DE10315584B4 - Method for actuating an electromagnetic actuating device and device for carrying it out - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betätigen einer elektromagnetischen Stelleinrichtung (1), die ein Stellglied und einen Stellantrieb (2) aufweist, wobei der Stellantrieb (2) wenigstens einen Elektromagneten (6) mit wenigstens einer Spule (7) sowie einen Anker (5) und eine den Anker (5) in eine Ruheposition vorspannende Rückstelleinrichtung aufweist, bei dem während der Bewegung des Ankers (5) ein Spulenstrom (I) durch die Spule (7) in Abhängigkeit eines Soll-Ist-Vergleichs zwischen gemessenen Spulenstrom-Istwerten (IIST) und vorgegebenen Spulenstrom-Sollwerten (ISOLL) geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollverlauf der Spulenstrom-Sollwerte (ISOLL) aus einem Anschwingvorgang eines Stellglied, Anker (5), Elektromagnet (6) und Rückstelleinrichtung umfassenden Schwingungssystems ermittelt wird.Method for actuating an electromagnetic actuating device (1) which has an actuator and an actuator (2), wherein the actuator (2) comprises at least one electromagnet (6) with at least one coil (7) and an armature (5) and the armature (5) in a rest position biasing resetting device, wherein during the movement of the armature (5) a coil current (I) through the coil (7) in response to a desired-actual comparison between measured actual coil current values (IIST) and predetermined coil current -Sollwerte (ISOLL) is regulated, characterized in that the desired course of the coil current setpoints (ISOLL) from a starting operation of an actuator, armature (5), solenoid (6) and restoring device comprehensive vibration system is determined.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betätigen einer elektromagnetischen Stelleinrichtung und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung mit den Merkmalen des Oberbegriffs der Ansprüche 1 und 13.The present invention relates to a method for actuating an electromagnetic actuating device and an apparatus for carrying it out with the features of the preamble of claims 1 and 13.

Aus der WO 99/34378 ist eine Einrichtung zum Steuern eines elektromechanischen Stellgeräts bekannt, bei der das Stellgerät ein Stellglied und einen Stellantrieb aufweist. Das Stellgerät ist dabei als elektromagnetischer Ventiltrieb zur Betätigung eines Gaswechselventils bei einer Brennkraftmaschine ausgestaltet. Das Stellgerät umfasst ein Stellglied, also hier ein Gaswechselventil, und einen Stellantrieb, der zwei einander gegenüberliegende Elektromagnete aufweist, die jeweils mit einer Spule ausgestattet sind. Ein zwischen den Elektromagneten verstellbar gelagerter Anker ist mit dem jeweiligen Ventil antriebsverbunden und mittels Rückstellfedern in einer Ruheposition vorgespannt. Im Betrieb wird der Anker mit Hilfe der Elektromagnete zwischen zwei Endstellungen hin und her bewegt, in denen er jeweils an einem der Elektromagnete anliegt. Die Verstellbewegungen erfolgen dabei mit einer hohen Dynamik, da sehr kurze Schaltzeiten realisiert werden müssen. Um eine störende Geräuschentwicklung und einen erhöhten Verschleiß beim Anlegen des Ankers am Elektromagneten zu vermeiden, ist es wünschenswert, die Stellbewegung des Ankers so zu steuern, dass dieser beim Anlegen am Elektromagneten möglichst „weich” landet, d. h. im Zeitpunkt der Kontaktierung soll eine möglichst geringe Relativgeschwindigkeit zwischen Anker und Elektromagnet vorliegen.From the WO 99/34378 a device for controlling an electromechanical actuator is known in which the actuator has an actuator and an actuator. The actuator is designed as an electromagnetic valve drive for actuating a gas exchange valve in an internal combustion engine. The actuator comprises an actuator, so here a gas exchange valve, and an actuator, which has two opposing electromagnets, each equipped with a coil. An armature adjustably mounted between the electromagnets is drivingly connected to the respective valve and biased by return springs in a rest position. In operation, the armature is moved by means of the electromagnets between two end positions back and forth, in each of which it bears against one of the electromagnets. The adjustment movements take place with a high dynamics, since very short switching times must be realized. In order to avoid a disturbing noise and increased wear when applying the armature to the electromagnet, it is desirable to control the actuating movement of the armature so that it lands as soft as possible when applied to the electromagnet, ie at the time of contact should be as small as possible Relative speed between armature and electromagnet present.

Bei der bekannten Steuerungseinrichtung wird ein weicher bzw. sanfter Aufprall des Ankers am Elektromagneten dadurch erreicht, dass während der Bewegung des Ankers der Strom durch die Spule in Abhängigkeit vom Absolutwert und der zeitlichen Ableitung des Stromes gesteuert wird. Eine aufwändige Positionssensorik ist dabei nicht erforderlich. Im einzelnen wird dazu zunächst im Freilaufbetrieb der Spule der Strom durch die Spule erfasst. Desweiteren wird die zeitliche Ableitung des Stroms durch die Spule ermittelt. Anschließend wird ein Quotient aus dem Strom und der zeitlichen Ableitung des Strom gebildet. Danach wird dieser Quotient mit einem vorbestimmten Grenzwert verglichen. Die bekannte Vorgehensweise beruht auf der Überlegung, dass die Geschwindigkeit des Ankers mit dem Quotienten aus dem Strom und der zeitlichen Ableitung des Stroms korreliert. Dementsprechend kann durch Vergleichen mit einem vorgegebenen Grenzwert festgestellt werden, ob der Anker im jeweiligen Zeitpunkt zu schnell oder zu langsam ist. Wird bei diesen Messungen festgestellt, dass der Anker zu schnell ist, wird der Spule zusätzlich Energie abgeführt. Falls der Anker zu langsam ist, wird der Spule mehr Energie zugeführt. Gleichzeitig wird permanent überprüft, ob der Strom durch die Spule oberhalb eines Mindeststroms liegt. Solange dies der Fall ist, wird die Quotientenbildung und Anpassung des Spulenstroms durchgeführt. Sobald jedoch der Mindeststrom unterschritten wird, werden zunächst ein erhöhter Haltestrom bis zum Anliegen des Ankers am Elektromagneten und anschließend ein reduzierter Haltestrom angelegt.In the known control device, a soft or gentle impact of the armature on the electromagnet is achieved in that during the movement of the armature, the current through the coil in dependence on the absolute value and the time derivative of the current is controlled. An elaborate position sensor is not required. In detail, the current through the coil is first detected in the freewheeling operation of the coil. Furthermore, the time derivative of the current through the coil is determined. Subsequently, a quotient of the current and the time derivative of the current is formed. Thereafter, this quotient is compared with a predetermined limit. The known procedure is based on the consideration that the speed of the armature correlates with the quotient of the current and the time derivative of the current. Accordingly, it can be determined by comparing with a predetermined limit value whether the anchor is too fast or too slow at the respective time. If it is determined in these measurements that the armature is too fast, the coil is additionally dissipated energy. If the armature is too slow, more energy will be applied to the coil. At the same time, it is constantly checked whether the current through the coil is above a minimum current. As long as this is the case, the quotient formation and adjustment of the coil current is performed. However, as soon as the minimum current is undershot, an increased holding current is initially applied until the contact of the armature against the electromagnet and then a reduced holding current.

Die Realisierung des bekannten Steuerungs- bzw. Regelungskonzepts ist relativ aufwändig, da die Regelgröße, also der Strom durch die Spule, zunächst gemessen und anschließend differenziert werden muss, worunter die Zuverlässigkeit und Stabilität des bekannten Prinzips leiden kann.The realization of the known control or regulation concept is relatively complex, since the controlled variable, ie the current through the coil, must first be measured and then differentiated, including the reliability and stability of the known principle may suffer.

Ein weiteres Verfahren zum Betätigen einer elektromagnetischen Stelleinrichtung ist aus der DE 199 20 181 A1 bekannt. Dort wird während der Bewegung des Ankers ein Spulenstrom durch die Spule in Abhängigkeit eines Soll-Ist-Vergleichs zwischen gemessenen Ist-Werten des Spulenstroms und vorgegebenen Sollwerten des Spulenstroms geregelt.Another method for actuating an electromagnetic actuator is known from DE 199 20 181 A1 known. There, during the movement of the armature, a coil current through the coil is regulated as a function of a nominal-actual comparison between measured actual values of the coil current and predetermined nominal values of the coil current.

Weitere Betätigungsverfahren sind beispielsweise aus der DE 195 31 435 A1 , DE 43 29 917 A1 und WO 99/19615 A1 bekannt.Further actuation methods are for example from the DE 195 31 435 A1 . DE 43 29 917 A1 and WO 99/19615 A1 known.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Verfahren der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die insbesondere zuverlässig arbeitet und preiswert realisierbar ist.The present invention is concerned with the problem of providing an improved embodiment for a method of the type mentioned, which operates in particular reliable and inexpensive to implement.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, für die Bewegung des Ankers eine Sollkurve für den Spulenstrom durch die Spule vorzugeben, der geregelt werden soll. Die Sollkurve ist dabei zweckmäßig so gewählt, dass sich für den Anker eine hinreichende, jedoch möglichst kleine Endgeschwindigkeit beim Anlegen an den fangenden Elektromagneten ergibt. Hierdurch können Materialverschleiß und Geräuschentwicklung reduziert werden. Die Erfindung nutzt hierbei die Erkenntnis, dass der Spulenstrom mit der Ankergeschwindigkeit korreliert, so dass durch die Vorgabe eines Sollstromverlaufs ein für einen sanften Anschlag gewünschter Geschwindigkeitsverlauf erzielt werden kann, ohne dass hierzu die Geschwindigkeit des Ankers gemessen werden muß.The invention is based on the general idea to specify a setpoint curve for the coil current through the coil for the movement of the armature, which is to be controlled. The setpoint curve is expediently chosen so that there is a sufficient, but as small as possible final velocity when applying to the catching electromagnet for the anchor. This can reduce material wear and noise. In this case, the invention uses the knowledge that the coil current correlates with the armature speed, so that by specifying a desired current profile, a desired speed profile for a gentle stop can be achieved without the need to measure the armature speed.

Von besonderer Bedeutung ist bei der vorliegenden Erfindung, dass sämtliche Meßgrößen und Regelgrößen zeitdiskret vorliegen, die in einem Prozessor zur Steuerung und/oder Regelung der Spulenbestromung ohnehin vorhanden und leicht verfügbar sind. Insbesondere können digitale oder analoge zeitliche Ableitungen des Stromes vermieden werden. Das erfindungsgemäße Steuerungs- und/oder Regelungsprinzip kommt daher mit besonders einfach ermittelbaren Größen aus und arbeitet besonders zuverlässig und stabil. Des weiteren sind die durchzuführenden Rechenoperationen einfach und mit wenig Rechenzeit realisierbar, so dass es insbesondere möglich ist, eine Vielzahl von Soll-Ist-Vergleichen während der Ankerbewegung vorzunehmen.Of particular importance in the present invention, that all measured variables and controlled variables are discrete-time, in a Processor for controlling and / or regulating the Spulenbestromung anyway available and readily available. In particular, digital or analog time derivatives of the current can be avoided. The control and / or regulation principle according to the invention therefore comes with particularly easily determinable variables and works particularly reliable and stable. Furthermore, the arithmetic operations to be carried out can be implemented simply and with little computing time, so that it is possible, in particular, to carry out a large number of desired / actual comparisons during the armature movement.

Die Spulenstrom-Sollwerte können grundsätzlich in einer beliebigen Form vorgegeben werden, so dass sie besonders einfach mit den Spulenstrom-Istwerten verglichen werden können. Beispielsweise ist es möglich, einen optimalen Sollwert-Verlauf empirisch oder rechnerisch zu ermitteln. Der so gefundene Sollwert-Verlauf kann beispielsweise als Kennlinie abgelegt und bereitgestellt werden. Ebenso ist es möglich, mehrere Sollkurven in Abhängigkeit eines oder mehrerer Parameter in einem Kennfeld abzulegen, so dass jeweils die am besten geeignete Sollkurve in Abhängigkeit des jeweiligen Parameters abgerufen werden kann.The coil current setpoints can in principle be specified in any desired form, so that they can be compared with the coil current actual values particularly easily. For example, it is possible to determine an optimal desired value curve empirically or by calculation. The desired value curve found in this way can be stored and provided, for example, as a characteristic curve. It is also possible to store a plurality of desired curves as a function of one or more parameters in a characteristic map, so that in each case the most suitable nominal curve can be retrieved as a function of the respective parameter.

Erfindungsgemäß wird der Sollverlauf aus einem Anschwingvorgang des Schwingungssystems, das aus Stellglied, Anker, Elektromagnet und Rückstelleinrichtung gebildet ist, ermittelt. Insbesondere bei solchen Ausführungsformen, bei denen der elektromagnetische Stellantrieb zwei Elektromagnete aufweist, an denen der Anker wechselseitig zur Anlage kommt, ist die Ruheposition des Ankers etwa mittig zwischen den beiden Elektromagneten angeordnet. Wenn die Stelleinrichtung außer Betrieb ist, sind beide Elektromagnete nicht bestromt, so dass der Anker diese Ruheposition einnimmt. Zum Starten der Stelleinrichtung muß der Anker mit Hilfe eines Anschwingvorgangs, bei dem die beiden Elektromagnete wechselweise bestromt werden, an einem der Elektromagnete zur Anlage gebracht werden. Der Anschwingvorgang ist erforderlich, da die Rückstelleinrichtung in der Regel so starke Rückstellkräfte erzeugt, dass keiner der Elektromagnete den Anker aus der Ruheposition heraus soweit anziehen kann, dass er daran zur Anlage kommt. Die vorgeschlagene Erfindung kann die zusätzliche Erkenntnis nutzen, dass der Anschwingvorgang charakteristisch für das jeweilige Schwingungssystem ist. Der Anschwingungsvorgang dient zum Auffinden einer optimalen oder besonders geeigneten Sollwertkurve für die Spulenbestromung.According to the invention, the desired course is determined from a startup process of the vibration system, which is formed from actuator, armature, electromagnet and restoring device. In particular, in those embodiments in which the electromagnetic actuator has two electromagnets on which the armature alternately comes to rest, the rest position of the armature is arranged approximately centrally between the two electromagnets. When the actuator is out of service, both electromagnets are not energized, so that the armature assumes this rest position. To start the actuator, the armature must be brought to one of the electromagnets by means of a start-up process in which the two electromagnets are alternately energized. The Anschwingvorgang is required because the restoring device usually generates so strong restoring forces that none of the electromagnets can attract the anchor from the rest position to the extent that he comes to the plant. The proposed invention can use the additional knowledge that the starting process is characteristic of the respective vibration system. The Anschwingungsvorgang serves to find an optimal or particularly suitable setpoint curve for the coil energization.

Entsprechend einer anderen Ausführungsform kann der Soll-Verlauf für einen aktuellen Stellvorgang des Ankers in Abhängigkeit wenigstens eines Ist-Verlaufs eines vorangehenden Ankerstellvorgangs adaptiert werden. Bei dieser Ausführungsform wird die Erfassung des Ist-Verlaufs zur Auswertung des aktuellen Regelungsverhaltens verwendet. Beispielsweise kann dadurch die Sollkurve an sich ändernde Betriebsbedingungen der Stelleinrichtung bzw. der Peripherie der Stelleinrichtung angepasst werden. Beispielsweise kann sich die Charakteristik der Rückstelleinrichtung in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur ändern.According to another embodiment, the desired course can be adapted for a current setting process of the armature as a function of at least one actual course of a preceding armature setting operation. In this embodiment, the detection of the actual curve is used to evaluate the current control behavior. For example, this allows the setpoint curve to be adapted to changing operating conditions of the setting device or the periphery of the setting device. For example, the characteristic of the restoring device may change depending on the ambient temperature.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder funktional gleiche oder ähnliche Bauteile beziehen.A preferred embodiment of the invention is illustrated in the drawings and will be explained in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to identical or functionally identical or similar components.

Es zeigen, jeweils schematisch,Show, in each case schematically,

1 eine stark vereinfachte Prinzipdarstellung einer elektromagnetischen Stelleinrichtung, 1 a greatly simplified schematic representation of an electromagnetic actuator,

2 ein Diagramm des Stromverlaufs durch die Spule in Abhängigkeit der Zeit. 2 a diagram of the current flow through the coil as a function of time.

Entsprechend 1 umfasst eine elektromagnetische Stelleinrichtung 1 einen elektromagnetischen Stellantrieb 2 sowie ein damit antriebsverbundenes, hier jedoch nicht gezeigtes Stellglied. Je nach Art der Stelleinrichtung 1 kann das Stellglied beispielsweise ein Ventil oder eine Klappe oder ein beliebiges anderes Stellorgan sein. Vorzugsweise handelt es sich bei der Stelleinrichtung 1 um eine Hochgeschwindigkeitsstelleinrichtung zur Betätigung eines Lufttaktventils, das in einem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine angeordnet ist. Ebenso ist eine Ausführungsform möglich, bei welcher die Stelleinrichtung 1 als elektromagnetischer Ventiltrieb für ein Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine ausgebildet ist.Corresponding 1 includes an electromagnetic actuator 1 an electromagnetic actuator 2 and a drive connected thereto, but not shown here actuator. Depending on the type of adjusting device 1 For example, the actuator may be a valve or a flap or any other actuator. Preferably, it is in the adjusting device 1 to a high-speed adjusting device for actuating an air-timing valve, which is arranged in an intake tract of an internal combustion engine. Likewise, an embodiment is possible in which the adjusting device 1 is designed as an electromagnetic valve drive for a gas exchange valve of an internal combustion engine.

Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist das nicht gezeigte Stellglied mit einer Antriebswelle 3 antriebsverbunden, die um eine Drehachse 4 drehbar gelagert ist. Mit der Antriebswelle 3 fest verbunden ist ein Anker 5, der mit Hilfe von zwei Elektromagneten 6 zwischen zwei Stellungen umschaltbar ist. Jeder Elektromagnet 6 besitzt wenigstens eine Spule 7 und kann wie hier außerdem mit einem Kern 8 ausgestattet sein. In der einen Endstellung liegt der mit durchgezogenen Linien gezeigte Anker 5 an dem einen Elektromagneten 6 bzw. an dessen Kern 8 an. In der anderen Endstellung liegt der mit unterbrochenen Linien dargestellte Anker 5 entsprechend am anderen Elektromagneten 6 bzw. an dessen Kern 8 an. Der Anker 5 verschwenkt beim Verstellen zwischen seinen Endstellungen um die Drehachse 4, wobei er über die Antriebswelle 3 das damit gekoppelte Stellglied mitnimmt.In the embodiment shown here is the actuator, not shown, with a drive shaft 3 Driven connected, which is about a rotation axis 4 is rotatably mounted. With the drive shaft 3 firmly connected is an anchor 5 with the help of two electromagnets 6 switchable between two positions. Every electromagnet 6 has at least one coil 7 and, like here, can also have a core 8th be equipped. In one end position is the anchor shown by solid lines 5 at the one electromagnet 6 or at its core 8th at. In the other end position is the anchor shown in broken lines 5 corresponding to the other electromagnet 6 or at its core 8th at. The anchor 5 pivoted when adjusting between its end positions about the axis of rotation 4 , passing over the drive shaft 3 the associated actuator entrains.

Zwischen den beiden Endlagen besitzt der Anker 5 noch eine Ruheposition, in welche der Anker 5 mit Hilfe einer hier nicht gezeigten Rückstelleinrichtung vorgespannt ist. D. h., wenn beide Elektromagnete 6 unbestromt sind, zwingt die Rückstelleinrichtung den Anker 5 in diese Ruheposition. Die Rückstelleinrichtung kann beispielsweise durch eine mit der Antriebswelle 3 gekoppelte Torsionsfeder gebildet sein, deren Neutrallage in der Ruheposition vorliegt und die beim Drehen des Ankers 5 in die eine oder in die andere Endstellung gespannt wird. Die Ruheposition des Ankers 5 liegt regelmäßig etwa mittig zwischen den Endlagen.Between the two end positions has the anchor 5 another resting position, in which the anchor 5 is biased by means of a restoring device, not shown here. That is, if both electromagnets 6 are de-energized, the restoring force forces the anchor 5 in this rest position. The return device can, for example, by a with the drive shaft 3 be formed coupled torsion spring, the neutral position is in the rest position and when turning the armature 5 is stretched into one or the other end position. The resting position of the anchor 5 is regularly located approximately midway between the end positions.

Im Betrieb des Stellantriebs 2 wird der Anker 5 bei jedem Schaltvorgang von der einen Endstellung in die andere Endstellung umgeschaltet. Sowohl bei einer Anwendung als Ventiltrieb für ein Gaswechselventil als auch bei einer Anwendung als Lufttaktventil, muss der Stellantrieb 2 extrem kurze Stellzeiten realisieren. Hierzu werden die Spulen 7 der Elektromagnete 6 in geeigneter Weise bestromt.During operation of the actuator 2 becomes the anchor 5 switched at each switching operation from one end position to the other end position. Both in an application as a valve train for a gas exchange valve as well as in an application as an air cycle valve, the actuator must 2 realize extremely short positioning times. For this purpose, the coils 7 the electromagnets 6 energized in a suitable manner.

Zur Betätigung der Stelleinrichtung 1 ist eine Vorrichtung 9 vorgesehen, die eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 10 aufweist. Diese Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 10 ist so ausgestaltet, dass sie den Strom durch die Spulen 7 gemäß dem nachfolgend beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahren einstellen kann. Zu diesem Zweck ist die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 10 über Kabel 11 mit den Spulen 7 sowie über weitere, hier nicht gezeigte Kabel mit einer entsprechenden Energieversorgungseinrichtung verbunden.For actuating the adjusting device 1 is a device 9 provided, which is a control and / or regulating device 10 having. This control and / or regulating device 10 is designed to be the current through the coils 7 can adjust according to the invention according to the method described below. For this purpose, the control and / or regulating device 10 via cable 11 with the coils 7 and connected via further, not shown here cable with a corresponding power supply device.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im folgenden anhand des Diagramms gemäß 2 näher erläutert.The operation of the method according to the invention is described below with reference to the diagram according to FIG 2 explained in more detail.

Das Diagramm gemäß 2 zeigt den zeitlichen Verlauf des Spulenstroms I durch die Spule 7 des fangenden Elektromagneten 6 während eines Stellvorgangs des Ankers 5, bei dem sich der Anker 5 von der einen Endstellung in die andere Endstellung bewegt. Zum Zeitpunkt t0 beginnt der Schaltvorgang. Bis zu diesem Zeitpunkt t0 liegt der Anker 5 an dem einen, dem abgebenden Elektromagneten 6 an, der ihn mit einer geeigneten Haltekraft in dieser ersten Endstellung festhält. Zum Zeitpunkt t0 wird diese Haltekraft ausgeschaltet, so dass nun die Rückstellkraft der Rückstelleinrichtung den Anker 5 in Richtung Ruheposition beschleunigt. Dabei wird potentielle Energie der Rückstelleinrichtung in kinetische Energie des Ankers 5 umgewandelt. Mit dem Abheben des Ankers 5 vom abgebenden Elektromagneten 6 oder zeitlich verzögert beginnt eine in 2 mit einer geschweiften Klammer gekennzeichnete Vorstromphase A der Ankerbewegung. Zum Zeitpunkt t0 beginnt bei der hier gezeigten Ausführungsform auch die Bestromung der Spule 7 des anderen, also des fangenden Elektromagneten 6.The diagram according to 2 shows the time course of the coil current I through the coil 7 of the catching electromagnet 6 during a positioning process of the anchor 5 in which the anchor 5 moved from one end position to the other end position. At the time t 0 , the switching operation begins. Until this time t 0 is the anchor 5 at the one, the donating electromagnet 6 on, who holds him with a suitable holding force in this first end position. At time t 0 , this holding force is turned off, so that now the restoring force of the restoring device the anchor 5 accelerated towards the resting position. In doing so, potential energy of the restoring device becomes kinetic energy of the armature 5 transformed. With the lifting of the anchor 5 from the donating electromagnet 6 or delayed starts in 2 Pre-flow phase A of the armature movement marked with a curly bracket. At the time t 0 starts in the embodiment shown here, the energization of the coil 7 the other, the catching electromagnet 6 ,

Während dieser Vorstromphase A steigt der Spulenstrom I mit systemeigener Charakteristik an, und zwar bis auf einen vorbestimmten Vorstrom IV.During this Vorstromphase A, the coil current I increases with intrinsic characteristic, up to a predetermined bias current I V.

Zum Zeitpunkt t1 beginnt eine Regelungsphase B der Ankerbewegung, die in 2 ebenfalls durch eine geschweifte Klammer gekennzeichnet ist und bis zu einem Zeitpunkt t2 andauert. Zum Zeitpunkt t2 kommt der Anker 5 am fangenden Elektromagneten 6 zur Anlage. Spätestens zu diesem Zeitpunkt t2 wird ein Haltestrom IH an der Spule 7 des fangenden Magneten 6 eingestellt, der konstant sein kann.At time t 1 , a control phase B of the armature movement begins, which in 2 is also characterized by a curly bracket and continues until a time t 2 . At time t 2 , the anchor comes 5 at the catching electromagnet 6 to the plant. At the latest at this time t 2 , a holding current I H at the coil 7 of the catching magnet 6 set, which can be constant.

Erfindungsgemäß ist für die Regelungsphase B eine Sollkurve für Spulenstrom-Sollwerte ISOLL vorbestimmt. Der Sollverlauf der Spulenstrom-Sollwerte ISOLL ist zweckmäßig so gewählt, dass sich eine minimale, jedoch hinreichende Endgeschwindigkeit für den Anker 5 ergibt, die ausreicht, den Anker 5 „sanft” am fangenden Elektromagneten 6 bzw. an dessen Kern 8 zur Anlage zu bringen, und zwar so, dass der Anker 5 anschließend mit dem Haltestrom IH am fangenden Elektromagneten 6 sicher festgehalten werden kann. Der zeitliche Verlauf der Sollwerte ISOLL, also die Sollstromkurve ISOLL(t) des Spulenstroms I kann beispielsweise empirisch durch Experimente ermittelt werden. Ebenso ist es möglich, Simulationsrechnungen zum Auffinden des optimalen Kurvenverlaufs durchzuführen. Durch die Vorgabe der Sollkurve für die Spulen-Sollströme ISOLL können insbesondere auch Effekte berücksichtigt werden, die sich unmittelbar vor Anlegen des Ankers 5 am jeweiligen Elektromagneten 6, also bei engen Spaltabständen besonders stark bemerkbar machen. Dies gilt insbesondere für nicht-lineare Zusammenhänge, die sich besonders einfach durch die Vorgabe der Sollkurve für die Spulenstrom-Sollwerte ISOLL berücksichtigen lassen.According to the invention, a setpoint curve for coil current setpoint values I SOLL is predetermined for control phase B. The desired course of the coil current setpoint values I SOLL is expediently selected such that there is a minimum but sufficient terminal speed for the armature 5 yields, which is sufficient, the anchor 5 "Gentle" on the catching electromagnet 6 or at its core 8th to the plant, in such a way that the anchor 5 then with the holding current I H at the catching electromagnet 6 can be securely held. The time profile of the setpoint values I SOLL , that is to say the setpoint current curve I SOLL (t) of the coil current I, can be determined empirically, for example, by experiments. It is also possible to perform simulation calculations to find the optimal curve shape. By specifying the setpoint curve for the nominal coil currents I SOLL , it is also possible, in particular, to take into account effects that occur immediately before the armature is applied 5 at the respective electromagnet 6 , so make particularly noticeable at narrow gap distances. This applies in particular to non-linear relationships that can be taken into account particularly simply by specifying the setpoint curve for the coil current setpoint values I SOLL .

Die Sollkurve der Spulenstrom-Sollwerte ISOLL besitzt hier beispielsweise einen abfallenden Verlauf, d. h. die Sollströme ISOLL fallen ab dem Zeitpunkt t1 vom Vorstrom IV ständig ab. Dabei ist der Stromabfall zu Beginn der Regelungsphase B, also in der Nähe des Zeitpunkts t1 sehr flach, während der Spulenstrom I gegen Ende der Regelungsphase B, also in der Nähe des Zeitpunkts t2 sehr steil abfällt.The setpoint curve of the coil current setpoint values I SOLL here has, for example, a declining profile, that is to say that the setpoint currents I SOLL continuously drop from the forward current I V from the time instant t 1 . In this case, the current drop at the beginning of the control phase B, ie in the vicinity of the time t 1 is very flat, while the coil current I towards the end of the control phase B, ie in the vicinity of the time t 2 drops very steeply.

In 2 ist exemplarisch außerdem eine andere, besonders einfach strukturierte Sollkurve für die Spulenstrom-Sollwerte I'SOLL eingetragen, die als Gerade ausgebildet ist und mit konstanter Steigung vom Vorstrom IV im Zeitpunkt t1 zum Haltestrom IH im Zeitpunkt t2 führt. Dieser geradlinige Sollverlauf kann besonders einfach berechnet werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass der andere, oberhalb des geradlinigen Sollverlaufs liegende Sollverlauf erheblich stabiler arbeitet und gegenüber Störungen weniger anfällig ist. Grundsätzlich sind auch andere Verläufe für die Sollkurve möglich. In 2 By way of example, another, particularly simply structured setpoint curve for the coil current nominal values I ' SOLL is entered, which is designed as a straight line and leads from the bias current I V at the time t 1 to the holding current I H at the time t 2 with a constant gradient. This straight-line nominal course can be calculated particularly easily. However, it has been found that the other, lying above the rectilinear course of the desired set course is considerably more stable and less susceptible to interference. In principle, other courses for the desired curve are possible.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Regelung arbeitet wie folgt:
Zum Zeitpunkt t0 beginnt mit dem Anlegen der Betriebsspannung die Stromzuführung zur Spule 7 des fangenden Elektromagneten 6. Die Energiezuführung in die Spule 7 endet bei Erreichen des Zeitpunkts t1. Die Zunahme des Spulenstroms I endet beispielsweise ebenfalls im Zeitpunkt t1. Bei sich ändernden Systemparametern ist es möglich, dass sich zum Zeitpunkt t1 ein anderer Strom als der Vorstrom IV einstellt.The regulation proposed according to the invention operates as follows:
At the time t 0 starts with the application of the operating voltage, the power supply to the coil 7 of the catching electromagnet 6 , The energy supply in the coil 7 ends when the time t 1 is reached . The increase in the coil current I ends, for example, also at the time t 1 . With changing system parameters, it is possible that at time t 1, a different current than the bias current I V sets.

Beispielsweise steigt der Spulenstrom I steiler an und erreicht im Zeitpunkt t1 einen höheren Vorstrom I'V. Ebenso kann der Stromanstieg in der Vorstromphase A flacher ausfallen, so dass im Zeitpunkt T1 ein Vorstrom I''V vorliegt, der niedriger als der „ideale” Vorstrom IV ist.For example, the coil current I rises steeper and reaches a higher bias current I ' V at time t 1 . Likewise, the current increase in the Vorstromphase A can be flatter, so that at time T 1, a bias current I '' V is present, which is lower than the "ideal" bias current I V.

Der Zeitpunkt t1, ab dem die Regelungsphase B beginnt, ist zweckmäßig so gewählt, dass bis zu diesem Zeitpunkt keine oder im wesentlichen keine Wechselwirkung zwischen dem Anker 5 und der Spule 7 des fangenden Elektromagneten 6 auftritt. Üblicherweise wird die Bestromung in der Vorstromphase A solange aufrecht erhalten, bis der vorbestimmte Zeitpunkt t1 erreicht ist.The time t 1 , from which the control phase B begins, is suitably chosen so that up to this time no or substantially no interaction between the armature 5 and the coil 7 of the catching electromagnet 6 occurs. Usually, the energization in the Vorstromphase A is maintained until the predetermined time t 1 is reached.

Ab einem Zeitpunkt t3, der vor dem Zeitpunkt t1, also vor dem Beginn der Regelungsphase B liegt, beginnt die Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 10 den tatsächlich durch die Spule 7 fließenden Strom zu messen, also den Istspulenstrom IIST. Die Messwerterfassung erfolgt dabei zweckmäßig bei einer konstanten Messfrequenz, d. h. die Zeitabstände zwischen aufeinanderfolgenden Messungen des Iststroms IIST sind konstant.From a time t 3 , which is before the time t 1 , ie before the start of the control phase B, the control and / or regulating device begins 10 actually through the coil 7 to measure flowing current, so the Istspulenstrom I IST . The measured value detection is expediently carried out at a constant measuring frequency, ie the time intervals between successive measurements of the actual current I IST are constant.

Im vorliegenden Fall ist in einem Anfangsbereich C, der in 2 durch eine geschweifte Klammer repräsentiert ist und sich vom Zeitpunkt t3 bis zu einem nach dem Zeitpunkt t1 liegenden Zeitpunkt t4 erstreckt, eine erhöhte Messfrequenz eingestellt, um Abweichungen zu Beginn der Regelungsphase B besser berücksichtigen zu können. Bei der vorliegenden Variante besitzt die Regelungsphase B außerdem einen Endabschnitt D, der in 2 durch eine geschweifte Klammer gekennzeichnet ist und den Zeitpunkt t2 umfasst. In diesem Endabschnitt D kann die Messfrequenz vergrößert werden, d. h. pro Zeiteinheit werden mehr Iststrommessungen durchgeführt, insbesondere wieder mit einer konstanten Frequenz. Zwischen dem Anfangsabschnitt C und dem Endabschnitt D herrscht dementsprechend eine andere, kleinere, vorzugsweise konstante, Messfrequenz.In the present case, in an initial region C, which is in 2 is represented by a curly bracket and extends from the time t 3 to a time t 4 lying after the time t 1 , an increased measuring frequency is set in order to take better account of deviations at the beginning of the control phase B. In the present variant, the control phase B also has an end portion D, which in 2 is marked by a curly bracket and includes the time t 2 . In this end section D, the measurement frequency can be increased, ie per unit time more actual current measurements are performed, in particular again with a constant frequency. Accordingly, there is another, smaller, preferably constant, measuring frequency between the starting section C and the end section D.

Während der Regelungsphase B findet bei mehreren, insbesondere bei sämtlichen Messzeitpunkten ein Soll-Ist-Vergleich zwischen dem jeweils gemessenen Istspulenstrom IIST und dem vorgegebenen Sollspulenstrom ISOLL statt. Hierzu wird zweckmäßig beim jeweiligen Mess- oder Vergleichszeitpunkt eine Differenz zwischen dem Spulenstrom-Istwert IIST und dem Spulenstrom-Sollwert ISOLL ermittelt. Diese Differenz entspricht in 2 beim jeweiligen Mess- oder Vergleichszeitpunkt dem vertikalen Abstand zwischen dem Verlauf der Spulenstrom-Istwerte IIST und dem Verlauf der Spulenstrom-Sollwerte ISOLL.During the control phase B takes place at several, in particular at all measurement times, a target-actual comparison between the measured actual coil current I IST and the predetermined target coil current I SOLL instead. For this purpose, a difference between the coil current actual value I actual and the coil current target value I SOLL is expediently determined at the respective measurement or comparison instant . This difference corresponds to 2 at the respective measuring or comparing timing of the vertical distance between the path of the coil current actual values I and the course of the coil current command values I SOLL.

Erfindungsgemäß wird nun der Spulenstrom I in Abhängigkeit des Soll-Ist-Vergleichs der Spulenströme I, also in Abhängigkeit der ermittelten Differenzen zwischen Spulenstrom-Istwert I und Spulenstrom-Sollwert ISOLL geregelt. Der Regeleingriff bemisst sich dabei zweckmäßig nach dem Betrag und/oder nach der Richtung der gemessenen Abweichung zwischen Sollwert und Istwert des Spulenstroms I. Im vorliegenden Fall ist der Spulenstrom-Istwert IIST kleiner als der Spulenstrom-Sollwert ISOLL. Dies bedeutet, dass der Regler bzw. die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 10 die Stromzuführung zur Spule 7 erhöht. Da die Abweichung zwischen Istwert und Sollwert hier zu Beginn der Regelungsphase B relativ groß ist, könnte es zweckmäßig sein, den Regeleingriff entsprechend groß auszuwählen, d. h. entsprechend viel Strom bzw. Energie der Spule 7 zuzuführen. Um ein Überschwingen der Regelung zu vermeiden, wird jedoch im vorliegenden Fall der Regelungseingriff nicht sehr groß gewählt, so dass sich für den Istverlauf der Spulenstrom-Istwerte IIST nur ein relativ sanfter Anstieg ergibt. Bei der vorliegenden Regelung wird somit die zeitliche Relativlage des einzelnen Mess- oder Vergleichszeitpunkts innerhalb der Zeitdauer der Regelungsphase B bei der Bestimmung des Regeleingriffs berücksichtigt. Ziel der Regelung ist es, den Istverlauf der Spulenstromistwerte IIST möglichst sanft, also mit möglichst wenig Regelungsbedarf, in den Sollverlauf der Spulenstrom-Sollwerte ISOLL zu überführen. D. h., die Abweichungen zwischen Spulenstrom-Sollwert ISOLL und Spulenstrom-Istwert IIST sollen im Verlauf der Ankerbewegung immer kleiner werden.According to the invention, the coil current I is then regulated as a function of the nominal-actual comparison of the coil currents I, that is to say as a function of the differences determined between the coil current actual value I and the coil current nominal value I SOLL . The control intervention is expediently dimensioned according to the magnitude and / or the direction of the measured deviation between the nominal value and the actual value of the coil current I. In the present case, the actual coil current value I IST is smaller than the coil current nominal value I SOLL . This means that the controller or the control and / or regulating device 10 the power supply to the coil 7 elevated. Since the deviation between the actual value and the setpoint value here at the beginning of the control phase B is relatively large, it may be appropriate to select the control intervention correspondingly large, ie correspondingly much current or energy of the coil 7 supply. To avoid an overshooting of the regulation, but in this case the control intervention chosen not very large, so that the actual course of the coil current actual values I IS gives only a relatively gentle climb. In the present control, the time relative position of the individual measurement or comparison time point within the time period of the control phase B is thus taken into account in the determination of the control intervention. The aim of the control is to transfer the actual course of the coil current actual values I IST as smoothly as possible, that is to say with the least possible need for regulation, into the desired course of the coil current setpoint values I SOLL . This means that the deviations between coil current setpoint I SOLL and coil current actual value I IST should become smaller and smaller as the armature movement progresses.

Für den Fall, dass der Spulenstrom-Istwert IIST größer ist, als der erforderliche Spulenstrom-Sollwert ISOLL, wird der Spule 7 Strom bzw. Energie entzogen, um den Abstand zwischen Sollverlauf und Istverlauf zu reduzieren.In the event that the actual coil current value I IST is greater than the required coil current Setpoint I SOLL becomes the coil 7 Electricity or energy withdrawn to reduce the distance between the desired course and actual course.

Die Zuführung von Energie bzw. Strom zur fangenden Spule 7 und die Abführung von Energie bzw. Strom aus der fangenden Spule 7 erfolgt bei der Erfindung zweckmäßig in vorgegebenen, portionierten Einheiten, was den Steuerungsaufwand reduziert. Es ist klar, dass auch ganzzahlige Vielfache der einzelnen Portionen an Energie oder Strom zugeführt bzw. abgeführt werden können. Die portionsweise Zuführung bzw. Abführung von Strom oder Energie erfolgt dadurch, dass während einer vorbestimmten Zeitspanne zur Energiezuführung die Spule 7 an einen Energiespeicher angeschlossen oder dass an die Spule 7 eine Betriebsspannung angelegt wird. Zur Energieabfuhr wird die Energie dem Energiespeicher zugeführt oder in die Betriebsspannungsquelle rückgespeist.The supply of energy or electricity to the catching coil 7 and the removal of energy or electricity from the catching coil 7 takes place in the invention expediently in predetermined, portioned units, which reduces the control effort. It is clear that even integer multiples of the individual portions of energy or electricity can be supplied or removed. The portionwise supply or removal of electricity or energy takes place in that during a predetermined period of time for supplying energy to the coil 7 connected to an energy store or that to the coil 7 an operating voltage is applied. For energy dissipation, the energy is supplied to the energy storage or fed back into the operating voltage source.

Der Sollverlauf der Spulenstrom-Sollwerte ISOLL kann bei einer einfachen Ausführungsform in der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 10 in einem entsprechenden Speicher als Kennlinie abgelegt sein. Bei dieser Ausführungsform geht die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 10 mit dem jeweiligen Mess- oder Vergleichszeitpunkt in die Kennlinie, um daraus den zugehörigen Sollwert, direkt oder durch Interpolation herauszulesen. Anschließend kann der so ermittelte Sollwert mit dem gemessenen Istwert verglichen werden.The desired course of the coil current setpoint values I SOLL can in a simple embodiment in the control and / or regulating device 10 be stored in a corresponding memory as a characteristic. In this embodiment, the control and / or regulating device goes 10 with the respective measurement or comparison time in the characteristic curve, in order to read out the associated setpoint value, directly or by interpolation. Subsequently, the setpoint determined in this way can be compared with the measured actual value.

Ebenso ist es möglich, die vorbestimmte Sollkurve als Algorithmus, z. B. als Näherungsgleichung, abzulegen. Bei dieser Variante kann die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 10 zu jedem beliebigen Mess- oder Vergleichszeitpunkt den passenden Sollwert in Echtzeit berechnen, um ihn mit dem gemessenen Istwert zu vergleichen.It is also possible to use the predetermined setpoint curve as an algorithm, for. B. as an approximation equation, store. In this variant, the control and / or regulating device 10 Calculate the appropriate setpoint in real time at any measurement or comparison time to compare it to the measured actual value.

Während des Betriebs der Stelleinrichtung 1 können sich unterschiedliche Parameter der Stelleinrichtung 1 oder Umgebungsbedingungen der Stelleinrichtung 1 verändern. Diese Veränderungen der Randbedingungen können sich auf das durch Stellglied, Anker 5, Elektromagneten 6 und Rückstelleinrichtung gebildete Schwingungssystem auswirken. Beispielsweise kann die Federkennlinie der Rückstelleinrichtung von der Temperatur abhängen. Die optimale Sollkurve kann sich jedoch mit der Charakteristik des Schwingungssystems ändern. Dementsprechend kann es zweckmäßig sein, mehrere Sollverläufe in Form von Kennlinien in einem Kennfeld abzuspeichern, wobei dann Kennlinien in Abhängigkeit wenigstens eines Parameters der Stelleinrichtung 1 bereitgestellt werden. Beispielsweise kann für unterschiedliche Temperaturintervalle jeweils eine andere, entsprechend angepasste Sollkurve abgelegt sein. Es ist klar, dass der Einfluss eines oder mehrerer Parameter grundsätzlich auch in einem entsprechenden Algorithmus berücksichtigt werden kann.During operation of the actuator 1 Different parameters of the control device can be used 1 or environmental conditions of the actuator 1 change. These changes in boundary conditions can affect the actuator, anchor 5 , Electromagnet 6 and restoring device formed vibration system. For example, the spring characteristic of the restoring device may depend on the temperature. However, the optimum target curve may change with the characteristics of the vibration system. Accordingly, it may be expedient to store a plurality of desired curves in the form of characteristic curves in a characteristic map, characteristic curves then being dependent on at least one parameter of the adjusting device 1 to be provided. For example, a different, correspondingly adapted setpoint curve can be stored for different temperature intervals. It is clear that the influence of one or more parameters can basically also be taken into account in a corresponding algorithm.

Der Temperatureinfluss ist insbesondere bei der weiter oben angesprochenen, bevorzugten Anwendungsform der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung 1 von besonderem Interesse. Sofern die Stelleinrichtung 1 bei einer kalten Brennkraftmaschine zur Anwendung kommt, liegen beim Starten der Brennkraftmaschine erheblich tiefere Temperaturen vor als zu einem späteren Zeitpunkt, zu dem die Brennkraftmaschine ihre normale Betriebstemperatur erreicht hat. Hierbei können sich beträchtliche Temperaturunterschiede ausbilden.The influence of temperature is particularly in the above-mentioned, preferred embodiment of the adjusting device according to the invention 1 of special interest. If the adjusting device 1 is used in a cold engine, are at starting the engine significantly lower temperatures than at a later date, to which the internal combustion engine has reached its normal operating temperature. This can be considerable differences in temperature form.

Die während der Vorstromphase A in die Spule 7 eingespeiste Energie ist im Idealfall so groß, dass sie ausreicht, den Anker 5 ohne Regeleingriff mit der gewünschten Endgeschwindigkeit am anziehenden Elektromagneten 6 zur Anlage zu bringen. Durch Auswerten des Istverlaufs der Spulenstrom-Istwerte IIST, insbesondere durch eine Auswertung der während der Regelungsphase B auftretenden Regeleingriffe, ist es möglich, die Vorstromphase A zu beeinflussen. Ziel ist es, dabei bei den nachfolgenden Schaltzyklen bzw. Ankerbewegungen den Regelungsbedarf zu reduzieren. Die Vorstromphase A kann beispielsweise dadurch variiert werden, dass der Zeitpunkt t1 nach früh oder nach spät, insbesondere um einen vorbestimmten Betrag, verschoben wird. Zusätzlich oder alternativ kann der Vorstrom IV in seiner Höhe variiert werden. Dementsprechend kann die Vorstromphase A für den aktuellen Stellvorgang des Ankers 5 in Abhängigkeit des Istverlaufs von einem oder mehreren vorausgehenden Ankerstellvorgängen adaptiert werden.The during the Vorstromphase A in the coil 7 fed energy is ideally so large that it is sufficient, the anchor 5 without control intervention with the desired final speed at the attracting electromagnet 6 to bring to the plant. By evaluating the actual course of the actual coil current values I IST , in particular by evaluating the control interventions occurring during the control phase B, it is possible to influence the pre-current phase A. The goal is to reduce the need for control in the subsequent switching cycles or armature movements. The pre-flow phase A can be varied, for example, by the fact that the time t 1 is moved to early or late, in particular by a predetermined amount. Additionally or alternatively, the bias current I V can be varied in height. Accordingly, the Vorstromphase A for the current positioning of the armature 5 be adapted as a function of the Istverlaufs of one or more preceding Anstellstellvorgängen.

In entsprechender Weise ist es ebenso möglich, den Sollverlauf der Spulenstrom-Sollwerte ISOLL für den aktuellen Stellvorgang des Ankers 5 in Abhängigkeit des Istverlaufs eines oder mehrerer vorausgehender Ankerstellvorgänge zu adaptieren. Hierzu kann es beispielsweise zweckmäßig sein, das Auftreffverhalten des Ankers 5 am Elektromagneten 6 genauer zu untersuchen, um für nachfolgende Stellvorgänge die Sollkurve zu optimieren. Im Idealfall kann eine adaptive Regelung bereitgestellt werden, die sich selbst permanent optimiert und die sich insbesondere automatisch an sich ändernde Betriebsbedingungen der Stelleinrichtung 1 anpassen kann.In a corresponding manner, it is also possible to set the desired course of the coil current setpoint values I SOLL for the current setting process of the armature 5 to adapt as a function of the actual course of one or more preceding anchorage operations. For this purpose, it may be useful, for example, the impact of the anchor 5 at the electromagnet 6 to investigate more precisely in order to optimize the setpoint curve for subsequent positioning processes. Ideally, an adaptive control can be provided which permanently optimizes itself and in particular automatically changing operating conditions of the control device 1 can adapt.

Von besonderer Bedeutung ist jedoch, dass die gewählte Regelung durch die Vorgabe einer mit großer Wahrscheinlichkeit zielführenden Sollkurve sehr zuverlässig und stabil arbeitet und wenig störanfällig ist. Auf diese Weise kann für die Stelleinrichtung 1 eine ordnungsgemäße Funktion erreicht werden, wobei gleichzeitig Schallemmisionswerte, Verschleißerscheinungen und Bauteilbelastungen reduziert sind.Of particular importance, however, is that the selected scheme works very reliably and stably by specifying a target-oriented target curve with a high degree of probability and is not susceptible to interference. In this way can for the actuator 1 a proper function can be achieved while at the same time reducing soundproofing values, signs of wear and component loads.

Vorteilhaft ist außerdem, dass die durchzuführenden Messungen und/oder Rechenoperationen relativ einfach durchführbar sind und dementsprechend wenig Rechenleistung und Rechenzeit beanspruchen. Insbesondere können somit relativ viele Soll-Ist-Vergleiche und Regelungseingriffe während der Regelungsphase B durchgeführt werden, was die Qualität der Regelung erheblich verbessert.It is also advantageous that the measurements to be performed and / or arithmetic operations are relatively easy to carry out and accordingly require little computing power and computing time. In particular, relatively many desired-actual comparisons and control actions can thus be carried out during the control phase B, which considerably improves the quality of the control.

Claims (14)

Verfahren zum Betätigen einer elektromagnetischen Stelleinrichtung (1), die ein Stellglied und einen Stellantrieb (2) aufweist, wobei der Stellantrieb (2) wenigstens einen Elektromagneten (6) mit wenigstens einer Spule (7) sowie einen Anker (5) und eine den Anker (5) in eine Ruheposition vorspannende Rückstelleinrichtung aufweist, bei dem während der Bewegung des Ankers (5) ein Spulenstrom (I) durch die Spule (7) in Abhängigkeit eines Soll-Ist-Vergleichs zwischen gemessenen Spulenstrom-Istwerten (IIST) und vorgegebenen Spulenstrom-Sollwerten (ISOLL) geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollverlauf der Spulenstrom-Sollwerte (ISOLL) aus einem Anschwingvorgang eines Stellglied, Anker (5), Elektromagnet (6) und Rückstelleinrichtung umfassenden Schwingungssystems ermittelt wird.Method for actuating an electromagnetic actuating device ( 1 ), an actuator and an actuator ( 2 ), wherein the actuator ( 2 ) at least one electromagnet ( 6 ) with at least one coil ( 7 ) as well as an anchor ( 5 ) and an anchor ( 5 ) in a rest position biasing restoring device, wherein during the movement of the armature ( 5 ) a coil current (I) through the coil ( 7 ) is controlled as a function of a nominal-actual comparison between measured actual coil current values (I IST ) and predetermined coil current nominal values (I SOLL ), characterized in that the nominal characteristic of the coil current nominal values (I SOLL ) is determined from a starting process of an actuator, Anchor ( 5 ), Electromagnet ( 6 ) and restoring device comprehensive vibration system is determined. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass während der Bewegung des Ankers (5) in mehreren Vergleichszeitpunkten jeweils ein Spulenstrom-Istwert (IIST) gemessen wird, – dass aus einem vorgegebenen Sollverlauf von Spulenstrom-Sollwerten (ISOLL) für den jeweiligen Vergleichszeitpunkt ein zugehöriger Spulenstrom-Sollwert (ISOLL) ermittelt wird, – dass für den jeweiligen Vergleichszeitpunkt eine Differenz zwischen Spulenstrom-Istwert (IIST) und Spulenstrom-Sollwert (ISOLL) ermittelt wird, – dass der Spulenstrom (I) in Abhängigkeit der ermittelten Differenz geregelt wird.Method according to claim 1, characterized in that - during the movement of the armature ( 5 ) In a plurality of comparison timings, respectively, a coil current value (I ist) is measured, - in that from a predetermined desired course of the coil current command values (I SOLL) for the respective comparison time an associated coil current command value (I SOLL) is determined, - that for the respective comparison time difference between a coil current actual value (I ist) and the coil current command value (I SOLL) is determined, - that the coil current (I) is regulated in dependence on the determined difference. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung des Spulenstroms (I) so durchgeführt wird, dass die Abweichungen der Spulenstrom-Istwerte (IIST) von den Spulenstrom-Sollwerten (ISOLL) im Verlauf der Ankerbewegung kleiner werden.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the control of the coil current (I) is performed so that the deviations of the coil current actual values (I IST ) from the coil current set values (I SOLL ) become smaller in the course of the armature movement. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von Betrag und/oder Richtung der Abweichung zwischen dem jeweiligen Spulenstrom-Istwert (IIST) und dem zugehörigen Spulenstrom-Sollwert (ISOLL) entschieden wird, ob und wieviel Spulenstrom (I) zugeführt oder abgeführt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that it is decided as a function of magnitude and / or direction of the deviation between the respective coil current actual value (I IST ) and the associated coil current setpoint (I SOLL ), whether and how much coil current (I) is supplied or discharged. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, – dass für den Fall, dass der Spulenstrom-Istwert (IIST) kleiner ist als der Spulenstrom-Sollwert (ISOLL), für eine vorbestimmte Zeitspanne ein vorbestimmter Spulenstrom (I) der Spule (7) zugeführt wird oder – dass für den Fall, dass der Spulenstrom-Istwert (IIST) größer ist als der Spulenstrom-Sollwert (ISOLL), für eine vorbestimmte Zeitspanne ein vorbestimmter Spulenstrom (I) aus der Spule (7) abgeführt wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that - in the event that the coil current actual value (I ist) is smaller than the coil current value (I SOLL) for a predetermined period of time, a predetermined coil current (I) of the Kitchen sink ( 7 ) or - that in the event that the actual coil current value (I IST ) is greater than the coil current setpoint (I SOLL ), for a predetermined period of time, a predetermined coil current (I) from the coil ( 7 ) is discharged. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, – dass die abzuführende Energie in einen Energiespeicher oder in eine Betriebsspannunsquelle rückgespeist wird, oder – dass die zuzuführende Energie einem Energiespeicher oder einer Betriebsspannungsquelle entnommen wird.A method according to claim 5, characterized in that - the energy to be dissipated is fed back into an energy store or in a Betriebsspannunsquelle, or - that the energy to be supplied is taken from an energy storage or an operating voltage source. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher auch zur Erzeugung einer Spannungserhöhung dienen kann.A method according to claim 6, characterized in that the energy storage can also serve to generate a voltage increase. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollverlauf der Spulenstrom-Sollwerte (ISOLL) als Kennlinie oder Algorithmus bereitgestellt ist.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the desired course of the coil current setpoints (I SOLL ) is provided as a characteristic or algorithm. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollverlauf der Spulenstrom-Sollwerte (ISOLL) für einen aktuellen Stellvorgang des Ankers (5) in Abhängigkeit wenigstens eines Istverlaufs der Spulenstrom-Istwerte (IIST) eines vorausgehenden Ankerstellvorgangs adaptiert wird.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the desired course of the coil current command values (I SOLL ) for a current actuating operation of the armature ( 5 ) is adapted as a function of at least one actual course of the coil current actual values (I actual ) of a preceding armature setting operation. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sollverläufe der Spulenstrom-Sollwerte (ISOLL) in einem Kennfeld in Abhängigkeit wenigstens eines Parameters bereitgestellt sind.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that a plurality of nominal curves of the coil current desired values (I SOLL ) are provided in a characteristic field as a function of at least one parameter. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messfrequenz, in welcher die Spulenstrom-Istwerte (IIST) gemessen werden, konstant ist.Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that a measuring frequency in which the coil current actual values (I IST ) are measured, is constant. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messfrequenz, in welcher die Spulenstrom-Istwerte (IIST) gemessen und mit den Spulenstrom-Sollwerten (ISOLL) verglichen werden, in einem Endabschnitt (D) der Ankerbewegung größer ist als vorher und/oder in einem Anfangsabschnitt (C) der Ankerbewegung größer ist als hinterher.Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that a measuring frequency, in which the coil current actual values (I IST ) are measured and compared with the coil current set values (I SOLL ), in an end portion (D) of the armature movement is greater than before and / or in an initial section (C) of the armature movement is greater than behind. Vorrichtung zum Betätigen einer elektromagnetischen Stelleinrichtung (1), die ein Stellglied und einen Stellantrieb (2) aufweist, wobei der Stellantrieb (2) wenigstens einen Elektromagneten (6) mit wenigstens einer Spule (7) sowie einen Anker (5) und eine den Anker (5) in eine Ruheposition vorspannende Rückstelleinrichtung aufweist, gekennzeichnet durch eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (10), die so ausgestaltet ist, dass sie zum Einstellen des Stroms (I) durch die Spule (7) das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchführt. Device for actuating an electromagnetic actuating device ( 1 ), an actuator and an actuator ( 2 ), wherein the actuator ( 2 ) at least one electromagnet ( 6 ) with at least one coil ( 7 ) as well as an anchor ( 5 ) and an anchor ( 5 ) in a rest position biasing return device, characterized by a control and / or regulating device ( 10 ) configured to adjust the current (I) through the coil ( 7 ) performs the method according to any one of claims 1 to 10. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Stelleinrichtung (1) ein elektromagnetischer Ventiltrieb für wenigstens ein Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine oder eine Hochgeschwindigkeitsstelleinrichtung für ein Lufttaktventil im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine ist.Apparatus according to claim 13, characterized in that the electromagnetic actuator ( 1 ) is an electromagnetic valve drive for at least one gas exchange valve of an internal combustion engine or a high-speed adjusting device for an air-timing valve in the intake tract of an internal combustion engine.
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