[发明专利]具有集成的通量传感器的致动器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年3月20日递交的美国临时申请No. 61/968，001的权益，其内容通过引用被合并于此。

技术领域

本公开涉及螺线管启动的致动器。

背景技术

本章节中的叙述仅提供涉及本公开的背景信息。因此，这些叙述并非意在构成对现有技术的承认。

螺线管致动器可以被用于控制流体（液体和气体），或者用于定位或用于控制功能。螺线管致动器的典型示例为燃料喷射器。燃料喷射器用于将加压燃料喷射到歧管、进气口、或直接喷射到内燃机的燃烧室。已知的燃料喷射器包括克服机械弹簧以打开位于喷射器尖端处的阀以允许燃料流动通过的电磁启动的螺线管设备。喷射器驱动器电路控制至电磁启动的螺线管设备的电流流动以打开和闭合喷射器。喷射器驱动器电路可以在峰值保持控制配置或饱和开关配置中操作。

燃料喷射器使用包括喷射器启动信号的校准来校准，该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送的所喷射燃料质量。喷射器操作可以被表征为关于喷射持续时间的每个燃料喷射事件的所喷射燃料质量。喷射器特征包括在与高速、高负载发动机操作关联的高流率以及与发动机空载状态关联的低流率之间的范围上的计量的燃料流。

众所周知，经由电线和/或电缆将外部喷射器驱动器连接至燃料喷射器。这些电线具有干扰从喷射器驱动器流向燃料喷射器的电流的电阻降和寄生电容和电感，由此影响燃料喷射器的高速操作。此外，诸如燃料喷射器内的电压、电流和通量测量量的参数可以作为反馈提供至外部喷射器驱动器。由于这些测量量必须经过将燃料喷射器连接至喷射器驱动器的电线的距离，因此这些反馈参数的精度会受到影响。

发明内容

电磁致动器包括电线圈和高磁导率磁通量路径。磁通量路径包括磁芯、衔铁（armature）和通量返回结构。电磁致动器进一步包括集成在所述致动器内并配置为检测所述高磁导率磁通量路径内的磁通量的通量传感器。

本发明还提供了以下技术方案。

1、一种电磁致动器，包括：

电线圈；

高磁导率磁通量路径，其包括：

磁芯；

衔铁；

通量返回结构；以及

通量传感器，其集成在所述致动器内并配置为检测所述高磁导率磁通量路径内的磁通量。

2、根据方案1所述的电磁致动器，其中所述通量传感器包括紧紧邻近所述电线圈并环绕所述磁芯的探测线圈。

3、根据方案2所述的电磁致动器，其中所述探测线圈与所述电线圈径向邻近。

4、根据方案2所述的电磁致动器，其中所述探测线圈与所述电线圈轴向邻近。

5、根据方案1所述的电磁致动器，其中所述通量传感器包括集成在所述高磁导率磁通量路径内的霍尔效应传感器。

6、根据方案1所述的电磁致动器，其中所述通量传感器包括集成在所述高磁导率磁通量路径内的磁阻传感器。

7、根据方案1所述的电磁致动器，其中所述通量传感器包括集成在所述通量返回结构内的磁场传感器。

8、根据方案1所述的电磁致动器，其中所述通量传感器包括集成在所述通量返回结构和所述磁芯的接口处的磁场传感器。

9、根据方案1所述的电磁致动器，其中所述通量传感器包括集成在所述磁芯和衔铁的接口处的磁场传感器。

10、根据方案1所述的电磁致动器，其中所述通量返回结构包括至少两个紧紧邻近的高磁导率部件，并且所述通量传感器在所述至少两个紧紧邻近的高磁导率部件的接口处包括集成在所述通量返回结构内的磁场传感器。

11、根据方案1所述的电磁致动器，其中所述高磁导率磁通量路径包括在所述电线圈的高频激励期间的通量集中区域，并且所述通量传感器包括集成在所述电线圈的高频激励期间的所述通量集中区域内的磁场传感器。

12、根据方案11所述的电磁致动器，其中所述通量返回结构包括至少两个紧紧邻近的高磁导率部件，并且所述通量传感器在所述至少两个紧紧邻近的高磁导率部件的接口处包括集成在所述通量返回结构内的磁场传感器，其特征在于在所述电线圈的高频激励期间的所述通量集中区域。

13、一种电磁燃料喷射器，包括：

电线圈；

高磁导率磁通量路径，其包括：

沿着轴线能够平移的衔铁；