[發(fā)明專利]用于控制活性材料致動器的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410147887.7
• 申請日: 2014-04-14
• 公開（公告）號: CN104104264B
• 公開（公告）日: 2018-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C.S.納穆德里;L.郝;P.W.亞歷山大;X.高
• 申請（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
• 主分類號: H02N2/00
• 分類號: H02N2/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 葛青

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及用于控制活性材料致動器的致動的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

活性材料以相對低的成本和質(zhì)量提供致動。活性材料可包括形狀記憶合金（SMA）、電活性聚合物（EAP）、壓電材料、磁致伸縮材料和電節(jié)流材料。由于活性材料的非線性，精確地控制提供致動的活性材料的致動是困難的。

發(fā)明內(nèi)容

本公開涉及用于控制活性材料致動器的系統(tǒng)和方法。在實(shí)施例中，所述系統(tǒng)包括被構(gòu)造為當(dāng)通電時(shí)致動的活性材料致動器、供給電力的電源、和包括多個(gè)回路并被構(gòu)造為基于激活信號的接受而選擇性地建立活性材料致動器與電源之間的電連接的控制電路。控制電路被構(gòu)造為當(dāng)控制電路沒有接收到激活信號時(shí)將至少一個(gè)回路斷電，以最小化從電源汲取的寄生電流。

在實(shí)施例中，控制電路包括電壓傳感回路，該電壓傳感回路被構(gòu)造為測量電源供給的電力的電壓勢。電壓傳感回路被構(gòu)造為當(dāng)控制電路沒有接收到激活信號時(shí)斷電。電壓傳感回路可包括低的導(dǎo)通電阻固態(tài)開關(guān)，比如MOSFET開關(guān)，該開關(guān)被構(gòu)造為當(dāng)控制電路沒有接收到激活信號時(shí)選擇性地從電源斷開電壓傳感回路。

在實(shí)施例中，控制電路包括電連接到電源的電源濾波器。電源濾波器被構(gòu)造為過濾由電源供給的輸出電壓。電源濾波器可包括至少一個(gè)二極管，該二極管被構(gòu)造為防止反向電壓出現(xiàn)于跟隨輸入過濾器的電路上。

在實(shí)施例中，控制電路包括電連接到電源濾波器的偏壓調(diào)節(jié)器。偏壓調(diào)節(jié)器被構(gòu)造為調(diào)節(jié)電源供給的輸出電壓。偏壓調(diào)節(jié)器被構(gòu)造為當(dāng)控制電路沒有接收到激活信號時(shí)斷電。

在實(shí)施例中，控制電路包括電力開關(guān)回路，該電力開關(guān)回路被構(gòu)造為當(dāng)控制電路沒有接收到激活信號時(shí)選擇性地建立活性材料致動器與電源之間的電連接。電力開關(guān)回路可包括低的導(dǎo)通電阻固態(tài)開關(guān)，比如MOSFET開關(guān)，以控制穿過活性材料致動器的電流。

在實(shí)施例中，控制電路包括數(shù)字控制處理器，該數(shù)字控制處理器被構(gòu)造為產(chǎn)生具有占空比的脈沖寬度調(diào)制信號。數(shù)字控制處理器電連接到電力開關(guān)回路。這樣，數(shù)字控制處理器被構(gòu)造為將脈沖寬度調(diào)制信號傳遞到電力開關(guān)回路。控制電路還包括點(diǎn)連接到數(shù)字控制處理器的計(jì)算機(jī)程序端口。計(jì)算機(jī)程序端口被構(gòu)造為允許數(shù)字控制處理器與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸。

在實(shí)施例中，控制電路包括溫度傳感回路，該溫度傳感回路被構(gòu)造為測量接近活動材料致動器的環(huán)境溫度并產(chǎn)生表示環(huán)境溫度的溫度信號。

在實(shí)施例中，控制電路包括位置傳感回路，該位置傳感回路被構(gòu)造為檢測活性材料致動器的位置并產(chǎn)生表示活性材料致動器的位置的位置信號。

在實(shí)施例中，控制電路包括電流傳感回路，該電流傳感回路被構(gòu)造為測量穿過活性材料致動器的電流并產(chǎn)生表示通過致動器的電流的電流信號。

在實(shí)施例中，數(shù)字控制處理器被構(gòu)造為接收溫度信號、電流信號、位置信號、和電壓信號。數(shù)字控制處理器被構(gòu)造為基于電流信號、電壓信號、位置信號、和溫度信號調(diào)節(jié)脈沖寬度調(diào)制信號的占空比。在實(shí)施例中，活性材料致動器包括形狀記憶合金。控制電路可包括被構(gòu)造為過濾由外部控制器供給的激活信號的信號處理單元。

本公開還涉及控制活性材料致動器的方法。在實(shí)施例中，該方法包括確定激活信號是否已被控制電路接收。控制電路可包括多個(gè)回路并且被構(gòu)造為選擇性地建立活性材料致動器與電源之間的電連接。該方法還可包括如果控制電路沒有接收到激活信號，則將多個(gè)回路中的至少一個(gè)斷電以最小化從電源汲取的寄生電流，以及如果控制電路接收到激活信號，則向多個(gè)回路通電以建立活性材料致動器與電源之間的電連接，從而致動活性材料致動器。

在實(shí)施例中，所述方法包括監(jiān)視接近活性材料致動器的環(huán)境溫度、活性材料致動器的位置、電源的電壓、和穿過活性材料致動器的電流。該方法還可包括向活性材料致動器供給脈沖寬度調(diào)制信號。該方法還可包括基于環(huán)境溫度、活性材料致動器的位置、電源的電壓、和穿過活性材料致動器的電流調(diào)節(jié)脈沖寬度調(diào)制信號的占空比。

當(dāng)結(jié)合附圖和所附的權(quán)利要求時(shí)，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)勢，以及其他特征和優(yōu)勢從下面對用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和最佳模式的詳細(xì)描述中變得顯見。

附圖說明

圖1A是包括活性材料致動器、電源、和處于開啟位置的開關(guān)的致動系統(tǒng)的示意性視圖；

圖1B是圖1A的致動系統(tǒng)的示意性視圖，其示出開關(guān)處于閉合位置；

圖2是圖1A的致動系統(tǒng)的控制電路的示意性圖表；

圖3是圖2中示出的根據(jù)本公開的實(shí)施例的控制電路的詳細(xì)示意性圖表；