DE102015104117A1 - MOTION CONTROL OF AN ACTOR - Google Patents

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Abstract

Ein System zum Steuern der Betätigung eines elektromagnetischen Aktors umfasst einen Aktor mit einer elektrischen Spule, mit einem Magnetkern und mit einem Anker. Eine steuerbare Treiberschaltung spricht auf ein elektrisches Leistungsflusssignal an, um einen Strom durch die elektrische Spule hindurch zu treiben, um den Anker zu betätigen. Ein Steuerungsmodul umfasst einen Ankerbewegungsbeobachter, der ausgestaltet ist, um einen Ankerbewegungsparameter in dem Aktor auf der Grundlage eines Magnetflusses in dem Aktor und einer vorbestimmten mechanischen Bewegungsgleichung, die dem Aktor entspricht, zu ermitteln, und um das elektrische Leistungsflusssignal auf der Grundlage des Ankerbewegungsparameters anzupassen.A system for controlling the operation of an electromagnetic actuator comprises an actuator with an electric coil, with a magnetic core and with an armature. A controllable driver circuit is responsive to an electrical power flow signal for driving current through the electrical coil to actuate the armature. A control module includes an armature motion observer configured to determine an armature motion parameter in the actuator based on a magnetic flux in the actuator and a predetermined mechanical motion equation corresponding to the actuator and to adjust the electrical power flow signal based on the armature motion parameter.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGENCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung mit der Nummer 61/955,963, die am 20. März 2014 eingereicht wurde und der vorläufigen US-Anmeldung mit der Nummer 61/955,942, die am 20. März 2014 eingereicht wurde, wobei der Offenbarungsgehalt von beiden hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.This application claims the benefit of US Provisional Application No. 61 / 955,963 filed on Mar. 20, 2014 and US Provisional Application No. 61 / 955,942 filed on Mar. 20, 2014, the disclosure content of which is hereby incorporated by reference both of which are incorporated herein by reference.

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Diese Offenbarung betrifft durch Solenoide aktivierte Aktoren.This disclosure relates to solenoids activated actuators.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen nur Hintergrundinformationen mit Bezug auf die vorliegende Offenbarung bereit. Folglich sind diese Aussagen nicht dazu gedacht, eine Anerkennung des Standes der Technik zu bilden.The statements in this section provide only background information related to the present disclosure. Consequently, these statements are not intended to constitute acknowledgment of the state of the art.

Solenoidaktoren können verwendet werden, um Fluide (Flüssigkeiten und Gase) zu steuern, oder zum Positionieren oder für Steuerungsfunktionen. Ein typisches Beispiel für einen Solenoidaktor ist das Kraftstoffeinspritzventil. Kraftstoffeinspritzventile werden verwendet, um druckbeaufschlagten Kraftstoff in einen Krümmer, einen Ansaugkanal oder direkt in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine einzuspritzen. Bekannte Kraftstoffeinspritzventile umfassen elektromagnetisch aktivierte Solenoidvorrichtungen, die mechanische Federn überwinden, um ein Ventil zu öffnen, das sich an einer Spitze des Einspritzventils befindet, um eine Kraftstoffströmung dort hindurch zu ermöglichen. Einspritzventil-Treiberschaltungen steuern einen elektrischen Stromfluss an die elektromagnetisch aktivierten Solenoidvorrichtungen, um die Einspritzventile zu öffnen und zu schließen. Einspritzventil-Treiberschaltungen können in einer Spitzenwert-und-Halten-Steuerungskonfiguration oder in einer Konfiguration mit einer Schaltersättigung betrieben werden.Solenoid actuators can be used to control fluids (liquids and gases), or for positioning or control functions. A typical example of a solenoid actuator is the fuel injector. Fuel injectors are used to inject pressurized fuel into a manifold, intake passage, or directly into a combustion chamber of an internal combustion engine. Known fuel injectors include electromagnetically activated solenoid devices that overcome mechanical springs to open a valve located at a tip of the injector to allow fuel flow therethrough. Injector driver circuits control electrical current flow to the solenoid activated solenoid devices to open and close the injectors. Injector driver circuits may operate in a peak and hold control configuration or in a switch saturation configuration.

Anker von Kraftstoffeinspritzventilen bewegen sich im Ansprechen auf einen Magnetfluss und eine Magnetkraft, die erzeugt werden, wenn die Solenoidvorrichtungen elektromagnetisch aktiviert werden. Eine Bewegung des Ankers überwindet Vorspannkräfte von federbetätigten Düsennadeln, um ein Öffnen der Kraftstoffeinspritzventile zu erreichen. Obwohl die erzeugten Magnetflüsse und Magnetkräfte theoretisch proportional zu dem elektrischen Strom sind, der an die Solenoidvorrichtungen angelegt wird, kann ein magnetischer Restfluss in den Kraftstoffeinspritzventilen zu Abweichungen von gewünschten Werten führen. Der magnetische Restfluss ist auf persistente Wirbelströme und eine magnetische Hysterese in dem Kraftstoffeinspritzventil als Folge einer Verschiebung eingespritzter Kraftstoffmassenraten, die unterschiedliche anfängliche Magnefflusswerte benötigen, zurückzuführen. Wenn man sich folglich nur auf den Fluss des angelegten Stroms an die Solenoidvorrichtungen stützt, wird dies zu ungenauen Schätzwerten der Bewegung und der Position des Ankers während eines Kraftstoffeinspritzereignisses führen.Anchors of fuel injection valves move in response to a magnetic flux and a magnetic force generated when the solenoid devices are electromagnetically activated. Movement of the armature overcomes biasing forces of spring actuated nozzle needles to achieve opening of the fuel injectors. Although the generated magnetic fluxes and magnetic forces are theoretically proportional to the electrical current applied to the solenoid devices, residual magnetic flux in the fuel injectors may result in deviations from desired values. Residual magnetic flux is due to persistent eddy currents and magnetic hysteresis in the fuel injector as a result of a shift in injected fuel mass rates requiring different initial magneflow values. Therefore, relying only on the flow of applied current to the solenoid devices will result in inaccurate estimates of the movement and position of the armature during a fuel injection event.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Ein System zum Steuern der Betätigung eines elektromechanischen Aktors umfasst einen Aktor mit einer elektrischen Spule, mit einem Magnetkern und mit einem Anker. Eine steuerbare Treiberschaltung spricht auf ein elektrisches Leistungsflusssignal an, um einen Strom durch die elektrische Spule hindurch zu treiben, um den Anker zu betätigen. Ein Steuerungsmodul umfasst einen Ankerbewegungsbeobachter, der ausgestaltet ist, um einen Ankerbewegungsparameter in dem Aktor auf der Grundlage eines Magnetflusses in dem Aktor und einer vorbestimmten mechanischen Bewegungsgleichung zu bestimmen, der dem Aktor entspricht, und um das elektrische Leistungsflusssignal auf der Grundlage des Ankerbewegungsparameters anzupassen.A system for controlling the operation of an electro-mechanical actuator comprises an actuator with an electric coil, with a magnetic core and with an armature. A controllable driver circuit is responsive to an electrical power flow signal for driving current through the electrical coil to actuate the armature. A control module includes an armature motion observer configured to determine an armature motion parameter in the actuator based on a magnetic flux in the actuator and a predetermined mechanical motion equation corresponding to the actuator and to adjust the electrical power flow signal based on the armature motion parameter.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Ein oder mehrere Ausführungsformen werden nun anhand von Beispielen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:One or more embodiments will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:

1 eine schematische Schnittansicht eines Kraftstoffeinspritzventils und eines Aktivierungscontrollers in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; 1 a schematic sectional view of a fuel injection valve and an activation controller in accordance with the present disclosure illustrated;

2 auf schematische Weise ein transientes Ankermodell zum Schätzen einer Magnetkraft in dem Kraftstoffeinspritzventil 10 von 1 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; 2 schematically a transient anchor model for estimating a magnetic force in the fuel injection valve 10 from 1 illustrated in accordance with the present disclosure;

3-1 eine schematische Schnittansicht eines Ankerabschnitts, einer mechanischen Feder und einer Elektromagnetanordnung 24 des Kraftstoffeinspritzventils 10 von 1 und 2 beim Vorhandensein eines Magnetflusses in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; 3-1 a schematic sectional view of an anchor portion, a mechanical spring and an electromagnet assembly 24 of the fuel injection valve 10 from 1 and 2 in the presence of a magnetic flux in accordance with the present disclosure;

3-2 den Ankerabschnitt 21 in der Nähe des Luftspalts entlang eines Querschnitts A-A von 3-1 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; und 3-2 the anchor section 21 near the air gap along a cross section AA of 3-1 illustrated in accordance with the present disclosure; and

4 ein Positionssteuerungsmodul in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. 4 A position control module in accordance with the present disclosure is illustrated.

GENAUE BESCHREIBUNGPRECISE DESCRIPTION

Diese Offenbarung beschreibt die Konzepte des gegenwärtig beanspruchten Gegenstands mit Bezug auf eine beispielhafte Anwendung auf Kraftstoffeinspritzventile mit linearer Bewegung. Jedoch kann der beanspruchte Gegenstand weiter gefasst auf beliebige lineare oder nichtlineare elektromagnetische Aktoren angewendet werden, die eine elektrische Spule verwenden, um ein Magnetfeld in einen magnetischen Kern zu induzieren, was dazu führt, dass eine Anziehungskraft auf einen beweglichen Anker wirkt. Typische Beispiele umfassen Fluidsteuerungssolenoide, Benzin- oder Diesel- oder CNG-Kraftstoffeinspritzventile, die in Brennkraftmaschinen eingesetzt werden, und nichtfluidische Solenoidaktoren zur Positionierung und zur Steuerung.This disclosure describes the concepts of the presently claimed subject matter with reference to an exemplary application to linear motion fuel injectors. However, the claimed subject matter may be broadly applied to any linear or nonlinear electromagnetic actuators that use an electrical coil to induce a magnetic field in a magnetic core, causing an attractive force to act on a movable armature. Typical examples include fluid control solenoids, gasoline or diesel or CNG fuel injectors used in internal combustion engines, and non-fluid solenoid actuators for positioning and control.

Nun mit Bezug auf die Zeichnungen, in denen das Gezeigte nur zum Zweck der Veranschaulichung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und nicht zum Zweck, diese einzuschränken, gedacht ist, veranschaulicht 1-1 auf schematische Weise eine nicht einschränkende beispielhafte Ausführungsform eines elektromagnetisch aktivierten Kraftstoffeinspritzventils 10 für Direkteinspritzung. Obwohl in der veranschaulichten Ausführungsform ein elektromagnetisch aktiviertes Kraftstoffeinspritzventil für Direkteinspritzung dargestellt ist, kann ein Kraftstoffeinspritzventil für Ansaugkanaleinspritzung gleichermaßen verwendet werden. Das Kraftstoffeinspritzventil 10 ist ausgestaltet, um Kraftstoff direkt in einen Brennraum 100 einer Brennkraftmaschine einzuspritzen. Zur Steuerung der Aktivierung des Kraftstoffeinspritzventils 10 ist ein Aktivierungscontroller 80 mit diesem elektrisch wirksam verbunden. Der Aktivierungscontroller 80 entspricht nur dem Kraftstoffeinspritzventil 10. In der veranschaulichten Ausführungsform umfasst der Aktivierungscontroller 80 ein Steuerungsmodul 60 und einen Einspritzventil-Treiber 50. Das Steuerungsmodul 60 ist mit dem Einspritzventil-Treiber 50 elektrisch wirksam verbunden, der wiederum mit dem Kraftstoffeinspritzventil 10 zur Steuerung der Aktivierung desselben elektrisch wirksam verbunden ist. Rückmeldungssignale können von dem Kraftstoffeinspritzventil an den Aktivierungscontroller 80 geliefert werden. Das Kraftstoffeinspritzventil 10, das Steuerungsmodul 60 und der Einspritzventil-Treiber 50 können beliebige geeignete Vorrichtungen sein, die ausgestaltet sind, um wie hier beschrieben zu arbeiten. In veranschaulichten Ausführungsformen umfasst das Steuerungsmodul 60 eine Verarbeitungsvorrichtung. Bei einer Ausführungsform ist eine oder sind mehrere Komponenten des Aktivierungscontrollers 80 in eine Verbindungsanordnung 36 des Kraftstoffeinspritzventils 36 integriert. Bei einer anderen Ausführungsform ist eine oder sind mehrere Komponenten des Aktivierungscontrollers 80 in einen Körper 12 des Kraftstoffeinspritzventils 10 integriert. Bei noch einer weiteren Ausführungsform befinden sich eine oder mehrere Komponenten des Aktivierungscontrollers 80 außerhalb des Kraftstoffeinspritzventils 10 – und in direkter Nähe dazu – und sie sind mit der Verbindungsanordnung 36 über ein oder mehrere Kabel und/oder Drähte elektrisch wirksam verbunden. Die Ausdrücke ”Kabel” und ”Draht” werden hier austauschbar verwendet, um eine Übertragung von elektrischer Leistung und/oder eine Übertragung von elektrischen Signalen bereitzustellen.Referring now to the drawings, wherein the illustrated is intended only for the purpose of illustrating certain example embodiments and not for the purpose of limiting the same 1-1 schematically a non-limiting example embodiment of an electromagnetically activated fuel injection valve 10 for direct injection. Although in the illustrated embodiment, an electromagnetically activated direct injection fuel injection valve is illustrated, an intake port injection fuel injection valve may equally be used. The fuel injector 10 is designed to fuel directly into a combustion chamber 100 to inject an internal combustion engine. To control the activation of the fuel injection valve 10 is an activation controller 80 electrically connected to this. The activation controller 80 corresponds only to the fuel injection valve 10 , In the illustrated embodiment, the activation controller includes 80 a control module 60 and an injector driver 50 , The control module 60 is with the injector driver 50 electrically connected, in turn, with the fuel injection valve 10 is operatively connected to control the activation thereof. Feedback signals may be sent from the fuel injector to the activation controller 80 to be delivered. The fuel injector 10 , the control module 60 and the injector driver 50 may be any suitable devices designed to operate as described herein. In illustrated embodiments, the control module comprises 60 a processing device. In one embodiment, one or more components of the activation controller 80 in a connection arrangement 36 of the fuel injection valve 36 integrated. In another embodiment, one or more components of the activation controller 80 in a body 12 of the fuel injection valve 10 integrated. In yet another embodiment, one or more components of the activation controller are located 80 outside the fuel injection valve 10 - and in the immediate vicinity - and they are with the connection arrangement 36 electrically connected via one or more cables and / or wires. The terms "cable" and "wire" are used interchangeably herein to provide transmission of electrical power and / or transmission of electrical signals.

Steuerungsmodul, Modul, Steuerung, Controller, Steuerungseinheit, Prozessor und ähnliche Begriffe bezeichnen eine beliebige oder verschiedene Kombinationen aus einem oder mehreren anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), elektronischen Schaltungen, zentralen Verarbeitungseinheiten (vorzugsweise Mikroprozessoren) und zugehörigem Arbeitsspeicher und Massenspeicher (Festwertspeicher, programmierbarer Festwertspeicher, Speicher mit wahlfreiem Zugriff, Festplattenlaufwerk usw.), die ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme oder Routinen ausführen, kombinatorischen Logikschaltungen, Eingabe/Ausgabe-Schaltungen und -Vorrichtungen, geeigneten Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungen und andere Komponenten zum Bereitstellen der beschriebenen Funktionalität. Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Routinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe bezeichnen beliebige Anweisungssätze mit Kalibrierungen und Nachschlagetabellen. Das Steuerungsmodul weist einen Satz von Steuerungsroutinen auf, die ausgeführt werden, um die gewünschten Funktionen bereitzustellen. Routinen werden ausgeführt, beispielsweise von einer zentralen Verarbeitungseinheit, und können betrieben werden, um Eingaben von Erfassungsvorrichtungen und anderen Netzwerksteuerungsmodulen zu überwachen und um Steuerungs- und Diagnoseroutinen zum Steuern des Betriebs von Aktoren auszuführen. Routinen können in regelmäßigen Intervallen ausgeführt werden, beispielsweise alle 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden während eines fortlaufenden Betriebs der Kraftmaschine und des Fahrzeugs. Alternativ können Routinen in Ansprechen auf das Auftreten eines Ereignisses ausgeführt werden.Control module, module, controller, controller, controller, processor, and similar terms refer to any or various combinations of one or more application specific integrated circuits (ASICs), electronic circuits, central processing units (preferably microprocessors), and associated random access memory and mass storage (read only memory, programmable read only memory) , Random access memory, hard disk drive, etc.) running one or more software or firmware programs or routines, combinatorial logic circuits, input / output circuits and devices, suitable signal conditioning and buffer circuits, and other components to provide the described functionality , Software, firmware, programs, instructions, routines, code, algorithms, and similar terms refer to any set of instructions including calibrations and look-up tables. The control module has a set of control routines that are executed to provide the desired functions. Routines are executed for example, from a central processing unit, and may be operated to monitor inputs from sensing devices and other network control modules and to perform control and diagnostic routines for controlling the operation of actuators. Routines may be executed at regular intervals, for example, every 3.125, 6.25, 12.5, 25, and 100 milliseconds during ongoing engine and vehicle operation. Alternatively, routines may be executed in response to the occurrence of an event.

Allgemein kann ein Anker entweder in eine betätigte Position oder in eine statische oder Ruheposition gesteuert werden. Das Kraftstoffeinspritzventil 10 kann eine beliebige geeignete diskrete Kraftstoffeinspritzvorrichtung sein, die entweder in eine offene (betätigte) Position oder eine geschlossene (statische oder ruhende) Position gesteuert werden kann. Bei einer Ausführungsform umfasst das Kraftstoffeinspritzventil 10 einen zylinderförmigen Hohlkörper 12, der eine Längsachse 101 definiert. Ein Kraftstoffeinlass 15 ist an einem ersten Ende 14 des Körpers 12 angeordnet, und eine Kraftstoffdüse 28 ist an einem zweiten Ende 16 des Körpers 12 angeordnet. Der Kraftstoffeinlass 15 ist mit einem Hochdruck-Kraftstoffverteilerrohr 30 fluidtechnisch gekoppelt, das mit einer Hochdruck-Einspritzpumpe fluidtechnisch gekoppelt ist. Eine Ventilanordnung 18 ist dem Körper 12 enthalten und umfasst ein Nadelventil 20, eine federbetätigte Düsennadel 22 und einen Ankerabschnitt 21. Das Nadelventil 20 sitzt eingreifend in der Kraftstoffdüse 28, um eine Kraftstoffströmung dort hindurch zu steuern. Obwohl die veranschaulichte Ausführungsform ein dreieckig geformtes Nadelventil 20 darstellt, können andere Ausführungsformen eine Kugel verwenden. Bei einer Ausführungsform ist der Ankerabschnitt 21 mit der Düsennadel 22 starr gekoppelt und zu einer linearen Verschiebung als Einheit zusammen mit der Düsennadel 22 und dem Nadelventil 20 in erste bzw. zweite Richtungen 81, 82 ausgestaltet. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Ankerabschnitt 21 mit der Düsennadel 22 verschiebbar gekoppelt sein. Beispielsweise kann der Ankerabschnitt 21 in die erste Richtung 81 verschoben werden, bis er durch einen Düsennadelanschlag gestoppt wird, der an der Düsennadel 22 starr angebracht ist. Analog kann der Ankerabschnitt 21 in die zweite Richtung 82 unabhängig von der Düsennadel 22 verschoben werden, bis er einen Düsennadelanschlag kontaktiert, der an der Düsennadel 22 starr angebracht ist. Bei einem Kontakt mit dem Düsennadelanschlag, der an der Düsennadel 22 starr angebracht ist, bewirkt die Kraft des Ankerabschnitts 21, dass die Düsennadel 22 zusammen mit dem Ankerabschnitt 21 in die zweite Richtung 82 gedrückt wird. Der Ankerabschnitt 21 kann Vorsprünge zum Eingriff mit verschiedenen Anschlägen innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils 10 enthalten.Generally, an anchor can be controlled to either an actuated position or a static or rest position. The fuel injector 10 may be any suitable discrete fuel injector that can be controlled to either an open (actuated) position or a closed (static or stationary) position. In one embodiment, the fuel injection valve comprises 10 a cylindrical hollow body 12 , which is a longitudinal axis 101 Are defined. A fuel inlet 15 is at a first end 14 of the body 12 arranged, and a fuel nozzle 28 is at a second end 16 of the body 12 arranged. The fuel inlet 15 is with a high pressure fuel rail 30 fluidly coupled, which is fluidly coupled to a high-pressure injection pump. A valve arrangement 18 is the body 12 included and includes a needle valve 20 , a spring-operated nozzle needle 22 and an anchor section 21 , The needle valve 20 sits engaging in the fuel nozzle 28 to control fuel flow therethrough. Although the illustrated embodiment is a triangular shaped needle valve 20 For example, other embodiments may use a ball. In one embodiment, the anchor portion is 21 with the nozzle needle 22 rigidly coupled and to a linear displacement as a unit together with the nozzle needle 22 and the needle valve 20 in first or second directions 81 . 82 designed. In another embodiment, the anchor portion 21 with the nozzle needle 22 be slidably coupled. For example, the anchor section 21 in the first direction 81 until it is stopped by a jet needle stopper attached to the nozzle needle 22 is rigidly attached. Analogously, the anchor section 21 in the second direction 82 independent of the nozzle needle 22 be moved until it contacts a nozzle needle stop, which at the nozzle needle 22 is rigidly attached. When in contact with the nozzle needle stop, on the nozzle needle 22 rigidly attached, causes the force of the anchor section 21 that the nozzle needle 22 together with the anchor section 21 in the second direction 82 is pressed. The anchor section 21 can projections for engagement with various stops within the fuel injection valve 10 contain.

Eine Anordnung 24 mit einem ringförmigen Elektromagneten, die eine elektrische Spule und einen Magnetkern umfasst, ist zum magnetischen Eingriff mit dem Ankerabschnitt 21 der Ventilanordnung ausgestaltet. Die Anordnung 24 mit der elektrischen Spule und dem Magnetkern ist zu Veranschaulichungszwecken so dargestellt, dass sie sich außerhalb des Körpers des Kraftstoffeinspritzventils befindet; jedoch sind Ausführungsformen hier darauf gerichtet, dass die Anordnung 24 mit der elektrischen Spule und dem Magnetkern entweder in das Kraftstoffeinspritzventil 10 fest eingebaut oder darin integriert sind. Die elektrische Spule ist auf den Magnetkern gewickelt und enthält Anschlüsse zum Empfang von elektrischem Strom vom Einspritzventil-Treiber 50. Hier nachstehend wird die ”Anordnung mit der elektrischen Spule und dem Magnetkern” einfach als ”elektrische Spule 24” bezeichnet werden. Wenn die elektrische Spule 24 deaktiviert und nicht erregt ist, drückt die Feder 26 die Ventilanordnung 18 einschließlich des Nadelventils 20 in die erste Richtung 81 zu der Kraftstoffdüse 28 hin, um das Nadelventil 20 zu schließen und eine Kraftstoffströmung dort hindurch zu verhindern. Wenn die elektrische Spule 24 aktiviert und erregt ist, wirkt eine elektromagnetische Kraft (hier nachfolgend ”Magnetkraft”) auf den Ankerabschnitt 21 ein, um die von der Feder 26 ausgeübte Federkraft zu überwinden, und drückt die Ventilanordnung 18 in die zweite Richtung 82, wodurch das Nadelventil 20 von der Kraftstoffdüse 28 weg bewegt wird und das Strömen von druckbeaufschlagtem Kraftstoff innerhalb der Ventilanordnung 18 durch die Kraftstoffdüse 28 ermöglicht wird. Eine Suchspule 25 ist mit der elektrischen Spule 24 gegenseitig magnetisch gekoppelt und ist vorzugsweise axial oder radial neben die Spule 24 gewickelt.An arrangement 24 with an annular electromagnet comprising an electric coil and a magnetic core is for magnetic engagement with the anchor portion 21 designed the valve assembly. The order 24 with the electric coil and the magnetic core is shown as being outside the body of the fuel injection valve for illustrative purposes; However, embodiments are directed here that the arrangement 24 with the electric coil and the magnetic core either in the fuel injection valve 10 permanently installed or integrated therein. The electric coil is wound on the magnetic core and includes terminals for receiving electrical power from the injector driver 50 , Hereinafter, the "electrical coil and magnetic core assembly" will be referred to simply as "electrical coil 24 Be designated. When the electric coil 24 deactivated and not energized, presses the spring 26 the valve assembly 18 including the needle valve 20 in the first direction 81 to the fuel nozzle 28 towards the needle valve 20 close and prevent fuel flow therethrough. When the electric coil 24 is activated and energized, an electromagnetic force (hereinafter "magnetic force") acts on the armature section 21 a, to that of the spring 26 overcome applied spring force, and pushes the valve assembly 18 in the second direction 82 , causing the needle valve 20 from the fuel nozzle 28 is moved away and the flow of pressurized fuel within the valve assembly 18 through the fuel nozzle 28 is possible. A search coil 25 is with the electric coil 24 is magnetically coupled to each other and is preferably axially or radially adjacent to the coil 24 wound.

Das Kraftstoffeinspritzventil 10 kann eine Anhaltevorrichtung 29 umfassen, die mit der Ventilanordnung 18 interagiert, um eine Verschiebung der Ventilanordnung 18 zu stoppen, wenn diese zum Öffnen gezwungen wird. Bei einer Ausführungsform ist ein Drucksensor 32 ausgestaltet, um einen Kraftstoffdruck 34 in dem Hochdruck-Kraftstoffverteilerrohr 30 in der Nähe des Kraftstoffeinspritzventils 10, vorzugsweise stromaufwärts zu dem Kraftstoffeinspritzventil 10, zu beschaffen. Bei einer anderen Ausführungsform kann ein Drucksensor 32' in den Einlass 15 des Kraftstoffeinspritzventils integriert sein, anstelle des Drucksensors 32 im Kraftstoffverteilerrohr 30 oder in Kombination mit dem Drucksensor. In der in 1 veranschaulichten Ausführungsform ist das Kraftstoffeinspritzventil 10 nicht auf die räumliche und geometrische Anordnung der hier beschriebenen Merkmale begrenzt, und es kann zusätzliche Merkmale und/oder andere räumliche und geometrische Anordnungen umfassen, die in der Technik bekannt sind, um das Kraftstoffeinspritzventil 10 zwischen offenen und geschlossenen Positionen zu betreiben, um die Zufuhr von Kraftstoff an die Kraftmaschine 100 zu steuern.The fuel injector 10 can be a stopping device 29 include that with the valve assembly 18 interacts to shift the valve assembly 18 to stop when forced to open. In one embodiment, a pressure sensor is 32 designed to provide a fuel pressure 34 in the high pressure fuel rail 30 near the fuel injection valve 10 , preferably upstream of the fuel injection valve 10 , to get. In another embodiment, a pressure sensor 32 ' in the inlet 15 be integrated with the fuel injection valve, instead of the pressure sensor 32 in the fuel rail 30 or in combination with the pressure sensor. In the in 1 illustrated embodiment is the fuel injection valve 10 is not limited to the spatial and geometric arrangement of the features described herein, and may include additional features and / or other spatial and geometric arrangements known in the art to the fuel injector 10 operate between open and closed positions to increase the supply of fuel to the engine 100 to control.

Das Steuerungsmodul 60 erzeugt ein Einspritzventil-Befehlssignal (einen Aktorbefehl) 52, das den Einspritzventil-Treiber 50 steuert, welcher das Kraftstoffeinspritzventil 10 in die offene Position aktiviert, um ein Kraftstoffeinspritzereignis zu bewirken. In der veranschaulichten Ausführungsform kommuniziert das Steuerungsmodul 60 mit einem oder mehreren externen Steuerungsmodulen, etwa mit einem Kraftmaschinensteuerungsmodul (ECM) 5; bei anderen Ausführungsformen kann das Steuerungsmodul 60 jedoch mit dem ECM zusammengebaut sein. Das Einspritzventil-Befehlssignal 52 steht in Korrelation mit einer gewünschten Kraftstoffmasse, die von dem Kraftstoffeinspritzventil 10 während des Kraftstoffeinspritzereignisses geliefert werden soll. Analog kann das Einspritzventil-Befehlssignal 52 mit einer gewünschten Kraftstoffströmungsrate in Korrelation stehen, die von dem Kraftstoffeinspritzventil 10 während des Kraftstoffeinspritzereignisses zugeführt werden soll. Bei der Verwendung hierin bezeichnet der Ausdruck ”gewünschte eingespritzte Kraftstoffmasse” die gewünschte Kraftstoffmasse, die der Kraftmaschine durch das Kraftstoffeinspritzventil 10 zugeführt werden soll. Bei der Verwendung hierin bezeichnet der Ausdruck ”gewünschte Kraftstoffströmungsrate” die Rate, mit welcher Kraftstoff der Kraftmaschine durch das Kraftstoffeinspritzventil 10 zugeführt werden soll, um die gewünschte Kraftstoffmasse zu erreichen. Die gewünschte eingespritzte Kraftstoffmasse kann auf einem oder mehreren überwachten Eingabeparametern 51 beruhen, die in das Steuerungsmodul 60 oder das ECM 5 eingegeben werden. Der eine oder die mehreren überwachten Eingabeparameter 51 können eine Bedienerdrehmomentanforderung, einen Krümmerabsolutdruck (MAP), eine Kraftmaschinendrehzahl, eine Kraftmaschinentemperatur, eine Kraftstofftemperatur und eine Umgebungstemperatur, die durch bekannte Verfahren beschafft werden, umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Der Einspritzventil-Treiber 50 erzeugt ein Einspritzventil-Aktivierungssignal (ein Aktoraktivierungssignal) 75 in Ansprechen auf das Einspritzventil-Befehlssignal 52, um das Kraftstoffeinspritzventil 10 zu aktivieren. Das Einspritzventil-Aktivierungssignal 75 steuert einen Stromfluss an die elektrische Spule 24, um eine elektromagnetische Kraft in Ansprechen auf das Einspritzventil-Befehlssignal 52 zu erzeugen. Eine elektrische Leistungsquelle 40 stellt eine Quelle für elektrische DC-Leistung für den Einspritzventil-Treiber 50 bereit. Bei einigen Ausführungsformen stellt die elektrische DC-Leistungsquelle eine Niederspannung bereit, z. B. 12 V, und ein Aufwärtswandler kann verwendet werden, um eine hohe Spannung auszugeben, z. B. 24 V bis 200 V, die dem Einspritzventil-Treiber 50 zugeführt wird. Wenn die elektrische Spule 24 unter Verwendung des Einspritzventil-Aktivierungssignals 75 aktiviert wird, drückt die von dieser erzeugte elektromagnetische Kraft den Ankerabschnitt 21 in die zweite Richtung 82. Wenn der Ankerabschnitt 21 in die zweite Richtung 82 gedrückt wird, wird folglich bewirkt, dass die Ventilanordnung 18 in die zweite Richtung 82 in eine offene Position gedrückt oder verschoben wird, was ermöglicht, dass druckbeaufschlagter Kraftstoff dort hindurch strömt. Der Einspritzventil-Treiber 50 steuert das Einspritzventil-Aktivierungssignal 75 für die elektrische Spule 24 durch ein beliebiges geeignetes Verfahren, welches beispielsweise einen pulsbreitenmodulierten (PWM) Fluss von elektrischer Leistung umfasst. Der Einspritzventil-Treiber 50 ist ausgestaltet, um eine Aktivierung des Kraftstoffeinspritzventils 10 zu steuern, in dem er geeignete Einspritzventil-Aktivierungssignale 75 erzeugt. Bei Ausführungsformen, die mehrere aufeinanderfolgende Kraftstoffeinspritzereignisse für einen gegebenen Kraftmaschinenzyklus verwenden, kann ein Einspritzventil-Aktivierungssignal 75 erzeugt werden, das für jedes der Kraftstoffeinspritzereignisse innerhalb des Kraftmaschinenzyklus festgelegt ist. The control module 60 generates an injector command signal (an actuator command) 52 including the injector driver 50 controls which the fuel injector 10 activated to the open position to effect a fuel injection event. In the illustrated embodiment, the control module communicates 60 with one or more external control modules, such as an engine control module (ECM) 5 ; in other embodiments, the control module 60 however, be assembled with the ECM. The injector command signal 52 is correlated with a desired fuel mass flowing from the fuel injector 10 during the fuel injection event. Analogously, the injector command signal 52 are correlated with a desired fuel flow rate from the fuel injector 10 during the fuel injection event. As used herein, the term "desired injected fuel mass" refers to the desired fuel mass that the engine through the fuel injector 10 should be supplied. As used herein, the term "desired fuel flow rate" refers to the rate at which fuel of the engine is injected through the fuel injector 10 should be supplied to achieve the desired fuel mass. The desired injected fuel mass may be on one or more monitored input parameters 51 based in the control module 60 or the ECM 5 be entered. The one or more monitored input parameters 51 may include, but are not limited to, operator torque request, manifold absolute pressure (MAP), engine speed, engine temperature, fuel temperature, and ambient temperature, which are provided by known methods. The injector driver 50 generates an injector activation signal (an actuator activation signal) 75 in response to the injector command signal 52 to the fuel injector 10 to activate. The injector activation signal 75 controls a current flow to the electric coil 24 to generate an electromagnetic force in response to the injector command signal 52 to create. An electrical power source 40 provides a source of DC electrical power to the injector driver 50 ready. In some embodiments, the DC electric power source provides a low voltage, e.g. 12 V, and a boost converter may be used to output a high voltage, e.g. B. 24V to 200V, the injector driver 50 is supplied. When the electric coil 24 using the injector activation signal 75 is activated, the electromagnetic force generated by this pushes the anchor portion 21 in the second direction 82 , When the anchor section 21 in the second direction 82 is pressed, thus causing the valve assembly 18 in the second direction 82 is pushed or shifted to an open position, allowing pressurized fuel to flow therethrough. The injector driver 50 controls the injector activation signal 75 for the electric coil 24 by any suitable method, including, for example, a pulse width modulated (PWM) flow of electrical power. The injector driver 50 is configured to activate the fuel injection valve 10 in which it receives appropriate injector activation signals 75 generated. In embodiments employing multiple consecutive fuel injection events for a given engine cycle, an injector activation signal may 75 generated for each of the fuel injection events within the engine cycle.

Das Einspritzventil-Aktivierungssignal 75 ist durch eine Einspritzzeitdauer und eine Stromwellenform gekennzeichnet, die einen anfänglichen Spitzenwert-Anzugsstrom und einen sekundären Haltestrom umfasst. Der anfängliche Spitzenwert-Anzugsstrom ist durch ein stetiges Hochfahren gekennzeichnet, um einen Spitzenwertstrom zu erzielen, welcher wie hier beschrieben gewählt sein kann. Der anfängliche Spitzenwert-Anzugsstrom erzeugt eine elektromagnetische Kraft, die auf den Ankerabschnitt 21 der Ventilanordnung 18 einwirkt, um die Federkraft zu überwinden und die Ventilanordnung 18 in die zweite Richtung 82 in die offene Position zu drücken, wodurch das Strömen von druckbeaufschlagtem Kraftstoff durch die Kraftstoffdüse 28 hindurch eingeleitet wird. Wenn der anfängliche Spitzenwert-Anzugsstrom erreicht ist, verringert der Einspritzventil-Treiber 50 den Strom in der elektrischen Spule 24 auf den sekundären Haltestrom. Der sekundäre Haltestrom ist durch einen in etwa stationären Strom gekennzeichnet, der niedriger als der anfängliche Spitzenwert-Anzugsstrom ist. Der sekundäre Haltestrom ist ein Stromniveau, das von dem Einspritzventil-Treiber 50 gesteuert wird, um die Ventilanordnung 18 in der offenen Position zu halten, um das Strömen von druckbeaufschlagtem Kraftstoff durch die Kraftstoffdüse 28 hindurch fortzusetzen. Der sekundäre Haltestrom wird vorzugsweise durch ein minimales Stromniveau angezeigt. Der Einspritzventil-Treiber 50 ist als bidirektionaler Stromtreiber ausgestaltet, der zum Bereitstellen eines negativen Stromflusses zur Entnahme von Strom aus der elektrischen Spule 24 in der Lage ist. Bei der Verwendung hierin bezeichnet der Ausdruck ”negativer Stromfluss”, dass die Richtung des Stromflusses zum Erregen der elektrischen Spule umgedreht wird. Folglich werden die Ausdrücke ”negativer Stromfluss” und ”umgedrehter Stromfluss” hier austauschbar verwendet.The injector activation signal 75 is characterized by an injection period and a current waveform that includes an initial peak pull-in current and a secondary hold-up current. The initial peak pull-up current is characterized by steady startup to achieve a peak current which may be selected as described herein. The initial peak pull-up current generates an electromagnetic force that is incident on the armature section 21 the valve assembly 18 acts to overcome the spring force and the valve assembly 18 in the second direction 82 to push into the open position, whereby the flow of pressurized fuel through the fuel nozzle 28 is initiated through. When the initial peak pull-up current is reached, the injector driver decreases 50 the current in the electric coil 24 on the secondary holding current. The secondary hold current is characterized by an approximately steady state current that is lower than the initial peak pull-up current. The secondary holding current is a current level provided by the injector driver 50 is controlled to the valve assembly 18 in the open position to prevent the passage of pressurized fuel through the fuel nozzle 28 to continue through. The secondary holding current is preferably indicated by a minimum current level. The injector driver 50 is designed as a bidirectional current driver, which is to provide a negative current flow for removing power from the electrical coil 24 be able to. As used herein, the term "negative current flow" refers to reversing the direction of current flow for energizing the electrical coil. Consequently, the terms "negative current flow" and "reversed current flow" are used interchangeably herein.

Ausführungsformen sind hier auf das Steuern des Kraftstoffeinspritzventils für mehrere Kraftstoffeinspritzereignisse gerichtet, die während eines Kraftmaschinenzyklus dicht aufeinanderfolgen. Bei der Verwendung hierin bezeichnet der Begriff ”dicht aufeinanderfolgend” eine Verweilzeit zwischen jedem aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzereignis, die kleiner als ein vorbestimmter Verweilzeit-Schwellenwert ist. Bei der Verwendung hierin bezeichnet der Ausdruck ”Verweilzeit” eine Zeitspanne zwischen dem Ende der Einspritzung des ersten Kraftstoffeinspritzereignisses (Aktorereignisses) und dem Start der Einspritzung für ein entsprechendes zweites Kraftstoffeinspritzereignis (Aktorereignis) von jedem aufeinanderfolgenden Paar von Kraftstoffeinspritzereignissen. Der Verweilzeit-Schwellenwert kann so gewählt sein, dass er eine Zeitspanne derart definiert, dass Verweilzeiten, die kleiner als der Verweilzeit-Schwellenwert sind, das Erzeugen einer Instabilität und/oder von Abweichungen bei der Größe der eingespritzten Kraftstoffmasse anzeigen, die bei jedem der Kraftstoffeinspritzereignisse zugeführt wird. Die Instabilität und/oder die Abweichungen bei der Größe der eingespritzten Kraftstoffmasse können die Reaktion auf das Vorhandensein sekundärer magnetischer Effekte sein. Die sekundären magnetischen Effekte umfassen persistente Wirbelströme und eine magnetische Hysterese innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils und einen darauf beruhenden Restfluss. Die persistenten Wirbelströme und die magnetische Hysterese sind aufgrund von Übergängen bei anfänglichen Flusswerten zwischen den dicht aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzereignissen vorhanden. Folglich wird der Verweilzeit-Schwellenwert nicht einen beliebigen festgelegten Wert definiert und die Wahl desselben kann auf einer Kraftstofftemperatur, auf einer Temperatur des Kraftstoffeinspritzventils, auf dem Typ des Kraftstoffeinspritzventils, auf einem Kraftstoffdruck und auf Kraftstoffeigenschaften wie etwa Kraftstofftypen und Kraftstoffmischungen beruhen, ist aber nicht darauf beschränkt. Bei der Verwendung hierin bezeichnet der Ausdruck ”Fluss” einen Magnetfluss, der das Gesamtmagnetfeld angibt, das von der elektrischen Spule 24 erzeugt wird und durch den Ankerabschnitt hindurchgeht. Da die Wicklungen der elektrischen Spule 24 den Magnetfluss in den Magnetkern einkoppeln, kann dieser Fluss daher gleich der Flusskopplung gesetzt werden. Die Flusskopplung beruht außerdem auf der Flussdichte, die durch den Ankerabschnitt hindurchgeht, auf der Oberfläche des Ankerabschnitts benachbart zu dem Luftspalt, und auf der Anzahl der Wicklungen der Spule 24. Folglich werden die Ausdrücke ”Fluss”, ”Magnetfluss” und ”Flusskopplung” hier austauschbar verwendet, sofern es nicht anderweitig angegeben ist.Embodiments herein are directed to controlling the fuel injection valve for a plurality of fuel injection events that closely track one another during an engine cycle. As used herein, the term "closely spaced" refers to a residence time between each successive fuel injection event that is less than a predetermined dwell threshold. As used herein, the term "dwell time" refers to a period of time between the end of injection of the first fuel injection event (actuator event) and the start of injection for a corresponding second fuel injection event (actuator event) of each successive pair of fuel injection events. The dwell threshold may be selected to define a period of time such that dwell times that are less than the dwell threshold indicate generation of instability and / or variations in injected fuel mass magnitude at each of the fuel injection events is supplied. The instability and / or variations in the size of the injected fuel mass may be the response to the presence of secondary magnetic effects. The secondary magnetic effects include persistent eddy currents and magnetic hysteresis within the fuel injector and residual flow based thereon. Persistent eddy currents and magnetic hysteresis are present due to transitions at initial flow values between the closely spaced fuel injection events. Thus, the dwell threshold is not defined to be any fixed value, and the choice thereof may be based on fuel temperature, fuel injector temperature, fuel injector type, fuel pressure, and fuel properties such as fuel types and fuel blends limited. As used herein, the term "flux" refers to a magnetic flux that indicates the total magnetic field that is from the electrical coil 24 is generated and passes through the anchor portion. Because the windings of the electric coil 24 couple the magnetic flux into the magnetic core, this flux can therefore be set equal to the flux coupling. The flux coupling is also based on the flux density passing through the armature section, on the surface of the armature section adjacent to the air gap, and on the number of turns of the coil 24 , Thus, the terms "flow,""magneticflux," and "flux linkage" are used interchangeably herein, unless otherwise specified.

Bei Kraftstoffeinspritzereignissen, die nicht dicht aufeinanderfolgen, kann unabhängig von der Verweilzeit eine festgelegte Stromwellenform für jedes Kraftstoffeinspritzereignis verwendet werden, weil das erste Kraftstoffeinspritzereignis eines aufeinanderfolgenden Paars wenig Einfluss auf die zugeführte eingespritzte Kraftstoffmasse des zweiten Kraftstoffeinspritzereignisses des aufeinanderfolgenden Paars aufweist. Jedoch kann das erste Kraftstoffeinspritzereignis dazu neigen, die zugeführte eingespritzte Kraftstoffmasse des zweiten Kraftstoffeinspritzereignisses und/oder von weiteren anschließenden Kraftstoffeinspritzereignissen zu beeinflussen, wenn das erste und zweite Kraftstoffeinspritzereignis dicht aufeinanderfolgen und eine feste Stromwellenform verwendet wird. Jedes Mal, wenn ein Kraftstoffeinspritzereignis durch ein oder mehrere vorhergehende Kraftstoffeinspritzereignisse eines Kraftmaschinenzyklus beeinflusst wird, kann die jeweilige zugeführte eingespritzte Kraftstoffmasse des entsprechenden Kraftstoffeinspritzereignisses zu einer nicht akzeptablen Wiederholbarkeit über den Verlauf von mehreren Kraftmaschinenzyklen hinweg führen, und die aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzereignisse werden als dicht aufeinanderfolgend betrachtet. Allgemeiner werden alle aufeinanderfolgenden Aktorereignisse, bei denen ein Restfluss von dem vorhergehenden Aktorereignis das Verhalten des nachfolgenden Aktorereignisses relativ zu einem Standard beeinflusst, beispielsweise relativ zu einem Verhalten in Abwesenheit des Restflusses, als dicht aufeinanderfolgend betrachtet.For fuel injection events that are not close in sequence, regardless of dwell time, a fixed current waveform may be used for each fuel injection event because the first fuel injection event of a consecutive pair has little impact on the injected fuel mass input of the second fuel injection event of the consecutive pair. However, the first fuel injection event may tend to affect the injected fuel mass of the second fuel injection event and / or subsequent fuel injection events when the first and second fuel injection events are close to each other and a fixed current waveform is used. Each time a fuel injection event is affected by one or more previous fuel injection events of an engine cycle, the respective injected fuel mass of the corresponding fuel injection event may result in unacceptable repeatability over the course of multiple engine cycles, and the consecutive fuel injection events are considered to be tightly sequential. More generally, all successive actuator events in which a residual flow from the previous actuator event affects the behavior of the subsequent actuator event relative to a standard, for example, relative to behavior in the absence of residual flow, are considered to be closely sequential.

In einigen Ausführungsformen kann das Kraftstoffeinspritzventil 10 von 1 eine Suchspule 25 umfassen, die mit der elektrischen Spule 24 gegenseitig magnetisch gekoppelt ist und auf den Magnetkernabschnitt der Anordnung 24 mit einer elektrischen Spule und einem Magnetkern gewickelt ist. Diese Offenbarung kann die elektrische Spule 24 austauschbar als ”Hauptspule” bezeichnen. Die Suchspule 25 ist zu Veranschaulichungszwecken so dargestellt, dass sie sich außerhalb des Körpers des Kraftstoffeinspritzventils befindet; jedoch sind Ausführungsformen hier darauf gerichtet, dass die Suchspule 25 mit dem Kraftstoffeinspritzventil 10 entweder zusammengebaut oder darin integriert ist. Die Suchspule 25 ist in einer Magnetfeldstrecke positioniert, die durch die Hauptspule 24 erzeugt wird. Daher ist die Suchspule 25 nicht auf eine beliebige spezielle Konfiguration oder räumliche Orientierung begrenzt. Bei einer Ausführungsform ist die Suchspule 25 benachbart zu der Hauptspule 24 gewickelt. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Suchspule 25 um die Hauptspule 24 herum gewickelt. Die Suchspule 25 kann Anschlussleitungen umfassen, die mit einem Spannungssensor elektrisch verbunden sind. Die Suchspule 25 kann verwendet werden, um den Magnetfluss innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils 10 zu beschaffen. Eine Flusskopplung der Suchspule 25 kann beispielsweise eine Spannung in der Suchspule 25 in Übereinstimmung mit der folgenden Beziehung erzeugen: VSC = dλ / dt [1] wobei

VSC
die Suchspulenspannung ist,
λ
die Flusskopplung ist und
t
die Zeit ist.
In some embodiments, the fuel injector 10 from 1 a search coil 25 include that with the electric coil 24 is magnetically coupled to each other and the magnetic core portion of the arrangement 24 is wound with an electric coil and a magnetic core. This disclosure may be the electrical coil 24 interchangeably designate as "main coil". The search coil 25 for purposes of illustration, is shown external to the body of the fuel injector; However, embodiments are directed here that the search coil 25 with the fuel injection valve 10 either assembled or integrated into it. The search coil 25 is positioned in a magnetic field path through the main coil 24 is produced. Therefore, the search coil 25 not limited to any specific configuration or spatial orientation. In one embodiment, the search coil is 25 adjacent to the main coil 24 wound. In another embodiment, the search coil is 25 around the main coil 24 wrapped around. The search coil 25 may include leads electrically connected to a voltage sensor. The search coil 25 can be used to control the magnetic flux within the fuel injector 10 to get. A flux coupling of the search coil 25 For example, a voltage in the search coil 25 generate in accordance with the following relationship: V SC = dλ / dt [1] in which
V SC
the search coil voltage is,
λ
the flux coupling is and
t
the time is.

Der Magnetfluss im Luftspalt des Kraftstoffeinspritzventils kann daher aus einer Integration in Übereinstimmung mit der folgenden Beziehung erhalten werden: φ = 1 / N∫VSCdt + φ0 [2] wobei

φ
der Magnetfluss im Luftspalt ist,
φ0
der anfängliche Fluss (Restfluss) ist, und
N
eine vorgeschriebene Anzahl von Wicklungen in der Suchspule ist.
The magnetic flux in the air gap of the fuel injection valve can therefore be obtained from integration in accordance with the following relationship: φ = 1 / N∫V SC dt + φ 0 [2] in which
φ
the magnetic flux in the air gap is,
φ 0
the initial flow is, and
N
is a prescribed number of turns in the search coil.

Folglich kann die Suchspule 25 als eine der Sensorvorrichtungen im Kraftstoffeinspritzventil dienen, die Informationen an das Steuerungsmodul 60 über die Rückmeldungssignale 42 liefern. Der anfängliche Fluss kann unter Verwendung einer Entmagnetisierungs- oder Flussrücksetzprozedur auf Null gesetzt werden.Consequently, the search coil can 25 serve as one of the sensor devices in the fuel injection valve, the information to the control module 60 via the feedback signals 42 deliver. The initial flow can be zeroed using a demagnetization or flow reset procedure.

Darüber hinaus ist die Flusskopplung der Suchspule 25, die durch Gleichung 1 bestimmt wird, im Wesentlichen identisch zu derjenigen der Hauptspule 24 auf der Grundlage der gegenseitigen magnetischen Kopplung dazwischen. Auf vorteilhafte Weise können Werte für die Flusskopplung und den Magnetfluss im Kraftstoffeinspritzventil sogar ohne das direkte Überwachen der Spannung (etwa mit einer Suchspule, wie vorstehend beschrieben ist) durch andere Parameter ermittelt werden. Die Spannung, der Strom und der Widerstandswert der Hauptspule können in der folgenden Beziehung verwendet werden, um die Flusskopplung zu erhalten: VMC = R × i + dλ / dt [3] wobei

VMC
die Spannung der Hauptspule ist,
λ
die Flusskopplung ist,
R
der Widerstandswert der Hauptspule ist,
i
der durch die Hauptspule hindurch gemessene Strom ist, und
t
die Zeit ist.
In addition, the flux coupling of the search coil 25 , which is determined by Equation 1, substantially identical to that of the main coil 24 based on the mutual magnetic coupling between them. Advantageously, values for flux linkage and magnetic flux in the fuel injector may be determined by other parameters even without directly monitoring the voltage (such as with a search coil as described above). The voltage, current and resistance of the main coil can be used in the following relationship to obtain the flux coupling: V MC = R × i + dλ / dt [3] in which
V MC
the voltage of the main coil is,
λ
the flux coupling is,
R
the resistance value of the main coil is,
i
is the current measured through the main coil, and
t
the time is.

Der Magnetfluss in einem Luftspalt des Kraftstoffeinspritzventils kann folglich aus einer Integration in Übereinstimmung mit der folgenden Beziehung beschafft werden: φ = 1 / N∫(VMC – Ri)dt + φ0 [4] wobei

φ
der Magnetfluss im Luftspalt ist,
N
eine vorgeschriebene Anzahl von Wicklungen in der Hauptspule ist,
φ0
der anfängliche Fluss (Restfluss) ist,
R
der Widerstandswert der Hauptspule ist,
i
der Strom durch die Hauptspule hindurch ist, und
t
die Zeit ist.
The magnetic flux in an air gap of the fuel injection valve can thus be obtained from integration in accordance with the following relationship: φ = 1 / N∫ (V MC - Ri) dt + φ 0 [4] in which
φ
the magnetic flux in the air gap is,
N
is a prescribed number of windings in the main coil,
φ 0
the initial flow (residual flow) is
R
the resistance value of the main coil is,
i
the current through the main coil is, and
t
the time is.

Folglich kann der Magnetfluss ohne eine separate Suchspule bestimmt werden. Auf beiden Wegen kann der Magnetfluss über die Rückmeldungssignale 42 an das Steuerungsmodul 60 des Aktivierungscontrollers 80 geliefert werden.Consequently, the magnetic flux can be determined without a separate search coil. In either way, the magnetic flux can be via the feedback signals 42 to the control module 60 of the activation controller 80 to be delivered.

In anderen Ausführungsformen kann ein Magnetfeldsensor, etwa ein Hall-Sensor, in einer Magnetflusstrecke innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils positioniert sein, um den Magnetfluss zu messen. Analog können andere Magnetfeldsensoren verwendet werden, um den Magnetfluss zu messen, wie etwa ohne Einschränkung analoge Hall-Sensoren und magnetoresistive Sensoren (MR-Sensoren). Der von derartigen Magnetfeldsensoren gemessene Magnetfluss kann über die Rückmeldungssignale 42 an das Steuerungsmodul 60 geliefert werden. Es versteht sich, dass diese Magnetfeldsensoren Erfassungsvorrichtungen anzeigen, die in das Kraftstoffeinspritzventil integriert sind, um den aktiven Magnetfluss zu beschaffen. Es versteht sich, dass Ausführungsformen hierin nicht auf eine beliebige Technik zur Ermittlung des Magnetflusses oder der äquivalenten Flusskopplung im Kraftstoffeinspritzventil 10 begrenzt sein sollen.In other embodiments, a magnetic field sensor, such as a Hall sensor, may be positioned in a magnetic flux path within the fuel injector to measure the magnetic flux. Similarly, other magnetic field sensors can be used to measure magnetic flux, such as without limitation analog Hall sensors and magnetoresistive (MR) sensors. The magnetic flux measured by such magnetic field sensors can be detected via the feedback signals 42 to the control module 60 to be delivered. It is understood that these magnetic field sensors indicate sensing devices integrated with the fuel injector to provide the active magnetic flux. It is understood that embodiments herein are not limited to any technique for determining magnetic flux or equivalent flux coupling in the fuel injector 10 should be limited.

2 veranschaulicht auf schematische Weise ein transientes Ankerpositionsmodell zum Schätzen einer augenblicklichen Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung der Ankerabschnitts 21 des Kraftstoffeinspritzventils 10 von 1 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung. Das transiente Ankermodell 200 kann in dem Steuerungsmodul 60 und/oder dem externen ECM 5 von 1 implementiert sein und von einer Verarbeitungsvorrichtung desselben ausgeführt werden. Das transiente Ankermodell 200 umfasst ein elektrisches Teilsystem 210 und ein magnetisches, fluidisches und mechanisches Teilsystem (MFM-Teilsystem) 220. Das transiente Ankermodell 200 wird mit Bezug auf das Kraftstoffeinspritzventil 10 und den Aktivierungscontroller 80 von 1 beschrieben. Der Einspritzventil-Treiber 50, der Ankerabschnitt 21 und der stationäre Magnetkern 240 der Anordnung 24 mit einem elektrischen Kern und einem Elektromagneten werden ferner veranschaulicht, um Beziehungen zwischen Parametern der Spulentreiberspannung 201, des Spulentreiberstroms 202, des seriellen Gesamtwiderstandswerts 204, der Spannung 206 zur Flusskopplungsberechnung, der Magnetkraft 212 und der Position des Ankerabschnitts 21 darzustellen. In der veranschaulichten Ausführungsform wird angenommen, dass die Magnetkraft 212 und die Position 214 des Ankerabschnitts unbekannt sind. Eine gestrichelte horizontale Linie 244 zeigt eine Position 214 des Ankerabschnitts 21 an, die gleich Null ist. Wenn die Position 214 gleich Null ist, versteht es sich, dass sich der Ankerabschnitt 21 nicht bewegt und durch die mechanische Feder 26 in die erste Richtung 81 von 1 vorgespannt ist; das heißt, dass das Einspritzventil geschlossen ist, wodurch eine Kraftstoffströmung an die Kraftmaschine 100 verhindert wird. 2 schematically illustrates a transient anchor position model for estimating an instantaneous position, velocity and acceleration of the anchor portion 21 of the fuel injection valve 10 from 1 in accordance with the present disclosure. The transient anchor model 200 can in the control module 60 and / or the external ECM 5 from 1 be implemented and executed by a processing device thereof. The transient anchor model 200 includes an electrical subsystem 210 and a magnetic, fluidic and mechanical subsystem (MFM subsystem) 220 , The transient anchor model 200 becomes with respect to the fuel injection valve 10 and the activation controller 80 from 1 described. The injector driver 50 , the anchor section 21 and the stationary magnetic core 240 the arrangement 24 with an electrical core and an electromagnet are further illustrated to illustrate relationships between parameters of the coil drive voltage 201 , the coil driver current 202 , the total serial resistance value 204 , the tension 206 for flux linkage calculation, the magnetic force 212 and the position of the anchor section 21 display. In the illustrated embodiment, it is assumed that the magnetic force 212 and the position 214 of the anchor section are unknown. A dashed horizontal line 244 shows a position 214 the anchor section 21 which is zero. If the position 214 is equal to zero, it is understood that the anchor section 21 not moved and by the mechanical spring 26 in the first direction 81 from 1 is biased; that is, the injector is closed, causing fuel flow to the engine 100 is prevented.

Das elektrische Teilsystem 210 kann die Flusskopplung der elektrischen Spule und eine von dem Einspritzventil-Treiber 50 bereitgestellte Spannung auf der Grundlage der folgenden Beziehung repräsentieren:

Figure DE102015104117A1_0002
wobei

v
die Spannung 201 ist, die von dem Einspritzventil-Treiber bereitgestellt wird,
λ
die Flusskopplung 206 ist,
R
der serielle Gesamtwiderstandswert 204 der Hauptspule, der Kabel und von reflektierten Wirbelstromwiderstandswerten ist,
i
der gemessene Strom 202 durch die Hauptspule hindurch ist,
t
die Zeit ist,
T
eine Temperatur der Hauptspule ist, und
s
eine Position 214 des Ankers ist.
The electrical subsystem 210 may be the flux coupling of the electrical coil and one of the injector driver 50 provide supplied voltage based on the following relationship:
Figure DE102015104117A1_0002
in which
v
the voltage 201 that is provided by the injector driver,
λ
the flux coupling 206 is
R
the total serial resistance 204 the main coil, the cable and reflected eddy current resistance values,
i
the measured current 202 through the main coil,
t
the time is,
T
a temperature of the main coil is, and
s
a position 214 the anchor is.

Es ist festzustellen, dass einige Ausführungsformen die Suchspule 25 enthalten können, um die Flusskopplung 206 unter Verwendung von Gleichung [1] wie vorstehend beschrieben indirekt zu beschaffen.It should be noted that some embodiments use the search coil 25 may contain the flux link 206 using equation [1] as described above indirectly.

Das MFM-Teilsystem 220 des transienten Ankerpositionsmodells 200 kann die Magnetkraft 212, die auf den sich bewegenden Ankerabschnitt 21 wirkt, und die Position 214 des Ankers 21 auf der Grundlage der folgenden Bewegungsbeziehung repräsentieren, aus der der Fachmann Ausdrücke für die Position, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung erkennen wird:

Figure DE102015104117A1_0003
wobei

fmag
die Magnetkraft 212 ist, die auf den Anker wirkt,
m1
eine bewegliche Masse eines ersten Abschnitts des Ankers ist,
m2
eine bewegliche Masse eines zweiten Abschnitts des Ankers ist,
k1(s)
gleich 1 ist, wenn sich der erste Abschnitt des Ankers 21 bewegt,
k2(s)
gleich 0 ist, wenn der erste und zweite Abschnitt des Ankers 21 entkoppelt sind, und gleich 1 ist, wenn der erste und zweite Abschnitt gekoppelt sind,
c
ein viskoser Dämpfungskoeffizient ist, der eine Funktion der Position s und der Temperatur T sein kann,
p
der Kraftstoffdruck ist,
k
eine Federkonstante der Feder ist, welche eine Funktion der Position s und der Temperatur T sein kann,
fplp
eine von einer Position und einem Kraftstoffdruck abhängige Kraft auf den Anker in der geschlossenen Position ist, und
fpl
eine Vorbelastung der Feder ist, die eine Funktion der Temperatur T sein kann,
T
die Temperatur ist.
The MFM subsystem 220 of the transient anchor position model 200 can the magnetic force 212 pointing to the moving anchor section 21 affects, and the position 214 of the anchor 21 based on the following motion relationship, from which one skilled in the art will recognize expressions for position, velocity, and acceleration:
Figure DE102015104117A1_0003
in which
f likes
the magnetic force 212 is that acts on the anchor
m 1
is a moving mass of a first section of the anchor,
m 2
is a movable mass of a second portion of the armature,
k 1 (s)
is equal to 1 when the first section of the anchor 21 emotional,
k 2 (s)
is equal to 0 when the first and second sections of the anchor 21 are decoupled and equal to 1 when the first and second sections are coupled,
c
is a viscous damping coefficient, which may be a function of position s and temperature T,
p
the fuel pressure is,
k
is a spring constant of the spring, which may be a function of the position s and the temperature T,
f plp
is a position and fuel pressure dependent force on the armature in the closed position, and
f pl
is a preload of the spring, which may be a function of temperature T,
T
the temperature is.

Es versteht sich, dass die erste bewegliche Masse m1 des ersten Abschnitts des Ankers den Ankerabschnitt 21 umfassen kann, der sich in die zweite Richtung 82 bewegt, vor dem Koppeln mit dem zweiten Abschnitt des Ankers, der eine Düsennadel 22 oder einen mit der Düsennadel gekoppelten Anschlag enthalten kann. Analog kann die zweite bewegliche Masse m2 des zweiten Abschnitts des Ankers 21 den Ankerabschnitt 21 umfassen, der sich in die zweite Richtung 82 bewegt, wobei er mit dem Anschlag oder der Düsennadel 22 gekoppelt ist. Gleichung [6] kann auf den Ankerabschnitt 21 angewendet werden, der sich mit mehr als zwei Massen bewegt. Die auf den Anker wirkende Magnetkraft kann auf der Grundlage von Beziehungen ermittelt werden, die nachstehend in 3-1 und 3-2 beschrieben sind. Parameter wie etwa die Masse, die Federkonstante, der viskose Dämpfungskoeffizient und die Vorbelastung der Feder können in einer Speichervorrichtung des Steuerungsmoduls 60 gespeichert sein. Obwohl die speziellen Ausdrücke von Gleichung [6] mit Bezug auf ein Kraftstoffeinspritzventil offengelegt sind, werden sich darüber hinaus allgemeinere oder detailliertere Formen der Gleichung, die auf andere Arten von elektromagnetischen Aktoranwendungen anwendbar sind, dem Fachmann auf dem Gebiet mit einem Verständnis der einzigartigen Strukturen und Kräfte der speziellen Aktoranwendung leicht offenbaren. Beispielsweise würde ein Anker mit einer einzigen Masse eine ähnliche Gleichung mit einem kombinierten Massenausdruck verwenden. Und während Gleichung [6] eine vom Kraftstoffdruck abhängige Kraft umfasst, würde eine allgemeinere Form der Gleichung, die auf andere Aktoren anwendbar ist, die ähnlichen Kräften nicht ausgesetzt sind, einen derartigen Ausdruck für Kräfte nicht enthalten oder sie würde Ausdrücke für Kräfte enthalten, die auf die spezielle Hardwarekonfiguration anwendbar sind. Darüber hinaus würden Ausdrücke mit Federvorbelastungen und Federkonstanten in Übereinstimmung mit speziellen Hardwarekonfigurationen analog angepasst oder ganz beseitigt werden, zum Beispiel würde der Ausdruck mit der Federkonstante beseitigt werden, aber eine Kraftvorbelastung im Fall eines magnetisch verriegelnden Solenoids beibehalten werden. Andere Variationen werden sich dem Fachmann ergeben und die spezielle Form und die speziellen Ausdrücke von Gleichung [6] sind nur beispielhaft und stellen keine Einschränkung der Anwendung einer Ankerbewegungsbeziehung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung dar. Daher kann eine allgemeinere Beziehung durch mindestens einen Ausdruck der Ankermasse und Beschleunigung und einen einzigen Ausdruck für Kräfte repräsentiert werden, um eine Ansammlung von zusätzlichen Kräften, die auf den Anker einwirken, zu umfassen.It is understood that the first movable mass m 1 of the first portion of the armature anchor portion 21 which may be in the second direction 82 moves, prior to coupling with the second section of the anchor, a nozzle needle 22 or may contain a coupled with the nozzle needle stop. Analogously, the second movable mass m 2 of the second section of the armature 21 the anchor section 21 include, moving in the second direction 82 moves, taking it with the stop or the nozzle needle 22 is coupled. Equation [6] can be applied to the anchor section 21 be applied, which moves with more than two masses. The magnetic force acting on the armature can be determined on the basis of relationships described below in FIG 3-1 and 3-2 are described. Parameters such as mass, spring constant, viscous damping coefficient and preload of the spring may be stored in a memory device of the control module 60 be saved. In addition, although the specific terms of equation [6] are disclosed with respect to a fuel injector, more general or more detailed forms of the equation applicable to other types of electromagnetic actuator applications will become apparent to those skilled in the art with an understanding of the unique structures and advantages Forces of special actuator application easily reveal. For example, a single mass anchor would use a similar equation with a combined mass expression. And while Equation [6] includes a fuel pressure dependent force, a more general form of the equation that is applicable to other actuators that are not exposed to similar forces would not include such an expression for forces, or would include terms for forces are applicable to the specific hardware configuration. Moreover, spring preload and spring constant terms would be analogously adjusted or eliminated altogether in accordance with particular hardware configurations, for example, the term constant term term would be eliminated, but a force preload would be maintained in the case of a magnetically-locking solenoid. Other variations will be apparent to those skilled in the art and the specific form and phrases of equation [6] are exemplary only and not limiting of the application of an armature movement relationship in accordance with the present disclosure. Thus, a more general relationship may be through at least one term of anchor mass and acceleration and a single expression for forces to encompass an accumulation of additional forces acting on the anchor.

3-1 veranschaulicht eine schematische Schnittansicht des Ankerabschnitts 21 und der Elektromagnetanordnung 24 des Kraftstoffeinspritzventils 10 von 1 und 2 beim Vorhandensein eines Magnetflusses in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung. Die Elektromagnetanordnung 24 umfasst die ringförmige elektrische Spule 241 und den stationären Magnetkern 240. Die elektrische Spule 241 enthält eine vorgeschriebene Anzahl von Wicklungen N. Der Magnetfluss folgt der Magnetflussstrecke 324 und wird erzeugt, wenn die elektrische Spule 241 durch einen elektrischen Strom erregt wird, der von dem Einspritzventil-Treiber 50 geliefert wird. Eine Magnetflussdichte 350 am Ankerabschnitt 21 in der Nähe eines Luftspalts entlang eines Querschnitts A-A ist ferner veranschaulicht. Es versteht sich, dass die auf den Ankerabschnitt 21 wirkende Magnetkraft 212 und nicht die Magnetflussstrecke 324 bestimmend für die Magnetflussdichte 350 am Luftspalt des Ankerabschnitts 21 ist. Beispielsweise heben sich Abschnitte der Magnetflussstrecke 324 auf, die in den Ankerabschnitt 21 in die radiale Richtung eindringen, und erzeugen eine Nettokraft von Null in die Richtung der Ankerbewegung. Außerdem dringt nicht die gesamte Magnetflussstrecke 324 in den Ankerabschnitt ein, aufgrund dessen, dass Abschnitte der Magnetflussstrecke auf den Ankerabschnitt in eine Richtung auftreffen, die senkrecht zu dem Ankerabschnitt 21 ist, und sie daher in den Ankerabschnitt nicht eindringen und diesen nicht verlassen. Mit anderen Worten berücksichtigt die Magnetflussdichte 350 nur einen Magnetfluss, der senkrecht zu dem Ankerabschnitt 21 in der Nähe des Luftspalts verläuft. 3-1 illustrates a schematic sectional view of the anchor portion 21 and the solenoid assembly 24 of the fuel injection valve 10 from 1 and 2 in the presence of a magnetic flux in accordance with the present disclosure. The electromagnet arrangement 24 includes the annular electrical coil 241 and the stationary magnetic core 240 , The electric coil 241 contains a prescribed number of windings N. The magnetic flux follows the magnetic flux path 324 and is generated when the electric coil 241 is energized by an electric current supplied by the injector driver 50 is delivered. A magnetic flux density 350 at the anchor section 21 near an air gap along a cross section AA is further illustrated. It is understood that the on the anchor section 21 acting magnetic force 212 and not the magnetic flux path 324 determining the magnetic flux density 350 at the air gap of the anchor section 21 is. For example, sections of the magnetic flux path are lifted 324 on that into the anchor section 21 penetrate in the radial direction, and generate a net force of zero in the direction of the armature movement. In addition, not the entire magnetic flux path penetrates 324 into the anchor portion, due to which portions of the magnetic flux path impinge on the anchor portion in a direction perpendicular to the anchor portion 21 is, and therefore they do not penetrate into the anchor section and not leave it. In other words, the magnetic flux density takes into account 350 only a magnetic flux perpendicular to the anchor portion 21 runs near the air gap.

Der Magnetfluss, der in der Strecke 324 fließt, kann auf der Grundlage der aus Gleichung [5] ermittelten Flusskopplung (oder durch andere vorstehend beschriebene Verfahren) und der vorgeschriebenen Anzahl von Wicklungen N der elektrischen Spule 241 wie folgt ermittelt werden: φ ≅ λ / N [7] wobei

φ
der Magnetfluss ist,
λ
die Flusskopplung der elektrischen Spule 241 ist und
N
die vorgeschriebene Anzahl von Wicklungen der elektrischen Spule 241 ist.
The magnetic flux in the track 324 may flow based on the flux coupling (or other methods described above) determined from equation [5] and the prescribed number of turns N of the electrical coil 241 be determined as follows: φ ≅ λ / N [7] in which
φ
the magnetic flux is,
λ
the flux coupling of the electric coil 241 is and
N
the prescribed number of windings of the electric coil 241 is.

3-2 veranschaulicht den Ankerabschnitt 21 in der Nähe des Luftspalts entlang des Querschnitts A-A von 3-1 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung. Der Ankerabschnitt weist einen Oberflächenbereich Sa auf. Es versteht sich, dass der Oberflächenbereich des Ankerabschnitts, die vorgeschriebene Anzahl von Wicklungen N und andere Parameter in einem Speicher des Steuerungsmoduls 60 gespeichert sein können. Die Magnetflussdichte 350 entlang des Querschnitts A-A kann unter Verwendung des Magnetflusses, der aus Gleichung [7] bestimmt wurde, wie folgt beschafft werden:

Figure DE102015104117A1_0004
wobei

Bn
die Magnetflussdichte 350 des Ankerabschnitts 21 entlang des Querschnitts A-A ist, und
Sa
der Oberflächenbereich des Ankerabschnitts 21 in der Nähe des Luftspalts ist.
3-2 illustrates the anchor section 21 near the air gap along the cross section AA of 3-1 in accordance with the present disclosure. The anchor portion has a surface area S a . It is understood that the surface area of the anchor portion, the prescribed number of windings N and other parameters in a memory of the control module 60 can be stored. The magnetic flux density 350 along the cross section AA can be obtained using the magnetic flux determined from equation [7] as follows:
Figure DE102015104117A1_0004
in which
B n
the magnetic flux density 350 the anchor section 21 along the cross section AA, and
S a
the surface area of the anchor section 21 near the air gap.

Wieder mit Bezug auf 3-1 kann die Magnetkraft 212, die auf den Ankerabschnitt 21 wirkt, aus der Magnetflussdichte 350, die durch Gleichung [8] bestimmt wird, wie folgt bestimmt werden.

Figure DE102015104117A1_0005
wobei

μ0
die Permeabilität des freien Raums ist, und
b
ein Korrekturfaktor ist, der eine Funktion der Ankerposition s und des Flusses φ ist.
Again with respect to 3-1 can the magnetic force 212 pointing to the anchor section 21 acts, from the magnetic flux density 350 , which is determined by equation [8], can be determined as follows.
Figure DE102015104117A1_0005
in which
μ 0
the permeability of the free space is, and
b
is a correction factor that is a function of the anchor position s and the flux φ.

Folglich kann die Magnetkraft 212, die auf den sich bewegenden Anker 21 wirkt, unter Verwendung von Gleichung [9] beschafft und in Gleichung [6] eingesetzt werden, um die Parameter der Position, der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung (d. h. Ausdrücke der Position, der Geschwindigkeit und der Beschleunigung) des sich bewegenden Ankerabschnitts 21 zu bestimmen. Informationen, die über die Rückmeldungssignale 42 von 1 bereitgestellt werden, ermöglichen es dem Steuerungsmodul 60 (oder dem ECM 5), das transiente Ankermodell 200 von 2 auszuführen, um die Flusskopplung und den Magnetfluss innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils 10 unter Verwendung von Gleichung [6] zu beschaffen. Jedoch können einige Ausführungsformen die Suchspule 25, Flusssensoren oder Magnetfeldsensoren enthalten, um den Magnetfluss oder die Flusskopplung zu beschaffen, wie vorstehend mit Bezug auf 1 beschrieben ist. Der Betrieb mit geschlossenem Regelkreis des transienten Ankermodells 200 wiederum kann Gleichung [6] ausführen, um die Parameter der augenblicklichen Position, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung (d. h. Ankerbewegungsparameter) des sich bewegenden Ankerabschnitts 21 auf der Grundlage des Magnetflusses im Kraftstoffeinspritzventil 10 zu bestimmen. Die Kenntnis der Ankerposition und -bewegung ermöglicht, dass präzise Kraftstoffraten an den Brennraum geliefert werden, und sie ermöglicht außerdem, dass mehrere direkt aufeinanderfolgende Kraftstoffeinspritzereignisse mit kleinen Mengen verwendet werden können, um den Kraftstoffverbrauch und Emissionen zu reduzieren. Ein Betrieb mit offenem Regelkreis, der nur den Stromfluss berücksichtigt, der an die Elektromagnetanordnung geliefert wird, um die Ankerposition zu bestimmen, ist aufgrund des Vorhandenseins eines Restflusses und persistenter Wirbelströme, die nicht berücksichtigt werden, oft anfällig für Fehler.Consequently, the magnetic force 212 pointing to the moving anchor 21 acts, obtained using equation [9] and substituted into equation [6], for the parameters of position, velocity, and / or acceleration (ie, position, velocity, and acceleration terms) of the moving armature section 21 to determine. Information about the feedback signals 42 from 1 provided allow the control module 60 (or the ECM 5 ), the transient anchor model 200 from 2 to perform the flux linkage and magnetic flux within the fuel injector 10 using equation [6]. However, some embodiments may use the search coil 25 Include flux sensors or magnetic field sensors to provide magnetic flux or flux coupling as described above with respect to FIG 1 is described. Closed loop operation of the transient anchor model 200 Again, equation [6] may perform to determine the parameters of the instantaneous position, velocity, and / or acceleration (ie, armature motion parameter) of the moving armature section 21 based on the magnetic flux in the fuel injection valve 10 to determine. Knowing the armature position and movement allows precise fuel rates to be delivered to the combustion chamber, and also allows multiple contiguous fuel injection events to be used in small amounts to reduce fuel consumption and emissions. Open loop operation, which only accounts for the current flow provided to the solenoid assembly to determine armature position, is often susceptible to failure due to the presence of residual flow and persistent eddy currents that are not taken into account.

4 veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform eines Positionssteuerungsmoduls unter Verwendung einer Rückmeldung der Ankerposition, um einen Strom zu steuern, der an eine elektrische Spule eines Kraftstoffeinspritzventils angelegt wird, um dessen Aktivierung zu steuern. Das Positionssteuerungsmodul 400 kann in dem Steuerungsmodul 60 des Aktivierungscontrollers 80 von 1 implementiert sein und von einer Verarbeitungsvorrichtung desselben ausgeführt werden. 4 FIG. 12 illustrates an exemplary embodiment of a position control module using armature position feedback to control a current applied to an electrical coil a fuel injection valve is applied to control its activation. The position control module 400 can in the control module 60 of the activation controller 80 from 1 be implemented and executed by a processing device thereof.

Folglich wird das Positionssteuerungsmodul 400 mit Bezugnahme auf 1 beschrieben. Das Positionssteuerungsmodul 400 umfasst ein Positionsbefehlserzeugungsmodul (PCG-Modul) 410, eine Differenzeinheit 412, ein Proportional-Integral-Positionssteuerungsmodul (PI-Positionssteuerungsmodul) 414, einen Einspritzventil-Treiber 420 und einen Ankerbewegungsbeobachter 460. Das Steuerungsmodul 60 des Aktivierungscontrollers 80 von 1 kann das PCG-Modul 410, die Differenzeinheit 412, das PI-Positionssteuerungsmodul 414 und den Ankerbewegungsbeobachter 460 umfassen. Der Einspritzventil-Treiber 50 des Kraftaktivierungscontrollers 80 von 1 kann den Einspritzventil-Treiber 420 umfassen. Jedoch können das Steuerungsmodul 60 und der Einspritzventil-Treiber 50 andere Kombinationen dieser vorstehend aufgeführten Merkmale umfassen.As a result, the position control module becomes 400 with reference to 1 described. The position control module 400 includes a position command generation module (PCG module) 410 , a difference unit 412 , a proportional-integral position control module (PI position control module) 414 , an injector driver 420 and an anchor motion observer 460 , The control module 60 of the activation controller 80 from 1 can the PCG module 410 , the difference unit 412 , the PI position control module 414 and the anchor motion observer 460 include. The injector driver 50 of the power activation controller 80 from 1 can the injector driver 420 include. However, the control module 60 and the injector driver 50 other combinations of these features listed above include.

In der veranschaulichten Ausführungsform wird eine gewünschte Kraftstoffströmungsmasse 409 in das PCG-Modul 410 eingegeben. Die gewünschte Kraftstoffströmungsmasse 409 kann von einem externen Modul, z. B. von dem ECM 5, auf der Grundlage der vorstehend erwähnten Eingabeparameter 51 zum Erreichen einer gewünschten eingespritzten Kraftstoffmasse bereitgestellt werden, wie vorstehend mit Bezug auf 1 beschrieben ist. Das PCG-Modul 410 gibt einen Ankerpositionsbefehl 411 auf der Grundlage der gewünschten Kraftstoffströmungsmasse 409 und anderer Eingaben 402, zum Beispiel des Kraftstoffdrucks, welche materielle Auswirkungen auf die Kraftstofflieferung durch das Einspritzventil aufweisen, aus. Das PCG-Modul kann mit beliebigen gut bekannten Prinzipien einschließlich von Nachschlagetabellen oder Gleichungen arbeiten, um eine Ausgabe zu liefern. Der Ankerpositionsbefehl 411 zeigt einen Befehl zum Herstellen einer Ankerposition an, die benötigt wird, um das Kraftstoffeinspritzventil 10 in die offene Position zu aktivieren, um die gewünschte Kraftstoffströmungsmasse 409 an den Brennraum 100 zu liefern. Es ist jedoch festzustellen, dass der Ankerpositionsbefehl 411 das Vorhandensein eines Restflusses, z. B. eines Magnetflusses, nicht berücksichtigt, der in dem Kraftstoffeinspritzventil aufgrund der Hysterese und eines Wirbelstromeffekts vorhanden ist. Das Vorhandensein eines Restflusses kann eine Instabilität im Kraftstoffeinspritzventil verursachen, die die Kraftstoffströmungsmasse und eingespritzte Kraftstoffmassen, die an den Brennraum geliefert werden, beeinträchtigen können. Folglich kann ein Bewegen des Ankerabschnitts 21 nur auf der Grundlage des Ankerpositionsbefehls zu einer tatsächlich an den Brennraum gelieferten Kraftstoffströmungsmasse führen, die von der gewünschten Kraftstoffströmungsmasse 409 abweicht, was dazu führt, dass eine ungenaue bzw. falsche eingespritzte Kraftstoffmasse an das Kraftstoffeinspritzventil 10 geliefert wird.In the illustrated embodiment, a desired fuel flow mass becomes 409 into the PCG module 410 entered. The desired fuel flow mass 409 may be from an external module, e.g. From the ECM 5 on the basis of the above-mentioned input parameters 51 to achieve a desired injected fuel mass, as described above with reference to FIG 1 is described. The PCG module 410 gives an anchor position command 411 based on the desired fuel flow mass 409 and other inputs 402 , For example, the fuel pressure, which have material effects on the fuel delivery through the injection valve, from. The PCG module can work with any well-known principles, including look-up tables or equations, to provide output. The anchor position command 411 indicates a command to establish an armature position, which is needed to the fuel injection valve 10 to activate the open position to the desired fuel flow mass 409 to the combustion chamber 100 to deliver. However, it should be noted that the anchor position command 411 the presence of a residual flow, z. B. a magnetic flux, which is present in the fuel injection valve due to the hysteresis and an eddy current effect. The presence of residual flow may cause instability in the fuel injector which may affect the fuel flow mass and injected fuel masses delivered to the combustion chamber. Consequently, moving the anchor portion 21 only on the basis of the armature position command lead to a fuel flow mass actually delivered to the combustion chamber, that of the desired fuel flow mass 409 which results in an inaccurate or incorrect injected fuel mass to the fuel injector 10 is delivered.

Der Ankerpositionsbefehl 411 wird in die Differenzeinheit 412 eingegeben. Die Differenzeinheit 412 vergleicht eine Ankerpositionsrückmeldung 425 im Kraftstoffeinspritzventil 10 mit dem Ankerpositionsbefehl 411. Die Ankerpositionsrückmeldung 425 wird von dem Ankerbewegungsbeobachter 460 auf der Grundlage von Einspritzventilparametereingaben 450, die von dem Kraftstoffeinspritzventil 10 bereitgestellt werden, ausgegeben. Die Einspritzventilparametereingaben 450 zeigen den aktiven Magnetfluss an, der in dem Kraftstoffeinspritzventil 10 vorhanden ist, wie hier vorstehend beschrieben ist, und sie können die Spannung der Hauptspule, den Strom der Hauptspule, die Spannung der Suchspule oder Magnetfeldsensoren umfassen. Der aktive Magnetfluss oder die äquivalente Flusskopplung, die im Kraftstoffeinspritzventil 10 vorhanden ist, kann durch ein beliebiges der vorstehend beschriebenen Verfahren mit Bezug auf die veranschaulichte Ausführungsform von 1 unter Verwendung einer oder mehrerer Erfassungsvorrichtungen beschafft werden, die in das Kraftstoffeinspritzventil 10 eingebaut sind, und entsprechender Kraftstoffeinspritzventilparametereingaben. Auf der Grundlage bekannter Beziehungen, wie vorstehend mit Bezug auf die Bewegungsgleichung, Gleichung [6] beschrieben wurde, kann der Ankerbewegungsbeobachter 460 Positionsinformationen liefern (d. h. Position (s), Geschwindigkeit (ds/dt) und Beschleunigung (d2s/dt)), die dem Anker entsprechen. Da die Flusskopplung λ in dem Ankerbewegungsbeobachter 460 aus den Einspritzventilparametereingaben 450 ermittelt werden kann, kann sie ebenfalls als Ausgabe bereitgestellt werden. Speziell wird mit Bezug auf die vorliegende Ausführungsform die Ankerposition (s) als Ankerpositionsrückmeldung 425 bereitgestellt. Daher berücksichtigt die Ankerpositionsrückmeldung 425 alle Kräfte, die auf den Anker wirken, welche eine Kraft umfassen, die auf einen Restfluss beim Vorhandensein des aktiven Magnetflusses im Kraftstoffeinspritzventil 10 zurückzuführen ist.The anchor position command 411 becomes the difference unit 412 entered. The difference unit 412 compares an anchor position feedback 425 in the fuel injector 10 with the anchor position command 411 , The anchor position feedback 425 is from the anchor motion observer 460 based on injector parameter inputs 450 coming from the fuel injector 10 to be provided. The injector parameter inputs 450 indicate the active magnetic flux flowing in the fuel injector 10 is present as described hereinbefore and may include the voltage of the main coil, the current of the main coil, the voltage of the search coil or magnetic field sensors. The active magnetic flux or the equivalent flux coupling present in the fuel injector 10 can be obtained by any of the methods described above with reference to the illustrated embodiment of 1 be obtained using one or more detection devices, which in the fuel injection valve 10 are installed, and corresponding fuel injector parameter inputs. Based on known relationships, as described above with respect to the equation of motion, equation [6], the armature motion observer 460 Provide position information (ie, position (s), velocity (ds / dt), and acceleration (d 2 s / dt)) corresponding to the anchor. Since the flux coupling λ in the armature motion observer 460 from the injector parameter inputs 450 can be determined, it can also be provided as an output. Specifically, with respect to the present embodiment, the armature position (s) will be referred to as armature position feedback 425 provided. Therefore, the anchor position feedback takes into account 425 all forces that act on the armature, which include a force on a residual flow in the presence of the active magnetic flux in the fuel injection valve 10 is due.

Beruhend auf dem Vergleich zwischen der Ankerpositionsrückmeldung 425 und dem Ankerpositionsbefehl 411 gibt die Differenzeinheit 412 einen justierten Ankerpositionsbefehl 413 aus, der das Vorhandensein eines Magnetflusses im Kraftstoffeinspritzventil 10 berücksichtigt. Der justierte Ankerpositionsbefehl 413 wird in das PI-Positionssteuerungsmodul 414 eingegeben, durch welches ein PWM-Signal 429 des elektrischen Leistungsflusses erzeugt und in den Einspritzventil-Treiber 420 eingegeben wird. Daher berücksichtigt das PWM-Signal 429 des befohlenen elektrischen Leistungsflusses die Ankerpositionsrückmeldung 425 im Kraftstoffeinspritzventil. Daher ermöglicht das Positionssteuerungsmodul 400, dass eine gewünschte Kraftstoffströmungsmasse 409 für jedes von mehreren Kraftstoffeinspritzereignissen in schneller Abfolge unter Verwendung eines Betriebs mit geschlossenem Regelkreis auf der Grundlage der Ankerpositionsrückmeldung 425 im Kraftstoffeinspritzventil 10 erreicht wird.Based on the comparison between the anchor position feedback 425 and the anchor position command 411 gives the difference unit 412 an adjusted anchor position command 413 indicating the presence of a magnetic flux in the fuel injector 10 considered. The adjusted anchor position command 413 gets into the PI position control module 414 entered, through which a PWM signal 429 of the electrical power flow generated and into the injector driver 420 is entered. Therefore, the PWM signal takes into account 429 of the commanded electric power flow, the armature position feedback 425 in the fuel injector. Therefore, the position control module allows 400 in that a desired fuel flow mass 409 for each of a plurality of fuel injection events in rapid succession using closed loop operation based on the armature position feedback 425 in the fuel injector 10 is reached.

Die Offenbarung hat bestimmte bevorzugte Ausführungsformen und Modifikationen dazu beschrieben. Beim Lesen und Verstehen der Beschreibung können anderen weitere Modifikationen und Veränderungen einfallen. Es ist daher beabsichtigt, dass die Offenbarung nicht auf die speziellen offenbarten Ausführungsformen begrenzt ist, die als die beste Art betrachtet werden, um diese Offenbarung auszuführen, sondern dass die Offenbarung alle Ausführungsformen umfassen wird, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.The disclosure has described certain preferred embodiments and modifications thereto. While reading and understanding the description, others may come up with other modifications and changes. It is therefore intended that the disclosure not be limited to the particular embodiments disclosed which are believed to be the best mode for carrying out this disclosure, but that the disclosure will include all embodiments falling within the scope of the appended claims.

Claims (10)

Verfahren zum Steuern eines elektromagnetischen Aktors, der eine elektrische Spule, einen Magnetkern und einen Anker benachbart zu dem Magnetkern umfasst, wobei das Verfahren umfasst, dass: ein Magnetfluss in dem Aktor bestimmt wird, wenn die elektrische Spule durch einen Strom erregt wird; eine Magnetkraft, die auf den Anker wirkt, auf der Grundlage des Magnetflusses und eines Oberflächenbereichs des Ankers in der Nähe eines Luftspalts zwischen dem Magnetkern und dem Anker bestimmt wird; die Magnetkraft als Störfunktion auf eine mechanische Bewegungsgleichung, die dem Aktor entspricht, angewendet wird, um mindestens einen Ankerbewegungsparameter zu bestimmen; und der Anker auf der Grundlage des mindestens einen Ankerbewegungsparameters gesteuert wird.A method of controlling an electromagnetic actuator comprising an electrical coil, a magnetic core, and an armature adjacent the magnetic core, the method comprising: a magnetic flux is determined in the actuator when the electric coil is energized by a current; a magnetic force acting on the armature determined based on the magnetic flux and a surface area of the armature in the vicinity of an air gap between the magnetic core and the armature; the magnetic force is applied as an interfering function to a mechanical equation of motion corresponding to the actuator, to determine at least one armature movement parameter; and the anchor is controlled based on the at least one anchor motion parameter. System zum Steuern der Betätigung eines Kraftstoffeinspritzventils, umfassend: ein Kraftstoffeinspritzventil, das eine elektrische Spule, einen Magnetkern und einen Anker umfasst; eine steuerbare Treiberschaltung, die auf ein Leistungsflusssignal anspricht, um einen Strom durch die elektrische Spule hindurchzutreiben, um den Anker zu betätigen; und ein Steuerungsmodul, das ausgestaltet ist, um einen Ankerbewegungsparameter in dem Kraftstoffeinspritzventil zu bestimmen, und um das Leistungsflusssignal auf der Grundlage des Ankerbewegungsparameters anzupassen.A system for controlling actuation of a fuel injector, comprising: a fuel injection valve comprising an electric coil, a magnetic core and an armature; a controllable driver circuit responsive to a power flow signal for driving current through the electrical coil to actuate the armature; and a control module configured to determine an armature movement parameter in the fuel injection valve and to adjust the power flow signal based on the armature movement parameter. System zum Steuern der Betätigung des Kraftstoffeinspritzventils nach Anspruch 2, wobei das Steuerungsmodul einen Ankerbewegungsbeobachter umfasst, der ausgestaltet ist, um den Ankerbewegungsparameter auf der Grundlage eines Magnetflusses in dem Kraftstoffeinspritzventil zu bestimmen.The system for controlling actuation of the fuel injector of claim 2, wherein the control module comprises an armature motion observer configured to determine the armature motion parameter based on a magnetic flux in the fuel injector. System zum Steuern der Betätigung des Kraftstoffeinspritzventils nach Anspruch 3, das ferner eine Suchspule umfasst, die mit der elektrischen Spule magnetisch gegenseitig gekoppelt ist, wobei das Steuerungsmodul ferner ausgestaltet ist, um den Magnetfluss in dem Kraftstoffeinspritzventil auf der Grundlage der Suchspule zu ermitteln.The system for controlling actuation of the fuel injector of claim 3, further comprising a search coil magnetically coupled to each other with the electrical coil, the control module further configured to determine the magnetic flux in the fuel injector based on the search coil. System zum Steuern der Betätigung des Kraftstoffeinspritzventils nach Anspruch 3, das ferner einen magnetoresistiven Sensor umfasst, der in einer Flussstrecke in dem Kraftstoffeinspritzventil angeordnet ist, wobei das Steuerungsmodul ferner ausgestaltet ist, um den Magnetfluss in dem Kraftstoffeinspritzventil auf der Grundlage des magnetoresistiven Sensors zu ermitteln.The system for controlling actuation of the fuel injector of claim 3, further comprising a magnetoresistive sensor disposed in a flow path in the fuel injector, the controller module being further configured to determine the magnetic flux in the fuel injector based on the magnetoresistive sensor. System zum Steuern der Betätigung des Kraftstoffeinspritzventils nach Anspruch 3, das ferner einen Halleffekt-Sensor umfasst, der in einer Flussstrecke in dem Kraftstoffeinspritzventil angeordnet ist, wobei das Steuerungsmodul ferner ausgestaltet ist, um den Magnetfluss in dem Kraftstoffeinspritzventil auf der Grundlage des Halleffekt-Sensors zu ermitteln.The system for controlling actuation of the fuel injector of claim 3, further comprising a Hall effect sensor disposed in a flow path in the fuel injector, the control module further configured to increase the magnetic flux in the fuel injector based on the Hall effect sensor determine. System zum Steuern der Betätigung des Kraftstoffeinspritzventils nach Anspruch 3, wobei der Ankerbewegungsbeobachter ausgestaltet ist, um: einen Magnetfluss in dem Aktor zu bestimmen, wenn die elektrische Spule durch einen Strom erregt wird; eine Magnetkraft, die auf den Anker wirkt, auf der Grundlage des Magnetflusses und eines Oberflächenbereichs des Ankers in der Nähe eines Luftspalts zwischen dem Magnetkern und dem Anker zu bestimmen; und die Magnetkraft als Störfunktion auf eine mechanische Bewegungsgleichung, die dem Aktor entspricht, anzuwenden, um den Ankerbewegungsparameter zu bestimmen.A system for controlling actuation of the fuel injector of claim 3, wherein the armature movement observer is configured to: to determine a magnetic flux in the actuator when the electric coil is energized by a current; determine a magnetic force acting on the armature based on the magnetic flux and a surface area of the armature in the vicinity of an air gap between the magnetic core and the armature; and apply the magnetic force as an interfering function to a mechanical equation of motion corresponding to the actuator to determine the armature movement parameter. System zum Steuern der Betätigung des Kraftstoffeinspritzventils nach Anspruch 7, wobei die Magnetkraft, die auf den Anker wirkt, in Übereinstimmung mit der folgenden Beziehung bestimmt wird:
Figure DE102015104117A1_0006
wobei fmag die Magnetkraft ist, Sa der Oberflächenbereich des Ankers in der Nähe des Luftspalts ist, Bn die Flussdichte
Figure DE102015104117A1_0007
des Ankers in der Nähe des Luftspalts ist, μ0 die Permeabilität im freien Raum ist, und b ein Korrekturfaktor ist, der eine Funktion der Ankerposition s und des Flusses φ ist.
A system for controlling the operation of the fuel injection valve according to claim 7, wherein the magnetic force acting on the armature is determined in accordance with the following relationship:
Figure DE102015104117A1_0006
where f mag is the magnetic force, S a is the surface area of the armature in the vicinity of the air gap, B n is the flux density
Figure DE102015104117A1_0007
of the armature in the vicinity of the air gap, μ 0 is the permeability in free space, and b is a correction factor which is a function of the armature position s and the flux φ.
System zum Steuern der Betätigung des Kraftstoffeinspritzventils nach Anspruch 7, wobei die mechanische Bewegungsgleichung durch die folgende Beziehung repräsentiert wird:
Figure DE102015104117A1_0008
c(s, T) ds / dt + k(s, T)s + fplp(s, p) + fpl(T) wobei fmag die Magnetkraft ist, die auf den Anker wirkt, m1 eine bewegliche Masse eines ersten Abschnitts des Ankers ist, m2 eine bewegliche Masse eines zweiten Abschnitts des Ankers ist, k1(s) gleich 1 ist, wenn sich der erste Abschnitt des Ankers bewegt, k2(s) gleich 0 ist, wenn der erste und zweite Abschnitt des Ankers entkoppelt sind, und gleich 1 ist, wenn der erste und zweite Abschnitt gekoppelt sind, c ein viskoser Dämpfungskoeffizient ist, der eine Funktion der Ankerposition und der Temperatur sein kann, p ein Kraftstoffdruck am Kraftstoffeinspritzventil ist, k eine Federkonstante einer Feder ist, die auf den Anker wirkt, welche eine Funktion der Ankerposition und der Temperatur sein kann, s die Ankerposition ist, fplp eine von der Position und dem Kraftstoffdruck abhängige Kraft auf den Anker in der geschlossenen Position ist, fpl eine Vorbelastung der Feder ist, die eine Funktion der Temperatur sein kann, und T die Temperatur ist.
A system for controlling the operation of the fuel injection valve according to claim 7, wherein the mechanical equation of motion is represented by the following relationship:
Figure DE102015104117A1_0008
c (s, T) ds / dt + k (s, T) s + f plp (s, p) + f pl (T) where f mag is the magnetic force acting on the armature, m 1 is a moving mass of a first portion of the armature, m 2 is a moving mass of a second portion of the armature, k 1 (s) is equal to 1 when the first one Moving portion of the armature is k 2 (s) equal to 0 when the first and second portions of the armature are decoupled and equal to 1 when the first and second portions are coupled, c is a viscous damping coefficient that is a function of armature position and the temperature may be, p is a fuel pressure at the fuel injector, k is a spring constant of a spring acting on the armature, which may be a function of armature position and temperature, s is the armature position, f plp is one of the position and the Fuel pressure-dependent force on the armature in the closed position, f pl is a preload of the spring, which may be a function of temperature, and T is the temperature.
System zum Steuern der Betätigung eines elektromagnetischen Aktors, umfassend: einen Aktor, der eine elektrische Spule, einen Magnetkern und einen Anker umfasst; eine steuerbare Treiberschaltung, die auf ein elektrisches Leistungsflusssignal anspricht, um einen Strom durch die elektrische Spule hindurchzutreiben, um den Anker zu betätigen; und ein Steuerungsmodul, das einen Ankerbewegungsbeobachter umfasst, der ausgestaltet ist, um einen Ankerbewegungsparameter in dem Aktor auf der Grundlage eines Magnetflusses in dem Aktor und einer vorbestimmten mechanischen Bewegungsgleichung, die dem Aktor entspricht, zu bestimmen und um das elektrische Leistungsflusssignal auf der Grundlage des Ankerbewegungsparameters anzupassen.A system for controlling actuation of an electromagnetic actuator, comprising: an actuator comprising an electric coil, a magnetic core and an armature; a controllable driver circuit responsive to an electrical power flow signal for driving current through the electrical coil to actuate the armature; and a control module including an armature motion observer configured to determine an armature motion parameter in the actuator based on a magnetic flux in the actuator and a predetermined mechanical motion equation corresponding to the actuator and to adjust the electrical power flow signal based on the armature motion parameter ,
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