本申請要求于2014年4月21日提交的名稱為“用于確定螺線管行程的系統(tǒng)和方法（Systems and Methods for Determining Solenoid Stroke）”的美國臨時申請序列號61/981,912、和于2015年4月17日提交的美國非臨時申請序列號14/690,140的優(yōu)先權(quán)，這些專利申請的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本文中所描述的實施例涉及用于確定螺線管行程的螺線管系統(tǒng)和方法，并且更具體地，涉及一種構(gòu)造成基于螺線管電流曲線來確定螺線管行程的螺線管組件和控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

已知的螺線管組件應(yīng)用于多種不同用途。例如，已知的螺線管泵應(yīng)用于多種車輛用途，例如用于輸送油、燃料和/或其它流體以促進(jìn)車輛的運(yùn)行。

螺線管泵可以構(gòu)造成接收電流從而導(dǎo)致電樞移動，因此致動泵送機(jī)構(gòu)從而使流體的輸送成為可能。在大多數(shù)的已知系統(tǒng)中，可以使電樞沿固定的行程長度移動，其中在兩個端位止動裝置之間的距離是固定的。類似地規(guī)定，在正常操作中，當(dāng)螺線管被致動時，電樞移動固定的距離或“行程”。致動桿可以聯(lián)接到電樞，使得電樞的移動導(dǎo)致致動桿的相應(yīng)移動，由此致動泵送機(jī)構(gòu)（例如，往復(fù)泵）。聯(lián)接到螺線管泵的已知控制系統(tǒng)包括驅(qū)動器，以期望的頻率致動該驅(qū)動器一預(yù)定的持續(xù)時間或“脈沖寬度”，從而產(chǎn)生期望的泵流量、壓力等。例如，一些已知的電磁油泵是以在約50毫秒與約500毫秒之間的脈沖寬度和在約0.1 Hz與10 Hz之間的頻率來操作。

在某些情況下，當(dāng)螺線管被致動時，電樞和致動桿可以不行進(jìn)全行程。例如，泵送的各流體的特性（例如，粘度）的差異可以導(dǎo)致當(dāng)給螺線管通電時小于電樞和致動桿的完全行進(jìn)。類似地，環(huán)境（例如，環(huán)境溫度）的變化可以導(dǎo)致小于電樞和/或致動桿的完全行進(jìn)。例如，在寒冷溫度下的起動工況期間正在泵送較高粘度油的油泵可能不經(jīng)歷電樞的完全行進(jìn)或全行程。

未能行進(jìn)經(jīng)過全行程可以導(dǎo)致低于期望的流體流量和/或壓力。在某些情況下，這會導(dǎo)致對車輛的損壞。例如，低油流量可以導(dǎo)致關(guān)鍵發(fā)動機(jī)部件的不充分潤滑，因此增加了發(fā)動機(jī)故障的可能性。因此，對螺線管行程的檢測對于確保正常的系統(tǒng)操作會是重要的。因此，一些已知的系統(tǒng)構(gòu)造成使用位置傳感器來檢測在操作期間電樞的位置和/或所行進(jìn)的實際行程。一些已知的系統(tǒng)采用機(jī)械開關(guān)來確定在操作期間電樞所行進(jìn)的距離。然而，這種已知系統(tǒng)是昂貴的、笨重的并且需要額外的硬件。

因此，對于改進(jìn)的且易于實施的、用于確定螺線管行程的系統(tǒng)和方法存在著需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本文中描述了用于確定在流體輸送組件的操作期間螺線管行程的系統(tǒng)和方法。在一些實施例中，裝置包括螺線管和螺線管控制器。螺線管構(gòu)造成當(dāng)給螺線管提供電壓時使致動器移動一在第一位置與第二位置之間的距離。螺線管控制器在存儲器或者處理器的至少一個中執(zhí)行，并且包括反饋模塊和輸出模塊。反饋模塊構(gòu)造成在從螺線管中除去電壓之后接收與螺線管電流相關(guān)聯(lián)的反饋信號。該反饋模塊還構(gòu)造成確定所述距離是否小于在第一位置與第二位置之間的最大距離（即，“行程”）。輸出模塊構(gòu)造成在反饋模塊確定所述距離小于最大距離時產(chǎn)生輸出信號。

附圖說明

圖1是根據(jù)一個實施例的流體輸送系統(tǒng)的示意圖。

圖2是根據(jù)一個實施例的螺線管致動泵的剖視圖。

圖3是處于第一構(gòu)型中的螺線管致動泵的一部分（在圖2中標(biāo)記為區(qū)域A）的放大視圖。

圖4是處于第二構(gòu)型中的螺線管致動泵的一部分的放大視圖。

圖5是示出根據(jù)一個實施例的、在流體輸送系統(tǒng)的致動期間螺線管電流和電壓如何隨時間推移而變化的曲線圖。

圖6是示出根據(jù)一個實施例的、在流體輸送系統(tǒng)的衰減階段期間螺線管電流和電壓如何隨時間推移而變化的圖5的曲線圖的一部分的放大視圖。

圖7是根據(jù)各種實施例的用于確定螺線管泵行程的方法的流程圖。

圖8是根據(jù)一實施例的操作螺線管組件的方法的流程圖。

具體實施方式

本文中描述了用于確定在流體輸送組件的操作期間螺線管行程的系統(tǒng)和方法。在一些實施例中，裝置包括螺線管和螺線管控制器。螺線管構(gòu)造成當(dāng)給螺線管提供電壓時使致動器移動一在第一位置與第二位置之間的距離。螺線管控制器在存儲器或者處理器的至少一個中執(zhí)行，并且包括反饋模塊和輸出模塊。反饋模塊構(gòu)造成在從螺線管中除去電壓之后接收與螺線管電流相關(guān)的反饋信號。反饋模塊還構(gòu)造成確定所述距離是否小于在第一位置與第二位置之間的最大距離（即，“行程”）。輸出模塊構(gòu)造成當(dāng)反饋模塊確定所述距離小于最大距離時產(chǎn)生輸出信號。

在一些實施例中，裝置包括存儲器和可操作地聯(lián)接到該存儲器的硬件處理器。硬件處理器構(gòu)造成執(zhí)行至少部分地存儲于存儲器中的反饋模塊和至少部分地存儲于存儲器中的輸出模塊。反饋模塊構(gòu)造成在從螺線管中除去電壓之后接收與螺線管電流相關(guān)的反饋信號。反饋模塊構(gòu)造成響應(yīng)于反饋信號而確定螺線管電流的衰減或者螺線管的電感中的至少一個。輸出模塊構(gòu)造成基于螺線管電流的衰減或者螺線管的電感中的至少一個而產(chǎn)生輸出信號。

在一些實施例中，方法包括測量當(dāng)從螺線管中除去致動電壓時所形成的電流衰減。螺線管用最大行程（或全行程）來表征，該最大行程（或全行程）是電樞相對于螺線管磁極（或端位止動裝置）的最大量的行進(jìn)。電流衰減可以是例如電流從第一電流值減小到第二電流值所需的時間。該方法還包括基于電流衰減來確定當(dāng)除去致動電壓時螺線管是否在最大行程處。在一些實施例中，該確定可以包括基于當(dāng)從螺線管中除去致動電壓時與螺線管相關(guān)的電流衰減和鉗位電壓（clamping voltage ）而計算螺線管電感。

在一些實施例中，所述方法可以可選地包括：在確定當(dāng)除去致動電壓時螺線管是在小于最大行程處時，產(chǎn)生信號。在這種實施例中，信號可以包括增大致動電壓的脈沖寬度、和/或使與螺線管相關(guān)聯(lián)的車輛停止的信號。在一些實施例中，車輛包括操作車輛發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)控制單元（“ECU”）。為了安全地將車輛發(fā)動機(jī)預(yù)熱，在某些情況下ECU以顯著較低的功率和速度使發(fā)動機(jī)運(yùn)行達(dá)預(yù)定的時間段（“預(yù)熱”期）。在這種實施例中，在此時間段期間，螺線管可以不在最大行程處操作，甚至在預(yù)熱期之后。因此，本文中所描述的系統(tǒng)和方法還可以包括：在確定當(dāng)除去致動電壓時螺線管是在小于最大行程處時，產(chǎn)生信號以增加與螺線管相關(guān)聯(lián)的車輛的預(yù)熱持續(xù)時間。

在一些實施例中，所述方法可以可選地包括：在確定當(dāng)除去致動電壓時螺線管是在最大行程處時，產(chǎn)生信號。在這種實施例中，該信號可以包括減小致動電壓的脈沖寬度、減少和/或結(jié)束與螺線管相關(guān)聯(lián)的車輛預(yù)熱持續(xù)時間、和/或產(chǎn)生車輛已準(zhǔn)備好全負(fù)荷運(yùn)行的指示的信號。在一些實施例中，該信號可以包括使致動電壓的脈沖寬度在第一脈沖寬度值（在該第一脈沖寬度值處螺線管是在幾乎全行程處）與第二脈沖寬度值（在第二脈沖寬度值處螺線管是在全行程處）之間連續(xù)地振蕩的信號。該振蕩的目的是使功率消耗最小化以及適應(yīng)變化的泵工況。在一些實施例中，可以預(yù)先確定最大脈沖寬度和最小脈沖寬度，并且可以產(chǎn)生信號從而使致動電壓的脈沖寬度在最大脈沖寬度與最小脈沖寬度之間振蕩。如果脈沖寬度接近最大脈沖寬度，則可以觸發(fā)“檢查發(fā)動機(jī)”信號或類似的警報。如果脈沖寬度接近最小脈沖寬度，則可以觸發(fā)“沒有油”、“少油”或類似的警報。

在一些實施例中，所述方法可以可選地包括：在確定當(dāng)除去致動電壓時螺線管是在小于最大行程處時，產(chǎn)生信號。在此實施例中，信號可以包括增大致動電壓的脈沖寬度、增加與螺線管相關(guān)聯(lián)的車輛的預(yù)熱持續(xù)時間、和/或使與螺線管相關(guān)聯(lián)的車輛停止的信號。

在一些實施例中，所述方法可以可選地包括：在確定當(dāng)除去致動電壓時螺線管是在最大行程處時，產(chǎn)生信號。在此實施例中，信號可以包括減小致動電壓的脈沖寬度、減少和/或結(jié)束與螺線管相關(guān)聯(lián)的車輛的預(yù)熱持續(xù)時間、和/或產(chǎn)生車輛已準(zhǔn)備好全負(fù)荷運(yùn)行的指示的信號。

在一些實施例中，非暫時性處理器可讀介質(zhì)包括導(dǎo)致裝置的處理器確定在流體輸送組件操作期間的螺線管行程的代碼。在一些實施例中，非暫時性處理器可讀介質(zhì)包括導(dǎo)致裝置的處理器對當(dāng)從螺線管中除去致動電壓時所形成的電流衰減進(jìn)行測量的代碼。該介質(zhì)還包括導(dǎo)致裝置處理器基于電流衰減來確定當(dāng)除去致動電壓時螺線管是否在最大行程處的代碼。在一些實施例中，該確定可以包括基于當(dāng)從螺線管中除去致動電壓時與螺線管相關(guān)的電流衰減和鉗位電壓而計算螺線管電感。

在一些實施例中，裝置包括構(gòu)造成可操作地聯(lián)接螺線管致動泵的控制器。該控制器包括存儲器、處理器、驅(qū)動器模塊、和輸出模塊。處理器構(gòu)造成接收與電流衰減相關(guān)的信號并且確定是否到達(dá)全行程。存儲器構(gòu)造成存儲由處理器所處理的信號。驅(qū)動器模塊構(gòu)造成產(chǎn)生傳送至螺線管致動泵的信號。在一些實施例中，該信號可以包括改變致動電壓的脈沖寬度的信號。在一些實施例中，該信號可以包括改變到螺線管的電壓的信號。輸出模塊構(gòu)造成將車輛控制信號輸出至車輛。在一些實施例中，車輛控制信號可以包括：指示車輛已準(zhǔn)備好全負(fù)荷運(yùn)行、改變和/或結(jié)束與螺線管泵相關(guān)聯(lián)的車輛的預(yù)熱持續(xù)時間、使與螺線管泵相關(guān)聯(lián)的車輛停止的信號；或者指示車輛需進(jìn)行檢查的警報信號。

在一些實施例中，當(dāng)對螺線管行程的檢測和/或?qū)瘓蟆⒙菥€管操作或其中安裝有該螺線管的車輛運(yùn)行的控制有用時，可以將本文中所描述的用于確定螺線管行程的系統(tǒng)和方法應(yīng)用于任何螺線管組件系統(tǒng)中。

在本說明書中所使用的，單數(shù)形式“一（a）”、“一（an）”和“該（the）”包括復(fù)數(shù)所指對象，除非上下文明確地指出。因此，例如術(shù)語“構(gòu)件”意圖表示單個構(gòu)件或者構(gòu)件的組合，“材料”意圖表示一種或多種材料，“處理器”意圖表示單個處理器或多個處理器，“存儲器”意圖表示一個或多個存儲器、或者其組合。

本文中所使用的，術(shù)語“約”和“大約”一般表示所規(guī)定的值的+/-10%。例如，約0.5將會包括0.45和0.55，約10將包括9至11，約1000將會包括900至1100。

圖1是根據(jù)一實施例的流體輸送系統(tǒng)100的示意圖。該流體輸送系統(tǒng)100可以是用于輸送和/或泵送流體的任何合適的系統(tǒng)，并且可以與任何合適的設(shè)備連同使用。在一些實施例中，流體輸送系統(tǒng)100可以是與車輛等（例如，休閑旅游車、全地形車（ATV）、雪地車、輕型摩托車、船舶、公路用車輛、非公路用工程車輛等）連同輸送和/或泵送流體的任何合適的系統(tǒng)。在一些實施例中，流體輸送系統(tǒng)100可以用作將油輸送至包括在車輛中的發(fā)動機(jī)的油泵。

如圖1中所示，流體輸送系統(tǒng)100包括控制器105和螺線管致動泵107。螺線管致動泵107可以是任何合適的組件，例如螺線管致動往復(fù)泵。例如，圖2-圖4示出了可以與系統(tǒng)100連同使用的螺線管致動往復(fù)泵的一個實例。如圖2-圖4中所示，螺線管致動泵207包括螺線管組件208、和泵組件210。在一些實施例中，螺線管致動泵207構(gòu)造成聯(lián)接到流體儲器201以便將流體從流體儲器201輸送至車輛發(fā)動機(jī)。螺線管組件208構(gòu)造成接收電信號（例如，來自任何合適的控制器，例如控制器105）以致動并進(jìn)一步導(dǎo)致泵組件210以往復(fù)的方式移動。

螺線管組件208包括線圈286、電樞291、彈簧293、和下板288。泵組件210包括致動器板241、一組泵送構(gòu)件261、彈簧252、和出口273。螺線管組件208的下板288（或磁極）包括突起部289。該突起部289構(gòu)造成設(shè)置在線圈286內(nèi)部并接納致動桿292的一部分。致動桿292和下板288構(gòu)造成使得當(dāng)給螺線管組件208通電時致動桿292可以在下板288內(nèi)部自由地移動和/或移動穿過下板288。電樞291設(shè)置在線圈286的內(nèi)部。螺線管組件208可以構(gòu)造成接收電流（例如，來自控制器，如控制器105）從而導(dǎo)致電樞291從第一位置移動到第二位置（例如，相對于下板288）。致動桿292聯(lián)接到電樞291并且構(gòu)造成與致動器板241的一部分接觸，使得電樞291的移動導(dǎo)致致動器板241的移動。類似地規(guī)定，致動桿292布置成使得當(dāng)使電樞291在第一位置與第二位置之間移動時，使致動桿292在第一位置與第二位置之間移動。在一些實施例中，彈簧293構(gòu)造成維持致動桿292與電樞291和/或致動器板241的接觸。

螺線管致動泵207可以構(gòu)造成在第一構(gòu)型（當(dāng)不給螺線管組件208通電時的“吸入構(gòu)型”，參見例如圖2和圖3）與第二構(gòu)型（當(dāng)給螺線管組件208通電時的“泵送構(gòu)型”，參見例如圖4）之間移動。在正常操作期間，在第一構(gòu)型（例如，圖2和圖3）處在電樞291與突起部289之間的間隙ST（也稱為“行程”或“最大距離”）是完全打開的，而在第二構(gòu)型（例如，圖4）處在電樞291與突起部289之間的間隙ST是完全閉合的。當(dāng)電樞291從一個端位止動裝置（當(dāng)不給螺線管組件208通電時發(fā)生）移動到另一個端位止動裝置（當(dāng)給螺線管組件208完全通電時發(fā)生）時，可以認(rèn)為電樞291行進(jìn)了全行程（即，間隙ST的距離，也稱為最大行進(jìn)距離）。電樞291從一個端位止動裝置（當(dāng)不給螺線管組件208通電時發(fā)生）移動但當(dāng)給螺線管組件208通電時不到達(dá)另一個端位止動裝置時，可以認(rèn)為電樞291行進(jìn)了部分行程。類似地規(guī)定，當(dāng)在給螺線管組件208通電時電樞291和致動桿292行進(jìn)了間隙ST的全距離時，認(rèn)為電樞291已行進(jìn)了全行程。當(dāng)在給螺線管組件208通電時電樞291和致動桿292行進(jìn)了小于間隙ST的全距離時，認(rèn)為電樞291已行進(jìn)了部分（或沒有行進(jìn)）行程。

如圖2中所示，在儲器201內(nèi)部的流體可以流動穿過過濾器239并進(jìn)入腔231。在螺線管致動泵207處于第一構(gòu)型的情況下，泵元件261（或泵送構(gòu)件）處于第一活塞元件構(gòu)型，如圖3中所示。密封構(gòu)件269可移動地設(shè)置在泵送構(gòu)件261的通道內(nèi)部。因此，在第一構(gòu)型中，流體可以流動通過密封構(gòu)件269并經(jīng)過流體通道，從而充滿活塞孔233。

響應(yīng)于電信號（例如，由控制器、如控制器105所產(chǎn)生的電流），在正常操作期間螺線管致動泵207從第一構(gòu)型移動到第二構(gòu)型從而實現(xiàn)全行程，如圖4中所示。更特別地，電信號（例如，電流）可以從控制器（例如，控制器105的驅(qū)動器103）經(jīng)過導(dǎo)線組件（未示出）行進(jìn)至螺線管組件208的線圈286。利用施加到線圈286的電流，線圈286在電樞291上施加的磁力從而推動電樞291從第一位置移動到第二位置，如圖4中的箭頭BB所表示。電樞291布置成使得電樞291將力的至少一部分傳遞至致動桿292并且使致動桿292在方向BB上移動。此外，致動桿292與致動器板241的表面接觸。因此，致動桿292將泵元件261置于第二構(gòu)型（即，泵送構(gòu)型）中。

如圖4中所見，泵元件261向第二構(gòu)型的移動增加活塞孔233內(nèi)部的壓力并且推動流體流動經(jīng)過出口273（如圖2中所示）。因此，在儲器201內(nèi)部空間內(nèi)的流體的一部分輸送至在儲器201外部的體積。

當(dāng)使泵元件261從第一構(gòu)型移動到第二構(gòu)型時，包括在偏置元件248中的彈簧252被壓縮。因此，在彈簧252被壓縮的情況下并且當(dāng)從螺線管組件208中除去電信號（即，電流）時，偏置元件248的彈簧252可以伸展從而使聯(lián)接構(gòu)件253移動到第一位置（參見例如圖3）并且使泵元件261往回朝向第一構(gòu)型（即，和吸入行程）移動。致動器板241在與箭頭BB相反的方向上朝向第一構(gòu)型移動。泵元件261朝向第一構(gòu)型的移動使致動桿292和電樞291在與箭頭BB相反的方向上移動。因此，使流體輸送系統(tǒng)200返回到第一構(gòu)型。術(shù)語“返回”移動受到致動器板241和/或配件254與下板288之間的接觸的限制，如圖2中所示。在流體輸送系統(tǒng)200處于第一構(gòu)型的情況下，電源可以再次提供電流給螺線管組件208以便重復(fù)任何次數(shù)的泵送過程。

再次參照圖1，控制器105可以是任何合適的控制器，例如車輛控制模塊、發(fā)動機(jī)控制模塊等?？刂破?05可以包括存儲器101、處理器102、反饋模塊106、驅(qū)動器模塊103、和輸出模塊104。任何的模塊（反饋模塊106、驅(qū)動器模塊103、和輸出模塊104）可以由處理器102執(zhí)行并且/或者存儲于存儲器101內(nèi)部。

處理器102可以是構(gòu)造成例如將數(shù)據(jù)寫入存儲器101和從存儲器101中讀出數(shù)據(jù)并且執(zhí)行存儲于存儲器101內(nèi)部的指令和/或方法的任何處理器。此外，處理器102可以構(gòu)造成控制驅(qū)動器模塊103、輸出模塊104、反饋模塊106和/或控制器105的部件的操作。具體地，處理器可以接收包括電流衰減信息的信號，并且確定在除去致動電壓時螺線管是否在最大行程處。在其它實施例中，處理器102可以是例如專用集成電路（ASIC）或者ASIC的組合，這些專用集成電路設(shè)計用于執(zhí)行一個或多個特定的功能。在其它實施例中，微處理器可以是模擬電路或數(shù)字電路、或者多個電路的組合。

存儲器件101可以是任何合適的器件，例如只讀存儲器（ROM）部件、隨機(jī)存取存儲器（RAM）部件、電子可編程只讀存儲器（EPROM）、可擦除電子可編程只讀存儲器（EEPROM）、寄存器、高速緩沖存儲器、和/或閃速存儲器。

驅(qū)動器模塊103包括電路、部件和/或代碼，該電路、部件和/或代碼產(chǎn)生能夠在線圈286中產(chǎn)生電流從而致動螺線管泵107（或任何其它合適的螺線管泵，例如參照圖2-圖4所描述的螺線管致動泵207）的電壓電勢。例如，驅(qū)動器模塊103可以具有與螺線管286并聯(lián)放置的二極管（例如，續(xù)流二極管（flyback diode）），用以鉗位由于磁場的快速減小所產(chǎn)生的反電動勢（emf）。該二極管的電壓鉗位螺線管的最大電壓，因為該二極管允許電流流動經(jīng)過直到磁場已減小到不能維持二極管的電壓的點。

反饋模塊106包括用以接收來自螺線管泵的反饋信號（參見例如，圖1中的信號F1）的電路、部件和/或代碼。在螺線管泵107的致動周期期間，反饋信號與螺線管電流是相關(guān)的。更特別地，在一些實施例中，反饋信號與在將電壓從螺線管中除去之后（即，在周期的通電部分的最后）的螺線管電流是相關(guān)的。如下面參照圖5和圖6所描述，螺線管電流將從在螺線管致動期間所獲得的值衰減或減小。反饋模塊106還構(gòu)造成基于反饋信號而確定電流衰減、螺線管電感、和/或螺線管的行程距離中的至少一個。例如，在一些實施例中，反饋模塊106構(gòu)造成確定行進(jìn)距離是否小于最大行程。

在一些實施例中，當(dāng)確定螺線管在小于最大行程處時，驅(qū)動器模塊103可以產(chǎn)生到具有增大的脈沖寬度的致動電壓（或致動持續(xù)時間）的螺線管泵107的信號（參見例如圖1中的信號S2）。以這種方式，在一些實施例中，驅(qū)動器模塊103可以調(diào)整脈沖寬度以增加螺線管將到達(dá)全（或最大）行程的可能性。例如，在一些實施例中，在正常操作期間，由驅(qū)動器模塊103所產(chǎn)生信號的脈沖寬度（或致動持續(xù)時間）可以具有約500毫秒的值。當(dāng)根據(jù)本文中所描述的方法確定螺線管的打開小于全行程（例如，由于寒冷條件）時，驅(qū)動器模塊103可以產(chǎn)生具有較大脈沖寬度（例如，約12毫秒、14毫秒等）的信號S2，從而增加電樞（和/或通過螺線管移動的致動器）將到達(dá)全行程的可能性。在其它實施例中，當(dāng)確定螺線管是在最大行程處操作時，驅(qū)動器模塊103可以產(chǎn)生到具有減小的脈沖寬度的致動電壓（例如，信號S2）的螺線管泵的信號S2。以這種方式，本文中所描述的方法可以通過限制由控制器105和/或驅(qū)動器模塊103所消耗的功率而提高流體輸送系統(tǒng)100的功率效率。

輸出模塊104包括用以產(chǎn)生輸出信號（參見例如，圖1中的信號S1）的電路、部件和/或代碼。例如，在一些實施例中，當(dāng)確定螺線管在小于最大行程處時，輸出模塊104可以產(chǎn)生用以增加與螺線管相關(guān)聯(lián)的車輛的預(yù)熱持續(xù)時間、使與螺線管相關(guān)聯(lián)的車輛停止、和/或提供警報信號以便進(jìn)行車輛檢查的到車輛的信號（例如，圖1中的信號S1）。當(dāng)確定螺線管是在最大行程處時，輸出模塊104可以產(chǎn)生用以減小和/或結(jié)束與螺線管相關(guān)聯(lián)的車輛的預(yù)熱持續(xù)時間、和/或產(chǎn)生車輛已準(zhǔn)備好全負(fù)荷運(yùn)行的指示的到車輛的信號。

為了進(jìn)一步說明本文中所描述的方法，圖5-圖6是顯示在螺線管泵（例如，螺線管泵107或螺線管致動泵207）操作期間由驅(qū)動器（例如，驅(qū)動器模塊103）所提供的電流和電壓如何隨時間推移而變化的曲線圖。所示出和描述的電壓和/或電流可以由反饋模塊106進(jìn)行測量和/或接收。盡管圖5和圖6中的圖關(guān)于螺線管泵107或螺線管致動泵207進(jìn)行描述，但應(yīng)當(dāng)理解的是這些圖只是舉例，并且本文中所描述的方法可以適用于包含螺線管的任何合適系統(tǒng)，在該螺線管處螺線管行程檢測的方法將是有用的。

如圖5和圖6中所示，水平軸線代表時間（單位為秒）501。在附圖右側(cè)的垂直軸線代表施加給螺線管線圈的一個端子的電壓（該軸線標(biāo)示為502）。在附圖左側(cè)的垂直軸線代表經(jīng)過螺線管的電流（該軸線標(biāo)示為503）。在附圖的曲線圖的頂部的軌跡（通常標(biāo)示為軌跡505）代表螺線管的一個端子處的電壓（該電壓表示穿過螺線管線圈的電壓）如何隨時間推移而變化。在附圖底部的軌跡（通常標(biāo)示為軌跡506）代表經(jīng)過螺線管線圈的電流如何隨時間推移而變化。在附圖底部的圖例標(biāo)示了在圖5和圖6的圖中的三條不同軌跡。第一組軌跡（標(biāo)示為軌跡513并且具有虛線）示出當(dāng)螺線管泵行進(jìn)全行程時的電流和電壓特性。例如，當(dāng)從第一構(gòu)型（如圖2-圖3中所示）移動到第二構(gòu)型（如圖4中所示）時在螺線管致動泵207中的電樞291行進(jìn)氣隙ST的全行程時，“全行程”發(fā)生。當(dāng)螺線管泵行進(jìn)經(jīng)過部分行程時，第二組的軌跡（標(biāo)示為軌跡514并且具有虛線）示出電流和電壓特性。例如，當(dāng)從第一構(gòu)型（如圖2-圖3中所示）移動到第二構(gòu)型（如圖4中所示）時在螺線管致動泵207中的電樞291行進(jìn)某個距離但未能行進(jìn)氣隙ST的全行程時，“部分行程”發(fā)生。第三組的軌跡（標(biāo)示為軌跡515并且具有實線）示出當(dāng)螺線管泵處于“無行程”狀態(tài)時的電流和電壓特性。例如，在當(dāng)給螺線管通電時螺線管致動泵207中的電樞291未能行進(jìn)時，“無行程”狀態(tài)發(fā)生。例如，如果要待泵送的流體的粘度足夠高以至阻止泵送元件（例如，泵送元件261）運(yùn)動的力超過由螺線管所產(chǎn)生的磁力，則可以發(fā)生部分行程和無行程狀態(tài)。

基于螺線管是否在全行程、部分行程或無行程狀態(tài)，電壓和電流將展示不同的行為。在操作期間在全行程與部分行程之間穿過螺線管的電流的差異，部分地受到當(dāng)電樞移動時電感的變化的影響。特別地，如圖5中所示，在時間零之前（即，在螺線管的致動之前），螺線管上的兩個端子的電壓處于12 V，并且因此螺線管具有零電壓差（這標(biāo)示為軌跡的區(qū)域507）。在此時間點，不給螺線管泵通電，因此電樞291是在如圖2-圖3中所示的第一構(gòu)型和/或位置（其中氣隙ST完全打開）。在時間零處，螺線管線圈的一個端子形成為接地（應(yīng)注意電壓軌跡從12 V下降至0 V），因此產(chǎn)生12 V的電壓差（標(biāo)示為軌跡的區(qū)域508）。然后給螺線管泵通電，并且在正常操作期間，電樞291移動經(jīng)過其全行程（例如，在第二構(gòu)型中在更靠近突起部289的BB方向上，如圖4中所示）。在大約0.04秒處（標(biāo)示為點509），各端子上的電壓變回到12 V。當(dāng)返回到12 V時，線圈中所儲存的磁能產(chǎn)生反電動勢（emf），這產(chǎn)生了高電壓峰值（標(biāo)示為區(qū)域511）。該電壓峰值由保護(hù)二極管所鉗位和/或限制，因此在區(qū)域511處的電壓峰值稱為“鉗位電壓”。在衰減期512期間，電壓將逐漸地返回到初始狀態(tài)507。當(dāng)除去電壓差時，電樞291返回到具有完全打開的氣隙ST的第一構(gòu)型。這完成了螺線管泵的一個周期。

在附圖底部上的軌跡（軌跡506）代表在一個操作周期中經(jīng)過螺線管線圈的電流如何隨時間推移而變化。在時間零之前（即，在螺線管的致動之前），沒有經(jīng)過螺線管的電流（因為存在穿過端子的零電壓差）。這標(biāo)示為圖5中的區(qū)域516。在此時間點，未給螺線管通電，因此電樞291處于如圖2-圖3中所示的第一構(gòu)型。在時間零處，螺線管線圈的一側(cè)接地，如上所述，從而導(dǎo)致線圈中的電流逐漸地升高，如圖5中的區(qū)域517所表示。電流根據(jù)以下公式而升高：

其中I（t）是作為時間的函數(shù)的螺線管電流，V是螺線管電壓，r是線圈電阻，t是時間，L是電感。

當(dāng)電流升高時，線圈（例如，線圈286）在電樞（例如，電樞291）上施加的磁力，從而推動電樞從第一位置移動到第二位置（如圖4中的箭頭BB所表示）。在正常運(yùn)行狀態(tài)期間，線圈產(chǎn)生充分的磁力以使電樞移動經(jīng)過其全行程。然而，在某些狀態(tài)下，磁力可能不足以使電樞移動經(jīng)過其全行程。因此，在這種狀態(tài)下，可認(rèn)為螺線管是在“部分行程”或“無行程”狀態(tài)下運(yùn)行。在大約0.04秒（參見區(qū)域518）處，電壓的突然變化（參見電壓軌跡中的區(qū)域511）導(dǎo)致電流逐漸地衰減到零。電流衰減區(qū)域標(biāo)示為區(qū)域519。當(dāng)電流減小時，由線圈所產(chǎn)生的磁力減小并且電樞291返回到具有完全打開的氣隙ST的第一構(gòu)型。

圖6是在圖5中示出為區(qū)域511和519的衰減階段期間電壓和電流軌跡的放大視圖。當(dāng)儲存的磁能形成“反電動勢”從而形成高電壓峰值511時，電壓由二極管電壓鉗位，并且電流開始衰減518。在全行程533、部分行程534和無行程535狀態(tài)期間，螺線管的電流衰減的特性展示差異。因此，通過評估在此操作時間段期間的電流衰減，可以對螺線管的行程狀態(tài)進(jìn)行檢測。具體地，就圖6中所提供的示例而言，在全行程狀態(tài)期間（標(biāo)示為軌跡533）螺線管電流從大約5.8 A衰減到零，而在部分行程狀態(tài)期間（標(biāo)示為軌跡534）電流從大約5 A衰減到零。在全行程（軌跡531）、部分行程（軌跡532）、和無行程（軌跡536）狀態(tài)之間，鉗位電壓的持續(xù)時間也展示差異。全行程狀態(tài)531（即，從點a到點b）的鉗位電壓的持續(xù)時間相對地短于部分行程狀態(tài)532的鉗位電壓的持續(xù)時間。該時間的增加是由于在發(fā)起電流衰減時螺線管中的電感差。

在衰減期期間，螺線管電流根據(jù)以下的公式而減?。?/p>

V_c = -L * Δi /Δt （2）

其中Vc是鉗位電壓，L是電感，Δi是螺線管電流的變化，Δt是時間的變化。因此，通過監(jiān)測作為時間的函數(shù)的鉗位電壓和電流，可以確定螺線管的電感（L）。在操作期間電感（L）的變化是由于當(dāng)電樞接近磁極時與工作氣隙（例如，圖2中的氣隙ST）相關(guān)聯(lián)的磁阻的變化所引起。工作氣隙的磁阻與該間隙距離（或行程）成正比，螺線管電感與總螺線管磁阻成反比。因此，根據(jù)此關(guān)系，當(dāng)電樞更靠近磁極（或端位止動裝置）時螺線管電感更高。因此，因為電感（L）是在電樞（例如，電樞291）與端位止動裝置（或磁極）（例如，突起部289）之間的距離的函數(shù)，所以所檢測的感應(yīng)（L）的差異可以用于確定螺線管是否已行進(jìn)經(jīng)過全（或部分）行程。

如圖6中所示，在部分行程532下螺線管泵運(yùn)行的鉗位電壓的持續(xù)時間Δt相比在全行程531狀態(tài)下螺線管泵運(yùn)行的鉗位電壓的持續(xù)時間更長。另外，具有部分行程534的螺線管泵的衰減電流的變化Δi相比具有全行程533的螺線管泵的衰減電流的變化更小。因此，可以得出結(jié)論：具有部分行程的螺線管泵的電感L相比具有全行程的螺線管泵的電感更小。換句話說，當(dāng)電樞291移動而更加靠近突起部289時，螺線管泵的電感L更高。

因此，在螺線管泵（例如，螺線管致動泵207）的操作期間，通過測量在衰減階段期間的鉗位電壓、螺線管電流的變化、和時間變化（例如，經(jīng)由反饋模塊106），可以確定電感L。較低的電感表明該螺線管泵具有部分行程、以及當(dāng)電樞291移動而更加靠近突起部289時氣隙ST沒有完全閉合。通過檢測電樞位置，驅(qū)動器模塊103和/或輸出模塊104可以產(chǎn)生一個或多個信號，以調(diào)整泵和/或車輛的運(yùn)行以引起行程的變化。例如，在一些實施例中，當(dāng)確定螺線管在小于最大行程處時，驅(qū)動器模塊103可以產(chǎn)生到具有增加的脈沖寬度的致動電壓的螺線管泵107的信號（參見例如圖1中的信號S2）。以這種方式，驅(qū)動器模塊103可以調(diào)整脈沖寬度以提高螺線管將到達(dá)全（或最大）行程的可能性。在一些實施例中，當(dāng)確定螺線管在小于最大行程處時，模塊104可以產(chǎn)生用以增加與螺線管相關(guān)聯(lián)的車輛的預(yù)熱持續(xù)時間、使與螺線管相關(guān)聯(lián)的車輛停止、和/或提供警報信號從而進(jìn)行車輛檢查的到車輛的信號。

較高的電感表明螺線管泵具有大體上全行程以及當(dāng)電樞291移動而更加靠近突起部289時氣隙ST完全地閉合。在一些實施例中，當(dāng)確定泵是在全行程狀態(tài)下運(yùn)行時，驅(qū)動器模塊103和/或輸出模塊104可以產(chǎn)生用以調(diào)整泵和/或車輛的運(yùn)行的一個或多個信號。例如，在一些實施例中，當(dāng)確定螺線管在最大行程處運(yùn)行時，驅(qū)動器模塊103可以產(chǎn)生到具有減小的脈沖寬度的致動電壓的螺線管泵的信號（例如，圖1中的信號S2）。以這種方式，本文中所描述的方法可以提高流體輸送系統(tǒng)100的功率效率。在一些實施例中，當(dāng)確定螺線管在最大行程處時，輸出模塊104可以產(chǎn)生用以減小和/結(jié)束與螺線管相關(guān)聯(lián)的車輛預(yù)熱持續(xù)時間、和/或產(chǎn)生車輛已準(zhǔn)備好全負(fù)荷運(yùn)行的指示的到車輛的信號。

圖7是描述用于確定螺線管泵行程的方法700的流程圖。方法700可以由上面所示出和描述的任何合適的控制器、硬件和/或軟件模塊、例如控制器105（或其部分）所執(zhí)行。在一些實施例中，方法700包括：在步驟701，測量當(dāng)從螺線管泵中除去致動電壓時所形成的電流衰減，如本文中所描述。例如，可以由反饋模塊（例如反饋模塊106）來測量電流。在一些實施例中，可以以任何合適的采樣速率、例如小于1.5毫秒的速率，來測量電流。螺線管的性能用最大行程（或全行程）來表征，該最大行程（或全行程）是電樞相對于螺線管的磁極（或端位止動裝置）的最大量的行進(jìn)。電流衰減可以是例如電流從第一電流值減小到第二電流值所需的時間、及電流從第一電流值到第二電流值的變化。

方法700還包括：在705，基于電流衰減而確定在電流衰減期間螺線管泵的電感。例如，可以由上面所示出和描述的反饋模塊106、或者控制器105的任何合適部分來確定電感?？梢允褂蒙鲜龅姆椒ê陀嬎愣_定電感。

方法700還包括：在710，基于所確定的螺線管泵的電感，確定當(dāng)除去致動電壓時螺線管是否在最大行程處。

在一些實施例中，方法700可以可選地包括：在確定當(dāng)除去致動電壓時螺線管在小于最大行程處時，產(chǎn)生信號715。在這種實施例中，該信號可以包括用以增大致動電壓的脈沖寬度、增加與螺線管相關(guān)聯(lián)的車輛的預(yù)熱持續(xù)時間、使與螺線管相關(guān)聯(lián)的車輛停止、和/或提供警報信號從而進(jìn)行車輛檢查的信號。

在一些實施例中，方法700可以可選地包括：在確定當(dāng)除去致動電壓時螺線管在最大行程處時，產(chǎn)生信號715。在這種實施例中，信號可以包括用以減小致動電壓的脈沖寬度、減小和/或結(jié)束與螺線管相關(guān)聯(lián)的車輛的預(yù)熱持續(xù)時間、和/或產(chǎn)生車輛已準(zhǔn)備好全負(fù)荷運(yùn)行的指示的信號。

圖8是描述根據(jù)一實施例的、用于監(jiān)測和/或控制螺線管的操作的方法800的流程圖。方法800可以由上面所示出和描述的任何合適的控制器、硬件和/或軟件模塊、例如控制器105（或者其部分）而執(zhí)行。方法800（和本文中所描述的任何方法）適用于任何合適的基于螺線管的部件，例如上述的螺線管致動泵207。方法800包括：在801，在從螺線管中除去電壓之后接收與螺線管電流相關(guān)的反饋信號。該信號可以是例如由反饋模塊（例如反饋模塊106）所接收的電流測量值。在一些實施例中，可以以任何合適的采樣速率、例如以小于1.5毫秒的速率，而接收信號。

方法800包括：在805，響應(yīng)于反饋信號來確定螺線管電流的衰減或者螺線管的電感中的至少一個。電流衰減可以是例如電流從第一電流值減小到第二電流值所需的時間、和電流從第一電流值到第二電流值的變化。例如，可以由上面所示出和描述的反饋模塊106、或者控制器105的任何合適部分來確定電感?？梢允褂蒙鲜龅姆椒ê陀嬎愣_定電感。

方法800還包括：在810，基于螺線管電流的衰減或者螺線管的電感中的至少一個而產(chǎn)生輸出信號。該輸出信號可以由任何合適的硬件和/或軟件模塊（例如輸出模塊104）產(chǎn)生。該輸出信號可以包括用以增大致動電壓的脈沖寬度、增加與螺線管相關(guān)聯(lián)的車輛的預(yù)熱持續(xù)時間、使與螺線管相關(guān)聯(lián)的車輛停止、和/或提供警報信號從而進(jìn)行車輛檢查的信號。

在一些實施例中，方法800可以可選地包括：在815，響應(yīng)于輸出信號來改變提供給螺線管的電壓的致動持續(xù)時間。在這種實施例中，信號可以包括用以減小致動電壓的脈沖寬度（例如，當(dāng)檢測到螺線管在全行程處操作時）或者增加致動電壓的脈沖寬度（例如，當(dāng)檢測到螺線管在小于全行程處操作時）的信號。

在一些實施例中，電流衰減可以迅速地發(fā)生（例如，在約1.5毫秒內(nèi)，如圖6中所示）。類似地規(guī)定，螺線管的電流從第一電流值變化到零所花費的時間是較短的。因此，不太理想的是精確地測量電流值的變化或者鉗位電壓的持續(xù)時間以確定螺線管泵行程。類似地規(guī)定，在這種情況下，相對較高的采樣速率對于精確地表征電流衰減而言將會是有利的。為了降低系統(tǒng)要求（例如，以促進(jìn)較低采樣速率的采用）和/或為了提高精度，在一些實施例中，方法可以包括改變鉗位電壓從而增加總體電流衰減的時間，因此允許電流更緩慢地衰減從而使更精確的測量成為可能。油泵通常是在相對較低的頻率（例如，1-2 Hz）下操作，因此延長衰減不會對螺線管泵的操作造成負(fù)面影響。因此，理想的是增加電磁管油泵的總體電流衰減的時間，從而允許更加精確且更容易的測量以確定螺線管泵行程。

本文中所描述的一些實施例涉及一種具有非暫時性計算機(jī)可讀介質(zhì)（也可以稱為非暫時性處理器可讀介質(zhì)）的計算機(jī)存儲產(chǎn)品，該非暫時性計算機(jī)可讀介質(zhì)具有用于執(zhí)行各種計算機(jī)執(zhí)行操作的在其上的指令或計算機(jī)代碼。該計算機(jī)可讀介質(zhì)（或處理器可讀介質(zhì)）是非暫時性的，就這一點來說它本身不包括暫時性的傳播信號（例如，在傳播介質(zhì)（例如空間或電纜）上的承載信息的傳播電磁波）。該介質(zhì)和計算機(jī)代碼（也可以稱為代碼）可以是設(shè)計和制造用于特定的一個或多個目的。非暫時性計算機(jī)可讀介質(zhì)的示例包括但不限于：磁存儲介質(zhì)，例如硬磁盤、軟磁盤、和磁帶；光存儲介質(zhì)，例如光盤/數(shù)字視頻光盤（CD/DVD）、光盤只讀存儲器（CD-ROM）、和全息器件；磁光存儲介質(zhì)，例如光盤；載波信號處理模塊；和特別地構(gòu)造成存儲并執(zhí)行程序代碼的硬件部件，例如專用集成電路（ASIC）、可編程邏輯器件（PLD）、只讀存儲器（ROM）和隨機(jī)存取存儲器（RAM）器件。

計算機(jī)代碼的示例包括但不限于：微碼或微指令、機(jī)器指令（例如由編譯器產(chǎn)生）、用于產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的代碼、和包含由使用解釋器的計算機(jī)所執(zhí)行的更高級指令的文件。例如，實施例可使用命令式編程語言（imperative programming language）（例如，C、Fortran等）、函數(shù)式編程語言（Haskell、Erlang等）、邏輯編程語言（例如，Prolog）、面向?qū)ο蟮木幊陶Z言（例如，Java、C++等）、或者其它合適的編程語言和/或開發(fā)工具而實施。計算機(jī)代碼的其它示例包括但不限于：控制信號、加密代碼、和壓縮代碼。

雖然上面已描述了各種實施例，但應(yīng)當(dāng)理解的是它們只是通過示例而給出而并非是限制性的。在上文描述的方法和/或圖表示出按某個順序而發(fā)生的某些事件和/或流型的情況下，可改變某些事件和/或流型的順序。此外，如果可能的話，某些事件可在并行的過程中同時地進(jìn)行，以及按順序地進(jìn)行。雖然已特別地示出并描述了實施例，但應(yīng)當(dāng)理解的是可在形式和細(xì)節(jié)中作出各種改變。

在上述圖表和/或?qū)嵤├@示布置在某些方位或位置中的某些部件的情況下，可修改各部件的布置。類似地，在上文描述的方法和/或事件示出某些事件和/或過程是以某個順序而發(fā)生的情況下，可修改某些事件和/或過程的順序。

雖然各種實施例描述為具有特定的特征和/或部件的組合，但具有來自上述任何實施例的任何特征和/或部件的組合的其它實施例也是可行的。