Tc是時間常數。
[0014] 7.如技術方案1所述的方法，其中，施加電壓脈沖包括以預定幅度和負載周期來 對電壓進行脈沖寬度調制。
[0015] 8.如技術方案2所述的方法，其中，施加電壓脈沖包括以預定幅度和負載周期來 對電壓進行脈沖寬度調制。
[0016] 9. 一種電磁致動器系統，包括： 電線圈； 電樞； 控制模塊，其構造成： 在致動器事件之前向致動器的電線圈施加電壓脈沖，并且持續時間足以確保所得電流 實現穩態；以及 基于電壓脈沖和穩態電流估算致動器的至少一種參數。
[0017] 10.如技術方案9所述的電磁致動器系統，其中，所述電壓脈沖以一定幅值施加 成將穿過電線圈的所得電流限制為不超過預定電流幅值。
[0018] 11.如技術方案10所述的電磁致動器系統，其中，所述預定電流幅值不足以導致 電樞位移。
[0019] 12.如技術方案9所述的電磁致動器系統，其中，致動器的所述至少一種參數包 括電線圈電阻，并且其中依據以下關系來估算電線圈電阻： 其中，VEC是電壓脈沖，
i是穩態電流，并且 R是電線圈電阻。
[0020] 13.如技術方案12所述的電磁致動器系統，其中，所述至少一種參數進一步包括 致動器溫度，并且其中依據以下關系來估算致動器溫度：
其中，R是電線圈電阻， T是致動器溫度， R〇是預定溫度T ^時的電線圈的預定電阻， L是預定溫度，并且 a是電線圈的溫度系數。
[0021] 14.如技術方案12所述的電磁致動器系統，其中，所述至少一種參數進一步包括 電線圈電感，并且其中電線圈電感的估算包括： 確定與所述所得電流實現穩態電流的預定百分比相對應的時間常數；以及 依據以下關系基于電線圈的估算電阻和所確定的時間常數來估算電線圈電感：
其中，L是電線圈的電感， R是電線圈的估算電阻，并且 Tc是時間常數。
[0022] 15.如技術方案9所述的電磁致動器系統，其中，施加電壓脈沖包括以預定幅度 和負載周期來對電壓進行脈沖寬度調制。
[0023] 16.如技術方案10所述的電磁致動器系統，其中，施加電壓脈沖包括以預定幅度 和負載周期來對電壓進行脈沖寬度調制。
[0024] 17?-種電磁燃料噴射系統，包括： 燃料噴射器，其包括： 電線圈；和 電樞；和 控制模塊，其構造成： 在致動器事件之前向燃料噴射器的電線圈施加電壓脈沖，并且持續時間足以確保所得 電流實現穩態；以及 基于電壓脈沖和穩態電流估算燃料噴射器的至少一種參數。
[0025] 18.如技術方案17所述的電磁燃料噴射系統，其中，燃料噴射器的所述至少一種 參數包括電線圈電阻，并且其中依據以下關系來估算電線圈電阻： 其中，VEC是電壓脈沖，
i是穩態電流，并且 R是電線圈電阻。
[0026] 19.如技術方案12所述的電磁燃料噴射系統，其中，所述至少一種參數進一步包 括燃料噴射器溫度，并且其中依據以下關系來估算燃料噴射器溫度： 其中，R是電線圈電阻，
T是致動器溫度， R〇是預定溫度T^時的電線圈的預定電阻， L是預定溫度，并且a是電線圈的溫度系數。
[0027] 20.如技術方案17所述的電磁燃料噴射系統，其中，施加電壓脈沖包括以預定幅 度和負載周期來對電壓進行脈沖寬度調制。
【附圖說明】
[0028] 現在將參考附圖通過示例方式來描述一個或多個實施例，附圖中： 圖1示出了依據本公開的燃料噴射器和啟動控制器的示意性截面圖；并且 圖2示出了依據本公開的非限制示例性坐標圖，其表示在燃料噴射事件之前施加探測 電壓脈沖時的電壓和電流輪廓； 圖3示出了依據本公開的非限制示例性坐標圖，其表示在燃料噴射事件之前施加探測 電壓脈沖時的持續時間期間的電壓和電流輪廓；并且 圖4示出了依據本公開的非限制示例性坐標圖，其表示在燃料噴射事件之前施加探測PWM電壓脈沖時的持續時間期間的電壓和電流輪廓。
【具體實施方式】
[0029] 本公開相對于線性運動燃料噴射器的示例性應用來描述本發明主題的構思。然 而，本發明的主題更廣義地適用于采用電線圈來在磁芯內感應磁場從而導致作用于可移動 的電樞的吸引力的任何線性或非線性的電磁致動器。典型示例包括流體控制電磁閥、采用 在內燃發動機上的汽油或柴油或CNG燃料噴射器以及用于定位和控制的非