DE102012112841A1 - Voltage-based method for controlling an operating position of e.g. electromagnetic hydraulic of high friction clutch gear in motor vehicle, involves setting pulse length of overlapping pulses less than pulse length of voltage pulses - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein spannungsbasiertes Verfahren zur Steuerung eines Stromverlaufs durch einen Elektromagneten, insbesondere zur Steuerung einer Betriebsstellung eines elektromagnetischen Hydraulikventils entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Berechnung einer Dauer und Höhe von Überlagerungspulsen zur Anwendung in einem derartigen Verfahren sowie eine Steuervorrichtung zur Steuerung des Betriebs eines Elektromagneten, insbesondere zur Steuerung eines elektromagnetischen Hydraulikventils. The present invention relates to a voltage-based method for controlling a current flow through an electromagnet, in particular for controlling an operating position of an electromagnetic hydraulic valve according to the preamble of
STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART
Aus der
Entwicklungen in der Getriebetechnik betreffen elektromagnetische Hydraulikventile für komfortabel reibschlüssig zu koppelnde Getriebekupplungen, insbesondere Anfahr-/Schaltkupplungen oder Synchronisierungen, die den Einsatz bei nur wenig bis gar keinen Getriebeölwechseln ermöglichen. Überdies sollen solche Hydraulikventile bei Verwendung von schlechter Getriebeölqualität, beispielsweise in Entwicklungsländern eingesetzt werden. Dafür werden üblicherweise Hydraulikventile mit besonders engen Luftspalten der antreibenden Elektromagnete eingesetzt, um den hemmenden Einfluss möglicher Schmutzpartikel im Öl zu verringern. Derartige Hydraulikventile weisen eine erhöhte Reibung auf, was im Proportionalstellbetrieb zu einem hohen Aufwand der elektronischen Steuerung führt, die in den meisten Fällen stromgeregelt durchgeführt wird. Eine qualitativ hochwertige Stromregelung ist in einem Kraftfahrzeug nur ungenügend realisierbar, da keine ideale Spannungsquelle zur Verfügung steht, um einen gewünschten Stromverlauf vorgeben zu können. Des Weiteren erfordert eine strombasierte Regelung eines Elektromagneten einen hohen Halbleiteraufwand mit entsprechenden Hardwarekosten und impliziert eine hohe Fehleranfälligkeit. Developments in transmission technology relate to electromagnetic hydraulic valves for comfortably frictionally to be coupled to gearbox clutches, especially start / clutches or synchronizers that allow the use with little to no gear oil changes. Moreover, such hydraulic valves should be used when using poor quality transmission fluid, for example in developing countries. For this purpose, usually hydraulic valves with particularly narrow air gaps of the driving electromagnets are used in order to reduce the inhibiting influence of possible dirt particles in the oil. Such hydraulic valves have an increased friction, resulting in the proportional control operation to a high cost of electronic control, which is carried out in current regulated in most cases. A high-quality current regulation is insufficiently feasible in a motor vehicle, since no ideal voltage source is available in order to be able to specify a desired current profile. Furthermore, a current-based control of an electromagnet requires a high semiconductor cost with corresponding hardware costs and implies a high susceptibility to errors.
Aus der
Ausgehend von dem oben dargestellten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung eines Stromverlaufs durch einen Elektromagneten, ein Verfahren zur Berechnung einer Dauer und Höhe von Überlagerungspulsen zur Anwendung in einem derartigen Verfahren sowie eine Steuervorrichtung zur Steuerung des Betriebs eines Elektromagneten vorzuschlagen, wobei die genannten Verfahren und die Steuervorrichtung insbesondere für schwergängige elektromagnetische Hydraulikventile mit hoher Reibung, z.B. hoher Haft- oder Gleitreibung eingesetzt werden können, so dass ein sicherer Betrieb solcher hysteresebehafteten elektromagnetischen Aktoren auch bei einem hohen Systemreibungskoeffizienten bei minimalem Wartungsaufwand und minimaler Ausfallrate gewährleistet werden kann. Eine hohe Systemreibung kann beispielsweise durch ein enges Lagerspiel der verschieblichen mechanischen Teile des Aktuators bewirkt werden, oder durch eine Querkraft, mit dem ein Ankermagnet an eine Wandung des Aktuatorgehäuses gezogen wird. Derartige Reibungskräfte sind insbesondere dann erhöht, wenn ein Luftspalt zwischen dem Ankermagneten und einer magnetischen Trennschicht eines umgebenden Polrohrs des Aktuators sehr gering sind, d.h. nur ein geringes mechanisches Spiel gegeben ist. Starting from the above-described prior art, it is an object of the invention to provide a method for controlling a current flow through an electromagnet, a method for calculating a duration and amount of heterodyne pulses for use in such a method and a control device for controlling the operation of an electromagnet , wherein said methods and the control device can be used in particular for heavy-duty electromagnetic hydraulic valves with high friction, eg high static or sliding friction, so that safe operation of such hysteresis electromagnetic actuators can be ensured even with a high system friction coefficient with minimal maintenance and minimal failure rate , A high system friction can be caused, for example, by a tight bearing clearance of the displaceable mechanical parts of the actuator, or by a transverse force with which an armature magnet is pulled against a wall of the actuator housing. Such friction forces are In particular, increased when an air gap between the armature magnet and a magnetic separation layer of a surrounding pole tube of the actuator are very low, ie only a slight mechanical clearance is given.
Diese Aufgabe wird durch ein spannungsbasiertes Verfahren zur Steuerung eines Stromverlaufs durch einen Elektromagneten nach der Lehre des Anspruchs 1, ein Verfahren zur Berechnung einer Dauer und Höhe von Überlagerungspulsen zur Anwendung in einem derartigen Verfahren sowie eine Steuervorrichtung zur Steuerung des Betriebs eines Elektromagneten nach den weiteren nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Die abhängigen Ansprüche schlagen vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung vor. This object is achieved by a voltage-based method for controlling a current flow through an electromagnet according to the teaching of
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG DISCLOSURE OF THE INVENTION
In einem ersten erfindungsgemäßen Aspekt wird ein spannungsbasiertes Verfahren zur Steuerung eines Stromverlaufs durch einen Elektromagneten, insbesondere zur Steuerung einer Betriebsstellung eines elektromagnetischen Hydraulikventils, vorgeschlagen, wobei der Elektromagnet zum Antreiben eines Aktors mit Strompulsen entsprechend einer gewünschten Aktorstellung, bzw. Einhaltung einer gewünschten Einstellposition mittels Vorgabe von Spannungspulsen mit wenigstens einem vorgebbaren Pulsparameter beaufschlagt wird. In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden den Spannungspulsen Überlagerungspulse überlagert, deren Pulslänge kleiner als die Pulslänge der Spannungspulse ist, um den Verlauf des den Spannungspulsen zugeordneten Strompulsen einzustellen, insbesondere um eine vorgebbare Flankensteilheit der Strompulse einzustellen. In a first aspect of the invention, a voltage-based method for controlling a current flow through an electromagnet, in particular for controlling an operating position of an electromagnetic hydraulic valve is proposed, wherein the electromagnet for driving an actuator with current pulses corresponding to a desired Aktorstellung, or compliance with a desired setting position by default Voltage pulses are applied to at least one predeterminable pulse parameter. In the method according to the invention, overlapping pulses whose pulse length is smaller than the pulse length of the voltage pulses are superimposed on the voltage pulses in order to set the profile of the current pulses associated with the voltage pulses, in particular in order to set a predefinable edge steepness of the current pulses.
Demzufolge kann die elektrische Ansteuerung von Elektromagneten, wie sie beispielsweise zum Betrieb von elektromagnetischen Hydraulik- oder Druckregelventilen eingesetzt wird, über eine Regelung der Eingangsspannung an dem Elektromagneten erfolgen. Diese Spannungsregelung stellt geringere Anforderungen an die Hardware einer Steuervorrichtung als eine Stromstärkenregelung und kann selbst bei schwankender Versorgungsspannung mit ausreichend hoher Qualität durchgeführt werden. Damit ist die Steuervorrichtung kostengünstig, die Regelungseigenschaften, wie z.B. Strompulsformen, sind jedoch nur indirekt einstellbar, da die Induktivität und der ohmsche Widerstand der Magnetspule des Elektromagneten durch ihren Tiefpasscharakter die Strompulsformen beeinflussen und zu einer Verrundung einer eigentlich gewünschten Rechteckform, wie bei einer Pulsweitenmodulation häufig angewandt, führen. Ein derartig geglätteter Stromverlauf weist für einen präzisen Betrieb des Elektromagneten, z.B. in einem Hydraulik- oder Druckregelventil, gewisse Einschränkungen auf. Die vorgeschlagene Erfindung ermöglicht mit Einsatz einer kostengünstigen Steuervorrichtung mit einer Spannungsregelung das qualitativ hochwertige Verhalten einer Stromstärkenregelung zu erreichen. Dabei hat eine Spannungsregelung gegenüber einer Stromstärkenregelung den ausgezeichneten Vorteil, dass sie einer Steuerung ähnlicher ist als eine Stromstärkenregelung, da der Einfluss der Rückkopplung geringer ist. Steuerungen sind deutlich einfacher handhabbarer im Betrieb als Regelungen, weisen keine Instabilitäten auf und sind somit robuster und weniger fehleranfällig. Accordingly, the electrical control of electromagnets, as used for example for the operation of electromagnetic hydraulic or pressure control valves, take place via a regulation of the input voltage to the electromagnet. This voltage regulation makes lower demands on the hardware of a control device than a current control and can be carried out even with fluctuating supply voltage with sufficiently high quality. Thus, the control device is inexpensive, the control characteristics, such as. Current pulse shapes, however, are only indirectly adjustable, since the inductance and the ohmic resistance of the magnetic coil of the electromagnet influence by their low-pass character, the current pulse shapes and to a rounding of a desired rectangular shape, as often used in a pulse width modulation, lead. Such a smoothed current path indicates precise operation of the electromagnet, e.g. in a hydraulic or pressure control valve, certain restrictions. The proposed invention allows using a cost-effective control device with a voltage regulation to achieve the high-quality behavior of a current control. In this case, a voltage control over a current control has the excellent advantage that it is more similar to a control than a current control, since the influence of the feedback is lower. Controls are much easier to handle in operation than regulations, have no instabilities and are therefore more robust and less error prone.
Das erfindungsgemäße Verfahren schlägt eine Erzeugung einer Spannungsüberlagerung (Dither) zur Ansteuerung von Elektromagneten, insbesondere beim Einsatz in elektromagnetischen Hydraulik- oder Druckregelventilen vor, wobei die Spannungsüberlagerungen in Form von Überlagerungspulsen über einen Spannungspuls vor, der eine grundsätzlichen Betriebszustand des Elektromagneten definiert. Mit anderen Worten wird unter Verwendung einer spannungsgesteuerten Überlagerung von Überlagerungspulsen über einen Grundspannungspuls ein für die Ansteuerung von Elektromagneten günstiger Stromverlauf erzeugt. Durch die gesteuerte Spannungsüberlagerung wird ein Stromverlauf mit einstellbarer, insbesondere hoher Kantensteilheit des resultierenden Strompulses, z.B. eines rechteckförmigen Stromverlaufs, erreicht. Bevorzugt kann mit einer derartigen spannungsbasierten Steuerung ein Druckregelventil für ein Kupplungsgetriebe betrieben werden, wobei im Falle einer Doppelkupplung ein ungewünschter Schaltruck vermieden und ein sauberer, weicher Gangwechsel vorgenomen werden kann. Derartige Druckregelventile weisen einen hohen Reibungskoeffizienten auf, wobei die Regelbewegungen des Ankermagneten klein sind, so dass eine präzise, schnell arbeitende Ansteuerung vorteilhaft ist. The inventive method proposes generating a voltage superposition (dither) for controlling electromagnets, in particular when used in electromagnetic hydraulic or pressure control valves, wherein the voltage overlays in the form of heterodyne pulses via a voltage pulse, which defines a basic operating state of the electromagnet. In other words, using a voltage-controlled superimposition of heterodyne pulses via a basic voltage pulse, a current course which is favorable for the actuation of electromagnets is generated. The controlled voltage superposition results in a current characteristic with an adjustable, in particular high, edge steepness of the resulting current pulse, e.g. a rectangular current waveform achieved. Preferably, with such a voltage-based control, a pressure control valve can be operated for a clutch transmission, wherein in the case of a double clutch avoided an undesirable shift shock and a clean, smooth gear change can be vorgenomen. Such pressure control valves have a high coefficient of friction, wherein the control movements of the armature magnet are small, so that a precise, fast-acting control is advantageous.
Häufig wird zur Ansteuerung von Elektromagneten die Pulsweitenmodulation verwendet, um einen mittleren Stromverlauf, der über das sogenannte Tastverhältnis variiert werden kann, einzustellen. Dabei ist das Tastverhältnis bei einer festen Pulsfrequenz üblicherweise definiert als das Verhältnis der Pulslänge bei einer Spannung, beispielsweise eine Referenzspannung, zur Pulslänge bei einer zweiten Spannung, beispielsweise Spannung null innerhalb der Taktzeit. Frequently, the pulse width modulation is used to control electromagnets in order to set an average current profile, which can be varied via the so-called duty cycle. In this case, the duty cycle at a fixed pulse frequency is usually defined as the ratio of the pulse length at a voltage, for example a reference voltage, to the pulse length at a second voltage, for example voltage zero within the cycle time.
Für eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Ansteuerung eines Elektromagneten hat sich eine vorteilhafte Spannungsregelung als mindestens zweistufige, insbesondere vierstufige Spannungsüberlagerung erwiesen. Dabei kann, um den Verlauf der ansteigenden und/oder abfallenden Flanken günstig zu beeinflussen, eine entsprechende Steuervorrichtung einen hochfrequenten Spannungsverlauf abgeben. Dieser führt zu einer hohen Umladegeschwindigkeit, bzw. einem hochfrequenten Stromverlauf innerhalb der Induktivität der Magnetspule, an den erwünscht steilen Flanken der Strompulse. Anschließend kann auf ein Tastverhältnis zurückgeschaltet, das einem mittleren Strompuls für den Rest der Spannungshalbwelle entspricht, d.h. ein niederfrequenter Spannungsverlauf kann zur Erzeugung einer konstanten Stromhöhe entsprechend einer gewünschten Magnetfeldstärke des Elektromagneten bzw. Stellung des Proportionalventils eingestellt werden. So kann mit einer mehrstufigen, insbesondere vierstufigen Spannnungsüberlagerung mittels einer Spannungssteuerung ein gewünschter, insbesondere rechteckähnlicher Stromverlauf durch den Elektromagneten erreicht werden. Durch Kenntnis der Frequenzeigenschaft des Elektromagneten kann durch eine hochfrequente gesteuerte Spannungsanregung ein gewünschter Stromverlauf eingestellt werden. Hierzu kann beispielsweise eine Frequenzanalyse, insbesondere einer FFT oder DFT (Fast bzw. Diskrete Fourier Transformation) des elektromagnetisch-mechanischen Systems vorgenommen werden, um für die Einstellung eines gewünschten Stromverlaufs durch den Elektromagneten bzw. Schaltverhaltens durch das Elektroventil eine entsprechende Spannungssignalform aufzufinden, und diese durch Kombination eines Spannungspulses und Überlagerungspulses vorzugeben. For a comparison with the prior art improved control of an electromagnet, an advantageous voltage control has proven to be at least two-stage, in particular four-stage voltage superposition. In this case, to influence the course of the rising and / or falling edges favorable, a corresponding control device a high-frequency Deliver voltage. This leads to a high recharge speed, or a high-frequency current course within the inductance of the magnet coil, to the desired steep flanks of the current pulses. It can then be switched back to a duty cycle, which corresponds to a mean current pulse for the rest of the voltage half-wave, ie a low-frequency voltage waveform can be adjusted to generate a constant current level corresponding to a desired magnetic field strength of the solenoid or position of the proportional valve. Thus, with a multi-level, in particular four-level voltage superimposition by means of a voltage control, a desired, in particular rectangular, current profile through the electromagnet can be achieved. By knowing the frequency characteristic of the electromagnet, a desired current profile can be set by means of a high-frequency controlled voltage excitation. For this purpose, for example, a frequency analysis, in particular an FFT or DFT (Fast or Discrete Fourier Transformation) of the electromagnetic-mechanical system are made to find a suitable voltage waveform for setting a desired current flow through the solenoid or switching behavior through the solenoid valve, and this specify by combining a voltage pulse and overlay pulse.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann ein aufgrund einer hohen mechanischen Reibung bewirkte Hystereseeigenschaft eines elektromagnetischen Aktors gemildert werden, wobei die benötigt Ansteuerenergie deutlich verringert und somit der Wirkungsgrad verbessert und die Energieaufnahme des Aktors verringert werden kann. Die Ansprechgeschwindigkeit des Aktors wird erhöht und somit eine höhere Schaltdynamik erreicht. Da die Energieaufnahme herabgesetzt werden kann, wird die Lebensdauer erhöht, wobei aufgrund des verbesserten dynamischen Verhaltens eine hohe Regelgüte und Wiederholbarkeit von Schaltvorgängen erreicht werden kann. By virtue of the method according to the invention, a hysteresis property of an electromagnetic actuator caused by high mechanical friction can be alleviated, the required drive energy being significantly reduced and thus the efficiency improved and the energy consumption of the actuator can be reduced. The response speed of the actuator is increased, thus achieving a higher switching dynamics. Since the power consumption can be reduced, the life is increased, whereby due to the improved dynamic behavior, a high control quality and repeatability of switching operations can be achieved.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung können die Überlagerungspulse mit den Spannungspulsen und/oder mit ansteigenden und/oder abfallenden Flanken der Spannungspulse zeitlich synchronisiert werden. Um einen möglichst steilen Verlauf der ansteigenden und/oder abfallenden Flanken zu erreichen, ist es dabei zweckmäßig, den Beginn von Überlagerungspuls und Spannungspuls zusammenzulegen, bzw. eine feste Korrelation dieser Pulse vorzunehmen. According to an advantageous further development of the invention, the superposition pulses can be synchronized in time with the voltage pulses and / or with rising and / or falling edges of the voltage pulses. In order to achieve the steepest possible course of the rising and / or falling edges, it is expedient to merge the beginning of overlapping pulse and voltage pulse, or make a fixed correlation of these pulses.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können die Pulslänge und/oder Pulshöhe der Spannungspulse und/oder der Überlagerungspulse aus einer Gleichheit einer zeitlich integrierten Fläche unter einer positiven und einer negativen Halbwelle einer vorgebbaren Pulsfrequenz, bezogen auf eine vorgebbare Reglerspannung, bestimmt werden. Dabei ermöglicht die Gleichheit der zeitlich integrierten Flächen ein reglerneutrales Verhalten des überlagerten Spannungssignals. Hiermit kann die Remanenz des Elektromagneten vollständig abgebaut werden, und somit ein schnelles Schaltverhalten erreicht werden. According to an advantageous development of the invention, the pulse length and / or pulse height of the voltage pulses and / or the superimposition pulses can be determined from an equality of a time-integrated surface under a positive and a negative half-wave of a predefinable pulse frequency, based on a predefinable regulator voltage. In this case, the equality of the time-integrated surfaces allows a controller-neutral behavior of the superimposed voltage signal. Hereby, the remanence of the electromagnet can be completely degraded, and thus a fast switching behavior can be achieved.
Als Parameter zur Steuerung der Amplitude, also der Pulshöhe der Überlagerungspulse kann eine Fläche als Sollwert der Amplitude definiert werden. Diese stellt ein geeignetes Maß für den Energieinhalt der Überlagerungspulse dar und erlaubt dessen formneutrale Definition. Ferner werden so Umschalteffekte, die sich durch die mehrstufige Spannungsvorgabe ergeben, unterdrückt. Um ein frequenzneutrales Verhalten der Flächendefinition zu ermöglichen, kann die Fläche ferner auf die Frequenz normiert werden. Auch kann günstig auf eine flächengleiche nieder- oder höherfrequente Ansteuerung umgeschaltet werden. As a parameter for controlling the amplitude, that is to say the pulse height of the superposition pulses, an area can be defined as the desired value of the amplitude. This represents a suitable measure of the energy content of the superposition pulses and allows its form-neutral definition. Furthermore, switching effects resulting from the multilevel voltage specification are thus suppressed. In order to enable a frequency-neutral behavior of the surface definition, the surface can also be normalized to the frequency. Also can be conveniently switched to a coextensive low or higher frequency control.
Die Berechnung der nötigen Pulslängen und Pulshöhen der Überlagerungspulse kann vorteilhafterweise über einen Mehrschrittalgorithmus vorgenommen werden, wobei der Algorithmus eine mehrstufige, insbesondere vierstufige Spannungsüberlagerung unter der Vorgabe einer garantierten Gleichheit der Spannungsfläche zwischen positiver und negativer Halbwelle des Spannungsverlaufs erzeugen kann. The calculation of the necessary pulse lengths and pulse heights of the superposition pulses can advantageously be carried out via a multi-step algorithm, wherein the algorithm can generate a multi-level, in particular four-level voltage superimposition under the specification of a guaranteed equality of the voltage surface between the positive and negative half-wave of the voltage curve.
Hierzu wird im Folgenden beispielhaft für eine vierstufige Spannungsüberlagerung mit vier Zeitbereichen I, II, III und IV zur Nachbildung eines Stromreglerverhaltens betrachtet, die eine Spannungsüberlagerung definiert, die ein vergleichbarer Stromregler mit einer strombasiert geregelten Spannung Uregler für eine gewünschte Aktuatorstellung ausgeben würde. Dabei wird in einem ersten Schritt zwei limitierende Halbwellen (Bereiche I & II bzw. Bereiche III & IV) des Schaltzyklus betrachtet, und die Größen der maximal möglichen Spannungs-Zeitflächen der positiven Halbwelle eines Spannungspulses A1 (Bereich I und II in
- Npos_ges
- = Anzahl von Spannungspulsen der positiven Halbwelle,
- Nneg_ges
- = Anzahl von Spannungspulsen der negativen Halbwelle,
- Uref
- = Referenzspannung eines Stromreglers bei gewünschter Aktuatorstellung,
- Uregler
- = Reglerspannung, maximale Ausgangsspannung des Reglers sind.
- N pos_ges
- = Number of voltage pulses of the positive half-wave,
- N neg_ges
- = Number of voltage pulses of the negative half-wave,
- U ref
- = Reference voltage of a current controller at the desired actuator position,
- U regulator
- = Regulator voltage, maximum output voltage of the regulator.
Die maximal erlaubte Fläche kann als Minimum aus A1 und A2 durch
Als nächster Schritt wird die Fläche der positiven Halbwelle ermittelt. Dabei wird eine Fläche für die Soll-Anzahl von positiven Überlagerungspulsen (Bereich I in
- Np_soll
- = Soll-Anzahl an positiven Überlagerungspulsen bestimmt.
- N p_soll
- = Set number of positive overlay pulses determined.
Liegt A1p innerhalb der limitierenden Fläche Alimit, so kann die Ist-Anzahl an positiven Überlagerungspulsen Np
Np= Np_soll gesetzt werden, wenn nicht, dann wird, dann wird
Np = Ganzzahldivision (Alimit/(Uref – Vregler)) gesetzt. If A 1p lies within the limiting area A limit , the actual number of positive beat pulses N p
N p = N p_soll be set, if not, then becomes, then becomes
N p = integer division (A limit / (U ref - V controller )).
Danach wird die verwendete Fläche für die positiven Überlagerungspulse (Bereich I in
Daraus ergibt sich die Spannung des „regulären“ Spannungspulses mit
Damit liegt eine vollständige Berechnung der positiven Halbwelle vor, die innerhalb der Vorgaben einer Steuervorrichtung erzeugt werden kann. This is a complete calculation of the positive half-wave, which can be generated within the specifications of a control device.
Anschließend wird die Fläche der negativen Halbwelle ermittelt. Dabei wird eine Fläche für die Soll-Anzahl an negativen Überlagerungspulse (Bereich III in
- Nn_soll
- = Soll-Anzahl an negativen Überlagerungspulsen ermittelt.
- N n_soll
- = Set number of negative overlay pulses determined.
Liegt A1n innerhalb der limitierenden Fläche Alimit, so wird die Ist-Anzahl an negativen Überlagerungspulsen Nn
Nn= Nn_soll gesetzt, wenn nicht, dann wird
Nn = Ganzzahldivision (Alimit/Uregler ) gesetzt. If A 1n is within the limiting area A limit , the actual number of negative beat pulses N n becomes
N n = N n_set set, if not then becomes
N n = integer division (A limit / U controller ) set.
Danach wird die verwendete Fläche für die negativen Überlagerungspulse (Bereich III in
Damit ergibt sich die Spannung des „regulären“ Spannungspulses mit
Damit liegt eine vollständige Berechnung der negativen Halbwelle vor, die innerhalb der Vorgaben einer Steuervorrichtung erzeugt werden kann. This is a complete calculation of the negative half-wave, which can be generated within the specifications of a control device.
Durch diese Berechnungsvorschrift wird ein vierstufiger Spannungsüberlagerungsimpuls mit vier Zeitabschnittsbereichen berechnet, der einer gemittelten Spannungabgabe Uregler entspricht, wobei ein hysteresebehaftetes Ansprechverhalten des Aktuators berücksichtigt werden kann. By this calculation rule , a four-stage voltage superposition pulse is calculated with four time period ranges , which corresponds to an average voltage output U regulator , wherein a hysteresis responsiveness of the actuator can be considered.
Die Überlagerungsimpulse sind nicht zwangsläufig zeitlich kürzer als Stromimpulse einer vergleichbaren strombasierten Regelung. Allerdings können sie bei verringerten Stromstärken oder reduziertem Tastverhältnis die gleiche Wirkung erzielen, insbesondere wenn die geforderte Höhe der Strompulse höher ist, als eine Stromregelung real erreichbare Amplituden zur Verfügung stellen kann. Dabei können die Überlagerungspulse auch drei- oder zweistufig ausgelegt sein bzw. nur aus Überlagerungen bestehen, und können je nach Berechnungsvorschrift, Kennfeld oder Bedatung auch beliebige Zwischenformen annehmen. The superposition pulses are not necessarily shorter in time than current pulses of a comparable current-based control. However, they can achieve the same effect at reduced currents or reduced duty cycle, in particular when the required level of current pulses is higher than a current control can provide real achievable amplitudes. In this case, the superimposition pulses can also be designed in three or two stages or consist only of superpositions, and can also assume any intermediate forms depending on the calculation specification, characteristic map or calculation.
Die Ditherpulse können eine typische Frequenz von 100–300 Hz annehmen, wobei beim Einsatz beispielsweise zur Ansteuerung eines Druckregelventils in einem Getriebe eine Frequenz von 150Hz angesetzt werden kann. Demzufolge können die PWM-Signale (Pulseweitenmodulations-Signale) zur Formung der Spannungsüberlagernungen einen ca. 10 bis 20 mal so hohe Pulsfrequenz aufweisen, woraus PWM-Pulsfrequenzen von bis zu 3kHz bis 6kHz resultieren, die mit konventioneller robuster Elektronik kostengünstig bereitgestellt werden kann. The dither pulses can assume a typical frequency of 100-300 Hz, wherein when used for example for controlling a pressure regulating valve in a transmission, a frequency of 150 Hz can be set. As a result, the PWM signals (pulse width modulation signals) for shaping the voltage superimposition have an approximately 10 to 20 times higher pulse frequency, resulting in PWM pulse frequencies of up to 3 kHz to 6 kHz, which can be provided inexpensively with conventional robust electronics.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können die Spannungspulse pulsweitenmoduliert, pulshöhenmoduliert, pulsfrequenzmoduliert und/oder pulsphasenmoduliert werden. Diese Pulsarten können einfach und günstig durch Standardbauteile erzeugt und in ihren Parameter einfach eingestellt werden. Die Anwendung von Überlagerungspulsen zur Ansteuerung von Elektromagneten kann günstigerweise auch auf andere Modulationsarten übertragen werden. According to an advantageous development of the invention, the voltage pulses can be pulse width modulated, pulse height modulated, pulse frequency modulated and / or pulse phase modulated. These types of pulses can be easily and conveniently generated by standard components and easily set in their parameters. The application of heterodyne pulses to drive electromagnets may conveniently be applied to other types of modulation.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel des Verfahrens können die Spannungspulse und/oder die Überlagerungspulse Rechteckpulse darstellen, insbesondere kann der Gesamtspannungspuls vier verschiedene Spannungshöhen annehmen. Eine vierstufige Spannungsüberlagerung stellt eine sehr günstige Ausprägung des erfindungsgemäßen Verfahrens dar, da es zum einen sowohl ansteigende als auch abfallende Flanken der Strompulse günstig beeinflussen kann und zum anderen eine Variante mit geringer Komplexität in der Umsetzung in einer technisch einfach ausgelegten Steuervorrichtung darstellt. According to a further advantageous embodiment of the method, the voltage pulses and / or the superimposition pulses can represent square-wave pulses; in particular, the total voltage pulse can assume four different voltage levels. A four-level voltage superposition represents a very favorable feature of the method according to the invention, since on the one hand it can favorably influence both rising and falling edges of the current pulses and, on the other hand, represents a variant with low complexity in the implementation in a control device of simple design.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann ein unterer Grenzwert der Spannungspulse größer null und/oder ein oberer Grenzwert der Spannungspulse kleiner als eine von einer Spannungsquelle abgeleitete Referenzspannung eingestellt werden. Eine solche Einstellung ist günstig, da von der Spannungsversorgung her noch genügend Spielraum für die Ansteuerung mit Überlagerungspulsen bleibt. According to an advantageous development of the invention, a lower limit value of the voltage pulses greater than zero and / or an upper limit value of the voltage pulses can be set smaller than a reference voltage derived from a voltage source. Such a setting is favorable, since there is still enough leeway for the control with superposition pulses from the power supply.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Pulshöhe der Überlagerungspulse zwischen null und der Referenzspannung variiert werden, wobei eine maximale Beeinflussung der Strompulsformen durch maximal mögliche Pulshöhen der Überlagerungspulse gegeben ist. According to an advantageous development of the invention, the pulse height of the superimposition pulses can be varied between zero and the reference voltage, wherein maximum influencing of the current pulse shapes is given by maximum possible pulse heights of the superposition pulses.
Verschiedene Strategien sind vorstellbar, um auch bei Über- oder Unterspannung der Versorgungsspannung eine dennoch günstige Wellenform der Überlagerungspulse zu gewährleisten. So können beispielsweise Pufferbausteine oder Filter zur Glättung und Stabilisierung der Versorgungsspannung eingesetzt werden. Various strategies are conceivable in order to ensure a still favorable waveform of the superposition pulses, even with over or under voltage of the supply voltage. For example, buffer blocks or filters can be used to smooth and stabilize the supply voltage.
Ausgehend von einem der beiden vorgenannten Ausführungsbeispiele kann bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenzspannung durch die Referenzspannung die Pulshöhe und/oder die Pulsdauer und/oder das Tastverhältnis der Spannungspulse reduziert werden, um das Einstellen eines zum Betrieb bei der Grenzspannung gleichbleibenden Stromverlaufs durch den Elektromagneten zu bewirken. Damit lassen sich Schwankungen in der Versorgungsspannung nach oben für den Betrieb des Elektromagneten ausgleichen und eine gleichbleibende Umladungsgeschwindigkeit der Induktivität des Elektromagneten erreichen. Starting from one of the two aforementioned embodiments, when a predetermined limit voltage is exceeded by the reference voltage, the pulse height and / or the pulse duration and / or the duty cycle of the voltage pulses can be reduced to effect setting of a constant current for operation at the limit voltage current through the electromagnet. This makes it possible to compensate for fluctuations in the supply voltage upwards for the operation of the electromagnet and to achieve a constant transhipment rate of the inductance of the electromagnet.
Ausgehend von einem der vorgenannten Ausführungsbeispiele kann bei Unterschreiten einer vorgegebenen Grenzspannung durch die Referenzspannung die Pulshöhe und/oder die Pulsdauer und/oder das Tastverhältnis der Spannungspulse erhöht werden, um das Einstellen eines zum Betrieb bei der Grenzspannung gleichbleibenden Stromverlaufs durch den Elektromagneten zu bewirken. Damit lassen sich Schwankungen in der Versorgungsspannung nach unten für den Betrieb des Elektromagneten ausgleichen und eine gleichbleibende Umladungsgeschwindigkeit der Induktivität des Elektromagneten erreichen. Starting from one of the aforementioned exemplary embodiments, the pulse height and / or the pulse duration and / or the pulse duty factor of the voltage pulses can be increased when the reference voltage falls below a predetermined limit voltage, in order to effect the setting of a current profile through the electromagnet which remains constant for operation at the limit voltage. This makes it possible to compensate for fluctuations in the supply voltage downwards for the operation of the electromagnet and to achieve a constant transhipment rate of the inductance of the electromagnet.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann das Verfahren zur Steuerung eines elektromagnetischen Hydraulik- oder Druckregelventils mit hohen Reibkräften eingesetzt werden. Insbesondere eignet sich das Verfahren für die Ansteuerung eines Ventils in einem Kupplungsgetriebe eines Antriebstrangs, beispielsweise in einem Doppelkupplungsgetriebe eines Land-, See- oder Luftfahrzeugs, wobei durch eine Druckregelung mittels des Ventils ein sauberer Gangwechsel durch die beiden Reibungskupplungen durchführbar ist. Die dabei auftretenden Regelbewegungen sind verhältnissmässig gering, demenetsprechend muss eine genaue Regelführung möglich sein. Wie bereits oben ausgeführt, weisen Hydraulikventile mit hohen Reibkräften wie Haft- oder Gleitreibung besonders große Hysteresewerte in ihrem Ansprechverhalten auf, so dass diese bei Bestromung zunächst nicht ansprechen, und bei Überschreiten einer Mindestspannung ein Überschwingverhalten zeigen, so dass eine schnelle und zuverlässige Einstellung auf eine gewünschte Öffnungsposition nur schwer erreichbar ist. Beim Einsatz in einer Doppelkupplung führt dies zu einem unangenehmen Schaltruck, einer sogenannten Überschneidungssteuerung von einer Reibungskupplung zur anderen Reibungskupplung. Aus diesem Grund wurden bisher stromgesteuerte Reglerverfahren zur Ansteuerung derartiger Ventile angewendet, die einen entsprechenden Hardwareaufwand erfordern und Bauteilkosten in die Höhe treiben. Insofern kann deren Betrieb besonders günstig durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens und einer damit gegebenen positiven Beeinflussung der Flankensteilheit der Strompulse gestaltet werden, ohne dass eine komplexe Stromregelung vorgenommen werden muss. According to an advantageous embodiment of the invention, the method for controlling an electromagnetic hydraulic or pressure control valve can be used with high frictional forces. In particular, the method is suitable for the control of a valve in a clutch transmission of a drive train, for example in a dual-clutch transmission of a land, sea or aircraft, by a pressure control by means of the valve, a clean gear change by the two friction clutches is feasible. The occurring rule movements are comparatively low, demenetsprechend must be possible to a precise control. As already stated above, have hydraulic valves with high friction forces such as static friction or sliding particularly large hysteresis in their response, so that they do not respond when energized initially, and show a overshoot when exceeding a minimum voltage, so that a fast and reliable setting on a desired opening position is difficult to reach. When used in a dual clutch, this leads to an unpleasant shift shock, a so-called overlap control from one friction clutch to the other friction clutch. For this reason, current-controlled regulator methods have been used to control such valves, which require a corresponding hardware cost and drive up component costs. In this respect, their operation can be particularly favorable by the use of the method according to the invention and thus given a positive influence on the edge steepness of the current pulses be designed without the need for complex power control.
In einem nebengeordneten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Berechnung einer Dauer und Höhe von Überlagerungspulsen zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der vorgenannten Ausführungsbeispiele vorgeschlagen. Dabei wird in einem Prüfstandslauf mit einem elektromagnetischen Aktor mit hysteresebehaftetem Ansprechverhalten, insbesondere mit einem elektromagnetischen Hydraulikventil mit hohem Systemreibungskoffizienten, durch Ansteuerung mit Spannungspulsen und Überlagerungspulsen und daraus erzeugten Strompulsen mindestens ein erstes Kennfeld für eine Anzahl positiver und mindestens ein zweites Kennfeld für eine Anzahl negativer Überlagerungspulse bestimmt, wobei eine Anzahl und/oder eine Amplitude der Überlagerungspulse variiert wird, um eine Abweichung der durch die Spannungspulse und die Überlagerungspulse erzeugten Strompulse von einer vorgegebenen Strompulskurve zu minimieren. Die Strompulskurve kann aus einem bereits bekannten, stromgeregelten Verfahren gewonnen werden In a sibling aspect of the invention, a method for calculating a duration and amount of beat pulses for use in a method according to one of the aforementioned embodiments is proposed. At least one first characteristic field for a number of positive and at least one second characteristic field for a number of negative superposition pulses is generated in a test bench run with an electromagnetic actuator with hysteresis-type response, in particular with an electromagnetic hydraulic valve with high system friction coefficients, by triggering with voltage pulses and heterodyne pulses and current pulses generated therefrom determined, wherein a number and / or an amplitude of the overlap pulses is varied in order to minimize a deviation of the current pulses generated by the voltage pulses and the overlap pulses from a predetermined current pulse curve. The current pulse curve can be obtained from an already known, current-controlled method
Mit einem derartigen Optimierungsalgorithmus können beim Betrieb an einem Prüfstand für verschiedene Arbeitspunkte, d.h. Öffnungsstellungen des Aktors Kennfeldparameter ermittelt werden, welche eine möglichst gute Übereinstimmung mit einem beispielsweise rechteckförmig vorgegebenen Soll-Stromverlauf ergeben. Die benötigten Kennfelder können automatisch generiert werden und der zeitliche Aufwand für eine manuelle Bedatung von Kennfeldern reduziert bis ganz vermieden werden. Ein weiterer Vorteil ist die durch den Prüfstandsbetrieb gegebene Unabhängigkeit und Nicht-Beeinflussung von dem Einsatz in einer realen Umgebung, beispielsweise einem Fahrzeug. Hierdurch kann eine automatische Parametrierung der Kennfelder für eine gewünschte Anzahl von Stützstellen erreicht werden. With such an optimization algorithm, when operating on a test bench for different operating points, i. Opening positions of the actuator map parameters are determined, which result in the best possible agreement with an example rectangular predetermined target current profile. The required maps can be generated automatically and the time required for a manual calculation of maps reduced to completely avoided. Another advantage is the independence given by the test bench operation and non-influencing the use in a real environment, such as a vehicle. In this way, an automatic parameterization of the maps for a desired number of nodes can be achieved.
Hierbei kann vorteilhafterweise das erste und das zweite Kennfeld identisch sein. Für bestimmte Anwendungen mag es ebenso günstig sein, den elektromagnetischen Aktor in kritischen Betriebssituationen mit einer effektiveren Ansteuerung in Form eines einzigen neutralen Kennfeldes zu versorgen. In this case, advantageously, the first and the second map can be identical. For certain applications, it may also be beneficial to provide the electromagnetic actuator in critical operating situations with a more effective control in the form of a single neutral map.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann zumindest das erste und/oder das zweite Kennfeld mittels einer mathematischen Funktion approximiert werden und/oder ein modellbasierter Ansatz zur Bestimmung der Kennfelder verwendet werden. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass auf den Einsatz der u.U. speicherintensiven Kennfelder in einer Steuervorrichtung verzichtet werden kann, unter der Maßgabe, dass dafür ein rechenintensiverer Prozess zur Funktionsberechnung und/oder Modellberechnung eingesetzt werden kann. So kann anstelle eines Kennfelds eine formelmäßige Beschreibung, eine Polynom-, Spline-, Taylor- oder PWM-Gewichtungsparametersatz oder andere Ansatzfunktionen abgespeichert werden, um die Menge Kennfelddaten zu reduzieren. According to an advantageous development of the invention, at least the first and / or the second map can be approximated by means of a mathematical function and / or a model-based approach can be used to determine the maps. This embodiment has the advantage that the use of the u.U. memory-intensive maps can be dispensed with in a control device, with the proviso that for a computationally intensive process for function calculation and / or model calculation can be used. Thus, instead of a map, a formula description, polynomial, spline, Taylor or PWM weighting parameter set, or other approach functions may be stored to reduce the set of map data.
Gemäß eines weiteren erfindungsgemäßen Aspekts wird eine Steuervorrichtung zur Steuerung des Betriebs eines Elektromagneten, insbesondere zur Steuerung eines elektromagnetischen Hydraulikventils, vorgeschlagen, wobei der Elektromagnet zum Antreiben eines Aktors mit Spannungspulsen beaufschlagt wird. Die Steuervorrichtung umfasst eine Spannungsvorgabeeinrichtung zur vorgebbaren Abgabe von Spannungspulsen an den Elektromagneten. Die Spannungsvorgabeeinrichtung ist zur Abgabe von Überlagerungspulsen eingerichtet, deren Pulslänge kleiner als die Pulslänge der Spannungspulse ist, um den Verlauf der den Spannungspulsen zugeordneten Strompulsen einzustellen, insbesondere um eine vorgebbare bzw. gewünschte Flankensteilheit der Strompulse einzustellen. According to a further aspect of the invention, a control device for controlling the operation of an electromagnet, in particular for controlling an electromagnetic hydraulic valve, is proposed, wherein the electromagnet for driving an actuator is subjected to voltage pulses. The control device comprises a voltage setting device for the predeterminable delivery of voltage pulses to the electromagnet. The voltage setting device is set up for outputting superposition pulses whose pulse length is shorter than the pulse length of the voltage pulses in order to set the course of the current pulses associated with the voltage pulses, in particular to set a predefinable or desired edge steepness of the current pulses.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Steuervorrichtung eine Speichereinrichtung zur permanenten Speicherung von Verlauf und Höhe der Spannungspulse und der Überlagerungspulse umfassen, wobei bevorzugt eine I/O-Interfaceeinrichtung zur externen Programmierung, d.h. zumindest zur Einspeicherung aber auch vorteilhaft zum Auslesen der Daten der Speichereinrichtung vorgesehen ist. Beispielsweise kann die Speichereinrichtung die oben genannten ersten und zweiten Kennfelder zur Ansteuerung des elektromagnetischen Aktors beinhalten oder Parameter- und Funktionsbeschreibungen, die die Kennfelder bzw. Pulsfolgen mittels eines rechnerbasierten Verfahrens nachbilden können. Weiter ist es zweckmäßig, über eine I/O-Interfaceeinrichtung eine Korrekturmöglichkeit zu Änderungen der beiden Kennfelder und/oder Parametereingaben und Änderungen aufzuweisen.According to an advantageous embodiment of the invention, the control device may comprise a memory device for permanently storing the course and height of the voltage pulses and the overlapping pulses, wherein preferably an I / O interface device for external programming, i. at least for storage but also advantageous for reading the data of the memory device is provided. For example, the memory device may include the above-mentioned first and second maps for controlling the electromagnetic actuator or parameter and function descriptions that can simulate the maps or pulse sequences by means of a computer-based method. Furthermore, it is expedient to have a correction possibility for changes in the two maps and / or parameter inputs and changes via an I / O interface device.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Steuervorrichtung eine Treiberstufe zur direkten Ansteuerung eines Elektromagneten eines elektromagnetischen Hydraulikventils und/oder eine Diagnoseeinrichtung zur Überwachung des Betriebs der Steuervorrichtung und/oder des Hydraulikventils umfassen. Um eine besonders kompakte Bauweise der Ansteuerung des elektromagnetischen Aktors zu ermöglichen, ist es günstig, eine Treiberstufe in der Steuervorrichtung selbst vorzusehen, wie es in Fahrzeugsteuergeräten häufig realisiert ist. Auch ist eine Diagnosemöglichkeit zur Überwachung des Betriebs der Steuervorrichtung für Wartungszwecke sehr hilfreich, wobei beispielsweise die Treiberstufe von extern direkt ansprechbar ausgelegt sein kann, bzw. die Impulsfolgen der Steuervorrichtung von extern ausgelesen werden können und die I/O-Interfaceeinrichtung kontaktiert werden kann. Es bietet sich des Weiteren vorteilhaft an, ein Buskopplereinrichtung, beispielsweise einen CAN-Buskoppler in der Steuervorrichtung anzuordnen, um eine Kommunikation mit einem übergeordneten Motorsteuersystem bereitzustellen, um Soll-Schaltpositionen des Aktors zu empfangen und Betriebs- und Störungsdaten auszugeben. Dabei lassen sich Fehlerfälle und/oder ein Wartungsbedarf von angesteuerten Hydraulikventilen so günstig ermitteln. According to an advantageous development of the invention, the control device may include a driver stage for direct control of an electromagnet of an electromagnetic hydraulic valve and / or a diagnostic device for monitoring the operation of the control device and / or the hydraulic valve. In order to allow a particularly compact design of the control of the electromagnetic actuator, it is advantageous to provide a driver stage in the control device itself, as is often realized in vehicle control devices. Also, a diagnostic option for monitoring the operation of the control device for maintenance is very helpful, for example, the driver stage can be configured externally directly addressable, or the pulse trains of the control device can be read from the outside and the I / O interface device can be contacted. It offers further advantageous to arrange a bus coupler, such as a CAN bus coupler in the control device to provide communication with a higher-level engine control system to receive desired switching positions of the actuator and output operating and fault data. In this case, fault cases and / or a need for maintenance of controlled hydraulic valves can be determined so low.
ZEICHNUNGEN DRAWINGS
Weitere Vorteile ergeben sich aus der vorliegenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Further advantages result from the present description of the drawing. In the drawings, embodiments of the invention are shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Es zeigen: Show it:
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. In the figures, the same or similar components are numbered with the same reference numerals.
Ebenfalls eingezeichnet ist der sich einstellende Stromverlauf aus einzelnen Strompulsen
Die negative Halbwelle des Spannungspulses
Das Hydraulikventil
Um bei großen Getriebeölwechselintervallen – Extremfall Lebensdauerfüllung – ein ausfallsicheres Verhalten aufzuweisen, sollte das Hydraulikventil
Ein derartiges Volumenstromregelventil
Das dargestellte Ventil weist – vergleichbar einem Druckregelventil ein enges Spatmass und hierdurch bedingt hohe Verstellkräfte auf, so dass hohe Mischreibungs- und Gleitreibungskräfte im dynamischen Betrieb resultieren. The valve shown has - comparable to a pressure control valve a tight Spatmass and thereby high adjustment forces, so that high Mischreibungs- and sliding friction forces result in dynamic operation.
Das dargestellte Hydraulikventil
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Strompuls current pulse
- 1212
- Null Spannung Untere Zero voltage lower
- 1313
- Grenzspannunng Grenzspannunng
- 1414
- Reglerspannung voltage regulator
- 1515
- Obere Grenzspannung Upper limit voltage
- 1616
- Referenzspannung reference voltage
- 1818
- 2020
- Spannungspulslänge I Voltage pulse length I
- 2121
- Spannungspulshöhe I Voltage pulse height I
- 2222
- Spannungspulslänge II Voltage pulse length II
- 2323
- Spannungspulshöhe II Voltage pulse height II
- 2424
- Spannungspuls voltage pulse
- 2626
- Überlagerungspuls Superposition pulse
- 3030
- Überlagerungspulslänge I Superposition pulse length I
- 3131
- Überlagerungspulshöhe I Overlay pulse height I
- 32 32
- Spannungspulslänge II Voltage pulse length II
- 3333
- 3434
- Überlagerungspulslänge III Superposition pulse length III
- 3535
- Überlagerungspulshöhe III Overlay pulse height III
- 3636
- Spannungspulslänge IV Voltage pulse length IV
- 3737
- 3838
- Ansteigende Flanke Rising edge
- 4040
- Abfallende Flanke Falling edge
- 100100
- Hydraulikventil hydraulic valve
- 102102
- Spule Kitchen sink
- 104104
- Polrohr pole tube
- 106106
- Luftspalt air gap
- 108108
- Anker anchor
- 110110
- Beschichtung coating
- 112112
- Gehäuse casing
- 114114
- Hintere Ringnut Rear ring groove
- 116116
- Mittlere Ringnut Middle ring groove
- 118118
- Vordere Ringnut Front ring groove
- 120120
- Schraubendruckfeder Helical compression spring
- 122122
- Aktor = Hydraulikkolben Actuator = hydraulic piston
- 124124
- Stößel tappet
- 126126
- Elektromagnet electromagnet
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 0306839 [0002] EP 0306839 [0002]
- US 20020101314 [0004, 0004] US 20020101314 [0004, 0004]
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---|---|
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---|---|
DE (1) | DE102012112841B4 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016050378A1 (en) * | 2014-09-29 | 2016-04-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for controlling a linear drive and linear drive unit |
DE102014222438A1 (en) * | 2014-11-04 | 2016-05-04 | Robert Bosch Gmbh | Method for detecting a switching position of an electromagnetically actuated hydraulic switching valve |
DE102015211943A1 (en) * | 2015-06-26 | 2016-12-29 | Dialog Semiconductor (Uk) Limited | PWM actuator control with pulse control |
DE102017208407A1 (en) * | 2017-05-18 | 2018-11-22 | Zf Friedrichshafen Ag | Method for friction monitoring of electromagnetic actuators and control unit |
DE102018202764A1 (en) * | 2018-02-23 | 2019-08-29 | Zf Friedrichshafen Ag | Method for controlling slide pressure regulators by means of a dither function |
WO2023143976A1 (en) * | 2022-01-28 | 2023-08-03 | Faurecia Autositze Gmbh | Method for operating a vehicle seat comfort system |
DE102016107489B4 (en) | 2015-09-02 | 2023-11-09 | Mitsubishi Electric Corporation | Dither power supply control method and dither power supply control apparatus |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0306839A1 (en) | 1987-09-07 | 1989-03-15 | Sikora, Gernot, Dipl.-Ing. | Method and device for driving solenoids, particularly in injection valves |
DE10011924A1 (en) * | 2000-03-11 | 2001-09-13 | Bosch Gmbh Robert | Magnetic fuel injection valve control method has booster capacitor discharged via valve magnetic coil during booster phase before connecting battery voltage across valve magnetic coil |
US20020101314A1 (en) | 2001-01-26 | 2002-08-01 | Kenichi Oishi | Electromagnetic driving device and flow rate controlling apparatus employing the same driving device |
DE102007006179A1 (en) * | 2007-02-07 | 2008-08-14 | Siemens Ag | Circuit arrangement and method for operating an inductive load |
DE102007026947A1 (en) * | 2007-06-12 | 2008-12-24 | Continental Automotive Gmbh | Method and device for operating an injection valve |
-
2012
- 2012-12-21 DE DE102012112841.3A patent/DE102012112841B4/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0306839A1 (en) | 1987-09-07 | 1989-03-15 | Sikora, Gernot, Dipl.-Ing. | Method and device for driving solenoids, particularly in injection valves |
DE10011924A1 (en) * | 2000-03-11 | 2001-09-13 | Bosch Gmbh Robert | Magnetic fuel injection valve control method has booster capacitor discharged via valve magnetic coil during booster phase before connecting battery voltage across valve magnetic coil |
US20020101314A1 (en) | 2001-01-26 | 2002-08-01 | Kenichi Oishi | Electromagnetic driving device and flow rate controlling apparatus employing the same driving device |
DE102007006179A1 (en) * | 2007-02-07 | 2008-08-14 | Siemens Ag | Circuit arrangement and method for operating an inductive load |
DE102007026947A1 (en) * | 2007-06-12 | 2008-12-24 | Continental Automotive Gmbh | Method and device for operating an injection valve |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016050378A1 (en) * | 2014-09-29 | 2016-04-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for controlling a linear drive and linear drive unit |
DE102014222438A1 (en) * | 2014-11-04 | 2016-05-04 | Robert Bosch Gmbh | Method for detecting a switching position of an electromagnetically actuated hydraulic switching valve |
DE102015211943A1 (en) * | 2015-06-26 | 2016-12-29 | Dialog Semiconductor (Uk) Limited | PWM actuator control with pulse control |
US10075121B2 (en) | 2015-06-26 | 2018-09-11 | Dialog Semiconductor (Uk) Limited | PWM actuator control with pulse regulation |
DE102015211943B4 (en) | 2015-06-26 | 2023-05-17 | Dialog Semiconductor (Uk) Limited | PWM actuator control with pulse control |
DE102016107489B4 (en) | 2015-09-02 | 2023-11-09 | Mitsubishi Electric Corporation | Dither power supply control method and dither power supply control apparatus |
DE102017208407A1 (en) * | 2017-05-18 | 2018-11-22 | Zf Friedrichshafen Ag | Method for friction monitoring of electromagnetic actuators and control unit |
DE102018202764A1 (en) * | 2018-02-23 | 2019-08-29 | Zf Friedrichshafen Ag | Method for controlling slide pressure regulators by means of a dither function |
WO2023143976A1 (en) * | 2022-01-28 | 2023-08-03 | Faurecia Autositze Gmbh | Method for operating a vehicle seat comfort system |
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