CN102725574A - 用于检测电磁装置电枢运动的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于检测与电磁装置相关的电枢的致动的方法包括向与电磁装置相关的电磁线圈提供电压势。该方法还包括测量流经所述电磁线圈的电流。该方法进一步包括在测量的电流达到预定最大值时切断电压势。该方法还包括在测量的电流达到预定最小值时接通电压势。该方法进一步包括测量与电压势的切断和接通相关的脉冲之间的续断周期。该方法还包括分析连续的续断周期以检测电枢运动和电枢就座。该方法进一步包括根据续断周期的比较确定与电磁装置相关的电枢的拉入时间。

Description

用于检测电磁装置电枢运动的系统和方法

技术领域

本发明整体涉及电枢位置检测器，更具体地涉及用于检测电磁装置电枢运动的系统和方法。

背景技术

电磁装置通常被归类为将电能转换成线性动量的任何电磁装置。电磁装置可包括围绕用作电枢的金属柱塞缠绕的线圈导体。当向线圈终端施加电压时，电流经过线圈导体，从而产生电磁场，将金属柱塞朝着电磁场吸引。电子控制器可联接到电磁装置，用以调节流经线圈导体的电流从而控制电磁场。

柱塞的位置可以通过控制电磁场的强度来操纵。例如，为了最初致动电磁装置电枢，可在线圈导体上施加电压，从而激励线圈并加强与线圈相关的电磁场。当电磁力变得足够强而能够克服与电枢相关的静态动能力时，电枢被朝着电磁场“拉入”。一旦电枢已经运动到“拉入”位置，线圈中的电流可降低到将电枢保持就位所需的最小水平(即，“保持”电流)。为了释放电枢，由此允许其返回初始(即，“静置”)状态，可以切断经过线圈导体的电流，从而使电磁场消散。一旦线圈中的电流水平下降到“保持”电流以下，作用在电枢上的电磁场不再足以将电枢保持就位，因此电枢返回其静置状态。

在某些情况下，知道何时致动电枢是有利的。例如，在用于燃烧式发动机的电子燃料喷射系统中，发动机的燃料高效操作可能取决于一个或多个电磁阀的精确操作。电磁阀的操作的有效确定不仅取决于控制信号发送到电磁阀的时间，而且取决于打开和关闭阀的电磁装置电枢的致动时间。因此，可能需要用于精确确定电枢运动时间的系统和方法。

已经开发了检测与磁性操作装置相关的“减弱”状况的至少一种系统。例如，2001年2月13授予Lutz等人的美国专利No.6188562(′562专利)描述了一种用于识别电磁阀的意外关闭的方法和设备。′562专利的系统能够监测脉冲的保持电流的频率并根据频率的增加确定与电磁阀相关的电枢已经意外减弱，从而造成阀错误关闭。

尽管′562专利的系统可以确定电磁装置电枢的错误或意外减弱，但它可能是有问题的。例如，因为该系统只可监测供应保持电流的脉冲信号的频率以检测意外减弱，它不确定在保持电流切断后致动器何时返回其初始位置。结果，需要准确检测电枢在正常操作状态下的运动的系统变得无效率和不准确。

此外，拉入时刻的测量已经被证明是有问题的。复杂的喷射器设计由于例如涡电流、线圈电阻和弹簧力的许多其他变量引起的噪音使得拉入时刻的研究变得困难。这些变量和其他变量形成与电磁力相反的力，因此倾向于在电流中断时将电枢保持就位。此外，这些变量产生可导致感应系数改变的电磁力，以前的测量拉入时刻的尝试受到噪音的妨碍，例如错误就座检测或者根本没有就座检测。例如，强的涡电流可使得感应系数的改变几乎在正被监测的电流信号上检测不到。同样，阀的电特性也会使得续断时间如此快，从而感应系数的改变难以检测。因此，例如′562专利中描述的那些检测方法在应用于测量拉入时刻(与下降时刻相反)时变得不可靠。

本发明的用于检测电磁装置电枢运动的系统和方法旨在克服上述的一个或多个问题。

发明内容

一方面，一种用于检测与电磁装置相关的电枢的致动的方法包括向与电磁装置相关的电磁线圈提供电压势并基本同时开始起动电流计时器的步骤。该方法还包括测量流经所述电磁线圈的电流的步骤。该方法进一步包括在测量的电流达到预定最大值时切断电压势并在测量的电流达到预定最小值时接通电压势的步骤。还包括测量与电压势的切断和接通相关的脉冲之间的续断周期的步骤。还包括分析连续的续断周期以检测电枢运动和电枢就座的步骤。所述方法进一步包括根据所述分析确定电枢运动和电枢就座时间的步骤。

另一方面，一种电枢致动检测系统包括经由一个或多个开关元件选择性地联接到电磁线圈并能够提供电压输出的功率供应装置。还包括操作地联接到所述一个或多个开关元件并能够操作所述一个或多个开关元件以向电磁线圈选择性地提供电压势并基本同时开始起动电流计时器的控制器。所述控制器还测量流经电磁线圈的电流。控制器还能够在测量的电流达到预定最大值时切断电压势并在测量的电流达到预定最小值时接通电压势。控制器测量电压势的脉冲之间的续断周期并分析连续的续断周期以检测电枢运动和电枢就座。控制器还根据所述分析确定电枢运动和电枢就座时间。

又一方面，一种机器包括具有导体和电枢的电磁装置，其中导体基本在纵向方向上围绕电枢盘绕并借助气隙与电枢分离，电枢能够在存在由所述导体产生的电磁场时相对于所述导体运动。所述机器还包括操作地联接到所述电磁装置的电枢致动检测系统，电枢致动检测系统包括经由一个或多个开关元件选择性地联接到电磁导体并能够提供电压输出的功率供应装置。电枢致动检测系统还包括操作地联接到一个或多个开关元件并能够操作所述一个或多个开关元件以向电磁导体选择性地提供电压势并基本同时开始起动电流计时器的控制器。控制器还测量流经所述电磁导体的电流。控制器还在测量的电流达到预定最大值时切断所述电压势并在测量的电流达到预定最小值时接通所述电压势。控制器测量所述电压势的脉冲之间的续断周期。控制器分析连续的续断周期以检测电枢运动和电枢就座。控制器还根据所述分析确定电枢运动和电枢就座时间

附图说明

图1表示描绘根据一些本发明实施方式的示例性机器的示意图；

图2表示根据本发明实施方式的示例性电枢运动检测系统的示意框图；

图3表示说明根据本发明实施方式电磁线圈电压和电流相对于时间的曲线图；

图4表示根据一些本发明实施方式的用于检测电磁装置电枢的致动的示例性方法的流程图；

图5表示说明脉冲之间的测量时间的曲线；和

图5a描述与图5所示的曲线中的点对应的循环缓冲区算法。

具体实施方式

图1提供根据一些本发明实施方式的示例性机器100的示意图。机器100可包括用于执行与诸如采矿、建筑、农业、运输、发电、制造的行业和任何其他类型行业相关的任务的任何固定或活动机器。固定机器的非限制性例子包括发动机系统、涡轮机、发电机、固定钻探设备(例如用于离岸钻探平台)和任何其他类型的固定机器。活动机器的非限制性例子包括起重机、拖拉机、前端装载机、牵引机、高速路和非高速路车辆、汽车、挖掘机、倾斜卡车或者任何其它合适的活动机器。机器100中可包括用于产生功率输出的功率源101、电子控制单元(ECU)102、能够执行与机器100相关的至少一个任务的一个或多个电磁装置120和用于检测与电磁装置120相关的电枢的运动的系统110。尽管机器100被示出为履带式牵引机，但可以想到机器100可包括任何合适类型的活动或固定机器，例如上面描述的那些机器。

功率源101可包括能够输出用于机器100使用的能量的任何装置。例如，功率源101可包括能够以柴油燃料、汽油、天然气或任何其他类型燃料操作的燃烧发动机。替代地和/或另外地，功率源101可包括能够输出电能和/或机械能的任何类型的装置，例如燃料电池、发电机、电池、涡轮机、交流发电机、变压器或任何其他合适的功率输出装置。

ECU 102可联接到与机器100相关的多个子系统和部件并能够监测和控制与这些系统和部件相关的操作。例如，ECU 102可操作地联接到功率源101并能够控制与和功率源101相关的子系统和部件相关的操作。替代地和/或另外地，ECU 102可通信地联接到系统110并能够监测和控制机器100的一个或多个电磁装置120的操作。尽管ECU 102被示出为用于机器100的控制单元，但ECU 102可包括任何类型的控制系统，例如与汽车相关的动力系控制模块(PCM)、与一台制造设备相关的控制器或者适于监测和/或控制与机器100相关的操作方面的任何其他合适系统。

一个或多个电磁装置120可均包括能够将电能转换成线性动量以致动与机器100相关的至少一个机械装置的电磁换能器。例如，电磁装置120可被构造为机电阀、继电器、开关或能够根据电功率输入提供机械输出功率的其他合适的装置。例如，电磁装置120可包括能够调节流至燃烧室的燃料的流量的一个或多个阀。替代地，电磁装置120可包括能够促进电流以激励与机器100相关的起动器马达的起动器马达开关。替代地和/或另外地，可以想到一个或多个电磁装置120可实施在与机器100相关且需要电子控制机械致动器的任何应用中。

如图2所示，电磁装置120可包括能够接收电功率输入并响应于此功率输入提供机械功率输出的一个或多个部件。例如，电磁装置120可包括选择性地联接到电枢122并通过气隙123与电枢122分离的电磁线圈121。电磁装置120也可包括用于在气隙123内不存在电磁场时将电枢122定位在最初(或初始)状态(通过位置“A”表示)的定位器124。

电磁线圈121可包括任何类型的金属导体并可被构造为大致盘绕布置。该盘绕布置可便于基本围绕线圈感应电磁场，且最强的场包含在与由线圈形成的周界相关的区域内。电磁线圈121可包括铜、铝、钢、镍、铁或任何其他合适的金属或金属合金导线，其可用来与电流经过所述导线相关地感应磁场。

电枢122可大致纵向地设置在盘绕导体内并能够在存在由经过线圈的电流产生的电磁场时相对于电磁线圈121运动。例如，电枢122能够从在存在由电磁线圈121提供的电磁场时从初始位置“A”运动到“拉入”位置“B”。电枢122的运动可以与电磁场的强度成比例并且可大致在电流流经电磁线圈121的方向。电枢122可由任何高磁透性材料构成，这些材料例如是铁、镍、钴或任何其他合适的高渗透性金属或金属合金。

如图2所示，电磁装置120可选择性地联接到系统110以检测电枢运动。系统110可包括一个或多个部件，这些部件能够控制电磁装置120、监测与电磁装置120相关的一个或多个操作方面并确定与电磁装置120相关的电枢122何时改变位置。系统110可包括通过一个或多个开关元件130选择性地联接到电磁装置120的功率供应装置140和用于监测和控制系统110的操作的控制器150。

功率供应装置140可包括用于提供电磁装置120使用的电功率输出的任何装置。功率供应装置140例如可包括发电机、交流发电机、电池、燃料电池、变压器、功率转换器或者用于提供电磁装置120使用的AC或DC功率的任何其他合适的装置。功率供应装置140可构成能够向与机器100相关的多个电系统或部件提供功率的独立电功率源。替代地，功率供应装置140可包括在控制器150内，作为专门由控制器150使用的一体单元。

开关元件130可包括能够选择性地将功率供应装置140联接到电磁装置120的一个或多个部件。开关元件130可包括任何类型的机械或电开关，例如固态晶体管式开关(例如FET开关、BJT开关、CMOS开关、IGBT开关等)、继电装置、断路器或者适用于将功率供应装置140选择性地联接到电磁装置120的任何其他装置。开关元件130可通过例如ECU 102或控制器150的控制单元电子操作。

控制器150可包括在上面可以实施根据本发明的实施方式的过程和方法的任何类型的基于处理器的系统。控制器150可包括一个或多个硬件部件，例如中央处理单元(CPU)151、随机存取存储器(RAM)模块152、只读存储器(ROM)模块153、存储装置154和数据库155。替代地和/或另外地，控制器150可包括一个或多个软件部件，例如包括用于执行根据本发明的一些实施方式的方法的计算机可执行指令的计算机可读介质。可以想到，上面所列的硬件部件中的一个或多个可以使用软件实施。例如，存储装置154可包括与控制器150的一个或多个其他硬件部件相关的软件分区。控制器150可包括与上面所列的另外的、更少的和/或不同的部件。可以理解，上面所列的部件仅仅是示例性的而不意欲为限制性的。

CPU 151可包括一个或多个处理器，其均能够执行指令并处理数据以执行与控制器150相关的一个或多个功能。如图2所示，CPU 151可通信地联接到RAM 152、ROM 153、存储装置154和数据库155。CPU 151能够执行计算机程序指令序列以执行各种过程，这将在下面详细介绍。计算机程序指令可加载到RAM 152中以便CPU 151执行。

RAM 152和ROM 153可各自包括一个或多个用于存储与控制器150和/或CPU 151的操作相关的信息的装置。例如，ROM 153可包括能够访问和存储与控制器150相关的信息的内存装置，这些信息包括用于识别、初始化和监测控制器150的一个或多个部件和子系统的操作的信息。RAM 152可包括用于存储与CPU 151的一个或多个操作相关的数据的内存装置。例如，ROM 153可将指令加载到RAM 152中以便由CPU 151执行。

存储装置154可包括能够存储CPU 151执行根据本发明实施方式一致的过程所需要的信息的任何类型的大存储装置。例如，存储装置154可包括一个或多个固态、磁盘和/或光盘装置，例如硬盘驱动器、CD-ROM、DVD-ROM或任何其他类型的大介质装置。

数据库155可包括相互协作以存储、组织、分类、过滤和/或布置控制器150和/或CPU 151使用的数据的一个或多个软件和/或硬件部件。例如，数据库155可包括与和电磁装置120的各种操作状态相关的电流最大值和最小值相关的一个或多个预定阈值水平。例如，数据库155可包括与操作的拉入状态相关的一组电流最小和最大阈值水平。另外，数据库155可包括与操作的保持状态相关的第二组电流最大和最小阈值水平。数据库155还可包括与操作的减弱状态相关的第三组电流最大和最小阈值水平。下面将更详细地描述这些操作状态中的每一个。CPU 151可访问存储在数据库155中的信息，以便将测量的电磁线圈电流与一个或多个阈值水平相比，从而确定是否/何时操作与系统110相关的一个或多个开关元件130。可以想到，数据库155可存储与上面所列的另外和/或不同的信息。

控制器150可通信地联接到开关元件130并能够操作每个开关元件130。控制器150可根据电磁装置120的希望操作来操作开关元件130。例如，控制器150可操作开关元件130以将功率供应装置140提供的能量以脉冲形式提供到电磁线圈121，由此提供流经电磁线圈以产生用于致动电枢122的磁场的可变电流。控制器150可被构造成通过顺序操作一个或多个开关元件130来操纵这种可变电流，从而根据电磁装置120的希望操作产生与电磁装置120相关的电磁场。

控制器150还可通信地联接到功率供应装置140以控制与功率供应装置140相关的功率输出端的功率水平。例如，针对与电磁装置120相关的拉入状态，控制器150将与功率供应装置140相关的功率水平设置为第一功率水平。一旦实现了拉入，控制器150可根据电磁装置120的希望操作改变功率水平。除了功率水平外，控制器150可被构造成调节与功率供应装置140相关的其它操作方面，例如频率、波形等。

控制器150可被构造成监测与系统110相关的一个或多个操作方面。例如，控制器150可包括操作地联接到系统110的一部分的一个或多个监测装置(未显示)。这些监测装置可包括能够监测与电磁线圈121相关的电流或电压水平的一个或多个电流和/或电压取样装置、能够监测一个或多个开关元件130的操作之间的时间的计时器或者用于监测与系统110相关的操作方面的任何其它合适的装置。

控制器150可被构造成操作一个或多个开关元件130和/或功率供应装置140以根据电磁装置120的希望操作激励电磁线圈121。例如，在最初时刻，控制器150可将一个或多个开关元件130置于“断开”状态，即对应于开关元件不传导电流的状态。这样，提供经电磁线圈121的电流流路的电路打开，防止电流流过，因此防止感应与电磁线圈121相关的磁场。没有了磁力，电磁装置电枢122可通过定位器124保持静止在最初状态“A”，定位器可包括电元件或机械元件，例如弹簧、磁体、或者用于保持和/或使电枢122返回到最初状态“A”的任何其他类型的元件。

可以想到，除了将一个或多个开关元件130设置在“断开”状态，由此防止电流在功率供应装置140和电磁装置120之间流动，控制器150可将一个或多个开关元件设置在“减小”状态，由此减小和/或使电流最小化为预定水平。因此，可以想到，将一个或多个开关元件130设置在“断开”状态指将电流从第一状态基本上减小为其中允许电磁线圈感应的电磁场消散的第二状态的任何活动。

图3提供了在电磁装置120的示例性操作过程中与电磁线圈121相关的电流和电压流程图。如图3所示，控制器150可通过将位于电磁电路中的每个开关元件130设置到“接通”状态来起动电磁装置120的操作，使得能量经电磁线圈121在功率供应装置140和电磁装置120之间流动。除了将开关元件130设置为“接通”，控制器150可根据与电磁装置120相关的预定拉入电压设定功率供应最大和最小电压水平。该拉入电压可包括为电磁线圈121提供电流水平所需的最小电压水平，该电流水平足够大以感应具有足以将电枢122从其最初位置“A”“拉”到拉入位置“B”的力的磁场。

由于电磁线圈121的感应本性，控制器150可被构造成将一个或多个开关元件130以脉冲形式顺序地断开和接通，以提供感应电磁场可能需要的可变电流。控制器150可以预定频率脉冲形式提供该电压。替代地，根据一种实施方式，控制器150可最初激励电流为最大电流水平。一旦电磁线圈电流达到该最大水平，控制器150可将一个或多个开关装置130设置为断开状态，从而允许存储在电磁线圈121中的一些电流消散。当电流消散到最小阈值水平时，控制器150可将开关设置为接通状态，由此使得电流能够为电磁线圈121重新充电。

一旦线圈中的电流感应出足够强以克服最初力的磁场，电枢122可通过从位置“A”运动到位置“B”而致动。应当注意，电枢122从位置“A”到位置“B”的运动可造成与电磁线圈121相关的感应系数的改变。由于这种改变，电枢运动可感应出在与应用拉入电压而感应的电流的相反方向上作用的小电流。该负电流将引起电磁线圈电流达到其最大阈值数值所需的时间增加。

一旦电枢122已经被成功拉入，控制器150可将与功率供应装置140相关的最大和最小电压水平设定为预定保持数值。由于将电枢122保持在位置“B”可能需要的能量比拉入电枢122所需的能量少，保持数值可包括比拉入电压水平小相当多的最小电压水平。该保持数值可对应于为电磁线圈121提供感应出具有足以将电枢保持在位置“B”的力的磁场的电流所需的最小电压水平。

为了释放电枢122并允许其返回其初始状态(即，位置“A”)，控制器150可将一个或多个开关装置130设置在“断开”状态，并允许与电磁线圈121相关的电流降到保持数值以下。随着与电磁线圈121相关的电流消散，电流感应的电磁场变弱，直到起始力(由定位器124提供)克服将电枢122保持在保持位置“B”的电磁场的力，由此允许电枢122“减弱”并返回到位置“A”。电枢122从位置“B”到其初始位置“A”的这种运动会造成电磁线圈121的感应系数的改变。这种改变将在电磁线圈121内感应出补充电流，其可在与应用拉入电流而感应的电流相同的方向上流动。该正电流会使电流从电磁线圈121消散所需的时间增加。

根据本发明的实施方式的过程和方法可使得依赖电磁装置120的精确控制的系统能够准确地确定电枢122何时致动(即，电枢122何时“拉入”和“减弱”)。图4提供说明用于操作与控制器150相关的系统110的示例性方法的流程图400。

如图4所示，该方法包括向与电磁装置120相关的电磁线圈121提供电压(步骤410)。例如，控制器150可调节最大和最小电压阈值水平以向电磁线圈121提供合适的拉入电压，并将开关元件130设置在“接通”状态。结果，拉入电压可施加到电磁线圈121上，使得电流流经电磁线圈。

一旦已经向电磁线圈121提供电压，就可测量流经电磁线圈121的电流(步骤420)。例如，控制器150可包括能够自动监测与电磁线圈121相关的电流的一个或多个电流监测装置。控制器150可被构造成持续监测电磁线圈电流。替代地，控制器150可根据预定取样率对电磁线圈电流周期性地取样。

控制器150可将与电磁线圈121相关的测量电流与最大电流阈值数值进行比较(步骤430)。例如，控制器150的CPU 151可将测量电流与存储在数据库155中的预定最大电流阈值数值进行比较。如果电磁线圈电流还没有达到该最大阈值数值，控制器150可继续监测线圈电流(步骤430：否)。替代地，如果电磁线圈电流已经达到最大阈值数值，控制器150可将一个或多个开关装置设置在“断开”状态，由此切断对电磁线圈121供应电压并允许电磁线圈电流消散(步骤440)。

在电磁线圈电流消散的同时，控制器150可测量电磁线圈电流(步骤450)并将测量电流与最小阈值数值进行比较(步骤460)。例如，与控制器150相关的CPU 151可将测量的电磁线圈电流与存储在数据库155中的预定最小阈值数值进行比较。如果电磁线圈电流还没有消散到最小阈值水平，控制器150可继续测量流经电磁线圈121的电流(步骤460：否)。

替代地，如果电磁线圈电流已经消散到最小阈值水平(步骤460：是)，控制器150可将开关装置130设置在“接通”状态并测量开关装置130的接通和断开之间的续断周期(步骤470)。例如，与控制器150相关的CPU 151可提供接通开关装置130的控制信号。续断周期也可测量为在开关装置130的随后操作中开关装置130的接通和断开之间流逝的时间。替代地，续断周期也可测量为发生以下各项的时间：(1)从接通电压势、然后断开、然后再接通的时间；(2)从断开电压势、然后接通、然后再断开的时间；或者(3)从断开电压势到接通的时间。CPU 151可将测量的续断周期存储在存储器154中以便将来分析。

一旦已经测量与电磁线圈121的电压脉冲相关的续断周期，控制器150可分析连续的续断周期以检测电枢运动(步骤480)。例如，控制器150可分析多个连续的续断周期。具体地，控制器可使用循环缓冲区算法来比较当前续断的续断周期与前次续断的续断周期。图5显示了在相对于从电流启动的时间绘制续断周期时画出的示例性曲线。可通过识别局部最大来确定电枢运动。可使用如图5a所示的循环缓冲区算法来识别这种最大。

图5a描绘了表示循环缓冲区操作方式的视觉表示的表。表中的间隔对应于图5中绘制的每个点。根据以下规则将数值“0”或“1”赋予每个间隔：(1)如果特定点的续断周期(y值)大于紧接其前测量的点的续断周期，则赋值0。(2)如果特定点的续断周期(y值)小于或等于紧接其前测量的点的续断周期，则赋值1。通过使用循环缓冲区算法来分析每个连续点，当一个点处缓冲区被赋0，而紧接着的连续点处缓冲区被赋1，则可以确定局部最大。例如，附图标记500-505代表图5所示的曲线上的六个点。同样，如图5所示，附图标记500a-505a代表根据前述规则在循环缓冲区绘制的对应数值。通过502表示的点是局部最大。这可在图5上看到，因其具有比紧随其前和其后的点大的y值。类似地，如循环缓冲区中描绘的，与点502a和503a相关的间隔是表从数值0变化到1的部位。换句话说，点502处的续断值高于点501处的续断值，且点503处的续断值小于或等于点502处的续断值。因此，点502是局部最大。在图5所示的曲线中，点502是电枢开始运动的位置。

控制器可反复使用如图5a描绘的循环缓冲区算法来连续地监测电枢的位置。例如，一旦达到表的结尾，控制器可再次在开始处启动，并通过用新的0或1值重写来再次利用每个间隔。本领域技术人员将会认识，循环缓冲区可包含任何数量的空间，只要遵守填充间隔的前述规则即可。

通过能够以上述方式连续测量电枢的运动，特别是拉入运动，可以节约大量的控制器内存资源。以前的确定拉入时间的方法需要将图5中绘制的点与特定电磁装置121的理想感应曲线进行比较。通过计算图5的曲线与理想感应曲线最大偏离处的点，所述比较可确定电枢运动。为了利用该方法，理想感应曲线的数据必须始终存储在计算机数据库155中。另一方面，本发明可不必将其与庞大的感应曲线数据进行比较就能计算“运行中”的拉入时间。如此一来，可以节约大量的数据库资源。

本领域技术人员将会认识，可采用确定局部最大的替代方法而不脱离本发明的范围。例如，控制器150可被构造成针对图5中绘制的点所代表的曲线计算多项式公式。通过取该曲线的导数，可以确定局部最大。此外，如同利用这里描述的循环缓冲算法，控制器150可确定电枢的运动，或者具体地说是拉入时间，不需要如同以前的方法那样需要花费额外的存储资源。

工业实用性

本发明的电枢运动检测系统能够应用于精确可靠确定电磁换能器中的电枢运动是有利的任何系统。具体地，本发明的电枢运动检测系统可提供用于确定电磁致动器的拉入时间和减弱时间的方法，而拉入时间和减弱时间对于依赖电磁操作的精确控制的系统都很关键。

当前公开的电枢运动检测系统可提供很多好处。例如，系统110可被构造成确定在保持电压被切断后与电磁装置电枢相关的减弱时间。结果，脉冲测试电压可应用于电磁装置120，使得系统110能够比监测电磁线圈中的电流变化(这难以检测)的传统系统更加准确地确定相关电枢122的减弱时间。

另外，当前公开的电枢运动检测系统可增强与机器100相关的系统的控制能力。例如，同时确定拉入时间和减弱时间的能力可使得系统110能够通过允许该系统补偿由于建立磁场造成的电枢运动的任何拖延而更加准确地控制电枢122的致动。结果，依靠电枢致动的精确控制的系统(例如燃料喷射系统)会变得更加有效。

本领域技术人员明白，可以对本发明的电磁装置电枢运动检测系统进行多种修改和变型，而不脱离本发明的范围。通过考虑本发明的说明书和实践，本发明的其他实施方式对于本领域技术人员是清楚的。说明书和实践仅仅意在被认为是示例性的，本发明的真正范围由权利要求书及其等同范围指明。

Claims (10)

1.一种用于检测与电磁装置(120)相关的电枢(122)的致动的方法，包括：

向与所述电磁装置(120)相关的电磁线圈(121)提供电压势并基本同时开始起动电流计时器；

测量流经所述电磁线圈(121)的电流；

在测量的电流达到预定最大值时切断所述电压势；

在测量的电流达到预定最小值时接通所述电压势；

测量与所述电压势的切断和接通相关的续断周期；

分析连续的续断周期以检测电枢(122)运动和电枢(122)就座；和

根据所述分析确定电枢(122)运动时间和电枢(122)就座时间。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分析步骤包括将连续的数据点(500，501，502，503，504，506)记录在曲线上，其中，在x轴上测量从电流开始的时间，在y轴上测量续断周期。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述分析步骤还包括相互比较连续续断周期的数值。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述确定步骤还包括在随后的续断周期的数值小于或等于紧接其前的续断周期的时间点识别电枢(122)的运动。

5.一种电枢(122)致动检测系统(110)，包括：

功率供应装置(140)，其经由一个或多个开关元件(130)选择性地联接到电磁线圈(121)并能够提供电压输出；

控制器(150)，其操作地联接到所述一个或多个开关元件(130)并能够：

操作所述一个或多个开关元件(130)以向所述电磁线圈(121)选择性地提供电压势并基本同时开始起动电流计时器；

测量流经所述电磁线圈(121)的电流；

在测量的电流达到预定最大值时切断所述电压势；

在测量的电流达到预定最小值时接通所述电压势；

测量所述电压势的脉冲之间的续断周期；

分析连续的续断周期以检测电枢(122)运动和电枢(122)就座；和

根据所述分析确定电枢(122)运动时间和电枢(122)就座时间。

6.根据权利要求5所述的系统(110)，其中，所述控制器(150)包括与机器(100)相关的电子控制单元(102)。

7.根据权利要求5所述的系统(110)，其中，分析连续的续断周期还包括将连续的数据点(500，501，502，503，504，506)记录在曲线上，其中，在x轴上测量从电流开始的时间，在y轴上测量续断周期。

8.根据权利要求7所述的系统(110)，其中，分析连续的续断周期还包括相互比较连续的续断周期的数值。

9.根据权利要求8所述的系统(110)，其中，分析连续的续断周期还包括在随后的续断周期的数值小于或等于紧接其前的续断周期的时间点识别电枢(122)的运动。

10.一种机器(100)，包括：

电磁装置(120)，其具有导体(121)和电枢(122)，其中，所述导体(121)基本在纵向方向上围绕所述电枢(122)盘绕并借助气隙与所述电枢(122)分离，所述电枢(122)能够在存在由所述导体(121)产生的电磁场时相对于所述导体(121)运动；

电枢(122)致动检测系统(110)，其操作地联接到所述电磁装置(120)，所述电枢(122)致动检测系统(110)包括：

功率供应装置(140)，其经由一个或多个开关元件(130)选择性地联接到电磁导体(121)并能够提供电压输出；

控制器(150)，其操作地联接到所述一个或多个开关元件(130)并能够：

操作所述一个或多个开关元件(130)以向所述电磁导体(121)选择性地提供电压势并基本同时开始起动电流计时器；

测量流经所述电磁导体(121)的电流；

在测量的电流达到预定最大值时切断所述电压势；

在测量的电流达到预定最小值时接通所述电压势；

测量所述电压势的脉冲之间的续断周期；

分析连续的续断周期以检测电枢(122)运动和电枢(122)就座；和

根据所述分析确定电枢(122)运动时间和电枢(122)就座时间。

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