DE10200283A1 - Steuer/Regeleinrichtung zur Steuerung/Regelung eines elektromagnetischen Aktuators - Google Patents

Abstract

Es ist eine Steuer/Regelvorrichtung für einen elektromagnetischen Aktuator vorgesehen, welche eine Erfassung einer genauen Bewegung des Ankers, der sich aus der Sitzposition wegbewegt, ermöglicht und in Antwort auf eine derartige Erfassung einen Rückzugsbetrieb ausführt. Der elektromagnetische Aktuator weist ein Paar von Federn auf, welche in entgegengesetzte Richtungen wirken, sowie einen mit einem mechanischen Element, wie etwa einem Auslass/Einlassventil eines Automobilmotors, gekoppelten Anker. Der Anker wird dann, wenn der Aktuator nicht aktiviert ist, in einer durch die Federn gegebenen neutralen Position gehalten. Der Aktuator umfasst ein Paar von Elektromagneten, um den Anker zwischen zwei Endstellungen anzutreiben. Die Steuer/Regelvorrichtung umfasst ein Stromzufuhrmittel, um dem Elektromagneten, welcher einer der Endstellungen entspricht, dann einen Haltestrom zuzuführen, wenn der Anker in der einen der Endstellungen gehalten ist. Die Steuer/Regelvorrichtung umfasst ein Mittel zur Bestimmung, dass sich der Anker aus der gesetzten Position wegbewegt (abfällt oder sich anhebt), wenn der Haltestrom um mehr als einen vorbestimmten Wert ansteigt, während der Haltestrom dem der Endposition entsprechenden Elektromagneten zugeführt wird. Ein sich wegbewegender Anker wird auf Grundlage der Änderung des Haltestroms erfasst, was eine einfachere Erfassung des sich wegbewegenden Ankers gestattet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuer-/Regeleinrichtung zur Steuerung/Regelung eines Aktuators für ein Magnetventil. Sie betrifft im Besonderen eine Steu­ er/Regeleinrichtung für einen elektromagnetischen Aktuator zum Antreiben eines Ventils eines Motors, welcher an eine Vorrichtung montiert ist, wie etwa ein Automobil und ein Boot.

Ein Ventilantriebsmechanismus mit einem elektromagnetischen Aktuator ist bekannt und wird als Magnetventil bezeichnet. Ein elektromagnetischer Aktuator umfasst typischerweise ein sich bewegendes Eisen bzw. einen Anker, welcher zwischen einem Paar von Federn mit gegebener Versatzlast angeordnet ist, so dass sich der Anker bei einem Zwischenabschnitt eines Paars von Elektromagneten positioniert. Mit dem Anker ist ein Ventil ver­ bunden. Wenn den Elektromagneten aus des Elektromagnetenpaars ab­ wechselnd elektrische Energie zugeführt wird, wird der Anker in zwei entgegengesetzte Richtungen hin und her angetrieben, wodurch wiederum das Ventil angetrieben wird. Üblicherweise ist die Antriebsart wie folgt:

• 1. Die magnetische Anziehungskraft, welche einer der Elektromagneten dem Anker bereitstellt, überwindet die Rückstellkraft durch das Federnpaar und zieht den Anker an, um ihn auf eine Sitzposition setzen zu lassen. Der Anker (das Ventil) wird durch einen Auslöser, wie etwa eine Unterbrechung einer Energiezufuhr zu dem Elektroma­ gneten, aus der Sitzposition gelöst und beginnt, sich durch die Kraft des Federnpaares in der Art einer Kosinusfunktion zu verlagern.
• 2. Bei einer der Verlagerung des Ankers entsprechenden Zeitsteuerung wird dem anderen Elektromagneten ein geeigneter Strom zugeführt, um einen magnetischen Fluss zu erzeugen, welcher eine Anzie­ hungskraft erzeugt.
• 3. Der magnetische Fluss wächst schnell an, wenn der Anker sich dem anderen Elektromagneten nähert, welcher den magnetischen Fluss erzeugt. Die Arbeit durch die Anziehungskraft, welche durch den anderen Elektromagneten erzeugt wird, überwindet die Summe aus (i) einer kleinen Arbeit durch den Restmagnetfluss, welcher durch den einen Elektromagneten erzeugt wird und welcher auf den Anker derart wirkt, dass er ihn zurückzieht und (ii) eines mechanischen Verlustes, welcher für einen großen Anteil der Summe an Arbeit verantwortlich ist. Somit wird der Anker angezogen und setzt sich an den anderen Elektromagneten.
• 4. Bei einer geeigneten Zeitsteuerung, während sich der Anker setzt, wird dem anderen Elektromagneten ein konstanter Strom zugeführt, um den Anker in dem gesetzten Zustand zu halten.

Während der Anker in dem gesetzten Zustand gehalten wird, ist es wün­ schenswert, den minimalen Antriebsstrom zuzuführen, welcher den Anker in dem gesetzten Zustand halten kann, um den Energieverbrauch zu mini­ mieren. Wenn jedoch ein minimaler Strom jedesmal dann verwendet wird, wenn der Anker in dem gesetzten Zustand gehalten werden soll, könnte der zu einer Setzposition bewegte Anker sich aufgrund von dauerhaften Veränderungen des elektromagnetischen Aktuators und/oder von Variatio­ nen der Bewegung von Zeit zu Zeit aus der Setzposition wegbewegen. Wenn der Anker aus der Setzposition abfällt oder sich anhebt (kollektiv als "wegbewegen" bezeichnet), muss diese Situation sofort erfasst werden. Weiterhin muss die Stromzufuhr erhöht werden, um den Anker zurück zur Setzposition zu ziehen.

Herkömmlicherweise wurde ein Wegbewegen des Ankers auf Grundlage von Signalen von einem Verlagerungssensor erfasst, welcher eine Ver­ lagerung des Ankers erfasst. Genauer wird ein Wegbewegen (Abfallen oder Anheben) des Ankers bestimmt, indem eine Situation erfasst wird, dass die Sensorausgabe keinen Setz-Zustand des Ankers während der Dauer an­ zeigt, während welcher der Anker sich in dem Setz-Zustand befindet. In Antwort auf eine Bestimmung eines Wegbewegens des Ankers wird den Wicklungen des Elektromagnets ein großer Strom zugeführt, um sofort einen Rückzugsvorgang zu aktivieren, so dass der Anker zu der Setzposi­ tion zurückgezogen werden kann.

Das herkömmliche Verfahren weist jedoch die folgenden Probleme auf. Wenn der Anker gesetzt ist, ist der Luftspalt zwischen dem Anker und dem Joch des Elektromagneten sehr klein. Der elektromagnetische Aktuator weist eine sehr geringe magnetische Reluktanz auf, wenn der Anker ge­ setzt ist. Wenn ein konstanter Strom zugeführt wird, um den Anker dann in dem gesetzten Zustand zu halten, wenn sich der Anker aus irgendwel­ chen Gründen um einen geringen Abstand, etwa weniger als 10 µm, aus der Setzposition wegbewegt, nimmt die Anziehungskraft ab. Eine solch geringe Bewegung mit dem Verlagerungssensor zu erfassen ist sehr schwierig. Dann, wenn sich der Anker beispielsweise in dem Bereich von 7 mm bewegt, um ein Ventil eines Automobilmotors zu öffnen und zu schlie­ ßen, kann der Verlagerungssensor lediglich die Bewegung des Ankers erfassen, welche größer als 1/100 des Bewegungsbereichs ist. Das heißt, der Sensor kann aufgrund von Rauschen und aufgrund der Leistung des Sensors lediglich eine Ankerbewegung erfassen, welche größer als 70 µm ist. Eine Erfassung eines Wegbewegens (Abfallen oder Anheben) an einem 70-µm-Punkt ist zu spät, um einen Rückzugsvorgang des Ankers zu gew­ ährleisten.

Zusätzlich muss ein größerer Strom zugeführt werden, wenn ein Rück­ zugsvorgang bei einem 70 µm-Punkt aktiviert wird, wodurch der Energie­ verbrauch steigt. Dies erfordert, die Kapazität eines Antriebselements, wie etwa eines Feldeffekttransistors, zu erhöhen, was die Kosten der Treiber­ schaltung erhöht. Darüber hinaus bewirken ein großer Strom und der durch den sich wegbewegenden Anker erzeugte Luftspalt, dass in dem Luftspalt eine große magnetische Energie akkumuliert wird. Diese magnetische Energie wird in kinetische Energie des Ankers und des Ventils umgewan­ delt, wenn der Anker erneut zur Setzposition hingezogen wird. Als Folge wird die Setzgeschwindigkeit des Ankers groß und erzeugt ein lautes Kollisionsgeräusch, wenn sich der Anker setzt.

Als ein besonderes Beispiel wird mit Bezug auf Fig. 15 ein Fall eines wiederholten Aktivierens eines elektromagnetischen Aktuators bei einer hohen Geschwindigkeit beschrieben, wie etwa im Falle eines Ventilzuges eines Motors. Die linke vertikale Achse zeigt die Größe einer Verlagerung des Ankers (mm) und einen dem Elektromagneten zugeführten Strom (A). Die rechte vertikale Achse zeigt eine Anziehungskraft (N) und eine an dem Elektromagneten angelegte Spannung (V). Wie in den Figuren gezeigt ist, beträgt die minimale Anziehungskraft (Abfallgrenze oder Wegbewegungs grenze), welche verhindert, dass sich der Anker aus der Setzposition weg­ bewegt, 485 N.

Fig. 15(a) zeigt einen Fall, in welchem sich der Anker normal setzt und in welchem ein stabiler Setz-Zustand aufrecht erhalten wird. Zur Zeit 0 wird der Anker von einem Elektromagneten gelöst und beginnt sich durch die Wirkung eines Federnpaars zum anderen Elektromagneten hin zu bewegen. Während der Dauer von der Zeit Te bis Th an den anderen Elektromagneten angelegt wird eine konstante Spannung von 42 V (Übererregungsbetrieb), um den Anker an dem anderen Elektromagneten setzen zu lassen. Da die Anziehungskraft ein wenig größer ist als die Wegbewegungsgrenze, wird danach ein stabiler Setz-Zustand beibehalten. Nachdem sich der Anker gesetzt hat, wird eine Schaltungssteuerung/regelung von Spannungen von 0 V und + 12 V durchgeführt, um dem Elektromagneten einen konstanten Haltestrom zuzuführen.

Fig. 15(b) zeigt einen Fall, bei welchem sich ein gesetzter Anker aus der Setzposition wegbewegt. Ein Verlagerungssensor erfasst die Wegbewe­ gung des Ankers erst, wenn der Anker einen 70 µm-Punkt erreicht, was 1% des Hubbereichs (Bewegungsbereichs) von 7 mm ist. Sofort wird ein Rückzugsvorgang eingeleitet. Der Anker erreicht einen 70 µm-Punkt unge­ fähr bei der Zeit 6,33 ms. Von dem Zeitpunkt 6,33 ms an wird für 0,5 ms eine Übererregungsspannung angelegt. Die Spannungsanlegedauer wird gemäß dem Betrag des Wegbewegens bestimmt (70 µm).

Nachdem ein Anlegen einer Spannung beendet ist, wird ein Haltestromwert auf einen Wert erneuert, welcher um einen vorbestimmten Wert (z. B. beträgt der vorbestimmte Wert 10% des normalen Haltestromwerts) größer als der voreingestellte normale Haltestromwert ist. Eine Schaltungssteue­ rung/regelung von Spannungen von ± 12 V wird ausgeführt, bis der Strom auf den erneuerten Soll-Haltestromwert konvergiert. In dem in der Figur gezeigten Beispiel wird die Schaltungssteuerung/regelung 0,7 ms lang ausgeführt. Danach wird die Schaltungssteuerung/regelung von Spannun­ gen von +12 V und 0 V durchgeführt, so dass ein dem Elektromagneten zugeführter Strom den Soll-Haltestromwert beibehält.

In dem in Fig. 15(b) gezeigten Beispiel bewegt sich der Anker um 0,22 mm aus der Setzposition weg und wird zurückgezogen. Die für das Zurück­ ziehen benötigte Energie beträgt etwa 0,12 J. Die Setzgeschwindigkeit (nicht dargestellt) des Ankers beim Zurückziehen beträgt etwa 0,6 m/s, was ein Kollisionsgeräusch erzeugt. Somit ruft eine Aktivierung eines Rückzugsvorgangs in Antwort auf eine Erfassung des sich wegbewegenden Ankers durch den Verlagerungssensor eine Verzögerung im Rückzugsvor­ gang hervor und erfordert eine große Energie für das Zurückziehen. Es erzeugt eine hohe Setzgeschwindigkeit, welche zu einem Kollisionsge­ räusch führt.

Somit besteht Bedarf für eine Steuer-/Regelvorrichtung für einen elektroma­ gnetischen Aktuator, welcher eine Erfassung einer genauen Bewegung des Ankers ermöglicht, der sich aus der Setzposition wegbewegt, und welcher in Antwort auf eine solche Erfassung einen Rückzugsvorgang ausführt.

Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung ist eine Steuer-/Regelvorrich­ tung vorgesehen, um einen elektromagnetischen Aktuator mit einem in entgegengesetzte Richtungen wirkenden Federnpaar und einem mit einem mechanischen Element gekoppelten Anker zu steuern/regeln. Der Anker ist mit den Federn verbunden und ist dann, wenn der Aktuator nicht aktiviert ist, in einer von den Federn gegebenen Neutralstellung gehalten. Der Ak­ tuator umfasst ein Paar von Elektromagneten, um den Anker zwischen zwei Endstellungen anzutreiben. Die Steuer-/Regeleinrichtung umfasst ein Strom­ zufuhrmittel, um dem Elektromagneten, welcher einer der Endstellungen entspricht, dann einen Haltestrom zuzuführen, wenn er den Anker in der einen der Endstellungen hält. Die Steuer-/Regelvorrichtung umfasst ein Mittel, um dann zu bestimmen, dass sich der Anker aus der gesetzten Position wegbewegt, wenn der Haltestrom um mehr als einen vorbe­ stimmten Wert ansteigt, während der Haltestrom dem der Endstellung entsprechenden Elektromagneten zugeführt wird.

Erfindungsgemäß wird ein Wegbewegen des Ankers auf Grundlage der Änderung des Haltestroms erfasst, was eine frühere Erfassung des Wegbe­ wegens des Ankers gestattet.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung umfasst die Steuer-/Regeleinrichtung ferner ein Rückzugsmittel, welches auf eine Bestimmung eines Wegbewegens des Ankers anspricht, um an dem der Endstellung ent­ sprechenden Elektromagneten eine Spannung anzulegen, wodurch der Anker zur Endstellung zurückgezogen wird.

Da ein Rückzugsvorgang in Antwort auf eine Erfassung eines Wegbeweg­ ens des Ankers als eine Änderung des Haltestroms aktiviert wird, wird ein schneller Rückzug mit einer verhältnismäßig geringen Energie realisiert.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung erhöht das Stromzu­ fuhrmittel den Haltestrom um einen vorbestimmten Wert. Der Haltestrom wird, nachdem eine Spannung durch die Rückzugsmittel an dem Elektroma­ gneten angelegt worden ist, dem der Endstellung entsprechenden Elek­ tromagneten zugeführt.

Da der Haltestrom, nachdem der Anker von einer Wegbewegung zurück­ gezogen worden ist, auf einen verhältnismäßig großen Wert eingestellt ist, wird danach verhindert, dass der Anker sich wegbewegt.

Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung umfasst die Steuer-/Regelvor­ richtung ferner ein Einstellmittel zum Einstellen der Dauer für ein Anlegen einer Spannung an den Elektromagneten durch das Rückzugsmittel nach Maßgabe der Differenz zwischen der Zeit, zu dem der Anker die Setzposi­ tion verlässt, wie es durch das Bestimmungsmittel bestimmt wird, und einer geplanten Lösezeit des Ankers. Wenn sich der Anker wegbewegt, kann die Dauer des Rückzugsvorgangs nach Maßgabe der Zeitsteuerung der Lösebewegung des Ankers gesteuert/geregelt werden.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung verkürzt das Einstell mittel die Dauer eines Anlegens einer Spannung an den Elektromagneten durch die Rückzugsmittel dann, wenn der Unterschied zwischen der Zeit, zu der der Anker die Setzposition verlässt, wie es durch das Bestimmungs­ mittel bestimmt wird, und einer geplanten Lösezeit des Ankers gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Somit wird eine Verzögerung eines Lösevorgangs des Ankers vermieden.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung umfasst die Steuer/- Regeleinrichtung einen Zähler zum Zählen der Anzahl von Malen, die der Anker über eine Folge von Zyklen hinweg in der Endstellung gehalten wird, ohne sich wegzubewegen. Wenn die durch den Zähler angezeigte Anzahl von Malen größer ist als ein vorbestimmter Wert, senkt das Zufuhrmittel den Haltestrom, welcher dem der Endstellung entsprechenden Elektroma­ gneten zugeführt wird. Somit kann eine Optimierung des Haltestroms für jeweilige elektromagnetische Aktuatoren realisiert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein allgemeines Blockdiagramm einer Steuer-/Regelvorrich­ tung für einen elektromagnetischen Aktuator gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine mechanische Struktur eines elektromagnetischen Aktuators gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 3 zeigt das Verhalten von verschiedenen Parametern gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wenn sich der Anker aus der Setzposition wegbewegt.

Fig. 4 ist ein Funktionsblockdiagramm einer Steuer-/Regelvorrichtung eines elektromagnetischen Aktuators gemäß einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung.

Fig. 5 zeigt das Verhalten von verschiedenen Parametern bei einem Rückzugsbetrieb, wenn sich der Anker aus der Setzposition wegbewegt.

Fig. 6 zeigt das Verhalten von verschiedenen Parametern in einem normalen Betrieb des Ankers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 7 zeigt das Verhalten verschiedener Parameter, wenn sich der Anker zur geplanten Lösezeit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aus der Setzposition wegbewegt.

Fig. 8 zeigt das Verhalten verschiedener Parameter, wenn der Anker sich um die geplante Lösezeit herum wegbewegt und ein Rückzugsvorgang gemäß der Ausführungsform der Erfindung ausgeführt wurde.

Fig. 9 zeigt eine Beziehung zwischen Tr-Tf und Ty.

Fig. 10 zeigt das Verhalten verschiedener Parameter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 11 ist ein Flussdiagramm, welches einen allgemeinen Fluss einer Steuerung/Regelung eines elektromagnetischen Aktuators gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Fig. 12 ist ein Flussdiagramm, welches einen Übererregungsbetrieb gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Fig. 13 ist ein Flussdiagramm, welches einen Haltebetrieb gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Fig. 14 ist ein Flussdiagramm, welches eine Nach-Rückzug-Strom­ steuerung/-regelung gemäß einer Ausführungsform der Erfin­ dung zeigt.

Fig. 15(a) und (b) zeigen ein Verhalten verschiedener Parameter gemäß einer herkömmlichen Ausführungsform eines elektromagnetischen Aktuators.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden besondere Ausführungs­ formen der Erfindung beschrieben werden. Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, welches eine allgemeine Struktur einer Steuer-/Regelvorrichtung für einen elektromagnetischen Aktuator zeigt. Eine Steuer-/Regelvorrichtung 1 um­ fasst einen Mikrocomputer, welcher eine zentrale Verarbeitungseinheit 2 (CPU 2), einen Nurlesespeicher (ROM) 3 zur Speicherung von computer­ ausführbaren Programmen und Daten, einen Zugriffsspeicher (RAM) 4, welcher einen Arbeitsraum für die CPU 2 bereitstellt und Ergebnisse von Operationen durch die CPU 2 speichert, aufweist. Die Steuer-/Regelvor­ richtung 1 umfasst weiterhin eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle (E/A-Schnittstelle) 5.

Die E/A-Schnittstelle 5 empfängt Signale von verschiedenen Sensoren 25, welche Signale umfassen, die die Motordrehzahl (Ne), die Motorwasser­ temperatur (Tw), die Einlasslufttemperatur (Ta), die Batteriespannung (VB) und einen Zündschalter (IGSW) betreffen. Die E/A-Schnittstelle 5 empfängt weiterhin ein Signal, welches ein gewünschtes Drehmoment anzeigt sowie eine Ausgabe von einem Detektor 26 zur Erfassung einer geforderten Last. Beispielsweise kann der Detektor 26 einen Beschleunigerpedalsensor (Gas­ pedalsensor) umfassen, welcher die Größe einer Bewegung eines Beschleu­ nigerpedals (Gaspedals) erfasst.

Eine Treiberschaltung 8 liefert elektrische Leistung von einer Konstant­ spannungsquelle 6 auf Grundlage eines Steuer-/Regelsignals von der Steu­ er/Regelvorrichtung 1 zu einen ersten Elektromagneten 11 und zu einen zweiten Elektromagneten 13 eines elektromagnetischen Aktuators 100. In einer Ausführungsform der Erfindung wird elektrische Leistung, um den Anker anzuziehen, als eine konstante Spannung zugeführt. Weiterhin wird elektrische Leistung, um den Anker in einer Setzposition zu halten, als ein konstanter Strom zugeführt. Eine Konstantstromsteuerung/-regelung kann beispielsweise durch eine Pulsdauer-Modulation der von der Konstantspan­ nungsquelle 6 zugeführten Spannung ausgeführt sein.

Mit der Treiberschaltung 8 ist ein Spannungsdetektor 9 verbunden. Der Spannungsdetektor 9 erfasst die Größe der dem ersten und dem zweiten Elektromagneten 11 und 13 zugeführten Spannung und meldet die Daten der Steuer-/Regelvorrichtung 1 zurück. Mit der Treiberschaltung 8 ist ein Stromdetektor 10 verbunden. Er erfasst die Größe des dem ersten und dem zweiten Elektromagneten 11 und 13 zugeführten Stroms. Der Stromdetek­ tor 10 meldet die Daten an die Steuer-/Regelvorrichtung 1 zurück.

Die Steuer-/Regelvorrichtung 1 bestimmt Parameter wie etwa eine Zeit­ steuerung einer Leistungsversorgung, eine Größe einer zuzuführenden Spannung und eine Dauer einer Spannungsversorgung auf Grundlage von Eingaben von verschiedenen Sensoren 25 und eines Geforderte-Last-Detek­ tors 26 ebenso wie Rückmeldungssignale von der Spannungserfassungs­ vorrichtung 9 und der Stromerfassungsvorrichtung 10 sowie nach Maß­ gabe des in dem ROM 3 gespeicherten Steuer-/Regelprogramms. Die Steu­ er/Regelvorrichtung 1 gibt ein Steuer-/Regelsignal zur Steuerung/Regelung des elektromagnetischen Aktuators 100 über die E/A-Schnittstelle 5 an die Treiberschaltung 8 aus. Somit stellt die Treiberschaltung 8 dem ersten und dem zweiten Elektromagneten 11 und 13 zur Verbesserung der Kilometer­ leistung, zur Verringerung von Emission sowie zur Verbesserung der Lei­ stungscharakteristik des Motors mit innerer Verbrennung einen optimierten Strom bereit.

Fig. 2 ist eine Schnittzeichnung, welche die Struktur des elektromagneti­ schen Aktuators 100 zeigt. Ein Ventil 20 ist an einer Einlassöffnung bzw. einer Auslassöffnung (als Einlass/Auslass-Öffnung bezeichnet) vorgesehen, um die Einlass/Auslass-Öffnung 30 zu öffnen und zu schließen. Das Ventil 20 setzt sich auf einen Ventilsitz 31 und schließt die Einlass/Auslass-Öff­ nung 30 dann, wenn es durch den elektromagnetischen Aktuator 100 nach oben angetrieben wird. Das Ventil 20 bewegt sich von dem Ventilsitz 31 weg und bewegt sich von dem Ventilsitz aus um einen vorbestimmten Abstand nach unten, um die Einlass/Auslass-Öffnung 30 dann zu öffnen, wenn es durch den elektromagnetischen Aktuator 100 nach unten angetrie­ ben wird.

Das Ventil 20 erstreckt sich zu einem Ventilschaft 21. Der Ventilschaft 21 ist in einer Ventilführung 23 derart aufgenommen, dass er sich in der Richtung der Achse bewegen kann. Ein scheibenförmiger Anker 22, wel­ cher aus einem weichmagnetischen Material hergestellt ist, ist an das obere Ende des Ventilschafts 21 montiert. Der Anker 22 ist mit einer ersten Feder 16 und mit einer zweiten Feder 17 von oben und unten vorgespannt. Ein Gehäuse 18 eines elektromagnetischen Aktuators 100 ist aus nichtmagne­ tischem Material hergestellt. In dem Gehäuse 18 ist ein erster Elektroma­ gnet 11 vom Solenoidtyp oberhalb des Ankers 22 angeordnet vorgesehen und ein zweiter Elektromagnet 13 vom Solenoidtyp ist unterhalb des An­ kers 22 angeordnet vorgesehen. Der erste Elektromagnet 11 ist durch ein erstes Elektromagnet-Joch 12 umgeben und der zweite Elektromagnet 13 ist durch ein zweites Elektromagnet-Joch 14 umgeben. Die erste Feder 16 und die zweite Feder 17 sind im Gleichgewicht, um den Anker 22 dann in der Mitte zwischen dem ersten Elektromagneten 11 und dem zweiten Elektromagneten 13 zu halten, wenn dem ersten Elektromagneten 11 oder dem zweiten Elektromagneten 13 kein Erregungsstrom zugeführt wird.

Wenn dem ersten Elektromagneten 11 durch die Treiberschaltung 8 ein Erregerstrom zugeführt wird, werden das erste Elektromagnet-Joch 12 und der Anker 22 derart magnetisiert, dass sie einander anziehen, wodurch der Anker 22 hochgezogen wird. Als Folge wird das Ventil 20 durch den Ventilschaft 21 nach oben angetrieben und setzt sich auf den Ventilsitz 31, um einen Schließ-Zustand zu bilden.

Ein Unterbrechen des Stroms zum ersten Elektromagneten 11 und ein Starten einer Stromzufuhr zum zweiten Elektromagneten 13 werden das zweite Elektromagnet-Joch 14 und den Anker derart magnetisieren lassen, dass sie eine Kraft erzeugen, welche kombiniert mit der potentiellen Energie der Federn den Anker 22 nach unten anzieht. Der Anker 22 kontaktiert das zweite Elektromagnet-Joch 14 und stoppt dort. Als Folge wird das Ventil 20 durch den Ventilschaft 21 nach unten angetrieben, um einen Öffnungs-Zustand zu bilden.

Fig. 3 zeigt einen Fall, bei welchem eine größere Anziehungskraft benötigt wird, um den Anker aufgrund einer dauerhaften Veränderung und einer Be­ triebsschwankung zu halten. Ein Soll-Haltestrom, welcher voreingestellt wurde, ist nun nicht groß genug, um den Anker zu halten. Der Anker bewegt sich aus einer Setzposition weg. Der Anker setzt sich zu einer Zeit von etwa 3,6 ms. Die Anziehungskraft zu dieser Zeit ist um einen vor­ bestimmten Wert größer als die Wegbewegungsgrenze von 485 N. Auf­ grund von bestimmten Ursachen versagt jedoch der Elektromagnet darin, eine Anziehungskraft aufrecht zu erhalten, welche größer ist als die Wegb­ ewegungsgrenze und die Anziehungskraft nimmt graduell ab. Die Anzie­ hungskraft wird etwa zur Zeit 5 ms niedriger als die Wegbewegungsgrenze. Der Anker beginnt, sich etwa zur Zeit 5,4 ms aus der gesetzten Position wegzubewegen.

Wenn sich der Anker aus der Setzposition wegbewegt, nimmt der Luftspalt zwischen dem Anker und dem Elektromagnet-Joch zu, was bewirkt, dass eine magnetische Reluktanz anzusteigen beginnt. Um eine Schwankung des gesamten Magnetflusses durch den Magnetweg zu reduzieren, steigt ein durch die Wicklungen des Elektromagneten fließender Strom an, wie durch das Bezugszeichen 31 in Fig. 3 gezeigt ist. Wenn ein Halten des Ankers durch eine Konstantstromsteuerung/regelung durchgeführt wird, nimmt die Treiberschaltung einen Schwungradbetrieb an und es wird von der Energie­ quelle keine Energie zugeführt. Daher wird magnetische Energie des elek­ tromagnetischen Aktuators durch einen schnellen Anstieg des Stroms verbraucht. Als Folge wird magnetische Energie durch Kupferverluste der Wicklungen und Wirbelstromverluste verbraucht, was eine Reduktion des Magnetflusses beschleunigt. Als Folge wird eine Wegbewegung des Ankers gefördert.

Wie in der Zeichnung zu sehen ist, ist eine kleine Zeitspanne nachdem die Anziehungskraft niedriger als die Wegbewegungsgrenze geworden ist, eine Schwankung der Ankerverlagerung gering. Ein Wegbewegungsabstand erreicht 0,2 mm in 1,7 ms. Im Gegensatz dazu ist die Änderung des Stroms durch die Wicklungen steil, nachdem der Anker sich wegzubewe­ gen beginnt. Der Strom nimmt in etwa 0,3 ms nachdem die Anziehungs­ kraft unter die Wegbewegungsgrenze gefallen ist, um etwa 10% (0,06 A) zu. Daher kann auf Grundlage einer Änderung des Stroms durch die Wick­ lungen ein Wegbewegen des Ankers im Vorhinein erwartet oder erfasst werden. Ansprechend auf die frühe Erfassung oder Abschätzung eines Wegbewegens des Ankers, könnte ein Rückzugsbetrieb in einer frühen Phase eingeleitet werden, was einen Abschluss des Rückzugsbetriebs mit geringer Energie ermöglicht.

Fig. 4 ist ein ausführliches Funktionsblockdiagramm der Steuer-/Regelvorrichtung 1 des elektromagnetischen Aktuators. Eine Elektromagnet-Steuer-/Regeleinheit 50 steuert/regelt die Treiberschaltung 8, so dass an Windun­ gen des Elektromagneten während eines Übererregungsbetriebs zur Anzie­ hung des Ankers eine konstante Spannung angelegt ist. Die Steuer-/Regel­ einheit 50 steuert/regelt die Treiberschaltung 8 so, dass den Wicklungen des Elektromagneten während eines Haltebetriebs zum Halten des Ankers ein konstanter Strom zugeführt wird.

Eine Ne-, Pb-Erfassungseinheit 51 erfasst die Motordrehzahl Ne auf Grund­ lage der Ausgabe von einem Motordrehzahlsensor und erfasst einen Ein­ lassrohrdruck Pb auf Grundlage der Ausgabe von einem Einlassrohrdruck­ sensor. Pb ist ein Parameter, welcher einen Lastzustand des Motors aus­ drückt und Ne ist ein Parameter, welcher eine Rate des Ventils eines Mo­ tors bzw. eine Rate des Ankers anzeigt. Ein Ankerverlagerungssensor 53 erfasst eine Verlagerung (Anheben) von einer Jochoberfläche (einer Sitz­ fläche) des Ankers.

Eine Spannungsanlegungsdauer-Bestimmungseinheit 52 bestimmt auf Grundlage von Ne und Pb eine Übererregungsstartzeit Te und eine Über­ erregungsabschlusszeit Th. Genauer greift die Bestimmungseinheit 52 auf die Beziehungen zwischen Ne, Pb und Te zu, welche im Vorhinein vor­ bereitet und im ROM 3 gespeichert sind. Sie greift ebenso auf ein Über­ erregungs-Zeitsteuerungs-Kennfeld zu, welches die Beziehungen zwischen Ne, Pb und Th anzeigt. Die Bestimmungseinheit 52 bestimmt die Startzeit Ne und die Endzeit Th auf Grundlage vorhandener Ne und Pb. Die Startzeit Te und die Endzeit Th werden als die Zeit von dem Punkt angezeigt, in dem der Anker von der Sitzfläche gelöst wird und sich 1 mm bewegt hat. Das Übererregungs-Zeitsteuerungs-Kennfeld ist derart gebildet, dass eine Span­ nungsanlegungsdauer länger wird, wenn die Last größer wird.

Bei einer weiteren Ausführungsform zeigt das Übererregungs-Zeitsteue­ rungs-Kennfeld Beziehungen zwischen Ne, Pb und einer Anlegungsspan­ nung. In diesem Fall ist das Kennfeld derart vorbereitet, dass die Anle­ gungsspannung größer wird, wenn die Last zunimmt. Bei noch einer weite­ ren Ausführungsform umfasst das Übererregungs-Zeitsteuerungs-Kennfeld zusätzlich zu Ne und Pb sowohl angelegte bzw. anzulegende Spannung als auch Anlegungsdauer. Zusätzlich kann das Übererregungs-Zeitsteuerungs- Kennfeld an Stelle von oder zusätzlich zu dem Einlassrohrdruck Pb und der Motordrehzahl Ne auf Grundlage von anderen Parametern erstellt sein, wie etwa Drosselklappenöffnung und die Temperatur der Wicklungen.

Die Elektromagnet-Steuer-/Regeleinheit 50, welche auf das Signal anspricht, das eine Erfassung einer Verlagerung des Ankers von 1 mm durch den Verlagerungssensor 53 anzeigt, beginnt den Übererregungsbetrieb. Ge­ nauer wird bei einer Spannungsanlegungsstartzeit Te, welche durch die Anlegungsdauer-Bestimmungseinheit 52 gegeben ist, ein Anlegen einer Spannung an Wicklungen gestartet. Dieses Anlegen einer Spannung dauert bis zu einer Anlegungsabschlusszeit Th fort.

Wenn eine Spannungsanlegungsabschlusszeit Th verstrichen ist, greift eine Haltestrom-Einstelleinheit 55 auf das im ROM 3 gespeicherte Haltestrom- Kennfeld zu, um einen Soll-Haltestrom I_obj zu bestimmen, welcher zur Elektromagnet-Steuer-/Regeleinheit 50 weitergeleitet wird. Die Elektroma­ gnet-Steuer-/Regeleinheit 50 steuert/regelt eine Stromzufuhr zu den Wick­ lungen derart, dass der Strom gleich dem Soll-Haltestrom wird. Das Halte­ stromkennfeld ist ein Kennfeld, welches eine Zuordnung von Ne, Pb und dem Soll-Haltestrom angibt. Je größer die Last wird, desto größer ist nach Maßgabe des Kennfelds der Soll-Haltestromwert.

Eine Ankerzustand-Beurteilungseinheit 54 überwacht den durch die Wick­ lungen fließenden Strom, nachdem die Übererregungsabschlusszeit Th verstrichen ist. Falls der Strom den Soll-Haltestrom erreicht, wird ein Zähler für ein erfolgreiches Setzen erhöht, da es anzeigt, dass sich der Anker erfolgreich gesetzt hat. Der Zähler für ein erfolgreiches Setzen ist ein Zähler, welcher anzeigt, wie oft der Anker aufeinanderfolgend beim Setzen erfolg­ reich war. Ein Zähler für ein erfolgreiches Setzen ist sowohl an einer Seite eines geschlossenen Ventils als auch an einer Seite eines offenen Ventils eines einzelnen Ventils vorgesehen.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten elektromagnetischen Aktuator 100 ist bei­ spielsweise ein Zähler für ein erfolgreiches Setzen an dem ersten Elektro­ magneten 11 vorgesehen und ein weiterer Zähler ist an dem zweiten Elek­ tromagneten 13 vorgesehen. Der an dem ersten Elektromagneten 11 vor­ gesehene Zähler für ein erfolgreiches Setzen wird dann erhöht, wenn sich der Anker bei einem Ventilschließvorgang von Ventil 20 erfolgreich auf das Joch 12 des ersten Elektromagneten setzt. Der an dem zweiten Elektroma­ gneten 13 vorgesehene Zähler für ein erfolgreiches Setzen wird dann erhöht, wenn sich der Anker bei einem Ventilöffnungsvorgang von Ventil 20 erfolgreich auf das Joch 14 des zweiten Elektromagneten setzt.

Wenn der Strom durch die Wicklungen bei einem Haltevorgang, nachdem sich der Anker gesetzt hat, um mehr als einen vorbestimmten Wert über dem Soll-Haltestrom ansteigt, bestimmt die Ankerzustand-Beurteilungsein­ heit 54, dass sich der Anker wegbewegt. In diesem Fall setzt die Ankerzu­ stand-Beurteilungseinheit 54 den Zähler für ein erfolgreiches Setzen zurück.

Eine Rückzugsspannung-Anlegedauer-Bestimmungseinheit 58, welche auf eine Bestimmung eines Wegbewegens des Ankers durch die Ankerzustand- Beurteilungseinheit 54 anspricht, bestimmt eine Dauer Ty für ein Anlegen einer Rückzugsspannung an die Wicklungen, um den Anker zur Setzpo­ sition zurückzuziehen. In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Dauer Ty von einer vorbestimmten Länge (z. B. 0,1 ms). In einem anderen Beispiel wird die Dauer Ty unter Bezugnahme auf ein Rückzugs-Übererregungs- Kennfeld bestimmt. Dieses Kennfeld zeigt eine Zuordnung der Dauer Ty und der Differenz zwischen der Zeit, zu der ein sich Wegbewegen des Ankers bestimmt wird und der vorbestimmten Zeit, die für ein Lösen des Ankers geplant ist, an. Die Elektromagnet-Steuer-/Regeleinheit 50 steuert/regelt die Treiberschaltung 8 derart, dass sie eine Rückzugsspannung von einer vorbestimmten Größe an die Wicklungen während einer Dauer Ty anlegt, welche durch die Anlegedauer-Bestimmungseinheit 58 gegeben ist.

Eine Haltestrom-Einstelleinheit 55, welche auf eine Bestimmung eines Wegbewegens des Ankers durch die Ankerzustand-Beurteilungseinheit 54 anspricht, stellt den Soll-Haltestrom auf einen um einen vorbestimmten Wert höheren Wert ein. In Antwort darauf steuert/regelt die Elektromagnet- Steuer-/Regeleinheit 50 die Treiberschaltung 8 derart, dass der Strom durch die Wicklungen gleich dem neu eingestellten Soll-Haltestrom nach der Rückzugsspannung-Anlegedauer ist.

Wenn die Zählung des Zählers für ein erfolgreiches Setzen gleich einer vorbestimmten Zählung ist oder diese übersteigt, das heißt, wenn sich der Anker eine vorbestimmte aufeinanderfolgende Anzahl von Malen erfolgreich setzt, ohne die Setzposition zu verlassen, setzt die Haltestrom-Einstell­ einheit 55 den Soll-Haltestrom auf einen um eine vorbestimmte Größe niedrigeren Wert und leitet ihn zu der Elektromagnet-Steuer-/Regeleinheit 50 weiter. In Antwort darauf steuert/regelt die Elektromagnet-Steuer-/Regel­ einheit 50 die Treiberschaltung 8 derart, dass der Strom durch die Wick­ lungen sich dem neuen Soll-Haltestrom annähert.

Wenn, nachdem der Haltestrom kleiner gemacht wurde, ein Wegbewegen nicht auftritt, wird der Soll-Haltestromwert stückchenweise abgesenkt, bis ein Wegbewegen des Ankers auftritt. Auf diese Art und Weise wird der Haltestrom auf einen niedrigst möglichen Wert gemäß einer Änderung und gemäß dauerhaften Veränderungen des Ankers optimiert und der Energie­ verbrauch wird reduziert.

Mit Bezug auf Fig. 5(a) wird ein Rückzugsbetrieb des Ankers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben werden. Zur Zeit 0 ms wird der Anker vom Joch des Elektromagneten gelöst und beginnt sich zu verlagern. Wenn die Ankerverlagerung etwa 2 mm erreicht, das heißt zur Zeit Te, wird ein Übererregungsbetrieb durch Anlegen einer Spannung von 42 V an die Wicklungen gestartet. Das Anlegen der Spannung dauert bis zur Zeit Th fort, bei welcher der Übererregungsbetrieb endet und der Anker sich setzt. Wenn aus irgendwelchen Gründen die Anziehungskraft unter die Wegbewegungsgrenze von 485 N fällt, beginnt der Anker, sich etwa zur Zeit 5,4 ms wegzubewegen. Wenn sich der Anker wegbewegt, steigt der durch die Wicklungen des Elektromagneten fließende Strom an, wie durch Bezugszeichen 71 gezeigt ist. In Antwort auf eine Erfassung dieses Strom­ anstiegs beginnt der Rückzugsbetrieb.

Fig. 5(b) ist eine vergrößerte Zeichnung, welche jenen Abschnitt von Figur (a) zeigt, bei welchem der Anker sich wegzubewegen beginnt und zurückgezogen wird. Der Anker beginnt etwa zur Zeit 5,4 ms sich wegzu­ bewegen, und beginnt sich zu verlagern. In Antwort darauf beginnt der durch die Elektromagnetwicklungen fließende Strom anzusteigen. Wenn der Strom um ein bestimmtes Verhältnis über den Soll-Haltestrom hinaus ansteigt, wird beurteilt, dass sich der Anker wegbewegt. In der Zeichnung wird diese Beurteilung zur Zeit 5,728 ms getroffen. Das vorbestimmte Verhältnis kann beispielsweise bei 10% des Soll-Haltestroms eingestellt sein.

In Antwort auf die Beurteilung eines Wegbewegens, wird ein Übererre­ gungsbetrieb zum Zurückziehen des Ankers gestartet. Für eine vorbe­ stimmte Dauer (in dieser Ausführungsform 0,1 ms) wird eine Übererre­ gungsspannung von 42 V angelegt. Wenn die Übererregungsleistung zugeführt wird, wird die Anziehungsleistung größer (530,0 N in der Zeich­ nung) als die Wegbewegungsgrenze. Wie aus Fig. 5(b) zu sehen ist, steigt auch der Strom an.

Der Übererregungsbetrieb endet zur Zeit 5,828 ms. Dann wird der Soll- Haltestromwert auf einen Wert eingestellt, welcher um 10% größer als zuvor ist, um zu verhindern, dass sich der Anker wegbewegt. Das Erhö­ hungsverhältnis kann jeder beliebige geeignete Wert sein. Um den Strom schnell auf den neuen Soll-Haltestrom konvergieren zu lassen, werden -12 V angelegt (die Dauer eines Anlegens dieser Spannung wird als Strom- Schnellregulierungsdauer bezeichnet). Wenn der Strom den neuen Soll- Haltestromwert zur Zeit 5,995 ms erreicht, wird für eine sehr kurze Zeit­ dauer (5,995-6,03 ms) eine Schaltungssteuerung/Regelung von ±12 V ausgeführt. Dies geschieht, um den durch die Wicklungen fließenden Strom schnell auf den Soll-Haltestromwert konvergieren zu lassen. Dann schaltet die Schaltungssteuerung/Regelung zu einem Schalten zwischen + 12 V und 0 V um, um den Strom bei dem Soll-Haltestromwert zu halten. Dieses Umschalten auf ein Schalten zwischen +12 V und 0 V wird ausgeführt, um den Energieverbrauch zu verringern. Als eine Alternative kann ein Schalten zwischen +12 V und -12 V fortgesetzt werden.

Wie aus Fig. 5(b) offensichtlich ist, ist ein Wegbewegen des Ankers auf einen sehr kurzen Abstand (etwa 3,9 µm) begrenzt. Weiterhin endet das Wegbewegen nach einer sehr kurzen Dauer (etwa 0,55 ms). Eine Setzge­ schwindigkeit des Ankers im Rückzugsvorgang ist mit etwa 0,06 m/s gering und es wird kein nennenswertes Geräusch erzeugt. Da die Über­ erregungsdauer für ein Zurückziehen 0,1 ms beträgt, beträgt eine Zunahme der genutzten Energie höchstens 0,004 J.

Im Gegensatz zu dem herkömmlichen Schema, welches zuvor mit Bezug auf Fig. 15 beschrieben wurde, wird somit erfindungsgemäß ein Wegbe­ wegen des Ankers in einer frühen Phase erfasst und der Rückzugsvorgang wird in einer frühen Phase gestartet. Daher ist ein sich Wegbewegen des Ankers auf einen kurzen Abstand begrenzt und die Energie, welche benö­ tigt wird, um ihn zurückzuziehen ist sehr gering.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Dauer des Rückzugsvorgangs, wie nachfolgend beschrieben wird, nach Maßgabe der Zeit reguliert, zu der der Anker sich wegzubewegen beginnt.

Fig. 6 zeigt einen normalen Setz- und Lösevorgang des Ankers, bei wel­ chem der Anker sich nicht wegbewegt. Zur Zeit 0 ms wird der Anker gelöst und beginnt sich zu verlagern. Eine Spannung von 42 V wird von der Zeit Te bis Th an die Wicklungen angelegt und der Anker setzt sich normal. Die Anziehungskraft ist bis zur Zeit Tr, welche eine geplante Zeit ist, zu der der Anker gelöst wird, größer als die Wegbewegungsgrenze von 485 N. Die Zeit Tr ist auf Grundlage einer Ventilzeitsteuerung und einer Motordrehzahl Ne vorbestimmt. Zur Zeit Tr wird der Anker gelöst. In Fig. 6 verlagert sich der Anker zur Zeit T1, welche 7,2033 ms beträgt, um 1 mm bzw. hebt um 1 mm an.

Fig. 7 zeigt den Fall, in welchem sich der Anker wegbewegt, bevor er gelöst wird. Aus irgendwelchen Gründen fällt die Anziehungskraft auf einen niedrigeren Wert (447,24 N), welcher unterhalb der Wegbewegungsgrenze liegt. Der Anker beginnt zur Zeit 5,4 ms, sich wegzubewegen bzw. anzuhe­ ben. Zur geplanten Lösezeit Tr hat der Anker bereits begonnen, derart abzufallen bzw. anzuheben, dass er eine Verlagerung bewirkt. Somit be­ trägt T1 einer 1 mm-Verlagerung 7,0355 ms im Gegensatz zu 7,2033 ms in Fall von Fig. 6.

Mit Bezug auf Fig. 8 ist auf den Zustand eines Wegbewegens hin, wie er in Fig. 7 gezeigt ist, ein Rückzugsvorgang aktiviert. Ansprechend auf eine Beurteilung eines Wegbewegens des Ankers zur Zeit Tf (5,7283 ms), wird zum Zurückziehen ein Übererregungsbetrieb aktiviert und an die Wicklung­ en wird eine Spannung angelegt. Mit diesem Anlegen einer Spannung steigt die Anziehungskraft über die Wegbewegungsgrenze, wie durch Bezugszeichen 81 gezeigt ist. Die Anziehungskraft bleibt bei der geplanten Lösezeit Tr (6,0 ms) hoch. Somit bleibt die Zeit T1 einer 1 mm-Verlagerung auf 7,2788 ms im Gegensatz zu 7,2033 ms im Fall von Fig. 6 zurück.

Der unmittelbar vor der geplanten Lösezeit aktivierte Ankerrückzugsvor­ gang bewirkt aufgrund einer verhältnismäßig großen Anziehungskraft eine Verzögerung in dem Ankerlösevorgang. Dies verursacht eine Verzögerung in der Ventilzeitsteuerung, was möglicherweise nennenswerte nachteilige Wirkungen auf den Motor hervorruft. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein zeitliches Zurückbleiben der Ventilzeitsteuerung im Rückzugsvorgang durch die folgenden Schritte vermieden.

• 1. Berechnen der Differenz zwischen der geplanten Ankerlösezeit Tr und der Zeit Tf eines beurteilten Wegbewegens des Ankers;
• 2. Wenn die Differenz Tr-Tf gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird ein vollständiger Rückzugsvorgang durchgeführt, wie in Fig. 5(a) und (b) angezeigt ist;
• 3. Wenn die Differenz Tr-Tf kleiner als der vorbestimmte Wert ist, wird eine Spannung zum Zurückziehen für eine verkürzte Dauer Ty angelegt. Da die Spannungsanlegedauer verkürzt ist, ist auch die Strom-Schnellregulierungsdauer danach entsprechend verkürzt, da eine Zunahme des Stroms aufgrund des Anlegens einer Spannung niedriger ist.

Der vorbestimmte Wert kann auf Grundlage der Schätzung der zum Zurück­ ziehen erforderlichen Spannungsanlegedauer und der Strom-Schnellregulie­ rungsdauer bestimmt werden. Mit Bezug auf Fig. 5 ist die Spannungs­ anlegedauer zum Zurückziehen beispielsweise auf 0,1 ms eingestellt. Die Dauer für eine Strom-Schnellregulierung wird als 0,167 ms geschätzt (eine derartige Schätzung kann beispielsweise aufgrund aktueller Daten vor­ genommen werden). Der vorbestimmte Wert kann auf 0,28 ms eingestellt sein, dies ist die Summe der Spannungsanlegedauer von 1 mm und der Stromschnellregulierungsdauer von 0,167 ms, plus einer Toleranz.

Fig. 9 zeigt ein Beispiel eines Rückzugs-Übererregungs-Kennfelds, welches die Beziehung zwischen der Differenz Tr-Tf und der Rückzugsspannungs­ anlegedauer Ty angibt. Wenn Tr-Tf niedriger als der vorbestimmte Wert ist, nimmt die Dauer Ty ab, wenn die Differenz Tr-Tf abnimmt. Wenn Tr-Tf gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, ist die Dauer Ty konstant, was einen vollständigen Rückzugsvorgang ermöglicht.

Mit Bezug auf Fig. 10 wird ein Schema zur Vermeidung einer Verzögerung in der Ventilzeitsteuerung beschrieben. Zur Zeit Tf (5,7283 ms) wird beur­ teilt, dass sich der Anker wegbewegt. Die Zeit Tr ist die geplante Ankerlö­ sezeit. Dabei gilt Tr-Tf = 6,000-5,7283 = 0,2717 ms. Angenommen, der oben genannte vorbestimmte Wert sei auf beispielsweise 0,28 ms eingestellt. Dann ist der Wert Tr-Tf niedriger als der vorbestimmte Wert. Mit Bezug auf das Kennfeld, wie es in Fig. 9 gezeigt ist, wird die Dauer Ty entsprechend dem Wert Tr-Tf extrahiert. Als Folge wird ein Rückzugs­ betrieb über eine kürzere Dauer hinweg durchgeführt. Die Anziehungskraft zur Zeit Tr ist im Wesentlichen die gleiche wie die Anziehungskraft zur Zeit Tr in Fig. 6. Die Zeit T1 einer 1 mm-Verlagerung beträgt 7,2033 ms, was die gleiche Zeitsteuerung ist wie ein normales Lösen des Ankers in Fig. 6.

Somit kann ein zeitliches Zurückbleiben des Ankerlösevorgangs vermieden werden, indem die Dauer des Rückzugsbetriebs nach Maßgabe des Zeit­ ablaufs eingestellt wird, in welchem sich der Anker wegbewegt.

Fig. 11 ist ein Flussdiagramm, welches den Prozess einer Steuerung/Regelung des elektromagnetischen Aktuators nach Maßgabe einer Aus­ führungsform der Erfindung zeigt. Dieser Prozess wird mit einem konstan­ ten Intervall wiederholt ausgeführt. In Schritt 101 wird ein Anfangsein­ stellungsflag überprüft, um zu sehen, ob es "1" ist. Dieses Flag wird ge­ setzt, wenn die Anfangseinstellung erledigt ist. Wenn zum ersten Mal in diesen Prozess eingetreten wird, ist die Anfangseinstellung nicht erledigt worden. Somit fährt der Prozess fort zu Schritt 102, um die Anfangsein­ stellungen durchzuführen. Das heißt, der Zähler K eines erfolgreichen Setzens wird auf "0" gesetzt. Dann wird der Wert 1 in dem Anfangsein­ stellungs-Abschlussflag gesetzt, und ein Wert 1 wird an dem Übererre­ gungsbetrieb-Erlaubnisflag gesetzt, welcher anzeigt, dass der nächste Über­ erregungsbetrieb gestattet ist.

Das nächste Mal, wenn in diese Routine eingetreten wird, schreitet der Prozess zu Schritt 103 voran, da der Wert des Anfangseinstellungs-Ab­ schlussflag "1" ist. Die Übererregungsbetrieb-Routine wird ausgeführt, um den Anker in einen gesetzten Zustand zu bringen. Nach einem Abschluss der Übererregungsbetrieb-Routine, schreitet der Prozess voran zu Schritt 104, um eine Haltebetrieb-Routine auszuführen, welche den gesetzten Zustand des Ankers beibehält. In Schritt 105 beginnt zur geplanten Löse­ zeit des Ankers eine Ankerlösebetrieb-Routine.

Fig. 12 ist ein Flussdiagramm des Prozesses der in Schritt 103 von Fig. 11 ausgeführten Übererregungsbetrieb-Routine. In Schritt 151 wird be­ stimmt, ob der Wert 1 in dem Übererregungsbetrieb-Erlaubnisflag gesetzt ist, welcher anzeigt, dass die Anfangseinstellung abgeschlossen ist. Wenn er "1" ist, schreitet der Prozess voran zu Schritt 152, um zu bestimmen, ob eine 1 mm-Verlagerung erfasst wurde. Wenn sie nicht erfasst wurde, verlässt der Prozess diese Routine. Wenn sie erfasst wurde, wird in dem vorab gespeicherten Übererregungszeitsteuerung-Kennfeld nachgesehen, um eine Übererregungsstartzeit Te und eine Übererregungsabschlusszeit Th zu extrahieren, welche auf Grundlage der Zeit einer 1 mm-Verlagerung gesetzt werden (153). In Schritt 154 wird ein auf 0 gesetzter Übererre­ gungszeitgeber gestartet. Der Zeitgeber zählt hoch.

In Schritt 155 verlässt der Prozess dann die Routine, wenn der Übererre­ gungszeitgeber die Übererregungsstartzeit Te nicht erreicht hat. Wenn er Te erreicht hat, schreitet der Prozess voran zu Schritt 156. Wenn die Zeit zum ersten Mal ab einem Punkt einer Erfassung einer 1 mm-Verlagerung die Übererregungsstartzeit Te erreicht hat, schreitet der Prozess voran zu Schritt 157, um eine Übererregungsspannung anzulegen, da eine Entschei­ dung von Schritt 156 nein lautet. In Schritt 156 wird ein Anlegen einer Übererregungsspannung ausgeführt, bis der Übererregungszeitgeber die Übererregungsabschlusszeit Th erreicht.

Wenn der Übererregungszeitgeber in Schritt 156 die Übererregungsab­ schlusszeit Th erreicht, endet ein Anlegen einer Spannung. Die Schritte 161 bis 167 werden durchgeführt, um den Anker in einen Setz-Zustand zu bringen. In Schritt 161 wird auf ein vorab gespeichertes Haltestrom-Kenn­ feld zurückgegriffen, um einen Soll-Haltestrom I_obj auf Grundlage aktueller Ne und Pb zu extrahieren. In Schritt 162 wird für eine vorbestimmte Dauer 0 V angelegt. Dies geschieht, da der durch die Wicklungen fließende Strom in Bezug auf den Soll-Haltestrom groß ist, wenn eine Übererregung beendet ist.

In Schritt 163 wird beurteilt, ob der Strom durch die Wicklungen über die vorbestimmte Dauer hinweg deutlich abnimmt. Diese deutliche Abnahme des Stroms zeigt ein erfolgreiches Setzen an. Wenn sich der Anker zu einer Setzposition bewegt, wobei der Abstand zu der Setzposition abnimmt, wird die in dem Spalt zwischen dem Anker und dem Joch des Elektromagneten gespeicherte Energie in mechanische Arbeit umgewandelt und ein magneti­ scher Weg schließt sich. Dementsprechend nimmt der Strom deutlich ab. Wenn der Anker sich bereits gesetzt hat, wird magnetische Energie in Kupferverluste und Wirbelstromverluste umgewandelt und der Strom nimmt deutlich ab. Eine deutliche Abnahme des Stroms kann durch Prüfen der Änderung des Stroms pro Zeiteinheit bestimmt werden. Falls die Änderung eine Abnahme zeigt, welche größer als ein vorbestimmter Wert ist, kann bestimmt werden, dass der Strom deutlich abnimmt.

Falls der Strom nicht deutlich abnimmt, zeigt dies in Schritt 163 an, dass sich der Anker durch das in Schritt 157 durchgeführte Anlegen einer Span­ nung nicht in normaler Weise gesetzt hat. Ein Übererregungsbetrieb wird erneut (167) über eine vorbestimmte Dauer, etwa 1 ms, hinweg ausge­ führt.

Wenn in diese Routine nach der erneuten Übererregung eingetreten wird und in Schritt 163 bestimmt wird, dass der Strom deutlich abgenommen hat, wird der durch die Wicklungen fließende Strom geprüft, um zu bestim­ men, ob er den in Schritt 161 extrahierten Soll-Haltestrom erreicht hat (Schritt 164). Falls er den Soll-Haltestrom nicht erreicht hat, verlässt der Prozess diese Routine. Falls er den Soll-Haltestrom erreicht hat, was an­ zeigt, dass sich der Anker erfolgreich gesetzt hat, wird ein Zähler für ein erfolgreiches Setzen inkrementiert (165). Wenn der Übererregungsbetrieb in normaler Weise geendet hat, wird der Übererregungs-Erlaubnisflag auf null gesetzt und der Haltebetrieb-Erlaubnisflag wird auf "1" gesetzt, um den Haltebetrieb durchzuführen (166).

Fig. 13 ist ein Flussdiagramm, welches die in Schritt 104 von Fig. 11 ausgeführte Halteroutine zeigt. In Schritt 171 wird der Haltebetrieb-Erlaub­ nisflag geprüft, um zu bestimmen, ob er "1" ist, was anzeigt, dass die Übererregungsbetrieb-Routine abgeschlossen ist. Falls er nicht "1" ist, verlässt der Prozess diese Routine. Falls er "1" ist, schreitet der Prozess voran zu Schritt 172, um zu bestimmen, ob die Haltebetriebsdauer zu Ende ist. Diese Dauer ist eine Dauer, welche nach Maßgabe der geplanten Löse­ zeit des Ankers voreingestellt ist. Wenn zum ersten Mal in diese Routine eingetreten wird, schreitet der Prozess voran zu Schritt 173, da die Halte­ betriebsdauer nicht zu Ende ist. In Schritt 173 wird ein Nach-Rückzug- Stromsteuer/regelflag geprüft, um zu bestimmen, ob er "1" ist, was an­ zeigt, dass gerade eine Nach-Rückzug-Stromsteuerung/regelung ausgeführt wird (Schritt 182, welcher mit Bezug auf Fig. 14 erklärt wird). Wenn zum ersten Mal in diese Routine eingetreten wird, wurde die Nach-Rückzug- Stromsteuerung/regelung nicht durchgeführt und der gerade beschriebene Flag ist "0". Der Prozess schreitet voran zu Schritt 174.

In Schritt 174 wird eine Leistungsversorgung zu den Wicklungen derart gesteuert/geregelt, dass der Strom durch die Wicklungen bei dem Soll- Haltestrom I_obj gehalten wird, welcher in Schritt 161 von Fig. 12 extrahiert wird. Dies geschieht beispielsweise durch Ausführen einer Schaltungs­ steuerung/-regelung, bei welcher die Spannung zwischen 0 V und +12 V geschaltet wird. Somit wird der Anker bei der Setzposition gehalten.

Wenn sich der Anker aus der Setzposition wegbewegt, während gerade eine Steuerung/Regelung ausgeführt wird, um den Strom bei dem Soll- Haltestrom zu halten, nimmt der Strom durch die Wicklungen automatisch zu. Falls der Strom um mehr als 10% über den Soll-Haltestrom hinaus zunimmt, wird in Schritt 175 beurteilt, dass sich der Anker aus der Setzpo­ sition wegbewegt und der Zähler für ein erfolgreiches Setzen wird zurück­ gesetzt (176). Der Soll-Haltestrom wird auf einen Wert erneuert, welcher um 10% höher ist als zuvor (177).

Wie zuvor mit Bezug auf Fig. 10 beschrieben wurde, wird eine Span­ nungsanlegedauer Ty aus dem vorabgespeicherten Rückzug-Über­ erregungskennfeld extrahiert (178). Die Dauer Ty ist nach Maßgabe der Differenz zwischen der Zeit Tf und der Zeit Tr vorbestimmt. Die Dauer Ty wird in einem Rückzug-Übererregungszeitgeber eingestellt (ein Abwärts- Zeitgeber) und der Zeitgeber wird gestartet. In den Schritten 179 und 180 wird an die Wicklungen eine Spannung angelegt, bis die Dauer Ty endet.

Wenn in diese Routine erneut eingetreten wird, schreitet der Prozess voran zu Schritt 182, falls der Rückzug-Übererregungszeitgeber null erreicht hat. Eine Nach-Rückzug-Stromsteuerungs-/regelungsroutine (Fig. 14) wird durchgeführt, um den Anker sich setzen zu lassen.

In Schritt 175 schreitet der Prozess voran zu Schritt 186, wenn der Strom durch die Wicklungen einen Wert nicht erreicht hat, welcher um 10% größer als der Soll-Haltestrom ist. In 186 wird bestimmt, ob der Zähler für ein erfolgreiches Setzen einen Wert aufweist, welcher größer als ein vorbe­ stimmter Wert ist (etwa 10.000) und ob die Motordrehzahl niedriger als ein vorbestimmter Wert (etwa 1.000 U/min) ist. Falls die Bestimmung positiv ist, wird der aktuelle. Soll-Haltestromwert auf einen Wert gesetzt, welcher um 5% niedriger als zuvor ist (187). Dies geschieht, um den Haltestrom­ wert auf einem niedrigst möglichen Wert zu korrigieren, welcher für ein Beibehalten eines gesetzten Zustands notwendig ist. Somit wird der Soll- Haltestrom allmählich abgesenkt, wenn ein Wegbewegen des Ankers nicht stattfindet, bis es dazu führt, dass ein Wegbewegen des Ankers stattfin­ det. Auf diese Art und Weise wird der Soll-Haltestrom auf einen optimalen Wert für den elektromagnetischen Aktuator korrigiert.

Die Drehzahl Ne ist in den Bedingungen für ein Korrigieren des Soll-Halte­ stromwerts enthalten, da es nicht angemessen ist, den Haltestrom zu ändern, wenn sich der Anker mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt. Abhängig von den Anwendungen könnte die Drehzahl nicht in den Bedin­ gungen enthalten sein. Der vorbestimmte Wert des Zählers für ein erfolgrei­ ches Setzen und der vorbestimmte Wert für die Drehzahl könnten auf beliebige wünschenswerte Werte gesetzt sein.

Wenn Zeit verstreicht und die voreingestellte Haltebetriebsdauer endet, wird der Entscheidungsschritt 172 zu Ja. Der Prozess schreitet voran zu Schritt 185 und der Haltebetrieb-Erlaubnisflag wird auf null gesetzt. Der Prozess verlässt diese Routine.

Fig. 14 ist ein Flussdiagramm der Nach-Rückzug-Stromsteuer/regelroutine, welche in Schritt 182 von Fig. 13 ausgeführt werden soll. In Schritt 191 wird der Nach-Rückzug-Stromsteuer/regelflag auf "1" gesetzt, was anzeigt, dass die Nach-Rückzug-Stromsteuer/regelroutine gerade ausgeführt wird. Wenn dieser Flag auf "1" gesetzt ist, werden Aktivitäten, wie etwa eine Stromsteuerung/-regelung und eine Rückzugsübererregung, nicht durch­ geführt, wie sie mit Bezug auf Schritt 173 von Fig. 13 beschrieben wur­ den.

In Schritt 192 wird für eine vorbestimmte Dauer 0 V angelegt. Dies ge­ schieht, da der Strom durch die Wicklungen hindurch größer ist als der Soll-Haltestrom, wenn ein Übererregungsbetrieb für ein Zurückziehen endet. Der Prozess schreitet voran zu Schritt 193, um zu beurteilen, ob der Strom für die vorbestimmte Dauer deutlich abnimmt. Eine deutliche Ab­ nahme des Stroms zeigt, wie oben beschrieben, einen erfolgreichen Setz- Zustand an.

Wenn der Strom nicht deutlich abnimmt, wurde der Anker noch nicht zur Setzposition zurückgezogen. Der gleiche Übererregungsbetrieb, wie der in Schritt 180 ausgeführte wird erneut ausgeführt (196). Das heißt, für die Dauer Ty wird eine Spannung an die Wicklungen des Elektromagneten angelegt.

Nach einem erneuten Übererregungsbetrieb für die Dauer Ty wird dann, wenn der Prozess erneut in diese Routine eintritt und eine deutliche Ab­ nahme des Stroms erfasst wird, der Strom geprüft, um zu sehen, ob er den Soll-Haltestrom I_obj erreicht hat (Schritt 194). Falls der Strom den Soll-Halte­ strom nicht erreicht hat, verlässt der Prozess diese Routine. Falls er den Soll-Haltestrom erreicht hat, wird der Nach-Rückzug-Stromsteuer/regelflag auf null gesetzt, was anzeigt, dass ein Zurückziehen des Ankers zu einer Setzposition erfolgreich war.

Eine Ausführungsform der Erfindung wurde beschrieben. Der Wert der angelegten Spannung (42 V) und der Spannungswert bei einer Schaltungs­ steuerung/regelung (±12 V) sind lediglich Beispiele und sind nicht dazu ge­ dacht, die Erfindung einzuschränken. Es können ebenso andere Spannun­ gen verwendet werden. Beispielsweise kann ein Haltebetrieb mit einer 42 V-Stromquelle ausgeführt werden.

Während die Erfindung mit Bezug auf besondere Ausführungsformen be­ schrieben wurde, sind derartige Ausführungsformen nicht dazu gedacht, den Rahmen der Erfindung zu beschränken.

Es ist eine Steuer-/Regelvorrichtung für einen elektromagnetischen Aktuator vorgesehen, welche eine Erfassung einer genauen Bewegung des Ankers, der sich aus der Sitzposition wegbewegt, ermöglicht und in Antwort auf eine derartige Erfassung einen Rückzugsbetrieb ausführt. Der elektroma­ gnetische Aktuator weist ein Paar von Federn auf, welche in entgegen­ gesetzte Richtungen wirken, sowie einen mit einem mechanischen Element, wie etwa einem Auslass-/Einlassventil eines Automobilmotors, gekoppelten Anker. Der Anker wird dann, wenn der Aktuator nicht aktiviert ist, in einer durch die Federn gegebenen neutralen Position gehalten. Der Aktuator umfasst ein Paar von Elektromagneten, um den Anker zwischen zwei Endstellungen anzutreiben. Die Steuer-/Regelvorrichtung umfasst ein Strom­ zufuhrmittel, um dem Elektromagneten, welcher einer der Endstellungen entspricht, dann einen Haltestrom zuzuführen, wenn der Anker in der einen der Endstellungen gehalten ist. Die Steuer-/Regelvorrichtung umfasst ein Mittel zur Bestimmung, dass sich der Anker aus der gesetzten Position wegbewegt (abfällt oder sich anhebt), wenn der Haltestrom um mehr als einen vorbestimmten Wert ansteigt, während der Haltestrom dem der Endposition entsprechenden Elektromagneten zugeführt wird. Ein sich wegbewegender Anker wird auf Grundlage der Änderung des Haltestroms erfasst, was eine einfachere Erfassung des sich wegbewegenden Ankers gestattet.

Claims (18)

1. Steuer-/Regeleinrichtung zur Steuerung/Regelung eines elektroma­ gnetischen Aktuators (100) mit einem Paar von Federn (16, 17), welche in entgegengesetzten Richtungen wirken, mit einem mit einem mechanischen Element (20) gekoppelten Anker (22), wobei der Anker (22) mit den Federn (16, 17) verbunden ist, um dann in einer durch die Federn (16, 17) gegebenen Neutralstellung gehalten zu sein, wenn der Anker (22) nicht aktiviert ist, sowie mit einem Paar von Elektromagneten (11, 13), um den Anker (22) zwischen zwei Endstellungen anzutreiben, wobei die Steuer-/Regelvorrichtung umfasst:
ein Stromzufuhrmittel (6, 50, 8) zum Zuführen eines Haltestroms zu dem einer der Endstellungen entsprechenden Elektromagneten (11, 13) dann, wenn er den Anker (22) in der einen der Endstellungen hält; sowie
ein Bestimmungsmittel (54, 50), um dann zu bestimmen, dass sich der Anker (22) aus der Endstellung wegbewegt, wenn der Halte­ strom um mehr als einen vorbestimmten Wert zunimmt, während der Haltestrom dem der einen Endstellung entsprechenden Elektroma­ gneten (11, 13) zugeführt wird.

2. Steuer-/Regelvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Rückzugsmittel (55, 50, 8), welches auf eine Bestimmung eines Wegbewegens des Ankers (22) durch das Bestimmungsmittel (54) anspricht, zum Anlegen einer Spannung an den der Endstellung entsprechenden Elektromagneten (11, 13), um den Anker (22) zu der Endstellung zurückzuziehen.

3. Steuer-/Regelvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Stromzufuhr­ mittel (6, 50, 8), nachdem durch das Rückzugsmittel (55, 50, 8) eine Spannung an den Elektromagneten (11, 13) angelegt worden ist, den Haltestrom um einen vorbestimmten Wert erhöht, um ihn dem der Endstellung entsprechenden Elektromagneten (11, 13) zuzuführen.

4. Steuer-/Regelvorrichtung nach Anspruch 2, ferner umfassend ein Einstellmittel (58, 50, 8), um die Dauer (Ty) für ein Anlegen einer Spannung an den Elektromagneten (11, 13) durch das Rückzugs­ mittel (55, 50, 8) nach Maßgabe der Differenz zwischen der Zeit (Tf), zu der sich der Anker (22) aus der Endposition wegbewegt, wie es durch das Bestimmungsmittel (54, 50) bestimmt wird, und einer geplanten Lösezeit (Tr) des Ankers (22) einzustellen.

5. Steuer-/Regelvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Einstellmittel (58, 50, 8) die Dauer (Ty) eines Anlegens einer Spannung an den Elektromagneten (11, 13) durch das Rückzugsmittel (55, 50, 8) dann verkürzt, wenn die Differenz zwischen der Zeit (Tf), zu der sich der Anker (22) aus der Endposition wegbewegt, wie es durch das Bestimmungsmittel (54, 50) bestimmt wird, und einer geplanten Lösezeit (Tr) des Ankers (22) gleich oder kleiner als eine vorbe­ stimmte Dauer ist.

6. Steuer-/Regelvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Zähler (K), um über eine Folge von Zyklen hinweg die Anzahl von Malen zu zählen, die der Anker (22) in der Endstellung ohne sich wegzubewegen gehalten wird, wobei dann, wenn die durch den Zähler (K) gezeigte Anzahl von Malen größer als ein vorbestimmter Wert ist, das Zufuhrmittel (6, 50, 8) den Haltestrom zu dem der Endstellung entsprechenden Elektromagneten (11, 13) verringert.

7. Durch einen Computer ausführbares Programm zur Steuerung/Rege­ lung eines elektromagnetischen Aktuators (100) mit einem Paar von Federn (16, 17), welche in entgegengesetzten Richtungen wirken, mit einem mit einem mechanischen Element (20) gekoppelten Anker (22), wobei der Anker (22) mit den Federn (16, 17) verbunden ist, um dann in einer durch die Federn (16, 17) gegebenen Neutralstel­ lung gehalten zu sein, wenn der Anker (22) nicht aktiviert ist, sowie mit einem Paar von Elektromagneten (11, 13), um den Anker (22) zwischen zwei Endstellungen anzutreiben, wobei das Programm derart strukturiert ist, dass es:
dem Elektromagneten (11, 13), welcher einer der Endstellungen entspricht, dann einen Haltestrom zuführt, wenn der Anker (22) in der einen der Endstellungen gehalten ist; und
dann bestimmt, dass sich der Anker (22) aus der Endstellung weg­ bewegt, wenn der Haltestrom, während er dem der einen Endstel­ lung entsprechenden Elektromagneten (11, 13) zugeführt wird, um mehr als einen vorbestimmten Wert ansteigt.

8. Programm nach Anspruch 7, welches ferner derart strukturiert ist, dass es, auf eine Bestimmung eines Wegbewegens des Ankers (22) ansprechend, eine Spannung an den der Endstellung entsprechenden Elektromagneten (11, 13) anlegt, um den Anker (22) zu der End­ stellung zurückzuziehen.

9. Programm nach Anspruch 8, wobei der Haltestrom, nachdem eine Spannung an den Elektromagneten (11, 13) angelegt wurde, um einen vorbestimmten Wert erhöht wird, um ihn dem der Endstellung entsprechenden Elektromagneten (11, 13) zuzuführen.

10. Programm nach Anspruch 8, welches ferner derart strukturiert ist, dass es die Dauer (Ty) eines Anlegens einer Spannung an den Elek­ tromagneten (11, 13) nach Maßgabe der Differenz zwischen der Zeit (Tf), zu der sich der Anker aus der Endstellung wegbewegt, und einer geplanten Lösezeit (Tr) des Ankers einstellt.

11. Programm nach Anspruch 10, wobei die Dauer (Ty) eines Anlegens einer Spannung an den Elektromagneten dann verkürzt wird, wenn die Differenz zwischen der Zeit (Tf), zu der sich der Anker (22) aus der Endstellung wegbewegt, und einer geplanten Lösezeit (Tr) des Ankers (22) gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Dauer ist.

12. Programm nach Anspruch 7, welches ferner derart strukturiert ist, dass es über eine Folge von Zyklen hinweg die Anzahl von Malen zählt, die der Anker (22) in der Endstellung ohne sich wegzubewe­ gen gehalten wird, und dass es den Haltestrom zu dem der End­ stellung entsprechenden Elektromagneten (11, 13) dann verringert, wenn die Anzahl von Malen größer als ein vorbestimmter Wert ist.

13. Verfahren zum Steuern/Regeln eines elektromagnetischen Aktuators (100) mit einem Paar von Federn (16, 17), welche in entgegenge­ setzten Richtungen wirken, mit einem mit einem mechanischen Element (20) gekoppelten Anker (22), wobei der Anker (22) mit den Federn (16, 17) verbunden ist, um dann in einer durch die Federn (16, 17) gegebenen Neutralstellung gehalten zu sein, wenn der Anker (22) nicht aktiviert ist, sowie mit einem Paar von Elektroma­ gneten (11, 13), um den Anker (22) zwischen zwei Endstellungen anzutreiben, wobei das Verfahren umfasst:
Zuführen eines Haltestroms zu dem Elektromagneten (11, 13), wel­ cher einer der Endstellungen entspricht, wenn der Anker (22) in der einen der Endstellungen gehalten wird (174); und
Bestimmen, dass sich der Anker (22) aus der Endstellung wegbe­ wegt, wenn der Haltestrom, während er dem der Endstellung ent­ sprechenden Elektromagneten (11, 13) zugeführt wird, um mehr als einen vorbestimmten Wert ansteigt (175).

14. Verfahren nach Anspruch 13, welches ferner umfasst:
Anlegen einer Spannung an den der Endstellung entsprechenden Elektromagneten (11, 13) in Antwort auf eine Bestimmung eines Wegbewegens des Ankers (22), um den Anker (22) zu der Endstel­ lung zurückzuziehen (180).

15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Haltestrom, nachdem eine Spannung an den Elektromagneten (11, 13) angelegt worden ist, um einen vorbestimmten Wert erhöht wird, um ihn dem der Endstellung entsprechenden Elektromagneten zuzuführen (177).

16. Verfahren nach Anspruch 14, welches ferner umfasst:
Einstellen der Dauer (Ty) eines Anlegens einer Spannung an den Elektromagneten (11, 13) nach Maßgabe der Differenz zwischen der Zeit (Tf), zu der sich der Anker (22) aus der Endstellung wegbe­ wegt, und einer geplanten Lösezeit (Tr) des Ankers (22) (178).

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Dauer (Ty) eines Anlegens einer Spannung an den Elektromagneten (11, 13) dann verkürzt wird, wenn die Differenz zwischen der Zeit (Tf), zu der sich der Anker (22) aus der Endstellung wegbewegt, und einer geplanten Lösezeit (Tr) des Ankers (22) gleich oder kleiner als eine vorbe­ stimmte Dauer ist.

18. Verfahren nach Anspruch 13, welches ferner umfasst:
Zählen der Anzahl von Malen, die der Anker (22) ohne sich wegzu­ bewegen in der Endstellung gehalten wird, über eine Folge von Zyklen hinweg (163, 164, 165);
Verringern des Haltestroms zu dem der Endstellung entsprechenden Elektromagneten (11, 13) dann, wenn die Anzahl von Malen größer als ein vorbestimmter Wert ist (186, 187).