專利名稱：機(jī)電裝置和相關(guān)的組裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及機(jī)電裝置和相關(guān)的組裝方法。更具體的說(shuō)，本公開涉及包含期望的氣隙的機(jī)電裝置，以及組裝所述機(jī)電裝置以獲得所述期望氣隙的組裝方法。
背景技術(shù)：
機(jī)電裝置在廣泛的應(yīng)用范圍中被使用。這種裝置通常包括電磁線圈，它能夠被通電以對(duì)由磁性材料形成的部件施加作用力，在下文中被稱為電樞。施加在電樞上的作用力使電樞運(yùn)動(dòng)，并且這種運(yùn)動(dòng)隨后被用于提供所期望的作用，例如，控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)，或者使電觸點(diǎn)接通或斷開。在電磁線圈中產(chǎn)生足以移動(dòng)電樞的磁力所需的電流量可取決于多種因素，包括但不限于線圈的設(shè)計(jì)和電樞的質(zhì)量。另一個(gè)決定電樞的期望的移動(dòng)所必需的電流量的因素是電磁線圈與電樞間的距離，通常被稱為“氣隙”，作用于線圈的磁力必然要通過(guò)所述氣隙。具有較小氣隙的機(jī)電裝置與其他具有較大氣隙的相同裝置相比，將會(huì)需要較少的電流來(lái)進(jìn)行操作。然而，必然存在允許電樞發(fā)生移動(dòng)的最小氣隙。因此，當(dāng)希望限制操作所述機(jī)電裝置所必需的電流時(shí)，經(jīng)常希望提供預(yù)定尺寸小于某最大值但大于最小值的氣隙。對(duì)于許多機(jī)電裝置，組裝裝置以獲得期望氣隙是簡(jiǎn)單明了的，并且合適的物理測(cè)量裝置可以被用來(lái)正確地建立所述氣隙。然而在其它情況下，建立期望氣隙可能是有問(wèn)題的。例如，在小型機(jī)電裝置中或?qū)τ诰哂芯o致封裝容積或外殼的機(jī)電裝置，在組裝的過(guò)程中不可能在電磁線圈和/或電樞的附近安置物理測(cè)量裝置。因此，希望獲得包含期望氣隙的機(jī)電裝置，以及用于組裝機(jī)電裝置以獲得期望氣隙的組裝方法

發(fā)明內(nèi)容
本公開的目的是提供新型的機(jī)電裝置和相關(guān)的組裝方法，其消除或減輕現(xiàn)有技術(shù)中的至少一個(gè)缺陷。根據(jù)本公開的不同實(shí)施例，提供了將機(jī)電裝置的電磁線圈與電樞之間的氣隙設(shè)定在期望的范圍內(nèi)的方法。所述方法包括將傳感信號(hào)施加到所述電磁線圈和監(jiān)測(cè)所述電磁線圈的至少一個(gè)電氣特征。所述至少一個(gè)電氣特征與所述氣隙的尺寸和傳感信號(hào)有關(guān)。所述方法還包括使所述電樞朝向電磁線圈移動(dòng)以減小所述氣隙的尺寸，以及當(dāng)所述至少一個(gè)電氣特征指示所述氣隙的尺寸在所述期望的范圍內(nèi)時(shí)，停止所述電樞朝向電磁線圈的移動(dòng)。
根據(jù)本公開的不同實(shí)施例，提供了將機(jī)電裝置的電磁線圈與電樞之間的氣隙設(shè)定在期望的范圍內(nèi)的方法。所述方法包括將電樞朝向電磁線圈移動(dòng)到設(shè)定所述氣隙的第一尺寸的第一位置，以及在所述第一位置停止所述電樞朝向電磁線圈的移動(dòng)。所述方法還包括當(dāng)所述電樞處于第一位置時(shí)，將傳感信號(hào)施加到所述電磁線圈，并且監(jiān)測(cè)所述電磁線圈的至少一個(gè)電氣特征。所述至少一個(gè)電氣特征與所述氣隙的第一尺寸和傳感信號(hào)有關(guān)。此外，所述方法還包括基于所述至少一個(gè)電氣特征來(lái)判斷所述氣隙的第一尺寸是否在期望的范圍內(nèi)。根據(jù)本公開的不同實(shí)施例，提供了將機(jī)電裝置的電磁線圈以及電樞間的氣隙設(shè)定在期望的范圍內(nèi)的方法。所述方法包括對(duì)電磁線圈施加交流電壓信號(hào)，并且監(jiān)測(cè)由電磁線圈基于所述交流電壓信號(hào)所汲取的第一電流。所述方法還包括將電樞朝向所述電磁線圈移動(dòng)以減少所述氣隙的尺寸，并且確定第一電流閾值。所述第一電流閾值與處于期望范圍內(nèi)的氣隙的尺寸有關(guān)。所述方法還包括將由電磁線圈所汲取的第一電流與所述第一電流閾值進(jìn)行比較，當(dāng)所汲取的第一電流低于所述第一電流閾值時(shí)，判定所述氣隙的尺寸處于所述期望的范圍內(nèi)，并且當(dāng)所述氣隙的尺寸處于所述期望的范圍內(nèi)時(shí)，停止所述電樞朝向電磁 線圈的移動(dòng)。此外，該方法包括通過(guò)(i)對(duì)所述電磁線圈施加直流電壓信號(hào)，以及(ii)檢測(cè)由所述電磁線圈基于直流電壓信號(hào)所汲取的第二電流的變化，來(lái)確認(rèn)所述氣隙的尺寸處于期望的范圍內(nèi)。根據(jù)本公開的不同實(shí)施例，公開了機(jī)電裝置。所述機(jī)電裝置包括電磁線圈以及能夠在接合位置以及脫離位置之間選擇性地移動(dòng)的電樞。在接合位置，所述電樞與電磁線圈接合，以及在脫離位置，限定電磁線圈與電樞間的氣隙。所述氣隙的尺寸通過(guò)示例性方法被限定在期望的范圍內(nèi)。所述方法包括對(duì)電磁線圈施加傳感信號(hào)，并監(jiān)測(cè)所述電磁線圈的至少一個(gè)電氣特征。所述至少一個(gè)電氣特征相關(guān)于所述氣隙的尺寸以及傳感信號(hào)。所述方法還包括將電樞朝向電磁線圈移動(dòng)，以減小所述氣隙的尺寸，并且當(dāng)所述至少一個(gè)電氣特征指示所述氣隙的尺寸處于期望的范圍內(nèi)時(shí)，停止所述電樞朝向電磁線圈的移動(dòng)。


下面將參照附圖，并僅作為舉例來(lái)描述本公開的優(yōu)選實(shí)施例，其中圖1是根據(jù)本公開某些實(shí)施例的示例性機(jī)電裝置的局部剖視圖；圖2是描述根據(jù)本公開某些實(shí)施例的設(shè)定機(jī)電裝置(例如圖1中的機(jī)電裝置)的氣隙的示例性方法的流程圖；圖3是描述根據(jù)本公開某些實(shí)施例的設(shè)定機(jī)電裝置(例如圖1中的機(jī)電裝置)的氣隙的示例性方法的流程圖；圖4是描述根據(jù)本公開某些實(shí)施例的設(shè)定機(jī)電裝置(例如圖1中的機(jī)電裝置)的氣隙的示例性方法的流程圖；以及圖5A、5B、5C和示出了將直流電壓傳感信號(hào)施加到圖1中具有不同氣隙的機(jī)電裝置時(shí)的電流相對(duì)于時(shí)間的曲線圖。
具體實(shí)施例方式機(jī)電裝置的“氣隙”通常被描述為純粹的物理距離。然而，電磁電路的操作會(huì)被除物理氣隙(即電磁線圈和電樞之間的物理距離)以外的多種因素影響。因此，從電路的角度來(lái)看，電磁裝置的有效氣隙可以被認(rèn)為是影響電磁線圈和電樞的電磁電路操作的特征。該特征不僅取決于電磁線圈和電樞之間的物理距離(“物理氣隙”)，而且還取決于所述機(jī)電裝置的其他特征(電磁線圈和電樞之間的軸向或其他方向的錯(cuò)位(或未對(duì)準(zhǔn)，mi sal ignment)、電子線圈的繞組以及結(jié)構(gòu)的差異等)。因此，電磁線圈與電樞的特定的組裝可能需要特定的最小電壓和電流來(lái)使所述電樞移動(dòng)經(jīng)過(guò)特定尺寸的物理氣隙，而類似的電磁線圈與電樞的另一種組裝可能需要不同水平的電流來(lái)使所述電樞移動(dòng)經(jīng)過(guò)相同的“物理氣隙”。正如下面進(jìn)一步討論的，所述電磁線圈與電樞之間的物理距離(“物理氣隙”)以及錯(cuò)位、制造偏差等所帶來(lái)的影響的組合，在本文中被稱為裝置的“有效氣隙”?，F(xiàn)在參照?qǐng)D1，其中示出了根據(jù)本公開的某些實(shí)施例的示例性機(jī)電裝置的局部剖·視圖。機(jī)電裝置10可以例如是包括能夠根據(jù)需要選擇性地激活或停用裝置10的機(jī)電離合器的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)配件(例如，用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水泵)。機(jī)電裝置10可以包括基座12，驅(qū)動(dòng)軸14從該基座12中延伸而出?；?2可以包含圍繞驅(qū)動(dòng)軸14的肩部16。環(huán)形電磁線圈20可以被耦接到基座12，例如，通過(guò)將電磁線圈20壓配合到基座12上直到其抵靠肩部16。離合器組件30可以固定地耦接到驅(qū)動(dòng)軸14，以便所述離合器組件30被定位時(shí)在所有預(yù)期的工作條件下都保持在傳動(dòng)軸14上。僅作為示例，離合器組件30可以被壓配合到驅(qū)動(dòng)軸14上，從而獲得離合器組件30和傳動(dòng)軸14之間的干涉配合。離合器組件30可以包括驅(qū)動(dòng)槽輪32，該驅(qū)動(dòng)槽輪32在離合器組件30的操作下，選擇性地與傳動(dòng)軸14接合和脫離。具體而言，當(dāng)以合適的電流接通所述電磁線圈20時(shí)，電樞板34與電磁線圈20的面22摩擦接觸，并且所述驅(qū)動(dòng)槽輪32與所述驅(qū)動(dòng)軸14脫離。當(dāng)電磁線圈20被斷電時(shí)，復(fù)位彈簧36可以使電樞板34從面22偏離，從而使得驅(qū)動(dòng)槽輪32可以重新接合驅(qū)動(dòng)軸14。所述離合操作，即，驅(qū)動(dòng)槽輪32與驅(qū)動(dòng)軸14的接合和脫離，可以通過(guò)使用軸承組件35和卷繞彈簧37來(lái)實(shí)現(xiàn)，然而本公開的離合器組件30的具體細(xì)節(jié)并不重要，因此在本文中將不再進(jìn)一步討論。當(dāng)組裝機(jī)電裝置10時(shí)，應(yīng)獲得適當(dāng)?shù)臍庀?0，以使得電樞板34能夠與電磁線圈20的面22接合或脫離，即在接合和脫離位置之間移動(dòng)。在本文所述的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)配件的特定實(shí)例中，當(dāng)在最高溫度120攝氏度下，以最低9伏的電壓(該值表示預(yù)期的操作條件或其他限制的最壞情況)給電磁線圈20通電時(shí)，期望使得電磁線圈20產(chǎn)生足夠的磁力來(lái)移動(dòng)電樞板34，從而與面22摩擦接觸。用來(lái)使電磁線圈20完全通電以完成此功能所需的電流可受到電磁線圈20的結(jié)構(gòu)、電樞板34的結(jié)構(gòu)以及他們之間的氣隙50的影響。如果氣隙50過(guò)大，則用來(lái)使電樞板34與面22摩擦接觸的電流將超過(guò)所期望的最大電流水平。然而，所述電樞板34與面22隔開一定的間隙以允許機(jī)電裝置10正確地離合也是重要的。因此，期望使離合器組件30 (及電樞34)朝向電磁線圈20的面22移動(dòng)直到所述氣隙50處于期望的范圍內(nèi)。由于電樞板34和面22在機(jī)電裝置10內(nèi)的位置，因此對(duì)電樞板34和所述面22之間的物理氣隙進(jìn)行物理測(cè)量是困難或者在一些設(shè)想的裝置中是不可能的。此外，如上所述，物理氣隙僅僅是影響機(jī)電裝置10正確操作的一個(gè)因素。其他影響機(jī)電裝置10正常操作的因素包括，但不限于，電磁線圈20的繞組的軸向和/或徑向的錯(cuò)位、電磁線圈20和/或電樞板34的制造偏差、以及電磁線圈20和/或電樞板34的各個(gè)部件的表面的平坦度和粗糙度。僅作為示例，對(duì)于第一特定機(jī)電裝置10，0. 4毫米的物理間隙就可以提供所期望的有效氣隙以及所希望的最大電流的電氣特征，然而對(duì)于第二特定機(jī)電裝置10，0. 25毫米的物理間隙才可以提供所期望的電氣特征，即所希望的最大電流。因此，雖然物理氣隙的測(cè)量可以提供期望的有效氣隙的近似值，但是不能提供有效氣隙的滿足機(jī)電裝置10的苛刻的電氣特征需求的十分精切的表示。本公開提供的電磁線圈20被用來(lái)作為傳感器，以確定和設(shè)置有效氣隙50的期望尺寸，而不是試圖創(chuàng)建電樞(電樞板34)與電磁線圈20之間的特定的物理氣隙?，F(xiàn)在參照?qǐng)D2，其中示出了描述根據(jù)本公開某些實(shí)施例的設(shè)置機(jī)電裝置的氣隙的示例性方法100的流程圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，雖然方法100中描述了特定數(shù)量的步驟并且所述步驟被描述為特定的順序，但所述方法100可以包括更多或更少的步驟，并 且這些步驟可以按除所述順序之外的順序來(lái)執(zhí)行。例如，方法100可以被用來(lái)組裝包括上述電樞34和電磁線圈20的機(jī)電裝置10。在步驟110中，傳感信號(hào)被施加到電磁線圈20。傳感信號(hào)可以是任何電信號(hào)，包括但不限于，交流(AC)電壓信號(hào)、直流(DC)電壓信號(hào)、AC電流信號(hào)、DC電流信號(hào)、脈沖電壓信號(hào)(三角波，方波等)以及脈沖電流信號(hào)(三角波，方波等)。僅作為示例，在一些實(shí)施例中，傳感信號(hào)是30赫茲的正弦5伏信號(hào)。在步驟120中，所述電磁線圈20的至少一個(gè)電氣特征被監(jiān)測(cè)。被監(jiān)測(cè)的電氣特征與傳感信號(hào)和有效氣隙50的尺寸有關(guān)。示例性的電氣特征包括但不限于，所得到的提供給電磁線圈20的電流(例如，當(dāng)傳感信號(hào)是電壓信號(hào)時(shí))、所得到的電磁線圈20的電壓(例如，當(dāng)傳感信號(hào)是電流信號(hào)時(shí))、以及電磁線圈20的電感。在上面的傳感信號(hào)是30赫茲的正弦5伏信號(hào)的例子中，到電磁線圈20的相應(yīng)的電流可以被監(jiān)測(cè)。在此示例中，提供給電磁線圈20的初始電流可以是額定的300毫安。在步驟130中，所述電樞34朝向電磁線圈20移動(dòng)。電樞板34朝向電磁線圈20的移動(dòng)將增加由電磁線圈20和電樞34所形成的電磁電路的電感。因此，在傳感信號(hào)是30赫茲的正弦5伏信號(hào)的示例中，被施加到電磁線圈20的生成電流將會(huì)隨著電樞34移向電磁線圈20而增加。同樣地，對(duì)于除電壓信號(hào)以外的傳感信號(hào)，由電磁線圈20與電樞34形成的電磁電路的電感隨著電樞34逐漸接近電磁線圈20的增加將會(huì)對(duì)在步驟120監(jiān)測(cè)的電氣特征產(chǎn)生影響。所述方法100前進(jìn)到步驟140，該步驟判定被監(jiān)測(cè)的電氣特征(步驟120)是否指示了氣隙50的尺寸處于期望的范圍內(nèi)。所述期望的范圍被確定為提供以下有效氣隙50 :其足夠小以便當(dāng)以等于或低于期望功率水平的功率對(duì)電磁線圈20供電時(shí)，能夠移動(dòng)所述電樞板34以與面22進(jìn)行摩擦接觸，并且其足夠大以允許機(jī)電裝置10進(jìn)行正確的離合。所述氣隙50是否處于期望的范圍內(nèi)可以例如基于電氣特征與預(yù)先確定的實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果的比較來(lái)確定。在上面的傳感信號(hào)是30赫茲的正弦5伏信號(hào)的例子中，對(duì)應(yīng)于處于期望范圍內(nèi)的有效氣隙50的電流水平能夠被確定。例如，與處于期望范圍內(nèi)的氣隙50的尺寸有關(guān)的第一電流閾值能夠被確定。所述第一電流閾值可以指示處于期望范圍內(nèi)的氣隙50的最大尺寸。因此，當(dāng)所監(jiān)測(cè)的電流水平被確定為低于第一電流閾值時(shí)，可以確定所述氣隙50處于期望的范圍內(nèi)。此外，與處于期望范圍內(nèi)的氣隙50的尺寸有關(guān)的第二電流閾值能夠被確定。所述第二電流閾值能夠指示處于期望范圍內(nèi)的氣隙50的最小尺寸。因此，當(dāng)所監(jiān)測(cè)的電流水平被確定為低于第二電流閾值時(shí)，可以確定所述氣隙50超出了期望的范圍。在傳感信號(hào)是電壓信號(hào)或電流信號(hào)的一些實(shí)施例中，所述傳感信號(hào)的電壓水平和電流水平在組裝過(guò)程中均保持恒定，以使唯一改變的因素是分別供給到電磁線圈20的電流或電壓。另外，傳感信號(hào)可以被選擇為處于防止電磁線圈20的繞組在組裝過(guò)程中過(guò)度發(fā)熱的電平，以避免電磁線圈20的電阻由于熱效應(yīng)而產(chǎn)生任何顯著變化，這可能會(huì)影響到從傳感信號(hào)所獲得的結(jié)果的準(zhǔn)確性?，F(xiàn)在參照?qǐng)D3，其中示出了描述根據(jù)本公開某些實(shí)施例的設(shè)定機(jī)電裝置的氣隙的示例性方法200的流程圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，雖然方法200中描述了特定數(shù)量的步驟并且所述步驟被描述為特定的順序，但所述方法200可以包括更多或更少的步驟，并且這些步驟可以按除所示順序之外的順序來(lái)執(zhí)行。例如，方法200可以被用來(lái)組裝包括 上述電樞34和電磁線圈20的機(jī)電裝置10。在步驟210，通過(guò)將第一傳感信號(hào)施加到電磁線圈20，來(lái)將所述機(jī)電裝置20的氣隙50設(shè)定在期望的范圍內(nèi)。例如，上述方法100可以被用于執(zhí)行步驟210。將第二傳感信號(hào)施加到所述電磁線圈20 (步驟220)，并且與第二傳感信號(hào)和有效氣隙50的尺寸有關(guān)的至少一個(gè)電氣特征被監(jiān)測(cè)(步驟230)。方法200進(jìn)行到步驟240，在步驟240中判定正在被監(jiān)測(cè)(步驟230)的電氣特征是否指示所述氣隙50的尺寸處于期望的范圍內(nèi)。在步驟240中，如果判定所述氣隙50的尺寸沒(méi)有處于期望的范圍內(nèi)，所述方法200進(jìn)行到步驟250，在步驟250中指示所述氣隙超出了期望的范圍。在步驟240中，如果判定所述氣隙50的尺寸處于期望的范圍內(nèi)，則方法200進(jìn)行到步驟260，在步驟260中確認(rèn)所述氣隙處于期望的范圍內(nèi)?，F(xiàn)在參照?qǐng)D4，其中示出了描述根據(jù)本公開某些實(shí)施例的設(shè)定機(jī)電裝置氣隙的示例性方法300的流程圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，雖然方法300中描述了特定數(shù)量的步驟并且所述步驟被描述為特定的順序，但所述方法300可以包括更多或更少的步驟，并且這些步驟可以按除所示順序之外的順序來(lái)執(zhí)行。例如，方法300可以被用來(lái)組裝包括上述電樞34和電磁線圈20的機(jī)電裝置10。電樞34能夠朝向電磁線圈20移動(dòng)(步驟310)，并停在第一位置處以設(shè)定氣隙50的第一尺寸(步驟320)。電樞34在第一位置時(shí)，在步驟330可以將傳感信號(hào)施加到電磁線圈20。所述方法300進(jìn)行到步驟340，在步驟340中電磁線圈的至少一個(gè)電氣特征被監(jiān)測(cè)。所監(jiān)測(cè)的電氣特征與所述傳感信號(hào)(如相關(guān)于電壓的電流)和氣隙50的尺寸(其原因在于，例如由電磁線圈20和電樞34形成的電磁電路的電感變化)有關(guān)。在步驟350中，如果所監(jiān)測(cè)的電氣特征指示氣隙50處于期望的范圍內(nèi)，則方法300結(jié)束并且所述機(jī)電裝置10是可操作。然后，如果在步驟350中判定所監(jiān)測(cè)的電氣特征指示氣隙50沒(méi)有處于期望的范圍內(nèi)，則所述方法300返回到步驟310。在本公開的一些實(shí)施例中，施加到電磁線圈20的傳感信號(hào)是直流電壓信號(hào)。在這些實(shí)施例中，被施加到電磁線圈20的相應(yīng)電流可以被監(jiān)測(cè)，以確定有效氣隙50是否處于期望的尺寸范圍內(nèi)。然而，可以監(jiān)測(cè)指示所述氣隙50的尺寸處于期望的范圍內(nèi)的電流變化，例如指示性下降或降低，而不是將相應(yīng)的電流與電流閾值進(jìn)行比較。具體而言，一旦電樞34移動(dòng)得足夠近以使電磁線圈20產(chǎn)生的磁力足以使電樞34與面22接觸，則在電流再一次達(dá)到最大值之前，感測(cè)的電流會(huì)出現(xiàn)瞬間下降。在所述下降發(fā)生前以及所述降低發(fā)生時(shí)所測(cè)得電流的最大值，都能夠指示電磁線圈20與電樞34之間的氣隙50的尺寸。替換地或另外，在所述下降發(fā)生前的電流的變化率能夠指示電磁線圈20與電樞34之間的氣隙50的尺寸。在這些實(shí)施例中，當(dāng)傳感信號(hào)被間歇地施加并且特定的電流值沒(méi)有被測(cè)量時(shí)，被施加在電磁線圈20上的電壓可相對(duì)較高。因此，電樞板34的位置以及氣隙50的相應(yīng)尺寸在剛開始應(yīng)用傳感信號(hào)的時(shí)候，不必是精確的。圖5A不出了傳感信號(hào)為直流電壓信號(hào)時(shí)被施加到電磁線圈20上的電流相對(duì)于時(shí)間的示例性曲線圖。該曲線圖適合于感測(cè)電壓為14伏的裝置10。在第一次到達(dá)值A(chǔ)1后，電流發(fā)生變化(下降或降低)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量，確定對(duì)應(yīng)于電流A1的有效氣隙相當(dāng)于O. 6毫米的物理氣隙。圖5B示出了類似于圖5A所示的，在電樞34移動(dòng)得更接近于電磁線圈20 (相對(duì)于圖5A的曲線圖中的相應(yīng)位置)后，在傳感信號(hào)為與圖5A中相同的傳感信號(hào)時(shí)，被施加在電磁線圈20上的電流相對(duì)于時(shí)間的示例性曲線圖。當(dāng)?shù)竭_(dá)值A(chǔ)2后，電流發(fā)生變化(突降)，其 中A2低于4。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量，確定對(duì)應(yīng)于電流A2的有效氣隙相當(dāng)于O. 4毫米的物理氣隙。圖5C示出了類似于圖5A、5B所示的，在電樞34移動(dòng)得更接近于電磁線圈20 (相對(duì)于圖5B的曲線圖中的相應(yīng)位置)后，在傳感信號(hào)為與圖5A、5B中相同的傳感信號(hào)時(shí)，被施加在電磁線圈20上的電流相對(duì)于時(shí)間的示例性曲線圖。當(dāng)?shù)竭_(dá)值A(chǔ)3后，電流發(fā)生變化(下降或降低)，其中A3低于A2, A2又低于A115通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量,確定對(duì)應(yīng)于電流A3的有效氣隙相當(dāng)于O. 2毫米的物理氣隙。在圖5A，5B和5C的曲線圖中還可以看出，隨著氣隙50的尺寸的減小，電流出現(xiàn)變化的時(shí)間(分別為tl，t2和t3)也出現(xiàn)的更早。該時(shí)間差異可以替代地或與時(shí)間下降測(cè)量組合在一起來(lái)用于判定氣隙50的尺寸是否處于期望的范圍內(nèi)和/或確認(rèn)氣隙50的尺寸處于期望的范圍內(nèi)(上述方法200的步驟240，250和260)。在這些實(shí)施例中，可以設(shè)想，首先憑借實(shí)驗(yàn)來(lái)獲得最大電流和相應(yīng)的有效氣隙的表格，并且將該表格與當(dāng)組裝裝置10時(shí)從傳感信號(hào)獲得的結(jié)果相比較以判定氣隙是否處于期望的范圍內(nèi)和/或確認(rèn)氣隙處于期望的范圍內(nèi)。此外，在下降發(fā)生后的電流值(A1, A2或A3)與電流再次開始升高前的最低電流值之間的差異能夠被用來(lái)判定/確認(rèn)所述電樞34的移動(dòng)已經(jīng)發(fā)生，即電樞34已經(jīng)在接合和脫離位置之間移動(dòng)。圖5A，5B和5C的在電流下降發(fā)生前的曲線斜率，即電流的變化率，也可以指示氣隙50的尺寸。該斜率可以替代地或與上述電流下降測(cè)量和/或時(shí)間差異組合在一起來(lái)用于判定氣隙50的尺寸是否處于期望的范圍內(nèi)和/或確認(rèn)氣隙50的尺寸處于期望的范圍內(nèi)(上述方法200的步驟240，250和260)。在這些實(shí)施例中，可以設(shè)想，首先憑借實(shí)驗(yàn)來(lái)獲得電流變化率和相應(yīng)的有效氣隙的表格，并且將該表格與當(dāng)組裝裝置10時(shí)從傳感信號(hào)獲得的結(jié)果相比較以判定氣隙50是否處于期望的范圍內(nèi)或確認(rèn)氣隙50處于期望的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，所使用的傳感信號(hào)是直流電壓信號(hào)，被監(jiān)測(cè)的電流中的變化(如上面所描述的降低)可能難以根據(jù)原始測(cè)量的電流水平來(lái)檢測(cè)。圖示出了當(dāng)傳感信號(hào)為直流電壓信號(hào)時(shí)，被施加到電磁線圈20上的電流400相對(duì)于時(shí)間的示例性曲線圖，以及對(duì)應(yīng)于電流400的電流差動(dòng)410。圖中示出的電流400的變化420未構(gòu)成大的下降或降低，因而很難通過(guò)檢測(cè)電流400本身來(lái)檢測(cè)。然而，當(dāng)監(jiān)測(cè)電流差動(dòng)410時(shí)，所述變化可以被檢測(cè)。因此，在一些實(shí)施例中，電流差動(dòng)410可以包括被監(jiān)測(cè)以確定氣隙50是否處于期望范圍內(nèi)的電氣特征或電氣特征之一?？梢栽O(shè)想，使用直流電壓或電流傳感信號(hào)的實(shí)施例將會(huì)以逐步的方式執(zhí)行，以便每當(dāng)想要監(jiān)測(cè)電氣特征(參見(jiàn)上面的方法300)時(shí)，將所述傳感信號(hào)施加到斷電的電磁線圈20。也就是說(shuō)，電樞34能夠移動(dòng)到第一位置，在該點(diǎn)處傳感信號(hào)被施加到電磁線圈20上，并且電氣特征被監(jiān)測(cè)。如果所述電氣特征指示氣隙50未處于期望的范圍內(nèi)，則電樞34移動(dòng)接近電磁線圈20，并且將傳感信號(hào)再一次施加至電磁線圈20，進(jìn)而所述電磁線圈再一次被監(jiān)測(cè)。該過(guò)程被重復(fù)，直到有效氣隙50處于期望的范圍內(nèi)為止，此時(shí)所述組裝過(guò)程結(jié)束。替代地，如果所述電樞34以足夠低的速度朝向電磁線圈20移動(dòng)，則所述傳感信號(hào)能夠在移動(dòng)過(guò)程中以適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔施加到電磁線圈20，以及從電磁線圈20移除，從而獲得能夠被用來(lái)判定氣隙50處于期望的范圍內(nèi)的時(shí)刻的期望的電氣特征。如上所述，當(dāng)電磁線圈20斷電時(shí)，復(fù)位彈簧36能夠使電樞板34偏離面22。復(fù)位彈簧36的正確操作可以通過(guò)將傳感信號(hào)施加到電磁線圈20上并監(jiān)測(cè)與所述傳感信號(hào)有關(guān)的至少一個(gè)電氣特征來(lái)得到確認(rèn)。例如，當(dāng)氣隙50被設(shè)定到期望的范圍內(nèi)之后(例如，通過(guò)利用上述方法100、200或300之一)，直流電壓可以被施加到電磁線圈20上以使得電樞34與電磁線圈20接觸。假設(shè)電樞34發(fā)生移動(dòng)，如圖5A、5B和5C所示，所生成的電流在分別首次到達(dá)值A(chǔ)1;A2和A3后發(fā)生變化(下降或降低)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量，可以確定對(duì)應(yīng)于電流ApA2和A3中的每一個(gè)的彈簧力處于可接受的范圍內(nèi)。應(yīng)當(dāng)理解，上面的描述在本質(zhì)上僅僅是示例性的，其目的并不在于限制本公開及其應(yīng)用或用途。雖然本說(shuō)明書中和附圖中描述以及示出了特定的例子，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)理解，在不脫離權(quán)利要求書所限定的本公開的范圍的前提下，可以作出各種變化和對(duì)元件進(jìn)行等價(jià)替換。此外，各種例子間的特征、組件和/或功能的混合與匹配在本文中是可以被明確預(yù)期的，因而，除非在上面另外說(shuō)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，一個(gè)例子的特征、組件和/或功能可以根據(jù)需要合并到另外的例子中。此外，在不脫離本公開的實(shí)質(zhì)范圍的情況下，可以根據(jù)本公開的教導(dǎo)進(jìn)行多種修改以適應(yīng)特定的情況或材料。因此，本公開不限于由附圖所示以及說(shuō)明書所描述的、作為目前預(yù)期用于實(shí)現(xiàn)本公開的教導(dǎo)的最佳方式的特定例子，而且本公開的范圍將包括 落入以上描述和所附的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的任何實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種將機(jī)電裝置的電磁線圈與電樞之間的氣隙設(shè)置在期望的范圍內(nèi)的方法，該方法包括 對(duì)所述電磁線圈施加傳感信號(hào)； 監(jiān)測(cè)所述電磁線圈的至少一個(gè)電氣特征，所述至少一個(gè)電氣特征與所述氣隙的尺寸和所述傳感信號(hào)有關(guān)； 將所述電樞朝向所述電磁線圈移動(dòng)以減少所述氣隙的尺寸；以及當(dāng)所述至少一個(gè)電氣特征指示所述氣隙的尺寸處于期望的范圍內(nèi)時(shí)，停止所述電樞朝向所述電磁線圈的移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述傳感信號(hào)包括交流電壓信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述至少一個(gè)電氣特征包括由所述電磁線圈基于所述交流電壓信號(hào)所汲取的電流。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，還包括 確定第一電流閾值，所述第一電流閾值與處于期望的范圍內(nèi)的氣隙的尺寸有關(guān)； 將由所述電磁線圈汲取的電流與所述第一電流閾值進(jìn)行比較； 當(dāng)由所述電磁線圈汲取的電流低于所述第一電流閾值時(shí)，則判定所述氣隙的尺寸處于期望的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括 確定第二電流閾值，所述第二電流閾值與處于期望的范圍內(nèi)的氣隙的尺寸有關(guān)； 將由所述電磁線圈汲取的電流與所述第二電流閾值進(jìn)行比較； 當(dāng)由所述電磁線圈汲取的電流低于第二電流閾值時(shí)，則判定所述氣隙的尺寸處于期望的范圍之外。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括對(duì)所述電磁線圈施加第二傳感信號(hào)以確認(rèn)所述氣隙的尺寸處于期望的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述第二傳感信號(hào)包括直流電壓信號(hào)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述傳感信號(hào)包括直流電壓信號(hào)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述至少一個(gè)電氣特征包括由電磁線圈基于所述直流電壓信號(hào)所汲取的電流。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括(i)檢測(cè)由所述電磁線圈汲取的電流的變化，以及(ii)當(dāng)所述變化指示所述氣隙的尺寸處于期望的范圍內(nèi)時(shí)，停止所述電樞朝向所述電磁線圈的移動(dòng)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述變化包括由所述電磁線圈汲取的電流的下降。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，當(dāng)所述變化指示所述氣隙的尺寸處于期望的范圍內(nèi)時(shí)停止所述電樞朝向所述電磁線圈的移動(dòng)包括(i)確定由所述電磁線圈汲取的電流下降的時(shí)間，以及(ii)當(dāng)所述時(shí)間指示所述氣隙的尺寸處于期望的范圍內(nèi)時(shí)，停止所述電樞朝向所述電磁線圈的移動(dòng)。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述至少一個(gè)電氣特征包括電磁線圈的電感。
14.一種機(jī)電裝置,包括 電磁線圈；以及電樞，所述電樞能夠在接合位置和脫離位置之間選擇性地移動(dòng)，所述電樞在所述接合位置與所述電磁線圈接合，以及在所述脫離位置限定所述電磁線圈與所述電樞之間的氣隙， 其中所述氣隙的尺寸通過(guò)以下方法被設(shè)置在期望的范圍內(nèi)，該方法包括 (i)對(duì)所述電磁線圈施加傳感信號(hào)； (ii)監(jiān)測(cè)所述電磁線圈的至少一個(gè)電氣特征，所述至少一個(gè)電氣特征與所述氣隙的尺寸和所述傳感信號(hào)有關(guān)； (iii)將所述電樞朝向所述電磁線圈移動(dòng)以減少所述氣隙的尺寸；以及 (iv)當(dāng)所述至少一個(gè)電氣特征指示所述氣隙的尺寸處于期望的范圍內(nèi)時(shí)，停止所述電樞朝向所述電磁線圈的移動(dòng)。
15.如權(quán)利要求14所述的機(jī)電裝置，其中，所述傳感信號(hào)包括交流電壓信號(hào)，以及所述至少一個(gè)電氣特征包括由所述電磁線圈基于所述交流電壓信號(hào)所汲取的電流。
16.如權(quán)利要求15所述的機(jī)電裝置，其中，所述方法還包括對(duì)所述電磁線圈施加第二傳感信號(hào)，以確認(rèn)所述氣隙的尺寸處于期望的范圍內(nèi)，所述第二傳感信號(hào)包括直流電壓信號(hào)。
17.如權(quán)利要求14所述的機(jī)電裝置，其中，所述傳感信號(hào)包括直流電壓信號(hào)，以及所述至少一個(gè)電氣特征包括所述電磁線圈基于所述直流電壓信號(hào)所汲取的電流。
18.如權(quán)利要求17所述的機(jī)電裝置，其中，所述方法還包括(i)檢測(cè)由所述電磁線圈汲取的電流的變化，以及(ii)當(dāng)所述變化指示所述氣隙的尺寸處于期望的范圍內(nèi)時(shí)，停止所述電樞朝向所述電磁線圈的移動(dòng)。
19.如權(quán)利要求18所述的機(jī)電裝置，其中，所述變化包括由所述電磁線圈汲取的電流下降。
20.一種將機(jī)電裝置的電磁線圈與電樞之間的氣隙設(shè)置在期望的范圍內(nèi)的方法，該方法包括 對(duì)所述電磁線圈施加交流電壓信號(hào)； 監(jiān)測(cè)由所述電磁線圈基于所述交流電壓信號(hào)所汲取的第一電流； 將所述電樞朝向所述電磁線圈移動(dòng)以減小所述氣隙的尺寸； 確定第一電流閾值，所述第一電流閾值與處于期望的范圍內(nèi)的氣隙的尺寸有關(guān)； 將由所述電磁線圈汲取的第一電流與所述第一電流閾值進(jìn)行比較； 當(dāng)所汲取的第一電流低于所述第一電流閾值時(shí)，則判定所述氣隙的尺寸處于期望的范圍內(nèi)； 當(dāng)所述氣隙的尺寸處于期望的范圍內(nèi)時(shí)，停止所述電樞朝向所述電磁線圈的移動(dòng)； 通過(guò)(i)對(duì)所述電磁線圈施加直流電壓信號(hào)，以及(ii)檢測(cè)由所述電磁線圈基于所述直流電壓信號(hào)所汲取的第二電流的變化，來(lái)確定所述氣隙的尺寸處于期望的范圍內(nèi)。
全文摘要
一種將機(jī)電裝置的電磁線圈與電樞之間的氣隙設(shè)定在期望范圍內(nèi)的方法，該方法包括對(duì)電磁線圈施加傳感信號(hào)，并且監(jiān)測(cè)所述電磁線圈的至少一個(gè)電氣特征。所述至少一個(gè)電氣特征與氣隙的尺寸和傳感信號(hào)相關(guān)。該方法進(jìn)一步包括將電樞移向電磁線圈，以減小氣隙的尺寸，以及當(dāng)至少一個(gè)電氣特征指示氣隙的尺寸處于期望范圍內(nèi)時(shí)，停止電樞朝向電磁線圈的移動(dòng)。
文檔編號(hào)H01F41/02GK103003893SQ201180032097
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者茲比斯拉夫·斯塔尼維奇, 斯科特·帕森斯, 安德魯·布瓦耶 申請(qǐng)人:利滕斯汽車合伙公司