描述了一种用于确定具有线圈的执行器的以电磁方式被驱动的电枢的时间运动变化过程的方法。所述方法具有：（a）给线圈加载激励信号，该激励信号被确定大小为使得电枢（a1）仅经历从其初始位置的部分偏转，而没有达到通过止挡限定的最终位置，并且（a2）在达到反转位置之后又达到其初始位置，其中至少在反转位置与初始位置之间至少近似地通过一段抛物线来描述电枢的作为时间的函数的偏转，（b）确定电枢又达到其初始位置的时刻，（c）确定电枢用来又达到其初始位置的速度，以及（d）在使用描述抛物线的数学方程式的情况下，基于所检测到的时刻和所检测到的速度来确定电枢的时间运动变化过程。此外，描述了一种相对应的用于确定具有线圈的执行器的以电磁方式被驱动的电枢的抛物线状的（弹道的）轨迹的设备以及一种用于控制上述方法的计算机程序。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及以电磁方式被驱动的执行器(Aktuator)的
，这些执行器具有可加载有激励信号(Ansteuersignal)的线圈和相对于线圈可运动地安置的电枢。本专利技术尤其是涉及一种用于确定具有线圈的执行器的以电磁方式被驱动的电枢的时间运动变化过程(Bewegungsverlauf )的方法,其中电枢仅经历从其初始位置的部分偏转，而没有达到通过止挡限定的最终位置，并且在达到反转位置(Umkehrposition)之后又达到其初始位置，其中至少在反转位置与初始位置之间至少近似通过一段抛物线来描述电枢的作为时间的函数的偏转。此外，本专利技术还涉及一种相对应的用于确定具有线圈的执行器的以电磁方式被驱动的电枢的抛物线状的(弹道的)轨迹的设备以及一种用于控制上述方法的计算机程序。
技术介绍
以电磁方式被驱动的执行器可以以小公差在所谓的全行程运行模式下运行。这意味着，执行器的电枢在初始位置与最终位置之间往复运动。初始位置和最终位置在此通常分别通过电枢的在执行器的壳体上的机械止挡来限定。以燃料喷射的喷射阀为例，该运行模式意味着，喷射阀的阀针分别运动直至最大偏转。所喷射的燃料量的改变那么通过适当适配喷射过程的持续时间来进行。但是，为了减小汽车的有害物质排放和/或燃料消耗，在现代喷射系统中需要即使在小喷射量的情况下也尽可能精确地掌握喷射阀的运行。这意味着，喷射阀的所谓的弹道运行也被掌握。喷射阀的弹道运行在本上下文被理解为电枢或阀针在没有实现完全止动的情况下以如下轨迹的部分偏转:所述轨迹是通过电和/或结构参数预给定的在结束以电磁方式将力引入到电枢之后自由的、即抛物线状的轨迹。与全行程运行相反，喷射阀的弹道运行明显更强地带有公差，因为在此不仅电公差而且机械公差都比这在全行程运行中的情况显著更强地影响打开变化过程(Oeffnungs 一 verlauf)。对于喷射阀(通常为具有线圈的执行器的以电磁方式被驱动的电枢)的弹道运行模式，在此可能单独或彼此组合地出现如下公差: a)打开公差:电枢在给线圈加载所限定的电激励脉冲之后从其初始位置离开的时刻与单独的喷射阀的电特性、磁特性和/或机械特性和/或与其运行状态(例如温度)有关。b)闭合公差:电枢在部分偏转之后又返回到其初始位置的时刻与单独的喷射阀的电特性、磁特性和/或机械特性和/或与者其运行状态有关。c)行程公差:在电枢部分偏转时，达到的最大行程同样与单独的喷射阀的电特性、磁特性和/或机械特性和/或与其运行状态有关。行程公差在使相对应的偏转曲线平整或超高的可能性的情况下导致电枢的抛物线状轨迹的单独变化。从DE 10 2006 035 225 Al公知一种具有线圈的电磁调整设备(StelIvorrichtung)ο通过分析由外部机械影响引起的所感生的电压信号，可以分析该调整设备的实际运动。从DE 198 34 405 Al公知了一种用于估计电磁阀的针行程的方法。在阀针相对于电磁阀的线圈运动时，在线圈中感生的电压被检测并且借助计算模型与阀针的行程联系起来。为了确定接触时刻，可以使用线圈电压的时间导数dU/dt，因为该信号在针运动或电枢运动的反转点中具有大的突变。从DE 38 43 138 Al公知了一种用于控制和检测电磁开关器件的电枢的运动的方法。在切断开关器件时，在所述开关器件的励磁绕组中感生磁场，该磁场由于电枢运动而变化。基于此的附在励磁绕组上的电压的时间变化可以被用于检测电枢运动的结束。
技术实现思路
本专利技术所基于的任务是给出了一种用于精确确定电磁执行器的在弹道运行模式下被驱动的电枢的时间运动变化过程的要简单实现的方法以及相对应的设备。该任务通过独立权利要求的主题来解决。本专利技术的有利实施形式在从属权利要求中予以描述。根据本专利技术的第一方面，描述了一种用于确定具有线圈的执行器的以电磁方式被驱动的电枢的时间运动变化过程的方法。所描述的方法具有:(a)给线圈加载激励信号，该激励信号被确定大小为使得电枢(al)仅经历从其初始位置的部分偏转，而没有达到通过止挡限定的最终位置，以及(a2)在达到反转位置之后又达到其初始位置，其中至少在反转位置与初始位置之间至少近似地通过一段抛物线来描述电枢的作为时间的函数的偏转，(b)确定电枢又达到其初始位置的时刻，(C)确定电枢用来又达到其初始位置的速度，以及(d)在使用描述抛物线的数学方程式的情况下基于所检测到的时刻和所检测到的速度来确定电枢的时间运动变化过程。所描述的方法所基于的认知是:通过详细地确定在紧靠重新达到其初始位置之前的电枢运动可以确定抛物线的精确形状，该形状描述了电枢的作为时间的函数的偏转、行程或运动。关于抛物线的精确变化过程的信息接着可以被用于为了随后操作以电磁方式被驱动的执行器而适配为此所需的激励信号，使得预先确定的期望运动变化过程实际上至少近似地被实现。所描述的方法尤其是适于确切地确定如下燃料喷射器的时间打开特性:所述燃料喷射器在所谓的弹道范围中运行。这意味着，为了针对每个喷射过程分别仅喷射特别少量的燃料，执行器的线圈分别仅仅被加载有非常短的激励脉冲，使得当电枢不得不还要实施其运动的大部分时，通过线圈的电流流动已经结束。当通过线圈的电流至少在电枢处于在反转位置与初始位置之间的路径上时那么为零时，所描述的方法提供了关于电枢的所描述的运动变化过程的特别精确的信息。这意味着，在该区域中，电枢没有遭受通过经过线圈的电流流动引起的磁力而是以良好近似地仅遭受弹簧的弹力，该弹簧将电枢朝着执行器的壳体的止挡施压，其中该止挡限定电枢的初始位置。根据本专利技术的另一实施例，时刻的确定具有:(a)检测在无电流的线圈中感生的特征电压的时间变化过程，其中所感生的特征电压至少部分地通过磁铁轭相对于线圈的运动而被产生，(b )分析在线圈中感生的特征电压的所检测到的时间变化过程，其中分析包括对在无电流的线圈中感生的特征电压的所检测到的时间变化过程与在控制单元中所寄存的特征参考电压变化过程的比较，以及(C)基于所分析的时间变化过程确定电枢又达到其初始位置的时刻。检测电枢又达到其初始位置的时刻的方式所基于的是:由具有可磁化的和/或磁性材料的电枢的运动通过在线圈中的感生而引起的电压信号可以被用于表征电枢的运动序列(Bewegungsablauf)并且由此确定所述的时刻。在此，当电枢在紧靠其止动之前处在其初始位置上时，那么在线圈中的由于电枢的剩余磁场由运动通过感生引起的特征电压信号通常是最大的。这的原因在于，在线圈的无电流状态下，在紧靠运动的电枢止动之前，在电枢与线圈之间的相对速度最大。这意味着，在无电流的线圈中感生的特征电压的电压变化过程至少部分地通过电枢的运动来确定。通过合适地分析在线圈中感生的特征电压的时间变化过程，可以至少以良好近似地确定基于在电枢与线圈之间的相对运动的那个部分。以这种方式自动地也获得关于运动变化过程的信息，所述信息允许推断最大速度的时刻和由此也推断电枢返回到其初始位置的时刻。通过所描述的对所检测到的在无电流的线圈中感生的特征电压的时间变化过程与特征参考电压变化过程的比较，可以获得关于电枢的实际运动的特别精确的信息。特征参考电压变化过程例如可以被选择为使得该特征参考电压变化过程描述了感生的电压的通过磁路中的衰减的涡流引起的部分。这样，例如通过本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于确定具有线圈的执行器的以电磁方式被驱动的电枢的时间运动变化过程的方法，该方法具有：给线圈加载激励信号，该激励信号被确定大小为使得电枢：‑仅经历从该电枢的初始位置的部分偏转，而没有达到通过止挡限定的最终位置，以及‑在达到反转位置之后又达到该电枢的初始位置，其中至少在反转位置与初始位置之间至少近似地通过一段抛物线来描述电枢的作为时间的函数的偏转,确定电枢又达到该电枢的初始位置的时刻，确定电枢用来又达到该电枢的初始位置的速度，以及在使用描述抛物线的数学方程式的情况下基于所检测到的时刻和所检测到的速度来确定电枢的时间运动变化过程。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.01 DE 102010041880.31.一种用于确定具有线圈的执行器的以电磁方式被驱动的电枢的时间运动变化过程的方法，该方法具有: 给线圈加载激励信号，该激励信号被确定大小为使得电枢: -仅经历从该电枢的初始位置的部分偏转，而没有达到通过止挡限定的最终位置，以及-在达到反转位置之后又达到该电枢的初始位置，其中至少在反转位置与初始位置之间至少近似地通过一段抛物线来描述电枢的作为时间的函数的偏转， 确定电枢又达到该电枢的初始位置的时刻， 确定电枢用来又达到该电枢的初始位置的速度，以及 在使用描述抛物线的数学方程式的情况下基于所检测到的时刻和所检测到的速度来确定电枢的时间运动变化过程。2.根据上一权利要求所述的方法，其中，确定时刻具有: 检测在无电流的线圈中感生的特征电压的时间变化过程,其中所感生的特征电压至少部分地通过磁铁轭相对于线圈的运动而被产生， 分析在线圈中感生的特征电压的所检测到的时间变化过程，其中分析包括对在无电流的线圈中感生的特征电压的所检测到的时间变化过程与在控制单元中寄存的特征参考电压变化过程的比较，以及 基于所分析的时间变化过程确定电枢又达到该电枢的初始位置的时刻。3.根据上一权利要求所述的方法，其中，确定速度具有: 在紧靠电枢又达到该电枢的初始位置的所确定的时刻之前，检测在无电流的线圈中感生的特征电压的所检测到的时间变化过程的电压电平。4.根据上述权利要求之一所述的方法，此外还具有: 直接在电枢又达到该电枢的初始位置之前确定电枢的速度的变化， 其中在使用描述抛物线的数学方程式的情况下此外还基于所检测到的速度的变化来确定电枢的时间运动变化过程。5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：G勒泽尔，
申请(专利权)人：大陆汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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