DE102016217985A1 - Control unit and method for monitoring the operation of an electromagnetic actuator - Google Patents

Control unit and method for monitoring the operation of an electromagnetic actuator Download PDF

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WeiGang Wang
Piergiacomo Traversa
Michael Elicker
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Steuerungseinheit zum Überwachen der Funktion eines elektromagnetischen Aktuators, z. B. eines Schaltventiles, welches blockiert sein kann. In dem elektromagnetischen Aktuator ist ein Magnetkern durch Bestromung einer elektrischen Spule verschiebbar. In einem Schritt des Verfahrens erfolgt ein Messen eines sich zeitlich verändernden, durch die Spule fließenden Stromes, wobei der gemessene Strom während einer Stromanstiegsphase (21) steigt, in deren Verlauf sich der Magnetkern zunächst im Leerlauf befindet. In einem weiteren Schritt wird eine Logarithmusfunktion des in der Stromanstiegsphase (21) gemessenen Stromes gebildet. In einem weiteren Schritt erfolgt ein Approximieren der einen frühen zeitlichen Teilabschnitt des Leerlaufes repräsentierenden Logarithmusfunktion durch eine Linearfunktion. Es erfolgt ein laufendes Bestimmen einer Differenz zwischen der Logarithmusfunktion und der Linearfunktion über den frühen zeitlichen Teilabschnitt des Leerlaufes hinweg. In einem weiteren Schritt wird ein Abweichungszeitpunkt (46) ausgehend davon ermittelt, wann die Differenz ein vorab definiertes Differenzmaß erreicht. Erfindungsgemäß wird eine Fehlfunktion des elektromagnetischen Aktuators erkannt, wenn der ermittelte Abweichungszeitpunkt (46) früher als ein vorab definierter Normabweichungszeitpunkt liegt.The present invention relates to a method and a control unit for monitoring the function of an electromagnetic actuator, for. B. a switching valve, which may be blocked. In the electromagnetic actuator, a magnetic core is displaceable by energizing an electric coil. In one step of the method, a measurement of a time-varying current flowing through the coil takes place, wherein the measured current rises during a current increase phase (21) during which the magnetic core is initially idling. In a further step, a logarithm function of the current measured in the current increase phase (21) is formed. In a further step, the logarithmic function representing an early temporal segment of the idling is approximated by a linear function. There is a continuous determination of a difference between the logarithmic function and the linear function over the early temporal portion of the idle time. In a further step, a time of departure (46) is determined based on when the difference reaches a predefined difference measure. According to the invention, a malfunction of the electromagnetic actuator is detected when the determined deviation time (46) is earlier than a predefined deviation point in time.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Überwachen der Funktion eines elektromagnetischen Aktuators. Bei dem elektromagnetischen Aktuator kann es sich beispielsweise um ein Schaltventil handeln. Die Funktion des elektromagnetischen Aktuators kann insbesondere dadurch gestört sein, dass der elektromagnetische Aktuator blockiert ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Steuerungseinheit zur Steuerung und Überwachung eines elektromagnetischen Aktuators.The present invention initially relates to a method for monitoring the function of an electromagnetic actuator. The electromagnetic actuator may be, for example, a switching valve. The function of the electromagnetic actuator may be disturbed in particular by the fact that the electromagnetic actuator is blocked. The invention further relates to a control unit for controlling and monitoring an electromagnetic actuator.

Die US 2011/0163769 A1 zeigt ein Verfahren zum Erkennen mindestens einer mittleren Hubposition einer durch ein aktives Materialelement angetriebenen Last. In dieser mittleren Hubposition erfährt das Materialelement eine Belastungsänderung.The US 2011/0163769 A1 shows a method for detecting at least one middle stroke position of a load driven by an active material element. In this middle stroke position, the material element undergoes a load change.

Aus der US 2005/0146408 A1 ist ein Verfahren zum Erkennen des Erreichens einer Verschlussposition eines elektromagnetischen Schaltventiles bekannt, bei welchem der nach einer Deaktivierung des Schaltventiles fließende Strom ausgewertet wird.From the US 2005/0146408 A1 a method for detecting the achievement of a closure position of an electromagnetic switching valve is known, in which the current flowing after a deactivation of the switching valve current is evaluated.

Die DE 10 2013 213 329 A1 lehrt ein Verfahren zum Erkennen der Funktionsweise eines Schaltventiles, welches einen in einer Spule verlaufenden Magnetkern und einen Ventilkörper umfasst, der mithilfe des Magnetkernes und der bestromten Spule in axialer Richtung bewegt wird. Bei diesem Verfahren wird ein in der nicht bestromten Spule durch den Magnetkern induzierter Stromverlauf erfasst. Der induzierte Stromverlauf wird hinsichtlich Schwingungsform oder Höhe des induzierten Stromes ausgewertet.The DE 10 2013 213 329 A1 teaches a method for detecting the operation of a switching valve, which comprises a coil running in a magnetic core and a valve body which is moved by means of the magnetic core and the energized coil in the axial direction. In this method, a current flow induced in the non-energized coil by the magnetic core is detected. The induced current profile is evaluated with regard to the waveform or height of the induced current.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend vom Stand der Technik darin, die Funktion eines elektromagnetischen Aktuators genauer überwachen zu können, um insbesondere Blockaden des elektromagnetischen Aktuators sicherer erkennen zu können.Starting from the state of the art, the object of the present invention is to be able to monitor the function of an electromagnetic actuator more precisely, in order in particular to be able to more reliably detect blockages of the electromagnetic actuator.

Die genannte Aufgabe wird gelöst durch einen elektromagnetischen Aktuator gemäß dem beigefügten Anspruch 1 sowie durch eine Steuerungseinheit gemäß dem beigefügten nebengeordneten Anspruch 10.Said object is achieved by an electromagnetic actuator according to the appended claim 1 and by a control unit according to the appended independent claim 10.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Überwachen der Funktion eines elektromagnetischen Aktuators. Bei dem elektromagnetischen Aktuator handelt es sich bevorzugt um ein Schaltventil, welches beispielsweise in einem Automobil, in einer chemischen Anlage, in einer energietechnischen Anlage, in einer Maschine oder in einer medizintechnischen Anlage Verwendung findet. Das Schaltventil kann insbesondere für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges ausgebildet sein. Bei dem elektromagnetischen Aktuator kann es sich aber auch beispielsweise um einen Hubmagneten handeln. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die korrekte Funktion des elektromagnetischen Aktuators überwacht, sodass mögliche Fehler und/oder Defekte des Aktuators und mögliche Fehler und/oder Defekte eines durch den Aktuator angetriebenen Elementes erkannt werden können. Insbesondere sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mechanische Blockaden des Aktuators erkennbar.The method according to the invention serves to monitor the function of an electromagnetic actuator. The electromagnetic actuator is preferably a switching valve which is used, for example, in an automobile, in a chemical plant, in an energy-technical plant, in a machine or in a medical-technical plant. The switching valve may be designed in particular for an internal combustion engine of a motor vehicle. The electromagnetic actuator may also be a lifting magnet, for example. With the method according to the invention, the correct functioning of the electromagnetic actuator is monitored, so that possible errors and / or defects of the actuator and possible errors and / or defects of an element driven by the actuator can be detected. In particular, with the method according to the invention mechanical blockages of the actuator can be seen.

Der elektromagnetische Aktuator umfasst einen Magnetkern und eine elektrische Spule, in deren Inneren bevorzugt der Magnetkern angeordnet ist. Der Magnetkern ist durch Bestromung der elektrischen Spule verschiebbar, sodass elektrische Energie in mechanische Energie umgewandelt wird und der elektromagnetische Aktuator das von ihm zu bewegende Element antreibt. Der Magnetkern ist in der elektrischen Spule bevorzugt in axialer Richtung der elektrischen Spule verschiebbar. Am Magnetkern ist ein Aktuatorelement angebracht, welches durch den Magnetkern verschoben wird. Bei dem Aktuatorelement handelt es sich bevorzugt um einen Ventilkörper, wenn der Aktuator durch ein Schaltventil gebildet ist.The electromagnetic actuator comprises a magnetic core and an electrical coil, inside which the magnetic core is preferably arranged. The magnetic core is displaceable by energizing the electric coil, so that electrical energy is converted into mechanical energy and the electromagnetic actuator drives the element to be moved by it. The magnetic core is preferably displaceable in the electrical coil in the axial direction of the electrical coil. At the magnetic core, an actuator element is mounted, which is displaced by the magnetic core. The actuator element is preferably a valve body when the actuator is formed by a switching valve.

In einem Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt ein Messen eines sich zeitlich verändernden, durch die elektrische Spule fließenden Stromes. Dieses Messen erfolgt insbesondere während der Bestromung der elektrischen Spule. Der gemessene Strom steigt während einer Stromanstiegsphase an. Die Stromanstiegsphase liegt in einer frühen zeitlichen Phase der Bestromung. Im Verlauf der Stromanstiegsphase befindet sich der Magnetkern zunächst im Leerlauf. An den zeitlichen Abschnitt des Leerlaufes schließt sich ein zeitlicher Abschnitt der magnetischen Sättigung an, welcher ebenfalls in der Stromanstiegsphase liegt. Die Stromanstiegsphase dauert bevorzugt zwischen 0,1 ms und 10 ms; besonders bevorzugt zwischen 1 ms und 3 ms.In one step of the method according to the invention, a measurement of a time-varying current flowing through the electrical coil takes place. This measurement takes place in particular during the energization of the electric coil. The measured current increases during a current increase phase. The current increase phase is in an early phase of the energization. In the course of the current increase phase, the magnetic core is initially idle. The time portion of the idle is followed by a temporal portion of the magnetic saturation, which is also in the current increase phase. The current increase phase preferably lasts between 0.1 ms and 10 ms; more preferably between 1 ms and 3 ms.

In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Logarithmusfunktion des in der Stromanstiegsphase gemessenen Stromes gebildet. Somit umfasst das Argument der Logarithmusfunktion den zeitlich veränderlichen Strom. Entsprechend ist die Logarithmusfunktion von der Zeit abhängig. In a further step of the method according to the invention, a logarithm function of the current measured in the current increase phase is formed. Thus, the argument of the logarithm function includes the temporally variable current. Accordingly, the logarithm function depends on the time.

In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt ein Approximieren der einen frühen zeitlichen Teilabschnitt des Leerlaufes repräsentierenden Logarithmusfunktion durch eine Linearfunktion. Diese Approximation ist möglich, da der Strom in der Stromanstiegsphase nahezu logarithmisch steigt, solang sich der Magnetkern im Leerlauf befindet. Im Ergebnis dieses Schrittes liegt die Linearfunktion vor, welche den zeitlichen Verlauf der Logarithmusfunktion des gemessenen Stromes während des frühen zeitlichen Teilabschnittes des Leerlaufes mit großer Genauigkeit wiedergibt.In a further step of the method according to the invention, an approximation of the logarithmic function representing an early temporal segment of the idling is performed by a linear function. This approximation is possible because the current in the current increase phase increases nearly logarithmically as long as the magnetic core is idle. As a result of this step lies the Linear function, which represents the time course of the logarithmic function of the measured current during the early part of the period of idle with great accuracy.

Es erfolgt zudem ein laufendes Bestimmen einer Differenz zwischen der Logarithmusfunktion und der Linearfunktion über den frühen zeitlichen Teilabschnitt des Leerlaufes hinaus und ggf. bis zum Ende der Stromanstiegsphase. Die Differenz wird ggf. bereits während des frühen zeitlichen Teilabschnittes des Leerlaufes bestimmt. Die Differenz ist während des frühen zeitlichen Teilabschnittes des Leerlaufes sehr klein, da die Logarithmusfunktion in diesem Teilabschnitt nahezu linear verläuft.In addition, there is an ongoing determination of a difference between the logarithm function and the linear function beyond the early time segment of the idling and, if appropriate, until the end of the current increase phase. The difference may already be determined during the early part of the idling period. The difference is very small during the early part of the idle phase because the logarithm function in this section is almost linear.

Nach dem frühen zeitlichen Teilabschnittes des Leerlaufes wird die Differenz zunehmend größer und steigt insbesondere zum Ende des zeitlichen Abschnittes des Leerlaufes signifikant an. Daher erfolgt in einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Ermitteln eines Abweichungszeitpunktes ausgehend davon, wann die Differenz ein vorab definiertes Differenzmaß erreicht bzw. übersteigt. Der Abweichungszeitpunkt beschreibt den Zeitpunkt, ab wann der zeitliche Verlauf des gemessenen Stromes nicht mehr logarithmisch ist, was durch eine einsetzende magnetische Sättigung bedingt ist.After the early part of the time interval of idling, the difference becomes increasingly larger and increases significantly in particular towards the end of the time interval of idling. Therefore, in a further step of the method according to the invention, a determination of a time of departure is based on when the difference reaches or exceeds a predefined difference measure. The time of departure describes the time from when the time course of the measured current is no longer logarithmic, which is due to an incipient magnetic saturation.

Erfindungsgemäß erfolgt ein Erkennen einer Fehlfunktion des elektromagnetischen Aktuators, wenn der ermittelte Abweichungszeitpunkt früher als ein vorab definierter Normabweichungszeitpunkt liegt. Die Fehlfunktion des elektromagnetischen Aktuators ist insbesondere durch eine Blockierung des elektromagnetischen Aktuators gegeben, bei welcher der Magnetkern daran gehindert ist, verschoben zu werden. Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, dass der zeitliche Verlauf des gemessenen Stromes zu einem früheren Zeitpunkt seinen logarithmischen Verlauf verlässt, wenn der Aktuator blockiert ist.According to the invention, a detection of a malfunction of the electromagnetic actuator takes place when the determined time of departure is earlier than a predefined deviation of the standard deviation. The malfunction of the electromagnetic actuator is particularly given by a blockage of the electromagnetic actuator in which the magnetic core is prevented from being displaced. The invention is based on the surprising finding that the time profile of the measured current leaves its logarithmic course at an earlier point in time when the actuator is blocked.

Die erkannte Fehlfunktion wird bevorzugt ausgegeben, beispielsweise durch eine Steuerungseinheit zum Steuern und Überwachen des Aktuators in Form eines Schaltventiles, welche die Fehlfunktion an ein übergeordnetes System zur Steuerung eines Verbrennungsmotors meldet. The detected malfunction is preferably output, for example by a control unit for controlling and monitoring the actuator in the form of a switching valve, which reports the malfunction to a higher-level system for controlling an internal combustion engine.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass es eine sichere Überwachung von elektromagnetischen Aktuatoren während ihres Betriebes ermöglicht und dadurch Schäden infolge eines blockierten Aktuators vermieden werden können. Beispielsweise können durch elektromagnetische Aktuatoren in Form von Schaltventilen in einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges erhebliche Schäden verursacht werden, wenn eines der Schaltventile wegen eines Defektes blockiert ist. Es kann insbesondere zu einer unbeabsichtigten Verlangsamung des Kraftfahrzeuges, zu einem suboptimalen Treibstoff-Luft-Verhältnis, zu Schädigungen durch im Verbrennungsmotor unverbrannten Treibstoff oder zu Totalschäden des Verbrennungsmotors infolge von nicht geschlossenen Ventilen im Verbrennungsraum kommen. Derartige Schäden können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verhindert werden.A particular advantage of the method according to the invention is that it allows safe monitoring of electromagnetic actuators during their operation and thereby damage due to a blocked actuator can be avoided. For example, considerable damage can be caused by electromagnetic actuators in the form of switching valves in an internal combustion engine of a motor vehicle, if one of the switching valves is blocked because of a defect. In particular, an inadvertent deceleration of the motor vehicle, a sub-optimal fuel-air ratio, damage to unburned fuel in the internal combustion engine or total damage to the internal combustion engine due to non-closed valves in the combustion chamber may occur. Such damage can be prevented by the method according to the invention.

Die Blockierung eines Schaltventiles stellt einen typischen Fehler dar. Eine solche Blockierung kann auf verschiedene Ursachen zurückzuführen sein; beispielsweise auf einen Produktionsfehler, auf eine geringe Verarbeitungsqualität, auf eine unzureichende Schmierung während des Betriebes, auf extreme Temperaturbedingungen, auf eine fehlerhafte Bestromung oder auf Abnutzungserscheinungen.The blocking of a switching valve is a typical error. Such a blockage can be due to various causes; For example, a production error, low quality workmanship, inadequate lubrication during operation, to extreme temperature conditions, to a faulty energization or wear and tear.

Im elektromagnetischen Aktuator wird elektrische Energie in mechanische Energie gewandelt. Der durch die elektrische Spule fließende Strom ergibt sich aus einem Ausgleich verschiedener Energien, nämlich einer elektrischen Energie, einer magnetischen Energie, einer kinetischen Energie, einer Arbeit gegen eine im Aktuator wirkende Feder und thermischen Verlusten. Die vorliegende Erfindung nutzt den Ausgleich zwischen der elektrischen Energie und der magnetischen Energie, um eine Blockierung des Aktuators erkennen zu können.In the electromagnetic actuator electrical energy is converted into mechanical energy. The current flowing through the electrical coil results from a balancing of various energies, namely an electrical energy, a magnetic energy, a kinetic energy, a work against a spring acting in the actuator and thermal losses. The present invention utilizes the balance between the electrical energy and the magnetic energy to detect blockage of the actuator.

Die oben beschriebene Stromanstiegsphase beginnt bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, nachdem eine Betriebsspannung an die elektrische Spule angelegt wurde, um die elektrische Spule zu bestromen. Nachdem die Betriebsspannung an die elektrische Spule angelegt wurde, beginnt die Stromanstiegsphase mit oder ohne eine kurze zeitliche Verzögerung.The current increase phase described above begins in preferred embodiments of the method according to the invention, after an operating voltage has been applied to the electrical coil in order to energize the electrical coil. After the operating voltage has been applied to the electrical coil, the current increase phase begins with or without a short time delay.

Der durch die elektrische Spule fließende Strom steigt während der Stromanstiegsphase bevorzugt von einem Minimalstromwert bis zu einem Maximalstromwert an. Diesem Steigen des Stromes kann ein geringer Wechselstromanteil überlagert sein. Beim Erreichen des Maximalstromwertes ist eine magnetische Sättigung des elektromagnetischen Aktuators erfolgt.The current flowing through the electrical coil preferably increases during the current increase phase from a minimum current value to a maximum current value. This rise in the current can be superimposed on a small alternating current component. Upon reaching the maximum current value, a magnetic saturation of the electromagnetic actuator has taken place.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens schließt sich an die Stromanstiegsphase eine Spitzenstromphase an, in welcher der Strom von einem Spitzenstromphasenanfangswert auf einen Spitzenstromphasenzwischenwert sinkt und vom Spitzenstromphasenzwischenwert auf einen Spitzenstromphasenendwert steigt. Diesem Sinken und Steigen des Stromes kann ein geringer Wechselstromanteil überlagert sein. In preferred embodiments of the method of the invention, the current rise phase is followed by a peak current phase in which the current decreases from a peak current phasing value to a peak current phase intermediate and increases from the peak current phaseshifter to a peak current phaseshift. This sinking and rising of the current can be superimposed on a small alternating current component.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens schließt sich an die Spitzenstromphase eine Haltestromhase an, in welcher der gemessene Strom bis in einen Haltstromwertbereich sinkt und dort verbleibt.In preferred embodiments of the method according to the invention, a holding current phase adjoins the peak current phase, in which the measured current drops to a holding current value range and remains there.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt zeitlich nach der Spitzenstromphase eine Auslaufphase, welche sich insbesondere an die Haltestromhase anschließt. Der zeitliche Beginn der Auslaufphase ist dadurch gegeben, dass die Betriebsspannung wieder von der elektrischen Spule genommen wurde; d. h. dass der elektromagnetische Aktuator abgeschaltet wurde. Während der Auslaufphase steigt der gemessene Strom von einem Auslaufphasenanfangsstromwert auf einen Auslaufphasenzwischenstromwert, woraufhin er vom Auslaufphasenzwischenstromwert auf einen Auslaufphasenendstromwert sinkt. Der Auslaufphasenendstromwert ist bevorzugt Null.In preferred embodiments of the method according to the invention, there is a phase-out phase after the peak current phase, which phase follows in particular the holding current phase. The time start of the phase-out is given by the fact that the operating voltage has been taken back from the electric coil; d. H. that the electromagnetic actuator has been switched off. During the coast down phase, the measured current rises from a coast down phase current value to a coast phase intermediate current value, after which it decreases from the coast phase intermediate current value to a coast phase end current value. The phasing end current value is preferably zero.

Der Magnetkern befindet sich während der Stromanstiegsphase bevorzugt einen überwiegenden Teil der Stromanstiegsphase im Leerlauf; zumindest wenn der elektromagnetische Aktuator fehlerfrei funktioniert. The magnetic core is preferably during the current increase phase, a predominant part of the current increase phase at idle; at least when the electromagnetic actuator is working properly.

Der frühe zeitliche Abschnitt des Leerlaufes beträgt bevorzugt mindestens die Hälfte der Dauer des Leerlaufes; zumindest wenn der elektromagnetische Aktuator fehlerfrei funktioniert.The early period of idling is preferably at least half the duration of idling; at least when the electromagnetic actuator is working properly.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens weist der gemessene Strom im Argument der Logarithmusfunktion ein negatives Vorzeichen auf. Folglich sinkt die Logarithmusfunktion mit der Zeit.In preferred embodiments of the method according to the invention, the measured current has a negative sign in the argument of the logarithm function. Consequently, the logarithm function decreases with time.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der gemessene Strom im Argument der Logarithmusfunktion von dem Maximalstromwert subtrahiert. Dabei umfasst das Argument der Logarithmusfunktion bevorzugt eine positive Konstante als Summand, um zu garantieren, dass das Argument größer als Null ist.In preferred embodiments of the method according to the invention, the measured current in the argument of the logarithm function is subtracted from the maximum current value. In this case, the argument of the logarithm function preferably comprises a positive constant as a summand in order to guarantee that the argument is greater than zero.

Bei der Logarithmusfunktion handelt es sich bevorzugt um einen dekadischen Logarithmus, wobei die Logarithmusfunktion auch eine andere Basis besitzen kann.The logarithmic function is preferably a decadic logarithm, whereby the logarithm function can also have a different basis.

Die Logarithmusfunktion, die nachfolgend mit dem Formelzeichen fi_log(t) bezeichnet wird, ist bevorzugt durch die folgende Formel definiert: fi_log(t) = log[Imax – i(t) + c] In dieser Formel steht i(t) für den gemessenen Strom in der Stromanstiegsphase. Imax steht für den Maximalstromwert. Das Formelzeichen c steht für die positive Konstante.The logarithm function, which is denoted below by the formula symbol f i_log (t), is preferably defined by the following formula: f i_log (t) = log [I max - i (t) + c] In this formula, i (t) stands for the measured current in the current increase phase. I max stands for the maximum current value. The symbol c stands for the positive constant.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Approximieren durch eine lineare Approximation der den frühen zeitlichen Abschnitt des Leerlaufes repräsentierenden Logarithmusfunktion. Es sind verschiedene Methoden zur linearen Approximation bekannt und etabliert.In preferred embodiments of the method according to the invention, the approximation is performed by a linear approximation of the logarithm function representing the early time interval of idling. Various methods for linear approximation are known and established.

Das Ende des frühen zeitlichen Abschnittes des Leerlaufes kann durch Messungen vorab definiert werden. Bevorzugt wird das Ende des frühen zeitlichen Abschnittes des Leerlaufes aber dann definiert, wenn ein Approximationsfehler der linearen Approximation ein vorab festgelegtes maximales Approximationsfehlermaß übersteigt.The end of the early period of idling may be predefined by measurements. Preferably, however, the end of the early time portion of the idle is defined when an approximation error of the linear approximation exceeds a predetermined maximum approximation error measure.

Bei einfachen bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Ermitteln des Abweichungszeitpunktes dadurch, dass der Zeitpunkt, in welchem die Differenz das vorab definierte Differenzmaß erreicht, als Abweichungszeitpunkt verwendet wird.In simple preferred embodiments of the method according to the invention, the determination of the time of departure takes place in that the time at which the difference reaches the predefined difference measure is used as the time of departure.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Ermitteln des Abweichungszeitpunktes dadurch, dass der Zeitpunkt, in welchem die Differenz das vorab definierte Differenzmaß erreicht, um eine Kalibrierungszeitdauer verringert wird und als Abweichungszeitpunkt verwendet wird. Die Kalibrierungszeitdauer wird bevorzugt vorab durch Messungen am elektromagnetischen Aktuator bestimmt.In preferred embodiments of the method according to the invention, the determination of the time of departure is effected in that the time at which the difference reaches the predefined difference measure is reduced by one calibration period and is used as the time of departure. The calibration period is preferably determined in advance by measurements on the electromagnetic actuator.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Definieren des Normabweichungszeitpunktes dadurch, dass der Abweichungszeitpunkt für mehrere korrekt funktionierende elektromagnetische Aktuatoren gleicher Bauart wie der zu überwachende elektromagnetische Aktuator ermittelt wird. Bevorzugt wird der früheste der ermittelten Abweichungszeitpunkte um ein Toleranzmaß verringert und als der Normabweichungszeitpunkt verwendet.In preferred embodiments of the method according to the invention, the definition of the deviation from the norm takes place in that the departure time for a plurality of correctly functioning electromagnetic actuators of the same type as the electromagnetic actuator to be monitored is determined. Preferably, the earliest of the determined departure times is reduced by a tolerance measure and used as the standard deviation time.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ergänzend ein weiteres Kriterium verwendet, um eine Fehlfunktion des elektromagnetischen Aktuators zu erkennen. Bei diesen Ausführungsformen wird der sich zeitlich verändernde, durch die Spule fließende Strom während der Bestromung und ggf. auch nach der Bestromung der elektrischen Spule gemessen.In further preferred embodiments of the method according to the invention, a further criterion is additionally used to detect a malfunction of the electromagnetic actuator. In these embodiments, the time-varying, flowing through the coil current during energization and possibly also after the energization of the electric coil is measured.

Bei einer besonderen Klasse bevorzugter Ausführungsformen wird ein Bewertungsprodukt ergänzend als ein weiteres Kriterium verwendet, um eine Fehlfunktion des elektromagnetischen Aktuators zu erkennen. Bei dieser Klasse bevorzugter Ausführungsformen erfolgt das Messen des sich zeitlich verändernden, durch die elektrische Spule fließenden Stromes insbesondere während der Bestromung der elektrischen Spule und/oder nach der Bestromung der elektrischen Spule. Es erfolgt ein Auswählen eines zeitlichen Bewertungsabschnittes des Verlaufes des gemessenen Stromes. In diesem Bewertungsabschnittes ändert sich der Strom von einem Abschnittsanfangsstromwert Ia auf einen Abschnittsendstromwert Ib, wobei diese Änderung monoton erfolgt. Die monotone Änderung kann durch eine monotone Steigung oder durch einen monotonen Abfall gebildet sein. Die monotone Änderung kann durch vernachlässigbare Schwankungen des Stromes unterbrochen sein. Der zeitliche Bewertungsabschnitt dauert eine Abschnittszeitdauer tab. Bevorzugt ändert sich der Strom im Bewertungsabschnitt monoton vom Abschnittsanfangsstromwert Ia über einen Abschnittszwischenstromwert Id auf den Abschnittsendstromwert Ib. Bis zum Auftreten des Abschnittszwischenstromwertes Id vergeht eine Zwischenabschnittszeitdauer tad. Das Bewertungsprodukt wird aus Faktoren gebildet, welche zumindest einerseits den Abschnittsanfangsstromwert Ia und den Abschnittsendstromwert Ib sowie andererseits die Abschnittszeitdauer tab umfassen. Folglich umfasst mindestens einer der Faktoren den Abschnittsanfangsstromwert Ia und/oder den Abschnittsendstromwert Ib und mindestens ein anderer der Faktoren die Abschnittszeitdauer tab. Sowohl der Abschnittsanfangsstromwert Ia, als auch der Abschnittsendstromwert Ib gehen in das Produkt ein. Das Produkt kann Teilprodukte als Summanden umfassen. Jedenfalls weist das Bewertungsprodukt Strom als eine erste Dimension und Zeit als eine zweite Dimension auf. Bevorzugt wird das Bewertungsprodukt aus Faktoren gebildet, welche zumindest einerseits den Abschnittsanfangsstromwert Ia, den Abschnittszwischenstromwert Id und den Abschnittsendstromwert Ib sowie andererseits die Abschnittszeitdauer tab und die Zwischenabschnittszeitdauer tad umfassen. Es wird ergänzend eine Fehlfunktion des Aktuators durch Vergleichen des Bewertungsproduktes mit einer Bewertungsproduktgrenze erkannt. Die Fehlfunktion des elektromagnetischen Aktuators ist insbesondere durch eine Blockierung des elektromagnetischen Aktuators gegeben, bei welcher der Magnetkern daran gehindert ist, verschoben zu werden.In a particular class of preferred embodiments, an evaluation product is additionally used as a further criterion for a malfunction of the electromagnetic actuator to recognize. In this class of preferred embodiments, the measurement of the time-varying, flowing through the electric coil current takes place in particular during the energization of the electric coil and / or after the energization of the electric coil. There is a selection of a temporal evaluation section of the course of the measured current. In this evaluation section, the current changes from a section start current value I a to a section end current value I b , which change is monotonous. The monotonic change can be formed by a monotonous slope or by a monotonous drop. The monotone change can be interrupted by negligible fluctuations of the current. The time evaluation section takes a section of time t. Preferably, the current in the evaluation section monotonically changes from the section start current value I a via a section intermediate current value I d to the section end current value I b . Until the occurrence of the section intermediate current value I d, an intermediate section period t ad passes. The evaluation product is formed from factors which comprise at least on the one hand the section start current value I a and the section end current value I b and on the other hand the section time duration t ab . Consequently, at least one of the factors comprises the portion of initial current value I a and / or the end portion current value I b and at least one other of the factors, the section time period t. Both the section start current value I a and the section end current value I b enter the product. The product may include partial products as summands. In any case, the evaluation product has electricity as a first dimension and time as a second dimension. The evaluation product is preferably formed from factors which comprise, at least on the one hand, the section start current value I a , the section intermediate current value I d and the section end current value I b and, on the other hand, the section period t ab and the intermediate section time t ad . In addition, a malfunction of the actuator is detected by comparing the evaluation product with a valuation product boundary. The malfunction of the electromagnetic actuator is particularly given by a blockage of the electromagnetic actuator in which the magnetic core is prevented from being displaced.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der besonderen Klasse bevorzugter Ausführungsformen repräsentiert das Bewertungsprodukt einen Flächeninhalt einer Fläche an einem Funktionsgraphen des zeitlich veränderlichen Stromes. Der Funktionsgraph ist in einem kartesischen Koordinatensystem angeordnet. Die Fläche wird zumindest in zwei Punkten durch den Funktionsgraphen begrenzt. Die Fläche wird zumindest durch einen dem Abschnittsanfangsstromwert zugeordneten Punkt des Funktionsgraphen und durch einen dem Abschnittsendstromwert zugeordneten Punkt des Funktionsgraphen begrenzt.In preferred embodiments of the particular class of preferred embodiments, the evaluation product represents an area of an area on a function graph of the time-varying current. The function graph is arranged in a Cartesian coordinate system. The surface is bounded at least in two points by the function graph. The area is bounded at least by a point of the function graph assigned to the section start current value and by a point of the function graph assigned to the section end current value.

Die beschriebene Fläche wird bevorzugt durch eine durch den dem Abschnittsanfangsstromwert zugeordneten Punkt des Funktionsgraphen laufende erste Gerade begrenzt. Die erste Gerade verläuft parallel zu einer der Zeit zugeordneten Achse des Koordinatensystems oder zu einer dem Strom zugeordneten Achse des Koordinatensystems.The area described is preferably limited by a first straight line running through the point of the function graph associated with the section start current value. The first straight line runs parallel to an axis assigned to the time of the coordinate system or to an axis of the coordinate system assigned to the current.

Die beschriebene Fläche wird bevorzugt durch eine durch den dem Abschnittsendstromwert zugeordneten Punkt des Funktionsgraphen laufende zweite Gerade begrenzt. Die zweite Gerade verläuft parallel zu der der Zeit zugeordneten Achse des Koordinatensystems oder zu der dem Strom zugeordneten Achse des Koordinatensystems.The described area is preferably delimited by a second straight line running through the point of the function graph associated with the section end current value. The second straight line runs parallel to the axis of the coordinate system assigned to the time or to the axis of the coordinate system assigned to the current.

Die erste Gerade und die zweite Gerade sind bevorzugt senkrecht zueinander ausgerichtet. Bevorzugt ist eine der beiden Geraden parallel zu der der Zeit zugeordneten Achse des Koordinatensystems ausgerichtet, während die andere der beiden Geraden zu der dem Strom zugeordneten Achse des Koordinatensystems ausgerichtet ist. Je nachdem, welche der beiden Geraden parallel zu der der Zeit zugeordneten Achse des Koordinatensystems ausgerichtet ist, befindet sich die Fläche oberhalb oder unterhalb des im Koordinatensystem dargestellten Funktionsgraphen.The first straight line and the second straight line are preferably aligned perpendicular to one another. Preferably, one of the two straight lines is aligned parallel to the time-associated axis of the coordinate system, while the other of the two straight lines is aligned with the axis of the coordinate system assigned to the current. Depending on which of the two straight lines is aligned parallel to the axis of the coordinate system assigned to the time, the surface is above or below the function graph shown in the coordinate system.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der besonderen Klasse bevorzugter Ausführungsformen wird ein dem Bewertungsabschnitt zugeordneter Teil des Funktionsgraphen in einem ersten Bewertungsteilabschnitt durch eine dritte Gerade approximiert, während er in einem zweiten Bewertungsteilabschnitt durch eine vierte Gerade approximiert wird. Der ersten Bewertungsteilabschnitt und der zweite Bewertungsteilabschnitt folgen unmittelbar aufeinander. Der erste Bewertungsteilabschnitt beginnt gleichzeitig mit dem Bewertungsabschnitt, während der zweite Bewertungsteilabschnitt gleichzeitig mit dem Bewertungsabschnitt endet. Die Approximation des dem Bewertungsabschnitt zugeordneten Teiles des Funktionsgraphen durch zwei Geraden senkt den Rechenaufwand zur Bestimmung des Bewertungsproduktes. Die zwei Geraden stellen eine gute Näherung für typische Bewertungsabschnitte des Verlaufes des durch die Spule des Aktuators fließenden Stromes dar.In preferred embodiments of the particular class of preferred embodiments, a part of the function graph associated with the evaluation section is approximated in a first evaluation section by a third straight line, while in a second evaluation section it is approximated by a fourth straight line. The first evaluation subsection and the second evaluation subsection follow each other directly. The first evaluation section commences simultaneously with the evaluation section, while the second evaluation section ends simultaneously with the evaluation section. The approximation of the part of the function graph associated with the evaluation section by two straight lines reduces the computational outlay for determining the evaluation product. The two straight lines represent a good approximation for typical evaluation sections of the course of the current flowing through the coil of the actuator current.

Die oben beschriebene Fläche ist bevorzugt durch ein Viereck gebildet, dessen vier Seiten durch die erste Gerade, durch die zweite Gerade, durch die dritte Gerade und durch die vierte Gerade gebildet sind. Das Viereck weist bevorzugt einen rechten Winkel auf, der von der ersten Gerade und der zweiten Gerade aufgespannt wird. Der Flächeninhalt dieses Viereckes ist aufwandsarm bestimmbar.The surface described above is preferably formed by a quadrilateral whose four sides are formed by the first straight line, by the second straight line, by the third straight line and by the fourth straight line. The quadrilateral preferably has a right angle, that of the first straight line and the second straight line Just being stretched. The surface area of this quadrilateral can be determined with little effort.

Die oben beschriebene Fläche ist bevorzugt durch ein rechtwinkliges Dreieck mit einer nicht geraden Hypotenuse gebildet. Das Dreieck ist bevorzugt durch seine Hypotenuse konkav ausgebildet. Die Katheten des Dreiecks sind durch die erste Gerade und durch die zweite Gerade gebildet. Die Hypotenuse ist bevorzugt durch den dem Bewertungsabschnitt zugeordneten Teil des Funktionsgraphen gebildet. Die Hypotenuse ist alternativ bevorzugt gemeinsam durch die dritte und vierte Gerade gebildet. Entsprechend ist das Bewertungsprodukt als ein Dreiecksoperator Δ auffassbar. Der Dreiecksoperator Δ ist ein an dem durch die elektrische Spule fließenden Strom erkennbarer Indikator für einen energetischen Ausgleich zwischen elektrischer Energie, magnetischer Energie und kinetischer Energie im Bewertungsabschnitt.The surface described above is preferably formed by a right triangle with a non-straight hypotenuse. The triangle is preferably formed concave by its hypotenuse. The catheters of the triangle are formed by the first straight line and by the second straight line. The hypotenuse is preferably formed by the part of the function graph assigned to the evaluation section. Alternatively, the hypotenuse is preferably formed jointly by the third and fourth straight lines. Accordingly, the evaluation product is conceivable as a triangle operator Δ. The triangle operator Δ is an indicator of an energetic balance between electrical energy, magnetic energy and kinetic energy in the evaluation section, which is recognizable by the current flowing through the electrical coil.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der besonderen Klasse bevorzugter Ausführungsformen wird durch den auf dem Funktionsgraphen liegenden Schnittpunkt zwischen der dritten Gerade und der vierten Gerade der Abschnittszwischenstromwert Id repräsentiert.In preferred embodiments of the specific class of preferred embodiments is represented by the lying on the function graph intersection point between the third line and the fourth straight section of the intermediate current value I d.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der besonderen Klasse bevorzugter Ausführungsformen umfasst das Bewertungsprodukt als einen weiteren Faktor einen Spannungswert einer zum Bestromen der elektrischen Spule an die elektrische Spule angelegten Betriebsspannung V. Auf diesen Faktor kann insbesondere verzichtet werden, wenn die Spannung V konstant ist.In preferred embodiments of the particular class of preferred embodiments, the evaluation product comprises, as a further factor, a voltage value of an operating voltage applied to the electric coil for energizing the electrical coil. This factor can be dispensed with in particular if the voltage V is constant.

Bei einer ersten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen der besonderen Klasse bevorzugter Ausführungsformen liegt der Bewertungsabschnitt innerhalb der Stromanstiegsphase.In a first group of preferred embodiments of the particular class of preferred embodiments, the evaluation section is within the current increase phase.

Bei dieser ersten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen ist der Abschnittsanfangsstromwert bevorzugt zum Abweichungszeitpunkt gegeben. Bei dieser ersten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen ist der Abschnittsendstromwert Ib kleiner als der Maximalstromwert und liegt somit zeitlich vor dem Ende der Stromanstiegsphase.In this first group of preferred embodiments, the section start current value is preferably given at the time of departure. In this first group of preferred embodiments, the section end current value I b is smaller than the maximum current value and thus lies temporally before the end of the current increase phase.

Bei der ersten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen ist das Bewertungsprodukt bevorzugt durch den folgenden Dreiecksoperator ΔAnstiegsphase gebildet: ΔAnstiegsphase = 0,5V·((Iab + Iad)·tab – Iab·tad) In the first group of preferred embodiments, the evaluation product is preferably formed by the following triangular Δ expansion phase : Δ rise phase = 0.5V · ((I ab + I ad ) · t ab - I ab · t ad )

Dabei sind Iab = Ib – Ia und Iad = Id – Ia.In this case, I ab = I b -I a and I ad = I d -I a .

Bei der ersten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird die Fehlfunktion des Aktuators bevorzugt dann ergänzend erkannt, wenn der Dreiecksoperator ΔAnstiegsphase mindestens so groß wie die für den Dreiecksoperator ΔAnstiegsphase vorab definierte Bewertungsproduktgrenze ist.In the first group of preferred embodiments, the malfunction of the actuator is preferably additionally identified when the triangular operator Δ increase phase is at least as large as the evaluation product limit predefined for the triangular operator Δ rise phase.

Wenn der Dreiecksoperator ΔAnstiegsphase groß ist, deutet dies darauf hin, dass der Strom i(t) sehr schnell steigt, sodass weniger elektrische Energie in andere Energieformen gewandelt wird. Wenn der Dreiecksoperator ΔAnstiegsphase kleiner ist, deutet dies darauf hin, dass für die Bewegung des Magnetkernes mehr elektrische Energie in kinetische Energie gewandelt wird. Eine Verkleinerung des Dreiecksoperators ΔAnstiegsphase deutet auch auf sich verändernde magnetische Eigenschaften hin, wie beispielsweise eine Verkleinerung eines Luftspaltes, wodurch mehr elektrische Energie gewandelt wird.If the triangle operator Δ rise phase is large, this indicates that the current i (t) is increasing very rapidly, so that less electrical energy is converted into other forms of energy. If the triangle operator Δ increase phase is smaller, this indicates that more electrical energy is being converted into kinetic energy for the movement of the magnetic core. Reducing the triangle operator Δ rise phase also indicates changing magnetic properties, such as narrowing an air gap, which converts more electrical energy.

Bei der ersten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird bevorzugt der Stromdifferenzwert Iab als ein weiteres Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet.In the first group of preferred embodiments, the current difference value I ab is preferably used as a further criterion for detecting a malfunction of the actuator.

Bei der ersten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird bevorzugt ein Maß der Steigung des Stromes i(t) nach dem Erreichen von Iab als ein weiteres Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet.In the first group of preferred embodiments, a measure of the slope of the current i (t) after reaching I ab is preferably used as a further criterion for detecting a malfunction of the actuator.

Bei der ersten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird bevorzugt eine Dauer vom Erreichen des Stromanstiegsphasenanfangswertes bis zum Erreichen des Stromanstiegsphasenendwertes als ein weiteres Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet.In the first group of preferred embodiments, a duration from reaching the current rise phase initial value to reaching the current increase phase end value is preferably used as another criterion for detecting a malfunction of the actuator.

Bei der ersten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird bevorzugt ein Schwerpunkt der das Bewertungsprodukt darstellenden Fläche als ein weiteres Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet.In the first group of preferred embodiments, a center of gravity of the area representing the evaluation product is preferably used as another criterion for detecting a malfunction of the actuator.

Bei der ersten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird bevorzugt ein Mittelpunkt der das Bewertungsprodukt darstellenden Fläche als ein weiteres Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet.In the first group of preferred embodiments, a center of the surface representing the evaluation product is preferably used as another criterion for detecting a malfunction of the actuator.

Bei einer zweiten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen der besonderen Klasse bevorzugter Ausführungsformen liegt der Bewertungsabschnitt innerhalb der Spitzenstromphase.In a second group of preferred embodiments of the particular class of preferred embodiments, the evaluation portion is within the peak current phase.

Bei der zweiten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen ist der Abschnittsanfangsstromwert bevorzugt durch den Maximalstromwert gebildet. In the second group of preferred embodiments, the section start current value is preferably formed by the maximum current value.

Bei der zweiten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen ist der Abschnittsendstromwert bevorzugt größer als der Spitzenstromphasenzwischenwert und wird zeitlich vor dem Spitzenstromphasenzwischenwert erreicht.In the second group of preferred embodiments, the section end current value is preferably greater than the peak current phase intermediate value and is achieved prior to the peak current phase intermediate value.

Bei der zweiten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen ist das Bewertungsprodukt bevorzugt durch den folgenden Dreiecksoperator ΔSpitzenstromphase gebildet: ΔSpitzenstromphase = 0,5V·(Iab·tad + Ibd·tab) In the second group of preferred embodiments, the evaluation product is preferably formed by the following triangle operator Δ peak current phase : Δ peak current phase = 0.5V · (I ab * t ad + I bd * t ab )

Dabei sind Iab = Ia – Ib und Ibd = Id – Ib.In this case, I ab = I a -I b and I bd = I d -I b .

Die Fehlfunktion des Aktuators wird bevorzugt dann erkannt, wenn der Dreiecksoperator ΔSpitzenstromphase höchstens so groß wie die für den Dreiecksoperator ΔSpitzenstromphase vorab definierte Bewertungsproduktgrenze ist.The malfunction of the actuator is preferably recognized when the triangle operator Δ peak current phase is at most as large as the evaluation product limit predefined for the triangle operator Δ peak current phase.

Wenn der Dreiecksoperator ΔSpitzenstromphase klein ist, deutet dies auf ein rasches Entladen durch den Strom i(t) und auf eine geringe Energiewandlung zwischen kinetischer Energie und magnetischer Energie hin. Wenn der Dreiecksoperator ΔSpitzenstromphase größer ist, deutet dies auf eine langsame Bewegung des Magnetkernes und auf eine geringe kinetische Energie hin. Eine Vergrößerung des Dreiecksoperators ΔSpitzenstromphase deutet auch auf sich verändernde magnetische Eigenschaften hin, wie beispielsweise eine Verkleinerung eines Luftspaltes, wodurch weniger magnetische Energie vorhanden ist.If the triangular operator Δ peak current phase is small, this indicates a rapid discharge by the current i (t) and a low energy conversion between kinetic energy and magnetic energy. If the triangular operator Δ peak current phase is larger, this indicates a slow movement of the magnetic core and a low kinetic energy. An increase in the triangle operator Δ peak current phase also indicates changing magnetic properties, such as a reduction in an air gap, resulting in less magnetic energy.

Bei der zweiten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird bevorzugt der Stromdifferenzwert Iab als ein weiteres Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet.In the second group of preferred embodiments, the current difference value I ab is preferably used as a further criterion for detecting a malfunction of the actuator.

Bei der zweiten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird bevorzugt ein Stromdifferenzwert Imin, welcher durch die Differenz zwischen dem Spitzenstromphasenanfangswert und dem Spitzenstromphasenzwischenwert gebildet ist, als ein weiteres Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet.In the second group of preferred embodiments, a current difference value I min formed by the difference between the peak current phase initial value and the peak current phase intermediate value is preferably used as another criterion for detecting a malfunction of the actuator.

Bei der zweiten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird bevorzugt eine Dauer tmin vom Erreichen der Spitzenstromphasenanfangswertes bis zum Erreichen des Spitzenstromphasenzwischenwertes als ein weiteres Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet.In the second group of preferred embodiments, a duration t min from reaching the peak current phase initial value to reaching the peak current phase intermediate value is preferably used as a further criterion for detecting a malfunction of the actuator.

Bei der zweiten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird bevorzugt ein Operator ASpitzenstromphase als ein weiteres Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet. Der Operator ASpitzenstromphase ist wie folgt definiert: ASpitzenstromphase = 0,5V·[Iab·tab – (Iab·tad + Ibd·tab)] In the second group of preferred embodiments, an operator A peak current phase is preferably used as another criterion for detecting a malfunction of the actuator. The operator A peak current phase is defined as follows: A peak current phase = 0.5V · [I ab * t ab - (I ab * t ad + I bd * t ab )]

Bei der zweiten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird bevorzugt ein Verhältnis des Dreieckoperators ΔSpitzenstromphase zum Operator ASpitzenstromphase als ein weiteres Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet.In the second group of preferred embodiments, a ratio of the triangular Δ peak current phase to the A peak current phase is preferably used as another criterion for detecting a malfunction of the actuator.

Bei der zweiten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird bevorzugt ein Schwerpunkt der das Bewertungsprodukt darstellenden Fläche als ein weiteres Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet.In the second group of preferred embodiments, a center of gravity of the surface representing the evaluation product is preferably used as another criterion for detecting a malfunction of the actuator.

Bei der zweiten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird bevorzugt ein Mittelpunkt der das Bewertungsprodukt darstellenden Fläche als ein weiteres Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet.In the second group of preferred embodiments, a center of the surface representing the evaluation product is preferably used as another criterion for detecting a malfunction of the actuator.

Bei der zweiten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird bevorzugt ein Verhältnis des Stromdifferenzwertes Iab zur Dauer tab als ein weiteres Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet.In the second group of preferred embodiments, a ratio of the current difference value from I to time is preferably from t is used as a further criterion for detecting a malfunction of the actuator.

Bei der zweiten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird bevorzugt eine Länge des Funktionsgraphen vom Spitzenstromphasenzwischenwert bis zum Spitzenstromphasenendwert als ein weiteres Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet.In the second group of preferred embodiments, a length of the function graph from the peak current phase intermediate value to the peak current phase final value is preferably used as another criterion for detecting a malfunction of the actuator.

Bei einer dritten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen der besonderen Klasse bevorzugter Ausführungsformen liegt der Bewertungsabschnitt innerhalb der Auslaufphase.In a third group of preferred embodiments of the particular class of preferred embodiments, the evaluation section is within the phasing-out phase.

Bei der dritten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Auslaufphasenanfangswert als der Abschnittsanfangsstromwert verwendet.In the third group of preferred embodiments of the method according to the invention, the phasing initial value is used as the section preamble current value.

Bei der dritten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen ist der Abschnittsendstromwert kleiner als der Auslaufphasenzwischenwert und wird zeitlich vor dem Auslaufphasenzwischenwert erreicht.In the third group of preferred embodiments, the section tail current value is less than the coast phase intermediate value and is timed prior to the coast phase intermediate value.

Bei der dritten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen ist das Bewertungsprodukt bevorzugt durch den folgenden Dreiecksoperator ΔAuslaufphase gebildet: ΔAuslaufphase = 0,5V·((Iab – Iad)·tab + Iab·tad) In the third group of preferred embodiments, the evaluation product is preferably formed by the following triangle operator Δ phase-out phase : Δ phase-out phase = 0.5V · ((I ab - I ad ) · t ab + I ab · t ad )

Dabei sind Iab = Ib – Ia und Iad = Id – Ia.In this case, I ab = I b -I a and I ad = I d -I a .

Bei der dritten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird die Fehlfunktion des Aktuators bevorzugt dann erkannt, wenn der Dreiecksoperator ΔAuslaufphase höchstens so groß wie die für den Dreiecksoperator ΔAuslaufphase vorab definierte Bewertungsproduktgrenze ist.In the third group of preferred embodiments, the malfunction of the actuator is preferably recognized when the Triangle operator Δ phase-out phase at most as large as the evaluation product limit predefined for the triangle operator Δ phase-out phase .

Wenn der Dreiecksoperator ΔAuslaufphase klein ist, deutet dies auf kleine Stromwerte hin. Auch deutet dies auf einen schnellen Anstieg des Stromes i(t) hin und dass weniger elektrische Energie in andere Energieformen gewandelt wird. Auch deutet dies auf eine geringe Bewegung des Magnetkernes und auf wenig vorhandene kinetische Energie hin. Eine Vergrößerung des Dreiecksoperators ΔAuslaufphase deutet auf eine vermehrte Wandlung elektrischer Energie in magnetische Energie hin, was beispielsweise durch eine Vergrößerung eines Luftspaltes bedingt ist.If the triangle operator Δ phase-out phase is small, this indicates small current values. This also indicates a rapid increase in the current i (t) and that less electrical energy is converted into other forms of energy. This also indicates a slight movement of the magnetic core and a lack of kinetic energy. An enlargement of the triangle operator Δ phase-out phase indicates an increased conversion of electrical energy into magnetic energy, which is caused, for example, by an enlargement of an air gap.

Bei der dritten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird bevorzugt der Stromdifferenzwert Iab als ein weiteres Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet.In the third group of preferred embodiments, the current difference value I ab is preferably used as a further criterion for detecting a malfunction of the actuator.

Bei der dritten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird bevorzugt ein Verhältnis des Stromdifferenzwertes Iab zur Dauer tab als ein weiteres Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet.In the third group of preferred embodiments, a ratio of the current difference value I ab to the duration t ab is preferably used as a further criterion for detecting a malfunction of the actuator.

Bei der dritten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird bevorzugt eine Länge des Funktionsgraphen vom Auslaufphasenanfangswert bis zum Auslaufphasenzwischenwert als ein weiteres Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet.In the third group of preferred embodiments, a length of the function graph from the start-of-run phase value to the idle-phase intermediate value is preferably used as another criterion for detecting a malfunction of the actuator.

Bei der dritten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bevorzugt ein Dreiecksoperator ΔAuslaufphaseA als ein weiteres Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet. Der Operator Dreiecksoperator ΔAuslaufphaseA ist wie folgt definiert: ΔAuslaufphaseA = 0,5V·((Iab + Iad)·tab – Iab·tad) In the third group of preferred embodiments of the method according to the invention, a triangular operator Δ phase-out phase A is preferably used as a further criterion for detecting a malfunction of the actuator. The operator triangle operator Δ phase-outA is defined as follows: Δ phase-out phase A = 0.5V · ((I ab + I ad ) · t ab - I ab · t ad )

Bei der dritten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen werden bevorzugt der Auslaufphasenzwischenwert und die Zeitdauer bis zu seinem Erreichen als weitere Kriterien zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet.In the third group of preferred embodiments, it is preferable to use the phasing-out intermediate value and the time duration until it is reached as further criteria for detecting a malfunction of the actuator.

Bei der dritten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird bevorzugt ein weiterer der Bewertungsabschnitte verwendet, der im späteren Teil der Auslaufphase liegt, d. h. nach dem Erreichen des Auslaufphasenzwischenwertes Der Auslaufphasenzwischenwert wird bevorzugt als der Abschnittsanfangsstromwert Ia verwendet. Der Abschnittsendstromwert Ib ist bevorzugt kleiner als der Auslaufphasenzwischenwert ist und wird zeitlich vor dem Auslaufphasenendwert erreicht.In the third group of preferred embodiments, it is preferable to use another of the evaluation sections which is in the later part of the outflow phase, ie, after reaching the outflow phase intermediate value. The outflow phase intermediate value is preferably used as the section start current value I a . The section end flow value I b is preferably smaller than the outflow phase intermediate value and is reached in time prior to the phase out end value.

Bei der dritten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird bevorzugt für den späteren Teil der Auslaufphase ein Dreiecksoperator ΔAuslaufphaseB als ein weiteres Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet. Der Dreiecksoperator ΔAuslaufphaseB ist wie folgt definiert: ΔAuslaufphaseB = 0,5V·((Iab + Iad)·tab – Iab·tad) In the third group of preferred embodiments, a triangular operator Δ phase-out phase B is preferably used for the later part of the phase -out phase as a further criterion for detecting a malfunction of the actuator. The triangle operator Δ phase-out B is defined as follows: Δ leakage phase B = 0.5V · ((I ab + I ad ) · t ab - I ab · t ad )

Dabei sind Iab = Ia – Ib und Iad = Ia – Id.In this case, I ab = I a -I b and I ad = I a -I d .

Bei der dritten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird bevorzugt für den späteren Teil der Auslaufphase ein Dreiecksoperator ΔAuslaufphaseC als ein weiteres Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet. Der Dreiecksoperator ΔAuslaufphaseC ist wie folgt definiert: ΔAuslaufphaseC = 0,5V·((Iab – Iad)·tab + Iab·tad) In the third group of preferred embodiments, a triangular operator Δ phase-out phase C is preferably used for the later part of the phase -out phase as a further criterion for detecting a malfunction of the actuator. The triangle operator Δ phase-out C is defined as follows: Δ phase-out C = 0.5V · ((I ab - I ad ) · t ab + I ab · t ad )

Dabei sind Iab = Ia – Ib und Iad = Ia – Id.In this case, I ab = I a -I b and I ad = I a -I d .

Bei der dritten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird bevorzugt eine Summe der Dreiecksoperatoren ΔAuslaufphase, ΔAuslaufphaseA, ΔAuslaufphaseB und ΔAuslaufphaseC als ein weiteres Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet.In the third group of preferred embodiments, a sum of the triangular operators Δ outflow phase , Δ outflow phase A , Δ outflow phase B and Δ outflow phase C is preferably used as another criterion for detecting a malfunction of the actuator.

Bei der dritten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird bevorzugt ein Schwerpunkt der das Bewertungsprodukt darstellenden Fläche als ein weiteres Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet.In the third group of preferred embodiments, a center of gravity of the surface representing the evaluation product is preferably used as another criterion for detecting a malfunction of the actuator.

Bei der dritten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird bevorzugt ein Mittelpunkt der das Bewertungsprodukt darstellenden Fläche als ein weiteres Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet. Bei dem Mittelpunkt handelt es sich um einen zeitlichen Mittelpunkt und ggf. um einen mittleren Wert des gemessenen Stromes im Bewertungsabschnitt.In the third group of preferred embodiments, a center of the area representing the evaluation product is preferably used as another criterion for detecting a malfunction of the actuator. The midpoint is a time center and possibly an average value of the measured current in the evaluation section.

Bei der dritten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird bevorzugt die Zwischenabschnittszeitdauer als ein weiteres Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet.In the third group of preferred embodiments, the intermediate section period is preferably used as another criterion for detecting a malfunction of the actuator.

Bei der dritten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen wird bevorzugt mindestens ein Verhältnis zwischen den Dreiecksoperatoren als ein weiteres Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators verwendet. Es wird bevorzugt mindestens eines der folgende Verhältnisse gebildet: ΔAuslaufphaseAuslaufphaseA, ΔAuslaufphaseAuslaufphaseB, ΔAuslaufphaseAuslaufphaseC, ΔAuslaufphaseAAuslaufphaseB und ΔAuslaufphaseCAuslaufphaseB.In the third group of preferred embodiments, at least one ratio between the triangular operators is preferably used as another criterion for detecting a malfunction of the actuator. At least one of the following conditions is preferably formed: Δ phase-out phase / Δ phase-out phase A , Δ phase-out phase / Δ phase-out phase B , Δ phase-out phase / Δ phase-out phase C , Δ phase-out phase A / Δ phase-out phase B and Δ phase-out phase C / Δ phase-out phaseB .

Die für die drei Gruppen bevorzugter Ausführungsformen genannten bevorzugt anzuwendenden Kriterien zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators werden bevorzugt jeweils auch in Kombination angewendet. Bevorzugt werden die für die drei Gruppen bevorzugter Ausführungsformen genannten Kriterien zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators auch gruppenübergreifend in Kombination angewendet, d. h., dass mehrere der für die drei Gruppen bevorzugter Ausführungsformen genannten Kriterien zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators in Kombination gemeinsam angewendet werden. The preferred criteria for detecting a malfunction of the actuator mentioned for the three groups of preferred embodiments are preferably also used in combination. Preferably, the criteria mentioned for the three groups of preferred embodiments for detecting a malfunction of the actuator are also applied across groups in combination, ie, that a plurality of the criteria mentioned for the three groups of preferred embodiments for detecting a malfunction of the actuator are used together in combination.

Die erfindungsgemäße Steuerungseinheit dient zur Steuerung und Überwachung eines elektromagnetischen Aktuators und ist zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens konfiguriert. Die erfindungsgemäße Steuerungseinheit ist bevorzugt zur Ausführung bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens konfiguriert.The control unit according to the invention serves to control and monitor an electromagnetic actuator and is configured to carry out the method according to the invention. The control unit according to the invention is preferably configured to carry out preferred embodiments of the method according to the invention.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:Further details, advantages and developments of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments of the invention, with reference to the drawing. Show it:

1 ein gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu überwachendes Schaltventil in einer Prinzipdarstellung; 1 a according to a preferred embodiment of a method according to the invention to be monitored switching valve in a schematic diagram;

2 einen zeitlichen Verlauf eines Stromes zur Bestromung des in 1 gezeigten Schaltventiles; 2 a temporal course of a current for energizing the in 1 shown switching valves;

3 einen zeitlichen Verlauf einer Bewegung eines in 1 gezeigten Magnetkernes und eines in 1 gezeigten Ventilkörpers bei einer Bestromung des Schaltventiles; 3 a temporal course of a movement of an in 1 shown magnetic core and one in 1 shown valve body when energizing the switching valve;

4 einen Ausschnitt des in 2 gezeigten Verlaufes des Stromes im Detail mit einem erfindungsgemäß zu bestimmenden Abweichungszeitpunkt; 4 a section of the in 2 shown course of the current in detail with an inventively to be determined deviation time;

5 eine Stromanstiegsphase des in 4 gezeigten Verlaufes des Stromes mit einem nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zu bestimmenden Flächeninhalt; 5 a current increase phase of in 4 shown course of the current with a determined according to a preferred embodiment of the method according to the invention surface area;

6 eine Spitzenstromphase des in 2 gezeigten Verlaufes des Stromes mit einem nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zu bestimmenden Flächeninhalt; 6 a peak current phase of the in 2 shown course of the current with a determined according to a preferred embodiment of the method according to the invention surface area;

7 die in 6 gezeigte Spitzenstromphase mit einem nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zu bestimmenden Flächeninhalt; 7 in the 6 shown peak current phase with a to be determined according to a further preferred embodiment of the method according to the invention surface area;

8 eine Auslaufphase des in 2 gezeigten Verlaufes des Stromes mit einem nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zu bestimmenden Flächeninhalt; und 8th a phase-out of the in 2 shown course of the current with a determined according to a preferred embodiment of the method according to the invention surface area; and

9 die in 8 gezeigte Auslaufphase mit weiteren nach weiteren bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zu bestimmenden Flächeninhalten. 9 in the 8th shown outlet phase with further to be determined according to further preferred embodiments of the method according to the invention surface contents.

1 zeigt ein gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu überwachendes Schaltventil in einer Prinzipdarstellung. Es stellt einen elektromagnetischen Aktuator dar und umfasst einen beweglichen Magnetkern 01, der in einer elektrischen Spule 02 verschiebbar ist. Die Spule 02 sitzt auf einem festen Magnetkern 03, in welchem der beweglichen Magnetkern 01 verschiebbar ist. Zwischen dem beweglichen Magnetkern 01 und dem festen Magnetkern 03 ist ein Luftspalt 04 ausgebildet. 1 shows a switching valve to be monitored according to a preferred embodiment of a method according to the invention in a schematic diagram. It represents an electromagnetic actuator and includes a movable magnetic core 01 in an electric coil 02 is displaceable. The sink 02 sits on a fixed magnetic core 03 in which the movable magnetic core 01 is displaceable. Between the movable magnetic core 01 and the fixed magnetic core 03 is an air gap 04 educated.

Am beweglichen Magnetkern 01 ist ein Ventilkörper 06 befestigt, welcher einen Teil eines nicht näher dargestellten Ventiles bildet. Die Verschiebebewegung des beweglichen Magnetkernes 01 mit dem Ventilkörper 06 wird durch einen ersten Anschlag 07 und durch einen zweiten Anschlag 08 begrenzt. Die Verschiebebewegung des beweglichen Magnetkernes 01 mit dem Ventilkörper 06 wird durch eine erste Feder 09 und durch eine zweite Feder 11 gefedert.At the movable magnetic core 01 is a valve body 06 attached, which forms part of a valve, not shown. The displacement movement of the movable magnetic core 01 with the valve body 06 gets through a first stop 07 and by a second stop 08 limited. The displacement movement of the movable magnetic core 01 with the valve body 06 is by a first spring 09 and by a second spring 11 sprung.

An die elektrische Spule 02 ist eine Steuereinheit 12 elektrisch angeschlossen, mit welcher die Spule 02 des Schaltventiles bestrombar ist. Hierfür wird die Spule 02 durch die Steuereinheit 12 mit einer Betriebsspannung V beaufschlagt, woraufhin ein von der Zeit abhängiger Strom i(t) durch die Spule 02 fließt. Die Steuereinheit 12 ist zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens konfiguriert, welches nachfolgend erläutert wird.To the electric coil 02 is a control unit 12 electrically connected, with which the coil 02 the switching valve can be energized. This is the coil 02 through the control unit 12 applied with an operating voltage V, whereupon a time dependent current i (t) through the coil 02 flows. The control unit 12 is configured to carry out the method according to the invention, which will be explained below.

2 zeigt einen zeitlichen Verlauf des mit Bezug auf die 1 beschriebenen Stromes i(t). Der Strom i(t) steigt nach der Beaufschlagung durch die Betriebsspannung V während einer Stromanstiegsphase 21 an und durchläuft eine Spitzenstromphase 22, woraufhin er bis zum Ende der Beaufschlagung durch die Betriebsspannung V in einer Haltestromphase 23 verbleibt. Nach der Beaufschlagung durch die Betriebsspannung V schließt sich eine Auslaufphase 24 an. 2 shows a time course of with respect to the 1 described current i (t). The current i (t) increases after the application of the operating voltage V during a current increase phase 21 and goes through a peak current phase 22 , whereupon he is in a holding current phase until the end of the application of the operating voltage V 23 remains. After the application of the operating voltage V, a phase-out phase closes 24 at.

3 zeigt einen zeitlichen Verlauf einer Bewegung des in 1 gezeigten Magnetkernes 01 und des in 1 gezeigten Ventilkörpers 06 bei einer Bestromung des Schaltventiles. Der zeitliche Verlauf der Bewegung des in 1 gezeigten Magnetkernes 01 ist durch eine durchgezogene Linie 31 im Diagramm dargestellt. Der zeitliche Verlauf der Bewegung des in 1 gezeigten Ventilkörpers 06 ist durch eine gestrichelte Linie 32 im Diagramm dargestellt. 3 shows a time course of a movement of the in 1 shown magnetic core 01 and of in 1 shown valve body 06 at a current supply of the switching valve. The temporal course of the movement of the in 1 shown magnetic core 01 is by a solid line 31 shown in the diagram. The temporal course of the movement of the in 1 shown valve body 06 is by a dashed line 32 shown in the diagram.

4 zeigt einen Ausschnitt des in 2 gezeigten Verlaufes des Stromes i(t) im Detail. Dieser Verlauf ist mit einer durchgezogenen Linie 41 für den Fall dargestellt, dass das Schaltventil fehlerfrei funktioniert. Dieser Verlauf ist mit einer gestrichelten Linie 42 für den Fall dargestellt, dass das Schaltventil blockiert ist. Eine gepunktete Linie 43 veranschaulicht den Fall, wenn das Schaltventil und dessen Bestromung so dimensioniert wären, dass es nicht zur magnetischen Sättigung im Schaltventil kommt, und zudem das Schaltventil blockiert ist. Allerdings sind Schaltventile üblicherweise so dimensioniert, dass sie nahe oder in der elektromagnetischen Sättigung arbeiten. Der Strom i(t) steigt zunächst exponentiell, jedoch kommt es wegen der elektromagnetische Sättigung zu einem steileren Anstieg. Bei einem fehlerfrei funktionierenden Schaltventil wird ein Teil der elektrischen Energie in kinetische Energie gewandelt. Bei einem blockierten Schaltventil führt die elektrische Energie in einem höheren Maße zur elektromagnetischen Sättigung, sodass der exponentielle Verlauf des Stromes i(t) früher verlassen wird. 4 shows a section of the in 2 shown course of the current i (t) in detail. This course is a solid line 41 shown in the case that the switching valve is working properly. This course is with a dashed line 42 illustrated in the case that the switching valve is blocked. A dotted line 43 illustrates the case when the switching valve and its energization would be dimensioned so that it does not come to the magnetic saturation in the switching valve, and also the switching valve is blocked. However, switching valves are usually sized to operate near or in electromagnetic saturation. The current i (t) initially increases exponentially, but due to the electromagnetic saturation, a steeper increase occurs. In a faultlessly functioning switching valve part of the electrical energy is converted into kinetic energy. In a blocked switching valve, the electrical energy leads to a higher degree of electromagnetic saturation, so that the exponential profile of the current i (t) is left earlier.

Während einer Leerlaufphase 44 befindet sich der bewegliche Magnetkern 01 (gezeigt in 1) noch im Leerlauf. In der Leerlaufphase 44 verläuft der Strom i(t) logarithmisch. Nach der Leerlaufphase 44 kommt es zur magnetischen Sättigung des Schaltventiles, sodass der Strom i(t) stärker als gemäß dem logarithmischen Verlauf steigt. Das Einsetzen dieser stärkeren Steigung des Stromes i(t) setzt an einem Abweichungspunkt 46 ein. Ist das Schaltventil blockiert, so kommt es wie oben beschrieben früher zur magnetischen Sättigung des Schaltventiles, sodass der Abweichungspunkt 46 zeitlich früher liegt. Erfindungsgemäß wird der Abweichungszeitpunkt 46 während der Bestromung des Schaltventiles ermittelt. Liegt er zeitlich vor einem vorab definierten Normabweichungszeitpunkt, so wird erfindungsgemäß eine Blockierung des Schaltventiles erkannt und es wird eine Fehlermeldung ausgegeben.During an idling phase 44 is the movable magnetic core 01 (shown in 1 ) still idle. In the idle phase 44 the current i (t) is logarithmic. After the idling phase 44 it comes to the magnetic saturation of the switching valve, so that the current i (t) increases more than according to the logarithmic curve. The onset of this stronger slope of the current i (t) sets at a point of departure 46 one. If the switching valve is blocked, it comes as described above earlier to the magnetic saturation of the switching valve, so that the deviation point 46 earlier in time. According to the invention, the time of departure 46 determined during energization of the switching valve. If it lies ahead of a predefined deviation point in time, a blocking of the switching valve is detected according to the invention and an error message is output.

5 zeigt insbesondere die Stromanstiegsphase 21 des in 4 gezeigten Verlaufes des Stromes i(t), wobei die Ermittlung des Abweichungszeitpunktes 46 veranschaulicht ist. Zunächst wird eine Logarithmusfunktion fi_log(t) des zeitlichen Verlaufes des gemessenen Stromes i(t) ermittelt, die durch eine gestrichelte Linie 51 dargestellt ist. Für die Bildung der Logarithmusfunktion fi_log(t) wird neben dem Strom i(t) auch ein Maximalstromwert Imax berücksichtigt. Eine positive Konstante c als Summand im Argument der Logarithmusfunktion fi_log(t) garantiert, dass das Argument immer positiv ist. Die Logarithmusfunktion fi_log(t) wird wie folgt bestimmt: fi_log(t) = log[i(t) – Imax + c ] 5 shows in particular the current increase phase 21 of in 4 shown course of the current i (t), wherein the determination of the time of departure 46 is illustrated. First, a logarithmic function f i - log (t) of the time course of the measured current i (t) is determined, which is indicated by a dashed line 51 is shown. For the formation of the logarithm function f i - log (t), a maximum current value I max is taken into account in addition to the current i (t). A positive constant c as a summand in the argument of the logarithm function f i_log (t) guarantees that the argument is always positive. The logarithm function f i_log (t) is determined as follows: f i_log (t) = log [i (t) -I max + c]

Die Logarithmusfunktion fi_log(t) verläuft zunächst linear. In einem frühen zeitlichen Teilabschnitt 52 der Leerlaufphase erfolgt eine lineare Approximation der Logarithmusfunktion fi_log(t), in deren Ergebnis eine lineare Funktion flin(t) erhalten wird, die durch eine dünne durchgezogene Linie 53 dargestellt ist. Zu einem Differenzmaßzeitpunkt 54 weichen die Logarithmusfunktion fi_log(t) und die lineare Funktion flin(t) um ein vorbestimmtes Differenzmaß voneinander ab. Von diesem Differenzmaßzeitpunkt 54 wird eine Kalibrierungszeitdauer abgezogen, wodurch der Abweichungszeitpunkt 46 erhalten wird.The logarithm function f i_log (t) initially runs linear. In an early temporal section 52 In the idling phase , a linear approximation of the logarithm function f i - log (t) is carried out, in the result of which a linear function f lin (t) is obtained, which is indicated by a thin solid line 53 is shown. At a difference measure time 54 The logarithm function f i_log (t) and the linear function f lin (t) differ from each other by a predetermined difference measure. From this difference measure time 54 a calibration period is subtracted, whereby the time of departure 46 is obtained.

Während der Stromanstiegsphase 21 des Verlaufes des Stromes i(t) wird nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weiterhin ein Flächeninhalt bestimmt, der einen Dreiecksoperator Δ repräsentiert. Der Dreiecksoperator Δ wird in einem Bewertungsabschnitt bestimmt, welcher in einem mit dem Abweichungspunkt 46 zusammenfallenden Punkt a beginnt und bis in einem Punkt b nahezu auf den Spitzenstrom Imax steigt. Der Bewertungsabschnitt dauert eine Zeitdauer tab. Der Strom i(t) steigt während des Bewertungsabschnittes um einen Stromdifferenzwert Iab. Zwischen dem Punkt a und dem Punkt b wird ein Punkt d auf dem Funktionsgraphen des Stromes i(t) ausgewählt. Der zeitliche Abschnitt vom Punkt a bis zum Punkt d stellt einen Bewertungsteilabschnitt dar, welcher eine Zeitdauer tad dauert. Im Punkt d ist der Strom i(t) um einen Stromdifferenzwert Iad größer als im Punkt a. Durch den Punkt a verläuft eine erste Gerade 61, die parallel zur Achse der Zeit t ausgerichtet ist. Durch den Punkt b verläuft eine zweite Gerade 62, die parallel zur Achse des Stromes i(t) ausgerichtet ist. Die erste Gerade 61 und die zweite Gerade 62 schneiden sich in einem Punkt c. Eine dritte Gerade 63 verläuft durch die Punkte a und d. Eine vierte Gerade 64 verläuft durch die Punkte d und b. Die erste Gerade 61, die zweite Gerade 62, die dritte Gerade 63 und die vierte Gerade 64 spannen ein Viereck auf, welches auch als ein rechtwinkliges Dreieck mit einer ungeraden Hypotenuse aufgefasst werden kann, die aus der dritten Gerade 63 und der vierten Gerade 64 gebildet ist. Die aus der dritten Gerade 63 und der vierten Gerade 64 gebildete Hypotenuse stellt eine Annäherung an den Funktionsverlauf des Stromes i(t) im Bewertungsabschnitt dar. Der Flächeninhalt des rechtwinkligen Dreieckes mit der ungeraden Hypotenuse bildet den Dreiecksoperator Δ. Erfindungsgemäß wird eine Blockierung des Schaltventiles erkannt, wenn der für die Stromanstiegsphase gebildete Dreiecksoperator Δ mindestens so groß wie eine vorab definierte Bewertungsproduktgrenze ist. During the current increase phase 21 the course of the current i (t) is further determined according to a preferred embodiment of the method according to the invention, an area containing a triangle operator Δ represents. The triangle operator Δ is determined in a judgment section which is in one with the deviation point 46 coincident point a begins and rises to a point b almost to the peak current I max . The evaluation section takes a period of time t. The current i (t) increases during the evaluation section from a current difference value I. Between the point a and the point b, a point d is selected on the function graph of the current i (t). The temporal section from the point a to the point d represents a judging section which lasts a time t ad . At point d, the current i (t) is greater by a current difference value I ad than at point a. Through the point a, a first straight line runs 61 , which is aligned parallel to the axis of time t. Through the point b, a second straight line runs 62 , which is aligned parallel to the axis of the current i (t). The first straight 61 and the second straight line 62 intersect at a point c. A third straight line 63 passes through the points a and d. A fourth straight line 64 passes through the points d and b. The first straight 61 , the second straight line 62 , the third straight line 63 and the fourth straight line 64 span a quadrangle, which can also be understood as a right-angled triangle with an odd hypotenuse coming from the third straight line 63 and the fourth straight line 64 is formed. The third straight 63 and the fourth straight line 64 formed Hypotenuse represents an approximation to the function of the current i (t) in the evaluation section. The area of the rectangular triangle with the odd hypotenuse forms the triangle operator Δ. According to the invention, a blocking of the switching valve is recognized if the triangular operator Δ formed for the current increase phase is at least as large as a predefined evaluation product limit.

6 zeigt die in 2 gezeigte Spitzenstromphase 22 des Verlaufes des Stromes i(t) mit einem nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zu bestimmenden Flächeninhalt, der einen weiteren Dreiecksoperator Δ repräsentiert. Der Dreiecksoperator Δ wird in einem weiteren Bewertungsabschnitt bestimmt, in welchem der Strom i(t) in einem Punkt a von einem Spitzenstromphasenanfangswert bis in einem Punkt b nahezu auf einen Spitzenstromphasenzwischenwert sinkt. Bei dem Spitzenstromphasenanfangswert handelt es sich um den Spitzenstrom Imax. Der Bewertungsabschnitt dauert wiederum eine Zeitdauer tab. Der Strom i(t) sinkt während des Bewertungsabschnittes um einen Stromdifferenzwert Iab. Zwischen dem Punkt a und dem Punkt b wird wiederum ein Punkt d auf dem Funktionsgraphen des Stromes i(t) ausgewählt. Der zeitliche Abschnitt vom Punkt a zum Punkt d stellt einen Bewertungsteilabschnitt dar, welcher eine Zeitdauer tad dauert. Im Punkt d ist der Strom i(t) um einen Stromdifferenzwert Ibd größer als im Punkt b. Durch den Punkt a verläuft wiederum eine erste Gerade 61, die jedoch parallel zur Achse des Stromes i(t) ausgerichtet ist. Durch den Punkt b verläuft wiederum eine zweite Gerade 62, die jedoch parallel zur Achse der Zeit t ausgerichtet ist. Die erste Gerade 61 und die zweite Gerade 62 schneiden sich wiederum in einem Punkt c. Eine dritte Gerade 63 verläuft wiederum durch die Punkte a und d. Eine vierte Gerade 64 verläuft wiederum durch die Punkte d und b. Die erste Gerade 61, die zweite Gerade 62, die dritte Gerade 63 und die vierte Gerade 64 spannen ein Viereck auf, welches auch als ein rechtwinkliges Dreieck mit einer ungeraden Hypotenuse aufgefasst werden kann, die aus der dritten Gerade 63 und der vierten Gerade 64 gebildet ist. Die aus der dritten Gerade 63 und der vierten Gerade 64 gebildete Hypotenuse stellt eine Annäherung an den Funktionsverlauf des Stromes i(t) im Bewertungsabschnitt dar. Der Flächeninhalt des rechtwinkligen Dreieckes mit der ungeraden Hypotenuse bildet wiederum den Dreiecksoperator Δ. Erfindungsgemäß wird eine Blockierung des Schaltventiles erkannt, wenn der für die Spitzenstromphase gebildete Dreiecksoperator Δ höchstens so groß wie eine vorab definierte Bewertungsproduktgrenze ist. 6 shows the in 2 shown peak current phase 22 the course of the current i (t) with a surface area to be determined according to a preferred embodiment of the method according to the invention, which represents a further triangular operator Δ. The triangle operator Δ is determined in a further evaluation section in which the current i (t) at a point a from a peak current phase initial value to a point b decreases to almost a peak current phase intermediate value. The peak current phase initial value is the peak current I max . Again, the evaluation section takes a period of time t. The current i (t) decreases during the evaluation section by a current difference value I from . Between the point a and the point b, again a point d on the function graph of the current i (t) is selected. The temporal section from the point a to the point d represents a judging section which lasts a time t ad . At point d, the current i (t) is greater by a current difference value I bd than at point b. By the point a in turn runs a first straight line 61 which, however, is aligned parallel to the axis of the current i (t). By the point b in turn runs a second straight line 62 , which, however, is aligned parallel to the axis of time t. The first straight 61 and the second straight line 62 intersect again at a point c. A third straight line 63 again passes through the points a and d. A fourth straight line 64 again passes through the points d and b. The first straight 61 , the second straight line 62 , the third straight line 63 and the fourth straight line 64 span a quadrangle, which can also be understood as a right-angled triangle with an odd hypotenuse coming from the third straight line 63 and the fourth straight line 64 is formed. The third straight 63 and the fourth straight line 64 The formed hypotenuse represents an approximation to the functional course of the current i (t) in the evaluation section. The area of the rectangular triangle with the odd hypotenuse in turn forms the triangle operator Δ. According to the invention, a blocking of the switching valve is detected when the triangular operator Δ formed for the peak current phase is at most as large as a previously defined evaluation product limit.

7 zeigt die in 6 gezeigte Spitzenstromphase 22 mit einem nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zu bestimmenden Flächeninhalt. Es wird ein abweichender Bewertungsabschnitt bestimmt, in welchem der Strom i(t) vom Spitzenstromphasenanfangswert bis vollständig auf den Spitzenstromphasenzwischenwert sinkt. Dieser Bewertungsabschnitt dauert eine Zeitdauer tmin. Während dieses Bewertungsabschnittes sinkt der Strom i(t) um einen Stromdifferenzwert Imin. Durch den Zeitpunkt des Spitzenstromphasenanfangswertes verläuft wiederum eine erste Gerade 61, die parallel zur Achse des Stromes i(t) ausgerichtet ist. Durch den Spitzenstromphasenzwischenwert verläuft wiederum eine zweite Gerade 62, die parallel zur Achse der Zeit t ausgerichtet ist. Gemäß einer alternativ bevorzugten Ausführungsform wird der Flächeninhalt einer Fläche bestimmt, welche von der ersten Gerade 61, der zweiten Gerade 62 und dem Funktionsgraphen des Stromes i(t) begrenzt wird. Dieser Flächeninhalt stellt einen alternativ bevorzugten Dreiecksoperator Δ dar. Durch den Spitzenstromphasenanfangswert verläuft eine fünfte Gerade 65, die parallel zur Achse der Zeit t ausgerichtet ist. Durch den Zeitpunkt des Spitzenstromphasenzwischenwertes verläuft eine sechste Gerade 66, die parallel zur Achse des Stromes i(t) ausgerichtet ist. Gemäß einer alternativ bevorzugten Ausführungsform wird der Flächeninhalt einer Fläche bestimmt, welche von der fünften Gerade 65, der sechsten Gerade 66 und dem Funktionsgraphen des Stromes i(t) begrenzt wird. Dieser Flächeninhalt stellt einen Operator A dar, der gemäß einer alternativ bevorzugten Ausführungsform als ein Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators genutzt wird. 7 shows the in 6 shown peak current phase 22 with an area to be determined according to a further preferred embodiment of the method according to the invention. A different scoring section is determined in which the current i (t) decreases from the peak current phaseshift to fully at the peak current phaseshifter. This evaluation section lasts a period t min . During this evaluation section, the current i (t) decreases by a current difference value I min . By the time of Spitzenstromphasenanfangswertes again runs a first straight line 61 , which is aligned parallel to the axis of the current i (t). The peak current phase intermediate value again leads to a second straight line 62 , which is aligned parallel to the axis of time t. According to an alternative preferred embodiment, the area of a surface is determined, which of the first straight line 61 , the second straight 62 and the function graph of the current i (t) is limited. This area represents an alternatively preferred triangle operator Δ. The peak current phase initial value is followed by a fifth straight line 65 , which is aligned parallel to the axis of time t. By the time of the peak current phase intermediate value runs a sixth straight line 66 , which is aligned parallel to the axis of the current i (t). According to an alternative preferred embodiment, the area of a surface is determined, which of the fifth straight line 65 , the sixth straight line 66 and the function graph of the current i (t) is limited. This area represents an operator A, which according to an alternative preferred embodiment is used as a criterion for detecting a malfunction of the actuator.

8 zeigt die in 2 gezeigte Auslaufphase 24 des Verlaufes des Stromes i(t) mit einem nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zu bestimmenden Flächeninhalt, der einen weiteren Dreiecksoperator Δ repräsentiert. Der Dreiecksoperator Δ wird in einem weiteren Bewertungsabschnitt bestimmt, in welchem der Strom i(t) in einem Punkt a von einem Auslaufhasenanfangsstromwert bis in einem Punkt b nahezu auf einen maximalen Auslaufhasenzwischenstromwert steigt. Der Bewertungsabschnitt dauert wiederum eine Zeitdauer tab. Der Strom i(t) steigt während des Bewertungsabschnittes um einen Stromdifferenzwert Iab. Zwischen dem Punkt a und dem Punkt b wird wiederum ein Punkt d auf dem Funktionsgraphen des Stromes i(t) ausgewählt. Der zeitliche Abschnitt vom Punkt a bis zum Punkt d stellt einen Bewertungsteilabschnitt dar, welcher eine Zeitdauer tad dauert. Im Punkt d ist der Strom i(t) um einen Stromdifferenzwert Iad größer als im Punkt a. Durch den Punkt a verläuft wiederum eine erste Gerade 61, die parallel zur Achse des Stromes i(t) ausgerichtet ist. Durch den Punkt b verläuft wiederum eine zweite Gerade 62, die parallel zur Achse der Zeit t ausgerichtet ist. Die erste Gerade 61 und die zweite Gerade 62 schneiden sich wiederum in einem Punkt c. Eine dritte Gerade 63 verläuft wiederum durch die Punkte a und d. Eine vierte Gerade 64 verläuft wiederum durch die Punkte d und b. Die erste Gerade 61, die zweite Gerade 62, die dritte Gerade 63 und die vierte Gerade 64 spannen ein Viereck auf, welches auch als ein rechtwinkliges Dreieck mit einer ungeraden Hypotenuse aufgefasst werden kann, die aus der dritten Gerade 63 und der vierten Gerade 64 gebildet ist. Die aus der dritten Gerade 63 und der vierten Gerade 64 gebildete Hypotenuse stellt eine Annäherung an den Funktionsverlauf des Stromes i(t) im Bewertungsabschnitt dar. Der Flächeninhalt des rechtwinkligen Dreieckes mit der ungeraden Hypotenuse bildet wiederum den Dreiecksoperator Δ. Erfindungsgemäß wird eine Blockierung des Schaltventiles erkannt, wenn der für die Spitzenstromphase gebildete Dreiecksoperator Δ höchstens so groß wie eine vorab definierte Bewertungsproduktgrenze ist. 8th shows the in 2 shown phase-out 24 the course of the current i (t) with a surface area to be determined according to a preferred embodiment of the method according to the invention, which represents a further triangular operator Δ. The triangle operator Δ is determined in a further evaluation section in which the current i (t) at a point a from an outflow phaseline initial current value to a point b increases to almost a maximum phased out phasic current value. Again, the evaluation section takes a period of time t. The current i (t) increases during the evaluation section from a current difference value I. Between the point a and the point b, again a point d on the function graph of the current i (t) is selected. The temporal section from the point a to the point d represents a judging section which lasts a time t ad . At point d, the current i (t) is greater by a current difference value I ad than at point a. By the point a in turn runs a first straight line 61 , which is aligned parallel to the axis of the current i (t). By the point b in turn runs a second straight line 62 , which is aligned parallel to the axis of time t. The first straight 61 and the second straight line 62 intersect again at a point c. A third straight line 63 again passes through the points a and d. A fourth straight line 64 again passes through the points d and b. The first straight 61 , the second straight line 62 , the third straight line 63 and the fourth straight line 64 span a quadrangle, which can also be understood as a right-angled triangle with an odd hypotenuse coming from the third straight line 63 and the fourth straight line 64 is formed. The third straight 63 and the fourth straight line 64 The formed hypotenuse represents an approximation to the functional course of the current i (t) in the evaluation section. The area of the rectangular triangle with the odd hypotenuse in turn forms the triangle operator Δ. According to the invention, a blockage of the switching valve is detected when the one formed for the peak current phase Triangular operator Δ is at most as large as a predefined evaluation product limit.

9 zeigt die in 8 gezeigte Spitzenstromphase 24 mit weiteren nach weiteren bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zu bestimmenden Flächeninhalten. Es wird ein abweichender Bewertungsabschnitt bestimmt, in welchem der Strom i(t) vom Auslaufphasenanfangsstromwert bis vollständig auf den maximalen Auslaufphasenzwischenstromwert steigt. Dieser Bewertungsabschnitt dauert eine Zeitdauer tmax. Während dieses Bewertungsabschnittes steigt der Strom i(t) um einen Stromdifferenzwert Imax. Durch den Auslaufphasenanfangsstromwert verläuft eine fünfte Gerade 65, die parallel zur Achse der Zeit t ausgerichtet ist. Durch den Zeitpunkt des maximalen Auslaufphasenzwischenstromwertes verläuft eine sechste Gerade 66, die parallel zur Achse des Stromes i(t) ausgerichtet ist. Gemäß einer alternativ bevorzugten Ausführungsform wird der Flächeninhalt einer Fläche A bestimmt, welche von der fünften Gerade 65, der sechsten Gerade 66 und dem Funktionsgraphen des Stromes i(t) begrenzt wird. Dieser Flächeninhalt stellt einen Dreiecksoperator ΔA dar, der gemäß einer alternativ bevorzugten Ausführungsform als ein Kriterium zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators genutzt wird. 9 shows the in 8th shown peak current phase 24 with further surface areas to be determined for further preferred embodiments of the method according to the invention. A different evaluation section is determined in which the current i (t) increases from the phased-out initial phase current value to fully at the maximum phased-out intermediate current value. This evaluation section lasts a time t max . During this evaluation section, the current i (t) increases by a current difference value I max . The outflow phase initial flow value is followed by a fifth straight line 65 , which is aligned parallel to the axis of time t. By the time of the maximum phase-out intermediate current value, a sixth straight line runs 66 , which is aligned parallel to the axis of the current i (t). According to an alternative preferred embodiment, the area of an area A is determined, which of the fifth straight line 65 , the sixth straight line 66 and the function graph of the current i (t) is limited. This area is a triangle Δ operator A, which is used as a criterion for detecting a malfunction of the actuator according to an alternative preferred embodiment.

Alternativ oder ergänzend bevorzugt wird ein abweichender Bewertungsabschnitt bestimmt, in welchem der Strom i(t) vom maximalen Auslaufphasenzwischenstromwert bis auf einen Auslaufphasenendstromwert sinkt. Durch den Auslaufphasenendstromwert verläuft eine siebente Gerade 67, die parallel zur Achse des Stromes i(t) ausgerichtet ist. Gemäß einer alternativ bevorzugten Ausführungsform wird der Flächeninhalt einer Fläche B bestimmt, welche von der fünften Gerade 65, der sechsten Gerade 66, der siebenten Gerade 67 und dem Funktionsgraphen des Stromes i(t) begrenzt wird. Dieser Flächeninhalt stellt einen alternativ bevorzugten Dreiecksoperator ΔB dar. Gemäß einer weiteren alternativ bevorzugten Ausführungsform wird der Flächeninhalt einer Fläche C bestimmt, welche von der zweiten Gerade 62, der siebenten Gerade 67 und dem Funktionsgraphen des Stromes i(t) begrenzt wird. Dieser Flächeninhalt stellt einen alternativ bevorzugten Dreiecksoperator ΔC dar. Die verschiedenen Dreiecksoperatoren und weiteren Operatoren können erfindungsgemäß einzeln oder in Kombination als Kriterien zum Erkennen einer Fehlfunktion des Aktuators genutzt werden.Alternatively or additionally, a deviating evaluation section is determined in which the current i (t) decreases from the maximum outflow phase intermediate current value to an outflow phase end current value. Due to the phase-out phase end current value, a seventh straight line runs 67 , which is aligned parallel to the axis of the current i (t). According to an alternatively preferred embodiment, the surface area of a surface B is determined, which of the fifth straight line 65 , the sixth straight line 66 , the seventh straight 67 and the function graph of the current i (t) is limited. This surface area represents an alternatively preferred triangular operator Δ B. According to a further alternatively preferred embodiment, the area of a surface C is determined, which of the second straight line 62 , the seventh straight 67 and the function graph of the current i (t) is limited. This area represents an alternatively preferred triangular operator Δ C. According to the invention, the various triangular operators and further operators can be used individually or in combination as criteria for detecting a malfunction of the actuator.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

0101
beweglicher Magnetkern movable magnetic core
0202
elektrische Spule electric coil
0303
fester Magnetkern solid magnetic core
0404
Luftspalt air gap
0505
0606
Ventilkörper valve body
0707
erster Anschlag first stop
0808
zweiter Anschlag second stop
0909
erste Feder first spring
1010
1111
zweite Feder second spring
1212
Steuereinheit control unit
2020
2121
Stromanstiegsphase Current rise phase
2222
Spitzenstromphase Peak current phase
2323
Haltestromphase Holding current phase
2424
Auslaufphase phasing
3030
3131
Bewegung des Magnetkernes (durchgezogene Linie) Movement of the magnetic core (solid line)
3232
Bewegung des Ventilkörpers (gestrichelte Linie) Movement of the valve body (dashed line)
4040
4141
Verlauf des Stromes i(t) (durchgezogene Linie) Course of the current i (t) (solid line)
4242
Verlauf des Stromes i(t) bei blockiertem Schaltventil (gestrichelte Linie) Course of the current i (t) with blocked switching valve (dashed line)
4343
Verlauf des Stromes i(t) ohne magnetische Sättigung (gepunktete Linie) Course of the current i (t) without magnetic saturation (dotted line)
4444
Leerlaufphase Idle phase
4545
4646
Abweichungszeitpunkt Time of departure
5050
5151
Logarithmusfunktion fi_log(t) (gestrichelte Linie)Logarithm function f i_log (t) (dashed line)
5252
früher zeitlicher Teilabschnitt der Leerlaufphase early part of the idle phase
5353
lineare Funktion flin(t) (dünne durchgezogene Linie)linear function f lin (t) (thin solid line)
5454
Differenzmaßzeitpunkt Differenzmaßzeitpunkt
6060
6161
erste Gerade first straight
6262
zweite Gerade second straight line
6363
dritte Gerade third straight line
6464
vierte Gerade fourth straight
6565
fünfte Gerade fifth straight line
6666
sechste Gerade sixth straight line
6767
siebente Gerade seventh straight line

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (10)

Verfahren zum Überwachen der Funktion eines elektromagnetischen Aktuators, wobei in dem elektromagnetischen Aktuator ein Magnetkern (01) durch Bestromung einer elektrischen Spule (02) verschiebbar ist; und wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: – Messen eines sich zeitlich verändernden, durch die elektrische Spule (02) fließenden Stromes, wobei der gemessene Strom während einer Stromanstiegsphase (21) steigt, in deren Verlauf sich der Magnetkern (01) zunächst im Leerlauf befindet; – Bilden einer Logarithmusfunktion des in der Stromanstiegsphase (21) gemessenen Stromes; – Approximieren der einen frühen zeitlichen Teilabschnitt des Leerlaufes repräsentierenden Logarithmusfunktion durch eine Linearfunktion; – laufendes Bestimmen einer Differenz zwischen der Logarithmusfunktion und der Linearfunktion über den frühen zeitlichen Teilabschnitt des Leerlaufes hinweg; – Ermitteln eines Abweichungszeitpunktes (46) ausgehend davon, wann die Differenz ein vorab definiertes Differenzmaß erreicht; und – Erkennen einer Fehlfunktion des elektromagnetischen Aktuators, wenn der ermittelte Abweichungszeitpunkt (46) früher als ein vorab definierter Normabweichungszeitpunkt liegt.Method for monitoring the function of an electromagnetic actuator, wherein in the electromagnetic actuator a magnetic core ( 01 ) by energizing an electric coil ( 02 ) is displaceable; and wherein the method comprises the steps of: measuring a time-varying current through the electrical coil ( 02 ) current, the measured current during a current increase phase ( 21 ), during which the magnetic core ( 01 ) is initially idle; - forming a logarithm function of the in the current increase phase ( 21 ) measured current; Approximating the logarithmic function representing an early temporal segment of idling by a linear function; - continuously determining a difference between the logarithm function and the linear function over the early portion of the idle time; - Determining a time of departure ( 46 ) based on when the difference reaches a predefined difference measure; and detecting a malfunction of the electromagnetic actuator when the determined time of departure ( 46 ) is earlier than a predefined deviation point in time. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromanstiegsphase (21) beginnt, nachdem eine Betriebsspannung an die elektrische Spule (02) angelegt wurde.Method according to claim 1, characterized in that the current increase phase ( 21 ) begins after an operating voltage to the electric coil ( 02 ) was created. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die elektrische Spule (02) fließende Strom während der Stromanstiegsphase (21) von einem Minimalstromwert bis auf einen Maximalstromwert steigt, wobei beim Erreichen des Maximalstromwertes eine magnetische Sättigung des elektromagnetischen Aktuators erfolgt ist. A method according to claim 1 or 2, characterized in that by the electrical coil ( 02 ) flowing electricity during the current increase phase ( 21 ) rises from a minimum current value up to a maximum current value, with a magnetic saturation of the electromagnetic actuator having taken place when the maximum current value is reached. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Magnetkern (01) bei einer korrekten Funktion des elektromagnetischen Aktuators während der Stromanstiegsphase (21) in einem überwiegenden Teil der Stromanstiegsphase (21) im Leerlauf befindet.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the magnetic core ( 01 ) with a correct function of the electromagnetic actuator during the current increase phase ( 21 ) in a major part of the current increase phase ( 21 ) is idle. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der gemessene Strom im Argument der Logarithmusfunktion ein negatives Vorzeichen aufweist.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the measured current in the argument of the logarithmic function has a negative sign. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der gemessene Strom im Argument der Logarithmusfunktion von dem Maximalstromwert subtrahiert wird.A method according to claim 5, characterized in that the measured current is subtracted in the argument of the logarithm function of the maximum current value. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln des Abweichungszeitpunktes (46) dadurch erfolgt, dass der Zeitpunkt, in welchem die Differenz das vorab definierte Differenzmaß erreicht, um eine Kalibrierungszeitdauer verringert wird und als Abweichungszeitpunkt (46) verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the determination of the time of departure ( 46 ) takes place in that the time at which the difference reaches the predefined difference measure is reduced by one calibration time period and as the time of departure ( 46 ) is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Definieren des Normabweichungszeitpunktes dadurch erfolgt, dass der Abweichungszeitpunkt (46) für mehrere korrekt funktionierende elektromagnetische Aktuatoren gleicher Bauart wie der zu überwachende elektromagnetische Aktuator ermittelt wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the definition of the standard deviation time point takes place in that the time of departure ( 46 ) is determined for several correctly functioning electromagnetic actuators of the same type as the electromagnetic actuator to be monitored. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende weitere Schritte umfasst: – Auswählen eines zeitlichen Bewertungsabschnittes des Verlaufes des gemessenen Stromes, in welchem sich der Strom von einem Abschnittsanfangsstromwert auf einen Abschnittsendstromwert ändert, wobei der zeitliche Bewertungsabschnitt eine Abschnittszeitdauer dauert; – Bilden eines Bewertungsproduktes aus Faktoren, welche zumindest einerseits den Abschnittsanfangsstromwert und den Abschnittsendstromwert sowie andererseits die Abschnittszeitdauer umfassen; und – Erkennen einer Fehlfunktion des elektromagnetischen Aktuators durch Vergleichen des Bewertungsproduktes mit einer Bewertungsproduktgrenze.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that it comprises the following further steps: - selecting a temporal evaluation section of the course of the measured current in which the current changes from a section start current value to a section end current value, wherein the time evaluation section lasts a section time period ; Forming an evaluation product from factors which comprise, at least on the one hand, the section start current value and the section end current value and, on the other hand, the section time duration; and detecting a malfunction of the electromagnetic actuator by comparing the evaluation product with an evaluation product boundary. Steuerungseinheit (12) zur Steuerung und Überwachung eines elektromagnetischen Aktuators, die zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 konfiguriert ist.Control unit ( 12 ) for controlling and monitoring an electromagnetic actuator configured to carry out a method according to any one of claims 1 to 9.
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