DE10031237C2

DE10031237C2 - Elektromagnetischer Aktuator, insbesondere zur Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10031237C2
Application number: DE10031237A
Authority: DE
Inventors: Frank Kirschbaum; Heiko Moeckel; Guenter Stoehr
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Patentportfolio 2 S A R L Lu
Priority date: 2000-06-27
Filing date: 2000-06-27
Publication date: 2003-08-14
Anticipated expiration: 2020-06-28
Also published as: DE10031237A1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Aktuator, insbesondere zur Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Elektromagnetische Aktuatoren besitzen die Aufgabe, gezielte mechanische Bewegungsabläufe auszuführen, die sich mit Hilfe der entstehenden Magnetkräfte von stromdurchflossenen Spulen erzeugen lassen. Dabei ist grundsätzlich zu unterscheiden, ob der mechanische Bewegungsablauf mit einer vorhersehbaren un veränderten Belastung einhergeht, wie z. B. bei einem Relais, oder willkürlich auftretender Kräfteeinwirkungen ausgesetzt ist. Im ersten Betrachtungsfall genügt eine Steuerung, wie das Ein- and Ausschalten des kräftebestimmenden Stroms durch die Wicklung eines Elektromagneten. Im zweiten Fall besteht die Aufgabenstellung darin, den gewünschten Bewegungsablauf trotz der in unterschiedlicher Zeitdauer und mit verschiedenen In tensitäten störend einwirkenden Kräfte aufrechtzuerhalten. Dies läßt sich auf der Basis einer mechanischen oder elektri schen Regelung in einem bestimmten Genauigkeitsbereich reali sieren, der von verwendeten Sensoren und der technischen Um setzungsmöglichkeit des für die Regelung bestimmenden Soll- Istwertvergleichs geprägt wird. Den bewegungsregistrierenden Sensoren kommt eine besondere Bedeutung zu, da sie sich zur direkten Erfassung der Stellgröße unmittelbar am Aktuator be finden müssen. Die Aktuatoren selbst sind häufig beeinträchti genden Bedingungen ausgesetzt, wie zum Beispiel mechanischen Erschütterungen, hohen Temperaturschwankungen, chemischen Stoffen und elektromagnetischen Feldern, die einen massiven Einfluß auf die Sensoren im Sinne der elektromagnetischen Ver träglichkeit ausüben können. Demzufolge sind bei der Auswahl bzw. bei der Entwicklung von Sensoren die Umgebungsbedingungen mit einzubeziehen.

Als besonders geeignet, insbesondere für den Einsatz in Aktua toren zur Betätigung von Gaswechselventilen in Brennkraftma schinen, in denen vorrangig Eisenwerkstoffe anzutreffen sind, haben sich berührungslose, induktiv arbeitende Wegsensoren er wiesen. Dabei steht bei der Erfassung einer Bewegung eine In duktivitätsänderung in einer Drahtspule bzw. Tauch- oder Meß spule im Vordergrund, die die Lage eines Eisenstabs auf eine elektrische Größe umformen soll.

Aus der WO 99/13202 A1 ist eine gattungsbildende Vorrichtung bekannt, und zwar ein elektromagnetischer Aktuator zur Betäti gung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine. Der Ak tuator besitzt eine elektromagnetische Einheit mit zwei Schaltmagneten, einem Öffnungsmagneten und einem Schließmagne ten, zwischen deren Polflächen ein Anker koaxial zu einer Ven tilachse verschiebbar angeordnet ist. Der Anker wirkt über ei nen Ankerstößel auf einen Ventilschaft des Gaswechselventils. Ferner besitzt der Aktuator einen Federmechanismus mit zwei vorgespannten Ventildruckfedern, von denen eine obere Ventil feder das Gaswechselventil in Öffnungsrichtung und eine untere Ventilfeder das Gaswechselventil in Schließrichtung belastet. Bei nicht erregten Magneten wird der Anker durch die Ventilfedern in einer Gleichgewichtslage zwischen den Magneten gehal ten.

Die Vorrichtung besitzt ferner eine Meßvorrichtung zur Erfas sung einer Bewegung des Ankers mit einer im Schließmagneten angeordneten Tauchspule. Wird das Gaswechselventil über den Aktuator geschlossen, so taucht der Ankerstößel mit seinem dem Gaswechselventil abgewandten Ende in die Tauchspule ein. Durch das Eintauchen des Ankerstößels in die Tauchspule sowie durch das Austreten des Ankerstößels aus der Tauchspule wird deren Induktivität verändert, von der auf die Lage des Ankers ge schlossen werden kann. Die Induktivität der Tauchspule wird durch Verstimmung der Resonanzfrequenz in einem Schwingkreis gemessen. Die Verstimmung und damit der veränderte Spannungs abfall an der Tauchspule ist ein Maß für die Position und die Spannungsänderung ein Maß für die Geschwindigkeit des Ankers.

Ferner ist aus der Druckschrift DE 199 13 868 C1 ein Positi onssensor mit einer Spule bekannt, die Bestandteil eines e lektrischen Resonanzschwingkreises ist. Es wird vorgeschlagen, dass nicht nur eine hubabhängige Änderung der Induktivität der Spule sondern auch eine hubabhängige Änderung der Kapazität eines Kondensators des Resonanzschwingkreises vorgesehen ist, und zwar in der Weise, dass mit der Induktivitäts- und Kapazi tätsänderung entweder das Produkt (L.C) oder der Quotient (L/C) hubinvariant wenigstens im wesentlichen konstant bleibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsbildende Vorrichtung weiterzuentwickeln, und zwar insbesondere hin sichtlich Aufbau und Meßgenauigkeit. Sie wird gemäß der Erfin dung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Aus gestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung, insbesondere von einem elektromagnetischen Aktuator zur Betätigung eines Gas wechselventils einer Brennkraftmaschine, mit zumindest einem Elektromagneten und mit einer Meßvorrichtung, insbesondere zur Erfassung und Regelung einer vom Aktuator erzeugten Bewegung, die zumindest eine in einen Schwingkreis geschaltete Meßspule aufweist, in der ein vom Aktuator bewegbares Bauteil ver schiebbar ist.

Insbesondere bei Aktuatoren zur Betätigung von Gaswechselven tilen werden in der Regel bedingt durch die von einem Anker des Aktuators zurückgelegte Strecke bzw. einem Öffnungshub und aus Platz- und Gewichtsgründen kurze Tauch- bzw. Meßspulen verwendet, in denen Streufelder auftreten. Für eine meßtechni sche Auswertung der Induktivitätswerte in Abhängigkeit von der Position eines Eisenstabs in der Meßspule bietet sich ein si nusförmiger Wechselstrom an, der im Eisenstab einen dreidimen sionalen Stromverdrängungseffekt mit kreisförmig um die Rota tionsachse des Eisenstabs verlaufende Wirbelstrombahnen be wirkt. Die Wirbelstrombahnen schwächen nach dem Induktionsge setz von FARADAY das Erregerfeld der Meßspule stärker ab als dies bei gleichstromdurchflossenen Meßspulen der Fall ist.

Betrachtet man einen kreiszylindrischen Rundstab, dessen Achse parallel zu einem ursprünglich homogenen Magnetfeld mit der magnetischen Induktion (t) ≠ f(_p) ausgerichtet ist, so lautet unter Vernachlässigung der Randeffekte an den Stirnseiten des Rundstabs die Lösung für die Skingleichung in Zylinderkoordi naten (ρ, ϕ, z)

a) für die komplexe magnetische Feldstärke
mit
ρ: radiale Zylinderkoordinate
r: Eisenstabradius
_z: Tangenteneinheitsvektor
: magnetische Induktion
µ₀: Permeabilität
α: Skinkonstante
I Modifizierte BESSEL - Funktion 1. Art,
b) für die induzierte Wirbelstromdichte
mit _ϕ: Tangenteneinheitsvektor

Aus diesem Ergebnis geht hervor, daß die Skinkonstante bei zeitlich periodischen Wechselfeldern ω = 2πf von der Frequenz f, von der elektrischen Leitfähigkeit κ und von der Permeabi litätseigenschaft µ

abhängt.

Ausgehend von dieser Erkenntnis und der Erkenntnis, daß Schwingkreise um die Resonanzfrequenz unsymmetrische nichtli neare Frequenzgangskurven aufweisen, wird vorgeschlagen, daß der Schwingkreis mit einer Frequenz nahe jedoch ungleich sei ner Resonanzfrequenz betrieben ist, so daß eine Abweichung ei nes sich einstellenden Induktivitätsverlaufs gegenüber einem linearen Induktivitätsverlauf und eine Abweichung eines sich einstellenden Frequenzgangsverlaufs gegenüber einem linearen Frequenzgangsverlauf sich zumindest weitgehend gegenseitig aufheben und ein zumindest weitgehend lineares Meßsignal er faßbar ist. Das lineare Meßsignal kann mit einem einfachen Aufbau erreicht und es kann eine hohe Meßgenauigkeit und eine darauf basierende einfache und exakte Regelung aufgebaut wer den.

Ist der Schwingkreis mit einer Frequenz f zwischen 1-100 kHz, vorzugsweise bei einer Resonanzfrequenz f_r von 22 kHz mit ca. 20 kHz betrieben, kann der Schwingkreis mit einem kleinen, energiesparenden Frequenzgenerator angeregt und eine einfache und kostengünstige Meßanordnung erreicht werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschla gen, daß die Meßspule in einen Reihenschwingkreis geschaltet ist. Es kann eine vorteilhafte Spannungsverstärkung erreicht und ein nachgeschalteter Spannungsverstärker eingespart wer den. Bis auf eine in der Amplitude und Frequenz feste sinus förmige Wechselspannung zur Schwingungserzeugung kann für den Betrieb der Meßvorrichtung eine weitere Energiezuführung ein gespart werden. Bei einem Reihenschwingkreis verteilt sich der Strom ferner gleich auf alle Bauteile, wodurch eine geringe Belastung eines die Wechselspannung erzeugenden Generators auftritt. Möglich ist jedoch auch ein paralleler Schwingkreis, der ebenfalls im Bereich der Resonanzfrequenz nichtlineare Frequenzgangskurven aufweist.

Eine besonders einfache Schaltung mit geringen Verlusten und einem hohen Wirkungsgrad ergibt sich, indem ein Kondensator direkt in Reihe zur Meßspule geschaltet bzw. zwischen einem Frequenzgenerator und der Meßspule in Reihe angeordnet ist. Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, spezielle Widerstän de zwischenzuschalten.

Ist in der Schaltung ein Tonfrequenzübertrager einem Gleich richter vorgeschaltet, so kann vorteilhaft eine galvanische Trennung zwischen einem Frequenzgenerator und den Ausgangs klemmen geschaffen werden. Es kann eine Potentialtrennung er reicht und es können gegenseitige Beeinflussungen und eine so genannte Massenschleife sicher vermieden werden. Ferner ist eine zusätzliche Spannungsverstärkung erzielbar, wodurch die Flußspannung von Dioden des Gleichrichters vernachlässigt wer den kann. Ein Tonfrequenzübertrager stellt eine besonders kostengünstige Alternative mit einer geringen Dämpfung dar. Es sind jedoch neben einem Tonfrequenzübertrager grundsätzlich auch andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Geräte denkbar, wie beispielsweise ein Optokoppler usw.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschla gen, daß dem Gleichrichter ein RC-Glied nachgeschaltet ist. Entsprechend der Gleichrichtung kann ein Spannungsverlauf mit einer halben Periodendauer und dadurch eine Totzeit mit nur einer halben Periodendauer erreicht werden, in der eine Posi tionsänderung eines vom Aktuator betätigten Bauteils nicht er faßt werden kann. Neben einem RC-Glied sind auch andere Geräte denkbar, beispielsweise ein aus der Digitaltechnik bekannter, sogenannter sample usw., der der Spannungsamplitude _S der pulsierenden Gleichspannung nach dem Gleichrichter unmit telbar folgen kann.

Ferner wird vorgeschlagen, daß das in der Meßspule verschieb bare Bauteil stets vollständig durch die Meßspule ragt, wo durch eine geringe Abweichung des sich einstellenden Indukti vitätsverlaufs gegenüber einem linearen Induktivitätsverlauf erreicht werden kann.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbe schreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche ent halten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Schaltbild mit einer Meßspule in einem Reihen schwingkreis,

Fig. 2 eine Frequenzgangskurve bzw. eine Spannungsamplitude in Abhängigkeit von einer Frequenz,

Fig. 3 Frequenzgangskurven bei veränderten Induktivitätswer ten,

Fig. 4 Spannungsamplitudenverläufe bei verschiedenen Frequen zen in Abhängigkeit der Induktivität,

Fig. 5 einen qualitativen Induktivitätsverlauf in Abhängigkeit eines zurückgelegten Wegs eines Federstößels,

Fig. 6 einen qualitativen Spannungsamplitudenverlauf in Abhän gigkeit von der Induktivität,

Fig. 7 einen sich aus Fig. 5 und 6 ergebender qualitativer li nearisierter Spannungsamplitudenverlauf in Abhängigkeit eines zurückgelegten Wegs des Federstößels,

Fig. 8 einen Schaltungsaufbau zur linearen Messung und

Fig. 9 einen Ausschnitt einer Brennkraftmaschine mit einem elektromagnetischen Aktuator im Längsschnitt.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Reihenschwingkreis 10 mit einem Kondensator C und einer Meßspule 11 mit einer Induktivi tät L_S(s) und einem Spulenwiderstand R_S(ϑ), wobei die Indukti vität der Meßspule L_S von einer Position eines Metallfederstö ßels 15 eines elektromagnetischen Aktuators 16 bzw. von einem zurückgelegten Weg s des Federstößels 15 in der Meßspule 11 abhängt (Fig. 9). Der Spulenwiderstand R_S hängt von der Spulen temperatur ϑ ab.

Der Reihenschwingkreis 10 wird von einem nicht näher darge stellten Sinusgenerator mit einer Generatorspannung u_g(t) ange regt, wodurch sich an der Meßspule 11 eine Spulenspannung u_S(t) einstellt. R_res stellt einen resultierenden Schaltungswider stand dar, der sich aus Leitungswiderständen und einem Aus gangswiderstand des Sinusgenerators ergibt. Der Kondensator C ist direkt in Reihe zwischen dem Sinusgenerator und der Meß spule 11 angeordnet.

Die Kurvenform des Frequenzgangs läßt sich durch den Verlust faktor

nahezu beliebig über den Gesamtwiderstand R, die Kapazität C und die Induktivität L beeinflussen. Hinzu kommt die im weiten Bereich auswählbare Betriebsfrequenz f zur Festlegung einer bestimmten nichtlinearen Abhängigkeit zwischen den Induktivi tätsgrenzen L_min = L(s = 0) und L_max = L(s = s_max), wie dies aus Fig. 2 hervorgeht. Bei einer Resonanzfrequenz f_r = 23 kHz beträgt die entsprechende Spannungsamplitude _r = 9,0 V.

Fig. 3 verdeutlicht die nichtlinearen Verläufe der meßbaren Spannungsamplitude _S aus der an den Enden der Meßspule 11 an liegenden Wechselspannung u_S(t) = _S. sin(ωt). Der Kurvenscharpara meter ist der Verlustfaktor d, dessen Änderung durch verschie dene Induktivitätswerte L_min, L_s/2 und L_max in hyperbolischer Ab hängigkeit erfolgt:

Die in Fig. 3 dargestellten Kurven ergeben sich bei folgenden Systemkenngrößen:
_r = 9,0 V
f_r = 22 kHz mit C = 0,22 µF
R = 61,9 Ω
d_min = 2,71
d_mittel = 1,63
d_max = 1,34 und mit

mit R = R_S(ϑ) + R_res und L = L_S(s).

Bezieht man für ausgewählte Betriebsfrequenzen f weitere In duktivitätswerte L zu einem kontinuierlichen Verlauf mit ein, so entstehen die in Fig. 4 dargestellten Verläufe der Span nungsamplituden _S in Abhängigkeit von den Induktivitätswerten L. Der Kurvenscharparameter in Fig. 4 entspricht exemplarisch einigen ausgewählten Betriebsfrequenzen f und zeigt unter schiedliche nichtlineare Abhängigkeiten _S(L) auf. Die Betriebs frequenzen betragen:
f₁ = 10 kHz
f₂ = 15 kHz
f₃ = 20 kHz
f₄ = 25 kHz
f₅ = 30 kHz
f₆ = 35 kHz
f₇ = 40 kHz.

Zur Bereitstellung eines linearen Funktionsverlaufs der Span nungsamplituden _S in Abhängigkeit von der Position bzw. des zurückgelegten Wegs s des Federstößels 15 wird eine progressi ve Zunahme des Induktivitätsverlaufs L(s) (Fig. 5) und eine degressive Zunahme des Spannungsamplitudenverlaufs _S(L) (Fig. 6) betrachtet. Ausschlaggebend für die Kurvenform des Induktivitätsverlaufs L(s) ist der Aktionsbereich s ∈ [0, s_max] des Fe derstößels 15 und die Festlegung der Position s = 0, also die Entfernung von einem Ende des Federstößels 15 zu einem Spulen ende in einer Ausgangsstellung. Für den Verlauf der Span nungsamplituden _S(L) sind R, C und f ausschlaggebend, wobei die Kapazität C und die Betriebsfrequenz f zusammen die Veränder liche für die Kurvenform darstellen. Betrachtet man den Induk tivitätsverlauf L(s) aus Fig. 5 als Vorgabe, so kann durch Veränderung der Betriebsfrequenz f eine Kurvenform für die Spannungsamplituden _S(L) entsprechend Fig. 6 so eingestellt werden, daß sie die Nichtlinearität in L(s) kompensiert, wie dies aus Fig. 7 zu entnehmen ist. Bei einer Resonanzfrequenz f_r = 22 kHz wird der Reihenschwingkreis 10 mit einer Betriebsfre quenz f = 20 kHz betrieben. Es wird ein gewünschter linearer Zusammenhang zwischen der meßbaren Spannungsamplitude _S und der Position bzw. dem zurückgelegten Weg s des Federstößels 15 erreicht. Grundsätzlich ist man nicht an die Erfassung der Spannungsamplitude _S gebunden, sondern es können dazu propor tionale Größen, wie beispielsweise der Mittelwert bzw. der Gleichrichtwert bei sinusförmiger Zeitabhängigkeit

für einen schaltungstechnischen Aufbau in Betracht gezogen werden.

Fig. 8 zeigt einen Schaltungsaufbau zur linearen Messung der Federstößelposition bzw. des zurückgelegten Wegs s des Feder stößels 15 von einer Ausgangsposition s = 0. Dem Reihen schwingkreis 10 ist ein Tonfrequenzübertrager 12 nachgeschal tet, der eine galvanische Trennung zwischen einem nicht näher dargestellten Frequenzgenerator mit der Generatorspannung u_g(t) bzw. den Eingangsklemmen 17 und den Ausgangsklemmen 18 mit dem Gleichrichtwert U_S ermöglicht, so daß eine davon auf Masse ge legt werden kann. Ferner wird mit dem Tonfrequenzübertrager 12 eine Spannungsverstärkung erreicht, wodurch die Flußspannung u_F von vier Dioden eines dem Tonfrequenzübertragers 12 nachge schalteten Gleichrichters 13 vernachlässigt werden kann. Im Gleichrichter 13 werden vier Siliziumdioden verwendet, möglich sind jedoch auch Germaniumdioden.

Ein dem Gleichrichter 13 nachgeschaltetes RC-Glied 14 mit ei nem Glättungskondensator 19 und einem Belastungswiderstand 20 formt die pulsierende Gleichspannung am Gleichrichter 13 auf den Gleichrichtwert U_S um.

Fig. 9 zeigt einen Ausschnitt einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einem in einem Kurbelgehäuse 21 geführten Hubkolben 22 und einem am Kurbelgehäuse 21 abschließenden Zy linderkopf 23. Im Zylinderkopf 23 ist in einem Arbeitsraum 24 ein Ventiltrieb mit einem elektromagnetischen Aktuator 16 zum Betätigen eines Gaswechselventils 25 angeordnet.

Der Aktuator 16 besitzt eine elektromagnetische Einheit mit einem ersten, in Öffnungsrichtung 26 wirkenden Öffnungsmagne ten 27 und einem zweiten, in Schließrichtung 28 wirkenden Schließmagneten 29, zwischen denen ein Anker 30 koaxial ver schiebbar angeordnet ist. Der Anker 30 wirkt über einen in ei ner Ankerschaftführung 31 geführten Ankerschaft 32 und über ein hydraulisches Spielausgleichselement 33 auf einen Ventil schaft 34, der in einer Schaftführung 35 im Zylinderkopf 23 geführt ist.

Ferner wirkt auf den Ventilschaft 34 ein Federmechanismus mit einer oberen, in Öffnungsrichtung 26 wirkenden Ventilfeder 36 und einer unteren, in Schließrichtung 28 wirkenden Ventilfeder 37. Die in Öffnungsrichtung 26 wirkende Ventilfeder 36 ist auf der dem Gaswechselventil 25 abgewandten Seite des Schließma gneten 29 angeordnet, stützt sich an einem Deckel 38 ab und wirkt über eine Federauflage 39 auf den Federstößel 15, der über eine Führung 40 im Schließmagneten 29 geführt ist und mit einer Stirnseite auf eine Stirnseite des Ankerschafts 32 wirkt. Die in Schließrichtung 28 wirkende Ventilfeder 37 ist in einem Federraum 41 auf der dem Gaswechselventil 25 zuge wandten Seite des Öffnungsmagneten 27 angeordnet, stützt sich über einen Ring 42 am Zylinderkopf 23 ab und wirkt über eine Federauflage 43 in Schließrichtung 28 auf den Ventilschaft 34.

Um beim Start der Brennkraftmaschine den Anker 30 aus seiner Gleichgewichtslage zwischen den Elektromagneten 27, 29 anzu ziehen, wird entweder der Schließmagnet 29 oder der Öffnungs magnet 27 kurzzeitig übererregt oder der Anker 30 mit einer Anschwingroutine mit seiner Resonanzfrequenz in Schwingung versetzt.

In geschlossener Stellung des Gaswechselventils 25 liegt der Anker 30 an einer Polfläche des bestromten Schließmagneten 29 an und wird von diesem gehalten. Der Schließmagnet 29 spannt die in Öffnungsrichtung 26 wirkende Ventilfeder 36 weiter vor. Um das Gaswechselventil 25 zu öffnen, wird der Schließmagnet 29 ausgeschaltet und der Öffnungsmagnet 27 eingeschaltet. Die in Öffnungsrichtung 26 wirkende Ventilfeder 36 beschleunigt den Anker 30 über die Gleichgewichtslage hinaus, so daß dieser vom Öffnungsmagneten 27 angezogen wird. Der Anker 30 schlägt auf eine Polfläche des Öffnungsmagneten 27 auf und wird von diesem gehalten. Um das Gaswechselventil 25 wieder zu schließen, wird der Öffnungsmagnet 27 ausgeschaltet und der Schließmagnet 29 eingeschaltet. Die in Schließrichtung 28 wirkende Ventilfeder 37 beschleunigt den Anker 30 über die Gleichgewichtslage hinaus zum Schließmagneten 29. Der Anker 30 wird vom Schließmagneten 29 angezogen, schlägt auf die Polfläche des Schließmagneten 29 auf und wird von diesem gehalten.

Zur Bestimmung der Federstößel- und Ankerposition sowie deren Geschwindigkeit und zur Regelung der Ankerbewegung ist die Meßspule 11 auf der dem Gaswechselventil 25 abgewandten Seite auf der Führung 40 des Federstößels 15 befestigt, wo diese leicht montiert und demontiert werden kann. Die Meßspule 11 umschließt mit genügendem Luftspalt den Federstößel 15, der stets vollständig durch die Meßspule 11 ragt. Durch die Bewe gung des Federstößels 15 in der Meßspule 11 ändert sich die Induktivität L(s). Anstatt die Meßspule außerhalb eines Elek tromagneten 27, 29 anzuordnen, ist es auch möglich, die Meß spule 11 zumindest teilweise in einem Kern der Elektromagneten 27, 29 anzuordnen, wodurch eine größere Induktivitätsänderung durch die Bewegung des Federstößels 15 in der Meßspule 11 er reicht werden könnte.

Claims

1. Elektromagnetischer Aktuator zur Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine, mit zumindest einem Elektromagneten und mit einer Meßvorrichtung zur Erfas sung und Regelung einer vom Aktuator erzeugten Bewegung, wobei die Meßvorrichtung zumindest eine in einen Schwingkreis ge schaltete Meßspule aufweist, in der ein vom Aktuator bewegbares Bauteil verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkreis (10) mit einer Frequenz f nahe jedoch un gleich seiner Resonanzfrequenz f_r betrieben ist, so daß eine Abweichung eines sich einstellenden Induktivitätsverlaufs L_S(s) gegenüber einem linearen Induktivitätsverlauf und eine Abwei chung eines sich einstellenden Frequenzgangsverlaufs (_S(L_S)) gegenüber einem linearen Frequenzgangsverlauf sich zumindest weitgehend gegenseitig aufheben und ein zumindest weitgehend lineares Meßsignal (_S(s), U_S(s)) erfaßbar ist.

2. Elektromagnetischer Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkreis (10) mit einer Frequenz f zwischen 1-100 kHz betrieben ist.

3. Elektromagnetischer Aktuator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspule (11) in einen Reihenschwingkreis (10) geschal tet ist.

4. Elektromagnetischer Aktuator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (C) des Reihenschwingkreises (10) direkt in Reihe zur Meßspule (11) geschaltet ist.

5. Elektromagnetischer Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkreis (10) über einen Tonfrequenzübertrager (12) mit einem Gleichrichter (13) verbunden ist.

6. Elektromagnetischer Aktuator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gleichrichter (13) ein RC-Glied (14) nachgeschaltet ist.

7. Elektromagnetischer Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Meßspule (11) verschiebbare Bauteil (15) stets vollständig durch die Meßspule (11) ragt.