[發明專利]雙線控制的自動切換可逆線性致動器

有效

• 申請號: 201580029840.3
• 申請日: 2015-06-02
• 公開（公告）號: CN106664044B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 格爾·安德里厄;安托萬·富科
• 申請（專利權）人: MMT有限公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P6/16;H02K7/06;H02K11/215
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李春暉;陳煒

本發明涉及一種用于構件的線性驅動的機械電子組件，包括控制單元(1)和致動器(2)，控制單元(1)包括控制算法和功率橋，所述算法控制所述功率橋，功率橋提供由扭矩信號和方向信號組成的雙線電信號(6)，致動器(2)包括具有N相的多相無刷電機(8)、用于檢測所述電機(8)的轉子位置的雙擇探頭(11)、用于將轉子的旋轉運動轉換為控制構件的線性運動的轉換裝置、能夠基于雙線電信號(6)對電機(8)的N個相供電的電源開關(25)，其特征在于，電源開關(25)的狀態由來自檢測探頭(11)的信號直接控制。

技術領域

本發明涉及例如用于控制在機動車輛的熱機中流動的流體流量的線性電致動器的領域，更具體地涉及可逆致動器的領域，該可逆致動器要求安全返回參考位置，即所謂的“自動防故障”功能，從而在電池供電切斷期間掌控流體流量。本發明更確切地涉及雙線控制的自動切換可逆線性致動器，該可逆線性致動器在緊湊性、有效作用力、耐用性、耐高溫性以及成本方面要優于現有技術中的致動器。

背景技術

已知包括可逆致動器的流體定量閥門，該可逆致動器由直流電機或直流減速電機與凸輪轉換系統的結合構成，以產生線性運動以及通過或多或少地將閥門推離其位置來控制調節流量。現有技術的這些組合是基于電機或減速電機的不同解決方案的。

第一種解決方案在于使用與減速齒輪相結合的有刷直流電機以及凸輪轉換系統以產生閥門的軸向移動，例如在專利US20120285411中所描述的那樣。該第一解決方案具有以下優點：較大的運動減速，及因此產生的令人關注的致動力儲備、借助于雙線連接實現的控制簡易性以及無需任何其他智能電子構件。這樣的解決方案在成本方面和在高溫下工作的能力方面是有利的。

但是，這一解決方案具有與電信號的機械切換相關的兩個主要缺陷，即電刷的磨損以及因此導致的有限的使用壽命，以及干擾位于附近的其他電子構件的強電磁發射。這兩個缺陷對于用于機動車輛的電致動器的新規范來講越來越難以承受。一方面，電機所要求的使用壽命越來越長，另一方面，電機中的電致動器的數量和接近度要求減小電磁發射。最后，該解決方案的空間構造不是十分有利，因為其要求將減速電機沿著與致動器的輸出構件的軸線相垂直的軸線來布置，這使得難以實現車輛的發動機總成的集成。

第二類解決方案基于扭矩電機，扭矩電機是不具有電刷的直流電機的第二種形式，其驅動凸輪裝置以產生閥門的平移，例如在專利FR2978998中所描述的那樣。由于其同樣基于直流電機，因此這一解決方案具有與上一解決方案中相同的與雙線控制相關的控制簡易性的優點，但是這一解決方案由于不存在電刷而更加有利，與上一解決方案相比，由于不存在電刷的磨損，其能夠達到很久的使用壽命。最后，這一解決方案因為以下原因而令人關注：由于無電刷而形成的其使用壽命及其弱電磁發射；由于不存在智能且因此而產生(成本)約束的電子組組件，其能夠在高溫下工作；以及最后，保持為雙線方式的控制的簡易性。

但是，這一解決方案也表現出基于行程受限的致動器的缺點，其禁止凸輪轉換系統上游的任何形式的運動減速，這對可達到的最大致動力造成嚴重的損失。實際上，由于消耗更大的電流，因此該第二解決方案所獲得的力比利用第一種解決方案所獲得的力少一半。如前一種致動器那樣，由于凸輪的轉換，轉矩電機相對于輸出構件的垂直定向導致難以實現致動器的集成。

最后，針對控制流體調節閥門的可逆致動器的第三種已知解決方案在于使用與無刷多相電機相應的電子切換多相電機，其通常稱作BLDC(即無刷直流電機)，其中控制裝置內的電子切換使得能夠根據由磁敏傳感器測量的轉子位置來控制定子相中的電信號。該電機通過螺桿螺母而關聯于轉換系統，以產生閥門控制構件沿著與電機運動同軸的運動的平移。在這一情況下，控制裝置是相當復雜的，由于其在閉合回路中工作，以根據轉子的實際位置來調整發送到定子的信號。這一解決方案在多個專利中進行描述，例如歐洲專利EP1481459。