[发明专利]电磁致动器及其操作方法

说明书

一种旋转电磁致动器(2)，其包括用于向其转子(4)施加扭矩的偏置组件(30)。这种致动器可以用于操作内燃发动机的提升气门。偏置组件可在(a)第一构型和(b)第二构型之间切换，在第一构型中，所述偏置组件在转子的旋转范围的至少一部分上对所述转子施加扭矩，其中所施加的扭矩根据扭矩轮廓随转子的旋转位置而变化，在第二构型中，所述偏置组件在转子的旋转范围内基本上不对所述转子施加扭矩。

技术领域

本发明涉及一种电磁致动器。更具体地，本发明涉及一种旋转电磁致动器，其具有可相对于定子旋转的转子，并且包括用于向转子施加扭矩的偏置组件。这种致动器可以被用于操作例如内燃发动机的提升气门。

背景技术

WO 2004/097184描述了一种旋转电磁致动器，其可以用于打开和关闭内燃发动机的气门。在一个示例中，弹性悬臂弹簧臂与随转子旋转的偏心表面的外周接触。臂通过转子旋转的一部分上变形，并且从而存储应变能量，该应变能量随后用于加速转子的旋转。

发明内容

本发明提供了一种电磁致动器，包括：

定子；

转子，其可相对于所述定子在所述转子的旋转范围内旋转；以及

偏置组件，用于向所述转子施加扭矩，

其中所述偏置组件可在以下构型之间切换：

(a)第一构型，其中所述偏置组件在所述转子的旋转范围的至少一部分上对所述转子施加扭矩，其中所施加的扭矩根据扭矩轮廓随所述转子的旋转位置而变化；以及

(b)第二构型，其中所述偏置组件在所述转子的旋转范围内并不或基本上不对所述转子施加扭矩。

发明人意识到，在包括偏置组件的电磁致动器的一些应用中，可能有益的是能够选择性地有效去除偏置效应(出于实际目的)或完全将其去除。

例如，在致动器用于操作内燃发动机的气门的应用中，转子的每个循环(其可以是转子的完全旋转或者转子在其旋转范围内来回旋转)可以对应于气门事件，即相关联的气门的打开和关闭。可以期望的是将电磁致动器的操作特性从一个气门事件或致动器循环到下一个气门事件或致动器循环地加以修改。利用本披露的致动器，取决于发动机的操作条件，偏置组件的影响可以从一个或多个循环中完全去除。

例如，在高能量的气门事件期间(即，当需要快速高提升的事件时)，可以优选的是利用偏置组件的全部益处及其提供的能量再循环来最小化能量消耗。相反，在更温和、更慢的气门事件期间，可以优选的是与偏置组件解除接合。本发明有助于这一点。

在一些实施例中，转子的旋转范围可以是全旋转的一部分，转子可控制为在该部分上来回振荡。可替换地，转子的旋转范围可以是全旋转，这使得转子能够在相同方向上连续旋转和/或在两个端点之间振荡。

在优选的实施例中，转子的动能在转子旋转的一部分内被转换成存储在偏置组件中的势能，并且然后在转子旋转的另一部分期间该势能随后被传递回转子，以便加速转子的旋转。

偏置组件可以例如机械地、液压地或气动地实施。优选地，所述偏置组件是机械组件，并且包括弹性机械部件。该部件可以用于产生偏置力，该偏置力由偏置组件对转子施加。

转子可以联接到偏置组件，使得在转子在其旋转范围的至少一部分上旋转时，弹性机械部件的一部分被移动或偏转。约束构件可以用于约束弹性机械部件的一部分的移动(使其变形并在转子上施加扭矩)或不提供约束(使得部件不变形并且因此不在转子上施加扭矩)。以这种方式，可操作约束构件来控制扭矩是否由偏置组件施加在转子上。约束构件可以直接接触弹性机械部件。