[发明专利]开关模式合成功率电感器

说明书

技术领域

本公开内容涉及一种用于驱动感应式加热负载的电感器。更具体地说，本公开内容涉及一种模拟用于驱动感应式加热负载的电感器的电路，所述感应式加热负载用于对通过燃料喷射器的燃料流进行加热。

背景技术

燃料喷射器计量到发动机的燃料，以针对燃烧提供所期望的空气/燃料混合物。燃料喷射器可以包括用于对燃料进行预加热以改善燃烧的加热元件。经改善的燃烧提供较低的排放以及较好的冷起动特征，以及其它有益的改善。感应式加热元件利用被感生到燃料流内的阀构件中的时变磁场。被感生到阀构件中的时变磁场由于磁滞损耗和涡流损耗而生成热。用于驱动感性负载的通常的电感器是相对庞大且重的装置。相比之下，期望减小用于燃料喷射器系统的驱动电路的重量和尺寸。因此，期望设计并开发提供期望功能的、较轻的且要求较少空间的电路。

发明内容

所公开的用于车辆的燃料输送系统包括燃料喷射器，所述燃料喷射器计量燃料流并供给预加热燃料以辅助燃烧。包括合成电感器的控制电路驱动所述燃料流内的加热元件。所公开的控制电路在所述加热元件中感生时变磁场，所述时变磁场响应于磁滞损耗和涡流损耗又产生热。所述控制电路使用较小且较轻的封装尺寸的合成功率电感器而为了生成期望的时变磁场来提供功率，其中所述合成功率电感器减小和/或消除归因于高电阻率的功率损耗。

附图说明

根据以下说明书和附图，可以最好地理解在此所公开的这些和其它特征，其下文是简要描述。

图1是包括用于预加热燃料的燃料喷射器的实例燃料输送系统的示意图。

图2是用于控制实例燃料喷射器内的加热元件的实例驱动电路的示意图。

图3是用于给加热元件供电的电源电路的示意图。

具体实施方式

为了推进美国专利法“以促进科学和实用技艺的进步（to promote the progress of science and useful arts）”（第1条第8款）的符合宪法的目的而提交本公开内容。

参照图1，用于车辆的实例燃料输送系统10包括对从燃料箱16到发动机18的燃料流14进行计量的燃料喷射器12。燃料喷射器12的操作由控制器20决定。控制器20选择性地给驱动线圈22供电，以控制电枢24的移动。电枢24的移动控制通过燃料喷射器12的内部通道的燃料流14。

实例燃料喷射器12供给预热燃料，以辅助燃烧。加热线圈30在加热元件26中生成时变磁场。在该实例中，加热元件26是被密封在通过燃料喷射器12的燃料流14内的阀元件。不存在附着到加热元件26的线。通过耦合经过由加热线圈30所产生的时变磁场的能量来实现加热。由加热线圈30所产生的能量被加热元件材料中的磁滞损耗和涡流损耗转换成在燃料喷射器12的密封腔内的热。加热元件26将热传递到燃料流14，以产生被喷射到发动机18中的加热燃料流28。加热燃料流28改善冷起动性能并改善燃烧过程，以减少不期望的排放。加热燃料28的温度被控制在期望的温度范围之内，以提供期望的性能。温度控制是通过控制到加热线圈30中的功率输入来获得的。

参照图2和图3，驱动电路包括功率振荡器34，所述功率振荡器34为了生成期望的时变磁场而提供功率，并包括在32处示意性地示出的合成功率电感器来代替常规的恒流功率电感器。这样的常规的恒流功率电感器相对重，并且由于电阻损耗而招致热耗散形式的功率损耗。

实例合成功率电感器32提供驱动线圈30在加热元件26中产生期望的时变磁场的输入。根据检测到的频率、相位和/或阻抗来提供温度控制，所述检测到的频率、相位和/或阻抗响应于加热元件的材料性质的改变而变化。

功率由电压源40来供给。到电源电路中的电流由电流感测电阻器42来测量。来自电流感测电阻器40的所测量的电流被差分放大，以提供有用的值。然后，该值被乘以模拟计算引擎44中的频率缩放电压（frequency scaled voltage）。

合成电感器32利用D类放大器拓扑来适应用于驱动在加热元件26中产生期望的时变磁场所要求的感性负载30的高功率开关模式功能。合成电感器使用生成输入到比较器46中的三角波的三角波发生器（triangle generator）48。比较器46还接收来自电流误差放大器50的输入64。输入64是经放大的从非反相积分器52获得的误差值。该误差值被生成为指示期望电感的值与指示实际电感的值之间的差。